1.上部结构设计中的问题
(1)框架-剪力墙结构及其连梁。在进行框架-剪力墙结构设计时,经常出现剪力墙布置不均匀的问题,甚至出现单肢刚度过大的剪力墙,从而导致应力过于集中,严重影响到建筑结构的安全性和稳定性,增大其被地震破坏的可能性[2]。另外,在设计与框架-剪力墙结构相连接的连梁等构件时,如果剪力墙布置不均匀或刚度参差不齐,就会极大增加连梁与框架-剪力墙结构的接触性结构设计难度。(2)梁支座。在建筑钢筋混凝土结构的设计中,很多设计人员将梁与柱子间或梁之间接触的梁支座部分作为不可转动的刚域,设计成固定支座,这样的设计在某些情况下是不合理的。例如,当框架-剪力墙结构的框架梁与剪力墙正面垂直相交,并且剪力墙对梁的约束力较弱时,就不再需要固定的支座。(3)其他设计细节问题。在钢筋混凝土的上部结构设计中,还普遍存在一些细节问题。例如,钢筋混凝土结构局部受力过大导致的挑梁变形与墙体外闪问题;钢筋混凝土结构的侧向位移没有满足规定的侧移限值要求问题;钢筋混凝土构件的钢筋保护层厚度取值问题;框架梁端纵向受拉钢筋配筋率问题等等。
2.裂缝问题
(1)结构裂缝。在钢筋混凝土浇筑过程中,不同构件间的刚度差异极易导致整体结构中形成刚度薄弱区,从而造成钢筋混凝土中出现裂缝,即为结构裂缝。这种裂缝多出现在建筑物墙角处及楼板的板端处。(2)构造裂缝。不规范的操作和不到位的技术是导致钢筋混凝土结构出现构造裂缝的主要原因。例如,混凝土的水灰比错误;浇筑混凝土时振捣不充分;模板位置发生变化;支架下沉;脱模过早;混凝土养护不利等。(3)温度裂缝。温度裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的裂缝,其形成原因主要是外界温度变化较大时,混凝土随着温差发生热胀冷缩,从而形成裂缝。温度裂缝多出现在建筑结构的屋面层。(4)收缩裂缝。混凝土结构在硬化过程中,会发生化学反应导致水分部分流失,从而造成混凝土收缩形成收缩裂缝。另外,在混凝土结构养护过程中,还会继续发生硬化、碳化和脱水现象,即使在达到28天龄期后也不会停止,这也会形成收缩裂缝。
3.优化钢筋混凝土结构设计的对策
3.1完善地基与基础设计
在进行建筑的地基设计时,天然地基应优先采用阶梯形独立基础,并在设计独立基础间的拉梁时,充分考虑梁坡上扩散角内土的重量,适当增大配筋或混凝土强度,从而保证独立基础间的拉梁结构具有足够的稳定性。对于有地下室的建筑,为防止地下室底板因整体沉降而产生开裂,应在设计时在地下室底板与持力层间采取褥垫处理措施;如果是天然地基,附加应力的影响会更大,这时就需要在地下室底板与持力层之间采取支护的保护措施[3]。另外,对于地下水位季节性变化较大的地区,还应综合考虑不同水位对底板的影响,求出包络图,再依据包络图做好建筑本身的防水和排水设计,并做好配筋设计。在计算配筋时,一定要对地下室底板和外墙采用统一的配筋计算方法,使其标准化和规范化。
3.2优化上部结构设计
首先,在进行框架-剪力墙结构设计时,应遵循多道设防的设计原则,并保证其结构布置及形状的规则性,使整个结构的各部分刚性一致,避免应力过于集中,从而提升钢筋混凝土结构的稳定性和安全性,增强其抵抗外来破坏力的能力。其次,对剪力墙的梁和柱的结构设计,应严格按照强柱弱梁、强剪弱弯和强大节点的要求进行,并在挑梁端头设置构造柱,将每层的挑梁连接在一起,有效避免挑梁变形和墙体外闪,从而提升建筑的抗震性。另外,梁的支座形式应根据工程具体情况来确定,有时设计为铰接支座更加合理,绝不可全部设计为固定式。
3.3加大裂缝控制力度
在进行钢筋混凝土结构设计时,对裂缝的防治处理也是其中的重要内容。在容易产生裂缝的部位应采用预应力混凝土浇筑方式,并在预埋管线时,利用设置支架的方式固定管线,同时在管线交叉部位应用固定接线盒,从而降低各种裂缝出现的几率,提高结构的整体稳定性和牢固性。
4.结束语
在设计中除了以上问题以外,还存在着诸多问题,而且涉及范围较广。因此,广大设计人员应严格遵循国家的有关规定,结合施工现场实际情况进行不断总结施工管理论文,从而在设计中充分发挥钢筋混凝土结构的优势,进一步提升钢筋混凝土结构设计的科学性与合理性。
作者:金世海 单位:渤船集团规划建设处
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