1钢筋混凝土结构定义和基本原理
1基本原理
混凝土结构在钢筋和混凝土两种不同性质材料的有效结合作用下,能够充分发挥混凝土抗压强度和钢筋抗拉强度的优势,有效地掩饰掉彼此的缺陷。在二者共同抵抗外力的作用下,提高建筑结构中梁和板的承载能力。
2钢筋混凝土结构设计中存在的问题及改进措施
虽然钢筋混凝土结构在两种材料的共同作用下,产生了非常巨大的承载能力,可是在结构设计中仍然存在一定问题。包括地基与基础设计问题和上部结构设计中的问题。下面将从以上两个方面分别论述相关设计问题及改进措施。
2.1地基与基础设计中的问题及改进措施
(1)对于有地下室的建筑物来讲,地下独立基础设计中容易忽略由建筑物沉降引起的附加应力的影响。极有可能导致地下室底板因承载能力不够,引起混凝土产生裂纹。尤其对于采用天然地基的房屋建筑来讲,该种问题尤为突出。尽管这种地面沉降问题必不可免,但是对于沉降量较小的房屋建筑而言,可以在地下板与持力层之间布置褥垫等处理措施。
(2)对于有地下水的建筑物而言,地下水位较高的情况下,应该十分注意建筑防水与降水功能,尤其是对于柱下承台的形式基础而言,更要重视这个问题。在柱下承台形式的影响下,基槽地模形状及其复杂,产生了更多的阴阳角和放坡,一定程度上加大了防水措施的施工难度。为了提高有地下水位建筑物的防水功能,在进行防水措施施工前,应该尽量考虑不同季节下的水位对建筑物的影响。求出包络图,依据包络图显示的水的运动规律设计防水措施。同时,也应该尽量减少柱下承台基础产生的阴阳角和放坡,降低施工难度。
(3)地下室底板与外墙配筋的计算中,经常产生假设条件与实际情况不符的情况。通常情况下,在地下室底板与外墙配筋的计算中,地下室底板配筋的计算方式与外墙配筋的计算方式不相符。在外墙配筋的计算中,采用底部固结和顶部铰接的计算模型,可是在底板配筋计算中却采用单向板计算方式。以致于配筋计算中,经常产生结算结构与实际情况不相符的问题。解决这个问题的最好措施就是统一配筋的计算方法,使其标准化和规范化。什么情况采用底部固结和顶部铰接的计算模型,什么情况采用单向板计算方式,制作一个统一的规范,能够避免或杜绝该种问题的发生。
(4)在天然地基锥体独立基础设计中,基础坡面的坡度经常不小于1∶3比例。导致混凝土的捣实工作很难做到位,经常采用人工拍打振捣。这种方式下产生的混凝土不具有一定程度的强度。因此,建议不要在天然地基上采用椎体独立地基,应该尽量优先选择阶梯型基础。
(5)在设计地下独立基础之间的拉梁的时候,经常简单地按照普通的拉梁设计,没有将其他影响因素考虑在内。要想保证拉梁结构具有足够的稳定,应该考虑到梁坡上扩散角内土的重量。
2.2上部结构设计中的问题及改进措施
(1)框架-剪力墙结构设计问题。
在框架-剪力墙设计中,剪力墙有时会出现布置不均匀,单肢刚度过大的问题,连带着影响梁板等构件的设计。以致于应力过于集中,一旦发生应力破坏,将会产生严重的后果。因此,在进行框架-剪力墙结构设计的时候,全面考虑上述问题产生的原因,避免产生这种问题。采用第一级别刚度的剪力墙时,其墙肢数应该大于4,避免应力过于集中。遵守框架结构“多层设防”的设计原则,层层设防。使剪力墙在共同抗外力作用下,增强防御能力,抵抗外来的破坏力。同时,还需要遵守“做大放小”的设计原则。将剪力墙的梁和柱的结构设计成“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的形式。倘若遇到地震等自然灾害的破坏,这样的结构设计可以为人们争取更多的逃生时间。
(2)“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的结构设计要求难于实现。
为了避免采用“强柱强梁”和“强剪强弯”结构设计带来的巨大破坏力,采用了“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的结构设计原则。可是在实际社会中,这种结构设计方式的延性设计理念很难实现。尤其,我们国家《建筑抗震设计规范》中所规定的内容,大多情况仅适用于轻度震级的地震。一旦发生大地震,钢筋混凝结构中的梁和柱在地震巨大的作用下,是很难保证梁先倒塌,柱后倒塌的。因此,有必要进一步修订我国《建筑抗震设计规范》。制定更为完善的建筑抗震设计要求,进一步研究如何使“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的结构设计原则,更加满足于高震级地震的防御和应急需求。
(3)挑梁变形,墙体外闪问题。
由于钢筋混凝土结构局部受力太大,造成出现挑梁变形,墙体外闪问题。针对这种问题,可以在悬挑的挑梁端头设置构造柱,通过构造柱将每层的挑梁连接在一起。这种结构设计产生直接效果,就是有效消除了挑梁的变形和墙体外闪问题。因为,即使某局部位置受力过猛,也可以通过挑梁将力量传到其他各层结构中,达到了分散压力的效果。
(4)其他问题。
除了以上关于上部结构的重大设计问题,其余主要是一些细节问题。例如,不同条件下的钢筋混凝土构件的钢筋保护层厚度的取值问题,框架梁端纵向受拉钢筋配筋率问题。这些钢筋混凝土结构设计中细节问题,在建筑结构设计规范中都会有明确的标注。因此,设计人员在设计的时候应该注意了解规范要求。根据要求设计钢筋混凝土结构,避免出现不必要的失误。
3结语
在钢筋混凝土房屋结构设计中主要存在地基与基础设计问题和上部结构设计问题。其中,地基与基础设计问题主要涉及带有地下室和地下水位的钢筋混凝土结构问题。上部结构设计问题主要设计框架-剪力墙结构问题,“强柱弱梁”和“强剪弱弯”结构设计问题,挑梁变形和墙体外闪问题,以及一些其他细节问题。为了有效避免这些设计问题的产生,可以借鉴以上改进措施。
作者：李一民 单位：中铁合肥建筑市政工程设计研究院有限公司
1房屋设计中的常见问题
1.1地基与基础设计问题
施工之前只对地面以上建筑结构进行详细设计，对于地基的处理只是凭借经验进行。任何房屋建筑在进行施工之前都要进行地基处理，但是真能做到正确进行地基处理的很少，一般都是根据周边房屋建筑时对地基的处理方法或者建筑公司常用的对地基处理方法进行地基处理。这样的经验处理方法危害很大，因为不同的建筑，对地基处理的要求不同，并且不同的地方，地质不同，处理方法就更要不同。所以在进行建筑之前，应对施工现场的地质进行详细勘测，综合多方面的资料，详细进行分析，最后在地基设计完成之后再进行地面以上建筑设计。设计者对地基换土垫层的重要性认识不足，凭经验处理。设计者都明白在地基设计时要注意地基承载力，所以一般在地基挖掘一定深度后铺垫砂石，加强承载力。但期间未对砂石层的宽度、厚度以及铺垫砂石层的深度进行确定，这样做既不安全也不经济。
1.2构造柱设计问题
构造柱在砖混结构建筑中起着重要的作用，不仅能够提高墙壁的抗剪能力，同时与固梁的连接结构使得墙体裂缝不能进一步展开，维持了纵向承载力，使建筑具有较好的抗震功能。构造柱虽然有承重作用，作用巨大，但构造柱不是承重柱，不能将其当作承重柱用，现实中很多设计都违背了这一原则。构造柱当做承重柱以后，不但不能起到防震作用，反而会成为地震时房屋损毁的罪魁祸首。因为当作承重柱后，构造柱提前受力，降低了应有的对建筑物各结构的拉结和约束作用，一旦遭受地震，应力集中，很容易损坏。
1.3承重柱设计问题
承重柱设计的主要问题是承重截面太小，无法满足要求。承重柱截面太小是最常见的问题。在建筑中我们很少发现承重柱截面过大现象，即使非常庞大的一个建筑，里面的承重截面也是很小。这是因为房屋的建筑者和需求者都希望得到美观、大方的效果，如果承重柱按照实际承重进行设计，那么很可能墙体表面就会有很大出壳，影响整体效果。但是承重截面设计太小的直接后果就是梁柱线刚度比加大，这样设计存在很大的安全隐患。在受力时，悬梁与柱子交界处会因为受力面积太小，造成压强过大，从而产生裂缝，时间久了有发生倒塌的危险，在遭受地震时情况更加危险。
1.4连续梁设计问题
连续梁设计的主要问题是设计者将连续梁按单梁进行设计。这种情况常常发生在房屋的阳台边梁设计上。房屋阳台边梁所承受重力、负荷较小，设计者抓住这一点在进行设计时便将连续梁按照单梁在图纸上进行设计，省时省力。但是这样做的直接后果将是建筑施工时在梁的支座处上部配置的负筋量将远远小于连续梁的状况。这样做的后果将是梁的支座处受拉区拉力明显增大，经过一段时间支座处受拉区便会出现竖向裂缝，经过一段时间，最后梁上部栏板处也会出现明显的竖向裂缝。如果边梁长度较小，这个问题导致的后果不会非常严重，但是如果边梁很长，自身质量很大，再加上外界应力，那么问题将会越来越严重。并且阳台边梁多数直接暴露在室外，会经历四季环境变迁，受到风吹日晒，温度变化较大，对梁的收缩性能要求较高。当连续梁按照单梁设计以后，温度发生变化时梁体进行伸缩，但是由于是单梁连接，其伸缩受到另外一个单梁的约束，伸缩范围有限，同时在一定范围内也会受到挑梁的约束，从而在梁体产生伸缩应力，该应力将直接作用于梁上已经有裂缝或者梁体脆弱处，致使梁的整个支座附近沿整个梁截面四周裂缝贯通，梁体的刚性降低，成为松散的小支撑块，承重能力严重下降，直接影响使用安全。
2房建设计出存在问题的解决对策
针对存在的这些房建设计问题，首先要从管理的角度出发，对房建设计工作引起足够的重视，加强对房建设计的管理，只有这样才能保证房建设计的质量。要保证房建设计，要遵行一定的原则，综合利益是必须要考虑的原则，房建设计的质量不仅仅直接关系着建筑企业的经济利益，也对居住者有着直接的影响。因此在进行房建设计的时候，要保证各方面都符合规范要求，就必须考虑各方面的综合利益。除了在一定的原则下进行房建设计，还必须加强对房建设计的管理。首先要建立起房建设计的管理体系，并重视对设计人才的培养，培养人才的各方面素质。只有从人才培养的角度出发，才能从根本上提高房建设计的质量。要解决房建设计的结构问题、质量问题以及安全环保问题，首先必须在思想上提高对这些问题重视，使得设计师们在设计过程中就重视房建设计的各项标准，重视设计的各项细节，保证设计质量。要解决这些问题，除了在思想上提高设计人员的重视，还必须采取具体的措施，具体说来有以下几点：①在结构问题方面，设计师在进行房建设计的时候要重视各项验算，必须要验算合格以后才能进行下一步设计，确保结构设计的严谨性和安全性。尤其是在进行受力分析的时候，不能因为追求计算简化而不顾结构设计的安全性，就省略某些步骤。②在质量问题方面，要从人才的角度出发，提高人才重视细节设计的意识，只有保证各方面的设计都是严谨的，才能保证设计的质量符合现行的规范要求。这就要求设计师们必须加强对现行规范的学习和了解，只有充分了解了现行的设计规范，才能从根本上保证房建设计的质量符合要求。③对于安全问题的解决，首先就必须要有一足的预见性，要对周围的地质情祝和当地的气候有深入的了解，只有这样才能更有效地预测建筑物日后可能出现的灾害。比如在地震多发地段就要高度重视抗震防火方面的设计，保证房建设计符合国家规足的抗震要求，在最大程度上实现防范于未然。除了解决目前存在的结构设计问题、质量问题以及安全问题，还必须考虑近几年的热点，也就是节能设计。房建设计必须要重视节能设计，对周围存在的各种资源进行充分利用，最大程度地实现节能，这是房建发展的必然要求和趋势。而目前也是我国房建设计的弱项，需要设计师们学习国外的先进经验，并充分运用到我国的房建设计中去，从而使我国的房建设计水平更上一个层次。
3结束语
目前我国的房建设计并不够完善，还存在着很多问题，不利于我矿井机电论文国的房建发展，所以需要采取一定的有效措施来解决这一问题。本文首先就从实际中的问题出发，简单说明了存在哪些设计漏洞，然后从管理角度出发来谈这些问题的解决措施，希望能推动我国的房建发展。目前房建设计在结构设计、质量方面以及安全方面都存在着一定的问题，需要对以前存在的问题进行经验总结，以便提出有效的解决措施。
作者：徐锐锋 单位：黄冈强源电力设计有限公司
