尤艷青 王秀紅
【摘要】鋼筋混凝土結構是現(xiàn)在建筑工程施工建設中常用的結構方式,并且為滿足人們多樣化需求,建筑造型與功能逐漸呈現(xiàn)智能化與多功能化,這在很大程度上提高了鋼筋混凝土建筑結構設計的難度,必須要在現(xiàn)有基礎上確定所存問題,從多個方面著手,在明確各影響因素的基礎上,提高設計效果。本文分析了房屋鋼筋混凝土建筑結構設計要點,并一出了相應的設計優(yōu)化措施。
【關鍵詞】房屋工程;鋼筋混凝土;結構設計
在對房屋鋼筋混凝土建筑結構進行設計時,一般不會完全按照規(guī)范要求來進行設計,更重要的是要從實際需求出發(fā),確定工程結構設計的要點以及不足,做好各項影響因素的控制,提高工程結構設計的有效性。并且,隨著房屋造型與功能的多樣化,想要提高結構設計效果,就需要針對常見的問題進行分析,如結構裂縫以及混凝土坍落度問題等,需要采取有效的措施進行管理,盡量避免外界因素對結構設計造成的不良影響。
一、房屋鋼筋混凝土結構設計要求分析
房屋鋼筋混凝土結構設計內(nèi)容主要包括薄殼結構、升板、大模板現(xiàn)澆結構等,要保證其具有良好的強度、耐久性、抗震性等特點,并且還要滿足造價低的要求。鋼筋混凝土結構承載能力是設計的要點,而承載壓力的實現(xiàn),主要就是在混凝土受力區(qū)域內(nèi)加入一定數(shù)量的鋼筋,完成外力的承載。對于房屋鋼筋混凝土結構的設計具有一定的規(guī)范要求,但是在實際設計過程中,經(jīng)常會因為各種因素的影響,如設計人員專業(yè)能力以及建筑建設要求等,最終在對結構某一部分進行設計時存在明顯的差異,但是在總體上都必須要滿足結構穩(wěn)定性需求[1]。在對房屋建筑來說,結構的抗震設計需要做好對房屋高度的管理,處理好壓力等因素,保證建筑結構安全性與可靠性滿足工程建設要求。
二、鋼筋混凝土結構設計重點管理問題
1.結構裂縫
裂縫是房屋建筑鋼筋混凝土結構設計與施工中常見的病害之一,對結構的強度與穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響比較大。造成結構裂縫出現(xiàn)的因素很多,主要可以分為兩個方面:一方面,外力因素。即房屋建筑混凝土結構澆筑完成后,在施工環(huán)境因素影響下,例如溫度過高,再加上養(yǎng)護處理不到位,造成結構表面水分喪失過快產(chǎn)生裂縫。另一方面,鋼筋混凝土內(nèi)部結構因素。此類因素主要是因為結構上設計不當,或者是工程施工管理不到位,如鋼筋配置設計位置不合理,或者是施工人員操作行為不規(guī)范,導致鋼筋擺放位置不合理,最終影響到鋼筋本身受力情況,在水泥澆筑后鋼筋受力產(chǎn)生形變,最終在結構內(nèi)部形成裂縫[2]。因此,在進行鋼筋混凝土結構設計時,必須要對各項影響因素進行綜合考慮,保證各項設計條件的合理性,降低裂縫產(chǎn)生的概率。
2.混凝土坍落度
混凝土質(zhì)量是影響房屋鋼筋混凝土結構設計與建設效果的主要因素,并且很多結構質(zhì)量問題都是因為混凝土與易性方面存在問題,影響到混凝土坍落度而出現(xiàn)問題。造成此類問題產(chǎn)生的因素比較多,例如在設計時忽視了結構建設對材料的要求,沒有正確處理水泥、水以及骨料等原材料的用量,使得配合比不合格。一般情況下混凝土坍落度要控制在50mm~60mm之間,其中對于高層建筑則需要將坍落度控制在100mm~140mm以下[3]。另外,在混凝土澆筑環(huán)節(jié)中,為需要做好對材料的振搗施工管理,合理控制振搗時間,控制其中含水量滿足結構建設需求。并且,為保證工程結構建設后可以長時間使用,必須要結合當?shù)厥┕きh(huán)境采取適當?shù)酿B(yǎng)護措施,降低外界因素對結構造成的影響。
三、房屋建筑鋼筋混凝土結構設計優(yōu)化措施
1.結構材料控制
結構材料的選擇與應用方法是否合理,在根本上影響了結構的最終建設效果,因此需要做好混凝土原材料的性能與質(zhì)量的控制,并做好沙、沙石以及水泥的用量,提前進行配合比試驗,確定出最優(yōu)的配合比方案。其中,水泥作為混凝土材料的重要組成程度,其水化作用會對整個結構產(chǎn)生影響,為降低水化作用的影響,應控制好水泥用量,并做好型號的選擇,可以摻加適量的摻合料,既能保證混凝土的強度要求,又可以減少水泥的用量,提高對水化作用的控制效果。另外,對于配筋鋼筋材料的選擇,應重點保證型號選擇的合理性,例如選擇U型鋼或者工字鋼來代替圓形鋼。
2.結構選型
在確定房屋建筑鋼筋混凝土結構型式時,應保證結構設計的合理性,既要保證結構具有較強得承載能力、抗震能力以及安全性能等,還應能夠提高空間應用的效率。針對此可以選擇用大開間剪力墻結構體系,通過設計將梁柱進行隱藏,減小了對空間的影響,并且具有更好的隔音效果。如果選擇用鋼制模板,在進行施工時,墻面與樓板表面平整度高,并且不需要在濕作業(yè)的環(huán)境下抹灰,整個施工工藝更為簡單。并且,此種結構形式與其他結構相比,無論是用鋼量、施工成本以及施工工期等都更具優(yōu)勢,并且同時具備整體性強以及側向剛度大等優(yōu)點,提高了結構對水平荷載的承受力。另外,對于部分新型房屋建筑的建設,也可以選擇用短肢剪力墻與筒體或者一般剪力墻結構的形式,在建筑平面布置上具有更大的靈活性,并且可以有效節(jié)省鋼筋與混凝土用量,達到降低工程造價的目的。
3.加強結構構造
為滿足現(xiàn)代房屋建筑功能與造型多樣化的需求,在進行鋼筋混凝土結構設計時,必須要做好結構造成的強化工作,提高工程結構的耐久性以及安全性。一方面,對于大跨度柱網(wǎng)框架結構,尤其是樓梯間框架柱,受樓梯臺梁連接影響,一般樓梯間柱都設計成短柱,這樣為保證結構安全性,就需要適當加密柱箍筋[4]。另一方面,對于部分框架結構長度超過設計規(guī)范的工程結構,如果建筑功能要求不能留縫,這樣就需要進行混凝土補償澆筑,提高結構的完整性。除了要對鋼筋混凝土結構設計進行強化外,還需要做好各細節(jié)以及突發(fā)情況的管理,保證結構設計結果可以滿足任何外界因素的干擾,建筑框架結構可以抵抗大部分外界影響力。
4.建筑結構基礎設計
一方面,對于結構基礎設計,應對工程施工現(xiàn)場所有信息進行綜合分析,包括地下水位、地質(zhì)勘察、結構功能、施工條件以及結構類型等。在對各項因素進行綜合分析后進行設計,保證建筑物不會出現(xiàn)允許值外的沉降與傾斜,可以滿足工程正常使用需求。另一方面,建筑結構抗震性能設計,需要做好建筑平面布置,提高布置結果的規(guī)則性,并合理選擇鋼筋混凝土結構體系。平面的設計要盡量簡單并對稱,盡量避免出現(xiàn)偏心情況,剛度中心與質(zhì)量中心應盡量重合。并且對于質(zhì)量比較大的跨間,在進行結構設計時,不應布置在結構單元邊緣位置,應盡量縮小與剛度中心的距離。另外,對于鋼筋混凝土結構來說,傳力距離越短越直接,結構所具有的工作效力越高,并且所需花費的鋼材也越少,工程造價越低。因此,在房屋建筑工程結構平面布置中,應盡量保證柱網(wǎng)按照開間等跨與進深等距布置,充分利用連續(xù)梁受力特點,降低結構中的彎矩,達到提高結構剛度的目的。
結束語
在對房屋建筑鋼筋混凝土結構進行設計時,除了要按照相關規(guī)范來進行外,更重要的是從實際需求出發(fā),處理好各項因素與問題,從多個角度進行研究,采取合理的設計方式,提高結構設計的合理性,在保證結構滿足建設要求的基礎上,降低工程造價。
參考文獻
[1] 趙挺生,龍奮杰,方東平,顧祥林,張譽.鋼筋混凝土建筑結構施工短暫狀況設計分析[J].工程力學,2004,04:39-44.
[2] 劉偉權.試論房屋鋼筋混凝土建筑結構設計[J].中國新技術新產(chǎn)品,2012,15:173-174.
[3] 宋士忠.鋼筋混凝土建筑結構設計中的關鍵點分析[J].河南建材,2014,02:97-98.
[4] 金韓彪.鋼筋混凝土建筑結構抗震設計[J].江西建材,2014,21:40.