楊濟(jì)時(shí)

摘 要：本文結(jié)合實(shí)際分析了混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題，提出了相應(yīng)的對(duì)策，供大家參考。

關(guān)鍵詞：混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；存在問題；對(duì)策

鋼筋混凝土作為結(jié)構(gòu)材料在工業(yè)文明的潮流下廣泛得到應(yīng)用，因?yàn)槠浔旧淼牟牧咸匦詢?yōu)于其他結(jié)構(gòu)材料而在房屋建筑和土木工程中也得到空前的應(yīng)用和發(fā)展，而后相繼在材料、設(shè)計(jì)方法、制作工藝、施工技術(shù)等方面也大顯身手。目前，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市面貌日新月異，一棟棟高樓大廈拔地而起。混凝土也已經(jīng)成為我國工程建設(shè)中最主要的結(jié)構(gòu)材料之一。隨著我國建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，隨之建筑功能的不斷豐富，新穎的造型，致使工程設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，但目前的設(shè)計(jì)周期普遍偏短，也使設(shè)計(jì)文件中普遍存在某些質(zhì)量問題，因而在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，一些影響混凝土質(zhì)量的問題必須引起工程設(shè)計(jì)人員的重視。

1 建筑物地基設(shè)計(jì)過程中存在的問題

1.1 地下室底板和外墻配筋計(jì)算時(shí)， 往往假設(shè)條件與實(shí)際情況不符。例如地下室外墻配筋計(jì)算：有的工程外墻配筋計(jì)算中，凡外墻帶扶壁柱的，不區(qū)別扶壁柱尺寸大小，一律按雙向板計(jì)算配筋，而扶壁柱按地下室結(jié)構(gòu)整體電算分析結(jié)果配筋，又未按外墻雙向板傳遞荷載驗(yàn)算扶壁柱配筋。按外墻與扶壁柱變形協(xié)調(diào)的原理分析，其外墻豎向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墻的水平分布筋有富余量。建議：除了垂直于外墻方向有鋼筋砼內(nèi)隔墻相連的外墻板塊或外墻扶壁柱截面尺寸較大（如高層建筑外框架柱）之間外墻板塊按雙向板計(jì)算配筋外，其余的外墻宜按豎向單向板計(jì)算配筋為妥。

1.2 天然地基錐體獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題， 有的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)錐體斜面坡度大于1：3，該錐體部分砼很難振搗密實(shí)，現(xiàn)場施工往往是砼自然堆上，采用鏟子或抹灰刀拍搗成形，其錐體部分的砼很難達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。因此建議優(yōu)先采用階梯形獨(dú)立基礎(chǔ)，利于施工，才能更好地保證施工質(zhì)量。

1.3 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)之間的拉梁， 如同時(shí)又是首層維護(hù)墻的承重梁的時(shí)候，不應(yīng)該再簡單地按拉梁進(jìn)行設(shè)計(jì)。而且在考慮荷載時(shí)，要考慮梁上皮以上土擴(kuò)散角之內(nèi)的土重。

1.4 現(xiàn)在不論是在城市建筑中還是農(nóng)村建筑中基本都會(huì)有地下室，而在地下室的設(shè)計(jì)問題上容易讓設(shè)計(jì)者們忽略隨著時(shí)間的增長樓體下沉所引起的附加應(yīng)力對(duì)地下室的影響，特別是柱下獨(dú)立基礎(chǔ)帶梁板式的地下室的地板設(shè)計(jì)。在實(shí)際生活中地下室的地板以及柱下獨(dú)立基礎(chǔ)一旦受到整個(gè)樓體的負(fù)荷作用就會(huì)出現(xiàn)變形下沉。在地下室的設(shè)計(jì)中如果沒有考慮到樓體的下沉問題，那么一旦發(fā)生下沉就有可能造成地下室地板因不能承受如此大的壓力而開裂。特別是那種采用天然地基的建筑物，影響將更大。對(duì)于那些不會(huì)產(chǎn)生太多下沉量的工程可以采用在地板和受力層之間采用褥墊處理。

1.5 在建筑物地下室的設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮到地下水位的問題，地下水位的上漲并不是人為可以控制的，此現(xiàn)象的發(fā)生對(duì)于地下室甚至整個(gè)樓體都會(huì)有一定的影響。所以在設(shè)計(jì)的過程中對(duì)于室外地坪之下的部分，外部的輪廓應(yīng)盡量的簡潔，這樣有利于進(jìn)行建筑的防水工作。特別是柱下承臺(tái)的形式。地下室的柱下承臺(tái)會(huì)使基槽地模的形狀變的復(fù)雜形成很多的陰陽角，就會(huì)造成防水工作的施工難度，延長施工時(shí)間，質(zhì)量無法保證的同時(shí)工程造價(jià)也會(huì)相應(yīng)的增加。此時(shí)，我建議大家可以使用反承臺(tái)法，具體做法是地下室地板應(yīng)與承臺(tái)下皮標(biāo)高相等。在地下室的內(nèi)部做覆土。這樣會(huì)使基槽地膜形狀簡單，有利于保證施工質(zhì)量，減少了施工時(shí)間。覆土的重量會(huì)平衡掉地板上的水浮力。

2 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中存在的問題

2.1 框剪結(jié)構(gòu)，剪力墻的布置要均勻，不要出現(xiàn)單肢剛度過大的剪力墻，以免應(yīng)力過于集中，一旦破壞，將構(gòu)成嚴(yán)重影響。而且，與之相關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)，連梁等構(gòu)件的設(shè)計(jì)難度都會(huì)加大。剛度較大的第一級(jí)別的剪力墻 （同一級(jí)別的剪力墻是指剛度相近， 比值小于 2 時(shí)的墻肢），其墻肢數(shù)不應(yīng)少于 4 肢。另外，當(dāng)遇到中震時(shí)，我們應(yīng)考慮第一級(jí)別的剪力墻進(jìn)入塑性后，還應(yīng)有小級(jí)別的剪力墻來維持建筑物變形不致過大，產(chǎn)生次生災(zāi)害。這就是多道設(shè)防的概念。但當(dāng)遇到大震時(shí)，小級(jí)別的剪力墻也進(jìn)入塑性階段后，建筑物基本已經(jīng)破壞了。此時(shí)，我們應(yīng)該通過我們的設(shè)計(jì)有選擇地讓梁破壞，從而保證柱子的完整性，來保證建筑不倒，或緩倒，以爭取時(shí)間，減少人員的傷亡。這就是我們說的延性設(shè)計(jì)。

2.2 框剪結(jié)構(gòu)的連梁設(shè)計(jì)很重要，但我們看到，目前很多設(shè)計(jì)在這個(gè)環(huán)節(jié)上做的并不好。有的是因?yàn)橹匾暡粔?，有的是?yīng)為認(rèn)識(shí)不足?，F(xiàn)在我把我在這方面的經(jīng)驗(yàn)簡單介紹一下。首先，什么是連梁呢？簡單的說，就是那些連接兩片剪力墻，一旦遇見地震等災(zāi)害，建筑晃動(dòng)時(shí)首先受力的是剪力墻，它分擔(dān)大部分的力量，通過自身的損傷來達(dá)到承重，保護(hù)其他部件的目的。達(dá)到這些要求的，設(shè)計(jì)者才會(huì)將其規(guī)劃做連梁使用。

依據(jù)它的這些優(yōu)點(diǎn)，要特別注意幾點(diǎn)：

2.2.1 不應(yīng)該以增加剛性為全部目的，否則會(huì)引起另一個(gè)問題——彈性不夠。彈性不夠產(chǎn)生的危害是緩沖不到位，一旦遇到寸勁之類的力量無法及時(shí)回旋，將周圍的部件震裂。

2.2.2 我國現(xiàn)行結(jié)構(gòu)規(guī)范中規(guī)定，連梁上不許搭框架梁。這句話說得不嚴(yán)謹(jǐn)，更準(zhǔn)確的定義應(yīng)該是，不準(zhǔn)搭重要的豎向承重構(gòu)件。因?yàn)樵O(shè)計(jì)連梁會(huì)在遇到中震或大震時(shí)，首先開裂，所以它的抗剪能力也會(huì)急劇下降，如果此時(shí)它還承受著很大的豎向荷載，就會(huì)引起連鎖破壞。

2.3 “強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)大節(jié)點(diǎn)”，是我們鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)延性設(shè)計(jì)的基本原則。但在震害調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，我們?cè)O(shè)計(jì)的“強(qiáng)柱弱梁”的延性破壞機(jī)制有時(shí)難以實(shí)現(xiàn)，這是因?yàn)槲覈摹督ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)一、二、三級(jí)框架節(jié)點(diǎn)的“強(qiáng)柱弱梁”設(shè)計(jì)有以下要求：

∑Mc=η∑Mb

∑Mc-節(jié)點(diǎn)上下柱端同向彎矩之和，∑Mc-節(jié)點(diǎn)左右梁端同向彎矩之和，η-柱彎矩增大系數(shù)，7 度區(qū)的多層框架抗震等級(jí)為三級(jí)η=1.1，但這僅針對(duì)于小震彈性設(shè)計(jì)；當(dāng)建筑遭受“中震、大震”時(shí)，由于地震作用，框架梁、柱的彎矩增大很多，而框架梁端彎矩為豎向荷載和地震作用產(chǎn)生的彎矩之和，其增大比例相對(duì)柱要小很多，由于鋼筋的超強(qiáng)效應(yīng)過大，因而造成框架節(jié)點(diǎn)處梁受彎承載力大于相對(duì)應(yīng)柱正截面承載力而出現(xiàn)柱鉸。

2.4 關(guān)于若干關(guān)于結(jié)構(gòu)上的具體問題。應(yīng)特別關(guān)注。如對(duì)于不同的地理環(huán)境，天氣條件需要對(duì)混凝土部件的厚薄大小做出調(diào)整?？蚣芰憾丝v向受拉鋼筋配筋率大于2%時(shí)， 箍筋直徑應(yīng)按要求增大2mm；框架梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值偏??；框架梁高小于 400 時(shí)加密區(qū)箍筋間距偏大（如采用 @100，小于梁高的四分之一）；框架梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于 2.5%；此多種問題的正確處理保證了大體工作得以通暢執(zhí)行。從小的問題嚴(yán)格把握來確保大問題準(zhǔn)確無誤的進(jìn)行，所以應(yīng)嚴(yán)肅考慮進(jìn)去。

3 結(jié)束語

人們不但要求質(zhì)量過關(guān)及寬敞明亮符合人類的生存對(duì)舒適的要求，更要求審美，綠化，節(jié)能，有文化含量等。這迫使加工工藝也變得越來越高科技化，不斷創(chuàng)新，不斷向著更高級(jí)的方向發(fā)展，這需要設(shè)計(jì)人員不斷加深對(duì)文化內(nèi)涵的理解并且積累大量豐富的經(jīng)驗(yàn)，但不因循守舊，創(chuàng)造出新鮮，愉悅更多人，吸引更多消費(fèi)者的建筑理念。更要在實(shí)際操作中能夠過關(guān)，質(zhì)量過硬，目前來說，保證工程堅(jiān)固程度的一項(xiàng)技藝是“鋼筋混凝土”，本文作者希望通過自己多年來的經(jīng)驗(yàn)將這一技藝細(xì)化分解說明，使更多人能夠了解其中的道理，為建筑事業(yè)做出理論貢獻(xiàn)。本文章主要通過講述“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”在設(shè)計(jì)上的問題來映射出建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的其他問題。只有每一個(gè)建筑參與者嚴(yán)格地做好自己的本職工作，把人民群眾的安全放在第一位，在自己的工作領(lǐng)域不斷的學(xué)習(xí)進(jìn)步，才能成為一個(gè)合格的建筑者，才能成為被社會(huì)所認(rèn)可的人才。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 朱炳寅，等.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法及實(shí)例分析[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2007.