鋼筋混凝土在建筑結構設計中的應用探析

摘 要：在城市建設不斷發展的過程中，建筑業發展的十分快速，越來越多的建筑在城市中興建起來。隨著建筑業的不斷發展，對于建筑的質量有了更高的要求。由此在建筑設計階段，對于建筑的結構設計更為重視，結構設計的穩定性直接關系到建筑的質量。混凝土是建筑工程中的主要施工材料，所以在結構設計階段對于混凝土的設計關系到整體結構，如何更加全面的發揮混凝土的性能，使建筑結構設計更加的完美，為建筑業的發展做出更大的貢獻，文章對此做出了探討。

關鍵詞：鋼筋混凝土；建筑結構設計；應用分析

在建筑工程中，混凝土作為主要的施工材料對建筑的結構具有非常重要的影響。由于鋼筋混凝土具有非常強的抗剛性和延展性，所以在建筑工程中廣泛的應用。在對建筑工程的結構進行設計階段，應該根據建筑所處的地理環境與業主要求等，設計出符合實際情況的方案。但是在實際的設計階段，由于受到設計師個人水平以及經驗的限制，對建筑的設計風格以及理念都會出現不同，由此在進行設計時，就會有不同的處理方法，直接導致建筑設計方案出現不合理性，最終導致建筑的結構質量受到影響。經過對以往設計施工的經驗總結，提煉出以下一些想法，以供同行參考。

1 鋼筋混凝土結構的原理和特性

在建筑工程當中所采取的鋼筋混凝土主要是指在混凝土內部配有鋼筋而制成的結構形式。在整棟建筑當中的主要承重構件是由混凝土制造的，在承重的過程當中有鋼筋承受拉力，混凝土承受壓力，二者通過有機結合，達到建筑所需要求。鋼筋混凝土的結構具備著堅固、耐久和防火性能好等優點，并且在造價上要比鋼結構節省很多，所以現在鋼筋混凝土結構在我國的建筑當中被廣泛的應用。

1.1 鋼筋混凝土結構的原理

完全由混凝土組成的結構，在抗壓性和抗拉性方面存在很大的沖突，如果具有很好的抗壓性，那么在拉應力方面必然承受不了，所以說為了對混凝土的性能進行改善，以便更好的適應建筑的需求，在混凝土中加入了鋼筋，構成鋼筋混凝土，大大的增強了混凝土的性能，在抗應力方面有了很大的提升，對建筑結構的質量有重要的作用。在構成鋼筋混凝土之后，混凝土部分承受一定的抗壓性，里邊的鋼筋承受拉應力，二者可以有機的結合在一起，共同可抗外界的應力，大大的提升了混凝土的性能。

1.2 鋼筋混凝土的特性

鋼筋混凝土的特性主要表現在混凝土在收縮和蠕變的過程中。在混凝土硬化進行自動的收縮過程中會受到內部鋼筋的影響，這樣就會在混凝土中產生拉應力，其內部的鋼筋產生壓力，這是在鋼筋混凝土的設計比例時所必須要考慮的問題。同時由于混凝土的拉應力很低，即使在內部配備鋼筋之后，還是改變不了這一情況所以需要對混凝土預加施加壓力。最后一點是混凝土的物理力學屬性在-40～+60℃之間不會出現較大改變，不影響正常使用，但是如果建筑地區氣溫高于或是低于適合溫度時，就需要對混凝土進行必要的處理。

2 鋼筋混凝土結構設計的要求

對于建筑的結構設計應該根據建筑所處的地理環境和所使用的材料來進行不同的理念區分，由于每個地域在對建筑的風格、對建筑結構的需求以及政府的政策法規等不同，所以建筑設計師的設計理念會受到影響，由此，在進行建筑設計時會出現很大的差別。在我國來講，對于建筑結構進行設計時，主要是考慮到建筑的穩定性，那么根據我國的地理環境分析，穩定性主要體現在抗震性方面，所以在進行結構設計的過程中，要對建筑的抗震性給予一定的重視。對于建筑的尺寸比例，需要精確的計算，關乎到建筑橫豎方向的荷載，能夠更好的承受來自各方面的應力。

3 鋼筋混凝土結構設計的措施

3.1 鋼筋混凝土結構的選擇

在對建筑進行結構設計的過程中，由于所處的地理環境不同，地域風俗不同，所以在設計的時候，設計的風格和設計理念也會有所不同，這就需要對當地的地理環境有充分的調查了解，對風俗習慣以及城市文化進行研究，然后結合建筑的抗震性要求進行結構設計。在我國的結構設計中，一般都會采用鋼筋混凝土剪力墻的設計方式，這種結構設計不僅施工周期短，工程成本低，并且在施工之后室內的面積會很大，最重要的是在抗震和隔音效果方面具有非常強的性能，所以這種結構設計方式在我國的建筑工程中應用的比較廣泛。

3.2 鋼筋混凝土結構剛度的處理

為了適應當今社會經濟的發展要求，建筑物已經向高層和超高層的方向發展。由于建筑層數的增多，為了保證建筑物整體的剛度，就需要對建筑物的位移進行一定的控制。建筑物的整體豎向荷載對于建筑物的抗震性能有很大的影響，在具體的設計過程當中是讓建筑物的剛度大些還是延性大些，不同的建筑結構設計人員有不同的設計方案。在目前大多數的高層建筑住宅當中，由于房間布置的整體要求，導致剪力墻布置較多，并且墻壁較厚。但是在地質條件較好的地區，這樣設計就存在著很大的浪費問題，所以在建筑物的建設設計當中可以將建筑物的主體結構設計得相對柔些，在滿足建筑物位移的要求之后，對于地震所造成的危害也降到了最低，更節省了經濟的開支。

3.3 鋼筋混凝土加固方法的應用

鋼筋混凝土的加固方法主要有兩種：①碳纖維加固的辦法，碳纖維加固的辦法主要是采用抗拉強度極高的碳纖維通過環氧樹脂的粘結劑粘貼在需要補強的結構上，形成一個新的復合體。使原有的混凝土提高強度、剛度和抗裂性的方法。雖然這種方法對于混凝土的整體性能提高有很大的幫助，但是這種方法對周圍的環境有一定的限制，且需要在加固之后進行后期的防護處理，如果采取的防護措施不當，則很容易造成火災隱患。②預應力加固的辦法，這種方法的工作原理是通過預應力的手段強追后加部分拉桿或撐桿受力。從而改變混凝土內力分布，并降低原結構的應力水平。得以讓一般加固結構當中所特有的應力應變滯后現象得到完美的解決。因此這種加固的方式在重型結構或者是大跨度構件的混凝土構建中得到了廣泛的應用，并取得不錯的效果。

4 結束語

在建筑工程中，由于鋼筋混凝土是主要的施工材料，構成了建筑的主要框架結構，所以鋼筋混凝土的性能非常重要，直接影響到建筑的整體質量。由于鋼筋混凝土具有很強的性能，在應力方面具有很強的抵抗性，所以對于建筑的結構設計具有非常重要的影響。在對建筑進行結構設計的過程中，應該對當地的地理環境進行充分的考察，然后在抗震性方面仔細的研究，對建筑結構的各比例進行科學的計算，確保建筑結構設計的科學性和合理性，為我國建筑的質量打下堅實的基礎。

參考文獻

[1]陳平.大跨度鋼筋混凝土結構設計方案比選-仿生建筑技術蜂巢芯空腹密肋樓蓋在上海跨國采購中心基地的應用[J].科技創新導報，2011（1）.

[2]王玉芹，高秀麗.淺談在鋼筋混凝土高層結構設計中的注意事項[J]城市建設理論研究（電子版），2011（36）.

[3]涂安華.民用建筑優化鋼筋混凝土結構設計的措施探討[J].商品與質量：學術觀察，2012（9）.

[4]吳玉強，甄真.鋼筋混凝土剪力墻結構設計中的問題探析[J].城市建設理論研究（電子版），2012（7）.