混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題分析及對(duì)策制定

【摘要】近年來(lái)，我國(guó)建筑的施工期鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)安全事故頻發(fā)，混凝土結(jié)構(gòu)的可靠設(shè)計(jì)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究重點(diǎn)。通過(guò)對(duì)施工期混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題解決，比如裂紋問(wèn)題及其控制和梁支座結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)，可以提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑質(zhì)量，保證民生工程的安全和經(jīng)濟(jì)效益。本文將根據(jù)實(shí)例，對(duì)筋混凝土結(jié)構(gòu)的問(wèn)題分析及對(duì)策制定，談?wù)勛约旱膸c(diǎn)認(rèn)識(shí)。

【關(guān)鍵詞】鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 問(wèn)題 對(duì)策

雖然我國(guó)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)具備了相當(dāng)?shù)牟僮饕?guī)范，逐步形成了體系，但在實(shí)際設(shè)計(jì)與應(yīng)用中，還存在一些值得探討的問(wèn)題和相當(dāng)?shù)奶嵘臻g。工作人員要更好地落實(shí)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)范，努力做到安全實(shí)用、科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更加先進(jìn)和安全。下面將從以下幾個(gè)方面具體分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問(wèn)題和相應(yīng)的對(duì)策制定：

一、地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策

1.在進(jìn)行地下室底板的設(shè)計(jì)中，要注意柱下獨(dú)立基礎(chǔ)帶梁板式的設(shè)計(jì)問(wèn)題。因?yàn)樵谶@樣的設(shè)計(jì)實(shí)例中，經(jīng)常出現(xiàn)因?yàn)榻ㄖ锍两刀鴮?dǎo)致附加應(yīng)力的改變的情況。沉降變形正是由于整個(gè)地下室底板和柱下獨(dú)立基礎(chǔ)在上面結(jié)構(gòu)承受的壓力下造成的現(xiàn)象。如果沒(méi)有注意到這個(gè)情況中的附加應(yīng)力，將會(huì)使整個(gè)地下室底板處于危險(xiǎn)的狀況之下，如果底板可以承受的壓力不夠的話，就會(huì)發(fā)生底板斷裂的現(xiàn)象。在天然地基之中施工時(shí)，更容易發(fā)生危險(xiǎn)。因此，在進(jìn)行總沉降量比較小的項(xiàng)目時(shí)，可以每隔30至40米設(shè)一后澆帶，并注明兩個(gè)月后用微膨脹混凝土澆注，不設(shè)計(jì)局部地下室，且地下室有同樣的深度，并在筏板區(qū)格之間挖空空墊聚苯來(lái)處理沉降變形。制定在地下室底板和受力層之間的褥墊添加對(duì)策，即增加保護(hù)層以緩和地基與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中的矛盾，確保地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作正常、高效地進(jìn)行。

2.在處理有地下室的建筑物設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)，需要控制水位對(duì)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響問(wèn)題，制定相應(yīng)的處理對(duì)策。比如，在進(jìn)行室外地坪下面的結(jié)構(gòu)外觀設(shè)計(jì)時(shí)，要設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單清晰的輪廓。因?yàn)樵谔幚碇鲁信_(tái)的設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)，基槽地模形狀受柱下承臺(tái)的壓力而變得非常多樣，出現(xiàn)了陰陽(yáng)角和放坡，這些都對(duì)提高建筑的防水效果帶來(lái)了不小的阻礙，也在一定程度上使工程投入增大。處理對(duì)策是使用反承臺(tái)的方法。在這方法中，地下室底板與承臺(tái)的下皮標(biāo)準(zhǔn)高度是相同的，并且將承臺(tái)需要加厚的部分朝上施工，對(duì)于地下室內(nèi)部，則有濾水層和覆蓋土等對(duì)策幫助保證建筑物的防水工作安全可靠。

3.地下室底板與外墻配筋計(jì)算時(shí)會(huì)發(fā)生矛盾的常見(jiàn)問(wèn)題。比如：在進(jìn)行地下室外墻配筋計(jì)算時(shí)，對(duì)于外墻帶扶壁柱的地下室沒(méi)有注意到楚壁柱的柱身尺寸差別，直接“一刀切”地進(jìn)行配筋，都統(tǒng)一地用雙向板來(lái)計(jì)算，但是扶壁柱卻沒(méi)有依照外墻雙向板傳遞荷載的分析結(jié)果來(lái)計(jì)算配筋，這樣的施工條件和實(shí)際情況是矛盾的。實(shí)踐和理論都證明，外墻和扶壁柱應(yīng)該相協(xié)調(diào)地進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，否則像前述方法必然會(huì)導(dǎo)致外墻豎直方向配筋的欠缺和水平方向配筋的多余。一般現(xiàn)澆板的板厚應(yīng)該為120、140、160、180或者120、150、180三種尺寸，盡量用直徑大于12的受力鋼筋，吊鉤以外的部分都不使用一級(jí)鋼，鋼筋間距不超過(guò)200，跨度小于6.6米的板裂紋是符合要求的。

4.天然地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)椎體時(shí)出現(xiàn)的常見(jiàn)問(wèn)題。比如，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣的情況：一些基礎(chǔ)設(shè)計(jì)椎體的斜面坡度較大，因而在對(duì)椎體部分的砼進(jìn)行操作時(shí)，一般用的成型工具為：鏟子、抹灰刀等等，這樣形成的椎體部分的砼是不符合強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)的砼。相應(yīng)的對(duì)策是：采用階梯型獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，偏心大小要合理，必要時(shí)和鄰近柱合成柱下條基，可以設(shè)計(jì)成三面支承一面自由板的條基底板，兩根柱的條基的受力中心與基礎(chǔ)底板的形狀中心重合，基礎(chǔ)底板采用階梯型，使施工更加安全。

二、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策

1.框剪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問(wèn)題。一般會(huì)出現(xiàn)剪力墻布置不均而設(shè)計(jì)出單肢剛度過(guò)大的剪力墻，導(dǎo)致應(yīng)力過(guò)大而產(chǎn)生嚴(yán)重安全隱患。

2.遇到地震災(zāi)害時(shí)防震結(jié)構(gòu)和受災(zāi)處理的設(shè)計(jì)問(wèn)題。比如：在發(fā)生中震以后，如果第一級(jí)別的剪力墻進(jìn)入了塑性狀態(tài)，就要利用其它低級(jí)別的剪力墻維護(hù)建筑物的整體結(jié)構(gòu)和形狀，不至于發(fā)生其它損壞，即應(yīng)用了多道工序都層層保護(hù)的理念；如果發(fā)生了大震，低級(jí)別的剪力墻也已經(jīng)進(jìn)入了塑性狀態(tài)，基本結(jié)構(gòu)將會(huì)立刻開(kāi)始瓦解，能采用的對(duì)策就是延遲設(shè)計(jì)，即大膽果斷地舍棄梁結(jié)構(gòu)，保全受災(zāi)建筑物的整體結(jié)構(gòu)，從而緩解建筑物的倒塌速度，讓人員有時(shí)間撤離事故現(xiàn)場(chǎng)，將人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失都降低到最小程度；抗震縫和伸縮縫在地面以下可不設(shè)縫，保證沉降縫兩側(cè)墻體基礎(chǔ)是獨(dú)立的，這樣只要提高連接處強(qiáng)度即可。

三、混凝土結(jié)構(gòu)中的常見(jiàn)裂紋問(wèn)題及對(duì)策

1.結(jié)構(gòu)裂紋問(wèn)題。具體的表現(xiàn)形式就是：在現(xiàn)成澆好的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中時(shí)有發(fā)生，因?yàn)椴煌慕Y(jié)構(gòu)組分之間的剛度差異而導(dǎo)致剛度薄弱區(qū)域，如果薄弱區(qū)域受力過(guò)大以至于無(wú)法支撐，結(jié)構(gòu)就會(huì)被破壞而出現(xiàn)裂紋。建筑物的墻角和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)樓板的板端點(diǎn)，都是比較常見(jiàn)的容易發(fā)生裂紋的薄弱區(qū)域。

2.溫度裂紋問(wèn)題。溫度裂紋問(wèn)題是最常見(jiàn)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂紋的表現(xiàn)形式。具體成因是：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所處的外界環(huán)境溫度變化過(guò)于劇烈而使微觀構(gòu)件發(fā)生熱脹冷縮的現(xiàn)象，隨著外部荷載的增加，微觀逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楹暧^，就出現(xiàn)了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂紋，常見(jiàn)的溫度裂紋區(qū)域?yàn)榻ㄖ锏谋韺印?/p>

3.構(gòu)造裂紋問(wèn)題。構(gòu)造裂紋在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的具體表現(xiàn)形式為：由于鋼筋混凝土的水灰比、模板的偏移、澆筑時(shí)不均價(jià)的振搗而導(dǎo)致的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂紋。相應(yīng)的對(duì)策為：做好混凝土的養(yǎng)護(hù)，預(yù)防支架的沉降或者模板的脫落時(shí)間不足，從而減少構(gòu)造裂紋問(wèn)題的發(fā)生。

4.收縮裂紋問(wèn)題。雖然做好了混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，但是隨著建筑物長(zhǎng)年累月的應(yīng)用，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)必然會(huì)出現(xiàn)一定程度的硬化或者碳化現(xiàn)象，這是由于混凝土的特點(diǎn)造成的裂紋，并且會(huì)逐步地積累。由于結(jié)構(gòu)的硬化，又發(fā)生了更進(jìn)一層的脫水現(xiàn)象，從而形成收縮裂紋問(wèn)題。相應(yīng)的對(duì)策為：以保證材料強(qiáng)度等級(jí)為前提，適當(dāng)?shù)卦黾庸こ淘靸r(jià)，將一部分費(fèi)用投入到材料的替換中，比如用高強(qiáng)度的材料進(jìn)行施工，從整體上其實(shí)是減少了成本的策略。在水平受力的構(gòu)件選擇時(shí)，著重注意鋼筋材料的強(qiáng)度等級(jí)，在豎向受力的構(gòu)件選擇時(shí)，又要關(guān)注混凝土施工材料的等級(jí)。總而言之，要綜合考慮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體和細(xì)節(jié)，讓每一部分的裂紋都得到有效的控制和盡量的避免。

四、混凝土結(jié)構(gòu)中的抗震問(wèn)題設(shè)計(jì)對(duì)策

混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)抗震問(wèn)題的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于明確地震力的施力情況。因?yàn)椴煌牡卣痣A段和震級(jí)在兩類構(gòu)件中的分配時(shí)不同的，要關(guān)注抗震剛度比值的差異。比如：在鋼框架——混凝土剪力墻體系中，鋼筋混凝土內(nèi)筒的作用是主要進(jìn)行側(cè)向受力，鋼框架是重力受力結(jié)構(gòu)，水平受力不大。地震發(fā)生時(shí)，內(nèi)筒的抗震剛度驟減，鋼框架要承受的力就變大。因此對(duì)于抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，相應(yīng)的對(duì)策為：凈高度超過(guò)500的梁要添加腰筋，間距200，可以有效防止垂直裂縫。發(fā)生水平地震時(shí)，調(diào)整鋼框架的水平受力情況，要求各部分框架承擔(dān)的剪力至少為建筑物底部總剪力的25%。

最后，只有在實(shí)踐應(yīng)用中不斷完善鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的對(duì)策，才能保證建筑物的質(zhì)量和安全，讓人民放心，讓社會(huì)不斷發(fā)展。

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