淺析房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計

肖世亮

摘 要 隨著建筑造型和建筑功能要求日趨多樣化，在房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中遇到的問題也不斷增多，如何突破這一瓶頸。本文結(jié)合筆者多年來工作實際，加以聯(lián)合當前實際，闡述了對房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，強效措施，供同行參考。

關(guān)鍵詞 鋼筋混凝土建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計 房屋工程 措施保障

目前，許多的房屋建筑都使用鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)，不言而喻，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計重要性就凸顯出來了。在房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，因設(shè)計者對其相關(guān)設(shè)計規(guī)范、政策的理解不同，再加上個人的經(jīng)驗不同等諸多的原因，在處理房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)某個設(shè)計問題時，就會出現(xiàn)不同的處理方法，導(dǎo)致某些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理。本文根據(jù)筆者多年來在這方面工作的親身體驗，就房屋鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一些心得體會等總結(jié)如下，僅供同行參考。

一、鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)含義

我們說的所謂的鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)，實際上是指用配有鋼筋增強的混凝土制成的一種結(jié)構(gòu)。它所承重的主要構(gòu)件是用鋼筋混凝土建造的，這主要包括薄殼結(jié)構(gòu)、大模板現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)及使用滑模、升板等。它具有堅固、耐久、防火性能好，比鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省鋼材和成本低等優(yōu)點，是用在房屋建筑、工廠等預(yù)先制成的鋼筋混凝土構(gòu)件，在現(xiàn)場拼裝而成的鋼筋承受拉力，混凝土承受壓力的特質(zhì)結(jié)構(gòu)。

它的承載壓力原理是在混凝土受拉區(qū)域內(nèi)或相應(yīng)部位加入一定數(shù)量的鋼筋，使兩種材料粘結(jié)成一個整體，共同承受外力。鋼筋混凝土黏結(jié)錨固能力可以由混凝土收縮，將鋼筋緊緊牢固而產(chǎn)生摩擦力；鋼筋端部加彎鉤、彎折或在錨固區(qū)焊短鋼筋、焊角鋼來提供錨固能力；鋼筋與混凝土接觸面上化學(xué)吸附作用力，也稱膠結(jié)力；鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的機械咬合作用這四種辦法在具體施工中得到。

二、房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求

前面筆者已經(jīng)闡述了，在房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，因設(shè)計者對其相關(guān)設(shè)計規(guī)范、政策的理解不同，加之個人的經(jīng)驗不同等諸多的原因，在處理房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)某個設(shè)計問題時，就會出現(xiàn)不同的處理方法，但無論哪種方法，都要滿足鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的最基本要求：穩(wěn)定性。對房屋建筑來說，在抗震設(shè)計中，房屋的高寬比是一個需慎重考慮的問題，它巨大的傾覆力矩在柱中和基礎(chǔ)中引起的拉力和壓力比較難處理。筆者結(jié)合幾年來的工程實踐，總結(jié)如下：要使房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)有規(guī)范規(guī)定的安全可靠度；還要有最適合的施工機械、施工技術(shù)能力，最后就是要滿足房屋的使用功能。

三、房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的安全問題

現(xiàn)今的建筑業(yè)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中，建筑單位不僅要保證整個工程結(jié)構(gòu)的安全性，更要努力抓緊工程進度從而縮短工程的施工周期。為了達到上述兩個方面的效果，在施工期必須有一個合理、安全的結(jié)構(gòu)設(shè)計。但就目前我國的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范及施工規(guī)范來看，并沒有對施工期結(jié)構(gòu)的安全要求做出明確的要求，從而使得我國施工期結(jié)構(gòu)安全事故發(fā)生率明顯高于使用期結(jié)構(gòu)安全事故發(fā)生率。對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工期的安全性研究，涉及結(jié)構(gòu)在施工過程中的結(jié)構(gòu)特征、抗力、荷載、荷載效應(yīng)。在不同階段，建筑結(jié)構(gòu)的荷載分布以及抗力增長有很大的不同，實際生產(chǎn)中應(yīng)該結(jié)合具體的施工結(jié)構(gòu)特點，根據(jù)不同施工階段進行相應(yīng)的可靠度安全性分析，從而得到施工期內(nèi)剛及混凝土結(jié)構(gòu)的最不利狀態(tài)，從而為施工期鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全分析提供重要的依據(jù)。

四、房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計措施

房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計措施，是保障整個房屋建設(shè)施工質(zhì)量好壞的最核心因素。對此筆者重點闡述如下。

1.地基與基礎(chǔ)的設(shè)計。筆者認為房屋的地基與基礎(chǔ)設(shè)計是目前結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計結(jié)構(gòu)時比較重視的一個方面，筆者建議首先要注意地方性規(guī)范的重要性。由于我國地域面積較廣，地質(zhì)條件相當復(fù)雜，作為國家標準的《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范政策是無法對全國各地的地基基礎(chǔ)都進行詳細的描述和規(guī)定，因此，要加以重視。

2.構(gòu)造措施要加強。對于大跨度柱網(wǎng)的框架結(jié)構(gòu)，處于樓梯間處的框架柱，由于樓梯平臺梁與其相連，使得樓梯間處的柱可能成為短柱，應(yīng)對柱箍筋全長加密。這一點在設(shè)計中容易被忽視，應(yīng)引起重視。對框架結(jié)構(gòu)外立面為帶形窗時，設(shè)置連續(xù)的窗過梁，可能會使外框架柱成為短柱，應(yīng)注意加強構(gòu)造措施；對于框架結(jié)構(gòu)長度略超過規(guī)范限值，建筑功能需要不允許留縫時，為減少有害裂縫，建議采用補償混凝土澆筑。采用細而密的雙向配筋，構(gòu)造間距宜小于150 mm，對屋面宜設(shè)置后澆帶，后澆帶處的構(gòu)造措施，宜適當加強。

3.傳力路線設(shè)計要簡單。一般地，我們在設(shè)計結(jié)構(gòu)時結(jié)構(gòu)的傳力路線越短，越直接，結(jié)構(gòu)的工作效能越高，耗費的建材也就越少。所以筆者建議平面、立面都要簡單。但需要加以注意的是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，實際設(shè)計中要考慮滿足《抗震規(guī)范）（GB50011-2001）第4.2.1條指出的當?shù)鼗饕芰臃秶鷥?nèi)不存在軟弱粘黏土層時，不超過8層且高度在25 m以下的一般民用框架房屋或荷載相當?shù)亩鄬涌蚣軓S房，可不必進行地基和基礎(chǔ)的抗震承載力驗算。

4.碳纖維加固法的應(yīng)用。在碳纖維片材延伸長度范圍內(nèi)應(yīng)通長設(shè)置垂直于受力碳纖維方向的壓條。壓條宜在延伸錨固長度范圍內(nèi)均勻布置，且在延伸長度端部必須設(shè)置一道。每道壓條的寬度不宜小于受彎加固碳纖維布條帶寬度的1/2，壓條的厚度不宜小于受彎加固碳纖維布厚度的1/2。碳纖維加固法是一種混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，它通過將高強度碳纖維織物或預(yù)成型板材通過改性環(huán)氧樹脂粘貼于被加固構(gòu)件表面達到改善結(jié)構(gòu)受力性能的目的。但缺點是對環(huán)境的溫度有限制，并且需要做專門的防護和處理。若防護不當，易遭受火災(zāi)和人為破壞。

5.預(yù)應(yīng)力加固法。這種方法具有改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布、卸載和加固，對其他加固方法中常見的應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象能較好地消除；因此在重型結(jié)構(gòu)、大跨度構(gòu)件或處于高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)下的混凝土構(gòu)件的加固中適用。

除此之外，筆者還建議圍護結(jié)構(gòu)最好采用輕質(zhì)材料。我們從力學(xué)觀點分析就可以知道，在民用和公共建筑的平面布局中，應(yīng)盡量使柱網(wǎng)按開間等跨和進深等距布置，這樣可以相應(yīng)減少邊跨柱距，充分利用連續(xù)梁的受力特點，以減少結(jié)構(gòu)中的彎矩，使各跨梁截面趨于一致，從而提高結(jié)構(gòu)的整體剛度。

五、結(jié)束語

通過上面的綜合闡述和分析，筆者認為，作為房屋建筑工程最基本骨架的鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，會影響到工程質(zhì)量的優(yōu)劣，關(guān)乎業(yè)主的切身利益。因此，在房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中要加強質(zhì)量意識及組織機構(gòu)的控制，施工管理人員以及施工人員，牢固樹立質(zhì)量始終是第一位的思想，建立健全各種質(zhì)量責任制，使其自覺的執(zhí)行有關(guān)質(zhì)量要求以及規(guī)定，確保施工各個環(huán)節(jié)都能滿足質(zhì)量要求。

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