浅谈房屋建设中钢筋混凝土结构设计

陈晓

【摘要】如今房屋建筑中钢筋混凝土结构的应用越来越多，因此对其结构进行优化设计也日益受到社会各界的观注，钢筋混凝土结构的优化能够有效的增加建筑安全性，同时还能够在一定程度上改善经济效益。本片文章主要是笔者根据自己多年的工作经验，对建筑设计方法进行总结，同时还结合具体的例子做了进一步的分析，希望能够为建筑的钢筋混凝土结构进行提供帮助。

【关键词】钢筋混凝土结构；房屋建筑；设计优化

如今，大部分的房屋建筑其主要结构就是钢筋混凝土结构，由此可见建筑结构的优化设计就显得更加重要。由于当前的房屋结构大都是钢筋混凝土结构，因此当前对其结构和施工也有相关的要求.因此在进行建筑施工的过程中必须要严格按照政策和规范的要求对混凝土结构进行设计和施工。本篇文章主要是笔者根据自身在这一方面的多年经验，总结了在房屋钢筋混凝土框架结构设计过程中的个人体会，希望能够为同行提供必要的参考。

1钢筋混凝土建筑结构的基本原理

钢筋混凝土建筑结构根据其意思来看就是指利用钢筋来对混凝土进行增强的一种建筑结构。钢筋混凝土结构则是建筑中主要的承重构件，其最主要的就是薄壳结构、使用滑模等。混凝土结构其特点就是耐久、牢固而且具有非常好的防火效果，而且通过与钢结构对比来看其成本更加低廉。建筑的钢筋混凝土构件主要是利用提前制做好的钢筋混凝土构件在施工现场进行拼装的结构，利用这种结构其特点就是压力由混凝土来承受。这种结构的主要原理就是通过将适量的钢筋加入到混凝土中，由钢筋来承受混凝土受拉区的拉力，而形成的一种混合材料。钢筋混凝土中混凝土的收缩能够增加钢筋之间的摩擦力进而增加结构之间的牢固性；钢筋的锚固力可以通过在钢筋的端部增加弯钩或焊短钢筋等方式来实现；在混凝土和钢筋的接触面会产生一定的胶结力；混凝土和钢筋表面会产生一定的机械咬合。这些都在一定程度上增加了结构的稳固性。

2房屋钢筋混凝土建筑结构设计要求

根据前面笔者所介绍的，由于当前对于房屋的结构设计中多采用钢筋混凝土结构，而且如今多数的设计者无法对设计政策和相关的规范达成一致的理解，另外加上每个设计者的工作经验也是有很大差异的，因此就会导致房屋钢筋混凝土结构出现设计问题无法形成一致的意见，因此在遇到混凝土结构出现问题是也就会采取不同的处理措施，虽然措施有很多种当时必须要将建筑设计的最基本要求，也对稳定性做出充分的考虑。进行房屋的抗震設计时需要进行谨慎开率的就是房屋高宽的比例，其中最难处理的就是由于地震所产生的倾覆力矩、拉力以及压力。笔者根据自身进些年以来的建筑结构设计经验，做出了如下几点总结：首先要保证房屋安全可靠度能够达到钢筋混凝土结构有关规范的要求；其次所使用的施工工艺和施工机械满足建筑施工要求，最后则是房屋使用功能的实现。

3优化钢筋混凝土结构设计方法

3.1结构计算方法

传统的结构设计过程中，通常是根据进行对建筑结构体系以及所需的构件截面大小进行假设，之后在进行计算和分析，通过不断地校核让其满足要求，传统的设计方法有很大程度的被动性。虽然进行优化设计时事先也要做出假设，但是所要达到的目的是完全不同的，而且其进行分析时所使用的方法也是截然不同的，优化设计做好假设后，还需要按照特定方法进行反复的调整，最终使得设计方案达到最优。构件尺寸的确定在传统设计过程中首先是凭经验进行确定，然后对其强度做出验算。但是优化设计过程中则是对构件的界面大小和布置方式做好配筋计算，而且在这个过程中还要进行经济比对，从而达到最优化的设计和施工方案，这样既能够保证结构的稳固性而且能够实现成本的节约。

3.2简化传力路线设计

通常，结构设计时所确定的传力路线越直接，而且最短，其结构效能则会越高，而且还能够节省建材。在抗震结构设计时，要按照《抗震规范》（GB50011- 2001）中所规定的要求进行结构设计，如果所要建设的居民楼不超过25米且是八层以下，除此之外其地基的受力层范围中没有软弱粘性土层，则无需验算抗震承载力。

3.3合理进行构造设计

通常设计者按照钢筋混凝土的最低要求规范进行结构设计。譬如：通常设计者要按照最小的配筋率对建筑构造进行钢筋配置，因此配筋就不需要进行提高；直径较大的钢筋无需进行加长，可以通过进行焊接或者机械连接的方式来实现连接，并且还要按照规范要求对其搭接和锚固的长短进行计算；如果剪力墙中有短肢剪力墙存在时，则不需要对其抗震等级进行整体提高，只提高短肢剪力墙的抗震等级即可；无需在荷载较大的主次梁交汇处进行吊筋处理。

3.4碳纤维加固法

通常将压条均匀的设置在碳纤维片材的延伸范围之内，在延伸长度的两端也要各设置一道。满足压条宽度大于固碳纤维布条带宽度的一半，且其厚度也要大于固碳纤维布厚度的一半。如果碳纤维布延伸度无法满足规范要求的一半时，则可进行附加机械锚的方式进行加固。

碳纤维加固法则是比较有效地对混凝土结构进行加固的措施，主要是在需要加固的构建表面粘贴通过改性环氧树脂处理的具有高强度的碳纤维织物等来增强结构的受力性能。但是其受环境温度的影响较大，而且还必须要进行有效的处理以及防护。如果防护措施不当，则会导致人为破坏，甚至会引发火灾。

3.5选用性价比高的材料

优化设计的另一个重要方面则是选用合适的材料，在进行墙体材料选择时，首先需要对各种材料的性价进行对比，而且还要对其所造成的主体结构以及对地基基础的影响进行全面的分析。

（1）混凝土的选用。通常所使用的混凝土其每增加一级强度，其单价就会相应的提高6%左右；剪力墙的轴压比以及立柱的压力会明显的受到混凝土强度的影响，在材料选取时则优先考虑强度较高的混凝土；混凝土强度对于梁的承载力影响比较小，因此选用强度较低混凝土就可以满足要求；混凝土强度的增加在一定程度上也增加了楼板承载力，但是这也要求较高的配筋比，强度较高的混凝土容易造成楼板的开裂，故楼板选用低强度混凝土是比较合适的。

如今在机构设计过程中对混凝土的强度等级划分有了普遍的认识：保持梁板与墙柱的强度不大于两级；目前新的规范已将这一要求去除，也即梁板的混凝土强度不必根据墙柱强度的增加而变化；虽然新规范对传统规范进行了改变但是必须要采取有效措施确保高低等级交界区混凝土密实度。

在进行实际的施工时，选择混凝土应该对以下几点进行注意：①可以将C25～C30的混凝土用于普通梁板结构中；②按照轴压比来对墙柱混凝土强度进行有效控制，尽量将轴压比向规定上限进行提高，因此就需要强度较高的混凝土，除此之外还要选用竖向构件进行配筋；③对于较高的建筑则根据要求选用强度不同的混凝土。

（2）钢筋的选用。钢筋的选取也要遵循一定的规范，而且还要做好性价比分析，只有这样才能够保证钢筋混凝土的质量。HRB400钢筋则是进行构建配筋强度控制时首选的。如果构件按照最小配来进行配筋控制时则需要根据混凝土强度确定钢筋型号，HRB400 钢筋则是在混凝土的强度大于 C30 时优先选用，但是当混凝土强度较小时则可选用HRB335的钢筋。

总而言之，钢筋混凝土结构是当前房屋建造和施工的最基本的建筑骨架，因此其设计是否合理在很大程度上会影响工程的质量，这也是业主最关心的方面。所以，在对房屋的钢筋混凝土结构进行设计时，设计者要提高质量意识，同时还要有效的对组织机构做好管理和控制，时刻将质量作为重点，明确个部门和人员的责任，从而严格按照规定和规范的要求进行工作，保证施工质量。