钢筋混凝土结构设计在建筑主体施工中若干问题的探讨

王道星

摘要：结构设计在建筑施工中的作用重大，本文作者根据自己的专业就钢筋混凝土结构设计中若干问题进行了讨论。

关键词：钢筋混凝土；结构设计；抗震；施工

Abstract: The structural design was play an important role in the construction, the author according to their own professional structural design of reinforced concrete; a number of issues were discussed.Key words: reinforced concrete; structural design; earthquake; construction

中图分类号：U663.9+3 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

1. 钢筋混凝土结构设计原则

1.1结构的设计原则是整个建筑结构的功能必须满足两种状态的要求：

1.1.1承载力极限状态,以保证结构不产生破坏,不失去平衡,不产生破坏时过大变形,不失去稳定.

1.1.2正常使用极限状态,以确保结构不产生超过正常使用状态的变形、裂缝及耐久性、振动及其它影响使用的极限状态.

1.2从钢筋混凝土现浇楼板各种受力体系分析

目前不少设计人员只按单向板计算方法来设计配置楼板钢筋,支座处仅设置分离式负弯矩钢筋由于计算受力与实际受力情况不符,单向高强钢筋或粗钢筋使混凝土楼面抗拉能力不均,局部较弱处易产生裂缝.部分设计人员对构造配筋、放射筋设置不重视或不合理,薄弱环节无加强筋.

无论是按单向板设计还是按双向板设计,是单跨还是多跨连续板设计;无论是板端支承在砖墙上还是支承在钢筋混凝土梁上或剪力墙内,受力状态考虑都是局限于楼板平面的应力变化(按弯矩配置抵抗正、负弯矩的受力钢筋)、板平面的受剪变形.即使是考虑板端嵌固端节点产生弯矩,也只是考虑板平面弯曲或屈曲所产生的应力.在楼板受力体系分析时,对于现浇结构构件之间在三维空间中如何分配内力、协调变形,根本没有考虑.

1.3对开口楼板,特别是开洞口比较大的双向板,设计时往往只考虑楼板在竖向荷载作用下的洞口四周加强配筋由于纵向的受力钢筋被切断,而忽视了板与墙体或板与梁的变形协调问题.这时如墙或梁的刚度较大,板的孔边凹角处出现应力集中现象,开洞板易发生翘曲.

1.4结构设计对板内布线引起裂缝的构造考虑不够住宅电器、电信快速发展的今日,现浇楼板内暗敷PVC穿线管越来越多,甚至有些部位3根交错叠放,2根管交错叠放更为普遍.PVC管错叠处板的抗弯高度大大降低,从而减弱了板的抗弯性能.

2. 基础设计

在基础设计中，应综合考虑建筑场地的地质状况及水位、上部结构类型、使用功能、施工条件以及相邻建筑的相互影响，以保证建筑物不致发生过量沉降或倾斜，并能满足正常使用要求。还应注意了解相邻地下构筑物及各类地下实施的位置和标高，以保证基础的安全和确保施工中不发生问题。在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性问题。由于我国幅员辽阔，地质条件相当复杂，在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入的学习，避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。

地基设计部分一直是结构工程师比较重视的方面，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素。因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。

3. 结构体系

90年代起基本都采用大开间现浇钢筋混凝土剪力墙结构。这是这种结构体系可以做到房间不露梁柱，有效使用空间大、隔音效果好，当采用钢制模板时，墙面和楼板表面平整不需要湿作业抹灰。而且该结构体系不但用钢量少、施工周期短、造价低，还具有整体性强、侧向刚度大等优点，有利于抗风抗震。同一般剪力墙结构相比，这种结构的建筑平面布置更具灵活性，同时又节省了钢筋和混凝土用量，减轻了建筑总重量，从而降低地基基础造价。但该结构的抗震性能无疑比一般剪力墙结构要差，因此，在结构设计中要注意以下问题：

3.1短肢剪力墙较多时，应布置简体或一般剪力墙，形成短肢剪力墙与简体或一般剪力墙共同抵抗水平力的剪力墙结构，而且短肢剪力墙的厚度不应小于200mm，其最大适用高度也应比一般剪力墙结构的规定值适当降低。

3.2抗震设计时，筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50％，同时，短肢剪力墙的抗震等级还应比一般剪力墙的抗震等级提高一级。

3.3短肢剪力墙宜设置翼缘。一字形短肢剪力墙平面外不宜布置与之单侧相交的楼面梁；若设置，梁端只能按简支考虑。

4. 梁侧纵向钢筋

新混凝土设计规范规定梁腹板高度hw／>450mm梁侧应沿高度配纵向构造钢筋，且间距不大于200mm。梁侧纵向构造钢筋对防止梁侧面的开裂具有非常重要的作用。梁侧纵向钢筋的直径不应太大，一般以中12～中16为宜。在实际设计中，常常见到梁侧抗扭纵筋很大的情况，这是由于电算结果显示抗扭纵筋的面积较大。对这种情况应在计算和设计上做一些调整。

4.1由于目前电算程序在结构构件分析时尚不能考虑现浇楼板对梁扭转的影响，而是由程序给出一个梁扭距折减系数，合理选用梁扭距折减系数对控制梁的扭矩是很重要的，一般情况可取0．4～0．6。

4.2对跨度较大的次梁支承于主梁上时，次梁的支承端会对主梁产生较大的扭矩，这时可在电算程序中指定该次梁的端支座为绞接。这种方法对解决梁在受剪扭情况下的超筋超限是非常有效的。

4.3有时虽然做了以上调整，但梁的抗扭纵筋面积仍然较大。此时应将抗扭纵筋面积分摊一部分到梁的四根角筋，其余部分面积按梁侧腰筋设置，梁腰筋直径仍以中12～中16为宜。

5.抗震设计

5.1结构的抗震能力和安全性，不仅取决于构件的（静）承载力，还在很大程度上取决于其变形性能和动力响应。地震时结构上作用的“荷载”是结构反应加速度和质量引起的惯性力，它不像静荷载那样具有确定的数值。变形较大，延性好的结构，能够耗散更多的地震能量，地震的反应就减小，“荷载”小，町能损伤轻而更为安全。相反，静承载力大的结构，可能因为刚度大、重量大、延性差而招致更严重的破坏。

5.2当发生的地震达到或超出设防烈度时，按照我国现行规范的设计原则和方法，钢筋混凝土结构一般都将出现不同程度的损伤。构件和节点受力较大处普遍出现裂缝，有些宽度较大；部分受拉钢筋屈服，有残余变形；构件表面局部破损剥落等。但结构不致倒塌。

5.3地震时结构在水平方向的往复振动，使结构的内力（主要是弯矩和剪力，有时也有轴力）发生正负交变。由于地震的时间不长且结构具有阻尼，荷载交变的反复次数不多（即低周）。所以，必须研究钢筋混凝土构件在低周交变荷载作用下的滞回特征。

6.钢筋混凝土结构施工中的问题

6.1为满足结构承载的要求，节约工程造价，通常在结构设计中对上、下柱或柱与梁扳的混凝土选择不同强度等级，然而未对结构的点区域的混凝土强度作出明确说明。通常柱的混凝土施工在梁底标高以下20~30mm处留设施工缝，与梁板同时施工，而施工人员往往贪图方便而使用同样强度等级的混凝土施工，降低了节点的强度。

6.2节点受力破坏形态主要为剪切破坏，节点区域的剪力由混凝土及箍筋共同承担，因此应该保证节点区域的混凝土具有足够的强度。按施工规范要求，当梁柱的混凝土强度等级不同时，节点处应按强柱弱梁的原则，节点区域的混凝土强度等级应与柱相同。

6.3采用强度较高的混凝土，在梁柱交汇处侧面设垂直施工缝是不符合规范要求的，混凝土浇筑时，应按图在梁柱接头周边用钢网或小板定位，并先浇筑梁柱接头的混凝土，随后浇筑梁板混凝土，这样既不便于施工，其质量也得不到保证。有些施工人员为了方便而将梁与柱使用强度等级相同的混凝土，这样既增加工程造价，又造成浪费。

6.4浇筑节点区域混凝土前未及时对施工缝按规范要求进行处理，在浇筑柱的混凝土时，由于振捣、石子自重等因素，柱头施工缝区域一般浮浆较多，表面混凝土较软弱，的、所以应在安装接点模板之前及时清除松动的石子及软弱的混凝土层。

6.5模扳安装完成后，要清理杂物、泥砂、石屑等，防止浇筑混凝土时出现水平裂缝或松散夹层。在浇筑混凝土前，还要先浇一层水泥浆，以保证新旧混凝土良好地结合成一体。由于节点受力状态复杂，且钢筋密集，存在混凝土浇注时下料、振捣均较困难，容易出现蜂窝等情况而降低了混凝土强度，因此在混凝土施工中要严格控制骨料的颗粒大小，并选择合适的坍落度，精心施工，以保证工程质量。