建筑工程钢筋混凝土结构设计过程常见问题分析

付 强

(浙江天辰建筑设计有限公司，浙江 湖州 313009)

钢筋混凝土结构，强度较高、整体性较佳，并且延性较好，所以在建筑工程中被广泛应用。钢筋混凝土结构设计过程中，如果不能确保结构的稳定和安全，会对建筑工程整体施工效率造成直接影响。钢筋混凝土实际施工的过程中，需要运用较多的施工材料和设备，这也是导致混凝土结构设计存在较大挑战性的主要原因。为此，建筑工程方面需对钢筋混凝土结构设计现状进行分析，以此制定完善的处理措施，确保钢筋混凝土结构的稳定性、安全性。

1 建筑工程钢筋混凝土结构设计的现状分析

1.1 地基设计现状

建筑工程地基设计阶段，不能对地下室底板设计予以重视。因此，地下室底板附加应力下，会导致建筑物体发生沉降现象。施工的过程中，柱下独立基础作用、地下室底板于上部建筑物重力载荷作用下，发生变形沉降的可能性较大。若没有考虑到附加的应力，无疑会对地下室底板的稳定、安全构成严重影响。天然地基条件下，附加的应力比较明显，需做好地下室底板、持力层的支护保护工作[1]。针对变形、总沉降较小条件，可实行地下室底板、持力层间褥垫处理工作。附加应力作用较小情况下，则需结合工程具体要求、地质及季节因素，合理做好地基的设计工作。

1.2 上部结构设计现状

框剪的结构中，部分剪力墙无法达到分布均匀的要求，严重的情况还会发生单肢刚度较大剪力墙。这时，应力比较集中，会对建筑结构的安全性、稳定性构成严重影响。若产生单肢问题，会影响到较多因素，进而威胁到钢筋混凝土的结构。然后，框剪结构连接结构，在设计方面存在较大的难度和挑战性。这时，若剪力墙布置无法保持均匀，对于刚度、框剪结构连接接触性结构设计，均会造成较大的影响。框剪结构设计时，会设置较多的设防，以此在振动时经剪力墙进到塑性。然后，维持小级别剪力墙，确保建筑物体的整体结构稳定和安全性。但是，在遇到地震的情况时，小级别剪力墙会进到塑性阶段，这时无疑会对建筑整体结构、立柱造成不良影响。为此，设计的过程中，需确保梁可承受建筑物体的重量，以此延长建筑物体使用时间，保证柱的稳定。

1.3 混凝土结构设计中裂缝现状

钢筋混凝土结构中，常见裂缝现象，主要包括：构造裂缝、温度裂缝、收缩裂缝、结构裂缝。前者，发生原因和操作不当、施工技术应用不到位有关，进而使得混凝土浇筑的过程中，无法确保振捣充分，还会发生模板移动、水灰比不正确等情况，引发裂缝现象[2]。温度裂缝的出现，和外界温度变化较大有关，这时混凝土会随着温度而发生改变，出现热胀冷缩情况，从而诱发温度裂缝。温度裂缝，一般在建筑物体屋面层发生。收缩裂缝成因与混凝土结构化学反应中水分流失存在直接的联系，从而使得混凝土发生收缩状况。混凝土结构养护时，容易出现硬化、碳化、脱水等现象，这和混凝土固有特性有关。因为混凝土建筑构件刚度存在较大的差异性，为此混凝土结构容易处于刚度较弱位置，进而引发结构裂缝。

2 建筑工程中钢筋混凝土结构设计的完善措施

2.1 混凝土结构体系的完善措施

钢筋混凝土的结构非常复杂，进而会对混凝土结构构成不良影响。针对于此，钢筋混凝土结构实际设计的过程中，需简化操作流程，将复杂结构体系向简单结构体系转变。然后，设计的过程中，对容易不被重视的受力、变形进行有效计算，将两者列入到设计内容中。此外，还可经针对性措施进行处理，明确钢筋混凝土结构中易于产生的问题，做好相关的防治工作。

2.2 混凝土结构尺寸设计的完善措施

钢筋混凝土结构中，施工材料变形、温度变化，均会导致钢筋混凝土结构出现裂缝现象(见图1)。由此说明，钢筋混凝土结构更长，施工材料、温度变化所致应力就会更大，加大发生混凝土结构裂缝的可能性。因为钢筋混凝土结构应力、钢筋混凝土结构长度，存在紧密的联系。所以，在实际设计的时候，应严格控制设计的尺寸，从而满足工程施工的具体要求及需求，控制裂缝情况的发生率。

2.3 混凝土结构布置、形状的完善措施

钢筋混凝土结构，若无法保证布置、形状的规则，就无法确保不同位置结构的刚度，使得结构所有部分出现不同程度变形状况。所以，钢筋混凝土结构设计时，应确保结构布置的适宜性、形状的规则性，以此保障钢筋混凝土结构，能够和其他部分刚度保持统一，以及钢筋混凝土结构的稳定性。

2.4 板类构件裂缝的完善措施

建筑工程钢筋混凝土屋面、楼面板构件位置，比较易于发生裂缝现象。为有效防止钢筋混凝土结构板类构件裂缝的出现，在结构设计的过程中，可经预应力混凝土方法进行浇筑处理。而楼面板预埋管线时，可采用支架设置方法，做好管线固定方面的工作。在管线交叉位置，做好接线盒的固定工作，主要的目的为保证钢筋混凝土结构的牢固性、安全性，防止产生板类构件裂缝情况[3]。

3 建筑工程概况及结构设计探析

3.1 建筑工程概况

本建筑工程为高层建筑，总建筑面积为10万m2，地上和地下分别为24层、2层，地下室属于停车库。结构为现浇钢筋混凝土框架剪力墙，转换层在6层的位置。这一工程建设的场地属于Ⅱ类场地，抗震设防强度、房屋安全等级、设计使用时间分别为：7度、二级、45年。

3.2 纵向承重、抗侧力构件结构的设计要点

框架剪力墙，在受到转换层上下位置纵向受力构件类型作用，会发生纵向刚度变化。而在地震效应下，转换层上、下为最薄弱的部分。为此，设计的过程中，应做好转换层构件设置、下部结构落地剪力墙布置方面的设计工作。

为合理设置转换层构件，可考虑布置4层框支柱柱网，以便在最短的时间内，达到控制转换频率的目的。和建筑企业实行有效沟通，选择结构单元在中心位置的单元框支剪力墙下，合理设置3根截面为1 200 mm×1 200 mm的框支柱。上部剪力墙，可经转换梁支撑在框架上。结构单元端头部分，设置为600 mm×1 200 mm扁形的框支柱，其他部分经转换梁支撑框架柱，以此减少不必要的转换。与此同时，为促使结构以纵向刚度变化，需设置上、下贯通的构件。在楼和电梯间部位，合理设置落地中心的核心筒。这时，不但使得框支柱左侧、右侧落地剪力墙加强，还可将框支柱位置落地剪力墙加强。墙的厚度增加50 mm，这时配筋得以强化，能满足建筑外观方面的要求进行设置，使得框支柱截面随之加大。

3.3 结构平面布置的设计要点

因为楼和电梯核心筒，均设置在房屋背侧位置，会使得结构质量中心，无法和刚度中心保持重合。为更好的处理质量和刚度偏心问题，应提高结构抗扭转方面的刚度，在所有结构单元南侧角部位置，做好加密、剪力墙加长工作[4]。然后，将楼板厚度增加到100 mm。楼板配筋保持双层双向实行设置，以此在角部位置构成剪力墙、楼板，并在两者共同作用下构成小筒体。

3.4 结构构造的设计要点

当前，混凝土强度等级越来越高，楼面梁、板的温度裂缝发生率较大。为此，梁、板可选择小于墙柱2个级别强度的混凝土。因转换大梁主筋、腰筋，均会使得拉力加大。为此，需严格遵循纵向钢筋的原则，禁止实行搭接操作。

4 结语

当前，我国建筑工程中，应用范围比较广泛的结构为钢筋混凝土结构。因为这一结构具有较多优势，所以被广泛应用于建筑工程中。但是，在建筑工程钢筋混凝土结构设计的过程中，仍存在较多的不足。需结合工程具体情况，明确结构设计过程中的问题，然后找到结构问题成因，制定完善的建筑工程钢筋混凝土结构的设计方案，以此保障建筑工程的整体施工效率，促使建筑业获得良好的发展前景。

参考文献：

[1] 桑世程.钢筋混凝土结构设计中常见问题研究[J].门窗，2017(9):144.

[2] 周建华.建筑工程钢筋混凝土地下墙板裂缝防治措施[J].施工技术,2007,36(S2):280.

[3] 韩秋芳.关于建筑工程材料质量控制的探讨[J].山西建筑,2012，38(26)：243-244.

[4] 侯 和.浅析钢筋混凝土高层结构设计的常见问题[J].城市建筑，2017(3):46.