钢筋混凝土结构设计中的问题分析及对策

李超

1 引言

随着建筑物需求量不断加大，特别是对于住宅建筑的需求愈加迫切，钢筋混凝土以其优越的性能，在城市建造中得到越来越广泛的使用，它的优越性不仅体现在原材料上，更重要的是还体现于其施工工艺，设计方式和制备方式等方面上，但是在钢筋混凝土结构的设计上，仍然存在着一些问题，容易造成质量上的缺陷，所以，作为相关的设计人士，必须要找到会对工程质量产生影响的原因，加以解决，使工程质量有所保障，也可以缩减工期，降低成本，加大收益。

2 钢筋混凝土在结构设计里存在的常见问题

2.1 下部结构设计中的问题

2.1.1 地下室底板

地下室底板在设计的时候，需要注意柱下带梁板式的独立基础方面的问题，因为有许多真实例子表明，建筑物由于沉降问题时常会致使附加应力发生变化，究根结底是因为上部结构所承受到的压力致使柱下独立基础和整个的地下室底板都发生了沉降变形，如果不能重视到这种情形里面存在的附加应力，那么整个的地下室底板都将有可能发生危险，如果地板的极限承受压力不够大，将会使底板在压力下产生断裂现象，而这种危险发生的几率在天然地基的施工过程中会更高。

2.1.2 地下室底板和外墙内的配筋

由于地下室的作用是增强建筑物本身的稳定性、提高建筑物的地基承载能力并使地震破坏的程度得到削减，所以地下室结构被设置在多数建筑工程之中，可是在进行设计地下室的时候，设计人员总会将竣工之后楼梯将会产生的沉现象忽略掉，以此地下室可能会受到附加应力的影响，使得地下室底板因其承载能力不达标而产生开裂，特别是天然地基，此类现象更加明显，此外，在进行配筋计算时，也会经常出现实际情况与计算结果不符的问题，最后使得外墙的竖向受力筋过少而水平分布筋数量偏多，此外扶壁柱的配筋也会不足。

2.1.3 天然地基独立基础

在设计天然地基中的独立基础的时候，会出现一些非常不合理的设计，采用了锥体形式，其斜面坡度会大于1：3，这使得锥体中有一部分混凝土不易被振捣密实，所以只好在现场施工的时候运用人工振捣拍打的方法，可是经过人工现场处理的混凝土不能达到要求的设计强度。

2.1.4 地下水位的影响

进行地下室设计时，要考虑整体结构可能受水位的影响，要针对此制定相应的策略，地下水位可能会直接对建筑工程的施工成本和后期的施工产生影响。

2.2 上部结构中的设计问题

在钢筋混凝土结构设计中，上部结构比下部结构相对来说理论较成熟，所存在的问题很少，但是通过实际设计的经验来看，上部结构在设计时可能会出现以下几个问题：

2.2.1 框架-剪力墙和其连梁

在对框架-剪力墙进行设计的时候，常常会出现剪力墙的分布不均的问题，甚至会由于一些剪力墙的单肢刚度过大而使应力太过集中，使得建筑结构的稳定性和安全性受到威胁，大大增加了其受到地震破坏的几率，此外，如果在进行连梁的设计时，剪力墙的刚度参差不齐或是分布不均，就会使框架-剪力墙和连梁的接触设计难度大大提高。

2.2.2梁支座

很多设计师在钢筋混凝土建筑设计中，将梁间接触的梁支座设计成不能够转动的固定支座，设计为刚域，而在某些情况下，这种设计是不可取的，比如说，在框架梁受到剪力墙的约束较小，并且剪力墙的正面和框架-剪力墙的框架梁垂直相交的时候，是不需要固定支座的。

2.2.3 层间位移

在钢筋混凝土建筑物中，钢筋混凝土是抗侧力的最主要构件，所以必须要是侧向位移满足相关要求中侧向位移的限值。如果在构建设计的时候将侧移的限值忽略，则难以使建筑物的稳定及安全得到有效保障。

2.2.4 裂缝问题

构造裂缝，某些技术人员的技术不到位或者操作不规范会致使钢筋混凝土建筑出现一些构造裂缝，比如说，建筑混凝土的时候未进行充分的振捣，混凝土中水灰比计算错误，支架下沉，混凝土的养护不好，模板的位置有所改变或者过早进行脱模等。

结构裂缝，在钢筋混凝土结构的浇筑步骤中，不相同的构件存在着刚度差异，会致使刚度薄弱区的形成，因此会使钢筋混凝土结构中出现裂缝，也就是结构裂缝，这些裂缝大多都出现在楼板的顶端处和建筑物的墙角。

3 解决策略

3.1 下部结构

3.1.1 地下室底板解决措施

可以在某些总沉降量不大的项目中，每隔30～40m处设置一个后浇带。不设局部地下室，布置同样深度的地下室，并且将筏板区格挖空，空垫聚苯，以此应对沉降变形，为缓解基础结构和地基的矛盾，要增设保护层，比如在受力层和地下之底板之间添加褥垫，后浇带在地下室底板中的做法如图1所示。

图1 地下室底板后浇带做法

3.1.2 地下室底板和外墙的配筋的解决措施

在仔细考察过变形协调条件之后，再进行地下室底板和外墙配筋的设计，也许外墙的配筋并不是所有都按双向板的配筋来进行计算，有的配筋需要按照单向板配筋来计算，并且需要考虑扶壁柱和外墙板块的尺寸大小和间距。

3.1.3 天然地基独立基础的解决措施

独立基础运用的是阶梯型设计，合理的设计偏心过小，必要时要和邻近柱合为柱下条基，这样才可以是后期施工更加方便，才可以有效的保障工程的质量，在进行独立基础之间拉梁的设计的时候，需要充分认识到上覆土重可能会对建筑产生的影响，必要的时候，可以提高混凝土强度或者配筋强度。

3.1.4 地下水位的解决措施

建筑基础施工的时候总会遇到地下水位上涨的问题，在进行建筑基础施工的时候，为了较少甚至是消除掉地下水位的上涨可能带来的不利影响，做好防水及排水工作是必不可少的工作，比说，将柱下承台的轮廓设计得简洁明了，采取反承台发来增强地下室结构的防水功效，为平衡在地下室底板上出现的水浮力，可以在地下室的内部覆土。

3.2 上部结构设计解决措施

（1）在框架-剪力墙的结构设计中，需要多道设防，并要保障其形状的规则性和结构布置的规则性，让整个上部结构的刚性全部一致，要防止应力太过集中，以此来增强钢筋混凝土建筑物的安全性与稳定性，从而提高它抵抗外在破坏的能力。

（2）在剪力墙的柱和梁的结构设计中，需要严格遵循强剪弱弯、强柱弱梁与增强节点的要求，并且在挑梁的两端设构造柱，把每一层挑梁都进行连接，能够有效地避免墙体外闪与挑梁变形，进而提高建筑的抗震性能。

（3）梁的支座形式需要按照工程的实际情况来确定，有些时候，并不能全部都设计成固定式的，需要将其设计成铰接支座。

（4）提高对于裂缝的控制强度，对裂缝的控制也是钢筋混凝土建筑物设计中不可缺少的环节，应该在易出现裂缝的位置采取预应力混凝土浇灌的手段，并且，在预埋管线的时候，想要固定管线，需要用到设置指甲的方法，还要在管线交叉的地方使用固定接线盒，以此来减小各种裂缝产生的概率，进而增强钢筋混凝土结构的牢固性与整体稳定性。

4 结束语

随着建筑业的迅猛发展，钢筋混凝土一起所独特的延性好、整体性强和强度大等优点而在建筑物中得到广泛的应用，但是不可避免的，它本身也具有抗裂性能差、自身重等缺陷，所以在设计的时候，不仅要考虑上述诸多问题，还要避免出现一些其他的问题。所以，结构设计人员需要严格的遵守规范，与施工现场的实践情况相结合，不断进行总结，进而在设计中将钢筋混凝土的优势充分发挥出来，是钢筋混凝土结构的合理性和科学性得到进一步提高。

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