钢筋混凝土结构设计中问题研究

李晓微

摘 要：在城镇化不断加快背景下，工程项目也在日渐增多，钢筋混凝土结构作为建筑结构中最重要的组成部分，具有强度高、耐久性好、安全性高、经济效益好等特点，被广泛应用于高层或者超高层建筑中。钢筋混凝土结构设计是建筑设计中非常重要的工作，设计质量不过关直接关系到建筑工程质量和使用寿命，也与施工安全关系紧密。

关键词：钢筋混凝土结构；设计；问题分析

1 钢筋混凝土结构设计的要求

1.1 结构的稳定性

在设计过程中首先需要保证钢筋混凝土结构的稳定性，对建筑的外形及结构的承载力进行详细的分析，考虑结构在使用过程中变形的问题和地层沉降，减少威胁钢筋混凝土结构稳定性的因素，从而达到提高建筑质量，延长建筑使用年限的目的。

1.2 结构抗震防灾性

由于近几年城市人口激增，导致城市用地十分紧张，为了有效的扩大使用面积，对地下空间的开发已经成为常态。地下室、商场、车库等地下设施逐渐增多，同时地铁也成为一个城市缓解交通压力的标配，这些地下设施的建设严重破坏了地层结构的稳定性，为了确保地下建筑结构的稳定性和坚固、耐久，结构必须具备较强的抗震性能和防水性能，且在一定程度上能够抵御地震和洪水的冲击，因此，在钢筋混凝土结构设计时，需要按照一定的标准对结构的抗灾和抗震级别进行确定，只有这样才能确保建筑使用过程中的安全性，避免使用者财产和生命安全受到威胁。

2 钢筋混凝土结构设计中存在的问题

2.1 结构体系不合理

钢筋混凝土结构在进行设计时，设计人员需要结合工程结构特点，同时参考抗震等级以及风荷载情况，选择合理的结构体系。但是，如果选择的结构体系不合理，将会影响结构的稳定性，使其结构性能降低，如果设计人员选择的设计指标不科学，也将会降低结构设计的可行性和科学性，导致建筑质量出现问题，甚至引发安全事故。

2.2 下部结构设计中存在的问题

（1）地下室底板设计。地下室底板在设计过程中，一定要注意柱下带梁板式的独立基础方面的问题，大量的经验表明，建筑受到沉降的影响会导致附着应力发生改变，其主要是由于建筑上部结构受到的荷载致使柱下独立基础和地下室顶板发生沉降变形。设计时如果对这种情况不能引起足够的重视，则会导致地下室顶板承受压力过大，超过极限后极容易发生断裂现象，导致建筑发生倾斜甚至结构断裂。（2）地下室底板配筋不合理。地下室作为基础结构的一部分，具有增强建筑物结构的稳定性、承载能力以外，还能削减地震破坏程度。在地下室设计时，若地下室底板配筋不合理，会导致钢筋混凝土结构出现失稳现象，增加建筑物的不均匀沉降量。

2.3 上部结构设计中存在的问题

首先，框架剪力墙设计时，如果设计不合理，则会导致应力较为集中，威胁建筑结构的安全性，当发生地震时，建筑结构容易出现坍塌，另外，剪力墙分布不均也会增加框架剪力墙连接构件的设计难度，不利于建筑结构的稳定性和可靠性。其次，在以钢筋混凝土结构为主的建筑中，抗侧力最主要的构件是钢筋混凝土，因此，钢筋混凝土结构测量位移必须要满足规定的侧向位移限值，如果超过限值，将会导致建筑结构的稳定和安全受到影响。

2.4 结构抗震设计存在的问题

钢筋混凝土结构设计时，一定要考虑结构的抗震性能等级，这对建筑的使用安全具有十分重要的意义。地震是较为常见的自然灾害，其对建筑结构的影响是由内而外的，地震纵波对建筑物结构施加作用力，导致坚固的结构外表出现松动等、裂缝等变化，严重威胁着建筑结构的稳定性。虽然我国不是地震频发的国家，但近几年几场较大地震灾害的发生以及以往的经验也表明了，具有高抗震等级的建筑物在地震中稳固性和安全性相对较高，因此，提高建筑物的抗震性能是当前人们关注的重点。由于钢筋混凝土结构本身具有的特性，使其抗震性能较低，这也是当前需要重点解决的问题。

3 钢筋混凝土结构设计改善措施

3.1 科学设计钢筋混凝土结构体系

在钢筋混凝土结构设计中，可以通过合理的应用计算机软件，如BIM技术，构建完善的建筑设计模型，并结合该建筑的运行特点，优化结构设计方案，保证设计方案的可行性、科学性和合理性。由于钢筋混凝土结构的复杂性，容易对建筑结构造成不良的影响，因此，设计人员在对钢筋混凝土结构进行设计时，需要简化流程，将结构体系由复杂向简单转变，以降低施工难度，减少质量问题发生几率。另外，还要对建筑结构进行详细的计算和分析，通过运用不同的计算方式，将最终的结果进行比对择优选择，提升结构设计方案的可靠性。通过数据比对结果，可以科学的确定钢筋混凝土结构体系，同时选择合理的设计指标，并结合实际工程情况，对结构体系设计方案进行优化，对其中出现的问题有针对性的进行处理，并做好相关防止工作，可以有效降低外界因素对钢筋混凝土建筑施工质量的影响，也有助于提升结构抗震性能，提高资源利用率。

3.2 加强地基与基础的设计

为了确保鋼筋混凝土结构设计方案更好的实施和施工安全，加强对地基与基础的设计工作尤为重要。地基与基础作为建筑重要的承重结构，其具有稳定地上结构的作用，因此，设计人员在对其进行设计时，一定要对工程当地地质条件和地下水分布进行详细的勘察和分析，并选择科学合理的基础方案，保证建筑结构的稳定性和安全性。对于独立基础的设计，可以采用阶梯型设计，这样的设计不仅有利于后期施工，还能有效的确保施工质量，此外，在对独立基础间的拉梁进行设计时，需要充分考虑覆土荷载对建筑结构的影响，如有必要，可以通过提高混凝土强度或者配筋强度来提升建筑结构的强度。地基和基础设计过程中，合理的设计方案可以帮助设计人员对全面掌握地基与基础结构特点。在实际设计过程中，设计人员需要依据地下水水位的变化情况，绘制包络图，并做好防水以及排水方案，例如柱下承台的轮廓设计，可以采取放反承台的方式提高地下基础结构的防水功效，使得地基与基础结构的可靠性得到提升。

3.3 优化上部结构设计

优化钢筋混凝土建筑上部结构设计，可以有效提升结构抵抗水平荷载的能力，提高了建筑结构的稳定性，例如，通过对框架剪力墙的设计，结合剪力墙的布置情况，制定相应的防护工作，减少应力集中现象的发生。在对梁柱进行设计时，需要遵守“强柱弱梁”的设计原则，准确计算梁柱节点剪力，提高钢筋混凝土结构的抗震性能，减少地震对结构的破坏。

3.4 加强设计图纸的审核工作

设计人员在对钢筋混凝土结构图纸进行设计时，需要将图纸中的内容进行详细的标注，相关的数据参数也要一一列表，完成设计工作之后，需要对图纸进行严格的审核，发现问题及时解决，并对图纸进行修改，避免后期施工过程中的设计变更频发，影响工程施工进度，不利于工程成本控制。

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