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【摘要】随着我国建筑行业的迅速发展,对于进行建筑施工的材料,钢筋混凝土的需求也越来得越多,因其强度大、稳固性好等特性受到了人们的普遍青睐。但是钢筋混凝土的结构设计中仍存在着许多问题。本文就钢筋混凝土的结构设计中存在的问题进行了介绍,并提出了解决这些问题的措施。
【关键词】钢筋混凝土;结构设计;常见问题
钢筋混凝土,是指通过在混凝土中加入钢筋、 钢筋网、钢板或纤维而构成的一种组合材料,两者共同工作从而改善混凝土抗拉强度不足的力学性质,为混凝土加固的一种最常见形式【1】。
一、钢筋混凝土结构设计中的常见问题
1、地基与基础设计过程中存在的问题
这些问题是指在建筑的基础设计中,如对地下室的地板设计、柱下独立基础带梁板式的地下室的底板设计中中存在的,这些现象导致的原因往往是由于忽视建筑物的沉降所形成的附加应力的影响。在实际的建筑施工中,整个地下室和柱下独立基础的底板会在上部负载的作用下,一起产生沉降变形,共同受力,如果这时候施工方不考虑由此而带来的附加应力的话,对于底板的安全作用来说是不能保证的,这可能会使得地下室的底板承载能力不足,从而造成开裂的现象。尤其是当施工方使用天然地基进行施工时,这种现象会更加明显。在总沉降的量比较小的工程中,施工方可以在地下室底板和持力层之间考虑采用褥垫的相应处理措施,当然,在使用这种方法的时候还要考虑其他的因素,综合整个施工工程。此外,带地下水位季节变化比较大的地区进行施工的时候,需要考虑高低不同的水位对于地下室底板的不同影响,做出各自的包络图,然后再进行后面的配筋设计【2】。
2、上部結构设计中存在的问题
在对于墙体结构的设计要充分考虑它的承受力。施工方要合理布置剪力墙和框剪结构,做到均匀处理,避免剪力墙出现单支刚度过大的现象,防止应力集中在一个点上,一旦被破坏,就会对建筑造成严重的影响,并且会对和它相连接的构架的设计带来困难,如连梁的设计。对于一些第一级别的刚度较强的剪力墙,它施工的墙肢数不能少了4肢。此外,我们还要考虑剪力墙在遇到中震时,当第一节别的剪力墙进行塑性状态后,要想维持建筑物的形状,不造成较大的变形,就要考虑建筑中小的级别的剪力墙的作用,防止建筑变形过大导致的次生危害。这对于建筑的施工来说,是必不可少的,是进行多道防护的有效措施。当建筑物遭遇重大地震的侵害时,第一级别和小的级别的剪力墙都进入了塑性状态,此时的建筑物已经受到了严重的破坏,施工方这时只能通过将破坏转移到梁上,来保证柱子的完整性,从而保证建筑物的不倒塌,或者是延缓建筑物的倒塌,给人们争取更多逃生的时间,从而减少伤亡,这种方法就是我们所说的延性设计。
3、钢筋混装土结构设计中的裂缝问题
(1)结构裂缝
现浇的钢筋混凝土中,不同的结构的构建之间,往往会存在着不同的刚度,这就会形成钢筋混凝土的刚度不均匀的现象,从而在钢筋混凝土中出现相对较为薄弱的区域,造成结构的薄弱,在这些相对薄弱的区域的横截面的突变处,就容易造成对结构的破坏,形成裂缝,比如在建筑物的墙角处和钢筋混凝土楼板的板端处,这都是很容易出现裂缝的地方。
(2)温度裂缝
这种裂缝的出现在钢筋混凝土中是比较常见的一种现象。它是由于在施工中,由于外界的温差变化比较大,混凝土也随着温度的变化发生着热胀冷缩的反应,从而导致出现温度裂缝。这些裂缝的出现一般是在建筑物的结构的屋面层【3】。
(3)构造裂缝
构造裂缝的出现的造成的因素很多,如脱模过早、支架下沉或者在对混凝土进行养护的时候没有做好等,这些都是出现构造裂缝的原因。除此之外,在对混凝土进行浇筑的时候没有进行充分的振捣,在对混凝土进行配比时,水和灰的配比比较大以及模板的滑动等,这些也会导致构造裂缝的出现。
(4)收缩裂缝
在对混凝土结构进行养护工作的过程总,混凝土会逐渐变硬,发生碳化、脱水,这个过程是一个持续的过程,它会一直到28天也不会结束,这是混凝土进行冷却的过程,是必不可少的,这种特性是水泥基混凝土不同于其他建筑材料的固有属性。同时,在混凝土进行硬化的时候,会由于化学反应从而会失掉一些水分,在这个过程中,混凝土会出现收缩的现象,这个时候钢筋混凝土结构中就会出现一些由于收缩而形成的裂缝。
二、钢筋混凝土结构设计问题的措施分析
1、合理完善结构体系
可以说,钢筋混凝土的架构设计是一个比较复杂的过程,正是由于这种复杂,所以也就造成了它的结构设计出现较多问题的原因。所以施工方应该对钢筋混凝土结构设计中不必要的程序或者是作用不大的部分进行合理的删除或者简化,从而使整个结构看起来不那么繁琐。其次,在对钢筋混凝土进行结构设计的时候,要充分考虑它的受力和遇到地震时候的变形的设计,然后在对钢筋混凝土的材料进行配比的时候,要合理的计算,将建筑物可能收到的力量和导致的变形计算进行。
2、适当规划结构尺寸
在进行施工的时候,钢筋混凝土结构中可能会由于施工材料的变形,或者是温度变化导致出现裂缝,再加上钢筋混凝土的结构越长,它所受的材料和温度的影响的面积就越大,从而使它所受的应力就会越大,这样的话,裂缝出现的几率也会随着越来越大【4】。这是横向裂缝出现的最主要的原因。通过研究表明,钢筋混凝土结构对于尺寸的设计与其的安全性和稳定性之间,具有十分重要的关系。所以,我们在对钢筋混凝土结构进行设计的时候,一定要严格按照标准对尺寸进行合理的规划设计,确保建筑工程符合国家的设计标准,从而保证施工的安全,降低各种裂缝出现的可能。
3、尽量优化结构的形状和布置
钢筋混凝土结构的的布置和形状规则,它就会使得钢筋混凝土的各个部分的刚性一致,从而在受到外部力量的时候,应力也相同,所以不会导致某一个部分的变形较大,出现刚度较弱的部位的裂缝问题严重。所以,我们在对钢筋混凝土进行结构设计的时候,一定要保证它的结构布置和形状规划的合理性,从而使得钢筋混凝土的各部分刚度一样,降低问题的出现几率,从而提高钢筋混凝土的稳定性和安全性。
4、对板类构件裂缝控制采取防治措施
对于板类构件出现的裂缝问题,目前我国所拥有的技术只能对其进行预防的措施。当钢筋混凝土结构中的屋面和楼面的板构件出现裂缝的时候,施工方可以在结构的设计中,加入预应力混凝土浇筑的方法,并在楼面板中埋入管线的过程中,通过设置支架加固对管线的固定性,同时固定住接线盒,从而削弱在钢筋混凝土板中的刚度,从而有效的防止在板类构件中出现裂缝的现象,提高整个结构的稳定性和牢固性。
结束语:
钢筋混凝土在我国的建筑施工中是不可缺少的材料,同时钢筋混凝土的结构也是目前我国进行建筑施工的最为普遍的一种结构,因其所具有的很多优势在我国的建筑事业中占据着重要的地位。我们一定要对其结构设计中出现的问题进行有效的解决,从而使它更好的提高建筑工程的整体质量,为我国的建筑行业做贡献。
参考文献:
[1]钱启军. 钢筋混凝土结构设计中的常见问题探讨[J]. 工业设计,2012,02:106.
[2]张志强. 钢筋混凝土高层结构设计常见问题分析[J]. 城市建筑,2013,18:56.
[3]彭煜. 钢筋混凝土结构设计中的常见问题及优化措施[J]. 中华民居(下旬刊),2014,08:137.
[4]蒋乐. 钢筋混凝土结构设计常见问题处理方法[J]. 建材与装饰(中旬刊),2007,12:29-31.
【关键词】钢筋混凝土;结构设计;常见问题
钢筋混凝土,是指通过在混凝土中加入钢筋、 钢筋网、钢板或纤维而构成的一种组合材料,两者共同工作从而改善混凝土抗拉强度不足的力学性质,为混凝土加固的一种最常见形式【1】。
一、钢筋混凝土结构设计中的常见问题
1、地基与基础设计过程中存在的问题
这些问题是指在建筑的基础设计中,如对地下室的地板设计、柱下独立基础带梁板式的地下室的底板设计中中存在的,这些现象导致的原因往往是由于忽视建筑物的沉降所形成的附加应力的影响。在实际的建筑施工中,整个地下室和柱下独立基础的底板会在上部负载的作用下,一起产生沉降变形,共同受力,如果这时候施工方不考虑由此而带来的附加应力的话,对于底板的安全作用来说是不能保证的,这可能会使得地下室的底板承载能力不足,从而造成开裂的现象。尤其是当施工方使用天然地基进行施工时,这种现象会更加明显。在总沉降的量比较小的工程中,施工方可以在地下室底板和持力层之间考虑采用褥垫的相应处理措施,当然,在使用这种方法的时候还要考虑其他的因素,综合整个施工工程。此外,带地下水位季节变化比较大的地区进行施工的时候,需要考虑高低不同的水位对于地下室底板的不同影响,做出各自的包络图,然后再进行后面的配筋设计【2】。
2、上部結构设计中存在的问题
在对于墙体结构的设计要充分考虑它的承受力。施工方要合理布置剪力墙和框剪结构,做到均匀处理,避免剪力墙出现单支刚度过大的现象,防止应力集中在一个点上,一旦被破坏,就会对建筑造成严重的影响,并且会对和它相连接的构架的设计带来困难,如连梁的设计。对于一些第一级别的刚度较强的剪力墙,它施工的墙肢数不能少了4肢。此外,我们还要考虑剪力墙在遇到中震时,当第一节别的剪力墙进行塑性状态后,要想维持建筑物的形状,不造成较大的变形,就要考虑建筑中小的级别的剪力墙的作用,防止建筑变形过大导致的次生危害。这对于建筑的施工来说,是必不可少的,是进行多道防护的有效措施。当建筑物遭遇重大地震的侵害时,第一级别和小的级别的剪力墙都进入了塑性状态,此时的建筑物已经受到了严重的破坏,施工方这时只能通过将破坏转移到梁上,来保证柱子的完整性,从而保证建筑物的不倒塌,或者是延缓建筑物的倒塌,给人们争取更多逃生的时间,从而减少伤亡,这种方法就是我们所说的延性设计。
3、钢筋混装土结构设计中的裂缝问题
(1)结构裂缝
现浇的钢筋混凝土中,不同的结构的构建之间,往往会存在着不同的刚度,这就会形成钢筋混凝土的刚度不均匀的现象,从而在钢筋混凝土中出现相对较为薄弱的区域,造成结构的薄弱,在这些相对薄弱的区域的横截面的突变处,就容易造成对结构的破坏,形成裂缝,比如在建筑物的墙角处和钢筋混凝土楼板的板端处,这都是很容易出现裂缝的地方。
(2)温度裂缝
这种裂缝的出现在钢筋混凝土中是比较常见的一种现象。它是由于在施工中,由于外界的温差变化比较大,混凝土也随着温度的变化发生着热胀冷缩的反应,从而导致出现温度裂缝。这些裂缝的出现一般是在建筑物的结构的屋面层【3】。
(3)构造裂缝
构造裂缝的出现的造成的因素很多,如脱模过早、支架下沉或者在对混凝土进行养护的时候没有做好等,这些都是出现构造裂缝的原因。除此之外,在对混凝土进行浇筑的时候没有进行充分的振捣,在对混凝土进行配比时,水和灰的配比比较大以及模板的滑动等,这些也会导致构造裂缝的出现。
(4)收缩裂缝
在对混凝土结构进行养护工作的过程总,混凝土会逐渐变硬,发生碳化、脱水,这个过程是一个持续的过程,它会一直到28天也不会结束,这是混凝土进行冷却的过程,是必不可少的,这种特性是水泥基混凝土不同于其他建筑材料的固有属性。同时,在混凝土进行硬化的时候,会由于化学反应从而会失掉一些水分,在这个过程中,混凝土会出现收缩的现象,这个时候钢筋混凝土结构中就会出现一些由于收缩而形成的裂缝。
二、钢筋混凝土结构设计问题的措施分析
1、合理完善结构体系
可以说,钢筋混凝土的架构设计是一个比较复杂的过程,正是由于这种复杂,所以也就造成了它的结构设计出现较多问题的原因。所以施工方应该对钢筋混凝土结构设计中不必要的程序或者是作用不大的部分进行合理的删除或者简化,从而使整个结构看起来不那么繁琐。其次,在对钢筋混凝土进行结构设计的时候,要充分考虑它的受力和遇到地震时候的变形的设计,然后在对钢筋混凝土的材料进行配比的时候,要合理的计算,将建筑物可能收到的力量和导致的变形计算进行。
2、适当规划结构尺寸
在进行施工的时候,钢筋混凝土结构中可能会由于施工材料的变形,或者是温度变化导致出现裂缝,再加上钢筋混凝土的结构越长,它所受的材料和温度的影响的面积就越大,从而使它所受的应力就会越大,这样的话,裂缝出现的几率也会随着越来越大【4】。这是横向裂缝出现的最主要的原因。通过研究表明,钢筋混凝土结构对于尺寸的设计与其的安全性和稳定性之间,具有十分重要的关系。所以,我们在对钢筋混凝土结构进行设计的时候,一定要严格按照标准对尺寸进行合理的规划设计,确保建筑工程符合国家的设计标准,从而保证施工的安全,降低各种裂缝出现的可能。
3、尽量优化结构的形状和布置
钢筋混凝土结构的的布置和形状规则,它就会使得钢筋混凝土的各个部分的刚性一致,从而在受到外部力量的时候,应力也相同,所以不会导致某一个部分的变形较大,出现刚度较弱的部位的裂缝问题严重。所以,我们在对钢筋混凝土进行结构设计的时候,一定要保证它的结构布置和形状规划的合理性,从而使得钢筋混凝土的各部分刚度一样,降低问题的出现几率,从而提高钢筋混凝土的稳定性和安全性。
4、对板类构件裂缝控制采取防治措施
对于板类构件出现的裂缝问题,目前我国所拥有的技术只能对其进行预防的措施。当钢筋混凝土结构中的屋面和楼面的板构件出现裂缝的时候,施工方可以在结构的设计中,加入预应力混凝土浇筑的方法,并在楼面板中埋入管线的过程中,通过设置支架加固对管线的固定性,同时固定住接线盒,从而削弱在钢筋混凝土板中的刚度,从而有效的防止在板类构件中出现裂缝的现象,提高整个结构的稳定性和牢固性。
结束语:
钢筋混凝土在我国的建筑施工中是不可缺少的材料,同时钢筋混凝土的结构也是目前我国进行建筑施工的最为普遍的一种结构,因其所具有的很多优势在我国的建筑事业中占据着重要的地位。我们一定要对其结构设计中出现的问题进行有效的解决,从而使它更好的提高建筑工程的整体质量,为我国的建筑行业做贡献。
参考文献:
[1]钱启军. 钢筋混凝土结构设计中的常见问题探讨[J]. 工业设计,2012,02:106.
[2]张志强. 钢筋混凝土高层结构设计常见问题分析[J]. 城市建筑,2013,18:56.
[3]彭煜. 钢筋混凝土结构设计中的常见问题及优化措施[J]. 中华民居(下旬刊),2014,08:137.
[4]蒋乐. 钢筋混凝土结构设计常见问题处理方法[J]. 建材与装饰(中旬刊),2007,12:29-31.