關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)造的方法

　　摘要：在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中，對(duì)結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能研究不充分以及施工管理的不完善，是引起現(xiàn)澆鋼筋混凝土配筋不當(dāng)?shù)膬?nèi)在原因。主要是有時(shí)候用電算設(shè)計(jì)存在不合理的地方，需要用力學(xué)原理分析，手算復(fù)核，如果沒(méi)有出現(xiàn)受力情形，可根據(jù)構(gòu)造措施配置鋼筋。結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中固有的不確定性和復(fù)雜性決定了結(jié)構(gòu)性能的千變?nèi)f化，是結(jié)構(gòu)施工階段平均風(fēng)險(xiǎn)率較高的一個(gè)重要外在原因。

　　關(guān)鍵詞：建筑工程,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),鋼筋混凝土構(gòu)造,配筋

　　1、配筋構(gòu)造要求

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是指承重的主要構(gòu)件是用鋼筋混凝土建造的包括薄殼結(jié)構(gòu)、大模板現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)及使用滑模、升板等建造的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物。混凝土主要構(gòu)件包括梁、板、柱、剪力墻、殼體，還有局部構(gòu)件如樓梯、雨篷。

　　1.1建筑方案設(shè)計(jì)與配筋構(gòu)造

　　就從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，任何一個(gè)投資人都希望減少配筋同時(shí)獲得較好的安全與功能具備的建筑物。一位好的方案設(shè)計(jì)人員在滿足建筑功能布局要求的前提下盡量考慮到結(jié)構(gòu)規(guī)范的限制。否則，當(dāng)設(shè)計(jì)者再考慮建筑設(shè)計(jì)時(shí)，由于建筑專業(yè)設(shè)計(jì)人員對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)范要求不熟悉，做出的建筑方案很可能使相應(yīng)的結(jié)構(gòu)方案難以滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，待進(jìn)入施工圖設(shè)計(jì)階段后，結(jié)構(gòu)專業(yè)才對(duì)建筑方案提出較大的修改意見(jiàn)。此時(shí)，由于建筑方案已經(jīng)經(jīng)過(guò)提交，甲方往往對(duì)建筑方案已認(rèn)可，要么重新對(duì)建筑方案提出修改，要么因?yàn)榻ㄖ薅黾訕?gòu)造措施，增加配筋。

　　1.2概念設(shè)計(jì)與構(gòu)造問(wèn)題方法

　　設(shè)計(jì)人員應(yīng)特別重視結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)，重視結(jié)構(gòu)的選型和平、立面布置的規(guī)則性，優(yōu)先選用抗震和抗風(fēng)性能好且經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系。建筑設(shè)計(jì)的目的是創(chuàng)造一個(gè)有效的環(huán)境整體，即一個(gè)由許多相互關(guān)聯(lián)的環(huán)境分體系形成的整體。所以，設(shè)計(jì)人員在開(kāi)始處理結(jié)構(gòu)方面的問(wèn)題時(shí)，必然希望在形成和處理總體方案時(shí)，分析各單元體之間的關(guān)系，而不是構(gòu)件和細(xì)部構(gòu)造。設(shè)計(jì)人員應(yīng)具有總體考慮的能力，能夠從一開(kāi)始就將結(jié)構(gòu)知識(shí)運(yùn)用到全部建筑設(shè)計(jì)中，并且使水平不高的細(xì)部設(shè)計(jì)減至最小。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)建筑的房屋高度和高寬比、抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、場(chǎng)地類別、結(jié)構(gòu)材料和施工技術(shù)條件等因素考慮其適宜的結(jié)構(gòu)體系。實(shí)踐證明，一個(gè)良好的結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)既能達(dá)到良好的抗震性能又能節(jié)約工程造價(jià)。

　　2、鋼筋混凝土的注意事項(xiàng)

　　2.1周期折減系數(shù)

　　由于在混凝土框架結(jié)構(gòu)中一般都會(huì)設(shè)置填充墻，從而會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的實(shí)際剛度往往會(huì)比計(jì)算剛度要大一些，致使計(jì)算周期通常要比實(shí)際周期大。所以，由此計(jì)算得出的地震作用效應(yīng)會(huì)偏小一些，以至于混凝土結(jié)構(gòu)的整體安全系數(shù)較低。因此，為了克服這一因素的影響必須對(duì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算周期進(jìn)行折減。在進(jìn)行折減時(shí)需注意折減系數(shù)的取值不宜過(guò)大。對(duì)于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)而言，當(dāng)其使用砌體填充墻時(shí)，折減系數(shù)可按填充墻的材料及實(shí)際數(shù)量進(jìn)行確定，一般可將系數(shù)確定為0.6~0.7;如果結(jié)構(gòu)中的填充墻較少，或是輕質(zhì)砌體時(shí)，可將系數(shù)確定為0.9;對(duì)于沒(méi)有填充墻的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，可以不進(jìn)行計(jì)算周期的折減。

　　2.2確定梁剛度放大系數(shù)

　　由于目前的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算軟件所輸入的模型以矩形截面居多，軟件并未對(duì)因結(jié)構(gòu)中樓板的存在而形成T型截面考慮在內(nèi)，這樣勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致因T型截面的存在引起剛度增大，從而使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際剛度較之計(jì)算所得的剛度大很多，這樣計(jì)算出的地震剪力值會(huì)偏小，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。所以在進(jìn)行計(jì)算時(shí)應(yīng)適當(dāng)將梁剛度放大，放大的系數(shù)一般為邊梁1.5、中梁2.0。

　　3、鋼筋混凝土構(gòu)造的主要方法

　　3.1概念設(shè)計(jì)

　　在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中進(jìn)行鋼筋混凝土的構(gòu)造時(shí)，應(yīng)重視結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)，如平立面布置的規(guī)則性、結(jié)構(gòu)選型、選擇抗震性能以及抗風(fēng)壓性能好的結(jié)構(gòu)體系等。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最終目的是為了構(gòu)建一個(gè)最佳的環(huán)境整體，換言之就是指一個(gè)由各種相互聯(lián)系在內(nèi)的環(huán)境分體系組成的整體。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)按照建筑工程的實(shí)際高度和寬度比、場(chǎng)地類別、抗震等級(jí)、施工技術(shù)以及結(jié)構(gòu)材料等選擇最適宜的結(jié)構(gòu)體系。這樣不僅能使建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到最佳的使用效果，而且還可以降低工程造價(jià)。

　　3.2建筑方案設(shè)計(jì)與配筋構(gòu)造

　　從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，任何一個(gè)投資人都希望減少配筋同時(shí)獲得較好的安全與功能具備的建筑物。一位好的方案設(shè)計(jì)人員在滿足建筑功能布局要求的前提下盡量考慮到結(jié)構(gòu)規(guī)范的限制。否則當(dāng)設(shè)計(jì)者再考慮建筑設(shè)計(jì)時(shí)。由于建筑專業(yè)設(shè)計(jì)人員對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)范要求不熟悉，做出的建筑方案很可能使相應(yīng)的結(jié)構(gòu)方案難以滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，待進(jìn)入施工圖設(shè)計(jì)階段后，結(jié)構(gòu)專業(yè)才對(duì)建筑方案提出較大的修改意見(jiàn)。此時(shí)，由于建筑方案已經(jīng)經(jīng)過(guò)提交，甲方往往對(duì)建筑方案已認(rèn)可，要么重新對(duì)建筑方案提出修改要么因?yàn)榻ㄖ薅黾訕?gòu)造措施，增加配筋。

　　3.3鋼筋混凝土配筋的構(gòu)造方法

　　在實(shí)際的建筑工程中，由于受各種因素的制約，如場(chǎng)地面積、建筑使用功能以及結(jié)構(gòu)原因等，很多工程均在框架的梁端設(shè)計(jì)挑梁。在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中，框架梁所承受的荷載一般與外挑梁承受的實(shí)際荷載值時(shí)不同的，所以兩者的斷面尺寸也是不同的，但在一些工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員往往在繪圖時(shí)將框架梁上的一些主筋向外挑梁延伸，然而這些延伸的主筋卻根本無(wú)法進(jìn)入到挑梁當(dāng)中，這種錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)基本會(huì)在工程施工階段顯現(xiàn)出來(lái)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)時(shí)大量的鋼筋已經(jīng)截?cái)喑尚停瑥亩粌H影響了工程施工進(jìn)度，同時(shí)也導(dǎo)致了不必要的損失。因此，在進(jìn)行鋼筋混凝土構(gòu)造時(shí)，必須對(duì)這一問(wèn)題加以重視，盡可能避免出現(xiàn)類似的設(shè)計(jì)。

　　3.4剪力墻截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造

　　剪力墻在彎矩和軸向拉力作用下，當(dāng)拉力較大，使偏心矩時(shí)，全截面受拉，屬于小偏心受拉情況。當(dāng)偏心矩，即為大偏心受拉。在小偏心受拉情況下，整個(gè)截面處在拉應(yīng)力狀態(tài)下，混凝土由于抗拉性能很差將開(kāi)裂貫通整個(gè)截面，所有拉力分別由墻肢腹部豎向分布鋼筋和端部鋼筋承擔(dān)。因此，剪力墻一般不可能也不允許發(fā)生小偏心受拉破壞。在大偏心受拉情況下，截面上大部分受拉，仍有小部分受壓。與大偏壓一樣，假定1.5x 范圍以外的受拉分布鋼筋都參加工作并達(dá)到屈服，同時(shí)忽略受壓豎向分布鋼筋的作用。剪力墻斜截面受剪破壞主要有三種破壞形態(tài)：剪拉破壞、剪壓破壞和斜壓破壞。其中剪拉破壞和斜壓破壞比剪壓破壞顯得更脆性，設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免。在剪力墻設(shè)計(jì)中，通過(guò)構(gòu)造措施防止發(fā)生剪拉和斜壓破壞，通過(guò)計(jì)算確定墻中水平鋼筋，防止其發(fā)生剪切破壞。具體地，是通過(guò)限制墻肢內(nèi)分布鋼筋的最小配筋率防止發(fā)生剪拉破壞;通過(guò)限制截面剪壓比避免斜壓破壞;斜截面承載力計(jì)算則是為了防止剪壓破壞。設(shè)計(jì)中通常認(rèn)為：豎向分布筋抵抗彎矩，而水平分布筋抵抗剪力。這樣，剪力墻就由混凝土和水平鋼筋共同抗剪。所以斜截面承載力計(jì)算的主要目的就是在已定截面尺寸和混凝土等級(jí)的情況下，計(jì)算水平分布筋的面積。試驗(yàn)表明，當(dāng)剪力墻截面尺寸太小(通常指厚度太小)，截面剪應(yīng)力過(guò)高時(shí)，會(huì)在早期出現(xiàn)斜裂縫，而且很可能是在抗剪鋼筋還沒(méi)有來(lái)得及發(fā)揮作用時(shí)，混凝土就在高剪力及壓力下被擠碎了，此時(shí)配置更多的抗剪鋼筋已毫無(wú)意義。為避免這種破壞，應(yīng)當(dāng)對(duì)截面的剪壓比進(jìn)行限制。

　　4、結(jié)束語(yǔ)

　　在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼筋混凝土的構(gòu)造是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工程，其對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)起著至關(guān)重要的作用，一旦鋼筋混凝土的構(gòu)造出現(xiàn)問(wèn)題，勢(shì)必會(huì)影響整個(gè)工程的質(zhì)量，為了確保鋼筋混凝土的構(gòu)造能夠滿足設(shè)計(jì)要求，這就要求設(shè)計(jì)人員必須了解并掌握與鋼筋混凝土構(gòu)造有關(guān)的各種方法，將之有效地應(yīng)用到實(shí)際工程當(dāng)中，以此來(lái)保證建筑工程順利完成。