發(fā)布時(shí)間：2022-07-22 09:24:29
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探究樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
【摘要】近年來國內(nèi)建筑工程質(zhì)量安全事故頻發(fā)，通過在施工一線多年的從業(yè)研究發(fā)現(xiàn)，抓住工程設(shè)計(jì)安全這個(gè)“牛鼻子”，對(duì)于提高工程質(zhì)量有著重要意義。工程設(shè)計(jì)安全是施工質(zhì)量的重要保證，土木建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是工程設(shè)計(jì)的重中之重，是整個(gè)建筑過程中最重要的環(huán)節(jié)。不僅關(guān)系著建筑水平的高低，還關(guān)系著人民生命財(cái)產(chǎn)安全和國家基礎(chǔ)事業(yè)的發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】鋼筋混凝土；加強(qiáng)設(shè)計(jì)措施；結(jié)構(gòu)檢測問題；解決策略
1. 外觀質(zhì)量檢測中常見問題及相應(yīng)對(duì)策
建筑外觀具有直接可視性，容易被觀察。普通人群通過觀察建筑外觀，便可評(píng)價(jià)建筑質(zhì)量好壞。所以對(duì)混凝土外觀質(zhì)量的檢測，具有重要意義?；炷镣庥^結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測中，經(jīng)常性出現(xiàn)露筋、空洞、疏松、裂縫和蜂窩等不同程度的損傷問題。其中最常見的就是蜂窩和裂縫。
1.1蜂窩問題的成因及對(duì)策。
當(dāng)混凝土表面缺乏水分，缺少砂漿的時(shí)候，石子變得干燥，容易暴露在外，混合材料分層離析，形成一個(gè)個(gè)的蜂窩狀的小孔，這就形成了鋼筋混凝土外觀的蜂窩問題。蜂窩問題的嚴(yán)重程度，應(yīng)利用直尺或者百格網(wǎng)等有效測量工具，測量蜂窩的面積、深度和分布率。當(dāng)鋼筋混凝土表現(xiàn)出不嚴(yán)重的窟窿狀蜂窩時(shí)，可以用 1B2的水泥調(diào)和砂漿抹面進(jìn)行修整。對(duì)于較嚴(yán)重的蜂窩現(xiàn)象，必須嚴(yán)厲整頓，除掉表面的酥松層，將混凝土內(nèi)層用水清洗干凈，然后支膜，用比設(shè)計(jì)級(jí)高一級(jí)的混凝土細(xì)致澆灌、摸面。當(dāng)然也可以根據(jù)實(shí)際的情況 ， 用進(jìn)管壓漿方法進(jìn)行處理。
1.2裂p問題的成因及對(duì)策。
當(dāng)鋼筋混凝土干涸時(shí)，拉伸應(yīng)力大于其原來拉伸強(qiáng)度的時(shí)候，也可以說，拉伸應(yīng)力超過了拉伸的極限而造成的開裂。不同的原因，會(huì)造成不同種類的開裂。早期的開裂，會(huì)逐漸引起其內(nèi)部的缺陷。然而混凝土早期的水分蒸發(fā)，是開裂的主要原因。 所以必須保證混凝土的水分比例在一定安全范圍之內(nèi)， 防止其收縮過度。對(duì)于已出現(xiàn)的裂縫，可以在混凝土便面用防水砂漿、 防水卷等做一個(gè)防水層，簡捷而有效。對(duì)于局部的開裂，也可以用專用填補(bǔ)劑填塞。
2. 加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計(jì)措施
為了改善土木工程結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，需要引起國家相關(guān)部門的注意，相關(guān)研究單位及部門應(yīng)該從強(qiáng)化混凝土工程的耐久性方面進(jìn)行研究，制定相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，以此作為監(jiān)督方法。要從專業(yè)的角度對(duì)結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行驗(yàn)收與評(píng)價(jià)，完善土建結(jié)構(gòu)的檢測與維護(hù)機(jī)制，對(duì)土建結(jié)構(gòu)的耐久性概念及意識(shí)進(jìn)行強(qiáng)化，用科學(xué)管理手段管理從業(yè)人員，規(guī)范工程安全性管理機(jī)制，學(xué)習(xí)借鑒國外先進(jìn)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，注重科學(xué)管理與人性化管理相結(jié)合，將管理從技術(shù)規(guī)范的強(qiáng)制性中解放出來，鼓勵(lì)技術(shù)進(jìn)步和科技創(chuàng)新，主管部門應(yīng)該按照實(shí)事求是的原則對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行論證，將建筑結(jié)構(gòu)的安全設(shè)計(jì)水平提高。因此應(yīng)該在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面集思廣益，參考各方面的意見和建議，確保設(shè)計(jì)更加的先進(jìn)、科學(xué)，更具有可操作性。
2.1安全性設(shè)計(jì)。
（1）管理方面：在設(shè)計(jì)單位的選擇上，要優(yōu)先選擇實(shí)力強(qiáng)、資質(zhì)等級(jí)高、管理先進(jìn)的單位，要有先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)理念等，設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)要高，要具備豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，這樣設(shè)計(jì)的質(zhì)量才能從根本上提高。
（2）設(shè)計(jì)理論：對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算理論及方法要熟練掌握，加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)，提高設(shè)計(jì)理論素質(zhì)。這一方面也是對(duì)設(shè)計(jì)人員提出的，因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員的素質(zhì)高度直接影響設(shè)計(jì)質(zhì)量。
（3）設(shè)計(jì)計(jì)算：一般而言，設(shè)計(jì)者所考慮到的設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目基本都能滿足安全的需要。但往往也會(huì)因?yàn)閷?duì)某一方面的遺漏造成某個(gè)項(xiàng)目出現(xiàn)事故，因此設(shè)計(jì)人員要認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，對(duì)每一個(gè)數(shù)據(jù)都要認(rèn)真的去分析和核對(duì)。
（4）詳細(xì)的設(shè)計(jì)圖紙：受施工人員素質(zhì)差異的影響，設(shè)計(jì)者經(jīng)過嚴(yán)格的設(shè)計(jì)程序后，呈現(xiàn)在施工人員面前的是設(shè)計(jì)圖紙，而施工人員對(duì)圖紙的領(lǐng)會(huì)能力存在差異，對(duì)一些細(xì)節(jié)的把握有可能出現(xiàn)偏差，因此，設(shè)計(jì)人員要對(duì)圖紙不斷的進(jìn)行細(xì)化，避免因?yàn)槭┕と藛T看不懂圖紙而出現(xiàn)不必要的工程質(zhì)量問題。
（5）監(jiān)督管理：對(duì)設(shè)計(jì)過程及施工過程加強(qiáng)監(jiān)管，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修改。對(duì)設(shè)計(jì)文件的審核完成后，進(jìn)入施工階段，設(shè)計(jì)單位要與施工單位密切配合，對(duì)接聯(lián)系，及時(shí)糾正施工人員對(duì)圖紙的錯(cuò)誤理解，對(duì)施工中出現(xiàn)的設(shè)計(jì)以外的質(zhì)量問題，設(shè)計(jì)單位要及時(shí)進(jìn)行糾正，對(duì)施工人員的建議要有足夠的重視。
2.2經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)。
（1）成本管理：通過對(duì)招投標(biāo)中的方案進(jìn)行比對(duì)、評(píng)比，不但要選擇一個(gè)安全性高的招標(biāo)單位，還要考慮其在經(jīng)濟(jì)性方面的優(yōu)勢，擇優(yōu)選擇。這樣不但可以找出最安全的設(shè)計(jì)方案，還能最大限度的節(jié)約成本。
（2）合理利用標(biāo)準(zhǔn)圖：標(biāo)準(zhǔn)圖的作用在于可以降低設(shè)計(jì)的工作量，降低設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，加快設(shè)計(jì)速度。但由于未經(jīng)過計(jì)算，往往會(huì)導(dǎo)致成本過高，因此設(shè)計(jì)人員要對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行核算，在安全的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出最經(jīng)濟(jì)的方案。
（3）多參數(shù)設(shè)計(jì)的安全積累：由于土木工程中設(shè)計(jì)的材料較多，材料尺寸、用量及布置等較為復(fù)雜，因此，必須要在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度需求的基礎(chǔ)上，做到各構(gòu)件的經(jīng)濟(jì)性。
（4）組織協(xié)調(diào)：協(xié)調(diào)各部門關(guān)系，以大局為重。一個(gè)工程中往往是多部門共同配合來完成的，因此各部門之間要協(xié)調(diào)好關(guān)系，積極配合，才能將工程成本大大的降低。
3. 混凝土的強(qiáng)度等級(jí)
混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，是混凝土物理指標(biāo)的綜合性反映。它代表混凝土的抗壓能力、抗拉能力?；炷翉?qiáng)度等級(jí)的檢測方法常見的有三種：非破損法、破損法和綜合法。混凝土強(qiáng)度低，往往是由于使用的原材料不符合國家規(guī)定，或者在調(diào)制、保存、澆注或者后期的保養(yǎng)中不符合規(guī)范所造成的。它從整體上影響建筑的質(zhì)量。 對(duì)于這種情況的出現(xiàn)，我們必須權(quán)衡現(xiàn)在的強(qiáng)度和要求的強(qiáng)度，向有關(guān)單位提出申報(bào)，采取有效措施，例如從根本上加固、補(bǔ)強(qiáng)，減少建筑的荷載值或者推遲建筑承受荷載時(shí)間。我們應(yīng)盡量避免這種問題的發(fā)生，在建筑開工之前對(duì)鋼筋混凝土進(jìn)行嚴(yán)格檢測。如果在建筑完成之后，出現(xiàn)這類問題，不僅浪費(fèi)人力財(cái)力，還會(huì)對(duì)人身的安全構(gòu)成威脅。
4. 內(nèi)部缺陷的問題及對(duì)策
大型的鋼筋混凝土建筑工程，常常因?yàn)楦鞣N原因，在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)裂縫、孔洞等問題。這嚴(yán)重影響到建筑的承重能力和耐久性。所以在建筑初步完工之后，必須要進(jìn)行超聲波檢測或者鉆孔洞檢測。當(dāng)混凝土內(nèi)部檢測出縫隙或者孔洞缺陷的時(shí)候，我們常常采用水泥壓漿填補(bǔ)法。也就是把水泥通過管道注入混凝土內(nèi)部，填補(bǔ)空缺。鉆孔：要在缺陷區(qū)鉆孔，鉆孔的疏密與深度根據(jù)缺陷是否嚴(yán)重而定。壓漿：計(jì)劃性分批向單孔或者群孔中壓漿。 通常如果漿液進(jìn)入困難，則應(yīng)該測試壓力，重新調(diào)整。如果漿液暢通的進(jìn)，則證明壓力合適。壓漿時(shí)隨時(shí)注意壓力，以免發(fā)生崩炸等安全事故。封閉開孔：壓漿完成后，要封閉開孔，通常用水泥砂漿抹平并填實(shí)、檢查。結(jié)束壓漿后，必須認(rèn)真驗(yàn)查壓漿的質(zhì)量和效果，如果仍存在不密實(shí)或者不合格等情況，需要補(bǔ)壓或者補(bǔ)強(qiáng)，必須確保質(zhì)量。進(jìn)行該項(xiàng)修補(bǔ)的時(shí)候要注意，混凝土漿液配置要比原配置提高一等級(jí)。
5. 鋼筋銹蝕問題和解決策略
鋼筋是混凝土的骨架，起最直接的支撐作用。結(jié)構(gòu)鋼筋檢測是混凝土結(jié)構(gòu)檢測的四個(gè)重要組成部分之一。鋼筋銹蝕是最常見的質(zhì)量問題。它會(huì)減弱鋼筋的支持力和粘合力，減小鋼筋的橫截面積，降低鋼筋的支持力。對(duì)鋼筋結(jié)構(gòu)的檢測，分兩種方式，直觀性檢測和化學(xué)性檢測。通俗來講，直觀性檢測就是用肉眼目測鋼筋的銹蝕程度?；瘜W(xué)性檢測，也就是檢測各項(xiàng)化學(xué)指標(biāo)，例如 C1-含量、碳化深度、水質(zhì)分析等等。用涂層修補(bǔ)已經(jīng)形成的銹蝕部分，并可以在鋼筋表面涂防銹層或者有機(jī)高分子層，鈍化鋼筋表現(xiàn)，減少其與水分和二氧化碳的接觸，降低銹蝕速度?；蛘咴阡摻畋砻驽円粚踊顫娊饘?，例如：鋅，進(jìn)行鋼筋的陰極保護(hù)。為了降低銹蝕速度，也可以選擇從混凝土存放環(huán)境入手，在混凝土中添加亞硝酸鹽， 阻止銹蝕。增加鋼筋周圍的混凝土質(zhì)量和厚度，從物理方面改變結(jié)構(gòu)，抵擋水汽的侵入。
6. 結(jié)束語
混凝土工程結(jié)構(gòu)的安全性關(guān)系到國家利益及人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此要從設(shè)計(jì)階段就開始對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行保證，這樣才能保證整個(gè)工程的質(zhì)量安全?；炷潦墙ㄖこ讨兄匾牟牧稀Ｋ休d力大、性能優(yōu)良、被廣泛地運(yùn)用在各種工程上。
摘要：我國的土木工程的發(fā)展是隨著我國的經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展而提升的，尤其是在近些年隨著經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢下，在經(jīng)濟(jì)、科技等方面有了更多的交流，使得我國的建筑技術(shù)有了更進(jìn)一步的發(fā)展。而我國的人民在經(jīng)濟(jì)水平提升的情況下對(duì)居住的質(zhì)量有了更高的要求，這就需要我們對(duì)工程施工的每個(gè)項(xiàng)目和材料技術(shù)等進(jìn)行研究以保證工程質(zhì)量，混凝土作為土木工程最常用的一種材料，對(duì)于工程質(zhì)量的影響是巨大的。我們有必要對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的施工設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，來提升土木工程的質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：建筑工程；混凝土結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的不足
1.1 地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的問題
在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，天然地基獨(dú)立基礎(chǔ)有時(shí)因?yàn)槌至油翆臃植疾痪鶆?，使基礎(chǔ)坐落在軟硬不均的土層上，相鄰基礎(chǔ)沉降差過大，導(dǎo)致基礎(chǔ)變形過大；由于地下室在提高建筑穩(wěn)定性、地基承載力、減少地震破壞以及解決建筑埋深等方面有十分重要的作用。因此，在很多建筑工程中，經(jīng)常會(huì)設(shè)置地下室。當(dāng)建筑選址在山地上時(shí)，由于原始地貌水位較低，設(shè)計(jì)過程中往往會(huì)忽視建筑工程竣工后由于回填土體毛細(xì)現(xiàn)象，導(dǎo)致地下室底板及外墻承載力不足，出現(xiàn)墻體裂縫和底板涌水現(xiàn)象，給工程項(xiàng)目帶來難以解決的問題和損失。
1.2 混凝土上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題
在混凝土結(jié)構(gòu)上部設(shè)計(jì)時(shí)，還存在一些問題，框架結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)防防線較少；因梁跨度大，梁截面高度就大，而框架柱截面較小，導(dǎo)致強(qiáng)梁弱柱情況出現(xiàn)；框架―剪力墻和剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻布置不均勻，出現(xiàn)單肢剪力墻剛度過大，應(yīng)力集中，連梁剛度過強(qiáng)等；高層結(jié)構(gòu)中忽視零應(yīng)力區(qū)等現(xiàn)象。這樣類似問題出現(xiàn)，會(huì)給建筑結(jié)構(gòu)的安全帶來隱患。
1.3土木工程混凝土結(jié)構(gòu)中問題出現(xiàn)的原因
原材料的生產(chǎn)及選購，會(huì)存在一些質(zhì)檢員疏忽的現(xiàn)象，因此也可能存在采購不合格的問題。為此進(jìn)一步導(dǎo)致混凝土質(zhì)量的降低，對(duì)本身的質(zhì)量產(chǎn)生影響，強(qiáng)度性能也不足。另外是水泥的強(qiáng)度存在問題，這些問題是水泥混凝土中非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。最后是水灰比例問題，這個(gè)比例對(duì)工程質(zhì)量的影響十分顯著，若是對(duì)比例沒有很好的關(guān)注和控制就會(huì)出現(xiàn)諸多的問題。
1.4鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的裂縫問題
（1）溫度裂縫。溫度裂縫主要是由于外界環(huán)境溫度變化明顯、溫差較大，混凝土?xí)S著外界環(huán)境溫度的變化產(chǎn)生熱脹冷縮的物理反應(yīng)，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)裂縫；（2）構(gòu)造裂縫。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中使用的混凝土的水灰比率不規(guī)范，進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)振搗不密實(shí)以及模板滑動(dòng)，導(dǎo)致了收縮裂縫的出現(xiàn)。如果脫模過早、混凝土護(hù)養(yǎng)工作不到位或者是支架下沉等情況也會(huì)導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫；（3）結(jié)構(gòu)裂縫。主要針對(duì)現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來說，由于結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的剛度不盡相同，所以一些結(jié)構(gòu)中容易構(gòu)成剛度較弱的區(qū)域，這些地方的截面突變處，非常容易出現(xiàn)破損裂縫；（4）收縮裂縫。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)過程中，水泥和混凝土?xí)霈F(xiàn)收縮的情況，隨著時(shí)間的變化逐漸變硬、碳化、脫水、變小，進(jìn)一步出現(xiàn)各種收縮裂縫，這種情況并不會(huì)消失，在二十八天的時(shí)間內(nèi)持續(xù)不斷的出現(xiàn)，這是由水泥和混凝土自身的特點(diǎn)決定的。
2混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不足的應(yīng)對(duì)策略
2.1地基對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的控制
通過優(yōu)化地基對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的約束，也可以起到提升工程質(zhì)量的作用，而優(yōu)化約束主要通過內(nèi)外兩種措施進(jìn)行：對(duì)混凝土內(nèi)部的控制主要是通過控制混凝土內(nèi)外溫差來進(jìn)行的，因?yàn)榛炷帘旧淼膬?nèi)部溫度就會(huì)增加混凝土的約束力，再加上外部溫差，兩者相加效果可就不那么簡單了，這也主要是為了降低溫度應(yīng)力，主要措施有暖棚法、蓄水法、覆蓋法等，削內(nèi)增外，使混凝土的約束力減少；對(duì)混凝土的外部控制主要集中在澆筑步驟上，如在進(jìn)行大面積的澆筑時(shí)若澆筑層過厚，就會(huì)使得地基對(duì)于混凝土的約束力大大增強(qiáng)，所以澆筑時(shí)要嚴(yán)格注意其厚度，也可采用滑動(dòng)層技術(shù)來實(shí)現(xiàn)削減混凝土澆筑厚度的目的，使地基對(duì)混凝土的外部約束力進(jìn)一步減小。
2.2混凝土原材料和澆筑方面的控制
混凝土原材料對(duì)于保障建筑施工質(zhì)量至關(guān)重要，處于基礎(chǔ)性地位。因此，在選擇材料的過程中需要強(qiáng)化此方面的控制，并且嚴(yán)格控制檢測程序。生產(chǎn)前要對(duì)含沙量、水泥量、水灰比例做好多個(gè)環(huán)節(jié)的控制，從嚴(yán)格的意義上保障混凝土的施工質(zhì)量?；炷恋臐仓绦蛞彩怯绊戀|(zhì)量的重要因素?；炷恋臐仓绦蜿P(guān)乎到后期承載力的問題，因此澆筑需要使用振搗器來完成，要均勻進(jìn)行點(diǎn)控，不能出現(xiàn)諸多的遺漏問題。在混凝土澆筑完成后還需要做抹壓工作，并且使用保r膜及普通的塑料袋對(duì)混凝土進(jìn)行有效的保護(hù)，然后定期進(jìn)行灑水保濕工作，若是混凝土被曬干，那么堅(jiān)韌性就會(huì)受到諸多的影響。最后，控制混凝土的溫度應(yīng)力。在此過程中需要減少水泥的使用，并且釋放出更多的溫度，適量減少混凝土的用量進(jìn)而達(dá)到降低溫度的目的，提升混凝土的攪拌性技術(shù)，能夠讓每種材料的融合性能更好，還能散熱?？刂坪蜐仓臏囟纫残枰刂?，在澆筑的過程中可能會(huì)產(chǎn)生非常大的熱量，并且受到外部環(huán)境的影響盡量避免在高溫環(huán)境下進(jìn)行澆筑，也可以使用降低溫度措施的辦法，保障溫度處于適宜范圍內(nèi)。
2.3混凝土的抗裂技術(shù)
混凝土在使用中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重影響著混凝土結(jié)構(gòu)的性能和工程安全，其產(chǎn)生的原因一般不外乎溫度應(yīng)力、水化熱、自縮現(xiàn)象等，而要提升土木工程的質(zhì)量，肯定繞不開裂縫這一關(guān)?，F(xiàn)在工程中抗裂技術(shù)的使用已經(jīng)很普遍了，一般是從源頭出發(fā)進(jìn)行裂縫的控制，即混凝土的配備上。在混凝土配制中加入適量的添加劑是常用方法，主要是針對(duì)混凝土的自縮現(xiàn)象而言，加入添加劑可有效改變混凝土的自縮數(shù)值，進(jìn)一步控制混凝土裂縫，但需要注意的一點(diǎn)就是添加劑種類的選取和添加劑添加的操作規(guī)范，必須嚴(yán)格按照規(guī)程行事，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)加入；除添加劑之外，無機(jī)纖維材料、金屬纖維材料、有機(jī)纖維材料也是添加的重點(diǎn)，但它們不是作為添加劑加入，而是作為增強(qiáng)材料使用，目的是通過這幾種材料提升混凝土的整體抗拉水平，而混凝土抗拉能力提升也就意味著裂縫的減少；第三種方法不需要添加任何東西，但需要科學(xué)地對(duì)混凝土的配制比例進(jìn)行區(qū)分，因?yàn)椴煌浔鹊幕炷猎谛阅苌弦矔?huì)有所差異，所以需要專業(yè)人員對(duì)此進(jìn)行計(jì)算，并進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，保證混凝土的性能能夠達(dá)到最優(yōu)。
結(jié)束語
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞，直接影響這后續(xù)建筑的施工以及建筑工程投入使用之后產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也關(guān)系著使用建筑人群的生命安全，以及社會(huì)影響，因此，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中一定要秉承著科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，合理設(shè)計(jì)，不斷的通過學(xué)習(xí)和積累經(jīng)驗(yàn)，來完善設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的一些問題，以期保證建筑工程的質(zhì)量，促進(jìn)建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。
【摘 要】鋼筋混凝土是工程建設(shè)中最為常見的施工材料，其剛度、硬度、抗剪力、耐久性等都較為良好，因此在建設(shè)中用途廣泛。裂縫一直是困擾鋼筋混凝土的重要問題，裂縫的出現(xiàn)不僅對(duì)鋼筋混凝土的質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，還形成了一些潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。本文將對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的裂縫危害以及裂縫類型進(jìn)行具體的分析和研究，并對(duì)裂縫的控制措施進(jìn)行深入探討。為鋼筋混凝土的裂縫控制提供參考。
【關(guān)鍵詞】危害；形式；機(jī)理；存在問題；防治措施
一、裂縫對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)造成的危害
1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)力重新分配
鋼筋混凝土在實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)中作為整體的結(jié)構(gòu)部分，但所承受的力有所不同。鋼筋所承受的是拉力，混凝土承受來自結(jié)構(gòu)內(nèi)部與外界的雙重壓力。當(dāng)鋼筋混凝土表面出現(xiàn)裂縫時(shí)，在裂縫處的鋼筋和混凝土的受力能效喪失。鋼筋所受的應(yīng)力隨之增大，而混凝土結(jié)構(gòu)的整體性被破壞，隨著裂縫的開展，混凝土受壓區(qū)高度減小，壓力應(yīng)不斷增大，指導(dǎo)混凝土被壓壞。
2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗剪能力下降
裂縫的出現(xiàn)，混凝土結(jié)構(gòu)遭到破壞，由整體變成多個(gè)部分。原有的抗剪作用也被裂縫分割成多個(gè)小面積部分，使得混凝土的抗剪力較為分散，抗剪面積減小，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)整體的抗剪性能急劇下降。
3、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的剛度減小
當(dāng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中所產(chǎn)生的裂縫較大、較深時(shí)，那么在裂縫截面的中性軸將隨之發(fā)生位移，使得鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的變形機(jī)率增大，剛性減小，并隨著裂縫的發(fā)展趨勢而逐漸發(fā)生變化。
4、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的疲勞度下降
鋼筋混凝土中裂縫的產(chǎn)生不僅對(duì)整體的結(jié)構(gòu)剛度產(chǎn)生影響，還對(duì)縮小鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力范圍。由于鋼筋混凝土長期處于拉力與壓力的雙重作用下，裂縫則會(huì)使結(jié)構(gòu)的疲勞壽命受損，使得鋼筋混凝土的疲勞度大大降低。
5、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度降低
裂縫的出現(xiàn)會(huì)使得鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋部分暴露在空氣中，空氣中大量的水分會(huì)使得鋼筋表面被銹蝕碳化，還會(huì)改變混凝土的受力條件。長此以往，鋼筋表面會(huì)被銹蝕，而混凝土?xí)虼俗冑|(zhì)，使得鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛性受到嚴(yán)重影響，如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，將會(huì)嚴(yán)重影響建筑物的質(zhì)量和運(yùn)行安全性。
二、鋼筋混凝土裂縫的種類及形式
1、鋼筋混凝土裂縫的種類
第一，結(jié)構(gòu)裂縫
結(jié)構(gòu)裂縫是鋼筋混凝結(jié)構(gòu)中較為常見的一種裂縫形式。由于結(jié)構(gòu)當(dāng)中不同構(gòu)件之間所產(chǎn)生的應(yīng)力有所不同，因此在應(yīng)力和剛度較為薄弱的區(qū)域，通常是在結(jié)構(gòu)的截面處，較容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。如建筑物墻角處及鋼筋混凝土樓板的板端處。
第二，溫度裂縫
溫度裂縫在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最為多見。由于混凝土具有熱脹冷縮的特性，在受到外界溫度的影響時(shí)，很容易出現(xiàn)干縮或膨脹的現(xiàn)象，這種裂縫在建筑的表面較為常見。
第三，構(gòu)造裂縫
構(gòu)造裂縫的形成對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的影響較為嚴(yán)重。其裂縫產(chǎn)生的原因是由于在混凝土材料的配比中，水灰的比重過大，以及材料鋪設(shè)出現(xiàn)松動(dòng)和脫落，或是在混凝土的澆筑和振搗操作中沒有按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量控制。另外，養(yǎng)護(hù)工作不到位、過早結(jié)束脫模工作等都會(huì)使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)構(gòu)造裂縫。
第四，收縮裂縫混凝土結(jié)構(gòu)在養(yǎng)護(hù)過程中會(huì)逐漸的硬化、碳化及脫水，這一過程一直持續(xù)，即使達(dá)到28天齡期也不會(huì)停止，這一特性是水泥基混凝土的固有特性，再加上混凝土硬化時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)再失掉～部分水分，因此整個(gè)過程中均有混凝土收縮的現(xiàn)象出現(xiàn)，此時(shí)就會(huì)形成各種收縮裂縫。
2、鋼筋混凝土裂縫的形式
第一，45o斜裂縫此種裂縫通常出現(xiàn)在建筑物墻角處，與水平面成夾角45o，因此被稱為45o斜裂縫。
第二，長裂縫此種裂縫常出現(xiàn)在建筑物的樓面板及屋面板的上表面，是由于房間內(nèi)預(yù)埋管線造成的混凝土裂縫，一般寬度較小，肉眼幾不可見。
第三，不規(guī)則裂縫裂縫呈散葉狀或龜裂狀，一般出現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)項(xiàng)層部位。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的跨中及端部也會(huì)出現(xiàn)。
三、鋼筋混凝土裂縫的限制范圍
有關(guān)混凝土的現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用之前就已經(jīng)存在著微裂縫，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫破壞就是這些微裂縫的擴(kuò)展，因此鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫具有必然性，所以在實(shí)際使用中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)有限制的裂縫是允許的，各國對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬均有寬度限值的規(guī)定，如美國ACI規(guī)定的混凝土裂縫限制值為：干燥空氣中0.4mm，潮濕空氣中為0.3mm；而我國的則是干燥空氣中為0.3mm，潮濕空氣中為0.2mm。一般的，混凝土出現(xiàn)微小裂縫時(shí)，只要修補(bǔ)措施做的適當(dāng)，并不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的使用功能，另外，寬度在0.2mm以內(nèi)的裂縫是可以自行愈合的，其愈合的原因是混凝土中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣，既而再與氫氧化鈣結(jié)晶沉淀在裂縫內(nèi)，結(jié)果就使得裂縫自行密實(shí)，猶如愈合一樣，但愈合的前提條件是裂縫中不能有水的流動(dòng)，水的流動(dòng)會(huì)克服晶體之間的結(jié)合力并將沉淀的晶體帶走，因此，對(duì)于一些地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，做好減水及防水措施對(duì)于防止混凝土裂縫的出現(xiàn)就顯得極為重要。
四、當(dāng)前鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制設(shè)計(jì)方面存在的問題
1、未重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則當(dāng)前我國規(guī)范規(guī)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則為：建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須要滿足承載力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)，前者是保證建筑結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生破壞及失穩(wěn)等破壞的極限標(biāo)準(zhǔn)，而后者則是保證建筑結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)超過正常使用狀態(tài)的變形、裂縫以及可靠、耐久等其它影響正常使用的極限標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前許多設(shè)計(jì)人員只注重滿足承載力極限狀態(tài)，而正常使用極限狀態(tài)卻往往被忽視。
2、簡化計(jì)算，導(dǎo)致與實(shí)際受力不符很多的設(shè)計(jì)人員在計(jì)算鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，為求簡單，往往將復(fù)雜受力體系簡化為簡單的結(jié)構(gòu)，如將雙向板當(dāng)單向板計(jì)算，這樣計(jì)算出的配筋往往與實(shí)際的受力情況不符，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件局部產(chǎn)生裂縫。
3、忽視了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體性由于現(xiàn)在設(shè)計(jì)的分工，設(shè)計(jì)人員往往是你計(jì)算你的梁，我設(shè)計(jì)我的柱，忽視了結(jié)構(gòu)本身的整體性及協(xié)調(diào)性，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是一個(gè)整體性的設(shè)計(jì)，在計(jì)算以及配筋時(shí)，必須考慮到結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間、構(gòu)件與構(gòu)件之間的變形協(xié)調(diào)問題，同時(shí)，相臨結(jié)構(gòu)構(gòu)件在角邊處的應(yīng)力影響現(xiàn)象也要重視。
五、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的對(duì)策
1、合理簡化結(jié)構(gòu)體系根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行合理簡化，運(yùn)用概念設(shè)計(jì)理念，對(duì)實(shí)際存在而又被忽略的變形及受力要在計(jì)算配筋時(shí)加以考慮，對(duì)于結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)裂縫部位，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行預(yù)防。
2、結(jié)構(gòu)的形狀及布置要盡量規(guī)則結(jié)構(gòu)的形狀及布置不規(guī)則時(shí)，由于各方向上結(jié)構(gòu)的剛度不一，因此產(chǎn)生的變形也不盡相同，在結(jié)構(gòu)的剛度薄弱處易形成裂縫。因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量保證結(jié)構(gòu)形狀以及結(jié)構(gòu)布置的規(guī)則性。
3、對(duì)板類構(gòu)件裂縫控制采取防治措施對(duì)于易出現(xiàn)裂縫的屋面及樓面鋼砼構(gòu)件，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可采用預(yù)應(yīng)力混凝土，在樓面板預(yù)埋管線時(shí)，對(duì)管線進(jìn)行支架固定，在管線交叉處要采用專門設(shè)計(jì)的接線盒以減少鋼筋混凝土板的剛度削弱。
六、結(jié)語
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是工程中常見的質(zhì)量通病，但它的出現(xiàn)并非與荷載作用有直接的關(guān)系，大量的研究表明，裂縫的出現(xiàn)是由于結(jié)構(gòu)自身的變形所引起的，要想盡量減少結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)，就必須在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中綜合考慮各方面的因素，嚴(yán)格遵守相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范及準(zhǔn)則，當(dāng)前預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的出現(xiàn)，已經(jīng)使得鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能夠設(shè)計(jì)成為不開裂的形式，但如何進(jìn)一步做好鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裂縫控制的工作，還是一個(gè)值得深入探討的課題。
【摘要】建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅關(guān)系著建筑工程質(zhì)量，還關(guān)系著人們的日常生活。做好建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠保證工程結(jié)構(gòu)的合理科學(xué)，提高建筑工程的質(zhì)量。本文闡述了建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)以及建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)與原則，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)進(jìn)行了探討分析。
【關(guān)鍵詞】建筑工程；混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 要點(diǎn)；特點(diǎn)；原則；注意事項(xiàng)
一、建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1、結(jié)構(gòu)選型。結(jié)構(gòu)選型需要考慮結(jié)構(gòu)規(guī)則性問題、結(jié)構(gòu)超高問題以及嵌固端設(shè)置問題。建筑的結(jié)構(gòu)規(guī)范新舊版本有著很大的不同，在新規(guī)范中，對(duì)于結(jié)構(gòu)的限制條件也有所增加。并且，新規(guī)范明文規(guī)定建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。因此，結(jié)構(gòu)工程師需要在執(zhí)行新規(guī)范時(shí)多注意不同之處，避免施工設(shè)計(jì)時(shí)處于被動(dòng)狀態(tài)。建筑結(jié)構(gòu)的總高度在抗震規(guī)范以及高度規(guī)范當(dāng)中都有著嚴(yán)格的限制，新規(guī)范中對(duì)于超高問題有了新的規(guī)定，增加了除了a級(jí)高度建筑以外的b級(jí)高度建筑。所以在進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型時(shí)需要注意控制超高問題。建筑往往帶有地下室，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師需要對(duì)嵌固端設(shè)置進(jìn)行重視。
2、概念設(shè)計(jì)?；诮ㄖこ探Y(jié)構(gòu)的抗震能力，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)采用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)方式對(duì)建筑師以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師有很高的要求，必需嚴(yán)格地遵守結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的規(guī)范規(guī)程以及各項(xiàng)規(guī)定，設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的分析，不能僅僅依靠計(jì)算來進(jìn)行設(shè)計(jì)。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)結(jié)構(gòu)選型以及平面布置的規(guī)律提高重視程度，選用具有較好的抗震能力以及抗風(fēng)性能，并且經(jīng)濟(jì)性較高的結(jié)構(gòu)類型，并要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算簡圖的設(shè)計(jì)，保證結(jié)構(gòu)的地震力有合理的傳遞，并保證在兩個(gè)主軸方向有相近的動(dòng)力特性。另外，概念設(shè)計(jì)可以保證建筑受到中等級(jí)地震后可以通過修復(fù)繼續(xù)使用，而在遇到高等級(jí)地震時(shí)可以保證不倒。為保證"中震可修，大震不倒"的目標(biāo)，需要專家對(duì)設(shè)計(jì)提出具體指標(biāo)，對(duì)建筑的穩(wěn)定性以及彈性進(jìn)行完善的設(shè)計(jì)。
二、建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)與原則
1、建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。（1）建筑結(jié)構(gòu)剛度的適宜性。隨著建筑的高度的不斷增長、側(cè)向位移較大的建筑越來越多。因此，在建筑設(shè)計(jì)中，不但結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求非常重要，也不能忽視結(jié)構(gòu)的適用性，確保了結(jié)構(gòu)的合理振動(dòng)頻率、控制水平層位移。（2）結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的延性。相對(duì)于較低樓房而言，高樓結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。建筑結(jié)構(gòu)的耐震主要取決于結(jié)構(gòu)的承載力和變形能力兩個(gè)因素。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，避免建筑在大震下倒塌，必須在滿足必要強(qiáng)度的前提下，通過優(yōu)良的概念設(shè)計(jì)和合理的構(gòu)造措施，來提高整個(gè)結(jié)構(gòu)、特別是薄弱層（部位）的變形能力，來保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮這些因素，合理設(shè)計(jì)，使結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度、適宜的剛度、良好的延性。（3）側(cè)向力的把握。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，側(cè)向力已成為結(jié)構(gòu)形變及內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的主要影響因素，無論是民用建筑還是在建筑，所有在自重、雪活荷載和負(fù)荷、負(fù)荷力，再加上風(fēng)、地震和力水平影響都會(huì)作用在結(jié)構(gòu)上，水平荷載內(nèi)力和位移逐漸增加，因此水平荷載和地震力是其主要的控制因素。
2、建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則.（1）結(jié)構(gòu)性。在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要充分了解其結(jié)構(gòu)與各要素是非常重要的。建筑結(jié)構(gòu)決定著建筑的性能和質(zhì)量，同時(shí)它也是性能的載體，還可以反作用于結(jié)構(gòu)。（2）整體性?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體性是指把各個(gè)部分組成一個(gè)整體，研究整體的功能和設(shè)計(jì)規(guī)律，從整體和部分中發(fā)現(xiàn)整體的特征。（3）整合性?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在差異整合，使建筑的各個(gè)部分合理的組合在一起，差異的部分相互互補(bǔ)，相互支持，相互需要，保證著整合后的性能。建筑結(jié)構(gòu)的形成也離不開差異整合，充分體現(xiàn)了它的重要性。 （4）動(dòng)態(tài)性?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)原則是把握系統(tǒng)的內(nèi)外聯(lián)系，以及發(fā)展趨勢，動(dòng)力規(guī)律、方式等方面，使混凝土在建筑中得到更好地應(yīng)用。
三.建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)
1、結(jié)構(gòu)體系的注意事項(xiàng)。結(jié)構(gòu)體系的選擇應(yīng)從建筑、結(jié)構(gòu)、施工技術(shù)條件、建材、經(jīng)濟(jì)等各專業(yè)綜合考慮。結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題。規(guī)范在這方面有相當(dāng)多的限制條件，例如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定"建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。"因此，結(jié)構(gòu)工程師在遵循規(guī)范規(guī)定上必須格外注意，避免后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的被動(dòng)。結(jié)構(gòu)的超高問題。在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對(duì)結(jié)構(gòu)總高度都有嚴(yán)格限制，除將原來的限制高度設(shè)定為A級(jí)高度建筑外，還增加了B級(jí)高度建筑，因此，必須對(duì)結(jié)構(gòu)高度嚴(yán)格控制，一旦結(jié)構(gòu)為B級(jí)高度建筑或超過了B級(jí)高度，其設(shè)計(jì)方法和處理措施將有較大的變化。
2、設(shè)縫的注意事項(xiàng)。溫度伸縮縫、沉降縫、防震縫是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中較重要的構(gòu)造措施。對(duì)溫度伸縮縫，其影響因素很多，規(guī)范用規(guī)定結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距來控制，還規(guī)定了最大間距宜適當(dāng)減小和適當(dāng)放寬的情況，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程的具體情況執(zhí)行相關(guān)條文。沉降縫由于同一建筑物中各部分基礎(chǔ)顯著的沉降差產(chǎn)生，在設(shè)計(jì)中，通常用"放"、"抗"、"調(diào)"等辦法解決，即設(shè)沉降縫、采用剛度大的基礎(chǔ)、調(diào)整各部分基礎(chǔ)形式或施工順序。防震縫在規(guī)范中有明確規(guī)定，但應(yīng)據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)放寬或縮小。
3、側(cè)向位移限值的注意事項(xiàng)。高層建筑結(jié)構(gòu)的水平位移隨著高度增長而迅速變大，為防止位移過大，規(guī)范對(duì)頂點(diǎn)位移和層間位移都作了限制?？刂祈旤c(diǎn)位移u/h的主要目的是保證建筑內(nèi)人體有舒適感和防止房屋在罕遇地震時(shí)倒塌。但控制房屋在罕遇地震時(shí)倒塌與否的條件是結(jié)構(gòu)極限變形能力而不是u/h限值。另外，為使結(jié)構(gòu)具有較好的防倒塌能力，應(yīng)在結(jié)構(gòu)計(jì)算中考慮相關(guān)效應(yīng)?？刂茖娱g位移u/h的主要目的是防止填充墻、裝飾物等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的開裂和損壞。
4、扭轉(zhuǎn)的注意事項(xiàng)。建筑三心為幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要求建筑三心盡可能匯于一點(diǎn)，即三心合一。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)。為避免建筑物因水平荷載作用發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞，應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局，盡可能使建筑物做到三心合一。在水平荷載作用下，高層建筑扭轉(zhuǎn)作用的大小取決于質(zhì)量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，應(yīng)使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡單平面形式。在某些情況下，由于城市規(guī)劃對(duì)街道景觀的要求以及建筑場地的限制，高層建筑不可能全部采用簡單平面形式，當(dāng)需要采用不規(guī)則L形、T形、十字形等比較復(fù)雜的平面形式時(shí)，應(yīng)將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，同時(shí)，在結(jié)構(gòu)平面布置時(shí)，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)處于對(duì)稱狀態(tài)。
結(jié)束語
城市化建設(shè)的快速推進(jìn)，使得建筑體型規(guī)模越來越大，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的要求越來越高。而建筑主要都采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有著較高的強(qiáng)度以及荷載能力，可以保證建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此對(duì)其進(jìn)行研究分析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
摘 要：隨著人口的不斷增加，高層建筑在我國得到了長足的發(fā)展，高度也不斷的增加。本文介紹了高層建筑設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，建筑的類型和功能的復(fù)雜性，結(jié)構(gòu)體系的多樣性以及這些問題中存在著混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題，并給出相應(yīng)問題的解決方法和策略。
關(guān)鍵詞：高層建筑；混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；策略
引 言
社會(huì)責(zé)任和行業(yè)發(fā)展的需要，不斷的對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工提出了更高的要求，作為高層建筑的靈魂的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無疑成為了重中之重的任務(wù)。為了更好的發(fā)揮高層建筑的優(yōu)勢，保證高層建筑的安全施工，應(yīng)提高鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和管理，對(duì)設(shè)計(jì)中存在的問題要給出相應(yīng)的解決方案，關(guān)鍵的問題更要做到全盤考慮。在設(shè)計(jì)中應(yīng)突出設(shè)計(jì)內(nèi)涵，把握整體機(jī)構(gòu)，才能更好的完成設(shè)計(jì)目標(biāo)。故本文對(duì)高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題進(jìn)行分析和解決。
1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
1.1 水平載荷的影響
高層樓房的自身重力加上樓面所要承受的載荷，在豎直的構(gòu)件中的彎矩和軸向力是與樓房的高度成正比的；在由水平載荷對(duì)結(jié)構(gòu)所引起的傾覆力矩、豎直方向構(gòu)件產(chǎn)生的軸力與樓房的高度的平方成正比。豎直方向載荷在高樓層上一般為一定值，水平方向的風(fēng)載荷其值是在結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的作用下或有很大幅度上的變化。
1.2 不容忽視的軸向變形
豎直方向的載荷在高層建筑中的數(shù)值很大，往往能夠產(chǎn)生很大的軸向壓力變形，這種結(jié)果的影響常常是跨中正向的彎矩、端支座負(fù)向彎矩變大；連續(xù)梁中間的支座點(diǎn)的負(fù)彎矩值減小。
1.3 側(cè)移成為控制指標(biāo)
在與普通低樓房不一樣的是，由側(cè)向力產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)側(cè)移，會(huì)影響到建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，使其成為高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要因素。跟隨著樓房的層層增加，水平方向上的載荷壓力下的側(cè)移變形也急劇增加，因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要考慮把側(cè)移控制在某一范圍之內(nèi)。
1.4 結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)
一種說法是，高層建筑的結(jié)構(gòu)剛度越大，其承載的能力越強(qiáng)，抗震的能力也越好。事實(shí)并非如此，剛度大，則質(zhì)量大，質(zhì)量大則造價(jià)高。為了將建筑的剛度控制在一定范圍之內(nèi)，需要使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有一定的柔性，即延展性。保證其在外力地震力的作用下，進(jìn)入塑性變形，避免倒塌。這就要求高層建筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具備延展性，同時(shí)具有承載能力。
2 結(jié)構(gòu)選型問題
2.1 設(shè)計(jì)原則
如圖1所示，為實(shí)際施工中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)選型和內(nèi)力分析圖。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)必須遵循四個(gè)原則[1]。①為保證高層建筑在計(jì)劃的使用年限內(nèi)的混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性的適用性原則；②使用年限能應(yīng)避免出現(xiàn)較大范圍內(nèi)的混凝土裂縫的安全性原則；③保證安全和質(zhì)量要求的年限的耐久性原則；④必須達(dá)到相關(guān)規(guī)定性的穩(wěn)定性原則。
2.2 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題
隨著方法的不斷創(chuàng)新和引進(jìn)國外的大批經(jīng)驗(yàn)，新的規(guī)則也相應(yīng)的出現(xiàn)變化，增添了許多的限制條件。比如說在平面的規(guī)則性信息和嵌固端上下層剛度比方面。并且新規(guī)中明文規(guī)定了的強(qiáng)制性條文增多，比如說建筑不應(yīng)采用很不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案，故在設(shè)計(jì)方面，工程師應(yīng)遵循新規(guī)中的這些嚴(yán)格限制和改變很多的條件，防止以后施工階段工作中的被動(dòng)。
2.3 結(jié)構(gòu)的超高問題
新的規(guī)范是在舊的抗震規(guī)范的基礎(chǔ)上對(duì)高度做了嚴(yán)格的修訂，一方面把原來的限制高度設(shè)置為A級(jí)高度，另一方面增加了B級(jí)高層建筑。若是建筑高度達(dá)到了或者說超過了B級(jí)建筑高度，我們必須改變設(shè)計(jì)的方法，采取必要的措施。防止由于結(jié)構(gòu)高度的變更而忽視的工程中會(huì)出現(xiàn)的問題，這樣就會(huì)產(chǎn)生工程施工圖審查通不過的情況，更為嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致重新設(shè)計(jì)施工圖，有時(shí)候還會(huì)需要重新開專家會(huì)議，這樣一來對(duì)造假和工程的工期和整體的布局都產(chǎn)生了重大影響和損失。例如，超高建筑物的主樓體系選用3.6m的厚的現(xiàn)澆鋼筋混凝土筏板。
2.4 嵌固端的設(shè)置問題
高層建筑物常常會(huì)有兩到三層的人防和地下停車場，嵌固端的位置一般會(huì)設(shè)置在人防的頂端，但是也有可能設(shè)置在地下停車場的頂端[2]。在嵌固端的問題上，往往結(jié)構(gòu)工程師會(huì)忽略嵌固端設(shè)置后導(dǎo)致的一些問題。例如：嵌固端上下層抗震的等級(jí)要保持統(tǒng)一性；樓板的設(shè)計(jì)和上下層的剛度比限制要保持一致性；在整體性上計(jì)算時(shí)，嵌固端的位置和結(jié)構(gòu)抗震縫要協(xié)調(diào)。任何一個(gè)小小的設(shè)計(jì)忽視，都會(huì)給后期的工作埋下大量修改和返工的隱患。
2.5 短肢剪力墻的設(shè)置問題
設(shè)計(jì)人員在對(duì)高層建筑的短肢剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意剪力墻的平面結(jié)構(gòu)布局對(duì)結(jié)構(gòu)承載力的均勻程度的沖擊，對(duì)短剪力墻的應(yīng)用的原則是能少用盡量少用，甚至不用。因?yàn)樵谛乱?guī)中，對(duì)短肢剪力墻在高層中的應(yīng)用增加了很多的限制，為防止以后工作的麻煩盡量少用。一是可以通過將剪力墻進(jìn)行高度的集中化和均勻設(shè)計(jì)對(duì)剪力墻的平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，另一方面把高層建筑的基準(zhǔn)作為參考，對(duì)剪力墻進(jìn)行雙向布置。例如，一方面使用的是全高密間距100mm，另一方面提高構(gòu)件受剪承載力和受壓承載力。
3 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
工程師都非常重視地基的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題，若是地基存在著嚴(yán)重的缺陷，不僅僅影響的是工期問題，還會(huì)直接影響工程造價(jià)。沉降問題是首要考慮的問題，為防止不均勻的沉降對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及施工帶來的災(zāi)害，較長的建筑物通常會(huì)在建筑平面的轉(zhuǎn)折處和高度差異很大的位置設(shè)置沉降縫，其作用就是把建筑物分別分割成幾個(gè)部分，使各個(gè)部分在設(shè)計(jì)中不受影響。天然地基是不能滿足高層建筑的承載要求的，因?yàn)楦邔咏ㄖ妮d荷往往是很大的?；A(chǔ)壓力的設(shè)計(jì)值等于或者不超過地基承載能力的5%時(shí)，可以通過提高上部的結(jié)構(gòu)剛度實(shí)現(xiàn)。當(dāng)基礎(chǔ)壓力的設(shè)計(jì)值超過地基承載能力的5%時(shí)，可以通過擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積和減少上部的載荷等方法。我國幅員遼闊，對(duì)地基的承載能力要求也是不同的。例如內(nèi)蒙古的包頭等城市多采用的是有石屑、煤灰和水泥加水拌合而成。所以在地基基礎(chǔ)類型學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)方法處理時(shí)，僅僅一本《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》是往往不能夠滿足要求的，地方性的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)描述更值得我們?nèi)ド钌畹难芯俊?
4 結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析問題
4.1 結(jié)構(gòu)安全性
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須要考慮以人為本的安全性的問題，由于高層建筑人口居多，密度較大。在天災(zāi)人禍面前，一旦設(shè)計(jì)的不夠合理，則會(huì)帶來嚴(yán)重的災(zāi)難后果。在保證高層建筑整體的功能和質(zhì)量的前提下，最大程度的去減低災(zāi)難程度。在設(shè)計(jì)中一是要考慮建筑結(jié)構(gòu)的承載能力和材料的最大承載力進(jìn)行比較計(jì)算。二是將結(jié)構(gòu)的自振性和環(huán)境的因素考慮在內(nèi)。提高自身結(jié)構(gòu)安全性，減少混凝土的使用量，最大程度減少自身的重量。
4.2 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性
設(shè)計(jì)人員要盡可能的去采用一些穩(wěn)定性和抗入侵性都很強(qiáng)的混凝土進(jìn)行施工，這樣在材料的選擇上做了自身結(jié)構(gòu)性的最優(yōu)選擇[3]。在具體設(shè)計(jì)過程中，要考慮到不同的構(gòu)件所處的環(huán)境進(jìn)行差異化的設(shè)計(jì)和材料的選用，使用45mm的混凝土保護(hù)層，保證其能延長使用年限。
4.3 抗震性
地震對(duì)高層建筑的威脅是最大的，設(shè)計(jì)中要高度重視抗震性，減少一些不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，一些展翼過長的設(shè)計(jì)也應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的情況設(shè)計(jì)，盡可能的科學(xué)規(guī)劃和布局平面結(jié)構(gòu)。確保自身的重量和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的和諧分布。在計(jì)算設(shè)計(jì)時(shí)是否需要地震力的放大，考慮到建筑隔墻影響，在新規(guī)中增加了振型參與系數(shù)的概念。故而對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析的時(shí)候，是否要調(diào)整振型數(shù)目、各地的地震周期需要分開計(jì)算。在施工中需增大框架梁在恒活荷載作用下的的跨中正彎矩，此參數(shù)取1.1～1.2。
4.4 非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算與設(shè)計(jì)
建筑美觀或功能要求的非主體承重的一些非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，以及高層建筑的頂部的裝飾構(gòu)件。通常按照新規(guī)中的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)。
5 總 結(jié)
高層鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的、龐大的甚至需要不斷修改的設(shè)計(jì)，任何的紕漏和差錯(cuò)都是有可能使整個(gè)設(shè)計(jì)過程變得復(fù)雜和繁瑣，甚至帶來不可挽回的損失。本文從高層建筑的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)原則出發(fā)，分析了高層建筑中的不穩(wěn)定因素和對(duì)這些問題的解決方式。提高了建筑的穩(wěn)定性和安全性，延長建筑的使用年限。