建筑结构设计中钢筋混凝土设计的关键点分析 郭士男
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建筑结构设计中钢筋混凝土设计的关键点分析郭士男
摘要:钢筋混凝土设计是建筑结构设计中的重要组成部分,其设计质量的好与
坏对建筑工程项目施工与使用质量、建筑物寿命、建筑工程项目施工安全存在直
接影响。
因此,在当前高度重视建筑质量与安全,提倡建筑质量、安全、经济、
品质协调发展的背景下,提升建筑结构设计中钢筋混凝土设计质量,势在必行。
基于此,从钢筋混凝土基本概述入手,基于工作经验总结,就建筑结构设计中钢
筋混凝土设计关键点进行了简要分析,以供参考。
关键词:建筑结构设计;钢筋混凝土;关键点
1钢筋混凝土结构的相关概述
1.1钢筋混凝土结构设计的主要原理
钢筋混凝土(Reinforced Concrete或Ferroconcrete)通常又被称之为“钢筋砼”,是一种由混凝土与钢板、钢筋网、纤维等组成的混合材料。
在建筑工程施工中,
由于单一的混凝土虽然抗压强度较大(35MPa)但抗拉强度相对较小,无法直接
应用于建筑物结构中去,发挥建筑物结构荷载承载作用,服务空间应用需求[1]。
对此在建筑结构设计过程中,应进行混凝土材料性能的改造,使其能够满足建筑
结构设计与应用需求。
而钢筋材料与混凝土材料的线膨胀系数大致相同,将钢筋
材料与混凝土材料进行有机结合,所形成的混合材料不会因为环境变化而产生过
大的应力。
与此同时,钢筋材料与混凝土材料之间存在一定的粘结力,采用行之
有效的方法可进一步提升二者之间的机械咬合度。
加之钢筋抗拉强度相对较大(200MPa以上),从而使形成的钢筋混凝土结构满足建筑结构抗压与抗拉需求,在建筑结构设计中得到广泛应用。
1.2钢筋混凝土结构所具有基本特征
相对于单纯的混凝土结构而言,钢筋混凝土结构具有较强的抗压能力与抗拉
能力,同时其构建截面能够根据工程设计需求制作成不同的形态与尺寸。
但是受
混凝土与钢筋自身本质特征的影响,钢筋混凝土结构具有一定的收缩性与蠕变性
特征。
通常情况下在混凝土浇筑之后,混凝土在凝固过程中,水泥成分在水分子
发挥过程中出现收缩,在结构内部形成一定的拉应力,并对结构强度产生影响,
当混凝土强度无法满足拉应力需求时,结构表面将产生裂缝,从而影响钢筋混凝
土结构整体的稳定性。
因此,在建筑结构设计过程中,需进行综合分析,保证钢
筋混凝土结构设计的科学性与合理性,注重行之有效保护措施的科学应用,一旦
出现设计不合理或保护措施不到位时,将导致整体结构出现变形,产生质量问题。
与此同时,在应用钢筋混凝土进行工程建设施工时,钢筋混凝土结构同样具备建
筑结构存在的特性,包括安全性、适用性与耐久性。
因此,在结构设计过程中需
要满足建筑结构稳定性、抗震性、安全性、适用性等要求,保证结构设计的科学
性与合理性。
2建筑结构设计中钢筋混凝土设计的关键点
由上述分析可知,在建筑结构设计过程中关于钢筋混凝土的设计,应保证稳
定性、安全性、抗震性、适用性等设计要求的满足。
对此,应从钢筋混凝土设计
关键点出发,注重钢筋混凝土抗压与抗拉能力的有效强化,满足结构设计基本要求。
2.1关键点之“地基与基础设计”
在建筑工程项目建设施工过程中,地基与基础设计的科学性与合理性直接影
响着建筑工程施工质量与安全。
因此,在建筑结构设计过程中,地基与基础设计
是钢筋混凝土设计的关键点之一。
实践经验总结发现,影响地基与基础设计质量
的因素主要表现在以下几个方面:第一,建筑工程设计师不了解施工现场实际情况,导致地基与基础设计各项参数与工程施工实际需求不相符,出现质量问题;
第二,钢筋混凝土混合材料配比不科学,结构荷载承载能力无法满足实际需求。
对此,在地基与基础设计过程中,设计工作人员应积极参与到施工现场实践勘察
工作中去,对施工现场实际情况,包括水文条件、地质条件、自然气候变化等具
有全面充分的了解,并遵循因地制宜原则进行科学设计,包括钢筋混凝土材料配
比的科学性,钢筋混凝土结构布局的合理性与工艺施工技术选用的科学性。
例如,某多层教学楼钢筋混凝土结构柱下独立基础的设计,需对工程地质情况进行勘察,对地基承载力特征值(230kN/M)、土天然重度(18kN/m3)、地下水位(-6.3m)等具有准确认知与了解,并在此基础上,依据建筑工程建设需求与材料性质、基
础顶面荷载情况,进行基础埋深、地基承载力特征值、基础高度、地面尺寸等的
设计,从而提升设计科学性与准确性。
2.2关键点之“传力设计”
在建筑结构设计中国传力设计是钢筋混凝土设计的又一关键点,对结构设计
稳定性、安全性、耐久性存在密切关联性。
通常情况下,当所设计的传力体系较
为复杂时,钢筋混凝土各构件所承载的压力越大,且在外力(如地震、撞击、大
风等)影响下易出现构件受力不均匀问题,出现结构坍塌、位移等问题的产生。
对此,在进行混凝土结构设计时,应遵循“关节互通”原则,保证传力方式的简便性,即结构传力路线应做到短、直、通。
例如,在某小高层钢筋混凝土设计中,
框架剪力墙结构是较为常见的一种结构设计形式,具有灵活多变、实用性强等特点。
而关于框架剪力墙结构的传力方式,需根据建筑工程项目实际需求以及建筑
物抗震等级要求进行综合分析。
在保证建筑工程项目质量与安全的前提下,建议
采用大开间剪力墙方式进行设计,以水平荷载为控制量(小高层钢筋混凝土结构
中纵向荷载多为定值),进行科学布局,提升传力方式的简便性,
2.3关键点之“构造方法设计”
在建筑结构设计中,构造方法设计在钢筋混凝土设计中占据重要比重,方法
应用的科学性与准确性直接关系着建筑工程项目施工质量与建筑物使用寿命。
随
着近年来我国建筑事业的不断发展,以及人们生活理念与习惯的不断转变,对建
筑物功能与性能提出了更高的要求,建筑结构不尽需要满足建筑空间基本功能,
也需要提升空间艺术性、舒适性。
在此背景下,传统的钢筋混凝土结构设计已经
无法满足实际需求,实现构造方法与措施的创新成为必然趋势。
基于此,需从以
下几方面进行强化:第一,就目前建筑工程发展现状来看,大跨度柱网式钢筋混
凝土框架是应用较为广泛的框架形式。
而大跨度柱网式钢筋混凝土框架设计过程中,由于楼层在分层过程中,不可避免的存在长短柱共存问题。
例如,在小高层
建筑中,楼梯间的柱体多为短柱,而开阔区域的柱体多为长柱。
对此,为保证钢筋混凝土结构整体的稳定性,提升建筑结构荷载承载能力,需采用构件加
固法,对柱进行箍筋加固处理[2]。
第二,注重细节处理。
例如,在高层建筑钢筋
混凝土结构设计中,需加强楼梯、隔墙、梁等细节工程的设计。
第三,综合分析,考虑突发情况对结构的影响,应用行之有效方法进行结构处理。
结论:总而言之,钢筋混凝土结构已经成为当前我国建筑领域中建筑工程项
目建设应用的主体结构,并在建筑工程项目中发挥着至关重要的作用。
因此,在
建筑工程项目设计过程中,应明确认知钢筋混凝土结构原理与特征,对建筑工程
项目建设要求与施工现场情况具有全面准确的了解,从钢筋混凝土结构设计关键
点出发,进行科学设计,保证设计的合理性、规范性、可行性,实现钢筋混凝土结构作用的充分发挥,促进建筑行业稳定与可持续竞争发展。
参考文献
[1]方运进.建筑结构设计中钢筋混凝土设计的关键点分析[J].绿色环保建
材,2018(05):77.
[2]韦喆,闭璐娜.钢筋混凝土建筑结构设计中的关键点探究[J].中国住宅设
施,2017(11):32-33.。