钢筋混凝土结构设计的关键点分析

钢筋混凝土结构设计的关键点分析

发表时间：2020-04-07T13:59:51.847Z 来源：《基层建设》2019年第32期作者：丁浩

[导读] 摘要：人们生活水平的不断提升在一定程度上促进了建筑事业的蓬勃发展，近年来人们对建筑结构设计提出了更高的要求，在建筑结构设计过程中，钢筋混凝土设计工作的重要性得到了凸显。

浙江省省直建筑设计院

摘要：人们生活水平的不断提升在一定程度上促进了建筑事业的蓬勃发展，近年来人们对建筑结构设计提出了更高的要求，在建筑结构设计过程中，钢筋混凝土设计工作的重要性得到了凸显。本文主要针对建筑结构设计中钢筋混凝土设计的关键点进行详细分析。

关键词：结构工程；钢筋混凝土；设计

结构工程中的钢筋混凝土设计和使用牵涉诸多的因素，如：钢筋混凝土材料特性、结构设计、施工技术等，要从钢筋混凝土结构设计的安全性、实用性、美观性的角度出发，分析钢筋混凝土框架结构设计的方法，并注重钢筋混凝土结构的加固设计，避免钢筋混凝土结构出现有害裂缝、钢筋外漏等现象，较好地保障建筑结构的安全使用性能，延长建筑结构的使用年限。

1 钢筋混凝土结构设计的要点分析

为了确保钢筋混凝土结构的稳定性和抗震性，要把握结构设计的关键点，依循建筑结构设计的标准和要求进行设计，具体包括以下内容：

1.1 地基与基础设计。

钢筋混凝土结构由增强钢筋配置的混凝土制成，

要承受钢筋的拉力以及混凝土的压力，要关注地基及基础的设计，充分考虑和勘察施工所在地域的实际地形及自然环境条件，根据上部结构的结构形式、层数、荷载大小、结构重要性等因素，选取适宜的基础类型，如：独立基础、柱下条形基础、十字交叉基础、筏板基础、箱形基础等。

1.2 构造设计。

钢筋混凝土结构的构造设计极其重要，要注重框架设计和加固设计，强调楼梯、梁等细节设计，确保钢筋混凝土建筑结构具有较强的承受力和安全性。

1.3 传力设计。

必须预先做好钢筋混凝土结构的传力设计和规划，可以选择相对简单的传力方式，尽量缩减传力设计路线，规避外力作用对钢筋混凝土结构的压力作用和影响，提升钢筋混凝土结构设计的荷载力，实现结构设计的经济合理性。

2 钢筋混凝土框架结构设计分析

在结构工程的钢筋混凝土框架结构设计之中，涵盖有楼板、梁、柱、基础等承重构件，能够提供较大的建筑空间和灵活的平面布置。

2.1 合理选择结构参数。

要合理选定钢筋混凝土框架结构的抗震等级和基本地震加速度值，确定地震力振型组合数，并选择适宜的结构周期折减系数和梁刚度放大系数，通常来说，当采用砌体填充墙结构时，周期折减系数选取 0.6-0.7；而采用轻质砌块结构时，周期折减系数则选取 0.9；无墙的纯框架结构则无须折减结构周期。对于梁刚度放大系数的选择，通常应放大梁的刚度，中梁放大系数选取 2.0，边梁放大系数选取 1.5。

2.2 合理选择框架结构构造配筋。

主要包括有：（1）框架外挑梁配筋。可以在框架的梁端设计挑梁，并对悬臂梁计算配筋，确保框架结构的水平承载力符合要求。（2）框架边柱柱顶配筋。要使横梁上部钢筋完全插入框架边柱之内，柱内钢筋分别伸到顶端和横梁内，配置数量至少应为两根。（3）框架梁、柱箍筋的配置。在框架梁、柱箍筋的配置设计之中，加密区和非加密区箍筋的最大间距分别为 100mm、200mm，合理确定箍筋直径和肢数，并在纵向钢筋超筋时适当增大梁端的抗剪承载力，提升框架结构的抗震性能。

2.3 合理做好强柱弱梁节点的设计。

要尽量增大柱的截面尺寸，使柱的线刚度大于梁的线刚度，并合理控制柱的轴压比，增加柱的延性，通过加强柱的配筋构造方式，使塑性铰向梁跨内移，而不会形成“层侧移机构”，确保柱的截面承载力。

2.4 进行强剪弱弯剪力墙设计。

可以在洞口位置设计弱连梁，形成小开口墙、多肢墙、单肢墙，使地震作用下各层连梁的总约束弯矩小于该墙段总地震弯矩的 20%。然而，要注意的是，连梁设计不能太弱，要使连梁先屈服，使之形成塑性铰，实现连梁刚度的折减，以避免连梁出现脆性损坏的现象。

3 结构工程钢筋混凝土的加固设计分析

3.1 直接加固设计

在钢筋混凝土结构工程的加固设计之中，直接加固设计主要包括有以下方法：（1）增大截面加固法。主要是通过增加配筋、扩大截面的方式进行加固，实现对钢筋混凝土结构的裂缝修补，提升钢筋混凝土结构的强度。具体实现方式是在原受弯构件的上层/下层浇筑新的混凝土，并补加钢筋，以提升构件的抗弯、抗简承载力，增加构件的刚度。（2）粘贴钢板加固法。这是在钢筋混凝土结构的薄弱部位添加一定的钢板材料，使之成为统一的整体，增强相应部位的承载力和强度。在采用粘贴钢板加固的设计方法中，通常是在构件承受力不足段表面粘贴钢板，如：正截面受拉区/受压区、斜截面受拉区/受压区，并计算正/斜截面承载力公式计算，获悉钢板厚度、布置方式等，其施工流程主要为：粘贴面处理、加压固定、胶粘剂配制、涂胶并粘贴、固化、卸加压固定并维护。（3）置换钢筋混凝土加固法。这种方法不会影响建筑物的净空，工作流程主要为：定位放线并支撑卸荷；凿除不合格的混凝土，并要避免对原结构的损坏；置换混凝土的界面处理，做到随涂随浇；现场测量尺寸，下料并进行支模；浇注混凝土或加固型灌浆料；养护。（4）锚栓锚固法。主要是对强度等级为 C20-C60 的混凝土承重结构进行加固设计，不适用于受外界侵蚀较为严重的建筑物结构。如：风化的轻质结构（5）绕丝法。适用于建筑物斜截面承载力较弱部位的加固处理，对于受压构件受到一定横向约束力的情形时，也可以采用绕丝法进行加固设计。

3.2 间接加固设计

主要包括以下内容：（1）增设支点加固法。利用压力分解原理，在原有建筑物中增设一定的支点，降低原有结构的承重负荷，并进行严密的计算和精准施工，较好地实现钢筋混凝土结构中梁、板部位的加固。（2）预应力加固法。适用于钢筋混凝土腐蚀极其严重的建筑物