浅谈钢筋混凝土结构设计中的常见问题及对策分析

【摘要】我国的城镇化发展推动了建筑行业的繁荣，大量多层和高层建筑物拔地而起。钢筋混凝土结构作为最典型的建筑结构，成为我国现阶段建筑工程的首选。但是，随着建筑功能的多样化，钢筋混凝土结构设计逐渐趋于复杂化，导致很多设计不尽合理，严重影响了建筑工程质量和建筑物使用寿命。本文针对钢筋混凝土结构设计中的常见问题进行了分析，并提出了解决相应问题的对策。

【关键词】钢筋混凝土；结构设计；常见问题

1.引言

随着我国的城镇化发展，建筑需求量猛增，尤其是对住宅类建筑的需求，建筑行业随之迅猛发展。钢筋混凝土结构因其具备强度高、延性好、安全系数高和抗震性能好等优点，而被广泛应用于我国建筑物的整体框架建造中。然而近年来，随着建筑技术和科学技术的不断发展，建筑功能逐渐向多样化和全面化发展，钢筋混凝土结构的设计也逐渐向复杂化发展，其设计难度越来越高，因而在设计中出现了诸多问题，严重影响了建筑工程的质量和建筑物的使用寿命，有些甚至造成了施工期结构倒塌事故的发生。因此，针对钢筋混凝土结构设计中的常见问题采取有效措施予以解决，对于提高建筑工程的质量和安全性，保证人民生命和财产安全具有重要的现实意义。

2.钢筋混凝土结构设计中的常见问题

2.1地基与基础设计中的问题

（1）天然地基的独立基础。在进行天然地基的独立基础设计时，有些设计十分不合理，其采用斜面坡度大于1：3的锥体形式，导致锥体部分的混凝土很难振捣密实，只能在现场施工采用人工拍打振捣，然而这种方式处理的混凝土无法达到设计强度要求[1]。（2）地下室底板和外墙配筋。因地下室具有提高建筑地基承载力、增加建筑结构本身稳定性以及减小地震破坏程度的作用，故很多建筑工程都设置地下室结构。然而，设计人员在进行地下室设计时，总是忽略建筑物竣工后楼体的沉降现象，进而引发附加应力对地下室的作用，造成地下室底板承载能力不足而开裂，尤其是采用天然地基的建筑，对其影响更加显著。另外，在地下室底板与外墙配筋的计算中，经常出现计算与实际情况不相符的问题，最终导致外墙水平分布筋过多，竖向受力筋数量偏少以及扶壁柱配筋不足。（3）地下水位的影响。在进行结构设计时，还应考虑地下水位对建筑物的影响，特别是地下水位较高的情况下，更要重视建筑防水与降水问题，否则将在建筑工程后期影响工程的进度和质量。

2.2上部结构设计中的问题

（1）框架-剪力墙结构及其连梁。在进行框架-剪力墙结构设计时，经常出现剪力墙布置不均匀的问题，甚至出现单肢刚度过大的剪力墙，从而导致应力过于集中，严重影响到建筑结构的安全性和稳定性，增大其被地震破坏的可能性[2]。另外，在设计与框架-剪力墙结构相连接的连梁等构件时，如果剪力墙布置不均匀或刚度参差不齐，就会极大增加连梁与框架-剪力墙结构的接触性结构设计难度。（2）梁支座。在建筑钢筋混凝土结构的设计中，很多设计人员将梁与柱子间或梁之间接触的梁支座部分作为不可转动的刚域，设计成固定支座，这样的设计在某些情况下是不合理的。例如，当框架-剪力墙结构的框架梁与剪力墙正面垂直相交，并且剪力墙对梁的约束力较弱时，就不再需要固定的支座。（3）其他设计细节问题。在钢筋混凝土的上部结构设计中，还普遍存在一些细节问题。例如，钢筋混凝土结构局部受力过大导致的挑梁变形与墙体外闪问题；钢筋混凝土结构的侧向位移没有满足规定的侧移限值要求问题；钢筋混凝土构件的钢筋保护层厚度取值问题；框架梁端纵向受拉钢筋配筋率问题等等。

2.3裂缝问题

（1）结构裂缝。在钢筋混凝土浇筑过程中，不同构件间的刚度差异极易导致整体结构中形成刚度薄弱区，从而造成钢筋混凝土中出现裂缝，即为结构裂缝。这种裂缝多出现在建筑物墙角处及楼板的板端处。（2）构造裂缝。不规范的操作和不到位的技术是导致钢筋混凝土结构出现构造裂缝的主要原因。例如，混凝土的水灰比错误；浇筑混凝土时振捣不充分；模板位置发生变化；支架下沉；脱模过早；混凝土养护不利等。（3）温度裂缝。温度裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的裂缝，其形成原因主要是外界温度变化较大时，混凝土随着温差发生热胀冷缩，从而形成裂缝。温度裂缝多出现在建筑结构的屋面层。（4）收缩裂缝。混凝土结构在硬化过程中，会发生化学反应导致水分部分流失，从而造成混凝土收缩形成收缩裂缝。另外，在混凝土结构养护过程中，还会继续发生硬化、碳化和脱水现象，即使在达到28天龄期后也不会停止，这也会形成收缩裂缝。

3.优化钢筋混凝土结构设计的对策

3.1完善地基与基础设计

在进行建筑的地基设计时，天然地基应优先采用阶梯形独立基础，并在设计独立基础间的拉梁时，充分考虑梁坡上扩散角内土的重量，适当增大配筋或混凝土强度，从而保证独立基础间的拉梁结构具有足够的稳定性。对于有地下室的建筑，为防止地下室底板因整体沉降而产生开裂，应在设计时在地下室底板与持力层间采取褥垫处理措施；如果是天然地基，附加应力的影响会更大，这时就需要在地下室底板与持力层之间采取支护的保护措施[3]。另外，对于地下水位季节性变化较大的地区，还应综合考虑不同水位对底板的影响，求出包络图，再依据包络图做好建筑本身的防水和排水设计，并做好配筋设计。在计算配筋时，一定要对地下室底板和外墙采用统一的配筋计算方法，使其标准化和规范化。

3.2优化上部结构设计

首先，在进行框架-剪力墙结构设计时，应遵循多道设防的设计原则，并保证其结构布置及形状的规则性，使整个结构的各部分刚性一致，避免应力过于集中，从而提升钢筋混凝土结构的稳定性和安全性，增强其抵抗外来破坏力的能力。其次，对剪力墙的梁和柱的结构设计，应严格按照强柱弱梁、强剪弱弯和强大节点的要求进行，并在挑梁端头设置构造柱，将每层的挑梁连接在一起，有效避免挑梁变形和墙体外闪，从而提升建筑的抗震性。另外，梁的支座形式应根据工程具体情况来确定，有时设计为铰接支座更加合理，绝不可全部设计为固定式。

3.3加大裂缝控制力度

在进行钢筋混凝土结构设计时，对裂缝的防治处理也是其中的重要内容。在容易产生裂缝的部位应采用预应力混凝土浇筑方式，并在预埋管线时，利用设置支架的方式固定管线，同时在管线交叉部位应用固定接线盒，从而降低各种裂缝出现的几率，提高结构的整体稳定性和牢固性。

4.结束语

钢筋混凝土结构因其具备的强度大、延性好、整体性强等优势而得到广泛应用，但同时也存在着自身重量大、抗裂性不好、性质偏脆等缺点，因此在设计中除了以上问题以外，还存在着诸多问题，而且涉及范围较广。因此，广大设计人员应严格遵循国家的有关规定，结合施工现场实际情况进行不断总结，从而在设计中充分发挥钢筋混凝土结构的优势，进一步提升钢筋混凝土结构设计的科学性与合理性。

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.工业设计，2012（2）：106.

[2]艾立富.钢筋混凝土结构设计中的常见问题分析.城市建设理论研究，2012（36）：80.

[3]杨军科，王小军.有关高层建筑结构设计问题及对策的探讨[J].山西建筑，2014（02）：43～44.