基于钢筋混凝土的结构设计论述

[摘 要]实际上，对于钢筋混凝土结构设计的相关规定只是对限定值和建议取值提出设定，其他的则是给予相应的概念设计范围，在进行结构设计时要根据工程的实际情况进行，如果做不到这些将会导致钢筋混凝土结构设计中出现误差，甚至还会造成不可改变的后果。该文主要针对当前钢筋混凝土结构设计过程中常见的问题做出了全面的分析，同时还提出了相应的完善对策，希望能够为钢筋混凝土结构设计提供有力的参考与借鉴。

[关键词]钢筋混凝土；结构设计；规范；概念设计；问题

中图分类号：TU973.12 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）18-0220-01

1、钢筋混凝土柱的结构设计

1.1 钢筋混凝土柱的截面设计

一般在对钢筋混凝土结构进行设计时，首先需要按照至下而上的顺序对截面尺寸进行调整，通常框架结构的柱按照这一顺序变化比较合理，此外，还应创建合理的柱模板，柱断面变化次数不宜太多，柱断面变小也不宜设在同一层，以节约投资，使设计更合理。除了柱截面变小与混凝土强度降低宜设在不同层外，而且柱截面变小剧烈。否则抗侧刚度减少较多，对抗震不利。柱截面尺寸减小的间隔层数为四层，如果间隔太疏又起不到节约投资、降低造价的目的；太密会造成模板浪费、施工不便。每次每侧减小以150mm为宜，减得过多会导致结构竖向刚度变化异常。例如柱截面从550@550变为450@450，柱的线刚度会减少了60%左右，对于纯框架结构其抗侧刚度就减小过多。如果柱截面变化过大时应将柱分批在不同楼层进行截面变小。同时钢筋混凝土柱截面的最小尺寸应符合相关规定。

1.2 钢筋混凝土柱箍筋的肢距设计

根据混凝土结构设计的有关规定可以看出，在对钢筋混凝土柱加密区的箍筋内箍筋肢距进行设计时，要保证一级抗震等级不能超出二十厘米，二三级抗震等级则不能超出二十五厘米，同时保证箍筋直径在二十倍中的较大值；四级抗震等级不宜大于三十厘米。按一般的理解，箍筋肢距应为每肢箍筋的水平距离。本文作者对箍筋肢距的解释为钢筋混凝土柱纵向钢筋的箍筋拉接点的距离，这样不仅可以顺利对柱钢筋的拉接还便于施工的要求。而不少设计人员在设计时将箍筋肢距一律按均匀分布且小于二十厘米，导致混凝土浇捣困难，必须使用导管，将混凝土引导到根部，是不能让其从高处直接坠落的，然后逐渐向上浇灌。如果箍筋肢距过小，将无法使用导管。

2、关于梁的结构设计

梁的截面高度是由挠度与配筋控制其下限值，由裂缝允许值控制上限值。设计中很多人取较大的梁截面以保证挠度满足要求。但大截面低配筋率梁对抗裂并不利，经过适当配筋调整，裂缝宽度能勉强地满足要求，其计算裂缝宽度很小，然而这种梁出现裂缝的可能性较大。

2.1 钢筋混凝土梁侧的纵向钢筋设计应该注意的问题

根据相关要求我们可以发现，梁腹板的高度大于45cm时，梁的两个侧面设计应该满足纵向构造要求，纵向构造钢筋之间的距离需要保持在20cm以内，每一侧的截面面积应该大于或等于腹板界面的0.1%，钢筋混凝土梁侧纵向钢筋的直径一般为十五厘米左右。在钢筋混凝土结构的实际设计中，常会遇到钢筋混凝土梁侧抗扭纵筋很大，对上述情况应在计算上做合理的调整，由于电算设计时候的抗扭纵筋面积较大。对跨度较大的钢筋混凝土次梁支承于主梁上时，钢筋混凝土次梁的支承端会对主梁产生较大的扭矩，在电算程序中钢筋混凝土次梁的端支座为绞接造成的。目前电算程序在结构构件计算时尚未考虑现浇楼板对钢筋混凝土梁扭转影响，必须需要人为地给程序一个梁扭矩折减系数，合理选择钢筋混凝土梁扭矩折减系数是必要的。调整后计算出来的钢筋混凝土梁的抗扭纵筋面积会很大，必须保证箍筋的配筋率满足规范的规定。

2.2 针对强柱弱梁的结构设计

强柱弱梁的概念最早是在抗震设计中提出的，钢筋混凝土柱的结构设计直接关系着整个建筑物的安全性能，因此我们需要减少钢筋混凝土梁的破坏。强柱弱梁设计理念一定要将这一概念设计贯彻下去。严格控制钢筋混凝土柱轴压比，笔者认为轴压比不宜过大，且我们对柱断面及配筋设置时应分部位处理，建议适当加强角柱、边柱的配筋，所有钢筋混凝土柱建议纵筋均不宜小于20mm，同时应该全柱通长加密箍筋，且配箍率满足规范要求，矩形截面柱对称配筋。而对梁配筋则建议应配足梁中部筋，以使地震作用下梁铰机制的形成，避免柱比梁先屈服，使钢筋混凝土梁端能先形成塑性铰，使柱端受弯承载力比梁端的实际受弯承载力大。

3、关于基础的结构设计

在整个建筑工程开展过程中影响工程造价及施工质量的主要因素就是地基基础，这是在工程设计过程中相关人员十分重视的结构设计内容，由于地基设计的好与坏直接关系到后期设计工作的有序开展，还可能会造成无法弥补的损失。所以，在进行地基基础设计时，在地基基础设计中要注意地方性规范的学习。避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。因此在基础设计时，应充分重视工程当地的规定要求，最好能参考邻近已建建筑物设计经验，可使基础设计更加经济、合理。如某综合楼工程，抗震设防烈度为8度，建筑总高度100m，采用框架核心筒结构，基础设计采用筏板基础。在利用程序计算时，主楼下的筏板板厚达到3m，配筋量大。规范基础冲切计算也未考虑基础底板下土的影响，在参考类似工程经验后，设计基础筏板厚度定为2.1m，使筏板厚度减少近30%。

3.1 基础的最低混凝土强度等级

有关规定中提到建筑地基的扩展基础混凝土强度等级不应低于C20，规范还规定基础的最低混凝土强度等级二a类为C25，二b 类为C30。规定高层建筑基础的混凝土强度等级不宜低于C30。

3.2 基础的最小配筋率

墙下钢筋混凝土条形基础和柱下钢筋混凝土独立基础的最小配筋率如何确定存在分歧。混凝土结构设计相关规定了受弯构件的最小配筋百分率的值；而建筑地基基础设计中规定：基础底板的配筋，应按抗弯计算确定。

4、结语

设计是一个工程开展的最初环节，同时也是最关键的环节，直接关系到之后各个环节的落实，钢筋混凝土结构设计也是如此。如果在设计过程中有任何的参数选择失误都会给整个设计带来影响，严重的甚至无法弥补。该文重点针对钢筋混凝土结构设计中常见的问题进行了分析，并在此基础上提出了一些建议。在今后的钢筋混凝土结构设计过程中，经常钢筋混凝土结构总结设计的经验，使设计更经济、合理。

参考文献：

[1] 混凝土结构设计规范GB50010-2010.中国建筑工业出版社.2010.

[2] 建筑抗震设计规范GB50011-2010.中国建筑工业出版社.2010.

[3] 建筑地基基础设计规范GB50007-2011.中国建筑工业出版社.2011.