关于建筑结构设计中对钢筋混凝土构造的方法

　　摘要：在结构设计、施工过程中，对结构的力学性能研究不充分以及施工管理的不完善，是引起现浇钢筋混凝土配筋不当的内在原因。主要是有时候用电算设计存在不合理的地方，需要用力学原理分析，手算复核，如果没有出现受力情形，可根据构造措施配置钢筋。结构施工过程中固有的不确定性和复杂性决定了结构性能的千变万化，是结构施工阶段平均风险率较高的一个重要外在原因。

　　关键词：建筑工程,结构设计,钢筋混凝土构造,配筋

　　1、配筋构造要求

　　钢筋混凝土结构是指承重的主要构件是用钢筋混凝土建造的包括薄壳结构、大模板现浇结构及使用滑模、升板等建造的钢筋混凝土结构的建筑物。混凝土主要构件包括梁、板、柱、剪力墙、壳体，还有局部构件如楼梯、雨篷。

　　1.1建筑方案设计与配筋构造

　　就从经济角度出发，任何一个投资人都希望减少配筋同时获得较好的安全与功能具备的建筑物。一位好的方案设计人员在满足建筑功能布局要求的前提下尽量考虑到结构规范的限制。否则，当设计者再考虑建筑设计时，由于建筑专业设计人员对结构设计的有关规范要求不熟悉，做出的建筑方案很可能使相应的结构方案难以满足结构设计规范的要求，待进入施工图设计阶段后，结构专业才对建筑方案提出较大的修改意见。此时，由于建筑方案已经经过提交，甲方往往对建筑方案已认可，要么重新对建筑方案提出修改，要么因为建筑超限而增加构造措施，增加配筋。

　　1.2概念设计与构造问题方法

　　设计人员应特别重视结构概念设计，重视结构的选型和平、立面布置的规则性，优先选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系。建筑设计的目的是创造一个有效的环境整体，即一个由许多相互关联的环境分体系形成的整体。所以，设计人员在开始处理结构方面的问题时，必然希望在形成和处理总体方案时，分析各单元体之间的关系，而不是构件和细部构造。设计人员应具有总体考虑的能力，能够从一开始就将结构知识运用到全部建筑设计中，并且使水平不高的细部设计减至最小。结构设计应根据建筑的房屋高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别、结构材料和施工技术条件等因素考虑其适宜的结构体系。实践证明，一个良好的结构体系设计既能达到良好的抗震性能又能节约工程造价。

　　2、钢筋混凝土的注意事项

　　2.1周期折减系数

　　由于在混凝土框架结构中一般都会设置填充墙，从而会导致结构的实际刚度往往会比计算刚度要大一些，致使计算周期通常要比实际周期大。所以，由此计算得出的地震作用效应会偏小一些，以至于混凝土结构的整体安全系数较低。因此，为了克服这一因素的影响必须对结构的计算周期进行折减。在进行折减时需注意折减系数的取值不宜过大。对于钢筋混凝土框架结构而言，当其使用砌体填充墙时，折减系数可按填充墙的材料及实际数量进行确定，一般可将系数确定为0.6~0.7;如果结构中的填充墙较少，或是轻质砌体时，可将系数确定为0.9;对于没有填充墙的钢筋混凝土框架结构，可以不进行计算周期的折减。

　　2.2确定梁刚度放大系数

　　由于目前的混凝土结构设计计算软件所输入的模型以矩形截面居多，软件并未对因结构中楼板的存在而形成T型截面考虑在内，这样势必会导致因T型截面的存在引起刚度增大，从而使钢筋混凝土结构的实际刚度较之计算所得的刚度大很多，这样计算出的地震剪力值会偏小，影响结构的稳定性。所以在进行计算时应适当将梁刚度放大，放大的系数一般为边梁1.5、中梁2.0。

　　3、钢筋混凝土构造的主要方法

　　3.1概念设计

　　在建筑结构设计中进行钢筋混凝土的构造时，应重视结构概念设计，如平立面布置的规则性、结构选型、选择抗震性能以及抗风压性能好的结构体系等。建筑结构设计的最终目的是为了构建一个最佳的环境整体，换言之就是指一个由各种相互联系在内的环境分体系组成的整体。因此，结构设计应按照建筑工程的实际高度和宽度比、场地类别、抗震等级、施工技术以及结构材料等选择最适宜的结构体系。这样不仅能使建筑结构达到最佳的使用效果，而且还可以降低工程造价。

　　3.2建筑方案设计与配筋构造

　　从经济的角度出发，任何一个投资人都希望减少配筋同时获得较好的安全与功能具备的建筑物。一位好的方案设计人员在满足建筑功能布局要求的前提下尽量考虑到结构规范的限制。否则当设计者再考虑建筑设计时。由于建筑专业设计人员对结构设计的有关规范要求不熟悉，做出的建筑方案很可能使相应的结构方案难以满足结构设计规范的要求，待进入施工图设计阶段后，结构专业才对建筑方案提出较大的修改意见。此时，由于建筑方案已经经过提交，甲方往往对建筑方案已认可，要么重新对建筑方案提出修改要么因为建筑超限而增加构造措施，增加配筋。

　　3.3钢筋混凝土配筋的构造方法

　　在实际的建筑工程中，由于受各种因素的制约，如场地面积、建筑使用功能以及结构原因等，很多工程均在框架的梁端设计挑梁。在钢筋混凝土框架结构中，框架梁所承受的荷载一般与外挑梁承受的实际荷载值时不同的，所以两者的断面尺寸也是不同的，但在一些工程设计中，设计人员往往在绘图时将框架梁上的一些主筋向外挑梁延伸，然而这些延伸的主筋却根本无法进入到挑梁当中，这种错误的设计基本会在工程施工阶段显现出来，当发现时大量的钢筋已经截断成型，从而不仅影响了工程施工进度，同时也导致了不必要的损失。因此，在进行钢筋混凝土构造时，必须对这一问题加以重视，尽可能避免出现类似的设计。

　　3.4剪力墙截面设计与构造

　　剪力墙在弯矩和轴向拉力作用下，当拉力较大，使偏心矩时，全截面受拉，属于小偏心受拉情况。当偏心矩，即为大偏心受拉。在小偏心受拉情况下，整个截面处在拉应力状态下，混凝土由于抗拉性能很差将开裂贯通整个截面，所有拉力分别由墙肢腹部竖向分布钢筋和端部钢筋承担。因此，剪力墙一般不可能也不允许发生小偏心受拉破坏。在大偏心受拉情况下，截面上大部分受拉，仍有小部分受压。与大偏压一样，假定1.5x 范围以外的受拉分布钢筋都参加工作并达到屈服，同时忽略受压竖向分布钢筋的作用。剪力墙斜截面受剪破坏主要有三种破坏形态：剪拉破坏、剪压破坏和斜压破坏。其中剪拉破坏和斜压破坏比剪压破坏显得更脆性，设计中应尽量避免。在剪力墙设计中，通过构造措施防止发生剪拉和斜压破坏，通过计算确定墙中水平钢筋，防止其发生剪切破坏。具体地，是通过限制墙肢内分布钢筋的最小配筋率防止发生剪拉破坏;通过限制截面剪压比避免斜压破坏;斜截面承载力计算则是为了防止剪压破坏。设计中通常认为：竖向分布筋抵抗弯矩，而水平分布筋抵抗剪力。这样，剪力墙就由混凝土和水平钢筋共同抗剪。所以斜截面承载力计算的主要目的就是在已定截面尺寸和混凝土等级的情况下，计算水平分布筋的面积。试验表明，当剪力墙截面尺寸太小(通常指厚度太小)，截面剪应力过高时，会在早期出现斜裂缝，而且很可能是在抗剪钢筋还没有来得及发挥作用时，混凝土就在高剪力及压力下被挤碎了，此时配置更多的抗剪钢筋已毫无意义。为避免这种破坏，应当对截面的剪压比进行限制。

　　4、结束语

　　在建筑结构设计中钢筋混凝土的构造是一项较为复杂且系统的工程，其对整个建筑结构起着至关重要的作用，一旦钢筋混凝土的构造出现问题，势必会影响整个工程的质量，为了确保钢筋混凝土的构造能够满足设计要求，这就要求设计人员必须了解并掌握与钢筋混凝土构造有关的各种方法，将之有效地应用到实际工程当中，以此来保证建筑工程顺利完成。