钢筋混凝土结构具备强度高、整体性、延性好等优势,因此在建筑物的整体框架建设中被广泛的运用到,然而钢筋混凝土工程的设计施工需要运用到各方面的知识,比如在进行施工时,需要用到的有包括钢筋、混凝土、石料等多种施工材料,也需要应用拌和机、输送泵车、吊车等,还需要运用到钢筋绑扎、混凝土浇筑、模板安装等多种施工工艺,由此看来,钢筋混凝土结构的设计具有一定的难度,因而其中依然存在着诸多问题,采取有效措施予以解决,才能优化钢筋混凝土工程的施工。
一、钢筋混凝土结构设计中存在的问题
(一)地基设计过程中存在的问题
在建筑工程的地基设计过程中,对于地下室底板设计中容易忽视附加应力的作用及影响,这种附加应力是由建筑物沉降而引起的,在实际的工程施工中,柱下独立基础与地下室底板在上部建筑物的重力载荷作用下,会发生一定程度的变形沉降,如果不将附加应力考虑进去,势必会影响地下室底板的安全性和稳定性。在采用天然地基的情况之下,附加应力的影响会更加显著,因此需要在地下室底板与持力层之间采取支护的保护措施,如果变形与总沉降的程度较小,可以在地下室底板与持力层之间采取褥垫处理措施。对于减小附加应力作用的各种办法的采用,需要根据具体的工程要求与地质、季节等客观因素来进行选择。
(二)上部结构设计中存在的问题
对于框剪结构来说,一些剪力墙的分布不够均匀,甚至出现单肢刚度过大的剪力墙,这就导致应力过于集中,为建筑结构的安全性和稳定性埋下安全隐患,一旦该单肢出现问题,其影响较大,波及的范围较大,最终对钢筋混凝土工程造成严重的损害。其次,与框剪结构相连接的一些基础性结构,如连梁等构件,其设计本身就具有一定的难度与专业性,如果剪力墙的布置不够均匀,出现刚度参差不齐的现象,就会增加与框剪结构连接的接触性结构的设计难度。对于框剪结构的设计需要明确多道设防的概念,它是指当建筑物遭遇中震时,在第一级别的剪力墙进入塑性之后,还需要有小级别的剪力墙对建筑物的整体框架结构维持,尽可能的降低其变形程度。
二、钢筋混凝土施工措施
(一)框架结构
施工设计阶段及施工阶段应加强框架结构的构造措施,避免在施工过程中出现外框柱因构造不合理出现外短内长的柱,影响框架结构的稳固性。在工程施工中,如果框架结构外立面为带行窗时需设置连续的窗过梁; 如果框架结构的跨度较大,柱网分布面积广,应适当地加大柱箍筋的数量和钢筋配筋率。
(二)模板工程在钢筋混凝土施工中的应用
1.模板工程是钢筋混凝土施工中必不可缺的一项重要工程。在某种程度上模板工程施工的质量对钢筋混凝土的施工质量有着直接性影响。基于钢筋混凝土框架结构比较复杂,尤其是梁柱节区域的钢筋设置密集,然而在工程实践中,部分的施工单位通常采用的施工方法是先安装梁板模板后再对梁钢筋进行绑扎作业尤其是处在钢筋混凝土框架结构中间的柱子,通常钢筋比较密集,施工很不方便。笔者建议在绑扎钢筋时应将梁的纵向受力钢筋放置在柱的纵向钢筋内部。
2.在工程实践中对于模板构件需要进行精准计算,计算内容包括; 相关模板构件的弯矩、剪力以及扰度等。此外还需对建筑工程结构的最大允许抗弯强度设计值、抗剪强度设计值以及抗扰度设计值进行反复的验算来确定支座的最大安全距离。通常这个验算过程所需的时间较差,验算内容繁琐。针对这个问题笔者建议在计算模板构件的相关数值时,可通过确定构件的荷载类型,然后分析哪个设计值起核心控制作用,重点对这个设计值进行分析计算,其他的设计值可简略地进行计算,这样可大大提高工作效率,缩减计算工作量,加快施工进度。
三、案例分析
(一)工程概况
某工程为某市一中心大楼,其基地的面积为 4460m2,建筑面积达到31264m2。本工程主楼地上部分一共有25 层,主要作为办公用房,地下部分为 1 层。
(二)结构体系和布置
本工程主楼采用的是钢框架 ― 钢筋混凝土核心筒混合结构,核心筒部分主要承受的是风荷载和地震荷载,而钢框架部分主要承受的是竖向荷载。在罕与地震荷载的作用下,钢框架和核心筒可以同时发挥作用,同时还应有利于钢结构的制作和安全,从而达到节约成本的目的。
(三)柱脚
对该工程采用的是铰接的方式对柱脚的进行设计,为外露式柱脚。柱脚底板的水平反力通过摩擦在底板与基础混凝土之间进行传递,通常情况下摩擦系数可以取为0.4。当水平反力大于摩擦力时,应采取的加强措施为:在底板下部焊接抗剪键; 柱脚外包钢筋混凝土。在本工程中,柱脚底板的水平反力较小,并没有超过摩擦力,因此不需要考虑加强措施。在本工程中并没有在底板中出现拉应力的现在,可以锚栓采用构造确定即可。在本工程中,柱底板锚栓是安装在底板的形心上,并与基础相连,这样即可起到铰接的作用。
结束语
钢筋混凝土结构是现阶段我国建筑工程中最普遍的结构,因其具备多种优势而备受关注和重视,然而也因为施工难度大,涉及范围较广等因素,其设计中依然存在着诸多问题,只有积极采取有效措施优化钢筋混凝土结构设计,才能提高建筑工程的整体质量,促进我国建筑行业的繁荣与长期发展。
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