(伊吾县盐池镇人民政府,新疆 哈密 839301)
摘要:钢筋混凝土是支撑高层建筑最主要的结构,与建筑物的稳定性、抗震性、耐久性、安全性息息相关。本文以建筑工程钢筋混凝土的结构设计为研究背景,从基础构造要点、剪力墙结构、传力结构、钢筋布置方式、抗震耐久设计、混凝土维护保养六大技术要点展开分析,为加强相关建筑工程质量管控,提高建筑物安全稳定性、促进相关单位可持续发展提供参考性的意见。
关键词:建筑工程;钢筋混凝土;结构设计要点;高层建筑
前言:由于钢筋混凝土具备取材容易、施工方便、耐久性卓越、承载力强、可塑性好、使用寿命长的优点,因此被广泛应用于建筑工程领域。但也因为其类型丰富、结构复杂、功能多样的特点使得设计过程与施工结果较易出现偏差,导致各种潜在隐患频发。
一、基础构造设计要点
(一)简化结构特征
在进行钢筋混凝土的结构设计时,应首先考虑建筑物的实际大小,根据具体情况确定设计方案,并且在设计过程中尽可能简化结构特征。复杂的设计不仅会导致实际施工时的难度成倍加大,还可能对钢筋混凝土的结构造成不良影响。同时,应尽量避免采用过于看重外形美观的设计方案。其次,为增强结构的安全系数,延长钢筋混凝土的使用寿命,相关人员在设计中应充分考虑相关指标,明确列出结构设计过程中易产生的问题,再制定设计解决方案。同时,针对设计过程易被忽视的变形、受力问题,做好防范工作。最后,在设计过程中,应紧跟时代发展,添加优秀的技术性方案,加强设计质量。例如,针对框架结构的长度大于限定数值的情况,可采取在混凝土中加入适量膨胀水泥的补偿混凝土浇筑法进行解决。
(二)保障结构形状尺寸
保障结构形状尺寸的一致能够有效减少钢筋混凝土断裂、开裂情况的出现。剧烈的温度变化、外部压力,以及随着使用时间的增加,都会使钢筋混凝土的内部结构受到一定影响,并且导致薄弱位置出现形变。对过长的尺寸结构进行删减,或将其拆分为多个环节,能够有效避免人为、环境等因素造成的安全隐患。同时,增加线性关系结构,也能确保材料受力均匀,提高使用寿命。
(三)合理进行配比
合理控制水量、水泥、石头、沙子的占比,能够有效提高混凝土的使用效果。相关人员可通过多次试验,确定最佳参数的方法,制作出兼顾弹性模量要求与强度水平的高品质混凝土。此外,适当提高振捣工作力度,减少混凝土中的水纹、气泡,也能提高其体积稳定性。
(四)地上兼顾地下
优质的地下结构是保证建筑经久耐用的原因之一。在进行地下结构的设计时,应结合当地的地理位置,针对多震区,加强地基的稳固性。同时,尽可能采取相同的嵌固端方法,完成合理放置。此外,针对整体较高、宽度较大的建筑,可适当加深地基的埋入深度,增加锚杆长度,与地基数量,从而提高桩体的抗拔能力,最大限度确保建筑在使用过程中的安全程度。
二、剪力墙设计要点
剪力墙又名抗震墙、抗风墙,是承重墙中的一种,承担来自侧面的压力,能够有效防止侧面压力推倒建筑物,是增强高层建筑可靠性的重要手段之一。在进行设计时,可利用在端部加装如端柱的边缘构件,充当约束柱,加强整体结构的稳定性。此外,在进行设计时还需考虑剪力墙的抗变形能力。通过计算剪力墙截面的最大上限值,适当调整连梁刚度,能够有效规避地震发生时,造成墙肢拉伸变形的可能,降低安全隐患。
三、传力结构设计要点
在进行传力结构的设计时,应先对施工环境进行充分考究,考虑设计成型的传力结构会对钢筋混凝土结构造成何种影响,从而减少因外力作用造成的建筑物崩塌垮散现象。同时,尽可能采取简约的设计方法,缩短传力路径,提高传力效果,增强受力性能,减少耗材数量,降低经济成本。此外,针对主要受力层内没有软弱黏性土层,长度不超过二十四米,高度不超过八层的民用房屋框架设计,可适当减少工作量,无须计算地基的抗震承载力计算工作,提高设计速度[1]。
四、钢筋布置设计要点
第一,在进行柱的纵向钢筋位置设计时,应尽可能接近柱的角点,在柱顶部位置,形成三角交汇。同时,在交汇的过程中,应减少接头数目,降低钢筋交叉可能,尽可能确保各个钢筋的交角均大于九十度。此外,针对有防震要求的柱,在设计纵向钢筋时尽可能不使用光圆钢筋完成搭接工作,并且加设抗裂措施。
第二,若柱高小于四米,使用具备箍的短向加强筋;若柱高大于四米,使用短向加筋柱;若箍筋有较大间距,或直径大于十毫米时,可适当增加箍筋数量;若截面高度高于四米,可适当加设双向箍。
第三,在混凝土强度等级低于C20时,尽量采取直螺纹套筒完成与房梁纵向受力钢筋的连接工作。该方式能够有效降低施工过程的难度,提高整体结构性能。在绑扎与焊接的过程中,应选择受力较小的位置,完成接头。并且确保同一连接区段内的接头面积百分比不可超过50%。同时,为保障板的承载能力,维持结构安全稳定性,严格遵守板长大于二百五十毫米时,最小配筋率大于0.3%,小于二百五十毫米时,最小配筋率不能小于0.5%的规章制度。此外,可采取将剪力墙、柱、梁上的负筋弯起部分绑扎连接的方式,减少滑移、松动现象的发生。
五、抗震耐久设计要点
在建筑工程中,钢筋混凝土是建筑物抵抗地壳运动的有力支撑,因此在进行结构设计时必须重视其抗震、防震能力。相关人员可通过开展预处理、加强地基处理、选择合适材料的方式加强结构设计。例如,在开展高层建筑的预处理工作时,应着重测量钢筋混凝土的刚度参数,合理评估转换层与顶部塔楼的结构设计方案,从整体的角度全面分析楼板的弹性与楼层的高度,最大程度保证立柱的完整性与稳定性,减少地震发生时房屋坍塌的概率。
严格把关所用材料,是提高工程质量,增强钢筋混凝土耐久度的有效方法。相关人员在进行结构设计时应分清主次,根据场地实际情况、使用者实际需求、建筑工程用途综合完成方案设计。相关人员应保证所选材料具备干净、耐用、坚固的特点,并且根据不同环境,选择不同材料,合理协调配筋与构件截面。此外,在进行设计时务必要全面分析预设的结构功能。因为建筑工程的施工环境复杂,工作量较大,节点较多,一旦出现设计错误,很容易导致施工人员为缩短工期、偷工减料,减少工作量现象的发生,进而造成巨大安全隐患[2]。
六、养护设计要点
第一,为提高建筑的使用寿命,在完成较大体积的混凝土浇筑工作后应对其迅速展开养护。使用麻袋、草袋、海绵进行覆盖,或加设塑料薄膜是最为常见的养护方法。在覆盖过程中,应做到每一寸都尽可能被覆盖,确保密封性的良好,减少水分蒸发流失率,从而达成充分硬化的结果。同时,在保湿养护过程中,针对较大体积的混凝土,应将其置于具备足够湿度、温度的环境中,适当调整浇水频率,保持混凝土表面长久持续地处于湿润状态,避免产生干缩裂纹,提高硬化质量[3]。
第二,裂缝的出现是导致混凝土渗透率变高的主要原因。采取强化钢筋混凝土厚度、优化配筋设计方案的方式,能够有效减少混凝土结构开裂、破损的可能,提高抵抗裂缝能力,从而提高混凝土本身的使用寿命。例如,在桥梁道路的施工过程中,为提高路面的抗变形、抗腐蚀能力,可适当提高钢筋保护层的厚度。或者,采取结构化的设计方式,如借助Tekla钢筋混凝土施工管理软件自动生成的钢筋方式工程图,细化钢筋结构,从而有效控制裂缝的诞生。
第三,做好裂缝防治工作,定期修复生成的裂缝。对整体结构有影响,或防渗要求较高的环境,采用灌胶法封堵裂缝。对较大、较深的裂缝,采取充填法、贴合修补法。
结论:钢筋混凝土作为工程建筑中使用范围最广、应用数量最多的合成原料,其设计过程不仅较为复杂且专业性极强。因此,相关人员更应该不断优化结构设计方案,提高设计效果,实现工程突破,从而让建筑物更加安全可靠,为保障人民群众的生命安全保驾护航。
参考文献:
[1]李忠文.高层建筑工程中钢筋混凝土剪力墙结构设计分析[J].住宅与房地产,2023,(11):74-76.
[2]王二鑫.钢筋混凝土仿古建筑构造与抗震设计方法[J].建材发展导向,2022,20(20):28-30.
[3]李晔.超高层结构抗震设计中若干问题的探讨[J].建设科技,2022,(13):109-111.