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【摘要】钢筋混凝土结构设计具有强度大、延性好、整体性强等优势,被广泛应用于建筑工程当中;另一方面,该种设计也存在自身重量大、抗裂性不好、性质偏脆等缺点,对建筑工程质量造成影响。作为设计人员,应结合施工现场实际情况,严格遵循国家的有关规定,不断总结问题,优化钢筋混凝土结构设计,提升钢筋混凝土结构设计的科学性与合理性。本文对高层钢筋混凝土建筑结构设计进行了探讨。
【关键词】建筑工程;钢筋混凝土;设计特色;设计要點
因钢筋混凝土结构设计具有位移小、刚度大、整体性强等优点,在我国建筑工程中得到了广泛应用。建筑工程钢筋混凝土设计是一个非常复杂的过程,不能有丝毫的错误,否则会影响建筑工程的质量。因此,建筑工程钢筋混凝土设计要严格按照国家制定的标准规范,认真分析、科学计算,提升建筑工程的整体质量及结构安全。
1、钢筋混凝土结构的优势
1.1综合应用钢筋与混凝土原料
通过实践检验发现,混凝土结构具有优越的抗压强度(约28MPa),但是其抗拉强度较弱,无法满足房屋建筑施工的相关要求;与混凝土结构特性正好相反,钢筋材料在抗拉强度方面具有优势,但抗压强度不足。
钢筋混凝土结构指的是:将一定比例的钢筋融入到混凝土中,实现了混凝土与钢筋优点的相互融合,弥补了两者各自的不足,能够更好地满足房屋建筑施工的相关要求。
1.2具有较强的结构整体性优势
在房屋建筑施工过程中,钢筋混凝土结构同时具有钢筋的抗拉强度与混凝土的抗压强度,体现出非常明显的结构整体性优势。此外,钢筋混凝土结构的抗震能力、防爆能力也非常优秀,要高于其他的一般工程结构。
1.3制作过程方便快捷
钢筋混凝土结构属于复合材料,其中包含了混凝土、钢筋、纤维、砂石等多种类型的原材料。原材料的丰富与充足,使钢筋混凝土结构的制作过程非常方便快捷,而且能够有效保护工程的周围环境。
2、建筑工程钢筋混凝土结构设计的要点
2.1 抗震功能的加强设计
抗震功能对于建筑工程非常重要,可以对地震等自然灾害产生一定程度的抵抗,从而保护建筑财产与人身安全。
建筑工程抗震功能主要是依靠钢筋混凝土结构来实现的,因此要重视钢筋混凝土结构的抗震性能设计。在设计过程中,如果建筑工程的层数和结构刚度的突变系数较大,则应多取其振型数。例如,建筑工程房屋结构中的多塔结构,顶部小塔楼以及转换层等,在取其振型数时,应选大于 12 的数,但是数值大小不能超过房屋总层数的三倍;对具有弹性的楼板建筑,在分析其刚性要求时,振型数的选取还要更大些。
2.2 耐久性设计
钢筋混凝土结构设计中,应严格按照设计规范,解决重点技术问题,明确工程的重难点,充分发挥多种目标和单一目标的综合利用,确保设计方案的科学性和合理性。
设计师应该加强对建筑工程耐久性设计的关注。混凝土结构在建筑工程中起着支撑的作用,提升其耐久性,能保证建筑的各项性能满足客户使用需求,并在规定的使用年限里不发生损坏。工程实践表明,许多建筑的结构设计不符合上述要求,一方面是由于设计理念不全面,另一方面是因为建筑工程投入使用后,受到周围环境、条件的影响,其稳定指数下降,而设计师缺乏对该种情况的合理预期。
设计混凝土结构时,技术人员主要考虑到造价和材料因素,体现出造价控制和节约材料的原则。但在提倡工程质量高标准、优化居住环境的今天,工程设计不应仅考虑经济指标,还要提高综合使用效果。
2.3 新概念设计
钢筋混凝土结构设计中,要注意融合新概念设计。也就是,说要设计一些样式新颖的建筑,同时保持其抗震性能和抗风性能等基础性能。
新概念设计与钢筋混凝土结构设计的融合,一方面能够满足建筑工程的弹性要求和延展性要求;另一方面,能够保证建筑工程满足居住人们的审美需求。
2.4 地下结构设计
除了地上部分,建筑工程地下部分的钢筋混凝土结构设计也非常重要。
建筑工程的地下结构设计方案中,同样需要加强抗震性能设计,从而确保建筑工程的稳定性。
一方面,设计人员应当根据地下结构的实际情况,进行具体的抗震性能分析,并根据分析结果,完成地下钢筋混凝土结构设计。另一方面,设计人员应注意嵌固端位置的设计不同,对建筑质量所产生的影响也不同。
建筑工程地下部分的埋置深度,应遵守我国施工规范的相关标准。在具体设计图纸上,建筑工程的地上部分与地下部分用变形缝分开,导致建筑地下部分的埋置深度不够,一旦发生地震等自然灾害,将造成建筑物滑移、倾斜等现象。另外,对于高宽较大的建筑工程,应合理设计其地下部分的埋置深度,通常情况下,采用钢筋混凝土桩体作为其地下部分的结构支撑,其锚固长度也要尽量满足大且长的设计标准,一方面有利于增加桩体的抗拔性能,另一方面,还可以有效防止建筑工程发生倾覆事故。
2.5 剪力墙设计
剪力墙设计是建筑工程钢筋混凝土结构设计中的重要一环。
首先,在剪力墙的端部位置,应设置相应的边缘构件(比如端柱等),起到约束柱的作用;当建筑工程的层间位移和顶点位移较大时,可加大柱体的截面积;当剪力墙的截面和楼层的面积比值较大,但房屋高度较小的情况下,约束柱所起到的作用非常小,几乎可以忽略不计。另外,为了提升剪力墙的抗变形性能,可在剪力墙的截面设置连梁;但是,在多肢墙、单肢墙的设计中,应合理设置连梁的强度——一方面,连梁的设置不能太强,否则在地震作用下,墙肢会出现拉伸,容易出现安全事故;另一方面,连梁设置不能太弱,否则墙肢就会变成单肢墙,其岩性就会相对减弱,其抗震性能也会相应减弱,降低了建筑工程的安全性。
结语:
综上所述,钢筋混凝土建筑工程的结构设计体现出系统性和复杂性的特点。设计人员要严格遵守国家规范、规程的相关要求,灵活运用设计方法,善于创新,在工作中精益求精,不断总结和反思,确保工程满足安全适用、经济合理的建设目标,促进建筑工程的可持续发展。
参考文献:
[1]余敏,李书磊,王圣松.钢管混凝土构件轴压承载力设计公式的可靠度分析[J].建筑钢结构进展,2017,19(02).
作者简介:
孟顺意,大连都市发展设计有限公司。
【关键词】建筑工程;钢筋混凝土;设计特色;设计要點
因钢筋混凝土结构设计具有位移小、刚度大、整体性强等优点,在我国建筑工程中得到了广泛应用。建筑工程钢筋混凝土设计是一个非常复杂的过程,不能有丝毫的错误,否则会影响建筑工程的质量。因此,建筑工程钢筋混凝土设计要严格按照国家制定的标准规范,认真分析、科学计算,提升建筑工程的整体质量及结构安全。
1、钢筋混凝土结构的优势
1.1综合应用钢筋与混凝土原料
通过实践检验发现,混凝土结构具有优越的抗压强度(约28MPa),但是其抗拉强度较弱,无法满足房屋建筑施工的相关要求;与混凝土结构特性正好相反,钢筋材料在抗拉强度方面具有优势,但抗压强度不足。
钢筋混凝土结构指的是:将一定比例的钢筋融入到混凝土中,实现了混凝土与钢筋优点的相互融合,弥补了两者各自的不足,能够更好地满足房屋建筑施工的相关要求。
1.2具有较强的结构整体性优势
在房屋建筑施工过程中,钢筋混凝土结构同时具有钢筋的抗拉强度与混凝土的抗压强度,体现出非常明显的结构整体性优势。此外,钢筋混凝土结构的抗震能力、防爆能力也非常优秀,要高于其他的一般工程结构。
1.3制作过程方便快捷
钢筋混凝土结构属于复合材料,其中包含了混凝土、钢筋、纤维、砂石等多种类型的原材料。原材料的丰富与充足,使钢筋混凝土结构的制作过程非常方便快捷,而且能够有效保护工程的周围环境。
2、建筑工程钢筋混凝土结构设计的要点
2.1 抗震功能的加强设计
抗震功能对于建筑工程非常重要,可以对地震等自然灾害产生一定程度的抵抗,从而保护建筑财产与人身安全。
建筑工程抗震功能主要是依靠钢筋混凝土结构来实现的,因此要重视钢筋混凝土结构的抗震性能设计。在设计过程中,如果建筑工程的层数和结构刚度的突变系数较大,则应多取其振型数。例如,建筑工程房屋结构中的多塔结构,顶部小塔楼以及转换层等,在取其振型数时,应选大于 12 的数,但是数值大小不能超过房屋总层数的三倍;对具有弹性的楼板建筑,在分析其刚性要求时,振型数的选取还要更大些。
2.2 耐久性设计
钢筋混凝土结构设计中,应严格按照设计规范,解决重点技术问题,明确工程的重难点,充分发挥多种目标和单一目标的综合利用,确保设计方案的科学性和合理性。
设计师应该加强对建筑工程耐久性设计的关注。混凝土结构在建筑工程中起着支撑的作用,提升其耐久性,能保证建筑的各项性能满足客户使用需求,并在规定的使用年限里不发生损坏。工程实践表明,许多建筑的结构设计不符合上述要求,一方面是由于设计理念不全面,另一方面是因为建筑工程投入使用后,受到周围环境、条件的影响,其稳定指数下降,而设计师缺乏对该种情况的合理预期。
设计混凝土结构时,技术人员主要考虑到造价和材料因素,体现出造价控制和节约材料的原则。但在提倡工程质量高标准、优化居住环境的今天,工程设计不应仅考虑经济指标,还要提高综合使用效果。
2.3 新概念设计
钢筋混凝土结构设计中,要注意融合新概念设计。也就是,说要设计一些样式新颖的建筑,同时保持其抗震性能和抗风性能等基础性能。
新概念设计与钢筋混凝土结构设计的融合,一方面能够满足建筑工程的弹性要求和延展性要求;另一方面,能够保证建筑工程满足居住人们的审美需求。
2.4 地下结构设计
除了地上部分,建筑工程地下部分的钢筋混凝土结构设计也非常重要。
建筑工程的地下结构设计方案中,同样需要加强抗震性能设计,从而确保建筑工程的稳定性。
一方面,设计人员应当根据地下结构的实际情况,进行具体的抗震性能分析,并根据分析结果,完成地下钢筋混凝土结构设计。另一方面,设计人员应注意嵌固端位置的设计不同,对建筑质量所产生的影响也不同。
建筑工程地下部分的埋置深度,应遵守我国施工规范的相关标准。在具体设计图纸上,建筑工程的地上部分与地下部分用变形缝分开,导致建筑地下部分的埋置深度不够,一旦发生地震等自然灾害,将造成建筑物滑移、倾斜等现象。另外,对于高宽较大的建筑工程,应合理设计其地下部分的埋置深度,通常情况下,采用钢筋混凝土桩体作为其地下部分的结构支撑,其锚固长度也要尽量满足大且长的设计标准,一方面有利于增加桩体的抗拔性能,另一方面,还可以有效防止建筑工程发生倾覆事故。
2.5 剪力墙设计
剪力墙设计是建筑工程钢筋混凝土结构设计中的重要一环。
首先,在剪力墙的端部位置,应设置相应的边缘构件(比如端柱等),起到约束柱的作用;当建筑工程的层间位移和顶点位移较大时,可加大柱体的截面积;当剪力墙的截面和楼层的面积比值较大,但房屋高度较小的情况下,约束柱所起到的作用非常小,几乎可以忽略不计。另外,为了提升剪力墙的抗变形性能,可在剪力墙的截面设置连梁;但是,在多肢墙、单肢墙的设计中,应合理设置连梁的强度——一方面,连梁的设置不能太强,否则在地震作用下,墙肢会出现拉伸,容易出现安全事故;另一方面,连梁设置不能太弱,否则墙肢就会变成单肢墙,其岩性就会相对减弱,其抗震性能也会相应减弱,降低了建筑工程的安全性。
结语:
综上所述,钢筋混凝土建筑工程的结构设计体现出系统性和复杂性的特点。设计人员要严格遵守国家规范、规程的相关要求,灵活运用设计方法,善于创新,在工作中精益求精,不断总结和反思,确保工程满足安全适用、经济合理的建设目标,促进建筑工程的可持续发展。
参考文献:
[1]余敏,李书磊,王圣松.钢管混凝土构件轴压承载力设计公式的可靠度分析[J].建筑钢结构进展,2017,19(02).
作者简介:
孟顺意,大连都市发展设计有限公司。