钢混结构房屋设计中的问题与有效措施.docx

钢混结构房屋设计中的问题与有效措施钢筋混凝土是建筑中的重要原材料，对于建筑的稳定性与强度有着重要的支撑作用。随着房屋设计的多样化与高度化，钢混结构面临着新的挑战，我们必须要对钢混结构进行全面掌握，把握好房屋设计关键点，找出钢混结构在房屋设计中的常见问题，既而采取有效措施进行规避，以保证建筑的使用寿命与安全质量。1 钢混结构的概述钢混结构是指钢筋与混凝土两种不同材质的原料相互作用，配有钢筋的混凝土制成的结构。钢混结构中，钢筋的作用是承受拉力，混凝土的作用是承受压力，以此加固建筑物使其稳定坚固。钢混结构在强度、坚固性以及柔韧度与延展性方面，有着独特的优势，并且由于其成本较低，防火性能好等特点，被广泛运用，但是，钢混结构的连接形式多样，构造方法会因连接构件、及受力性质其材质的变形能力有所不同，或掌控不好，在设计及施工中就会存在一些问题。由此，钢混结构在房屋设计中，应当抓住以下关键点： （ 1） 安全实用性。钢混结构的本质就是整体受力，在实际的应用中，可规避钢筋和混凝土的各自的不足，将二者的优势完全发挥出来，在房屋设计中，应当完全体现这种优势，着重考虑结构构件的承载力，二者整体的安全性等。此外，由于钢混结构的成本较低，在设计时，本着安全的基础，控制好建筑成本，达到安全实用的标准； （ 2） 稳定性。钢混结构的最基本的功能即加固建筑物，在对房屋设计中，稳定性是必须要满足的，这也是探究钢混结构在房屋设计中的问题的重要考察因素之一； （ 3） 抗震性。近年来，由于气候问题，地震频发，是人民财产生命的重大威胁之一，因此房屋的抗震性研究必不可少。钢混结构的稳定及抗压抗拉性为房屋提高了一定的抗震性，但是，地震的难预测性，使得房屋的抗震标准进一步提高，所以，在对房屋设计中，钢混结构的抗震也是需要重要考虑的。2 钢混结构房屋设计中的问题2. 1 地基与基础设计的问题（ 1） 裂缝与沉降。在房屋建筑中，一般都采用天然地基，必然会出现沉降问题，如果对建筑沉降导致的附加应力影响没有进行充分的估量与考虑，很容易会出现混凝土裂缝问题。（ 2） 地基防水问题。在对房屋的设计中，建筑物的防水与降水功能不容忽视，尤其是柱下承台的形式，基槽地模的形状非常复杂，经常会出现阴阳坡与放坡的情况，这为地基的防水与降水带来了一定的难度，在地基与基础设计中，也要注意到这个问题。（ 3） 配筋计算问题。配筋的计算往往会出现实际情况与结算结构不符的情况，这是由于在地下室底板与外墙配筋的计算中，假设条件与实际情况不符，而计算方式没有选择正确导致的。（ 4） 基础坡面的设置。在天然地基的基础设计中，基础坡面往往会设置到 1/3 以上，为混凝土的捣实工作带来一定的障碍，必须要用人工拍打振捣来弥补，大大影响到钢筋混凝土强度的均匀性除此之外，在对地基及基础中的拉梁设计中，没有考虑到其他的因素，而与普通的拉梁行类似设计方法，也使得钢混结构下地基及基础的稳定性不能够得到保证。2. 2 上部结构设计中的问题上部结构设计中的问题，主要是框架 - 剪力墙的结构设计问题，如果剪力墙的布置不能均匀，或者存在较大刚度的单肢情况，就会影响到梁板等构件的设计，出现应力破坏及集中应力的问题，严重影响到建筑的稳定性。（ 1） 强柱弱梁和强剪弱弯的问题。这是建筑抗震的结构设计，实现难度比较大，容易出现问题。如果在设计过程中，采取强梁弱柱或者弱剪强弯的结构设计原则，就会产生严重的破坏力，但在实践过程中，强柱弱梁和强剪弱梁又不太容易实现，一旦出现地震，出现柱梁倒塌，造成损失。（ 2） 挑梁变形和墙体外闪的问题。挑梁变形和墙体外闪问题的出现，大多出现在钢筋混凝土结构的局部受力较大的情况，在房屋设计中，需要注意规避这类问题的出现。（ 3） 其他问题。除了以上主要四类问题，在房屋设计中，钢混结构还存在着一些细节方面的问题，包括钢筋混凝土结构中的钢筋保护层的厚度问题，框架梁端的受拉钢筋的配筋率取值等，都应当在设计中予以重视。3 有效措施3. 1 针对地基及基础设计的问题在地基和基础设计中所出现的问题，需要根据具体情况进行有效防治： 首先，针对地基设计中出现混凝土裂缝的情况，如果建筑房屋的沉降量不大，可采取在地下板和持力层之间铺设褥垫来缓和建筑附加应力的影响； 其次，在房屋地基及基础的设计过程中，应当对不同季节地下建筑的水位进行勘测标注，计算出精确的包络图，以科学的数据作为设计的数值基础，以提高房屋的防水功能； 第三，对于配筋的问题，应当统一地下室底板与墙外配筋的计算方式，一般受压构件最小配筋率为： 全部纵向钢筋0. 6%,一侧纵向钢筋0. 2%,受拉钢筋0. 2%.同时，确定底部固结和顶部铰接计算模型的应用范围，以此消除配筋问题为建筑带来的不良影响； 第四，在基础坡面的设置问题中，由于常采用的是天然地基锥体独立基础设计方案，要解决这类问题，可以采取阶梯型基础设计，设置合理的坡面坡度，以保证混凝土均匀性受力。同时，在对地下独立基础之间的拉梁设计中，应当按照实际的建筑情况，对梁坡上扩散角内土的重量进行必要的估量，采取符合实际情况的拉梁设计，从而保证拉梁结构的稳定性。3. 2 针对上部结构设计中的问题在框架 - 剪力墙的设计中，首先要注意房屋的高度，按国家规定，当楼层高于 50M 时，框架 - 剪力墙结构应当采用现浇楼盖结构，并且加大混凝土的强度，应当在 C20 C40 范围内。其次，为了分散应力，应当保证墙肢数不少于 4,此外，必须要遵循框架结构的多层设防原则，以增强剪力墙的防御能力，有效抵抗外来的破坏力。同时，对于剪力墙梁柱的设计，应当采取强柱弱梁和强剪弱弯结构形式，将大放小，以增强框架 - 剪力强结构的稳固性。3. 3 抗震性的问题抗震性是房屋设计的重要因素之一，要根据抗震等级对房屋进行合理设计。在这个过程中，结合我国地震具体情况，对抗震设计时行改良与完善，促使强柱弱梁及强剪弱弯的结构设计能够在实际操作中产生效用。3. 4 针对挑梁变形及墙体外闪的问题对于挑梁变形和墙体外闪，采取的有效措施为： 在挑梁的端头设置构造柱，以连接每层的挑梁，这样的设计可以消除挑梁及墙体局部过大受力，对压力进行有效的分散与缓解，从而彻底规避此类问题。3. 5 其他问题在钢混结构的房屋设计中，一些细节上的问题必须要注意，比如钢混结构中钢筋混凝土的保护层厚度的设置，并不是越厚越能够起到保护作用，比如基础中的保护层厚度分为无垫层与有垫层，前者为40MM,后者为 70MM; 预应力钢筋保护层必须大于 15MM,而受弯构件端头保护层应当不小于 10MM诸如此类，因此，一定要按照房屋设计的实际情况进行标配与取值。4 结束语钢筋混凝土结构由于其稳定性高、整体性强、刚度大，以及成本低等优势被建筑行业广泛应用，但是，通过分析可以看出来，在实际的操作运用中，钢混结构依然存在着一些问题，而房屋建设是关乎到国计民生的大问题，其质量与安全是重要考虑的，因此，需要设计人员不断学习，全面掌握建筑行业的相关规范，在规避存在问题的基础上，不断改进技术和设计工艺，保证每个细节的无误。本文对于钢混结构房屋设计的主要问题进行了剖析，希望能够得到业界的重视。参考文献1李嘉。 钢混结构房屋设计中的问题研究J. 江西建材，2014（ 7） : 9.2王宇。 探讨钢筋混凝土在建筑结构设计中的关键点J. 城市地理，2014（ 14）。