钢筋混凝土结构设计论文

摘要：在城市用地形势日益紧张的背景作用下，各类高层超高层建筑的悄然兴起，带动着钢筋混凝土结构在房屋建筑施工中的广泛与深入应用。

前言

在建筑工程中，混凝土作为主要的施工材料对建筑的结构具有非常重要的影响。由于钢筋混凝土具有非常强的抗刚性和延展性，所以在建筑工程中广泛的应用。在对建筑工程的结构进行设计阶段，应该根据建筑所处的地理环境与业主要求等，设计出符合实际情况的方案。但是在实际的设计阶段，由于受到设计师个人水平以及经验的，对建筑的设计风格以及理念都会出现不同，由此在进行设计时，就会有不同的处理方法，直接导致建筑设计方案出现不合理性，最终导致建筑的结构质量受到影响。

1 钢筋混凝土结构主要优势分析

钢筋混凝土是通过在混凝土当中加入钢筋原材、钢筋网、钢板、以及纤维，最终所形成的一种复合型、组合式材料。钢筋与混凝土的综合应用，使得存在于单纯混凝土原材当中的抗拉强度较低的力学属性得到了显著的改善，因此在房屋建筑施工中得到了广泛性的应用。具体而言，在房屋建筑施工领域，钢筋混凝土结构的应用优势众多，主要可以归纳为以下几个方面 ：

1.1 钢筋混凝土结构实现了对钢筋原材以及混凝土原材特性的综合应用

结合实践工作经验来看，单纯意义上的混凝土结构所对应的抗压强度大多表现在 28MPa 单位左右，抗压强度优势突出。但其所表现出的抗拉强度则无法满足房屋建筑施工对于结构材料的基本要求。而钢筋材料在抗拉强度方面的优势也备受重视（实践经验表明 ：钢筋材料所对应的抗拉强度大多体现在 200MPa 单位以上）。因此，通过将钢筋材料加入混凝土材料中的方式，能够发挥两种材料在力学特性方面的差异优势，以钢筋部件作为对拉力作用力的承受，同时以混凝土作为对压力作用力的承受。进而达到提高钢筋混凝土结构整体力学性能的目的。

1.2 结构整体性优势突出

钢筋混凝土结构，特别是现浇钢筋混凝土结构，对钢筋所表现出的抗拉优势以及混凝土所表现出的抗压优势加以了充分的应用。因此，使得钢筋混凝土结构的整体性优势比较突出。结合实践经验证实，钢筋混凝土结构在抗震性能、抗爆性能、以及抗振动性能方面均优于传统意义上的工程结构，值得重视。

1.3 结构制作方便快捷

钢筋混凝土结构多是由混凝土原材、钢筋原材、钢筋网、钢板、以及纤维这几种材料所构成的。同时，还涉及到对砂石等相关材料的应用。这部分材料的来源广泛，且可对部分工业废渣进行有效的提炼与应用，不但使得整个钢筋混凝土结构的制备相对方便与快捷，同时也有利于环境保护优势的发挥。

2 正确的结构计算

结构计算软件的出现使得复杂、繁重的结构计算简单化，大大缩短了设计周期，为广大结构设计人员在工作上带来了极大的便利。结构工程师根据计算结果结合工程实际情况、力学概念设计及丰富的工程设计经验，经过多次计算比较和调整，选出最优的计算结果用于施工图设计。在利用结构计算软件进行结构计算的过程中，应注意如下问题：

（1）对结构分析软件计算结果分析判断的必要性。结构计算软件是根据现行规范、规程进行编制的，在建立计算模型时必须作必要的简化，同时现行规范、规程是成熟经验的总结，而且是最低要求，但对当前许多较复杂的工程而言，这些经验是滞后的。因此，软件计算结果的正确与否，必须根据计算结果结合结构设计人员的知识和设计经验，对计算结果进行分析、判断，最终判定结构电算结果的正确与否，从而利用正确的结果进行结构设计。

（2）模型建立的正确与否对结构计算结果的准确性有决定性意义。对于输入的几何图形、构件截面尺寸、恒、活荷载数据等应认真核对、力求准确无误。避免因数据输入错误导致计算分析结果的错误或较大的误差。比如，高层建筑标准层施加于模型上的荷载数据输入错误，其累加后对结构计算所产生的影响是不容忽视的，后面计算结果再精确完美也是没用的，将会给工程留下重大安全隐患。

（3）选择准确合理的计算参数。计算参数的选取不同，将会得出完全不同的计算结果，要根据结构的具体情况和计算程序的功能要求合理选取。比如，多高层建筑结构的自振周期折减系数的取值，要

根据不同的结构形式以及填充墙的材料和数量，选取恰当数值对结构自震周期进行折减，若周期折减系数取值偏大，会使建筑物的地震作用偏小，使结构分析偏于不安全； 但取值偏小，会造成结构的地震作用偏大，可能造成结构造价的上升。

3 提高材料的利用率

由于目前我国建筑主要为钢筋混凝土结构形式，因此随着建筑业的发展，钢筋和混凝土的消耗量也在逐年递增。据统计，我国每年建筑用钢量占钢材消耗总量的 50% 以上，混凝土用量约 15 亿 m3。如果能够将目前使用的钢筋和混凝土提高一个强度等级，则可以获得明显的经济效益和社会效益。

3.1钢筋的选用

根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010的规范要求，一方面推广具有较好延性、可焊性、机械连接性能及施工适应性的 HRB400、HRB500 等系列普通热轧代肋钢筋； 另一方面，并准备逐步淘汰 HRB335 级热轧带肋钢筋。采用高强钢筋，可以有效减少钢材使用量，减小构件截面，降低工程成本，获得直接的经济效益。对于配筋按强度控制的构件，应优先选用HRB400 钢筋。

对于按最小配筋率控制配筋的受弯构件，通过对受弯构件经济配筋率的计算分析可得出，当混凝土强度等级大于 C30 时，采用 HRB400 比HPB235 可降低 20% 用钢量； 当混凝土强度等级等于 C30 时，采用 HRB400 比 HPB235 可降低7. 5%用钢量； 当混凝土强度等级小于 C30 时，采用 HRB400与 HPB235 的用钢量相同。故对于

按最小配筋率控制配筋的受弯构件，当混凝土强度等级大于 C30时，应优先采用 HRB400 钢筋，而当混凝土强度等级小于 C30 时，宜采用价格较低的 HRB335 或 HPB235钢筋。

3.2混凝土的选用

近年来，随着科技进步和建筑市场的繁荣，具有良好工作性的现代高强度混凝土在国内外得到迅速发展，它强度高，变形小，耐久性好，能适应现代工程结构向大跨、重载、高耸发展和承受恶劣环境条件的需要。在一般情况下，混凝土强度等级从 C30 提高到 C60，对受压构件可节省混凝土30% ～40%； 受弯构件可节省混凝土 10% ～ 20%。采用高强度的混凝土对节约能源，降低工程成本提高环境质量，实现建设行业可持续发展具有重大意义。

在钢筋混凝土结构设计中，为了满足框架柱及剪力墙的轴压比要求，同时控制柱截面不过大，柱子及剪力墙通常应优先采用高强混凝土。对梁来说，混凝土的强度等级对梁的承载力影响甚微，因此应使用低强度等级的混凝土； 对板来说，虽然提高混凝土的强度等级对板的承载力有所提高，但强度等级提高后板最小配筋率相应增大，楼板开裂的几率也增大，所以板应使用低强度等级的混凝土。当框架节点核心区混凝土强度等级相差不同时，应严格按照相关规范要求进行施工，以确保“强柱弱梁、节点更强”的设计思想。

4 合理的构造措施

构造措施作为计算假定的保证或作为计算中忽略某个因素或某项内容的补充，作用等同于结构计算。按构造要求设计时，一般只需

满足规范的最低要求。如：（1）梁箍筋加密的问题。梁的一侧是框架柱，另一侧是梁及梁的一侧垂直搭在剪力墙上，而另一侧搭在梁上，这种梁并没有像框架梁那样耗能，只是作为支撑楼板用的普通梁。所以，就没有箍筋加密的要求；（2）次梁放在主梁上面及梁上起柱时，主梁不必设置附加横向钢筋；位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载，应设置附加横向钢筋，优先设置附加箍筋，如附加箍筋不满足计算要求时，加设吊筋。（3）剪力墙结构中存在部分短肢剪力墙时，不应整体提高抗震等级，只需对短肢剪力墙的抗震等级提高一级；（4）分布筋、拉结筋、架立筋等起辅助作用的 钢 筋 采 用 一 级 或 二 级；（5）尽 量 避 免 梁 宽≥350mm，否则箍筋按构造要求需采用 4 肢箍，造成箍筋用量增加。

5 结语

在城市用地形势日益紧张的背景作用下，各类高层超高层建筑的悄然兴起，带动着钢筋混凝土结构在房屋建筑施工中的广泛与深入应用。本文即针对这一实际情况，首先就钢筋混泥土结构自身的优势进行了简要分析，进而从模板施工、钢筋绑扎以及混凝土浇筑，这三个方面入手，就钢筋混凝土在房屋建筑施工过程中所需要重点关注的步骤，以及相应的质量控制要点加以了解较为详细的分析与说明。希望能够通过各方人员的通力合作，以此保障房屋建筑施工过程当中，钢筋混凝土结构施工的有效、安全、以及可靠。

参考文献：

[1]JGJ3-2010高层建筑混凝土结构技术规程[S]

[2]李国胜.混凝土结构设计常用规范条文解读与应用[M].北京：中国建筑工业出版社，2012