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结构工程中钢筋混凝土的设计研讨楚文城

发表时间：2020/8/27 来源：《基层建设》2020年第13期作者：1楚文城 2韩兆林

[导读] 摘要：随着时代的变化，中国的经济水平已经大大提高，中国的建筑行业发展迅速，建筑的数量增加，最不可或缺的是在建设和建筑设计概念的支持，在钢筋混凝土框架结构是应用最广泛的结构形式。

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        摘要：随着时代的变化，中国的经济水平已经大大提高，中国的建筑行业发展迅速，建筑的数量增加，最不可或缺的是在建设和建筑设计概念的支持，在钢筋混凝土框架结构是应用最广泛的结构形式。顾名思义，钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土两种性能不同的材料组成的。在实际应用中会遇到许多问题。本文对钢筋混凝土设计的应用和基本理论进行了详细的研究和探讨。
        关键词：结构工程；钢筋混凝土；设计研讨
        现代化进程的不断加快，导致我国的建筑行业发展越加迅猛，而随着时代变迁，建筑设计理念也在不断的创新中，其中钢筋混凝土框架结构应用的更加的广泛。该框架结构可以扩大建筑的空间，可以适合不同工艺的要求。但是在框架的设计中却仍存在很多的问题，需要解决。
        1.钢筋混凝土结构的裂缝概述
        随着建筑业的不断发展，建筑物的高度、跨度不断增加，高层、超高层建筑物层出不穷。采用传统的钢筋混凝土柱，由于受轴压比的限制，导致柱截面尺寸非常大，不仅影响使用功能，而且不利于结构抗震。混凝土结构的裂缝不仅影响到结构的美观，也可能影响结构的正常使用与耐久性。当裂缝宽度达到一定数值时，可能危及结构的安全。是一个相当普遍的质量问题，严重的已影响到工程的使用和安全，是一个需要探讨和解决的技术难题。近年来，尽管裂缝问题引起了业界重视，但仍未得到很好解决。并加强施工中的质量控制，进而才能保证施工质量。在这种情况下，建筑材料的质量要求也越来越高，钢混凝土组合结构施工技术越来越受到人们的重视。但是这种技术目前也存在着一些不足。
        2.混凝土结构裂缝产生的主要原因
        2.1 由外荷载及温度作用产生的裂缝
        建筑物中裂缝的存在预示着结构承载力可能不足，过大的裂缝会促使钢筋锈蚀而降低结构耐久性，会造成房屋渗漏，影响建筑物美观。在配置水泥混凝土的时候要根据设计的要求配合比严格配置，因为水泥本身具有易膨胀和易收缩的性质，在混凝土浇筑后的一段时间内，水泥混凝土不能达到预期的强度值，普通钢筋混凝土构件在承受了30％—40％的设计荷载时，就可能出现裂缝，肉眼一般不能察觉，而构件的极限破坏荷载往往在设计荷载的1.5倍以上。外荷载的直接应力产生的裂缝。这种作用应力是按常规计算的主要应力，结构受力状态与设计一致。虽然各个行业的裂缝宽度计算公式不完全一致，但是，如果结构体形较大，长度较长时，就会形成较大的温度应力，当混凝土的抗拉强度不能抵抗温度应力时，就会产生裂缝。但在其适用范围内以其计算结果为标准进行控制还是安全的。具有热胀冷缩的性质，当环境温度发生变化时，就会产生温度变形，由此产生附加应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝。即使遵守了设计规范的规定尚不能完全对间接作用引起的裂缝起到妥善的控制，设计人员还必须根据各工程的特点和实际情况，有责任在设计中采取必要的有效措施。
        2.2 由混凝土的材料性质造成的裂缝
        建筑物的结构以及构成建筑物的材料在设计的时候不仅仅要从力学的角度使建筑物成立，同时也要充分考虑到建筑物的地质条件、使用性能、环境因素、施工水平等多方面的因素。延长混凝土的养护龄期，使混凝土的徐变和收缩趋于稳定后再加载；它比传统的钢筋混凝土结构具有更大的承载力、更强的刚度和更加良好的抗震性能。

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不仅仅如此，它的构件截面小，可以节省很多的空间。空腹式比实腹式节省材料，而且其中涉及混凝土材料性能、工程中的环境温度变化情况、结构刚度、地基的水平阻力等的参数较难准确取值。因而计算结果的准确性受到很大影响。水泥水化反应后，反应产物的体积与剩余自由水体积之和小于反应前水泥矿物体积与水体积之和，就会形成水化反应收缩。水泥水化反应收缩量可达混凝土体积的0.5％以上，如养护不及时或养护时间过短就会产生收缩裂缝。使本不需要加固的结构而花费了大量的人力、物力去补强加固，使己处在危险状态、本应该拆除的结构，所有原材料及成品的品种规格、性能等应符合国家产品标准和设计要求，对完成的焊缝除进行必要的外形尺寸、表面质量检查外，还应根据设计和规范要求进行无损检测，以确定焊缝质量等级。却因草率处理而潜藏着突发事故的危险。混凝土材料是一种水硬性混合材料，其性能和水的含量有直接的关系，但是无论做足哪方面的努力都不可能避免混凝土中的水由于自然因素的蒸发而导致混凝土中水分的下降，混凝土的物理性能发生改变。缺少对社会的责任感造成的，我国现在需要大力发展型钢材料，而且国家对建筑物的质量也越来越重视，对建筑商的要求也越来越高。
        3.结构设计采取相应的预防和控制措施
        3.1 由外荷载作用产生的裂缝
        钢筋混凝土结构构件安全评价概述。在影响现有结构（构件）的可靠性状态的各种因素中，对结构安全起决定作用的是构件的极限承载能力，而其它因素诸如裂缝、变形、偏差等，其影响可以体现在构件的承载能力下降上。不同类型的现浇钢筋混凝土结构房屋由于间接作用的原因产生的裂缝具有某些规律性。其特点是多发生在混凝土因约束产生的拉应力较大部位，通常和承受荷载的关系不明显。混凝土强度等级，钢筋强度、数量和直径，精心设计，通过计算把裂缝宽度控制在合理的范围内。这也是目前普通设计人员唯一一种可以通过规范给出的公式计算宽度进行控制的裂缝。虽然在裂缝出现前附加钢筋中的应力较低，但裂缝一旦出现，它将会对裂缝的展开取到很好的抑制作用可减小裂缝宽度。
        3.2 合理设置伸缩缝和后浇带
        混凝土保护层过厚，或踩塌已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，而形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。承载能力和构造与连接是重要子项，裂缝和变形是次要子项。钢筋混凝土结构的承载力，取决于混凝土、钢材的材质。如现浇式钢筋混凝土框架结构最大的设置间距为55米，但有些工程的长度在60m～70m甚至更长，有些设计人员在没有超长结构设计经验的情况下，都不设伸缩缝，仅凭一些常用的做法进行处理，难免出现问题。同时钢筋必须正确摆放，钢筋的保护层按设计原理控制大小，避免钢筋间的距离过大引起钢筋之间的混凝土出现裂痕。其位置影响了角部负钢筋应置放的正确位置，因而减少了角部纵横向负钢筋的有效高度，使其不能充分发挥作用。
        结束语
        裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会对外观造成影响，而且降低材料的耐久性，影响结构的承载能力，因此，在混凝土施工过程中，从各个环节进行把控，就可以提高施工的技术水平，才能够对钢筋混凝土结构裂缝有一个整体性的控制。
        参考文献：
        [1]郝俊亮、高丽，浅析现浇混凝土裂缝的成因及控制措施.科技信息.2018（24）
        [2]葛军，张新培.钢筋混凝土超长结构无缝设计研究综述[J].四川建筑科学研究，2018，（02）.
        [3] 韩爱琴.超长结构后浇带施工技术分析[J].山西建筑.2018（26）