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摘要：钢筋混凝土高层结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程，任何在这过程中的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全因素。结构设计人员应不断加强对常见结构设计错误的辨别能力，使建筑的结构设计更安全、更合理。
关键词：结构设计钢筋混凝土 设计措施应用分析
中图分类号：TV331文献标识码： A
前言：随着设计和施工水平的提高，高层建筑采用钢筋混凝土结构的形势发展很好，钢筋混凝土框架结构是我国大量使用的建筑结构形式之一。钢筋混凝土作为一种强度大、稳定性高的框架结构被广泛应用在我国地震设防地区。根据这种特点和抗震的要求,多发地震的地区钢筋混凝土结构抗震设计均要求按延性框架结构进行设计,建筑结构的设计必须保证结构局部薄弱区的承载力与刚度,保证建筑构造的整体性,延性的增加也就提高了变形能力,这样可以减少地震的破坏性,提高了建筑的抗震能力。
一、钢筋混凝土结构的原理与特性
在建筑工程建设过程中，钢筋混凝土是一种不可缺少的建筑材料，它的施工方式是，将准备好的钢筋按照要求绑扎，然后在其表面浇筑混凝土，从而制作成一种强度大的结构形式。在整个建筑工程建设中，混凝土应用在每一个工序当中。钢筋混凝土中的钢筋能够承受整个建筑的负荷，从而建筑达到设计的要求。制作成的钢筋混凝土结构具有耐久性能好、防火性能好、安全可靠的特点，并且能有效的节约成本，因此这种结构形式得到建筑行业广泛的应用。
1.1钢筋混凝土结构的原理
通过长时间的研究与分析，发现钢筋混凝土结构能够有效的提高混凝土的承受力，它的原理是：在建筑工程建设中，如果建筑物受到一定的拉力，那么其混凝土就会出现裂缝等，此时就由混凝土内部的钢筋来承受建筑物的拉力，这样就能够充分发挥钢筋混凝土的抗压与抗拉能力。在工程中，我们将钢筋与混凝土有机的结合，从而形成一个完整的结构形式，该结构在建筑工程应用中占有非常重要的作。
1.2钢筋混凝土的特性
在混凝土收缩或者蠕变的过程中，钢筋混凝土的特性就会得到充分发挥。(1)通常来说，混凝土会通过收缩过程来逐渐硬化，然而这一过程也会受到内部钢筋的影响，从而使混凝土产生拉应力，而内部的钢筋就会产生一定的压力，这就需要设计师在设计钢筋混凝土比例时特别注意。(2)在钢筋混凝土当中，混凝土的拉力与应力都相对较低，所以在设计钢筋混凝土的过程中，设计师应该在混凝土当中另外施加压力。(3)如果外界温度在-40～60℃之间，那么混凝土的特性就不会发生有太大的变化，如果外界温度超出了一定气温的范围，应及时对混凝土进行相应的处理。
二、钢筋混凝土结构设计的要求
在建筑工程建设过程中，由于不同的设计师对国家及单位的相关规定的看法不同，以及个人的经验也有所差异，所以在面对同一问题时，每个设计师就会采取不同的设计方案。但是不管是怎样的设计方案，其中都需要设计师对建筑工程的稳定性全面的设计。目前在我国的建筑物当中，必须要求其具有较高的抗震能力，这也是我国设计师注意的稳定性原则，在对建筑物设计的过程中，其高度与宽度的比值一定要多加注意，一定要符合建筑物的抗压以及抗拉能力。
三、钢筋混凝土结构设计的重点加强部位
從住宅工程楼板裂缝发生的部位分析，由设计结构中的断面突变而产生的应力集中所导致的构件裂缝，最常见的是房屋四周离开阳角1m左右处，即在楼板的分离式配筋的负弯矩筋以及角部放射筋末端或外侧发生45°左右的楼地面斜角裂缝。其原因主要是砼的收缩特性和温差双重作用所引起的，并且愈靠近屋面处的楼层裂缝往往愈大。从设计角度看，现行设计规范侧重于按强度考虑，未充分按温差和混凝土收缩特性等多种因素作综合考虑，配筋量因而达不到要求。如果设计中采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，同样对混凝土收缩不利。而房屋的四周阳角由于受到纵、横二个方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束，限制了楼面板砼的自由变形，因此在温差和砼收缩变化时，板面在配筋薄弱处（即在分离式配筋的负弯矩筋和放射筋的末端结束处）首先开裂，产生45°左右的斜角裂缝。所以，在图纸会审阶段应特别注意，建议建设和设计单位在结构设计时对四周的阳角处楼面板配筋要进行加强，负筋不采用分离式切断，改为沿房间全长配置，并且适当加密，外墙转角处的放射形钢筋，建议改用加强加密双层双向钢筋。
四、钢筋混凝土结构设计的措施
4.1钢筋混凝土结构的选择
我国幅员辽阔，各地由于经济文化的发展和自然环境的不同在建筑结构设计当中存在着很大的差异。这就决定了在建筑结构的设计当中应根据不同地区的不同特点进行不同的结构体系的设计。我国大部分的建筑结构设计都采取的是混凝土剪力墙结构。这主要是由于采用混凝土剪力墙结构可以达到房间不露梁柱的效果，使得房间的整体使用面积增大。同时采取这种结构的建筑方式，隔音效果相对较好。
4.2钢筋混凝土结构刚度的处理
为了适应社会经济的发展要求，建筑物已经向高层和超高层的方向发展。由于建筑层数的增多，为了保证建筑物整体的刚度，就需要对建筑物的位移进行一定的控制。建筑物的整体竖向荷载对于建筑物的抗震性能有很大的影响，在具体的设计过程中是让建筑物的刚度大些还是延性大些，不同的建筑结构设计人员有不同的设计方案，在大多数的高层建筑住宅当中，由于房间布置的整体要求，导致剪力墙布置较多，并且墙壁较厚。所以在建筑物的建设设计当中可以将建筑物的主体结构设计得相对柔些，在满足建筑物位移的要求之后，对于地震所造成的危害也降到了最低。
4.3钢筋混凝土加固方法的应用
钢筋混凝土的加固方法主要有两种：①碳纤维加固的办法，碳纤维加固的办法主要是采用抗拉强度极高的碳纤维通过环氧树脂的粘结剂粘贴在需要补强的结构上，使原有的混凝土提高强度、刚度和抗裂性的方法。②预应力加固的办法，这种方法的工作原理是通过预应力的手段强迫后加部分拉杆或撑杆受力。从而改变混凝土内力分布，并降低原结构的应力水平。得以让一般加固结构当中所特有的应力应变滞后现象得到完美的解决。
4.4钢筋混凝土设计中防裂缝措施
根据混凝土性能和规范，在工程设计中应采取下述措施防止楼板裂缝。
(1)采用混凝土泵送施工的条件下，处于外墙转角处房间内的混凝土楼板，应适当增大其配筋和混凝土极限抗拉伸能力，其技术措施如下：适当增加楼板厚度：提高板的配筋：采用钢纤维混凝土，以提高混凝土抗拉强度；采用“细筋密筋”配筋方法。以上几种办法由于受到不同条件的限制，故应以提高楼板含钢率为主。对外墙转角所在房间的楼板。即使按通常荷载的不利组合，跨中虽未出现负弯距，但仍采用上下两皮通长配筋方案，用以抵抗混凝土的收缩徐变应力，还可以有针对性的在外墙转角处增加放射性配筋。
(2)提高部分外墙的保温隔热标准。特别是对外墙转角外的里墙面，要采用加贴保温隔热材料的方法，使温差对楼板变形带来的影响减少到最低限度。
(3)设计楼板底模及支架时，应充分考虑能够满足承受各种可能的施工荷载的要求。混凝土浇捣后必须留有足够的养护时间。现浇混凝土楼板在施工期间所导致的裂缝，主要是由于材料选择不当和施工工艺不完善造成的，只要我们严格把好材料进料关，系统控制施工工艺，严格操作程序，现浇混凝土楼板的裂缝问题是可以得到解决的。
结束语：
钢筋混凝土由于其抗压性和抗拉性能较为突出，所以在建筑中被广泛的使用。混凝土结构的设计直接影响到工程质量的优劣，所以茌进行建筑物的结构设计过程当中，对于建筑物，尤其是高层、超高层的建筑物，一定要根据当地的实际情况，做好主体结构的选择和抗震效果的分析，确保各个施工环节都能够满足整个工程的质量要求。
关键词：结构设计钢筋混凝土 设计措施应用分析
中图分类号：TV331文献标识码： A
前言：随着设计和施工水平的提高，高层建筑采用钢筋混凝土结构的形势发展很好，钢筋混凝土框架结构是我国大量使用的建筑结构形式之一。钢筋混凝土作为一种强度大、稳定性高的框架结构被广泛应用在我国地震设防地区。根据这种特点和抗震的要求,多发地震的地区钢筋混凝土结构抗震设计均要求按延性框架结构进行设计,建筑结构的设计必须保证结构局部薄弱区的承载力与刚度,保证建筑构造的整体性,延性的增加也就提高了变形能力,这样可以减少地震的破坏性,提高了建筑的抗震能力。
一、钢筋混凝土结构的原理与特性
在建筑工程建设过程中，钢筋混凝土是一种不可缺少的建筑材料，它的施工方式是，将准备好的钢筋按照要求绑扎，然后在其表面浇筑混凝土，从而制作成一种强度大的结构形式。在整个建筑工程建设中，混凝土应用在每一个工序当中。钢筋混凝土中的钢筋能够承受整个建筑的负荷，从而建筑达到设计的要求。制作成的钢筋混凝土结构具有耐久性能好、防火性能好、安全可靠的特点，并且能有效的节约成本，因此这种结构形式得到建筑行业广泛的应用。
1.1钢筋混凝土结构的原理
通过长时间的研究与分析，发现钢筋混凝土结构能够有效的提高混凝土的承受力，它的原理是：在建筑工程建设中，如果建筑物受到一定的拉力，那么其混凝土就会出现裂缝等，此时就由混凝土内部的钢筋来承受建筑物的拉力，这样就能够充分发挥钢筋混凝土的抗压与抗拉能力。在工程中，我们将钢筋与混凝土有机的结合，从而形成一个完整的结构形式，该结构在建筑工程应用中占有非常重要的作。
1.2钢筋混凝土的特性
在混凝土收缩或者蠕变的过程中，钢筋混凝土的特性就会得到充分发挥。(1)通常来说，混凝土会通过收缩过程来逐渐硬化，然而这一过程也会受到内部钢筋的影响，从而使混凝土产生拉应力，而内部的钢筋就会产生一定的压力，这就需要设计师在设计钢筋混凝土比例时特别注意。(2)在钢筋混凝土当中，混凝土的拉力与应力都相对较低，所以在设计钢筋混凝土的过程中，设计师应该在混凝土当中另外施加压力。(3)如果外界温度在-40～60℃之间，那么混凝土的特性就不会发生有太大的变化，如果外界温度超出了一定气温的范围，应及时对混凝土进行相应的处理。
二、钢筋混凝土结构设计的要求
在建筑工程建设过程中，由于不同的设计师对国家及单位的相关规定的看法不同，以及个人的经验也有所差异，所以在面对同一问题时，每个设计师就会采取不同的设计方案。但是不管是怎样的设计方案，其中都需要设计师对建筑工程的稳定性全面的设计。目前在我国的建筑物当中，必须要求其具有较高的抗震能力，这也是我国设计师注意的稳定性原则，在对建筑物设计的过程中，其高度与宽度的比值一定要多加注意，一定要符合建筑物的抗压以及抗拉能力。
三、钢筋混凝土结构设计的重点加强部位
從住宅工程楼板裂缝发生的部位分析，由设计结构中的断面突变而产生的应力集中所导致的构件裂缝，最常见的是房屋四周离开阳角1m左右处，即在楼板的分离式配筋的负弯矩筋以及角部放射筋末端或外侧发生45°左右的楼地面斜角裂缝。其原因主要是砼的收缩特性和温差双重作用所引起的，并且愈靠近屋面处的楼层裂缝往往愈大。从设计角度看，现行设计规范侧重于按强度考虑，未充分按温差和混凝土收缩特性等多种因素作综合考虑，配筋量因而达不到要求。如果设计中采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，同样对混凝土收缩不利。而房屋的四周阳角由于受到纵、横二个方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束，限制了楼面板砼的自由变形，因此在温差和砼收缩变化时，板面在配筋薄弱处（即在分离式配筋的负弯矩筋和放射筋的末端结束处）首先开裂，产生45°左右的斜角裂缝。所以，在图纸会审阶段应特别注意，建议建设和设计单位在结构设计时对四周的阳角处楼面板配筋要进行加强，负筋不采用分离式切断，改为沿房间全长配置，并且适当加密，外墙转角处的放射形钢筋，建议改用加强加密双层双向钢筋。
四、钢筋混凝土结构设计的措施
4.1钢筋混凝土结构的选择
我国幅员辽阔，各地由于经济文化的发展和自然环境的不同在建筑结构设计当中存在着很大的差异。这就决定了在建筑结构的设计当中应根据不同地区的不同特点进行不同的结构体系的设计。我国大部分的建筑结构设计都采取的是混凝土剪力墙结构。这主要是由于采用混凝土剪力墙结构可以达到房间不露梁柱的效果，使得房间的整体使用面积增大。同时采取这种结构的建筑方式，隔音效果相对较好。
4.2钢筋混凝土结构刚度的处理
为了适应社会经济的发展要求，建筑物已经向高层和超高层的方向发展。由于建筑层数的增多，为了保证建筑物整体的刚度，就需要对建筑物的位移进行一定的控制。建筑物的整体竖向荷载对于建筑物的抗震性能有很大的影响，在具体的设计过程中是让建筑物的刚度大些还是延性大些，不同的建筑结构设计人员有不同的设计方案，在大多数的高层建筑住宅当中，由于房间布置的整体要求，导致剪力墙布置较多，并且墙壁较厚。所以在建筑物的建设设计当中可以将建筑物的主体结构设计得相对柔些，在满足建筑物位移的要求之后，对于地震所造成的危害也降到了最低。
4.3钢筋混凝土加固方法的应用
钢筋混凝土的加固方法主要有两种：①碳纤维加固的办法，碳纤维加固的办法主要是采用抗拉强度极高的碳纤维通过环氧树脂的粘结剂粘贴在需要补强的结构上，使原有的混凝土提高强度、刚度和抗裂性的方法。②预应力加固的办法，这种方法的工作原理是通过预应力的手段强迫后加部分拉杆或撑杆受力。从而改变混凝土内力分布，并降低原结构的应力水平。得以让一般加固结构当中所特有的应力应变滞后现象得到完美的解决。
4.4钢筋混凝土设计中防裂缝措施
根据混凝土性能和规范，在工程设计中应采取下述措施防止楼板裂缝。
(1)采用混凝土泵送施工的条件下，处于外墙转角处房间内的混凝土楼板，应适当增大其配筋和混凝土极限抗拉伸能力，其技术措施如下：适当增加楼板厚度：提高板的配筋：采用钢纤维混凝土，以提高混凝土抗拉强度；采用“细筋密筋”配筋方法。以上几种办法由于受到不同条件的限制，故应以提高楼板含钢率为主。对外墙转角所在房间的楼板。即使按通常荷载的不利组合，跨中虽未出现负弯距，但仍采用上下两皮通长配筋方案，用以抵抗混凝土的收缩徐变应力，还可以有针对性的在外墙转角处增加放射性配筋。
(2)提高部分外墙的保温隔热标准。特别是对外墙转角外的里墙面，要采用加贴保温隔热材料的方法，使温差对楼板变形带来的影响减少到最低限度。
(3)设计楼板底模及支架时，应充分考虑能够满足承受各种可能的施工荷载的要求。混凝土浇捣后必须留有足够的养护时间。现浇混凝土楼板在施工期间所导致的裂缝，主要是由于材料选择不当和施工工艺不完善造成的，只要我们严格把好材料进料关，系统控制施工工艺，严格操作程序，现浇混凝土楼板的裂缝问题是可以得到解决的。
结束语：
钢筋混凝土由于其抗压性和抗拉性能较为突出，所以在建筑中被广泛的使用。混凝土结构的设计直接影响到工程质量的优劣，所以茌进行建筑物的结构设计过程当中，对于建筑物，尤其是高层、超高层的建筑物，一定要根据当地的实际情况，做好主体结构的选择和抗震效果的分析，确保各个施工环节都能够满足整个工程的质量要求。