1、工程结构截面设计中的常见问题分析摘要：众所周知，楼板是建筑工程中的主要承重构件，是它将楼面、屋面的荷载传给其周围的墙或梁上，故楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件的安全。本文主要针对当前房屋建筑结构设计中一些常见却又常被人们忽视的错误进行了剖析，指出了错误的原因和后果，并给出了一些设计建议和构造的要求。 关键词：工程结构；截面；设计；存在问题 中图分类号：S611 文献标识码： A 前言： 楼(屋面)板是组成楼盖的重要承重构件之一,它将楼面、屋面的荷载传给其周围的梁、墙、柱等构件,同时也作为梁等的水平支撑。现浇钢筋混凝土楼板常用设计方法一般有两种:塑性理论和弹性理论。塑性方法概念清楚,也比较
2、成熟,但计算较为繁琐,实际设计中仍以弹性方法为主。板设计的好坏必将影响梁、墙、柱等构件及整个建筑物的安全性和经济性。所以,必须重视现浇钢筋混凝土楼板的设计。本文拟从几个方面讨论楼板设计中常见的问题 1.楼板设计中的关键技术及解决方案 1.1 关于不规则板块 不规则板块是住宅设计中经常遇到的问题，例如刀把型板块。板块用手算是不能精确计算出内力及配筋的，现在虽然有理正、PKPM 系列计算软件中的异形板计算及其他计算软件可以计算出楼板配筋，但由于软件费用较高等原因，绝大多数设计者没有用软件计算，通常的做法是只在 CF 处加 2 根加强筋。实际上这 2 根钢筋作用并不大，从结构上讲，板 CDEF 除了
3、承受自身的荷载，还承受大板 ABFG 传递的荷载，因而应把小板块 CDEF 当作大板块 ABFG 的支座板来处理。因此在配筋构造上要保证将大板的受力钢筋，放在支座板的受力钢筋之上。当住宅建筑楼面标高不同时，且小面积的厨房、厕所相邻时，可设计成同一板块，或把厨房(包括走道、过厅)归入相邻的楼板中，板面的高低处设置暗梁，采用一次性浇注。 1.2 关于楼长尺寸较大的情况 由于现代建筑施工过程中，大多采用商品混凝土，由于商品混凝土存在水灰比大、坍落度大，及板块比较大的因素，当楼房较长时，楼房四角的四块楼板较易出现裂缝。合理的解决办法是把楼房四角楼板的顶面负钢筋拉通；如果钢筋不拉通，则可以在板的受力钢筋
4、之外，保护层之内另配不小于的钢筋。当楼房的长度不小于 50m, 或屋面板的长度大于 30 m 时，应在配筋构造上采取如下措施：各跨底部钢筋的间距及规格尽可能统一，以便将底部钢筋拉通布置。板顶面纵横向负钢筋需拉通布置。 1.3 屋面挑檐转角筋 挑板转角位于阳角时，加强筋的直径间距与板内相应的受力钢筋相同挑板转角位于阴角时，应垂直于板角对角线的转角板处配置加强钢筋，钢筋直径不小于 12mm，间距为 100mm，且不少于 3 根。现浇悬臂挑檐板或天沟板的伸缩缝间距不应大于 15m，伸缩缝缝宽不小于 20mm，缝细宜用油膏或其他防渗漏措施处理。房屋较高时(大于 30 m)的悬挑长度大于 1200 mm
5、 的悬挑板以及位于抗震设防区悬挑长度大于 1500 mm 的悬挑板，均需配置不小于采用土钉墙支护。 2. 钢筋混凝土楼板设计中常见的问题分析 2.1 荷载处理问题 当按弹性理论求多跨连续双向板的支座最大负弯矩时，如果活荷载不按基本假定的满跨布置而是按棋盘式布置时，区格板会发生破坏。因为支座上承受负弯矩钢筋伸出长度不够，过早截断或弯下造成的。在民用建筑中，由于建筑物的建筑功能要求，常常在楼板的某些位置上布置一些非承重隔墙。因此在设计过程中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后，进行板的配筋计算。但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载除以板的总面积。另外，板上隔墙顶部处理常采用立砖斜砌顶紧上部分的
6、楼、屋面板，这样会给上部的楼板增加了一个中间支承点，使其变为连续板，支承点上部出现了负弯矩，而在板的设计中又没考虑该部分的影响，致使板的顶面出现裂缝。同时该隔墙又将上部板的荷载传到其下部的支承结构，产生一种恶性连带影响，出现支承结构荷载漏算或没有考虑等设计错误。 2.2 内力分析与截面设计问题 双向板的计算忽略了材料泊松比的影响。如果双向板按弹性理论进行计算，其计算较复杂，设计时常常采用查表方法。但一般情况下，大多数表格给出的是泊松比=0 时各相应支承情况下的系数。而混凝土的泊松比=1/6(或 02)，在计算跨中弯矩时应考虑混凝土泊松比，进行内力调整计算。设计人员在计算过程中往往忽略了该跨中弯
7、矩的调整，使跨中弯矩偏小，造成现浇板配筋不足而出现裂缝。有些设计人员干脆按刚结条件确定支座弯矩，按四边简支确定跨中弯矩，造成很大的浪费；也有些设计人员简单地按单向板的调幅方法将一部分支座弯矩移至跨中，这样可能造成跨中两个方向抵抗力分配不均衡，影响正常使用。此外，普通钢筋混凝土板在正常使用状态下一般都开裂，特别是支座处，由于峰值应力较大，开裂显著，则弯矩会自动向跨中转移。这样，仅仅按弹性方法设计和配筋会对跨中不利。因此在查表进行内力计算时，要求认真分析表格的来龙去脉，做到能够正确地使用各种表格，而不是盲目地查表计算。双向板有效高度取值偏大。双向板在两个方向均产生弯矩，因此双向板跨中正弯矩钢筋是纵
8、横叠放，短跨方向的跨中钢筋应放在下面，长跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面，计算时应采用两个方向的各自有效高度。一般长向的有效高度比短向的有效高度小 d (d 为短向钢筋的直径)。有的设计者为图省事或对板受力认识不清，而按两个方向的有效高度相等进行配筋计算，致使长跨有效高度偏大，配筋降低，使结构构件存在质量隐患甚至出现裂缝的现象。 2.3 温度收缩钢筋的设计问题 贯通钢筋处理：一种处理方法可采用以配筋最大的支座钢筋为基础，通 k 配筋，这种可减少上部钢筋的种类，这对设汁及施工方来说都较简单，明确，但不足之处就是增大了较小支座的负筋，造成较大的浪费，另一种处理方法，以配筋最大的支座钢筋为基础，隔
9、根布筋，在两根通长钢筋之间扣除通长钢筋的面积后补足配筋不足支座应配钢筋，并且满足规范规定的钢筋间距要求，第三种方法是统一支座处负筋间距，然后按隔根布筋原则交错将本支座负筋与邻近支座负筋搭接。后两种方法虽没有增加较小配筋支座的钢筋用量，但增大了设计的工作量。采用设置构造钢筋网，并与原有钢筋接受拉钢筋的要求搭接，就存在一个问题，在构造钢筋与受力钢筋直径不同时，在设计时是否有必要按受拉钢筋搭接要求进行搭接。首先，根据试验表明，搭接钢筋的破坏是由于纵向劈裂导致的滑移拔出，劈裂裂缝首先沿两根钢筋之间发生，而对于温度收缩钢筋，仅仅是为了抵抗温度收缩而设置，对结构安全并无影响，更谈不上钢筋的纵向劈裂，其次，
10、一般钢筋的搭接是指受力钢筋，而温度收缩钢筋并不是受力钢筋，而是构造钢筋，它仅在构造上加强结构的整体性及抵抗裂缝等措施，另外，在板的未配筋表面，一般是在板的混凝土的受压区，在该区域布置的钢筋也会受到压力，在这样的情况下，认为布置温度收缩钢筋时，可将支座处布置受力钢筋的范围设定为一个支座，然后将温度收缩钢筋按锚固长度的要求描入该区域或者取一个固定值作为搭接长度即可。 3.结语 由于以上几方面的设计原因，钢筋混凝土现浇板出现裂缝、甚至破坏的工程事故不是少见的。因此，在进行现浇钢筋混凝土板的设计时要正确分析板的受力机理问题，正确运用内力计算方法，正确理解和运用规范相应的构造要求，才能保证现浇钢筋混凝土板的设计质量。 参考文献： 1 白文辉. 商品混凝土现浇楼板收缩应力分析及裂缝控制构造措施J. 四川建筑科学研究. 2009(05) 2 孙楣,张一宏. 钢筋混凝土楼板设计中几个问题的分析J. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2009(08)
