1、混凝土结构设计若干问题的探讨摘 要 混凝土结构设计是个长期性、循环反复、复杂过程。在这过程中，任何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隐患。本文主要分析混凝土结构设计要求，论述结构设计中常见问题以及解决方法。 关键词 混凝土结构；结构设计；结构分析 中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号： 一、前言 任何混凝土结构设计都是为实现某些特定功能。随着建筑业迅速发展，建筑功能也不断丰富,建筑新颖造型、精美外观，这样要求工程设计越来越复杂。在混凝土结构设计中，经常会遇到结构概念、设计理论、设计方法、设计质量等方面的问题，如果在设计工作中不能对于上述问题进行有效的控
2、制，将严重影响到设计工作的效率和质量，对于工程项目整体建设的影响也是不容忽视的。因此，在混凝土结构设计过程中，影响混凝土重要质量问题，必须引起工程结构设计者高度重视。 二、混凝土结构设计基本要求 1.遵守设计规范要求 混凝土结构设计师在对建筑结构进行设计过程中，首先，应该做到按国家与地方有关结构设计法规、规程、规范以及设计标准中规定要求执行。尽管目前我国各行业混凝土结构设计规范，在设计理论方面还不是很统一，但是混凝土建筑结构设计通常参考规范有混凝土结构设计规范 、 高层建筑混凝土结构技术规程 、 建筑结构荷载规范 、 建筑地基基础设计规范 、 建筑抗震设计规范等等，在结构设计时，结构工程师应遵
3、守这些规范最基本原则来进行混凝土结构设计。 2.考虑现场施工材料质量 为能够满足混凝土结构功能特殊性能要求，在设计时应充分考虑到现场施工材料资料，混凝土结构材料质量与现场所用水泥品种与粗骨料径大小有直接关系。因此，设计者还应了解施工工艺，机械设备使用情况，对水泥性能与凝结时间要求等因素，在施工现场决定选用外加剂以及其参入数量都应该了解。 三、常见混凝土结构设计问题以及解决方案 1.在结构计算与分析阶段常见问题 目前，在混凝土结构计算与分析阶段，如何高效地、准确地对工程进行内力分析，结构计算的主要目的是利用专业软件计算出各种荷载，其中主要包括：结构自重，设备荷载、满足各种使用功能的活荷载，以及地
4、震力、温度变化产生的应力等。同时按照规范要求进行结构设计与处理，这是决定工程结构设计质量好坏关键。因此，混凝土结构设计者，应该对这一阶段常见问题，必须清醒认识。 在混凝土结构设计的荷载计算中，所有的荷载规范都要符合相关的技术文件规定，对于缺少明确规定的荷载计算项目，设计人员要根据现场测量与勘察的实际结果，合理进行计算。对于大型的混凝土结构建筑而言，通常需要采取多种不同的单元模型，并且进行具体的分析与比较，对于此类工程的结构计算必须采取相应的计算程序，建立的模型中边界、支撑条件等要尽量符合实际情况。对于结构设计师，应该考虑到一个科学合理计算软件，绝对不仅仅取决于软件系统本身优越与否，还应该分析这
5、种计算软件是否与设计结构类型相适应。因此，结构设计工程师必须做到，对各个结构设计计算软件数学模型特点进行分析、对比与系统研究，熟悉结构设计类型，从而进行科学合理选择计算软件。 2.地基与基础设计存在问题 在混凝土结构设计中，设计人员必须认识到地基与基础设计的重要性，特别是对于主体结构安全性、稳定性、抗震性要求较高的建筑，在设计中要综合考虑项目所在地的地质与水文条件、上部结构类型、施工条件、使用功能，以及相邻建筑之间的影响，从而保证建筑在使用中减少倾斜或过量沉降的发生率。在混凝土结构建筑的地基与基础设计中，设计人员必须了解相邻地下构筑物与各类地下设施的实际位置与标高，以确保地基与基础设计中安全系
6、数的提高。在计算基础的宽度与面积时，经常会遇到力学模型不明确或者考虑不周全的问题，造成基础的宽度与面积不足，这是不符合相关设计标准的。在混凝土结构建筑的地基与基础设计中，如果地下结构墙体上的集中力作用较大，墙体与基础可以将集中力向地基部分扩散，但是这种扩散的范围有限，而且基底土的反力分布不均匀。因此，在设计过程中，设计人员可以根据集中力的大小、墙体的实际长度等，计算出地基与基础部分的荷载情况，以此确定基础的宽度 3.下卧层验算中问题 在计算下卧层顶地基承载力时，只能进行深度修正，修正系数应根据土层来决定。当扩散角所取数值满足有关规范中规定时，可直接采用；当不满足时可根据规范附录中，平均应力系数
7、来进行计算。对复合地基来说.选取承载力较高土层来当持力层，而当软弱下卧层时，必须对承载力进行验算；如果是软弱下卧层控制承载力，那么说明持力层需要进行调整。 4 上部混凝土结构设计问题 目前，作为混凝土结构设计中，上部结构设计是最为关键的部位,也是体现特殊功能，特定力学结构性质的部位。主流混凝土结构有框架结构、剪力墙结构、框剪墙结构以及框支剪力墙结构。设计人员在进行上部结构设计时，要充分考虑混凝土结构建筑的抗震功能需求，如果可能遇到中震时，设计人员要考虑到第一级别的剪力墙，其墙肢的数量最少为 4 肢。当第一级别剪力墙进入塑性阶段，为了保证建筑物在地震作用下的过度变形得到有效的控制，尽量缩小地震灾
8、害带来的建筑物破坏，需要对于小级别的剪力墙进行多道设防。另外，在混凝土上部结构设计中，各种混凝土构件必须进行科学、合理的布置，要尽量少的占用上部空间，而且要满足建筑的基本使用功能和安全性。在设计框架柱计算时，切勿忽视角柱，必须要对角柱自行定义。如出现未进行定义，而实际配筋率又满足计算结果，那么在实际施工中就会出现配筋率无法满足最小配筋率问题。作为短柱来说，在一级抗震设计时，沿着短柱全高箍筋间距应小于纵筋直径 6 倍。框架柱程序可以进行自行判定。这种框架柱不可以进行直接替换，不同强度箍筋应满足不同结果。在结构设计中应该重点考虑转换层，因为转换层是整个框支剪力墙中比较薄弱楼层结构，在相关计算时，应
9、根据相关规定将其地震剪力乘以增大系数来计算相关参数。框支柱、框支梁的纵筋各项系数都应满足有关规定的要求。 5.混凝土设计耐久性 混凝土结构功能有三方面内容：适用性、安全性、耐久性，目前，混凝土结构设计在适用性与安全性方面研究较深入，设计方法相对明确，因此，混凝土结构设计在这两方面做得比较好。结构耐久性方面研究还不是很成熟，在实际操作中也存在很多问题。混凝土结构因耐久性不足而失效的现象已经屡见不鲜，为正常使用，必需进行维护，而这样所付出维护费用是非常高昂的。影响混凝土结构耐久性因素主要有内部与外部两个方面。再结构设计时应该区别进行考虑。这真对不同结构功能需要，考虑避免降低结构耐久性的影响因素。这样设计出来的混凝土结构才是最科学，最合理的。 四、结束语 混凝土结构设计本身是个长期、循环、复杂兼具深度和广度的专业，混凝土结构设计质量密切关系到人民生命财产安全，责任重大。因此，我们必须从根本做起，在混凝土结构的设计中，必须采取有效的控制措施。同时，总结设计经验并不断改进设计理念，设计时充分考虑各种因素影响，这样来保证整个工程质量。 参考文献 1周克荣等编著.混凝土结构设计M.同济大学出版社.2001.8. 2贾慧麟.混凝土结构的耐久性J.华章,2011（05）：47-47. 3王刚.混凝土结构设计探讨J才智,2011（25）：85-86.
