建筑混凝土结构设计之我见

摘要：混凝土结构在建筑物建设中具有广泛的应用，结构设计的质量，关系到建筑质量及人民的生命财产的安全。本文对混凝土结构设计中常见的问题进行了分析，并指出了解决办法。

关键词：建筑混凝土；结构设计

高层建筑的发展，充分显示了科学技术的力量，使设计师从过去强调艺术效果转向重视建筑特有功能与技术因素。建筑结构设计人员要明确自己的责任，从结构方案的确定、结构计算、构造要求等多方面考虑，提高结构设计质量。在高层设计中，建筑和结构是关系最密切的专业。建筑师往往根据建筑的使用功能和美学要求处理建筑体型，包括平面和立面；而结构师则根据受力的合理性进行结构设计，其中结构形式和结构体系的选择，结构总体布置等对结构的受力性能优劣性起决定性作用。结构的总体布置与结构体型密切相关，简单的体型易于得到规则和受力合理的结构总体布置，可使结构具有良好的抗震性能；反之，过于复杂的建筑平面和立面体型，将增加结构设计的困难，造成结构布置的不规则性。因此优秀的设计是建筑和结构的完美结合，需建筑师和结构师密切合作。在方案设计阶段，就应根据建筑物的高度、抗震设防烈度等具体条件合理选用结构形式和结构体系。

1 地基与基础设计

1.1 地基设计时无工程实地勘察报告或没有参考临近建筑物的地质勘察报告进行

建筑物的基础设计的流程包括勘察、设计、施工，在设计的过程中，要严格按照流程设计，杜绝无工程实地勘察报告而进行设计的情况存在，否则会存在安全隐患，造成资源浪费。

目前，在我国建筑物地基设计时仍存在工程设计时地质勘探不全面、内容模糊或者没有参考临近建筑物的地质勘探报告进行，对于此类情况，设计单位要严格把关，要求建设单位及勘察单位进行补勘或重新勘探。

1.2 柱下独立基础带梁板式的地下室底板设计中忽视建筑物的沉降而引起的附加应力

在地下室底板设计中，建筑物沉降所引起的附加应力通常容易被设计人员忽略。在实际施工中，在上部荷载作用下，地下室底板和柱下独立基础会一起发生沉降变形，从而导致底板的不安全或承载力不足而开裂。对于采用天然地基的建筑物，影响则更为显著。

1.3 基础设计未进行地基变形的验算或者验算的结果不符合要求

按照规定，建筑物设计等级为甲级、乙级的，均应按地基变形设计；丙级的建筑物设计，若采用地基处理，处理前按照《建筑地基基础设计规范》的规定进行；地基处理后仍要做变形验算。

设计人员在混凝土结构设计中，要严格按照规范和建筑物设计等级进行地基变形的验算，检测公司也要加大对地基变形验算的检测力度。

1.4 独立基础设计中存在的问题

在通常情况下，独立基础的厚度决定于受剪切或受冲切承载力，在独立基础的设计中而忽略了基础钢筋的最小配筋率。同时，若天然地基锥体斜面坡度大于1：3时，锥体部分砼很难振捣密实，导致不能达到设计强度要求。

设计人员在进行独立基础设计时，要按照《建筑地基基础设计规范》，满足扩展基础底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm，间距不宜大于200mm，也不宜小于100mm的要求。对于锥体的独立基础设计，最好采用阶梯形，以利于施工，确保工程质量。

1.5 下卧层验算中存在的问题

在建筑物设计中，对于下卧层顶地基的承载力的计算，只能进行深度修正而要避免宽度修正，根据土层来确定修正的系数。若扩散角的取值满足规范要求时，则可直接采用；若不满足，要要根据规范附录中的平均附加应力系数进行计算。对于复合地基，则应选择承载力相对较高的土层作为持力层，若出现软卧下卧层时，则要进行承载力验算；若是软卧层下卧层控制其承载力，则需调整持力层的选择

2 上部结构设计

在建筑物上部混凝土结构设计中，使用最多的是框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构以及框支剪力墙结构。由于这些结构中构建量大面广，所以容易出现配筋不足、超配筋等情况，违反了相关条文的规定。

2.1 框架柱

角柱是指两个方向与框架梁相连的框架住，在计算时要进行自行定义。若忽视这一流程而实际的配筋率又满足计算结果的现象，则会造成配筋率无法满足最小配筋率要求的情况。短柱是指剪跨比不大于2，以及因填充墙设置或楼梯平台梁、雨篷梁的设置形成柱净高与其界面高度之不大于4的框架柱。对于短柱而言，箍筋的间距应小于等于100mm，箍筋体积的配筋率大于1.2%。9度时不应小于1.5%。对于剪跨比不大于2的框架柱，程序能自行判定，要注意不能直接进行强代换，不同强度级别的箍筋均应满足计算结果。

超短柱是指剪跨比小于1.5或柱净高与柱截面高度之比小于3的框架柱。设计人员在建筑混凝土结构设计中，要避免超短柱的出现。若无法避免，则要采取控制轴压比、添加芯柱等措施。

2.2 框架梁

由于绘图时没有按计算结果将配筋分别原位标注在支座两侧以及跨中配筋与支座配筋之比小于0.3或0.5等原因，很容易造成实际配筋比大于计算结果的情况，从而违反了相关标准，设计人员在设计混凝土结构时，要特别注意避免出现此类情况。

2.3 连梁

连梁，就是连接两片剪力墙，当遇到中震或大震时，它会首先开裂，起到耗能作用，从而使建筑物保持一定延性的梁，连梁在框架结构设计中尤为重要。在实际设计中，由于重视不够或认识不足等原因，很容易违反标准的情况，导致钢筋配筋率无法满足规定的要求。设计人员在设计时要注意不要盲目地增大它抗弯的能力和连梁上不许搭框架梁，以确保连梁的延性而在地震中不被首先破坏。

3 抗震计算

汶川地震中可以看到，很多坍塌建筑物的混凝土结构没有满足抗震能力的要求，从而导致严重后果。对于建筑物混凝土结构的设计中，抗震设计必须要引起足够重视。我国新颁布的《建筑物抗震设计规范》中对建筑物的抗震设计做出了明确的规定，设计人员在对建筑物钢筋混凝土结构设计时，必须严格按照规范要求，选择合理的结构体系、构件尺寸和配筋方式，确保竖向构件有足够的延性，控制塑性铰出现的部分，并通过合理的配筋构造增大它的塑性变形能力，来确保建筑物的抗震性能。

4 结束语

钢筋混凝土的结构设计安全性关系重大，在设计过程中，要加大质量管控，严格按照规范设计，同时要加大监管力度，提高设计人员的责任心，以确保工程质量。

参考文献：

[1] 苏赐钦.高层建筑混凝土结构的优化设计探析[J].黑龙江科技信息，2011，（10）.

[2] 苏光能.高层建筑结构设计中混凝土的应用[J].中国新技术新产品，2009，（02）.

[3] 刘利峰.完善高层建筑结构设计的探析[J].科技创新导报，2010，（06）.

[4] 徐银夫.关于高层建筑结构设计的研究[J].科技经济市场，2011，（02）.

[5] 闵小双.概念设计在建筑结构设计中的意义[J].科技咨询导报，2012，（02）.

[6] 康为江，郦世平.高层建筑中竖向结构的选型与布置探讨[J].建筑技术，2010，（11）.