關于混凝土結構設計中存在的問題及措施探究

【摘 要】近些年來，社會經濟的快速發展，生活質量水平的不斷提升，人們對現代化建筑設計也提出了新的要求。其中混凝土結構設計作為建筑工程項目中一個重要的結構形式，雖然取得了一定的進步，可是在設計過程中依然存在一些問題，直接影響著建筑工程質量。本文主要對混凝土結構設計中存在的問題進行了分析，并總結出相應的解決措施。

【關鍵詞】混凝土；結構設計；建筑工程

在現代建筑工程項目中，運用鋼筋混凝土結構是非常普遍的。鋼筋混凝土結構和其他結構相比較來講，其擁有剛度大和承載能力高及耐久性等諸多特點，而且從成本角度來講，鋼筋混凝土結構的成本比較低，所以在建筑工程項目中被廣泛運用。為了可以確保鋼筋混凝土結構的設計質量，防止出現質量問題，要從設計的每一個階段入手，通過研究與分析總結出保證鋼筋混凝土質量的對策。

一、混凝土結構設計中存在的問題

（一）計算軟件選擇的問題：現階段，國內建筑工程設計領域中各式各樣的計算軟件有很多，各個計算軟件都具備自身的特點[1]。因為計算假定和模型簡化及計算精度等多方面存在差異，所以得出的結果也是不一樣的。在此種情況下，正確、合理的選取計算軟件在鋼筋混凝土結構設計過程中十分重要。一旦計算軟件選取不合理，不僅花費大量的時間和人力，還無法獲取真實的計算結果，從而為鋼筋混凝土結構造成隱患。

（二）地基承載問題：在進行基礎設計前，必須選取適宜的土層當作基礎持力層。因為持力層具有的承載力直接影響著基礎方案選型與基底面積的大小[2]。各式各樣的持力層具有的承載式也是不同的，因此選取的基礎方案也就存在一定差異，從而直接影響到基礎的造價。由此可見，選取適宜的持力層是多么的重要。

（三）混凝土上部結構設計存在的問題：在框架剪力墻結構中上部結構設計過程中，因為剪力墻布局非常不均勻，常常會發生單支剪力墻中剛度過大現象，導致應力過于集中。在發生地震時，一些剪力墻往往比較容易遭到破壞。與此同時，和剪力墻結構相連接的結構，例如連梁和框架等相關構件設計的難度也相對較大。

二、混凝土結構設計問題的解決策略

（一）正確選擇計算軟件：合理選取計算軟件。第一，設計人員必須進一步了解該工程項目的結構類型與復雜程度，可以優先選取有限元分析軟件完成計算，這樣能夠真實的反映出結構總體受力與變形，每個構件之間的相互作用力及變形調節，獲取的計算結構也更為準確、真實[3]。第二，設計人員必須依據結構中主要受力構件的特點，設計相應的簡化模型。例如，柱、梁可以簡化成二維空間形式的桿元模型，而抗震墻可以簡化成三維空間墻元模型。第三，針對復雜結構，工程設計人員應該運用至少兩種軟件完成工程總體計算復核，完成鋼筋混凝土設計。一旦運用不同軟件獲得的結果存在差異較大，工作人員還要完成分析對比，對結果進行修正，保證結果的有效性。

（二）根據實際情況，選取合適的基礎持力層：地基嚴重影響著建筑工程項目的整體質量。如果持力層下部某些區域存在的承載力要小于土層時，必須依照建筑地基相關設計規范要求，對軟弱下臥層中承載力進行驗算[4]。以前，設計人員只重視軟臥下層的變形驗算，常常忽視對其承載力進行驗算。一旦軟臥下層中承載力無法滿足相關要求時，在很大程度上影響著建筑工程項目的安全性能，工程設計人員一定要注意這個問題。當下臥層的承載力無法滿足相關要求時，可以運用深基礎貫穿軟弱土層，或是對軟弱土層完成地基處理，從而保證基礎持力層承載力可以滿足相關要求。

（三）合理布置剪力墻結構

在結構構件的布置過程中，首先必須綜合考慮到建筑物具有的抗震性能，建立許多抗震防線，提升建筑結構的延性[5]。剪力墻作為抗震防線中的第一道防線，在布置的過程中應該沿著兩個主軸方向，同時均勻的建立在建筑物的周邊區域。例如，樓梯間和電梯間及平面形狀變化和恒載相對較大的部位，保證剪力墻之間的距離不要過大。在平面形狀凹凸相對較大時，可以在凸出位置的端部建立剪力墻。其中單片剪力墻在承受水平剪力時，一定要不能超出結構底部的總水平剪力的30%；而縱橫剪力墻適合組成L型或是T型、槽型。在布置剪力墻時各個主軸方向上的剛度一定要接近。把剪力墻設計成四周附帶梁柱帶邊框墻，與此同時，還要控制各個支墻之間的高寬比例，在某種情況時，可以設置結構洞口或是結構豎縫，從而將其變成雙支墻或是多支墻。在布置剪力墻連梁作為第二道防線時，在設計過程中盡可能控制好跨度比。

（四）結構建模計算的解決策略：在設計框架結構與框架抗震墻結構過程中，針對矩形柱結構應該利用雙偏壓完成計算與配筋。而在地下室設計過程中，如果在建筑外圈柱設置地下室外墻，由于外墻會把一部分土壓力施加到外圈上，導致外圈柱彎矩不斷加大，因此一定要對配筋完成復核。針對次梁端支座，在當作次梁支座時，墻的寬度或是梁的寬度相對較小，平面外部的抗扭能力也相對比較弱，為了可以確保次梁安全、可靠，應該對次梁進行鉸接計算。另外在房間內部存在隔墻，卻無法在墻下面設置梁，這時可以在墻下面設置虛梁或把隔墻荷載折算成板上均勻分布荷載進行計算，采用折算均勻分布荷載的形式。在陽臺和雨篷等相關懸挑構件建模時，如果不能設置懸挑梁，可以設置懸挑板，把挑板荷載折算成梁上線荷載，建議選取建立懸挑板形式。

三、結束語

建筑工程項目混凝土結構設計和施工直接影響著工程的總體質量，關系著群眾的切身利益和生命安全。而建筑工程項目混凝土結構設計作為一項長期且復雜的工作，設計人員必須在現實工作中不斷學習與創新，綜合考慮各種因素，合理、正確的完成混凝土設計，從而保證建筑工程的總體質量。

【參考文獻】

[1]李獻燦.鋼筋混凝土結構裂縫的成因及防治措施[J].山西建筑，2010，36（1）.

[2]朱炳寅，等.建筑地基基礎設計方法及實例分析[M].北京：中國建筑工業出版社，2011，12（11）.

[3]陳岱林，等.多層及高層結構CAD軟件高級應用——PKPM系列軟件應用指南叢書[M].北京：中國建筑工業出版社，2011，1（6）.

[4]高層建筑混凝土結構技術規程（JGJ——2010）[S].北京：中國建筑工業出版社.2010，15（8）.

[5]混凝土結構設計規范（GB500010——2010）[S].北京：中國建筑工業出版社.2010，25（19）.