混凝土結構設計中存在的問題及措施分析

摘要：經(jīng)濟的快速發(fā)展推動了建筑業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代建筑中已經(jīng)離不開混凝土結構，混凝土結構貫穿于整個建筑的設計施工過程中，混凝土結構的設計直接關系著建筑質(zhì)量和投入使用之后的安全保障，本文將就混凝土結構設計中存在的問題以及如何進行完善進行相關探討。

關鍵詞：混凝土；結構；設計；安全；因素；保障

一、混凝土結構設計中存在的常見問題及完善措施

1、地下室設計

地下室底板設計中，容易忽視因建筑物沉降所引起的附加應力的影響。因為實際上整個地下室底板與柱下獨立基礎在上部荷載作用下，將會一起發(fā)生沉降變形，共同受力，如未考慮因此產(chǎn)生的附加應力，對底板而言是偏于不安全的，有可能會導致地下室底板承載能力不足而開裂。

對于總沉降量較小的工程，可考慮在地下室底板與持力層之間采取褥墊處理措施，當然，是否采用，還要綜合考慮其他因素。另外，對于地下水位季節(jié)性變化較大的地區(qū)，應考慮高低兩種不同水位對地下室底板的不同影響。對于有地下室的建筑，當?shù)叵滤惠^高時，在室外地坪之下的結構部分，外輪廓形狀應盡量簡潔，這樣有利于建筑防水的施工。

地下室底板和外墻配筋計算時，往往假設條件與實際情況不符。例如地下室外墻配筋計算：有的工程外墻配筋計算中，凡外墻帶扶壁柱的，一律按雙向板計算配筋，而扶壁柱按地下室結構整體電算分析結果配筋，又未按外墻雙向板傳遞荷載驗算扶壁柱配筋。按外墻與扶壁柱變形協(xié)調(diào)的原理分析，其外墻豎向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墻的水平分布筋有富余量。改善措施需要注意：除了垂直于外墻方向有鋼筋砼內(nèi)隔墻相連的外墻板塊或外墻扶壁柱截面尺寸較大之間外墻板塊按雙向板計算配筋外，其余的外墻宜按豎向單向板計算配筋為妥。

2、基礎設計

天然地基錐體獨立基礎設計問題，有的基礎設計錐體斜面坡度大于1：3，該錐體部分砼很難振搗密實，現(xiàn)場施工往往是砼自然堆上，采用鏟子或抹灰刀拍搗成形，其錐體部分的砼很難達到設計強度要求。

常用的為優(yōu)先采用階梯形獨立基礎，利于施工，才能更好地保證施工質(zhì)量。另外，柱下獨立基礎之間的拉梁，在考慮荷載時，要考慮梁上皮以上土擴散角之內(nèi)的土重。

3、上部結構設計

框剪結構，剪力墻的布置要均勻，不要出現(xiàn)單肢剛度過大的剪力墻，以免應力過于集中，一旦破壞，將構成嚴重影響。而且，與之相關聯(lián)的基礎，連梁等構件的設計難度都會加大。剛度較大的第一級別的剪力墻，其墻肢數(shù)不應少于4肢。另外，當遇到中震時，我們應考慮第一級別的剪力墻進入塑性后，還應有小級別的剪力墻來維持建筑物變形不致過大，產(chǎn)生次生災害。這就是多道設防的概念。但當遇到大震時，小級別的剪力墻也進入塑性階段后，建筑物基本已經(jīng)破壞了。此時，我們應該通過我們的設計有選擇地讓梁破壞，從而保證豎向構件的完整性，來保證建筑不倒，或緩倒，以爭取時間，減少人員的傷亡。這就是我們說的延性設計。

目前很多設計在連梁的設計上不夠，連梁在遇到中震或大震時，它會首先開裂，起到耗能作用，從而使建筑物保持一定的延性。在連梁的設計中我們要注意：不要盲目地增大它抗彎的能力，否則會使連梁延遲破壞，起不到及時耗能的作用，致使其他重要構件破壞，使結構失去延性。連梁不得搭重要的豎向承重構件，因為我們設計連梁會在遇到中震或大震時，首先開裂，所以它的抗剪能力也會急劇下降，如果此時它還承受著很大的豎向荷載，就會引起連鎖破壞。當結構采用現(xiàn)澆板時，結構分析計算時考慮板的作用而加大梁剛度，我們在設計時，不要

4、其他問題

在懸挑的挑梁的端頭，應設置構造柱，把每層的挑梁聯(lián)系起來，并按受拉構件要求，設計構造柱。這樣做的優(yōu)點是，通過構造柱，協(xié)調(diào)了挑梁的變形，即使出現(xiàn)局部超載的情況，也可以把力傳到其他層上，共同承擔，從而變相的提高了結構安全度。另外也加大了對外維護墻的約束，防止墻體外閃。鋼筋混凝土構件在不同條件下的鋼筋保護層厚度的取值；框架梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時，箍筋直徑應按要求增大2mm；框架梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值偏小；框架梁高小于400時加密區(qū)箍筋間距偏大；框架梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2.5%；框架柱全部縱向鋼筋的配筋率偏小等等，這些都是我們設計的構件能夠正常工作的前提，應予以重視。在結構體系上擇優(yōu)選用抗震和抗風性能好且經(jīng)濟合理的結構體系。結構應具有明確的計算簡圖和合理的傳遞地震力途徑，結構在兩個主軸方向的動力特性宜相近。在一個獨立的結構單元內(nèi)，應避免應力集中的凹角和狹長的縮頸部位；減少地震作用下的扭轉效應。應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載力。根據(jù)具體情況，結構單元之間應遵守牢固連接或有效分離的方法。

二、混凝土結構設計中的注意事項

1、嚴格按《建筑抗震設防分類標準》（GB 50223-2008）的規(guī)定執(zhí)行。設計人應領會標準的內(nèi)涵，分析建筑的性質(zhì)、規(guī)模、特點、對社會的影響等因素，合理進行分類。特別應注意a.廣播、電視和郵電通信建筑；b.城市抗震防災建筑（醫(yī)院、消防車庫、采供血機構的建筑等）：c.博物館、大型體育館（6000座位）、大型影劇院（1200座位），大型商場（年營業(yè)額1.5億以上，固定資產(chǎn)0.5億以上，建筑面積1萬平方米以上，[三個條件均滿足]）等民用建筑。確定抗震等級時忽視主體與裙房之間有無設縫，籠統(tǒng)按高層部分來定抗震等級。當高層部分與裙房之間不設縫時，應按高層部分來定抗震等級；當兩者之間設有縫時，高層和裙房應按各自的情況確定抗震等級。

2、結構整體在宏觀上應滿足規(guī)范的相應指標，在微觀層面，即梁板柱等單個構件的軸壓比、剪壓比、配筋率等也應滿足規(guī)范相應要求。結構模型的調(diào)整不能只是以滿足規(guī)范指標要求為目標，調(diào)整時還應考慮抗震概念設計，要盡可能做到有多道防線、有合理的傳力路線、合理的屈服機制等；另外，還要盡可能的做到經(jīng)濟，并且不影響建筑。

3、在剪力墻結構設計中，對于樓面梁與剪力墻平面外相交的情況，當梁高不大于墻厚的2倍時，梁墻連接處可簡化為鉸接處理，即不考慮墻平面外彎矩的不利影響，當梁高大于墻厚的2倍時，則應考慮面外彎矩作用。當采用暗柱來抵抗面外彎矩時，暗柱的截面一般可取墻厚×（梁寬+200mm），暗柱可按壓彎構件計算相應配筋，計算用彎矩采用梁端彎矩。需要注意的是，當梁縱筋在墻內(nèi)平直段錨固長度不能滿足0.4laE時，此時梁下部鋼筋應適當加大，即調(diào)幅處理，但計算暗柱時的墻面外彎矩最好仍采用不調(diào)幅值，從嚴處理。

4、箍筋加密區(qū)的箍筋肢距：一級抗震等級，不宜大于200mm和20倍箍筋直徑的較大值，二、三級抗震等級不宜大于250mm和20倍箍筋直徑的較大值。在箍筋設置中容易忽略的是，箍筋加密區(qū)最大間距有hb/4的要求，即當梁高小于400時，需提起注意。

5、抗震計算時，宜考慮平扭藕聯(lián)計算結構的扭轉效應，振型數(shù)不應小于15，對多塔樓結構的振型數(shù)不應小于塔樓數(shù)的9倍，且計算振型數(shù)應使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%；應采用彈性時程分析法進行補充計算；宜采用彈塑性靜力或動力分析方法驗算薄弱層彈塑性變形。轉換層上部的豎向抗側力構件（墻、柱）宜直接落在轉換層的主結構上。當結構豎向布置復雜，框支主梁承托剪力墻并承托轉換次梁及其上剪力墻時，應進行應力分析，B級高度框支剪力墻高層建筑的結構轉換層，不宜采用框支主、次梁方案。

結語

如何發(fā)揮鋼筋混凝土整體作用需要從混凝土結構的設計工作開始著手，在設計中從每個細節(jié)注意，有針對性的加強混凝土結構的強度和穩(wěn)定性，做到設計的科學合理，從而保障建筑的安全性和企業(yè)效益。

參考文獻：

[1]付欽英.淺析我國混凝土結構設計問題[J].城市建設理論研究（電子版），2013，（12）.

[2]毛時營.房屋建工程中的混凝土結構設計問題及對策分析[J].中國房地產(chǎn)業(yè)，2013，（4）：237-237.

[3]張偉.混凝土結構設計問題與方法探討[J].城市建設理論研究（電子版），2013，（7）.

[4]劉江.混凝土結構中設計問題的探討[J].中國新技術新產(chǎn)品，2014，（4）：87-87.