談混凝土結構設計要點

孫 健 洋

(山西晉設拓凡建筑設計咨詢有限公司，山西 太原 030013)

1 概述

伴隨著我國經濟的迅猛發展，人們對住房的需求量也不斷的增大。高層建筑的出現一定程度上減輕了城市的土地資源壓力，充分的發揮了土地資源的作用。作為高層建筑的主要施工材料，混凝土結構在設計過程中關系著整個建筑的安全和穩定，一旦混凝土結構出現問題，將給相關企業和人員帶來巨大的安全威脅和經濟損失。因此，研究分析混凝土結構設計要點具有重要的現實意義。

2 混凝土建筑結構設計的現狀

2.1 地基穩定性不足

在進行建筑的混凝土結構設計過程中，很容易受到地基穩定性的影響，導致結構出現缺陷，無法滿足建筑結構設計的標準要求。其主要表現在以下兩個方面：

1)地基承載力不足，導致建筑物的地基無法承受混凝土的重量，出現地基沉降或者偏移等問題，嚴重時甚至導致建筑物產生倒塌。

2)地基受力不均衡，導致建筑物本身的混凝土結構內部受力存在較大的不平衡問題，給混凝土結構帶來巨大的損壞。

2.2 框架結構不全面

框架結構作為整個建筑物的核心支撐，其發揮著極其重要的作用。如果建筑物在框架結構設計過程中，存在角度、橫梁控制不合理等問題，可能導致其框架結構與混凝土結構無法實現配合，一方面房屋的結構設計無法滿足相關規范和標準要求，另外一方面需要對框架結構進行重新設計，消耗了大量的人力和物力，增大了建筑的成本投入。

3 混凝土結構設計的要求及特點

3.1 混凝土結構設計的要求

1)可靠度：所謂可靠度，就是建筑物在規定使用時間內所發揮的預定的功能，包括其結構的強度、承載力以及建筑物本身的穩定性和耐久性等。當建筑物超過了一定的使用時間后，其上述性能將出現不同程度的下降，甚至無法繼續使用，否則將可能引發嚴重的安全事故。

2)功能性：在建筑進行結構設計過程中，首先應考慮建筑物的安全性要求，充分考慮建筑物結構的承載力和穩定性，確保建筑物在投入使用過程中，其結構可以始終保持較高的穩定性；其次應考慮建筑物的耐久性要求，盡可能延長建筑物結構的使用時間；最后應考慮建筑物的適用性要求，使其具有較高的工作性能，可以滿足使用者不同的功能需求。

3.2 混凝土結構設計的特點

1)水平側向力：在建筑結構設計過程中，尤其是高層建筑結構設計，水平側向力對建筑混凝土結構的影響十分巨大。通常而言，建筑物所受到的水平力主要是指風荷載以及地震作用力。

2)剛度布置設計：在進行混凝土結構設計過程中，應確保建筑物本身保持一定的動力特性，例如自振頻率等，因此應合理對混凝土結構的強度和剛度進行設計，從而有效的控制建筑結構所產生的層位移。

4 建筑中混凝土的結構設計要點

4.1 混凝土結構的平面設計要點

在進行混凝土結構設計時，其平面形狀應選擇受風力影響最小的形狀，主要應考慮以下設計要點：

1)扭轉影響：應結合建筑物本身的實際情況，參考地震作用力以及可能產生的偏心因素，合理的控制建筑物的最大水平位置移動和層間位置移動，降低扭轉效應對混凝土結構的影響。

2)抗震設計：如果在進行建筑物混凝土結構平面設計過程中，無法對其結構和形狀進行調整，且設計相對復雜時，可以通過防震縫的設計，將復雜的混凝土結構劃分為幾個簡單的平面結構部分，從而將不規則的平面結構劃分為相對形狀規則的結構，從而提升建筑物混凝土結構的穩定性和抗震性能。

4.2 混凝土結構的豎向設計

混凝土結構的豎向結構設計相比較其平面設計而言，對建筑物的整體穩定性有著更直接的影響。現階段，大部分建筑在進行豎向結構設計時，都采用相對規矩的布置形狀，不僅滿足人們的審美要求，而且一定程度上確保了建筑本身的穩定性和安全性。因此在進行混凝土結構豎向設計時，應注意以下要點：

1)在沒有特殊要求的情況下，盡可能避免豎向結構出現內收或者外挑的不規則現象。

2)為了確保建筑物的穩定性，一般在進行混凝土結構設計時，采用上小下大的設計方法，從而確保建筑物結構的側面保持勻稱狀態。

4.3 耐久性設計

在建筑物混凝土結構設計時，應充分考慮建筑周圍的環境因素，提升結構本身的穩定性，同時嚴格把控混凝土的材料和造價，確保混凝土結構不僅符合相關的規定要求，也能保持持久的穩定性，確保其能夠在規定的使用年限內正常使用。

4.4 框架結構設計

在建筑物當中，經常會出現大跨度的結構，連接混凝土結構，從而提高建筑物自身結構的穩定水平。因此，必須重視框架結構的設計，重視框架構造長度的設計，嚴禁出現框架結構長度超限。如果存在框架構造超過規定范圍的情況，應當對框架連接處，采用密實縫隙對長度設計進行平衡，避免失衡偏重等問題的出現。

4.5 抗震結構設計

對于建筑物而言，在進行混凝土結構設計過程中，必須結合當地的地震發生頻率以及抗震等級，采取相對應的抗震結構設計。在進行抗震等級設計過程中，一般應重視建筑物的抗震防烈度、高度以及結構類型等三個因素。

此外，如果建筑物存在地下室，應結合地下室與建筑物主體不同的連接關系，采用不同的抗震結構設計。如果地下室作為建筑物的嵌固端，則應采用相同等級的抗震強度對地下室的混凝土結構進行設計；如果地下室不作為建筑物的嵌固端，則可以根據實際情況，適當的減少地下室的抗震等級。

4.6 剪力墻的布置

在建筑混凝土結構設計過程中，剪力墻具有極其重要的作用，關系著整個建筑整體結構的安全性和穩定性。在進行剪力墻設計過程中，首先為了避免剪力墻因為剛度變化導致建筑出現側移問題，應盡可能對剪力墻結構采用連續性的設計，確保其抗側剛度可以得到有效分擔。其次還需要對墻體的具體受力情況進行全面的分析，從而確保剪力墻結構設計的合理性和使用效果。最后應重視剪力墻自身的墻體延性，從而避免剪力墻受到連梁應力，出現嚴重拉伸或者彎曲，出現無法恢復的剪切破壞。

5 結語

隨著科學技術的發展，混凝土結構在建筑工程的角色日漸重要。它不僅提高了建筑物的功能性，而且提高了建筑物的質量。因此，相關工作者應當重視自身專業技術能力的提升，結合建筑工程的實際情況，科學合理的進行混凝土結構的設計，確保建筑的安全性和穩定性，提高建筑結構的抗震性能和使用壽命，推動我國建筑行業的可持續發展。