工業與民用建筑混凝土結構設計辦法分析

邵長軍

南京謁民房地產開發有限公司 江蘇 南京 210000

前言:在社會快速發展的今天，人們的生活質量得到了極大的改善，漸漸的人們將目光聚集在對建筑物質量的要求上。隨著我國建筑行業的快速發展，越來越多的設計師、工程師都參與到建筑行業的領域中。在工業建筑與民用建筑設計中，混凝土結構形式的實用性非常高，采用混凝土結構的工業建筑、民用建筑能夠極大的增加耐受程度和受力性能，加強對混凝土結構設計的研究，對提升工業與民用建筑質量有重要作用。

一、工業與民用建筑混凝土結構特征和結構形式

對于整個結構承受的荷載來說，工業建筑與民用建筑除了要考慮上部結構傳來的荷載以外，還要考慮水平荷載因素，同時不同天氣條件帶來的荷載影響也是不同的[1]。尤其是在風力因素、地震作用影響下，橫向作用力帶來的影響非常明顯。在工業建筑與民用建筑設計中，一定要多加關注建筑物的寬度以及高度，對建筑物結構的質量也要高度關注，根據有可能的受力狀況，對建筑物進行受力分析。目前工業建筑與民用建筑主要的結構形式有以下幾種類型：

第一種框架結構?？蚣芙Y構是由梁和柱共同組成框架來承受房屋全部荷載的結構體系?？蚣芙Y構優點在于使用壽命長、結構牢固、抗震效果好、平面布置靈活，同時能夠提供較大的使用空間，但框架結構也存在節點處應力集中顯著，結構的側向剛度小，施工受季節及環境的影響較大等缺點。

第二種剪力墻結構。剪力墻結構是由豎向的鋼筋混凝土墻板，水平方向仍然是鋼筋混凝土的大樓板搭載墻上共同構成的結構體系。剪力墻結構設計中一定要重視墻體上的開洞情況，剪力墻上洞口存在與否以及大小對其結構受力特性的影響是很大的，對于復雜的剪力墻結構受力分析，要選擇專門計算方法[2]。剪力墻主要抵抗水平荷載和承擔豎向荷載，由縱橫向墻體與樓板共同組成受力體系，這種結構抗震及抗風性能都是比較強的，適合建造層數較多的高層建筑，但缺點是不能提供大空間的房屋，結構的延性也較差。

第三種筒體結構。筒體結構是指由一個或者多個筒體作承重結構的高層建筑體系，包括框筒、筒中筒、桁架筒、成束筒等多種體系。筒體結構的空間作用十分明顯，布置十分復雜，它的分析過程一定要充分考慮空間結構的計算方法[3]。筒體結構屬于整體性較強的結構體系，簡體結構能夠有效抵抗水平荷載，整個建筑物的受力特點如同一個固定的封閉空心筒式懸臂梁抵抗水平力，這種結構體系成本比較高，框架較重。

二、工業與民用建筑混凝土結構的設計要點

（一）結構要求

相對于過去的建筑物，現在的建筑物在結構設計上會呈現出很大的不同。尤其是建筑物的上部結構和下部結構相連接的位置，在空間規律和剛度方面會表現出很大的不同。此外，國家相關機構制定的標準和規范對工業建筑與民用建筑結構設計環節，有明確規定不可以采用不合理設計方案，要不斷優化建筑結構設計。目的是減少施工質量問題和隱患發生，減少各種危險事故的發生概率、出現概率。

（二）平面布置

在建筑結構的設計中平面布置十分關鍵，工業建筑與民用建筑在平面布置環節一定要遵循扭轉效應這一原則。工業建筑與民用建筑混凝土結構布置要考慮地震作用帶來的偶然偏心，要做好豎向構件水平位移和層間位移考慮。要保障建筑物具備良好抗震性，同時保證平面形狀的設計要規則。

（三）豎向布置

工業建筑和民用建筑在混凝土結構豎向設計過程中，需要充分考慮建筑物結構的均衡性和穩定性。假設結構局部在性能和結構方面需要特殊處理就必須根據預期設計的規劃思路進行施工，否則絕不準許選擇大規模內外懸臂梁。另外，為了保障建筑物本身質量，確保工程結構合理性，建筑物結構豎向設計環節一定要充分考慮各種細節需求，遵循頂小底大原則。

三、工業與民用建筑混凝土結構設計思路

（一）材料選擇

工業建筑與民用建筑施工中，混凝土材料是經常被用到的。要根據建筑物使用的受力情況，選擇混凝土的強度等級，保障工程質量?；炷敛牧线x擇尤其要注意的是成本費用、結構剛度、持久性、耐高溫性、結構厚度，只有保證了這些方面，才能夠提高建筑物的質量。

（二）方案設計

工業建筑與民用建筑在混凝土結構設計的時候，需要根據使用要求確定結構形式。要多方案進行比較和分析，同時方案設計也要結合實際使用狀況，保證結構合理性、科學性作為準則，控制好經濟成本，保障其具備足夠的受力性能和結構穩定性，從而保障混凝土結構設計質量和效果。

（三）轉換層設計

轉換層設計要著重考慮的是豎向結構是否合理，要控制好剪力墻落地比例，以免結構剛度發生突然變化。要合理設置內部結構。地震作用對于建筑物的影響很大，設計中要控制好構件剛度比。

四、工業與民用建筑混凝土結構設計問題解決辦法

（一）結構扭轉

在建筑物混凝土結構設計環節，建筑物的結構重心、幾何中心、剛度中心沒有重合，導致建筑物混凝土結構水平方向沒有均勻受力，引起了結構扭矩問題。設計中設計者一定要合理、科學的對平面和立面進行布置，保證剛度和強度沿平面、立面分布均勻。

（二）受力問題

對于混凝土結構設計方案來說，設計人員結構設計的過程中只考慮建筑空間的設計，沒有考慮細節方面的設計要素，導致工業建筑、民用建筑在結構設計上受力不合理。要充分的考慮建筑物具體的結構特征細節，對主要受力部位的設計布局要予以重視。

（三）嵌固端問題

目前國內越來越多的建筑物都會設置地下室，通常嵌固端被設置在地下室頂板。施工時常因為嵌固端位置與施工步驟沖突，不得不調整結構設計思路，影響工期。對此設計中一定要明確嵌固端施工程序，保障嵌固端設置不影響到工程整體進度。

結語:對于現代建筑來說，混凝土結構的設計一定要確保設計人員擁有扎實的設計能力，把握關鍵環節與要點。同時要及時發現結構設計問題，為我國建筑行業的發展提供技術層面的支持和經驗上的幫助。在工業與民用建筑物設計中，要重視混凝土結構設計的合理性，對材料、方案、轉換層等方面都是結構設計中要重點考慮的內容。要充分解決建筑物的結構扭轉、承受荷載、嵌固端的設計問題，才能夠有效保障建筑物的設計質量。