探討建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的相關(guān)問(wèn)題

何均權(quán)

摘要：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，使結(jié)構(gòu)安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、是結(jié)構(gòu)工程師的任務(wù)和責(zé)任?；炷两Y(jié)構(gòu)的出現(xiàn)給建筑帶來(lái)了新的力量的同時(shí)也帶來(lái)了建筑的相關(guān)問(wèn)題。結(jié)合工程實(shí)際以筆者的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)幾個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題提出的一點(diǎn)見(jiàn)解。

關(guān)鍵詞：混凝土；建筑；設(shè)計(jì)；經(jīng)濟(jì)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑工程建設(shè)中最為常見(jiàn)的一種結(jié)構(gòu)形式。相對(duì)于其它結(jié)構(gòu)而言，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有剛度大、承載能力高、耐久性耐火性好等優(yōu)點(diǎn)，并且成本相對(duì)較低，因此在建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。為了保證混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量，避免質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生，我們從各個(gè)階段入手，對(duì)一些常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析，并給出相應(yīng)解決辦法。

1 建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法存在的問(wèn)題

1.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全系數(shù)存在著差距過(guò)大的問(wèn)題

在建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法中存在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的偏差，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不明確并且偏差過(guò)大。在建筑設(shè)計(jì)中沒(méi)有制定相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)又存在著安全系數(shù)的問(wèn)題。根據(jù)國(guó)內(nèi)現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，結(jié)構(gòu)安全可靠度是、規(guī)定、荷載作用下的強(qiáng)度保證率。設(shè)計(jì)規(guī)范結(jié)構(gòu)可靠度只是對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件來(lái)說(shuō)的，其安全性主要取決與荷載取值，安全系數(shù)設(shè)置與荷載系數(shù)取值之間存在著較大的關(guān)系。據(jù)調(diào)查資料顯示，國(guó)內(nèi)規(guī)范動(dòng)荷載安全系數(shù)要比美國(guó)、英國(guó)低 14%～21%，比歐洲低 7%；強(qiáng)度安全系數(shù)比歐美國(guó)家低大約 15%，鋼材強(qiáng)度安全系數(shù)低 6%。比如，根據(jù)國(guó)內(nèi)規(guī)范設(shè)計(jì)的柱子若動(dòng)、靜載之比為 1：2，因荷載、材料影響承載力較英美國(guó)家規(guī)范設(shè)計(jì)承載力大約低 35%，而較歐洲國(guó)家也低 28%。由此可見(jiàn)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全系數(shù)存在著差距過(guò)大的問(wèn)題，需要解決。

1.2設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程中人為的錯(cuò)誤

在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法中存在人為的錯(cuò)誤。由于設(shè)計(jì)人存在的設(shè)計(jì)偏差和錯(cuò)誤，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方法存在了問(wèn)題。很多設(shè)計(jì)者計(jì)算不夠準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)過(guò)于粗糙并且缺乏設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)出現(xiàn)了人為的錯(cuò)誤。很多企業(yè)在對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)招取設(shè)計(jì)人員中沒(méi)有針對(duì)不同的設(shè)計(jì)者完成其擅長(zhǎng)領(lǐng)域的工作。每一個(gè)設(shè)計(jì)師都有擅長(zhǎng)的領(lǐng)域，要根據(jù)具體的工作去完成，對(duì)設(shè)計(jì)師的擅長(zhǎng)方向要進(jìn)行了解。同時(shí)很多企業(yè)沒(méi)有進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)管理，要在不同程度上加以輔導(dǎo)和監(jiān)督，防止出現(xiàn)人為錯(cuò)誤。很多設(shè)計(jì)師沒(méi)有認(rèn)真的工作態(tài)度，并且技術(shù)不過(guò)關(guān)，這使工作方法出現(xiàn)了問(wèn)題，缺乏職業(yè)道德也使工作方法出現(xiàn)了問(wèn)題，這些人為的問(wèn)題為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)詬病。

2 解決建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法問(wèn)題的相關(guān)措施

2.1基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段存在的問(wèn)題及解決辦法

基礎(chǔ)工程是建筑工程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，既影響著工程整體質(zhì)量、安全，又在工程造價(jià)中占據(jù)重要位置。因此基礎(chǔ)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

2.1.1 地基承載力問(wèn)題

在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)之前，應(yīng)選擇合適的土層作為基礎(chǔ)持力層。持力層的承載力決定著基礎(chǔ)方案選型和基底面積的大小。不同持力層的承載力差異很大，造成所選基礎(chǔ)方案可能完全不同，進(jìn)而對(duì)基礎(chǔ)造價(jià)造成極大的影響?？梢?jiàn)選擇合適的持力土層的重要性。當(dāng)在持力層以下一定深度范圍內(nèi)存在承載力明顯偏低土層時(shí)，則需按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011要求，進(jìn)行軟弱下臥層的承載力驗(yàn)算。以往設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員往往注意到軟弱下臥層的變形驗(yàn)算，而忽略了其承載力的驗(yàn)算。當(dāng)軟弱下臥層的承載力不滿足要求時(shí)，對(duì)工程整體的安全性影響極大，需引起設(shè)計(jì)人員的足夠重視。當(dāng)下臥層承載力不滿足要求時(shí)，可采用深基礎(chǔ)（如樁基礎(chǔ)）穿過(guò)軟弱土層，或?qū)浫跬翆舆M(jìn)行地基處理，使其承載力和變形滿足要求。

2.2上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段問(wèn)題解決辦法

對(duì)于框架剪力墻結(jié)構(gòu)，在上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，由于剪力墻布置的不均勻，會(huì)出現(xiàn)單肢剪力墻剛度過(guò)大，造成應(yīng)力的過(guò)度集中，地震時(shí)容易造成部分剪力墻的提前破壞。同時(shí)，與之相連的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，比如連梁、框架梁等構(gòu)件的設(shè)計(jì)難度也很大。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置時(shí)，首先要考慮建筑物的抗震性能，設(shè)置多道抗震防線，提高結(jié)構(gòu)的延性。作為第一道防線的剪力墻，布置時(shí)應(yīng)沿兩個(gè)主軸方向，均勻布置在建筑物的周邊、樓梯間、電梯間、平面形狀變化及恒載較大部位，墻間距不宜過(guò)大；平面形狀凹凸較大時(shí)，宜在凸出部位的端部布置剪力墻；單片剪力墻承擔(dān)的水平剪力不應(yīng)超過(guò)結(jié)構(gòu)底部總水平剪力的 30%；縱橫剪力墻宜組成 L 形、T形及槽形；剪力墻的布置宜使結(jié)構(gòu)各主軸方向的側(cè)向剛度接近。將剪力墻設(shè)置為四周有梁柱的帶邊框墻，同時(shí)要控制每肢墻的高寬比，必要時(shí)可設(shè)結(jié)構(gòu)洞口或結(jié)構(gòu)豎縫使變成雙肢墻或多肢墻。對(duì)于第二道防線的剪力墻連梁，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量控制其跨高比。試驗(yàn)表明：當(dāng)連梁的跨高比為 5 時(shí)，延性和耗能很好；當(dāng)跨高比降至 1 時(shí)，耗能很小，最后彎剪破壞。當(dāng)連梁跨高比較小時(shí)，可在 1/2 梁高的中性面上留一水平通縫，將其分為上下等高的兩個(gè)連梁，可有效提高其延性。

3 結(jié)語(yǔ)

作為一名結(jié)構(gòu)工程師，在幾年的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，充分體會(huì)到結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造設(shè)計(jì)的重要性。這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范、設(shè)計(jì)理論盡可能的理解。工程實(shí)踐中遇到的令人困惑的棘手問(wèn)題，要多向老工程師求教。總而言之，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)盡力做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全適用，快速設(shè)計(jì)。由于我們水平有限，難免有不妥之處，敬請(qǐng)指教。