談混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)

孫 健 洋

(山西晉設(shè)拓凡建筑設(shè)計咨詢有限公司，山西 太原 030013)

1 概述

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人們對住房的需求量也不斷的增大。高層建筑的出現(xiàn)一定程度上減輕了城市的土地資源壓力，充分的發(fā)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(jié)構(gòu)在設(shè)計過程中關(guān)系著整個建筑的安全和穩(wěn)定，一旦混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，將給相關(guān)企業(yè)和人員帶來巨大的安全威脅和經(jīng)濟(jì)損失。因此，研究分析混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)具有重要的現(xiàn)實意義。

2 混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀

2.1 地基穩(wěn)定性不足

在進(jìn)行建筑的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，很容易受到地基穩(wěn)定性的影響，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)缺陷，無法滿足建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)要求。其主要表現(xiàn)在以下兩個方面：

1)地基承載力不足，導(dǎo)致建筑物的地基無法承受混凝土的重量，出現(xiàn)地基沉降或者偏移等問題，嚴(yán)重時甚至導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生倒塌。

2)地基受力不均衡，導(dǎo)致建筑物本身的混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部受力存在較大的不平衡問題，給混凝土結(jié)構(gòu)帶來巨大的損壞。

2.2 框架結(jié)構(gòu)不全面

框架結(jié)構(gòu)作為整個建筑物的核心支撐，其發(fā)揮著極其重要的作用。如果建筑物在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，存在角度、橫梁控制不合理等問題，可能導(dǎo)致其框架結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)無法實現(xiàn)配合，一方面房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計無法滿足相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求，另外一方面需要對框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計的要求及特點(diǎn)

3.1 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求

1)可靠度：所謂可靠度，就是建筑物在規(guī)定使用時間內(nèi)所發(fā)揮的預(yù)定的功能，包括其結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、承載力以及建筑物本身的穩(wěn)定性和耐久性等。當(dāng)建筑物超過了一定的使用時間后，其上述性能將出現(xiàn)不同程度的下降，甚至無法繼續(xù)使用，否則將可能引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。

2)功能性：在建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，首先應(yīng)考慮建筑物的安全性要求，充分考慮建筑物結(jié)構(gòu)的承載力和穩(wěn)定性，確保建筑物在投入使用過程中，其結(jié)構(gòu)可以始終保持較高的穩(wěn)定性；其次應(yīng)考慮建筑物的耐久性要求，盡可能延長建筑物結(jié)構(gòu)的使用時間；最后應(yīng)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(jié)構(gòu)設(shè)計的特點(diǎn)

1)水平側(cè)向力：在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，尤其是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，水平側(cè)向力對建筑混凝土結(jié)構(gòu)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(fēng)荷載以及地震作用力。

2)剛度布置設(shè)計：在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)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(yīng)合理對混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行設(shè)計，從而有效的控制建筑結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的層位移。

4 建筑中混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)

4.1 混凝土結(jié)構(gòu)的平面設(shè)計要點(diǎn)

在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時，其平面形狀應(yīng)選擇受風(fēng)力影響最小的形狀，主要應(yīng)考慮以下設(shè)計要點(diǎn)：

1)扭轉(zhuǎn)影響：應(yīng)結(jié)合建筑物本身的實際情況，參考地震作用力以及可能產(chǎn)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(zhuǎn)效應(yīng)對混凝土結(jié)構(gòu)的影響。

2)抗震設(shè)計：如果在進(jìn)行建筑物混凝土結(jié)構(gòu)平面設(shè)計過程中，無法對其結(jié)構(gòu)和形狀進(jìn)行調(diào)整，且設(shè)計相對復(fù)雜時，可以通過防震縫的設(shè)計，將復(fù)雜的混凝土結(jié)構(gòu)劃分為幾個簡單的平面結(jié)構(gòu)部分，從而將不規(guī)則的平面結(jié)構(gòu)劃分為相對形狀規(guī)則的結(jié)構(gòu)，從而提升建筑物混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗震性能。

4.2 混凝土結(jié)構(gòu)的豎向設(shè)計

混凝土結(jié)構(gòu)的豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計相比較其平面設(shè)計而言，對建筑物的整體穩(wěn)定性有著更直接的影響。現(xiàn)階段，大部分建筑在進(jìn)行豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計時，都采用相對規(guī)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(wěn)定性和安全性。因此在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)豎向設(shè)計時，應(yīng)注意以下要點(diǎn)：

1)在沒有特殊要求的情況下，盡可能避免豎向結(jié)構(gòu)出現(xiàn)內(nèi)收或者外挑的不規(guī)則現(xiàn)象。

2)為了確保建筑物的穩(wěn)定性，一般在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時，采用上小下大的設(shè)計方法，從而確保建筑物結(jié)構(gòu)的側(cè)面保持勻稱狀態(tài)。

4.3 耐久性設(shè)計

在建筑物混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)充分考慮建筑周圍的環(huán)境因素，提升結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性，同時嚴(yán)格把控混凝土的材料和造價，確保混凝土結(jié)構(gòu)不僅符合相關(guān)的規(guī)定要求，也能保持持久的穩(wěn)定性，確保其能夠在規(guī)定的使用年限內(nèi)正常使用。

4.4 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計

在建筑物當(dāng)中，經(jīng)常會出現(xiàn)大跨度的結(jié)構(gòu)，連接混凝土結(jié)構(gòu)，從而提高建筑物自身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定水平。因此，必須重視框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，重視框架構(gòu)造長度的設(shè)計，嚴(yán)禁出現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)長度超限。如果存在框架構(gòu)造超過規(guī)定范圍的情況，應(yīng)當(dāng)對框架連接處，采用密實縫隙對長度設(shè)計進(jìn)行平衡，避免失衡偏重等問題的出現(xiàn)。

4.5 抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計

對于建筑物而言，在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡卣鸢l(fā)生頻率以及抗震等級，采取相對應(yīng)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計。在進(jìn)行抗震等級設(shè)計過程中，一般應(yīng)重視建筑物的抗震防烈度、高度以及結(jié)構(gòu)類型等三個因素。

此外，如果建筑物存在地下室，應(yīng)結(jié)合地下室與建筑物主體不同的連接關(guān)系，采用不同的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計。如果地下室作為建筑物的嵌固端，則應(yīng)采用相同等級的抗震強(qiáng)度對地下室的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計；如果地下室不作為建筑物的嵌固端，則可以根據(jù)實際情況，適當(dāng)?shù)臏p少地下室的抗震等級。

4.6 剪力墻的布置

在建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，剪力墻具有極其重要的作用，關(guān)系著整個建筑整體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。在進(jìn)行剪力墻設(shè)計過程中，首先為了避免剪力墻因為剛度變化導(dǎo)致建筑出現(xiàn)側(cè)移問題，應(yīng)盡可能對剪力墻結(jié)構(gòu)采用連續(xù)性的設(shè)計，確保其抗側(cè)剛度可以得到有效分擔(dān)。其次還需要對墻體的具體受力情況進(jìn)行全面的分析，從而確保剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和使用效果。最后應(yīng)重視剪力墻自身的墻體延性，從而避免剪力墻受到連梁應(yīng)力，出現(xiàn)嚴(yán)重拉伸或者彎曲，出現(xiàn)無法恢復(fù)的剪切破壞。

5 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，混凝土結(jié)構(gòu)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(zhì)量。因此，相關(guān)工作者應(yīng)當(dāng)重視自身專業(yè)技術(shù)能力的提升，結(jié)合建筑工程的實際情況，科學(xué)合理的進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計，確保建筑的安全性和穩(wěn)定性，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和使用壽命，推動我國建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。