探讨建筑工程混凝土结构设计中的相关问题

何均权

摘要：混凝土结构设计中，使结构安全适用、经济合理、是结构工程师的任务和责任。混凝土结构的出现给建筑带来了新的力量的同时也带来了建筑的相关问题。结合工程实际以笔者的经验，对几个常见问题提出的一点见解。

关键词：混凝土；建筑；设计；经济

钢筋混凝土结构是现代建筑工程建设中最为常见的一种结构形式。相对于其它结构而言，钢筋混凝土结构具有刚度大、承载能力高、耐久性耐火性好等优点，并且成本相对较低，因此在建筑工程中得到了广泛的应用。为了保证混凝土结构设计质量，避免质量问题的发生，我们从各个阶段入手，对一些常见问题进行分析，并给出相应解决办法。

1 建筑工程混凝土结构设计方法存在的问题

1.1技术标准和安全系数存在着差距过大的问题

在建筑工程混凝土结构设计方法中存在技术标准的偏差，技术标准不明确并且偏差过大。在建筑设计中没有制定相应的技术标准。同时又存在着安全系数的问题。根据国内现行混凝土结构设计规范要求，结构安全可靠度是、规定、荷载作用下的强度保证率。设计规范结构可靠度只是对结构构件来说的，其安全性主要取决与荷载取值，安全系数设置与荷载系数取值之间存在着较大的关系。据调查资料显示，国内规范动荷载安全系数要比美国、英国低 14%～21%，比欧洲低 7%；强度安全系数比欧美国家低大约 15%，钢材强度安全系数低 6%。比如，根据国内规范设计的柱子若动、静载之比为 1：2，因荷载、材料影响承载力较英美国家规范设计承载力大约低 35%，而较欧洲国家也低 28%。由此可见，技术标准和安全系数存在着差距过大的问题，需要解决。

1.2设计和实施过程中人为的错误

在混凝土结构设计方法中存在人为的错误。由于设计人存在的设计偏差和错误，导致设计方法存在了问题。很多设计者计算不够准确，设计过于粗糙并且缺乏设计的经验，导致设计出现了人为的错误。很多企业在对相关设计招取设计人员中没有针对不同的设计者完成其擅長领域的工作。每一个设计师都有擅长的领域，要根据具体的工作去完成，对设计师的擅长方向要进行了解。同时很多企业没有进行相关的设计管理，要在不同程度上加以辅导和监督，防止出现人为错误。很多设计师没有认真的工作态度，并且技术不过关，这使工作方法出现了问题，缺乏职业道德也使工作方法出现了问题，这些人为的问题为结构设计带来诟病。

2 解决建筑混凝土结构设计方法问题的相关措施

2.1基础设计阶段存在的问题及解决办法

基础工程是建筑工程建设的重要环节，既影响着工程整体质量、安全，又在工程造价中占据重要位置。因此基础设计至关重要。

2.1.1 地基承载力问题

在基础设计之前，应选择合适的土层作为基础持力层。持力层的承载力决定着基础方案选型和基底面积的大小。不同持力层的承载力差异很大，造成所选基础方案可能完全不同，进而对基础造价造成极大的影响。可见选择合适的持力土层的重要性。当在持力层以下一定深度范围内存在承载力明显偏低土层时，则需按照《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011要求，进行软弱下卧层的承载力验算。以往设计中设计人员往往注意到软弱下卧层的变形验算，而忽略了其承载力的验算。当软弱下卧层的承载力不满足要求时，对工程整体的安全性影响极大，需引起设计人员的足够重视。当下卧层承载力不满足要求时，可采用深基础（如桩基础）穿过软弱土层，或对软弱土层进行地基处理，使其承载力和变形满足要求。

2.2上部结构设计阶段问题解决办法

对于框架剪力墙结构，在上部结构设计时，由于剪力墙布置的不均匀，会出现单肢剪力墙刚度过大，造成应力的过度集中，地震时容易造成部分剪力墙的提前破坏。同时，与之相连的结构构件，比如连梁、框架梁等构件的设计难度也很大。在进行结构构件布置时，首先要考虑建筑物的抗震性能，设置多道抗震防线，提高结构的延性。作为第一道防线的剪力墙，布置时应沿两个主轴方向，均匀布置在建筑物的周边、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大部位，墙间距不宜过大；平面形状凹凸较大时，宜在凸出部位的端部布置剪力墙；单片剪力墙承担的水平剪力不应超过结构底部总水平剪力的 30%；纵横剪力墙宜组成 L 形、T形及槽形；剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近。将剪力墙设置为四周有梁柱的带边框墙，同时要控制每肢墙的高宽比，必要时可设结构洞口或结构竖缝使变成双肢墙或多肢墙。对于第二道防线的剪力墙连梁，设计时应尽量控制其跨高比。试验表明：当连梁的跨高比为 5 时，延性和耗能很好；当跨高比降至 1 时，耗能很小，最后弯剪破坏。当连梁跨高比较小时，可在 1/2 梁高的中性面上留一水平通缝，将其分为上下等高的两个连梁，可有效提高其延性。

3 结语

作为一名结构工程师，在几年的结构设计中，充分体会到结构概念设计和构造设计的重要性。这就要求结构设计者对设计规范、设计理论尽可能的理解。工程实践中遇到的令人困惑的棘手问题，要多向老工程师求教。总而言之，结构设计尽力做到技术先进，经济合理，安全适用，快速设计。由于我们水平有限，难免有不妥之处，敬请指教。