关于建筑工程混凝土结构设计注意事项的探讨

王康 苏继荣

【摘要】建筑工程结构设计不仅关系着建筑工程质量，还关系着人们的日常生活。做好建筑工程的结构设计，能够保证工程结构的合理科学，提高建筑工程的质量。本文阐述了建筑工程混凝土结构设计的要点以及建筑工程混凝土结构设计的特点与原则，对建筑结构设计的注意事项进行了探讨分析。

【关键词】建筑工程；混凝土；结构设计； 要点；特点；原则；注意事项

一、建筑工程混凝土结构设计要点

1、结构选型。结构选型需要考虑结构规则性问题、结构超高问题以及嵌固端设置问题。建筑的结构规范新旧版本有着很大的不同，在新规范中，对于结构的限制条件也有所增加。并且，新规范明文规定建筑不应采用严重不规则的设计方案。因此，结构工程师需要在执行新规范时多注意不同之处，避免施工设计时处于被动状态。建筑结构的总高度在抗震规范以及高度规范当中都有着严格的限制，新规范中对于超高问题有了新的规定，增加了除了a级高度建筑以外的b级高度建筑。所以在进行结构选型时需要注意控制超高问题。建筑往往带有地下室，因此结构设计工程师需要对嵌固端设置进行重视。

2、概念设计。基于建筑工程结构的抗震能力，在结构设计过程中需要设计人员在设计时采用结构概念设计。这种设计方式对建筑师以及结构设计师有很高的要求，必需严格地遵守结构概念设计的规范规程以及各项规定，设计过程中需要对建筑结构进行全面的分析，不能仅仅依靠计算来进行设计。在进行结构体系设计时，需要对结构选型以及平面布置的规律提高重视程度，选用具有较好的抗震能力以及抗风性能，并且经济性较高的结构类型，并要对结构进行计算简图的设计，保证结构的地震力有合理的传递，并保证在两个主轴方向有相近的动力特性。另外，概念设计可以保证建筑受到中等级地震后可以通过修复继续使用，而在遇到高等级地震时可以保证不倒。为保证"中震可修，大震不倒"的目标，需要专家对设计提出具体指标，对建筑的稳定性以及弹性进行完善的设计。

二、建筑工程混凝土结构设计的特点与原则

1、建筑工程混凝土结构设计的特点。（1）建筑结构刚度的适宜性。随着建筑的高度的不断增长、侧向位移较大的建筑越来越多。因此，在建筑设计中，不但结构强度的要求非常重要，也不能忽视结构的适用性，确保了结构的合理振动频率、控制水平层位移。（2）结构应具有良好的延性。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。建筑结构的耐震主要取決于结构的承载力和变形能力两个因素。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免建筑在大震下倒塌，必须在满足必要强度的前提下，通过优良的概念设计和合理的构造措施，来提高整个结构、特别是薄弱层（部位）的变形能力，来保证结构具有足够的延性。因此，在结构设计中应综合考虑这些因素，合理设计，使结构具有足够的强度、适宜的刚度、良好的延性。（3）侧向力的把握。在建筑结构设计过程中，侧向力已成为结构形变及内部结构发生变化的主要影响因素，无论是民用建筑还是在建筑，所有在自重、雪活荷载和负荷、负荷力，再加上风、地震和力水平影响都会作用在结构上，水平荷载内力和位移逐渐增加，因此水平荷载和地震力是其主要的控制因素。

2、建筑工程混凝土结构设计的原则.（1）结构性。在混凝土结构设计过程中，要充分了解其结构与各要素是非常重要的。建筑结构决定着建筑的性能和质量，同时它也是性能的载体，还可以反作用于结构。（2）整体性。混凝土结构设计的整体性是指把各个部分组成一个整体，研究整体的功能和设计规律，从整体和部分中发现整体的特征。（3）整合性。混凝土结构设计中存在差异整合，使建筑的各个部分合理的组合在一起，差异的部分相互互补，相互支持，相互需要，保证着整合后的性能。建筑结构的形成也离不开差异整合，充分体现了它的重要性。 （4）动态性。混凝土结构设计的动态原则是把握系统的内外联系，以及发展趋势，动力规律、方式等方面，使混凝土在建筑中得到更好地应用。

三.建筑工程混凝土结构设计的注意事项

1、结构体系的注意事项。结构体系的选择应从建筑、结构、施工技术条件、建材、经济等各专业综合考虑。结构的规则性问题。规范在这方面有相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，采用强制性条文明确规定"建筑不应采用严重不规则的设计方案。"因此，结构工程师在遵循规范规定上必须格外注意，避免后期施工图设计阶段工作的被动。结构的超高问题。在抗震规范与高规中，对结构总高度都有严格限制，除将原来的限制高度设定为A级高度建筑外，还增加了B级高度建筑，因此，必须对结构高度严格控制，一旦结构为B级高度建筑或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。

2、设缝的注意事项。温度伸缩缝、沉降缝、防震缝是建筑结构设计中较重要的构造措施。对温度伸缩缝，其影响因素很多，规范用规定结构伸缩缝的最大间距来控制，还规定了最大间距宜适当减小和适当放宽的情况，应根据实际工程的具体情况执行相关条文。沉降缝由于同一建筑物中各部分基础显著的沉降差产生，在设计中，通常用"放"、"抗"、"调"等办法解决，即设沉降缝、采用刚度大的基础、调整各部分基础形式或施工顺序。防震缝在规范中有明确规定，但应据实际情况适当放宽或缩小。

3、侧向位移限值的注意事项。高层建筑结构的水平位移随着高度增长而迅速变大，为防止位移过大，规范对顶点位移和层间位移都作了限制。控制顶点位移u/h的主要目的是保证建筑内人体有舒适感和防止房屋在罕遇地震时倒塌。但控制房屋在罕遇地震时倒塌与否的条件是结构极限变形能力而不是u/h限值。另外，为使结构具有较好的防倒塌能力，应在结构计算中考虑相关效应。控制层间位移△u/h的主要目的是防止填充墙、装饰物等非结构构件的开裂和损坏。

4、扭转的注意事项。建筑三心为几何形心、刚度中心、结构重心，在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用发生扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能使建筑物做到三心合一。在水平荷载作用下，高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀，减轻结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简单平面形式。在某些情况下，由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制，高层建筑不可能全部采用简单平面形式，当需要采用不规则L形、T形、十字形等比较复杂的平面形式时，应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内，同时，在结构平面布置时，应尽可能使结构处于对称状态。

结束语

城市化建设的快速推进，使得建筑体型规模越来越大，对结构设计人员的要求越来越高。而建筑主要都采用钢筋混凝土结构，这种结构有着较高的强度以及荷载能力，可以保证建筑的结构稳定，因此对其进行研究分析具有重要的现实意义。

参考文献：

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[2] 张庆国，丁海英.完善高层建筑工程混凝土结构设计的探讨[J].科技与企业，2013

[3]王艳霞，建筑结构设计中的结构概念应用[J].中华民居，2010