浅析混凝土结构设计当中常见问题

邹斌 朱正 王琪

摘要：混凝土结构在现代工程当中具有很大的应用量，其结构设计问题对整个建筑工程的质量有重要的影响。本文针对混凝土设计当中容易出现的一些常见问题进行了分析，主要包括基础设计、上部结构以及混凝土结构的裂缝控制等方面的问题，同时结合混凝土结构设计的实际对上述常见问题提出了针对性的解决措施，为混凝土结构设计提供了较好的参考。

关键词：混凝土结构；结构设计；常见问题

引言

混凝土结构设计在我国已经有了较好的发展，已经形成了比较完整的规法体系，但是结构设计由于其实际的工作环境以及施工条件的限制，在很多具体的问题上还存在很多的问题，为了更好的提高混凝土结构的质量，使得整个建筑可以做到设计优良、技术先进、经济效益以及安全舒适的要求，在结构设计时就必须要注意相关的问题，设计时坚决贯彻执行国家相关规法和标准。

1、地基与基础设计过程中存在的问题

（1）在进行独立基础的设计时，尤其是带梁板的独立基础设计时，对于地下室底板的设计往往容易忽略很多的问题，其中最大问题就是由于整个建筑物的沉降导致的附件应力的计算。在结构设计时，整个独立基础和地下室底板都会因为上部荷载的作用而发生沉降，整个地下结构将会变形，在共同受力的条件下，如果没有对可能产生的附加应力加以考虑就会使得底板的设计偏于不安全，使得整个地下底板的承载力不足导致裂缝的形成。尤其是在一些天然的基础中，由于沉降导致的附加应力作用就会更加明显。如果整个工程的地基沉降量较小还可以使用底板和持力层之间添加褥垫的方式进行处理，如果大尺度的沉降将会对整个建筑造成巨大的影响。

（2）现代建筑一般都会设置地下室，如果发现地下水位处在较高的位置就需要在设计时特别的注意，在进行室外地坪的地下结构设计时，其外表应该做大简洁，以便于进行建筑防水施工。特别是对于柱下承台的结构形式，在其影响之下，基槽的形状一般都是不清楚的，存在很多的阴阳角，致使整个建筑工程的防水施工的难度加大，防水工程的质量就会受到很大的影响。对于建筑物来说，防水质量差将会直接影响到建筑物的使用寿命。可以在地下室内部添加滤水层或者是覆盖土层的方法进行处理，在保证施工的工程质量的同时，使用的进度也不会受到影响。

（3）在进行结构设计时往往都会进行很多的假设，结构设计都是在这些假设上面进行的。外墙的配筋和地下室的底板设计中，很容易出现实际情况和预先假设的情况不一致。在进行地下室外墙设计时，很多工程当中外墙有扶壁柱，对于其尺寸沒有进行区分，都是按照双向板进行计算的，但是在进行地下室结构的整体配筋是，计算机电算是没有按照双向板进行设计计算的，这就使得整个外墙和扶壁柱在设计上存在区别，根据变形协调关系，导致的结果就是扶壁柱的配筋较少、外墙纵向配筋过度，但是竖向配筋不足。

2、上部结构设计中存在的问题

框剪结构，剪力墙的布置要均匀，不要出现单肢刚度过大的剪力墙，以免应力过于集中，一旦破坏，将构成严重影响。而且，与之相关联的基础，连梁等构件的设计难度都会加大。刚度较大的第一级别的剪力墙（同一级别的剪力墙是指刚度相近，比值小于2时的墙肢），其墙肢数不应少于4肢。当遇到中震时，我们应考虑第一级别的剪力墙进入塑性后，还应有小级别的剪力墙来维持建筑物变形不致过大，产生次生灾害。这就是多道设防的概念。但当遇到大震时，小级别的剪力墙也进入塑性阶段后，建筑物基本已经破坏了。此时，我们应该通过我们的设计有选择地让梁破坏，从而保证柱子的完整性，来保证建筑不倒，或缓倒，以争取时间，减少人员的伤亡。这就是我们说的延性设计。

3、混凝土结构设计中的裂缝问题

3.1结构裂缝

对于混凝土结构来说，现浇混凝土结构由于其配筋数量以及混凝土结构构件之间的材料使用不尽相同，所以构件之间的刚度存在差异是不可避免的，在结构当中就很容易形成刚度的相对薄弱区，一旦受力出现问题就会产生裂缝，例如混凝土建筑物的墙角处、混凝土楼板处等。

3.2温度裂缝

温度裂缝在混凝土结构当中是最为常见的一种裂缝形式，主要就是因为混凝土结构的体量不断变大，水泥在水化的时候由于温差的变化产生了热胀冷缩的现象，这种结构变形很容易产生温度应力，当结构当中的温度拉应力大于混凝土的极限值时，就会产生裂缝，使得混凝土当中的钢筋出现锈蚀的情况，影响结构的耐久性。

3.3构造裂缝

当前的混凝土结构使用的配合比一般水灰比都比较大，或者是在施工当中由于模板的滑动，振捣的不充分都会导致混凝土产生构造裂缝。尤其是在混凝土养护过程当中由于混凝土的水化硬化，水泥基材料体积会减少，再加上水分的蒸发，致使混凝土产生收缩的现象。

4、混凝土结构设计问题的对策

4.1计算体系的合理简化

在结构设计当中，针对实际的结构形式通常都需要对其进行结构的简化，这样可以将复杂的问题简单化。对于结构计算来说，结构的简化主要是在对实际结构的充分认识以及相关的结构概念的基础上进行的，有的设计人员在进行结构计算模型的简化时容易忽略很多重要的问题，例如结构的变形以及受力问题等，这些都结构最终的受力计算结构会有很大的影响，直至最终影响到结构的配筋计算。所以在结构计算模型的简化时应该做到合理，对于容易忽略的细部结构进行重点关注，受力情况和变形分析不能忽略，保证采用的结构计算模型的合理性。

4.2适当设计尺寸

在前面的讲述中已经提到，由于结构的变形和结构材料的温度变形都会使得整个混凝土结构产生裂缝，导致整个混凝土结构的耐久性下降，同时由于目前的混凝土结构的体量都比较大，结构因为温差产生的变形比较严重，就会产生一些具有破坏性的裂缝，例如混凝土楼板形成横向裂缝。在进行设计时应该对结构的尺寸进行考虑，在满足设计需求的同时还需要对结构的变形以及裂缝进行考虑。

4.3规则的结构形状和布置

如果在进行结构设计时进行结构形状的选择以及结构布置采用了不规则的布置，那么就很容易导致整个结构在不同的方向上的刚度存在差异。结构在受力的情况下产生的变形就不一样，结构不同部位的变形差就很容易在其内部产生附加应力，使得整个结构出现薄弱的部位，甚至会产生裂缝等情况。所以说在进行结构的形状以及布置的选择时应该尽量做到规则，保证结构的整体受力和变形均衡，避免因为过大的变形差导致的结构破坏。

5、结束语

对于建筑结构来说，其工程质量的好坏将会直接关系到人的生命财产安全，因此混凝土结构设计的责任是比较重大的。同时伴随着现在建筑结构材料的不断变化，结构形式不断更新，因此在结构设计工作当中需要不断进行学习，加强研究，做好结构设计的细部工作的同时，总结结构设计当中经常出现的问题，努力提高建筑工程质量。

参考文献

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