谈混凝土结构设计要点

孙 健 洋

(山西晋设拓凡建筑设计咨询有限公司，山西 太原 030013)

1 概述

伴随着我国经济的迅猛发展，人们对住房的需求量也不断的增大。高层建筑的出现一定程度上减轻了城市的土地资源压力，充分的发挥了土地资源的作用。作为高层建筑的主要施工材料，混凝土结构在设计过程中关系着整个建筑的安全和稳定，一旦混凝土结构出现问题，将给相关企业和人员带来巨大的安全威胁和经济损失。因此，研究分析混凝土结构设计要点具有重要的现实意义。

2 混凝土建筑结构设计的现状

2.1 地基稳定性不足

在进行建筑的混凝土结构设计过程中，很容易受到地基稳定性的影响，导致结构出现缺陷，无法满足建筑结构设计的标准要求。其主要表现在以下两个方面：

1)地基承载力不足，导致建筑物的地基无法承受混凝土的重量，出现地基沉降或者偏移等问题，严重时甚至导致建筑物产生倒塌。

2)地基受力不均衡，导致建筑物本身的混凝土结构内部受力存在较大的不平衡问题，给混凝土结构带来巨大的损坏。

2.2 框架结构不全面

框架结构作为整个建筑物的核心支撑，其发挥着极其重要的作用。如果建筑物在框架结构设计过程中，存在角度、横梁控制不合理等问题，可能导致其框架结构与混凝土结构无法实现配合，一方面房屋的结构设计无法满足相关规范和标准要求，另外一方面需要对框架结构进行重新设计，消耗了大量的人力和物力，增大了建筑的成本投入。

3 混凝土结构设计的要求及特点

3.1 混凝土结构设计的要求

1)可靠度：所谓可靠度，就是建筑物在规定使用时间内所发挥的预定的功能，包括其结构的强度、承载力以及建筑物本身的稳定性和耐久性等。当建筑物超过了一定的使用时间后，其上述性能将出现不同程度的下降，甚至无法继续使用，否则将可能引发严重的安全事故。

2)功能性：在建筑进行结构设计过程中，首先应考虑建筑物的安全性要求，充分考虑建筑物结构的承载力和稳定性，确保建筑物在投入使用过程中，其结构可以始终保持较高的稳定性；其次应考虑建筑物的耐久性要求，尽可能延长建筑物结构的使用时间；最后应考虑建筑物的适用性要求，使其具有较高的工作性能，可以满足使用者不同的功能需求。

3.2 混凝土结构设计的特点

1)水平侧向力：在建筑结构设计过程中，尤其是高层建筑结构设计，水平侧向力对建筑混凝土结构的影响十分巨大。通常而言，建筑物所受到的水平力主要是指风荷载以及地震作用力。

2)刚度布置设计：在进行混凝土结构设计过程中，应确保建筑物本身保持一定的动力特性，例如自振频率等，因此应合理对混凝土结构的强度和刚度进行设计，从而有效的控制建筑结构所产生的层位移。

4 建筑中混凝土的结构设计要点

4.1 混凝土结构的平面设计要点

在进行混凝土结构设计时，其平面形状应选择受风力影响最小的形状，主要应考虑以下设计要点：

1)扭转影响：应结合建筑物本身的实际情况，参考地震作用力以及可能产生的偏心因素，合理的控制建筑物的最大水平位置移动和层间位置移动，降低扭转效应对混凝土结构的影响。

2)抗震设计：如果在进行建筑物混凝土结构平面设计过程中，无法对其结构和形状进行调整，且设计相对复杂时，可以通过防震缝的设计，将复杂的混凝土结构划分为几个简单的平面结构部分，从而将不规则的平面结构划分为相对形状规则的结构，从而提升建筑物混凝土结构的稳定性和抗震性能。

4.2 混凝土结构的竖向设计

混凝土结构的竖向结构设计相比较其平面设计而言，对建筑物的整体稳定性有着更直接的影响。现阶段，大部分建筑在进行竖向结构设计时，都采用相对规矩的布置形状，不仅满足人们的审美要求，而且一定程度上确保了建筑本身的稳定性和安全性。因此在进行混凝土结构竖向设计时，应注意以下要点：

1)在没有特殊要求的情况下，尽可能避免竖向结构出现内收或者外挑的不规则现象。

2)为了确保建筑物的稳定性，一般在进行混凝土结构设计时，采用上小下大的设计方法，从而确保建筑物结构的侧面保持匀称状态。

4.3 耐久性设计

在建筑物混凝土结构设计时，应充分考虑建筑周围的环境因素，提升结构本身的稳定性，同时严格把控混凝土的材料和造价，确保混凝土结构不仅符合相关的规定要求，也能保持持久的稳定性，确保其能够在规定的使用年限内正常使用。

4.4 框架结构设计

在建筑物当中，经常会出现大跨度的结构，连接混凝土结构，从而提高建筑物自身结构的稳定水平。因此，必须重视框架结构的设计，重视框架构造长度的设计，严禁出现框架结构长度超限。如果存在框架构造超过规定范围的情况，应当对框架连接处，采用密实缝隙对长度设计进行平衡，避免失衡偏重等问题的出现。

4.5 抗震结构设计

对于建筑物而言，在进行混凝土结构设计过程中，必须结合当地的地震发生频率以及抗震等级，采取相对应的抗震结构设计。在进行抗震等级设计过程中，一般应重视建筑物的抗震防烈度、高度以及结构类型等三个因素。

此外，如果建筑物存在地下室，应结合地下室与建筑物主体不同的连接关系，采用不同的抗震结构设计。如果地下室作为建筑物的嵌固端，则应采用相同等级的抗震强度对地下室的混凝土结构进行设计；如果地下室不作为建筑物的嵌固端，则可以根据实际情况，适当的减少地下室的抗震等级。

4.6 剪力墙的布置

在建筑混凝土结构设计过程中，剪力墙具有极其重要的作用，关系着整个建筑整体结构的安全性和稳定性。在进行剪力墙设计过程中，首先为了避免剪力墙因为刚度变化导致建筑出现侧移问题，应尽可能对剪力墙结构采用连续性的设计，确保其抗侧刚度可以得到有效分担。其次还需要对墙体的具体受力情况进行全面的分析，从而确保剪力墙结构设计的合理性和使用效果。最后应重视剪力墙自身的墙体延性，从而避免剪力墙受到连梁应力，出现严重拉伸或者弯曲，出现无法恢复的剪切破坏。

5 结语

随着科学技术的发展，混凝土结构在建筑工程的角色日渐重要。它不仅提高了建筑物的功能性，而且提高了建筑物的质量。因此，相关工作者应当重视自身专业技术能力的提升，结合建筑工程的实际情况，科学合理的进行混凝土结构的设计，确保建筑的安全性和稳定性，提高建筑结构的抗震性能和使用寿命，推动我国建筑行业的可持续发展。