工业与民用建筑混凝土结构设计办法分析

邵长军

南京谒民房地产开发有限公司 江苏 南京 210000

前言:在社会快速发展的今天，人们的生活质量得到了极大的改善，渐渐的人们将目光聚集在对建筑物质量的要求上。随着我国建筑行业的快速发展，越来越多的设计师、工程师都参与到建筑行业的领域中。在工业建筑与民用建筑设计中，混凝土结构形式的实用性非常高，采用混凝土结构的工业建筑、民用建筑能够极大的增加耐受程度和受力性能，加强对混凝土结构设计的研究，对提升工业与民用建筑质量有重要作用。

一、工业与民用建筑混凝土结构特征和结构形式

对于整个结构承受的荷载来说，工业建筑与民用建筑除了要考虑上部结构传来的荷载以外，还要考虑水平荷载因素，同时不同天气条件带来的荷载影响也是不同的[1]。尤其是在风力因素、地震作用影响下，横向作用力带来的影响非常明显。在工业建筑与民用建筑设计中，一定要多加关注建筑物的宽度以及高度，对建筑物结构的质量也要高度关注，根据有可能的受力状况，对建筑物进行受力分析。目前工业建筑与民用建筑主要的结构形式有以下几种类型：

第一种框架结构。框架结构是由梁和柱共同组成框架来承受房屋全部荷载的结构体系。框架结构优点在于使用寿命长、结构牢固、抗震效果好、平面布置灵活，同时能够提供较大的使用空间，但框架结构也存在节点处应力集中显著，结构的侧向刚度小，施工受季节及环境的影响较大等缺点。

第二种剪力墙结构。剪力墙结构是由竖向的钢筋混凝土墙板，水平方向仍然是钢筋混凝土的大楼板搭载墙上共同构成的结构体系。剪力墙结构设计中一定要重视墙体上的开洞情况，剪力墙上洞口存在与否以及大小对其结构受力特性的影响是很大的，对于复杂的剪力墙结构受力分析，要选择专门计算方法[2]。剪力墙主要抵抗水平荷载和承担竖向荷载，由纵横向墙体与楼板共同组成受力体系，这种结构抗震及抗风性能都是比较强的，适合建造层数较多的高层建筑，但缺点是不能提供大空间的房屋，结构的延性也较差。

第三种筒体结构。筒体结构是指由一个或者多个筒体作承重结构的高层建筑体系，包括框筒、筒中筒、桁架筒、成束筒等多种体系。筒体结构的空间作用十分明显，布置十分复杂，它的分析过程一定要充分考虑空间结构的计算方法[3]。筒体结构属于整体性较强的结构体系，简体结构能够有效抵抗水平荷载，整个建筑物的受力特点如同一个固定的封闭空心筒式悬臂梁抵抗水平力，这种结构体系成本比较高，框架较重。

二、工业与民用建筑混凝土结构的设计要点

（一）结构要求

相对于过去的建筑物，现在的建筑物在结构设计上会呈现出很大的不同。尤其是建筑物的上部结构和下部结构相连接的位置，在空间规律和刚度方面会表现出很大的不同。此外，国家相关机构制定的标准和规范对工业建筑与民用建筑结构设计环节，有明确规定不可以采用不合理设计方案，要不断优化建筑结构设计。目的是减少施工质量问题和隐患发生，减少各种危险事故的发生概率、出现概率。

（二）平面布置

在建筑结构的设计中平面布置十分关键，工业建筑与民用建筑在平面布置环节一定要遵循扭转效应这一原则。工业建筑与民用建筑混凝土结构布置要考虑地震作用带来的偶然偏心，要做好竖向构件水平位移和层间位移考虑。要保障建筑物具备良好抗震性，同时保证平面形状的设计要规则。

（三）竖向布置

工业建筑和民用建筑在混凝土结构竖向设计过程中，需要充分考虑建筑物结构的均衡性和稳定性。假设结构局部在性能和结构方面需要特殊处理就必须根据预期设计的规划思路进行施工，否则绝不准许选择大规模内外悬臂梁。另外，为了保障建筑物本身质量，确保工程结构合理性，建筑物结构竖向设计环节一定要充分考虑各种细节需求，遵循顶小底大原则。

三、工业与民用建筑混凝土结构设计思路

（一）材料选择

工业建筑与民用建筑施工中，混凝土材料是经常被用到的。要根据建筑物使用的受力情况，选择混凝土的强度等级，保障工程质量。混凝土材料选择尤其要注意的是成本费用、结构刚度、持久性、耐高温性、结构厚度，只有保证了这些方面，才能够提高建筑物的质量。

（二）方案设计

工业建筑与民用建筑在混凝土结构设计的时候，需要根据使用要求确定结构形式。要多方案进行比较和分析，同时方案设计也要结合实际使用状况，保证结构合理性、科学性作为准则，控制好经济成本，保障其具备足够的受力性能和结构稳定性，从而保障混凝土结构设计质量和效果。

（三）转换层设计

转换层设计要着重考虑的是竖向结构是否合理，要控制好剪力墙落地比例，以免结构刚度发生突然变化。要合理设置内部结构。地震作用对于建筑物的影响很大，设计中要控制好构件刚度比。

四、工业与民用建筑混凝土结构设计问题解决办法

（一）结构扭转

在建筑物混凝土结构设计环节，建筑物的结构重心、几何中心、刚度中心没有重合，导致建筑物混凝土结构水平方向没有均匀受力，引起了结构扭矩问题。设计中设计者一定要合理、科学的对平面和立面进行布置，保证刚度和强度沿平面、立面分布均匀。

（二）受力问题

对于混凝土结构设计方案来说，设计人员结构设计的过程中只考虑建筑空间的设计，没有考虑细节方面的设计要素，导致工业建筑、民用建筑在结构设计上受力不合理。要充分的考虑建筑物具体的结构特征细节，对主要受力部位的设计布局要予以重视。

（三）嵌固端问题

目前国内越来越多的建筑物都会设置地下室，通常嵌固端被设置在地下室顶板。施工时常因为嵌固端位置与施工步骤冲突，不得不调整结构设计思路，影响工期。对此设计中一定要明确嵌固端施工程序，保障嵌固端设置不影响到工程整体进度。

结语:对于现代建筑来说，混凝土结构的设计一定要确保设计人员拥有扎实的设计能力，把握关键环节与要点。同时要及时发现结构设计问题，为我国建筑行业的发展提供技术层面的支持和经验上的帮助。在工业与民用建筑物设计中，要重视混凝土结构设计的合理性，对材料、方案、转换层等方面都是结构设计中要重点考虑的内容。要充分解决建筑物的结构扭转、承受荷载、嵌固端的设计问题，才能够有效保障建筑物的设计质量。