建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設計論文

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摘要：進入21世紀以后，中國建筑行業(yè)得到了深入的發(fā)展，在建筑工程施工中，混凝土是一種十分關鍵的施工材料，對這個建筑工程的質(zhì)量有直接的影響。近年來，由于人們對建筑功能要求不斷增加，使得建筑結(jié)構(gòu)設計種類也持續(xù)增多，使得設計者很容易忽視對混凝土及結(jié)構(gòu)的設計，出現(xiàn)一些問題，影響建筑工程質(zhì)量。對此，文章就建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設計中的一些不足及應對策略進行詳細分析。

關鍵詞：建筑工程；混凝土；結(jié)構(gòu)設計

近年來，隨著我國城鎮(zhèn)化發(fā)展的深入推進，建筑需求量越來越多。在現(xiàn)代建筑工程施工過程中，混凝土結(jié)構(gòu)是普遍使用的一種結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)具有承載力強、耐久性好、剛度大、耐火性高、安全性高等特點，同時在施工過程中施工成本較低，得到了廣泛的應用。在實際中，為了確保建筑混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，實現(xiàn)建筑工程的各項功能，必須對混凝土結(jié)構(gòu)設計中可能存在的問題進行嚴格的管控，合理分析，并制定相應的解決對策，為建筑工程施工質(zhì)量的提高打下良好基礎。

1建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設計中的不足

1.1地基與基礎設計中的問題

在混凝土結(jié)構(gòu)設計中，天然地基獨立基礎有時因為持力層土層分布不均勻，使基礎坐落在軟硬不均的土層上，相鄰基礎沉降差過大，導致基礎變形過大；由于地下室在提高建筑穩(wěn)定性、地基承載力、減少地震破壞以及解決建筑埋深等方面有十分重要的作用。因此，在很多建筑工程中，經(jīng)常會設置地下室。當建筑選址在山地上時，由于原始地貌水位較低，設計過程中往往會忽視建筑工程竣工后由于回填土體毛細現(xiàn)象，導致地下室底板及外墻承載力不足，出現(xiàn)墻體裂縫和底板涌水現(xiàn)象，給工程項目帶來難以解決的問題和損失。

1.2混凝土上部結(jié)構(gòu)設計中的問題

在混凝土結(jié)構(gòu)上部設計時，還存在一些問題，框架結(jié)構(gòu)中抗震設防防線較少；因梁跨度大，梁截面高度就大，而框架柱截面較小，導致強梁弱柱情況出現(xiàn)；框架—剪力墻和剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻布置不均勻，出現(xiàn)單肢剪力墻剛度過大，應力集中，連梁剛度過強等；高層結(jié)構(gòu)中忽視零應力區(qū)等現(xiàn)象。這樣類似問題出現(xiàn)，會給建筑結(jié)構(gòu)的安全帶來隱患。

2混凝土結(jié)構(gòu)設計不足的應對策略

2.1混凝土結(jié)構(gòu)地基與基礎設計

在實際工程中，采用天然地基基礎形式時，要么基礎情況非常好，地基承載力非常高；要么上部荷載較小，樓層數(shù)較低，對地基承載力要求也較低，采用天然地基可以使工期短、造價低。但無論如何都要滿足地基的強度和變形要求。根據(jù)地基基礎設計規(guī)范的規(guī)定，地基承載力特征值低于130kPa、相鄰建筑物距離過近可能導致發(fā)生傾斜、建筑物附近堆載過大等都應進行變形驗算。當基礎處于軟硬不均的持力層土層上時，要采用褥墊層以調(diào)整不均勻沉降。根據(jù)具體情況，進行厚度約為500～600mm的換填，并進行分層碾壓夯實。采用錐形獨立基礎時，斜面坡度小于1:3，混凝土能夠振搗密實，保證基礎強度和高度的要求。在對基礎間拉梁設計時，要充分考慮梁上土的重量和柱底荷載拉力的作用，適當?shù)脑黾优浣?，從而保證基礎的整體剛度。對于地下室工程，宜建造在密實、均勻、穩(wěn)定的地基上。當處于不利地段時，應采取相應措施。充分考慮各個構(gòu)件所承受的荷載，尤其是水浮力，回填土后水的壓力會升高。底板的浮力會加大，墻體的水平壓力也會增高。針對這樣的問題，在建筑使用功能允許的情況下，應將底板和地下室外墻盡量分隔成小跨，以減小壓力對底板和外墻的影響，減少開裂情況的發(fā)生。同時，可以提高墊層混凝土強度等級，厚度也不小于100mm。

2.2混凝土結(jié)構(gòu)上部設計

上部設計中，宜設置多道防線。（1）對整體建筑的抗震要求進行全面考慮，也就是重視概念設計?？拐鹪O計宜采用平面布置基本均勻，豎向剛度無明顯變形、承載力無明顯突變的結(jié)構(gòu)體系，不應采用嚴重不規(guī)則結(jié)構(gòu)。因此應選擇合理的抗震結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)件截面尺寸以及合適的配筋方式，確保豎向構(gòu)件有足夠的延性，增大構(gòu)件的塑性變形能力?？蚣艚Y(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)設計時，剪力墻應沿著縱橫兩個方向，布置在建筑周邊、電梯間、樓梯間及荷載較大的位置，墻體間距滿足規(guī)范，同時單片剪力墻的水平剪力不能高于結(jié)構(gòu)底部總水平剪力的30%。在設計第二道防線時，要對剪力墻連梁的跨高比進行嚴格控制。實踐表明，剪力墻連梁跨高比為5時，各項性能是最好的。（2）在進行剪力墻梁、柱設計時，應該堅持強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點強錨固的原則。此外，對于中震程度建筑混凝土結(jié)構(gòu)，需要考慮第一級別剪力墻，墻肢數(shù)量最少要保持4肢。當?shù)谝患墑e的剪力墻進入塑性階段后，需要在級別較小的剪力墻進行多道設防，避免建筑在震動下過度變形，從而對級別小的剪力墻造成危害。在上部結(jié)構(gòu)設計中，設計者應有選擇的將縱橫兩片剪力墻連接在一起，在遇到中震或者大震時，剪力墻開裂會達到耗能的作用，這樣就保持了建筑延性破壞，確保了建筑整體性能不損壞，真正做到小震不壞、中震可修、大震不倒，以保證人民生命財產(chǎn)的安全。

3結(jié)束語

在新時期下，不管是業(yè)主，還是建設單位都對建筑工程的整體質(zhì)量有很高的要求，即使是墻體開裂都會對人的心理帶來不好的影響。因此結(jié)構(gòu)設計時必須根據(jù)具體情況，認真、仔細的對混凝土結(jié)構(gòu)進行設計，并反復審查，發(fā)現(xiàn)問題后及時解決，不斷優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)設計方案，從而促進建筑工程施工質(zhì)量的提升，為整個建筑工程各項功能的實現(xiàn)提供保障。

作者:毛亞鳳 單位:昆明理工大學

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