建筑工程混凝土结构设计中存在的问题及对策

摘要:随着我国经济的飞速发展,城市化进程的大力推进，混凝土已成为我国工程建设中最主要的结构材料之一。由于建筑功能的不断丰富,新颖建筑造型的不断增加,致使工程设计也越来越复杂,设计中还普遍存在某些质量问题。因此，在混凝土结构设计过程中，影响混凝土质量的因素必须引起工程设计人员的高度重视。本文从混凝土结构设计工作中的多年工作经验出发，对混凝土结构设计工作中各阶段存在问题进行探讨并提出解决对策。

关键字：建筑工程；混凝土结构设计；存在问题；处理对策 中图分类号：tu37 文献标识码：a 文章编号：

目前，钢筋混凝土框架结构的建筑物越来越普遍，由于钢筋混凝土结构与砌体结构相比较具有承载力大、结构自重轻、抗震性能好、建造的工业化程度高，并且又具有造价低、材料来源广泛、耐火性好、结构刚度大、使用维修费用低等优点。因此，本文结合设计过程中经验，对混凝土结构设计中的各阶段存在问题及解决措施谈一些自己看法。

1 关于结构计算与分析阶段中的常见问题及处理对策 1.1混凝土结构设计中计算与分析阶段中的常见问题. 目前比较通用的计算软件有：三维组合结构有限元分析软件（satwe）、多层及高层建筑结构三维空间分析软件系统（ tbsa ）、企业管理解决方案软件（sap ）等，但是，由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异，因此导致了各软件的计算结果有或大

或小的不同。所以，在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件，并从不同软件相差较大的计算结果中，判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的，哪个又是意义不大的，这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则，如果选择了不合适的计算软件，不但会浪费大量的时间和精力，而且有可能使结构有不安全

的隐患存在。因此，结构工程师也应该对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识。在结构整体设计阶段，工程师在设计阶段经常受到困扰的问题是对结构整体计算的软件的选择。由于采用的计算模型的不同，每一个计算软件计算的最终结果也是有所不同的，尽管结果差别不大，但是对设计标准和规范有着很大的影响。目前，比较普遍的计算软件并不少，satwe、tat、tbsa或etabs、sap等都有其各自的特点，然而，设计工程师在选择时要么只是单一考虑设计模型的特点而忽视结构类型，要么只是着眼于结构类型而忽视对计算软件的分析，导致在整体计算阶段，设计工程就出现纰漏。 1.2解决混凝土结构计算与分析阶段中常见问题的对策 对结构设计工程师来说，结构设计首要要做的是对各个计算软件的计算模型的特点进行对比和比较，熟悉结构设计的类型，从而依此进行计算软件的选择。具体说，比如在地下室底板和外墙配筋计算时，设计工程师往往采用假设的方法进行计算设计，然而，假设条件的选择与采用与现实情况并不是相符的。例如：在地下室外墙配筋计算中：对于外墙带扶壁柱的结构类型，设计计算时一律不区

别扶壁柱尺寸的大小，全部按双向板来计算配筋，而在扶壁柱的整体计算分析阶段，又未按外墙双向板传递荷载的公式验算扶壁柱配筋。根据外墙与扶壁柱变形协调的原理分析，这样粗放的设计计算方法会导致其外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋有富余量。因此，建议除了垂直于外墙方向并且与带有钢筋砼内隔墙相连的外墙板块或者是截面尺寸较大的外墙扶壁柱之间的外墙板块采用双向板来计算配筋外，其余的外墙应该按竖向单向板计算配置较为稳妥。

2 关于混凝土结构设计中，地基与基础设计中常见问题及处理对策

2.1混凝土结构地基与基础设计中的常见问题

地基工程在建筑工程中占有十分重要的地位。地基的好坏将决定一个工程的最终质量，因此，在地基与基础设计阶段，对于设计工程师而言，这一阶段是决胜局，正是因为其有着如此重要的作用，任何一个问题与错误都是不被允许的。在地基与基础设计阶段，一般来讲，要重视以下问题。由于地下室底板与柱下独立基础会受到建筑物上部整体重力的沉降作用的附加应力。在共同受力的情况下，地下室底板会一起沉降变形。工程师在底板设计时，很有可能会忽视这种附加应力，而导致设计的底板负载能力不足而造成底板开裂，这对于地下室建筑是不安全的。另外，地基的稳定性也受到极大的威胁。

2.2解决混凝土结构地基与基础设计中常见问题的对策

针对不同程度的沉降量的工程，地基与基础设计所采取的处理措施也是不同的。对于沉降量相对较小的工程，可以采用褥垫的方法处理，也就是说在地下室与持力层之间建筑一层保护带，在沉降作用发生时，保护层会承受一部分的附加应力，防止地下室地板因受力过度而开裂或沉降。同时，对天然地基也起到了养护的作用。这样，地基保养便从根本上达到了解决。 对于有地下室的建筑，地下水的季节性变化也是影响地下室底板的重要因素。当降水期来临，地下水位升高。底板的防水设计显得尤为重要。一般的地下室建筑，由于柱下承台的形式比较复杂，其基槽地膜形状也是较为繁复的，建筑复杂的外在轮廓一方面加大了防水设计的难度，另一方面，增加了工程造价。很多设计工程师仅仅考虑到建筑物当时当地的地理状况，忽视对降水这一因素的考虑，而导致在地下室底板设计时对防水工程的不全面、不科学。在室外地坪之下的结构部分,外轮廓形状设计应尽量简洁,这样有利于建筑防水的施工。另外，在具体的设计方略上，采用统一地下室底板和柱下承台的下标高的反承台法。这一方法的具体做法：在地下室内部做滤水层和覆土，同时对柱下承台进行加厚工程的设计。这样一来，基槽地膜形状变得简单，方便施工，缩短了施工时间，从而施工质量也可以得到保证。

3关于混凝土上部结构设计中常见问题及处理对策 3.1混凝土上部结构设计中常见的问题

在上部结构设计时，框剪结构剪力墙在设计上布置不均匀，经常

出现单肢刚度过大的剪力墙，这样会造成应力的过度集中，容易造成剪力墙的部分破坏。同时，在上部结构设计阶段，与之相关联的结构构件，比如连梁等构件的设计难度也很大。梁上有次梁处(包括挑梁端部)应附加箍筋和吊筋，宜优先采用附加箍筋。附加筋一般要有，但不应绝对。也就是说，位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的垫梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力应加附加筋。但梁截面高度范围内的集中荷载可根据具体情况而定。当主次梁截面相差不大，次梁荷载较大时，应加附加筋。当主梁高度很高，次梁截面很小、荷载很小时，如快接近板上附加暗梁，主粱可不加附加筋。还有当主次粱截面均很大，如工艺要求形成的主次深梁，而荷载相对不大，主梁也可不加附加筋。当外部梁跨度相差不大时，梁高宜等高，尤其是外部的框架梁。外部框架梁尽量做成外皮与柱外皮平齐。梁也可偏出柱边一较小尺寸。梁与柱的偏心可大于1／4柱宽，并宜小于1／3柱宽。粱上有次梁时，应避免次梁搭接在主梁的支座附近，否则应考虑由次梁引起的主梁抗扭，或增加构造抗扭纵筋和箍筋。当采用现浇板时，抗扭问题并不严重。原则上梁纵筋宜小直径小间距，有利于抗裂，但应注意钢筋间距要满足要求，并与梁的断面相应。箍筋按规定在梁端头加密。布筋时应将纵筋等距，箍筋肢距可不等。小断面的连续梁或框架梁，上、下纵筋均应采用同直径的，尽量不在支座搭接。端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上的次粱，梁端支座可按简支考虑，但梁端箍筋应加密。上反梁的板吊在梁底下，板荷载宜由箍筋承受，或适当增

大箍筋。梁支承偏心布置的墙时宜做下挑沿。挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。与挑板不同，挑梁的自重占总荷载的比例很小，做成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋，每个都不一样，难以施工。变截面梁的挠度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁时，注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋，除非受剪承载力不足。对于大挑梁，梁的下部宜配置受压钢筋以减小挠度。挑梁配筋应留有余地。粱上开洞时，不但要计算洞口加筋，更应验算梁洞口下偏拉部分的裂缝宽度。梁从构造上能保证不发生冲切破坏和斜截面受弯破坏。挑梁出挑长度小于梁高时，应按牛腿计算或按深梁构造配筋。扁梁宽度不必过大，只要钢筋能正常摆下及受剪满足即可。因为在挠度计算时，梁宽对刚度影晌不大，加宽一倍，挠度减小20％左右。相对来讲，增大钢筋更经济，钢筋加大一倍，挠度减小60％左右，同时梁的上筋应大部分通长布置，以减小混凝土徐变对挠度的增大，如果上筋不小于下筋，挠度减小2o％ 。当一宽框架梁托两排间距较小的柱时，可加一刚性挑梁，两个柱支承在刚性挑梁的端头。梁宽大于350时，应采用四肢箍。 3.2解决混凝土上部结构设计中常见问题的对策

在上部结构设计阶段，要考虑建筑物的抗震功能，当遇到中震时，我们应考虑第一级别的剪力墙(指比值小于2时的墙肢) 其墙肢数最少为4肢。待第一级别的剪力墙进入塑性阶段后，为保证建筑物在震动作用下不至于过度变形而带来灾害来建设小级别的剪力墙进行多道设防。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那些连接两片剪力墙，在中震或大震的作用下会首先开裂起到耗能作用，从而保持建筑物延性的连梁破坏，从而来保证柱子的完整性。这就是我们说的延性设计和连梁设计。

总之，混凝土结构设计质量密切关系到人民生命财产的安全，责任重大。混凝土结构设计本身是一个长期、复杂兼具深度和广度的专业。以上是在设计工作中的一些认识。只有通过不断地学习、对实践经验不断进行总结，才能成为一名合格优秀的设计师。钢筋混凝土框架结构虽然相对简单，但设计中仍有很多需要注意的问题，只有熟练地掌握规范，才能设计出既安全又经济适用的混凝土结构建筑，为我国混凝土结构建筑设计的发展和社会的和谐稳定做出新贡献。 参考文献

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