關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題及控制措施的探討

摘要：近年來，混凝土結(jié)構(gòu)因具有技術(shù)成熟、造價合理、穩(wěn)定性與抗震性良好等優(yōu)點，在建筑、橋梁、水利、水電工程中得到了廣泛的應(yīng)用，是國內(nèi)工程行業(yè)發(fā)展的重要標志之一。在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對于常見的標準、工藝、技術(shù)等方面問題必須予以高度重視，并且采取有針對性的控制措施，以保障設(shè)計工作的效率與質(zhì)量。本文結(jié)合筆者多年混凝土設(shè)計經(jīng)驗，簡要探析了一些常見問題及控制措施，僅供同行參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；設(shè)計；常見問題；控制措施

1 前言

在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，經(jīng)常會遇到結(jié)構(gòu)概念、設(shè)計理論、設(shè)計方法、設(shè)計質(zhì)量等方面的問題，如果在設(shè)計工作中不能對于上述問題進行有效的控制，將嚴重影響到設(shè)計工作的效率和質(zhì)量，對于工程項目整體建設(shè)的影響也是不容忽視的。在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，一定要嚴格遵守各種標準、規(guī)范，對于缺少明確規(guī)定的項目則要根據(jù)以往的設(shè)計經(jīng)驗加以控制，從而全面提升混凝土結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性與安全性。

2 現(xiàn)代工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀及問題

2.1 結(jié)構(gòu)計算方面的問題

在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，結(jié)構(gòu)計算與分析的重要性是不容忽視的，特別是提高內(nèi)力分析的準確性，對于設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣有著重要的影響。在國內(nèi)現(xiàn)階段的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，結(jié)構(gòu)計算方面的問題主要表現(xiàn)在專業(yè)軟件的選擇與應(yīng)用，目前國內(nèi)外建筑市場中提供的專業(yè)計算軟件較多，由于各種計算軟件采取的計算模型與方式不同，其計算結(jié)果會有所差異。雖然各種專業(yè)軟件的結(jié)構(gòu)計算結(jié)果差別較小，但是對于設(shè)計標準與規(guī)范卻有著很大的影響。國內(nèi)在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，常用的結(jié)構(gòu)計算軟件主要有：TBSA、SATWE、SAP、TAT、ETABS等，如果設(shè)計人員在選用時只是關(guān)注設(shè)計模型的特點，而忽略了結(jié)構(gòu)類型，必然會導致結(jié)構(gòu)計算中出現(xiàn)紕漏。另外，在混凝土結(jié)構(gòu)計算軟件的實際應(yīng)用中，設(shè)計人員的操作能力和水平也是很重要的，前期的數(shù)據(jù)采集、整理、錄入與分析中存在的問題較為常見，在應(yīng)用軟件進行結(jié)構(gòu)計算時，其結(jié)果的準確性、真實性也自然難以保證了。

2.2 地基與基礎(chǔ)設(shè)計方面的問題

在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，地基與基礎(chǔ)設(shè)計是其重要項目之一，也是決定主體結(jié)構(gòu)安全性、穩(wěn)定性、抗震性的關(guān)鍵因素。在混凝土結(jié)構(gòu)建筑的地基與基礎(chǔ)設(shè)計中，由于柱下獨立基礎(chǔ)、地下室底板會受到建筑上部整體重力的沉降作用，產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，如果地基與基礎(chǔ)設(shè)計中不能進行準確的計算，并且采取有效的加固處理措施，將導致混凝土結(jié)構(gòu)建筑出現(xiàn)局部不均勻沉降、變形的問題。在混凝土結(jié)構(gòu)建筑的地基與基礎(chǔ)設(shè)計中，設(shè)計人員必須考慮到在共同受力的情況下，有可能產(chǎn)生的附加應(yīng)力，特別是底板負載能力必須滿足要求，否則建筑的穩(wěn)定性會受到較大的威脅。

2.3 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的問題

在混凝土上部結(jié)構(gòu)設(shè)計中，由于框剪結(jié)構(gòu)、剪力墻等布置不均勻，可能導致施工中出現(xiàn)剪力墻單肢剛度過大的問題，造成結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力過度集中，最終導致在使用中剪力墻遭受不同程度的破壞。同時，在混凝土上部結(jié)構(gòu)設(shè)計中，梁板構(gòu)件的設(shè)計難度也相對較大，如何合理布置各種構(gòu)件，對于設(shè)計質(zhì)量的影響也是比較大的。

3 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體控制措施

3.1 結(jié)構(gòu)計算

在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，結(jié)構(gòu)計算的主要目的是利用專業(yè)軟件計算出各種荷載，其中主要包括：結(jié)構(gòu)自重，設(shè)備荷載、滿足各種使用功能的活荷載，以及地震力、溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)力等。在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的荷載計算中，所有的荷載規(guī)范都要符合相關(guān)的技術(shù)文件規(guī)定，對于缺少明確規(guī)定的荷載計算項目，設(shè)計人員要根據(jù)現(xiàn)場測量與勘察的實際結(jié)果，合理進行計算。在國內(nèi)的混凝土結(jié)構(gòu)建筑施工中，由于建筑做法與各種機械設(shè)備等一般實在訂貨時才能完全落實，在此之前變換的可能性較大，設(shè)計人員必須意識到這個問題，并且不斷提高自身的計算能力和水平，對于所有的荷載都要進行準確的計算。對于大型的混凝土結(jié)構(gòu)建筑而言，通常需要采取多種不同的單元模型，并且進行具體的分析與比較，對于此類工程的結(jié)構(gòu)計算必須采取相應(yīng)的計算程序，建立的模型中邊界、支撐條件等要盡量符合實際情況。

3.2 地基與基礎(chǔ)設(shè)計

在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員必須認識到地基與基礎(chǔ)設(shè)計的重要性，特別是對于主體結(jié)構(gòu)安全性、穩(wěn)定性、抗震性要求較高的建筑，在設(shè)計中要綜合考慮項目所在地的地質(zhì)與水文條件、上部結(jié)構(gòu)類型、施工條件、使用功能，以及相鄰建筑之間的影響，從而保證建筑在使用中減少傾斜或過量沉降的發(fā)生率。在混凝土結(jié)構(gòu)建筑的地基與基礎(chǔ)設(shè)計中，設(shè)計人員必須了解相鄰地下構(gòu)筑物與各類地下設(shè)施的實際位置與標高，以確保地基與基礎(chǔ)設(shè)計中安全系數(shù)的提高。在計算基礎(chǔ)的寬度與面積時，經(jīng)常會遇到力學模型不明確或者考慮不周全的問題，造成基礎(chǔ)的寬度與面積不足，這是不符合相關(guān)設(shè)計標準的。在混凝土結(jié)構(gòu)建筑的地基與基礎(chǔ)設(shè)計中，如果地下結(jié)構(gòu)墻體上的集中力作用較大，墻體與基礎(chǔ)可以將集中力向地基部分擴散，但是這種擴散的范圍有限，而且基底土的反力分布不均勻。因此，在設(shè)計過程中，設(shè)計人員可以根據(jù)集中力的大小、墻體的實際長度等，計算出地基與基礎(chǔ)部分的何在情況，以此確定基礎(chǔ)的寬度。

3.3 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計

在混凝土上部結(jié)構(gòu)設(shè)計中，國內(nèi)通常采用延性設(shè)計、連梁設(shè)計的方式。設(shè)計人員在進行上部結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要充分考慮混凝土結(jié)構(gòu)建筑的抗震功能需求，如果可能遇到中震時，設(shè)計人員要考慮到第一級別的剪力墻，其墻肢的數(shù)量最少為4肢。當?shù)谝患墑e剪力墻進入塑性階段，為了保證建筑物在地震作用下的過度變形得到有效的控制，盡量縮小地震災(zāi)害帶來的建筑物破壞，需要對于小級別的剪力墻進行多道設(shè)防。另外，在混凝土上部結(jié)構(gòu)設(shè)計中，各種混凝土構(gòu)件必須進行科學、合理的布置，要盡量少的占用上不空間，而且要滿足建筑的基本使用功能和安全性。

4 結(jié)語

總之，在混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，必須采取有效的控制措施，其設(shè)計質(zhì)量是否達標之間關(guān)系到人民生命財產(chǎn)安全，如果出現(xiàn)重大安全事故，能造成嚴重的經(jīng)濟損失和人員傷亡。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計涉及到的項目與內(nèi)容較多，設(shè)計人員必須綜合考慮各方面的影響因素，不斷提高自身的專業(yè)素質(zhì)與能力，熟悉各種專業(yè)軟件的使用要求與技巧，從而有效提升混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)注的效率與質(zhì)量，保障工程項目施工的順利開展與進行。

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