混凝土結構中設計問題的探討

劉 江

（大連城建設計研究院有限公司，遼寧 大連 116011）

混凝土結構中設計問題的探討

劉 江

（大連城建設計研究院有限公司，遼寧 大連 116011）

結構工程師的主要任務是令建筑結構更加的經濟合理安全實用，這是工作同時也是責任。文章根據工程時間中設計概念的總結以及長期工作的體會，對結構設計中抗震原則進行了介紹，并提出了相應的抗震性能提高措施。并針對性的對工程中環境類別、構造鋼筋設置以及保護層厚度認定進行了分析。

混凝土；結構；設計

一、構造設計概述

（一）設計

對工程所涉及材料以及構件的性能通過試驗進行實踐檢驗并對結構中的連接和體系進行檢驗，但并不對此予以精確計算即稱作概念設計。在建筑結構體系中，抗震設計的主要原則應當遵循以下內容：首先，避免建筑結構中的應力集中，使得結構在平面內、立體空間中質量、剛度以及結構承載力都應當均勻對稱分布，且結構必須連續。其次，應當在結構上設置不止一條抗震防線，對薄弱環節以及關鍵部位等進行加強，針對靜定結構點的抗震性能也應當予以加強，并對具有較高延性的耗能部件予以合理不止；第三，保證在連接上結構具有整體性，單元不同那么連接也應當徹底分開，但是結果單元的連接必須牢固；第四，對塑形鉸區的出現點和范圍應當進行控制、估計，對結構進行有針對性的布置，對結構屈服準確把握其過程并形成最后的準確機制。第五，針對建筑的柱結構應當率先進行加強，其次才是梁體結構的加強，并遵循強剪弱彎的原則；第六，針對混凝土結構受到剪力作用會在一定程度下使得結構受到破壞，因而需要及時的采取預防措施，避免鋼筋的滑移以及混凝土的壓碎現象發生；第七結構承載力以及剛度是建立在節點連接剛度以及構架承載力之上的，因此必須保證而這之間的適應度合理，保證節點承載力同構件承載力之間構件承載力略大一些。第八，在鋼筋的增加上應當避免盲目添加，避免結構的承載力、強度等特性在某一部位不足或過強；最后則應在主體抗震結構的考慮中加入非結構性部件的影響考量。

（二）構造

力學計算時結構體系對建筑結構形變以及承載力的保證基礎，通過合理的構造措施將結構部件相互連接，形成統一的體系整體，明確構造中所有構件之間的傳力；保證結構能夠對里進行有效的耗散和吸收；保證部分結構發生損毀后，體系整體的承載力會發生變化，從而導致建筑結構的抗震性能發生改變；保證結構在在使用過程中耐久度可以持續到設計年限的最終?？梢哉f概念設計具體化后便是結構構造。通過長久的研究和實踐經驗的總結，尤其針對一些地震災害經驗的總結，在以后的建筑結構設計中都添加了完整的構造措施。認識的提高以及概念的設計的發展使得結構設計在運用中除了針對當前構造措施的正確運用外，還需要對予以技術性的提高總結以及充實。

二、結構計算

（一）準確荷載

建筑結構的荷載主要包括以下內容：結構的自重，工程使用設備等自重以及所需管道的重量，建筑用材的做法以及地震力、自然環境變化產生的應力和其他偶然作用，當然還需要考慮結構功能需要的活荷載。在規范要求中針對荷載有些有具體規定，能夠作為依據。有些建筑在專業的提高上不僅僅是針對荷重問題予以提高，同事也需要對材料做法給予改變。而針對此類問題只有在訂貨過程中才能具體落實設備以及做法，所以在訂貨前具有較大的變換空間，結構設計人員必須對此予以重視，結合相關專業知識對采用荷載予以計算。

（二）應分析計算結果

對復雜或重大工程一般需要用兩種不同單元模型的程序進行分析和比較，對特殊工程應選擇適當的計算程序。建立的模型，邊界、支撐條件應盡量符合實際。程序中的輸入數據應弄明其緣由，弄清其概念，對提高設計質量是不可缺少的。

（三）環境類別確定

相關規范針對混凝土的結構進行了規定，對其耐久性規定其設計原則以及結構所處環境的類別判定。在各類環境中構件的受力筋都有所規定，要求其保護層厚度最下達到多少。這也是對結構耐久性的一種重視。由于相關規范文件對于縱向上的受力筋的最薄保護層的要求都是依據該構件的環境條件，例如，地下室的墻體，室內一側是一類環境，迎水面為二類環境，因此在受力筋的保護層上應當具有厚度的差異。因此，保護層并非是越厚越好，而是應當針對環境的差異進行針對性的構件結構選擇。在地下室的結構中或者基礎底板，保護層的厚度越高，那么表面混凝土結構發生早期收縮縫可能性也較大，對其后期的裂縫防治以及構件的壽命也會造成影響。

（四）構造鋼筋設置問題

以相關混凝土結構的設計規范作為參考，針對簡支梁上部的混凝土受約束構造筋進行了切實規定。此時，受到約束的梁端，若仍舊按照設計的約束條件理論進行分析，那么實際得到的計算結果中彎矩除了受到梁上承受荷載的影響之外，還會在梁端受到約束構件剛度的影響。將梁端的鋼筋截面同梁跨中下受力鋼筋截面相互關聯，僅僅對梁承受荷載大小予以體現，并沒有對實際的約束程度予以考慮，若實際的梁端約束程度較弱，接近簡支，那么即便梁體承受很大的荷載，也不會發生太大的彎曲，所以鋼筋配置數量沒必要很多；若約束構件為邊梁或者框架時，雖然按照彈性理論得出的扭矩較大，但是在邊梁開裂后，其扭剛度僅僅為彈性扭剛度的10%。重分塑性內力的結果會降低梁端產生的實際彎矩并減小邊梁扭矩的數值，因而鋼筋的配置量也無需過多。所以，配筋的策略到底如何還需要進一步研究商榷。

[1]沙吾列提·拜開依，陳嘉.淺論混凝土中鋼筋銹蝕和預防措施[J].新疆大學學報（自然科學版），2008（02）.

[2]靳明.鋼筋混凝土框架結構設計中兩個問題的探討[N].山西科技報，2005.

TU97

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10.13612/j.cnki.cntp.2014.04.069