淺析混凝土結構設計當中常見問題

鄒斌 朱正 王琪

摘要：混凝土結構在現代工程當中具有很大的應用量，其結構設計問題對整個建筑工程的質量有重要的影響。本文針對混凝土設計當中容易出現的一些常見問題進行了分析，主要包括基礎設計、上部結構以及混凝土結構的裂縫控制等方面的問題，同時結合混凝土結構設計的實際對上述常見問題提出了針對性的解決措施，為混凝土結構設計提供了較好的參考。

關鍵詞：混凝土結構；結構設計；常見問題

引言

混凝土結構設計在我國已經有了較好的發展，已經形成了比較完整的規法體系，但是結構設計由于其實際的工作環境以及施工條件的限制，在很多具體的問題上還存在很多的問題，為了更好的提高混凝土結構的質量，使得整個建筑可以做到設計優良、技術先進、經濟效益以及安全舒適的要求，在結構設計時就必須要注意相關的問題，設計時堅決貫徹執行國家相關規法和標準。

1、地基與基礎設計過程中存在的問題

（1）在進行獨立基礎的設計時，尤其是帶梁板的獨立基礎設計時，對于地下室底板的設計往往容易忽略很多的問題，其中最大問題就是由于整個建筑物的沉降導致的附件應力的計算。在結構設計時，整個獨立基礎和地下室底板都會因為上部荷載的作用而發生沉降，整個地下結構將會變形，在共同受力的條件下，如果沒有對可能產生的附加應力加以考慮就會使得底板的設計偏于不安全，使得整個地下底板的承載力不足導致裂縫的形成。尤其是在一些天然的基礎中，由于沉降導致的附加應力作用就會更加明顯。如果整個工程的地基沉降量較小還可以使用底板和持力層之間添加褥墊的方式進行處理，如果大尺度的沉降將會對整個建筑造成巨大的影響。

（2）現代建筑一般都會設置地下室，如果發現地下水位處在較高的位置就需要在設計時特別的注意，在進行室外地坪的地下結構設計時，其外表應該做大簡潔，以便于進行建筑防水施工。特別是對于柱下承臺的結構形式，在其影響之下，基槽的形狀一般都是不清楚的，存在很多的陰陽角，致使整個建筑工程的防水施工的難度加大，防水工程的質量就會受到很大的影響。對于建筑物來說，防水質量差將會直接影響到建筑物的使用壽命。可以在地下室內部添加濾水層或者是覆蓋土層的方法進行處理，在保證施工的工程質量的同時，使用的進度也不會受到影響。

（3）在進行結構設計時往往都會進行很多的假設，結構設計都是在這些假設上面進行的。外墻的配筋和地下室的底板設計中，很容易出現實際情況和預先假設的情況不一致。在進行地下室外墻設計時，很多工程當中外墻有扶壁柱，對于其尺寸沒有進行區分，都是按照雙向板進行計算的，但是在進行地下室結構的整體配筋是，計算機電算是沒有按照雙向板進行設計計算的，這就使得整個外墻和扶壁柱在設計上存在區別，根據變形協調關系，導致的結果就是扶壁柱的配筋較少、外墻縱向配筋過度，但是豎向配筋不足。

2、上部結構設計中存在的問題

框剪結構，剪力墻的布置要均勻，不要出現單肢剛度過大的剪力墻，以免應力過于集中，一旦破壞，將構成嚴重影響。而且，與之相關聯的基礎，連梁等構件的設計難度都會加大。剛度較大的第一級別的剪力墻（同一級別的剪力墻是指剛度相近，比值小于2時的墻肢），其墻肢數不應少于4肢。當遇到中震時，我們應考慮第一級別的剪力墻進入塑性后，還應有小級別的剪力墻來維持建筑物變形不致過大，產生次生災害。這就是多道設防的概念。但當遇到大震時，小級別的剪力墻也進入塑性階段后，建筑物基本已經破壞了。此時，我們應該通過我們的設計有選擇地讓梁破壞，從而保證柱子的完整性，來保證建筑不倒，或緩倒，以爭取時間，減少人員的傷亡。這就是我們說的延性設計。

3、混凝土結構設計中的裂縫問題

3.1結構裂縫

對于混凝土結構來說，現澆混凝土結構由于其配筋數量以及混凝土結構構件之間的材料使用不盡相同，所以構件之間的剛度存在差異是不可避免的，在結構當中就很容易形成剛度的相對薄弱區，一旦受力出現問題就會產生裂縫，例如混凝土建筑物的墻角處、混凝土樓板處等。

3.2溫度裂縫

溫度裂縫在混凝土結構當中是最為常見的一種裂縫形式，主要就是因為混凝土結構的體量不斷變大，水泥在水化的時候由于溫差的變化產生了熱脹冷縮的現象，這種結構變形很容易產生溫度應力，當結構當中的溫度拉應力大于混凝土的極限值時，就會產生裂縫，使得混凝土當中的鋼筋出現銹蝕的情況，影響結構的耐久性。

3.3構造裂縫

當前的混凝土結構使用的配合比一般水灰比都比較大，或者是在施工當中由于模板的滑動，振搗的不充分都會導致混凝土產生構造裂縫。尤其是在混凝土養護過程當中由于混凝土的水化硬化，水泥基材料體積會減少，再加上水分的蒸發，致使混凝土產生收縮的現象。

4、混凝土結構設計問題的對策

4.1計算體系的合理簡化

在結構設計當中，針對實際的結構形式通常都需要對其進行結構的簡化，這樣可以將復雜的問題簡單化。對于結構計算來說，結構的簡化主要是在對實際結構的充分認識以及相關的結構概念的基礎上進行的，有的設計人員在進行結構計算模型的簡化時容易忽略很多重要的問題，例如結構的變形以及受力問題等，這些都結構最終的受力計算結構會有很大的影響，直至最終影響到結構的配筋計算。所以在結構計算模型的簡化時應該做到合理，對于容易忽略的細部結構進行重點關注，受力情況和變形分析不能忽略，保證采用的結構計算模型的合理性。

4.2適當設計尺寸

在前面的講述中已經提到，由于結構的變形和結構材料的溫度變形都會使得整個混凝土結構產生裂縫，導致整個混凝土結構的耐久性下降，同時由于目前的混凝土結構的體量都比較大，結構因為溫差產生的變形比較嚴重，就會產生一些具有破壞性的裂縫，例如混凝土樓板形成橫向裂縫。在進行設計時應該對結構的尺寸進行考慮，在滿足設計需求的同時還需要對結構的變形以及裂縫進行考慮。

4.3規則的結構形狀和布置

如果在進行結構設計時進行結構形狀的選擇以及結構布置采用了不規則的布置，那么就很容易導致整個結構在不同的方向上的剛度存在差異。結構在受力的情況下產生的變形就不一樣，結構不同部位的變形差就很容易在其內部產生附加應力，使得整個結構出現薄弱的部位，甚至會產生裂縫等情況。所以說在進行結構的形狀以及布置的選擇時應該盡量做到規則，保證結構的整體受力和變形均衡，避免因為過大的變形差導致的結構破壞。

5、結束語

對于建筑結構來說，其工程質量的好壞將會直接關系到人的生命財產安全，因此混凝土結構設計的責任是比較重大的。同時伴隨著現在建筑結構材料的不斷變化，結構形式不斷更新，因此在結構設計工作當中需要不斷進行學習，加強研究，做好結構設計的細部工作的同時，總結結構設計當中經常出現的問題，努力提高建筑工程質量。

參考文獻

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