混凝土結構設計安全度和規范性相關問題探究蘇相俊

倪金濤

摘 要：隨著我國混凝土工程項目規模的擴大，混凝土結構設計的安全度越來越重要。在實際混凝土工程項目結構設計中，應根據相關的規范性文件進行設計，這樣才能確保混凝土結構設計的安全度達標。

關鍵詞：混凝土；結構設計；安全度；規范性

中圖分類號：TU375 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.112

當前，我國大多數建筑工程的主體結構都將鋼筋混凝土作為承重構件。這種承重構件主要可分為豎向結構構件和水平結構構件兩類，其中，豎向結構構件包括柱、墻等構件，水平結構構件包括梁、板等。設計師在確定混凝土結構設計方案時，應首先根據業主的實際需求，參考相關的設計規范，制訂出多個備選方案，然后再從這些方案中挑選出最佳的方案，按相關設計標準和要求，通過分析、計算、設計，采取必要的技術措施，確保混凝土結構的安全性。

1 混凝土結構設計的安全度和規范性

1.1 混凝土結構設計的安全度

根據調查研究，混凝土結構設計安全度的主要影響因素是混凝土材料強度分項系數和混凝土構件的承載能力。混凝土材料強度分項系數是指把材料強度折減系數與強度標準值相乘計算得出的混凝土構件本身的承載能力。荷載分項系數則是指把荷載放大系數與荷載標準值相乘計算得出的混凝土結構構件所能承受的最大荷載。混凝土結構構件的安全度是在表示系數的具體量值下體現出來的，其除了要符合承載力要求外，還必須保證構件連接處的牢固性。混凝土結構設計的牢固性主要是指混凝土整體結構在遭到局部破壞的時候還具有一定承載能力，而不至于大面積塌陷。換種說法，就是混凝土整體結構能抵御一定程度的破壞力，這些破壞力主要包括火災、地震、臺風、爆炸等。混凝土結構的牢固性越好，表示其抵御災害破壞的能力越強，就越有利于減少災害給人們帶來的生命、財產損失。

1.2 混凝土結構設計的規范性

混凝土結構設計規范性是指在設計混凝土結構時必須遵循規章條例。現行的混凝土結構規范對相關內容作了如下調整：①抗力方面的調整。現行混凝土結構規范對材料的分項系數和強度、板設計規范以及斜截面的具體承載能力等都作了相應的調整。②荷載方面的調整，包括風壓高度變化系數、脈動影響系數、脈動增大系數以及風荷載的地面粗糙類別、基本風壓等。同時，對荷載取值的具體內容也作了適當調整。③作用效應組合方面的調整。現行混凝土結構規范進一步明確了永久荷載效應控制組合中恒載分項系數的取值，其具體取值為1.35.在混凝土結構設計的規范性條例中，要求混凝土各構件應靈活銜接，這樣才能使其具有較大的延展性、較高的冗余度，從而確保其結構的牢固性。與以前的混凝土結構設計規范相比，現行的規范在結構設計的構造方面作了一些調整，包括鋼筋的配筋率、連接處的封閉性等。

2 混凝土結構設計中應注意的問題

2.1 重視基礎設計階段

基礎設計階段是整個混凝土工程結構設計的首要環節。這一階段的設計質量對后期的設計工作具有重要影響，而且，該階段的設計還會對項目建設成本產生一定的影響。一旦設計過程中出現漏洞或不科學的地方，必定會給整個工程項目帶來不可彌補的經濟損失。在設計過程中，設計師應當參照當地混凝土結構設計的相關規范標準，以國家最新出臺的《地基基礎設計規范》為基本標準，結合工程的實際情況，選擇最適當的設計方法。為了充分了解施工當地的實際情況，結構設計師應當遵循“先調查、后設計”的原則，根據現場調查報告或施工區域附近的建筑物調查報告，認真分析地質情況，避免設計方案不符合實際情況。

2.2 重視結構的計算、分析和工程內力設計

工程內力設計是混凝土結構設計的關鍵環節，因此，設計師必須保證工程內力設計的準確性。近幾年，我國出臺的新規范已經將結構設計的分析和計算納入到了混凝土結構的整體設計中，并對大部分內容作了調整。為了滿足規范性要求，結構設計師應當選擇通過國家相關機構認證的計算軟件，盡量減少因模型差異造成的計算偏差。所有計算結果應經分析、判斷確認其合理、有效后，方可用于工程設計中。只有做好這一步，才能為接土結構設計中計算自振周期的折減系數奠定基礎。該數值取值的準確性對混凝土結構設計的安全度具有直接影響。同時，設計師應重視陣型數目的計算，根據所取陣型參數和對系數計算結果的判斷決定陣型數目的取值。

2.3 重視對結構重要部位的設計

在混凝土結構設計中，應重視對結構重要部位的設計。為了滿足建筑功能要求，需在結構豎向、水平構件中設計各類洞口。對于洞口周邊的構件，設計師應注意復核設計計算，并采取必要的加固措施。在實際設計工作中，常會遇到剪力墻結構需要將角窗設置在轉角部位的情況，這就要求設計師在設計混凝土結構時加固窗口部件，并加厚對角窗處的樓板。一般來說，配筋應雙層雙向加強，并增設暗梁，加強與角窗兩側邊緣構件的連接，同時加固邊緣構件。

3 提高結構設計安全度和規范性的措施

3.1 采用抗震技術

建筑確定以后，應根據建筑的抗震設防類別、抗震設防烈度、建筑高度、場地條件、地基、結構材料等因素，在綜合比較技術性、經濟性和使用條件后確定結構體系。在抗震設計的過程中，應正確分析力的傳遞途徑，合理分配調整內力，提高容易遭受地震破壞的結構（構件）的抗震能力，避免因部分結構（構件）破壞而導致整個結構的抗震能力和對重力荷載的承載能力降低。建筑應具備必要的抗震承載能力、良好的變形能力和消耗抗震能量的能力，這樣就能利用結構的變形消耗掉部分地震的能量，大大減輕地震對結構的破壞；宜有合理的剛度和承載力分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位。對于可能出現的薄弱部位，應采取措施提高其抗震能力。薄弱部位是抗震能力最弱的地方，在設計過程中，應使該部位的實際承載力與設計計算的彈性承載力之比在總體上保持穩定，避免因內力重分布而導致塑性變形集中，同時還要重視整個結構剛度和強度的協調，使其有足夠的變形能力，避免薄弱部位的轉移。另外，建筑宜有多道抗震防線。在很多情況下，由于地震的不確定性和反復性，地震破壞是不可避免的，因此，要適當處理構件的強弱關系，使其形成多道防線，提高建筑結構的抗震能力。

3.2 采用裂紋控制技術

裂紋常常在骨材料或水泥漿材料的表面出現。從斷裂損傷力學的角度來看，斷裂損傷主要是由外部負載所造成的微觀缺陷逐漸擴散而形成的宏觀開裂結構。因此，要控制裂紋，首先要對微裂紋進行控制。可采取在混凝土梁上施加預應力的方法，降低裂紋頂部應力強度因子的外在負載力，從而達到控制裂紋的目的。

3.3 提高技術標準和安全系數

對于混凝土結構設計來說，安全系數和技術標準的設計尤為重要，其直接關系著工程后期運行的安全性。要提高混凝土結構設計的安全度，必須提高混凝土結構的安全系數和技術標準。其中，安全系數不能設置得過高，也不能過低；技術標準的設置也必須恰到好處。在具體的設計過程中，應當將結構安全的設計放在首要位置。如果企業內部沒有專業的設計人才，則應當委托相關的設計單位進行設計，這樣才能確保設計質量。

4 結束語

總之，混凝土結構設計是一項專業性、復雜性、系統性較高的工作，要保證結構設計的安全度符合相關的規范標準，就必須做好必要的分析、計算工作，采用抗震技術、裂紋控制技術，并提高安全系數和技術標準，這樣才能最大限度地延長工程結構的使用壽命。

參考文獻

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〔編輯：王霞〕