淺談建筑結構混凝土設計

曾 璐

沈陽建筑大學建筑設計研究院

淺談建筑結構混凝土設計

曾 璐

沈陽建筑大學建筑設計研究院

混凝土具有成型容易，輸送能力大等優點，是現代建筑結構工程的基本材料。并且建筑結構混凝土設計不僅關系著建筑工程質量，還關系著人們的日常生活。基于此，本文簡述了建筑結構混凝土設計的要求，對建筑結構混凝土設計的設計要點以及建筑結構混凝土設計的注意事項進行了探討分析。

建筑結構；混凝土設計；要求；要點；注意事項

一、建筑結構混凝土設計的要求

1、建筑結構剛度的適宜性。隨著建筑的高度的不斷增長、側向位移較大的建筑越來越多。因此，在建筑設計中，不但結構強度的要求非常重要，也不能忽視結構的適用性，確保了結構的合理振動頻率、控制水平層位移。

2、應具有良好的延性。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免建筑在大震下倒塌，必須在滿足必要強度的前提下，通過優良的概念設計和合理的構造措施，來提高整個結構的變形能力，來保證結構具有足夠的延性。因此，在結構設計中應綜合考慮這些因素，合理設計，使結構具有足夠的強度、適宜的剛度、良好的延性。

3、需要把握側向力。側向力已成為結構形變及內部結構發生變化的主要影響因素，無論是民用建筑還是在建筑，所有在自重、雪活荷載和負荷、負荷力，再加上風、地震和力水平影響都會作用在結構上，水平荷載內力和位移逐漸增加，因此水平荷載和地震力是其主要的控制因素。

二、建筑結構混凝土設計的原則

1、把握好其側向力。在底層建筑中，可能垂直荷載是建筑設計的考慮中心，但在高層建筑中，不光要考慮垂直荷載，風力等水平荷載的影響也逐漸加強，所以在進行結構設計時，應充分考慮側向力的影響。

2、要以強柱弱梁的理念作為指導。建筑物在受到外部作用遭到破壞時若是柱失去承載力，那么將導致整個建筑物的坍塌，若是只有梁遭到破壞，那么損失的只是局部。所以在進行混凝土結構設計時要遵循強柱弱梁理論。

3、混凝土結構設計時應保證有合適的剛度。為保證建筑物在水平力作用下結構的層位移在可控范圍內，結構的自振頻率符合要求，在設計時應保證混凝土結構有合適的剛度。

4、整體性。在進行建筑結構混凝土設計時，要保證建筑物為一個整體，各部分之間互相依存，保證建筑結構系統的正常運作，不至于在遇到自然災害影響時無法承受外力的影響。

三、建筑結構混凝土設計的注意事項

1、混凝土設計中結構體系選擇的注意事項。結構體系的選擇應從建筑、結構、施工技術條件、建材、經濟等各專業綜合考慮。結構的規則性問題。規范在這方面有相當多的限制條件，例如：平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案。”因此，結構工程師在遵循規范規定上必須格外注意，避免后期施工圖設計階段工作的被動。結構的超高問題。在抗震規范與高規中，對結構總高度都有嚴格限制，除將原來的限制高度設定為A級高度建筑外，還增加了B級高度建筑，因此，必須對結構高度嚴格控制，一旦結構為B級高度建筑或超過了B級高度，其設計方法和處理措施將有較大的變化。

2、混凝土設計中側向位移限值的注意事項。高層建筑混凝土結構的水平位移隨著高度增長而迅速變大，為防止位移過大，規范對頂點位移和層間位移都作了限制。控制頂點位移u/h的主要目的是保證建筑內人體有舒適感和防止房屋在罕遇地震時倒塌。但控制房屋在罕遇地震時倒塌與否的條件是結構極限變形能力而不是u/h限值。另外，為使結構具有較好的防倒塌能力，應在結構計算中考慮相關效應。控制層間位移△u/h的主要目的是防止填充墻、裝飾物等非結構構件的開裂和損壞。

3、混凝土設計中扭轉的注意事項。建筑三心為幾何形心、剛度中心、結構重心，在結構混凝土設計時要求建筑三心盡可能匯于一點，即三心合一。結構的扭轉問題就是指在結構設計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結構發生扭轉振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用發生扭轉破壞，應在結構設計時選擇合理的結構形式和平面布局，盡可能使建筑物做到三心合一。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結構的扭轉振動，應使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡單平面形式。在某些情況下，高層建筑不可能全部采用簡單平面形式，當需要采用不規則L形、T形、十字形等比較復雜的平面形式時，應將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規范允許的范圍之內，同時，在結構平面布置時，應盡可能使結構處于對稱狀態。

4、混凝土設計中設縫的注意事項。建筑結構混凝土設計中的溫度伸縮縫、沉降縫、防震縫是其重要的構造措施。對溫度伸縮縫，其影響因素很多，規范用規定結構伸縮縫的最大間距來控制，還規定了最大間距宜適當減小和適當放寬的情況，應根據實際工程的具體情況執行相關條文。沉降縫由于同一建筑物中各部分基礎顯著的沉降差產生，在設計中，通常用“放”、“抗”、“調”等辦法解決，即設沉降縫、采用剛度大的基礎、調整各部分基礎形式或施工順序。防震縫在規范中有明確規定，但應據實際情況適當放寬或縮小。

結束語：

建筑行業在我國富強崛起的道路上起著標志性作用，近些年來，各地的超高建筑越來越多，如果標志性建筑知識徒有其表、華而不實豈不是惹人非議。而且對于高層建筑來說，它的結構設計合理性以及混凝土的質量直接關系到人民群眾的生命及財產安全。本文結合目前我國建筑結構混凝土設計的現狀，提出了建筑結構混凝土設計的原則和關鍵點。希望在以后的建筑結構混凝土設計中，能夠切實結合廣大人民群眾的利益，使我國的建筑行業走向世界的前列。

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[2]王艷霞，建筑結構設計中的結構概念應用[J].中華民居，2010

[3] 張慶國，丁海英.完善高層建筑工程結構混凝土設計的探討[J].科技與企業，2013