混凝土的結構設計精選(九篇)
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第1篇：混凝土的結構設計范文
【關鍵詞】長懸臂懸挑 桁架 PK和SATWE
一、工程簡介
本項目為一棟地面五層、地下一層建筑，地上總建筑面積3.7萬平方米，地下建筑面積1.2萬平方米。由一層的商業步行街、二三層的大型連鎖超市、四五層的休閑及酒店組成。
本項目采用鋼筋混凝土框架結構，房屋總高度為24.00m，抗震設防類別為重點設防類別（乙類），設防烈度為6度，設計基本地震加速度為0.05g，基本風壓W0=0.35KN/m2 。為滿足建筑功能和立面需求，本項目的東北角二層為架空，三～四層為超過8.4m的雙向懸挑，二～四層東北角局部結構布置簡圖如下圖所示：
二、結構方案選型
本項目東北角的雙向長懸臂懸挑，已超出常規混凝土構件的適用范圍。按一般設計思路，可采用混凝土預應力懸挑梁，該方案具有技術成熟可靠、截面可控等優點，但因預應力體量較小、施工相對較麻煩、施工工期較長且造價高等諸多弊端而被摒棄。結合本項目三～四層均為雙向懸挑，且懸挑處為玻璃幕墻的特點，對本長懸臂懸挑擬采用混凝土桁架結構。
本項目三、四層X方向懸挑8624mm，Y方向懸挑8400mm，三～四層層高5400。混凝土桁架擬采用三、四層樓面梁分別作為上、下弦桿，中間設置斜向支撐。為充分利用混凝土構件的抗壓強度明顯高于抗拉強度的材料特性，在前期試算時，筆者對不同斜腹桿的布置方案進行比較，最終決定采用受拉斜桿數量較少的布置，即設置了一道X型斜撐、一道一字型斜撐，如下圖所示：
三、結構計算
混凝土桁架為超靜定結構，且各節點均為剛性連接，由于剛性節點的軸力與鉸接桁架的軸力相差不大，故一般可簡化成按鉸接桁架計算。上下弦桿一般可簡化為支撐于節點的連續梁，斜腹桿一般可簡化為壓彎（或拉彎）的斜撐構件。
本桁架上、下弦桿承受著樓面及墻體荷載，由于桁架矢高H（即三層層高）較高，且X、Y方向均采用桁架懸挑行成空間受力體系，所以上下弦桿及斜腹桿截面均較小。
本項目采用中國建筑科學研究院編制的PKPM進行計算，在建模時，上、下弦桿按梁單元輸入，斜腹桿按斜桿輸入。由于本項目的桁架僅局部設置，且相對較簡單，可采用“PK”按單榀框架進行計算，X方向桁架PK計算的立面、荷載如下圖所示：
PK可分別輸出單榀框架彎矩、剪力、軸力、配筋等包絡圖（限于篇幅，本文未一一列出）。以上圖中斜腹桿A為例，PK計算結果如下：
混凝土 柱 10
截面類型= 1； 布置角度= 0；計算長度： Lx= 5.40， Ly= 5.40
構件長度= 5.40； 計算長度系數： Ux= 1.00 Uy= 1.00
抗震等級： 三級
截面參數： B= 500， H= 400
設計規范： 砼規范GB 50010-2010
柱下端最大配筋對應組合號： 16， M= 15.71， N= -66.28
柱下端單側計算配筋 As= 231.
柱上端最大配筋對應組合號： 7， M= 16.52， N= 101.99
柱上端單側計算配筋 As= 287.
柱單側構造配筋 As= 650.
柱抗剪最大配箍對應組合號： 1， V= 5.21， N= -89.82
柱抗剪計算配箍（按100mm間距輸出）：Asv= 123.
柱抗剪構造配箍：Asvmin= 324.
抗震最大軸壓比對應組合號： 54， N= -72.93 軸壓比= -0.025
按此PK計算結果，斜腹桿A為構造配筋，計算配筋面積As=650mm2，若此計算結果進行構件設計， 根據《混凝土結構設計規范GB50010-2010》，按偏心受拉相關公式計算裂縫寬度，即：
，求得
不滿足規范要求。斜腹桿A實際設計配筋為12Φ20，經正常使用極限狀態驗算，裂縫寬度滿足規范要求。
為考慮桁架的整體作用，本項目也采用SATWE進行整體計算（因本項目地處6度設防區，未對長懸臂進行豎向地震力計算）。由于桁架的上下弦桿及斜腹桿均為壓彎（或拉彎）構件，為準確計算出桁架桿件的軸力，將上下弦桿所在的相關樓層區域樓板定義為彈性板膜（計算顯示與桁架相連的部分梁均出現較大軸力，設計時應引起重視）。X方向桁架的計算內力（立面顯示）及變形圖如下：
經計算發現桁架的內力分布、變形曲線與方案預期及PK計算均不符。以上圖中“下弦桿B”為例，其內力及撓度圖更接近于獨立懸挑梁特征。據分析發現， 在使用SATWE計算時，選擇“模擬施工”的加載方式，軟件按樓層分層行成剛度并疊加，使得桁架的下弦桿并沒與斜腹桿形成整體而孤立存在。于是，將SATWE樓層剛度及荷載加載方式改為“一次性加載”，計算后發現內力及變形曲線與方案預期一致。“一次性加載”計算后的X方向桁架計算內力（立面顯示）及變形圖如下：
經比較，在荷載準確、假定合理時，PK和SATWE計算的結果差異較小，均可用于指導結構設計，滿足工程精度需要。桁架立面示意圖如下：
四、施工圖設計
基于長懸臂桁架自身的難點及特點，在施工圖設計時，設計者著重注意了如下幾方面：
1、為防止施工出錯，設計繪圖時摒棄傳統的平面表示方法，對桁架懸挑繪制了三維線框透視圖、立面圖、大樣剖面圖，后期根據工程需要又補充了鋼筋放樣圖。
2、考慮桁架弦桿承受較大軸力的特點，設計要求上、下弦桿及斜腹桿縱筋均應采用整根鋼筋，不得采用機械連接或焊接連接，且鋼筋在節點處均按受拉要求錨固。
3、為便于節點處鋼筋的錨固和防止應力集中，在桁架的弦桿節點交匯處設置轉角加腋。
4、此桁架為長懸臂，為空間受力體系，且自重較大，設計要求應在上弦桿混凝土強度達到100%后方可拆模。
五、總結
通過本項目實例，對長懸臂桁架的設計計算方法、構造措施及施工工藝進行歸納總結，可得出如下結論：
1、在條件允許的前提下，通過利用兩層或多層樓層空間行成桁架，可實現混凝土構件較大跨度的懸挑，且桁架具有構件截面尺寸小、造價低、施工工藝簡單等優點。
2、PKPM軟件中PK、SATWE均可對常規混凝土桁架進行計算，其結果可以滿足一般工程精度需求，但應注意PK未對構件進行正常使用極限狀態驗算，SATWE應采用合理的假定及對結果進行有效分析后方可用于工程實際。
3、桁架為超靜定復雜結構，設計計算時應根據實際工程情況精心分析，取得最優的結構方案；同時，桁架的受力、變形會對周邊相鄰的結構構件產生影響，設計中應加強周邊梁、柱等構件的分析。
參考文獻：
[1]建筑結構荷載規范（GB5009-2012），中國建筑工業出版社
[2]建筑抗震設計規范（GB50011-2010），中國建筑工業出版社
第2篇：混凝土的結構設計范文
關鍵詞：建筑工程混凝土結構設計問題探究
中圖分類號：TU37文獻標識碼： A
前言
在我國建筑工程建設施工的過程中，混凝土已經成為了工程建設中主要的施工材料。不過，從現代化建筑行業發展的情況來看，隨著社會的不斷發展，人們對建筑功能的要求也越來越高，這就使得建筑結構設計的種類也在不斷的增多，這就十分容易使得人們在建筑混凝土結構設計的過程中出現一些問題。下面對混凝土的結構設計進行簡要探究。
1、高層建筑結構設計原則
高層建筑結構設計原則，是高層建筑結構設計過程中需要注意的重要標準和準則，也是高層建筑設計單位提高高層建筑結構設計質量與效益的重要保障只有在一定的高層建筑結構設計原則支持下，才可以進行建筑結構設計總體來講，高層建筑結構設計原則主要包括以下幾點:
（1）基礎力案合理。建筑結構基礎力案是高層建筑結構設計的前提和基礎，在實際的建筑結構基礎力案設計中，設計單位需要根據實際施工地質條件，根據實際建筑結構施工需求進行設計同時建筑結構基礎力案需要配置完善的施工地質調查報告，最大程度的發揮建筑物地基的潛力，必要的情況下設計人員還需要對地基的變形做好相應的演算另一力而，設計單位還需要對建筑物進行綜合性分析，尤其是對于建筑物負荷以及上部結構類型，通過對這些綜合性分析，最終選定最適合的基礎力案，從而可以在提高設計質量的基礎上提高設計單位經濟效益
（2）計算簡圖適當。計算簡圖設計，也是高層建筑結構設計中需要注意的重要問題，主要原因在于高層建筑結構設計時需要對一些基本的數據進行計算分析，而這些計算分析都必須要建立在計算簡圖的基礎之上只有通過計算簡圖基礎之上的數據分析，才可以提高高層建筑結構設計的安全性以及牢靠性舉例來講，建筑物結構節點問題，建筑物結構節點并小是我們傳統觀念中的鉸節點或者是鋼節點，設計單位在進行計算簡圖設計時，需要對建筑物結構節點進行深入研究，提高計算簡圖計算精確性，進而將計算簡圖的誤差控制在合理的范圍內
（3）結構措施完善。除了基礎力案合理以及計算簡圖適當這兩大基本原則之外，還有
一條基本原則是設計單位經常忽略的，那就是結構措施完善原則設計單位在進行建筑物結構的設計時，需要注意結構組件的延展性，例如建筑物中鋼筋的錨固長度等同時，設計單位還需要注意建筑物薄弱環節以及建筑物本身溫度對于建筑物組件的影響，對于這兩力而的問題，在實際的設計過程中，需要遵循強柱弱梁、強剪弱彎以及強壓弱拉的基本原則，只有這樣才可以提高高層建筑結構設計的安全性以及牢靠性
2、建筑結構設計中存在的問題
在建筑結構設計的過程中，難免會由于各種人為或非人為因素的影響，出現某些未定的設計障礙，這小僅阻礙了設計師的想法和策略，如果更加嚴重，還會影響建筑工程的施工進度，使得施工力的蒙受極大的經濟損失接下來筆者將分析幾種建筑結構設計中較容易出現的問題，以防廣大建筑行業的工作者犯同樣的錯誤。
（1）地下室設計問題。建筑結構設計中必須注重地基的穩固問題，而地基質量一般都是
與地下室的設計直接相關的，所以說地下室在建筑結構設計中占據很重要的地位，而且一日出現問題，就會造成非常嚴重的影響首先，地下室的設計要求是非常嚴格的，對于墻體的厚度、混凝土的強度、防水材料的性能以及鋼筋支撐架的剛度等等都有明確的標準，但是在具體的施工過程中，卻并沒有引起廣大施工人員的注意，對地下水位的高低和豎向荷載能力都沒有經過科學的設計和測量，這樣帶來的直接后果是大大降低了建筑工程的質量，安全問題也難以得到保障。
（2）設計圖紙問題。建筑工程的施工階段都需要依照具體詳細的施工設計圖紙來進行施工，具體的施工工序和施工任務都要根據設計圖紙的精細程度來決定，可以說設計圖紙的好壞直接影響著一個建筑工程竣工質量的優劣但是在現代許多建筑施工團隊中的建筑結構設計師并小重視設計圖紙的內容.對待施工圖紙的設計態度也并小嚴謹.有一種盡量完成任務的敷衍情緒摻雜在設計過程中，這樣的設計圖紙只是一份粗制濫造的涂鴉作品，對建筑工程的結構設計更談小上精密合理總體而言，一份科學合理的設計圖紙應該對結構設計的細節有細致的標注或者分析，特別是抗震指數的設計、支撐架的剛度、墻體的材料等等與建筑工程的質量息息相關的因素更是要重點說明但是當前我國的建筑工程團隊中，仍然有部分的建筑結構設計極為小合理，譬如在各層梁、柱、墻的平而配筋圖中，仍然采用小標準圖集，地上地下的結構標高、梁柱編號、結構層高標注小清楚這些小顧后果的設計顯然會影響建筑工程的施工質量
（3）澆混凝土樓板問題。由于混凝土是建筑工程中使用量最多的施工材料，所以混凝土的
施工對于建筑結構的設計具有非常重要的意義，在這力而澆混凝土樓板的質量問題則是重中之重，一日沒有妥善處理就會出現許多問題，比較常見的是干縮開裂、支座負鋼筋倒伏前者往往是由于溫差較大，熱脹冷縮而出現了崩裂問題后者則與施工人員的技術有著直接關系
（4）建筑選址問題。古語有云:萬事開頭難可見對于任何事情必須先有一個良好的開始打下基礎，那么接下來的事情就好辦了，對于建筑結構的設計也是，有一個科學合理的結構設計，先要解這個建筑項日的選址問題，如果選址小穩定，再好的建筑結構也小能保障整個建筑工程的建筑質量可見要想使建筑既安全實用又科學合理，建筑的基礎選址是非常重要的如若小然就會使得建筑工程的安全系數極低，建筑質量也會非常差.對住戶的生命安全有著嚴重威肋。
3、基礎設計階段存在的問題及解決辦法
基礎工程是建筑工程建設的重要環節，既影響著工程整體質量"安全，又在工程造價中占據重要位置。因此基礎設計至關重要。
（1）地基承載力問題。在基礎設計之前，應選擇合適的土層作為基礎持力層。持力層承載力決定著基礎方案選型和基底面積的大小。不同持力層的承載力差異很大，造成所選基礎方案可能完全不同，進而對基礎造價造成極大的影響。可見選擇合適的持力土層的重要性。當在持力層以下一定深度范圍內存在承載力明顯偏低土層時，則需按照建筑地基基礎設計規范要求，進行軟弱下臥層的承載力驗算。以往設計中設計人員往往注意到軟弱下臥層的變形驗算，而忽略了其承載力的驗算。當軟弱下臥層的承載力不滿足要求時，對工程整體的安全
性影響極大，需引起設計人員的足夠重視。當下臥層承載力不滿足要求時，可采用深基礎（如樁基礎）穿過軟弱土層，或對軟弱土層進行地基處理，是其承載力和變形滿足要求。
（2）基礎設計中的常見問題。對于不同的基礎形式，所出現的問題和解決辦法也各不相同。
常見問題如下：對于地下車庫中的柱下獨立基礎，基礎埋深的計算方法因各地方基礎規范有不同的規定，對基礎底面積大小影響較大。如遼寧省地方標準2建筑地基基礎技術規范3規定，當地庫底板厚度滿足一定要求的情況下，獨立基礎的埋深可取自室外地面及室內地面計算埋深的平均值。對于平板筏板基礎，上部結構剛度板底地基土的基床系數等都對筏板的計算有一定影響。設計時應將上部結構剛度傳給基礎，考慮基礎與上部結構的共同作用，并合理選取基床系數，有效降低基礎工程量。另外，基礎底板及地下室的外輪廓
應盡量簡潔，有利于防水工程的施工和降低造價。
結束語
混凝土結構的設計與施工關系到整個建筑工程的質量，與人們的切身利益與生命安全息息相關。混凝土結構設計是一項長期而又復雜的工作，工程師只有在實際工作中不斷學習，不斷創新，力求將所有因素考慮在其中，這樣才能夠保證混凝土結構設計的質量，保證整個建筑工程的質量。
參考文獻：
[1]混凝土結構設計規范(GB500010-2010)北京.中國建筑工業出版社.
第3篇：混凝土的結構設計范文
關鍵詞：鋼筋混凝土；優化設計
鋼筋混凝土的材料便于得到，工程造價較低，并且其力學性質良好，很適合做建筑材料。在現代化建筑中鋼筋混凝土結構是最常用的，而且也是最為穩定的。隨著建筑應用的越來越多，逐漸總結出一套成熟的施工設計方案。由于建筑的大部分結構都是由鋼筋和混凝土構成的，為了保證建筑的安全可靠，對鋼筋混凝土結構進行研究是勢在必行的。只有將整個結構研究透徹才能在此基礎上進行拓展和創新，實現合理優化建筑結構從而降低工程成本的目標。
1鋼筋混凝土結構設計的原則
1.1鋼筋混凝土結構的實用性原則
在進行鋼筋混凝土結構設計時，首先要考慮的就是結構的實用性。鋼筋混凝土結構設計的根本目的就是進行實際應用，沒有使用價值是不會有人去建設的。設計的結構如果只滿足美觀忽略了實際的用途，那就是一張廢紙，只有滿足使用者的需求，這個建筑材有存在的意義，這個設計才有實施的必要。
1.2鋼筋混凝土結構的安全性原則
鋼筋混凝土結構設計過程中應該突出安全，一方面要確保鋼筋混凝土結構施工過程中安全目標的實現，要為鋼筋混凝土結構施工創造一個安全的環境，這是進行鋼筋混凝土結構設計的必要前提。另一方面要確保鋼筋混凝土結構使用的安全，力爭在建筑物和鋼筋混凝土結構的使用壽命中做到對安全的保證，這是對建筑功能和使用者人身安全的重要基礎。
1.3鋼筋混凝土結構的整體性原則
應該將鋼筋混凝土結構的設計工作進一步深化，使整體性原則得到進一步落實，讓整個鋼筋混凝土結構達到一個性能綜合、結構連續的整體，在實現對建筑物功能維護的同時，確保整個工程的統一。
2鋼筋混凝土結構的設計要求
2.1鋼筋混凝土結構延展性要求
鋼筋混凝土有較強的硬度同時也還有一定的延展性。只有延展性和硬度能夠有效的結合才能具有較強抗壓性和抗形變性。所以在進行結構優化時要考慮鋼筋混凝土的延展性參數，這一參數調整到位，才能提高建筑對地震等自然災害的抵抗能力。具有一定的柔性性質才能對突發的應力變化起到緩沖作用，利用微小的形變來阻止整個建筑的傾倒、滑移甚至是坍塌。所以對于鋼筋混凝土結構設計一定要科學合理，這樣才能保證整體結構的延展性符合規定滿足實際施工的需要。
2.2鋼筋混凝土結構傾斜力要求
建筑在使用的過程中，會受到自然界因素的影響，鋼筋混凝土結構會在地震等的
水平作用力下出現傾斜，進而對整個混凝土結構造成影響。在設計混凝土結構時就要結合當地的實際情況對傾斜程度進行估算，進而采取一些措施控制結構的傾斜，保持整體的穩定和連續，這一點在設計上是不容忽視的。
3優化鋼筋混凝土結構設計的方法
3.1結構計算方法的優化
鋼筋混凝土結構計算分析方法是結構設計優化的關鍵。首先是對結構體系選擇的優化，主要是確定經濟合理的結構型式、柱網尺寸和剪力墻布置等；其次是對結構構件進行優化，在已確定結構體系和結構布置的前提下，確定經濟合理的構件截面尺寸、混凝土強度等級、鋼筋強度等級和配筋量。優化設計在初始假設后，需按一定的方法通過多次分析和調整，從而獲得最優的設計方案。在傳統設計中，構件尺寸一般先按經驗確定，然后進行強度驗算。在優化設計時，應對不同構件布置方式和不同截面尺寸進行配筋計算，并作經濟比較，以確定最優構件布置方式和截面尺寸。
3.2結構設計規范的理解
鋼筋混凝土結構優化設計須深入地掌握相關結構設計規范，理解規范實質，并注意規范的適用范圍和規范使用的配套性。在計算樁數時，荷載效應采用標準組合，對應的抗力采用單樁承載力特征值；在確定承臺高度及配筋，驗算材料強度時，荷載效應取基本組合，采用相應的分項系數，對應的抗力計算采用材料強度設計值。抗震墻分加強部位和非加強部位，邊緣構件分約束邊緣構件和構造邊緣構件，這兩種邊緣構件的配筋相差很大，應分別按不同的構造要求進行配筋。設計優化前必須透徹地理解概念，勿盲目提高標準，以免造成設計浪費。
3.3設計參數取值的優化
為取得良好的優化效果，在設計參數取值上要進行優化。對毛坯房，要根據各地具體情況和房屋設計標準，合理考慮各功能空間的二次裝修荷載。在計算墻體荷載時，應考慮實際墻體高度、長度和開洞影響，墻體高度的取值應扣除鋼筋混凝土梁板的高度，墻體長度的取值應扣除鋼筋混凝土墻柱的長度，并應扣除洞口面積。消防車等荷載宜按等效荷載取值。樓面活荷載按實際使用功能合理取值，并按規范規定考慮樓面活荷載的折減。正確取用抗震設防烈度、場地類別，合理確定風荷載標準值和風載體型系數，必要時可根據風洞試驗確定風載體型系數。根據不同荷載組合和不同計算內容選用荷載分項系數。在進行基礎設計時，當上部結構傳給基礎的荷載為設計值時，應將設計值轉換成標準值。
3.4剪力墻
一方面，要實現剪力墻布置的對稱、集中，要在重點環節做到剪力墻設置的均勻化，在變化較大的位置應該縮短剪力墻的間距，以便實現恒載的平衡。另一方面，要實現剪力墻雙向的布置，提高整個鋼筋混凝土結構的穩定性。
4.鋼筋混凝土結構設計優化的措施
4.1鋼筋混凝土結構的安全性
設計鋼筋混凝土結構的過程中要將結構自身的抗震性能及外部人為因素可能造成的破壞考慮周全，切實提升鋼筋混凝土結構的抗震和抗損的性能。設計鋼筋混凝土結構過程中要考慮鋼筋混凝土結構荷載的變化問題，實現鋼筋混凝土結構的安全與穩定。
4.2鋼筋混凝土結構的抗震性
設計人員要以抗震概念設計為依據，對鋼筋混凝土結構體系、平立面設計、結構構件延展性等進行優化設計，以使鋼筋混凝土結構的抗震能力得到有效的提升。
4.3混凝土結構的耐久性
首先，要選擇質量良好的鋼筋混凝土結構的材料，從穩定性能、抗侵入性能、抗裂性能等幾個方面入手，選擇堅固、耐久、潔凈的骨料，含堿量與水化熱反應較低的水泥，減少對于硅酸鹽水泥與用水量的應用，并適當地將礦物摻合料加入到材料中。其次，優化鋼筋混凝土結構的設計，設計人員要根據實際的使用環境，明確建筑中不同結構構件的使用界限與注意事項。最后，應用合理的鋼筋混凝土結構形式，要在鋼筋混凝土結構設計出混凝土保護層，并通過協調構件的截面積與表面積，避免侵蝕性物質集中停留區域的形成，同時注意高侵蝕度的環境中，混凝土墻板的通風效果，并注意配筋間距的合理設計，以減少鋼筋銹蝕、保護層剝離等問題在鋼筋混凝土結構的出現。
5.結論
現代的鋼筋混凝土結構的施工技術已經比較成熟，在優化時并不是針對設計的參數，而是在滿足施工質量的前提下縮減成本開支。想要實現這個目標就學要有扎實的專業基礎知識，還需要有新技術和新設備的加入，是需要不斷探索和專研的。鋼筋混凝土機構設計優化涉及的環節多，不同的施工階段要采用不同的優化方法，很多時候還需要結合實際的施工情況進行分析處理。
第4篇：混凝土的結構設計范文
關鍵詞： 鋼筋混凝土結構設計要點
一、鋼筋混凝土結構設計中的常見問題
隨著我國經濟的飛速發展，城市面貌日新月異，一棟棟高樓大廈拔地而起。隨之建筑功能的不斷豐富，新穎的造型，致使工程設計越來越復雜，但目前的設計周期普遍偏短，也使設計文件中普遍存在某些質量問題，應該引起我們的重視。在此，作為一個從事結構設計專業的技術人員，通過我們最常采用的“鋼筋混凝土結構”這個形式，在設計過程中，容易忽視的問題，做一個探討。
（一）地基與基礎設計過程中存在的問題
1．柱下獨立基礎帶梁板式的地下室底板設計中，地下室底板設計中，容易忽視因建筑物沉降所引起的附加應力的影響。因為實際上整個地下室底板與柱下獨立基礎在上部荷載作用下，將會一起發生沉降變形，共同受力，如未考慮因此產生的附加應力，對底板而言是偏于不安全的，有可能會導致地下室底板承載能力不足而開裂。尤其對于采用天然地基的情況時，其影響則更為顯著。對于總沉降量較小的工程，可考慮在地下室底板與持力層之間采取褥墊處理措施，當然，是否采用，還要綜合考慮其他因素。另外，對于地下水位季節性變化較大的地區，應考慮高低兩種不同水位對地下室底板的不同影響，求出包絡圖，再做配筋設計。
2．對于有地下室的建筑，當地下水位較高時，在室外地坪之下的結構部分，外輪廓形狀應盡量簡潔，這樣有利于建筑防水的施工。尤其對于柱下承臺的形式，更為明顯。此時，由于柱下承臺的影響，基槽地模形狀很復雜，有很多的陰陽角和放坡，即加大了防水施工的難度，有加長了施工時間，都不利于保證質量，并且還增加工程造價。對于這種情況下，我建議大家考慮反承臺法，即統一地下室底板和承臺的下皮標高相同，承臺需要加厚部分向上作，然后地下室內部作濾水層和覆土等地面做法。這種做法的優點是，基槽地模形狀很簡單，方便施工，利于施工質量得保證，同時也縮短了施工時間。并且，內部的覆土重量也平衡掉了部分作用在底板上的水浮力，減小配筋，這種自相平衡的思路最科學。同時也提高了建筑物的抗傾覆能力。
3．地下室底板和外墻配筋計算時，往往假設條件與實際情況不符。例如地下室外墻配筋計算：有的工程外墻配筋計算中，凡外墻帶扶壁柱的，不區別扶壁柱尺寸大小，一律按雙向板計算配筋，而扶壁柱按地下室結構整體電算分析結果配筋，又未按外墻雙向板傳遞荷載驗算扶壁柱配筋。按外墻與扶壁柱變形協調的原理分析，其外墻豎向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墻的水平分布筋有富余量。建議：除了垂直于外墻方向有鋼筋砼內隔墻相連的外墻板塊或外墻扶壁柱截面尺寸較大(如高層建筑外框架柱)之間外墻板塊按雙向板計算配筋外，其余的外墻宜按豎向單向板計算配筋為妥。
4．天然地基錐體獨立基礎設計問題，有的基礎設計錐體斜面坡度大于1：3，該錐體部分砼很難振搗密實，現場施工往往是砼自然堆上，采用鏟子或抹灰刀拍搗成形，其錐體部分的砼很難達到設計強度要求。因此建議優先采用階梯形獨立基礎，利于施工，才能更好地保證施工質量。
5．柱下獨立基礎之間的拉梁，如同時又是首層維護墻的承重梁的時候，不應該再簡單地按拉梁進行設計。而且在考慮荷載時，要考慮梁上皮以上土擴散角之內的土重。
（二）上部結構設計過程中存在的問題
1．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。另外，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。
2．框剪結構的連梁設計很重要，但我們看到，目前很多設計在這個環節上做的并不好。有的是因為重視不夠，有的是應為認識不足。現在我把我在這方面的經驗簡單介紹一下。首先，什么是連梁呢?簡單的說，就是那些連接兩片剪力墻，當遇到中震或大震時，它會首先開裂，起到耗能作用，從而使建筑物保持一定延性的梁。只有滿足了這種情況，才是連梁，或者說我們才有意義把它按連梁進行設計。根據它的特性，我們就應該設計時注意幾點，第一，不要盲目地增大它抗彎的能力，否則會使連梁延遲破壞，起不到及時耗能的作用，致使其他重要構件破壞，使結構失去延性。第二，我國現行結構規范中規定，連梁上不許搭框架梁。我覺得這句話說得不嚴謹，更準確的定義應該是，不準搭重要的豎向承重構件。因為我們設計連梁會在遇到中震或大震時，首先開裂，所以它的抗剪能力也會急劇下降，如果此時它還承受著很大的豎向荷載，就會引起連鎖破壞。
3．堅持鋼筋混凝土結構延性設計的基本原則：強柱弱梁，強剪弱彎，強大節點。由于地震作用，框架梁、柱的彎矩增大很多，而框架梁端彎矩為豎向荷載和地震作用產生的彎矩之和，其增大比例相對柱要小很多，由于鋼筋的超強效應過大，因而造成框架節點處梁受彎承載力大于相對應柱正截面承載力而出現柱鉸。另外，當結構采用現澆板時，結構分析計算時考慮板的作用而加大梁剛度，梁設計配筋時卻沒有考慮板鋼筋的作用，再者設計人員人為加大梁配筋，這對于框架節點無疑是雪上加霜，因而框架結構“弱柱強梁”的破壞形態就產生了。所以，我們在設計時，不要盲目加大框架梁支座處的上部鋼筋，但應適當柱子的配筋。
4．在懸挑的挑梁的端頭，應設置構造柱，把每層的挑梁聯系起來，并按受拉構件要求，設計構造柱。這樣做的優點是，通過構造柱，協調了挑梁的變形，即使出現局部超載的情況，也可以把力傳到其他層上，共同承擔，從而變相的提高了結構安全度。另外也加大了對外維護墻的約束，防止墻體外閃。
二、建筑結構設計方案的選擇
在建筑結構設計中，不同方案的選擇及不同建筑材料的選用對工程造價會有較大影響，像基礎類型選用、進深與開間的確定、層高與層數的確定、結構形式選擇等都存在著技術經濟分析問題。下面就主要結構部分進行舉例說明。
基礎：基礎結構的造價與工程所在地的地質條件密切相關，其工期約占整個建筑物主體工程的25%－30%，造價約占總造價的10％－20％，基礎工程的重要性顯而易見。所以設計時應重視地質勘察報告的交底工作，選擇合理的基礎型式，控制基礎的截面尺寸與埋深。這對整座住宅樓工程造價的控制起到了積極作用。
柱網布局與柱子：柱網布局是確定柱子的行距(跨度)和間距(每行柱子相鄰兩柱間的距離)的依據。一般來講，柱網尺寸在6－12m之間，柱距小則傳力路線短，上部結構節省材料，但可能基礎費用高，因而柱網布局是否合理，對工程的結構造價有很大的影響。此外，柱子截面形狀及大小的選擇也對工程造價有著直接的影響。
梁：矩形截面梁是最普通的受彎構件，在設計時常被使用，但材料利用率很低。一是因為靠近中和軸的材料應力較低;二是梁的彎矩沿梁長是變化的。由于等截面梁大部分區段應力低，材料得不到很好利用，只有在軸心受力時，材料利用率才可提高。因此，設計時可采用平面桁架代替矩形梁，平面桁架相當于掏空的梁，將梁中多余的材料掏去，這樣既經濟，自重又可減輕。它還可發展為空間網架，材料的利用率就能大幅提高。
近年隨著經濟建設的發展，鋼結構在民用建筑上的應用越來越多，隨著鋼結構在實際工程的應用經驗和設計理論研究的日益廣泛，及鋼結構生產廠家不斷推出新的鋼結構產品，鋼結構在多層民用建筑上的應用日漸增長，在不降低結構安全指標的基礎上，即可降低梁高、板厚，減輕結構自重和地震作用，又可獲得較大的建筑空間，滿足建筑使用的要求，相對鋼筋砼具有較高的經濟價值。
三、結束語
由于鋼管混凝土的合理受力性能，施工簡便，可加速工期并取得一定經濟效果，因此已廣泛用于各種建構筑物及橋梁工程。當然，根據其受力特點，主要用于以軸力為主尤其是以軸壓為主的構件更顯其優越性。由于工程中各種類型構件均有，受力復雜，因此使用時應根據構件受力特點，可與鋼結構、鋼筋混凝土結構及其他組合結構結合使用，使各自發揮本身的特長而構成字昆合結構而不可勉強地一定采用某種單一的結構體系。建筑結構設計質量，密切關系到人民生命財產的安全，責任重大。而且結構專業是一個既有深度又有廣度的專業，我們必須在工作中，不斷地學習、總結，才能有所進步，才能成為一名合格的工程師。這也是我把我在設計過程中的一些認識寫出來的原因，希望與同行們一起討論、共同提高。
作者簡介：
第5篇：混凝土的結構設計范文
關鍵詞：鋼筋混凝土；結構設計；探討
中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：
1 結構受力分析
對于一個建筑物的最初的方案設計，建筑師考慮更多的是它的空問組成特點，而不是詳細地確定它的具體結構。
建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩定和水平方向的穩定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構件所組成，因此結構必須能將它本身的重量傳至地面，結構的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設計的一個基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關系，所以，在建筑設計的方案階段，就必須對主要的承重柱和承重墻的數量和分布作出總體設想。
對于低層、多層和高層建筑，豎向和水平向結構體系的設計基本原理都是相同的，但是，隨著高度的不斷增加。豎向結構體系成為設計的控制因素，其原因有兩個：其一，較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒；其二，側向力所產生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。
與豎向荷載相比，側向荷載對建筑物的效應不是線性增加的，而隨建筑高度的增高迅速增大。例如，在所有條件相同時，在風荷載作用下，建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比，而其頂部的側向位移與高度的四次方成正比，地震的作用效應更加明顯。在高層建筑中，問題不僅僅是抗剪，而更重要的是整體抗彎和抵抗變形，可見，高層建筑的結構受力性能與低層建筑有很大的差異。
2 結構選型
對于高層結構而言，在工程設計的結構選型階段，結構工程師應該注意以下幾點；
2.1 結構的規則性問題
新舊規范在這方面的內容出現了較大的變動，新規范在這方面增添了相當多的限制條件，例如：平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規范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，結構工程師在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意，以避免后期施工圖設計階段工作的被動。
2.2 結構的超高問題
在抗震規范與高規中。對結構的總高度都有嚴格的限制，尤其是新規范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設定為A級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑，因此。必須對結構的該項控制因素嚴格注意，一旦結構為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設計方法和處理措施將有較大的變化。
在實際工程設計中，出現過由于結構類型的變更而忽略該問題。導致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。
2.3 嵌固端的設置問題。由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設置在地下室頂板，也有可能設置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結構設計工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。
2.4 短肢剪力墻的設置問題。在新規范中，對墻肢截面高厚比為5－8的墻定義為短肢剪力墻。且根據實驗資料和實際經驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制，因此，在高層建筑設計中，結構工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。
3 地基與基礎設計
地基與基礎設計一直是結構工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設計過程的好與壞將直接影響后期設計工作的進行，同時，也是因為地基基礎也是整個工程造價的決定性因素，因此，在這一階段，所出現的問題也有可能更加嚴重甚至造成無法估量的損失。
在地基基礎設計中要注意地方性規范的重要性問題。由于我國占地面積較廣，地質條件相當復雜，作為國家標準，僅僅一本《地基基礎設計規范》無法對全國各地的地基基礎都進行詳細的描述和規定，因此，作為建立在國家標準之下的地方標準。
地方性的“地基基礎設計規范”能夠將各地方的地基基礎類型和設計處理方法等一些成熟的經驗描述和規定得更為詳細和準確，所以，在進行地基基礎設計時，一定要對地方規范進行深入地學習，以避免對整個結構設計或后期設計工作造成較大的影響。
4 結構計算與分析
在結構計算與分析階段，如何準確，高效地對工程進行內力分析并按照規范要求進行設計和處理，是決定工程設計質量好壞的關鍵。由于新規范的推出對結構整體計算和分析部分相當多的內容進行了調整和改進，因此，結構工程師也應該相當地對這一階段比較常見的問題有一個清晰的認識。
4.1 結構整體計算的軟件選擇。目前比較通用的計算軟件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但是，由于各軟件在采用的計算模型上存在著一定的差異，因此導致了各軟件的計算結果有或大或小的不同。所以，在進行工程整體結構計算和分析時必須依據結構類型和計算軟件模型的特點選擇合理的計算軟件，并從不同軟件相差較大的計算結果中，判斷哪個是合理的、哪個是可以作為參考的，哪個又是意義不大的，這將是結構工程師在設計工作中首要的工作。否則，如果選擇了不合適的計算軟件，不但會浪費大量的時間和精力，而且有可能使結構有不安全的隱患存在。
4.2 是否需要地震力放大，考慮建筑隔墻等對自振周期的影響。該部分內容實際上在新老規范中都有提及，只是，在新規范中根據大量工程的實測周期明確提出了各種結構體系下高層建筑結構計算自振周期折減系數。
4.3 振型數目是否足夠。在新規范中增加一個振型參與系數的概念，并明確提出了該參數的限值。由于在舊規范設計中，并未提出振型參與系數的概念，或即使有該概念，該參數的限值也未必一定符合新規范的要求，因此，在計算分析階段必須對計算結果中該參數的結果進行判斷，并決定是否要調整振型數目的取值。
4.4 多塔之間各地震周期的互相干擾，是否需要分開計算。一段時間以來，大底盤，多塔樓的高層建筑類型大量涌現，而在計算分析該類型高層建筑時，是將結構作為一個整體并按多塔類型進行計算，還是將結構人為地分開進行計算，是結構工程師必須注意的問題。如果多塔間剛度相差較大，就有可能出現即使振型參與系數滿足要求，但是對某一座塔樓的地震力計算誤差仍然有可能較大，從而便結構出現不安全的隱患。
4.5非結構構件的計算與設計。在高層建筑中，往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內的非結構構件。對這部分內容，尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構件進行設計時，由于高層建筑的地震作用和風荷載均較大。因此，必須嚴格按照新規范中增加的非結構構件的計算處理措施進行設計。
5 結束語
總之，鋼筋混凝土高層結構設計是一個長期、復雜甚至循環往復的過程，任何在這過程中的遺漏或錯誤都有可能使整個設計過程變得更加復雜或使設計結果存在不安全因素。
參考文獻：
[1] 葉獻國.建筑結構彈塑性地震反應中的能量表達及應用[J].合肥工業大學學報，2008，10(5):51-53.
[2] 蔣魯蓉.鋼筋混凝土框架結構設計有關問題的初步探討[J].山西建筑，2011.(01).
第6篇：混凝土的結構設計范文
對于體育場館類項目，一般是采用鋼網架屋面+混凝土框架柱。由于PKPM中不能建立網架構件，傳統的此類項目的設計均是采用鋼梁去模擬網架，這種方法的缺點是不能考慮網架與混凝土框架結構的整體受力，特別是由于網架的平面內剛度無限大，而用鋼梁代替網架的話，這種屋面平面內剛度幾乎等于零，因此這種計算方法與實際存在的結構受力情況完全不一致，特別是支撐網架的混凝土柱，其受力性能與實際的情況存在更大的差別，這給工程帶來了很大的隱患。因此找到采用與實際結構一致的計算方法就顯得尤為必要，幸運的是，好多科研單位推出了這種混凝土框架柱+網架屋面結構體系的整體計算軟件，像中國建筑科學研究院的PKPM系列的SpasCAD、盈建科YJK、Midas-building、SAP2000等，這些軟件均可以按照實際結構建立相應的模型，進行整體分析計算。為了簡單起見，本文采用PKPM系列的SpasCAD程序，通過一個具體的工程實例來詳細說明如何設計此類項目以及設計這類項目的關鍵注意點。
1、工程概況
射陽中學體育館，工程面積6000平方米，兩層，一層為自行車停車場，二層為籃球場，一層層高4.5米，二層層高11米，一層至二層處有一個室外樓梯，另外還有其它樓梯，柱網布置不規則，屋頂采用鋼網架。地震設防烈度7°，場地類別III類，地震加速度0.15g，設計地震分組第三組。建筑的平面和剖面如圖1和2所示：
圖1 建筑二層平面圖
圖2 建筑剖面圖
2、模型建立：
從圖1 可以看出，左側有兩個樓梯從一層走向二層，右下部位有一個樓梯從一層走向二層，而且還有圓弧形梁，因此柱的布置不規則。為此我們在PM中將這些樓梯按照實際情況輸入，通過改變梁兩端的標高、節點高、設置層間梁等方法，在PM中建立結構模型。在建好混凝土框架部分的模型后，將PM輸入的混凝土框架模型導入到SpasCAD中，在SpasCAD模塊中選擇快速建模菜單，按照區隔輸入網架參數，從而自動形成網架模型，利用選擇集，將網架模型按照對齊的原則平移到框架柱頂，由于本工程柱網布置不規則，所以由數據文件自動形成的網架需要做局部修改，將柱頂附近同時又不在柱上的節點移動到柱頂節點，這樣便形成了整體結構模型，如圖3所示：
圖3 整體空間模型
3、計算分析
整體空間模型建立后，我們設置相應的參數，進行整體分析，本工程由于是鋼網架屋面，柱高有11米多，而且僅是周邊設柱，因此柱的安全受力就成為結構設計的關鍵，我們將這些柱均做800x800。由于有混凝土室外大樓梯，這些梯板是斜板，在計算時，將這些斜板均設置為彈性樓板，同時樓梯斜梁和斜板相當于支撐，對整體結構的剛度和變形有著重要的影響，因此設置彈性板后更加真實的評價這些斜向構件的實際剛度對整體結構的影響。
經過結構計算后，查看構件的計算配筋，通過多次調整，選擇安全可靠的梁柱截面，查看最后的結構在各種振型下的振動圖。
其三個振型的結果數據如下所示：
周期 1 及振型方向角: 0.748 103.8 Y
周期 2 及振型方向角: 0.689 13.8 X
周期 3 及振型方向角: 0.509 90.0 TORSION
從三個振動圖可以看出，第一和第二振動均為平動，第三振型為轉動，且根據三個振型的周期看出，第一和第二振型均是Y和X方向的純平動，而第三振型是純轉動，說明結構布置是合理的，同時我們發現這三個振動圖有一個特點就是網架的變形很小，幾乎可以忽略不計，說明網架具有很大的平面內剛度，可以協調各個柱的變形，這與以前的用鋼梁來代替網架這種簡化計算是完全不同的，真實的反映了柱的地震響應，這樣可以對柱進行針對性的設計和采取加強措施。同時從振型圖中也可以看出，樓梯斜梁也跟著整體結構一起變形，說明樓梯作為支撐構件參與結構的整體振動，因此在設計時，我們還是要把樓梯構件按照實際在模型中建進去，這樣才能真實的反映結構的實際受力狀態。
我們對室外大樓梯的梯板按照彈性板進行分析計算，通過計算發現樓梯斜板均存在應力集中，且應力的分布很不規則，有的地方是拉應力，有的地方是壓應力，非常沒有規律，因此本樓梯板配筋時必須按照實際的應力，由軟件自動配筋并按照構造加強而不是在PM里面按照平面結構給出的板的配筋。
由于這種結構比較復雜，柱高11米，上面支撐大跨度鋼網架，下面為普通的混凝土框架結構，中間的柱在二層以上基本都抽掉了，導致豎向極不規則，根據建筑抗震設計規范的要求，我們有必要對整體結構進行整體性能分析，以評估其中旱遇地震作用下的受力性能。為了詳細研究這種結構在旱震下的反應情況，我們采用push-over進行推覆分析，在推覆分析中，根據建筑抗震設計規范，地震設計分組第三組，場地類別III類，其特征周期為0.65s，我們選擇兩條人工地震波和一條天然波。
由于支撐網架的柱僅為周邊柱，且由于柱的高度較高，因此其側向剛度較小，我們在進行計算時，要考慮二階效應，即P-delta效應，以考慮大變形對柱彎矩的影響。
本文中混凝土的彈塑性本構模型采用三折線模型，把這些參數都輸好后進行計算，觀察結構塑性鉸出現的先后次序，如圖4所示，從圖中可以看出，支撐網架的柱底基本都出現了塑性鉸，可見一旦地震來臨，這些柱底彎矩很快達到其極限承載力而導致柱底屈服形成塑性鉸。下面的設計將對這些柱進行單獨的研究和分析。
圖4 塑性鉸分布圖
基于性能設計的pushover推覆分析結果曲線如圖5所示，從曲線中我們可以看出本工程在旱遇地震作用下的最大層間位移角為1/110，滿足規范1/50的要求，說明本工程滿足建筑抗震設計規范第三水準的要求，即大震不倒的性能目標要求。
圖5 pushover推覆分析的性能曲線
4、結構設計
從前文的彈性靜力分析和常遇地震下的結構彈性分析看出，本工程的混凝土柱受力比較復雜，其在常遇地震作用下如同一個懸臂柱在搖擺。同時經過對整個結構進行push-over推覆分析，我們看到，最早的塑性鉸出現在支撐網架柱的底端，而且最后這些柱底均出現了塑性鉸，說明在旱遇地震作用下，這些柱均達到屈服狀態，因此對這些柱必須進行詳細的設計。為了給這些框架柱提供強大的變形耗能能力，防止其過早的屈服，我們在設計時，將柱的配筋按照實際計算結果做進一步的放大，同時對柱的箍筋進行加強，箍筋全長加密，配ø10@100，確保大震不倒。室外大樓梯的混凝土斜梁，作為整體結構的側向支撐，在旱遇地震作用下，吸收了大量的地震力，所以也要加強，縱向鋼筋比計算值放大，箍筋全長加密，以抵抗其變形的能力，其混凝土斜板，板厚做150mm，進行雙層雙向配筋，配ø10@100，以防止在大震情況下，梯板作為重要的逃生通道，率先破壞從而保證結構的整體安全。
由于本工程的室外樓梯大梁，相當于一個大的斜向支撐，其軸向力較大，因此其基礎設計時，必須考慮其軸向拉力的影響，本工程地質較差，為樁基礎，該大梁基礎設計時，我們采用斜向樁，分別按照抗壓和抗拔設計，取最不利的情況，最后是按照抗拔樁進行設計。
5、結論與建議
（1）體育場館一般為混凝土柱+鋼網架結構形式，我們計算時要將混凝土框架和鋼網架作為一個整體建到模型中進行整體計算和分析，這樣可以真實的反映結構的實際受力情況和地震反應情況。
（2) 體育場館作為上部大空間，下面普通混凝土框架，其豎向極不規則，因此為了滿足抗震規范的第三水準要求即大震不倒，必須對整體結構進行性能分析，通過pushover推覆分析來找到支撐網架的混凝土大柱在旱遇地震作用下的最大層間位移，必須確保其滿足不大于1/50。同時對這些柱加強配筋，特別是箍筋，要通長加密，增加其旱遇地震下的變形能力和耗能能力。
第7篇：混凝土的結構設計范文
關鍵詞：鋼筋混凝土；多層框架；結構設計；思考
中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：
隨著建筑造型和建筑功能要求日趨多樣化，無論是工業建筑還是民用建筑，在節后設計中所遇到的各種難題也是日益增多，而作為一個結構設計者需要在遵循各種規范的前提下大膽靈活的解決一些結構方案上的難點重點并在工作中不斷的總結和完善。
1 設計構造方面的問題
1.1 框架節點核芯區箍筋配置應滿足要求對于規范中規定的框架柱箍筋加密區的箍筋最小體積配箍率的要求，絕大部分設計人員都能給予足夠的重視，但對于《建筑抗震設計規范》（GB50011-2001）中規定的“一、二、三級框架節點核芯區配箍特征值分別不宜小于0.12、0.10、0.08且體積配箍率分別不宜小于0.6％、0.5％，0.4％。”設計中經常被忽視，尤其是柱軸壓比不大時，常常不滿足要求。這一規定是保證節點核芯區延性的重要構造措施，應嚴格遵守。
1.2 底層框架柱箍筋加密區范圍應滿足要求建筑抗震設計規范》（GB50011-2001）中規定：“底層柱，柱根處箍筋加密區范圍為不小于柱凈高的1/3”這是新增加的要求，設計中應重點說明
1.3 框架梁的縱向配筋率應注意《建筑抗震設計規范》（GB50011一2001）中規定：“當框架梁梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時，梁箍筋最小直徑的數值應比表6.3.3中規定的數值增大2mm.”在目前設計中，這一規定常被忽視，造成梁端延性不足。
1.4 框架梁上部縱筋端部水平錨固長度應滿足要求《混凝土結構設計規范》（GB50010-2002）中規定：“框架端節點處，當框架梁上都縱筋水平直線段錨固長度不足時，應伸至柱外邊并向下彎折，彎折前的水平投影長度不應小于0.4LaE.”當框架柱截面尺寸小于400×400mm時，應注意梁上部縱筋直徑的選擇，否則這一項要求不容易得到保證。
2 結構的抗震等級
在工程設計中，多數房屋建筑按其抗震設防分類屬于丙類建筑，如民用住宅、辦公樓及一般工業建筑等等，其抗震等級可根據烈度、結構類型和房屋的高度按《抗震規范》表6.1.2確定。而電訊、交通、能源、消防和醫療等類建筑以及大型體育場館、大型零售商場等公共建筑，首先，應當根據《建筑抗震設防分標準》（GB50223-95）確定其中哪些建筑屬于乙類建筑（可能還有甲類建筑，本文不涉及）。乙、丙類建筑，地震作用均按本地區抗震設防烈度計算。對于乙類建筑，一般情況下，當抗震設防烈度為6～8度時，抗震措施應符合本地區抗震設防列度提高一度的要求。所謂抗震措施，在這里主要體現為按本地區設防烈度提高一度由《抗震規范》表6.1.2確定其抗震等級。例如，位于8度地震區（如北京）的乙類建筑，應按9度由《抗震規范》表6.1.2確定其抗震等級為一級；當8度乙類建筑的高度過表6.1.2規定的范圍時，還應經專門研究，采取比一級抗震等級更有效的抗震措施。如北京某大型零售商場和某三級醫院的門診樓本屬乙類建筑，但設計人員錯當成丙類建筑來設計，使建筑物的抗震能力為降低，不得不對設計計算做重大修改。
3 地震力的振型組合數
地震力的振型組合數，對高層建筑，當不考扭轉耦聯計算時，至少應取3；當振型數多于3時，宜取3的倍數，但不應多于層數；當房屋層數≤2時，振型數可取層數。對于不規則的結構，當考慮扭轉耦聯時，對高層建筑，振型數應取≥9；結構層數較多或結構剛度突變較大，振型數應多取，如結構有轉換層、頂部有小塔樓、多塔結構等，振型數應取≥12或更多，但不能多于房屋層數的3倍；只有當定義彈性樓板，且采用總剛分析，必要時，振型數才可以取的更多。《抗震規范》指出，合適的振型個數一般可以取振型參與質量達到總質量的90％所需的振型數。SATWE等電算程序已有這種功能，可以很方便地輸出這種參與質量的比值。有些設計人員不大重視電算程序使用手冊的應用，選取振型數時比較隨意，這是應當改進。此外，由耦聯計算的地震剪力通常小于非耦聯計算，僅當結構存在明顯示扭轉時才采用耦聯計算，但在必要時應補充非耦聯計算。
4 結構周期折減系數
框架結構及框架——抗震墻等結構，由于填充墻的存在，使結構的實際剛度大于計算剛度，計算周期大于實際周期，因此，算出的地震剪力偏小，使結構偏于不安全，因而對結構的計算周期進行折減是必要的，但對框架結構的計算周期不折減或折減系數取得過大都是不妥當的。對框架結構，采用砌體填充墻時，周期折減系數可取0.6～0.7；砌體填充墻較少或采用輕質砌塊時，可取0.7～0.8；完全采用輕質墻體板材時，可取0.9。只有無墻的純框架，計算周期才可以不折減。
5 框架梁、柱箍筋間距
《抗震規范》第6.3.3條及6.3.8條對不同抗震等級的框架梁、柱箍筋加密區的最小箍筋直徑和最大箍筋間距做了了明確規定。根據這些規定，工程習慣上常取梁、柱箍筋加密區最大間距為100mm，非加密區箍筋最大間距為200mm。電算程序總信息中通常也內定梁、柱箍筋加密區間距為100mm，并以此為依據計算出加密區箍筋面積，由設計人員要據規范確定箍筋直徑和肢數。架梁的跨中部位有次梁或有較大的其他集中荷載作用卻僅配兩肢箍筋時，多數情況下，非加密區箍筋間距采用200mm會使梁的非加密區配箍不足，因此建議程序內定梁箍筋改為取梁的非加密區間距200mm。這樣，既可保證梁非加密區的抗剪承載力，又可適當增加梁端箍筋加密區（箍筋間距為100mm）的抗剪能力，梁的強剪性能更能充分體現。當框架梁由于種種原因縱向鋼筋超筋時，梁端適當加大抗剪承載力對結構抗震非常有利。這也是為什么當梁端縱向受拉鋼筋配筋率大2％時，規范規定梁的箍筋直徑應比最小構造直徑增大2mm的原因。對于框架柱，當框架內定柱加密區箍筋間距為100mm時，在某些情況下，亦可能因非加密區箍筋間距采用200mm引起配箍不足。因此，我們也建議程序內定柱的箍筋間距改為取柱的非加密區的箍筋間距200mm。這里需要指出的是，梁、柱箍筋非加密區配箍驗算時可不考慮強剪弱彎的要求，即剪力設計值取加密區終點處外側的組合剪力設計值，并且不乘以剪力增大系數。
6 柱部分
6.1 地上為圓柱時，地下部分應改為方柱，方便施工。圓柱縱筋根數最少為8根，箍筋用螺旋箍，并注明端部應有一圈半的水平段。方柱箍筋應使用井字箍，并按規范加密。角柱、樓梯間柱應增大縱筋并全柱高加密箍筋。幼兒園不宜用方柱。
6.2 原則上柱的縱筋宜大直徑大間距，但間距不宜大于200。
6.3 柱內埋管，由于梁的縱筋錨入柱內，一般情況下僅在柱的四角才有條件埋設較粗的管。管截面面積占柱截面4%以下時，可不必驗算。柱內不得穿暖氣管。
6.4 柱斷面不宜小于450×450，混凝土不宜小于C25，否則梁縱筋錨入柱內的水平段不容易滿足0.45La的要求，不滿足時應加橫筋；否則在梁柱節點處鋼筋太密，混凝土澆筑困難。異型柱結構，梁縱筋一排根數不宜過多，柱端部縱筋不宜過密，否則節點混凝土澆筑困難。當有部分矩形柱部分異型柱時，應注意異型柱的剛度要和矩形柱相接近，不要相差太大。
6.5 柱應盡量采用高強度混凝土來滿足軸壓比的限制，減小斷面尺寸。
6.6 盡量避免短柱，短柱箍筋應全高加密，短柱縱筋不宜過大。
6.7 考慮到豎向地震作用，柱子的軸壓比及配筋宜留有余地。
6.8 獨立柱上或柱的中部（半層處）有挑梁時，挑梁長度應有限制。
7 結束語
本文針對鋼筋混凝土多層框架結構設計中涉及的一些概念性、實際性問題，如:框架計算簡圖、抗震等級的確定，短柱設計，周期折減等,依據現行規范，運用設計理論并結合實際經驗提出了相應的解決措施。
參考文獻:
[1] 謝闖.淺述多層框架民用建筑結構設計常見的問題[J].山西建筑,2012,（11）.
第8篇：混凝土的結構設計范文
關鍵詞：混凝土；裂縫；成因；對策
混凝土自誕生之起就在工程建設領域占有重要的地位，有關混凝土的理論和技術也非常成熟，但是混凝土結構裂縫問題現在仍然是一個廣泛出現且不宜解決的問題，在施工實踐中經常遇到各種各樣的裂縫，嚴重的已經影響了結構安全和正常使用。混凝土結構裂縫產生的形式和種類很多，要從根本解決混凝土的裂縫問題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效控制和減少混凝土裂縫產生的最有效的途徑。
一、工程中常見裂縫及成因
1、與結構設計及受力荷載有關
超過設計荷載范圍或設計未考慮到的作用；地震、臺風作用等；構件斷面尺寸不足、鋼筋用量不足、配置位置不當；結構物的沉降差異；次應力作用；對溫度應力和混凝土收縮應力估計不足。
2、與使用及環境條件有關
環境溫度、濕度的變化；結構構件各區域溫度的變化；凍融、凍脹；內部鋼筋銹蝕；火災或表明遭受高溫；酸、堿、鹽類的化學作用；沖擊、振動影響、使用中短期或長期超載。
3、與材料性質和配合比有關
水泥非正常凝結（受潮水泥、水泥溫度過高）；水泥非正常膨脹（游離CaO、游離MgO、含堿量過高）；水泥的水化熱；骨料含量過大、骨料級配不良、使用了堿活性骨料或風化巖石、混凝土收縮、混凝土配合比不當（水泥用量大、用水量大、水膠比大、砂率大等）；選用的水泥、外加劑、摻合料不當或匹配不當；外加劑、硅灰等摻合料量過大。
二、防治措施
1、嚴格控制設計
（1）從我國現行《混凝土結構設計規范》（GB50010-2002）的裂縫最大寬度計算公式（8.1.2-1～4）可以看出，對受力引起的裂縫控制手段，最重要的是減小鋼筋的拉應力或增大配筋面積。而采用直徑較小且具有高粘結性能的鋼筋也有利于裂縫控制。具有較高抗拉強度的混凝土構件其抗裂性能也較高。鋼筋配置間距過大也會增大裂縫最大寬度。
（2）注意構造鋼筋的直徑和數量的選擇，同時注意改進防裂鋼筋的構造，對預埋管線、預留孔洞等做好防裂構造措施。
（3）把握好設計中的‘抗’與‘放’的原則。
所謂‘抗’就是處于約束狀態下的結構，沒有足夠的變形余地時，為防止裂縫所采取的有力措施，而所謂‘放’就是結構完全處于自由變形無約束狀態下，有足夠變形余地時所采取的措施。設計不僅要考慮承載力問題，更重要的是考慮變形作用問題（溫度變化、收縮作用及地基變形問題）施工期間所受的溫差和濕差最大，可以采用“先放后抗”的設計原則。根據建筑的平面布置，減少約束度，如巖石基礎或老混凝土基礎應設置滑動層，任何柔性防水層都可兼作滑動層，合理的設置后澆帶。或者是采用“抗放兼施的”以抗為主的措施，采取“跳倉法”。
（4）積極采用補償收縮混凝土技術。
在常見的混凝土裂縫中，有相當部分都是由于混凝土收縮而造成的。要解決由于收縮而產生的裂縫，可在混凝土中摻用膨脹劑來補償混凝土的收縮。大面積混凝土中可摻纖維
2、嚴格控制混凝土材料的選用
水泥應先用水化熱較低的水泥，嚴禁使用安全性不合格的水泥。粗骨料宜選用表面粗糙，質地堅硬的石料。級配良好，空隙率小，無堿性反應，有害物質及粘土含量不超規定。細骨料宜用顆粒較粗，空隙較小，含泥量較低的中沙。外摻料宜采用減水劑等外加劑，以改善混凝土工作性能，降低用水量，減小收縮。
3、科學控制混凝土的配料
配合比的設計，應采用低水灰比，低用水量，以減少混凝土的收縮。嚴禁隨意增加水泥用量。配制混凝土時計量應準確，要嚴格控制水灰比和水泥用量，攪拌要均勻，離析的混凝土必須重新攪拌均勻后，方可澆灌。
4、嚴格控制鋼筋的配置
鋼筋的配置要嚴格按圖紙要求施工。鋼筋的品種、規格、數量的改變、代用必須考慮對構件抗裂性能的影響，并經過按要求的報批。鋼筋配置的位置要正確，符合圖紙要求，保護層過大或過小，都可能導致混凝土開裂、裂縫；鋼筋間距過大，容易引起鋼筋之間的混凝土開裂。
5、嚴格控制混凝土澆筑工藝
（1）做好混凝土澆搗工作。混凝土現場澆搗時，振搗捧要要快插慢拔，根據不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時間，避免過振或漏振，應提倡采用二次振搗、二次抹面技術，以排除泌水和氣泡。
（2）注意混凝土的早期養護。混凝土的早期養護，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達到兩個方面的效果：一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮；另一方面使水泥水化作用順利進行，以期達到設計的強度和抗裂能力。混凝土澆搗成型后，應采取必要的蓄水保溫措施，表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進行養護，以防止由于混凝土內外溫差過大而引起的溫度裂縫。
（3）嚴禁現澆板上過早上人、堆料、施荷加載。因混凝土澆筑后要有一個硬化過程，才會有強度；在這個過程中，應對混凝土加以保養，不能對混凝土施加任何外力。如果在混凝土尚未有一定強度的情況下，在其上面集中堆放建筑材料或支模立撐，這樣帶給現澆板的不是強度，而是更多的裂縫。因此，必須做到在混凝土強度達1.2N/mm2以后，才允許在其上踩踏或安裝模板及支架。
（4）嚴格控制板面負筋保護層厚度。現澆板負筋按設計要求都放在板上面，有梁通過或隔斷時一般放置在梁鋼筋上面或與梁鋼筋綁扎在一起。鋼筋綁扎施工，必須采取有效的措施固定負筋的位置，確保負筋在混凝土澆筑過程中不移位，不下沉，從而有效控制負筋保護層的厚度，不使板負筋保護層過厚而產生裂縫。
（5）嚴格控制好砂、石粒徑及含泥量。現澆板應選用中粗砂，粒徑在0.25-0.5mm之間的石子，砂石含泥量均不得超過1%。如砂、石粒徑過細過小，含泥量過大，都會降低混凝土強度，最終會使混凝土產生裂縫。
6、科學管理
（1）應當確定科學的控制裂縫標準，合理的選擇施工進度，避免在混凝土施工中過分搶工期。
（2）監督混凝土施工中制定的各項技術措施，嚴格執行。
（3）注意施工的季節、環境的溫度濕度及氣象變化，嚴格控制現場塌落度、防風、盡可能在較低溫度環境中開盤澆筑。暴雨中不能澆灌混凝土。
總之，混凝土產生裂縫在工程實踐中出現的非常多，也是建筑質量通病之一，而且裂縫一旦產生，處理起來費工費料，效果還不一定好。因此，對混凝土的裂縫應立足于“防”，根據裂縫產生的原因，采取相應的對策，從原材料的選用，配合比的設計，到混凝土的生產、運輸、養護，一直到使用，都要考慮裂縫問題，把裂縫控制在國家規范和設計要求的范圍之內，相信混凝土裂縫問題將會逐漸得以圓滿地解決。
參考文獻：
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第9篇：混凝土的結構設計范文
【關鍵詞】高層建筑；鋼筋混凝土；結構設計
伴隨著高層建筑在我國的迅速發展，建筑類型與功能的愈來愈復雜，結構體系的更加多樣化，高層建筑結構設計也越來越成為結構工程師設計工作的主要重點和難點之所在。但是目前尚沒有對鋼筋混凝土結構鋼筋細部節點的設計形成一個統一的方法，從而造成在節點鋼筋設計時往往會出現配筋率過大、鋼筋錨固不夠等現象。因此，建筑鋼筋結構設計應該結合實際施工的操作困難而進行施工，從而避免涉及不當對結構本身產生的影響。
1、高層建筑鋼筋混凝土結構的破壞形式
隨著我國建筑科學的迅速發展，高層建筑在地震荷載的作用下，通常會產生以下幾種形式的破壞：框架柱的壓彎破壞、剪切破壞、彎曲裂縫；框架梁的斜截面破壞、正截面破壞、錨固破壞；板四角的斜裂縫和平行于梁的通長裂縫；因鋼筋配置不合理導致框架節點核芯區破壞。現在建筑施工管理不斷的規范，雖然施工時對鋼筋的材質、鋼筋加工質量、鋼筋連接質量進行了嚴格的控制，但是如果施工圖紙上沒有對框架結構的節點進行詳細設計，且沒有任何的說明資料，從而造成一些節點的鋼筋構造遠遠不能滿足抗震設計的要求，導致鋼筋混凝土框梁出現上述各種形式的破壞。因此，必須引起設計單位、施工單位的高度重視，必須對鋼筋節點進行詳細的設計，確保節點鋼筋設置的合理性。
2、鋼筋混凝土剪力墻結構
剪力墻結構是框架結構中梁柱由鋼筋混凝土板來替代的一種構件（如下圖為剪力墻有效翼緣寬度），能夠很好地控制結構的水平方向力，并可以承擔各種荷載所引起的內力。剪力墻結構現今是多層或高層住宅最為廣泛采用的一種結構形式。它的主要作用是抵抗風、地震等的水平荷載和建筑物本身重力的豎向荷載。
3、剪力墻的截面
剪力墻的設計應該遵循：墻強梁弱，即選取連梁截面時，應使連梁先屈服于墻體（如下表為剪力墻截面最小厚度）。規范中還限制了最大剪壓比，即跨高比大于2.5的連梁及剪跨比大于2的剪力墻，剪壓比不應大于0.2；對跨高比小于2.5的連梁及剪跨比小于2的剪力墻，剪壓比不大于0. 15。剪力墻底部加強部位的厚度一，二級不宜小于層高或無支長度的十六分之一且不應小于200mm； 三，四級不宜小于層高或無支長度的二十分之一且不應小于160mm；無端柱或翼墻時，一，二級不宜小于層高或無支長度的十二分之一，三，四級不宜小于層高或無支長度的十六分之一；一字形獨立剪力墻底部加強部位不應小于220mm，其他部位不應小于180mm。剪力墻的設計計算是在豎向作用和水平受力條件下進行實際分析，得出內力后，按偏拉或偏壓進行斜截面受剪承載力和正截面承載力驗算。
4、剪力墻的布置及要求
根據框架剪力墻的特點（如下圖所示），設計時應該雙向布置剪力墻。“對稱、均勻、周邊、連續”是建造剪力墻必須遵循的原則，除此之外還應該注意對不同的剪力墻結構有不同的側重點。下面，我們就來著重討論以下幾個典型的方面。
4.1 一般剪力墻的布置要求
可將長墻的高寬比例大于3，這樣設置，可以使墻段成為獨立墻肢或聯肢墻，分別抵抗側力，并且讓墻段以彎曲變形為主，從而可以避免墻體的剪切破壞。應該根據實際情況如工程的層數、高度、平面布局等恰當的設置剪力墻，并且數量只少不多，恰好為宜，一般滿足規范設計要求即可。剪力墻過少，則不能承受各方面的荷載，造成建筑物坍塌，出現危險；剪力墻數目過多，吸收的荷載力量就越大，這樣不僅會造成浪費，也使很多剪力墻失去了存在的意義，不能達到設計要求。因此在實際設計中，要整體計算，綜合考慮，細化局部，對建筑物進行調整計算，以設計出符合規范及實際情況要求的合格建筑結構。盡量避免墻肢長度突然變化。在沿高度方向上，剪力墻宜自下到上連續布置，避免剛度突變。門窗洞口宜上下對齊，成列布置，形成明確的墻肢和連梁，這樣應力分布比較規則，又與當前普遍應用程序的計算簡圖較符合，設計計算結果安全可靠。錯洞剪力墻和疊合錯洞剪力墻的應力分布復雜，計算、構造都比較復雜和困難。因此在一、二和三級剪力墻的底部加強部位不宜采用錯洞布置。此外，一、二和三級抗震設計的剪力墻全高都不宜采用疊合錯洞墻。
4.2 框架-剪力墻結構剪力墻的布置要求 這種剪力墻的布置的要點是“剛心”與“質心”的統一，剪力墻的位置沒有特殊要求，相對可以靈活處理，但須符合規范的具體相關規定。框架剪力墻結構應設計成雙向抗側力體系；抗震設計時，結構兩主軸方向均應布置剪力墻。結構在兩主軸方向的剛度和承載力不宜相差過大。剪力墻洞口布置時要注意盡量避免疊合錯洞墻和錯洞剪力墻，因為這兩種剪力墻都是不規則的，會影響剪力墻的抗震效果；布置剪力墻洞口應規則開洞，成排、規律，能夠形成明確的連梁，不宜開挖過大，以免減小剪力墻的剛度。剪力墻上洞邊距柱內側即柱端不小于300毫米，即要保證柱作為建筑邊緣構件的支撐作用又要約束邊緣剛體構件的長度。加強剪力墻中受力大或出現塑性鉸的部位。剪力墻要具備足夠的延性，才能使塑性鉸承受較大的力，適當加強結構，可以提高其抵抗外力破壞的功能。另外，加強部位的范圍可根據實際情況適當加寬。對于長度較大的房屋建筑，為避免溫度變化引起的溫度應力對剪力墻結構的不利影響，不宜在房屋的頂端部位設置剪力墻。設置雙向抗側力的建筑結構形式，并且使剪力墻彼此有翼緣，不僅能有效的提高結構的塑性變形能力，還可以增加剪力墻的剛度。對于一、二級剪力墻結構，規范要求其連梁的高度不宜小于400毫米，且跨高比不宜大于5。這樣才能使連梁具有較大的剛度， 就可保證良好的墻體整體性能， 并能增大承受外界及自身荷載能力。為減少地震時外力作用對柱的扭轉效應，柱中線與梁中線、墻中線的距離均不宜大于柱寬的1/4，否則應通過加水平腋的方法或者以增加柱內配箍率等方法加以改善、彌補。
4.3一般框支鋼筋混凝土剪力墻
部分落地剪力墻墻體宜設計成筒體，這樣可以為增加抗側和抗扭剛度。剪力墻洞口的一般布置原則是不宜在中柱上方設置門洞；宜在落地墻墻體中部設置洞口；框支鋼筋混凝土剪力墻的轉換梁上一層墻體最好不要設置邊門洞；剪力墻的洞口最好上下對齊。抗震設計時，落地剪力墻的水平間距l應符合下述要求：當底部框支層為1～2層時，l不宜大于2b和24m；當底部框支層為3層及3層以上時，l不宜大于1.5b和20m.（b為落地墻之間樓蓋的平均寬度）
5、結束語
隨著現代建筑科學的迅速發展，高層建筑已經逐漸占據城市建設的主體地位，因此，高層建筑中鋼筋結構設計尤為關鍵。但是目前尚沒有對鋼筋混凝土結構鋼筋細部節點的設計形成一個統一的方法，從而造成在節點鋼筋設計時往往會出現配筋率過大、鋼筋錨固不夠等現象。設計鋼筋混凝土剪力墻結構時對不同的剪力墻結構有不同的設計要求。因此，在設計時如何把握好剪力墻的合理性、功能性至關重要。希望本文可以在以后的鋼筋混凝土剪力墻設計和建造中能發揮出應有的作用，并且通過人類的不斷探索，不斷改進剪力墻的結構和設計。
參考文獻：
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