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摘要：本文分析了混凝土结构设计内容，探讨了混凝土结构构造和结构计算应注意的问题。
关键词：混凝土；结构设计；内容；问题
Abstract: this paper analyzes the concrete structure design content, this paper discusses the structure and concrete structure calculation problems should be paid attention to.
Keywords: concrete; Structure design; Content; question
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
在建筑物的整体设计里，混凝土结构设计关系到建筑的功能和安全，影响着建筑物的使用寿命和效益等方面。在实际工作中，还有着部分设计人员对现行的规范缺乏了解，常常因为个人的疏忽而给建筑工程带来安全隐患，给整体工程增加了成本。本文对混凝土结构构造和结构计算中应注意的一些问题做了一点小结，希望能给同行一点参考。
一、混凝土结构设计内容
1、计算地震作用
抗震规范规定：规则结构不进行扭转耦联计算的时候，平行于地震作用力方向的两边要乘以放大系数，一般较短边乘以 1.15的系数，长些的边乘以1.05的系数，扭转刚度较小时要按不小于1.3采用，地震作用计算要考虑扭转耦连产生的影响；质量和刚度分布明显不对称的结构应计入双向水平地震作用下的扭转影响。
2、有效质量系数
在进行结构地震作用计算时，若考虑耦连计算，一般工程应使用不少于9个计算振型，同时计算振型数最好是取为3的倍数。计算后，要检查计算得到的有效质量系数，要保证其不能小于90%，如果该系数小于90%，将会导致计算得到的地震力偏小，使结构内力计算偏于不安全。
3、最小地震剪重比
规范强制要求各楼层剪重比不小于规范给出的最小值。当不满足要求时，应检查有效质量系数，如果有效质量系数不足，应增加计算振型的数量；若有效质量系数能够满足要求，可能是结构设计不合理，应对结构布置进行合理调整。
4、结构的位移、周期
结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1的之比应符合高规的第3.4.5条的要求；位移应符合规范的相关要求。现行规范计算位移比的工况条件，改为在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下进行，用得到的位移比值来判断结构的规则性。
5、柱配筋的计算方式的确定
规范提供了单偏压公式和双偏压公式，整体计算建议使用单偏压公式，得出具体结果后再用双偏压公式复核。
6、框架结构的分析
对于错层等特殊情况，应注意柱的计算长度系数；大截面的柱可以将与梁重叠部分设定为刚域。
7、结构模型的建立
模型应尽量按照建筑物的原型建立，网格节点的设置的应尽量规则，尽量避免输入间距过小的节点，并合理地输入各项计算参数。
二、结构构造应注意的问题
1、当结构楼板有较大凹入或开大洞时，结构平面会出现细腰或弱连接部位，结构平面不满足《高规 》第3.4.6条的规定，此时宜对该位置采用弹性楼板假定，以计算该结构。构造上应对连接部位的梁板采取相应的加强措施，如加厚该连接部位板厚，对弱连接处梁板适当加强配筋，并将板内上下层钢筋拉通，适当加大弱连接处边梁的腰筋，以提高梁的抗扭能力和弱连接处楼板平面内的承载能力，增强结构的整体性。
2、楼梯板作为斜向抗震构件，是拉弯压弯构件，应在梯板上表面设置通长钢筋。一般情况下，考虑楼梯作为斜向的简支单向板，荷载较大，板厚宜比水平楼板适当加大，楼梯板厚与楼梯水平投影跨度的比值宜在1/25~1/28之間。
3、一、二级框架梁的纵向钢筋应符合规范要求：即梁端截面底面和顶面纵向钢筋截面面积的比值应分别不小于0.5和0.3；梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时，梁箍筋直径应比 《抗震规范》表6.3.3中要求的箍筋最小直径增加2mm，且梁端纵向受拉钢筋配筋率不宜大于2.5%。在设计时可考虑受压钢筋，按双筋截面的方法计算梁纵筋截面积，减小支座纵向受拉钢筋配筋率，也可采用适当加大梁截面等措施。
4、由于结构错层或楼梯间标高变化而形成的框架短柱以及一、 二级抗震等级的框架角柱的箍筋应沿柱高全高加密。
5、当框架梁相邻两跨的跨度相差过大时，应注意大小跨间的梁支座受力应满足弯矩平衡要求，对小跨纵向受拉钢筋长度应满足相邻长跨的要求。
6、剪力墙结构角部设有角窗时，应对角窗部位的结构构件适当加强。如角窗处楼板宜适当加厚，且双层双向通长配筋；也可在角窗处板内加设斜向暗梁或斜向集中配筋，斜向钢筋锚入角窗两边的边缘构件，边缘构件宜适当加强。
7、框架-剪力墙结构中，当较大跨楼面梁与剪力墙垂直单面相交时，应按照《高规》第7.1.6条采取措施，减小梁端部弯矩对墙的不利影响，如梁下剪力墙设置扶壁柱、 暗柱或减小梁端截面等；如墙厚不满足框架梁纵向锚固钢筋的水平段锚固长度时，宜尽量减小钢筋直径。
三、结构计算应注意的问题
1、 荷载应准确
荷载包括永久荷载（含结构自重，建筑材料做法等），可变荷载（如楼面活荷载，风、雪荷载等）、偶然作用等。有些内容在相关规范中有所规定，可以作为设计依据；有些内容需要其它专业根据工程具体情况提供。结构工程师应根据建筑专业提供的建筑做法、设备专业提供的样本、使用工况来确定结构上所承载的荷载。避免漏掉荷载，否则会导致结构设计存在安全隐患。
2、对计算结果应分析判断合理后，再采用
对复杂或重大工程一般要求用两种不同单元模型的程序进行分析和比较，对特殊工程应选择适当的计算程序来建立的模型。边界、支承条件应尽量符合实际。结构工程师对程序中的输入数据应弄明其缘由，理解其力学概念，并对计算结果进行分析判断，确定其合理后，才能采用。工程师对计算结果进行再创造，是结构设计必不可少的环节。
3、环境类别与保护层的确定问题
混凝土设计规范第3.5.2条规定了耐久性设计的原则及构件环境类别的分类标准。规范第8.2.1条给出了各类环境条件下的构件纵向受力筋保护层最小厚度。这是规范重视耐久性问题的具体体现。由于规范是依据构件所处的环境类别来确定纵向受力筋保护层最小厚度的，对于处在两种环境交界部位的构件，如地下室墙，迎水面侧一般为二类环境，而其室内一侧一般为一类环境，两侧面的受力筋保护层最小厚度也应有所区别。因此笔者认为，对于处在两种环境交界部位的构件，在选用最低混凝土级别、确定混凝土配合比等耐久性基本要求时应按交界面上两种环境类别中的最不利环境类别确定，在确定受力筋保护层最小厚度时，则应按构件表面所处的环境类别分别考虑。
4、按简支计算的梁端上部纵向构造钢筋设置问题
混凝土结构设计规范第9.2.6条对实际受约束的简支梁端上部纵向构造钢筋作了规定。此时梁端实际受到部分约束，如按梁端的实际约束条件，采用弹性理论进行整体内力分析，计算所得的实际弯矩除与梁上承受的荷载大小有关外，与梁端的支承构件即边梁或柱的刚度也有很大的相关性。将梁端构造钢筋的截面面积与梁跨中下部纵向受力钢筋计算所需截面面积相关联，只体现了梁上承受荷载的大小，而没有考虑梁端实际受约束的程度，如果梁端实际受约束程度很弱，非常接近于简支，即使梁上承受的荷载很大，梁端实际弯矩仍很小，因而没必要配置太多纵向钢筋，这是其一。其二，条文所指部分约束梁端的构件通常是指砖混结构的构造柱、框架和主次梁体系中的边梁，如果梁端实际配纵向钢筋较多，梁承受的负弯矩也较大，与之平衡的构造柱弯矩或边梁的扭矩也较大，当支承构件是构造柱时，由于构造柱纵向钢筋较小，很可能造成构造柱的强度不足；当支承构件是框架梁或主次梁体系中的边梁时，虽然按弹性理论计算，边梁有较大的扭矩，但国外的试验资料表明：边梁开裂后，其抗扭刚度仅相当于弹性抗扭刚度的1/10。由于混凝土结构存在的塑性内力重分配作用，使得边梁扭矩和梁端实际弯矩值都较小，同样没有必要配置过多的纵向钢筋。
混凝土结构设计关系重大，设计人员需要严格遵守结构设计规范，在工作中秉着科学的原则和认真的态度做好设计工作，以保证建筑工程的安全和效益。
参考文献：
[1] 邱海军,倪国葳,秦春霞. 浅谈高层建筑混凝土结构设计[J]. 科技创新导报, 2010,(05) . [2] 徐琳,尤天直,朱炳寅. 混凝土结构设计常见问题分析[J]. 建筑结构, 2010,(S1) . [3] 佟超博,郝强. 对钢筋混凝土结构设计中常见问题的分析[J]. 黑龙江科技信息, 2010,(10) . [4] 张丽. 浅谈钢筋混凝土结构设计中的裂缝控制[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊), 2010,(04) . [5] 李彦明,王红宇. 混凝土结构设计的一些常见问题分析[J]. 科技创新导报, 2009,(22) .
关键词：混凝土；结构设计；内容；问题
Abstract: this paper analyzes the concrete structure design content, this paper discusses the structure and concrete structure calculation problems should be paid attention to.
Keywords: concrete; Structure design; Content; question
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
在建筑物的整体设计里，混凝土结构设计关系到建筑的功能和安全，影响着建筑物的使用寿命和效益等方面。在实际工作中，还有着部分设计人员对现行的规范缺乏了解，常常因为个人的疏忽而给建筑工程带来安全隐患，给整体工程增加了成本。本文对混凝土结构构造和结构计算中应注意的一些问题做了一点小结，希望能给同行一点参考。
一、混凝土结构设计内容
1、计算地震作用
抗震规范规定：规则结构不进行扭转耦联计算的时候，平行于地震作用力方向的两边要乘以放大系数，一般较短边乘以 1.15的系数，长些的边乘以1.05的系数，扭转刚度较小时要按不小于1.3采用，地震作用计算要考虑扭转耦连产生的影响；质量和刚度分布明显不对称的结构应计入双向水平地震作用下的扭转影响。
2、有效质量系数
在进行结构地震作用计算时，若考虑耦连计算，一般工程应使用不少于9个计算振型，同时计算振型数最好是取为3的倍数。计算后，要检查计算得到的有效质量系数，要保证其不能小于90%，如果该系数小于90%，将会导致计算得到的地震力偏小，使结构内力计算偏于不安全。
3、最小地震剪重比
规范强制要求各楼层剪重比不小于规范给出的最小值。当不满足要求时，应检查有效质量系数，如果有效质量系数不足，应增加计算振型的数量；若有效质量系数能够满足要求，可能是结构设计不合理，应对结构布置进行合理调整。
4、结构的位移、周期
结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1的之比应符合高规的第3.4.5条的要求；位移应符合规范的相关要求。现行规范计算位移比的工况条件，改为在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下进行，用得到的位移比值来判断结构的规则性。
5、柱配筋的计算方式的确定
规范提供了单偏压公式和双偏压公式，整体计算建议使用单偏压公式，得出具体结果后再用双偏压公式复核。
6、框架结构的分析
对于错层等特殊情况，应注意柱的计算长度系数；大截面的柱可以将与梁重叠部分设定为刚域。
7、结构模型的建立
模型应尽量按照建筑物的原型建立，网格节点的设置的应尽量规则，尽量避免输入间距过小的节点，并合理地输入各项计算参数。
二、结构构造应注意的问题
1、当结构楼板有较大凹入或开大洞时，结构平面会出现细腰或弱连接部位，结构平面不满足《高规 》第3.4.6条的规定，此时宜对该位置采用弹性楼板假定，以计算该结构。构造上应对连接部位的梁板采取相应的加强措施，如加厚该连接部位板厚，对弱连接处梁板适当加强配筋，并将板内上下层钢筋拉通，适当加大弱连接处边梁的腰筋，以提高梁的抗扭能力和弱连接处楼板平面内的承载能力，增强结构的整体性。
2、楼梯板作为斜向抗震构件，是拉弯压弯构件，应在梯板上表面设置通长钢筋。一般情况下，考虑楼梯作为斜向的简支单向板，荷载较大，板厚宜比水平楼板适当加大，楼梯板厚与楼梯水平投影跨度的比值宜在1/25~1/28之間。
3、一、二级框架梁的纵向钢筋应符合规范要求：即梁端截面底面和顶面纵向钢筋截面面积的比值应分别不小于0.5和0.3；梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时，梁箍筋直径应比 《抗震规范》表6.3.3中要求的箍筋最小直径增加2mm，且梁端纵向受拉钢筋配筋率不宜大于2.5%。在设计时可考虑受压钢筋，按双筋截面的方法计算梁纵筋截面积，减小支座纵向受拉钢筋配筋率，也可采用适当加大梁截面等措施。
4、由于结构错层或楼梯间标高变化而形成的框架短柱以及一、 二级抗震等级的框架角柱的箍筋应沿柱高全高加密。
5、当框架梁相邻两跨的跨度相差过大时，应注意大小跨间的梁支座受力应满足弯矩平衡要求，对小跨纵向受拉钢筋长度应满足相邻长跨的要求。
6、剪力墙结构角部设有角窗时，应对角窗部位的结构构件适当加强。如角窗处楼板宜适当加厚，且双层双向通长配筋；也可在角窗处板内加设斜向暗梁或斜向集中配筋，斜向钢筋锚入角窗两边的边缘构件，边缘构件宜适当加强。
7、框架-剪力墙结构中，当较大跨楼面梁与剪力墙垂直单面相交时，应按照《高规》第7.1.6条采取措施，减小梁端部弯矩对墙的不利影响，如梁下剪力墙设置扶壁柱、 暗柱或减小梁端截面等；如墙厚不满足框架梁纵向锚固钢筋的水平段锚固长度时，宜尽量减小钢筋直径。
三、结构计算应注意的问题
1、 荷载应准确
荷载包括永久荷载（含结构自重，建筑材料做法等），可变荷载（如楼面活荷载，风、雪荷载等）、偶然作用等。有些内容在相关规范中有所规定，可以作为设计依据；有些内容需要其它专业根据工程具体情况提供。结构工程师应根据建筑专业提供的建筑做法、设备专业提供的样本、使用工况来确定结构上所承载的荷载。避免漏掉荷载，否则会导致结构设计存在安全隐患。
2、对计算结果应分析判断合理后，再采用
对复杂或重大工程一般要求用两种不同单元模型的程序进行分析和比较，对特殊工程应选择适当的计算程序来建立的模型。边界、支承条件应尽量符合实际。结构工程师对程序中的输入数据应弄明其缘由，理解其力学概念，并对计算结果进行分析判断，确定其合理后，才能采用。工程师对计算结果进行再创造，是结构设计必不可少的环节。
3、环境类别与保护层的确定问题
混凝土设计规范第3.5.2条规定了耐久性设计的原则及构件环境类别的分类标准。规范第8.2.1条给出了各类环境条件下的构件纵向受力筋保护层最小厚度。这是规范重视耐久性问题的具体体现。由于规范是依据构件所处的环境类别来确定纵向受力筋保护层最小厚度的，对于处在两种环境交界部位的构件，如地下室墙，迎水面侧一般为二类环境，而其室内一侧一般为一类环境，两侧面的受力筋保护层最小厚度也应有所区别。因此笔者认为，对于处在两种环境交界部位的构件，在选用最低混凝土级别、确定混凝土配合比等耐久性基本要求时应按交界面上两种环境类别中的最不利环境类别确定，在确定受力筋保护层最小厚度时，则应按构件表面所处的环境类别分别考虑。
4、按简支计算的梁端上部纵向构造钢筋设置问题
混凝土结构设计规范第9.2.6条对实际受约束的简支梁端上部纵向构造钢筋作了规定。此时梁端实际受到部分约束，如按梁端的实际约束条件，采用弹性理论进行整体内力分析，计算所得的实际弯矩除与梁上承受的荷载大小有关外，与梁端的支承构件即边梁或柱的刚度也有很大的相关性。将梁端构造钢筋的截面面积与梁跨中下部纵向受力钢筋计算所需截面面积相关联，只体现了梁上承受荷载的大小，而没有考虑梁端实际受约束的程度，如果梁端实际受约束程度很弱，非常接近于简支，即使梁上承受的荷载很大，梁端实际弯矩仍很小，因而没必要配置太多纵向钢筋，这是其一。其二，条文所指部分约束梁端的构件通常是指砖混结构的构造柱、框架和主次梁体系中的边梁，如果梁端实际配纵向钢筋较多，梁承受的负弯矩也较大，与之平衡的构造柱弯矩或边梁的扭矩也较大，当支承构件是构造柱时，由于构造柱纵向钢筋较小，很可能造成构造柱的强度不足；当支承构件是框架梁或主次梁体系中的边梁时，虽然按弹性理论计算，边梁有较大的扭矩，但国外的试验资料表明：边梁开裂后，其抗扭刚度仅相当于弹性抗扭刚度的1/10。由于混凝土结构存在的塑性内力重分配作用，使得边梁扭矩和梁端实际弯矩值都较小，同样没有必要配置过多的纵向钢筋。
混凝土结构设计关系重大，设计人员需要严格遵守结构设计规范，在工作中秉着科学的原则和认真的态度做好设计工作，以保证建筑工程的安全和效益。
参考文献：
[1] 邱海军,倪国葳,秦春霞. 浅谈高层建筑混凝土结构设计[J]. 科技创新导报, 2010,(05) . [2] 徐琳,尤天直,朱炳寅. 混凝土结构设计常见问题分析[J]. 建筑结构, 2010,(S1) . [3] 佟超博,郝强. 对钢筋混凝土结构设计中常见问题的分析[J]. 黑龙江科技信息, 2010,(10) . [4] 张丽. 浅谈钢筋混凝土结构设计中的裂缝控制[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊), 2010,(04) . [5] 李彦明,王红宇. 混凝土结构设计的一些常见问题分析[J]. 科技创新导报, 2009,(22) .