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【摘要】本文介绍了混凝土结构设计的内容，探讨了混凝土结构设计的质量控制及设计时需要注意的问题。
【关键词】建筑工程；混凝土结构；结构设计
1、混凝土结构设计的内容
1.1关于地震作用的计算
在地震作用计算情况下要考虑扭转耦联的影响，而规则结构的情况下不计算扭转耦联时，平行于地震作用力方向的两边要乘以放大系数，较短边可以乘以1.15的系数，长些的边应该乘以1.05的系数，而扭转刚度小时要按大于或等于1.3的系数计算，质量、刚度不对称分布的结构要计入双向水平方向的地震作用扭转影响。
1.2关于质量系数的计算
按侧刚计算时：单塔楼考虑耦联时应大于等于9；复杂结构应大于等于15；N 个塔楼时，振型个数应大于等于N×9。一般较规则的单塔楼结构不考虑耦联时取振型数大于等于3就可，顶部有小塔楼时就大于等于6。振型数取3的倍数且≤3倍层数，振型数与楼层自由度有关，一个刚性楼板层，只有3个自由度。并且在计算时要对质量振型参数进行检查，有效质量系数一定≥90%，因为如果在实际中达不到这个要求，则设计结构的安全性将无法得到保障。
1.3关于结构的位移、周期的计算
规范要求周期比应该控制在大震下扭转振型不靠前的情况，用楼层竖向最大位移来限制层间最大位移，位移比应该取最大和平均位移比值。
1.4关于最小地震剪重比的计算
在规范中强制要求各楼层剪重比不得小于规范给出的标准，如果不满足要求需要检查质量系数，有效的质量系数不够应该增加振型数的计算；有效质量系数得到满足时可能是源于结构设计不合理，因此要合理对结构质量和刚度的分布情况。
1.5关于柱的计算
如果弯矩设计值由水平荷载造成且超过总设计值的75%时，框架柱长度按规范内6.2.20-1和-2公式计算的小值为准。
1.6关于柱配筋方式的选定
如若整体计算则建议使用单偏压方式，而在产生具体结果时再用双偏压进行复核。这是由于单偏压方式是按照规范公式计算的，而双偏压则是用数值积分法计算的。
1.7关于框架结构
要注重计算系数尤其是柱长度；建议采用单偏压配筋；如果是大截面的柱应该设置刚域位于与梁重叠处。
2、混凝土结构设计的质量控制
2.1关于裂纹控制的问题
断裂损伤力学的角度来看，所谓的断裂损伤是广义的外部负载，细观结构的重大变化，所造成的微观缺陷成胚，扩建和汇通，导致宏观经济性能恶化的结构，最终形成的宏观开裂和破坏的结构。因此，混凝土结构的破坏过程实际上是形成于微裂纹的扩展。现代化的混凝土微观研究还表明：微裂纹的扩展源于材料损坏的程度，也是材料损坏的标志，在同一时间，微裂纹也是材料固有的物理特性现状。因此，在钢筋混凝土结构裂缝的存在有其必然性。
2.2关于抗震问题的分析
在两种类型的组件之间分配的地震力，应该考虑不同时段的两种类型的组件有关抗推刚度相对的比值变化。主要结构系统即现在使用的钢-混凝土混合结构在钢架和混凝土剪力墙（内管）系统中，钢筋混凝土内筒为主要抗侧力结构而钢架主要负责重力荷载，担负一个较小的平剪切。由于刚性的钢框架的反推远小于所述内筒上凝固的水平地震工程经验，承担水平剪力在除了钢框架的顶部几层为其15%到20%，中部和下部的都约为10%至15%，相应的楼层剪力，有些项目甚至只有约5%的往复。在结构的弹塑性的阶段，墙体在地震的持续作用下生成裂纹，刚性显着的减少将增加的钢框架的剪切刚度退化。钢框架由于变形，弹性极限的1/400以上的角度，是远远大于约1/3000的钢筋混凝土墙的弹性极限变形角度。水平地震作用小于塑性阶段，但仍有可能承担远远大于弹性阶段的水平地震剪力和倾覆力矩。
因此，为了符合要求，需要调整的部分钢架水平剪力，钢框架混凝土结构层框架柱的抗震要求应不小于比底部的结构剪切的25%或框架部分地震剪力最大值的1.8倍，两个选择较小的，以改善的钢框架的承载能力，并采取措施改善混凝土内筒的延展。
2.3关于混凝土的加固
较常用的方法是：粘钢加固法、粘贴纤维加固法、预应力加固法、加大截面加固法、置换混凝土加固法等，这些均为直接加固方法，此外还有间接加固的一般方法如预应力加固法和增加支承加固法等。较常用的技术是：裂缝修补技术、混凝土表面处理技术、托换技术、植筋技术、碳化混凝土修复技术等等。由于荷载作用、材料选择或施工不当等原因，结构可能遭受可扩展性或脆性断裂，此时应该努力修复，并且在此之前，应该分析裂缝的产生原因和影响的严重程度，有针对性地采取措施，以改善结构或钢筋，若构件不宜修复或者加固，则应该拆除更换。
3、混凝土结构设计应注意的问题
3.1结构选型阶段
结构选型阶段时，首先应该注意结构的规则性问题；其次应注意新规则有关规定的变更情况，以免在后期工作产生纰漏。再者要注意结构的超高问题，在抗震规范和高规的结构，总高度都有严格的限制，在更改的新规范中，除了原来的高度限制设定为A级的建筑高度，还增加了结构的建设B级高度，因此必须严格注意，一旦建筑结构高度为B类甚至超过B级高度，设计方法和措施一定会变化很大。最后是要注意嵌固端的设置，因为高层建筑都会带有两层或以上的地下室，嵌入式固定端可以设在地下室的顶板上，或者人防顶板的地方，因此，设计师经常会忽略一些方面，如：设计嵌固侧安装在地板上的端部的刚度比上下限、安装的抗震等级整体一致性、计算结构的嵌固端组、抗震缝和嵌入式固定端位置的协调问题等等，而这些方面忽略任何一个都会为后期设计埋下隐患，产生不可估量的后果。
3.2基础设计阶段
基础设计阶段是应该给与相当重视的方面，因为这个阶段是与后期设计工作直接相关的，它的好坏至关重要，并且是整个项目成本的决定因素，因此这个方面若是产生纰漏一定会带来不可估量的损失。在基础设计中也应注意本地规范的重要性。以《地基基础设计规范》作为国家的标准来看，它具有相当的权威但是却不能明确详细地规定全国各地的各种基础状况，所以当地的基础类型和设计方法的描述和指定更详细和准确，所以在基础设计时，也要大力研究地方性标准或规范，以免更大的影响在整个结构上的设计或后期工作。由于缺乏工程设计的现场调查报告或附近的建筑物调查报告，必须根据调查-设计-施工过程的基础上进行设计，要禁止缺乏调查的过程，若是调查不够详细、全面时，设计人员要通知建设单位进行重新调查或者是额外勘探。不考虑地面变形的影响，有一些混凝土结构设计没有关注地基变形后检查，评级为A或B级的结构设计应按照有关规定进行地基的变形情况进行设计，而c级时，应该根据相关规定对地基进行处理，然后变性检验。在对下卧层的地基承载力计算时，要进行深度的修正，修正系数源于土壤。
3.3 框架-剪力墙结构
在框架-剪力墙结构中，较大的交叉楼面横梁与垂直剪力墙单面相交，按照《高规》规定要减少梁的弯矩不良效果，根据剪力墙设置壁柱，暗柱或减少截面的端部截面等等，或者墙的厚度不符合纵向框架梁锚固钢筋的锚固长度的水平边时，应尽可能减少钢筋直径。如果剪力墙结构要将角窗设置于角部时，适当加强窗口部件。角窗处楼板上应该适当进行加厚处理，且通长配筋要双层设置进行加固，或者可以设置斜暗梁或斜向集中加固配筋，斜向钢锚入角窗的边缘上的组件，边缘构件应当适当地加固。
结束语
总而言之，混凝土结构的设计是一个循环的长周期，并且具有专业的深度和复杂性。因此，要结合设计中总结出来的经验，不断完善设计理念，以确保整个工程的质量。
参考文献：
[1] 刘峰，李翔.钢筋混凝土结构加固方法的比较[J].中国房地产业，2012，（03）.
[2] 周克荣.混凝土结构设计[M].上海：同济大学出版社，2010.
【关键词】建筑工程；混凝土结构；结构设计
1、混凝土结构设计的内容
1.1关于地震作用的计算
在地震作用计算情况下要考虑扭转耦联的影响，而规则结构的情况下不计算扭转耦联时，平行于地震作用力方向的两边要乘以放大系数，较短边可以乘以1.15的系数，长些的边应该乘以1.05的系数，而扭转刚度小时要按大于或等于1.3的系数计算，质量、刚度不对称分布的结构要计入双向水平方向的地震作用扭转影响。
1.2关于质量系数的计算
按侧刚计算时：单塔楼考虑耦联时应大于等于9；复杂结构应大于等于15；N 个塔楼时，振型个数应大于等于N×9。一般较规则的单塔楼结构不考虑耦联时取振型数大于等于3就可，顶部有小塔楼时就大于等于6。振型数取3的倍数且≤3倍层数，振型数与楼层自由度有关，一个刚性楼板层，只有3个自由度。并且在计算时要对质量振型参数进行检查，有效质量系数一定≥90%，因为如果在实际中达不到这个要求，则设计结构的安全性将无法得到保障。
1.3关于结构的位移、周期的计算
规范要求周期比应该控制在大震下扭转振型不靠前的情况，用楼层竖向最大位移来限制层间最大位移，位移比应该取最大和平均位移比值。
1.4关于最小地震剪重比的计算
在规范中强制要求各楼层剪重比不得小于规范给出的标准，如果不满足要求需要检查质量系数，有效的质量系数不够应该增加振型数的计算；有效质量系数得到满足时可能是源于结构设计不合理，因此要合理对结构质量和刚度的分布情况。
1.5关于柱的计算
如果弯矩设计值由水平荷载造成且超过总设计值的75%时，框架柱长度按规范内6.2.20-1和-2公式计算的小值为准。
1.6关于柱配筋方式的选定
如若整体计算则建议使用单偏压方式，而在产生具体结果时再用双偏压进行复核。这是由于单偏压方式是按照规范公式计算的，而双偏压则是用数值积分法计算的。
1.7关于框架结构
要注重计算系数尤其是柱长度；建议采用单偏压配筋；如果是大截面的柱应该设置刚域位于与梁重叠处。
2、混凝土结构设计的质量控制
2.1关于裂纹控制的问题
断裂损伤力学的角度来看，所谓的断裂损伤是广义的外部负载，细观结构的重大变化，所造成的微观缺陷成胚，扩建和汇通，导致宏观经济性能恶化的结构，最终形成的宏观开裂和破坏的结构。因此，混凝土结构的破坏过程实际上是形成于微裂纹的扩展。现代化的混凝土微观研究还表明：微裂纹的扩展源于材料损坏的程度，也是材料损坏的标志，在同一时间，微裂纹也是材料固有的物理特性现状。因此，在钢筋混凝土结构裂缝的存在有其必然性。
2.2关于抗震问题的分析
在两种类型的组件之间分配的地震力，应该考虑不同时段的两种类型的组件有关抗推刚度相对的比值变化。主要结构系统即现在使用的钢-混凝土混合结构在钢架和混凝土剪力墙（内管）系统中，钢筋混凝土内筒为主要抗侧力结构而钢架主要负责重力荷载，担负一个较小的平剪切。由于刚性的钢框架的反推远小于所述内筒上凝固的水平地震工程经验，承担水平剪力在除了钢框架的顶部几层为其15%到20%，中部和下部的都约为10%至15%，相应的楼层剪力，有些项目甚至只有约5%的往复。在结构的弹塑性的阶段，墙体在地震的持续作用下生成裂纹，刚性显着的减少将增加的钢框架的剪切刚度退化。钢框架由于变形，弹性极限的1/400以上的角度，是远远大于约1/3000的钢筋混凝土墙的弹性极限变形角度。水平地震作用小于塑性阶段，但仍有可能承担远远大于弹性阶段的水平地震剪力和倾覆力矩。
因此，为了符合要求，需要调整的部分钢架水平剪力，钢框架混凝土结构层框架柱的抗震要求应不小于比底部的结构剪切的25%或框架部分地震剪力最大值的1.8倍，两个选择较小的，以改善的钢框架的承载能力，并采取措施改善混凝土内筒的延展。
2.3关于混凝土的加固
较常用的方法是：粘钢加固法、粘贴纤维加固法、预应力加固法、加大截面加固法、置换混凝土加固法等，这些均为直接加固方法，此外还有间接加固的一般方法如预应力加固法和增加支承加固法等。较常用的技术是：裂缝修补技术、混凝土表面处理技术、托换技术、植筋技术、碳化混凝土修复技术等等。由于荷载作用、材料选择或施工不当等原因，结构可能遭受可扩展性或脆性断裂，此时应该努力修复，并且在此之前，应该分析裂缝的产生原因和影响的严重程度，有针对性地采取措施，以改善结构或钢筋，若构件不宜修复或者加固，则应该拆除更换。
3、混凝土结构设计应注意的问题
3.1结构选型阶段
结构选型阶段时，首先应该注意结构的规则性问题；其次应注意新规则有关规定的变更情况，以免在后期工作产生纰漏。再者要注意结构的超高问题，在抗震规范和高规的结构，总高度都有严格的限制，在更改的新规范中，除了原来的高度限制设定为A级的建筑高度，还增加了结构的建设B级高度，因此必须严格注意，一旦建筑结构高度为B类甚至超过B级高度，设计方法和措施一定会变化很大。最后是要注意嵌固端的设置，因为高层建筑都会带有两层或以上的地下室，嵌入式固定端可以设在地下室的顶板上，或者人防顶板的地方，因此，设计师经常会忽略一些方面，如：设计嵌固侧安装在地板上的端部的刚度比上下限、安装的抗震等级整体一致性、计算结构的嵌固端组、抗震缝和嵌入式固定端位置的协调问题等等，而这些方面忽略任何一个都会为后期设计埋下隐患，产生不可估量的后果。
3.2基础设计阶段
基础设计阶段是应该给与相当重视的方面，因为这个阶段是与后期设计工作直接相关的，它的好坏至关重要，并且是整个项目成本的决定因素，因此这个方面若是产生纰漏一定会带来不可估量的损失。在基础设计中也应注意本地规范的重要性。以《地基基础设计规范》作为国家的标准来看，它具有相当的权威但是却不能明确详细地规定全国各地的各种基础状况，所以当地的基础类型和设计方法的描述和指定更详细和准确，所以在基础设计时，也要大力研究地方性标准或规范，以免更大的影响在整个结构上的设计或后期工作。由于缺乏工程设计的现场调查报告或附近的建筑物调查报告，必须根据调查-设计-施工过程的基础上进行设计，要禁止缺乏调查的过程，若是调查不够详细、全面时，设计人员要通知建设单位进行重新调查或者是额外勘探。不考虑地面变形的影响，有一些混凝土结构设计没有关注地基变形后检查，评级为A或B级的结构设计应按照有关规定进行地基的变形情况进行设计，而c级时，应该根据相关规定对地基进行处理，然后变性检验。在对下卧层的地基承载力计算时，要进行深度的修正，修正系数源于土壤。
3.3 框架-剪力墙结构
在框架-剪力墙结构中，较大的交叉楼面横梁与垂直剪力墙单面相交，按照《高规》规定要减少梁的弯矩不良效果，根据剪力墙设置壁柱，暗柱或减少截面的端部截面等等，或者墙的厚度不符合纵向框架梁锚固钢筋的锚固长度的水平边时，应尽可能减少钢筋直径。如果剪力墙结构要将角窗设置于角部时，适当加强窗口部件。角窗处楼板上应该适当进行加厚处理，且通长配筋要双层设置进行加固，或者可以设置斜暗梁或斜向集中加固配筋，斜向钢锚入角窗的边缘上的组件，边缘构件应当适当地加固。
结束语
总而言之，混凝土结构的设计是一个循环的长周期，并且具有专业的深度和复杂性。因此，要结合设计中总结出来的经验，不断完善设计理念，以确保整个工程的质量。
参考文献：
[1] 刘峰，李翔.钢筋混凝土结构加固方法的比较[J].中国房地产业，2012，（03）.
[2] 周克荣.混凝土结构设计[M].上海：同济大学出版社，2010.