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摘要：本文作者着重分析了混凝土建结构设计布中经常出现的问题，为今后的实践提供参考，以确保工程质量。
关键词：混凝土；结构设计；存在问题；思考
1 混凝土结构设计存在的问题
1.1 局部加强和施工代料的问题
在抗震设计中某部分结构设计超强，可能造成新的结构的相对薄弱部位的出现或薄弱部位的转移。因此结构设计中不合理的加强以及在施工中的以大代小，会导致整个结构各部位刚度和承载力的不协调，使构件在有影响的混凝土部位发生脆性破坏。所以在实际工程中需慎重考虑。也就是说，地震时假如发生过大的塑性变形，应当是梁先于柱出现塑性铰。若施工中以大代小，则可能造成地震时塑性铰出现在柱上而不出现在梁上，这恰恰违背了“强柱弱梁”的设计原则，在实际设计中是应当避免的。
1.2 框架梁支座负筋的处理
目前，国内外计算分析软件对构件节点刚域的考虑方法不尽相同。国外的某些软件（例如SAP2000），在结构整体分析时，用户可自行确定杆端刚域的尺寸，但内力输出时，不论用户是否事先设定杆端刚域，仅输出杆件净跨内各截面的内力，而不输出节点的内力。国内计算分析软件，对于杆件内力的输出常常与计算跨度一致，不考虑刚域时，端截面为节点中心；考虑刚域时，端截面为刚域端部。故在使用不同软件时应注意不同的假定和考虑问题的方法。根据规范，内力组合后的设计值，柱端控制截面在梁底及梁顶，梁端控制截面在柱边。而实际计算软件输出的是按轴线计算简图得到的弯矩和剪力值，此时宜换算到设计控制截面处的相应值。构件截面尺寸越大，差别越大。为了简化计算，实际工程中也可采用轴线处的内力值乘以0.85-0.95的折减系数计算配筋，也可不折减，但这将增大配筋量和结构的承载力。鉴于此，在设计中不应盲目增大支座配筋。
1.3 框架圆柱节点
根据建筑使用功能和建筑造型的需要，常常在框架结构或框架剪力墙结构中采用圆柱，而建筑专业有时要求框架梁与圆柱外皮平齐，这样就满足不了规范的要求。为满足GB 50010—2002混凝土结构设计规范第11.6.7条第1款规定，可采用以下三种措施：梁宽不宜过大、梁柱偏心不宜过大及贯穿节点的梁筋可选用较小直径，尤其是外侧纵筋。对于采用圆柱的框架梁柱节点处不宜采用梁柱外皮平齐的做法，即使此时梁中心线与柱中线之间偏心距不大于柱宽的1/4。在圆柱节点处，梁筋贯穿节点的长度与各根梁筋的位置有关，中部钢筋的贯穿长度稍长，越向外侧越短。在设计中应合理控制梁宽与圆柱直径的比例及梁柱偏心的尺寸，以避免外侧梁筋贯穿长度过短。
1.4 框架结构或框剪结构顶部楼层的空旷大空间
根据使用功能的要求，在多层框架结构或框剪结构的顶层经常抽掉若干中柱，仅保留边柱，而形成顶部大空间，用作餐厅、多功能厅等。对大空间的平面布置，应尽量避免靠近端部，以免因平面刚度严重不对称而产生大的扭转效应。由于使用功能需要，大空间必须设在房屋一端时，为了减小结构在水平地震作用下的扭转效应，可在该空旷层端部增设剪力墙或壁式框架，以此调整平面刚度的均匀性，保证楼层竖向构件最大水平位移与平均位移的比值满足规范要求。大空间空旷层的侧向刚度与其下一层的侧向刚度相差不宜太大，空旷层的侧向刚度不宜小于其下一层刚度的一半。为此可加大空旷层的柱、剪力墙截面或提高混凝土强度等级。对于空旷层而言，最突出的问题是顶层梁柱配筋问题，尤其是柱配筋问题。空旷层顶层的框架梁跨度较大，在水平地震作用和竖向荷载组合作用下，框架边柱顶端的弯矩很大，轴力相对较小，导致柱大偏心受压，计算所得的柱纵向受力钢筋很多。为了避免这种情况，实际工程设计中可将竖向荷载作用下梁端弯矩进行较大的调幅，比如调幅系数取0.4—0.6；必要时可在竖向荷载作用下边柱梁端按铰接考虑，但按此法处理时梁应有较大的刚度，使在竖向荷载作用下梁的挠度和梁端转角尽可能小些。如果一旦出现裂缝，裂缝位置又在柱端梁底外侧，此时对结构整体是安全的，柱端的情况是顶层形成铰接大梁。关于柱端可能形成的裂缝宽度：由于框架梁柱在水平地震作用下按刚接，竖向荷载作用下梁端按铰接处理或弯矩较大调幅，所以柱端配的纵向受力钢筋是在此种状态下确定的。当梁的刚度较大，梁端转角较小且在没有地震作用的情况下，柱纵向受力钢筋的实际应力很低。故柱端不可能出现大裂缝。一旦地震时柱端出现较宽裂缝是允许的。建议如果结构位移能满足规范要求，最好将顶层梁设计成铰接大梁，这样受力很明确，而且可减小空旷层柱配筋。
1.5 梁支座裂缝的判断
实际工程设计中经常遇到框架梁支座裂缝过大，不满足规范要求的情况。为了减小裂缝，有的设计者往往采用增大梁支座负筋的方法，但是又造成了，强梁弱柱0的节点构造。而实际裂缝并没有电算软件计算结果那样大。首先，现行GB 50010—2002混凝土结构设计规范所规定的梁的裂缝计算公式，是按单筋梁给出的。而目前国内常用的结构设计软件也是据此编写。如中国建筑科学研究院研制开发的PKPM结构系列软件之SABNE中关于裂缝的计算便是如此。而实际工程中，框架梁为双筋梁，对于框架梁裂缝计算结果简图中给出的支座裂缝是按单筋梁考虑的，纵向受拉钢筋的应力偏大，导致支座裂缝计算结果比实际偏大。其次，软件裂缝计算中所采用的按荷载效应的标准组合计算的弯矩值MK是柱中心或刚域边的弯矩，大于实际上应取的梁端弯矩，也导致支座裂缝计算结果比实际偏大，所以支座负筋不要随意加大。
1.6 框架柱与剪力墙间的连梁
在框架一剪力墙结构中，有时会遇到在框架柱与剪力墙之间的梁。在实际计算中这些梁往往会超筋。因为这种梁一端连接框架柱，刚度很小；另一端连接剪力墙的墙肢，刚度极大。它既不同于框架梁，也不同于剪力墙的连梁，在水平力作用下它的弯矩和剪力都非常大，首先开裂、屈服。如果按弹性分析结构，配筋将十分困难。因此，在计算时可以取较低的刚度折减系数。但连梁刚度取得越低，连梁弯矩和剪力的设计值越小，意味着连梁开裂越早。所以，在截面配筋可能的情况下，刚度折减系数不宜取得过小，一般不小于0.5。
1.7 框架结构还是框架一剪力墙结构的选择
框架一剪力墙结构中，当仅在电梯间或其他部位布置少量剪力墙时，有的设计不计入这部分剪力墙，仅按纯框架结构进行分析，并进行配筋，而剪力墙按构造配筋，并作为结构的安全储备，认为这样做更安全。实际上这样做反倒不安全。因为，由于剪力墙的存在，使得地震作用增大，又由于框架和剪力墙共同工作，导致框架上部受力加大，这样做无论对框架还是剪力墙都是不安全的。按纯框架能满足位移比和层间位移限值的要求，增加剪力墙后按框剪结构分析计算不一定能满足位移比和层间位移限值的要求。正因如此，规范规定在抗震设计的框架结构中，当仅布置少量剪力墙时，结构分析计算中应考虑剪力墙与框架的协同工作，如果剪力墙位置较偏而产生较大刚度偏心时，宜采取措施弱化剪力墙的作用，如减薄剪力墙、剪力墙开竖缝、剪力墙开结构洞等，此时宜加大与剪力墙相连的柱子的配筋。
多层框架当按纯框架结构计算不能满足框架结构层间位移限值时，结构仅布置少量的纵、横向剪力墙，仍按框架结构确定框架的抗震等级，而计算时应按框架一剪力墙结构的要求满足剪力墙的承载能力和结构整体变形的要求。同时框架部分还宜满足不计入剪力墙时框架的承载力要求。
2 结束语
综上所述，我们对混凝土结构设计还存在着很多问题，我们应多结合实际建筑的特点，规范混凝土结构设计的材料应用、注重设计理论发展，以确保工程质量，促进我国钢筋混凝土结构设计水平，使结构刚柔适中，并注重细部设计，从而做到结构设计安全、经济、适用。
参考文献：
[1] 纪福宏，郭惠琴.混凝土结构设计中若干问题的探讨[J].山西建筑，2011，（11）.
[2] 金兰.混凝土结构设计部分问题总结[J].南北桥，2009，（04）.
关键词：混凝土；结构设计；存在问题；思考
1 混凝土结构设计存在的问题
1.1 局部加强和施工代料的问题
在抗震设计中某部分结构设计超强，可能造成新的结构的相对薄弱部位的出现或薄弱部位的转移。因此结构设计中不合理的加强以及在施工中的以大代小，会导致整个结构各部位刚度和承载力的不协调，使构件在有影响的混凝土部位发生脆性破坏。所以在实际工程中需慎重考虑。也就是说，地震时假如发生过大的塑性变形，应当是梁先于柱出现塑性铰。若施工中以大代小，则可能造成地震时塑性铰出现在柱上而不出现在梁上，这恰恰违背了“强柱弱梁”的设计原则，在实际设计中是应当避免的。
1.2 框架梁支座负筋的处理
目前，国内外计算分析软件对构件节点刚域的考虑方法不尽相同。国外的某些软件（例如SAP2000），在结构整体分析时，用户可自行确定杆端刚域的尺寸，但内力输出时，不论用户是否事先设定杆端刚域，仅输出杆件净跨内各截面的内力，而不输出节点的内力。国内计算分析软件，对于杆件内力的输出常常与计算跨度一致，不考虑刚域时，端截面为节点中心；考虑刚域时，端截面为刚域端部。故在使用不同软件时应注意不同的假定和考虑问题的方法。根据规范，内力组合后的设计值，柱端控制截面在梁底及梁顶，梁端控制截面在柱边。而实际计算软件输出的是按轴线计算简图得到的弯矩和剪力值，此时宜换算到设计控制截面处的相应值。构件截面尺寸越大，差别越大。为了简化计算，实际工程中也可采用轴线处的内力值乘以0.85-0.95的折减系数计算配筋，也可不折减，但这将增大配筋量和结构的承载力。鉴于此，在设计中不应盲目增大支座配筋。
1.3 框架圆柱节点
根据建筑使用功能和建筑造型的需要，常常在框架结构或框架剪力墙结构中采用圆柱，而建筑专业有时要求框架梁与圆柱外皮平齐，这样就满足不了规范的要求。为满足GB 50010—2002混凝土结构设计规范第11.6.7条第1款规定，可采用以下三种措施：梁宽不宜过大、梁柱偏心不宜过大及贯穿节点的梁筋可选用较小直径，尤其是外侧纵筋。对于采用圆柱的框架梁柱节点处不宜采用梁柱外皮平齐的做法，即使此时梁中心线与柱中线之间偏心距不大于柱宽的1/4。在圆柱节点处，梁筋贯穿节点的长度与各根梁筋的位置有关，中部钢筋的贯穿长度稍长，越向外侧越短。在设计中应合理控制梁宽与圆柱直径的比例及梁柱偏心的尺寸，以避免外侧梁筋贯穿长度过短。
1.4 框架结构或框剪结构顶部楼层的空旷大空间
根据使用功能的要求，在多层框架结构或框剪结构的顶层经常抽掉若干中柱，仅保留边柱，而形成顶部大空间，用作餐厅、多功能厅等。对大空间的平面布置，应尽量避免靠近端部，以免因平面刚度严重不对称而产生大的扭转效应。由于使用功能需要，大空间必须设在房屋一端时，为了减小结构在水平地震作用下的扭转效应，可在该空旷层端部增设剪力墙或壁式框架，以此调整平面刚度的均匀性，保证楼层竖向构件最大水平位移与平均位移的比值满足规范要求。大空间空旷层的侧向刚度与其下一层的侧向刚度相差不宜太大，空旷层的侧向刚度不宜小于其下一层刚度的一半。为此可加大空旷层的柱、剪力墙截面或提高混凝土强度等级。对于空旷层而言，最突出的问题是顶层梁柱配筋问题，尤其是柱配筋问题。空旷层顶层的框架梁跨度较大，在水平地震作用和竖向荷载组合作用下，框架边柱顶端的弯矩很大，轴力相对较小，导致柱大偏心受压，计算所得的柱纵向受力钢筋很多。为了避免这种情况，实际工程设计中可将竖向荷载作用下梁端弯矩进行较大的调幅，比如调幅系数取0.4—0.6；必要时可在竖向荷载作用下边柱梁端按铰接考虑，但按此法处理时梁应有较大的刚度，使在竖向荷载作用下梁的挠度和梁端转角尽可能小些。如果一旦出现裂缝，裂缝位置又在柱端梁底外侧，此时对结构整体是安全的，柱端的情况是顶层形成铰接大梁。关于柱端可能形成的裂缝宽度：由于框架梁柱在水平地震作用下按刚接，竖向荷载作用下梁端按铰接处理或弯矩较大调幅，所以柱端配的纵向受力钢筋是在此种状态下确定的。当梁的刚度较大，梁端转角较小且在没有地震作用的情况下，柱纵向受力钢筋的实际应力很低。故柱端不可能出现大裂缝。一旦地震时柱端出现较宽裂缝是允许的。建议如果结构位移能满足规范要求，最好将顶层梁设计成铰接大梁，这样受力很明确，而且可减小空旷层柱配筋。
1.5 梁支座裂缝的判断
实际工程设计中经常遇到框架梁支座裂缝过大，不满足规范要求的情况。为了减小裂缝，有的设计者往往采用增大梁支座负筋的方法，但是又造成了，强梁弱柱0的节点构造。而实际裂缝并没有电算软件计算结果那样大。首先，现行GB 50010—2002混凝土结构设计规范所规定的梁的裂缝计算公式，是按单筋梁给出的。而目前国内常用的结构设计软件也是据此编写。如中国建筑科学研究院研制开发的PKPM结构系列软件之SABNE中关于裂缝的计算便是如此。而实际工程中，框架梁为双筋梁，对于框架梁裂缝计算结果简图中给出的支座裂缝是按单筋梁考虑的，纵向受拉钢筋的应力偏大，导致支座裂缝计算结果比实际偏大。其次，软件裂缝计算中所采用的按荷载效应的标准组合计算的弯矩值MK是柱中心或刚域边的弯矩，大于实际上应取的梁端弯矩，也导致支座裂缝计算结果比实际偏大，所以支座负筋不要随意加大。
1.6 框架柱与剪力墙间的连梁
在框架一剪力墙结构中，有时会遇到在框架柱与剪力墙之间的梁。在实际计算中这些梁往往会超筋。因为这种梁一端连接框架柱，刚度很小；另一端连接剪力墙的墙肢，刚度极大。它既不同于框架梁，也不同于剪力墙的连梁，在水平力作用下它的弯矩和剪力都非常大，首先开裂、屈服。如果按弹性分析结构，配筋将十分困难。因此，在计算时可以取较低的刚度折减系数。但连梁刚度取得越低，连梁弯矩和剪力的设计值越小，意味着连梁开裂越早。所以，在截面配筋可能的情况下，刚度折减系数不宜取得过小，一般不小于0.5。
1.7 框架结构还是框架一剪力墙结构的选择
框架一剪力墙结构中，当仅在电梯间或其他部位布置少量剪力墙时，有的设计不计入这部分剪力墙，仅按纯框架结构进行分析，并进行配筋，而剪力墙按构造配筋，并作为结构的安全储备，认为这样做更安全。实际上这样做反倒不安全。因为，由于剪力墙的存在，使得地震作用增大，又由于框架和剪力墙共同工作，导致框架上部受力加大，这样做无论对框架还是剪力墙都是不安全的。按纯框架能满足位移比和层间位移限值的要求，增加剪力墙后按框剪结构分析计算不一定能满足位移比和层间位移限值的要求。正因如此，规范规定在抗震设计的框架结构中，当仅布置少量剪力墙时，结构分析计算中应考虑剪力墙与框架的协同工作，如果剪力墙位置较偏而产生较大刚度偏心时，宜采取措施弱化剪力墙的作用，如减薄剪力墙、剪力墙开竖缝、剪力墙开结构洞等，此时宜加大与剪力墙相连的柱子的配筋。
多层框架当按纯框架结构计算不能满足框架结构层间位移限值时，结构仅布置少量的纵、横向剪力墙，仍按框架结构确定框架的抗震等级，而计算时应按框架一剪力墙结构的要求满足剪力墙的承载能力和结构整体变形的要求。同时框架部分还宜满足不计入剪力墙时框架的承载力要求。
2 结束语
综上所述，我们对混凝土结构设计还存在着很多问题，我们应多结合实际建筑的特点，规范混凝土结构设计的材料应用、注重设计理论发展，以确保工程质量，促进我国钢筋混凝土结构设计水平，使结构刚柔适中，并注重细部设计，从而做到结构设计安全、经济、适用。
参考文献：
[1] 纪福宏，郭惠琴.混凝土结构设计中若干问题的探讨[J].山西建筑，2011，（11）.
[2] 金兰.混凝土结构设计部分问题总结[J].南北桥，2009，（04）.