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混凝土結構設計總結范文1
【關鍵詞】 抗震設計; 概念設計; 高層建筑結構
中圖分類號：TU208文獻標識碼： A
地震作用影響因素極為復雜，它是一種隨機的、尚不能準確預見和準確計算的外部作用，目前規范給出的計算方法還是一種半經驗半理論的方法，要進行精確的抗震計算還有一定的困難，因此人們在工程實踐中提出了“建筑抗震概念設計”。結構的抗震設計應該是綜合概念設計、計算和結構措施等完整的一系列設計。
1 建筑的抗震概念設計
所謂“建筑抗震概念設計”是指根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原則和設計思想，依此進行建筑和結構總體布置并確定細部構造的過程。掌握了抗震概念設計，有助于明確抗震設計思想，靈活、恰當地運用抗震設計原則，使設計人員不至于陷入盲目的計算工作，從而做到比較合理地進行抗震設計。
在設計中，雖然分析計算是必須的，也是設計的重要依據，但僅靠此往往不能滿足結構安全性、可靠性的要求，不能達到預期的設計目標，因此必須非常重視概念設計。從某種意義上講，概念設計甚至比分析計算更為重要，因為合理的結構方案是安全可靠的優秀設計的基本保證。高層建筑結構設計尤其是在高層建筑結構抗震設計中，更應重視概念設計。這是因為高層建筑結構的復雜性、發生地震時震動的不確定性、人們對地震時結構響應認識的局限性與模糊性、高層結構計算尤其是抗震分析計算的精確性、材料性能與施工安裝時的變異性，結構計算模型的假定與地震時的實際工作有很大的差異以及其他不可預測的因素，致使設計計算結果( 尤其是經過實用簡化后的計算結果) 與實際相差較大，甚至有些作用效應至今尚無法定量計算出來。
3 高層混凝土建筑結構抗震概念設計的基本內容
3. 1 首先應重視高層建筑結構的規則性
建筑設計應符合抗震概念設計的要求，不應采用嚴重不規則的形狀設計方案。合理的建筑布置在抗震設計中是頭等重要的，提倡平、立面簡單對稱，因為震害表明，此種類型建筑在地震時較不容易破壞，而且容易估計出其地震反應，易于采取相應的抗震構造措施和進行細部處理?！敖ㄖY構的規則性”包含了對建筑的平立面外形尺寸，抗側力構件布置、質量分布，承載力分布等諸多因素的綜合要求?！耙巹t建筑”體現在體形( 平面和立面的形狀) 簡單; 抗側力體系的剛度承載力上下變化連續、均勻; 平面布置基本對稱。
3. 2 結構剛度、承載力和延性要有合理的匹配
當結構具有較高的抗力時，其總體延性的要求可有所降低; 反之，較低的抗力需要較高的延性要求相配合。對結構提出了“綜合抗震能力”的概念，就是要綜合考慮整個結構的承載力和構造等因素，來衡量結構具有的抵抗地震作用的能力。地震時建筑物所受地震作用的大小與其動力特性密切相關，與其具有合理的剛度和承載力分布以及與之匹配的延性密切相關。但是，提高結構的抗側剛度，往往是以提高工程造價及降低結構延性指標為代價的。要使建筑物具有很強的抗倒塌能力，最理想的是使結構中的所有構件都具有較高的延性，然而實際工程中很難做到。有選擇地提高結構中的重要構件以及關鍵桿件的延性是比較經濟有效的辦法。因此，在確定建筑結構體系時，需要在結構剛度、承載力及延性之間尋找一種較好的匹配關系。
3. 3 設計多道設防結構
3. 3. 1 超靜定結構
靜定結構是只有一個自由度的結構，在地震中只要有一個節點破壞或一個塑性鉸出現，結構就會倒塌。抗震結構必須做成超靜定結構，因為超靜定結構允許有多個屈服點或破壞點。將這個概念引申，抗震結構不僅是要設計成超靜定結構，還應該做成具有多道設防的結構。第一道設防結構中的某一部分屈服或破壞只會使結構減少一些超靜定次數。同時要注意分析并控制結構的屈曲或破壞部位，控制出鉸次序及破壞過程。有些部位允許屈服或允許破壞，而有些部位則只允許屈服，不允許破壞，甚至有些部位不允許屈服。例如，帶連梁的剪力墻中，連梁應當作為第一道設防，連梁先屈曲或破壞都不會影響墻肢獨立抵抗地震力。
3. 3. 2 雙重抗側力結構體系
雙重抗側力結構體系是可能實現多道設防結構的一種類型，而且雙重抗側力結構的抗震性能較好。這里提出的雙重抗側力體系的特點是，由兩種變形和受力性能不同的抗側力結構組成，每個抗側力體系都有足夠的剛度和承載力，可以承受一定比例的水平荷載，并通過樓板連接協同工作，共同抵抗外力。特別是在地震作用下，當其中一部分結構有所損傷時，另一部分應有足夠的剛度和承載力能夠共同抵抗后期地震作用力。在抗震結構中設計雙重抗側力體系實現多重設防，才是安全可靠的結構體系。
3. 3. 3 總結構體系與基本分結構體系
1972 年 12 月 23 日尼加拉瓜首都發生強烈地震，1 萬多棟樓房倒塌。林同炎公司 1963 年設計的美州銀行大樓，雖位于震中，承受比設計地震作用 0. 06g 大 6 倍的地震 0. 35g而未倒塌，引起世界同行的高度重視。眾所周知，建筑物在地震作用下的運動與由風引起的位移是不同的，在強烈地震作用下，結構會在任意方向變形。在高層建筑中，這種變形更為復雜。當然主要是第一振型，同時也包括具有鞭梢效應的第二、第三振型，變形量很大。所以設計者主要考慮的是如何避免就其結構固有特征會引起倒塌的過大變形。再則，設計高層結構所考慮抗風與抗地震要求的出發點往往是矛盾的。剛度大的結構對抗風荷載有利，動力效應小; 反之，較柔的結構有利于抗震。所以要設計一個抗風及抗震性能都很好的高層結構不很容易。林同炎教授的設計思想是設計一個由 4 個柔性筒組成的，具有很大抗彎剛度的結構總體系。在抗風荷載及設防烈度的地震作用下表現為剛性體系。當遇到罕見的強烈地震時，通過控制各分體系( 柔性筒) 之間的聯接構件( 鋼筋混凝土連梁) 的屈服、破壞，而變成具有延性的結構體系，即各分體系獨立工作，則結構的自振周期變長，阻尼增加，即使超出彈性極限，仍持有塑性強度，可做到搖擺而不倒塌。地震后的實地觀察，證明其設計思想是正確的，正如預料的那樣，聯梁的混凝土剝落，梁中有明顯裂縫。但四個柔性筒的本身均無裂縫，筒壁仍處于彈性階段。
3. 4 抗側力結構和構件應設計成延性結構或構件
延性是指構件或結構具有承載能力基本不降低的塑性變形能力的一種性能。在“小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設計原則下，結構應設計成延性結構。當設計成延性結構時，由于塑性變形可以耗散地震能量，結構變形加大，但結構承受的地震作用不會直線上升，也就是說，結構是用它的變形能力在抵抗地震作用。延性結構的構件設計應遵守“強柱弱梁，強剪弱彎，強節點弱桿件，強底層柱”原則，承受豎向荷載的主要構件不宜作為主要耗能構件。
3. 5 應有意識地加強薄弱環節
( 1) 結構在強烈地震下不存在強度安全儲備，構件的實際承載力分析( 而不是承載力設計值的分析) 是判斷薄弱層的基礎。
( 2) 要使樓層( 部位) 的實際承載力和設計計算的彈性受力之比在總體上保持一個相對均勻的變化，一旦樓層( 部位) 的這個比例有突變時，會由于塑性內力重分布導致塑性變形的集中。
( 3) 要防止在局部上加強而忽視整個結構各部位剛度、承載力的協調。
( 4) 在抗震設計中有意識、有目的地控制薄弱層( 部
位) ，使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發生轉移，這是提高結構總體抗震性能的主要手段。
4 做好高層建筑結構概念設計還應注意的問題
( 1) 結構方案要根據建筑使用功能、房屋高度、地理環境、施工技術條件和材料供應情況、有無抗震設防來選擇合理的結構類型。
( 2) 不同結構體系在豎向荷載、風荷載及地震力作用下的受力特點。
( 3) 風荷載、地震作用及豎向荷載的傳遞途徑。
( 4) 結構破壞的機制和過程，以加強結構的關鍵部位和薄弱環節。
( 5) 預估和控制各類結構及構件塑性鉸區可能出現的部位和范圍。
( 6) 場地選擇、地基基礎設計及地基變形對上部結構的影響。
( 7) 各類結構材料的特性及其受溫度變化的影響。
( 8) 非結構構件對主體結構抗震產生的有利和不利影響，要協調布置，并保證與主體結構連接構造的可靠等。
參 考 文 獻
［1］ GB 50011 －2001 建筑結構抗震設計規范［S］
混凝土結構設計總結范文2
[關鍵詞]混凝土 結構設計 抗震 建筑
中圖分類號：TU 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）44-0119-01
一、概述
眾所周知，在建筑物整體設計中，混凝土結構設計處于一個最基礎且最重要的位置，它將關系到工程能否順利施工，在這一過程中如果產生錯誤或存在弊病都可能使結果變得更復雜。目前，混凝土結構設計已逐步轉向為重視建筑的功能、安全和技術因素，更多的是考慮到提高結構設計的質量問題。因此，在設計時要根據受力的合理性來進行，而對結構的受力性能起著關鍵作用的是結構形式及體系的選擇、總體布置等，所以綜合考慮才能使其既應用得當又具有良好的抗震性。
二、概念設計和結構構造
（一）概念設計
材料性能、構件性能、連接構造、結構體系通過實驗、實踐檢驗，但還不能計算，稱為概念設計，設計中一般應該遵循的原則主要有：（1）結構的承載力、剛度、質量在平面內和沿高度應該保持均勻、對稱和連續分布，避免應力集中；（2）多設置抗震防線，布置超靜定結構及延性較高的耗能構件；（3）注意結構的連接整體性，結果單元應采用牢固連接，不同結構單元應遵守徹底分開的要求；（4）做到強柱弱梁、強剪弱彎；（5）避免盲目增加鋼筋，某一部分結構設計承載力超強或不足，都可能造成結構的相對薄弱。
（二）結構構造
結構體系靠力學計算保證構件的承載力及變形，又靠構造措施將構件連接在一起，形成結構體系，合理的構造保證構件傳力明確；保證在力的多次作用下能力的吸收及耗散；保證在設計使用年限內的耐久性?？梢哉f結構構造是概念設計的具體化。我國通過幾十年的實踐總結后，試驗研究都有完整的結構構造措施。但是認識在不斷提高，概念設計在不斷發展，結構設計除正確運用目前的構造措施，也還需要不斷的總結、充實、提高。
三、混凝土結構設計的內容
1、地震作用的計算：規則結構不計算扭轉耦聯的時候，平行于地震作用力方向的兩邊應乘以放大系數，一般較短邊乘以1.15的系數，長些的邊乘以1.05的系數，扭轉剛度小時要按大于或等于1.3采用，地震作用計算要考慮扭轉耦連產生的影響；質量、剛度不對稱分布的結構要計入雙向水平方向的地震作用扭轉影響。
2、質量系數的計算：一般工程中，我們所采用的是質量系數大于等于9，如果是2層結構就采用6個，一般是取3的倍數，每層有3個自由度。計算的時候要檢查質量振型參數，要確保不小于90%，如果出現不夠的情況，那么必將會導致設計結構不夠安全、合理。
3、最小地震剪重比的計算：規范強制要求各樓層剪重比不小于規范給出的標準，如果不滿足要求需要檢查質量系數，有效的質量系數不夠要增加振型數的計算；有效質量系數能夠滿足時可能結構設計不合理，要合理分布結構質量和剛度。
4、結構的位移、周期的計算：規范要求周期比應該控制在大震下扭轉振型不靠前的情況，用樓層豎向最大位移來限制層間最大位移，位移比應該取最大和平均位移比值。
5、柱配筋方式的計算：單偏壓方式是按規范公式來計算的，雙偏壓則是用數值積分法，整體計算建議使用單偏壓方式，得出具體結果時再用雙偏壓復核。
四、混凝土結構設計中的常見問題
1、上部結構設計存在的問題
（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，將構成極其嚴重的影響。此外，還會增大與之相關聯的基礎、連梁等構件的設計難度。剛度較大的第一級別的剪力墻，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。這時，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，這也就是我們所說的延性設計。
（2）框剪結構的連梁設計是結構設計中很重要的一項，但是我們也會看到，當前有很多設計在這個環節上做的并不好。有的是因為重視不夠，有的是因為認識不足。而所謂的連梁實質上就是那些連接兩片剪力墻，在遇到中震或大震時，它會先開裂，起到耗能作用，從而使建筑物保持一定延性的梁。因此，在設計時我們不能盲目的增大它抗彎的能力，否則會使連梁延遲破壞，起不到及時耗能的作用，其他重要構件也會被破壞。
2、梁上起柱是否設置附加鋼筋的問題
某些工程梁上起柱及次梁上面都在梁中附加橫向鋼筋，有的設計人員甚至在彈性梁基礎中柱下梁內亦附加鋼筋，這完全沒有必要。根據混凝土結構設計規范的規定，位于梁下部或梁截面高度范圍內的集中荷載，應該是全部由附加橫向鋼筋（箍筋吊筋） 承擔，附加橫向鋼筋宜采用箍筋。因此，次梁放在主梁上面及梁上起柱，主梁是不必設置附加橫向鋼筋的，混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則及構造詳圖就是這樣的。
3、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，因建筑物沉降所引起的附加應力的影響很容易被忽視。由于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，如果沒有充分考慮因此產生的附加應力，那么對于底板而言是偏于不安全的，也有可能會導致地下室底板承載能力不足而開裂。
（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，外輪廓形狀應該盡量保持簡潔，這樣才有利于建筑防水的施工。其中對柱下承臺的形式是最為明顯的。此時，由于受到柱下承臺的影響，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，也加長了施工時間，質量也無法保證，同時也會增加工程造價。對于這種情況下，一般是要求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。該做法能保證施工質量，在一定程度上還能縮短施工時間。
五、結束語
綜上所述，混凝土結構的設計是一個有深度的專業，是一個循環的長周期。從當前設計過程中所出現的問題來看，要想積極應對解決，就要從基本方面對混凝土結構進行設計，結合著設計中總結出來的經驗，不斷完善設計理念，從而確保工程質量。
參考文獻
【1】張亮《淺談我國當前混凝土結構設計及加固對策》[J]，《城市建設理論研究》2013年06期。
混凝土結構設計總結范文3
[關鍵詞]鋼筋混凝土；結構設計；規范；概念設計；問題
中圖分類號：TU973.12 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）18-0220-01
1、鋼筋混凝土柱的結構設計
1.1 鋼筋混凝土柱的截面設計
一般在對鋼筋混凝土結構進行設計時，首先需要按照至下而上的順序對截面尺寸進行調整，通?？蚣芙Y構的柱按照這一順序變化比較合理，此外，還應創建合理的柱模板，柱斷面變化次數不宜太多，柱斷面變小也不宜設在同一層，以節約投資，使設計更合理。除了柱截面變小與混凝土強度降低宜設在不同層外，而且柱截面變小劇烈。否則抗側剛度減少較多，對抗震不利。柱截面尺寸減小的間隔層數為四層，如果間隔太疏又起不到節約投資、降低造價的目的；太密會造成模板浪費、施工不便。每次每側減小以150mm為宜，減得過多會導致結構豎向剛度變化異常。例如柱截面從550@550變為450@450，柱的線剛度會減少了60%左右，對于純框架結構其抗側剛度就減小過多。如果柱截面變化過大時應將柱分批在不同樓層進行截面變小。同時鋼筋混凝土柱截面的最小尺寸應符合相關規定。
1.2 鋼筋混凝土柱箍筋的肢距設計
根據混凝土結構設計的有關規定可以看出，在對鋼筋混凝土柱加密區的箍筋內箍筋肢距進行設計時，要保證一級抗震等級不能超出二十厘米，二三級抗震等級則不能超出二十五厘米，同時保證箍筋直徑在二十倍中的較大值；四級抗震等級不宜大于三十厘米。按一般的理解，箍筋肢距應為每肢箍筋的水平距離。本文作者對箍筋肢距的解釋為鋼筋混凝土柱縱向鋼筋的箍筋拉接點的距離，這樣不僅可以順利對柱鋼筋的拉接還便于施工的要求。而不少設計人員在設計時將箍筋肢距一律按均勻分布且小于二十厘米，導致混凝土澆搗困難，必須使用導管，將混凝土引導到根部，是不能讓其從高處直接墜落的，然后逐漸向上澆灌。如果箍筋肢距過小，將無法使用導管。
2、關于梁的結構設計
梁的截面高度是由撓度與配筋控制其下限值，由裂縫允許值控制上限值。設計中很多人取較大的梁截面以保證撓度滿足要求。但大截面低配筋率梁對抗裂并不利，經過適當配筋調整，裂縫寬度能勉強地滿足要求，其計算裂縫寬度很小，然而這種梁出現裂縫的可能性較大。
2.1 鋼筋混凝土梁側的縱向鋼筋設計應該注意的問題
根據相關要求我們可以發現，梁腹板的高度大于45cm時，梁的兩個側面設計應該滿足縱向構造要求，縱向構造鋼筋之間的距離需要保持在20cm以內，每一側的截面面積應該大于或等于腹板界面的0.1%，鋼筋混凝土梁側縱向鋼筋的直徑一般為十五厘米左右。在鋼筋混凝土結構的實際設計中，常會遇到鋼筋混凝土梁側抗扭縱筋很大，對上述情況應在計算上做合理的調整，由于電算設計時候的抗扭縱筋面積較大。對跨度較大的鋼筋混凝土次梁支承于主梁上時，鋼筋混凝土次梁的支承端會對主梁產生較大的扭矩，在電算程序中鋼筋混凝土次梁的端支座為絞接造成的。目前電算程序在結構構件計算時尚未考慮現澆樓板對鋼筋混凝土梁扭轉影響，必須需要人為地給程序一個梁扭矩折減系數，合理選擇鋼筋混凝土梁扭矩折減系數是必要的。調整后計算出來的鋼筋混凝土梁的抗扭縱筋面積會很大，必須保證箍筋的配筋率滿足規范的規定。
2.2 針對強柱弱梁的結構設計
強柱弱梁的概念最早是在抗震設計中提出的，鋼筋混凝土柱的結構設計直接關系著整個建筑物的安全性能，因此我們需要減少鋼筋混凝土梁的破壞。強柱弱梁設計理念一定要將這一概念設計貫徹下去。嚴格控制鋼筋混凝土柱軸壓比，筆者認為軸壓比不宜過大，且我們對柱斷面及配筋設置時應分部位處理，建議適當加強角柱、邊柱的配筋，所有鋼筋混凝土柱建議縱筋均不宜小于20mm，同時應該全柱通長加密箍筋，且配箍率滿足規范要求，矩形截面柱對稱配筋。而對梁配筋則建議應配足梁中部筋，以使地震作用下梁鉸機制的形成，避免柱比梁先屈服，使鋼筋混凝土梁端能先形成塑性鉸，使柱端受彎承載力比梁端的實際受彎承載力大。
3、關于基礎的結構設計
在整個建筑工程開展過程中影響工程造價及施工質量的主要因素就是地基基礎，這是在工程設計過程中相關人員十分重視的結構設計內容，由于地基設計的好與壞直接關系到后期設計工作的有序開展，還可能會造成無法彌補的損失。所以，在進行地基基礎設計時，在地基基礎設計中要注意地方性規范的學習。避免對整個結構設計或后期設計工作造成較大的影響。因此在基礎設計時，應充分重視工程當地的規定要求，最好能參考鄰近已建建筑物設計經驗，可使基礎設計更加經濟、合理。如某綜合樓工程，抗震設防烈度為8度，建筑總高度100m，采用框架核心筒結構，基礎設計采用筏板基礎。在利用程序計算時，主樓下的筏板板厚達到3m，配筋量大。規范基礎沖切計算也未考慮基礎底板下土的影響，在參考類似工程經驗后，設計基礎筏板厚度定為2.1m，使筏板厚度減少近30%。
3.1 基礎的最低混凝土強度等級
有關規定中提到建筑地基的擴展基礎混凝土強度等級不應低于C20，規范還規定基礎的最低混凝土強度等級二a類為C25，二b 類為C30。規定高層建筑基礎的混凝土強度等級不宜低于C30。
3.2 基礎的最小配筋率
墻下鋼筋混凝土條形基礎和柱下鋼筋混凝土獨立基礎的最小配筋率如何確定存在分歧?；炷两Y構設計相關規定了受彎構件的最小配筋百分率的值；而建筑地基基礎設計中規定：基礎底板的配筋，應按抗彎計算確定。
4、結語
設計是一個工程開展的最初環節，同時也是最關鍵的環節，直接關系到之后各個環節的落實，鋼筋混凝土結構設計也是如此。如果在設計過程中有任何的參數選擇失誤都會給整個設計帶來影響，嚴重的甚至無法彌補。該文重點針對鋼筋混凝土結構設計中常見的問題進行了分析，并在此基礎上提出了一些建議。在今后的鋼筋混凝土結構設計過程中，經常鋼筋混凝土結構總結設計的經驗，使設計更經濟、合理。
參考文獻：
[1] 混凝土結構設計規范GB50010-2010.中國建筑工業出版社.2010.
混凝土結構設計總結范文4
關鍵詞：水利工程；混凝土；結構設計；優化策略
引言：
水利工程是通過修建堤壩、水閘、渡槽、溢洪道等水工建筑物，調控自然界的地表水和地下水資源，以防止洪澇干旱等自然災害，滿足社會生產生活的需要。由于水利工程規模大、工期長、技術難度高，所以在其建設中應用混凝土結構也就勢在必行?；炷潦侵敢运酁槟z凝材料，以砂石為集料，與水等按比例混合攪拌形成的建筑工程復合材料。再以其作為承重材料，配以定量的鋼筋、預應力筋等構件，則成為耐久耐火性好、整體灌注性高、廣泛應用于大型工程建設中的混凝土結構。但我國混凝土結構應用于水利工程建設的時間較短、經驗較少，尚未形成完善的優化設計方案。因此，探究水利工程中混凝土結構的優化設計，具有重要的理論和實踐價值。
一、水利工程中混凝土結構設計存在的問題
水利工程中的混凝土結構設計是一項高難度的復雜技術，并且由于水利工程施工地點的地形地勢復雜，加之混凝土本身成分的復雜狀況，導致混凝土結構的設計施工難度驟然加大。也正因如此，我國水利工程混凝土結構的整體設計水平相較于發達國家而言，仍有較大差距，逐漸顯露出根源于技術水平疲軟的諸多問題。
（一）混凝土材料配比不穩定
混凝土并非是單一性質的材料，而是由水泥、砂、石等原料拌合膠凝而成。因此，材料配置比例的些許不同，就可能導致混凝土標號降低，在澆筑后則會使結構出現孔洞、氣泡、麻面等不良現象，嚴重影響著混凝土結構的質量。例如，如果混凝土攪拌中砂石比例過高，則會因骨料集中而造成拌合物離折、混凝土料干硬，一定程度上降低了混凝土結構的牢固度。
（二）混凝土岔管設計不合理
現代水利工程常在地下網道中采用“一洞多機”的布局方案，這就需要利用混凝土岔管設計來完成。但是岔管對混凝土結構設計施工的技術水平要求較高，并且目前沒有形成完善的、具體的混凝土岔管設計指導細則。因此，工作人員難以掌握混凝土岔管結構設計的承壓能力，在復雜的地形和計算影響下，常常出現設計不合理現象，為混凝土結構安全埋下隱患。
（三）混凝土襯砌易出現滲漏
我國水利工程建設中混凝土結構設計的突出問題之一，即是混凝土襯砌容易出現透漏，對渠道結構安全不利?？偟膩碚f，襯砌易滲漏是由于混凝土結構出現裂縫，主要由四方面原因所造成。一是模板的設計布置存在偏差；二是通道的位置處理不到位，上方巖土層沉降對襯砌產生巨大壓力形成裂縫；三則是混凝土原材料質量存在問題；四是在攪拌、運輸以及澆筑過程中對混凝土疏于養護。
（四）建筑的準備過程不精細
混凝土結構設計過程存在的另一大問題，即是人員配合不力，建設前期準備不精細。這主要表現在兩方面，一方面，工作人員在前期準備過程中沒有對施工區域的地形地勢、水文狀況等進行細致考察，沒有明確預計施工難度，不僅可能導致設計誤差，還會延緩施工進程；另一方面，水利工程建設中的混凝土結構設計，有賴于設計人員、施工人員的通力配合。但是混凝土結構設計人員與具體施工人員之間沒有形成及時、高效的溝通機制，容易造成設計與施工的脫節。
二、水利工程中混凝土結構設計的重要意義
近年來，隨著三峽大壩、南水北調等國家重要水利工程的建設完工，水利工程建設中的混凝土設計吸引著社會的廣泛關注，顯現出其獨特的重要意義。
（一）提高工程質量
水利工程利及千秋萬代，其工程質量至關重要?；炷恋恼尘坌允够炷两Y構的密度增大，結構性質趨于穩定；同時，混凝土抵抗重壓、抻拉、彎剪等作用力的能力較強，不易變形，能夠確保水利工程結構的穩定性。此外，混凝土結構相較于其他土木結構來講，還有良好的耐久性和耐火性，可以抵御較長時間的外力侵蝕。因此，混凝土結構能夠有效提高水利工程建設質量。
（二）降低施工難度
水利工程體量復雜且龐大，而且大多修建在地勢起伏大、地形復雜的山區，普遍來講施工難度較大。但混凝土結構設計的引入，則可有效改善這一狀況。一方面，混凝土的可塑性極強，可以根據預先設定好的模型進行澆灌，從而彌補其他結構技術的精密性誤差。另一方面，混凝土結構屬于一次澆灌成型，操作簡單快捷，極大降低了水利工程的施工難度。
（三）便于保養維護
延長水利工程的使用壽命必須依賴于健全的保養維護舉措。傳統的水利工程結構普遍難以進行保養維護，而混凝土結構則不然。例如，通過對混凝土結構進行定期清潔，可清晰發現結構表面的磨損、裂縫，即可進行及時修補，從而有效防止缺陷繼續延展。便于保養維護的優勢，使混凝土結構設計有力保障著水利工程使用安全。
三、水利工程中混凝土結構的優化設計方案
自古至今，我國的水利工程建設方法和技術一直處于不斷地改進更新過程中，持續推動著水利工程事業的發展。隨著時代進步和科技水平的提升，水利工程建設對混凝土結構設計的質量、安全、性能等提出了更高標準要求，因而混凝土結構應當加大優化設計力度，努力形成優質高效的混凝土結構設計方案。
（一）科學合理配比混凝土原料
在混凝土結構優化設計過程中，保證混凝土原料的科學合理配比是首要策略，不僅可以減少混凝土結構的麻面、孔洞等缺陷，還對控制裂縫、襯砌防滲等有明顯的幫助作用。具體而言，細度模數在2.0-3.0之間的砂應當是水利工程中混凝土結構設計的首選材料，繼而將單層混凝土鋪設厚度控制在30-50厘米范圍內，分層攤鋪、搗振均勻，同時鋼筋架構要校準位置、精確焊接，才可為混凝土結構設計的安全性和穩定性保駕護航。
（二）優化設計混凝土裂縫控制
水利工程的裂縫控制是混凝土結構優化設計的重要方面。要實現對結構裂縫控制的優化設計，設計人員一方面要結合工程運行環境、水文壓力、地勢壓力等要素，綜合考量混凝土結構的極限承載力，從而選用與之相匹配標號的鋼筋和混凝土；另一方面，現代水利工程在彎拉構件方面的裂縫控制，要選擇恰當的桿件，嚴格控制混凝土的裂縫寬度。
（三）優化設計混凝土圍巖穩定
水利工程中混凝土結構的優化設計，要著力研究圍巖的水壓承載能力。因為只有圍巖的水壓承載能力強，才能夠選用不襯砌或非限裂混凝土襯砌的方案，對降低工程成本、提高工程質量意義重大。因此，設計人員要根據平緩或陡坡地表面的相關準則，優先衡量圍巖結構的最小覆蓋厚度，并通過精測的測量和計算確定混凝土圍巖穩定系數。
（四）優化設計混凝土襯砌防滲
混凝土結構設計中的襯砌類型非常多，主要可分為裂襯砌與非裂襯砌兩大類。技術人員首先要根據圍巖穩定程度選擇科學合理的襯砌方案，而后對襯砌與圍巖的承載力進行聯合模擬。同時對鋼筋混凝土進行支護、對岔管進行布局，預估滲透、裂縫等問題的出現概率，從而做出相當的技術設計調整，以致力于降低混凝土襯砌滲漏的出現幾率。
四、總結
總而言之，混凝土結構在水利工程建設領域發揮著愈來愈重要的作用，其設計應當得到不斷優化。水利工程建設中混凝土結構的優化設計，須以當前所暴露出的問題為著力點，以混凝土合理配比為前提，從裂縫控制、圍巖穩定以及襯砌防滲等方面進行全面優化，從而致力于實現水利工程建設的高質量、高效益，為推動水利工程發展奠定堅實的技術根基。
參考文獻：
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[2]劉榮釗.水利工程中優化加強混凝土結構的相關策略設計[J].黑龍江水利科技,2014,(07).
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[4]李向東.水利施工中混凝土裂縫的防治技術探析[J].治淮,2013,(10).
混凝土結構設計總結范文5
關鍵詞：高層 鋼筋混凝土 結構設計 注意事項
中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A 文章編號：
引言：
隨著我國城市化進程的不斷加快，以空間最大利用為特點的高層建筑在城市建設中越來越普遍，但因為建筑類型和功能的愈來愈復雜，結構體系的更加多樣化，使得高層建筑設計中具有結構柔和性高、豎向載荷大等難點。2010年的最新的的《高層建筑混凝土結構技術規程》里對結構設計又提出了新的要求。所以，如何追求完美的高層建筑鋼筋混凝土結構設計，達到高層建筑安全性與美觀性并存的特點，以滿足普通百姓住房便捷、安全的要求，成為現代高層建筑結構設計重中之重。筆者將結合多年高層建筑結構設計的經驗，談談高層建筑鋼筋混凝土結構設計的注意事項。
1 鋼筋混凝土結構方案問題
高層混凝土結構方案選型要根據能高效利用材料效率、清晰傳力途徑來進行，這對配筋指標等的控制具有重要作用。在方案選型時要注意以下幾點：第一，結構堅向與抗側力傳力途徑要明確；第二，要形成空間的整體受力，增強結構與構件的材料使用效率；第三，要盡可能提高結構的均勻性與規則性；第四，形成良好的結構整體性與耗能機制。在設計時，結構工程師盡量保證建筑的設計理念，
結構部分要與建筑部分加強合作，減小沒有必要的大空間，減少結構轉換工作。在結構的抗側力體系選擇時，首先要使得結構抗側力體系和建筑的高度相適應；其次，結構垂直方向沿高度的變化要平緩、連續，強度等級的變化與混凝土墻的厚度變化要錯開；最后盡可能使結構抗側力構件連接成整體，要保證體系中所選材料與截面類型與施工期相符合。另外，在在重力荷載傳力方面，要盡量降低結構的自重，樓板設計時，要綜合考慮設備、凈高、建筑吊頂的做法等各方面因素，可以運用組合樓板和鋼梁的形式來降低自重，以縮短施工工期。如果結構很復雜要注意加強技術的分析工作，選擇合理的樓面結構與轉換結構，在結構抗側力體系上要合理設定腰桁架，抗震等級的選擇要適當[1-3]。
2 基礎的設計選型問題
高層基礎設計也是鋼筋混凝土結構設計部分應該要特別主要的問題，這是由于基礎設計的不恰當，會使建筑因承載力不足而造成不均勻沉降，使得建筑物出現開裂或傾斜，引起安全問題；另外，合理的基礎設計是降低工程造價和縮短工期有重要作用。在基礎設計選型要注意以下條件的分析。第一，地質條件。地質條件是決定高層建筑基礎選型的關鍵因素，結構設計人員要和勘察人員做好協調，對勘察的地質資料要進行準確分析，進而合理地進行基礎選型，同時要在工程的實施狀況變化進行合理的修改。第二，分析高層建筑結構的特點，從建筑高度、跨度、荷載大小以及層數等因素進行分析，選擇最佳的基礎形式。第三，注意上部建筑結構形式的影響。要分析上部框架、框架剪力墻或剪力墻結構對地基不均勻沉降的影響，選擇剛度適中的基礎。第四，要滿足構造本身的需求。比如對于箱型基礎，要滿足結構豎向靜荷載重心和基底平面形心相重合、高度與埋深、偏心距等指標的要求。第五，高層建筑基礎選型要符合建筑物使用功能的具體要求。比如要符合地下商場、人防工程、地下車庫的要求。第六，考慮高層周圍已有建筑物影響。不同的基礎形式對周圍建筑有很大影響。例如，采用預制樁基礎，在打樁就可能造成已有建筑物開裂或建筑上構件墜落等安全隱患。第七，考慮抗震性能的影響，主要是根據當地的地質資料進行合理的抗震等級選型。
3 鋼筋混凝土結構框架結構延性設計問題
考慮到建筑物的抗震能力與安全性，延性鋼筋混凝土結構在高層建筑結構設計的應用越來越廣泛。鋼筋混凝土結構框架結構延性設計要注意三個原則。第一，強柱弱梁原則，保證框架柱能達到抗彎承載能力的要求, 減少了柱段屈服的可能。鋼筋混凝土框架結構的延性和塑性鉸的分布密切相關。一般來說，在梁中出現塑性鉸均勻塑性的梁鉸結構和柱中出現塑性鉸而形成柱鉸結構，兩者很難同時實現，由于柱鉸機構常常有較大的位移，因此引起了不穩定問題，甚至是結構的倒塌。所以在設計時必須使得非彈性變形只限在梁內, 就是要求在統一節點上梁端極限彎矩總和要小于柱段截面積限彎矩的總和。第二，強剪弱彎原則。為了減少在非彈性變形時發生剪切破壞的可能性，要滿足原則。它主要通過抗剪承載力計算公式的選取、計算設計剪力和一定的構造措施來實現的。實際的計算和抗彎承載力計算類似, 但更為嚴格, 以增強抗彎承載力。另外，當在非彈性反應趨于發生時，為了減少框架梁柱的剪切破壞危險，梁柱端部構成塑性鉸后的極限抗彎強度要與設計剪力相對應。第三，強錨固，強節點原則。
4 結構計算和分析問題
在高層建筑鋼筋混凝土結構計算和分析是結構設計的重要階段，高效準確的內力分析，并按照高層鋼筋混凝于結構設計規范的要求進行設計，是保證高層質量的關鍵。這方面要注意：第一，選擇合理的計算軟件。當前結構設計計算軟件種類較多各個軟件的側重點不同，設計人員應認識軟件的基本假定，根據設計的需要選擇可靠的計算軟件，并設計計算進行結果分析，從力學概念與工程經驗角度出發進行判斷，確認軟件的合理性和準確性后，才能投入使用。第二，考慮振型數目是否足夠，是否需要進行地震力放大。新規范中增加一個振型參與系數的概念，因此在計算要對此參數進行判斷。第三，考慮非結構構件的計算和設計。出于建筑的美觀和功能要求，高層建筑往往存在一些非結構構件。對于這部分構件，特別是在設計高層建筑中屋頂的裝飾構件時，因為高層的風荷載與地震作用一般較大，所以，必須根據新規范中的要求，對增加的非結構構件的進行計算、設計。
結語：
高層鋼筋混凝土結構設計是復雜而艱巨的過程，它關乎高層建筑的安全使用，任何設計上的疏漏都可能引起工程出現不安全因素，因此我們廣大結構設計者應該不斷思考，在實際設計中總結經驗，完成我們的偉大使命。
參考文獻：
[1]JGJ3-2010高層律筑混凝十結構技術規程[S]. 北京:中國律筑工業出版社，2010.
混凝土結構設計總結范文6
關鍵詞：混凝土；結構設計；分析
中圖分類號：TU7文獻標識碼：A文章編號：
混凝土結構設計是一個長期、復雜甚至循環往復的過程，在這過程中出現任何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隱患。因此，我們設計人員應按規范相應的構造要求嚴格執行，才真正確保設計質量的安全。
1 混凝土結構設計內容
1.1計算地震作用
規范中要求規則結構不計算扭轉耦聯的時候，平行于地震作用力方向的兩邊要乘以放大系數，一般較短邊乘以1.15的系數，長些的邊乘以 1.05 的系數，扭轉剛度小時要按大于或等于 1.3 采用，地震作用計算要考慮扭轉耦聯產生的影響；質量、剛度不對稱分布的結構要計入雙向水平方向的地震作用扭轉影響。
1.2計算質量系數
一般工程采用不少于 9 的質量系數，如果是2層結構采用6個，一般是取3的倍數，每層有3個自由度。計算的時候要檢查質量振型參數，要保證不能小于90%，如果不夠的情況，將導致設計的結構不夠安全。
1.3計算最小地震剪重比
規范強制要求各樓層剪重比不小于規范給出的標準，當不滿足要求時要檢查質量系數，有效的質量系數不夠要增加振型數的計算；有效質量系數能夠滿足時可能結構設計不合理，要合理分布結構質量和剛度。
1.4計算結構的位移、周期
周期比要控制在大震下扭轉振型不靠前，用樓層豎向最大位移限制層間最大位移，位移比取最大和平均位移比值。
1.5計算柱長度
水平荷載造成的彎矩設計值超過總設計值 75% 時，框架柱長度按規范內 7.3.11-1 和 -2 公式計算的小值為準。
1.6確定柱配筋的方式
單偏壓方式是按規范公式計算的，雙偏壓則是用數值積分法，整體計算建議使用單偏壓方式，得出具體結果時再用雙偏壓復核。
1.7分析框架的結構
注意柱長度的計算系數；建議柱采用單偏壓配筋；大截面的柱可以設與梁重疊處為剛域。
1.8分析混合的結構
模型數據盡量以原型輸入，節點要有規律性，并合理的輸入參數，墻體受壓以墻段為單元進行計算，注意不要忽視小于 250 的墻段。
2 混凝土結構設計中應注意的問題
2.1 關于柱的設計
2.1.1 框架柱的截面設計
在鋼筋混凝土結構中，柱的截面尺寸從下到上逐漸縮小，以節約投資，使設計更合理。柱截面尺寸減小的間隔層數為3～5層，如果間隔太密，會造成模板浪費、施工不便；太疏又起不到節約投資、降低造價的目的。每次每側減小的尺寸以100～150為宜，如減得太多，有可能導致結構豎向剛度突變。另外，柱的最小截面尺寸應符合《混凝土結構設計規范GB50010-2002》第l1.4.11條的規定：矩形柱的寬度和高度均不宜小于300mm ；圓柱的截面直徑不宜小于350mm 。
2.1.2 框架柱的箍筋肢距
《混凝土結構設計規范GB500l0-2002》第l1.4.15條規定“柱箍筋加密區內的箍筋肢距：一級抗震等級不宜大于200mm；二、三級抗震等級不宜大于250mm和20倍箍筋直徑中的較大值；四級抗震等級不宜大于300mm。此處的“箍筋肢距” 的定義，規范沒有明確的說明。按一般的理解，箍筋肢距應為每肢箍筋的水平距離。因此不少設計人員在設計時將箍筋肢距一律按均勻分布且不大于200mm（以一級抗震等級為例）。這樣將使混凝土的澆搗發生困難。因為混凝土在澆搗時，是不允許從高處直接墜落的，必須使用導管，將混凝土引導到根部，然后逐漸向上澆灌。如果箍筋肢距過小，將無法使用導管。筆者認為“箍筋肢距” 應理解為“柱縱向鋼筋的箍筋拉接點之間的距離”由此可以采用箍筋形式，這樣既便于施工，對柱鋼筋的拉接，也符合要求。
2.2 關于梁的設計
2.2.1 框架梁的負筋只需按計算配夠，不必增加配筋量
在框架結構的計算中， 由于地震作用、風荷載等水平力的作用，往往使得框架梁的粱端負彎距遠大過跨中正彎距。為了避免框架梁負筋過多過密，我們往往都將框架梁的負彎距乘以一個0.85左右的調幅系數進行調幅，使梁端負彎距減少，并相應增加跨中正彎距，使梁的上下配筋均勻一些。如果在框架計算是作了負彎距調幅，而配筋時又將負筋放大，就是沒有道理而且是自相矛盾的。
2.2.2 梁側縱向鋼筋的配置
梁側縱向鋼筋包括梁側縱向構造鋼筋和梁側抗扭縱筋。新混凝土設計規范規定梁腹板高度hw≥450mm梁側應沿高度配縱向構造鋼筋， 且間距不大于2OOmm。梁側縱向構造鋼筋對防止梁側面的開裂具有非常重要的作用。
梁側縱向鋼筋的直徑不應太大，一般以φ12～φ16為宜。在實際設計中，常常見到梁側抗扭縱筋很大的情況，這是由于電算結果顯示抗扭縱筋的面積較大。對這種情況應在計算和設計上做一些調整：
a.由于目前電算程序在結構構件分析時尚不能考慮現澆樓板對梁扭轉的影響，而是由程序給出一個梁扭距折減系
數，合理選用梁扭距折減系數對控制梁的扭距是很重要的，一般情況可取0.4～0.6 。
b.對跨度較大的次粱支承于主梁上時，次梁的支承端會對主梁產生較大的扭距，這時可在電算程序中指定該次梁
的端支座為絞接。這種方法對解決粱在受剪扭情況下的超筋超限是非常有效的。
c.有時雖然做了以上調整，但梁的抗扭縱筋面積仍然較大。此時應將抗扭縱筋面積分攤一部分到粱的四根角筋其余部分面積按梁側腰筋設置，梁腰筋直徑仍以φ12～φ16為宜。
2.3 基礎的設計
2.3.1 基礎墊層與保護層
混凝土基礎墊層的作用：一可方便施工，保證基礎混凝土的澆筑質量，二可兼作混凝土保護層，對鋼筋起保護作用。設計時，配有鋼筋的柔性基礎宜考慮設置墊層。墊層的厚度通常取70-100mm。在基本積極條件較好時，也可以不設墊層，但應注意施工時確保鋼筋的保護層厚度滿足要求。按規定，有墊層時，最小混凝土保護層厚度為35mm，無墊層時則為70mm。如果設置的墊層伸出基礎四邊，其伸出長度與墊層厚度相同。
2.3.2 基礎寬度或面積的計算
在計算基礎寬度或面積的時候，往往由于力學模型不明確或考慮問題不周詳，，使得基礎寬度或面積不足，下面列舉三種情況用以說明。
情況一：墻體上作用有較大的集中力。當墻體上有較大的集中力作用時，通過墻體和基礎可將此集中力向地基擴散，但這種擴散是有一定范圍的，并且基底土反力并非均勻分布。如果設計時用該集中力除以墻段長度得到的平均線荷載來計算基礎寬度，則可能造成局部基礎寬度不足。
情況二：縱橫墻體相交處，存在著基礎面積重疊問題，由于地基受力面積的重復使用，造成地基應力加大。在四墻相交的十型節點處，三墻相交的口型節點處應力集中最為顯著。因此，必須調整局部基礎寬度以滿足地基承載力的要求。上文提出了采用局部調整系數調整基礎寬度的方法。
情況三：柱下單獨基礎與墻下條形基礎混用，在框架結構中，有時為了減小柱基所受壓力而設置墻下條形基礎以承受底層墻體的重量。此時，由于地圈梁的作用，實際仍有一部分墻重難以計算，設計時往往忽略，從而導致柱下基礎面積偏小。因此，筆者認為設計時應盡可能地使得計算模型簡化和明朗化，從而避開由于結構模型模糊造成的隱患。
3 結束語
我國的混凝土結構設計規范已經基本形成體系，但限于條件和具體工作環境狀況，存在一些設計方面的空缺和問題是難免的，為了使設計人員在混凝土結構設計中更好地貫徹執行向關設計規范等，做到安全適用、經濟合理、技術先進和確保質量。
參考文獻：