混凝土的结构设计

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇混凝土的结构设计范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

混凝土的结构设计范文第1篇

关键词：混凝土；结构设计；探讨

中图分类号：TU7文献标识码：A 文章编号：

混凝土结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程，在这过程中出现任何的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全隐患。因此，我们设计人员应按规范相应的构造要求严格执行，才真正确保设计质量的安全。

1 混凝土结构设计的原则

1.1 整体性

混凝土结构设计的整体性是指把各个部分组成一个整体，研究整体的功能和设计规律，从整体和部分中发现整体的特征。

1.2 结构性

在混凝土结构设计过程中，要充分了解其结构及其各要素是非常重要的。建筑结构决定着建筑的性能和质量，影响着它在建筑中的使用和其发展情况，同时它也是性能的载体，还可以反作用于结构。混凝土结构的各要素运动的稳定性与结构息息相关。

1.3 最优化性

混凝土结构设计中存在差异整合，使建筑的各个部分合理的组合在一起，差异的部分相互互补，相互支持，相互需要，保证着整合后的性能。建筑结构的形成也离不开差异整合，充分体现了它的重要性，在设计过程中，我们要重视这一点。

1.4 动态性

混凝土结构设计的动态原则是把握系统的内外联系，以及发展趋势，动力规律、方式等方面，使混凝土在建筑中提供更好地应用，满足需求，把握时代的发展方向，跟随时代的脚步。

2 混凝土结构设计中存在的问题

混凝土在我国各项工程中应用广泛，具有可模型好、耐久耐火、造价低等特点，是非常好的建筑材料。然而，近年来，随着建筑业和水利等的发展对混凝土的需求不断加大，且对混凝土结构的应用跨度和高度都不断地增大，但由于混凝土容易出现裂缝，且受季节限制，致使混凝土在结构设计的过程中出现了很多问题。

2.1 基础设计

2.1.1 工程实地勘察报告缺错漏

地基基础是建筑质量的保证，影响着建筑的安全以及所产生的经济效益，若地基建设出现问题，则所造成的不只是经济问题还会带来重大的人员伤亡。建筑物的基础建设过程包括勘察、设计和施工。每一个步骤都是非常重要的环节。在我国设计时常存在勘察不全面，内容含糊不清，地质勘探报告未经审查部门审核，导致建筑物建设当中存在极大的隐患。设计过程应要严格把关，对不合格的勘察报告要及时提出异议，未修改完善的勘察报告不能作为基础设计的依据。

2.1.2 未说明绝对标高的问题

设计单位在工程的设计阶段，要注意在基础图中要说明建筑所定的±0.00与工程地质勘察中绝对标高的关系。在混凝土结构设计中，一些工程未说明±0.00的绝对标高，直接影响到基础底标高的确定，为施工带来许多不必要的麻烦。

2.1.3 基础垫层与保护层

设置混凝土垫层，不但可以保证基础混凝土的浇筑质量，还可以保护钢筋。设计时，配有钢筋的柔性基础宜使用垫层，但要注意的是，垫层向外延伸的面积不能计入基础底面积。

2.1.4 基础的变形计算

（1）设计等级为甲级，乙级的建筑物，均应按地基变形设计。

（2）丙级建筑物有下列情况时，仍应作变形验算：

1）地基承载力特征值小于130kPa，且体型复杂的建筑物；

2）在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生国大的不均匀沉降时；

3）软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时；

4）相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时；

5）地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。

2.2 结构设计

2.2.1 柱设计

⑴框架柱的截面设计

混凝土的框架柱设计中，设计人员很容易忽视角柱的自定义计算，导致配筋率不足。在多层或高层的钢筋水泥结构中，柱的截面尺寸从下到上逐渐减小，以节约资金，合理利用。柱截面的间隔数一般在3～5层，每次每侧减少尺寸100～150比较适宜，既能满足要求，又能节约成本，有利于空间合理利用。

⑵框架柱的箍筋肢距

柱箍筋加密区的箍筋肢距：一级抗震等级不宜大于200mm；二、三级抗震等级不宜大于250mm。箍筋肢距一般应为每肢箍筋的水平距离，不少设计人员在设计时将箍筋肢距都按不大于200mm，这样将会导致混凝土的浇筑发生困难，混凝土的浇筑必须使用导管，将混凝土引导到根部，自上而下浇灌。若箍筋肢距过小则无法使用导管，所以，我们要正确理解箍筋肢距，这样既方便施工又可以符合要求，从而较好地完成建筑任务。

2.2.2 梁的设计

⑴梁端按简支计算但实际受到部分约束

当梁端按简支计算但实际受到部分约束时，应在支座区上部设置纵向构造钢筋，其截面面积不应小于梁跨中下部纵向受力钢筋计算所需截面面积的1/4，且不应少于2根，此举是为了避免出现负弯矩裂缝而采用的构造措施，设计中要给予足够的重视。

⑵侧梁纵向的钢筋配置

侧梁纵向钢筋结构对防止梁侧面的开裂具有非常重要的作用，但是一些设计人员并为意识到这一点，甚至盲目的增大其抗弯能力，严重影响抗震性能。梁侧钢筋的直径一般以Φ12～Φ16为最佳标准。在设计中应该注意避免抗扭纵筋的面积过大，及时做出相应调整。

⑶水平锚固长度

楼层框架梁在边柱非抗震设计上部纵向钢筋和抗震设计的上部及下部纵向钢筋，锚固段当柱截面尺寸不足锚固长度时，纵向钢筋应伸至节点对边向下和向上弯折15倍直径，锚固段弯折前的水平投影长度不应小于0.4la或0.4laE。设计中容易忽略。

3 混凝土结构设计改进的措施

3.1 改进钢筋锚固和连接的方式

采用基本锚固长度：根据实验表明，高强度混凝土的锚固性能被低估，当混凝土强度等级高于C60时，ft按C60取值，并且不再使用锚固性能很差的刻痕钢丝，同时当混凝土保护层厚度不大于5d时，在钢筋锚固长度范围内配置构造钢筋，并且完善机械锚固的方法。箍筋对约束受压钢筋的搭接传力很重要，根据汶川地震时柱子钢筋在搭接处破坏很严重的情况，为防止粗钢筋在搭接端头的局部挤压产生裂缝，提出了在受压搭接接头端部增加配箍的要求，今后设计及施工要注意。

3.2 提高结构构件的安全性

通过考虑配筋特征值调整钢筋最小配筋率，增加安全度，控制大截面构件的最小配筋率；当构件所需截面高度远大于承载的需求时，可调整其纵向受拉钢筋配比率；调整柱的轴压比限值、最小截面尺寸，适度的提高安全储备，增加四级抗震等级框架柱、框支柱的轴压比限值。混凝土结构材料性能劣化的因素复杂，受天气，气候等的影响较大，建筑的耐久性需根据以往的经验采取措施来解决。

3.3 新规范

3.3.1 提高结构安全储备

新规范在结构安全储备方面更加严格：斜截面受承载力公式的修改；调整混凝土构件纵向受力钢筋的最小配筋率；调整混凝土柱的轴压比限值；调整混凝土的最小截面尺寸；增加三级抗震等级剪力墙的最大轴压比；加强底层柱等等。

3.3.2 应用高性能高强度的材料

随着经济的发展，环境问题成为人们日益关注的话题，与此同时，建筑也需要实行环保政策，因此要提倡高性能高强度的钢筋，减少钢材的用量，同时促进我国结构设计的节能环保建设。通过工程实践的证明，现规范推广的HRB系列普通热轧带肋钢筋具有较好的延展性及机械连接性，对于RRB系列预热处理钢筋者来说应该合理使用，这类钢筋由高温淬水，预热处理后提高了强度，但其延展性和机械连接性却有所下降，设计者应当合理使用。

参考文献：

混凝土的结构设计范文第2篇

关键词：钢筋混凝土；结构设计；优化

前言

简言之，和其他材料相比，钢筋混凝土具有较强的优势，所以在建筑工程中广泛应用。钢筋混凝土的优势不仅体现原材料上，还体现在设计方法、施工技术，制各工艺等方面。综合其优势分析，使得钢筋混凝土在结构建筑材料领域扮演的角色越来越重要。

一、钢筋混凝土建筑结构设计的现状

20世纪后期以后，在建筑工程行业，由于钢材料的不断提高，钢筋混凝土组合结构得到了发展，建筑造型和功能要求日趋多样化，无论是工业建筑还是民用建筑，都在结构设计中遇到乐各种难题。因此作为一个结构设计人员需要在遵循各种规范的条件下大胆灵活的解决这些问题。在实际设计过程中对于各结构设计人员经常遇到的这些问题，每个人的理解不同，就可能对整个设计带来相当大的区别。因此在规范条文中没有具体规定，往往容易被忽视，给工程质量留下巨大的隐患。

二、钢筋混凝土结构设计的优化措施

钢筋混凝土结构设计优化是在保证建筑使用功能和总体效果的前提下，通过结构体系的合理选择、结构布置的科学优化、结构受力的详细计算分析等，使整个钢筋混凝土结构既安全可靠，又经济合理。优化设计后的建筑结构，既满足结构设计规范要求，又使结构各构件之间达到最佳比例关系，以提高结构整体的抗震、抗风、防火等性能。根据笔者的总结归纳，钢筋混凝土结构设计优化可从五个方面来开展。

1.结构计算方法的优化

钢筋混凝土结构计算分析方法是结构设计优化的关键。首先是对结构体系选择的优化，主要是确定经济合理的结构型式、柱网尺寸和剪力墙布置等；其次是对结构构件进行优化，在已确定结构体系和结构布置的前提下，确定经济合理的构件截面尺寸、混凝土强度等级、钢筋强度等级和配筋量。在传统设计中，结构体系的确定和构件截面尺寸是凭经验假定的，然后进行分析计算，校核是否满足规范要求，是一种被动的设计方法。优化设计也需要先进行假设，但假设目的不一样，所采用的分析方法也不同，优化设计在初始假设后，需按一定的方法通过多次分析和调整，从而获得最优的设计方案。在传统设计中，构件尺寸一般先按经验确定，然后进行强度验算。在优化设计时，应对不同构件布置方式和不同截面尺寸进行配筋计算，并作经济比较，以确定最优构件布置方式和截面尺寸。如抗震等级为三级的较大跨度的梁，支座配筋较大且采用大直径钢筋时，梁面通长钢筋可采用小直径通长钢筋如2根12，与支座钢筋搭接或焊接，以减少钢筋量节约成本。

2.结构设计规范的理解

钢筋混凝土结构优化设计须深入地掌握相关结构设计规范，理解规范实质，并注意规范的适用范围和规范使用的配套性。按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）进行桩基设计时，必须注意所采用规范与参数取值的匹配性。在计算桩数时，荷载效应采用标准组合，对应的抗力采用单桩承载力特征值；在确定承台高度及配筋，验算材料强度时，荷载效应取基本组合，采用相应的分项系数，对应的抗力计算采用材料强度设计值。抗震墙分加强部位和非加强部位，边缘构件分约束边缘构件和构造边缘构件，这两种边缘构件的配筋相差很大，应分别按不同的构造要求进行配筋。设计优化前必须透彻地理解概念，勿盲目提高标准，以免造成设计浪费。

3.设计参数取值的优化

为取得良好的优化效果，在设计参数取值上要进行优化。对毛坯房，要根据各地具体情况和房屋设计标准，合理考虑各功能空间的二次装修荷载。在计算墙体荷载时，应考虑实际墙体高度、长度和开洞影响，墙体高度的取值应扣除钢筋混凝土梁板的高度，墙体长度的取值应扣除钢筋混凝土墙柱的长度，并应扣除洞口面积。消防车等荷载宜按等效荷载取值。楼面活荷载按实际使用功能合理取值，并按规范规定考虑楼面活荷载的折减。正确取用抗震设防烈度、场地类别，合理确定风荷载标准值和风载体型系数，必要时可根据风洞试验确定风载体型系数。根据不同荷载组合和不同计算内容选用荷载分项系数。在进行基础设计时，当上部结构传给基础的荷载为设计值时，应将设计值转换成标准值。

4.高性价比材料的选用

钢筋的选用。在选用钢筋强度等级时，应尽可能采用性价比高的高强度钢筋。对于配筋按强度控制的构件，应优先选用HRB400钢筋。对于按最小配筋率控制配筋的受弯构件，在现版GB50010-2010#混凝土结构设计规范$出台前大家的认知是，当混凝土强度等级大于C30时，采用 HRB400比HPB235 可降低20%用钢量；当混凝土强度等级等于C30时，采用HRB400比HPB235可降低7.5%用钢量；当混凝土强度等级小于C30时，采用HRB400与HPB235的用钢量相同。故对于按最小配筋率控制配筋的受弯构件，当混凝土强度等级大于C30时，应优先采用HRB400钢筋，而当混凝土强度等级小于C30时，宜采用价格较低的 HRB335或HPB235钢筋。现版GB50010-2010《混凝土结构设计规范》在第8.5.1条注解的第二条明确：板内受弯构件（不包括悬臂板）的受拉钢筋，当采用强度等级400MPa、500MPa的钢筋时，其最小配筋百分率允许采用0.15和 45ft/f y中的较大值，比起原规范的0.20和45ft/f y中的较大值，采用HRB400钢筋在采用C30混凝土时的最小配筋率约为0.18，在采用C25混凝土时的最小配筋率约为0.16，远小于采用 HRB235的0.2和45ft/f y中的较大值。由新规范的条文可以看出国家开始提倡采用高强度的钢筋，推广HRB400、HRB500作为主导钢筋。

混凝土的选用。常用强度等级的混凝土强度每提高一级，单价提高5%-18%；混凝土强度对柱及剪力墙轴压比的影响很明显，应优先使用高强度等级的混凝土；对梁来说，混凝土的强度等级对梁的承载力变化不大，应使用低强度等级混凝土；对板来说，虽然提高强度等级对承载力有提高，但强度等级提高后最小配筋率相应增大，楼板开裂的几率也增大，所以板应使用低强度等级的混凝土。

目前设计机构中对混凝土强度等级确定有一种认识：墙柱与梁板强度等级相差在两级以内；关于这一条在旧版规范中有，新版规范中已经去掉了，所以当墙柱混凝土强度等级很高时，梁板混凝土强度等级可以不跟随墙柱变化；但是在施工中要采取严格措施：控制梁柱节点区为高强度等级，保证高低强度等级交界区的混凝土密实性。

实际工程中混凝土强度等级的选择应该注意以下几点：①普通的结构梁板一般宜选用C251C30；②剪力墙、柱混凝土强度等级按轴压比控制，宜选用较高强度等级混凝土，并使轴压比尽量接近规定上限，同时又要使绝大部分竖向构件为构造配筋；③高层建筑墙、柱混凝土强度等级应分段选用不同强度等级。

结语

综上可知，建筑工程的结构优化是一个复杂切急需解决的的难题，结构优化带来的经济效益也是巨大的，因此，上文主要研究了钢筋混凝土结构优化设计。

参考文献：

混凝土的结构设计范文第3篇

关键词：混凝土结构设计原理；教学方法；土木工程

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）41-0267-02

混凝土结构设计原理是土木工程专业重要的专业基础课，在专业教学中具有承上启下的作用，先修课程有建筑制图、土木工程材料、理论力学、材料力学、结构力学等，对后续的混凝土结构设计、高层建筑结构设计等课程的学习有重要影响，也是课程设计、毕业设计等实践环节的重要基础。课程内容涉及混凝土结构材料的基本性能，构件承载力计算，构件的裂缝、变形和耐久性以及预应力混凝土构件设计[1]。

混凝土结构设计原理这门课程，具有材料的不确定性、解答的多样性、设计的综合性等特点[2]，课程内容中的实验现象多、假定多、概念多、公式多、系数多、条件多、构造要求多，且逻辑性、系统性差，较为零散[3，4]，但理论性与实践性较强，与先修课程相比差异性大，导致教师教起来不易、学生学起来困难。笔者结合近几年的教学，在以下几个方面进行了一些思考和实践，取得了较好的效果。

一、熟悉材料性能

钢筋混凝土由钢筋和混凝土两种物理、力学性能很不相同的材料组成，只有熟悉钢筋和混凝土这两种材料的性能，才能较好地理解与解释实验现象。混凝土抗压强度高，抗拉强度低，因此结构构件处于承载力极限状态时，只考虑混凝土抗压，不考虑抗拉。混凝土由水泥、骨料、水等材料拌合而成，强度的离散性大，且混凝土的破坏属于脆性破坏，因此在确定其强度设计值时，材料分项系数取值较大。钢筋力学性能较好，抗拉强度高，在结构构件中主要承担拉力；在柱与双筋受弯构件中，也用于受压，其抗压强度与抗拉强度相当，但钢筋用于受压时，容易失稳，因此需要合理配置横向约束，即箍筋。钢筋及混凝土的应力-应变曲线是较为重要的，它是钢筋混凝土构件应力分析、建立强度和变形计算理论必不可少的依据。此外，还应熟悉钢筋和混凝土之间粘结力的相关知识，这是钢筋截断、锚固、弯起等构造措施的依据。

二、抓住教学主线

构件承载力计算是这门课程的重点，涉及到拉、压、弯、剪、扭等基本受力形式及其复合受力形式，但钢筋和混凝土均为弹塑性材料，且离散性大，因此无法根据先修力学课程采用纯理论的方法直接建立承载力计算公式。通常是在试验的基础上，引入合理的基本假定，画出应力图形，借助力学知识或回归分析等方法建立承载力计算公式（包括其适用条件），然后用于工程设计，对于计算公式中未考虑的一些不利因素，通过构造措施进行补充。因此，在承载力计算章节中，要牢牢抓住“试验现象分析―引入基本假定―画出应力图形―建立基本公式―进行工程设计”这一主线，其中试验与假定是基础，应力图形是关键，基本公式是结论，工程设计是目的[4]。值得注意的是，工程设计既包含计算，也包含构造措施。

在计算过程中，初学者往往习惯于联立解方程，实际上应用基本公式也是有主线可依的，如单筋矩形截面设计，按的步骤计算，思路清晰，每一步都可以检验适用条件。

三、进行对比分析

大多数教材将构件承载力计算分为多个章节，各章节之间看似没有联系，知识信息处于零散状态，学生学起来比较困难。教师需找出各章节之间的内在联系，对比讲解，便于学生掌握。

受弯构件中，单筋矩形截面较为简单，大多数学生能较好地掌握。与单筋矩形截面相比，双筋矩形截面在受压区配置了受力钢筋，图1（a）为双筋矩形截面，抵抗的极限弯矩为Mu。从受力的角度，可以将受压区的混凝土和钢筋分开，并配置相应的受拉钢筋，如图1（b）、（c）所示，其中图1（b）为单筋矩形截面，抵抗的极限弯矩为M1，图1（c）为纯钢筋部分，抵抗的极限弯矩为M2，根据叠加原理，有Mu=M1+M2。

四、引入案例教学

混凝土结构设计原理是一门实践性较强的课程，引入案例教学，可以增强学生对这门课程的认识和理解。设计案例应符合教学目标的要求、符合工程实际、符合混凝土结构设计的发展趋势[5]，有一定的启发性和适用性。根据学生的实际情况合理设置案例的难度，选择现实生活中关心或常见的问题，可以提高学生的兴趣，使教学效果更好。在实施案例教学前，需要学生准备好相应的理论知识。呈现案例后，应明确要解决的问题。然后，寻找解决问题的方法，这是案例教学的核心部分，教师应当做适当的引导，对于学生提出的解决方案，应进行点评与总结，并对案例进行拓展与深化。案例教学过程中的重点在于学生的思路与讨论的质量，结果可以是多样化的。

五、培养实践能力

混凝土结构设计原理的理论体系不完善，很多公式是由试验结果回归而成，实践性强，问题抽象，理解起来较为困难。培养实践动手能力对于学好这门课程大有裨益，对今后从事相关工作也奠定了良好基础。实践能力可以从以下几个方面着手：①现场观摩，安排学生参观建成或在建的混凝土结构，加强对梁、板、柱等混凝土构件的感性认识；②参与试验，本课程中涉及大量的试验，应尽可能让每位学生参与到试验过程中，若学校不具备这样的试验条件，可以通过观看试验录像，加强对各种构件破坏机理的理解；③编制计算程序，教材中有各种承载力计算的框图，按框图写出程序（采用Excel表格也可以），可以加深对本课程的理解，也为毕业设计奠定了一定的基础；④理论联系实际，在学习相关内容后，可以让学生寻找相关破坏的工程实例，并分析其原因，具备这种能力后，毕业后可以较迅速地适应相关的工作。

六、板书与多媒体并重

当前，大多数教师习惯于采用多媒体进行教学，这种教学手段形象、信息量大，可以较好地调动学生学习的兴趣，加深对所学知识的理解。混凝土结构设计原理这门课程，涉及到大量的实验现象，大多数学校不具备开展各类型构件破坏试验的条件，但可以通过图文、录像资料重现试验过程，增加学生的感性认识，将枯燥的内容变得生动起来，再结合老师讲解，就能较好地理解实验过程中所蕴含的力学知识。但对于大量的公式推导，在黑板上一步步演示推导过程，可以加强学生对公式的理解和记忆。总之，在教学过程中，合理的结合板书和多媒体，可以提高学生的学习积极性，提高教学效果。

通过在上述几个方面的努力，这几年的教学效果逐渐提高，在今后的教学中，还需要在创新教育教学方法，培养实践动手能力，增强概念设计意识等方面进行进一步探索，进一步提高教学水平和教学效果。

参考文献：

[1]沈蒲生，梁兴文.混凝土结构设计原理（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2012.

[2]关萍.《混凝土结构设计原理》课程建设[J].大连大学学报，2010，（5）：116-118.

[3]李书进，沈少波.混凝土结构课程教学探讨[J].建筑结构，2008，38（9）：204-206.

混凝土的结构设计范文第4篇

混凝土小型空心砌块；结构设计；配筋砌体；板块建筑

混凝土小型空心砌块是砌体结构的一种新型材料，它由通过工业化生产的水泥以及就地取材的砂，石料制作而成，是一种替代粘土类砌体墙材的最佳选择，混凝土小型空心砌块主块规格为390×190×190，其强度等级分为：MU5、MU7.5、MU10、MU15、MU20，MU7.5以上作为承重砌块采用。近年来，国内大力推广此类砌体结构，并进行了试验研究，《砌体结构设计规范》GB50003-2001引入了混凝土小型空心砌块灌孔砌体的计算指标，新的《建筑抗震设计规范》GB50011-2001，扩大了混凝土小型空心砌块建筑在高度和层数方面的应用范围。混凝土小型空心砌块可以在多层建筑、中高层建筑及较大跨度住宅中得到的应用。

1混凝土小型空心砌块多层房屋的结构设计

多层砌块房屋一般采用刚性方案，抗震计算方法采用底部剪力法，可只选择从属面积较大或竖向应力较小的墙段进行截面的抗震承载力验算。

在小砌块中通过孔洞插入一根竖筋并浇筑混凝土形成芯柱，这是沿用国外小砌块建筑的作法，新的抗震规范规定了小砌块房屋的芯柱设置要求，构造作法。规范中还提出在外墙转角，内外墙交接处，楼梯间四角等部位，应允许采用钢筋混凝土构造柱替代部分芯柱，此种结构体系可称之为集中配筋构造柱小砌块建筑体系，其抗震性能，变形能力，延性均优于设计芯柱的小砌块建筑

因砌体砌块的竖缝高，砂浆不易饱满，墙体的受剪承载力低于粘土砖砌体，规范中圈梁的设置要求比砖砌体房屋要求高。混凝土小型空心砌块砌体抗剪强度较低，干缩值和线膨胀系数均比粘土砖大，干缩和温度变形将会对墙体产生一定的破坏力，砌体本身的材料缺陷和施工缺陷也会引起墙体裂缝，砌块砌体的墙体裂缝问题比砖砌块更为突出。设计施工时要根据常见裂缝的类型及成因采取相应的设计施工措施，以控制裂缝的产生和发展。

对砌体建筑，既要重视强度设计、抗震设计，也必须注重抗裂设计。

2中高层房屋――配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋的结构设计

混凝土小型空心砌块在多层房屋中的应用，是以芯柱、构造柱、圈梁作为主要约束体，当砌块向中高层发展时，应采用配筋混凝土小型空心砌块抗震墙体系。

当砌块墙体内配筋率小于0.07%时，可以认为是无筋砌块砌体，钢筋仅考虑构造和抗裂作用。

配筋混凝土小型空心砌块抗震墙体是在砌块墙内布设满足一定配筋率要求的竖向和水平向分布筋并按要求灌芯，形成砌体剪力墙（抗震墙），承受拉、压、弯、剪，尤其是增强了砌体抗弯抗剪能力。国外研究、工程实践和震害表明，配筋混凝土小型空心砌块抗震墙体，具有强度高、延性好、抗震性能好的优点，是预制装配整体式的混凝土剪力墙结构：，其受力性能和现浇混凝土剪力墙相似。在规范规定的房屋高度限值范围内，可以做到使建筑具有足够的强度和满足规范需要的变形能力，并能体现出该种体系的结构施工和经济优势，填补了砌体结构和混凝土剪力墙结构间的一个中高层空缺。可以推断配筋混凝土小型砌块抗震墙结构体系将是今后中高层住宅的首选结构体系。

根据规范，配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋适用的最大高度7度区是45m，最大高宽比限值是4，高度≤24m时，抗震等级是三级，高度>24m时，抗震等级是二级。配筋混凝土小型空心砌块抗震墙承载力计算时，底部加强部位截面的组合剪力设计值应根据抗震等级的不同乘以调整系数（二、三级分别为1.4和1.2）。

配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋的构造措施见GB50011-2001附录F，施工控制等级，设计时宜选用B级砌体强度指标，而在施工时宜采用A级的施工质量控制等级。

混凝土小型空心砌块中高层房屋的结构式除上述配筋砌块抗震墙外，还有其他一些形式：在墙端设柱楼盖处设圈梁，并增设墙中柱和配筋带，这种由砌块砌体及嵌于其中的钢筋约束梁和约束柱组合而成的整体结构，称为钢筋混凝土弱框架约束砌体结构。若将构造柱及梁所形成的弱框架上升到有足够刚度的框架体系，将竖向荷载全部由框架承担，由山墙分户墙及不会拆除的墙作为抗震墙来抵抗水平剪力，这种结构称之为框架――砌块墙组合结构。在承受砌块墙中适当设置少量钢筋混凝土抗震墙可形成钢筋混凝土抗震墙――砌块墙组合结构。这些结构型式有的地区正在研究试用。

3SP板、配筋砌块住宅建筑（板块建筑）

用配筋的混凝土小型空心砌块作为承重墙（抗震墙），用大跨度的SP板作为楼板的住宅建筑在美国有广泛应用，我们称之为“板块建筑”（Spancrete/masonry residential building），该种体系的住宅在中强度地震区（约相当于中国7度强）可建至10层，用7～11.6M跨度的SP板支在砌块墙上，上部几层用200厚的空心砌块，下部几层需要灌芯和加筋并可能用到300厚砌块。SP板也是传递侧向力的隔板，用以传递和分配风力和水平地震力，板顶设置整浇层，可满足房屋较高时作为隔板传递水平力的刚度要求，当无现浇层时，要给楼板周边配置拉杆，设计时隔板应按一根水平混凝土梁进行计算，在周边拉杆中配筋。

混凝土的结构设计范文第5篇

关键词：钢筋混凝土结构设计剪力墙

随着我国经济的飞速发展,城市面貌日新月异,一栋栋高楼大厦拔地而起。随之建筑功能的不断丰富,新颖的造型,致使工程设计越来越复杂，所以需要注意的问题也逐渐增多。

一、高层钢筋混凝土结构的住宅的基本结构形式

1 、架结构 框架结构的特点是开间大、灵活性好、抗震性能较好，造价较低，但由于柱截面大于隔墙厚度而造成柱角外凸，影响家具的布置和美观，有时由于住宅中房间分隔的不规则性又造成柱网的难以布置。

2、架一剪力墙结构 在框架结构中布置一定数量的剪力墙就组成了框架一剪力墙结构。它是小高层住宅中应用比较广泛的一种主体结构型式。其特点是平面灵活，适用性强，结构合理，能使框架、剪力墙两种有不同变形性能的抗侧力结构很好地协同发挥作用。

3、间剪力墙结构 随着时代的发展和人们生活水平的提高，原来建造的小开间剪力墙体系住宅在建筑功能上的局限性变得日益明显。从强度方面看，小开间结构中墙体的作用不能得到充分的发挥，并且过多的剪力墙布置还会导致较大的地震力，增加工程费用，另外，由于结构自重较大，也增加了基础的投资，因此，大开间剪力墙应运而生。承重墙的开间达到4.5m~7.5m，进深达到7.5m~1lm，室内一般无承重的横墙和纵墙，可以按照住户的不同要求灵活分隔，随着家庭的变化还可重新布置。

4、短肢剪力墙结构 短肢剪力墙（墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙）介乎于异形框架柱和一般剪力墙之间，由于这种结构体系在建筑功能、结构形式、投资效益、节能指标等多方面效果良好，己成小高层住宅的主要结构形式。

二、框架结构的耗能机理

框架结构主要是以压弯构件――竖向框架柱和以弯剪构件――水平框架梁组成的。实际工程计算的例子表明，框架结构的延性很大程度上取决于框架梁和框架柱构件本身的延性和屈服弯矩。

在地震作用下，框架结构每经过一个循环，加载时先是结构吸收或储存能量，卸载时释放能量，但两者不相等。两者之差为结构或构件在一个循环中的“耗失能量”(耗能) ，也即一个滞回环内所含的面积。结构吸收的地震能量可以由力――位移曲线所包围的面积来表示。

三、在设计过程中所需要注意的一些问题

1、地基与基础设计过程中存在的问题

1.1、柱下独立基础带梁板式的地下室底板设计中,地下室底板设计中,容易忽视因建筑物沉降所引起的附加应力的影响。因为实际上整个地下室底板与柱下独立基础在上部荷载作用下,将会一起发生沉降变形,共同受力,如未考虑因此产生的附加应力,对底板而言是偏于不安全的,有可能会导致地下室底板承载能力不足而开裂。尤其对于采用天然地基的情况时,其影响则更为显著。对于总沉降量较小的工程,可考虑在地下室底板与持力层之间采取褥垫处理措施,当然,是否采用,还要综合考虑其他因素。另外,对于地下水位季节性变化较大的地区,应考虑高低两种不同水位对地下室底板的不同影响,求出包络图,再做配筋设计。

1.2、对于有地下室的建筑,当地下水位较高时,在室外地坪之下的结构部分,外轮廓形状应尽量简洁,这样有利于建筑防水的施工。尤其对于柱下承台的形式,更为明显。此时,由于柱下承台的影响,基槽地模形状很复杂,有很多的阴阳角和放坡,即加大了防水施工的难度,有加长了施工时间,都不利于保证质量,并且还增加工程造价。对于这种情况下,我建议大家考虑反承台法,即统一地下室底板和承台的下皮标高相同,承台需要加厚部分向上作,然后地下室内部作滤水层和覆土等地面做法。这种做法的优点是,基槽地模形状很简单,方便施工,利于施工质量得保证,同时也缩短了施工时间。并且,内部的覆土重量也平衡掉了部分作用在底板上的水浮力,减小配筋,这种自相平衡的思路最科学。同时也提高了建筑物的抗倾覆能力。

1.3、地下室底板和外墙配筋计算时,往往假设条件与实际情况不符。例如地下室外墙配筋计算:有的工程外墙配筋计算中,凡外墙带扶壁柱的,不区别扶壁柱尺寸大小,一律按双向板计算配筋,而扶壁柱按地下室结构整体电算分析结果配筋,又未按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。按外墙与扶壁柱变形协调的原理分析,其外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋有富余量。建议:除了垂直于外墙方向有钢筋砼内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大(如高层建筑外框架柱)之间外墙板块按双向板计算配筋外,其余的外墙宜按竖向单向板计算配筋为妥。

1.4、天然地基锥体独立基础设计问题,有的基础设计锥体斜面坡度大于1:3,该锥体部分砼很难振捣密实,现场施工往往是砼自然堆上,采用铲子或抹灰刀拍捣成形,其锥体部分的砼很难达到设计强度要求。因此建议优先采用阶梯形独立基础,利于施工,才能更好地保证施工质量。

1.5、柱下独立基础之间的拉梁,如同时又是首层维护墙的承重梁的时候,不应该再简单地按拉梁进行设计。而且在考虑荷载时,要考虑梁上皮以上土扩散角之内的土重。

2、对强柱弱梁节点的研究

这是为了实现在罕遇地震作用下，让梁端形成塑形铰，柱端处于非弹性工作状态，而没有屈服，但节点还处于弹性工作阶段。强柱弱梁措施的强弱，也就是相对于梁端截面实际抗弯能力而言柱端截面抗弯能力增强幅度的大小，是决定由强震引起柱端截面屈服后塑性转动能否不超过其塑性转动能力，而且不致形成“层侧移机构”，从而使柱不被压溃的关键控制措施。柱强于梁的幅度大小取决于梁端纵筋不可避免的构造超配程度的大小，以及结构在梁、柱端塑性铰逐步形成过程中的塑性内力重分布和动力特征的相应变化。因此，当建筑许可时，尽可能将柱的截面尺寸做得大些，使柱的线刚度与梁的线刚度的比值尽可能大于1，并控制柱的轴压比满足规范要求，以增加延性。验算截面承载力时，人为地将柱的设计弯距按强柱弱梁原则调整放大，加强柱的配筋构造。梁端纵向受拉钢筋的配筋不得过高，以免在罕遇地震中进入屈服阶段不能形成塑性铰或塑性铰转移到立柱上。注意节点构造，让塑性铰向梁跨内移。

3、设计构造方面问题分析

3.1、架节点核芯区箍筋配置应满足要求对于规范中规定的框架柱箍筋加密区的箍筋最小体积配箍率的要求，绝大部分设计人员都能给予足够的重视，但对于《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）中规定的“一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于0.12、0.10、0.08且体积配箍率分别不宜小于0.6％、0.5％，0.4％。”设计中经常被忽视，尤其是柱轴压比不大时，常常不满足要求。这一规定是保证节点核芯区延性的重要构造措施，应严格遵守。

3.2、层框架柱箍筋加密区范围应满足要求建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）中规定：“底层柱，柱根处箍筋加密区范围为不小于柱净高的1/3”这是新增加的要求，设计中应重点说明。

3.3、框架梁的纵向配筋率应注意

《建筑抗震设计规范》（GB50011一2001）中规定：“当框架梁梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时，梁箍筋最小直径的数值应比表6.3.3中规定的数值增大2mm.”在目前设计中，这一规定常被忽视，造成梁端延性不足。

3.4、架梁上部纵筋端部水平锚固长度应满足要求

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）中规定：“框架端节点处，当框架梁上都纵筋水平直线段锚固长度不足时，应伸至柱外边并向下弯折，弯折前的水平投影长度不应小于0.4LaE.”当框架柱截面尺寸小于400×400mm时，应注意梁上部纵筋直径的选择，否则这一项要求不容易得到保证。

四、总结

钢筋混凝土高层结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程，它的设计质量,密切决定到人民生命财产的安全,所以在结构设计过程中应充分注意各个方面可能产生的问题，以一个严谨的态度对待，这样才能保证整个建筑工程的顺利实施。

参考文献：

【1】程全丰.钢筋混凝土框架结构设计的几个问题分析[J].今日科苑. 2008.(08).176.