混凝土结构设计安全度和规范性相关问题探究苏相俊

倪金涛

摘 要：随着我国混凝土工程项目规模的扩大，混凝土结构设计的安全度越来越重要。在实际混凝土工程项目结构设计中，应根据相关的规范性文件进行设计，这样才能确保混凝土结构设计的安全度达标。

关键词：混凝土；结构设计；安全度；规范性

中图分类号：TU375 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.112

当前，我国大多数建筑工程的主体结构都将钢筋混凝土作为承重构件。这种承重构件主要可分为竖向结构构件和水平结构构件两类，其中，竖向结构构件包括柱、墙等构件，水平结构构件包括梁、板等。设计师在确定混凝土结构设计方案时，应首先根据业主的实际需求，参考相关的设计规范，制订出多个备选方案，然后再从这些方案中挑选出最佳的方案，按相关设计标准和要求，通过分析、计算、设计，采取必要的技术措施，确保混凝土结构的安全性。

1 混凝土结构设计的安全度和规范性

1.1 混凝土结构设计的安全度

根据调查研究，混凝土结构设计安全度的主要影响因素是混凝土材料强度分项系数和混凝土构件的承载能力。混凝土材料强度分项系数是指把材料强度折减系数与强度标准值相乘计算得出的混凝土构件本身的承载能力。荷载分项系数则是指把荷载放大系数与荷载标准值相乘计算得出的混凝土结构构件所能承受的最大荷载。混凝土结构构件的安全度是在表示系数的具体量值下体现出来的，其除了要符合承载力要求外，还必须保证构件连接处的牢固性。混凝土结构设计的牢固性主要是指混凝土整体结构在遭到局部破坏的时候还具有一定承载能力，而不至于大面积塌陷。换种说法，就是混凝土整体结构能抵御一定程度的破坏力，这些破坏力主要包括火灾、地震、台风、爆炸等。混凝土结构的牢固性越好，表示其抵御灾害破坏的能力越强，就越有利于减少灾害给人们带来的生命、财产损失。

1.2 混凝土结构设计的规范性

混凝土结构设计规范性是指在设计混凝土结构时必须遵循规章条例。现行的混凝土结构规范对相关内容作了如下调整：①抗力方面的调整。现行混凝土结构规范对材料的分项系数和强度、板设计规范以及斜截面的具体承载能力等都作了相应的调整。②荷载方面的调整，包括风压高度变化系数、脉动影响系数、脉动增大系数以及风荷载的地面粗糙类别、基本风压等。同时，对荷载取值的具体内容也作了适当调整。③作用效应组合方面的调整。现行混凝土结构规范进一步明确了永久荷载效应控制组合中恒载分项系数的取值，其具体取值为1.35.在混凝土结构设计的规范性条例中，要求混凝土各构件应灵活衔接，这样才能使其具有较大的延展性、较高的冗余度，从而确保其结构的牢固性。与以前的混凝土结构设计规范相比，现行的规范在结构设计的构造方面作了一些调整，包括钢筋的配筋率、连接处的封闭性等。

2 混凝土结构设计中应注意的问题

2.1 重视基础设计阶段

基础设计阶段是整个混凝土工程结构设计的首要环节。这一阶段的设计质量对后期的设计工作具有重要影响，而且，该阶段的设计还会对项目建设成本产生一定的影响。一旦设计过程中出现漏洞或不科学的地方，必定会给整个工程项目带来不可弥补的经济损失。在设计过程中，设计师应当参照当地混凝土结构设计的相关规范标准，以国家最新出台的《地基基础设计规范》为基本标准，结合工程的实际情况，选择最适当的设计方法。为了充分了解施工当地的实际情况，结构设计师应当遵循“先调查、后设计”的原则，根据现场调查报告或施工区域附近的建筑物调查报告，认真分析地质情况，避免设计方案不符合实际情况。

2.2 重视结构的计算、分析和工程内力设计

工程内力设计是混凝土结构设计的关键环节，因此，设计师必须保证工程内力设计的准确性。近几年，我国出台的新规范已经将结构设计的分析和计算纳入到了混凝土结构的整体设计中，并对大部分内容作了调整。为了满足规范性要求，结构设计师应当选择通过国家相关机构认证的计算软件，尽量减少因模型差异造成的计算偏差。所有计算结果应经分析、判断确认其合理、有效后，方可用于工程设计中。只有做好这一步，才能为接土结构设计中计算自振周期的折减系数奠定基础。该数值取值的准确性对混凝土结构设计的安全度具有直接影响。同时，设计师应重视阵型数目的计算，根据所取阵型参数和对系数计算结果的判断决定阵型数目的取值。

2.3 重视对结构重要部位的设计

在混凝土结构设计中，应重视对结构重要部位的设计。为了满足建筑功能要求，需在结构竖向、水平构件中设计各类洞口。对于洞口周边的构件，设计师应注意复核设计计算，并采取必要的加固措施。在实际设计工作中，常会遇到剪力墙结构需要将角窗设置在转角部位的情况，这就要求设计师在设计混凝土结构时加固窗口部件，并加厚对角窗处的楼板。一般来说，配筋应双层双向加强，并增设暗梁，加强与角窗两侧边缘构件的连接，同时加固边缘构件。

3 提高结构设计安全度和规范性的措施

3.1 采用抗震技术

建筑确定以后，应根据建筑的抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料等因素，在综合比较技术性、经济性和使用条件后确定结构体系。在抗震设计的过程中，应正确分析力的传递途径，合理分配调整内力，提高容易遭受地震破坏的结构（构件）的抗震能力，避免因部分结构（构件）破坏而导致整个结构的抗震能力和对重力荷载的承载能力降低。建筑应具备必要的抗震承载能力、良好的变形能力和消耗抗震能量的能力，这样就能利用结构的变形消耗掉部分地震的能量，大大减轻地震对结构的破坏；宜有合理的刚度和承载力分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位。对于可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力。薄弱部位是抗震能力最弱的地方，在设计过程中，应使该部位的实际承载力与设计计算的弹性承载力之比在总体上保持稳定，避免因内力重分布而导致塑性变形集中，同时还要重视整个结构刚度和强度的协调，使其有足够的变形能力，避免薄弱部位的转移。另外，建筑宜有多道抗震防线。在很多情况下，由于地震的不确定性和反复性，地震破坏是不可避免的，因此，要适当处理构件的强弱关系，使其形成多道防线，提高建筑结构的抗震能力。

3.2 采用裂纹控制技术

裂纹常常在骨材料或水泥浆材料的表面出现。从断裂损伤力学的角度来看，断裂损伤主要是由外部负载所造成的微观缺陷逐渐扩散而形成的宏观开裂结构。因此，要控制裂纹，首先要对微裂纹进行控制。可采取在混凝土梁上施加预应力的方法，降低裂纹顶部应力强度因子的外在负载力，从而达到控制裂纹的目的。

3.3 提高技术标准和安全系数

对于混凝土结构设计来说，安全系数和技术标准的设计尤为重要，其直接关系着工程后期运行的安全性。要提高混凝土结构设计的安全度，必须提高混凝土结构的安全系数和技术标准。其中，安全系数不能设置得过高，也不能过低；技术标准的设置也必须恰到好处。在具体的设计过程中，应当将结构安全的设计放在首要位置。如果企业内部没有专业的设计人才，则应当委托相关的设计单位进行设计，这样才能确保设计质量。

4 结束语

总之，混凝土结构设计是一项专业性、复杂性、系统性较高的工作，要保证结构设计的安全度符合相关的规范标准，就必须做好必要的分析、计算工作，采用抗震技术、裂纹控制技术，并提高安全系数和技术标准，这样才能最大限度地延长工程结构的使用寿命。

参考文献

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[3]傅俊，胡爱坤.浅析混凝土结构设计安全度[J].建筑建材装饰，2014（6）：144-145.

〔编辑：王霞〕