摘要：改革開放以來，隨著我國經濟的迅猛發展，我國的建筑行業也發展迅速，設計思想也在不斷更新。混凝土結構是目前應用最廣泛的結構形式之一，本文介紹了混凝土結構的分類、優缺點以及結構設計問題。

　　關鍵詞:混凝土,結構,設計,期刊論文發表網

　　一、混凝土結構及其分類

　　混凝土結構是指以混凝土為主要材料建造的工程結構。包括素混凝土結構、鋼筋混凝土結構、預應力混凝土結構等。

　　(一)素混凝土

　　素混凝土是針對鋼筋混凝土、預應力混凝土等而言的。素混凝土是鋼筋混凝土的重要組成部分，由水泥、砂(細骨料)、石子(粗骨料)、礦物參合料、外加劑等，按一定比例混合后加一定比例的水拌制而成。普通混凝土干表觀密度為1900～2500kg/m3，是由天然砂、石作骨料制成的。當構件的配筋率小于鋼筋混凝土中縱向受力鋼筋最小配筋百分率時，應視為素混凝土結構。這種材料具有較高的抗壓強度，而抗拉強度卻很低，故一般在以受壓為主的結構構件中采用，如柱墩、基礎墻等。

　　(二)鋼筋混凝土

　　當在混凝土中配以適量的鋼筋，則為鋼筋混凝土。鋼筋和混凝土這種物理、力學性能很不相同的材料之所以能有效地結合在一起共同工作，主要靠兩者之間存在粘結力，受荷后協調變形。再者這兩種材料溫度線膨脹系數接近，此外鋼筋至混凝土邊緣之間的混凝土，作為鋼筋的保護層，使鋼筋不受銹蝕并提高構件的防火性能。由于鋼筋混凝土結構合理地利用了鋼筋和混凝土兩者性能特點，可形成強度較高，剛度較大的結構，其耐久性和防火性能好，可模性好，結構造型靈活，以及整體性、延性好，適用于抗震結構等特點，因而在建筑結構及其他土木工程中得到廣泛應用。

　　(三)預應力混凝土

　　預應力混凝土是在混凝土結構構件承受荷載之前，利用張拉配在混凝土中的高強度預應力鋼筋而使混凝土受到擠壓，所產生的預壓應力可以抵銷外荷載所引起的大部分或全部拉應力，也就提高了結構構件的抗裂度。這樣的預應力混凝土一方面由于不出現裂縫或裂縫寬度較小，所以它比相應的普通鋼筋混凝土的截面剛度要大，變形要小;另一方面預應力使構件或結構產生的變形與外荷載產生的變形方向相反(習慣稱為“反拱”)，因而可抵銷后者一部分變形，使之容易滿足結構對變形的要求，故預應力混凝土適宜于建造大跨度結構。混凝土和預應力鋼筋強度越高，可建立的預應力值越大，則構件的抗裂性越好。同時，由于合理有效地利用高強度鋼材，從而節約鋼材，減輕結構自重。由于抗裂性高，可建造水工、儲水和其它不滲漏結構。

　　二、混凝土結構的優缺點

　　(一)混凝土結構優點

　　和其他材料的結構相比，混凝土結構的主要優點[1]是：整體性好，可灌筑成為一個整體;可模性好，可灌筑成各種形狀和尺寸的結構;耐久性和耐火性好;工程造價和維護費用低。混凝土結構的優點具體提現在以下幾個方面：

　　1)耐久性好。在混凝土結構中，鋼筋受到保護不易銹蝕，因此混凝土結構具有良好的耐久性，不像鋼結構那樣需要經常地保養和維護。

　　2)耐火性好。混凝土為不良導熱體，當火災發生時，混凝土不會像木結構那樣迅速燃燒，也不會像鋼結構那樣很快軟化而破壞。因此，混凝土結構具有更好的耐火性。

　　3)整體性好。現澆或裝配整體式混凝土結構具有良好的整體性，其剛度較大，有利于抵抗地震作用或強烈爆炸時沖擊波的作用。

　　4)可模性好。混凝土結構可根據需要澆筑成任何形狀，有利于建筑造型。

　　5)就地取材。混凝土的主要成分，如砂和石均可就地取材。另外，還可以有效利用礦渣、粉煤灰等工業廢料。

　　6)節約鋼材。鋼筋混凝土結構合理地發揮了鋼筋和混凝土兩種材料的性能，與鋼結構相比，可以節約鋼材并降低造價。

　　(二)混凝土結構的缺點

　　主要缺點是：混凝土抗拉強度低，部分地采用了鋼筋混凝土樓板。容易出現裂縫;結構自重比鋼、木結構大;室外施工受氣候和季節的限制;新舊混凝土不易連接，增加了補強修復的困難。混凝土結構的缺點具體提現在以下幾個方面：

　　1)自重大。在負擔相同荷重的情況下，混凝土結構的截面尺寸和自重都比鋼結構大，這對大跨結構、高層建筑結構都是不利的。另外，自重大會使結構地震作用增大，對抗震也不利。

　　2)抗裂性差。由于混凝土的抗拉強度很低，因此在正常使用條件下鋼筋混凝土構件截面的受拉區都處于開裂狀態，如果裂縫過寬，則會影響結構的耐久性和應用范圍。

　　3)需用模板。混凝土結構的制作，需用模板子以成型。如果采用木模板，則可重復使用的次數減少，從而增加工程造價。

　　此外，混凝土結構施工工序復雜，周期較大，且受季節和氣候的影響較大。如遇損傷，則修復比較困難。混凝土的隔熱、隔聲性能也較差。

　　三、混凝土結構設計

　　(一)關于柱的設計

　　1、框架柱的截面設計在多層或高層鋼筋混凝土結構中，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GB50010-2005》第11.4.11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、框架柱的箍筋肢距《混凝土結構設計規范GB50010-2002》第11.4.15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。

　　(二)框架梁的縱向配筋率問題

　　《建筑抗震設計規范》GB50011- 2001中規定“當框架梁梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時,梁箍筋最小直徑的數值應比表6.3.3 中規定的數值增大 2mm”。在目前設計中，這一規定常被忽視，造成梁端延性不足。使得建筑結構出現問題。框架梁上部縱筋端部水平錨固長度應滿足要求《混凝土結構設計規范》GB50010- 2002中規定,“框架端節點處,當框架梁上的縱筋水平直線段錨固長度不足時,應伸至柱外邊并向下彎折,彎折前的水平投影長度不應小于0.4lmm”當框架柱截面尺寸小于 400×400mm 時，應注意梁上部縱筋直徑的選擇，否則這一項要求不容易得到保證，此外要注意選擇適當的框架柱。

　　(三)樓板結構設計問題

　　雙向板有效高度取值存在誤差會將導致雙向板在橫縱各個方向均產生彎矩，因此，雙向板跨中正彎矩鋼筋應當是縱橫疊放，短跨方向的跨中鋼筋則應放在下面，長跨方向的跨中鋼筋應置于短跨鋼筋的上面，計算時應取兩個方向的各自的有效高度進行計算。有的設計人員為圖省事或對板受力認識不足，只取兩個方向的有效高度進行配筋計算，導致長跨有效高度偏大，就會配筋降低，使結構構件存在嚴重質量隱患。

　　為了計算方便或對板的受力狀態認識不到位，就簡單地將雙向板作為單向板進行計算。這就導致計算假定與實際受力狀態不符，出現一個方向配筋過大，而另一方向僅按構造配筋，造成配筋嚴重不足的情況，進而致使板出現裂縫。因此設計者要充分對板的受力狀態進行分析，不能簡單的只進行單向板計算，確保計算與實際受力狀態相符。

　　參考文獻：

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