對鋼筋混凝土結構優化設計的幾點看法

文/王建國 浙江青墨工程設計有限公司 浙江杭州 310000

1、鋼筋混凝土結構設計準則

1.1 安全性準則

在高層建筑鋼筋混凝土結構的質量設計中，必須引起重視，進行安全性分析。預設前期，落實以人為本的原則，只有確保安全性能，才能保證建筑本身有價值和意義。在實際設計階段，設計師需要確保安全設計，符合規范需求，在行業安全以及標準化掌握的過程中，只有保證目標符合要求，才能實現合理設計。

1.2 適用性原則

在設計過程中，特別是在結構預設的過程中，往往需要綜合各方面因素進行建筑功能分析，例如在實際結構應用中，對室內空間布局進行構思，在功能性分析中，保持良好的適應性原則，只有保證自身建筑特點充分發揮，才能贏得廣大業主和消費者的喜愛，獲得良好的收益。

1.3 可靠性原則

結構設計結合建筑的設計年限來進行，在預設過程中針對安全性、可靠性和耐用性等情況，應用的材料和技術等方面必須具備可靠性和耐用性。當前存在“豆腐渣”工程的現象，多是和材料質量存在關聯，因此在后續設計中，需要秉承安全性的原則，在設計過程中進行耐用性分析，提升自身優勢。

2、鋼筋混凝土結構設計中的常見問題

2.1 鋼筋混凝土結構設計中的抗震問題

近年來地質災害頻發，尤其是地震災害，會嚴重威脅建筑物的使用，近年來人們對于建筑結構抗震性問題的關注也不斷增加，在鋼筋混凝土的結構設計中要高度重視抗震問題。鋼筋混凝土的抗震性與鋼筋的使用數量及分布，抗震防線的設計排列、構件連接的可靠性等諸多因素相關。鋼筋混凝土結構設計中容易出現應力集中、抗震防線不合理、鋼筋數量不合適或者分布不均勻等問題。盲目增加使用鋼筋并不能有效解決鋼筋混凝土結構的抗震問題，某些部位承載力超強會降低整個結構的整體性，出現薄弱環節。

2.2 鋼筋混凝土結構設計中的裂縫問題

裂縫問題是鋼筋混凝土結構設計中常見的問題之一，這種問題的形式較多，主要包括結構裂縫，溫度裂縫和構造裂縫，收縮裂縫四種。鋼筋混凝土結構構件有些是現澆制作，不同的構件之間，其剛度存在一定的差異，這就導致整個鋼筋混凝土結構會出現一定的剛度薄弱區域，在施工或者使用過程中這些區域就會出現裂縫，比如，頂部樓板的墻角就屬于這樣的位置，樓板與墻體之間的剛度不同，在使用中就容易出現裂縫。而溫度裂縫主要是受到溫度的影響造成，混凝土熱脹冷縮導致構件出現裂縫。

2.3 鋼筋混凝土結構設計中鋼筋排列問題

在鋼筋混凝土結構設計中需要用線條對使用的鋼筋數量及排列進行標注，以便于施工人員進行參照合理施工。在實際設計過程中容易出現，鋼筋數量使用標注不清楚，位置排列不規范的情況。這就會導致在實際施工過程中鋼筋無法正常排列使用，需要將鋼筋切斷，進行二次施工，不僅會延長施工周期，增加成本，而且會對鋼筋混凝土的密實性造成影響，增加鋼筋混凝土結構的安全隱患。

2.4 鋼筋混凝土結構設計中結構延性問題

在鋼筋混凝土結構設計中，最常見的形式就是剪力墻和框架結構，這些結構是整個建筑的功能部位，影響到建筑結構的整體穩定性。在設計過程中容易出現結構延性不足，剛度過大，應力集中的問題，使用過程中容易出現脆性破壞，進而影響到整個建筑結構的安全穩定性。

3、鋼筋混凝土結構優化建議

3.1 選取合適的計算分析軟件

計算分析是鋼筋混凝土結構設計中一項重要的工作。分析數據的準確率直接決定著結構的好壞。如今市面上存在很多結構計算分析軟件，在設計過程中，選擇軟件是一項最基礎也是很重要的工作，一旦沒有選好軟件，即使設計師有著良好的水平，數據也有可能會出現很大的偏差，最后不僅僅會浪費人力物力財力，還會出現很多的安全隱患。

3.2 強化抗震設計

抗震是建筑物必需的性能。鋼筋混凝土作為抗震的主要材料對于建筑物抗震的性能有大的影響。在結構設計時要根據樓層的高度采取合理的抗震等級。對于多塔結構、頂部塔樓結構（錯層結構除外）等振型數應該大于12，同時它的大小也不能超過樓層的3倍。在減震設計時要嚴格的核算數據，并遵守相關法律規范。

3.3 注重地基與基礎設計

俗話說：基礎決定上層建筑。可見在鋼筋混凝土結構設計中，基礎設計及地基設計非常重要。它是接下來工作中是否能夠順利進行的重要保障。地基作為承載地上部分的重要結構在設計過程中應多加關注。首先，在設計之前要進行提前的勘察，對當地的地質、水質以及周圍環境進行合理的勘測和分析，然后根據實際情況選擇合適的方案。在進行地基設計時，相關部門要注意進行監督，一旦發現問題立刻進行有效的溝通并及時的糾正。良好的地基可以保證建筑物的持久耐用，在設計過程中要根據實際地質情況和自身工程，進行多種基礎方案的經濟及安全性對比，選出最優方案。

3.4 優化上部結構設計

地基對于建筑物來說尤為的重要，但這并不代表著上部結構的設計我們就可以松懈。多高層建筑結構體系的優化設計目標在于實現結構足夠的豎向荷載及水平荷載抵抗能力，使其具備良好的變形性能、耗能減震能力和抗震承載能力。上部結構的設計選型對整體優化至關重要，合理的結構豎向構件布置，會使傳力途徑的明晰化，避開出現傳力迂回的情況。并在配筋過程中，結合規范構造要求和實際受力計算書進行配筋優化設計。

3.5 加強人員素質

人員在結構優化中的作用是首要的，一切失誤都可以歸結到人。首先，在設計初期，就要采用有豐富經驗的，專業技術過硬的技術人員進行方案設計，在必要的情況下可以在外聘請這一領域出色的專家作為設計顧問，在設計工程中給予一定的意見和建議，保證設計的合理性及實用性。更重要的是，要求設計人員熟悉的掌握國家有關于建筑設計及優化的法律規范保證設計方案的安全可行性。有關法律有《混凝土結構設計規范》、《建筑抗震設計規范》等。在管理人員方面可以通過開展活動、采取獎懲制度等一系列創新的方法策略提高員工的積極主動性。

結語：

鋼筋混凝土結構具有堅固、耐久、防火性能好、比鋼結構成本低等優點，是目前我國建筑工程中最常見普遍的結構，得到很多人的青睞。但是它還存在抗拉強度低，容易出現裂紋、需要人力資源大、模板周期長、施工受季節影響、修補困難等問題，我們要不斷深入研究并解決鋼筋混凝土結構設計所存在的問題，從結構體系設計及其結構計算方法入手優化設計成本，從方便現場施工操作，優化施工工序，這樣才能確保建筑工程的質量和速度，使我國建筑行業迅速穩定發展。