混凝土結構設計中存在的問題

郭少成

（大同市華青建筑設計有限責任公司，山西大同037000）

0 前言

伴隨著經濟和科學技術的全面快速發展，城市面貌日新月異，涌現出一大批高樓大廈。同時，混凝土結構廣泛應用于建筑施工中，結構設計質量直接關系到建筑質量和人們的生命財產安全。因為混凝土結構設計是一個非常復雜的過程，專業設計要求高、設計難度大，并且混凝土自身對結構設計的要求過于復雜，設計中廣泛采用各種結構體系，一些影響混凝土質量的問題必須引起工程設計者的重視。所以混凝土結構設計還需要一個專業的設計隊伍，在設計過程中要主動尋求新的設計理念，并不斷對混凝土結構設計進行改進，找出其存在的問題，并采取相應的措施加以解決。

1 混凝土的基本概況及注意事項

1.1 混凝土的設計原理

在混凝土設計過程中，要注意對結構選型和規則布局等問題進行調整，選擇抗震性能好、抗風能力強、經濟合理的結構。所以在混凝土結構設計中，必須有明確的計算簡圖，并有合理的方法來傳遞地震力。與此同時，在一個獨立的結構單元內，應盡量避免應力集中在凹角和狹窄的頸部，避免在凹角末端設置樓梯，并要有效地減少地震作用下的反向作用，更重要的是避免豎直形狀下的懸挑、內收也不宜過多，這是混凝土結構設計中的主要注意事項。設計混凝土結構時，要避免因局部結構或構件的破壞而導致結構整體抗震能力下降的問題，根據具體情況，在結構單元之間應遵循牢固連接或有效分隔的方法。

1.2 混凝土的設計要點

隨著混凝土設計的不斷深入，水平荷載逐漸成為某一類型結構設計的重要因素。與此同時，在應用過程中，請注意它的豎向載荷基本上是固定的，但是，在水平荷載作用下，數值將受到周圍環境的影響而改變。與此同時，在設計過程中也要密切關注混凝土的軸向變形，不可忽略，因為在混凝土框架體系中，框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力，從而使中柱軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。因此我們在混凝土的設計過程中需要密切關注這一點，確保設計過程中能解決相應的問題，并在以后的應用過程中能保證其正常使用。同時，在混凝土結構設計中，一定的延展性也是一個重要的結構指標，要使混凝土結構具有較好的抗變形能力，避免建筑物倒塌，就需要在混凝土結構設計中有效地解決這些問題，以保證結構安全。

1.3 混凝土設計存在的問題

基礎設計工作至關重要，需要嚴格按照勘探、設計、施工工藝進行，并且有效避免各環節中出現一定的問題。當地質調查工作不到位，或內容不明確時，地勘工作將嚴重影響工程的質量。而在混凝土結構設計中，地基與基礎的設計，這是它的一個重要部分，這將嚴重影響建筑物的安全性及穩定性。

基礎設計和地基設計是混凝土結構設計過程中的關鍵問題，它們的設計直接影響到這座混凝土建筑的耐久性、安全性和穩定性等等。同樣在建設工程基礎設計的過程中，不同的基礎形式和有選擇地基礎的設計方法尤為重要，在沉降量比較小的混凝土建筑工程中，可以使用褥墊方式來應對處理。在解決問題時，保護層能起到作用，使部分附加應力較好處理，有效避免地下室底板受力太硬或開裂。

但是一般建筑地下室、柱帽形式下是比較復雜的，基槽膜的情況也很復雜，工程師的防水設計很有可能提高了混凝土結構建筑工程造價，同時在這些結構設計的工程師中，他們忽視了一些主要的問題，使地下室底板設計不科學，防水性能很低。

2 混凝土設計問題的解決對策探析

2.1 做好混凝土結構前期設計

為了有效延長混凝土結構的使用壽命并提高耐用性，施工方務必在前期設計就做好充足的準備，全面分析施工目標及使用需求，運用科學有效地設計方法進行設計以提升耐久性。所以，設計師需根據環境與使用需求進行混凝土材料的篩選，根據設計使用壽命與運轉強度進行混凝土各種成分的配比與鋼筋的配置，合理使用各種先進技術保護混凝土結構外層表面，減少混凝土結構因與空氣接觸與水蒸氣的接觸造成的影響，提高內筋的使用年限，減少鋼筋腐蝕情況；混凝土的外部容易積水的地方還應該設置高效的排水機制，更好地提高混凝土結構的性能。

2.2 降低混凝土結構中的混凝土碳化

當混凝土發生碳化時，這就意味著混凝土的使用幾乎不安全了。所以務必采取有效地方法減少混凝土的碳化現象，延長混凝土結構的使用壽命。前期設計階段，施工設計人員可以使用先進技術手段將保護涂料涂在混凝土結構的表面，形成保護膜，減少空氣等因素的影響，也可以將一些防護涂層成分加入混凝土的攪拌配比中，還能減少日后使用過程中內部結構出現的裂縫、開裂等情況。外部的保護膜等有效減少外部化學物質的進入與內部結構化學成分發生反應導致混凝土變質，影響混凝土結構的強度。

2.3 加強混凝土設計的監督工作

在混凝土的結構設計過程中，對相關設計工作人員的監督工作是十分必要的，在進行設計中，有效監督工作在一定程度上保證了設計的準確性和實用性，更好的為人們的應用提供方案，在不同的環境條件下，應用不同的結構設計方案，這些都是經過長期的應用經驗總結出來的，在如今環境下，混凝土結構設計的應用更加有效，所以我們對混凝土設計過程加強了對其的監督工作，有效保證了混凝土的結構設計的質量。

在相關的監督工作人員對混凝土結構設計過程進行監督檢查的過程中，需要現場的每位監督人員進行全面的檢查工作，并且做好一定的檢查記錄，保證在檢查過程中更好的為之后的審核提供方便。同時在檢查的過程中，需要對每個混凝土的結構設計方案進行嚴格考察，保證嚴格按照統一的標準進行判定。同時對混凝土結構設計的檢查工作還在一定程度上需要對設計人員提出一定的意見和建議，指出他們的特點及難點，為今后的設計提出一些指導性的意見，更好地促進將來混凝土結構設計的發展。

2.4 對混凝土的設計進行優化

在如今的混凝土設計過程中，目前雖然沒有成熟的優化設計分析軟件進行設計的優化，但是在應用中主要通過結構進行分析，并通過人工進行調整，運用不同的概念設計進行分析，根據不同的應用條件進行一定設計方法的刪選和應用，需要根據不同的應用環境進行實地調查分析，保證能夠達到有效的應用目的。

通過人工進行調整，這種優化方案在應用中不僅是目前最常用的，更是具有顯著效果的方法之一。我們在對混凝土的設計進行優化的過程中，首先對混凝土的抗震性能進行分析，保證混凝土的結構體系有足夠的承載能力和一定的變形能力，這就很好的保證了在應用過程中的安全性和實用性。并且也需要對混凝土的經濟設計進行比較分析，保證在做到安全、實用的前提下，保證混凝土的經濟效益，在最大程度上為施工的相關工作人員節省一定的開支。所以我們在對混凝土的結構設計中需要注意多方面的問題，并對其進行有效的優化，為人們的使用提供方便。

2.5 增強材料及結構的耐久性和適用性

在提高混凝土使用壽命的過程中，可采用表面涂覆的方法隔離混凝土與空氣之間的直接接觸，避免混凝土發生碳化作用。工程實踐表明，采用無機或有機的外墻涂料、各種抹砂漿層，可以在一定程度上降低混凝土碳化深度。如抗滲性能好的防水水泥砂漿層（約1～1.5cm），可完全隔離二氧化碳在表面滲入并保護混凝土碳化。提高混凝土密度和滲透性，可以有效防止或減少各種混凝土的腐蝕。由于各種侵蝕介質通過不同的孔隙進入混凝土內部，所以在設計時應正確選擇混凝土的配合比，確保水泥的必要用量，減少水灰比，而且施工時要加強振搗，確?；炷恋拿軐嵭?。同時，還可通過添加粉煤灰、礦渣、硅灰等來降低混凝土的堿度，控制堿集料反應。尤其當水泥堿含量高于允許值時，應摻入粉煤灰，例如摻入硅灰的水泥重量5%～10%，可有效控制由混凝土堿骨料反應引起的混凝土膨脹和損傷。

3 結語

伴隨著經濟的發展，人們生活水平的提高，人類對居住功能的需求日益增長，在現代城市中，鋼筋混凝土建筑成為客觀的產物，指導我國建筑業的發展，同時，在高層建筑中，混凝土的應用也越來越重要，高品質的建筑，對混凝土結構的設計要求越來越高，這是對混凝土結構設計提出的一個重要問題。因此在未來的發展中，在保證建筑質量的前提下，更需要對建筑外觀進行一定的美化，為我國高層建筑的發展提供良好的條件。并在混凝土結構設計中，做好相關安全結構的設計工作，更好地保證建筑的安全、耐用、使用及經濟性能，為未來建筑提供更好的環境。