結構工程中混凝土結構的優化設計

王丹輝

摘要：從現階段發展而言，結構工程對人們的正常生活帶來了諸多影響，甚至在一定程度上直接決定了我國整體經濟增長。為此，相關人員必須對此提高重視程度，通過應用合理的方法，對原本的混凝土結構進行優化，進而提升工程建設以及管理的效果。

關鍵詞：結構工程;混凝土結構;優化設計

中圖分類號：TV331?文獻標志碼：A

引言

伴隨著經濟的發展和進步，對于結構工程周邊的一些居民生產和生活都發揮著重要作用，同時城市中用水都是取自于結構工程建設，因此，對結構工程建設和管理對于整個國民有著非常大好處，但是從現階段我國結構工程技術中可以看到，雖然技術上有所醫生的，但是還是有著很多問題存在的，因而結構工程的建設和管理工作至關重要。

1、結構工程中混凝土結構設計存在的問題

1.1混凝土材料配比不穩定

混凝土并不是單一屬性的施工材料，混凝土主要是由水泥、骨料、砂石等施工材料經過攪拌、凝結而形成的，所以，在施工的過程中，混凝土各種材料的搭配比例各不相同，這樣就會導致混凝土的標號降低，在混凝土施工的時候，會使混凝土的表面出現麻面、氣孔等問題，會給混凝土的結構帶來非讓嚴重的問題。例如，如果是在混凝土攪拌的過程中發現砂石材料的比例過高，就會導致混凝土在攪拌中因為骨料過于集而使拌合物出現離析以及混凝土料變干甚至硬化的情況，這樣就會降低混凝土的牢固性。

1.2混凝土襯砌易出現滲漏

目前，我國結構工程在建設施工的過程中，混凝土結構設計存在很明顯的問題，也就是在混凝土襯砌時，因為設計不合理而出現滲漏的情況，非常不利于渠道工程的安全?？傊谶M行襯砌施工的時候出現滲漏原因主要是混凝土結構出現裂縫，產生裂縫主要是由以下幾點引起：1）混凝土模板在進行設計的時候存在不合理的情況;2）在通道施工的時候，通道位置選擇的不到位，巖土工程上方出現沉降的時會對襯砌產生一定的壓力，導致混凝土出現裂縫;3）混凝土施工原材料存在一定的質量問題;4）混凝土在運輸以及攪拌的過程中，沒有加強對混凝土的養護管理。

1.3水熱化、應力過于集中，出現裂縫

混凝土的結構中比較容易出現結構裂縫，而導致裂縫出現的原因是多種多樣的，但是其中最為常見的兩個原因是溫度與應力?；炷翝仓僮鳝h節結束以后，需要給混凝土結構足夠的養護時間，整個過程需要對大體積混凝土的溫度進行水平維持，盡量不要出現溫差過大的情況，導致混凝土結構的內外溫差過大，形成裂縫，養護的溫度最好控制在平均25℃左右。結構應力也容易導致裂縫出現，混凝土結構中的某個部位如果受到的應力超出了結構的承受極限就可能導致裂縫。

1.4其他構件的設計缺乏合理性

在目前的結構工程之中處理地下管網時，通常主要采用“一洞多機”的布局方案。然而在進行岔管設置時，其對混凝土原本的機構設計有著非常高的要求，同時當前也沒有形成相對較為完善以及實際的混凝土岔管設計準則?；谶@一情況施工人員自然很難對混凝土岔管設計中的承壓能力進行了解，并且在較為復雜的地貌中以及計算過程中，造成設計不合理的情況發生。如此一來，混凝土本身結構的安全性會受到嚴重影響。

2、結構工程混凝土結構設計的具體優化

2.1合理選擇混凝土材料

一般而言，施工材料之中，碎石和砂石都處在考慮的范圍之內，為了確保可以選到優質的混凝土，理應對實際選擇的材料進行檢測和試驗。如果其參數滿足施工的基本需求及規范，才能夠將其運入現場，以此確保混凝土本身的結構質量。由于水泥很容易產生水化反應，從而影響其質量，造成這種問題的主要原因便是隨時會內部存在大量有害物質，如果沒有及時處理，會造成混凝土本身的強度有所下降，并對工程建設帶來巨大影響。在進行配比的時候，同樣需要進行檢測和試驗，以此對其最佳配比進行明確。

2.2提升結構設計水平

首先，為了確保基礎資料內容具有足夠的精確性和完整性。在針對結構工程結構展開設計的時候，應參照我們國家的相關規定，完成相關資料信息的收集工作。當資料收集結束之后，還要對其展開嚴格審查，如果有任何資料存在問題，都不予以使用，以此確保資料足夠準確。其次，設計人員還需要對結構內部的等級標準予以明確。在進行等級標準確定的時候，需要對實際規模以及效益和類別分別展開考慮，以此確保等級標準本身具有足夠的科學性價值。同時，還要對水利建筑物的結構設計等級標準進行明確化，一方面能夠有效完成成本控制，另一方面還能提升工程的整體質量。再次，對現有的監理制度不斷優化，提升其完善性。通過運用合理的監理制度，可以對建筑結構設計的整個過程完成監督和管理，同時還要對結構設計中存在的問題進行了解，確保其設計工作具有足夠的科學性。不僅如此，完善監理制度一方面可以保證工程施工本身的連續性，另一方面還能防止在生產過程中會有斷點問題產生[3]。最后，設計人員理應提高對于強化結構工程結構硬件的重視程度。在進行結構設計的時候，仍然有大量工作需要使用相關設備才能完成，基于這一情況，為了保證工程結構本身的質量，理應提高對于強化硬件方面的重視程度，改進其中的不足，推動結構工程產業快速發展。

2.3混凝土裂縫的控

混凝土結構施工設計方案上裂縫是較為常見的問題，因此設計工作往往會對此部分內容進行重視，配合科學的預防與治理措施，控制裂縫數量與產生部位。首先，工作人員要在混凝土結構設計中對混凝土的承載力進行科學控制，防止出現裂縫。如果裂縫不可避免，那么也需要通過一定的方法，讓裂縫的范圍得到控制。一般情況下，可以根據工程施工的基礎環境對荷載性質、水壓力變化等因素科學操控。尤其是現代結構工程建設過程中，彎拉構件上的一些裂縫控制較為棘手，給控制工作的效果獲取帶來了很多的難度。例如一些水工建筑中的非常規桿件，尤其要對裂縫的寬度進行嚴格控制，裂縫的寬度設置可以根據混凝土構件的裂性評估進行設定，同時依據次構件的斷面作用力變化指數對裂紋的開度進行標準設置。同時，需要注意的一點是在實際應用的過程中要對鋼筋、混凝土的極限承受力進行測定，然后讓裂縫的尺度控制更為專業、科學，保證裂縫不會對工程項目的主體結構產生影響。

結束語

根據上文所述，由此可知，在結構工程中，混凝土材料的使用率越來越高，應用范圍越來越廣，質量優化成為許多多維特征的焦點。因此，在混凝土結構的優化設計方面我們應該有一個清晰明確的認識，并且清楚的了解它的設計原則和標準，而且在混凝土結構優化設計這一領域專業的設計師也應該不斷積累設計經驗，通過合理的方法提高施工質量，同時也能找尋到施工過程中的不足。并且也能通過自己豐富的工作經驗，使得整個過程精益求精。此外，混凝土優化設計這一舉措不僅可以節約建設成本，還可以提高項目的整體質量，也能逐步實現科學化和現代化混凝土優化設計，完美地實現其橋梁紐帶作用，最終不僅達到經濟預期的目標，也可以完全不失結構安全。

參考文獻：

[1]?蔡舒平.探析結構工程中混凝土結構的優化設計[J].建材與裝飾，2019（06）：279-280.

[2]?王增.淺談結構工程中混凝土結構的優化設計[J].農業與技術，2018，38（20）：64.

[3]?寧雷.探析結構工程中混凝土結構的優化設計[J].建材與裝飾，2018（12）：291-292.

[4]?楊艷，鄒進.結構工程中混凝土結構的優化設計思路分析[J].南方農機，2017，48（16）：87.

[5]?桑成虎.結構工程中混凝土結構的優化設計探微[J].建材與裝飾，2017（05）：271-272.

（作者身份證號碼：130185199210104414）