建筑結構設計中混凝土結構設計分析

胡佳夢

岳陽市規劃勘測設計有限公司 湖南 岳陽 414000

引言

在我國的各種建筑類型當中，混凝土建筑是較為尋常的一種建筑類型。科學合理的混凝土結構設計是該類型建筑工程的質量保證，然而，因為我國目前的建筑工程技術尚不夠完善，部分設計人員缺乏足夠的綜合素養，目前的混凝土結構設計工作中還存在著部分缺陷和不足，需要有針對性地進行加強。本文即對其存在的各類問題展開探究和討論。

1 混凝土結構抗震設計的辦法

混凝土結構抗震設計，主要分為三個方面。首先是抗震層，如圖1，抗震層的位置通常處于建筑頂端，可以最大程度的隔離地震造成的影響，是基礎的抗震形式，能夠對建筑的安全起到有效的保障作用。在混凝土結構設計過程中，為確保建筑維護的方便，應當在基礎面和抗震層頂部間預留出不小于80cm的空間。從建筑的功能層面而言，為了能夠切實利用到抗震層頂的樓板，應當按照地下室的形式，在地下室的柱頂等位置進行抗震層的布置。與此同時，為改善各個部位的受力狀況，在遇到相對大的水平剪力時，應當在柱體中進行減震器的布置，向柱體或者墻體的上下端進行剪力的傳遞。

圖1 工程中的抗震層

然后是防震縫。為了避免地震對建筑整體可能產生的破壞，在合適的區域設置的縫隙被稱作防震縫，其能夠使得建筑分成多個結構簡單、受力均勻的獨立空間[1]。簡而言之，防震縫即是當地震發生時，為了避免在地震時互相臨近的結構單位發生碰撞而預留出的間隙。通過防震縫的設計，能夠將結構復雜的建筑整體分化成一個個較小的部分，成為較為規則的單位區間，對建筑整體的抗震性能進行了提升。

在進行防震縫的構建和設計時，相關的設計人員應該切實結合建筑的工程狀況，有針對性地進行設計，確保防震縫的寬度合理[2]。如果不考慮實際情況，完全按照要求規范照本宣科，最終設計出來的建筑在地震作用下可能仍會產生碰撞。另一方面，如若防震縫過于寬大，又會對建筑的立面設計產生影響。在混凝土結構建筑中，還存在部分建筑本身即具備相對規則的建筑結構，可以考慮不進行防震縫的設置，反之則應當進行設置，同時，其設計的寬度應該切實滿足當建筑受到地震作用時可能產生的位移需求。

接著是抗震支座，在受地震影響比較大的地方，或是需要借由滑動進行內應力釋放的地方，就需要使用到抗震支座，如圖2。一般而言，想要很好地隔離地震的作用力，抗震支座的選擇需要滿足下面幾個要求[3]。一是可以對上部建筑的荷載進行承擔，并且不會或變形的幅度比較小，豎向承載能力以及剛度屬性較為出色；第二則是水平剛度比較小，可以對自振周期進行一定程度的延長，對下部結構的剪力以及上部的加速度能夠進行有效的降低；三是阻尼符合要求標準，從而對結構位移展開限制；四則是抗震支架需要具備足夠的使用年限，要高于建筑結構的年限。作為設計人員，不但應該對抗震支座的不同性能充分熟悉和掌握，還應當對其實驗方法了然于胸，從而確保抗震支座的耐久性能夠得到保障。

圖2 抗震支座

2 混凝土結構的具體設計方案

首先是加大截面法。加大截面法是混凝土結構設計中最為常見的加固方法。在混凝土主柱加固、混凝土梁或土板的加固上面較為適用。該方法通過對截面面積的加大以及受力筋的增加等來進行構件承載能力的提升[4]。其優勢在于具備較高的可靠性，不需要作業人員有很高的職業素養，可以顯著的增強構件的穩定性。劣勢則是這種方法需求的工作量較大，需要的維護時間也比較長，在功能和空間上具備一定程度的局限。

然后是置換混凝土加固法。這種方法對于混凝土局部密度不滿足要求、耐壓強度不夠的混凝土柱、土梁等構件較為適用。這種方法將局部清理到建筑中存在的部分缺陷結構，并同時用新制成的混凝土予以替代。這種方法的優勢在于在進行加固后建筑的結構設置不會發生改變，不足則在于進行加固時需要較長的濕作業時間，對原本的混凝土結構的清除工作較為煩瑣，同時在作業時還需要對周邊作業環境受到影響的位置進行支撐。

最后一種方法則是繞絲加固法。這種加固方法的核心功能是對混凝土結構構件的位移延展性展開提升。在加固作業完成后，外觀以及構件本身的重量都沒有較大的變化，但是由于該方法對于構件承載能力的提高并不顯著作用，因此對于承載力要求較低的混凝土構件較為受用。

3 對于混凝土工程結構裂縫的控制

控制混凝土工程結構裂縫，首先應當選擇優質的工程材料，對原材料進行嚴格掌控和把關，并且在材料進入現場后再次進行查驗，核心位置的材料還要再三進行查驗。水泥應當選擇水化熱比較低的水泥，杜絕質量不佳、安定性差的水泥魚目混珠。粗骨料應當選擇表面粗糙，質地堅實的石料，這種類型的石料級配良好，內部有害物質的含量比較小，沒有堿性反應的發生。細骨料則應當選用顆粒粗糙，空隙比較小，含沙量也較低的中砂。外摻加料則應當使用減水劑等，對混凝土的性能進行改良，降低用水量。

再有是對環境溫度的控制和監測進行加強。在實際的工程現場中，可以選用引氣劑和塑化劑、使用干硬性混凝土摻混合料、對混凝土澆筑的溫度進行控制、攪拌時加水等方法進行裂縫的防治。在夏季進行混凝土的澆筑工作時，應當將澆筑控制在500mm內的厚度，有利于進行散熱。

4 結束語

總而言之，在當代城市化建設過程中，人們對建筑的要求越發增高，這就使得設計人員在進行混凝土結構的設計時對各種影響因素進行綜合考慮，尤其是地震和裂縫對建筑的影響更應當著重注意，進而利用科學的辦法進行結構設計，確保建筑能夠安全使用。