建筑結構設計中混凝土結構設計思考研究

馬亮

【摘要】當前在我國建筑行業中廣泛利用混凝土結構，因為人們不斷提高建筑要求，因此增加了混凝土結構設計難度，在混凝土結構設計中將會出現較多的問題，影響到建筑工程施工質量。本文分析了建筑結構設計中混凝土結構設計工作，結合設計工作中的問題，提出針對性的混凝土結構設計建議，為建筑工程施工提供參考。

【關鍵詞】建筑結構設計;混凝土結構;設計措施 【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

我國不斷提高城市化發展速度，同時增加了城市人口數量，人們也更加注重居住環境質量，促進了我國建筑行業發展。當前高層建筑是建筑行業的主體，因此突出了地震作用和風荷載的影響，因此設計人員需要做好混凝土結構設計工作，提高整體建筑結構的質量。

1、概述混凝土結構設計的特點

當前建筑具有較多的層數，同時具有較高的高度，因此在混凝土結構設計過程中，設計人員要具備豐富的工作經驗，掌握混凝土結構概念，合理把握整體結構設計理念。認真仔細的設計整體指標計算和每個配件的配筋。在結構側向力設計階段，多層建筑的水平地震作用和風荷載比較小，并不是主要的控制目標。而高層建筑因為高度比較高，需要提高混凝土結構設計得到延展性，從而抵抗地震作用，保障整體結構的變形能力。針對結構剛度，當前我國不斷提高建筑結構的高度和層數，也逐漸提高了結構受到的地震作用力。因此在設計混凝土結構設計豎向構件的過程中，設計人員需要合理布置豎向結構的數量和位置，使整體結構的抗側力因此提高，保障結構側向位移滿足極限要求，避免發生剛度突變等問題[1]。

2、混凝土結構設計中存在的問題

2.1計算換機和分析環節存在的問題

信息技術不斷發展，在各行各業日常工作中都開始利用計算機。在建筑行業發展過程中，可以利用專業計算機設計混凝土結構。此外利用計算機軟件繪制的圖紙具有較高的精確度和清晰度。但是當前一些設計人員在圖紙制作階段，沒有結合工程需要合理設計施工現場的自然環境，導致施工圖紙不符合實際工程情況，不利于順利開展建筑工程施工。在混凝土結構設計過程中，計算分析屬于基礎工作，因為當前有關混凝土結構設計工作的計算機軟件類型豐富，如果設計人員沒有合理選擇軟件，將會影響到計算精準度，從而降低混凝土結構設計水平，無法保障工程施工質量。

2.2地基階段和基礎設計階段的問題

在建筑工程施工中，基礎結構發揮著重要的作用。因為混凝土結構具有較多的優勢，因此在當前建筑工程中廣泛利用，但是因為混凝土的特性，因此在基礎施工中很容易產生沉降和開裂等問題，如果設計人員忽視混凝土特性，將會影響到整體工程質量[2]。

（1）地基承載力問題：在設計建筑結構基礎之前，需要合理選擇地基土層，這也是建筑工程的持力層，關系到整體建筑工程的穩定性，如果設計人員沒有結合地質條件設計基礎放哪，將會影響到工程地基結構質量。

（2）基礎設計問題：不同建筑工程會出現不同的問題缺陷，以下是常見的問題：①設計地下車庫的基礎形式的過程中，設計人員選用的基礎埋深計算方式關系到基礎底面積。而各地區對于建筑結構的規定具有較大的差異性。②在設計建筑平板筏板的基礎結構，上部結構剛度和基床系數影響到筏板計算的準確性。

3、建筑結構設計中混凝土結構設計的要點

3.1合理選擇抗側力結構

合理選擇抗側力結構，有利于提高整體建筑結構的抗震性能。在混凝土結構設計中，設計人員需要結合建筑功能和結構高度等，設計科學的抗側力體系。如果結構高度在50cm以內，并且提出較高的建筑空間要求，可以設計框架結構作為抗震體系。針對高層住宅，可以設計剪力墻結構，因為這一結構具有較大的剛度，并且具有較高的安全性和舒適性，因此適合在高層建筑中利用。如果建筑同時具有較高的結構層高和建筑空間高度，，可以選擇框剪結構和框筒結構，可以同時滿足建筑使用功能和結構抗側力剛度要求[3]。

3.2合理布置結構平面

建筑結構布局關系到整體結構的抗震性，在混凝土結構設計過程中，設計人員需要結合抗震設計原則，因為對稱性結構有利于提高建筑抗震能力，同時可以消耗地震應力，通過控制地震延伸，有效降低地震的負面影響。因此設計人員需要結合抗震設計理念完成混凝土結構設計工作，選擇規則性的平面結構，使整體結構的抗震能力因此提高。

3.3合理選擇基礎類型

建筑基礎承受者結構荷載，是高層建筑的重要一部分。設計人員需要結合地質勘探資料和上部結構荷載等方面選擇基礎形式，提高整體建筑結構的安全性，設計人員要對比分析不同的基礎方案。如果建筑物層數比較少，并且地基土質比較好，可以利用獨立基礎或者條形基礎。增多建筑層數之后，將會逐漸提高建筑荷載，并且持力層土質較差，可以利用樁基礎。如果建筑層數比較多，但是持力層土質較好，可以利用筏板基礎，有利于降低土層承受的荷載力，是整體結構的承載力因此提高。

3.4加強設計薄弱層

在地震作用下，建筑薄弱層很容易發生變形問題，威脅到整體結構的安全性。因此設計人員需要加強設計建筑結構的薄弱層，保障整體結構的安全性。如果建筑結構豎向結構剛度缺乏連續性，或者樓層剛度不符合規定，說明結構存在薄弱層。在設計薄弱層的過程中，設計人員放大地震力調整系數，提高薄弱層抗地震能力。同時需要采取加強措施，使結構抗側向力因此提高。

3.5設計轉換層結構

設計混凝土結構轉換層的過程中，需要合理設置轉換層上下的豎向結構，合理設置剪力墻數量，因此控制豎向結構的剛性土建問題，如果無法合理設置內部結構，將會導致豎向結構剛度突變，產生建筑薄弱點將會影響到建筑結構的抗震性。在設計混凝土結構轉換層的過程中，設計人員需要嚴格控制轉換層上下層的剛度比，從而提高建筑豎向構件的抗側力，保障混凝土結構的整體性。設計人員還要合理減少豎向構件的數量，因此控制轉換層的剛度差值，避免混凝土結構轉換層剛度突變，提高混凝土結構的抗震性。

4、混凝土結構設計的優化對策

4.1設計和分析環節的對策

設計人員需要詳細了計算機軟件系統，在混凝土結構設計階段合理選擇軟件系統，滿足建筑工程的施工需求。設計人員還要深入了解混凝土結構設計的內容，從而精確性的選擇計算機設計軟件，并且規范性的設計混凝土結構，保障建筑工程質量。設計人員需要利用計算機系統準確核算混凝土結構規格，并且需要利用設計技能妥善處理混凝土結構規格。

在計算結構建模階段，設計人員在矩形結構設計中利用單偏壓計算方法，在異形柱結構建模階段利用雙偏壓計算方法，同時要多次檢查鋼筋配備方式，保障柱形結構的可靠性。針對梁端支座結構開展建模計算，可以計算次梁端鉸接，優化平面外扭矩性能，提高整體結構的穩定性。

4.2地基和基礎設計的對策

不同建筑工程的混凝土沉降度是不同的，要求設計人員選擇不同的處理措施。如果混凝土結構沉降量比較小，可以利用褥墊法保護混凝土結構。褥墊法指的是在混凝土結構和持力層之間設置保護結構，如果混凝土結構發生沉降，保護結構可以承受附加壓力，避免底板發生裂縫等問題。褥墊法可以養護不同地質的施工場地，但是針對具備地下室結構的建筑工程，因為地下水直接影響到地下室結構，因此在混凝土結構設計中需要做好防水設計，因為地下室建筑具有復雜的承臺形式，雖然可以提高建筑美觀性，但是會增加建筑防水難度，因此設計人員要結合防水需求，合理設計建筑外輪廓的形狀。在混凝土結構設計中可以利用反乘臺法，統一地下室底板板材規格，同時在地下室內部設置濾水層和覆土層，同時需要加厚柱下承臺，提高整體施工進度。

4.3施工過程的管理

混凝土結構設計方案的科學性直接影響到施工質量，因此管理人員需要核對校準施工結構設計圖紙，保障設計圖紙的精準性。在施工之前，需要反復審核檢查施工材料的屬性和規格等，確定滿足國家相關規定之后才可以在施工中應用，避免利用不合格的材料影響到施工質量。施工材料質量直接影響到混凝土結構的安全性，因此需要嚴格控制材料品質規格，從而提高混凝土結構質量。在實際施工過程中，管理人員需要加強管理施工人員的技術能力，提高整體操作過程的規范性和標準性，因此保障施工質量。完成施工任務之后，管理人員需要嚴格檢測混凝土結構質量，及時開展養護工作，加強控制養護時間和養護流程，避免混凝土結構發生開裂等問題，保障整體工程質量。

4.4上部結構設計對策

在混凝土上部結構設計中，設計人員需要考慮抗震需求。優化設計建筑結構的剪力墻，設計剪力墻墻肢數量在四肢以上，完成第一級別剪力墻建設任務之后，需要建設多個小級別的剪力墻，完善建筑方針措施，避免發生變形等問題。在混凝土結構抗震設計過程中，設計人員可以利用延性設計方法和連梁設計方法，提高柱子的完整性。如果遇到大地震，將會損壞小級別剪力墻和建設設施，因此設計人員需要連接兩片剪力墻，如果遇到嚴重地震，剪力墻可以提前發生開裂問題，因此保護建筑設施。

結語：

混凝土結構設計質量關系到建筑工程的穩定性，因此建筑企業需要重視混凝土結構設計工作，把握當前混凝土結構設計中存在的問題，提出科學的解決措施，從而保障整體建筑工程施工質量，推動我國建筑環境行業可持續發展。

參考文獻：

[1]葉森，朱海明.靜力彈塑性分析在超限高層混凝土結構設計中的應用[J].散裝水泥，2021（04）：114-116.

[2]唐珉，劉永添，陳晨，石文智，陳偉軍.某鋼框架-混凝土核心筒超高層結構設計中的關鍵技術[J].建筑結構，2021，51（15）：18-22+75.

[3]陳玉香，王曉軍，謝慶杰，趙建濤，逄金祥.現澆鋼筋混凝土剪力墻住宅結構設計中幾個值得注意的問題[J].建筑結構，2021，51（S1）：1264-1267.