探究建筑工程混凝土結構設計

沈芬 安徽省城建設計研究總院股份有限公司

1 建筑工程混凝土結構設計中存在的問題

1.1 計算環節和分析環節存在問題分析

隨著現代信息化的不斷發展，計算機在各行各業獲得了廣泛應用，尤其是建筑行業。無論是建筑工程圖紙繪制、建筑內部結構設計還是混凝土結構設計都是通過專業計算機軟件完成的。計算機軟件所繪制出來的施工圖紙、結構空間，不僅比例精準度高，而且清晰度也很高。然而目前部分設計人員在制作圖紙時，并未根據建筑工程的真實需要以及施工現場的自然環境等進行合理設計，這導致最后施工圖紙與該建筑工程的實際情況完全不符，再加之計算機軟件系統設計出的結果跟實際施工環節的應用結果存在一定差異，這對建筑工程施工階段的順利有序開展帶來了極大阻礙。

計算與分析是建筑工程混凝土結構設計最開始的環節，也是非常關鍵的環節之一。建筑工程能夠成功正常建設必不可少的前提條件就是充分滿足施工需求、精準度與可靠度較高的混凝土結構設計。在我國建筑行業中，與結構設計相關的專業計算機軟件種類很多，而且每個都有自己獨特的優點，模型設計、計算精準性都各有千秋。因此，計算機設計軟件選擇正確與否對結構設計質量也有直接影響，如果軟件選擇不合理，計算的精準度就無法得到充分保障，混凝土結構設計水平就會降低，從而降低建筑工程施工質量。

1.2 地基環節和基礎設計環節中存在的問題分析

基礎結構對建筑工程施工階段而言至關重要。對任何事物來說，只要基礎夯實，后期才能更加健康穩定的發展成長，特別是建筑工程的施工階段。混凝土結構自身優勢眾多，因此在各種建筑工程中被廣泛應用，而混凝土基礎結構是否穩定、是否夯實，都對建筑項目施工順利有序進行起著決定性作用。

最為顯著的是混凝土自身特殊性質問題，導致地基基礎結構進行建設時，沉降、裂縫等現象極為常見。倘若在實際設計環節未曾對混凝土自身特殊性質以及現場環境進行充分全面考慮，混凝土結構沉降、裂縫等問題出現的幾率將會大幅度增加，而這些問題的產生對建筑工程的安全穩定性能有著重大負面影響。

1.2.1 地基承載力問題

對建筑結構基礎進行設計前，地基土層如何正確科學的選擇尤為關鍵，土層是建筑結構的基礎持力層，承擔著建筑物的全部重量，持力層自身所具備的承載能力大小對建筑工程基礎設計方案的制定方式、建筑地基范圍有著直接關系。通常情況下，地質條件不一致，土層的承載性能也有較大區別。部分設計人員在設計施工圖紙、編制方案時，沒有根據具體地質條件、持力層承載性能等參數進行設計，這直接影響了建筑工程地基結構施工質量。

1.2.2 基礎設計中存在的問題

基礎結構模式不同，其出現的問題缺陷也有很大差異，比如：對建筑項目地下車庫基礎結構模式進行規劃設計時，為了確定基礎底范圍區域，應當根據當地建筑基礎結構相關規章制度對計算柱下獨立基礎埋設深度的方法的規定進行確定。

2 建筑工程混凝土結構設計中存在問題對策分析

2.1 計算環節和分析環節的對策

第一，工程設計工作人員一定要對計算機中專業設計軟件系統進行全面詳細的了解與認知，對每一種軟件的優勢、缺點進行考慮分析，從而選擇最為科學合理的軟件系統，注意其必須要與建筑工程的施工需求相符。

第二，設計人員應當充分明確建筑工程結構設計的全部環節與內容，結合項目施工技術、工藝、進度等多個方面選擇高效、高專業、高精準的計算機設計軟件，并對混凝土結構進行規范化、針對化的設計，為建筑項目的整體質量奠定堅實基礎。

第三，設計人員要充分運用計算機系統的準確度來核算混凝土結構的規格，并通過相關設計技能對其予以妥善處理。

除此之外，在結構建模計算時，設計人員應當采取單偏壓計算方法去設計矩形結構；將雙偏壓計算方法應用在異形柱結構建模環節，針對兩個結構完全不一致的柱形予以設計，反復多次對鋼筋配備具體狀況予以核查，為柱形結構安穩可靠奠定基礎。對次梁端支座結構進行建模計算時，可選取次梁端鉸接進行計算，借此加強平面外的抗扭性能，提升次梁結構的安全穩定性。

2.2 施工過程中的管理分析

結構設計方案是否具備科學性、合理性以及實際施工環節中的質量管控工作是否規范有效都有著重大意義，建筑工程中管理人員一定要對施工結構設計圖紙進行核對校準，保證其精準性符合相關標準，方能將其應用到具體施工過程中。同時，在正式開工之前，施工原材料的屬性、規格、型號以及品質都必須要經過反復審核檢查，直至確定其能夠充分滿足國家對建筑材料的嚴格規定方可將其投入施工中進行應用，可有效防止由于材料品質不過關而影響建設質量。而且施工材料品質高低直接決定了混凝土結構的安全性與可靠性，因此，對施工材料品質規格進行嚴格管控也能有效提升混凝土結構施工質量。

在具體施工環節，項目管理負責人也要對施工人員的技術、能力進行合理管理，使其操作更加規范、更加標準，通過熟練的施工技術和豐富的實踐經驗為建筑工程施工質量提供強力保證。

最后，施工完畢之后，管理人員還要對混凝土結構質量進行嚴格檢測與準確評價，注重混凝土結構養護工作，尤其是養護時間、養護流程，可有效降低混凝土結構開裂、沉降等問題的出現幾率，進而顯著提升建筑項目中混凝土結構質量以及穩定性能。

2.3 地基與基礎設計環節

在對地基和基礎進行設計時，工作人員通常會根據混凝土結構的沉降程度來選擇處理方式。部分帶有地下室結構的建筑工程，其底板結構時常遭受地下水的干擾，主要是因為地下水屬于季節性變化，夏季、秋季降雨量相對較多，地下水位也會隨之不斷上升，因此，對地下水底板結構建立防水保護措施對建筑工程混凝土結構而言也有很大積極作用。

隨著人們對現代建筑項目的需求不斷升高，地下室施工環節柱下承臺的結構形式也越來越復雜，盡管這種復雜程度提高了建筑物美觀度，然而卻對防水技術施工增加了較大困難。因此，工程設計人員一定要對建筑工程所在地的地下水系分布等自然環境進行詳細勘察調研，對降水量、氣候以及防水等方面予以深入分析，以符合工程標準需求為前提，最大程度簡化建筑外在輪廓形狀，借此顯著提升建筑工程的防水能力。

3 混凝土建筑結構的設計

3.1 結構設計的前期準備工作

國家制定了各種建筑施工的規定和準則，借以規范和提高建筑的結構設計和工程質量。在混凝土建筑施工前進行科學合理的結構設計，是保證施工進度和質量，滿足建筑要求的重要前提。

在設計建筑結構前，相關工作人員一定要了解清楚需求方提供的工程資料，根據資料看需要采用什么樣的建筑結構，然后考察和監測影響建筑工程的一些外在因素。如建筑物所屬地區的風壓和地基地質問題，建立力學模型評估結構設計涉及的各項參數，通過反復校驗參數使之達到建筑結構的要求，并結合工程的成本預算標準，考慮建筑工程交工使用中遇到的環境和病害因素的影響，以建設美觀實用的混凝土結構的建筑物為目的做好結構設計的準備工作。

3.2 確定結構設計方案的大體框架

做好了結構設計的前期準備工作后，已經明確的了解了工程的建筑性質，可以選擇確定適合的結構體系。可以確定上部結構使用梁、板結構還是墻板結構，選用肋梁、無梁還是井字樓蓋，打地基是用打樁還是其他幾種基礎形式。對上部結構，樓蓋和基礎使用什么形式的材料已經做到了心中有數，可以確定出結構設計方案的大概框架了。

3.3 進行結構布局和計算簡圖的設計

在確定好結構設計的大體框架后，下一步的工作是進行結構內部購件的布置，對工程中的柱子和主、次梁等進行布置。在框架結構的設計時，要考慮板和主次梁的經濟跨度問題，在設計中使他們處在合理的長度范圍區間，完成這部分的布置后，根據自己的積累的經驗，在不需要撓度驗算時估算一下構件的截面尺寸，據此確定構件的跨度和支座形式，完成結構設計的計算簡圖。

3.4 進行結構分析和具體數據計算

繪制了混凝土結構設計的計算簡圖，需要把整個結構拆分進行個體結構的設計計算，在計算時充分考慮進去各種可能產生影響的因素，經過比較取最不利的內力值，對有抗震要求的進行內力調整，設計各構件的截面圖，考慮是否應該在相應部位配置鋼筋，以及選用鋼筋的品種和數量等設計項目的計算。

3.5 繪制結構設計計算書和施工圖

完成混凝土結構的設計和計算后，整理并繪制完善的設計圖紙，通過圖紙體現出工程師對工程的設計要求，為施工人員提供施工參考依據，做好保障施工質量的前期結構設計工作。

3.6 嚴格執行施工技術標準

建筑的防水性能和防滲性能是混凝土建筑質量的一個重要要求。然而，當前的建筑施工中結構的防水和防滲性能不達標，往往會給建筑物用戶帶來不好使用體驗，給他們的工作和生活帶來困擾，甚至可能給他們造成一定的經濟損失。因此，施工單位必須在施工建設中重視這兩項結構性能，加強施工中相關工作的監管力度，使施工技術嚴格遵守各項建筑標準的要求。

4 結束語

混凝土結構設計質量跟建筑工程的穩定性、安全性以及可靠性息息相關，同時對建筑企業的經濟效益以及未來發展也有重大影響，因此對混凝土結構設計中出現的問題進行分析探討，并提出科學有效的對策予以解決，為建筑項目施工質量提供保障，從而進一步推動建筑行業健康平穩的發展。