鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化分析

【摘要】在國家土地資源政策調(diào)整和人們居住需求增長的雙重壓力下，建筑行業(yè)推出了現(xiàn)代化的建筑形式，以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為代表的高層建筑、大型建筑正在不斷增多，科學(xué)進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)就變成建筑設(shè)計(jì)的核心問題。本研究根據(jù)現(xiàn)代建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，分析了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該堅(jiān)持的原則，強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的要求，提供了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方式，提供了優(yōu)化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化；安全性；耐久性；抗震性

1、前言

建筑產(chǎn)業(yè)事關(guān)人們生活、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國家發(fā)展，在科技進(jìn)步和觀念更新的背景下，建筑業(yè)的發(fā)展進(jìn)入的加速時(shí)期，社會(huì)的要求和建筑產(chǎn)業(yè)內(nèi)在發(fā)展的要求都指向了建筑物結(jié)構(gòu)的不斷更新和變化，當(dāng)前復(fù)雜和大結(jié)構(gòu)的建筑形式越來越多，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)成為建筑主要的設(shè)計(jì)與施工的內(nèi)容，如何對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行合理化、優(yōu)化處理已經(jīng)成為建筑產(chǎn)業(yè)的核心問題。應(yīng)該在設(shè)計(jì)工作中突出鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則，強(qiáng)化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法做到進(jìn)一步加強(qiáng)，通過對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全、耐久性和抗震性，達(dá)到對建筑產(chǎn)業(yè)更好適應(yīng)社會(huì)，實(shí)現(xiàn)自身發(fā)展的目標(biāo)。

2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

2.1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)用性原則

設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)必須具有實(shí)用性，實(shí)用是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要要求，只有突出鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)用性，整個(gè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也才能適應(yīng)市場的需要，也才能滿足使用者的各類需求，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作也才能找到實(shí)施的基礎(chǔ)。

2.2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性原則

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該突出安全，一方面要確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中安全目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，要為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造一個(gè)安全的環(huán)境，這是進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必要前提。另一方面要確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用的安全，力爭在建筑物和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命中做到對安全的保證，這是對建筑功能和使用者人身安全的重要基礎(chǔ)。

2.3鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體性原則

應(yīng)該將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作進(jìn)一步深化，使整體性原則得到進(jìn)一步落實(shí)，讓整個(gè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到一個(gè)性能綜合、結(jié)構(gòu)連續(xù)的整體，在實(shí)現(xiàn)對建筑物功能維護(hù)的同時(shí)，確保整個(gè)工程的統(tǒng)一。

3、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求

3.1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)延展性要求

設(shè)計(jì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)要考慮到延展性這一關(guān)鍵參數(shù)，只有延展性的有效提高才能確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的柔韌性能，地震和其他作用對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的有害影響才能夠有效控制，建筑物傾斜、滑移和倒塌現(xiàn)象才能夠得到有效控制，所以，必須科學(xué)地設(shè)計(jì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的形式，做到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)延展性符合相關(guān)的規(guī)范和實(shí)際需要。

3.2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)傾斜力要求

在地震、風(fēng)力和砌體因素的影響下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)受水平作用力的現(xiàn)象，這一作用力會(huì)造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的傾斜作用，進(jìn)而出現(xiàn)對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的影響。在設(shè)計(jì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的過程中要對傾斜力的大小做到控制，通過科學(xué)設(shè)計(jì)綜合傾斜力，以便實(shí)現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和連續(xù)。

4、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

4.1優(yōu)化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋——混凝土比例

現(xiàn)代化的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)需要消耗大量的鋼筋和混凝土，單純追求強(qiáng)度將會(huì)引起造價(jià)的增加，單純控制造價(jià)又會(huì)引起鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，因此，設(shè)計(jì)人員在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中要合理確定鋼筋——混凝土的比例，在經(jīng)濟(jì)效益和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度之間找到一個(gè)有效的平衡點(diǎn)，這是設(shè)計(jì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。

4.2科學(xué)設(shè)置剪力墻

一方面，要實(shí)現(xiàn)剪力墻布置的對稱、集中，要在重點(diǎn)環(huán)節(jié)做到剪力墻設(shè)置的均勻化，在變化較大的位置應(yīng)該縮短剪力墻的間距，以便實(shí)現(xiàn)恒載的平衡。另一方面，要實(shí)現(xiàn)剪力墻雙向的布置，提高整個(gè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

5、優(yōu)化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的措施

5.1提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性

設(shè)計(jì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的過程中要將結(jié)構(gòu)自身的抗震性能及外部人為因素可能造成的破壞考慮周全，切實(shí)提升鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震和抗損的性能。設(shè)計(jì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)過程中要考慮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)荷載的變化問題，實(shí)現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定。

5.2提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性

設(shè)計(jì)人員要以抗震概念設(shè)計(jì)為依據(jù)，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系、平立面設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件延展性等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震能力得到有效的提升。

5.3提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性

首先，要選擇質(zhì)量良好的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的材料，從穩(wěn)定性能、抗侵入性能、抗裂性能等幾個(gè)方面入手，選擇堅(jiān)固、耐久、潔凈的骨料，含堿量與水化熱反應(yīng)較低的水泥，減少對于硅酸鹽水泥與用水量的應(yīng)用，并適當(dāng)?shù)貙⒌V物摻合料加入到材料中。其次，優(yōu)化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)實(shí)際的使用環(huán)境，明確建筑中不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件的使用界限與注意事項(xiàng)。最后，應(yīng)用合理的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，要在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出混凝土保護(hù)層，并通過協(xié)調(diào)構(gòu)件的截面積與表面積，避免侵蝕性物質(zhì)集中停留區(qū)域的形成，同時(shí)注意高侵蝕度的環(huán)境中，混凝土墻板的通風(fēng)效果，并注意配筋間距的合理設(shè)計(jì)，以減少鋼筋銹蝕、保護(hù)層剝離等問題在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)。

6、結(jié)語

從建筑行業(yè)發(fā)展和社會(huì)需求變化上看，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用已經(jīng)成為建筑設(shè)計(jì)的方向和趨勢，作為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者應(yīng)該在把握影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)諸多因素的基礎(chǔ)上，從鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則出發(fā)，強(qiáng)化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的方式，優(yōu)化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，在更好地完成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，完善整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的要點(diǎn)與細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)工作深層次的發(fā)展。

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