混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)實瓶頸與優(yōu)化對策

錢琨 張軒笛

摘 要：隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的不斷發(fā)展，居民業(yè)主對于土建工程項目的性能與質(zhì)量提出了越來越高的要求，如何提高混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與承載力已經(jīng)成為十分重要的研究課題之一，本文對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的問題進行了詳細的闡述與分析，并提出了相應(yīng)的解決措施，希望可以起到參考作用。

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；設(shè)計瓶頸；優(yōu)化對策

1 前言

混凝土建筑是當前我國建筑工程中十分常見的一種建筑類型，其工程施工的質(zhì)量與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學性與合理性有著十分密切的聯(lián)系，而我國由于建筑施工技術(shù)發(fā)展不平衡及部分設(shè)計單位、人員思想意識存在的不足，在當前的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中仍存在一定的不足之處，需要采取有效的措施予以彌補和強化，針對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的途徑展開研究在當前具有著很大的必要性。

2 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)實瓶頸

2.1 安全問題不到位

當前，很多建筑行業(yè)為了省錢，在材料上偷工減料，用質(zhì)量差的材料代替質(zhì)量好的材料，從而出現(xiàn)安全事故，建筑行業(yè)的安全事故不僅僅會造成經(jīng)濟利益上的損失，甚至會危及生命安全，因此必須從最核心的問題開始改變。混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性是指確保它能承受住任何的負荷，這里的任何包括自然災(zāi)害以及突發(fā)事件，即使發(fā)生地震的情況下也能保證混凝土不發(fā)生任何變化繼續(xù)保持其的安全性，從而人身安全的以保證。

2.2 地基穩(wěn)定性不足

地基穩(wěn)定性不足所造成的影響主要表現(xiàn)在兩個方面：1）混凝土無法承受住建筑物的重量，造成建筑物下陷、沉降。2）地基受力不均衡，即使在建筑過程中沒有發(fā)生安全問題，但也為房屋建筑埋下了隱患，房屋建筑內(nèi)部受力不均，極易出現(xiàn)偏差。就像很多新聞中報道的那樣，很多樓房最后成為了“連體嬰”，使混凝土的結(jié)構(gòu)遭到破壞，建筑達不到國家標準的同時給人們帶來生活上的恐慌。

2.3 設(shè)計中的結(jié)構(gòu)問題

當結(jié)構(gòu)在施工和使用期的不同階段有多種受力狀況時，應(yīng)分別進行結(jié)構(gòu)分析，并確定其最不利的作用效應(yīng)組合?；炷两Y(jié)構(gòu)可能遭受到火災(zāi)、爆炸、撞擊等突發(fā)問題，一旦發(fā)生這類問題，而混凝土結(jié)構(gòu)無法滿足國家現(xiàn)行的有關(guān)標準的要求進行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)分析，就會造成經(jīng)濟損失以及人員受傷等現(xiàn)象。因此，必須根據(jù)建筑的實際情況，進行結(jié)構(gòu)分析，達到各項的計算指標，并符合結(jié)構(gòu)的實際工作狀況，具有相應(yīng)的構(gòu)造保證措施。最后，應(yīng)保證計算結(jié)果符合工程設(shè)計的要求。在設(shè)計結(jié)構(gòu)之前應(yīng)先定好設(shè)計方案，經(jīng)過精密的計算分析設(shè)計方案是否具有可行性并從力學的角度進行分析，分析其建筑結(jié)構(gòu)中受力是否平均，不要再出現(xiàn)框架出現(xiàn)傾斜等問題的發(fā)生。

3 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

3.1 混凝土結(jié)構(gòu)安全設(shè)計

根據(jù)調(diào)查研究，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的主要影響因素是混凝土材料強度分項系數(shù)和混凝土構(gòu)件的承載能力?；炷敛牧蠌姸确猪椣禂?shù)是指把材料強度折減系數(shù)與強度標準值相乘計算得出的混凝土構(gòu)件本身的承載能力。荷載分項系數(shù)則是指把荷載放大系數(shù)與荷載標準值相乘計算得出的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件所能承受的最大荷載?；炷两Y(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全度是在表示系數(shù)的具體量值下體現(xiàn)出來的，其除了要符合承載力要求外，還必須保證構(gòu)件連接處的牢固性。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的牢固性主要是指混凝土整體結(jié)構(gòu)在遭到局部破壞的時候還具有一定承載能力，而不至于大面積塌陷。換種說法，就是混凝土整體結(jié)構(gòu)能抵御一定程度的破壞力，這些破壞力主要包括火災(zāi)、地震、臺風、爆炸等?；炷两Y(jié)構(gòu)的牢固性越好，表示其抵御災(zāi)害破壞的能力越強，就越有利于減少災(zāi)害給人們帶來的生命、財產(chǎn)損失。

3.2 抗震設(shè)計

建筑確定以后，應(yīng)根據(jù)建筑的抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、建筑高度、場地條件、地基、結(jié)構(gòu)材料等因素，在綜合比較技術(shù)性、經(jīng)濟性和使用條件后確定結(jié)構(gòu)體系。在抗震設(shè)計的過程中，應(yīng)正確分析力的傳遞途徑，合理分配調(diào)整內(nèi)力，提高容易遭受地震破壞的結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）的抗震能力，避免因部分結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）破壞而導致整個結(jié)構(gòu)的抗震能力和對重力荷載的承載能力降低。建筑應(yīng)具備必要的抗震承載能力、良好的變形能力和消耗抗震能量的能力，這樣就能利用結(jié)構(gòu)的變形消耗掉部分地震的能量，大大減輕地震對結(jié)構(gòu)的破壞；宜有合理的剛度和承載力分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位。對于可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高其抗震能力。薄弱部位是抗震能力最弱的地方，在設(shè)計過程中，應(yīng)使該部位的實際承載力與設(shè)計計算的彈性承載力之比在總體上保持穩(wěn)定，避免因內(nèi)力重分布而導致塑性變形集中，同時還要重視整個結(jié)構(gòu)剛度和強度的協(xié)調(diào)，使其有足夠的變形能力，避免薄弱部位的轉(zhuǎn)移。另外，建筑宜有多道抗震防線。在很多情況下，由于地震的不確定性和反復性，地震破壞是不可避免的，因此，要適當處理構(gòu)件的強弱關(guān)系，使其形成多道防線，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。

3.3 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的方法

混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計方法還沒有形成統(tǒng)一的，公認的，最合理的，最科學的方法，所以針對對耐久性定義理解的不同，現(xiàn)有很多不同的設(shè)計方法。而極限狀態(tài)設(shè)計方法就是其中之一。其基本的設(shè)計思路是：（1）對結(jié)構(gòu)設(shè)計的使用年限進行確定，這是進行耐久性設(shè)計的前提條件。（2）對結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境以及耐久性的等級進行確定，這是下面建立耐久性極限狀態(tài)方程的依據(jù)。（3）在設(shè)計的使用年限內(nèi)，對其結(jié)構(gòu)抵抗環(huán)境作用的能力要大于環(huán)境對結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)的耐久性極限方程的建立。

3.4 地基與基礎(chǔ)設(shè)計

在建筑基礎(chǔ)的具體設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)地基復雜程度、建筑物的功能以及規(guī)模等特征，判定地基可能對建筑破壞或影響建筑正常使用的程度來確定基礎(chǔ)設(shè)計等級。首先，建筑地基計算應(yīng)滿足設(shè)計承載力計算的有關(guān)規(guī)定；其次，根據(jù)高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計等級的有關(guān)規(guī)定，設(shè)計等級均為甲級或乙級，因此，均應(yīng)按地基變形設(shè)計；如果地下室可能發(fā)生上浮問題時，應(yīng)進行抗浮驗算。下面就高層建筑中不同的基礎(chǔ)類型分別闡述在設(shè)計計算中應(yīng)注意的事項：在對筏型基礎(chǔ)和箱型基礎(chǔ)的梁、板進行配筋計算時，還應(yīng)相應(yīng)地扣除直接作用地板上的梁板荷載以及自重，當出現(xiàn)箱型基礎(chǔ)和筏型基礎(chǔ)的四邊網(wǎng)格和地基反力過大的情況，這時要對梁板進行加強配筋；而在進行箱型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要考慮門窗洞口上下的連接梁的影響，驗算其截面面積，若洞口的大小或位置有所變動，要復核連接梁的抗彎強度和抗剪強度；若是進行整體箱型基礎(chǔ)和筏型基礎(chǔ)的相關(guān)設(shè)計，必須考慮地基樁的因素，其共同工作會對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)造成一定程度的影響。

當前我國已經(jīng)進入到了城鎮(zhèn)化建設(shè)的關(guān)鍵階段，為了能夠與日益越長的建筑需求相適應(yīng)，設(shè)計人員需要嚴格依照相關(guān)的設(shè)計規(guī)范，加強各項專業(yè)知識與技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計體系中的比重。重點解決在設(shè)計工作中普遍存在的問題，綜合運用各種手段提高自身在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的水平，為接下來的項目工程建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)，為我的國城鎮(zhèn)化建設(shè)作用貢獻。

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