淺談建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

孫博

摘? ? 要：為了滿足人們的居住和生活需求，高層建筑也變得越來越多。高層建筑的出現(xiàn)，不僅提高了土地資源的利用效率，而且能夠有效緩解資源緊缺的問題，同時(shí)也是代表城市發(fā)展水平的重要標(biāo)志。而在高層建筑的建設(shè)中，如何做好混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保建筑結(jié)構(gòu)的可行性、安全性等性能，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)研究的問題。

關(guān)鍵詞：建筑工程;混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1? 前言

在我國建筑業(yè)發(fā)展的近幾年來，混凝土設(shè)計(jì)是建筑工程中最重要的部分，混凝土設(shè)計(jì)的質(zhì)量對建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性帶來一定的影響，還對建筑物的功能是否能充分發(fā)揮也有影響。所以，在建筑工程混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，就要嚴(yán)格設(shè)計(jì)要求，這樣才能使工程施工的質(zhì)量得到充分保證。然而從我國建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況來看，在實(shí)際作業(yè)中還存在著許多問題，這必定對建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性帶來嚴(yán)重影響。

2? 建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

2.1? 混凝土結(jié)構(gòu)的地基設(shè)計(jì)問題

混凝土結(jié)構(gòu)的地基加固設(shè)計(jì)是建筑工程項(xiàng)目中經(jīng)常被遺漏、疏忽的設(shè)計(jì)要點(diǎn)環(huán)節(jié)，尤其是當(dāng)建筑工程項(xiàng)目中存在地下空間結(jié)構(gòu)的時(shí)候，設(shè)計(jì)單位及其設(shè)計(jì)人員往往忘記預(yù)測并計(jì)算由于建筑沉降所引起的地下結(jié)構(gòu)變形問題。很多建筑工程地下結(jié)構(gòu)中的支撐柱和底板由于沒有采取加固措施，在建筑自然沉降過程中發(fā)生結(jié)構(gòu)的毀損和嚴(yán)重變形，導(dǎo)致建筑工程地下空間的地面在壓力作用下產(chǎn)生多出裂縫。針對建筑工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場地質(zhì)情況的不同，可以采用不同的混凝土結(jié)構(gòu)地基加固方法。舉例說明，如果建筑工程的地質(zhì)勘察結(jié)果顯示，該工程地質(zhì)情況尚可，沒有大面積沉降的風(fēng)險(xiǎn)，則可以根據(jù)具體情況在建筑地下空間結(jié)構(gòu)中加入支撐墊層。如果建筑工程項(xiàng)目選址在降雨豐富、溫度潮濕的地區(qū)，則應(yīng)當(dāng)對建筑工程項(xiàng)目的建設(shè)地質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)、精確地測量，準(zhǔn)確繪制出建筑工程現(xiàn)場地質(zhì)巖層分布情況、地下水分布的情況，并根據(jù)地質(zhì)勘查結(jié)果設(shè)計(jì)具體的施工方案。

2.2? 混凝土結(jié)構(gòu)的剪力墻設(shè)計(jì)弊端

通常情況下，在設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)剪力墻過程中，需要注意剪力墻設(shè)計(jì)空間受力均衡要點(diǎn)，避免將預(yù)應(yīng)力全部集中于剪力墻結(jié)構(gòu)中的某一個(gè)具體架構(gòu)部分，導(dǎo)致剪力墻承重載荷超標(biāo)而結(jié)構(gòu)發(fā)生變形或者受到毀損無法為建筑提供支持。如果剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)出現(xiàn)偏差造成剪力墻結(jié)構(gòu)的受損，將間接影響到與之相聯(lián)系的的其他框架支持結(jié)構(gòu)。舉例說明，如果剪力墻的級別為一級，那么該剪力墻中負(fù)擔(dān)主要承重載荷的部分——即連接兩根連梁的墻數(shù)目應(yīng)當(dāng)大于四。又或者，建筑工程當(dāng)?shù)氐牡卣鸨O(jiān)測級別為五級到七級之間，那么在設(shè)計(jì)級別為一級的剪力墻支撐結(jié)構(gòu)之外，還應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)出其他級別的剪力墻為建筑項(xiàng)目提供抗震支撐，此設(shè)計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)為，如果建筑工程遇到地震災(zāi)害，可以優(yōu)先讓抗震級別較低的剪力墻先承重受力或者受到破壞，而將建筑項(xiàng)目的主要承重剪力墻完好，從而提高建筑工程項(xiàng)目的抗震性能，為人身安全和財(cái)產(chǎn)安全提供保證。

2.3? 混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫設(shè)計(jì)

一是，部分設(shè)計(jì)人員在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中忽視了不同種類構(gòu)件之間的硬度性能差異，這些差異造成混凝土構(gòu)件的承重載荷、受力變形也產(chǎn)生差異而形成裂縫;二是，混凝土材料配備不平衡問題、振搗技術(shù)問題、脫模不及時(shí)問題、混凝土養(yǎng)護(hù)措施不當(dāng)問題都是混凝土裂縫產(chǎn)生的常見問題，需要引起有關(guān)設(shè)計(jì)人員的注意;三是，混凝土設(shè)計(jì)過程中，尤其要注意嚴(yán)寒低溫天氣、晝夜溫差較大氣候變化對混凝土結(jié)構(gòu)的影響，無論是在我國北方等冬季寒冷地區(qū)進(jìn)行混凝土施工，還是由于混凝土施工作業(yè)過程中溫差變化巨大，都容易引起混凝土裂縫問題。最后，還要注意混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的收縮裂縫形成，由于混凝土自身特性導(dǎo)致其在脫水變硬過程中收縮變形，設(shè)計(jì)人員需要對該種情況進(jìn)行預(yù)算考慮。

3? 建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施

3.1? 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的計(jì)算優(yōu)化

在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的荷載計(jì)算中，所有的荷載規(guī)范都要符合相關(guān)的技術(shù)文件規(guī)定，對于缺少明確規(guī)定的荷載計(jì)算項(xiàng)目，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)現(xiàn)場測量與勘察的實(shí)際結(jié)果，合理進(jìn)行計(jì)算。在國內(nèi)的混凝土結(jié)構(gòu)建筑施工中，由于建筑做法與各種機(jī)械設(shè)備等一般實(shí)在訂貨時(shí)才能完全落實(shí)，在此之前變換的可能性較大，設(shè)計(jì)人員必須意識到這個(gè)問題，并且不斷提高自身的計(jì)算能力和水平，對于所有的荷載都要進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。對于大型的混凝土結(jié)構(gòu)建筑而言，通常需要采取多種不同的單元模型，并且進(jìn)行具體的分析與比較，對于此類工程的結(jié)構(gòu)計(jì)算必須采取相應(yīng)的計(jì)算程序，建立的模型中邊界、支撐條件等要盡量符合實(shí)際情況。

3.2? 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的地基加固

在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員必須認(rèn)識到地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重要性。在混凝土結(jié)構(gòu)建筑的地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員必須了解相鄰地下構(gòu)筑物與各類地下設(shè)施的實(shí)際位置與標(biāo)高，以確保地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中安全系數(shù)的提高。在計(jì)算基礎(chǔ)的寬度與面積時(shí)，經(jīng)常會遇到力學(xué)模型不明確或者考慮不周全的問題，造成基礎(chǔ)的寬度與面積不足，這是不符合相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的。在混凝土結(jié)構(gòu)建筑的地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，如果地下結(jié)構(gòu)墻體上的集中力作用較大，墻體與基礎(chǔ)可以將集中力向地基部分?jǐn)U散，但是這種擴(kuò)散的范圍有限，而且基底土的反力分布不均勻。因此，在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)集中力的大小、墻體的實(shí)際長度等，計(jì)算出地基與基礎(chǔ)部分的何在情況，以此確定基礎(chǔ)的寬度。

4? 結(jié)束語

總之，建筑行業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中起著重要的作用，并且還將繼續(xù)發(fā)揮重要作用，整座建筑結(jié)構(gòu)是否設(shè)計(jì)合理，是否符合需求將涉及到人民的生命與財(cái)產(chǎn)安全，根據(jù)我國目前在建筑行業(yè)中因設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致故障頻繁的現(xiàn)狀分析及相應(yīng)的設(shè)計(jì)探索，我們應(yīng)該更注重設(shè)計(jì)過程的重要性，相關(guān)部門也應(yīng)采取相應(yīng)的措施來促進(jìn)我國設(shè)計(jì)和施工水平，保障社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

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