混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

郭少成

（大同市華青建筑設(shè)計有限責(zé)任公司，山西大同037000）

0 前言

伴隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的全面快速發(fā)展，城市面貌日新月異，涌現(xiàn)出一大批高樓大廈。同時，混凝土結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于建筑施工中，結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量直接關(guān)系到建筑質(zhì)量和人們的生命財產(chǎn)安全。因為混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個非常復(fù)雜的過程，專業(yè)設(shè)計要求高、設(shè)計難度大，并且混凝土自身對結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求過于復(fù)雜，設(shè)計中廣泛采用各種結(jié)構(gòu)體系，一些影響混凝土質(zhì)量的問題必須引起工程設(shè)計者的重視。所以混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計還需要一個專業(yè)的設(shè)計隊伍，在設(shè)計過程中要主動尋求新的設(shè)計理念，并不斷對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行改進(jìn)，找出其存在的問題，并采取相應(yīng)的措施加以解決。

1 混凝土的基本概況及注意事項

1.1 混凝土的設(shè)計原理

在混凝土設(shè)計過程中，要注意對結(jié)構(gòu)選型和規(guī)則布局等問題進(jìn)行調(diào)整，選擇抗震性能好、抗風(fēng)能力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)。所以在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，必須有明確的計算簡圖，并有合理的方法來傳遞地震力。與此同時，在一個獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，應(yīng)盡量避免應(yīng)力集中在凹角和狹窄的頸部，避免在凹角末端設(shè)置樓梯，并要有效地減少地震作用下的反向作用，更重要的是避免豎直形狀下的懸挑、內(nèi)收也不宜過多，這是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的主要注意事項。設(shè)計混凝土結(jié)構(gòu)時，要避免因局部結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體抗震能力下降的問題，根據(jù)具體情況，在結(jié)構(gòu)單元之間應(yīng)遵循牢固連接或有效分隔的方法。

1.2 混凝土的設(shè)計要點

隨著混凝土設(shè)計的不斷深入，水平荷載逐漸成為某一類型結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要因素。與此同時，在應(yīng)用過程中，請注意它的豎向載荷基本上是固定的，但是，在水平荷載作用下，數(shù)值將受到周圍環(huán)境的影響而改變。與此同時，在設(shè)計過程中也要密切關(guān)注混凝土的軸向變形，不可忽略，因為在混凝土框架體系中，框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力，從而使中柱軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。因此我們在混凝土的設(shè)計過程中需要密切關(guān)注這一點，確保設(shè)計過程中能解決相應(yīng)的問題，并在以后的應(yīng)用過程中能保證其正常使用。同時，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，一定的延展性也是一個重要的結(jié)構(gòu)指標(biāo)，要使混凝土結(jié)構(gòu)具有較好的抗變形能力，避免建筑物倒塌，就需要在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中有效地解決這些問題，以保證結(jié)構(gòu)安全。

1.3 混凝土設(shè)計存在的問題

基礎(chǔ)設(shè)計工作至關(guān)重要，需要嚴(yán)格按照勘探、設(shè)計、施工工藝進(jìn)行，并且有效避免各環(huán)節(jié)中出現(xiàn)一定的問題。當(dāng)?shù)刭|(zhì)調(diào)查工作不到位，或內(nèi)容不明確時，地勘工作將嚴(yán)重影響工程的質(zhì)量。而在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，地基與基礎(chǔ)的設(shè)計，這是它的一個重要部分，這將嚴(yán)重影響建筑物的安全性及穩(wěn)定性。

基礎(chǔ)設(shè)計和地基設(shè)計是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的關(guān)鍵問題，它們的設(shè)計直接影響到這座混凝土建筑的耐久性、安全性和穩(wěn)定性等等。同樣在建設(shè)工程基礎(chǔ)設(shè)計的過程中，不同的基礎(chǔ)形式和有選擇地基礎(chǔ)的設(shè)計方法尤為重要，在沉降量比較小的混凝土建筑工程中，可以使用褥墊方式來應(yīng)對處理。在解決問題時，保護(hù)層能起到作用，使部分附加應(yīng)力較好處理，有效避免地下室底板受力太硬或開裂。

但是一般建筑地下室、柱帽形式下是比較復(fù)雜的，基槽膜的情況也很復(fù)雜，工程師的防水設(shè)計很有可能提高了混凝土結(jié)構(gòu)建筑工程造價，同時在這些結(jié)構(gòu)設(shè)計的工程師中，他們忽視了一些主要的問題，使地下室底板設(shè)計不科學(xué)，防水性能很低。

2 混凝土設(shè)計問題的解決對策探析

2.1 做好混凝土結(jié)構(gòu)前期設(shè)計

為了有效延長混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命并提高耐用性，施工方務(wù)必在前期設(shè)計就做好充足的準(zhǔn)備，全面分析施工目標(biāo)及使用需求，運(yùn)用科學(xué)有效地設(shè)計方法進(jìn)行設(shè)計以提升耐久性。所以，設(shè)計師需根據(jù)環(huán)境與使用需求進(jìn)行混凝土材料的篩選，根據(jù)設(shè)計使用壽命與運(yùn)轉(zhuǎn)強(qiáng)度進(jìn)行混凝土各種成分的配比與鋼筋的配置，合理使用各種先進(jìn)技術(shù)保護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)外層表面，減少混凝土結(jié)構(gòu)因與空氣接觸與水蒸氣的接觸造成的影響，提高內(nèi)筋的使用年限，減少鋼筋腐蝕情況；混凝土的外部容易積水的地方還應(yīng)該設(shè)置高效的排水機(jī)制，更好地提高混凝土結(jié)構(gòu)的性能。

2.2 降低混凝土結(jié)構(gòu)中的混凝土碳化

當(dāng)混凝土發(fā)生碳化時，這就意味著混凝土的使用幾乎不安全了。所以務(wù)必采取有效地方法減少混凝土的碳化現(xiàn)象，延長混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。前期設(shè)計階段，施工設(shè)計人員可以使用先進(jìn)技術(shù)手段將保護(hù)涂料涂在混凝土結(jié)構(gòu)的表面，形成保護(hù)膜，減少空氣等因素的影響，也可以將一些防護(hù)涂層成分加入混凝土的攪拌配比中，還能減少日后使用過程中內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的裂縫、開裂等情況。外部的保護(hù)膜等有效減少外部化學(xué)物質(zhì)的進(jìn)入與內(nèi)部結(jié)構(gòu)化學(xué)成分發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致混凝土變質(zhì)，影響混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

2.3 加強(qiáng)混凝土設(shè)計的監(jiān)督工作

在混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，對相關(guān)設(shè)計工作人員的監(jiān)督工作是十分必要的，在進(jìn)行設(shè)計中，有效監(jiān)督工作在一定程度上保證了設(shè)計的準(zhǔn)確性和實用性，更好的為人們的應(yīng)用提供方案，在不同的環(huán)境條件下，應(yīng)用不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，這些都是經(jīng)過長期的應(yīng)用經(jīng)驗總結(jié)出來的，在如今環(huán)境下，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用更加有效，所以我們對混凝土設(shè)計過程加強(qiáng)了對其的監(jiān)督工作，有效保證了混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。

在相關(guān)的監(jiān)督工作人員對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程進(jìn)行監(jiān)督檢查的過程中，需要現(xiàn)場的每位監(jiān)督人員進(jìn)行全面的檢查工作，并且做好一定的檢查記錄，保證在檢查過程中更好的為之后的審核提供方便。同時在檢查的過程中，需要對每個混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進(jìn)行嚴(yán)格考察，保證嚴(yán)格按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定。同時對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的檢查工作還在一定程度上需要對設(shè)計人員提出一定的意見和建議，指出他們的特點及難點，為今后的設(shè)計提出一些指導(dǎo)性的意見，更好地促進(jìn)將來混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展。

2.4 對混凝土的設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化

在如今的混凝土設(shè)計過程中，目前雖然沒有成熟的優(yōu)化設(shè)計分析軟件進(jìn)行設(shè)計的優(yōu)化，但是在應(yīng)用中主要通過結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并通過人工進(jìn)行調(diào)整，運(yùn)用不同的概念設(shè)計進(jìn)行分析，根據(jù)不同的應(yīng)用條件進(jìn)行一定設(shè)計方法的刪選和應(yīng)用，需要根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行實地調(diào)查分析，保證能夠達(dá)到有效的應(yīng)用目的。

通過人工進(jìn)行調(diào)整，這種優(yōu)化方案在應(yīng)用中不僅是目前最常用的，更是具有顯著效果的方法之一。我們在對混凝土的設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化的過程中，首先對混凝土的抗震性能進(jìn)行分析，保證混凝土的結(jié)構(gòu)體系有足夠的承載能力和一定的變形能力，這就很好的保證了在應(yīng)用過程中的安全性和實用性。并且也需要對混凝土的經(jīng)濟(jì)設(shè)計進(jìn)行比較分析，保證在做到安全、實用的前提下，保證混凝土的經(jīng)濟(jì)效益，在最大程度上為施工的相關(guān)工作人員節(jié)省一定的開支。所以我們在對混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要注意多方面的問題，并對其進(jìn)行有效的優(yōu)化，為人們的使用提供方便。

2.5 增強(qiáng)材料及結(jié)構(gòu)的耐久性和適用性

在提高混凝土使用壽命的過程中，可采用表面涂覆的方法隔離混凝土與空氣之間的直接接觸，避免混凝土發(fā)生碳化作用。工程實踐表明，采用無機(jī)或有機(jī)的外墻涂料、各種抹砂漿層，可以在一定程度上降低混凝土碳化深度。如抗?jié)B性能好的防水水泥砂漿層（約1～1.5cm），可完全隔離二氧化碳在表面滲入并保護(hù)混凝土碳化。提高混凝土密度和滲透性，可以有效防止或減少各種混凝土的腐蝕。由于各種侵蝕介質(zhì)通過不同的孔隙進(jìn)入混凝土內(nèi)部，所以在設(shè)計時應(yīng)正確選擇混凝土的配合比，確保水泥的必要用量，減少水灰比，而且施工時要加強(qiáng)振搗，確?；炷恋拿軐嵭浴Ｍ瑫r，還可通過添加粉煤灰、礦渣、硅灰等來降低混凝土的堿度，控制堿集料反應(yīng)。尤其當(dāng)水泥堿含量高于允許值時，應(yīng)摻入粉煤灰，例如摻入硅灰的水泥重量5%～10%，可有效控制由混凝土堿骨料反應(yīng)引起的混凝土膨脹和損傷。

3 結(jié)語

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，人類對居住功能的需求日益增長，在現(xiàn)代城市中，鋼筋混凝土建筑成為客觀的產(chǎn)物，指導(dǎo)我國建筑業(yè)的發(fā)展，同時，在高層建筑中，混凝土的應(yīng)用也越來越重要，高品質(zhì)的建筑，對混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求越來越高，這是對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計提出的一個重要問題。因此在未來的發(fā)展中，在保證建筑質(zhì)量的前提下，更需要對建筑外觀進(jìn)行一定的美化，為我國高層建筑的發(fā)展提供良好的條件。并在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，做好相關(guān)安全結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作，更好地保證建筑的安全、耐用、使用及經(jīng)濟(jì)性能，為未來建筑提供更好的環(huán)境。