建筑结构设计中混凝土结构设计思考研究

马亮

【摘要】当前在我国建筑行业中广泛利用混凝土结构，因为人们不断提高建筑要求，因此增加了混凝土结构设计难度，在混凝土结构设计中将会出现较多的问题，影响到建筑工程施工质量。本文分析了建筑结构设计中混凝土结构设计工作，结合设计工作中的问题，提出针对性的混凝土结构设计建议，为建筑工程施工提供参考。

【关键词】建筑结构设计;混凝土结构;设计措施 【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

我国不断提高城市化发展速度，同时增加了城市人口数量，人们也更加注重居住环境质量，促进了我国建筑行业发展。当前高层建筑是建筑行业的主体，因此突出了地震作用和风荷载的影响，因此设计人员需要做好混凝土结构设计工作，提高整体建筑结构的质量。

1、概述混凝土结构设计的特点

当前建筑具有较多的层数，同时具有较高的高度，因此在混凝土结构设计过程中，设计人员要具备丰富的工作经验，掌握混凝土结构概念，合理把握整体结构设计理念。认真仔细的设计整体指标计算和每个配件的配筋。在结构侧向力设计阶段，多层建筑的水平地震作用和风荷载比较小，并不是主要的控制目标。而高层建筑因为高度比较高，需要提高混凝土结构设计得到延展性，从而抵抗地震作用，保障整体结构的变形能力。针对结构刚度，当前我国不断提高建筑结构的高度和层数，也逐渐提高了结构受到的地震作用力。因此在设计混凝土结构设计竖向构件的过程中，设计人员需要合理布置竖向结构的数量和位置，使整体结构的抗侧力因此提高，保障结构侧向位移满足极限要求，避免发生刚度突变等问题[1]。

2、混凝土结构设计中存在的问题

2.1计算换机和分析环节存在的问题

信息技术不断发展，在各行各业日常工作中都开始利用计算机。在建筑行业发展过程中，可以利用专业计算机设计混凝土结构。此外利用计算机软件绘制的图纸具有较高的精确度和清晰度。但是当前一些设计人员在图纸制作阶段，没有结合工程需要合理设计施工现场的自然环境，导致施工图纸不符合实际工程情况，不利于顺利开展建筑工程施工。在混凝土结构设计过程中，计算分析属于基础工作，因为当前有关混凝土结构设计工作的计算机软件类型丰富，如果设计人员没有合理选择软件，将会影响到计算精准度，从而降低混凝土结构设计水平，无法保障工程施工质量。

2.2地基阶段和基础设计阶段的问题

在建筑工程施工中，基础结构发挥着重要的作用。因为混凝土结构具有较多的优势，因此在当前建筑工程中广泛利用，但是因为混凝土的特性，因此在基础施工中很容易产生沉降和开裂等问题，如果设计人员忽视混凝土特性，将会影响到整体工程质量[2]。

（1）地基承载力问题：在設计建筑结构基础之前，需要合理选择地基土层，这也是建筑工程的持力层，关系到整体建筑工程的稳定性，如果设计人员没有结合地质条件设计基础放哪，将会影响到工程地基结构质量。

（2）基础设计问题：不同建筑工程会出现不同的问题缺陷，以下是常见的问题：①设计地下车库的基础形式的过程中，设计人员选用的基础埋深计算方式关系到基础底面积。而各地区对于建筑结构的规定具有较大的差异性。②在设计建筑平板筏板的基础结构，上部结构刚度和基床系数影响到筏板计算的准确性。

3、建筑结构设计中混凝土结构设计的要点

3.1合理选择抗侧力结构

合理选择抗侧力结构，有利于提高整体建筑结构的抗震性能。在混凝土结构设计中，设计人员需要结合建筑功能和结构高度等，设计科学的抗侧力体系。如果结构高度在50cm以内，并且提出较高的建筑空间要求，可以设计框架结构作为抗震体系。针对高层住宅，可以设计剪力墙结构，因为这一结构具有较大的刚度，并且具有较高的安全性和舒适性，因此适合在高层建筑中利用。如果建筑同时具有较高的结构层高和建筑空间高度，，可以选择框剪结构和框筒结构，可以同时满足建筑使用功能和结构抗侧力刚度要求[3]。

3.2合理布置结构平面

建筑结构布局关系到整体结构的抗震性，在混凝土结构设计过程中，设计人员需要结合抗震设计原则，因为对称性结构有利于提高建筑抗震能力，同时可以消耗地震应力，通过控制地震延伸，有效降低地震的负面影响。因此设计人员需要结合抗震设计理念完成混凝土结构设计工作，选择规则性的平面结构，使整体结构的抗震能力因此提高。

3.3合理选择基础类型

建筑基础承受者结构荷载，是高层建筑的重要一部分。设计人员需要结合地质勘探资料和上部结构荷载等方面选择基础形式，提高整体建筑结构的安全性，设计人员要对比分析不同的基础方案。如果建筑物层数比较少，并且地基土质比较好，可以利用独立基础或者条形基础。增多建筑层数之后，将会逐渐提高建筑荷载，并且持力层土质较差，可以利用桩基础。如果建筑层数比较多，但是持力层土质较好，可以利用筏板基础，有利于降低土层承受的荷载力，是整体结构的承载力因此提高。

3.4加强设计薄弱层

在地震作用下，建筑薄弱层很容易发生变形问题，威胁到整体结构的安全性。因此设计人员需要加强设计建筑结构的薄弱层，保障整体结构的安全性。如果建筑结构竖向结构刚度缺乏连续性，或者楼层刚度不符合规定，说明结构存在薄弱层。在设计薄弱层的过程中，设计人员放大地震力调整系数，提高薄弱层抗地震能力。同时需要采取加强措施，使结构抗侧向力因此提高。

3.5设计转换层结构

设计混凝土结构转换层的过程中，需要合理设置转换层上下的竖向结构，合理设置剪力墙数量，因此控制竖向结构的刚性土建问题，如果无法合理设置内部结构，将会导致竖向结构刚度突变，产生建筑薄弱点将会影响到建筑结构的抗震性。在设计混凝土结构转换层的过程中，设计人员需要严格控制转换层上下层的刚度比，从而提高建筑竖向构件的抗侧力，保障混凝土结构的整体性。设计人员还要合理减少竖向构件的数量，因此控制转换层的刚度差值，避免混凝土结构转换层刚度突变，提高混凝土结构的抗震性。

4、混凝土结构设计的优化对策

4.1设计和分析环节的对策

设计人员需要详细了计算机软件系统，在混凝土结构设计阶段合理选择软件系统，满足建筑工程的施工需求。设计人员还要深入了解混凝土结构设计的内容，从而精确性的选择计算机设计软件，并且规范性的设计混凝土结构，保障建筑工程质量。设计人员需要利用计算机系统准确核算混凝土结构规格，并且需要利用设计技能妥善处理混凝土结构规格。

在计算结构建模阶段，设计人员在矩形结构设计中利用单偏压计算方法，在异形柱结构建模阶段利用双偏压计算方法，同时要多次检查钢筋配备方式，保障柱形结构的可靠性。针对梁端支座结构开展建模计算，可以计算次梁端铰接，优化平面外扭矩性能，提高整体结构的稳定性。

4.2地基和基础设计的对策

不同建筑工程的混凝土沉降度是不同的，要求设计人员选择不同的处理措施。如果混凝土结构沉降量比较小，可以利用褥垫法保护混凝土结构。褥垫法指的是在混凝土结构和持力层之间设置保护结构，如果混凝土结构发生沉降，保护结构可以承受附加压力，避免底板發生裂缝等问题。褥垫法可以养护不同地质的施工场地，但是针对具备地下室结构的建筑工程，因为地下水直接影响到地下室结构，因此在混凝土结构设计中需要做好防水设计，因为地下室建筑具有复杂的承台形式，虽然可以提高建筑美观性，但是会增加建筑防水难度，因此设计人员要结合防水需求，合理设计建筑外轮廓的形状。在混凝土结构设计中可以利用反乘台法，统一地下室底板板材规格，同时在地下室内部设置滤水层和覆土层，同时需要加厚柱下承台，提高整体施工进度。

4.3施工过程的管理

混凝土结构设计方案的科学性直接影响到施工质量，因此管理人员需要核对校准施工结构设计图纸，保障设计图纸的精准性。在施工之前，需要反复审核检查施工材料的属性和规格等，确定满足国家相关规定之后才可以在施工中应用，避免利用不合格的材料影响到施工质量。施工材料质量直接影响到混凝土结构的安全性，因此需要严格控制材料品质规格，从而提高混凝土结构质量。在实际施工过程中，管理人员需要加强管理施工人员的技术能力，提高整体操作过程的规范性和标准性，因此保障施工质量。完成施工任务之后，管理人员需要严格检测混凝土结构质量，及时开展养护工作，加强控制养护时间和养护流程，避免混凝土结构发生开裂等问题，保障整体工程质量。

4.4上部结构设计对策

在混凝土上部结构设计中，设计人员需要考虑抗震需求。优化设计建筑结构的剪力墙，设计剪力墙墙肢数量在四肢以上，完成第一级别剪力墙建设任务之后，需要建设多个小级别的剪力墙，完善建筑方针措施，避免发生变形等问题。在混凝土结构抗震设计过程中，设计人员可以利用延性设计方法和连梁设计方法，提高柱子的完整性。如果遇到大地震，将会损坏小级别剪力墙和建设设施，因此设计人员需要连接两片剪力墙，如果遇到严重地震，剪力墙可以提前发生开裂问题，因此保护建筑设施。

结语：

混凝土结构设计质量关系到建筑工程的稳定性，因此建筑企业需要重视混凝土结构设计工作，把握当前混凝土结构设计中存在的问题，提出科学的解决措施，从而保障整体建筑工程施工质量，推动我国建筑环境行业可持续发展。

参考文献：

[1]叶森，朱海明.静力弹塑性分析在超限高层混凝土结构设计中的应用[J].散装水泥，2021（04）：114-116.

[2]唐珉，刘永添，陈晨，石文智，陈伟军.某钢框架-混凝土核心筒超高层结构设计中的关键技术[J].建筑结构，2021，51（15）：18-22+75.

[3]陈玉香，王晓军，谢庆杰，赵建涛，逄金祥.现浇钢筋混凝土剪力墙住宅结构设计中几个值得注意的问题[J].建筑结构，2021，51（S1）：1264-1267.