试述建筑结构混凝土设计

试述建筑结构混凝土设计

罗育滨

440203198804196714 广东省 广州市 510000

摘要：随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，人们对建筑工程的特性和功能要求越来越高。虽然现在混凝土结构在建筑工地中得到广泛应用，但在设计阶段仍然存在一些不容忽视的问题。只有提高建筑结构混凝土的设计水平，才能真正提高建筑物的质量和功能。

关键词：建筑结构；混凝土；设计

介绍

随着社会经济和城市化进程的不断发展，高层建筑的数量不断增加，建筑的安全和性能也成为社会普遍关注的问题。混凝土因其具有性能好、强度高、成本低等特点，在我国建筑中得到广泛应用。混凝土结构的设计与建筑的整体性能密切相关，设计者必须高度重视。

一、建筑结构混凝土设计现状分析

  改革开放以来，我国混凝土施工技术不断提高，混凝土材料的研发也迅速发展。目前，混凝土结构在陆地和海洋工程中都得到了广泛的应用，混凝土的广泛使用是时代发展的见证。尽管钢结构在建筑行业迅速兴起，但由于一些尚未解决的问题，混凝土仍然是建筑施工中最常用的形式。目前，由于我国钢结构建筑水平较低，混凝土几乎垄断了大部分地区的建筑市场。随着我国建筑技术的不断发展，混凝土逐渐成为建筑工程中非常重要的结构材料。然而，在当前建筑行业的实际应用中，混凝土的结构和设计仍存在混凝土结构设计不完善、设计技术有限等问题。一些设计者未能理解混凝土结构设计的完整性，不当的混凝土设计是许多大型建筑事故的原因。比如，被誉为亚洲第一裂缝的宁波独塔斜拉桥就被发现了。开业后3个月内，由于沟渠等结构设计不合理，这些大型工程成为劣质工程，不仅浪费大量人力、财力、物力，而且扰乱社会正常秩序，对社会造成严重影响。混凝土结构设计在建筑工程中十分重要，建筑工程设计是否科学合理，直接关系到工程的安全。

二、建筑结构混凝土设计主要原则

1.理解侧向力
  在混凝土结构设计过程中，侧向力直接影响建筑结构的变形和内力，与结构密切相关。侧向力主要指水平地震和风的影响，但即使在高层和低层建筑中，除了自重和雪荷载等竖向荷载外，侧向力也受到风和地震的影响。对于低层混凝土结构，水平荷载引起的位移和内力很小，此时几乎可以忽略不计。在高层建筑结构中，水平荷载逐渐增大，成为最重要的影响因素之一，应作为主要控制点。

  2.需要更好的延展性
    高层建筑的内部结构比低层建筑更软，更容易因地震等水平力而变形。建筑物的抗震性能与建筑结构的抗变形能力和强度密切相关。进入建模阶段后，为了保证建筑物良好的变形能力，避免高层建筑因大地震而倒塌，我们应用科学合理的混凝土设计理念，假设刚度符合要求，需要做到这一点。采取结构措施提高整个建筑结构的变形能力，特别要注意建筑的薄弱部位，保证整个结构良好的延性。因此，在设计混凝土结构时，需要综合考虑多种因素，才能进行科学合理的设计，保证良好的强度和延性。

  3.需要适当的刚度
  目前，高层建筑的数量不断增加，并且随着建筑物的增高，建筑物的横向位移逐渐增大。因此，在设计高层建筑混凝土结构时，不仅要保证混凝土结构的强度，还要保证适当的刚度，并且必须满足混凝土结构的固有频率。在水平力的作用下，结构各层的位移也必须控制在合适的范围内。

  4.诚信原则
  建筑结构混凝土的整体设计原则要求建筑物的各个组成部分形成一个整体，并且需要对整体的结构和功能进行全面的分析和研究，以确保整体和部分相互作用。相互制约、相互依存，使得建筑结构系统能够正常运行。

三、建筑结构具体设计要点

1.混凝土结构耐久性设计
    混凝土本身的质量直接关系到混凝土结构的耐久性，而在设计过程中通过改变混凝土的密度、调整混凝土的贯入压力，可以有效减缓混凝土的侵蚀速度。混凝土还与水灰比、强度等级等因素密切相关。在实际混凝土施工中，氯离子对钢材有很强的腐蚀性，因此必须根据现场环境注意管理环境中的氯离子浓度。同时，混凝土中含有大量的碱骨料，因此如果建设工程的环境比较潮湿，混凝土结构中的活性离子会与碱发生反应，使混凝土更容易开裂，加速侵蚀混凝土。如果混凝土裂缝较大，裂缝内可能会出现腐蚀性物质，腐蚀混凝土内的钢材。以上因素都加速了钢筋的腐蚀速度，造成混凝土保护层的裂缝和剥落，并且腐蚀发生后，钢筋的接触面积逐渐减少，影响混凝土结构的承载力。另一方面，当钢筋腐蚀时，其抗滑能力逐渐下降，对建筑结构的安全构成风险。因此，建筑结构混凝土设计过程中应综合考虑承载力问题，避免混凝土脆性破坏。我们发现对混凝土的耐久性进行深入研究尤为重要。

  2.混凝土结构抗震设计
    地震发生后，施加在建筑体上的力分散，因此在设计混凝土时，需要考虑建筑体在不同时刻的刚度变化。设计时可以选择混凝土承重墙作为建筑材料，并采用钢筋混凝土作为建筑的主要横向承重结构。当发生往复地震时，处于塑性阶段的建筑物出现墙体裂缝，此时结构的刚度迅速下降，刚度的下降使框架内的剪应力增大。一般情况下，建筑物的钢筋混凝土框架结构的弹性变形比混凝土墙体的弹性变形大且好得多。如果发生较大地震，建筑物的抗震能力会比塑性阶段低，但钢筋混凝土框架会吸收大部分弯矩和水平剪应力。因此，为了保证建筑结构的基本抗裂要求，把握钢筋混凝土框架的水平部分，有效提高建筑基础的承载能力，需要采用相应的技术工艺来制造混凝土。结构变形能力高，提高了建筑物的抗震能力。

  3.遵循强柱弱梁的概念
  设计混凝土结构时，遵循强柱弱梁的理念。发生地震时，如果只是梁受损，不会影响整体运行。建筑物可能只有一部分停止运作，但如果一根柱子受损，整座建筑物就会倒塌。因此，支柱的作用非常重要。近年来，地震频繁发生，设计者必须重视建筑结构的抗震设计。首先，在设计过程中需要更加集中地控制塔的轴压比。根据相关工程统计，柱的轴压系数一般应控制在0.9%以下。同时，要加强柱截面和边柱的强度，精心设计柱箍筋，保证配筋率在1%以上。

四、结论

    随着社会的进步和经济的发展，建筑业在国民经济中也发挥了重要作用，并将在未来继续发挥重要作用，但建筑整体结构是否合理还有待观察。设计能否满足需要，关系到人们的生命安全。根据我国建筑行业因设计不当而频繁发生故障的现状分析以及相应的设计考虑，我们应该更加重视设计过程的重要性，相关部门也应该采取类似的措施。提升我国设计和施工水平、保护社会、促进经济可持续发展的应对措施。

参考文献：

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[3]张敬龙，梁丹.论水泥混凝土设计中的几个问题[J].中小企业管理与科技（上旬刊）.2012（02）