试论混凝土结构的优化设计

试论混凝土结构的优化设计

许珂

身份证号：640102198604270911

 摘要:随着时代的变迁,我国的经济水平取得了很大的提高,我国的建筑行业发展的很是迅速,建筑数量越来越多,而在建筑构造中最不可缺少的就是建筑设计理念的支持,其中混凝土框架结构是当今应用最为广泛的结构形式。混凝土结构顾名思义就是由和混凝土这两种不同性质的材料组成的,在实际的应用中会遇到很多问题,本文针对混凝土设计的应用性和基础性理论进行了详细的研究探讨。

        关键词:结构工程;混凝土结构;设计研讨

         现代化进程的不断加快,导致我国的建筑行业发展越加迅猛,而随着时代变迁,建筑设计理念也在不断的创新中,其中混凝土框架结构应用的更加的广泛。该框架结构可以扩大建筑的空间,可以适合不同工艺的要求。但是在框架的设计中却仍存在很多的问题,需要解决。要保证混凝土结构的质量和使用功能，要在模板工程的验收中做到质量管理体系中要求的“三检”制度,即自检、互检和交接检，这是施工单位的内部验收。然后是监理单位对施工单位的检查和验收。无论是施工单位的内部检查验收还是监理单位对施工单位的检查和验收都要按照模板工程的检查验收标准来检验，但检查达到标准是每个检查人员要在检查验收及隐蔽工程记录中签字。以便形成此工程的技术档案，作为此工程的原始资料进行存档。

 1混凝土建筑结构的概念设计
         高层建筑在我国的发展可以说是异常迅速，其高度不断在增加，而建筑的类型和功能也是有着越来越复杂化的趋势，结构体系也是更加多元化起来。高层建筑结构设计对于结构工程设计师来说可以说一直是重点。要想让结构设计的结果符合规范，让人满意，设计者在结构的概念设计时应该注重以下及点：第一，地下结构设计。混凝土建筑由于有对基础埋深的要求在，一般都会有地下一层到地下二层或是二层以上。但是有的设计师会有错误的观点，总是认为地下结构的地震作用不大，常常将地下结构的抗震设计给忽略了，恰恰相反的是，设计师应该注重地下结构的抗震设计，在进行抗震设计时，不但要根据地下结构的实际情况来考虑，还要根据高层建筑混凝土结构技术规程里的规定来考虑嵌固端设置的位置；第二，剪力墙结构。现在的许多高层建筑由于是在外纵墙上进行的开窗，而对于内纵墙的布置则很少，这样的情况就容易造成两主轴方向刚度的差异很大，其抗震性自然就难以达到满意的效果。对于这样的情况，设计师就要采取相应的措施，如设计强连梁在纵向上、横向多开结构洞等；第三，结构的体型。随着时代的发展，建筑的体型也是越来越多元化，但是还是要坚持在保证建筑结构体系合理的基础上，来实现设计师的设计理念。同时，要将建筑造价和建筑美观有机结合，从而在根本上避免那些重大的资源浪费；第四，结构的超高问题。现在的结构设计中，对于结构的总高度都会有很多限制，不管是抗震规范还是高规中都有明确规范。现在新的规范对于这一方面更是细化了，除了原来的A级高度外，还增加了B级高度，当结构为B级建筑之后，相应的设计方法和处理措施都有了一定的改变，这一点，设计师一点要重点注意。
         2建筑混凝土结构设计现状以及优化意义
         2.1建筑混凝土结构设计的现状
         在21世纪之前，我们国家的建筑结构设计形式开始趋于多样化，结构工程逐渐变得复杂，开始出现很多复杂的建筑，比如说，超高层结构、复杂的连体结构、新型转换层结构等，都给结构设计师带来了很多的困难和挑战。因此作为一个结构设计人员需要在遵循各种规范的条件下与时俱进，不断的吸取新的知识，争取掌握全面的知识，使自己具备一定的专业技能和勇于创新的精神从而有能力面对新的挑战。目前的规范通常只针对我们常见的工程，在人们不断的提高建筑使用功能需求和感官视觉需求的当下，设计师应根据已有的经验或收集相关资料，或者不断的进行试验研究去创新，不能完全依据规范和规程的条款。
         2.2混凝土建筑结构优化的意义
         目前，我们国家的经济发展速度很快，居民的居住、生活环境逐渐优化。设计人员需要不断的对建筑结构进行优化，使得建筑物既满足安全、耐久、适用、经济，又满足感官视觉要求。混凝土结构设计的优化是以实际为主，依据建筑物的基本情况，以经济为前提进行优化设计，其最主要的内容就是充分的利用基础结构、方案以及围护结构等环节，建立起最符合要求的模型，最后需要科学的计算结构中的各种参数，确立出建筑工程的最终方案。混凝土结构的优化设计具有十分重要的意义，首先，可以极大的提高建筑物的经济性能，对建筑结构进行优化能够节约成本、节省混凝土等材料，对抗震方面也有改善，可以减少建筑结构内外层不必要的修饰，还可以提高结构的受力能力。其次，混凝土结构的优化设计也极大的减少了一项工程的造价。
         3混凝土结构优化设计的基本方法
         3.1结构计算方法的优化

         一个建筑物结构优化最关键的是计算分析方法。通常情况下，是先选择优化结构体系，其中，主要是优化结构型式、剪力墙的排布和柱网尺寸等；随后是优化结构中的一些构件，在已经确定好的结构下，确定出最为合理的构件，包括构件的尺寸、混凝土的等级、钢筋的等级以及钢筋的用量等。
         3.2准确理解和把握规范
         设计师需要认真的学习和充分的掌握国家设计规范以及当地的规范，充分的理解各种规范规定的内容。例如，按照设计方提供的地基承载力确定出最佳基底面积和基础埋深或着是按照每一根桩的承载力计算出最终用桩数量，计算上部主体结构传到基础或者承台的作用以正常使用极限下标准组合为计算标准；对应的地基抵抗力应该以地基承载力特征值或者单桩承载力特征值为计算标准。
         3.3建筑结构设计的施工方面
         为了充分的满足建筑物的承载力要求，在设计时，如果柱子和梁板选择的混凝土强度等级不同，规范规定柱子的施工缝应该留在梁底的标高以下20~30mm，其设计的原则是预留施工缝在建筑结构受力小或者方便施工操作的位置。在建筑施工时，为了便于柱子中的混凝土填充下料和振捣，需要在绑扎梁内钢筋之前进行浇注。如果混凝土强度不同，依据施工规范，梁柱节点位置要按照“强柱弱梁”原则选择合理的混凝土等级。
         4混凝土结构优化设计措施
         在施工时，需要使用高强混凝土和高强钢筋的结构需要进行合理的设计。建筑工程在确保安全使用的前提下还要保证经济性，需要高效的控制材料的用量减少工程的成本以及基础设施建设的难度。尤其是遇到高层建筑混凝土结构时，应该优化设计方案，选择合理的高强混凝土、钢筋。高层混凝土建筑需要使用的建筑材料种类和用量多，主要有框架结构中的物料费用、基本的施工费用、使用的材料费用等，构件的面积和使用钢材的用量都会大大的影响建筑造价。正因如此，设计时要在保证建筑质量的情况下，尽可能的减少用钢量，合理选择高强混凝土和钢筋，使材料的性能得到充分的发挥和利用，节约使用的成本。

结束语
        随着我国现代化水平进程的加快,我国的建筑行业快速的发展起来,建筑理念也在不断的进行创新,建筑结构的体系逐渐多样化。其中多层混凝土框架结构应用的更为的广泛，拥有着很光明的前景,但是在实际应用中还是存在着一定的问题的,设计人员在设计的时候要严格地按照规范进行,不断地创新理念。
        参考文献
        [1]林海.混凝土建筑结构施工短暂状况设计[J].中国房地产业,2018(11):365.
        [2]郭成华.建筑结构工程混凝土结构加固设计常用方法探讨[J].四川水泥,2018(4).