對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的幾點看法

文/王建國 浙江青墨工程設計有限公司 浙江杭州 310000

1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計準則

1.1 安全性準則

在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量設計中，必須引起重視，進行安全性分析。預設前期，落實以人為本的原則，只有確保安全性能，才能保證建筑本身有價值和意義。在實際設計階段，設計師需要確保安全設計，符合規(guī)范需求，在行業(yè)安全以及標準化掌握的過程中，只有保證目標符合要求，才能實現(xiàn)合理設計。

1.2 適用性原則

在設計過程中，特別是在結(jié)構(gòu)預設的過程中，往往需要綜合各方面因素進行建筑功能分析，例如在實際結(jié)構(gòu)應用中，對室內(nèi)空間布局進行構(gòu)思，在功能性分析中，保持良好的適應性原則，只有保證自身建筑特點充分發(fā)揮，才能贏得廣大業(yè)主和消費者的喜愛，獲得良好的收益。

1.3 可靠性原則

結(jié)構(gòu)設計結(jié)合建筑的設計年限來進行，在預設過程中針對安全性、可靠性和耐用性等情況，應用的材料和技術(shù)等方面必須具備可靠性和耐用性。當前存在“豆腐渣”工程的現(xiàn)象，多是和材料質(zhì)量存在關(guān)聯(lián)，因此在后續(xù)設計中，需要秉承安全性的原則，在設計過程中進行耐用性分析，提升自身優(yōu)勢。

2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計中的常見問題

2.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計中的抗震問題

近年來地質(zhì)災害頻發(fā)，尤其是地震災害，會嚴重威脅建筑物的使用，近年來人們對于建筑結(jié)構(gòu)抗震性問題的關(guān)注也不斷增加，在鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設計中要高度重視抗震問題。鋼筋混凝土的抗震性與鋼筋的使用數(shù)量及分布，抗震防線的設計排列、構(gòu)件連接的可靠性等諸多因素相關(guān)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計中容易出現(xiàn)應力集中、抗震防線不合理、鋼筋數(shù)量不合適或者分布不均勻等問題。盲目增加使用鋼筋并不能有效解決鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震問題，某些部位承載力超強會降低整個結(jié)構(gòu)的整體性，出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)。

2.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計中的裂縫問題

裂縫問題是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計中常見的問題之一，這種問題的形式較多，主要包括結(jié)構(gòu)裂縫，溫度裂縫和構(gòu)造裂縫，收縮裂縫四種。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件有些是現(xiàn)澆制作，不同的構(gòu)件之間，其剛度存在一定的差異，這就導致整個鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)一定的剛度薄弱區(qū)域，在施工或者使用過程中這些區(qū)域就會出現(xiàn)裂縫，比如，頂部樓板的墻角就屬于這樣的位置，樓板與墻體之間的剛度不同，在使用中就容易出現(xiàn)裂縫。而溫度裂縫主要是受到溫度的影響造成，混凝土熱脹冷縮導致構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。

2.3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計中鋼筋排列問題

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計中需要用線條對使用的鋼筋數(shù)量及排列進行標注，以便于施工人員進行參照合理施工。在實際設計過程中容易出現(xiàn)，鋼筋數(shù)量使用標注不清楚，位置排列不規(guī)范的情況。這就會導致在實際施工過程中鋼筋無法正常排列使用，需要將鋼筋切斷，進行二次施工，不僅會延長施工周期，增加成本，而且會對鋼筋混凝土的密實性造成影響，增加鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全隱患。

2.4 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計中結(jié)構(gòu)延性問題

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計中，最常見的形式就是剪力墻和框架結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)是整個建筑的功能部位，影響到建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。在設計過程中容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)延性不足，剛度過大，應力集中的問題，使用過程中容易出現(xiàn)脆性破壞，進而影響到整個建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。

3、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化建議

3.1 選取合適的計算分析軟件

計算分析是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計中一項重要的工作。分析數(shù)據(jù)的準確率直接決定著結(jié)構(gòu)的好壞。如今市面上存在很多結(jié)構(gòu)計算分析軟件，在設計過程中，選擇軟件是一項最基礎也是很重要的工作，一旦沒有選好軟件，即使設計師有著良好的水平，數(shù)據(jù)也有可能會出現(xiàn)很大的偏差，最后不僅僅會浪費人力物力財力，還會出現(xiàn)很多的安全隱患。

3.2 強化抗震設計

抗震是建筑物必需的性能。鋼筋混凝土作為抗震的主要材料對于建筑物抗震的性能有大的影響。在結(jié)構(gòu)設計時要根據(jù)樓層的高度采取合理的抗震等級。對于多塔結(jié)構(gòu)、頂部塔樓結(jié)構(gòu)（錯層結(jié)構(gòu)除外）等振型數(shù)應該大于12，同時它的大小也不能超過樓層的3倍。在減震設計時要嚴格的核算數(shù)據(jù)，并遵守相關(guān)法律規(guī)范。

3.3 注重地基與基礎設計

俗話說：基礎決定上層建筑。可見在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計中，基礎設計及地基設計非常重要。它是接下來工作中是否能夠順利進行的重要保障。地基作為承載地上部分的重要結(jié)構(gòu)在設計過程中應多加關(guān)注。首先，在設計之前要進行提前的勘察，對當?shù)氐牡刭|(zhì)、水質(zhì)以及周圍環(huán)境進行合理的勘測和分析，然后根據(jù)實際情況選擇合適的方案。在進行地基設計時，相關(guān)部門要注意進行監(jiān)督，一旦發(fā)現(xiàn)問題立刻進行有效的溝通并及時的糾正。良好的地基可以保證建筑物的持久耐用，在設計過程中要根據(jù)實際地質(zhì)情況和自身工程，進行多種基礎方案的經(jīng)濟及安全性對比，選出最優(yōu)方案。

3.4 優(yōu)化上部結(jié)構(gòu)設計

地基對于建筑物來說尤為的重要，但這并不代表著上部結(jié)構(gòu)的設計我們就可以松懈。多高層建筑結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化設計目標在于實現(xiàn)結(jié)構(gòu)足夠的豎向荷載及水平荷載抵抗能力，使其具備良好的變形性能、耗能減震能力和抗震承載能力。上部結(jié)構(gòu)的設計選型對整體優(yōu)化至關(guān)重要，合理的結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件布置，會使傳力途徑的明晰化，避開出現(xiàn)傳力迂回的情況。并在配筋過程中，結(jié)合規(guī)范構(gòu)造要求和實際受力計算書進行配筋優(yōu)化設計。

3.5 加強人員素質(zhì)

人員在結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的作用是首要的，一切失誤都可以歸結(jié)到人。首先，在設計初期，就要采用有豐富經(jīng)驗的，專業(yè)技術(shù)過硬的技術(shù)人員進行方案設計，在必要的情況下可以在外聘請這一領(lǐng)域出色的專家作為設計顧問，在設計工程中給予一定的意見和建議，保證設計的合理性及實用性。更重要的是，要求設計人員熟悉的掌握國家有關(guān)于建筑設計及優(yōu)化的法律規(guī)范保證設計方案的安全可行性。有關(guān)法律有《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》、《建筑抗震設計規(guī)范》等。在管理人員方面可以通過開展活動、采取獎懲制度等一系列創(chuàng)新的方法策略提高員工的積極主動性。

結(jié)語：

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有堅固、耐久、防火性能好、比鋼結(jié)構(gòu)成本低等優(yōu)點，是目前我國建筑工程中最常見普遍的結(jié)構(gòu)，得到很多人的青睞。但是它還存在抗拉強度低，容易出現(xiàn)裂紋、需要人力資源大、模板周期長、施工受季節(jié)影響、修補困難等問題，我們要不斷深入研究并解決鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計所存在的問題，從結(jié)構(gòu)體系設計及其結(jié)構(gòu)計算方法入手優(yōu)化設計成本，從方便現(xiàn)場施工操作，優(yōu)化施工工序，這樣才能確保建筑工程的質(zhì)量和速度，使我國建筑行業(yè)迅速穩(wěn)定發(fā)展。