对钢筋混凝土结构优化设计的几点看法

文/王建国 浙江青墨工程设计有限公司 浙江杭州 310000

1、钢筋混凝土结构设计准则

1.1 安全性准则

在高层建筑钢筋混凝土结构的质量设计中，必须引起重视，进行安全性分析。预设前期，落实以人为本的原则，只有确保安全性能，才能保证建筑本身有价值和意义。在实际设计阶段，设计师需要确保安全设计，符合规范需求，在行业安全以及标准化掌握的过程中，只有保证目标符合要求，才能实现合理设计。

1.2 适用性原则

在设计过程中，特别是在结构预设的过程中，往往需要综合各方面因素进行建筑功能分析，例如在实际结构应用中，对室内空间布局进行构思，在功能性分析中，保持良好的适应性原则，只有保证自身建筑特点充分发挥，才能赢得广大业主和消费者的喜爱，获得良好的收益。

1.3 可靠性原则

结构设计结合建筑的设计年限来进行，在预设过程中针对安全性、可靠性和耐用性等情况，应用的材料和技术等方面必须具备可靠性和耐用性。当前存在“豆腐渣”工程的现象，多是和材料质量存在关联，因此在后续设计中，需要秉承安全性的原则，在设计过程中进行耐用性分析，提升自身优势。

2、钢筋混凝土结构设计中的常见问题

2.1 钢筋混凝土结构设计中的抗震问题

近年来地质灾害频发，尤其是地震灾害，会严重威胁建筑物的使用，近年来人们对于建筑结构抗震性问题的关注也不断增加，在钢筋混凝土的结构设计中要高度重视抗震问题。钢筋混凝土的抗震性与钢筋的使用数量及分布，抗震防线的设计排列、构件连接的可靠性等诸多因素相关。钢筋混凝土结构设计中容易出现应力集中、抗震防线不合理、钢筋数量不合适或者分布不均匀等问题。盲目增加使用钢筋并不能有效解决钢筋混凝土结构的抗震问题，某些部位承载力超强会降低整个结构的整体性，出现薄弱环节。

2.2 钢筋混凝土结构设计中的裂缝问题

裂缝问题是钢筋混凝土结构设计中常见的问题之一，这种问题的形式较多，主要包括结构裂缝，温度裂缝和构造裂缝，收缩裂缝四种。钢筋混凝土结构构件有些是现浇制作，不同的构件之间，其刚度存在一定的差异，这就导致整个钢筋混凝土结构会出现一定的刚度薄弱区域，在施工或者使用过程中这些区域就会出现裂缝，比如，顶部楼板的墙角就属于这样的位置，楼板与墙体之间的刚度不同，在使用中就容易出现裂缝。而温度裂缝主要是受到温度的影响造成，混凝土热胀冷缩导致构件出现裂缝。

2.3 钢筋混凝土结构设计中钢筋排列问题

在钢筋混凝土结构设计中需要用线条对使用的钢筋数量及排列进行标注，以便于施工人员进行参照合理施工。在实际设计过程中容易出现，钢筋数量使用标注不清楚，位置排列不规范的情况。这就会导致在实际施工过程中钢筋无法正常排列使用，需要将钢筋切断，进行二次施工，不仅会延长施工周期，增加成本，而且会对钢筋混凝土的密实性造成影响，增加钢筋混凝土结构的安全隐患。

2.4 钢筋混凝土结构设计中结构延性问题

在钢筋混凝土结构设计中，最常见的形式就是剪力墙和框架结构，这些结构是整个建筑的功能部位，影响到建筑结构的整体稳定性。在设计过程中容易出现结构延性不足，刚度过大，应力集中的问题，使用过程中容易出现脆性破坏，进而影响到整个建筑结构的安全稳定性。

3、钢筋混凝土结构优化建议

3.1 选取合适的计算分析软件

计算分析是钢筋混凝土结构设计中一项重要的工作。分析数据的准确率直接决定着结构的好坏。如今市面上存在很多结构计算分析软件，在设计过程中，选择软件是一项最基础也是很重要的工作，一旦没有选好软件，即使设计师有着良好的水平，数据也有可能会出现很大的偏差，最后不仅仅会浪费人力物力财力，还会出现很多的安全隐患。

3.2 强化抗震设计

抗震是建筑物必需的性能。钢筋混凝土作为抗震的主要材料对于建筑物抗震的性能有大的影响。在结构设计时要根据楼层的高度采取合理的抗震等级。对于多塔结构、顶部塔楼结构（错层结构除外）等振型数应该大于12，同时它的大小也不能超过楼层的3倍。在减震设计时要严格的核算数据，并遵守相关法律规范。

3.3 注重地基与基础设计

俗话说：基础决定上层建筑。可见在钢筋混凝土结构设计中，基础设计及地基设计非常重要。它是接下来工作中是否能够顺利进行的重要保障。地基作为承载地上部分的重要结构在设计过程中应多加关注。首先，在设计之前要进行提前的勘察，对当地的地质、水质以及周围环境进行合理的勘测和分析，然后根据实际情况选择合适的方案。在进行地基设计时，相关部门要注意进行监督，一旦发现问题立刻进行有效的沟通并及时的纠正。良好的地基可以保证建筑物的持久耐用，在设计过程中要根据实际地质情况和自身工程，进行多种基础方案的经济及安全性对比，选出最优方案。

3.4 优化上部结构设计

地基对于建筑物来说尤为的重要，但这并不代表着上部结构的设计我们就可以松懈。多高层建筑结构体系的优化设计目标在于实现结构足够的竖向荷载及水平荷载抵抗能力，使其具备良好的变形性能、耗能减震能力和抗震承载能力。上部结构的设计选型对整体优化至关重要，合理的结构竖向构件布置，会使传力途径的明晰化，避开出现传力迂回的情况。并在配筋过程中，结合规范构造要求和实际受力计算书进行配筋优化设计。

3.5 加强人员素质

人员在结构优化中的作用是首要的，一切失误都可以归结到人。首先，在设计初期，就要采用有丰富经验的，专业技术过硬的技术人员进行方案设计，在必要的情况下可以在外聘请这一领域出色的专家作为设计顾问，在设计工程中给予一定的意见和建议，保证设计的合理性及实用性。更重要的是，要求设计人员熟悉的掌握国家有关于建筑设计及优化的法律规范保证设计方案的安全可行性。有关法律有《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》等。在管理人员方面可以通过开展活动、采取奖惩制度等一系列创新的方法策略提高员工的积极主动性。

结语：

钢筋混凝土结构具有坚固、耐久、防火性能好、比钢结构成本低等优点，是目前我国建筑工程中最常见普遍的结构，得到很多人的青睐。但是它还存在抗拉强度低，容易出现裂纹、需要人力资源大、模板周期长、施工受季节影响、修补困难等问题，我们要不断深入研究并解决钢筋混凝土结构设计所存在的问题，从结构体系设计及其结构计算方法入手优化设计成本，从方便现场施工操作，优化施工工序，这样才能确保建筑工程的质量和速度，使我国建筑行业迅速稳定发展。