混凝土结构设计中存在的问题

郭少成

（大同市华青建筑设计有限责任公司，山西大同037000）

0 前言

伴随着经济和科学技术的全面快速发展，城市面貌日新月异，涌现出一大批高楼大厦。同时，混凝土结构广泛应用于建筑施工中，结构设计质量直接关系到建筑质量和人们的生命财产安全。因为混凝土结构设计是一个非常复杂的过程，专业设计要求高、设计难度大，并且混凝土自身对结构设计的要求过于复杂，设计中广泛采用各种结构体系，一些影响混凝土质量的问题必须引起工程设计者的重视。所以混凝土结构设计还需要一个专业的设计队伍，在设计过程中要主动寻求新的设计理念，并不断对混凝土结构设计进行改进，找出其存在的问题，并采取相应的措施加以解决。

1 混凝土的基本概况及注意事项

1.1 混凝土的设计原理

在混凝土设计过程中，要注意对结构选型和规则布局等问题进行调整，选择抗震性能好、抗风能力强、经济合理的结构。所以在混凝土结构设计中，必须有明确的计算简图，并有合理的方法来传递地震力。与此同时，在一个独立的结构单元内，应尽量避免应力集中在凹角和狭窄的颈部，避免在凹角末端设置楼梯，并要有效地减少地震作用下的反向作用，更重要的是避免竖直形状下的悬挑、内收也不宜过多，这是混凝土结构设计中的主要注意事项。设计混凝土结构时，要避免因局部结构或构件的破坏而导致结构整体抗震能力下降的问题，根据具体情况，在结构单元之间应遵循牢固连接或有效分隔的方法。

1.2 混凝土的设计要点

随着混凝土设计的不断深入，水平荷载逐渐成为某一类型结构设计的重要因素。与此同时，在应用过程中，请注意它的竖向载荷基本上是固定的，但是，在水平荷载作用下，数值将受到周围环境的影响而改变。与此同时，在设计过程中也要密切关注混凝土的轴向变形，不可忽略，因为在混凝土框架体系中，框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力，从而使中柱轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。因此我们在混凝土的设计过程中需要密切关注这一点，确保设计过程中能解决相应的问题，并在以后的应用过程中能保证其正常使用。同时，在混凝土结构设计中，一定的延展性也是一个重要的结构指标，要使混凝土结构具有较好的抗变形能力，避免建筑物倒塌，就需要在混凝土结构设计中有效地解决这些问题，以保证结构安全。

1.3 混凝土设计存在的问题

基础设计工作至关重要，需要严格按照勘探、设计、施工工艺进行，并且有效避免各环节中出现一定的问题。当地质调查工作不到位，或内容不明确时，地勘工作将严重影响工程的质量。而在混凝土结构设计中，地基与基础的设计，这是它的一个重要部分，这将严重影响建筑物的安全性及稳定性。

基础设计和地基设计是混凝土结构设计过程中的关键问题，它们的设计直接影响到这座混凝土建筑的耐久性、安全性和稳定性等等。同样在建设工程基础设计的过程中，不同的基础形式和有选择地基础的设计方法尤为重要，在沉降量比较小的混凝土建筑工程中，可以使用褥垫方式来应对处理。在解决问题时，保护层能起到作用，使部分附加应力较好处理，有效避免地下室底板受力太硬或开裂。

但是一般建筑地下室、柱帽形式下是比较复杂的，基槽膜的情况也很复杂，工程师的防水设计很有可能提高了混凝土结构建筑工程造价，同时在这些结构设计的工程师中，他们忽视了一些主要的问题，使地下室底板设计不科学，防水性能很低。

2 混凝土设计问题的解决对策探析

2.1 做好混凝土结构前期设计

为了有效延长混凝土结构的使用寿命并提高耐用性，施工方务必在前期设计就做好充足的准备，全面分析施工目标及使用需求，运用科学有效地设计方法进行设计以提升耐久性。所以，设计师需根据环境与使用需求进行混凝土材料的筛选，根据设计使用寿命与运转强度进行混凝土各种成分的配比与钢筋的配置，合理使用各种先进技术保护混凝土结构外层表面，减少混凝土结构因与空气接触与水蒸气的接触造成的影响，提高内筋的使用年限，减少钢筋腐蚀情况；混凝土的外部容易积水的地方还应该设置高效的排水机制，更好地提高混凝土结构的性能。

2.2 降低混凝土结构中的混凝土碳化

当混凝土发生碳化时，这就意味着混凝土的使用几乎不安全了。所以务必采取有效地方法减少混凝土的碳化现象，延长混凝土结构的使用寿命。前期设计阶段，施工设计人员可以使用先进技术手段将保护涂料涂在混凝土结构的表面，形成保护膜，减少空气等因素的影响，也可以将一些防护涂层成分加入混凝土的搅拌配比中，还能减少日后使用过程中内部结构出现的裂缝、开裂等情况。外部的保护膜等有效减少外部化学物质的进入与内部结构化学成分发生反应导致混凝土变质，影响混凝土结构的强度。

2.3 加强混凝土设计的监督工作

在混凝土的结构设计过程中，对相关设计工作人员的监督工作是十分必要的，在进行设计中，有效监督工作在一定程度上保证了设计的准确性和实用性，更好的为人们的应用提供方案，在不同的环境条件下，应用不同的结构设计方案，这些都是经过长期的应用经验总结出来的，在如今环境下，混凝土结构设计的应用更加有效，所以我们对混凝土设计过程加强了对其的监督工作，有效保证了混凝土的结构设计的质量。

在相关的监督工作人员对混凝土结构设计过程进行监督检查的过程中，需要现场的每位监督人员进行全面的检查工作，并且做好一定的检查记录，保证在检查过程中更好的为之后的审核提供方便。同时在检查的过程中，需要对每个混凝土的结构设计方案进行严格考察，保证严格按照统一的标准进行判定。同时对混凝土结构设计的检查工作还在一定程度上需要对设计人员提出一定的意见和建议，指出他们的特点及难点，为今后的设计提出一些指导性的意见，更好地促进将来混凝土结构设计的发展。

2.4 对混凝土的设计进行优化

在如今的混凝土设计过程中，目前虽然没有成熟的优化设计分析软件进行设计的优化，但是在应用中主要通过结构进行分析，并通过人工进行调整，运用不同的概念设计进行分析，根据不同的应用条件进行一定设计方法的删选和应用，需要根据不同的应用环境进行实地调查分析，保证能够达到有效的应用目的。

通过人工进行调整，这种优化方案在应用中不仅是目前最常用的，更是具有显著效果的方法之一。我们在对混凝土的设计进行优化的过程中，首先对混凝土的抗震性能进行分析，保证混凝土的结构体系有足够的承载能力和一定的变形能力，这就很好的保证了在应用过程中的安全性和实用性。并且也需要对混凝土的经济设计进行比较分析，保证在做到安全、实用的前提下，保证混凝土的经济效益，在最大程度上为施工的相关工作人员节省一定的开支。所以我们在对混凝土的结构设计中需要注意多方面的问题，并对其进行有效的优化，为人们的使用提供方便。

2.5 增强材料及结构的耐久性和适用性

在提高混凝土使用寿命的过程中，可采用表面涂覆的方法隔离混凝土与空气之间的直接接触，避免混凝土发生碳化作用。工程实践表明，采用无机或有机的外墙涂料、各种抹砂浆层，可以在一定程度上降低混凝土碳化深度。如抗渗性能好的防水水泥砂浆层（约1～1.5cm），可完全隔离二氧化碳在表面渗入并保护混凝土碳化。提高混凝土密度和渗透性，可以有效防止或减少各种混凝土的腐蚀。由于各种侵蚀介质通过不同的孔隙进入混凝土内部，所以在设计时应正确选择混凝土的配合比，确保水泥的必要用量，减少水灰比，而且施工时要加强振捣，确保混凝土的密实性。同时，还可通过添加粉煤灰、矿渣、硅灰等来降低混凝土的碱度，控制碱集料反应。尤其当水泥碱含量高于允许值时，应掺入粉煤灰，例如掺入硅灰的水泥重量5%～10%，可有效控制由混凝土碱骨料反应引起的混凝土膨胀和损伤。

3 结语

伴随着经济的发展，人们生活水平的提高，人类对居住功能的需求日益增长，在现代城市中，钢筋混凝土建筑成为客观的产物，指导我国建筑业的发展，同时，在高层建筑中，混凝土的应用也越来越重要，高品质的建筑，对混凝土结构的设计要求越来越高，这是对混凝土结构设计提出的一个重要问题。因此在未来的发展中，在保证建筑质量的前提下，更需要对建筑外观进行一定的美化，为我国高层建筑的发展提供良好的条件。并在混凝土结构设计中，做好相关安全结构的设计工作，更好地保证建筑的安全、耐用、使用及经济性能，为未来建筑提供更好的环境。