建筑混凝土结构的优化设计研究

贾瑞波

（山西宏厦建筑工程第三有限公司，山西 阳泉 045000）

建筑结构日常使用过程中，不仅要承受外部载荷，还要承担自身质量及其他竖向载荷。而且，建筑会受到地震、风等因素的影响。在进行混凝土结构设计时，要综合考虑各种因素，结合建筑用途、结构类型、抗震条件等要素开展结构优化设计工作。

1 建筑物混凝土结构的设计内容

在开展建筑混凝土结构的设计工作之前，要对整个建筑工程的实际情况加以掌握，并且了解建筑混凝土构造设计的基本情况。首先，工作人员要了解建筑混凝土的构造特点。建筑中的混凝土结构主要是建筑、墙体、承重部分和空间构造。施工企业在开展建筑混凝土结构设计工作的时候，需要准确地了解结构中的不同内容，并且让不同部分的设计相结合，从而形成完整和体系化的建筑的混凝土结构；第二，施工单位要保证建筑中的混凝土结构协调统一；第三，还要站在建筑混凝土构造的受力角度加以判断，合理地设计建筑的混凝土结构。

2 建筑混凝土结构优化设计分析

2.1 合理布置建筑平面结构

建筑平面布局结构会对建筑抗震性能产生较大影响，而抗震性能是所有建筑进行结构设计时必须重点关注的基础性工作。具体设计工作中，要按照建筑抗震设计原则、要求、标准等进行设计，关注混凝土结构材料对建筑抗震性能的影响，根据建筑楼层高度选择合理的抗震等级。一般情况下，简单、对称、规则的建筑结构能够提升建筑整体的抗震能力，并且消耗地震释放的部分能量，能够很好地弱化地震的延伸作用，降低地震对建筑的破坏。而对于多塔结构、顶部塔楼结构等要掌握其振型数，合理控制其大小，做好设计数据核算，严格遵循标准规范设计要求，遵循抗震设计理念开展工作，在满足建筑建设要求的基础上，尽量选择规则性较强的平面结构，进而提升建筑混凝土结构的抗震性能。

2.2 剪力墙构造设计

建筑的混凝土结构中，剪力墙结构的设计工作有较为强烈的特点，且设计时，除进行地震防御、施工场地、结构材料、施工技术的关注和应用外。还需要根据建筑的科学体系，进行设计，在建筑的设计中，需要满足居民的日常生活需求，还注重空间应用与使用安全。剪力墙的构造设计，需要保障建筑的设计安全、使用质量，在设计阶段，利用更加科学、合理、有效的设计，缩减建筑成本，改善建筑施工质量，并促进建筑施工技术的改善，促进建筑施工效果

2.3 根据建设要求选择基础类型

建筑基础需要承载上部所有结构重量，其类型的选择需要根据施工区域水文、地质勘察资料，以及上部结构形式、载荷等要素进行综合分析才能确立较为科学的基础形式。而且，建筑基础类型会对建筑安全、功能、成本产生直接影响，必须以慎重的态度对待，选择科学、有效的基础方案。若建筑层数较少、载荷较小，且建设区域水文、地质等要素处于较好水平，可以选择独立基础、条形基础等，这2 类基础经济性、便利性都非常高；若建筑层数较多、载荷较大，且建设区域的水文、地质等要素存在较大问题，可以选择桩基础，通过桩基的摩擦力、端承力将上部载荷传递到大地当中；若建筑层数较多、建设区域水文地质条件优越，或者建筑层数较少且基础持力层的土质较差，均可使用筏板类型的混凝土基础，增加高层混凝土结构与下部持力层之间的基础面积，降低土层单位面积荷载，提升基础整体承载能力。

2.4 关注薄弱层结构的设计工作

由于薄弱层会在外部强烈的地震作用下，出现屈服形变问题，给混凝土结构带来较为严重的安全影响。因此，在建筑混凝土结构设计期间需要对结构薄弱层进行重点关注，选择有效的设计方法提升整体结构安全性。若建筑混凝土结构竖向结构刚度不连续，而楼层刚度比低于标准规范要求，就出现了结构薄弱层。

2.5 优化转换层结构设计工作

建筑混凝土结构转换层设计需要关注转换层上下竖向结构设置是否合理，是否能够将落地剪力墙百分比控制在合理范围，并解决建筑竖向结构构件刚度突变问题。若无法合理设置建筑转换层内部结构形式，很容易造成建筑竖向刚度突变性转变，进而出现抗震不利的薄弱点，影响建筑整体结构安全。对建筑混凝土结构转换层上、下2 部分的刚度来说，需要严格控制其刚度比，确保能够提升建筑竖向构件的抗侧力，来降低建筑整体竖向构件刚度突变造成的问题。使整个建筑混凝土结构位移比、整体性、刚度比都能满足标准规范要求。另外，还要通过设计控制建筑上部的竖向构件数量，以便降低转换层结构的刚度差值，避免混凝土结构转换层发生突变性的刚度转换，保证建筑整体结构能够满足工程建设要求。

2.6 建筑材料选择

建筑材料在建筑施工过程中的选择，在设计阶段即产生较大的影响。建筑材料的选择，在建筑设计当中，要保障科学性、准确性和合理性。设计师在进行建筑建设需求中，需要对混凝土的等级进行规范，确保混凝土结构、刚度、厚度、硬度等指标与混凝土等级。

3 结语

建筑混凝土结构体系较为复杂，其设计工作的经验、技术都有了较大发展。在此背景下，开展建筑混凝土建筑结构设计要注重其布局，采取有效措施优化其结构平面状况，选择安全、合理的结构类型，满足建筑建设整体需求。