结构工程中混凝土结构的优化设计分析

结构工程中混凝土结构的优化设计分析

郗皎蕴

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　　摘要：随着我国现代化进程的加快，我国建筑业发展迅速，建筑理念也在不断创新，建筑结构体系也逐渐多样化。要稳步推进工作进程，统筹国家方向，把保护生态环境放在更加重要的位置，实现经济效益和社会效益的双赢。基于此，本文分析了结构工程中混凝土框架结构设计方法的概述、问题及混凝土结构优化设计的措施。

　　关键词：结构工程；混凝土结构；

1混凝土框架结构设计方法概述

　　混凝土框架结构出现于19世纪末，随着时代的变迁，生产实践经验的积累和科学技术的进步，框架结构的设计方法也在不断完善和完善。发达。混凝土框架结构主要经历了许用应力设计法、损伤阶段设计法和极限状态设计法。其中，许用应力设计方法主要基于弹性设计，要求结构截面在荷载作用下的应力小于许用应力。许用应力法主要考虑材料的弹性，但缺乏一定的准确性，没有实际依据。损伤阶段法主要基于形状设计，比以前的方法更可靠，但在实际应用中仍存在不足。极限状态是破坏阶段的发展。该阶段详细规定了框架结构的极限状态，提高了安全系数，各构件具有相对一致的安全度。为了更加完善和科学，需要对框架结构的极限承载力进行准确的评估，这样才能更加安全。

2结构工程中混凝土结构设计中存在的问题

2.1混凝土材料配比不稳定

　　混凝土不是具有单一属性的建筑材料。混凝土主要由水泥、骨料、砂等建筑材料混合、凝固而成。因此，在施工过程中，各种混凝土材料的配比是不同的。这将导致混凝土标号的降低。在混凝土施工过程中，混凝土表面会出现麻点、气孔等问题，给混凝土的结构带来严重的问题。例如，如果在混凝土的搅拌过程中发现砂石料的比例过高，会导致混合料离析，混凝土材料在搅拌过程中会因骨料在搅拌过程中干涸甚至硬化。

2.2混凝土衬砌易渗漏

　　目前，在我国结构工程施工过程中，混凝土结构设计存在明显问题，即在混凝土衬砌中，因设计不合理而发生渗漏，对渠道工程的安全十分不利。总之，衬砌施工渗漏的主要原因是混凝土结构出现裂缝，裂缝主要由以下几点造成：1）混凝土模板设计条件不合理；2）在渠道施工中渠道位置选择不当，岩土工程的沉降会对衬砌产生一定的压力，导致混凝土出现裂缝；3）混凝土施工原材料存在一定的质量问题；4）混凝土运输、搅拌过程其中，混凝土的养护管理没有得到加强。

2.3水热化、应力过度集中和裂纹

　　混凝土结构容易产生结构裂缝，产生裂缝的原因多种多样，但最常见的两个原因是温度和应力。混凝土浇筑作业完成后，需要给混凝土结构足够的养护时间。大体积混凝土的温度需要在整个过程中保持水平。尽量不要造成温差过大，否则会使混凝土结构内外温差过大，形成裂缝。固化温度最好控制在平均25℃左右。结构应力也很容易导致裂缝。如果混凝土结构的某一部分承受超过结构极限的应力，就可能产生裂缝。

3结构工程中混凝土结构优化设计的措施

3.1强柱弱梁节点设计

　　地震灾害严重威胁着人们的生活质量和生命安全，为人们提供良好居住环境的建筑物在建造时需要充分考虑地震的影响。在我国建造建筑物最普遍的方式是采用混凝土框架结构模型。为了使框架结构即使遇到地震也能直立，框架结构中的梁端可以形成塑性铰。最好采用强柱弱梁的设计方法。强柱弱梁的设计可以有效防止建筑物的倒塌，也可以在发生大地震时为人们提供安全的居住环境。设计时，立柱的截面尺寸应设计得尽可能大，理想状态是柱的线刚度与梁的线刚度之比大于1。

3.2混凝土裂缝控制技术

　　在施工阶段，施工人员首先对混凝土中使用的各种原材料进行合理配比，由技术人员负责对不同配比的混凝土材料进行抗裂性能对比试验，并结合试验结果确定。因此，需要将搅拌好的混凝土从其他工地运到施工现场。此时必须协调好施工现场和混凝土搅拌现场的时间关系，保证混凝土运到现场后可以立即施工。运输混凝土时，应使用专用混凝土运输车。混凝土运输车在运输混凝土时，可通过搅拌装置连续搅拌混凝土，防止混凝土凝固。准备运输时，应提前规划好交通路线，以免因堵车或道路维修而延误。

3.3提高结构设计水平

　　首先，为保证基础数据内容的足够准确性和完整性。在进行结构工程结构设计时，应参照我国的有关规定，完成相关数据和资料的收集工作。数据采集结束后，经过严格审核，如果数据有任何问题，将不再使用，确保数据足够准确。其次，设计师还需要明确结构内部的层次标准。在确定等级标准时，需要分别考虑实际规模、效益和类别，确保等级标准本身具有足够的科学价值。同时，要明确水利建筑的结构设计等级标准。一方面可以有效完成成本控制，另一方面也可以提高项目的整体质量。三是不断优化现有监管体系，提高完善度。通过合理的监督体系，可以对建筑结构设计的全过程进行监督管理。同时，了解结构设计中存在的问题，确保设计工作足够科学。不仅如此，完善监管体系一方面可以保证项目建设本身的连续性，另一方面可以防止生产过程中出现断点问题。最后，设计师应该更加重视加强结构工程结构硬件。在进行结构设计时，还有很多工作需要借助相关设备来完成。基于这种情况，为保证工程结构本身的质量，加大硬件强化力度，改善不足，促进结构工程产业发展。

3.4混凝土后养护

　　混凝土浇筑完成并不代表整个工程施工结束，还需要对混凝土进行养护，通过保养，可以提高其抗拉强度，降低自约束应力，在高应力条件下保持良好状态。具体来说，混凝土压实后，可以在上面覆盖一层养护材料，如稻草、塑料等。在养护过程中，要定期对混凝土进行检查，准确了解混凝土状况，并在此基础上，应采用相应的拆除方案。混凝土内部温度低，内外温差小于20℃，可直接去除凝固层；如果内部温度过高，且内外温差大于20℃，拆除后应覆盖一层保温膜，以减慢降温速度，避免降温过快造成混凝土裂缝。同时，混凝土成型后，应检查剪力墙和框架柱表面养护液的涂敷情况，并在地面洒一定量的水。当混凝土凝固到一定程度，强度超过1.2MPa时，可在混凝土上方浇筑相应的模板。为保证建筑质量，养护时间应大于7天。

　　结语

　　随着科学技术的不断发展，我国建筑工程的技术和工艺也在逐步完善。混凝土技术作为一种重要的施工方法，可以有效提高施工效率，保证施工质量。对施工单位来说，要灵活运用混凝土施工工艺，从模板制作安装、混凝土浇筑、钢筋搭接、混凝土浇筑等方面加强现场监督，减少事故的发生，尽可能地促进整个建筑业的繁荣发展。

　　参考文献：

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[3]宋岭玉.结构工程中混凝土结构的优化设计[J].建材与装饰,2020(11)：104.