关键词：建筑；混凝土结构；优化；设计
引言
混凝土结构是建筑工程中较为常用的结构形式，多数状况之下混凝土与钢筋是主要的材料。混凝土结构具有较为优异的性能，加强对混凝土结构稳定性的分析直接影响建筑工程整体质量。
1混凝土建筑结构优化的意义
目前，我们国家的经济发展速度很快，居民的居住、生活环境逐渐优化。设计人员需要不断的对建筑结构进行优化，使得建筑物既满足安全、耐久、适用、经济，又满足感官视觉要求。混凝土结构设计的优化是以实际为主，依据建筑物的基本情况，以经济为前提进行优化设计，其最主要的内容就是充分的利用基础结构、方案以及围护结构等环节，建立起最符合要求的模型，最后需要科学的计算结构中的各种参数，确立出建筑工程的最终方案。混凝土结构的优化设计具有十分重要的意义，首先，可以极大的提高建筑物的经济性能，对建筑结构进行优化能够节约成本、节省混凝土等材料，对抗震方面也有改善，可以减少建筑结构内外层不必要的修饰，还可以提高结构的受力能力。其次，混凝土结构的优化设计也极大的减少了一项工程的造价。
2混凝土结构设计中的常见问题
2.1结构荷载常见问题
（1）各类特殊房间的荷载，如发电机房、消防水池、超市、储藏室的取值有误。一般有放置特殊设备的房间需相关专业提资，特别注意消防水池的荷载，建筑图中常常标注有效水深，但这个并不是最大水深，特别容易疏忽，造成荷载计算偏小。（2）卫生间、阳台、楼梯间活荷载取值有误。需按规范正确取值，卫生间需特别注意是否带有浴缸（带浴缸按4.0kN/m2）。（3）高低层相邻屋面，较低屋面未考虑施工荷载。施工图审查时经常会遇到审图单位给出该意见，考虑到现场实际施工情况，建议按《全国民用建筑工程设计技术措施-结构体系2009》F.1-4条5）款考虑该施工荷载4.0kN/m2，并在施工图上注明。（4）漏考虑消防车（消防登高面）的荷载。（5）周边与外立面有关的线角（飘板）的荷载未考虑够。由于建筑立面的要求，有时这个荷载会很大，如果一楼会有安全隐患。（6）自动扶梯荷载漏考虑或考虑不够，需仔细对照扶梯资料，留够荷载。（7）漏考虑楼板上的墙体荷载。
2.2结构施工图常见问题
（1）基础埋深不够。一般为无地下室或地下室一边敞开时会忽略该问题。需按规范，对天然基础取H/15，桩基H/18，H为室外地坪标高算至基础底标高。（2）基础最小厚度不能满足构造要求。独立基础厚度一般要取到400mm，才能满足上部框架柱钢筋在其内直锚20d的要求，以上部框架柱纵向钢筋直径16mm为例，基础最小厚度为20×16+40（保护层）+2×12（基础双向钢筋）=384mm。当钢筋直径大于16mm时，其所需最小厚度会更大。（3）当采用筏板基础时，剪力墙水平钢筋直径不满足规范要求。根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第8.4.5条：采用筏形基础的地下室，钢筋混凝土外墙厚度不应小于250mm，内墙厚度不宜小于200mm。墙的截面设计除满足承载力要求外，尚应考虑变形、抗裂及外墙防渗等要求。墙体内应设置双面钢筋，钢筋不宜采用光面圆钢筋，水平钢筋的直径不应小于12mm，双向钢筋直径不应小于10mm，间距不应大于200mm；对该条文规定，当塔楼采用筏板基础，其剪力墙配筋也应满足该规范要求。（4）地下室外墙位置当顶板沿外墙方向有较长开洞时，墙顶仍按铰接计算配筋。该情况较常见，造成外墙墙厚及配筋可能都不够，设计时应根据实际情况对墙顶按自由端来考虑外墙的厚度及配筋。（5）预应力管桩基础时，其间距不满足规范最小间距要求。
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2建筑混凝土结构优化设计措施
2.1嵌固端位置设计
建筑一般状况之下会添加人防结构以及地下室结构，在人防顶板以及地下室顶板上设置嵌固端。嵌固端的位置对于建筑结构会产生不同程度的影响，在设计过程中如果忽略此问题则会导致建筑结构出现细节问题。例如，在嵌固端的上下层刚度设计过程中，要分析限制范围、嵌固端楼板设计以及结构缝位置是否协调，要分析上下层的抗震等级是否一致等问题，加强细节分析与设计，合理的大量设计变更分析，对建筑结构安全结构进行系统分析，合理设计。
2.2合理设计混凝土结构的尺寸
不同建筑材料存在着不同的变形差异，再加上混凝土结构受到环境温差的影响，导致了混凝土结构的开裂问题。尤其对于一些结构尺寸较大的混凝土来说，由于受到材料变形以及温差因素的影响，混凝土结构应力将会显著增大，在这种状态下很容易出现楼板和墙体裂缝。因而，在进行结构设计工作时，设计人员要提升混凝土结构尺寸的合理性，并且在进行结构设计过程中，要选用合理的结构布置方案。这样一来，才能提升结构在受力状态下的整体性能，同时也可以确保结构刚度得到合理的分配。在进行配筋设计过程中，设计人员要严格按照设计规范以及设计标准进行设计，提升配筋工作的合理性。另外，设计过程中要尽量避免使用变形差异较大的材料，进而可以防止因为材料自身变形而导致的混凝土结构裂缝。
2.3建筑结构竖向布置分析
建筑混凝土结构在设计过程中，竖向结构会直接影响建筑结构的整体质量。建筑进行竖向设计分析过程中，要保障建筑结构整体的均匀性与规则性，如果没有特殊性的要求，则要避免出现内收与外挑的设计。要综合建筑重心以及结构稳定等因素，根据上小下大的基础原则合理地进行建筑竖向结构的合理布置，建筑结构在设计过程中要保障其侧向变化的均匀性、缓慢性。如果建筑结构的竖向结构出现较为严重的不规则结构，则要对其系统分析，避免其对建筑结构稳定性产生不良影响。如果建筑结构的竖向结构为内收结构，在设计过程中为了满足建筑的抗震性需求，就要保障楼层的侧向刚不不低于临近上下楼层的侧向刚度的70%，或者不低于邻近3层侧向刚度平均值的80%，如果建筑结构位于楼层上部的时候，楼层缩进位置与室外地面高度、建筑整体高度比值高于0.2，保障楼层上部缩进之后长度的楼层下部长度要高于75%以上。
2.4重视概念设计
网络技术的发展带来了很多便利，在建筑结构的优化设计上也可以利用网络技术，但是有些时候仅仅依靠网络技术计算并不能得到最精准的答案。例如，选择合理的建筑材料、结构参数以及荷载标准值等方面，这些情况下需要根据设计人员的施工经验来选取合理的设计方法。仅仅利用电脑软件的程序进行方案优化，并不能确保最终的方案和建筑实际情况完全吻合。通常，遇到这样的问题，需要依靠经验丰富的设计人员采取理性的判断。这种问题上的优化关键看设计人员是否具备充分的经验。设计人员在日常工作中要不断的扩充自己的见识不断的积累经验，并合理的将网络技术和优化设计结合到一起。
结语
建筑混凝土结构在设计过程中稳定性是较为关键的因素，根据实际状况了解关键参数，制定有效的方案可以在根本上保障建筑混凝土的稳定性，保障其满足内在的设计要求与需求。
参考文献
[1]张志强，贾洪亮.建筑混凝土结构设计分析[J].工程建设与设计，2018（23）：21-22.
[2]孙帅.基于建筑结构设计分析混凝土结构的裂缝问题[J].门窗，2017
（1）：123-125.
论文作者: 薛菲
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第3期
论文发表时间:2020/4/14
标签：荷载论文; 结构论文; 建筑结构论文; 混凝土结构论文; 建筑论文; 钢筋论文; 混凝土论文; 《工程管理前沿》2020年第3期论文;