结构工程中混凝土结构的优化设计

王汉民

摘要：从现阶段发展而言，结构工程对人们的正常生活带来了诸多影响，甚至在一定程度上直接决定了我国整体经济增长。为此，相关人员必须对此提高重视程度，通过应用合理的方法，对原本的混凝土结构进行优化，进而提升工程建设以及管理的效果。

关键词：结构工程;混凝土结构;优化设计

中图分类号：TV331 文献标志码：A

引言

伴随着经济的发展和进步，对于结构工程周边的一些居民生产和生活都发挥着重要作用，同时城市中用水都是取自于结构工程建设，因此，对结构工程建设和管理对于整个国民有着非常大好处，但是从现阶段我国结构工程技术中可以看到，虽然技术上有所医生的，但是还是有着很多问题存在的，因而结构工程的建设和管理工作至关重要。

1、结构工程中混凝土结构设计存在的问题

1.1混凝土材料配比不稳定

混凝土并不是单一属性的施工材料，混凝土主要是由水泥、骨料、砂石等施工材料经过搅拌、凝结而形成的，所以，在施工的过程中，混凝土各种材料的搭配比例各不相同，这样就会导致混凝土的标号降低，在混凝土施工的时候，会使混凝土的表面出现麻面、气孔等问题，会给混凝土的结构带来非让严重的问题。例如，如果是在混凝土搅拌的过程中发现砂石材料的比例过高，就会导致混凝土在搅拌中因为骨料过于集而使拌合物出现离析以及混凝土料变干甚至硬化的情况，这样就会降低混凝土的牢固性。

1.2混凝土衬砌易出现渗漏

目前，我国结构工程在建设施工的过程中，混凝土结构设计存在很明显的问题，也就是在混凝土衬砌时，因为设计不合理而出现渗漏的情况，非常不利于渠道工程的安全。总之，在进行衬砌施工的时候出现渗漏原因主要是混凝土结构出现裂缝，产生裂缝主要是由以下几点引起：1）混凝土模板在进行设计的时候存在不合理的情况;2）在通道施工的时候，通道位置选择的不到位，岩土工程上方出现沉降的时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）混凝土在运输以及搅拌的过程中，没有加强对混凝土的养护管理。

1.3水热化、应力过于集中，出现裂缝

混凝土的结构中比较容易出现结构裂缝，而导致裂缝出现的原因是多种多样的，但是其中最为常见的两个原因是温度与应力。混凝土浇筑操作环节结束以后，需要给混凝土结构足够的养护时间，整个过程需要对大体积混凝土的温度进行水平维持，尽量不要出现温差过大的情况，导致混凝土结构的内外温差过大，形成裂缝，养护的温度最好控制在平均25℃左右。结构应力也容易导致裂缝出现，混凝土结构中的某个部位如果受到的应力超出了结构的承受极限就可能导致裂缝。

1.4其他构件的设计缺乏合理性

在目前的结构工程之中处理地下管网时，通常主要采用“一洞多机”的布局方案。然而在进行岔管设置时，其对混凝土原本的机构设计有着非常高的要求，同时当前也没有形成相对较为完善以及实际的混凝土岔管设计准则。基于这一情况施工人员自然很难对混凝土岔管设计中的承压能力进行了解，并且在较为复杂的地貌中以及计算过程中，造成设计不合理的情况发生。如此一来，混凝土本身结构的安全性会受到严重影响。

2、结构工程混凝土结构设计的具体优化

2.1合理选择混凝土材料

一般而言，施工材料之中，碎石和砂石都处在考虑的范围之内，为了确保可以选到优质的混凝土，理应对实际选择的材料进行检测和试验。如果其参数满足施工的基本需求及规范，才能够将其运入现场，以此确保混凝土本身的结构质量。由于水泥很容易产生水化反应，从而影响其质量，造成这种问题的主要原因便是随时会内部存在大量有害物质，如果没有及时处理，会造成混凝土本身的强度有所下降，并对工程建设带来巨大影响。在进行配比的时候，同样需要进行检测和试验，以此对其最佳配比进行明确。

2.2提升结构设计水平

首先，为了确保基础资料内容具有足够的精确性和完整性。在针对结构工程结构展开设计的时候，应参照我们国家的相关规定，完成相关资料信息的收集工作。当资料收集结束之后，还要对其展开严格审查，如果有任何资料存在问题，都不予以使用，以此确保资料足够准确。其次，设计人员还需要对结构内部的等级标准予以明确。在进行等级标准确定的时候，需要对实际规模以及效益和类别分别展开考虑，以此确保等级标准本身具有足够的科学性价值。同时，还要对水利建筑物的结构设计等级标准进行明确化，一方面能够有效完成成本控制，另一方面还能提升工程的整体质量。再次，对现有的监理制度不断优化，提升其完善性。通过运用合理的监理制度，可以对建筑结构设计的整个过程完成监督和管理，同时还要对结构设计中存在的问题进行了解，确保其设计工作具有足够的科学性。不仅如此，完善监理制度一方面可以保证工程施工本身的连续性，另一方面还能防止在生产过程中会有断点问题产生[3]。最后，设计人员理应提高对于强化结构工程结构硬件的重视程度。在进行结构设计的时候，仍然有大量工作需要使用相关设备才能完成，基于这一情况，为了保证工程结构本身的质量，理应提高对于强化硬件方面的重视程度，改进其中的不足，推动结构工程产业快速发展。

2.3混凝土裂缝的控

混凝土结构施工设计方案上裂缝是较为常见的问题，因此设计工作往往会对此部分内容进行重视，配合科学的预防与治理措施，控制裂缝数量与产生部位。首先，工作人员要在混凝土结构设计中对混凝土的承载力进行科学控制，防止出现裂缝。如果裂缝不可避免，那么也需要通过一定的方法，让裂缝的范围得到控制。一般情况下，可以根据工程施工的基础环境对荷载性质、水压力变化等因素科学操控。尤其是现代结构工程建设过程中，弯拉构件上的一些裂缝控制较为棘手，给控制工作的效果获取带来了很多的难度。例如一些水工建筑中的非常规杆件，尤其要对裂缝的宽度进行严格控制，裂缝的宽度设置可以根据混凝土构件的裂性评估进行设定，同时依据次构件的断面作用力变化指数对裂纹的开度进行标准设置。同时，需要注意的一点是在实际应用的过程中要对钢筋、混凝土的极限承受力进行测定，然后让裂缝的尺度控制更为专业、科学，保证裂缝不会对工程项目的主体结构产生影响。

结束语

根据上文所述，由此可知，在结构工程中，混凝土材料的使用率越来越高，应用范围越来越广，质量优化成为许多多维特征的焦点。因此，在混凝土结构的优化设计方面我们应该有一个清晰明确的认识，并且清楚的了解它的设计原则和标准，而且在混凝土结构优化设计这一领域专业的设计师也应该不断积累设计经验，通过合理的方法提高施工质量，同时也能找寻到施工过程中的不足。并且也能通过自己丰富的工作经验，使得整个过程精益求精。此外，混凝土優化设计这一举措不仅可以节约建设成本，还可以提高项目的整体质量，也能逐步实现科学化和现代化混凝土优化设计，完美地实现其桥梁纽带作用，最终不仅达到经济预期的目标，也可以完全不失结构安全。

参考文献：

[1] 蔡舒平.探析结构工程中混凝土结构的优化设计[J].建材与装饰，2019（06）：279-280.

[2] 王增.浅谈结构工程中混凝土结构的优化设计[J].农业与技术，2018，38（20）：64.

[3] 宁雷.探析结构工程中混凝土结构的优化设计[J].建材与装饰，2018（12）：291-292.

[4] 杨艳，邹进.结构工程中混凝土结构的优化设计思路分析[J].南方农机，2017，48（16）：87.

[5] 桑成虎.结构工程中混凝土结构的优化设计探微[J].建材与装饰，2017（05）：271-272.

（作者身份证号码：130635199205034435）