结构设计方案范文

导语：如何才能写好一篇结构设计方案，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：交通信号灯；悬臂结构；荷载验算

0 前言

现目前随着城市建设的不断发展，越来越多的人们进入城市导致城市道路的负担也在日益加重，作为指导城市交通的信号灯杆安装成为近年来城市市政建设的一个重要部分，而且随着城市道路的不断拓宽，要求信号灯杆的悬臂也越来越长，这对悬臂结构的设计方案也提出了新的要求，现以四川省绵阳市城市交通信号灯杆悬臂为例进行12m、15m、18m长悬臂信号灯进行结构设计方案的分析。

1设计背景

四川省绵阳市城市建设管理科通过公开招投标方式新建一批交通信号灯，信号灯杆采用悬臂架构，悬臂灯杆长8m、12m、15m，现依照施工图进行结构验算确定施工方案是否可以保障悬臂结构安全。

2结构方案的验算

2.1验算说明

1、本验算仅按照施工图纸进行，实际结构的工作力学性能与施工质量、结构材料力学性能等密切相关；因无地基土的物理、力学性质参数，基础的抗倾覆验算，仅考虑了基础混凝土在自重作用下的抗倾覆验算。

2、施工图中8m、 12m、15m长悬臂信号灯图中，连接法兰图中的螺栓为8.8级M24螺栓，摩擦型连接，8m、12m、15m长悬臂的法兰连接螺栓数量分别为4、4、8、8。

3、钢材牌号为235Q，E43型焊条手工焊。

3 悬臂结构方案验算

3.1荷载计算

1、横梁自重及节点剪力、弯矩标准值

3.2 联结法兰、立柱钢管与连接短梁与的焊缝连接强度计算

计算公式：

验算公式：如 ，安全

3.3 横梁联结法兰螺栓连接强度计算

采用8.8级M24高强度螺栓，摩擦型连接

计算公式： 螺栓预拉力

4 结束语

通过对悬臂结构的验算说明此此方案能够保障结构安全，结构验算在悬臂结构中起着非常重要的作用，应用本文所提的结构验算方案方法对四川绵阳是城市交通信号灯进行了优化设计，并与施工方法的实用性和有效性，对结构的安全起到了重要的技术保障。

参 考 文 献：

[1] GB50009-2012， 建筑结构荷载规范[S].

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关键词：高层建筑；支护结构；水平支撑；竖向支撑

在地下大空间的开发日益受到人们重视、尤其是在商业繁华地带大空间更被迫切需要的今天，地下停车场、地下商场、地下歌舞厅等需要地下大空间的高层建筑，若采用箱基础，则其纵横墙将地下分格成许多小空间，虽然结构整体刚度好，但无法满足大空间要求。因此，如何在保证基坑工程安全和合理满足周边环境保护要求的前提下，尽可能降低基坑临时支护结构的工程量并尽可能方便工程施工加快施工进度，成为目前深基坑工程设计的主要研究方向之一。本文探讨对带有裙房的超高层建筑基坑工程则大多采用地下主体结构与支护结构相结合的基坑支护工程设计，施工取得了较好的效果。

1.基础选型的主要依据

在基础工程设计中，根据各地区不同的地质条件，选择合理的基础形式，是个关键问题。一般情况下应考虑以下条件；高层建筑基础首先应满足基础本身的强度要求，上部荷载分布应尽量均匀；基础应支承在较坚固或较均匀的地基上，应考虑持力层及其下卧层的整体稳定性，同一栋建筑不宜采用多种不同类型的基础形式；应满足建筑物使用上的要求，例如人防要求、设置地下车库、地下酒吧、地下商场、地下餐厅等要求；应满足构造的要求，如高层建筑箱基的埋深、高度，基底平面形心与结构竖向静荷载重心相重合，对偏心距的要求、沉降控制等；根据上部结构的不同结构形式选配合理的基础形式；高层建筑基础，一般埋置较深，因此，应考虑深基坑开挖和地下水抽排对周围建筑物的影响，以及地下水造成施工难度的增加和对工程质量的影响。

2.案例分析

2.1工程概况

某主楼建筑总高度为239m，地下3层，地上46层；裙房4层。主楼采用框架-核心筒结构体系，地下一层及二层结构梁板采用钢筋混凝土结构，一层采用钢骨混凝土梁及钢筋混凝土楼板，主楼桩基采用桩端后注浆钻孔灌注桩，桩基承台采用厚板式承台，主楼底板厚度为3.5m，裙房底板2.0m。基坑开挖深度：主楼17.35m，裙房15.85m。由于基地地处陆家嘴金融中心，周边高层建筑、地下管线众多，环境保护要求高。

本工程场地地势较平坦，场地表层填土分布广，厚度大。杂填土遍布，基坑东边界地段和南边界的杂填土和素填土，厚度达3.0m。本工程场地存在粘质粉土，土质不均，粉性砂性重，渗透性强。本场地埋深约37m下存在第7层为承压含水层。

2.2支护结构设计总体方案

2.2.1方案选择

本基坑支护设计方案阶段进行多方案的技术经济分析比较，主要有两种：

1）采用设置临时基坑支护结构的设计方案，顺作法施工，采用钻孔灌注桩结合外侧SMW工法水泥土搅拌桩止水帷幕作为临时围护结构，坑内设置三道临时钢筋混凝土支撑，支撑采用对撑及角撑布置，并结合坑内地基加固的设计方案；2）采用超高层建筑地下主体结构与支护结构相结合的深基坑设计方案，逆作法施工，采用地下连续墙作为围护结构，利用地下主体结构的梁板作为支护结构的水平支撑，利用结构柱和桩承受施工期间的竖向荷载，原则上采用一柱一桩钢立柱型式，并结合坑内地基加固的设计方案。

2.2.2设计思路

经综合研究分析，最后确定采用超高层建筑地下主体与支护结构相结合的深基坑设计方案，地下各层梁板结构采用由上而下的逆作法施工方式。施工阶段为方便土方工程施工，加快施工速度，方便主体结构施工，保证主体结构的工程质量，核心筒体采用顺作法施工方案，因而可以利用核心筒部位以及车道部位作为逆作法施工的出土口，便于土方工程施工，这种施工方法较为文明，节约材料，且基坑围护结构变形较小且经济效益十分显著。地下连续墙厚度为1.0m，主楼和裙房区域地墙槽段有效长度分别为34.0m和30.35m。鉴于地质条件的特殊性，对地下连续墙两侧采用水泥土搅拌桩进行槽壁加固。

2.3支护结构设计具体方案

2.3.1水平支撑设计

利用地下主体结构的梁板作为基坑开挖阶段的水平支撑，其支撑刚度大，对水平变形的控制极为有效，同时也避免了临时支撑拆除过程中围护墙的二次受力和二次变形对环境造成的进一步影响，最大的优势在于避免了大量临时支撑的设置和拆除，对于资源的节省和环境的保护意义重大。本工程利用地下主体结构共设置四道水平支撑，其中地下室顶板、地下一层梁板、地下二层梁板分别为第一、二、三道水平支撑，其中第四道支撑为设置在底板。在逆作法施工过程中，利用主体结构梁板作为开挖阶段时的水平支撑必然承受较大的水平力，这种在水平力作用下梁板结构的受力分析在必须考虑梁板结构的相互作用，由于基坑四周与围檩长度方向正交的水平荷载为不均匀分布，支承刚度在平面内分布也不均匀，为避免模型整体平移或者转动，必须设置必要的边界条件限制其平面内的。刚体运动。通常可采用三种计算边界条件：1）在局部设置固定支座；2）法向弹簧支座边界，法向弹簧边界是一种工程经验方法，也是空间杆系模型分析时经常采用的边界条件；3）切向弹簧边界，切向弹簧边界的弹簧刚度系数按照地墙与土体之间的摩擦阻力的刚度确定，采用功能强大的有限元分析软件ANSYS分析水平荷载较大的地下一层梁板不同的边界条件下梁板结构的内力和变形特性。

由于本工程主楼和裙房底板厚度相差2m，如何利用底板厚度差异在地下室底板内部设置第四道钢筋混凝土支撑，减小最后一道支撑与坑底的间距，对本工程安全和降低施工难度是非常重要的，本道支撑设置分析比较了三种不同方案，方案一是设置在主楼和裙房整个底板范围内设置第四道混凝土支撑，支撑范围大，给整个地下室底板钢筋和混凝土施工带来很大的施工难度；方案二是部分利用裙房区域的底板主要在主楼底板范围内设置第四道混凝土支撑，该方案使得裙房底板与主楼底板必须分两次浇筑，土方工程和钢筋混凝土工程必须分次进行，土方开挖机械需要二次进场，施工工期较长，且主楼区域与裙房底板变板厚区域钢筋施工难度较大，支撑范围也较大；方案三是利用裙房区域的底板垫层与主楼底板范围内临时混凝土支撑相结合作为第四道混凝土支撑，充分发挥混凝土垫层的作用，且支撑范围较小，并使得整个地下室底板土方施工、钢筋施工和混凝土施工都可以连续施工，有利于施工合理安排，与方案二相比，本方案工期缩短约一个月，考虑地下室底板垫层与支撑协同作用的第四道混凝土支撑有限元内力和变形分析，第四道支撑斜撑轴力最大计算值约为6000kN，实测最大轴力为5493kN，二者接近。

2.3.2竖向支撑设计

基坑逆作施工阶段的竖向支撑采用一柱一桩形式，立柱分为两种：1）利用主体结构钢骨混凝土柱中的型钢钢骨作为施工阶段钢立柱，由于本工程为超高层建筑主体结构柱中的地下部分钢骨单根重量约30t，重量大，利用型钢钢骨作为型钢立柱必须考虑两个问题：①钢骨的支柱桩的混凝土如何浇筑；②型钢钢骨按照钢结构安装要求需要达到1/1000的垂直度控制要求。经研究分析，采用钢钢骨混凝土柱，利用设置在内部的圆钢管作为立柱桩混凝土浇筑通道，通过设置在外部T型柱来合理满足结构柱轴压比的控制要求。在安装阶段，通过研制专用的校正装置和高精度的监测仪器，各方面高度重视，实践表明基本满足了设计要求。2）逆作法施工需要新增的型钢格构柱，截面为500×500。永久框架柱正常使用期间外包混凝土，永久框架柱位置的立柱桩均利用主体的柱下工程桩，局部位置考虑新增立柱桩作为逆作施工阶段的竖向支承。

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关键词：地铁深基坑；吊脚墙；设计方案

Abstract: the dongguan subway station down the original palisade structure design scheme for continuous wall with interior support support system, according to the basement in the rock were taken of the corresponding embedded depth of solid, but hail the bedrock local scope of the breeze gneiss maximum strength to 132 Mpa, continuous wall into slot to, so local to DiaoJiao wall. Combined with "DiaoJiao wall" in the pit enclosure structure of the engineering application, this combination of supporting structure stress state and summarized, but for similar project design, construction to provide the reference.

Key words: the subway deep foundation pit; DiaoJiao wall; Design scheme

中图分类号： TU318 文献标识码：A 文章编号：

1引言

随着城市的发展，人类对地下空间的开发利用越来越向地下深度方向发展，基坑工程也越来越深。在珠三角地带经常遇到上软下硬地层，即基坑的上部为土层或者砂层，下部则为基岩，对此类二元介质基坑通常采用“吊脚”方式进行处理，结合下桥站的具体情况，上部有较厚砂层，因此采取“吊脚墙”作为围护结构。

2工程概况

下桥站设置于莞龙路和银珠街、银岭街交汇处，埋设于莞龙路方向布置，莞龙路道路宽32m，路面交通流量较大，路东西两侧有较宽绿化带及空地。东北侧为新一居，锦安楼等多层混凝土框架结构,西南侧为金桥楼等多层混凝土框架，南侧为东莞市第三人民医院门诊车站及配线区间总长497.278m，（其中车站长度261.751m,明挖区间段235.527m）。车站及配线段均为明挖双层单柱两跨钢筋混凝土结构形式，基坑深约17.66m、宽约19.1m。

3地质及水文条件

站区属冲洪积平原地貌区，局部残丘及垄岗分布。车站范围上覆土层主要为第四系全新系人工填筑土（Q4ml），全新系冲洪积（Q4al+pl）粉质粘土、砂土，第四系残积（Qel）砂质粘性土，下伏基岩为震旦系大绀山组（Zd）混合片麻岩。本站基岩面起伏较大，局部微风化岩面已经到车站中板标高。

片麻岩残积层及全、强风化岩层具有遇水软化、崩解，强度急剧降低，自稳性差的特点；全、强风化岩与中微风化岩接触面具有上下、左右软硬不均的特点。

地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水。

第四系孔隙水主要赋存于冲洪积砂层及残积砂质粘性土层中，以孔隙潜水为主。砂层在场址范围内分布范围较大，总厚度大体在0.4～5.0m，多呈透镜状分布，成层性较差，不属于大的含水层，且粘粒含量较大，富水性及透水性一般，含水量一般。砂质粘性土透水性和富水性均较弱。

4基坑支护设计方案

钻孔灌注桩施工工艺成熟，适用于各种地层的深基坑施工，整体刚度较大。但在富水层中需要增加桩间止水措施，本站所处砂质粘性土和混合片麻岩全风化地层存在遇水易软化崩解的性质，桩间止水效果不易保证。地下连续墙止水效果好，整体性好，可以保证施工期间的基坑安全。因此本站基坑围护结构采用800mm地下连续墙，局部微风化岩面隆起部位采用“吊脚墙”。由于车站底板大部分位于砂质粘性土或全、强风化混合片麻岩（具有遇水易软化崩解的性质），岩层裂隙水较发育，为此经比较分析计算地下连续墙嵌固深度确定为：微风化岩层插入深度不小于2.0m；中风化岩层插入深度不小于3.0m；部分强风化岩层时为过强风化岩层后进入中风化岩层深度为不小于2.0m；底板下方全为强风化岩层时插入深度为不小于6.0m并设置注浆防渗墙防止渗水引起混合片麻岩残积土及全、强风化土软化崩解。同时基坑拟采用大口径井点降水工法施工，井点间距15m，井深25m，沿基坑中间布置。

5“吊脚墙”复合支护设计分析

车站围护结构横断面具体的设计参数如下。

围护结构断面图

围护结构采用800mm厚连续墙，采用工字钢接头，墙底嵌入岩肩深度不小于1.0m；竖向设置2道混凝土支撑加1道锁脚预应力锚索。下部基岩采用锚喷支护，喷砼厚100mm，锚杆采用长3.0m，φ22水泥砂浆锚杆，下倾角15°,梅花型布置，间距为2000mm×2000mm。

本站局部地段处于上层是土层，下层是基层，考虑到现有的技术和设备以及基坑支护工程造价，连续墙嵌入岩层深度有限，但基坑开挖要求则至基岩面以下几米，当基坑开挖到基底时，墙脚就吊在空中，因此称为“吊脚墙”。所以不能用传统的设计计算模式，其受力特点也不同于传统围护结构模式。墙底入岩面处会预留一定宽度的岩肩，由于场地及建筑空间的要求不能留很宽，一般控制在0.5~1.0m，设计时根据墙后土压力的大小在墙脚处增加1道预应力锚索来弥补岩肩抗力的不足，因此底部锁脚锚索的预应力大小成为一个主要控制因素。

参考国内外的研究模式和类似工程实例，把此类基坑的设计分为两部分进行计算，第一部分为先用传统方法对上部土体开挖支护进行计算，第二部分对下部基岩按锚喷支护进行设计。

本地铁车站的上部围护结构采用《理正深基坑支护结构设计软件FSPW5.3》软件进行模拟计算，计算结果如下。

计算简图

内力包络图

计算内力表

6结语

结合东莞下桥站的设计，针对二元岩土结构基坑的设计和施工提出以下的建议和结论。

1）对此类二元介质基坑，可以对上层土体开挖按传统的的设计计算方法进行设计，但计算时嵌固深度应尽量取小值，因为岩肩并不能提供被动侧的抗力。

2）下部基岩爆破开挖时应采用光面爆破或预裂爆破，对岩肩进行保护，防止对岩肩破坏。

3）岩层开挖时，墙底预应力锚索是绝对控制因素，施工时应加强对其轴力的监测，必要时可以合理加大锚索预应力。

参考文献

[1] 《建筑基坑支护技术规程》（JTG 120-1999）.北京：中国建筑工业出版社，1999

[2] 《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB 50086-2001）.北京：中国计划出版社，2001

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【关键词】建筑结构设计原则设计方案

1 建筑结构设计基本原则

在建筑结构设计中，为了保证设计质量，就必须严格遵循建筑结构设计基本原则，才能够使建筑的性能和质量满足人们的生活生产要求，然而在设计的过程中，需要遵循的建筑结构设计基本原则有如下几点。

1.1抓大放小

在建筑结构设计中，“强柱弱梁”和“强剪弱弯”是设计人员必须了解的基本改良。在现代的建筑结构设计中，由于建筑结构中各个部分的功能有所不同，并且各个部分的实用价值也有所差异，因此，为了是建筑能够发挥出最大功效和质量，就必须要谨遵抓大放小的原则，加强对建筑核心部分的研究设计，从而在提高建筑结构设计质量的基础上，还提高了设计的效率。抓大放小的原则从一定程度上可以形象的解释为，用牺牲局部的做法来提高整体实力。因此，在建筑结构设计中，应该将减少建筑损失为设计重点，尽最大努力满足“抓大放小”原则，切记平均用力，否则很可能使建筑的重点部分设计不符合相关标准。

1.2 多道防线

安全的结构体系是层层设防的，灾难来临，所有抵抗外力的结构都在通力合作，前仆后继。这时候，如果把“生存”的希望全部寄托在某个单一的构件上，是非常非常危险的。多肢墙比单片墙好，框架剪力墙比纯框架好等等，就是体现了多道防线的设计思路。

1.3刚柔相济

设计人员在建筑结构设计的过程中，刚柔相济是最科学、最合理的设计体系。建筑结构太刚则缺乏一定的变形能力，在面对强大的破坏力时，所要承受的力也会很大，容易造成大面积坍塌或全部破坏。而建筑结构设计的太柔，虽然能够消除一定的破坏力，由于建筑缺乏一定的强度容易变形过大，很容易造成整个建筑物全体倾覆。由此就需要设计人员在建筑结构设计的过程中，能够准备把握工程的设计力度，确保建筑结构设计的合理性。

1.4 打通关节

在结构体系巾，关节无处不在，因为结构体系乃是变化的统一。从历次灾害中可以看出，由节点开始破坏的建筑占了相当大的比例。所以理想的结构体系当然是浑然一体的――也就是没有任何关节的，这样的结构体系使任何外力都能迅速传递和消减。基于这个思路，设计者要做的就是要尽可能地把结构中各种各样的关节“打通”，使力量在关节处畅通无阻。在设计的四个基本原则中，“抓大放小”、“多道防线”、“刚柔相济”是设计概念中的战略问题，但要想让这些战略思想得以实现，靠的是“打通关节”这个原则作为保证的，结构设计的具体操作，最后全都归到“打通关节”的贯彻和实施上来。

2从结构计算和构造上考虑合理设计

建筑结构设计的合理与否直接关系着建筑最终的施工的顺利与否，更加的与整个建筑的质量有着重要的关系，所以，结构设计的合理性对工程设计有着关键性的影响，下文就是针对结构设计的合理方案进行分析，主要包括以下几个方面：

2.1结构计算应注意的问题

在结构计算的过程中，首先，在底框砌体结构验算的过程中，底部剪力法仪适用于刚度比较均匀的多层结构。对具有薄弱层的底层框架混合结构，应考虑塑性变形集中的影响。底层框架）昆合结构的剪力分配不能简单地按框架抗震墙的方法，因为底框架结构中只有底层框架抗震墙，应采用双保险的方法。其次，避免荷载计算错误。在整个建筑荷载计算的过程中，设计人员应结合着建筑工程的实际用途及整体结构，科学的计算出建筑的荷载范围。在确保建筑结构稳定陛的同时，还能避免后天人为的破坏。由此可见，在整个建筑结构设计中，结构计算不仅关系着建筑工程的稳定性与安全性，同时还关系着工程今后的投入使用。

2.2构造应注意的问题

首先，在构建配置上，设计人员应将整个建筑的钢筋配率范围确定，尤其针对一些抗震设计中能够延长建筑稳定性的结构，以便在发生地震时，将人员伤亡降到最低。其次，在钢筋安装上，要确保钢筋安装到制定位置，且在安装前钢筋的质量得到有效保障。再次，在从根本上避免温度应力引起的墙体开裂，需要建筑结构设计人员在整个建筑结构设计中，将通风暖热措施融人到建筑结构设计中。最后，按抗震构造要求设置的构造柱，应在整个建筑物高度内上下对准贯通，上至女儿墙压项，下至浅于500毫米基础圈梁，或伸人室外地面以下500毫米，构造柱与圈粱、楼板和墙体的拉接必须符合要求。

3从抗震要求设计中考虑合理设计

在整个建筑设计中，其设计理念是否符合相关规定，不仅关系着建筑物的整体使用，同时还关系着人们的生命安全。在整个建筑结构设计中，根据我国最新抗震要求与规定，在抗震等级较高的地区，住宅设计无论是多层砖混或和框架剪力墙结构，都必须从抗震的角度，采用二阶段设计来实现三个水准的设防要求。为此，结构设计人员必须及早参与建筑结构的概念设计。

3.1一般住宅

在一般多层砌体住宅结构设计中，设计人员应优先考虑横墙或纵横墙的承重能力，横纵墙在分布上，应遵循便宜、对称的原则，且设计的过程中，上下层之间的横纵墙应保持一致。在楼梯间的设置上，应尽量避开房屋的尽端与转角处，且尽量不用无锚固的钢筋栓。

3.2多层住宅

与一般住宅不同的是，多层住宅物理在钢筋上还是抗震能力上，都要比一般住宅强的多，因而设计人员在多层住宅设计的过程中，首先，应结合着多层住宅的使用性能，在抗震墙与框架设计的过程中，打破传统的单向布置，改用双向布置，以便增强各自的抗震能力。其次，在确保抗震墙及框剪体系独立抗震性能的同时，设计人员还需要结合着工程楼层之间的连接度，确保工程的整体性。

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关键词：梁式转换层；结构选型；结构计算；构造措施

1 工程概述

某商业住宅楼，一共28层，地上28层，地下1层，总用地面积约为4600平方米，建筑面积约8万O。以上3层为商场，3～28层为住宅，地下室均为汽车库和设备用房。3层以上采用剪力墙结构；3层以下采用框架-剪力墙结构。

2 结构选型

在高层建筑结构的底部，当上部楼层部分竖向构件不能直接连续贯通落地时，应设置转换层，形成带转换层高层建筑。结构转换方式较多，以下对箱型、厚板、转换梁三种转换作比较：1）厚板转换优点是结构整体性较好，但是的刚度突变较大，质量集中，给抗震带来不利；2）箱形转换也是结构整体性好，不管上部结构布置多么复杂，仍能保证上、下竖向构件的有效传力。但是从结构设计角度考虑，内力分析较为复杂，转换层设计的难度相对较大，同厚板相同混凝土及钢材用量较大，不够经济；3）梁式转换层，优点主要是转换构件受力明确，设计和施工相对较为简单，另外相对于前两种转换形式更为经济。内部空间自由畅通，能比较容易满足其它水，电，暖工种的管线布置要求，在转换梁结构受力较小的部位可以开洞口，可满足建筑功能的要求。

综上所述，梁式转换相对箱型、厚板更为简单、经济，因此本工程选择了梁式转换的结构转换方式。

3 转换层设计

（1）转换层梁柱、墙、板的截面规定：框支梁：转换层梁的截面高度不宜小于计算跨的1/8，截面宽度不宜大于框支柱相应的方向的截面宽度。框支柱：框支柱截面由轴压比确定，截面宽度不应小于450mm；截面高度不宜小于转换梁跨度的1/12。墙：底部墙厚加强部位不小于200，落地剪力墙和筒体底部墙体应加厚。板：转换层板厚180mm。

（2）调整转换层及其上下楼层层刚度基本均匀：由于换层结构竖向抗侧力构件的中断，而导致转换层以下的结构抗侧刚度与楼层屈服强度的骤然减小，引起变形集中和能量集聚而极易发生严重破坏。因此我们用增大转换层及其下部结构刚度，来达到转换层及其上下楼层层刚度基本均匀。即设置一定比例的落地剪力墙，并加大落地剪力墙的厚度或提高转换层混凝土强度等级，必要时可增设部分剪力墙。来达到我们调整转换层上下层度基本均匀的目的。换层上下结构的刚度比计算根据《高层建筑混凝土结构技术规程》附录E中的规定：

转换层位于3 层及以上时可采用等效侧向刚度比：

γe2= Δ2H1/Δ1H2≥0.8

换层位于3 层及以上时其楼层与上层侧向刚度之比：

γ1=ViΔi+1/ Vi+1Δi ≥0.6

（3）调整转换层上下楼层层刚度的设计措施：1）转换层下的剪力墙加厚，并封闭一些洞口，落地剪力墙和中筒墙加厚至400mm，在转换层之上减薄；2）对转换梁的截面也作了适当的加大；3）降低转换层之上混凝土强度等级；4）底部剪力墙尽量不开洞或开小洞，以免刚度削弱太大。

（4）截面的选择：本工程转换层的层高为6.60m，转换梁的最大跨度为7.8m。1）框支梁800mm×1800mm，1200mm×1800mm，500mm×1400mm。满足不小于梁计算跨度1/8 的要求。2）框支柱1000mm×1300mm，1000mm×1100mm，1000mm×1400mm。满足了不应小于450；不小于转换梁跨度的1/12。3）落地剪力墙400mm。

（5）转换层结构布置：由于上部为住宅空间分隔比较多，一次转换尚不能满足建筑功能需要，因此设置了二次转换，即设置转换主梁和次梁。

4 结构计算

带转换层的高层结构是复杂的空间受力体系，必须将转换结构作为整体结构中的一个重要组成部分，应选择能反映结构中各构件的实际受力状况的力学模型，选取合适的三维空间分析软件进行整体结构计算分析。本工程选用以墙元模型模拟剪力墙的SATWE 空间有限元软件进行计算。

4.1 转换层的计算

1）梁式转换层结构属于竖向不规则建筑，应特别重视转换层以及底部加强部位的加强，来体现“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强底层柱底”、“强底层墙底”等的一系列内力设计值调整系数均应按规范予以考虑；2）抗震计算中，振型数为24个。

4.2 抗震等级的确定

本工程6度设防，框支框架抗震等级为二级，剪力墙底部加强部位为二级。由于转换层在3 层，属于高位转换，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级应提高一级，因此框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级应定为一级；而非底部加强部位的剪力墙抗震等级定为三级。

4.3 参数

抗震设防烈度为6 度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第二组，特征周期为0.40S，根据所提供的《工程场地地震安全性评价报告》：多遇地震时水平地震影响系数最大值为0.058，结构阻尼比为0.05。建筑场地类别为Ⅱ类。

4.4 计算结果

采用SATWE 整体分析求出结构顶点位移、层间相对位移、落地剪力墙所分担的地震剪力，数据如下。

A：结构自振。03 周期（s）；

T1=2.7021；T2=2.4897；T3=2.1630

第一扭转周期和第一平动周期之比：0.8004

B：各楼层中的最小水平地震剪力系数λ；X 方向1.15%；Y方向1.22%

C：有效质量系数：X 方向99.96%；Y方向99.50%

D：与规则性有关的部分指标：

楼层最大层间位移与该楼层层间位移平均值的比值的最大值：X 方向1.07；Y 方向1.23

楼层侧向刚度与其上与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层楼层侧向刚度平均值的80%的比值的最小值为：X 方向1.035；Y 方向1.156

抗侧力结构层间承载力与相邻上一层受剪承载力比值的最小值：1.03

E：最大弹性层间位移角（包括风和地震作用）；

地震作用下：X方向1/1722；Y 方向1/1819

风荷载作用下：X方向1/2369；Y 方向1/2994

F：框支柱的最大轴压比：0.59

G：剪力墙承担的倾覆力矩比值：X 方向85.25%；Y 方向91.80%

H：转换层与其相邻上层的侧向刚度比：X 方向0.84；Y 方向0.68

I：转换层下部结构与上部结构的等效侧向刚度比：X方向1.06；Y 方向1.03

J：计算时均考虑耦联地震作用，并考虑双向地震作用（计算位移时考虑偶然偏心影响）。

4.5 计算结果分析

（1）在计算过程中，部分框支梁的抗剪没有满足规范的要求，我们取其内力，人工复核，通过加腋的方式来满足抗剪要求。

（2）换层结构上下层刚度比达到比较理想的效果

转换层下部结构与上部结构的等效侧向刚度比：X方向1.06；Y方向1.03，大于规范规定的0.8。

转换层与其相邻上层的侧向刚度比：X 方向0.84；Y 方向0.68，大于规范规定的0.6。

（3）通过以上数据分析，本工程计算结果满足规范的要求。

5 构造加强措施

（1）为确保转换梁在斜裂缝出现后，纵筋能起拉杆作用，形成桁架受力体系，底部纵筋不宜在跨内弯起或截断，而应全部伸入支座内，并有可靠锚固；顶部纵筋在跨中附近不宜过早截断，最好通长设置。转换梁截面尺寸较大，沿梁高应配置一定数量的腰筋。它可以提供一定的受弯、受剪承载力，同时，对抑制裂缝的开展，减小温度和混凝土收缩的影响都有一定的作用。因此，在设计框支梁时，加强了配筋。框支梁的上、下纵筋的配筋率一般为0.8%左右，腰筋为16@200，配箍率为0.9%；

（2）框支柱的配筋率一般为1.3%，配箍率为1.64%左右；

（3）转换层的楼板厚为180mm，配10@160 双层双向的钢筋，配筋率为0.27%；

（4）由于带转换层的高层结构比较复杂，我们在设计过程中采取了在转换层的上层的楼板及剪力墙均采用特别加强加大板厚及配双层钢筋，以利于该层内力的传递和重分布。

6 结语

综上所述，本文着重研究了梁式转换层的设计方法，从转换梁尺寸选择、转换梁设计与构造要求、框支柱的设计和构造要求等方面阐述梁式转换层结构的设计、计算与构造要求，旨在为了提供切实可行的实践经验和参考价值。

参考文献：

篇6

1.建筑物结构周期性的折减系数对建筑物的框架结构和顶盖等结构的设计中，计算周期一般会比实际周期大，因为在施工时，由于填充墙体的存在会导致结构的实际表现刚度大于设计刚度。所以一旦计算出建筑物的结构剪力偏小，会导致建筑物的部分结构安全性能降低，这时候就需要对建筑物的结构进行适当的周期性折减计算。但对于建筑物的框架结构是不适合进行折减计算或把折减系数取小的。

2.优化建筑物耐久性设计在很多混凝土的结构设计中都没有全面、综合地考虑到建筑物的耐久性，从而导致有许多建筑设计都未能达到当初的设计目标。当建筑物的设计者遇到建筑物的其他使用功能要求或是施工技术指标上升为设计建筑物的主要矛盾时，设计师就要放弃建筑物对经济的单纯追求，这时候往往需要根据建筑物设计所需要解决的重要性问题，挑选出适合的目标来进行优化，才能达到满意的优化建筑结构设计方案的效果和目的。

二、关于建筑结构设计优化方案的分析

一般人对于优化建筑结构设计方案来说有很多误解，例如对设计方案挑毛病、妨碍施工进行等。但实际上对建筑结构设计方案进行优化是有利而无害的。下面作者将会简单列出对建筑结构设计方案进行优化的好处。

1.把原有的建筑结构设计进一步完善通过集体对建筑结构设计方案进行讨论、沟通，找出更加经济合适的设计方案，才能满足现代社会对于建筑物日益提高的要求。其中主要的优化内容是建筑物的结构、水电和暖通设施以及通风等各种设计，所以要求各专业的设计人员要集中在一起进行讨论和商议。当然，在对建筑结构设计方案进行优化的前提是要充分尊重原有的设计方案，在讨论和沟通的过程中相互学习，相互帮助，这对于双方的技术水平的提高都有一定的好处和帮助。作者在上文提到过，对建筑结构设计方案进行优化的主要目标是安全、适用、经济、美观和施工简单。所以优化建筑结构设计可以令建筑物的设计变得合理、提高建筑物的安全性能、降低建筑物的施工成本等等。所以说，优化建筑结构设计方案是对原有的设计方案进一步完善，令建筑的功能结构更完善，节省施工成本，减少原有设计方案的错误，求取最大程度的经济效益。

2.优化建筑结构设计方案包括对建筑物结构总体进行优化优化建筑结构设计的主要内容主要是优化建筑物工程的总体结构和建筑物工程的部分结构。因此，对建筑结构设计方案进行优化不仅仅是建筑物的内部和外部结构，还包括建筑物的地基、基础的结构进行优化。要根据现场施工的地质条件来选择最适合的基础类型，才可以在确保建筑物的安全使用的前提下最大限度地降低建筑物的工程造价。

3.优化建筑结构设计方案并不会影响工程的施工进度要对原有的结构设计方案进行优化的原因主要有：原设计的施工工艺难度较大、建筑物的使用功能要改变以及在进行工程造价预算后，该工程的造价超出了甲方的投资预算。一般来说，原结构设计方案的设计图纸生成之后才会对建筑结构设计方案进行优化，因此，优化设计方案是可以和工程的施工进度同时进行的，而且还可以按照施工阶段的要求分段进行。

4.优化原有的结构设计方案会对工程总造价造成影响由于建筑物层数与总建筑面积成正比，因此对于高层或多层建筑物来说，单位建筑面积和建筑物所占的土地面积的比值也变大，在一定程度上极大地提高了土地的利用价值。但另一方面，当建筑物的总高度不断变大，高层建筑与高层建筑之间的距离也要随之而变大，这使得土地的使用价值不会随之而提高。这时候，就可以通过对建筑物的基础部分、承重结构等部分进行优化，进行优化后将会对建筑物的工程总造价造成一定的影响。

三、结语

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在结构设计过程中，各个构件的交接位置或者异常连接位置就是节点;将不同类型的构件连接起来，同一个构件中的截面就会发生改变，这就要求在结构设计时将节点清楚地表现出来。对于现代建筑的结构设计来说，是一个较为复杂的庞大系统，节点的大量存在，必须引起足够重视。如果建筑物受到强大的外力在较为复杂的结构体系中，难以精准预测不同节点的复杂性问题，即使能够从理论上保障组件强度，但是由于节点的大量存在，仍然可能出现外力人侵时由于结构的复杂性而难以传递应力，大量集中之后就会形成破坏力。

随着低碳经济理念在全球范围内的提出，人们的环保意识越来越强烈。过去，虽然我国经济水平日益提高，但是以牺牲人们的生活环境为代价，破坏了人与自然界的和谐共处，结果造成生存环境的大幅度下降，人们面临着严重的水污染、大气污染、垃圾污染等问题，这些都对人们的正常生产、生活造成影响。因此在当前推行低碳经济的大背景下，建筑结构设计中也要考虑环境因素，通过合理运用区域资源，在保障自然生态的前提下，尽量满足周围环境要素的协调性需求，将建筑与环境融为一体，突出建筑特征，符合城市可持续发展需求。

建筑结构设计的最终目标在于完成建筑施工并投人使用。那么在设计过程中，应注重贯彻“以人为本”原则，充分考虑人们的心理、期望值等。随着社会经济的不断发展与完善，人们已经对自己的居住环境、办公环境等提出较高要求。在城市中生活的人们越来越期待回归自然，即使处于钢筋水泥结构之下，也希望能够接触自然，那么在设计过程中，就应充分考虑到环保性、生态性，确保建筑结构的可持续性。另外，在设计过程中也要尊重自然，结合土地、环境等实际特征，综合考虑内外环境因素，促成人与自然的和谐相处。

建筑结构的合理设计方案

1结构计算

首先，在多层结构的建筑中，刚度相对较为均匀，可采取底部剪力方法验算底层框架结构的合理性;如果底层框架属于混合结构，存在薄弱性，应考虑到由于塑性变形过于集中而产生的影响，认真验算底层框架与砌体。其次，在计算连续板过程中，采取双向板查表方法，关注由于材料问题而引发的质量影响，不能单纯依赖单向板计算的结果;再次，加强对荷载计算的重视程度。对于建筑结构设计人员来说，在计算荷载过程中，必须充分考虑建筑的实际情况，包括整体结构、用途等，合理计算荷载的使用范围;如果结构结算的结果不完整、不客观，将对结构稳定性产生严重影响。例如，随意折减荷载力、应用材料的预算与实际需求不相符等，都将对建筑整体结构造成影响。22结构构造对于现代建筑的结构构造来说，应主要从以下几方面加强注意:其一，抗震设计过程中，客观考虑到构件配筋率问题;一旦发生地震灾害，应确保建筑结构具有良好的延性，符合最小配筋率需求;其二，钢筋中的各个部位延伸长度、锚固及搭接长度等，应该与相关规范保持一致，严格遵照强度要求选择原材料;其三，建筑屋面发生墙体裂缝是当前常见问题之一，在设计时如果能够采取合理的通风融热技术与措施，则可有效避免这一问题的发生}气

3结构抗震

对于一个合理的建筑结构设计方案来说，除了满足结构基本要求以外，抗震设计环节也不容忽视。首先，在一般性的住宅建筑中，结构设计宜采取纵墙与横墙相结合的方式，共同承担压力结构作用。奠定在对称原则基础上，确保上下层墙体的一致性;其次，在高层建筑设计中，抗震结构应改变过去常用的单向布置形式，结合建筑使用性能、特殊要求等，采取双向布置方法，提高建筑抗震水平。另外，为了更好地保障建筑整体性能，对于各个楼层之间的连接度，采取框剪体系与抗震墙分别抗震的设计形式[6]。同时注意建筑结构尽量遵循规则性，发挥防震缝的作用，提高建筑结构的使用性能、延长使用寿命。

结束语

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关键词：常见问题；土建结构变电站；土建结构；设计；方案处理方式；优化

Abstract: With the social progress and raising the level of economic development, the construction of national circuit network has made considerable progress. Electric power engineering structure design is complicated and heavy responsibility. Therefore we shall attach great importance to structure design. This paper introduces the common problems and the transformer substation in structural design of civil engineering structure design scheme.

Keywords: common problem; structure of substation; structure; design; solution treatment; optimization

中图分类号：TU318文献标识码：A 文章编号：

电力工程结构设计直接影响和决定电力工程质量安全。结构设计要高度重视电力工程结构设计方面常见问题，工作中严格遵照电力工程设计规范、标准，以科学严谨的态度对待，保证电力工程质量，确保供电安全。变电站施工工程在工程建设全过程中所占时间相对较长。

1结构设计中的楼层平面刚度问题

有些电力工程结构设计，在结构布置缺乏必要措施或缺乏基本的结构观念情况下，采用楼板变形的计算程序。尽管计算机程序的编程在数学力学模型上是成立的甚至是准确无误的，但在确定楼板变形程度上却很难做到准确。因此，这样的建筑结构设计定会存在着结构某些构件或部位安全储备过大或者结构不安全成分等现象。设计时应尽可能将楼层设计成刚性楼面，以使计算机程序的计算结果基本上反映结构的真实受力状况而不至于出现根本性的误差。当然，要实现这一点，首先应在建筑设计甚至方案阶段就避免采用楼面有变形的平面比如凹槽缺口太深、块体之间成“缩颈”连接、外伸翼块太长、楼层大开洞等。

2结构缝设置以及缝宽度问题

温度的变化对建筑结构有着不利影响，因此，电力工程物尤其是超长电力工程物设置合理的伸缩缝是十分有必要的。但是部分结构设计人员不使用伸缩缝减少温度影响而使用后浇带代替，这种做法存在一定的问题。因为后浇带不能解决温度变化的影响，仅能减少混凝土材料干缩的影响。在后浇带处的混凝土封闭后，若结构再受温度变化的影响，后浇带就不能再起任何作用了。一些超长建筑结构不便或不能设置温度伸缩缝时，应采取其他构造加强措施，不能只留设施工后浇带，例如：采用预应力混凝土结构、对受温度变化影响较大的部位适当配置间距较密、直径较小的温度筋、加强顶层屋面的保温隔热措施等。

3变电站的前期规划

3．1总图布置

变电站的总图布置应充分考虑远近结合，在满足工程规范、规程和工艺流程的前提下压缩建筑物间距，做到用地规整，布局紧凑合理，使得围墙内用地和站址总用地面积尽可能保证最小，在满足使用功能条件下，建筑物尽量合并为一栋综合楼，减少占地面积，顺带减少相应附属的围墙、场地平整等费用。

3．2站址选择

站址选择应结合国土部门和规划部门各方面的要求，选择能直接利用水源和市政设施、拆迁量少、道路连接短、地形平坦的地区，避开断层、滑坡、山区风口或高差较大的地形。尽量不拆迁房屋或搬迁线路或坟墓。特殊情况下采用旋转、平移、总平面局部切角等方式降低工程总体造价，减少赔偿费用。选择站址时也要注意多方案比较选择，确保最终方案的合理性。

3．3地基处理

在前期规划阶段，地下情况是必须要充分了解的，地下是否有文物古迹、主要管道、地下文物、防空洞，地基是否处于矿区采空区、区域性断裂带、滑坡地区等，都是要提前了解的，如果做不到提前了解的话可能会造成不必要的搬迁和基地处理费用。

4具体设计

4．1总平面布置

主要优化道路接口、给排水接口、道路接口、消防和安全距离等方面。根据规范、规程合理布置已确定规模的各建筑物，尽可能合并共用设施，向空中发展，使平面布置更紧凑、道路占地面积减少，达到节约用地的目的。户内可采取两个出线间隔公用一跨、将电容器室、配电室和主控室合为一体的方式，缩小整体面积。

4．2结构设计

在变电站设计时应以建立新型的结构体系为目标，这一新型的结构体系包括预制装配结构体系和钢结构体系。在保证结构有足够的耐久性、稳定性和强度的前提下，优先选用构建简单、结构明确的结构体系。用工厂化、通用化、标准化规范建筑构件的选择，将全寿命周期成本概念引入结构设计中，充分论证建筑和结构关系，最后对设计方案进行论证和比选，进行多专业可行性研究，确定最优方案。

4．3建筑设计

在变电站建设中，变电站内建筑物也是十分重要的一环，因此，在满足生产要求前提下，变电站内的建筑物要合理布置房间，减少不必要的附属面积，采用工业建筑标准统一模式建设。同时，要做好建筑的节水，节地，节能，和节材工作。采用框架结构，降低单位建筑面积造价，形成相对较大的空间，节约占地面积和造价，便于电气设备布置。同时还要注意尽量不设屋外水消防，尽力控制建筑物体积。

4．4地基与基础设计处理

变电站基础设计是施工设计优化的重点，建筑物基础选型时，必须因地制宜，结合地质情况，充分利用天然地基。同时要熟读地质资料，务求优化基础。尽量利用天然地基，基础满足设备安装运行要求.同时，尽量浅埋。有些地方必须要用桩做基础，这种情况下要根据地质资料选择合适的桩形。

5结构荷载取值

5.1屋面可变荷载的取值和分布

并非在屋面全跨布置可变荷载产生的内力一定最大，往往在半跨布置可变荷载时结构可能更为不利。因此对于屋架和拱壳屋面除了全跨布置可变荷载时做出计算外，还应考虑半跨布置可变荷载，并做出相应的计算，然后按最不利的情况进行设计。对屋面可变荷载的取值应十分谨慎，特别是对于屋架和拱壳屋面，因为这类屋面荷载的分布对结构的内力很敏感。例如积雪荷载应按全跨均匀分布、不均匀分布，半跨均匀分布的几种情况进行设计，这样才能保证屋面结构的安全。

5.2基础设计时的荷载取值

在建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)中做出了以下规定：计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的永久值组合，不应计入风荷载和地震作用。计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，分项系数均为1.0。按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。

6在变电站设计方案完成后的工作

6.1做好施工图技术交底工作

在变电站设计方案完成后，要进行施工图技术交底工作，这项工作的主要目的是使参与工程建设的各方了解工程设计的主导思想、对主要建筑设备和材料的要求、所采用的新技术、新工艺、新材料、新设备的要求以及施工中应特别注意的事项。这样做既能保证工程质量，也能减少图纸中的差错、遗漏、矛盾和讹误。消除施工隐患，使设计更符合要求，避免返工造成的人力、财力、物力各方面的浪费。

6.2制定好设计变更管理制度

为了完善工程设计、保证设计和施工质量、纠正设计错误以符合施工现场条件，设计变更成为了必不可少的设计修改程序，设计变更制度在施工过程中的作用非常重要，它不仅影响着工程的进度、节奏和程度，也对造价控制有着深远的意义，它直接影响着施工的费用。因此，在对设计方案进行变更时要进行严密的方案论证，尽量控制设计变更的数量、幅度和费用。在这个过程中，制定好设计变更管理制度就显得非常重要。

6.3做好工程验收工作

设计方在设计好方案之后还需要到场验收施工方工作。例如到场验收确保施工开挖达到设计要求的地基土层或地质条件好的部位，如果出现个别设计地基与实际不符时，应根据现场实际情况改变技术方案，满足施工要求。这样一来，设计方和施工方形成了良好的互动，可以保证变电站建设更好地完成。

7.结束语

变电站在土建结构设计的方案处理，从前期规划、过程设计以及后期处理三个方面对其进行详细分析，为我国遍电话土建结构设计提供了一定的借鉴。结构设计规范是国内结构设计的法规，是建筑结构做到技术先进、安全适用、经济合理的指导文件。为了更好的遵循这一法规，对结构设计规范应该熟悉，更应该正确理解，保证土建结构设计质量。

参考文献

[1]蔡敏华.浅谈变电站在土建结构设计等问题的处理方案【J】.中华民居，2011

篇9

关键词：高速公路；路面；分期修建；结构；技术

1影响高速公路路面分期修建方案的关键因素

路面分期修建是相对于一次性修建而言的。分期修建路面结构各层次（包括面层、基层、底基层）的材料和厚度与一次性修建方案原则上应基本相同，只是将路面上面层或中面层以上部分作为二期工程，在过渡期后铺筑。

1．1影响一期路面结构的主要因素

一期工程的路面面层应较薄，也称"过渡期路面"。在确定一期路面结构时，应考虑以下因素：

（1）地基沉降量。过渡期内沉降量的大小是决定过渡期路面结构的根本因素。若沉降量较小，可以选用接近使用年限的路面结构；相反，选用满足过渡期内累计当量轴次的路面结构即可。（2）近期累计交通量。近期累计交通量是指过渡期年限内路面将要承受的标准轴载累计作用次数。一期路面结构应按近期累计交通量进行设计和验算。过渡期的时间范围选择 3～7年较为合适，小于3年就没有实际意义了，大于7年则可能导致一期路面投资过大。（3）路面结构层的最小厚度。路面结构层的最小厚度是指各结构层的设计最小厚度和施工厚度。二期修建时，在不挖除原有路面结构厚度或仅挖除过渡路面面层的情况下，各结构层的厚度应满足其最小厚度的要求。

1.2二期路面铺筑时间的确定

路面分期修建方案中，二期路面铺筑时间的确定是一个技术经济问题，不仅要考虑路面结构的寿命、路面的使用性能、地基沉降等因素，同时也应考虑经济效益。

具体方法如下： （1） 确定一期实施的路面结构，计算使用年限（用I表示）。根据设计预测交通量和一期实施的路面结构，确定一期实施的路面结构或原设计路面结构的中下面层的最大使用年限，此理论计算使用年限可作为二期路面实施的最终期限，即二期路面的实施必须在一期实施的路面结构最大使用年限之前完成。（2） 根据实际运营交通量确定二期路面需要实施的时间。一期工程竣工通车后，根据交通量观测结果，计算出通车年限内的累计交通量 N，自运营第二年起，将实际运营交通量N与设计预测交通量 Ni（第Ii 年末）进行比较，若 N< Ni，则不需计算；若 N > Ni，则应计算累计当量轴次，并根据一期实施的路面结构，计算实际路面结构参数，确定是否实施二期工程，若满足路面设计指标要求，可继续使用，否则应立即实施二期工程。（3） 按地基等载预压固结理论计算沉降时间Ij。一般Ij应小于Ii与I的较小值。否则，在工程实施时，应考虑地基加固处理。二期工程实施的最佳时间It为：

Ij < It < min（Ii，I）

若 Ij > min（Ii，I），则应根据固结理论计算沉降时间，反算一期实施的路面厚度，确保在路基固结完成前，路面具有足够的强度和良好的服务性能。

2 高速公路路面分期修建关键技术与措施

2.1 分期修建方案的路面设计标高问题

分期修建方案要求桥梁、涵洞等主线构造物按第一期路面竣工时的标高控制。二期路面修建时，通过局部的纵坡调整，使二期主线路面标高与主线桥梁标高连接平顺。跨主线的天桥、分离式立交等则必须按二期路面竣工时的标高进行控制。过渡期内地基发生固结沉降，可通过调平层进行调平，以保证二期面层竣工时能够达到设计标高。

2.2 路面层间处理

一期和二期路面层间的结合问题是保证二期工程实施效果的关键，处理的好坏直接关系到二期工程的成败，处理措施如下：

（1）原路面面层设计厚度在15cm以上时，在保证抗滑表层厚度的前提下，一期实施的面层厚度建议控制在10cm以上，以满足现行规范要求的高速公路沥青混凝土路面面层最小厚度要求。（2）保证中面层的平整度至关重要。当沥青混凝土路面为三层时，基层的平整度对面层影响相对较小，但分期实施时基层的平整度对面层平整度指标的影响相对较大。因此，采用分期实施时必须加强包括路基、底基层、基层等在内的各结构层的平整度、压实度指标控制，以确保一期工程具有良好的服务性能。（3）二期路面面层与一期路面的层间结合的处理极为重要。设计时需根据一期路面病害情况及其原因进行相应进行如下处理措施：

①标线清除：原路面标线如采用热熔型反光标线，应采用小型标线铣刨机对原标线进行彻底的清理；

②路面污染的处理：在二期工程施工前，应对原路面进行彻底的清扫和冲刷，施工前再用大型吹风机械清理路面缝隙中的杂物；

③压浆孔的处理：在过渡期或二期工程水泥灌浆施工中，对灌浆孔要单独处理，以保证路面质量；

④洒布粘层油：为使新老路面更好地结合，应在层间洒布粘层沥青。

2.3补强层的设置条件与材料

若出现交通量增长特别快等意外情况，在二期路面设计验算时，一期路面结构层的强度不足，则要考虑设置一层补强层。对于原有水泥混凝土路面，补强层材料有钢纤维混凝土、连续配筋水泥混凝土（CRCP）以及素混凝土可供选择，补强层厚度应通过计算确定。

2.4 防止反射裂缝的技术措施

铺筑沥青混凝土路面必须考虑防止反射裂缝的技术措施，防反射裂缝的方法主要有三种：改善加铺层材料和增加加铺层厚度、设置夹层和沥青加铺层上锯切横缝。

增加加铺层厚度使裂缝要经过较长时间才能到达加铺层表面，同时减小了温度对旧面板的影响。研究资料表明，沥青混凝土的厚度与防止反射裂缝能力成正比关系，单层改性沥青混凝土的裂缝率较两层改性沥青混凝土高。

设置中间应力吸收层。目前采用较多的材料有土工织物夹层和格栅夹层。利用土工格栅或玻纤格栅做应力吸收层主要是利用其高抗拉强度和弹性模量高的特点，格栅的主要作用为均匀传递荷载，分散反射裂缝的应力，同时增强沥青混合料的整体抗拉强度。但土工格栅的高温稳定性稍差，施工难度大。

沥青加铺层上锯切横缝或设置毛勒缝作为一种补充方式，可在桥梁伸缩缝、变坡点和长距离分断处局部采用。

2.5 排水系统的合理设置与衔接

按照“上封下排”的原则设置排水系统。充分利用原有的排水设施，对局部破坏而造成路基积水的地方，增设盲沟排出路基积水；对于路基已稳定的路段，可以采用漫流的形式排出路面雨水，不破坏原有稳定的植被；对于因沉降量较大，路面结构层形成反坡，结构层内的水不能汇入原有盲沟排出，聚集在基层或底基层，导致基层或底基层的强度降低的情况，过渡期内预测沉降量较大时，路面结构需采用水稳性较好的基层或底基层，同时路面基层底部设置纵横向盲沟排除路面结构内部水。路肩部分亦要沿路面结构外侧设置纵向边缘排水系统。

2.6中央分隔带设置

中央分隔带设置最终应满足一次性修建成路面的使用性能。二期路面设计时应结合原有设计，确保原设置的中央分隔带纵横向排水系统与超高路段排水系统安全畅通。中央分隔带开口部位的路面结构宜采用与主线路面相同的结构。

2.7．构造物

高速公路路面分期修建时，桥梁、涵洞、通道、交叉工程等不宜分期修建，应按二期路面铺筑后的恒载状况，一次设计到位，并一次修建完成。

3 高速公路路面分期修建关键技术结构设计

3.1沥青铺面设计

（1）设计步骤。

①根据设计任务书的要求，确定路面等级和面层类型，计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值；②按路基土类与干湿类型，将路基划分为若干个路段，确定各路段土基回弹模量值；③参考推荐结构，拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案，根据选用的材料进行配合比试验，测定各结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度，确定各结构层材料设计参数；④根据设计弯沉值计算路面厚度；⑤进行技术经济比较，确定新建高速公路采用的路面结构方案。

（2）验算一期路面的结构设计是否满足设计要求。

验算一期路面的结构设计，即按照新建公路的设计步骤，验算拟建的一期路面结构方案是否满足在过渡期年限内累计当量轴次作用下的结构强度要求。如果拟建的一期路面结构方案满足设计要求，可以确定为一期路面的结构方案。

（3）一期路面结构验算。

一期路面结构的设计应充分为最终路面结构设计利用，因此，一期路面结构的设计应利用最终路面结构的底基层和基层作为其底基层和基层，其上修建一层至两层较薄的沥青混凝土或沥青混合料的过渡期面层。过渡期路面结构应满足过渡期内累计当量轴次的要求，即路面结构厚度应保证路表弯沉和沥青及半刚性层拉应力能够满足过渡期内相应指标的要求，即：

ls1 ≤ ld1

σm1 ≤σR1

式中： ls1，ld1，σm1，σR1 分别为一期路面验算时，过渡期路面的实际弯沉值（0.01mm）、路面设计弯沉值（0.01mm）、层底最大拉应力（MPa）、路面结构材料的容许拉应力（MPa）。ls1，ld1，σm1，σR1 的计算方法与ls，ld，σm，σR一致。

3.2混凝土铺面设计

（1）设计步骤。①收集交通资料，包括初始年日平均交通量和交通组成，方向分配系数和车道分布系数，交通量的年平均增长率；②计算设计车道使用年限内的标准轴载累计作用次数 Ne；③初拟路面结构，包括路基类型和土质、垫层类型和厚度、基层类型和厚度、面板初估厚度和平面尺寸；④设计混凝土混合料组成，并确定混凝土的设计弯拉强度 fcm和弹性模量 Ec；⑤确定基层顶面计算回弹模量 Etc；⑥计算荷载疲劳应力σ和温度疲劳应力σt；⑦检验是否满足下列要求：0.95 fcm ≤σp +σt ≤1.03 fcm。⑧ 对多个方案进行技术经济比较，确定新建高速公路采用的水泥混凝土路面结构方案。

（2）验算一期路面的结构设计是否满足设计要求。 验算一期路面的结构设计，即按照新建公路的设计步骤，计算拟建的一期路面结构方案是否满足过渡期年限内结构承载能力要求。如果拟建的一期路面结构方案满足设计要求，可以确定为一期路面结构设计方案。设计时应拟定多个设计方案，并进行技术经济比较，选用较优的设计方案。

（3）一期路面结构方案及验算。①将新建路面结构的面层去掉，在基层上适当加铺一定厚度的沥青面层，拟定一期路面结构方案：

②一期路面的验算与沥青铺面设计的一期路面的验算方法相同；

③ 二期路面设计可参考《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2002）。

参考文献：

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1提高建筑结构抗地震倒塌能力的设计思想分析

在进行工程建设时，为了保证工程建设的进度和降低工程难度，一般建筑工程师会选择将整个建筑结构进行拆分，分成几个独立的建筑构建。建筑是依赖与建筑整体结构的，但它的结构稳定却对整个建筑结构有着重要的影响。一般而言，若想使整个建筑结构发挥其应有功能，完成整体系统功能的实现，就必须使所有的构建之间协同作用，所有构件共同的“合力”才会使建筑物达成这一目标，而且构件之间的不和谐、不合理现象，不仅会影响到整个建筑结构系统功能的发挥，还会对建筑系统的整体抗震力产生深刻的影响，而且这种影响有极大的可能是负面的。另外，由于地震存在着复杂性和不确定性，在进行建筑结构抗震设计的过程中，即使对当地地质情况和史料文献进行了充分测算，但是仍然存在发生超出建筑抗震设计强度的地震的可能。所以在进行建筑抗震设计时一定要审慎思量，一定要提高建筑伸缩性，弱化地震对建筑的冲击；一定要确保墙体的安全程度，以便提高建筑整体的抗震性能；还要依据实际情况进行全方面的分析，以科学的预见来减少高强度地震对人民生命财产的损害。

2提高建筑结构抗地震倒塌能力的设计方法

2.1选择科学的建筑结构设计方式

在进行建筑结构设计的过程中，对建筑结构体进行选择是十分必要的，建筑结构体的选择标准要遵循实际性、实用性和安全性等多方面的考量，一定要进行充分考察，以确保找到最适合的建筑结构体。一般来说在进行高层建筑的设计工作时，设计工作者通常会采用框架－剪力墙结构、剪力墙结构和钢结构这三种结构方式。下面笔者就将进行简要介绍。

2.1.1框架-剪力墙结构

在框架-剪力墙结构中，框架承受来自水平方向的重量承载，而剪力墙则承受的是来自垂直方向的重量承载，能承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力。钢筋混凝土墙板能承受竖向和水平力，在建筑中采用此种结构设计会使建筑具有较强的抗震缓冲能力，建筑的“韧性”极佳。需要注意的是，在进行建筑结构设计具体的施工过程中，一定要对各层楼板之间的情况变化进行合理控制，以保证框架与剪力墙在地震发生时能够有效实现协同作用，在建筑设计理念方面，一定要遵循“强柱弱梁”的结构设计理念，以便降低墙体因受到剪应力而造成的破坏，降低地震所带来的损坏[2]。

2.1.2剪力墙结构

因为剪力墙需要对整个建筑结构水平方向与垂直方向负荷进行承担调整，所以其需要非常高的强度与刚度，所以在地震发生时，此结构能够起到较好的抗地震倒塌能力的作用，会使建筑物的安全性得到很大程度的保证，此种结构已经被广泛的应用到了高层建筑结构当中。

2.1.3钢结构

由于钢结构建筑具有良好的伸缩性，所以，当地震发生时钢结构可以对地震引起的冲击力进行有效的削弱，使建筑物在地震灾害中所受到的影响最小，而且钢结构除了安全性突出外，还具有施工周期短、节能环保等优点，这将是我国未来很长一段时间内的房屋建筑设计的发展方向[3]。

2.2建筑结构合理的布置设计

在进行建筑结构的设计时，设计人员不仅要注重选用科学的建筑结构，还要对建筑结构的布置设计进行深入的考虑，一定要保证建筑结构布置的合理性。要保证建筑结构的合理性一般要从如下几个方面入手：①为了保证建筑结构的承重问题，一定要在竖向的建筑承重结构中使建筑结构均匀布置，要符合力学规律，要尽量避免因顾及视觉效果而出现得内收或外挑现象；②在进行建筑结构的布置过程中要尽可能的保证建筑安全性，要注意建筑结构的刚度和承载能力的变化，避免安全问题的发生；③在进行建筑结构布置设计时一定要遵循常规可靠的布置方式，要保证建筑结构具有良好的负荷力度和承载能力，以便在灾难来临之时可以降低建筑坍塌的可能性，减少灾害所造成的损失。

3高层建筑抗地震倒塌的设计方案

3.1设计科学合理的抗震防线

设计科学合理的抗震防线可以有效的增强抗震能力。地震灾害发生时建筑结构遭到破坏的主要原因就是由于建筑物地基沉降，使得建筑物的整体结构遭到破坏，所以在进行建筑结构的整体规划设计时应将以地基设计为代表的基础抗震防线纳入其中。在进行具体的设计中，设计者一定要遵循实事求是的原则，完善设计的前期准备工作，对施工地点、施工方式进行选择，尽可能的减少地震发生时对建筑物所造成的损害，还要对地基基础的预埋深度进行紧密估算，在保证整体建筑结构的稳定性的同时，还要对尽可能的降低资源消耗。在我国目前的建筑结构设计过程中大都采用了多道抗震防线设置，并取得了良好建设的效果。

3.2提高结构延性，保证设计的科学性

若有地震发生那么建筑物就会发生扭曲变形，这就会是建筑结构的延性。通俗意义上来讲结构延性使得建筑物所承受的地震波得到了分散，这就相当于提高了建筑整体的承载力。所以，在进行建筑结构的设计时一定要注重提高建筑物的延性，而且同时还要注意建筑结构的特点，保证建筑结构设计的科学性。

3.3优化结构构件设计

对建筑结构构件进行优化设计，可以有效的提升建筑结构的抗地震倒塌能力。地震之所以会对建筑物造成极大的损害是因为地震的横波和混合波进行混合作用，使得建筑结构剧烈晃动，而由于建筑结构的某一方面可能存在抗地震倒塌能力的缺陷，所以就会出现建筑结构的坍塌。所以，基于此种原因，在进行建筑结构的设计时，一定要确保建筑构件设计的科学性，加强构件间的关联，注重整体性原则，还要注重构建的质量，以便提升建筑整体结构的抗地震倒塌功能[4]。

4结束语