混凝土结构设计总结范文
时间：2023-07-19 17:39:16
导语：如何才能写好一篇混凝土结构设计总结，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：高层建筑；结构设计；钢筋混凝土
中图分类号： TU208 文献标识码： A
在现代高层建筑工程施工中，钢筋混凝土结构的应用日益广泛，在提高建筑结构的安全性、稳定性与耐久性等方面发挥着非常重要的作用。做好钢筋混凝土结构设计是高层建筑工程质量的重要保证。在具体的高层建筑钢筋混凝土结构设计中，应该突出设计的内涵，体现高层建筑钢筋混凝土结构的重要功能，对高层建筑设计中钢筋混凝土结构方面的关键问题进行全面思考，从短支剪力墙、结构体系、高度控制等关键环节展开对高层建筑钢筋混凝土结构的设计控制和管理，进而为高层建筑钢筋混凝土结构设计目标的达成起到重点方面和体系方面的支撑作用。
1做好高层建筑钢筋混凝土结构设计的重要意义
做好高层建筑钢筋混凝土结构设计工作必须要体现设计的重要功能，我们可以将高层建筑钢筋混凝土结构的基本要求总结为如下几点：
1.1高层建筑钢筋混凝土结构的安全性
高层建筑设计钢筋混凝土结构的强度和功能时要以突出安全性为第一要务，要确保在设计年限内高层建筑钢筋混凝土结构在各种负荷和影响下的稳定性和安全性，同时要确保突发事件和偶然事件中高层建筑钢筋混凝土必须的稳定性和结构延性。
1.2高层建筑钢筋混凝土结构的耐久性
高层建筑钢筋混凝土结构设计过程中要有年限上的考虑，要在规定的年限上实现高层建筑的稳定以及钢筋混凝土结构的功能连续，形成有益于实现设计目标的耐久性基础。
1.3高层建筑钢筋混凝土结构的适用性
通过高层建筑设计工作的突出，要实现钢筋混凝土结构具有在一定时间内功能的实现，这样就可以保证高层建筑整体的使用要求，也可以保障钢筋混凝土结构对于裂缝、撞击、地震、形变等各种影响因素的抵御能力。
2高层建筑钢筋混凝土结构设计中关键问题
2.1短肢剪力墙的设计
高层建筑设计短肢剪力墙具有强烈的功能性，但是，短肢剪力墙的设置需要遵照一定的规范，切不可在设计中频繁采用，也不能布设过多，应该在确保高层建筑抗震目标达到的范围内，尽量降低短肢剪力墙的设计数量，这样的设计可以降低后续高层建筑钢筋混凝土结构施工和处理过程中的难度。
2.2结构体系的选择
高层建筑钢筋混凝土的结构体系是整个设计工作的选择重点，通常的设计方式是：要在尽量减少高层建筑钢筋混凝土结构刚度的前提下，优化高层建筑的外观和内部结构，保障结构对形变和强度的范围上的满足。
2.3结构高度的控制
在高层建筑钢筋混凝土结构设计中常会出现超高的问题，这不利于高层建筑物抗震性能的实现，由于不同高度会出现不同级别的设计规范形式，因此，当结构高度出现变化时，特别是出现超高问题时，要重新进行高层建筑钢筋混凝土结构的设计工作。
2.4建筑结构平面的设计
若对高层建筑钢筋混凝土结构设计无特殊要求，则要尽量选用形状规则而简单的平面布置结构，以此合理分布承载力和刚度，并弱化风力影响。如对于A级高层建筑而言，不适宜将其设计为细腰形或角部重叠式的平面图形，而且出于对扭转的考虑，必须将竖向构件水平和层间最大位移控制在该楼层平均位移值的1.2倍和1.5倍之内；对于必须设计的框架结构防震缝，其缝宽、高度通常分别大于100mm和小于15m；若防震缝两侧具有不同的房屋高度，则要根据低高度房屋确定缝宽；虽然不提倡采用短肢剪力墙，但若不得不采用，则必须使其截面厚度低于30cm，且每个肢截面的高厚最大比值必须处于4-8之间。
3高层建筑钢筋混凝土结构设计的要点
3.1加强抗震功能
高层建筑抗震功能主要由钢筋混凝土结构来实现，因此，需要重视抗震这一环节，要在设计工作中将抗震设计作为高层建筑钢筋混凝土结构设计的重要因素和关键影响。高层房屋结构的层数多或者房屋结构的刚度突变系数较大的话，其振型数则应该多取，例如房屋结构中含有多塔结构、顶部有小塔楼、转换层等，其振型数应尽量取≥12的数，但是它的大小依然不可以大于房屋总共层数的3倍，除了含有弹性的楼板，而且在进行总刚性的分析时，它的振型数才可以取得更大些。在对建筑物的框架柱进行设计的过程中，要对其面积进行全面的控制，保证其在一定的范围之内，这样才能够有效的提高建筑的质量。在对配筋进行设计的过程中，不但要对建筑的配筋进行不断的加强，而对于支座的部分要按照相应的规定进行相应的调整，这样才能够有效的增强建筑结构的承载能力。
3.2高强混凝土合理运用
在高层建筑混凝土结构设计中关键的步骤之一是合理地使用高强混凝土，为了有效地降低建筑的用钢量，可以在建筑设计的时候使用高强混凝土，这样可以大幅度地节约建筑的成本。这样的做法可以明显地降低基本设施的实施难度和工程的造价，用来取得较好的经济效果。
3.3增强地基承载能力
对于建筑结构的设计而言，地基的设计是整个设计的重要部分，建筑地基的设计好坏能够直接影响到整个建筑结构的质量和使用性能。因此，对于建筑地基的设计就显得的至关重要。在对建筑地基进行设计的过程中，进行宏观的把握，要严格的把握地基的承载能力，并且还要对建筑地基的变形和沉降等问题进行充分的考虑。对于层数较高的建筑物而言，其进行地基的设计时通常都会将其设置在地下室，这样就能够有效的对地基的沉降程度降到最小，从而有效的保证了上层结构的牢固性，提高了整个高层建筑的承载能力。除此之外，在进行建筑地基设计的过程中，还要按照相关的规定对其进行相应的规范。对于层数较多的建筑而言，通常都会对地基进行相应的处理来对高层建筑的沉降进行有效的控制。
3.4提高耐久性
必须加强高层建筑钢筋混凝土结构的耐久性设计，在原来的混凝土结构设计方案中，没有完全考虑建筑物在实际运作中由于环境、条件的影响，从而导致建筑的可靠指数明显降低。因此在对一般的高层建筑混凝土进行设计时，主要都集中在造价、材料上，所以只有造价小、材料少的结构设计才是满意的设计。如今人们的生活水平不断地提高，对工程的质量要求也相应地得到提高，所以当建筑物的特殊使用要求或者技术要求与经济成为主要矛盾时，就要果断地放弃经济这个指标。
3.5扭转问题分析和几何中心的确定
为了避免由于水平荷载和扭转作用的建筑物破坏，结构和布局应在结构设计合理的前提下，尽可能使建筑达到三心合一的目的。在水平荷载作用下，高层建筑扭转功能取决于质量分布。为了减少结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用正方形、矩形、圆形、多边形等简单形式。在某些情况下，街道景观的要求和限制，城市规划的高层建筑，不使用简单的平面结构，不规则的平面形成L形、T形、十字形等复杂形状，在突出部分的宽度和厚度比的控制范围规范允许的布局结构。建筑结构振动周期包括两个方面：结构的固有周期的合理控制和振动控制周期可以使周期误差的开放性降低。
4、结束语
综上所述，钢筋混凝土结构是高层建筑的基础，如何科学地进行高层建筑钢筋混凝土结构的设计已经成为行业的重点，在设计中应该把握高层建筑钢筋混凝土结构设计的关键环节和难点，充分发挥钢筋混凝土结构在整体性和机械性能上的优势，设计出高层建筑钢筋混凝土结构的精品，在实现高层建筑稳定和安全的同时，实现高层建筑舒适度和功能性的保证。
参考文献
[1]葛斌.浅析钢筋混凝土高层结构设计的常见问题[J].中国高新技术企业,2011(16)
[2]崔立成.钢筋混凝土高层结构设计中的几个问题[J].中国新技术新产品,2010(01)
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【关键字】混凝土结构设计； 存在问题； 对策
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
混凝土结构具有整体性好、可模性好、耐久耐火以及造价低的优点，在我国的各项工程建设中被广泛的应用。近年来，随着混凝土材料的发展和结构设计水平的提高，混凝土结构应用跨度和高度都不断地增大。但同时，由于混凝土结构容易出现裂缝、修补困难以及受气候和季节限制的缺点，使混凝土结构在设计时容易出现一些问题。以下是对混凝土结构设计原则、存在问题以及相应对策的探讨。
一. 混凝土结构设计的原则
1.整体性
混凝土结构设计的整体性原则就是要把设计的建筑的各个组成部分作为一个整体，来研究它的构成、功能和发展规律，从整体与部分、部分与部分都是相互结合的关系中发现系统的特征及运动规律。
2.动态性
混凝土结构设计的动态性原则就是要对系统的内外联系、发展变化方向、趋势、动力、规律、活动的速度和方式等为对象进行探索，从而使建筑设计不但满足现在，还要兼顾未来，把握时代的发展方向。
3.结构性
建筑结构决定着建筑的性能，是性能的载体，性能还可以反作用与结构。建筑结构的各要素运动的稳定性及发展方向与结构密切相关，所以混凝土结构设计时，了解建筑结构以及结构的各要素尤为重要。
4.最优化性
建筑结构系统形成的过程也是差异整合的过程。差异的事物相互需要、支持与互补，为整合提供了前提和基础。混凝土结构设计就是通过对差异的整合使建筑的各个部分有机地组织在一起。
二. 混凝土结构设计中存在的问题及对策
1.基础设计
1.1无工程实地勘察报告或没有参考临近建筑物的地质勘察报告进行
建筑物的基础设计的流程包括勘察、设计以及施工。目前，在我国建筑物地基基础设计时存在地质勘探不全面、内容模糊或者没有参考临近建筑物的地质勘探报告进行的问题。地基基础是建筑质量的核心，影响带建筑安全质量及经济效益。若地基基础出现问题，造成的损失是无法估量的。
建筑地基基础设计必须要严格按照流程进行，设计单位要严格把关，杜绝无工程实地勘察报告而进行设计的情况出现。对于地质勘探报告不全面、内容模糊或者没有参考临近建筑物的，必须要求建设单位及勘探单位补勘或重新勘探。
1.2未说明±0．00标高与地质勘察报告中所示标高的关系
在混凝土结构设计中，一些工程设计仅交待±0．00的绝对标高或未交待±0．00标高，影响到底标高和持力层的确定，导致基础设计以及下卧层承载力不能准确地进验算。
设计单位在工程设计中，要注意若工程地质勘察报告中采用假定标高，在总说明或基础图中要说明建筑所定的±0．00与工程地质勘察报告中假定标高的数值关系；若当建筑总图和工程地质勘察报告均采用绝对标高时，就可以采用结构图纸上标注的±0．00的绝对标高值。
1.3柱下独立基础带梁板式的地下室底板设计中忽视建筑物的沉降而引起的附加应力
在建筑施工中，由于建筑物上部整体重力的沉降作用，地下室底板与柱下独立基础会产受到附加应力，从而发生沉降变形。设计人员在设计时很容易忽视附加应力，结果导致底板开裂，造成地下室建筑的安全隐患，还会影响地基的稳定性。
针对此类问题，设计人员在对建筑物的混凝土结构设计中，要考虑工程总沉降力的大小，而在地下室底板与持力层之间采取处理措施，若工程的沉降量较小，可采用褥垫的方法，来防止开裂，养护地基。
1.4未进行地基变形的验算或者验算的结果不符合要求
混凝土结构设计中，一些设计人员并未按照规定对地基变形进行演算或演算不符合要求，结果造成地基基础的安全隐患。
按照规定，甲级、乙级的建筑物设计，应按地基变形设计；丙级的建筑物设计，若采用地基处理，处理前按照《建筑地基基础设计规范》的规定进行；地基处理后仍要做变形验算。设计人员必须要认识到地基变形的危害性以及地基演算的重要性，严格按照规定进行地基变形演算。
2.上部结构设计
框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、框支剪力墙结构是混凝土结构设计中上部结构使用最多的形式。但这些结构量大面广，比较容易出现配筋不足、超配筋等情况。
2.1框架柱
混凝土的框架柱设计中，设计人员很容易忽视角柱的自定义计算、短柱以及超短柱的剪跨比，或对短柱进行强代换，结果导致无法满足计算结果及配筋率不足的问题。
角柱是指两个方向与框架梁相连的框架住，计算时要进行自行定义，短柱是指剪跨比不大于2，以及因填充墙设置或楼梯平台梁、雨篷梁的设置形成柱净高与其界面高度之不大于4的框架柱。对于短柱而言，箍筋的间距应小于等于100 mm，箍筋体积的配筋率大于1.2％。对于剪跨比不大于2的框架柱，程序能自行判定，不能直接进行强代换，不同强度级别的箍筋均应满足计算结果。超短柱是指剪跨比小于1.5或柱净高与柱截面高度之比小于3的框架柱。设计人员在建筑混土结构设计中，要避免超短柱的出现。若无法避免，则要采取控制轴压比、添加芯柱等措施。
2.2框架梁
设计人员在混凝土结构框架梁设计绘图时，如果没有按计算结果将配筋分别原位标注在支座两侧以及跨中配筋与支座配筋之比小于0.3或0.5，而导致实际配筋比大于计算结果，违反了相关标准。在设计时，要引起足够的重视，避免此类问题的出现。
2.3连梁
连梁，就是连接两片剪力墙,当遇到中震或大震时,它会首先开裂,起到耗能作用,从而使建筑物保持一定延性的梁，连梁在框架结构设计中尤为重要。但一些设计人员在设计混凝土结构时，并未认识到连梁的重要性，甚至盲目地增大它抗弯的能力或在连梁上搭框架梁，严重影响了建筑物的抗震性能。设计人员要对连梁的作用给予足够的重视，设计时确保连梁的延性，从而在地震中不被首先破坏。
2.4框支剪力墙
混凝土结构设计中，很容易出现框支剪力墙布置不均匀，出现单肢钢度过大的剪力墙，一旦破坏，则会造成严重的后果。设计人员要注意框支剪力墙的设计中，框支梁、框支柱纵筋的各项系数都应满足有关规定的要求，并且要确保布置均匀。
【总结】
混凝土结构的质量关系到建筑的安全性能，在设计时必须要引起足够的重视，设计单位要加强监管，确保设计方案严格按照规范进行，以确保工程质量。
【参考文献】
[1]. 王飞. 温小峰，混凝土结构设计中的常见问题及解决方法[J]，2012（3）；
[2]. 刘雅丽. 周小可，混凝土结构设计中的若干问题[J]，2011,29（6）；
[3]. 安景超. 混凝土结构设计常见问题分析[J]. 城市建设理论研究（电子版），2012（11）；
[4]. 高友香. 关于混凝土结构设计中的相关问题浅析[J]. 商品与质量：建筑与发展，2012（3）；
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关键词：混凝土结构设计原理；教学方法；土木工程
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）41-0267-02
混凝土结构设计原理是土木工程专业重要的专业基础课，在专业教学中具有承上启下的作用，先修课程有建筑制图、土木工程材料、理论力学、材料力学、结构力学等，对后续的混凝土结构设计、高层建筑结构设计等课程的学习有重要影响，也是课程设计、毕业设计等实践环节的重要基础。课程内容涉及混凝土结构材料的基本性能，构件承载力计算，构件的裂缝、变形和耐久性以及预应力混凝土构件设计[1]。
混凝土结构设计原理这门课程，具有材料的不确定性、解答的多样性、设计的综合性等特点[2]，课程内容中的实验现象多、假定多、概念多、公式多、系数多、条件多、构造要求多，且逻辑性、系统性差，较为零散[3，4]，但理论性与实践性较强，与先修课程相比差异性大，导致教师教起来不易、学生学起来困难。笔者结合近几年的教学，在以下几个方面进行了一些思考和实践，取得了较好的效果。
一、熟悉材料性能
钢筋混凝土由钢筋和混凝土两种物理、力学性能很不相同的材料组成，只有熟悉钢筋和混凝土这两种材料的性能，才能较好地理解与解释实验现象。混凝土抗压强度高，抗拉强度低，因此结构构件处于承载力极限状态时，只考虑混凝土抗压，不考虑抗拉。混凝土由水泥、骨料、水等材料拌合而成，强度的离散性大，且混凝土的破坏属于脆性破坏，因此在确定其强度设计值时，材料分项系数取值较大。钢筋力学性能较好，抗拉强度高，在结构构件中主要承担拉力；在柱与双筋受弯构件中，也用于受压，其抗压强度与抗拉强度相当，但钢筋用于受压时，容易失稳，因此需要合理配置横向约束，即箍筋。钢筋及混凝土的应力-应变曲线是较为重要的，它是钢筋混凝土构件应力分析、建立强度和变形计算理论必不可少的依据。此外，还应熟悉钢筋和混凝土之间粘结力的相关知识，这是钢筋截断、锚固、弯起等构造措施的依据。
二、抓住教学主线
构件承载力计算是这门课程的重点，涉及到拉、压、弯、剪、扭等基本受力形式及其复合受力形式，但钢筋和混凝土均为弹塑性材料，且离散性大，因此无法根据先修力学课程采用纯理论的方法直接建立承载力计算公式。通常是在试验的基础上，引入合理的基本假定，画出应力图形，借助力学知识或回归分析等方法建立承载力计算公式（包括其适用条件），然后用于工程设计，对于计算公式中未考虑的一些不利因素，通过构造措施进行补充。因此，在承载力计算章节中，要牢牢抓住“试验现象分析―引入基本假定―画出应力图形―建立基本公式―进行工程设计”这一主线，其中试验与假定是基础，应力图形是关键，基本公式是结论，工程设计是目的[4]。值得注意的是，工程设计既包含计算，也包含构造措施。
在计算过程中，初学者往往习惯于联立解方程，实际上应用基本公式也是有主线可依的，如单筋矩形截面设计，按的步骤计算，思路清晰，每一步都可以检验适用条件。
三、进行对比分析
大多数教材将构件承载力计算分为多个章节，各章节之间看似没有联系，知识信息处于零散状态，学生学起来比较困难。教师需找出各章节之间的内在联系，对比讲解，便于学生掌握。
受弯构件中，单筋矩形截面较为简单，大多数学生能较好地掌握。与单筋矩形截面相比，双筋矩形截面在受压区配置了受力钢筋，图1（a）为双筋矩形截面，抵抗的极限弯矩为Mu。从受力的角度，可以将受压区的混凝土和钢筋分开，并配置相应的受拉钢筋，如图1（b）、（c）所示，其中图1（b）为单筋矩形截面，抵抗的极限弯矩为M1，图1（c）为纯钢筋部分，抵抗的极限弯矩为M2，根据叠加原理，有Mu=M1+M2。
四、引入案例教学
混凝土结构设计原理是一门实践性较强的课程，引入案例教学，可以增强学生对这门课程的认识和理解。设计案例应符合教学目标的要求、符合工程实际、符合混凝土结构设计的发展趋势[5]，有一定的启发性和适用性。根据学生的实际情况合理设置案例的难度，选择现实生活中关心或常见的问题，可以提高学生的兴趣，使教学效果更好。在实施案例教学前，需要学生准备好相应的理论知识。呈现案例后，应明确要解决的问题。然后，寻找解决问题的方法，这是案例教学的核心部分，教师应当做适当的引导，对于学生提出的解决方案，应进行点评与总结，并对案例进行拓展与深化。案例教学过程中的重点在于学生的思路与讨论的质量，结果可以是多样化的。
五、培养实践能力
混凝土结构设计原理的理论体系不完善，很多公式是由试验结果回归而成，实践性强，问题抽象，理解起来较为困难。培养实践动手能力对于学好这门课程大有裨益，对今后从事相关工作也奠定了良好基础。实践能力可以从以下几个方面着手：①现场观摩，安排学生参观建成或在建的混凝土结构，加强对梁、板、柱等混凝土构件的感性认识；②参与试验，本课程中涉及大量的试验，应尽可能让每位学生参与到试验过程中，若学校不具备这样的试验条件，可以通过观看试验录像，加强对各种构件破坏机理的理解；③编制计算程序，教材中有各种承载力计算的框图，按框图写出程序（采用Excel表格也可以），可以加深对本课程的理解，也为毕业设计奠定了一定的基础；④理论联系实际，在学习相关内容后，可以让学生寻找相关破坏的工程实例，并分析其原因，具备这种能力后，毕业后可以较迅速地适应相关的工作。
六、板书与多媒体并重
当前，大多数教师习惯于采用多媒体进行教学，这种教学手段形象、信息量大，可以较好地调动学生学习的兴趣，加深对所学知识的理解。混凝土结构设计原理这门课程，涉及到大量的实验现象，大多数学校不具备开展各类型构件破坏试验的条件，但可以通过图文、录像资料重现试验过程，增加学生的感性认识，将枯燥的内容变得生动起来，再结合老师讲解，就能较好地理解实验过程中所蕴含的力学知识。但对于大量的公式推导，在黑板上一步步演示推导过程，可以加强学生对公式的理解和记忆。总之，在教学过程中，合理的结合板书和多媒体，可以提高学生的学习积极性，提高教学效果。
通过在上述几个方面的努力，这几年的教学效果逐渐提高，在今后的教学中，还需要在创新教育教学方法，培养实践动手能力，增强概念设计意识等方面进行进一步探索，进一步提高教学水平和教学效果。
参考文献：
[1]沈蒲生，梁兴文.混凝土结构设计原理（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2012.
[2]关萍.《混凝土结构设计原理》课程建设[J].大连大学学报，2010，（5）：116-118.
[3]李书进，沈少波.混凝土结构课程教学探讨[J].建筑结构，2008，38（9）：204-206.
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关键词：混凝土 结构设 安全度分析
一、混凝土结构设计安全度的意义
混凝土结构在建筑设计中具有举足轻重的地位，混凝土结构设计的内容主要包括适用性、耐久性、安全性等，最重要和主要的功能就是安全性。无论任何一项工程的设计到实施，安全问题总是被摆在首要位置的。混凝土结构设计的安全性主要是指混凝土构件所能承受的稳定性，包括在正常的设计方案中的稳定性，也包括在正常的施工环境和使用环境下的稳定性，也包括在突发状况中所能达到的稳定性，用概率来衡量其安全性就是所谓的安全度。混凝土结构的安全度所涉及到的因素有很多，必须要综合考虑到各种可能发生的情况，才能科学有效地进行安全度的预测和分析。
从混凝土工程的技术层面而言，混凝土结构的安全度与结构本身选型的合理性有关，也与该结构力学模型的合理性有关，还与概念设计的合理性有关，而不仅仅是材料选用和施工工艺方面的问题。混凝土结构设计的安全度具有重要的实际意义。结构设计的安全度能够直接体现混凝土工程的成本造价、后期维修费用、工程总投资风险之间的相关关系。所以不断提高混凝土结构的安全度，那么这三者之中的工程造价成本就会提高，相对地则降低了后期维修费用的支出，也降低了工程总投资风险，反之则混凝土结构的安全度越低，另外两个因素的数值就会越高。故而要有效平衡这三者的关系就要在经济节约的前提下最大限度地提高混凝土结构的安全度。另外混凝土结构的安全度不仅涉及到建筑工程的成本和风险的相关因素，还涉及到使用者的人身安全和财产安全能否得到有效的保障，这不仅是经济问题更是民生问题。如果不重视混凝土结构的安全度，将会导致严重的社会影响和政治后果，同时也将对国家的经济基础和技术经济政策造成一定程度的影响。由此可见，混凝土结构设计的安全度具有重要的现实意义。
二、混凝土结构设计安全度的现状
混凝土结构设计的安全度在建筑行业中的应用历来都颇受重视，尤其在改革开放以来，我国的建筑行业得到了迅猛的发展，人们对建筑物的要求也越来越高，对其功能的灵活性和适应性的期待也越来越大，混凝凝土结构的安全度有待于进一步的提高。
虽然现阶段国内的混凝土结构的安全度在不断地得到改善，但是与世界发达国家相比还存在很大的差距。和国际混凝土结构安全度的标准以及先进工艺水平比较而言，我国的混凝土结构的安全度属于偏低的层次，在国际建筑行业中的竞争力不足，更不用说发挥建筑优势了。从长远的发展来看，持续执行混凝土结构设计安全度的低标准将不利于我国建筑业的可持续发展，也不利于实现国家经济的眼前利益和长久利益，所以混凝土结构安全度的探讨将会是一项长久性的课题。国家在2002 出台了《混凝土结构设计规范》，对以往的标准有所改善。十年之后的今天，混凝土结构设计的安全度依然要根据实际情况来作出进一步的探索和调整。
三、混凝土结构设计安全度的发展
未来的混凝土结构设计的安全度的发展方向主要还是体现在两大方面，一是混凝土结构构件的承载力的安全性能，这与构件本身的荷载能力有关。二是混凝土结构的整体牢固性能，这与混凝土的荷载分项系数和混凝土材料强度的分项系数有关。具体来说，荷载分项系数是计算荷载力对混凝土结构构件的作用的时候，将荷载标准值乘以一个放大系数，而材料的强度分项系数则是在计算混凝土结构构件所固有的承载力的时候，把混凝土构件材料的强度标准值乘以一个缩小系数。混凝土结构设计安全度的提高涉及的内容关于荷载方面的主要包括风荷载能力、活动荷载能力，关于抗力方面的主要包括材料的强度、楼板设计强度、斜截面受剪承载能力。此外，混凝土结构的整体牢固性涉及的主要方面有钢筋的锚固程度、钢筋的连接状况、钢筋的最小配筋率等。这些因素之间都有着内在的关联性，它们的有机统一构成了混凝土结构安全度的基本要素，在安全度的分析与探讨方面也有着根本性的地位和作用。
在混凝土结构设计的安全度的规范与标准的研究工作最早是源于高强度的混凝土结构的科研和推广工作，现阶段的混凝土结构设计安全标准还是比较低的，这就给结构设计安全度的推广工作带来了一定的阻力。任何一项新技术新标准的研究工作的起步阶段都是相当困难的，相关经验不足是产生困难的一个因素，另一个因素就是要有较高较为宽松的安全度环境，这是非常重要的一点，如果安全度太低，会不利于新技术的推广。在计划经济时代比较注重建筑的节约性，在初次一次性投资和用料方面较少顾及建筑的长远利益和整体结构的使用性能，更不会过多地考虑到用户的切身利益和国家经济的可持续发展状况。而在现今的市场经济体制下，人们更注重考虑如何用更少的钱购买到性价比更高的房屋建筑，尤其是注重建筑物在突况下的安全可靠度。安全度高的建筑与安全度低的建筑在一般情况下没有太大的差别，但是在特殊情况例如地震的情况中就显示出天壤之别来。所以混凝土结构设计的安全度的发展会越来越收到人们的重视，尤其在自然灾害频发的近十几年中，混凝土结构设计的安全度的实施标准和有关规范也不断得到探讨与研究。
同时也要看到，在不断提高混凝土结构设计的安全度的同时，实际也潜移默化地节约了项目维护成本和遇到突况的风险成本，更加符合建设资源节约型社会的理念，也符合建筑行业经济节约的原则。在未来的发展中，增强混凝土结构的延性和防倒塌能力是重要的一项内容，不仅要提高整个结构设计的合理性，还要加大混凝土构造的用钢量。提高混凝土结构的设计安全度是必要的，但是究竟要提高到什么程度也要经过相关部门的进一步商榷，还要根据各地区的经济发展状况具体问题具体分析，在宏观上定性分析的同时也要在微观上进行适度的调整，以便能够促进当地的发展。例如在经济比较发达的地区和城市，混凝土结构的设计安全度的指标可以略微高些，在经济不发达的地区可以将标准略微降低些，以适应整体经济发展的要求。混凝土结构安全度需要考虑的因素比较多样和复杂，并且在建筑行业结构设计中普遍采用的可靠度设计理论自身也有着一定的不足，所以给实际的研究与应用带来了些许限制条件，因而在进行理论研究与分析的同时，积累实践经验更为重要。
篇5
关键词：工业建筑；混凝土结构；设计
Abstract: compared with the civil, commercial buildings, industrial building for the safety of the structure, vibrate resistance, resistance to put forward such as more strict requirements, particularly in the concrete structure design, must take effective process and technical measures, not only to improve the overall performance of the structure, but also for of the construction of the project schedule, quality, safety and cost have important influence. The author discusses industrial building engineering management experience for many years, this paper analyzes the concrete structure design of related problems, only for reference to fellow.
Keywords: industrial architecture; Concrete structure; design
中图分类号：S611 文献标识码：A文章编号：
目前，国内建设的工业建筑主要采取混凝土结构，与传统的建筑结构形式相比，其具有较为理想的综合性能，造价也较为合理，在国内工业建筑行业得到了广泛的应用。在工业建筑混凝土结构的设计中，必须结合建筑的基本功能和使用要求，选择最为合理的结构形式，并且逐步完善细节部分的设计，从而达到预期的工业建筑建设目标。
1工业建筑结构选型的一般规定
在工业建筑混凝土结构设计中，为了保证设计方案具有可行性与经济性，必须合理确定其结构形式，国家建设主管部门相继出台了一系列的规定，对于工业建筑的结构选型作出了具体的要求，其中较为重要的几条规定如下：
1.1在常规工业建筑的结构设计中，应优先选择预应力混凝土装配式钢结构，必要时也可以采用现浇混凝土的结构形式。
1.2当工业建筑结构为柱距≤4m，跨度≤15m的单层厂房，并且满足以下两方面的要求：1）柱顶的高度≤6.5m，无吊车或者有≤2t悬挂吊车的厂房；2）吊车的起重量≤3t，轨道顶的高度≤5.4m的轻级或者中级厂房，可以结合实际情况和相关要求，优先选择砖混结构，其中砖墙起到承重作用，钢筋混凝土楼板、顶板等组成主体结构。
1.3除工业建筑的顶层外，如果楼层的总高度≤15m，各层主梁的跨度≤7.5m，楼面荷载≤1000kg/m2四层或四层以下的厂房，可以采用钢筋混凝土内框架的建筑结构形式。
1.4在大中型厂房的结构选型中，宜采用预应力结构或者装配式钢筋混凝土结构。如果厂房独立砖柱的截面≥490mm×490mm，则应采用组合砖柱或者钢筋混凝土结构。
1.5对于具有耐高温要求的工业建筑，如果建筑构件的表面温度长期≥50℃，避免采用木结构；如果建筑构件的表面温度长期≥150℃，，应尽量采用钢结构，并且采取相应的隔热与防护措施；在屋面梁、屋架、托架≥80℃，吊车梁≥60℃，以及其他建筑构件≥100℃的工业建筑中，钢筋混凝土结构设计中，其强度与弹性模量必须进行折减。
2工业建筑混凝土结构设计中应注意的问题
在工业建筑混凝土结构的设计中，需要综合考虑各方面的影响因素和技术条件，不断对于设计方案进行修改与完善，进而才能保障施工作业的有序开展和进行。结合笔者多年的工业建筑混凝土结构设计经验，总结了以下需要注意的问题：
2.1框架基础设计1）设计人员应仔细阅读与使用相关地质报告，了解地质勘察结论与计算指标的可靠性，进而判断工程建设方提出了的框架基础设计方案是否具有可行性；2）在满足变形与承载力等基本要求的前提下，尽量选择天然地基中的浅基础，综合考虑项目所在地土层的实际分布情况、物理力学性质与稳定性，以及土建筑物的形状、结构类型、地下水、荷载性质与大小等，合理进行框架基础设计。
2.2框架柱设计1）在各种内外力组合的情况下，工业建筑混凝土结构的框架柱必须满足高强度的要求，特别是在配筋计算中，应选择最为不利的方向进行框架计算，也可以在两个方向均进行计算，在确定较大方向配筋数据后，采用对称配筋的设计方案；2）为了增强工业建筑底部的整体性，减少发生位移的几率，一般采取框架柱附近合理设置基础连系梁的方法。将基础连系梁的以下部分视为底层，框架柱的高度值则是依据基础顶面、连系梁顶面而定，将实际建筑的底层视为第二层。在框架柱的设计中，底层柱配筋要选取基础顶面、连系梁顶面中最大的内力进行计算，以保证设计结果的合理性和可行性。
2.3框架梁设计1）如果工业建筑混凝土框架的主梁与次梁之间的截面相差较小，而次梁的荷载相对较大，则要在设计中适量增加附加筋。如果主梁的高度较高，而次梁的截面、荷载较小，主粱则无需增加附加筋；2）当工业建筑混凝土结构的外部梁跨度相差较小时，梁高宜采取等高的形式，尤其是外部框架梁应尽量保证高度相等。当梁底距离外窗顶的尺寸相对较小时，设计中应适当加大梁高，一般情况要做至窗顶；3）在工业建筑混凝土结构框架梁的设计中，原则上梁纵筋宜采用小直径、小间距的形式，这样更有利于结构的抗裂性能，但是必须应注意钢筋间距满足相关要求，并且与梁的断面相对应。
2.4抗裂设计
1）根据《砌体结构设计规范》、《混凝土结构设计规范》的相关规定，合理控制工业建筑混凝土结构的长度，以避免因主体结构过长，而增加局部裂缝的几率。为了有效控制由于温度收缩应力而引起的结构裂缝，可以在结构设计中适当增设伸缩缝，伸缩缝的间距一般为30mm-50mm；2）在混凝土结构浇筑方法的设计中，由于混凝土的仓面相对较大，所以，通常选用分层浇筑的方法，即在第一层浇筑完成后，浇筑第二层，直至全部施工作业项目完成；3）在工业建筑混凝土结构设计中，为了防止裂缝现象的发生，必须严格规定各种温差，其中包括内部温差、外部温差、温度徒降等容许值，上述容许温差必须结合相关理论计算结果，以及以往的工程实践经验确定。2.5抗震设计在工业建筑混凝土结构的设计中，抗震设计通常是以强度、延性为基点，特别是在单层厂房的布置中，应坚持平面与立面简单、规则、对称等基本原则。在混凝土结构的抗震设计中，应注意以下问题：1)平面布置应做到简单、规则、对称，尽量减少偏心，而且要考虑有可能出现的各种不利影响；2)尽量保证刚度中心、质量中心的重合；3)重量相对较大的框架梁、柱不宜布置于结构单元边缘，应尽量布置于距刚度中心相对较近的部位；4)尽量避免大悬挑结构；5)围护结构应尽量采用轻质材料。
3结束语
总之，在工业建筑混凝土结构的设计中，应综合考虑各方面的影响因素与技术问题，对于设计方案中的相关工艺、技术参数一定要进行认真的计算与复核，进而不断修改和完善设计方案，以保证施工作业的有序开展。
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【关键词】型钢混凝土；石油化工；结构设计
1引言
型钢混凝土结构构件具备诸多优势，比如：受力性能好、截面尺寸小、抗震性能好、自重轻等，在石油化工结构设计中具备很优越的应用价值。在型钢混凝土结构设计过程中，需要明确方法，遵循《型钢混凝土组合结构技术规程》《型钢混凝土结构设计规程》等[1]。此外，还有必要通过构件的实际受力情况，对设计进行优化。总之，由于型钢混凝土具备很好的应用价值，所以对其应用进行探讨意义重大。
2工程实例分析
在石油化工焦化装置中，焦炭塔框架属于核心构筑物，操作重量大，装置支座位置及井架总高度偏高，通常情况下会有焦溜槽以及楼梯间附带。整体结构体系较复杂，设计存在一定难度。以某炼油厂为例，其工程延迟焦化装置焦炭塔框架属于两塔结构，焦炭塔单塔自重达4300kN(430t)，塔外径为9690mm，单塔最大高度为41.3m。水焦工况最大操作介质为3040t，满焦工况焦炭量达到1150t。该工程所处场地在地面上10m位置的基本风压为0.5kN/m2，地面粗糙度为B类，抗震设防裂度为7度，工程场地设计基本地震加速度值为0.15g[2]。从框架设计来看属正常，但在结构空间利用方面提出了一些基本建议：（1）尽可能控制主要构件截面，使整体平面布置的需求得到有效满足；（2）确保塔体下方具备充足的空间，能够设置冷焦水过滤器1台和别的附属操作框架；（3）在塔体下方框架位置，有必要对全封闭设备操作房进行合理设置；（4）确保型钢混凝土结构能够合理、科学地应用，进而发挥型钢混凝土结构的作用。
3型钢混凝土结构的选择以及模型的计算
3.1结构选择
对于上述工程的焦炭塔框架设备支承部分来说，为典型的塔型设备基础，即：两塔板式框架联合塔基础，一共有3层，高为27m，纵向连续两跨2.5m×2，横向为单跨12.5m，出焦井架标高为27～117m，属中心支撑钢结构框架。
3.2模型计算
在设计中，所使用的是有限元分析软件STRAT，在利用该软件进行计算过程中需由经验丰富的技术人员操作，以确保计算值的精准性。同时，在焦炭框架选择上，选择高耸组合结构，在建模分析过程中，有必要对下部混凝土框架和上部钢结构的共同作用充分考虑，以此有效模拟结构的具体情况。对于完整的焦炭塔框架模型来说，需具备：①混凝土框架柱；②井架钢结构梁；③混凝土框架梁。此外，利用厚壳单元模拟混凝土顶板，利用薄壳单元模拟设备塔体。
4荷载组合与截面设计
4.1荷载组合分析
根据相关设计规范要求，对焦炭塔框架设计需根据承载能力极限状态最不利的效应组合加以设计。因此，两塔结构设计时的荷载组合为：（1）正常操作工况下：1.2永久荷载＋1.0×1.3×（介质荷载＋活荷载）＋1.4×风荷载；（2）停产之前：1.2永久荷载＋1.0×1.3×（介质荷载＋活荷载）＋1.4×风荷载；（3）停产检修工况下：1.2永久荷载＋1.0×1.3×活荷载＋1.4×风荷载；（4）地震作用下：1.2×[永久荷载＋0.5×（介质荷载＋活荷载）]＋1.3×水平地震荷载＋1.4×0.2×风荷载[3]。总之，需合理分析荷载组合，以此为进一步截面设计以及计算结果的准确性提供保障。
4.2截面设计分析
截面框架柱、框架梁的设计内容如下：1）框架柱设计。在设计初始阶段，如果外在条件全部一致，为了使框架柱截面的尺寸得到有效保证，可选择2种框架柱截面尺寸，通常会选择1个大柱尺寸，即：2500mm×2500mm规模；同时选取1个小柱尺寸，即：1800mm×1800mm规模，根据计算结果，采取对比的方法最终选择适合本工程结构的合理尺寸。在外在条件一致时，大柱和小柱模型需采取分别进行计算的方法。由于会受到框架柱截面尺寸差异的影响，进而使结构刚度存在很大的差异。针对此类情况，需要利用地震组合工况控制好设计结构。从实际经验来看，小柱模型在刚度上偏小，在柔性上较好，基于同样风载或者地震条件作用之下，结构内力偏小，便于为构件截面设计提供有利的条件。2）框架梁设计。对于框架梁来说，因受到工艺设计需求的影响，加之标高相对明确，使得调整的空间偏小。在梁截面上，一般选取为1500mm×2500mm。在对梁截面刚度进行合理增多的条件下，能够使框架柱的反弯点位置得到有效控制，进而使框架梁设计弯矩的要求得到有效满足。基于框架梁内部对H型钢进行设计，能够和框架柱内型钢柱之间组合成为内框架体系，从而使结构的整体性得到有效提升[4]。此外，框架顶板属于设备的支座层，起到承载塔体荷载的作用，在顶板中间部位需设置型钢斜梁，并采取STRAT计算结果提取内力，对厚板配筋进行计算。总结起来，在设置斜梁的条件下，能够使顶板的受力得到有效改善，同时使传力路线得到有效简化。
5结语
本次研究结合实际工程案例，对型钢混凝土在石油化工结构设计中的应用进行了探讨。在了解工程实例的条件下，需选择合理的型钢混凝土结构，并通过模型的计算，进一步分析荷载组合，然后在截面设计过程中，注重框架柱的设计和框架梁的设计。总之，对于型钢混凝土结构来说，对型钢和混凝同受力的特性加以应用的条件下，使混凝土的抗压性能以及型钢的抗弯性能得到有效展现，进而使结构的延展性得到有效提升。此外，在合理应用型钢混凝土结构的条件下，能够提升结构空间的利用效率，进而使实际生产需求得到有效满足。
作者:冉艳华 单位:中海油山东化学工程有限责任公司
【参考文献】
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【10】李懿.浅析轻钢厂房结构设计要点[J].山西建筑，2013（17）：75.
篇7
【关键词】建筑工程；混凝土；结构设计
一、混凝土结构设计的内容
1.1关于地震作用的计算
在地震作用计算情况下要考虑扭转耦联的影响，而规则结构的情况下不计算扭转耦联时，平行于地震作用力方向的两边要乘以放大系数，较短边可以乘以1.15的系数，长些的边应该乘以1.05的系数，而扭转刚度小时要按大于或等于1.3的系数计算，质量、刚度不对称分布的结构要计入双向水平方向的地震作用扭转影响。
1.2关于质量系数的计算
按侧刚计算时：单塔楼考虑耦联时应大于等于9；复杂结构应大于等于15；N 个塔楼时，振型个数应大于等于N×9。一般较规则的单塔楼结构不考虑耦联时取振型数大于等于3就可，顶部有小塔楼时就大于等于6。振型数取3的倍数且≤3倍层数，振型数与楼层自由度有关，一个刚性楼板层，只有3个自由度。并且在计算时要对质量振型参数进行检查，有效质量系数一定≥90%，因为如果在实际中达不到这个要求，则设计结构的安全性将无法得到保障。
1.3关于结构的位移、周期的计算
规范要求周期比应该控制在大震下扭转振型不靠前的情况，用楼层竖向最大位移来限制层间最大位移，位移比应该取最大和平均位移比值。
1.4关于最小地震剪重比的计算
在规范中强制要求各楼层剪重比不得小于规范给出的标准，如果不满足要求需要检查质量系数，有效的质量系数不够应该增加振型数的计算；有效质量系数得到满足时可能是源于结构设计不合理，因此要合理对结构质量和刚度的分布情况。
1.5关于柱的计算
如果弯矩设计值由水平荷载造成且超过总设计值的75%时，框架柱长度按规范内6.2.20-1和-2公式计算的小值为准。
1.6关于柱配筋方式的选定
如若整体计算则建议使用单偏压方式，而在产生具体结果时再用双偏压进行复核。这是由于单偏压方式是按照规范公式计算的，而双偏压则是用数值积分法计算的。
1.7关于框架结构
要注重计算系数尤其是柱长度；建议采用单偏压配筋；如果是大截面的柱应该设置刚域位于与梁重叠处。
二、混凝土结构设计的质量控制
2.1关于裂纹控制的问题
断裂损伤力学的角度来看，所谓的断裂损伤是广义的外部负载，细观结构的重大变化，所造成的微观缺陷成胚，扩建和汇通，导致宏观经济性能恶化的结构，最终形成的宏观开裂和破坏的结构。因此，混凝土结构的破坏过程实际上是形成于微裂纹的扩展。现代化的混凝土微观研究还表明：微裂纹的扩展源于材料损坏的程度，也是材料损坏的标志，在同一时间，微裂纹也是材料固有的物理特性现状。因此，在钢筋混凝土结构裂缝的存在有其必然性。
2.2关于抗震问题的分析
在两种类型的组件之间分配的地震力，应该考虑不同时段的两种类型的组件有关抗推刚度相对的比值变化。主要结构系统即现在使用的钢-混凝土混合结构在钢架和混凝土剪力墙（内管）系统中，钢筋混凝土内筒为主要抗侧力结构而钢架主要负责重力荷载，担负一个较小的平剪切。由于刚性的钢框架的反推远小于所述内筒上凝固的水平地震工程经验，承担水平剪力在除了钢框架的顶部几层为其15%到20%，中部和下部的都约为10%至15%，相应的楼层剪力，有些项目甚至只有约5%的往复。在结构的弹塑性的阶段，墙体在地震的持续作用下生成裂纹，刚性显着的减少将增加的钢框架的剪切刚度退化。钢框架由于变形，弹性极限的1/400以上的角度，是远远大于约1/3000的钢筋混凝土墙的弹性极限变形角度。水平地震作用小于塑性阶段，但仍有可能承担远远大于弹性阶段的水平地震剪力和倾覆力矩。
因此，为了符合要求，需要调整的部分钢架水平剪力，钢框架混凝土结构层框架柱的抗震要求应不小于比底部的结构剪切的25%或框架部分地震剪力最大值的1.8倍，两个选择较小的，以改善的钢框架的承载能力，并采取措施改善混凝土内筒的延展。
三、混凝土结构设计应注意的问题
3.1结构选型阶段
结构选型阶段时，首先应该注意结构的规则性问题；其次应注意新规则有关规定的变更情况，以免在后期工作产生纰漏。再者要注意结构的超高问题，在抗震规范和高规的结构，总高度都有严格的限制，在更改的新规范中，除了原来的高度限制设定为A级的建筑高度，还增加了结构的建设B级高度，因此必须严格注意，一旦建筑结构高度为B类甚至超过B级高度，设计方法和措施一定会变化很大。最后是要注意嵌固端的设置，因为高层建筑都会带有两层或以上的地下室，嵌入式固定端可以设在地下室的顶板上，或者人防顶板的地方，因此，设计师经常会忽略一些方面，如：设计嵌固侧安装在地板上的端部的刚度比上下限、安装的抗震等级整体一致性、计算结构的嵌固端组、抗震缝和嵌入式固定端位置的协调问题等等，而这些方面忽略任何一个都会为后期设计埋下隐患，产生不可估量的后果。
3.2基础设计阶段
基础设计阶段是应该给与相当重视的方面，因为这个阶段是与后期设计工作直接相关的，它的好坏至关重要，并且是整个项目成本的决定因素，因此这个方面若是产生纰漏一定会带来不可估量的损失。在基础设计中也应注意本地规范的重要性。以《地基基础设计规范》作为国家的标准来看，它具有相当的权威但是却不能明确详细地规定全国各地的各种基础状况，所以当地的基础类型和设计方法的描述和指定更详细和准确，所以在基础设计时，也要大力研究地方性标准或规范，以免更大的影响在整个结构上的设计或后期工作。由于缺乏工程设计的现场调查报告或附近的建筑物调查报告，必须根据调查-设计-施工过程的基础上进行设计，要禁止缺乏调查的过程，若是调查不够详细、全面时，设计人员要通知建设单位进行重新调查或者是额外勘探。不考虑地面变形的影响，有一些混凝土结构设计没有关注地基变形后检查，评级为A或B级的结构设计应按照有关规定进行地基的变形情况进行设计，而c级时，应该根据相关规定对地基进行处理，然后变性检验。在对下卧层的地基承载力计算时，要进行深度的修正，修正系数源于土壤。
3.3 框架-剪力墙结构
在框架-剪力墙结构中，较大的交叉楼面横梁与垂直剪力墙单面相交，按照《高规》规定要减少梁的弯矩不良效果，根据剪力墙设置壁柱，暗柱或减少截面的端部截面等等，或者墙的厚度不符合纵向框架梁锚固钢筋的锚固长度的水平边时，应尽可能减少钢筋直径。如果剪力墙结构要将角窗设置于角部时，适当加强窗口部件。角窗处楼板上应该适当进行加厚处理，且通长配筋要双层设置进行加固，或者可以设置斜暗梁或斜向集中加固配筋，斜向钢锚入角窗的边缘上的组件，边缘构件应当适当地加固。
四、结束语
总而言之，混凝土结构的设计是一个循环的长周期，并且具有专业的深度和复杂性。因此，要结合设计中总结出来的经验，不断完善设计理念，以确保整个工程的质量。
参考文献：
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关键字：建筑工程；混凝土结构设计；存在问题；处理对策
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
目前，钢筋混凝土框架结构的建筑物越来越普遍，由于钢筋混凝土结构与砌体结构相比较具有承载力大、结构自重轻、抗震性能好、建造的工业化程度高，并且又具有造价低、材料来源广泛、耐火性好、结构刚度大、使用维修费用低等优点。因此，本文结合设计过程中经验，对混凝土结构设计中的各阶段存在问题及解决措施谈一些自己看法。
1 关于结构计算与分析阶段中的常见问题及处理对策
1.1混凝土结构设计中计算与分析阶段中的常见问题.
目前比较通用的计算软件有：三维组合结构有限元分析软件（SATWE）、多层及高层建筑结构三维空间分析软件系统（ TBSA ）、企业管理解决方案软件（SAP ）等，但是，由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异，因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以，在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件，并从不同软件相差较大的计算结果中，判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的，哪个又是意义不大的，这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则，如果选择了不合适的计算软件，不但会浪费大量的时间和精力，而且有可能使结构有不安全
的隐患存在。因此，结构工程师也应该对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识。在结构整体设计阶段，工程师在设计阶段经常受到困扰的问题是对结构整体计算的软件的选择。由于采用的计算模型的不同，每一个计算软件计算的最终结果也是有所不同的，尽管结果差别不大，但是对设计标准和规范有着很大的影响。目前，比较普遍的计算软件并不少，SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等都有其各自的特点，然而，设计工程师在选择时要么只是单一考虑设计模型的特点而忽视结构类型，要么只是着眼于结构类型而忽视对计算软件的分析，导致在整体计算阶段，设计工程就出现纰漏。
1.2解决混凝土结构计算与分析阶段中常见问题的对策
对结构设计工程师来说，结构设计首要要做的是对各个计算软件的计算模型的特点进行对比和比较，熟悉结构设计的类型，从而依此进行计算软件的选择。具体说，比如在地下室底板和外墙配筋计算时，设计工程师往往采用假设的方法进行计算设计，然而，假设条件的选择与采用与现实情况并不是相符的。例如：在地下室外墙配筋计算中：对于外墙带扶壁柱的结构类型，设计计算时一律不区别扶壁柱尺寸的大小，全部按双向板来计算配筋，而在扶壁柱的整体计算分析阶段，又未按外墙双向板传递荷载的公式验算扶壁柱配筋。根据外墙与扶壁柱变形协调的原理分析，这样粗放的设计计算方法会导致其外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋有富余量。因此，建议除了垂直于外墙方向并且与带有钢筋砼内隔墙相连的外墙板块或者是截面尺寸较大的外墙扶壁柱之间的外墙板块采用双向板来计算配筋外，其余的外墙应该按竖向单向板计算配置较为稳妥。
2 关于混凝土结构设计中，地基与基础设计中常见问题及处理对策
2.1混凝土结构地基与基础设计中的常见问题
地基工程在建筑工程中占有十分重要的地位。地基的好坏将决定一个工程的最终质量，因此，在地基与基础设计阶段，对于设计工程师而言，这一阶段是决胜局，正是因为其有着如此重要的作用，任何一个问题与错误都是不被允许的。在地基与基础设计阶段，一般来讲，要重视以下问题。由于地下室底板与柱下独立基础会受到建筑物上部整体重力的沉降作用的附加应力。在共同受力的情况下，地下室底板会一起沉降变形。工程师在底板设计时，很有可能会忽视这种附加应力，而导致设计的底板负载能力不足而造成底板开裂，这对于地下室建筑是不安全的。另外，地基的稳定性也受到极大的威胁。
2.2解决混凝土结构地基与基础设计中常见问题的对策
针对不同程度的沉降量的工程，地基与基础设计所采取的处理措施也是不同的。对于沉降量相对较小的工程，可以采用褥垫的方法处理，也就是说在地下室与持力层之间建筑一层保护带，在沉降作用发生时，保护层会承受一部分的附加应力，防止地下室地板因受力过度而开裂或沉降。同时，对天然地基也起到了养护的作用。这样，地基保养便从根本上达到了解决。 对于有地下室的建筑，地下水的季节性变化也是影响地下室底板的重要因素。当降水期来临，地下水位升高。底板的防水设计显得尤为重要。一般的地下室建筑，由于柱下承台的形式比较复杂，其基槽地膜形状也是较为繁复的，建筑复杂的外在轮廓一方面加大了防水设计的难度，另一方面，增加了工程造价。很多设计工程师仅仅考虑到建筑物当时当地的地理状况，忽视对降水这一因素的考虑，而导致在地下室底板设计时对防水工程的不全面、不科学。在室外地坪之下的结构部分,外轮廓形状设计应尽量简洁,这样有利于建筑防水的施工。另外，在具体的设计方略上，采用统一地下室底板和柱下承台的下标高的反承台法。这一方法的具体做法：在地下室内部做滤水层和覆土，同时对柱下承台进行加厚工程的设计。这样一来，基槽地膜形状变得简单，方便施工，缩短了施工时间，从而施工质量也可以得到保证。
3关于混凝土上部结构设计中常见问题及处理对策
3.1混凝土上部结构设计中常见的问题
在上部结构设计时，框剪结构剪力墙在设计上布置不均匀，经常出现单肢刚度过大的剪力墙，这样会造成应力的过度集中，容易造成剪力墙的部分破坏。同时，在上部结构设计阶段，与之相关联的结构构件，比如连梁等构件的设计难度也很大。梁上有次梁处(包括挑梁端部)应附加箍筋和吊筋，宜优先采用附加箍筋。附加筋一般要有，但不应绝对。也就是说，位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的垫梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力应加附加筋。但梁截面高度范围内的集中荷载可根据具体情况而定。当主次梁截面相差不大，次梁荷载较大时，应加附加筋。当主梁高度很高，次梁截面很小、荷载很小时，如快接近板上附加暗梁，主粱可不加附加筋。还有当主次粱截面均很大，如工艺要求形成的主次深梁，而荷载相对不大，主梁也可不加附加筋。当外部梁跨度相差不大时，梁高宜等高，尤其是外部的框架梁。外部框架梁尽量做成外皮与柱外皮平齐。梁也可偏出柱边一较小尺寸。梁与柱的偏心可大于1／4柱宽，并宜小于1／3柱宽。粱上有次梁时，应避免次梁搭接在主梁的支座附近，否则应考虑由次梁引起的主梁抗扭，或增加构造抗扭纵筋和箍筋。当采用现浇板时，抗扭问题并不严重。原则上梁纵筋宜小直径小间距，有利于抗裂，但应注意钢筋间距要满足要求，并与梁的断面相应。箍筋按规定在梁端头加密。布筋时应将纵筋等距，箍筋肢距可不等。小断面的连续梁或框架梁，上、下纵筋均应采用同直径的，尽量不在支座搭接。端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上的次粱，梁端支座可按简支考虑，但梁端箍筋应加密。上反梁的板吊在梁底下，板荷载宜由箍筋承受，或适当增大箍筋。梁支承偏心布置的墙时宜做下挑沿。挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。与挑板不同，挑梁的自重占总荷载的比例很小，做成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋，每个都不一样，难以施工。变截面梁的挠度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁时，注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋，除非受剪承载力不足。对于大挑梁，梁的下部宜配置受压钢筋以减小挠度。挑梁配筋应留有余地。粱上开洞时，不但要计算洞口加筋，更应验算梁洞口下偏拉部分的裂缝宽度。梁从构造上能保证不发生冲切破坏和斜截面受弯破坏。挑梁出挑长度小于梁高时，应按牛腿计算或按深梁构造配筋。扁梁宽度不必过大，只要钢筋能正常摆下及受剪满足即可。因为在挠度计算时，梁宽对刚度影晌不大，加宽一倍，挠度减小20％左右。相对来讲，增大钢筋更经济，钢筋加大一倍，挠度减小60％左右，同时梁的上筋应大部分通长布置，以减小混凝土徐变对挠度的增大，如果上筋不小于下筋，挠度减小2O％ 。当一宽框架梁托两排间距较小的柱时，可加一刚性挑梁，两个柱支承在刚性挑梁的端头。梁宽大于350时，应采用四肢箍。
3.2解决混凝土上部结构设计中常见问题的对策
在上部结构设计阶段，要考虑建筑物的抗震功能，当遇到中震时，我们应考虑第一级别的剪力墙(指比值小于2时的墙肢) 其墙肢数最少为4肢。待第一级别的剪力墙进入塑性阶段后，为保证建筑物在震动作用下不至于过度变形而带来灾害来建设小级别的剪力墙进行多道设防。但当遇到大震时，小级别的剪力墙也进入塑性阶段后，建筑物基本已经破坏了。此时，我们应该通过我们的设计有选择地让那些连接两片剪力墙，在中震或大震的作用下会首先开裂起到耗能作用，从而保持建筑物延性的连梁破坏，从而来保证柱子的完整性。这就是我们说的延性设计和连梁设计。
总之，混凝土结构设计质量密切关系到人民生命财产的安全，责任重大。混凝土结构设计本身是一个长期、复杂兼具深度和广度的专业。以上是在设计工作中的一些认识。只有通过不断地学习、对实践经验不断进行总结，才能成为一名合格优秀的设计师。钢筋混凝土框架结构虽然相对简单，但设计中仍有很多需要注意的问题，只有熟练地掌握规范，才能设计出既安全又经济适用的混凝土结构建筑，为我国混凝土结构建筑设计的发展和社会的和谐稳定做出新贡献。
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关键词 混凝土结构课程 教学方法 改革与实践
【分类号】G642.0；TB-4
一 混凝土结构课程的特点分析
混凝土结构是建筑专业的一门专业课，也是一门实践性很强的课程。该课程涉及有高等数学、理论力学、材料力学、结构力学、建筑材料和房屋构造等课程的内容。内容多，实验研究多，公式多，系数多，综合考虑因素多，计算多，答案多，构造要求多…。因此，学生反映这是一门比较难学的课程。如何让学生最大限度地接受所讲知识并及时再现出来，关键在于考虑所授课程的特点和施教对象――学生的特点。职业技术学院的生源主要来自职业高中，学生基础理论知识普遍不扎实，自学能力、理解能力较差，学习基础课和专业基础课就有一定困难，而要学习混凝土结构这门综合许多专业基础课的课程就显得难上加难了。在教学中如果沿袭传统的教学方法，把理论知识机械地在课堂上照本宣科，那么教学就没有活力，也无法通过教师的教学活动作好带领学生尽快掌握科技知识的引路人；再者职业技术教育培养的是生产第一线的应用型专门人才，学生毕业后，要胜任建筑工程设计、施工技术、组织管理等工作，这就既要求掌握基础理论和专业知识，又要有较强的实践能力。本人就多年来的教学实践，采用综合教学方法，以不断加强学生综合能力和实践技能的培养，收到了较好的效果。
二 实施综合教学，注重能力培养
综合教学就是教师在普通教学的基础上，增强传授知识与激发学生学习兴趣相结合的意识，使学生处于“好奇、新鲜”的学习环境中，从而达到“开拓思维，激发兴趣，发展智力，培养能力”的目的。
1强调建筑《规范》的重要性，规范行业行为，提高综合应用能力
混凝土结构的设计计算依据是《混凝土结构设计规范》、《建筑结构荷载规范》等，这是其它课程中不曾遇到的问题。设计规范是国家颁布的关于结构设计计算和构造要求的技术规定和标准，是具有约束性和立法的文件，是贯彻国家技术经济政策，保证设计质量、设计方法和审批工程的统一依据，是工程技术人员必须遵守的规定。设计规范反映了我国在结构工程方面科学技术水平和工程经验的总结。同时也吸取了有关国际标准的先进成果。结构的设计不得有一丝麻痹，必须依照规范要求，按照安全可靠，技术指标合理进行设计计算。在授课时，强调规范的重要性，并要求学生在学习过程中理解它，熟悉它，并学会应用它。随着科W研究成果、工程实践经验的不断积累，规范要不定期修订，强调学生在今后的工作学习中要注意规范修订的内容，不断学习新的设计方法。随着中国的建筑市场与国际接轨，要求学生不仅要熟悉我国的有关技术规范、条例和规程，同时也要对国际规范有所了解。培养学生钻研技术、遵守规程的严谨工作作风，规范行业行为，提高综合应用能力。
2 强调课程内容的连贯性，增强理论知识与实际应用的联系
混凝土结构课程是按照不同的受力构件来讲解，每一种构件的计算均包括了截面设计、强度复核，这些公式都是建立在实验的基础上，限定了适用范围和条件。由于受力构件较多，考虑的适用范围和条件较多，计算公式多，使学生感到杂乱无章，越学越乱，甚至厌学。针对课程的以上特点，教师应帮助学生理出各种受力构件中具有共性的内容，在教学过程中将其共性连贯起来，归纳总结，找出规律，便于理解记忆，使学生从繁杂的公式中解脱出来，不须死记硬背。这样，教师在讲授理论知识的过程中也教给了学生学习的方法，能够应用本课程的知识达到基本的设计能力。受弯构件单筋矩形截面正截面承载力计算是混凝土结构最基本的计算之一，教师应将适筋状态下计算应力图形的重要性反复强调给学生，认真细致地讲解清楚，根据应力图形写出基本计算公式，按照适筋条件确定公式的适用范围，要求每一个学生必须达到熟练掌握的程度。掌握了这一基本计算方法之后，在课程的后续内容中，双筋矩形截面、T形截面正截面承载力计算，偏心受拉构件、偏心受压构件的承载力计算都是在单筋矩形截面的基础上附加其它应力后写出的基本计算公式，内容具有相似性，前后具有连贯性，在整个教学过程中，可以不断巩固所学内容，加深理解记忆，循序渐进，逐步引向深入，融会贯通。
习题是工科专业各门课程必不可少的教学环节，也是连接理论教学和应用的纽带。每讲过一个完整的内容之后，要布置一些内容针对性较强的习题进行练习，培养学生熟练掌握各种受力构件计算公式的应用方法；同时根据课程进度改动一些内容比较单一的习题为与前叙章节有联系的连贯性习题，对培养学生综合分析的能力，并向工程设计过渡可以起到积极的作用。
3 启发思维的多向性，培养创新能力
混凝土结构设计是一种富有创造性的劳动，如果将一项设计任务看成是一个命题，则其解答不是唯一的。任何一项设计都有多种方案可供选择。在结构设计的全过程中，材料和结构类型的选择及结构布置对结构的安全适用、经济合理往往比个别截面的设计计算具有更大的影响，应充分认识其重要性，培养学生在结构设计工作中的创造能力和决策能力。要求学生考虑多种因素进行综合分析确定设计方案，思维必须具有多向性。混凝土结构构件是由钢筋和混凝土两种力学性能完全不同的材料所组成，如果两种材料在强度搭配和数量比值上超过了一定界限，会引起受力性能的改变。结构设计在其受力性能不变的情况下，解决办法具有多样性。所以，要培养学生多向思维，拓宽思路，发挥想象力和创造力，综合考虑多方面因素，以选择较合理的解答。
结构设计的内容包括：荷载的大小，材料的强度等级，截面的尺寸和钢筋截面面积等问题，由于基本计算公式只有两个，不可能通过计算解决上述所有的未知量，故必须人为增设补充条件，不同的构件进行不同的计算，增设的补充条件也不同，补充条件是否合理，直接影响构件的承载力和经济技术指标，因此，教师要启发、引导学生拓宽思路，多向思维，在允许的条件下尽可能多作出供选方案，经综合分析后，选择最佳方案。做到设计的截面经济适用，安全可靠。
4 提出问题的复杂性，培养综合解决问题的能力
混凝土结构是当前房屋建筑中应用最广、数量最多的结构。一个完整的混凝土结构建筑是由混凝土不同的受力构件所组成的，结构是构件的总体。讲解了不同受力构件的截面设计和强度复核以后，应将各种构件组合在一起构成结构，综合分析它的整体功能和各构件之间荷载的传递路线及其连接处的构造要求，将问题引深一步，使学生认识到结构传力的复杂性，每一个构件在结构中不是单独工作，而是与其他构件组合在一起共同工作，他们的连接处为传力的节点，节点的承载能力，抵抗变形能力的大小直接影响着结构的整体工作性能，因此要充分认识到节点的重要性。现浇整体式梁板结构是混凝土受弯构件计算和构造的综合应用；单层厂房和多层框架房屋的内力分析、构件设计和节点构造特点反映了两种具有代表性的房屋结构。通过对房屋的结构布置、组成、荷载传递的分析，可加强学生对房屋整体工作性能的理解，提高综合解决问题的能力。
为了培养学生应用本课程的基本理论知识具有从事结构设计的能力，课后要布置综合课程设计，要求学生完成某层楼的现浇整体式梁板楼盖结构的设计，内容包括：结构布置，截面尺寸、荷载的确定，内力的计算，截面配筋计算，绘制楼盖结构施工图等。这里涉及的内容很多，比如荷载要根据建筑类别依照《荷载规范》确定其活荷载的大小，永久荷载要按结构布置和截面尺寸来确定；内力计算要按照活荷载的最不利组合进行计算；截面配筋要考虑弯起后承担负弯矩；绘制楼盖结构施工图要通过材料图和内力包络图确定钢筋的弯起、截断位置，根据构造要求确定锚固长度、钢筋下料长度和弯折尺寸、形式以及为了结构具有良好的整w性而布置的各种构造筋。设计时，要按照荷载传递途径的顺序依次对板、次梁、主梁、柱子进行设计，特别要注意节点处钢筋的构造要求。
三 加强实践，巩固构造要点
混凝土结构是一门实践性较强的综合性应用学科，结构设计需要满足安全、适用、经济以及施工方便等多方面的要求。这些要求一方面可以通过计算来满足，另一方面还应通过各种构造措施等来保证。这些构造要求或是长期工程经验的积累，或是试验研究的成果，或是设计计算的补充，它们与计算同样为本课程的重要组成部分。初学者会感到构造知识繁琐枯燥，一般只注重截面设计和强度复核，而忽略构造要求的重要性。为了让学生学会应用本课程的基本知识和基本理论进行结构设计，解决设计中的构造问题，通过教学中的实践环节，有计划、有针对性地到施工现场参观，留心观察建筑物的结构布置、受力体系、截面尺寸、配筋构造和施工工艺，积累感性认识，增强工程经验，理解记忆课程的有关构造内容。
学生能力的培养和综合素质的提高是职业教育教学工作改革的一项系统工程，在新的历史条件下，逐步培养学生的综合能力，与科学技术的发展趋势和社会及行业需要相适应。建立学生在各领域中的超前意识，扩展学生的丰富想象力，使理论知识与实践达到高度的融合，为培养21世纪生产第一线的应用型人才作出积极的贡献。
参考文献
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篇10
关键词：型钢混凝土结构；特点；应用
Abstract: with the building the change of demand, a steel reinforced concrete structure by home and abroad widespread application and construction projects. This article through to a steel reinforced concrete structure in the development of our country and research, analyzes the characteristics of the steel reinforced concrete structure, and show the steel reinforced concrete structure of the actual effect and apply the construction project type.
Keywords: steel reinforced concrete structure; Characteristics; application
中图分类号： TV331文献标识码：A文章编号：
型钢混凝土结构（Steel Reinforced Concrete）是指通过在型钢周围布置钢筋并且进行浇筑得到的混凝土结构。通常可以分为实腹式型钢混凝土结构和空腹式型钢混凝土结构两种。实腹式型钢混凝土结构相比空腹式型钢混凝土结构要更为出色。同时制作成本也更高。
一、型钢混凝土结构的特点和发展
1、型钢混凝土结构的特点
型钢混凝土结构是钢材混凝土组合结构中的一种，我国最早引用苏联的称法，将型钢混凝土结构称为劲性钢筋混凝土。型钢混凝土结构同传统钢筋混凝土相比具有强度高、刚性大、延展性好的特点，弥补了地震区建筑采用的钢筋混凝土对于抗震能力不足的问题。所以，型钢混凝土结构在实际建筑工程中，特别适用于高层建筑和抗震系数较高的建筑。
同时，型钢混凝土结构是在型钢布置钢筋进行浇筑得到的。型钢混凝土结构本身不仅有出色的强度和韧性，同时由于型钢混凝土结构本身的钢材原因，型钢混凝土结构的体积较相同规格的钢筋混凝土的要小，横截面积也要少，为此，在建筑中使用型钢混凝土结构大大提升了建筑物内的空间。
并且，型钢混凝土结构的钢结构稳定，整个结构的承受能力和抗老化能力很出色，减少了建筑的维修费用和安全隐患。
2、型钢混凝土结构的发展
型钢混凝土结构最早出现在20世纪欧美国家。在20世纪初，经过众多国家的实验，发现型钢混凝土结构的强度和刚性十分出色。同时针对型钢混凝土结构的生产工艺，进行了详细的规范和设计。在此之后，直到20世纪中期，我国开始接触到型钢混凝土结构的相关技术，然而受到我国当时经济建设的限制，为了节约钢材，型钢混凝土结构在我国一度体制使用。直到20世纪末期，随着我国经济建设的迅速发展。型钢混凝土结构被重新应用于建筑中并且取得了良好的成效。为了实现型钢混凝土结构的经济价值，我国针对型钢混凝土结构进行了一系列的系统研究，并取得了相当的成绩。
二、我国型钢混凝土结构的设计方法和应用
1、我国型钢混凝土结构的设计方法
我国型钢混凝土的相关技术正在不断发展和逐步成熟。型钢混凝土的研究方向也从传统的单一混凝土结构转向了新型的型钢、钢筋、混凝土相结合的新型结构，为了深度研究型钢混凝土结构，预应力的相关技术也得到了长足的发展，针对型钢混凝土结构的设计方法有很多种，不同类型型钢混凝土结构的设计方法主要区别在结构制作的规范规程上。目前，型钢混凝土结构设计时主要参考的规范规程有两个，分别是1998年我国冶金部出台的《YB9082297钢骨混凝土结构设计规程》以及2002年我国建设部出台的《JGJ13822001型钢混凝土组合结构技术规程》。其中《YB9082297钢骨混凝土结构设计规程》在制定的初期是参照日本型钢的相关规范中的叠加方法，在传统型钢计算的叠加方法的基础上提出了型钢混凝土结构在轴力分配上较为准确的方法，我们将之称作“改进简单叠加法”。参照《YB9082297钢骨混凝土结构设计规程》的规范标准，对型钢混凝土结构的承载力和刚度等方面进行计算都十分简单方便。而2002年我国建设部推出的《JGJ13822001型钢混凝土组合结构技术规程》在型钢结构的承载力计算方面采用了新的技术，即是对型钢结构进行平截面假定，对横截面的移动量进行计算，在最后可以得到结果准确可靠的型钢构件的承载力。
2、我国型钢混凝土结构的研究方向和应用
在我国，型钢混凝土结构的研究工作在建国时期存在着较长的空白阶段，由于当时片面性的强调节约钢材，型钢混凝土结构的研究和应用一直被搁置，这导致我国型钢混凝土的相关技术较国外相比有着一定的差距，针对我国型钢混凝土技术相对落后的现状，型钢混凝土结构的研究研究工作具备了以下的几个特点。
首先，我国现有建筑大部分仍然采用的是钢筋混凝土结构，国家缺乏对于型钢混凝土结构的支持力度和相关文件。由于型钢混凝土结构在实际的建筑应用中还未普及，导致型钢混凝土结构的相关研究工作发展缓慢。
其次，我国对于型钢混凝土结构的设计计算方面的相关技术理论还不完善。上文已经提到了，我国的型钢承载力计算的方法是参照日本的叠加方法进行计算的。而在全世界关于型钢结构的计算理论中，日本的叠加方法相对来说过于保守。所以发展我国型钢混凝土结构设计计算中相关技术理论是我国型钢混凝土结构的一个研究方向。
三、我国型钢混凝土结构的研究发展前景
虽然我国型钢混凝土结构的相关研究起步较晚，但是经过二十多年的发展，我国的型钢混凝土结构研究工作仍然形成了一套较为规范的理论。当然，由于型钢混凝土结构仍然在推广中，我国尚且缺乏型钢混凝土结构的相关国家政策和规范。，对此，我型钢混凝土结构研究领域当前的重要目标就是尽快完善和出台一套适合我国型钢混凝土结构发展现状的相关规范，促进型钢混凝土结构在我国建筑行业中的发展和应用。
同时，随着我国经济建设的不断发展，我国一线和二线城市的高层和超高层建筑鳞次栉比的建设起来，这其中，传统的钢筋混凝土结构并不能够满足高层和超高层建筑物的设计实际建筑需求，型钢混凝土结构将会得到很大的发展和应用空间，即将面临的巨大需求和我国现有的型钢混凝土结构技术和规范不完善的实际情况，需要加强型钢混凝土结构相关技术的研究工作。
总结：
型钢混凝土结构是一种在承载力、刚性、延长性、抗震性都要优秀于传统钢筋混凝土结构的新型建筑构件。型钢混凝土结构的研究和发展对于我国高层建筑和防震功能的建设和发展有着重要的意义。要发展型钢混凝土结构，完善我国相关规范规定和推进相关应用技术，是当务之急。
参考文献：
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