混凝土结构设计步骤范文
时间：2023-07-21 17:41:02
导语：如何才能写好一篇混凝土结构设计步骤，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。
篇1
中图分类号：TV331文献标识码： A
引言
在我国建筑工程混凝土结构设计方法中存在技术标准和安全系数差距过大，设计和实施过程中人为的错误，耐久性设计方法存在问题，设计方法中安全检测出现问题。针对这些问题提出以下措施，提高技术标准，加强安全系数，加强结构的耐久性和材料的耐久性，加强设计过程中的质量监管，提高设计方法中的安全检测，相信通过我们的努力，会使问题变成优势，提高混凝土结构设计方法的实施和应用。
一、加强混凝土结构设计中安全度的意义
建筑结构工程师设计建筑混凝土结构的目的就是赋予建筑混凝土结构一定的安全性能、牢固性能以及耐久性能，确保混凝土结构在规定的使用年限以内能够有效发挥其预定的各种使用功能。混凝土结构设计规范中所制定的各种计算公式和结构要求的出发点就是为了确保混凝土结构设计的安全度，因此，混凝土结构设计的安全度要求全面考虑经济、技术和政策等方面的因素。从经济的角度来看，混凝土结构设计的安全度直接体现了工程造价、投资风险以及维修费用等之间的关系，即若要增强结构设计的安全度，则必然会增加工程造价，但会相应降低投资风险和维修费用；反之，若结构设计的安全度较低，尽管工程造价较低，但又会相应提高投资风险和维修费用。因此，合理的混凝土结构设计的安全度要求权衡工程造价和工程风险，并寻求两者间的最佳平衡点。从技术的角度来看，混凝土结构设计的安全度直接关乎选择的结构类型、力学模型以及设计概念等是否合理，需要全面考虑，切忌和多种材料直接等同处理。从政策的角度来看，选择合理的混凝土结构设计安全度不仅关乎人们的生命财产安全，甚至还会影响社会安全和政治稳定，导致国家的技术经济政策和基本经济基础发生改变。总而言之，制定和选择科学合理的混凝土结构设计安全度标准综合反映了国家的整体经济资源状况、施工设计技术水平、社会财富积累程度以及施工材料的质量水平等，意义深远。
二、我国混凝土结构设计中安全度的演变
我国建筑物的混凝土结构设计的安全度要求具体表现在设计的结构构件达到规定的安全性承载能力和建筑结构的整体牢固性两个方面。通过对现行的混凝土结构设计规范和老规范进行对比发现了以下几个方面的发展演变。
1、混凝土结构构件的承载能力
根据以往的观察和研究发现，通常影响混凝土结构设计安全性的两个主要因素是混凝土结构构件的承载能力和材料强度及荷载强度分项系数。材料强度分项系数具体是指在计算混凝土结构构件本身所固有的承载能力时，把结构构件的材料强度标准值和缩小系数相乘；而荷载强度分项系数具体是指在计算混凝土结构构件所能承受的荷载作用时，把结构构件的荷载标准值和放大系数相乘。表示系数的具体量值体现了在给定负荷标准的情况下混凝土结构构件的安全度。具体调整如下：（1）荷载方面的调整：风荷载的基本风压、地面粗糙度类别、风压高度变化系数、脉动增大系数以及脉动影响系数发生了改变；活载的具体内容也做了相应的调整。（2）作用效应组合方面的调整：现行规范中增加了用永久荷载效应所控制的组合，还增加了永久荷载效应控制组合中的恒载分项系数的具体取值为1.35。（3）抗力方面的调整：材料的强度和分项系数都做了相应调整；板设计规范也发生了一定程度的改变；斜截面的具体承载能力设计要求也有些许调整。
2、混凝土结构的牢固性
混凝土结构设计的安全度要求除了要满足一定程度的承载能力之外，还需要确保结构构件间的连接满足一定程度的牢固性。混凝土结构设计的牢固性具体是指当混凝土结构的某一部位受到局部破坏时不会直接导致建筑物发生大面积坍塌，换句话说，混凝土结构的整体不会发生与破坏原因不对称的严重后果。其中所指的破坏原因具体包括爆炸、地震、火灾、飓风等可能导致严重后果的突发灾害，而牢固性越高则抵抗这种突发灾害的能力就越强，以减轻突发灾害所带来的损失。而混凝土结构设计的牢固性要求结构构件之间的连接具有比较良好的延展性、一定程度的冗余度和较强的可靠性能。现行的混凝土结构设计规范相对以往的规范在结构设计的构造方面有所调整，具体包括钢筋的连接、钢筋的锚固以及钢筋的最小配筋率等方面的规范做了一定程度的改变。
三、加强混凝土结构控制的主要措施
1、提高技术标准，加强安全系数
在建筑设计方法中要提高技术标准和安全系数，在设计前首先要对技术标准进行相关计划，紧跟技术标准走，技术标准的设计不要过大，也不可过小。跟着规范走，才能使设计不偏离实际同时要加强安全系数。安全系数不过关会使其他一切都为零，在设计中要突出安全的设计。要达到安全的效果可以聘请相关的设计专家制定符合标准的技术，并根据设计的技术标准制定相应的安全系数。要根据相关的产业的要求对建筑的防治自然灾害和人为的灾害进行相应的预防，有的建筑需要防水，在建筑过程中要加强对水的防范，还要加强防震的要求，建筑一定要通过地震检测，真正意义上做到安全系数第一位、技术水平过硬的原则，为建筑服务。
2、加强结构的耐久性和材料的耐久性
在设计的方法中要加强对结构和材料的管理，加强材料的选择，材料的质量一定要过关，只有这样才能保证结构上的设计方法过关。使用的材料要经过检测方可实用，结构的混凝土的量一定要到，并且混凝土的质量一定是上品，只有这样才能使结构耐久性。设计方法中要把结构的耐久性和材料的耐久性制定相关的规程，让质量有规程保证，切记没有规矩不成方圆。让设计中规中矩、让设计完美无缺。只有这样才能使结构和材料具有耐久性。耐久性是设计的要求，同样是质量上的要求，要服从大局，让设计方法完美无缺。
3、加强设计过程中的质量监管
在建筑混凝土结构设计方法中要加强设计工程中的质量监管。政府要投入相关的精力去完成。在设计中政府就应宣传质量过关的要求，并随时进行监督，并用相关的工程质量法作为监督的背景，投入到相关的执法中。同时设计人员也应减少人为的错误和差错，要以相关职业道德和职业操守为基础去完成每一次设计工作。要加强相关经验的积累，向经验丰富的设计者学习，并加强自我锻炼。同时公司要对每个设计师进行了解，清楚他们擅长的工作，让它们在自己擅长的领域工作，公司应严把质量关，对质量不合格的人员进行惩戒，并对质量合格的优秀员工进行奖励，做到一碗水端平，对质量水平切记不能放宽要求，在相关的质量监管中把设计方法的高质量设计更好的应用到每一次的设计中，做到用质量提高实际生产率，让质量带动设计方法。
4、提高设计方法的安全检测
在设计方法中要提高安检，每一步骤都要经过相应的安全检查，政府也要辅助进行安检。在公司安检后，政府也要相应的进行复查，让安检万无一失不存在任何的问题。设计方法中的安全检查是不可缺少的一个步骤，要加强安全措施，对不符合安全措施的设计要从开始就加以杜绝。安检是设计完成不可缺少的一步，也是关键的步骤，要编入设计流程。在政府和设计者的双管齐下监督下会让安全检测得到保证，为设计方法的正确投入做出贡献。
结束语
总之，建筑结构工程师在设计混凝土的结构设计时一定要综合考虑结构设计的安全度要求，确保满足安全性（牢固性）、适应性以及耐久性等方面的具体要求。同时，制定和选择科学合理的混凝土结构设计安全度标准综合反映了国家的整体经济资源状况、施工设计技术水平、社会财富积累程度以及施工材料的质量水平等，意义深远。
参考文献
篇2
关键词：混凝土结构；设计；原则；问题；优化措施
中图分类号：TU37文献标识码： A
一、混凝土结构设计原则与要求
1、混凝土结构设计中的设计原则
当前，在建筑设计过程中，建筑设计人员在实施混凝土结构设计主要是按照使用性、合理性与耐久性等设计原则进行的，一方面可以提高建筑设计的质量，另一方面能够使其性能更加优越，从而更好地降低施工造价，而且可以有效确保结构上的各种功能，确保其与施工设计的要求相符合。
2、混凝土结构设计中的设计要求
首先是对延展性方面的设计要求，确保建筑结构具有柔韧性，并且需要针对建筑的要求，有效防止因为地震所引起的倾斜、倒塌等状况，那么就应该合理选择建筑的结构形式。其次是建筑的倾斜力要求，在结构设计方面，可以针对结构的内在作用力和外形变化等状况，主要针对地震等水平力作用以及在自然环境中的风速风向等因素的影响。在混凝土的结构设计方面需要综合外界不同方向力的作用，确保结构设计的合理性。
二、建筑工程混凝土结构设计方法存在的问题
1、计算与分析阶段的问题
建筑施工前对于建筑结构的计算和分析，明确如何按照规范要求对工程和建筑进行结构地准确科学设计，是一个工程设计质量的关键因素。因此，工程设计人员要对设计和分析阶段比较常见的问题有一个清晰明确的认识【1】。在这一阶段，工程施工图纸和建筑结构的设计都是通过计算机软件来实现的，而由于模型的差异，每个软件对于工程人员期待的回应都是有所不同的，也许极其微量的差异就会对设计的标准产生巨大影响。如果选择软件时只考虑模型特点而忽视实际工程的结构类型，或者一味依靠经验而忽视软件的分析结果，必将造成设计阶段的纰漏。
2、技术标准和安全系数存在着差距过大的问题
在建筑工程混凝土结构设计方法中存在技术标准的偏差，技术标准不明确并且偏差过大。在建筑设计中没有制定相应的技术标准。同时又存在着安全系数的问题。根据国内现行混凝土结构设计规范要求，结构安全可靠度是“规定”荷载作用下的强度保证率。设计规范结构可靠度只是对结构构件来说的，其安全性主要取决与荷载取值，安全系数设置与荷载系数取值之间存在着较大的关系。据调查资料显示，国内规范动荷载安全系数要比美国、英国低 14%～21%，比欧洲低 7%；强度安全系数比欧美国家低大约 15%，钢材强度安全系数低 6%。比如，根据国内规范设计的柱子若动、静载之比为 1:2，因荷载、材料影响承载力较英美国家规范设计承载力大约低 35%，而较欧洲国家也低 28%。由此可见，技术标准和安全系数存在着差距过大的问题，需要解决【2】。
3、设计方法的安全检测不够
在混凝土设计方法中缺乏相应的安全检测。在设计中各步骤的安全是设计进行的关键。在每个步骤都完成后要跟进安全检测，但在设计方法中很多设计师缺乏对设计的安全检测。相关的政府也对其不够重视，出现了质量问题，为建筑带来了问题。很多设计者没有对设计仪器进行购置，设计仪器出现了不合格的现象，在根源上得不到重视让设计方法出现了问题。政府没有进行设计的安全监管和监督，使设计中安全检测出现了问题，安全监管要出台防范措施，这也是对设计方法的严格要求，防范方法做不好会导致不安全问题出现，让设计得不到安全保证，使设计变成失败，无法真正投入到运营和工作中，使设计偏离了真正的应用。
4、墙体产生裂缝
混凝土结构出现裂缝的原因是比较多的，一般混凝土的浇筑工作是一步到位的，但是由于内部和外部的温差过大，相互之间的作用力就会使得墙体出现裂缝，初期比较细小，但是如果没有及时的发现和处理的话，这个裂缝就会逐渐的变大，进而破坏了混凝土结构。
5、建筑的整体抗震性能差
我国的大部分的建筑是采用混凝土结构的，但是我国部分地区是处在地震带上，因此这种现象是极为不利的，因为地震突发时会出现剧烈的晃动、下沉、开裂等现象，这些对于混凝土结构的建筑破坏性是极大的，所以有效的提升建筑物的抗震性能是非常重要的。
三、优化混凝土结构设计的具体措施
1、在设计中尽量优化混凝土与钢筋使用比例
建筑建设需要耗费较多的混凝土、钢等材料，若混凝土和钢的强度过大，势必会造成建筑材料总造价过高，同时加大其它构件的造价，从而降低建筑建设的经济效益。因此，混凝土的结构设计人员应当对高强度的混凝土与钢筋的使用进行合理的优化控制。
2、提高技术标准，加强安全系数
在建筑设计方法中要提高技术标准和安全系数，在设计前首先要对技术标准进行相关计划，紧跟技术标准走，技术标准的设计不要过大，也不可过小。跟着规范走，才能使设计不偏离实际同时要加强安全系数。安全系数不过关会使其他一切都为零，在设计中要突出安全的设计。要达到安全的效果可以聘请相关的设计专家制定符合标准的技术，并根据设计的技术标准制定相应的安全系数。要根据相关的产业的要求对建筑的防治自然灾害和人为的灾害进行相应的预防，有的建筑需要防水，在建筑过程中要加强对水的防范，还要加强防震的要求，建筑一定要通过地震检测，真正意义上做到安全系数第一位、技术水平过硬的原则，为建筑服务。
3、合理设计混凝土框架柱
考虑到各种内力和外力组合作用这一因素，工业建筑混凝土结构的框架柱应当满足高强度的要求，尤其是在配筋计算过程中，应当采取最为不利的方向来进行框架计算，或是在两个方向分别进行计算，然后确定出较大方向的配筋数之后，再采取对称配筋的设计方法进行另一个方向的配筋设计。此外，为使工业建筑底部的整体性有所增强，并进一步减少位移发生的几率，可以在框架柱附近设置连系梁，在采取这种方法进行设计时，可将连系梁以下的部分当做底基层，框架柱本身的高度值则可以按照基础顶面和连系梁顶面来进行确定。同时可将实际建筑结构的底层当做第二层，底层柱配筋则应当选取基础顶面或是连系梁顶面最大的内力进行计算，这样能够进一步确保计算结果的可行性和合理性【3】。
4、加强结构设计中耐久性
首先要确保混凝土材料的质量。设计人员需要在确保混凝土材料的质量与基本性能的前提下，主要从结构的稳定性、抗侵入性、抗裂性等几个方面入手，所选的骨料需要具有坚固、耐久、洁净的特征，含碱量和水化热反应较低的水泥，减少对于硅酸盐水泥与用水量的应用，并将矿物掺合料适当地加入到材料中。其次要优化结构设计。建筑中混凝土结构主要包括多个构件，每一个构件所处的环境都具有差异性，这就决定了不同构件具备的耐久性寿命也会有所不同，所以，设计人员需要按照实际环境，明确建筑中不同结构构件的使用界限和注意事项。比如是屋面、阳台和女儿墙的设计，这些部位的梁柱构件，耐久性寿命要比室内低，需要确定这些部件维修设定的合理性或更换的时间。再者要结构构造形式进行合理设计。设计人员需要按照建筑的具体侵蚀环境和设计使用年限，设计厚度在20m m ～70m m 之间的混凝土保护层，并通过协调构件的截面积与表面积，避免侵蚀性物质集中停留区域的形成，同时注意高侵蚀度的环境中，混凝土墙板的通风效果，并注意配筋间距的合理设计，以减少钢筋锈蚀、保护层剥离等问题的出现。
5、加强抗震设计
首先，平面布置要遵循对称、规则以及简单的原则，防止偏心现象的出现，并将各种不利因素都要充分考虑在内。其次，一定要确保质量中心、刚度中心的重和。再者，在结构单元边缘处不能够布置重量大的框架梁柱，需要把框架梁柱布置在与刚度中心部位相近的地方。最后还要防止大悬挑结构设计。
结束语
总之，混凝土结构设计是关系着整个建筑发展的关键，只有不断优化混凝土结构设计，才能更好的保障建筑质量，促进其更好地发展和进步。
参考文献：
篇3
关键词：混凝土结构 耐久性 设计 问题 要点 分析
中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（a）-0-01
1 混凝土结构耐久性设计中存在的问题分析
在当前技术条件支持下，我国有关混凝土结构耐久性的设计方法主要可以分为两种类型：其一，此类混凝土结构设计方法起源于欧洲，主要适用于欧洲绝大部分国家的混凝土结构设计规范，在应用于我国工程实践有着大量的不适应性，从而需要基于实践应用情况，对其做出合理的修改与调整；其二，此类混凝土结构设计方法主要将耐久性的设计分作计算/验算以及构造这两个方面予以考量，通过对荷载作用力以及抗力随时间变化的发展规律，达到分析结构使用周期的目的。然而其自身就存在一定的问题，如习惯单一破坏因素的试验研究，其与实际工程中多因素影响下的联合作用存在一定的脱节问题，导致大量的重复性劳动，且组织与实际工作之间的联系不够紧密，从而导致所得出的结论不够准确。
2 混凝土结构耐久性设计中的关键要点分析
现阶段，发展比较成熟与科学的混凝土耐久性设计方法应当由两个方面的关键要素所构成：其一是有关混凝土结构耐久性的计算与验算；其二是有关混凝土结构耐久性的构造。按照上述方式，推荐在混凝土结构耐久性的设计过程当中，按照如下步骤予以实现：第一步是针对整个混凝土结构所处环境区域加以严格分类及界定，在此基础之上，还需要确定此类环境相对于混凝土结构的作用与效应；第二步是针对整个混凝土结构的设计使用寿命加以合理确定；第三步是针对混凝土结构所对应的耐久性设计数据加以详细计算与验算处理；第四步是按照上述步骤中所确定的混凝土结构耐久性计算数据，制定严格意义上的混凝土结构耐久性构造措施与方案。具体而言，需要在实践工作中，重点关注如下几个方面的内容。（1）混凝土结构耐久性设计过程中对于环境相对于混凝土结构耐久性设计的作用与效应分析：在当前技术条件支持下，从混凝土结构耐久性设计的研究角度上来说，按照环境属性的差异性，可具体划分为六种类型：①大气环境；②土壤环境；③海洋环境；④受环境水影响环境；⑤化学物质侵蚀环境；⑥特殊环境。为最大限度的保障混凝土结构耐久性设计的有效性，需要结合建筑物所处区域内的具体情况加以严格界定与划分，通过合理的评价，最大限度的减少建筑物整体结构可能出现的环境侵蚀影响。目前，建议在混凝土结构耐久性的设计过程当中，选定一种其主要性控制目的的环境类别进行设计考量，同时综合多个方面的因素予以辅考量，特别需要重视差异构件以及差异环境下，对于混凝土结构耐久性设计作业的影响问题。（2）混凝土结构耐久性设计过程中对于结构设计有效使用寿命的确定分析：从实践应用的角度上来说，建筑物混凝土结构耐久性所表现出的设计使用寿命是指以既定的维护条件为基础，以既定的使用环境为依据，以混凝土结构各项功能均能够满足相关规范为标准，所持续的有效使用年限。自2002版《混凝土结构设计规范》颁布并实施以来，在混凝土结构耐久性设计的过程当中，就将结构设计的有效使用年限作为了最为关键的衡量标准之一。需要特别注意的一点是：结合实际工况，在整个混凝土结构当中，部分构件所表现出的设计使用寿命可以控制在整体性混凝土结构设计使用寿命的标准以下，但对于这部分构件而言，应当在实际设计过程当中，将其设定为便于更换的构件，确保其使用的灵活性。（3）混凝土结构耐久性设计过程中对于混凝土结构耐久性极限状态的衡量分析：对于混凝土结构耐久性极限状态的定义可以简单阐述为，在混凝土结构中的某一区域，或者是整体性结构某项性能的发挥超过规定限制，无法充分发挥混凝土结构耐久性要求的时点。在当前技术条件支持下，有关混凝土结构耐久性设计过程当中，对于耐久性极限状态的衡量还未形成统一性的认知。对于我国而言，比较常见的衡量标准为：出现高于极限状态部分所导致的混凝土整体结构维修费用过大（高于正常维修范围），即判定为临界混凝土结构耐久性极限状态。（4）混凝土结构耐久性设计过程当中对于结构耐久性计算分析：对于我国而言，现行相关混凝土结构设计规范当中，耐久性设计仅将混凝土结构构造要求考虑在内，对于混凝土结构抗力随时间的变动趋势未做出相应体现。尽管在新版的混凝土结构设计规范当中给出了结构耐久性设计的基准期标准，但这种基准期标准也并非完全等同于一般意义上混凝土结构的耐久年限以及使用年限。从这一角度上来说，通过引入结构耐久性设计基准期标准的方式，并无法从结构耐久性计算的角度上入手，确保整个混凝土结构能够在预定时间段内保障计算验算的可靠性。在当前技术条件支持下，综合各方面因素的考虑，建议采取如下方法：S≤ηR。
在上述计算公式当中，将S定义为现行混凝土结构设计规范中对于荷载设计值的规定标准；η定义为混凝土结构耐久性设计系数标准，R定义为现行混凝土结构设计规范中对于抗力设计值的规定标准。通过上述映射关系，可实现对整个混凝土结构耐久性指标计算数值的详细校验与复核。（5）混凝土结构耐久性设计过程当中对于结构耐久性构造措施的制定分析：大量的实践研究结果证实，在诸多混凝土结构耐久性问题当中，钢筋部件所发生的锈蚀问题可以说是波及范围最大、最为严重同时也最为集中的问题之一。要想确保混凝土结构耐久性的稳定与可靠，就需要在钢筋保护层的设计方面对其加以更为严格与系统控制。在此过程当中，需要结合上文中所提到的，对于混凝土结构所处环境区域的划分方式，针对混凝土结构下钢筋保护层应履行的质量指标、厚度指标以及养护指标加以严格控制。与此同时，还可以在相关区域，混凝土材料表面设置一定的覆盖层以及防水层，通过此种方式，防止有害物质的入侵。
3 结语
在混凝土结构受大气环境因素、化学侵蚀因素以及其他偶发性因素影响，并产生性能失效的情况下，则意味着混凝土结构的有效使用寿命终结，耐久性周期结束。而从混凝土结构耐久性的角度上来说，其可以视作结构所需要的一种特殊。该文试针对有关混凝土结构耐久性研究过程中所涉及到的相关问题做出详细分析与说明，希望能够有助于今后相关研究与实践工作的开展。
参考文献
[1] 董勇.建筑构造对结构耐久性的影响[J].北京电力高等专科学校学报（自然科学版），2010，27（6）：77.
[2] 滕海文，黄颖，黄峰洲，等.荷载与环境因素耦合作用下结构耐久性研究进展[J].工程抗震与加固改造，2011，33（1）：12-18.
[3] 伍振志，杨林德，时蓓玲，等.裂缝对隧道管片结构耐久性影响及其模糊评价[J].地下空间与工程学报，2007，3（2）：224-228.
篇4
在水利工程建筑中，混凝土结构
的优化设计是一项难度比较大的工作，除了考虑混凝土自身的一些问题以外，还需要考虑工程的地形地貌条件，制定出一套可行性方案，进而进行结构的优化布局，在结构优化的过程中要特别注意围岩的稳定性等问题。
1.1水工混凝土的材料问题
在水利工程建设中混凝土材料的配比是否合理可能会影响混凝土的质量，比如孔洞、麻面、气泡等质量问题。混凝土的结构一般是由水泥、碎石、砂等材料构成，水泥的质量影响混凝土的结构强度。如果原材料的配比设计不合理，则在搅拌的过程中，混凝土拌和物严重离析，混凝土料干硬，入仓混凝土料架空或骨料集中，混凝土摊铺料太厚，漏振等，混凝土就非常容易出现孔洞，进而影响混凝土结构的质量。
1.2在工程建筑中准备工作不细致
水利工程建设是一项复杂的工作，在建设前，必须对结构区域内的水文条件、地址状况等做充分的了解。在实际工作中，往往因为施工状况复杂，工作人员在工作中不够认真、细致，而出现很多问题。有些水利工程的洞壁围岩应力和变形较大，岩体的不稳定比较突出，再加上混凝土结构岔管形态复杂，很容易出现地应力集中、衬砌开裂现象，而破坏混凝土结构。
1.3岔管设计不合理
在水利工程建设中，混凝土结构设计的岔管设计也是一向比较复杂的工程设计，对施工技术的要求比较高。一般情况下，岔管的结构比较多，在设计时要注重其合理性，尽量选择合适的岔管方式和材料，以免造成水利工程的后期开裂与损坏。在岔管设计方面，虽然有比较可行的研究方案，但是复杂的实际状况还是会影响混凝土结构变形和受理特征，影响计算的准确度，应加强施工期监测与信息反馈。2.4混凝土衬砌渗漏问题在水利工程中，混凝土的衬砌渗漏问题也非常突出，产生这种状况的原因有很多，首先考虑基础地基问题，如果地基不稳定，没有按照工程要求进行设计，必然会造成衬砌裂缝渗漏，从而导致工程衬砌发生沉陷，渠道衬砌工程出现渗漏。
2.水利工程中混凝土结构的优化设计
水利工程建设中对混凝土的结构设计要求比较高，要求其有较好的抗渗性和整体性。在施工过程中注意结构设计中的关键性技术，防止混凝土结构质量问题的出现，确保工程建设的质量要求。
2.1混凝土裂缝的控制
在水利工程混凝土结构设计中，裂缝控制是其重要控制内容，在混凝土的结构设计中，除了要控制好混凝土的承载力以外，还要严格控制裂缝的出现，把裂缝控制在允许的范围之内。而裂缝的控制需要根据工程环境情况、荷载性质、水压力的变化情况等参数来确定。在现代水利工程中，裂缝的控制适合用于一些弯拉构件方面，而水工建筑中一般使用非常规的杆件，所以要特别注意控制好混凝土的裂缝宽度。裂缝的设定一般根据钢筋混凝土构件的裂性评估进行，根据其断面作用力变化情况，制定裂纹开度标准。另外还要考虑在实际使用中，钢筋与混凝土的极限状态。
2.2合理配置混凝土原料
混凝土的原料配置是保障混凝土质量的关键步骤，合理的配置混凝土原料，能有效的防止混凝土气泡、孔洞、麻面的出现。首先为了防止气泡的出现，在施工的过程中可以采用细度模数2.0—3.0范围的天然砂或人工砂，严格按照混凝土配合比施工，合理控制外加剂的掺入量，做好混凝土的摊铺、振捣等，每层的混凝土铺设厚度控制在30-50cm范围内，振捣时注意缓慢拔出振捣帮，防止气泡的生成；为了防止混凝土孔洞的出现，在进行混凝土的搅拌时，要注意均匀搅拌，混凝土的和易性好，分层摊铺，振捣均匀，模板支撑要牢固。如果出现孔洞，要及时将孔洞部分的松散物处理干净，用细石混凝土填塞处理；对于混凝土结构露筋现象的预防，在安装钢筋时要找准位置，焊接牢固，混凝土的保护层垫块要均匀牢固，禁止随意搬动、踩踏。如果出现露筋，要及时清除干净外露钢筋上的锈斑，抹平压光，覆盖养护，用浇灌技术把混凝土加厚处理。
2.3围岩结构稳定性的优化设计
在水利工程中，衬砌方式与布局的深度影响着混凝土结构的优劣，在设计混凝土衬砌时需要注意围岩承担水压力的能力。所以，混凝土的结构优化，首先要解决围岩水压承载力问题。在围岩结构中，首先要确定其最小覆盖厚度，如果围岩厚度不足，容易造成事故的发生，导致工程大量渗水。最小厚度的测量要根据平缓地表面和陡坡地表面上台准则确定。围岩只有具有足够的承载力，才能采用不衬砌、限裂或非限裂混凝土衬砌的方法。
2.4衬砌设计的优化
衬砌方式的选择要根据实际设计需求与围岩承载压力进行确定，在混凝土的结构设计中，衬砌的类型比较多，但从设计方面来说可以分为开裂衬砌与抗裂衬砌两部分。根据具体的工程要求，比较分析不同的衬砌方案，选择最为合适的方案进行施工。选择好衬砌方式以后，对钢筋混凝土衬砌与围岩联合作用进行模拟，形成一个二次应力场，在此基础上进行钢筋混凝土的支护，分析衬砌的变形、裂缝出现问题，进行岔管衬砌布局，尽量减少衬砌的配筋量，以便使其更好的应用于水利工程的建设中。
2.5混凝土的湿温度计算
篇5
钢筋混凝土结构设计原理是土木工程专业重要的一门专业主干课，该课程主要研究典型构件梁、板和柱等的一些力学性能、设计方法、构造要求和破坏特征等，其任务是向学生传授混凝土结构构件受力性能、计算原理和设计方法，为混凝土结构设计奠定基础。
然而钢筋混凝土结构设计原理的特点是概念多、内容多、符号多，加上规范的约束性，公式的经验性和问题的多解性，给学生的学习带来了一定的困难。为了改变这种状况，提高教学效果，本文结合作者多年的教学经验，从课堂教学的角度作了一些探讨。
1 课程特点
（1）课程综合性很强，要求学生具备扎实的数学和力学基础知识。
钢筋混凝土结构设计原理的教学内容从材料的力学性能入手，然后研究基本构件的承载特性和破坏特征。由于混凝土是由水泥、骨料和水搅拌经凝结硬化而形成，因此，混凝土材料的离散性大，力学性能较为复杂，相应的材料参数具有不确定性。为了获得混凝土材料及其构件的强度设计值，需要学生掌握概率论与数理统计相关的数学知识，理解极限状态设计方法。在分析构件基本受力过程中，虽然混凝土材料不是均质且非各向同性材料，但仍采用了材料力学分析问题的方法。因此，需要学生具有扎实的数学与力学基础。
（2）理论与工程实践相结合，需要培养学生的工程素质。
钢筋混凝土结构基本原理是一门由理论向工程实践转化的学科，也是学生第一次接触理论与工程实践都很强的课程。在教学过程中，学生经常有解决问题的结果为什么不是唯一的困惑。因此，需要让学生明白，影响一个实际工程的参数很多。在满足《钢筋混凝土结构设计规范》的前提条件下，很多参数的选取具有一定的主观性和经验性。因此，需要在课程教学中，建立学生的工程概念，培养他们的工程素质。
（3）涉及内容多，知识覆盖面广。
钢筋混凝土基本原理内容主要包括：材料特性、构件的承载性能、理论分析、构件设计计算等四个部分。在材料特性中，不仅要掌握混凝土的力学特性，也要掌握其非力学特性，如收缩与徐变。构件的承载性能中，由于混凝土的离散性及脆性特征、钢筋与混凝土2种材料的配比，以及荷载的加载方式，都会影响着构件的承载性能。通过分析构件的承载性能，建立合理的力学计算模型，进行理论分析，推导出构件的设计计算理论。并与实验结果相对比，并考虑工程的安全性及舒适性，最终落实到工程实践中。因此，钢筋混凝土基本原理涉及内容多，体系庞杂。
2 课堂教学探讨
（1）采用案例法，梳理混凝土结构设计原理的内容。
案例教学法是以学生对案例的运用和讨论为特点，帮助学生掌握对实际问题进行分析和反思的方法，重在提高学生的认识水平和解决问题的能力。其教学方法是根据教学目标的需要，以案例为基本素材，把学生带入特定的事件情景中，进而识别问题、分析问题和解决问题，其最根本的内容就是案例的选取和使用，这也是案例教学区别于其它方法的关键。其特点有：真实性、典型性、规范性、启发性和实用性。
（2）树立正确的设计观念，培养工程素养。
在刚开始讲授钢筋混凝土结构设计基本原理课程时，学生的概念里仍然是任何问题都只有唯一的精确理论解，学生只会解答严格给出条件的问题，但条件设定不完全时，学生往往会无法下手。面对钢筋混凝土结构基本原理，学生总会设法找到设计结果的唯一性与精确性。这就需要授课老师回答正确的设计观念。设计是从未知到已知，包括收集资料，方案比较，计算分析，结果评价，反复修改。在收集资料过程，使用材料的属性只能估算；结构方案分析时，只能进行结构的近似分析；建筑结构物上承受的外荷载并不能准确得知。因此，设计也是一项综合性的创造性工作，设计不是一次就能成功的。它是一个寻求最佳解的过程。由于材料属性的离散性和外荷载的不确定性等因素的影响，使得设计结果答案不唯一，但有好坏之分。通过对设计概念的讲解，让学生明白设计一个工程与做一道数学题的区别，从而培养他们的工程素养。
（3）系统介绍研究思路，帮助学生理解实验性结果的科学性。
与材料力学课程比较，钢筋混凝土结构的基本理论是建立在大量的试验数据曲线拟合的基础上，构件的设计计算内容是建立在实验和工程实践基础上的，故存在很多经验系数和经验公式。这可能使得学生怀疑这门学科的科学性，难以让学生找到学习这门课的方法。因此，需要老师系统地介绍以概率理论为基础的设计理论方法。针对一个未知的领域，解决问题的主要思路分为以下几个步骤：①首先通过大量的实验，观察实验现象，找到问题的主要影响因素；②建立合理的数学力学计算模型；③以相关力学理论为基础，建立相应的设计计算方法；④将理论结果与对实验经果进行认真对比分析，寻找结果差异的原因；⑤以工程实际需求为目标，对设计计算方法进行修正。然后以某一构件（如抗扭构件）的设计计算理论为例，来讲解其设计方法。这就使得学生易于理解规范中的相关构造要求，以及设计参数的上下限值（如最小和最大配筋率）。
（4）注重归纳总结，加强教学的逻辑性
符号多是钢筋混凝土结构基本原理一大特点，在学习过程中，学生常常混淆符号。因此，老师在教学过程中，需给学生讲解符号的规律。符号的下标一般是英文单词的开始字母。如：εe、εp、εsh、εcr依次为弹性应变，塑性应变，收缩应变和徐变。为了便于学生能很好记住这些符号，在课件中给出专业术语的英文单词。另外，课本中构造部分规定性东西多，内容比较零散，缺少逻辑性，有时，一个规定，在不同的地方多次出现。
篇6
关键词：混凝土结构 水工结构 计算机辅助设计 结构分析 VB CAD
水工混凝土结构CAD系统总体设计时遵循了以下原则：
a． 集成化计算机辅助设计系统与可持续发展相结合的原则.目前，国内外软件开发的一个显著特点就是集成化.集成化计算机辅助设计软件具有资料查询、科学计算、绘图与图形显示、仿真模拟、综合分析、优化以及咨询等功能，其范围涉及可行性研究、总体规划、初步设计、技术设计、施工图设计、设计文件及工程造价预测与分析的全过程.例如，最初的PKPM系列软件包括用来进行钢筋混凝土框、排架及连续梁结构计算与施工图绘制的PK软件和用来进行钢筋混凝土结构平面结构设计的PMCAD软件.以后又逐渐开发出框架、框架剪力墙、剪力墙结构空间协同分析计算软件XTJS，剪力墙结构计算机辅助设计软件JLQ等，还开发出三维建筑设计软件APM，给排水设计软件WPM，建筑采暖设计软件HPM，建筑电气设计软件EPM，建筑通风设计软件CPM等，这些软件之间实现了一定程度的数据共享，形成了集建筑设计、结构设计、给排水设计、采暖设计、电气设计、通风设计为一体的集成化计算机辅助设计系统.水工混凝土结构CAD系统理应包括结构设计的全过程，首先在图形编辑状态下进行结构布置，然后自动形成计算简图并进行结构分析，再进行配筋设计，最后直接形成结构施工图.但鉴于水工混凝土结构设计的复杂性，要在短期内完成上述全部功能有很大的困难.所以，该系统的初级阶段主要包括结构分析、结构设计及规范查询等内容，但考虑到其可持续发展的要求，预留了大量接口，为今后形成大规模集成化软件系统作了充分准备.
b． 具有良好的用户界面.目前开发的软件都是基于中文Windows操作系统的.Windows的最大特点就是用户界面的图形化和可视化.当今的计算机用户已经熟悉了具有下拉式菜单、变化多样的颜色和字体以及多窗口的软件，摒弃了从键盘上输入指令的陈旧方式，越来越多地使用鼠标器在图标或菜单选项上通过揿动按钮来启动一段程序或激活一条指令.传统的没有用户界面、直接用文件输入的软件已入黄昏，少有人问津，开发基于Windows的应用软件是当今的流行趋势.该系统采用能充分利用图形用户界面（GUI）的最流行的VB语言开发，具有简洁美观、方便快捷的人机交互式界面以及Windows应用程序的标准外观和风格，用户只要稍具Windows操作知识，便可轻松正确地按人机交互方式输入计算参数，以而得到满意的结果.
①图中括号中的字母“(F)”为快捷键；“…”表示将打开对话框.下同.c． 采用数据库管理技术.水工混凝土结构CAD系统采用数据库管理技术来统一管理计算机辅助设计过程中所有数据，这样做有以下几个特点：①尽可能不重复，即冗余度最小；②以最优的方式服务于一个或多个应用程序，即应用程序对数据资源的共享；③数据存放尽可能地独立于使用它的应用程序，即数据独立性；④用一个软件统一管理这些数据，例如维护、增加、变更、检索这些数据.
d． 采用菜单结构.水工混凝土结构CAD系统各主要功能模块是通过菜单调用实现的，这样做有以下几个优点：①程序结构层次清晰明了，符合设计人员的逻辑思维，便于实用；②各功能菜单相对独立，使程序设计可留有大量接口，符合可持续发展的原则；③可在屏幕上清楚地显示出供用户选择的全部项目，有助于用户了解开放的“选择”范围，并且具有一定的提示作用；④菜单能使用户明确地选择各种功能，防止用户作出无效的选择，减少出现错误命令的可能性；⑤用户通过菜单可以容易地实现相应的功能，不必记忆各种各样的输入命令.由于该系统软件的内容比较多，主菜单选用下拉式菜单，分为7个菜单项目，即文件系统、结构分析、素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、规范查询和帮助，每个菜单项目下又有若干个子菜单.
e． 方便实用.水工混凝土结构CAD系统的方便实用性具体体现在以下几个方面：①设计流程尽可能地与工程设计人员的工作思路一致，让设计人员实实在在地感受到该系统确确实实能提高其工作效率，设计人员乐于接受；②满足不同层次人员使用该系统的需要.具体设计人员希望该系统的设计流程与其实际设计步骤相一致；总工程师们希望在审查别人设计成果时能利用该系统对设计成果某些有疑问的地方进行复核；教师们希望能利用该系统进行计算机辅助教学；学生们希望能利用该系统来加深对所学知识的理解，并能对所做作业进行复核；③与新规范密切结合.充分利用了Windows优良的在线帮助功能，研制开发了功能强大、内容丰富的规范查询系统，使之成为广大工程设计人员的得力助手，也是学习理解新规范的有效途径.
结构分析菜单结构如图2所示.
素混凝土菜单结构如图3所示.
钢筋混凝土菜单结构如图4所示.
篇7
关键词：高职；水工混凝土结构；教学方法；角色扮演法
水利水电建筑工程专业是国家示范建设专业，《水工混凝土结构》课程是该专业的一门专业核心技能课程，该课程的主要内容是学习钢筋混凝土基本构件和常用结构的设计计算方法、构造知识和结构施工图的绘制与识读。通过本课程的学习，让学生会进行钢筋混凝土梁板、柱等常用构件和肋形结构等常用结构的结构设计计算，会绘制与识读钢筋混凝土梁板、柱、肋形结构等结构图。
在教与学的关系上，要树立学生是教学活动的主体，更加重视学生独立学习能力和创新精神的培养。教学方法逐渐从“教”法向“学”法转移，实现基于“学”的“教”；教师必须转变角色，完成从“教师为中心”向“以学生为中心，教师为主导”的转变。
下面具体介绍角色扮演和配筋模型两种教学方法在《水工混凝土结构》课程教学中的具体应用。
一、角色扮演
根据水利水电建筑工程专业《水工混凝土结构课程标准》，该课程总教学学时为120学时，内容包括钢筋混凝土梁板设计、钢筋混凝土柱设计、肋形结构设计和渡槽结构设计四个学习项目，每个项目的教学目标是让学生学会以上四种结构构件的结构设计计算方法、绘制与识读相应的结构施工图。
目前，该课程每个项目和任务的教学主要遵循理论讲解、案例分析和学生实训三大步，在学生实训课中，我们改变原来课堂上（2学时）学生做作业、教师辅导的老模式，创新采用角色扮演法授课，具体操作如下：
1.布置任务
教学中，将各班学生分成若干学习小组，每组8-10人，分别扮演设计人员、监理人员、施工人员和业主代表。在各部分理论教学结束时，给每组学生布置类型不同、数据不同的设计计算任务，指定每组学生下次在课堂上演练的任务。例如在讲授钢筋混凝土梁板设计项目中的单筋矩形截面梁板正截面受弯承载力计算时，首先讲解基本理论、基本公式、公式适用条件和设计计算步骤，然后讲解与讨论板的正截面受弯承载力计算、单筋矩形截面梁正截面受弯承载力计算、单筋矩形截面梁正截面受弯承载力复核三种案例，在本节课结束前，给每组学生布置下次角色扮演课上的演练任务，每组学生在课下讨论并完成本组的设计计算任务。
2.设计内容讲述
在角色扮演课中，首先用5-10分钟时间，通过提问复习上节课学习内容，同时记录回答问题学生的考核成绩（作为平时成绩的一个考核依据）。然后进入角色扮演环节。
在角色扮演中，首先让承担板的正截面受弯承载力设计计算任务的一组学生（设计人员），选派3名学生代表走上讲台，分工协作将该设计任务的设计计算主要过程和配筋图抄写在黑板上，之后面向其他各组学生讲解该设计任务的设计计算思路和主要设计步骤，下一步是讲台下的本组其他学生进行补充，如果发现设计计算中存在错误或不足，可以走上讲台进行修改，修改完毕后进入会审环节。
3.计算与图纸会审
其他各组学生分别扮演监理人员、施工人员和业主代表，开始对设计人员的设计成果进行全方位会审，提出设计中存在的错误，也可向设计人员提出相关问题并让设计人员做出合理解释。
在此过程中，学生表现非常积极，提出的问题形形，有些问题涉及到教材中的错误与不足。例如在单筋矩形截面梁板正截面承载力计算中，施工人员向设计人员指出，题目中说“某3级建筑物的现浇钢筋混凝土板”，没有指明是简支板，为什么按简支板计算跨中弯矩，从而找到了教材中的缺陷。
在此环节中，学生提出的问题有时多达20多个，使老师和学生都从中受益匪浅。对于学生始终没有找出的错误，教师最后总结时应明确指出。
4.评分与考核
最后一个环节是考核。依据设计总体情况，其他组学生给该组学生打分。为了鼓励学生积极主动上台讲解，对于本组内上台讲解的学生给予加分奖励。比如上台讲解的学生得到90分，没有上台讲解的本组学生得70分。本组内没有上台讲解，但在本组补充环节指出正确意见的学生，也可以获得与上台讲解学生一样的得分。对于在会审环节正确指出设计中错误或不足的学生，也可获得一个100分的平时成绩奖励。
该组的设计成果会审结束后，接下来进行单筋矩形截面梁正截面受弯承载力计算组和单筋矩形截面梁正截面受弯承载力复核组，重复步骤2-4，保证每种设计计算题型都得到演练。
学生在这种角色扮演课堂上表现非常活跃，大部分学生争先恐后发言，使学生在轻松愉快的心情中不知不觉地学到知识和技能，同时锻炼了学生思考问题、分析问题和解决问题的能力，也锻炼了学生的交流与表达能力，大大激发了学生读书学习的积极主动性，深受学生欢迎。学院督导听课后也给予了高度评价，取得了较好的教学效果。
二、配筋模型
结构设计主要包括结构构件计算和构造规定两方面。构造规定主要是关于钢筋方面的。在该课程的四个学习项目（梁板、柱、肋形结构和渡槽）中，有关钢筋的构造规定很多，教师在课堂上讲授时，大多数学生理解起来比较困难，特别是肋形结构配筋部分。肋形结构钢筋骨架包括板、次梁和主梁，钢筋种类较多，相互交叉，结构复杂，仅靠教师讲解和图片展示，很难让学生理解肋形结构的钢筋骨架架构，课程教学质量难以保证。
2009年4月，借示范专业建设契机，我们将教材中的肋形结构配筋图案例，按1∶2的比例做成配筋模型，在2009年下学期的课程教学中，我们将水利水电建筑工程等专业2008级学生带到该配筋模型前授课，教师首先给学生布置几个问题，然后让各组学生带着问题仔细查看钢筋模型，各组围绕问题进行认真讨论，之后教师检查各组的讨论情况，根据学生回答问题情况，给该组学生打一个平时考核成绩，最后教师进行总结，概略讲述肋形结构钢筋骨架中板、次梁和主梁的钢筋组成，各种钢筋的作用，钢筋的种类、直径、间距位置等，最后是安排师生互动，学生询问老师问题，老师认真解答；或老师提问学生，让学生思考后解答。
这种在配筋模型现场的教学，学生直接面对实物，直观生动，容易理解，学生有问题解决在现场，教师通过提问可以检查学生本节课的学习效果。
总之，通过角色扮演、配筋模型等教学方法的综合运用，极大地提高了学生的学习兴趣和积极性，教学效果明显提高。
参考文献：
［1］ 姜大源.职业教育的教学方法论［J］.中国职业技术教育，2007，（25）：1-8.
［2］ 黄尧.要把提高职业教育质量摆在更加突出的位置［J］.中国职业技术教育，2008，（25）.
篇8
建筑行业的不断发展，不仅体现在能够满足现代人对于建筑的需求上面，而且能够大大改善人们的居住以及工作环境。然而随着社会的不断发展，人们对于建筑结构的要求也越来越高。原有的建筑结构设计已经不能够完全满足现代人的需求，在建筑的结构设计中也常常存在有很多问题，需要建筑设计师进行处理和解决。只有合理的设计才能保证建筑质量。因此，需要加强对于建筑结构设计的重视，并且尽可能提高建筑设计的水平，从而为人们提供更加舒适合理的工作以及生活环境，推动建筑行业的发展。
2建筑结构设计
在建筑行业中，建筑结构进行规划以及设计是为了满足建筑功能的实现。由于建筑类型的不同，建筑结构也会有很大的不同。就建筑的使用方面而言，可以将建筑分为民用建筑和工业建筑。而从建筑高度方面来分的话，可以分为单层、多层、高层以及超高层。根据建筑使用的材料可以分为木质结构、混凝土结构、钢结构等等。根据建筑中结构形式的不同，可以分为剪力结构、框架结构以及排架结构等。因此在进行建筑结构设计时需要根据建筑的用途以及建筑的特点进行分析与设计，从而保证设计出的建筑能够有效的发挥出其建筑功能。建筑结构设计需要按照一定的流程进行。主要设计包括有建筑的整体设计、建筑的结构设计、暖气通风的设计以及给排水设计等。在进行建筑结构设计的过程中也需要遵循一定的原则，考虑建筑的美观性、功能性、环保性以及经济性。为了保证建筑结构设计的合理性与准确性。结构设计需要包括以下几个程序。首先是方案的分析。这一步骤是将建筑需要满足的功能进行分析，从而得出建筑结构的合理方案。而后进行结构的分析，这一步骤是为了保证建筑结构能够满足抗震性等的要求。而后进行构建分析，在这一过程中进行相应的计算，比如构件的承载极限的计算等。结构的计算以及分析能够得到多种作用时的最为优秀的组合，并且考虑到抗震性以及建筑现场的情况，得到建筑结构设计。最后一步就是绘制施工图。对施工图的绘制是为了将建筑结构转化为能够具体施工的图画与结构图。在绘制施工图的时候，要根据不同抗震等级确定构件的不同计算标准。并且将建筑结构设计的标准标注在施工图纸上。
3建筑结构设计中常见问题以及处理措施
在建筑建设过程中，结构设计是其中非常重要的一个环节，对于建筑的功能应用以及质量有着重要的影响。因此在建筑的建设过程中需要对建筑的结构设计有着足够的重视。而在建筑结构的实际设计当中常常存在着一些问题，需要建筑设计师们进行处理和解决。
3.1回填土的质量问题回填土是建筑施工过程中常常会涉及到的步骤。因此在结构设计中也要考虑到回填土质量的影响。尤其对于高层建筑而言，回填土的质量对于建筑结构的安全以及稳定起着至关重要的作用。在建筑结构设计中，首先进行开挖基槽，而后进行回填土这一步骤。回填土步骤出现问题主要有两个方面。一方面，在灰土的搅拌方面，由于搅拌不够均匀会导致占用场地较大，增大搅拌的劳动强度，同时在搅拌的过程中也会污染环境。另一方面，夯实灰土的工作也是具有相当的难度，由于灰土夯实有时会与地下结构相邻，因此，常常会导致地下结构的破坏。如果不能保证回填土的质量，那么建筑结构就会产生水平位移，大大降低了建筑的稳定性，严重影响着建筑结构的质量与安全。另外回填土的质量问题还会导致地坪开裂以及下沉等现象。为了减少回填土质量问题带给建筑结构设计的不良影响，建筑设计工程师需要加强对于回填土质量的重视，提高建筑施工的质量，从而保证建筑结构的科学性与稳定性。而压密注浆方法是常用的解决方案。该种方式是通过在回填土上进行压实的加密处理，减少回填土中空隙对于地面下沉的影响。
3.2地梁问题建筑的结构设计中，地梁问题是非常重要的一个问题。它是建筑中非常关键的一部分，对建筑的结构有着至关重要的影响。因此需要对建筑工程中的地梁问题进行科学而谨慎的处理。在建筑结构当中，地梁是与地基相连接的，起到了将建筑结构与建筑地基相连的作用。能够一定程度的将地基产生的不均匀沉降进行调整。如果地基埋深较深时，地梁还能够降低框架柱的高度，影响框架柱的内力分析。地梁是支撑建筑中底层墙体的受力构件，它不会受到介质的约束，将建筑结构中的负载传递给地基或是框架柱。但是由于土反力比较复杂，因此，土反力以及梁侧的土摩擦阻力就难以准确确定。为了能够减少地梁给建筑结构带来的问题，通常采用两种方式进行解决。一种是在计算时将地梁当做是框架梁进行计算，不考虑地基土给地梁带来的影响，将荷载全部传递给框架柱。这种方法虽然能够很好的解决该问题，但是在实际的计算上却很难得到实现。另一种方法是将地梁当做简支梁，不将其算入到框架结构的计算当中去，地梁上具有的剪力传递到框架柱上去，不考虑地梁的弯矩带来的影响，这个方法较为合理，在实际的建筑结构设计中有着广泛的应用。
3.3钢筋锚固问题在建筑行业当中，最为常见的框架结构当属钢筋混凝土结构。而在建筑结构的建设中，钢筋锚固问题是非常关键的环节。在实际的建筑结构设计当中，钢筋锚固问题主要表现在剪力墙厚度不够而引起钢筋的水平锚固长度不能达到要求。而在实际的结构设计以及施工中，钢筋锚固问题是最容易被忽视的问题。此外，剪力墙厚度不够还会导致框架梁的纵筋与剪力墙绑扎在一起而使得钢筋的绑扎有很大的难度，混凝土进行浇捣时的条件不够良好。解决建筑结构设计中钢筋锚固的问题，一般采取的方法是在剪力墙中设置一些暗梁，通过将框架梁的纵筋锚固进入到暗梁当中，以满足建筑结构中设计要求。
3.4伸缩缝问题温度变化会引起混凝土的热胀冷缩，这将会导致混凝土在竖直方向和水平方向都会产生一定的变形。在进行建筑结构设计过程中，对于温度引起的内力变化计算有一定的难度。混凝土的性质包括塑料变形以及应力松弛，如果按照弹性结构进行计算，就会导致内力的严重偏差。因此，如果建筑的长度超过一定的数值，那么就要设置伸缩缝以抵消温度变化对混凝土产生的影响。伸缩缝的宽度一般是通过计算和经验两个方面确定。对于建筑中设置伸缩缝出现的问题，需要采取相关措施。使用的方法有两种，一种是后浇带的设置，一种则是在混凝土中添加一些膨胀剂，能够减少温度对于混凝土的影响。在建筑结构设计中，一般将两种方式进行有机的结合，进一步提高预防效果。
4结束语
篇9
【关键词】 荷载 嵌固端位移比 周期比 层间位移比
中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：
1概述
随着国民经济的快速发展和计算机硬件及软件性能的大幅提升，建筑设计行业竞争越来越激烈。结构专业设计时间紧、任务重、责任大，对结构设计人员的要求也越来越高。为了做到《高层建筑混凝土结构设计规程》（JGJ 3-2010）（本文以下简称《高规》）要求的安全适用、技术先进、经济合理、方便施工。本文简要从荷载选取、软件参数选择、合理判断计算结果等几方面论述结构设计的合理计算。
2荷载选取
2.1 建筑材料种类及设备种类越来越多，使得结构设计者仅仅掌握现行荷载规范内的荷载数值是远远不够的，要及时掌握所选材料的相关参数，要有确切的设计依据来选取结构设计荷载值。即使同种材料也有不同的密度值，如聚苯乙烯保温板密度15~22kg/m3,这就要求设计者设计输入值与施工图纸要求一致。否则对工程安全存在隐患。
2.2对于教室、火车站侯车室等场所其特点为人员密集且聚集时间长，笔者认为计算机计算时应适当增加活荷载的频遇值，参与地震计算时重力荷载代表值的活载组合值系数0.5应适当增大。这样计算结果才能真实地反应建筑物实际受荷与使用情况，满足不同工况下的受力要求。同理针对现行荷载规范规定的通风机房、电梯机房7.0KN/m2的活荷载设计值，由于新设备不断更新，如有可靠依据，应根据具体工程所选用的设备可适当调整活荷载设计值。
2.3同一工程中，同一种结构材料在结构计算时应根据不用使用情况以确定不同容重。例如混凝土的容重荷载规范规定为24~25KN/m3，如计算钢筋混凝土剪力墙结构，PKPM计算软件要求填入混凝土容重，此处可填入26~28 KN/m3。板的混凝土容重应单独按25KN/m3计算，而不采用软件自动计算板重。同样情况本文不再赘述。
2.4结构专业应及时与建筑专业沟通，填充墙及隔墙尽量采用质轻、隔音的墙板材料，避免选用重量大的砌块等墙体材料。在抗震设防地区，构件承载力配筋一般均由地震工况控制，能够有效减轻结构自重，是减小地震作用的有效措施之一。
3 参数的正确选择
3.1随着生产及生活水平的提高和科技发展，结构规范为适应需要不断更新，计算软件随之升级。这就要求结构设计者要及时掌握软件的使用，其中关键的是参数的正确输入，如果计算参数输入有误，计算结果就难以保证正确，可谓失之毫厘谬以千里。本文简单介绍PKPM计算软件的部分参数的选取，以期抛砖引玉与各位同业者共勉。
3.2建筑荷载取值应准确，根据现行荷载规范严格按建筑做法计算荷载，不得有“差不多，能包住”这些模棱两可的数据出现。活荷载取值应与房间的使用功能相符。对于高层建筑的外装饰构件等附属构件应按恒荷载输入，统一计算，并且应有构造措施保证装饰构件与主体的可靠连接，应进行不同工况（地震作用、风荷载作用等）的计算，避免造成破坏坠落伤人。
3.3 PKPM2010软件中SATWE新增参数“嵌固端所在层号”的填写，如果嵌固于基础顶此参数填“1”，如果嵌固于地下室顶板，此参数填写“地下室层数+1”，如果嵌固于地下室某层，此参数填“地下某层数+1”。嵌固层的判断可根据《高规》5.3.7条“高层建筑结构整体计算中，当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2”。对于采用筏形基础时根据《高层建筑筏形与箱形基础技术规范》（JGJ 6-2011）6.1.3条“当地下室一层的结构侧向刚度大于等于与其相邻的上部结构底层侧向刚度的1.5倍时，地下一层结构顶板可作为结构上部的嵌固部位”。此参数计算时应先填写“1”假定嵌固于基础顶，根据层刚度比的计算结果相应修改此参数值。
3.4 建筑抗震设防分类、建筑抗震等级、设防烈度等参数要求填写准确。裙房与主楼相连与否，抗震等级的取值应分别对待，地下室抗震等级的确定与嵌固层的选取有关，详见《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）（本文以下简称《抗规》）6.1.3条的具体规定。根据《抗规》3.3.3条与《高规》3.9.2条的规定当建筑场地为Ⅲ、Ⅳ类时，对设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区，宜分别按抗震设防烈度8度（0.20g）和9度（0.40g）时各类建筑的要求采取抗震构造措施。
3.5根据《高规》4.3.14条规定：跨度大于24m的楼盖结构、跨度大于12m的转换结构和连体结构、悬挑长度大于5m的悬挑结构，结构竖向地震作用效应标准值宜采用时程分析方法或振型分解反应谱方法进行计算。SATWE新增按竖向阵型分解反应谱方法计算竖向地震的选项，对于上述结构应单独勾选此项进行承载力及配筋设计。其他构件承载力及配筋则不勾选此项。
3.6高层计算振型数首次填写不少于塔楼数的9倍和15个（取大值），根据《高规》第5.1.13条要求计算振型数应使各振型参与质量之和不小于总质量的90%。查看计算结果如不满足此条规定再以3的倍数增加振型数量，直至满足此条规定。
3.7其他参数如周期折减系数、梁刚度放大系数、活荷载折减系数、高层剪力墙连梁刚度折减系数等可参考规范和相关计算说明书，本文不再详细论述。
4 合理判断计算结构
合理的荷载输入值及选取正确的计算参数，是保证计算结果正确合理的前提。在完成以上步骤后经PKPM计算软件完成计算，再通过查看计算结果判断结构布置的合理性与计算结果的正确性是一名合格的结构设计者必须做到的。针对高层剪力墙结构根据《高规》简要论述如何判断计算结果的正确合理与否。
4.1 轴压比：轴压比是影响剪力墙在地震作用下塑性变形能力的重要因素，规范将轴压比限值扩大到结构全高，不仅仅是底部加强区。轴压比的具体要求参见《高规》第7.2.13条。计算结果对短肢剪力墙判断存在误差（短肢剪力墙定义可参考《全国民用建筑工程设计技术措施》），当墙肢截面高度与厚度之比大于4但不大于8的墙肢两端均与较强连梁相连时，可不作为短肢剪力墙。当剪力墙轴压比满足《高规》7.2.14条规定时，加强区可采用构造边缘构件。
4.2位移比：此参数主要限制结构的扭转效应，值得注意的是扭转位移比计算时，楼层位移的计算采用的是“规定水平力”，“规定水平力”指采用振型组合后的楼层地震剪力换算的水平力，要考虑偶然偏心。而楼层位移角限制采用的是楼板刚性假定条件下的不考虑偶然偏心的地震作用。设计人应对计算假定条件及规定作用工况正确掌握，否则查看的计算结果没有意义。
4.3 位移角 ：层间位移角用来衡量结构变形能力从而判断是否满足建筑功能要求，根据规范统计剪力墙高层结构在多遇地震作用下的最大弹性层间位移角均小于1/800，故规范规定剪力墙结构位移角限制不宜大于1/1000。但实际计算中有的设计人或图审人看到“1/1001”就满足要求，看到“1/999”就说不满足要求。笔者认为这不是规范的本意，这样的规范主义也不是一个合格的结构设计者。根据《全国民用建筑工程设计技术措施》的规定并参考了广东省《高层建筑混凝土结构技术规程―补充规定》，对于总高度小于150m的剪力墙结构当某楼层的层间有害位移值小于层间位移值的50%时，该层的层间位移角限制可适当放宽至1/800。
4.4周期比：此参数主要也是对结构整体扭转效应的控制。通过限制结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比来限制结构的抗扭刚度不能太弱。此参数的计算是直接计算结构的固有自振特征，不必附加偶然偏心。
4.5其他参数：刚度比控制结构竖向规则性，避免薄弱层的出现，详见《高规》3.5.3条；剪重比控制结构各楼层最小剪力值，是对结构安全的考虑，调整方法可参加《抗规》5.2.5条及说明和软件计算说明书。
5 结论
本文简要介绍了混凝土结构设计的计算注意事项，这只是结构设计关键步骤之一。一个完美的工程是各专业共同配合完成的，不仅仅只是结构专业计算满足要求就是结构合理的建筑。以上是自己学习规范、规程并通过多年工作经验的总结，以与各位同仁共勉，有不足之处，请多多指正。
参考文献：
1.《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2010）；
2.《建筑抗震设计规范》（GB 5011-2010）；
3.《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）；
4.《高层建筑筏形与箱形基础技术规范》（JGJ 6-2011）；
5.《全国民用建筑工程设计技术措施》（2012版）；
6.《PKPM新天地》；
7.广东省《高层建筑混凝土结构技术规程》补充规定；
篇10
【关键词】混凝土楼板；少筋破坏；承载力；挠度；裂缝
1 工程概况
某工业建筑建于上世纪90年代，主体为三层（局部四层）框架结构，采用现浇钢筋混凝土板、梁、柱承重，混凝土强度等级为C20、楼板厚度取90mm、钢筋取φ8@150（单向板短边方向钢筋），楼板面层（找平层+面层）约60mm厚；为纵向多跨，横向三跨，纵向总长度约90.5m，横向总长度约18.4m，纵向中部设置有一道变形缝。总建筑面积约5630.2m2。
使用单位将该建筑四层1～3×2/B～D轴区域（该区域结构平面示意图如图1所示），在未进行检测鉴定、承载力复核验算及加固维修处理情况下，就在该楼板上加建移动档案密集架改成档案室使用。
图1 建筑四层1～3×2/B～D轴区域结构平面示意图
2 四层1～3×2/B～D轴区域楼板结构情况调查
（1）移动档案密集柜总共17列，轨道平行于楼板长边方向铺设，直接安装于楼板上，总共4条轨道，移动档案密集柜参数如表1所示。
（2）该区域楼面还有固定密集架1列（规格：W5300×D4800×H2150mm）、档案防磁柜1台（规格：W350×D120×H350mm）、五层全玻璃移门实物柜5组（规格：W1100×D400×H2150mm）、目录柜3组（规格：W850×D420×H1880mm）、保密电子柜1台（规格：W900×D400×H1800mm）、推车1辆（规格：W870×D360×H1000mm）、档案库房消毒机1台（规格：DAX-KF70（60-100M））、库房除湿机2台（规格：W480×D420×H960mm）。
3 四层1～3×2/B～D轴区域楼板验算
（1）经检测接合原设计图纸取值：混凝土强度等级取C20、楼板厚度取90mm、钢筋取Φ8@150（单向板短边方向钢筋），楼板面层（找平层+面层）取60mm厚。
（2）楼面荷载取值：恒载（包括楼板自重）取3.75kN/m2，活载（按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012中表5.1.1第6项第二款密集柜书库活荷载值+移动档案密集柜自重）取13.0 kN/m2。
根据以上数据，经用PKPM（2010版）系列结构软件及结合手工验算，取该区域中取任意其中一块楼板作为验算对象，验算结果如下表2所示：
① 《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2010第3.3.2条，R为结构构件抗力，γ0为结构重要性系数、安全等级为二级及结构构件不应小于1.0，S为作用效应。式子3.3.2-1规定γ0・S≤R
② 《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2010第3.4.3条、表3.4.3受弯构件当l0
③ 《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2010第3.4.5条、表3.4.5结构构件裂缝控制等级为三级时，最大裂缝宽度限值为0.30mm。
在现状荷载作用下的验算结果表明：楼板跨中承载力验算不满足要求，楼板跨中挠度、裂缝宽度验算满足要求。
4 验算分析
按现行国家规范《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012规定，该区域改造成安装"密集柜书库"类型档案库使用时（现状恒载3.75kN/m2、楼面活荷载13. 0kN/m2）楼板跨中承载力R/γ0・S=0.63不满足规范R/γ0・S≥1.0要求，楼板跨中挠度、裂缝宽度验算满足要求。按该荷载作用下，一旦该档案库投入使用其楼板的破坏形式会发生典型的少筋破坏，影响后果非常严重。
5 结束语
既有建筑结构的改造应遵循先检测鉴定、计算复核、加固改造的步骤进行，任何一个环节的缺失给用户带来的不仅是经济上的损失，更可能是使用和安全上的重大隐患。
参考文献
[1]《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010；
[2]《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012；