房屋结构设计论文范文

导语：如何才能写好一篇房屋结构设计论文，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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在房屋设计中实际应用的现状随着人们对于房屋建设的要求的提高，人们也逐渐的认识到将建筑结构优化方法运用到房屋设计中的重要意义。从目前的房屋建造来看，部分的建造商开始将建筑结构优化方法应用到房屋设计中以满足购房者的实际需求，从目前的房市状况来看，对于这些应用了建筑结构设计优化方法而设计出的房屋在销售中得到了大多数购房者的青睐，并且能够得到购房者的一致好评。由此看来，建筑结构设计优化方法应用到房屋设计中具有较强的实际意义。但是依旧存在部分建造商对于将建筑结构设计优化方法运用到房屋设计中没有较强的意识，因此在这种情况下设计出的房屋难以得到购房者的赞赏，一般此类房屋可能在适用性、安全性、易施工等方面表现较为突出，但是在可观性上则难以令人感到满意。由此看来，建筑结构优化方法在房屋设计中的应用还有待推广，此外在对建筑结构优化方法进行推广时注意其在房屋设计以及房屋建设的实际情况对其进行改进，使得其能够更好的服务于房屋设计。

2结构设计优化技术的现实意义

结构设计优化技术能够在很大的程度上满足人们对于房屋的多方面要求，具有较强的现实意义。作为购房者希望能够得到一所价格适中，外观美，安全的房屋，而通过结构设计优化技术应用后的房屋则能够保证房屋的适用性、经济型、安全性，能够建造出满足人们要求的房屋。此外作为房屋的建造商来说，能够使建造出的房屋迎合购房者的胃口，并且能够在很大的程度上降低建造的成本，实现经济效益的最大化是其根本目的是可遇而不可求的。以往的房屋设计很难满足建造上的所有要求，经常出现不可兼得的局面，但是当结构设计优化技术得到运用后，建造商的一系列愿望都得以实现。由此看来，结构设计优化技术具有加强的现实意义。

3结构设计优化技术

在建筑结构设计中的步骤房屋工程结构优化通常包括以下几个方面:基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、维护结构方案的优化设计以及结构细部设计的优化设计。这些方面的设计优化内容还包括选型、受力分析、造价分析等，在实际的施工中密切的结合实际的施工情况，追求优化的实际应用性，围绕提升房屋的综合价值进行优化设计。使设计出来的房屋造型美观同时还能够满足人们对于安全、经济的要求，设计出真正的经济适用房。

3．1建立结构优化模型

结构优化设计通常情况下分为两部分，一部分是结构优化设计模型，另一部分就是结构优化计算方案。所谓的结构设计优化就是变量中选择出主要的参数，然后根据数据分析建立起函数模型，运用函数模型借助较为科学的方法计算出最优解。建立模型的步骤一般有以下几步:一、选择合理的设计变量。设计变量的选择对于模型的构建具有重要的意义，设计变量的选择将会影响到对设计要求影响较大的参数的选择，进一步涉及到参数重要性的区分问题。选择出了合理的设计变量在很大的程度上能够减少计算编程的工作量;二、确定目标函数。首先找出满足函数条件的最优解，然后确定约束条件。在房屋的优化设计中存在着很多的约束条件，其中有:应力约束、裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、从弹塑性约束等，在进行优化设计时要确保所有的约束条件都在规定的范围内，能够满足设计规范，即在规范条件内满足约束条件。

3．2设定优化设计

计算方案结构的优化涉及到很多的约束条件以及变量，因此在进行计算时需要将所有的约束条件转化成非约束条件，充分的考虑变量因素，运用各种数学计算方法做好计算方案的设计工作。

3．3程序设计

在构建好结构优化模型、设定好优化设计计算方案后就可以在以上基础上进行程序的编写，然后将编写好的程序导入计算机中，在进行计算时只需要将相关的数据输入相关的变成或者是系统中，通过计算机程序的自行计算便能得出相关的结果。

3．4结果分析

在得出计算结果后，对其进行分析，进而确定出最佳的方案。在实施结构设计优化技术在建筑结构设计中的步骤时，要注意各方面的因素，要能从多方面进行考虑，保证所有的问题的难度降到最低。房屋的建设本身就是一项花费资金较多、耗费人力较大的工程，实施结构设计优化技术的主要目的就是为了将相关的成本降到最低，同时保证房屋的质量以及美观。因此在建造是要注意以下几个方面:处理好经济与技术之间的矛盾。在进行设计时，肯定会涉及到经济的问题，并且技术在一定的程度上与经济也会存在这矛盾，技术的引用和实施必然会涉及到经济因素，但是最为建造商对此要有充分的认识，能够认识到经济与技术之间矛盾存在的必然性，能够理解到技术做带来的经济方面的节约量将会远远超过耗费量，要大力的引用技术。

4结构设计优化技术的实践应用

中要注意的问题结构设计优化技术的实践应用能够带来巨大的经济效益，但是要注意的是实践应用的过程中有很多的问题是不能够忽略的，作为设计者和建造者对于这些问题应该要投入一定的关注。

4．1前期的参与

前期方案的制定将会直接的关系到建筑的总投资问题，但是，当前房屋建设工程中存在的问题就是结构设计优化技术并没有参与到前期方案的确定中，这种情况下，设计人员往往会忽略其实际应用性和经济性，在最后的实践过程中得以证实的是结构设计优化技术根本就没有发挥到节约建造成本的目的，导致这个问题的主要原因就是缺乏前期的参与，因此一定要注意结构设计优化在方案制定时的前期参与。

4．2概念设计

结合细部结构设计优化概念设计与结合实际情况进行设计具有重要的区别，一般概念设计都是脱离实际数据的，不具有准确性，因此在进行计算式难免会出现较大的差异。在进行概念性设计时，作为设计人员要充分的认识到数据的重要性，将相关的数值运用到设计中，作为辅助依据。在设计时，设计人员既要在宏观上把握整体的设计，与此同时在细节方面也要注意，做好细部结构的设计优化工作，保证细部工作的无误，从而保证整体的效果。比如:材料强度、抗拉能力等多方面细部因素的考虑能够在很大的程度上保证结构优化设计技术的实践应用。

5结语

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【关键词】房屋结构；设计；常见问题；解决措施

前言

随着我国经济的快速发展，社会的进步，人民生活水平的提高，对房屋建筑结构提出了更高的要求，已经由过去只注重质量过渡到不但对质量提出更高的要求，而且对房屋建筑的外型、结构也提出了很多要求。近些年来，虽然我国的房屋建筑有所发展，有所提高，但同发达国家相比，还存在很多不足之处，在房屋设计中还存在一些问题，亟待解决。因此，本文主要对房屋建筑结构设计中常见的问题进行探讨。

一、房屋结构设计的基本方法

房屋结构设计的基本方法指的是设计图，如何设计房屋的图纸，对于房屋建筑是十分重要的，不可马虎。首先是结构平面图的绘制，需要考虑的是是否输入结构软件进行建模是由建筑地处抗震设防的烈度决定的，当建筑地处抗震设防的烈度为6度区时，可以输入也可以不输入，这是因为依据建筑抗震设计规范，只要符合有关的抗震措施，并在设计中注意受压和局部受压的问题，是完全可以不用在软件中建模的。但是需要知道的是，如果时间允许，相对来说，输入建模是较好的，它能够用来进行荷载导算。当建筑地处抗震设防的烈度为7度及以上时，这就没有考虑的必要了，必须要输入软件建模计算的。

其次，是屋顶结构图的绘制，绘制这部分的图纸时，需要设计人员具备一定的空间概念，并且能够正确理解建筑图纸和意图，这样有助于加强施工人员对图纸的理解。当建筑是坡屋面时，结构的处理方式分为梁板式（主要用于建筑平面不规整，板跨度较大，屋面坡度及屋脊线转折复杂的坡屋面）和折板式（主要用于建筑平面规整，板跨度较小，屋面坡度及屋脊线转折相对简单的坡屋面）两种。两种形式的板都是偏心受拉构件。其中，梁板的折角处钢筋的布置还需要大样示意图，而坡屋面板的平面画法，则需要剖面示意图和大样示意图两种表示方法。

最后，是楼梯示意图的绘制，对于楼梯的绘制需要注意的细节较多，一是梯梁的梁下高度要尽量符合建筑物的要求。二是梯梁的位置，要确保上下楼层的位置是统一的。三是折板楼梯，不可以使局部的应力过于集中，要将钢筋在内折角处断开，并分别锚固。四是梯板基础的沉降，这是需要注意的，不可以突然进行，如果需要应该设梯梁。

二、房屋结构设计中常见的问题及解决措施

1. 房屋建筑的地质勘测较少

对于房屋机构设计中存在的一个问题是，多层房屋建筑的地质勘测较少，更谈不上是详细。设计人员往往依据建设单位口头或笼统参照附近建筑物的基础设计资料来进行施工图的设计，而且有时仅凭地耐力这一数据作为参考依据，并私自认为将地耐力的容许值取得小一些就可以达到要求。由此可见，设计缺少详细的资料，适用程度较低。

解决措施：对于地基与基础的设计必须要做到合理，设计人员在进行图纸的设计前，必须要依据详细的地质勘察资料，并且要进行统一考察，将应该考虑的因素进行全方面的考虑，在一切准备妥当之后，才可以进行基础类型和上部结构的设计。

2. 承重柱截面高度设计过小

承重柱截面高度设计过小多发生在六度抗震设防区。一些结构设计者仅仅考虑受力分析的方便，而错误地认为六度设防不是设防，从而按照这种理念设计出的柱子的截面高度过小，梁柱的线刚度比加大。这种做法对于房屋结构是非常不利的，因为它不但忽略了梁柱间的刚结作用，而且也未曾考虑这种做法后所带来的安全隐患。柱对消化酶的约束弯矩被忽略，再加上柱截面的配筋都较小，如果受力较大，就会造成柱子附近出现裂缝。这不仅仅会影响房屋的耐久性，也会使房屋的使用寿命降低，严重时甚至会出现倒塌现象。

解决措施：首先，设计者要遵循抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。其次，要重新考虑六度抗震设防的概念，不能只为了分析方便，而设计出一些违背设计原则的建筑结构。在设计时，设计者应该将能考虑的因素进行全面的考虑，从而提高房屋结构设计的安全性与实用性。

3. 结构布置不合理

房屋的结构主要包含建筑的平立面外形尺寸、质量分布、抗侧力构件布置以及直至承载力分布等多方面因素，但是由于多种因素造成以上这些方面出现问题。一是设计人员对结构抗震概念设计的了解甚少，但在设计之前，并没有进行自主学习，加强对结构抗震概念的理解，而是一意孤行，继续设计，结果可想而知，为房屋结构设计埋下安全隐患。

二是设计人员对结构规则性把握不准确。三是在设计时，缺乏规范依据及相应的设计规定。由于这些原因，造成房屋结构规则性较差，结构抗震能力十分弱等问题。

解决措施：结构布置是结构设计中十分重要的环节，并且容易出现问题，这就需要设计人员对结构抗震概念有一个全面的了解，从而加强他们对结构规则性的把握。同时设计人员在设计时，需要有规范的依据和相应的设计规定，不可以按照自己的理解随心所欲的进行错误的设计。如：对于超长结构的设计时，由于这些超长结构不能或不便设置温度伸缩缝，因此不能只进行留设施工后浇带这一项措施，还要增加一些辅助措施。就像可以加强顶层屋面的保温隔热措施；而对于受温度变化影响较大的部位：一是可以考虑适当的配置间距较密、直径较小的温度筋。二是可以通过采用预应力混凝土结构来达到自己的目的。

三、结束语：

综上所述，房屋建筑结构设计之所以会出现一系列的问题，主要是由于设计者的设计出现问题所引起的，这就需要结构设计者，具有扎实的理论知识功底，灵活的、创新的思维以及认真严肃的工作态度。如果在设计中出现问题，设计人员要进行研究与辨识，在不断总结与探索中提高自己的设计能力与水平。而且建筑人员在建筑时发现问题，要及时与设计人员沟通，并及时的想出切实可行的方法加以解决。相信通过这样的方法，我国的房屋结构设计的问题会逐渐减少，房屋建筑的质量也会有更大的提高。

参考文献：

[1]祝华纯，王有权.房屋建筑结构设计中常见问题分析 [J]. 中国新技术新产品，2009 年 03期.

[2]陈伟源.房屋结构设计常见问题探讨中的几个重点[J].四川建材，2007 年 02 期.

[3]于桂萍.关于多层建筑结构设计中的主要问题分析[J].中国高新技术企业，2008（22）.

[4]纪荣洋，王文可，潘可明.建筑结构设计经验探讨[J].低温建筑技术，2008（5）.

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关键词：工程能力；培养；教学改革；课程

Reform and practice on course of building structure design facing engineering ability training

Liu Jianping, Jia Zhirong, Shi Jun

Shandong university of technology, Zibo, 255049, China

Abstract: College students' engineering capacity cultivation of higher engineering education is the important part. Articles combining CDIO engineering education concept, to building structure design course students' engineering capabilities in the process of teaching and improving students' creativity as a starting point, from reforming course system, optimization of teaching contents, improving teaching methods, strengthening practice teaching, attention to teacher training for project explores ways and means of building structure design course construction.

Key words: engineering capacity; training; teaching reform; course

重视学生工程能力的培养已成为世界各国高等工程教育的共识和趋势。CDIO是国际上先进的教育教学理念，也是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标[1]。随着现代科学技术的学科交叉、渗透与综合，现代工程的社会性、复杂性、实践性、创新性等特点更加突出。土木行业的发展对人才的素质和创造能力提出了越来越高的要求。在这样的环境下，如何以工程能力培养为主线，进行教学改革，调动学生学习的积极性、主动性，重视学生的个性发展，提高学生的创新意识和探索精神，是值得我们深入研究的课题[2]。

房屋结构设计是土木工程专业建筑工程方向的专业课，是混凝土结构基本原理的后续课程，在土木工程本科培养计划中有着举足轻重的地位。该课程内容包括绪论、梁板结构、单层厂房结构、多层框架结构和砌体结构等五部分，内容丰富，理论性、实践性和综合性强，从改革课程体系、优化教学内容、改进教学方法、加强实践教学、重视教师工程能力的培养，尤其是注重学生工程能力的培养等方面探索了房屋结构设计课程建设的途径和方法。

1 面向工程实际，改革课程体系

基于CDIO培养大纲要求，以强化学生工程素质和创新能力培养为主线，按照房屋结构设计课程知识的内在逻辑结构，将房屋结构设计课程的教学分为结构概念设计、结构分析、结构设计和新结构新技术四大模块，对其知识模块进行优化组合。将土木工程传统知识与最新技术进展相结合，将专业知识与现代信息技术相结合，将书本知识与教师的科研成果相结合，将基本概念与工程案例教学相结合。同时，对课程设计、生产实习、毕业设计和课外实践教学等环节，按“分阶段、递进式”模式进行了研究和改革，形成了“多模块、多类型协同发展”的课程体系。

2 优化教学内容，增强工程意识

CDIO教育模式重视培养学生的工程能力，因此知识的连贯性、承接性和互补性变得非常重要，在教学中要紧贴工程实际，优化教学内容，适时、适量地补充新技术、新方法、新规范、新标准等，充分体现教学内容的适应性和时效性。

2.1 整合教学内容，优化知识结构

在教学中以“结构布置―计算简图―截面设计―构造处理―施工图绘制”为主线，避免重复，重讲概念、讲思路、讲动向，剔除或减少与力学、高层房屋结构设计等课程内容重复或相近的成分。如框架结构的内力计算方法(分层法、反弯点法、D值法)、肋梁楼盖结构连续梁按弹性理论的内力计算方法、单层厂房排架结构的内力计算方法，其基本的计算方法在结构力学中已经学习，再将理想状态下的力学方法引入具体的结构中来，需要一个过渡和熟练应用的训练。因此，将此内容安排在房屋结构设计课程中，只讲计算要点，过程不重复，遇到建筑抗震设计、高层房屋结构设计等此类问题，就可略去不讲。

2.2 教学内容与现行规范相结合，注重知识的融会贯通

作为一个土木工程师，必须掌握国家的有关规范、规程。本课程的教学涉及了混凝土结构设计规范、建筑结构荷载规范、建筑地基基础设计规范等，学生学习本课程的基本原理有助于理解这些规范。因此，教学中既要对结构设计方法进行重点讲解，又要介绍规范条文，引导学生对规范条文在理解的基础上灵活运用，培养学生正确运用规范的能力。

2.3 加强概念设计内容，注重学生概念设计能力培养

结构概念设计不是某种具体方法[3]，它贯穿在结构设计的整个过程中，包括结构方案的选定和布置、荷载传递路径的设置、关键部位和薄弱环节的判断和加强以及承载力和结构刚度沿高度的均匀分布等，它是结构工程师的基本功。一个合理的结构设计往往是结构概念设计、结构计算分析、构造措施三部分内容的有机结合，概念设计是结构设计的灵魂。因此，教学中应重视概念设计，引导学生从整体上把握结构布置和细部构造的关系。

2.4 增设新结构、新技术模块，拓宽学生的工程视野

从CDIO的角度上改造房屋结构设计课程的教学内容和体系设置，除了要大力加强课程间的横向联系和交叉综合外，还要考虑根据房屋结构设计课程的工程应用背景，增设新结构、新技术教学模块作为该课程的延续和深入，如增加了现浇混凝土空心楼盖、混凝土叠合箱网梁楼盖、新时代下的办公建筑、商业建筑、多功能综合建筑的概念设计等新技术专题，并给出相应典型实例，既提高了学生的学习兴趣，又拓宽学生的工程视野。

3 改进教学方法，培养工程思维能力

3.1 基于工程实际的案例教学

在教学中将大量的工程图纸、图片和资料引入课堂，在教学中增加工程因素、工程内容，使理论知识具体化、实体化，培养学生工程意识和工程思维方式。同时，介绍国内外典型的建筑结构设计实例，开展课堂讨论，引导学生积极参与，主动学习，通过多方案比较解决问题，提高学生主动学习能力、交流能力和创新能力。

3.2 基于项目的“做中学”教学方法

在课程教学过程中，全面探索基于项目的教学方法，采取以问题为导向，以大作业、课程论文、文献综述报告等为载体的探索式学习模式，培养学生从工程全局出发，综合运用多学科知识和工具解决工程实际问题的能力，培养学生的自学能力、创新能力、动手能力、协作能力和探索未知的能力。

3.3 基于问题的启发式、讨论式和讲评式教学

积极实践启发式、讨论式和讲评式的教学方法，注重发挥学生在教学中的主体地位，调动学生学习积极性、主动性和创造性，按照“提出问题、分析问题、解决问题、结论和讨论”的思路，组织课堂教学[4]。

4 加强实践教学，强化工程能力培养

4.1 将CAD/CAE软件引入实践教学中，提高学生计算机软件应用能力

实践教学环节是培养学生综合素质和工程实践能力的重要阶段，在课程设计、毕业设计阶段，开展专项训练和引导，培养学生综合运用专业基本理论和基本技能，使学生受到结构工程师所必需的综合训练，如查资料、结构方案布置、结构分析、结构施工图绘制等，并将PKPM，天正建筑CAD，ANSYS等CAD/CAE软件引入课程设计、毕业设计、课外科技活动中，提高学生工程素质和计算机软件应用能力。

4.2 搭建结构设计大赛平台，提升学生工程实践能力与创新精神

积极引导学生参加学科前沿讲座和学术交流活动，不断开阔视野，激发学习兴趣，增强活力；鼓励学生积极参加结构设计大赛、大学生创新立项等第二课堂活动，培养学生的工程意识、科学思维、合作精神、实践能力、创新能力。

4.3 通过参与教师的科研项目，提高学生研究问题的能力

学生参与教师科研项目，是我们培养学生应用能力和创新意识的另一有效途径。通过把在课内实践性教学环节中表现出研究兴趣和潜质的学生组织起来，有针对性地指导他们参与教师科研课题的研究，进一步培养他们研究问题的能力，提高他们的创新意识。

5 重视教师工程能力的培养

教师工程素质的高低是工程教育成败的关键因素之一。课程组每个青年教师都制定了相应的培养计划，实行指导教师责任制，青年教师通过组织、指导学生的设计竞赛、课外科研及其他实践性环节，使自身的知识面得以扩大，并提高了工程实践能力；积极鼓励专业教师取得相关的执业资格证书，在理论知识达标的基础上，检验教师工程实践能力是否达标；鼓励教师到国内相关行(企)业参加工程实践、科技开发或兼职，在搞好技术服务的同时使得自身的工程实践能力得到提高。

6 基于注册考试制度的试题改革

土木工程行业已实行注册师执业制度，结合国家一级注册结构工程师专业考试大纲要求[5]，本课程考试中，试题题型、覆盖率接近注册工程师考试试题，且大幅度增加连锁计算题、综合概念题的比例。比如混凝土结构的设计，涉及计算简图、内力计算、内力调整、内力组合、正截面承载力计算、斜截面承载力计算、钢筋直径、间距、根数等构造要求的确定等方面，每个题目涉及内容广泛，需要综合知识和技能，注重对学生综合能力的考察。

7 结束语

房屋结构设计课程在土木工程专业本科生工程能力的培养中起着至关重要的作用，通过以上各种途径的教学改革，激发了学生的学习兴趣，使学生在理论知识、综合应用、工程能力等方面得到了很好的训练，提高了教学效果。

参考文献

[1] 郝智秀,季林红,冯涓.基于CDIO的低年级学生工程能力培养探索―机械基础实践教学案例[J].高等工程教育研究,2009,5:36-40.

[2] 吴鸣,熊光晶.以工程能力培养为导向的桥梁工程教学改革[J].广东交通职业技术学院学报,2010,4:83-86.

[3] 谢群,胡伟.将概念设计融入高层建筑结构教学的必要性与方法[J].高等建筑教育,2008,3:70-73.

篇4

关键字：砖混房屋结构；抗震；设计

Abstract: the multi-layered brick houses in our country at present is most widely in building an architectural form, it has the material convenient, simple construction and time is short, the cost low characteristic. Vibration resistance for housing construction structure design is an important factor should consider when, this paper mainly discusses the multi-layered brick building structure in the seismic design process should be noted.

Keyword: brick building structure; Seismic; design

中图分类号：TU973+.31文献标识码：A 文章编号：

砖混房屋结构是目前我国多层建筑中应用最广泛的建筑形式，据统计，我国民用住宅建筑中有90%以上是采用这种形式。因砖混结构选材方便、施工简单、工期短、造价低，因此在农村地区，几乎所有的房屋都采用砖混结构这种建筑形式。砖混结构是指采用粘土砖和混合砂浆砌筑而成的建筑结构，属于砌体结构的一种。多层砖混房屋的建筑材料及连接方式是决定建筑抗震性能的主要因素。2008年5月12日，我国四川省汶川县发生了里氏8.0级地震。汶川地震是中国近年来破坏性最强的地震灾害，汶川地震中倒塌的学校大都是砖混结构，砌体结构材料的整体性差是导致校舍坍塌的主要原因。因此，在房屋的抗震设计过程中，我们主要是考虑建筑的整体性、抗剪能力以及结构的延性。根据现行建筑抗震设计规范、砌体结构设计规范，本人从事房屋建筑结构设计多年，我认为，多层砖混房屋抗震设计应注意以下几个方面。

一、科学合理布局建筑的平面和立面

建筑平面和立面的设计是房屋设计中的基础内容。抗震设计中，建筑平面和立面应该遵循简洁、规则的原则，要保持结构质量中心和刚度中心一致。如果房屋的平面和立面设计不规则，那么建筑的结构质量中心和刚度中心不重合。一旦发生地震，由于地震产生的扭转效应，这样会加大地震的破坏力度。对于体型不规则的房屋，结构设计时我们要注意偏离结构刚心远端墙段的抗震验算。设计的时候，应该尽可能的降低房屋的重心，不能采用错落的立面。虽然按照人们的习惯，建设设计的造型应该力求新颖，但是考虑到抗震设计要求，通常建筑设计不应采用严重不规则的设计方案。对于体型复杂，平面又特别不规则的建筑，我们通常将建筑布局分割成几个相对规则的小单元，然后在适当的部位设置防震缝。在实际的建筑设计中，在满足使用功能要求的前提下，设计师应尽可能的兼顾建筑造型，使建筑的平面和立面尽可能设计得比较规则、简洁，从而提高房屋建筑的抗震性。

二、房屋的总层数及总高度不应该超限值

实践证明，砌体房屋的总层数与它的地震程度成正比，即房屋的总高度越高，那么发生地震时，它的破坏性也越大。因此，在建筑的设计过程中，我们要适当控制建筑的高度设计。我国多层砌体房屋的总高度及层数应满足现行建筑抗震设计规范（GB50011—2001），见表1：

建筑每增加一层对底部的倾覆力矩就会增大，如果倾覆力矩过大，就会使底部墙体产生过大的压力或剪切力而被破坏。因此，减少房屋层数是抗震性设计的有效途径之一。

三、增强房屋的刚度及整体性

多层砖混房屋结构的抗震性设计主要是考虑空间刚度结构体系的整体刚度和整体稳定性。楼板要有较大的水平刚度，尽量采用现浇钢筋混凝土楼板,不宜采用预制楼板。现浇钢筋混凝土楼板及屋盖是目前应用最广泛的抗震构件，具有整体性好、水平刚度大的优点，而且可以消除滑移、散落等问题。现浇钢筋混凝土楼板及屋盖可以增加房屋的整体性、增大楼板的刚度。而且采用现浇钢筋混凝土楼板及屋盖设计后，对平面上墙体对齐的要求也可以适当放宽。因为砌体结构是以剪切变形为主的，这种情况下，层间变形是我们可以控制的。较强的楼板及屋盖还是良好的荷载传递的良好构件，当上下墙体不对齐时，现浇楼板及屋盖能起到一定的传递水平力的作用。总之，现浇楼板及屋盖是一种较理想的抗震构件，能够提高房屋结构整体的稳定性，从而提高抗震性能。

四、合理布置纵墙和横墙

纵、横墙体是多层砖混房屋的主要承重构件，合理布置纵、墙体是提高房屋抗震性能的有效途径。多层砖混房屋的纵、横强体的应布置均匀，使得纵横墙共同承担房屋的重量。上面我们已经说到了抗震性能的高低取决于房屋空间整体刚度和整体稳定性。但是我们看到农村地区的许多多层砖混房屋大多采用纵墙或横墙承重，非承重方向的约束墙体少，这样的房屋空间刚度和整体性较差，抗震能力低。墙体布置时，我们应在两个方向适当布置纵横墙混合承重，这样一来限制了纵、横墙的侧向变形，对抗弯、抗剪都非常有利。我们通常采用纵墙贯通的平面布置方式，某些特殊情况下，纵墙不能贯通布置时，我们可以采用在纵、横墙交接的地方适当增设构造配筋，必要的时候还可以每隔一定高度放置水平拉结构筋。

五、适当增加墙体面积与合理提高砂浆强度

历次震害表明，墙体面积越大，砂浆强度等级越高，多层砖混房屋的抗震能力就越强，因此，提高墙体面积和砂浆强度能够减轻地震的破坏程度。实验证明，若是6层砖混房屋，上面几层的地震作用较小，底下一层、二层的地震影响比较大，如果改变墙体的承载面积，如将部分的240mm宽的承重墙改为360mm，提高砂浆的强度等级，如将砂浆等级从M5体高到M10，则能够满足抗震要求。同样的，高层建筑也可以通过增加底部墙体面积和提高砂浆强度提高房屋的抗震性能。

六、有效设置房屋圈梁和构造柱

圈梁和构造柱是多层混转房屋一种有效的抗震措施。在多层砖混房屋中设置水平圈梁，可增加内外墙的连接，从而提高房屋的整体性。设置圈梁和构造柱以后，可以使楼盖与纵、横墙构成整体的箱形结构，尤其对于预制的楼板，可以增加预制板的稳定性，防止预制板的散落，使砖墙出平面倒塌的可能性大大降低，以充分发挥各片墙体的抗震能力。设计的时候，圈梁一般作为边缘构件，它对装配式楼、屋盖在水平面内有约束作用，可以提高楼盖、屋面的水平刚度。圈梁和构造柱一起可以限制墙体裂缝的开展，提高墙体的抗剪能力。我国现行建筑抗震设计规范（GB50011—2001）对构造柱的设置也有相关要求，见表2：

七、在合理位置的墙段内设置水平钢筋

在抗震演算过程中，多层砖混房屋的底层往往不容易满足抗震要求，因此，我们要采取适当的措施增强底部的抗震能力。

我们常采用的方法是在抗震力不够的承重墙内配置水平钢筋，使得地震力由砌体和水平筋共同承担。而且在墙内设置水平筋可以减少墙体的脆性，增加延性，从而提高抗震能力。实验表明，水平钢筋宜采用HPB235、HRB335钢筋，配筋率不应小于0.07%，也不宜大于0.17%，间距不应大于400mm；钢筋锚固长度不宜小于180mm。

八．其他措施

以上七个内容是多层砖混房屋建筑抗震设计总体时应该注意的总体方向，下面我们再介绍一些设计过程中要注意的细节问题。例如，多层砖混房屋的楼梯间应设置在每个单元中部，不能靠近山墙处，对于突出屋顶的楼梯间设计，构造柱应延伸到顶部与顶部圈梁连接。如果需要设置电梯，电梯对楼板有较大的削弱作用，布置时应尽量避开端角和凹角。房屋的局部尺寸应满足抗震规范的限值要求。

总之，地震是破坏程度极大的自然灾害，给国家和人民带来巨大的损失，我们要吸取汶川地震的教训，防患于未然，建筑设计必须考虑房屋的抗震性。本文从八个方面，对多层砖混房屋结构抗震设计过程中应该注意的问题进行了总结，仅供同行参考。

参考文献

［1］鲍雷T;普里斯特利MJN;;钢筋混凝土和砌体结构的抗震设计[M];中国建筑工业出版社;1999年

［2］谢礼立;马玉宏;; 现代抗震设计理论的发展过程[J] ;《国际地震动态》; 2003 第10期

［3］龚思礼;建筑抗震设计[M];中国建筑工业出版社;1994年

［4］刘伟庆;王曙光;;建筑结构隔震减震设计的现状与发展趋势[A];第六届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2007年

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关键词：稳定；结构设计

中图分类号：TU2文献标识码： A

1对梁、柱的截面尺寸的选择

在框架结构设计中，梁、柱的截面尺寸选择是重点。我们不但要满足国家的基本规定，还应使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于1，以达到在罕遇地震作用下，梁端形成塑性铰时，柱端处于非弹性工作状态而没有屈服，节点仍处于弹性工作阶段的目的，这就是规范中要求的“强柱弱梁强节点”。

2框架计算简图的不合理性

在我国的房屋建筑中，很多钢筋混凝土多层框架房屋没有建筑地下室，所以该房屋的独立基础埋置比较深，当发现，0.5m处设有基础拉梁时，我们应将该基础拉梁按照层1输入。下而我们以某学校的学生宿舍为例，该学校的要求是建设三层的钢筋混凝土框架结构住房，其属于乙类建筑，建筑场地为Ⅱ类，楼层高度为3.6m，基础埋深4.0m基础高度，0.8m,室内外高差，0.45m。根据我国《抗震规范》中的有关规定，在8度地震区域内，该建筑框架结构的抗震等级属于一级。建筑者在进行房屋建设时，应对其进行规划与设计，按照该工程的3层框架房屋结构设计计算，第一层高度我们定为3.65m，这个高度的确立是我们假设框架房屋的嵌固在一层，0.5m处的基础拉梁顶面，基础拉梁的断而和配筋按构造设计。

基础按中心受压计算。显然，选取这样的计算简图是不妥当的因为，第一，按构造设计的拉梁无法平衡柱脚弯矩;第一，《混凝土结构设计规范》（GB50010―2010）第6.2.2，-2条规定，框架结构底柱的高度应取基础顶面至首层楼盖顶面的高度。工程设计经验表明，这样的框架结构宜按4层进行整体分析计算，即将基础拉梁层按层1输入，拉梁上如作用有荷载，应将荷载一并输入这样，计算剪力的首层层高为H 1=4-0.8+0.45-0.05=3.6m,层2层高为3.6m,层3、4层高为3.6m。根据《抗震规范》第6.2.3条，框架柱底层柱脚弯矩设计值应乘以增大系数1.7。当设拉梁层时，一般情况下，要比较底层柱的配筋是由基础顶面处的截面控制还是由基础拉梁顶面处的截面控制。考虑到地基土的约束作用，对这样的计算简图，在电算程序总信息输入中，可填写地下室层数为1，并复算一次，按两计算结果的包络图进行框架结构底层柱的配筋。

3对框架柱的配筋方式进行适当调整

在框架柱的配筋方式中，其配筋率是非常低的，虽然在某种情情况下电算的结果被称为构造配筋，但在实际的工程中一般不会按这样进行配筋，原因是框架柱的角柱，一般情况下，一旦发生地震，就会使其受到较大的扭转剪力，此外，由于受到双向变矩的作用影响，还会使得衡量的计算变小，当框架的角柱处于正常的工作状态时，配筋就会处于双向偏心的受压状态，由此可以看出，在地震过程中受到伤害最大的就是内柱，在框架结构中，由于质量分布的不均匀和不合理，就会使得这种现象尤为明显。为了避免在地震过程中内柱受到严重的伤害，应该在对框架进行计算时，选择最不利的方向。除此之外，还可以采用另一种有效方法对框架结构进行计算，即采用从纵、横两方面进行计算的方式，在计算过后还应对同一侧而的配筋进行比较，在遵循对称配筋的原则下，选择计算值较大的配筋在对配筋进行计算的过程中，要想做到框架适应多种内力组合作下的强度，必须注意几个问题:

角柱、边柱和抗震墙端柱在地震作用组合下产生偏心受拉时，端柱内纵筋总截面的面积应比计算值增大百分之二十五;而框架柱的配筋可增大1.2~1.6倍，其中角柱为1.4倍，边柱为1.3倍，中柱为1.2倍;柱的纵向钢筋宜对称，总的配筋率不应大于百分之五，当剪跨比不大于2的一级框架柱，每侧纵向钢筋配筋率不宜大于百分之一点二。框架柱的箍筋在进行形式选择时，应首先考虑菱形或者井字形的形式，这两种形式的采用可以促进和加强箍筋对混凝土的强大约束力;为了保证一、二、三级框架的连接质量，应该在各框架的低层柱底和底部的纵筋采用一般焊接的连接方法，但是，使用焊接的方法并不在所用条件下都可以使用的，其的使用也需要一定的约束条件，例如，当框架的纵向钢筋的总配筋率没有达到百分之三，而箍筋的直径又大于1，的情况下，就可以使用焊接的方法。

另外，在对多层框架进行电算时，往往会忽略很多细节问题的存在或者考虑的方面不全面，如，在电算的过程中，对于温度应力和基础沉降的均匀程度考虑的不全面;在多层框架中，会存在多层框架的水平尺寸和垂直尺寸相差较大;地基中的软弱土层较厚或者土质不均匀等。在而对这些问题和情况'时，可以首先考虑对框架柱的配筋进行适当的放大，其次应在纵横两个方向中设置基础梁，但是在设置过程中，还应注意的细节问题是，配筋不能按照构造进行设置，而是应该按照框架梁的特点及要求进行设计，最后，则应按照规范的要求对设置的箍筋进行加密。

4调整框架梁的裂缝宽度和斜截面的配筋

在框架的配筋方式进行调整之后，还应在配筋之后加强框架梁的裂缝宽度的计算，同时也应该在满足梁端斜截面的各种要求下进行配筋的调整为能够保证调整的合理性，在对框架梁的裂缝宽度和斜截面进行调整之前，应首先明确影响裂缝宽度的两种主要因素，一方面是构件的混凝土强度的等级，另一方面是在施工过程中使用的钢筋级别和直径。由于混凝土的强度等级与钢筋的级别存在着一定的关系，这种关系的存在就使得两者之间能够相辅相成。因此，高等级的混凝土对裂缝宽度的影响是比较小的，在一般情况下，都是增大梁的配筋率来增加大梁的截面尺寸，从而减小框架梁的裂缝宽度。此外，为了方便内力组合和裂缝宽度的准确计算，在对数据进行输入时，应该使用计算机将恒、活载数值进行分开。

为能够最大程度的满足框架结构设计中，地震时框架梁的斜截面受弯承载力的规定和要求，应在设计中使用以下方法:加大梁的跨中受力钢筋，把它尽量放大为1.1-1.3倍，而不适用放大梁端负弯矩钢筋。在支座地方我们一般使用箍筋来承受支座剪力，不会选用弯起钢筋。

5框架结构设计中存在的问题分析

为了保证框架结构的稳定性，一般使用的都是一种结构型式，框架结构属于柔性结构体系，我们不应使用砖墙承重因为它属于刚性结构。不同的建筑，其要求也会有所区别，有些建筑将框架梁进行外挑，同时能够在框架梁下设置相应的钢筋混凝土柱。有的计算人员由于对柱的受力概念不清楚，经常会把这样的柱认为是构造柱，并把配筋视为构造配筋，这样只会为建筑埋下安全隐患。为避免这些安全隐患的存在，在实际建筑中，由于钢筋混凝柱是偏心受压构件，在与梁端交接的地方与框架梁和柱节点非常相似，因此，在建筑过程中应该全面考虑悬臂梁梁端的调节变形方面的问题。

6结束语

综上所述，结构设计员在设计多层框架房屋结构时，不仅需要对设计的基本要求熟悉掌握和认识，还应遵循设计的规范，最后可根据时间经验的积累，设计出最合理的框架结构体系，能够准确的处理框架结构设计存在的问题，进而提高建筑框架结构的设计质量，满足用户需求。

参考文献

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关键词：建筑结构 抗震技术

一、抗震技术提出背景

基于抗震性能的设计理论，在20世纪90年代由美国提出并开始这方面的研究。随后该项理论研究在日本，澳大利亚，中国等国家开始受到重视。该种理论重在对建筑物的抗震能力的研究，对于如何预防强大的破坏力极强的地震，是该项研究面临的主要问题。目前，世界上建筑物抗震能力相对较高的应数日本了。这个国家由于地理位置很是特殊，他处于世界上两大地震活跃带之一的环太平洋地震带。活跃的地壳运动经常为日本带来灾难性的打击，整个日本岛国甚至面临毁灭的境地。尽管如此，日本还是依然在顽强地和自然灾害做抗争。强大的具有毁灭性的地震成就了日本抗震建筑设计的辉煌。为了抵御地震发生后带来的毁灭性破坏，日本国内的建筑物大都经过精心设计，抗震能力相当高，一般的地震根 本就不足为虑的。日本这样一个弹丸之国，虽然有些时候狂妄自大，但其自身确实是具备很多值得我们借鉴的东西，建筑物防震技术就很值得我们学习和借鉴。

我国地理位置比较特殊，处于世界两大地震活跃带之间——环太平洋地震带和环地中海喜马拉雅地震带。因此，我国的地震多发性相对于世界其他国家来说也是很频繁的，如1976年唐山大地震、2008年汶川大地震、2010年玉树地震。每一次地震破坏性都相当大，每一次都是惨痛的教训。在地震中，许多居民房屋倒塌，流离失所，无家可归。虽然事后国家举全国之力恢复了重建，但惨痛的教训是无法抹去的。每一个人或许都在思考：为什么有的房屋倒塌了而有的房屋依然矗立？答案明确得再明确不过。关心这一问题除了大众舆论之外，恐怕最为关心的莫过于建筑设计师们。于是，在建房屋必须具备抗震能力的要求在建筑行业成了明确的理念。

二、房屋抗震技术的概念及其特征

（一）房屋抗震技术的概念

房屋抗震技术主要是指建筑物或者构筑物在设计和施工中必须应用到的具备预防和抵抗破坏性地震的技术能力。现代建筑业的发展引入了抗震防震的理念，并且抗震强度提升，不再是一般的震级，而是能够抵抗强度更大的地震。目前，国内有相当一部分学者致力于抗震技术的研究，并取得了丰硕的成果。相关的文献资料为抗震技术的应用提供了理论指导和技术支撑。

（二）房屋抗震技术的特征

1.房屋结构的合理性。建筑物需要能够具备抵抗地震的能力，设计者首先应当追求房屋结构的合理性设计原理。房屋设计结构的合理性要求建筑材料的选取，建筑物的设计、施工都应当有步骤，有计划的进行，追求每一个环节，每一个角度的精密性。

2.房屋主体的抗震性。房屋抗震技术的应用主要就是预防地震，因为地震的破坏力非常大，能够摧毁地面不稳固的一切建筑物。房屋的设计施工注入抗震理念后，首先应当具备的能力就是抗震能力。而抗震性主要体现在房屋的主体结构上面，只有把建筑物的主体结构设计和施工好了，才能够从根本上具备抗震的基本要求，然后才是对建筑物墙体等设施的要求。

3.设计施工的复杂性。对于建筑物的抗震防震要求，首先就得从设计上面下功夫，要使其真正具备抵御强度较大的地震破坏，设计者们在设计的前期需要做大量的论证工作，做到合理、充分的论证，使其具备科学性和合理性。设计者们完成了论证和设计工作后，这就需要施工者在施工中严格按照建筑的设计模式进行施工，并且精确度要求很高。要知道，再好的设计图纸，如果没有精良的施工者也是徒劳。

三、建筑行业引入抗震技术的意义

（一）提高人类抵御自然灾害的能力

经过我国几代人不懈努力地发展，我国人民居住的房屋的安全性能越来越高，特别是抗震技术的应用更是提升了我国居民对建筑物抗震的理解与控制的能力。回望历史，一个多世纪以来的历次大地震总是给人类社会造成出乎意料的损失，尤其是特大地震中房屋建筑的倒塌所造成的重大人员伤亡。1976年唐山大地震与2008年汶川大地震对我国简直是破坏性的打击，这使得我国建筑设计者们不得不考虑房屋建筑结构的抗震安全性问题。抗震技术的应用，使得我国房屋建筑结构性能大大提高，并且提升了抵御大地震的能力。

（二）改善我国居民的生存环境

现代工业飞速发展，无论是城市还是农村，一座座高楼拔地而起。这一切既预示着现代化的发展进程，同时也为人们的生存带来危机。因为地震活动的频繁，高楼要是发生倒塌，那就等于是致命的攻击。而随着抗震技术的发展与应用，使得房屋建筑的抗震能力大大提升，这直接改善了人们的生存环境。有了牢固的建筑，人们不用再惶惶不可终日。人们可以在较为安全的环境下学习、工作，而不用担心建筑物随时倒塌。

（三）促进我国建筑行业的新发展

我国的建筑业一直停留在传统的设计施工技术上。传统的建筑安全性能较低，那时对于抗震性能的要求不是很高，或者说是还没有引入抗震的理念。随着地震活动的频繁，灾害性带来的损失的巨大，建筑设计、施工者们意识到了必须提高房屋的抗震性能，这时候，抗震理念应运而生。抗震理念在维持现行结构抗震设计原则的前提下，更加突出地明确结构在强烈地震下的损伤破坏部位，并通过这些预期部位的损伤与破坏，达到保证建筑结构内人员安全的目标，从而大大提高房屋内人员的安全性。随着抗震理念应用的日趋推广，这就促使建筑行业迈上了新的台阶，不断向着更好的方向发展。

参考文献：

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【关键词】多层砌体结构；裂缝；控制

施工时多层砖房通常会发生开裂现象。房屋建成后一年.有的2―3年.甚至更长一段时间后。墙体产生裂缝，裂缝的形态有斜缝，垂直裂缝。水下裂缝，八字缝等，影响了建筑的功能和美观，严重的导致结构安全度降低，抗震性能差。因此防止房屋建筑开裂十分重要。

1 概述

砌体结构是我国应用较广的房屋建筑，在多层住宅中有广泛的应用。随着住宅建筑商品化，为了满足其基本功能和它的特殊性，对建设和设计者提出了新的要求，住宅建筑已从过去的单一满足使用安全功能延伸到满足视觉安全功能，在规定的使用年限内不出现建筑病害。住宅建筑中出现的裂缝问题便是其病害之一，墙面裂缝引起建筑饰面受损、脱落，影响建筑物的装饰和使用效果，严重的会给使用者造成心理上的恐惧。

砌体结构房屋墙面裂缝的产生原因有以下几种：①地基不均匀沉降；②结构荷载过大；③ 材料质量差；④施工方法不当，施工质量低劣；⑤ 自然界温度的影响；⑥ 设计构造措施不完善等。对于前① ～④ 项原因在相关的设计、施工规范文件中已有了具体规定，只要严格执行，即可以避免。对于后两项原因，现行的结构设计规范还没有提出具体的计算方法，只是依照设计者的实践经验和对建筑结构裂缝的认识程度，采取一些构造措施来保证。这些因素往往容易被设计者所忽视和疏漏，须引起高度警惕。本文主要谈一谈由温度原因引起裂缝的控制措施。

2 施工因素

2.1 施工速度过快，有的一周一层，甚至更快，此时砌体的强度尚未达到设训强度，且地基快速变形，土应力调整滞后，使地基土过早产生沉降不均匀。导致在砌体内部已产生过大的初始应力和应变，形成潜在的裂缝因子，主体完工装修，居民入产后.进一步加载.裂缝因子发生作用，导致墙体开裂。

2.2 砂浆未充分搅拌，和易性差，操作时。饱满度不够，水下灰缝厚度不均匀，造成砌体强度下降。

2.3 砂浆强度不符合要求，如砂子含泥量较大，不均匀，不严格训量，配合比不准，甚至根本未采用施工现场材料进行试配，由实验室来确定配合比，仅依据某些资料提供的参考配合比施工。

2.4 施工工艺错误。砌体施工缝处留直，甚至阴搓。浇筑构造柱时，外檐墙无支顶，由于流动状混凝土的侧压力造成外墙向外倾斜，形成窗洞口下角部水平裂缝。

2.5 夏季施工砖缺乏浸水，水分过早被吸收，水泥水化反应不足。在冬季，机砖内吸收水分，未注意砌体蓄热保温，导致发生冻胀，严重时产生冻胀裂缝。

3 设计因素

3.1 基础刚度和强度不足，甚至内纵墙基础末拉通，从而造成房屋整体刚度较差，而导致整体弯曲变形过大。

3.2 建筑物过长，内纵墙过少，在垂直荷载作用下，整体弯曲变形过大，产生墙体开裂。

3.3 外墙设置暖气炉窑，墙体局部减薄，该处室内外温差增大。墙体易开裂墙采用240墙，外保温措施不满足热工要求，外墙的内外面温差梯度较大。

3.4 门窗洞口开得过宽，房屋整体刚度和强度下降，洞口部位应力集中加剧。

3.5 进深梁或具他支承梁跨度过大，墙体局部承压承载力不足，或砌体对梁端的约束变形不协调造成墙体水下开裂。

3.6 电线及具他管线暗埋在墙内处理不当，造成局部墙体强度减弱。

4 常见裂缝的形式及原因

4.1 斜裂缝

由于多层砌体属于脆性结构，其抗压强度一般比较高，而抗拉强度比较低，在剪切应力超过其抗剪强度后首先表现的就是与主拉应力垂直的斜裂缝。

在大多数情况下，斜裂缝主要在墙体开口处、转角处、纵向外墙两端出现的概率比较高，如：门窗洞的转角、窗问墙、外强与内墙的交接处。裂缝的表现形式一般为：裂缝往往通过窗口的两个对角，且窗口处裂缝较宽，向两边逐渐缩小，在纵墙上呈现为正八字形，在靠屋顶下的外墙上或者在内横向隔墙上和山墙上的斜裂缝一般也呈八字形，有时也成对角“X”形，裂缝跨越水平灰缝和竖直灰缝甚至横穿砌块而延伸。 转贴于 中国论文下载中心 htt

4.2 水平裂缝

由于砌体结构的抗拉强度和抗剪强度比较低，而且不均匀，外墙上的斜裂缝往往与水平裂缝互相结合出现，形成一段斜裂缝和一段水平裂缝相结合的混合裂缝，水平裂缝有时沿灰缝错开使人们错误地认为是斜裂缝，造成原因分析错误和处理方法失当。

4.3 竖向裂缝

这种裂缝常出现在窗台墙或窗洞两个下角，有的出现在墙的顶部，上宽下窄，窗台墙竖直裂缝多数出现在底层，二层以上较少发现。裂缝一般在施工后不久就开始出现，并随时间而发展，有些要延续数年才能稳定。有些建筑物在承重墙的中部出现竖向裂缝，上宽下窄，比如：由于地基不均匀沉降或相邻结构变形等原因而承受负弯矩作用的墙体。

4.4 裂缝产生的主要原因

砌体结构的裂缝形式多种多样，有的建筑物裂缝形式单一、走向规则、宽度有规律，一般引起这样裂缝的原因也比较明确简单；而有些裂缝形式多样且走向变化，不同部位宽度规律不明显，一般这样的墙体裂缝原因也较为复杂。

5 墙体裂缝的措施

在工程设计中，设计者大都习惯于从强度方面考虑问题，而忽视了温度这一导致裂缝的主要因素。结构设计中首先考虑的是满足在承载力、抗震、风荷载条件的强度要求，如在选择砌块及砌筑用砂浆的强度等级时，一般是底层砌体选用强度较高的砌块和砂浆，楼层越向上选择的砌块及砂浆强度等级越低，建筑顶层及女儿墙甚至选用MU10砖、M2.5砂浆砌筑。这种习惯作法虽能满足重力荷载作用下的强度要求，但远不能满足顶层砌体在温差应力下所需要的强度。为此，控制砌体结构温度裂缝可以从以下几个方面进行：

（1）提高顶层及女儿墙砌体的强度，以加强整体抗剪能力。砌体受剪破坏有两种形式：

一种是沿灰缝破坏，另一种是沿灰缝及砌块破坏。砌体结构的抗剪强度计算公式：

V≤（？v+αμσο）A

式中，V为截面剪力设计值； ？v为砌体抗剪强度设计值；a和μ分别为与荷载类别、砌体类别相关的修正系数。σo 永久荷载设计值产生的水平截面平均压应力；A为水平截面面积。

根据计算公式，砌体结构的抗剪主要取决于砌体的抗剪强度 ？v ，而 ？v 的高低又取决于砌体砂浆的强度等级。在工程实例中，砌体温度裂缝多是沿砌体水平灰缝或阶梯形灰缝发生的，即为砌块的强度高于砂浆的强度所致。为此顶层砌体所用的砂浆强度等级不得低于M5，且必须为混合砂浆。

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近年来，通过大量试验结果及已建造的隔震结构工程经验，在大地震发生时，隔震系统一般可使上部结构承受水平地震作用降低约60%。隔震系统减震效果明显优越于一般传统结构，建筑的总造价相比传统的抗震加固方法增加很少，对于高烈度区尤其适用[2]。基础隔震技术对上部结构的平面、立面、体型等限制较小。首先上部结构的层间位移、加速度已经很小，其次可以人为调整隔震支座的布置使隔震层的刚度中心和上部结构（上部结构作为一个刚体）的质心尽量重合，以减少扭转效应。这对于不规则的建筑物尤其适用，它使地震区的建筑物的外观视觉效果及结构设计从很多严格的限制中解脱出来，轻而易举地解决了超高层建筑、大空间大开窗建筑、及平面不规则建筑的结构设计。若设计合理，地震作用后无需对建筑物进行修复，具有明显的经济效益和社会效益。 叠层橡胶支座基础隔震体系

在建筑物基础和上部结构之间设置叠层橡胶隔震支座，通过利用橡胶刚度小的特点能够延长建筑物的固有自振周期，远离场地卓越周期，从而达到减小结构地震反应的目的。目前，常用的叠层橡胶支座有以下四种类型[3-4]：普通夹层橡胶支座、铅芯橡胶隔震支座、高阻尼橡胶隔震支座、加各种阻尼装置的夹层橡胶支座。

夹层橡胶垫是目前国内外应用最为广泛、技术最为成熟的隔震装置。夹层橡胶垫隔震技术的优点，主要体现在下述几个方面：

1、具有较高的竖向承载能力，作为建筑物的支承垫具有较高的安全储备。目前，我国一些隔震器材生产厂家生产的夹层橡胶垫的竖向承载力安全系数甚至能够超过6.0。

2、具备稳定的弹性复位功能，能在多次地震中自动瞬时复位。

3、具备明显、稳定的隔震效果。夹层橡胶垫具有稳定的刚度及阻尼性能，理论计算、实验结果及现场实际情况三者能够较好的相互吻合。

4、构造简单，安装方便。夹层橡胶垫具有水平滑动、弹性恢复力和阻尼等特性，施工时安装方便简洁，在工程应用上具有较好的可行性。

5、耐久性较好。具有较好的抗低周疲劳性能、抗臭氧老化、耐火性、耐水性等性能，即在50～70年使用期间内具有较好的物理和化学稳定性，耐久性能远远的优越于其他各种隔震装置。

6、对于不均匀沉降夹层橡胶垫受其影响较小，并且可以根据需要安装在各个标高位置处。

二、基础滑移隔震体系

滑移隔震的基本原理是：当结构遭受较小的地震和风荷载作用时，隔震层所受水平地震剪力小于静摩擦力，摩擦力会阻止上部结构滑动，使建筑物保持稳定;当隔震层承受水平地震剪力大于静摩擦力时，滑动面开始滑移，因为结构滑移使得结构无固定的自震周期，从而能够有效的避免共振现象发生。

近些年基底滑移隔震研究取得了突飞猛进的发展：

1、摩擦力模型。国内外学者根据试验研究和实践结果提出了一些摩擦力理想模型，间断型和连续型两种模型是目前最为常用的摩擦力模型。

2、结构模型分析。分为三类：刚体隔震、单质点隔震、多质点隔震。

3、抗倾覆稳定性计算。由于滑移隔震结构在支座处上下断开，所以极易产生倾覆失稳问题，因而有必要确定结构的抗倾覆条件，当不满足这一条件时，应对座采取附的参数选择上。

4、动力可靠度。众多学者利用随机响应分析对滑移隔震结构的可靠性进行研究分析。

5、隔震层参数。合理的确定隔震层的参数是设计工作的重中之重。

6、能量分析。结构地震响应通过能量分析进行衡量。

三、组合隔震体系

叠层橡胶垫隔震体系具有理论分析简单、结构性能可靠、较好的自动复位性能等优点，但是这种结构体系在地震作用下不能完全有效的避免共振，而且工程造价较高;滑动摩擦隔震技术能够有效的避免发生共振，并且主要是其施工简单、造价低，受到较大的欢迎。但是在地震作用后，滑动摩擦支座可能发生不可控制的位移，不能够自动复位。各国学者不断尝试将摩擦滑移支座和叠层橡胶支座进行组合，使两种隔震支座在结构体系中能够各自发挥优势。组合隔震体系按夹层橡胶垫和滑板的组合方式的不同将其分为串联组合隔震体系和并联组合隔震体系。

1、串联组合隔震体系

将摩擦滑板与夹层橡胶支座上下串联称为串联组合隔震体系，摩擦滑板能可利用摩擦力消耗地震能量，且起到隔离地震的作用。采用串联组合隔震体系，在多遇水平地震作用下，其水平刚度较小，在罕遇地震下，滞回曲线具有明显的弹塑性性质，滑移板产生滑动，由于没有设备可以提供复位力，隔震层在地震作用结束后将保留残余位移。目前对这种串联基础隔震体系的研究较少。

2、并联组合隔震体系

并联隔震支座采用夹层橡胶垫与摩擦滑移支座并列设置，由两者共同承受上部结构重力荷载。它克服了橡胶垫价格高、摩擦滑移支座不能自动复位的弊端，橡胶垫能够提供足够的弹性恢复力、并且使结构刚度减小、周期延长，与此同时摩擦滑移支座可增大阻尼、具有良好耗能能力和经济效益。在实际工程运用中，根据建筑结构形式、安全经济性，采用并联组合隔震体系，合理设计，具有较大优越性。

并联组合隔震体系中，竖向荷载由橡胶隔震支座和摩擦滑移支座共同承担，铅芯橡胶隔震支座提供阻尼和恢复力，摩擦滑移支座提供阻尼，在水平地震作用下隔震层的滞回环更加饱满，结构的隔震耗能效果更优。

参 考 文 献

[1]日本免震构造协会.图解隔震结构入门[M].北京：科学出版社，1998.

[2]尚守平.结构抗震设计[M].北京：高等教育出版社，2003.

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会议收到论文报告58篇并印发了文集，有140人参加会议，在第一天的大会和第二天的分组会上分别有17位和26位专家作了报告，另外还安排了半天时间进行自由发言和讨论。会议气氛热烈，取得了预期的效果，不同观点之间也进行了较为充分的交流。

鉴于这一会议的论坛性质，以下仅就会上提出的一些问题及建议作一归纳，提交与会专家考虑并审议。



一、土建结构工程的安全性

结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力，是结构工程最重要的质量指标。结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准，也与结构的正确使用（维护、检测）有关，而这些又与土建工程法规和技术标准（规范、规程、条例等）的合理设置及运用相关联。



1．我国结构设计规范的安全设置水准

对结构工程的设计来说，结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性与结构的耐久性等几个方面。我国建筑物和桥梁等土建结构的设计规范在这些方面的安全设置水准，总体上要比国外同类规范低得多。

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1.1构件承载能力的安全设置水准

与结构构件安全水准关系最大的二个因素是：1）规范规定结构需要承受多大的荷载（荷载标准值），比如同样是办公楼，我国规范自1959年以来均规定楼板承受的活荷载是每平方米150公斤(现已确定在新的规范里将改回到200公斤)，而美、英则为240和250公斤；2)规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小，前者是计算确定荷载对结构构件的作用时，将荷载标准值加以放大的一个系数，后者是计算确定结构构件固有的承载能力时，将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这些用量值表示的系数体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度，在安全系数设计方法(如我国的公路桥涵结构设计规范)中称为安全系数，体现了安全储备的需要；而在可靠度设计方法(如我国的建筑结构设计规范)中称为分项系数，体现了一定的名义失效概率或可靠指标。安全系数或分项系数越大，表明安全度越高。我国建筑结构设计规范规定活荷载与恒载（如结构自重）的分项系数分别为1.4和1.2，而美国则分别为1.7和1.4，英国1.6和1.4；这样根据我国规范设计办公楼时，所依据的楼层设计荷载（荷载标准值与荷载分项系数的乘积）值大约只有英美的52%（考虑人员和设施等活载）和85%（对结构自重等恒载），而设计时据以确定构件能够承受荷载的能力（与材料强度分项系数有关）却要比英美规范高出的10~15%，二者都使构件承载力的安全水准下降。日本与德国的设计规范在某些方面比英美还要保守些。一些发展中国家的结构设计多根据发达国家的规范，就如我国解放前和建国初期的结构设计方法参照美国规范一样。至于中国的香港和台湾，至今仍分别以英国和参考美国规范为依据。这里需要说明的是，在其他建筑物的活荷载标准值上，与国外的差别并没有象办公楼、公寓、宿舍中这样大。不同材料、不同类型的结构在安全设置水准上与国际间的差距并不相同，比如钢结构的差距可能相对小些。

公路桥梁结构的情况也与房屋建筑结构类似，除车载标准外，荷载分项安全系数（我国规范对车载取1.4，比国际著名的美国AASHTO规范的1.75约低25%）与材料强度分项安全系数均规定较低。

尽管我国设计规范所设定的安全贮备较低，但是某些工程的材料用量反而有高于国外同类工程的，这里的问题主要在于设计墨守陈规，在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。

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1.2结构的整体牢固性

除了结构构件要有足够承载能力外，结构物还要有整体牢固性。结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力，或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度，用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错导致的灾难后果，可以减轻灾害损失。唐山地震造成的巨大伤亡与当地房屋结构缺乏整体牢固性有很大关系。2001年石家庄发生故意破坏的恶性爆炸事件，一栋住宅楼因土炸药爆炸造成的墙体局部破坏，竟导致整栋楼的连续倒塌，也是房屋设计牢固性不足的表现。

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1.3结构的耐久安全性

我国土建结构的设计与施工规范，重点放在各种荷载作用下的结构强度要求，而对环境因素作用（如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀）下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故，其严重程度已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害，所以这个问题必须引起格外重视。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求，如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级，都显著低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一；提高结构构件承载能力的安全设置水准，在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。

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2．调整结构安全设置水准的不同见解

我国结构设计规范的安全设置水准较低，与我国建国后长期处于短缺经济和计划体制的历史条件有关。但是，能够对土建结构取用较低的安全水准并基本满足了当时的生产与生活需求，而且业已历经了较长时间的考验，这是国内土建科技人员经过巨大努力所取得的重大成就；但是，由于安全储备较低，抵御意外作用的能力相对不足。如果适当提高安全设置水准将有利于减少事故的发生频率和提高工程抗御灾害的能力。国内发生的大量工程安全事故，主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。现在提出要重新审视结构的安全设置水准，主要是基于客观形势的变化，是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础，要满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要，有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。国内近几年来已对建筑结构安全度的设置水准组织过几次讨论，在如何调整的问题上存在较大的意见分歧，这次科技论坛上同样反映了这些不同的见解：

1）认为我国现行规范的安全设置水准是足够的，并已为长期实践所证明，而国外就没有这种经验。我国取得的这一成功经验决不能轻易丢掉，在安全度上不能跟着英美的高标准走；安全度高了是浪费，除个别需调整外，总体上不必变动。

2）认为我国规范的安全度设置水准尽管不高，但在全面遵守标准规范有关规定，即在正常设计、正常施工和正常使用的“三正常”条件下，据此建成的上百亿平米的建筑物绝大多数至今仍在安全使用，表明这些规范规定的水准仍然适用；但是理想的“三正常”很难做到，同时为了缩小与先进国际标准的差距以及鉴于可持续发展和提高耐久性的需要，在物质供应条件业已改善的市场经济条件下，结构的安全设置水准应适当提高。这种提高只能适度，因为我国目前尚属发展中国家。

3）认为我国规范的安全设置水准应该大体与国际水准接近，需要大幅度提高。这是由于随着我国经济发展和生活水平不断提高，土建工程特别是重大基础设施工程出现事故所造成的风险损失后果将愈益严重，而为了提高工程安全程度所需要的经费投入在整个工程（特别是建筑工程）造价中所占的比重现在已愈来愈低，材料供应也十分充裕。过去的低安全水准只是适应了以往短缺型计划经济年代的需要，但决不是没有风险，如果规范的安全水准较高，曾经发生过的有些安全事故本来是可以避免的，而规范的这一缺陷在一定程度上为“三正常”的提法所掩盖。在建的工程要为将来的现代化社会服务，安全性上一定要有高标准。低的安全质量标准在参与将来的国际竞争中也难以被承认，即使结构设计的安全设置水准能够提高到与发达国家一样，由于我们的施工质量总体较差，结构的安全性依然会有差距。

3、结构设计规范的概率可靠度设计方法

自1984年国家建委和国家建设部颁布了建筑结构设计统一标准以来，我国的建筑结构设计规范已从80年代末期起抛弃了传统的多安全系数设计方法，从而统一采用以概率理论为基础的可靠度设计方法；其它的工程部门如公路、铁路、港口、水利的结构设计规范也正在或计划作这样的转变。我国规范的可靠度设计方法是参考国际上的相应标准ISO2394并经过国内科技人员努力后得以实施的。将可靠度设计方法用于结构设计规范，在国际学术界内通常被看成是一种发展趋势，但在工程内界则存在不同看法。尽管有了ISO2394，国外却鲜有重要或著名的结构设计规范已直接采用了可靠度设计方法，至今仍采用多安全系数设计方法或称荷载抗力系数法。在我国，对于建筑结构设计规范中的可靠度设计方法以及企图将我国各个行业的各种结构设计规范都用可靠度方法统一起来的做法，虽然工程设计界颇有微词，但学术界持赞成和肯定者是主流，不过仍不时有人对可靠度方法用于设计规范的适用性提出质疑。这次科技论坛上则较为集中地反映了对规范可靠度方法的意见分歧。

对我国规范的可靠度设计方法持肯定意见的专家认为这是重大的科技进步，可靠度方法对安全度的概率定义要比定值的安全系数更清晰、更科学、更合理，当然概率可靠度设计方法本身尚有不少缺陷，有待进一步修改完善。持相反意见的人则认为，结构设计规范所面向的是类型多样的复杂群体，在安全度上需要考虑的不确定性与不确知性非常复杂，并不是“从统计数学观点出发的概率定义”所能科学描述或处理；规范可靠度方法在我国十多年的实践表明，它并没有给结构设计的安全性带来明显实效，反而造成了安全概念上的某些混乱；对工程技术人员来说，结构的安全度用可靠指标和虚假的失效概率表达后变得更加不可揣摩和模糊不清，不如安全系数那样从安全储备出发的度量方法更为直观和便于处理具体工程的安全问题；现行设计规范中的可靠度方法很不成熟，存在不少根本缺陷；他们认为半概率的多安全系数方法更适用于规范，也不排斥可靠度分析的结果可以作为一种参考，在综合判断安全系数的合理取值时予以考虑。

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二、土建结构工程的耐久性

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土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系，是使用期内结构保持正常功能的能力，这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性，而且更多地体现在适用性上。

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1、土建结构工程的耐久性现状

大多数土建结构由混凝土建造。混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施工程的世界性问题，并非我国所特有，但是至今尚未引起我国政府主管部门和广大设计与施工部门的足够重视。

长期以来，人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料。直到70年代末期，发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境下出现过早损坏。美国许多城市的混凝土基础设施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的时期内就出现劣化；据1998年美国土木工程学会的一份材料估计，他们需要有1.3万亿美元来处理美国国内基础设施工程存在的问题，仅修理与更换公路桥梁的混凝土桥面板一项就需800亿美无，而现在联邦政府每年为此的拨款只有50～60亿美元。另有资料指出，美国因除冰盐引起钢筋锈蚀需限载通行的公路桥梁已占这一环境下桥梁的1/4。发达国家为混凝土结构耐久性投入了大量科研经费并积极采取应对措施，如加拿大安大略省的公路桥梁为对付除冰盐侵蚀及冻融损害，钢筋的混凝土保护层最小厚度从50年代的2.5cm逐渐增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm，而混凝土强度的最低等级也从50年代的C25增到后来的C40，桥面板混凝土从不要求外加引气剂、不设防水层到必须引气以及需要设置高级防水胶膜并引入环氧涂膜钢筋。而我国遭受盐冻侵蚀地区的公路桥梁在耐久性设计方面至今仍无明确要求，对混凝土保护层和强度的要求仅为2.5cm与C25，与上面提到的加拿大50年代水准一致。国内按这种标准设计的一座大桥，建成后仅8年，由于盐冻侵蚀，现已不得不部分拆除重建。我国建设部于80年代的一项调查表明，国内大多数工业建筑物在使用25～30年后即需大修，处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15～20年。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好，一般可维持50年以上，但室外的阳台、雨罩等露天构件的使用寿命通常仅有30～40年。桥梁、港工等基础设施工程的耐久性问题更为严重，由于钢筋的混凝土保护层过薄且密实性差，许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。海港码头一般使用十年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落，需要大修。京津地区的城市立交桥由于冬天洒除冰盐及冰冻作用，使用十几年后就出现问题，有的不得不限载、大修或拆除。盐冻也对混凝土路面造成伤害，东北地区一条高等级公路只经过一个冬天就大面积剥蚀。我国铁路隧道用低强度的C15混凝土作衬砌材料，密实度和抗渗性差，不耐地下水与机车废气侵蚀，开裂与渗漏严重；对几个路局所辖的隧道进行抽样调查表明，漏水的占50.4%，其中1/3渗漏严重，并导致钢轨等配件锈蚀以及电力牵引地段漏电，影响正常运行，而1999年颁布的铁路隧道设计规范仍未能对隧道的耐久性问题采取适当的对策，如适当提高混凝土的最低强度等级和在混凝土中掺入化学纤维等。

耐久性问题的严重性和迫切性在于我们许多正在建设的工程仍未吸取国际和国内的大量惨痛教训，还沿着老路重蹈覆辙。一些北方城市新建成的立交桥和高速公路桥，仍没有在材料性能和结构构造等方面采取必要的防治冻融和盐害的综合措施。甚至大型工程如2000年投入运行的珠海莲花跨海大桥，其主体结构在浪溅区仍采用不耐海水干湿交替侵蚀的C30混凝土与3～4cm厚的保护层厚度。

有专家估计，我国“大干”基础设施工程建设的还可延续20年，由于忽视耐久性，迎接我们的还会有“大修”20年的，这个可能不用很久就将到来，其耗费将倍增于当初这些工程施工建设时的投资。

使混凝土结构的耐久性问题进一步加剧的原因有：

1)由于混凝土的质量检验习惯上以单一的强度指标作为衡量标准，导致水泥工业对水泥强度的不适当追求，使水泥细度增加，早强的矿物成份比例提高，这些都不利于混凝土的耐久性。我国对水泥质量的检验在强度上只要求不低于规定的最低许可值，而国外则同时还要求不高于规定的最高值，如果强度超过了也被认为不合格，这种要求还有利于水泥产品质量的均匀性。

2)工程施工单位不适当地加快施工进度，尤其是政府行政领导对工程进度的不适当干预。混凝土的耐久性质量尤其需要有足够的施工养护期加以保证，早产有损生命健康的概念同样适用于混凝土。国内媒体上大加宣传的所谓几个月就修成一条大路、建成一座大桥、或盖成一幢高楼的工程以及抢工献礼工程，很可能就是今后注定要花掉更多资金进行大修的短命工程。提前完成合同规定施工期的在国外要被罚款，因为意味着工程质量有遭到损害的可能。

3)环境的不断恶化，如废气、酸雨，我国的酸雨面积已超过国土的30%。

当前迫切需要进行的工作是尽快编制桥梁、隧道、港工等基础设施工程耐久性设计的技术条例，修订补充现行规范中对结构耐久性的要求。首先需要明确的是各种基础设施工程的设计工作寿命，在重要工程的设计文件中必须有使用寿命的要求和论证。当前在建的众多工程在耐久性上之所以仍然沿着重蹈覆辙的道路走，很重要的一个原因是工程设计施工技术人员在耐久性上没有可资遵循的新依据。更为严重的是现行规范中的有些条文，本身就对耐久性有害。为了提高混凝土耐久性，在混凝土中合理使用粉煤灰、矿渣等矿物掺合料是重要的技术手段，国外有的规范甚至规定在桥梁等混凝土结构中必须加入粉煤灰等掺合料，而我国的铁路混凝土桥隧施工规范仍在明文禁止使用。此外，工程技术界还存在长期形成的一些过时的看法，对改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如，顾虑会影响混凝土强度而不愿使用引气剂，而引气本应作为改善混凝土耐久性和工作性的常规手段；又如，希望加大水泥用量来保证混凝土强度，而尽可能低的水泥用量本应是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途径。

在修订规范的耐久性要求上，交通部于2001年颁布的港工混凝土结构防腐蚀技术规范已为其它土建工程行业起到较好的示范作用。我们一方面要参照国内外已有的资料和经验，尽快编写出相应的设计施工技术文件以应急需，另一方面则要安排系统的研究项目，加大耐久性研究工作的支持力度；混凝土结构的耐久性是当前国际上结构工程学科最为重要的前沿研究领域之一，而我国在这一方面相当落后。混凝土的耐久性研究离不开原材料和环境等特定条件，需要考虑本国的特点，是不能完全依赖国外研究成果的。

重视混凝土结构的耐久性也是可持续发展的需要。生产混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗国土资源并破坏植被与河床，水泥生产排放的二氧化碳已占人类活动排放总量的1/5～1/6，而我国排放的二氧化碳量已居世界第二。我国现在每年生产5亿多吨水泥，与之相伴的是年耗20多亿方的砂石，长此以往实难以为继。延长结构使用寿命意味着节约材料，而耐久的混凝土一般又应是水泥用量较低和矿物掺合料(工业废料)用量较高的混凝土，所以耐久的混凝土正适应环境保护的需要。国际上对桥梁、隧道等土木工程的设计工作寿命多为100年，有的如英国为120年。考虑到耐久性不足所造成的巨大经济损失和资源浪费，国际上近年来有要求将这些工程的最低工作寿命进一步延长的趋势，如提出城市环境中的桥梁至少应有150年。

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2．土建结构工程使用阶段的正常检测与维护

结构耐久性和使用寿命的概念，与使用阶段的检测、维护和修理不能分割，对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程来说尤其如此。为了保证结构安全性和耐久性，一些工程在建成后的使用过程中，应该进行定期检测和维护。我国有结构工程的设计规范与施工规范，但没有如何使用的规范。有些工程倒塌事故，例如最近四川宜宾的南门大桥发生桥面坍落事故，就是因为桥面结构与主拱之间的吊杆在连接处发生锈蚀，如果有定期的检测要求，这样的事故很有可能避免。有些国家对于结构的损坏可能导致公众安全的建筑物与桥、隧等公共工程，强制规定必须定期检测；即使是建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件，因其坠落后容易伤及公众，也有强制定期检测的要求。我国由于施工管理水平和事故操作人员的素质相对较差，质量控制与质量保证制度不够健全，规范对结构安全与耐久性的设置水准又相对较低，已建的工程中往往存在较多隐患，所以更有必要从法制上确定土建工程的正常使用和定期检测的要求。对于土建结构工程的安全质量，虽然政府已作出了设计与施工的责任单位和个人需对其“终身负责”的规定，但是这种要求执行起来缺乏可操作性。要将结构安全质量事故减少到最低程度，还应以预防为主，通过例行检测及时发现问题。

现在国内有大量土建工程因步入老化期需要诊治，也有大量已建的违章工程需要评估，更有许多工程发生病害需要诊断和加固，各地已涌现了不少从事土建工程诊断、治理与加固的队伍，并有蓬勃发展成为一种新兴行业的趋势。出现问题和病害以后再来治理固然重要，但是我们应该更加强调预防。对于在役土建工程的检测和评估，要建立相应的法规和标准，要有从业人员的注册和从业机构的资质认证制度，在管理体制上予以规范。

从国家对公共工程建设的投资和对工程设计的要求来看，需要有工程整个使用期限即全寿命费用支出的论证。只注意工程项目建设的一次投资支出，很少考虑工程建成后需要正常维护与修理的长期费用，不但可能损害工程使用寿命和正常使用功能，而且经济上算总账会很不合算。在发达国家，由于新建工程少，用于维修的费用往往更为主要，英国1978年的土建维修费上升到1965年的3.7倍，1980年的维修费占当年土建费用总支出的2/3。我国虽是发展中国家，现在正大兴土木，可是过去建成的大量工程已经或过早老化。国内40％公路桥梁的桥龄已大于25年，加上进入90年代以后交通量猛增，超载严重，以往的设计标准又低，路、桥的维修问题十分突出。由于养护维修费用得不到保证，造成工程安全隐患并在以后需要支出更多的大修费用。在土建工程的投资上，希望有关部门能加大已建工程维修的费用。

为加速路桥等公共工程建设，国家现在鼓励投资公司出资并给以一定期限如30年的经营收入作为补偿。如果对重要土建工程有必须进行定期检测与评估的法规，就能保证这些工程在一定期限后归还国家管理和经营时的良好功能，对于设计工作寿命为100年的桥梁，至少还可正常使用70年，而不至于30年到期后国家接收的已是一个破旧的工程。

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三、技术规范的作用与管理

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这次科技论坛对于土建结构工程技术规范的定位、作用与管理也进行了讨论并提出了一些看法。

长期以来，受计划经济体制的影响，我们往往视技术规范为法，将规范的具体规定和要求等同于法律条文来对待。技术规范或规程，与各种技术条例、技术要求、工法、指南等技术文件一样都是技术标准，本身不具有法律作用，只当工程各方（业主、设计、施工企业）认同作为设计与施工的依据并在契约的基础上，才能作为法律仲裁的依据。将技术问题法制化并强制执行，不利于技术进步和创造性的发挥，反而容易成为推卸责任的借口。当然，政府部门从国家和公众的整体利益出发，需要在安全、环保等重大原则上对土建工程的设计施工提出必须满足的最低要求并制定相应的法规，但法规一般并不需要提供如何达到这些要求的具体技术途径和方法，后者是技术标准的任务。政府也可以原则认可或批准某些重要的技术规范或其中某些内容使用。

土建工程有着强烈的个性，需要工程技术人员针对具体特点去解决设计与施工问题。所以规范作为技术标准宜强调其指导性而不是强制性。如果规范条文看作为一般意义上的法律条文，就有可能束缚设计施工人员的主动创造性并阻碍新技术的应用。。我国土建工程在结构设计上与国外相比的最大差距就在于方案与技术上的创新，这与以往过分强调规范的法律地位从而形成所谓“结构设计就是规范加计算”的倾向不无关联。我国的技术规范在编写风格上也有模仿法律的倾向，极少提及使用者需要注意规范可能存在的某些不足之处或允许并鼓励使用者在某些问题上可以另辟蹊径。如果在设计施工中要取代规范中已经落后过时甚至有害的技术规定，则无异于违法行为。相反，只要墨守规范，即使出了事故，就可不负法律责任。这样就在客观上降低了对工程技术人员的业务技能要求与职责要求，不利于提高我国建筑企业和从业人员的素质以及参与今后的国际竞争。为了消除这些负面影响并杜绝钻规范条文的空子进行偷工减料，应有必要建立这样的共识并作出规定，即遵守了规范条文并不意味着就可免除法律责任。国外有些规范就是这样规定的。

企图不断加强技术规范的强制性来解决屡禁不止的工程事故，不是解决问题的有效途径。现在，有关主管部门将建筑结构设计规范中的部分条文抽出来，明确列为强制性条文，同时规定各个设计单位完成的设计，须通过有关部门或其授权委任的其他企事业设计单位的审查，而审查的主要内容就在于对照规范强制性条文的要求，其任务已类似于执法；这种做法是否明智似可商榷。我国土建工程事故频繁的原因，主要在于管理不善，特别是管理环节上的腐败；其次是施工操作人员素质低，又难以短期解决；过分强调规范的地位与作用，未能建立与规范配套的完整标准体系，比如缺乏指南、工法等更为详尽具体的技术文件，可以用来指导和规范设计与施工的各个具体环节，也有一定的关系。从设计角度看，出现事故主要不是由于没有按照规范强制性条文的规定，而是方案性的错误或忽略主要的设计条件；也有一些工程则因过去的设计标准过低，耐久性不足，在使用过程中又缺乏应有的例行检测而导致失效。其实，要做到设计规范强制条文的要求最为容易，为此请专业人士审查似无必要。重要的工程设计应规定请专业单位全面审核，其要点也应在结构方案、构造方法与计算分析的原则上。从结构设计的国家规范中抽出的强制性条文不免支离破碎，个别条文的规定也不一定适合某些地区和某些工程的具体特点，反而造成麻烦。我国幅员广阔，各地经济发展很不平衡，技术力量悬殊，环境条件各异，客观上要求规范能给设计人员更多灵活性，少一些强制性，这样才能更好地在规范的指导下，根据工程的特点和具体条件去解决问题。总之，在规范标准上，要摆脱计划经济年代遗留下来的过分强求统一、较少考虑个性和缺乏实事求是灵活性的倾向。要提倡和鼓励各省市编制地方性规范，在工程的安全性和耐久性标准上，可有不同的设置水准。比如上海、北京、广州这些大城市应该高些，在抗震防灾要求上，更应区别对待。全国性的规范订得愈详细，其适用性可能变得愈差，造成的混乱也可能愈多；特别象岩土工程那样的规范更是如此。

技术标准中的强制性越多，也意味着政府有关部门在具体技术问题上需要承担的责任越重，而这些本来不该是政府部门的职责。规范中的要求是最低要求，在安全设置水准上，政府需要干预的也应是保证公众安全的最低要求。对于土建结构的抗震设计，政府有关部门至今仍规定任何部门和个人不得随意提高抗震的设防标准(建抗586号文件)。事实上，如将商品房的抗震设防烈度提高1度，抗震能力可提高约1倍，而增加的房屋造价相当有限，在众多城市中可能仅及居民用于室内装修费用的几分之一。政府的这一规定无异于限制居民只能购置抗震安全质量标准最低的房屋，如果发生地震造成损害，有关部门如何解释？

规范等技术标准的管理体制亟待改善。建国以来，由政府部门负责统管并指定有关企事业单位分别承担每本规范编写和修订工作的做法已越来越不能适应当前的形势，有些在经费和人力上得不到保证，平时基本上没有专门人员去搜集了解规范使用中的问题并及时修改补充规范条文；面对新的结构型式、新的材料和新的工艺，规范的过时条文不但成为推广新技术的阻力，而且有被误用或盲目套用而造成工程质量安全事故。

发达国家有关土建结构工程的规范及与之配套的各类技术标准多由行业协会或专业学会编制及管理，规范的翻新周期短，不象我们要长达10年以上。我国的学会与协会重复设置，分工不明，并且至今还依附于某一政府部门，基本上只起到政府职能部门非官方代言人的作用，距离独立和富有活力的健全机构还差的很远，如何发挥这些机构在技术标准编写和管理中的作用也是值得探讨的一个问题。建议随着改革的深入，整顿合并有关的学会、协会，加强其职能，并逐渐成为技术标准编制管理的主体。

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四、准备提交政府有关部门考虑的建议

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为了改善我国土建结构工程的安全性与耐久性，这次论坛中提出了以下建议供政府有关部门考虑，：

1、桥梁、隧道、道路、港口等基础设施工程的混凝土结构耐久性，已是当前亟待采取措施应对的重大问题。否则，一些工程的正常使用功能和安全性将得不到有效保证，我国的现代化建设和国民经济会蒙受巨大损失，并将给生产和公众生活带来长期困扰。

建议国家建设部、交通部、铁道部主管土建工程设计标准的部门，能对工程的耐久性要求作重点审查，明确土建工程的设计应有最低使用寿命的要求，重要工程的设计文件中应有正常使用寿命和耐久性设计的独立章节与论证；

建议国家自然科学基金委员会能在今后一段时期内对混凝土工程耐久性的基础理论研究给予重点支持；

建议国家安全生产监督管理局为在近期内编订有关法规标准给以立项资助；

建议中国工程院土木水利建筑学部在其咨询研究项目中，联络国内有关专家，促进土建结构耐久性设计指导性技术条例的编制。

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2、土建工程使用过程中的安全性，应有定期的检测和正常的维护修理加以保证。对于重要土建工程，我国尚无必须进行安全检测的法规。在基础设施工程的投资上有重新建、轻维修的倾向，不利于工程寿命和投资效益。

建议对桥、隧等重要公共基础设施和公共建筑物，在其使用期内实施强制性的定期安全检测。为此，需要制定法规，编制相应的技术标准；对于土建结构工程的检测与评估，需要建立从业人员的注册制度和从业机构的资质认证与监管体制。凡属已建工程的安全诊断也可一并归入这一行业。

建议政府有关部门在桥、隧、道路等土建基础设施工程投资上，根据需要，加大工程维修费的比例。

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3、完善技术标准体系与管理体制，发挥学会、协会在技术标准编制、修订和管理中的作用；逐步淡化技术规范条文的强制性质；鼓励编制地方性规范(标准)和企业标准，适应不同地区在环境地质和经济、技术水平上的差异，并鼓励科技创新和技术进步。

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论文关键词：膨胀加强带；后浇带；膨胀剂；应用

1 工程概况

池州市质量技术监督局综合办公楼工程总长55.07米，宽32.49米，地下一层，地上十六层，建筑面积13138.4m2。地下室底板厚度1.1米、0.7米，混凝土强度等级C35，抗渗等级P8。混凝土约2200立方，属于典型的大体积混凝土。本工程属于办公用房，工程质量要求严格，由于该工程地下室混凝土底板超厚、超长。如采用常规的施工方法，会遇到许多的技术难题。因此，根据工程实际情况和施工技术要求，该工程采用连续无缝施工，在整个基础平面图中设计“#”字形膨胀加强带，横向轴线设置在A轴线至B轴线之间、D轴线至E轴线之间，纵向轴线位置设置在2轴线至3轴线、5轴线至6轴线之间。而主体结构图中纵向方向每层设计两条膨胀加强带，位置设置在2轴线至3轴线、5轴线至6轴线之间，而且尺寸对称。

2 技术原理

由于普通混凝土存在收缩，导致开裂破坏，结构设计一般是以设置临时性收缩变形缝的方法释放大部分收缩应力，经过一段时间后再以较大膨胀量的混凝土回填此缝。膨胀加强带的技术原理是在带内混凝土中掺加适量膨胀剂，通过水泥水化产物与膨胀剂的化学反应，使混凝土产生适量膨胀，在钢筋和混凝土的约束下，在钢筋混凝土中产生一定的预压应力，使结构的收缩拉应力得到大小适宜的补偿，从而达到防止混凝土结构开裂破坏的目的。膨胀加强带设置在混凝土收缩应力发生最大的地方，通常是房屋长度方向的中间，对于超过普通混凝土伸缩缝设置距离过长的且要求连续无缝施工的混凝土结构，可以在适当部位设置多条膨胀加强带。大量的工程实践证明，采用膨胀加强带，可以连续施工超长混凝土结构不留缝而不裂，减少了分缝处理带来的麻烦，大大缩短了工期，取得了显著的经济效益。混凝土采用预拌泵送商品混凝土。

3 膨胀加强带施工做法：

膨胀加强带的做法主要有三个要点：1、加强带宽度2.0m，加强带两侧用双层2～3mm孔眼密目钢丝网分隔，并按200mm设一根竖向螺纹16mm的钢筋和受力主筋焊接予以加固，其上下均应留出不小于2.5cm混凝土保护层，钢丝与钢丝网、上下水平钢筋及竖向加固筋必须绑扎或焊接牢固，不得松动。以免浇筑混凝土时被冲开，影响加强带的效果。2、带内采用设计强度等级比相邻非加强带混凝土强度等级高一级的混凝土进行浇筑，加强带外侧位置混凝土掺适量小膨胀剂。3、带内混凝土外掺12%膨胀剂，比带外混凝土膨胀剂掺量高2%（带外混凝土膨胀剂掺量为10%）。

4 施工要点

1.原材料

1.1 水泥：本工程采用的水泥强度等级为425；

1.2 砂：中粗砂，细度模数2.6～2.9，含泥量小于1%；

1.3 石子：5mm～31.5mm连续级配碎石或碎卵石，含泥量小于1%；

1.4 粉煤灰：二级分选粉煤灰；

1.5 膨胀剂：安徽省庐江县冶山混凝土外加剂有限公司生产的UEA膨胀剂。

1.6 减水剂：淮北市强盛混凝土外加剂公司生产的QS-2缓凝高效减水剂

2.泵送混凝土要求

1.1 坍落度：出机坍落度16cm～18cm，运至施工现场1h左右为14cm～16cm，以满足泵送要求,

1.2 凝结时间：4h～6h,

1.3 限制膨胀率：水养14d，膨胀率大于0.03%；

5 混凝土配合比

混凝土配合比经过试配合格后才能使用，并按JCJ55-2000普通混凝土配合设计技术规程标准执行。

6 混凝土的拌制与质量控制

项目部技术人员和混凝土搅拌站技术人员对使用的输送和计量设备进行检查，确保施工期间的正常使用，进场的原材料进行严格的把关，必须符合国家有关标准，现场加强管理，有明确的生产记录，并对混凝土质量控制要求如下：

1、各种原材料必须符合有关标准，并检验合格后才能入库。

2、定期校验计量设备，水泥、粉煤灰、用水量、UEA膨胀剂及减水剂计量误差不得超过±1%，石子不得超过±2%。

3、投料顺序为：砂、石、水泥、UEA膨胀剂、粉煤灰、QS-2减水剂及水。搅拌时间应比普通混凝土延长30s～60s。

4、由于砂、石材料的含水率经常变化，因此拌和混凝土应以坍落度为准，施工技术人员并技术交底严禁更改配合比所设计的含水量。

5、混凝土按施工图做好供应计划，保证运输及时连续。

6、必须做好地下室电气、空调、给排水、消防、人防等各专业施工单位预留孔洞或套管以及预埋构件。施工前派专人校对各专业图纸与预留孔施工总图是否相符。

7、注意控制混凝土振捣时间，不得过振、漏振、少振。

8、底板混凝土振捣密实后，采用木方刮平表面。在混凝土接近初凝时，安排专业混凝土工进行混凝土磨面工作，防止混凝土表面龟裂。

9、混凝土浇筑过程中，应及时清理混凝土表面的泌水。

10、现场按规范规定留取混凝土及抗渗试块。

7 混凝土的浇筑

混凝土的浇筑采用连续施工方式施工。浇筑施工时严格按施工专项方案要求施工，开始从一侧浇筑混凝土，分层梯式前进，每层混凝土振捣密实，不得漏振或过振。加强带外2米范围内混凝土采用小膨胀混凝土浇筑，当浇筑到加强带时采用上述配合比的混凝土施工，浇筑至另一侧时又改用小膨胀混凝土浇筑，如此循环下去，直至连续浇筑完毕。

8 混凝土养护

混凝土的收缩变形主要发生在早期，因此前期的养护工作至关重要。在混凝土初凝前，进行2次抹压，防止表面裂缝的出现。其养护时间从混凝土初凝后开始，采用蓄水或盖麻袋浇水，保湿保温养护14d，既保证混凝土水化用水又控制混凝土内外温差在25℃以内。混凝土的养护是保证混凝土质量的最重要的措施之一，养护期间必须有专人负责，杜绝出现干燥情况，确保混凝土硬化的顺利进行。同时对大体积混凝土及时测温，前七天每各两小时测一次，后七天一天测四次，并保留原始数据。