混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計精選(九篇)

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第1篇：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：航站樓；混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計；有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力；無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力

中圖分類號：TV331文獻標識碼： A

一、工程概況

某機場新航站樓由主樓、指廊和連廊三部分組成，地下1層、地上3層，總建筑面積約15萬m2。其中:主樓長315m，寬8519~9715m，劃分為C1~C3段；A指廊和B指廊的長度均為25618m，寬度均為38m，劃分為A1，A2，B1，B2段；連廊長5413m，寬26m，劃分為A3，B3段。

圖1 主樓剖面圖

二、結(jié)構(gòu)體系及特點

新航站樓的主體結(jié)構(gòu)為混凝土-預(yù)應(yīng)力混凝土-鋼拱架組合框排架結(jié)構(gòu)，其中:框架柱為普通混凝土結(jié)構(gòu)；框架主、次梁為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；各層頂板為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；屋蓋為三角形截面鋼拱架結(jié)構(gòu)。主樓的基本柱網(wǎng)為15m@11m和15m@19m，其地下室頂板的315m@9715m超大平面內(nèi)未設(shè)溫度變形縫，地上各層頂板沿縱向設(shè)置2道溫度變形縫，將平面分成3段，各段的縱向邊緣處均為7145m跨的懸挑梁、板。指廊的基本柱網(wǎng)為12m@8m和12m@1615m。連廊的基本柱網(wǎng)為(11~1315)m@(11~15)m。

綜上所述，工程的結(jié)構(gòu)體系具有大空間、大跨度、相鄰變跨度、大跨度懸挑和超大平面未設(shè)溫度變形縫等特點。此外，為了滿足建筑使用功能的要求，需要在室內(nèi)凈高受到嚴格限制的條件下，在樓蓋下方吊掛各種重型設(shè)備和密集管線。因此，如何較好地解決結(jié)構(gòu)構(gòu)件在上述條件下的抗裂和抗變形等是設(shè)計的重點。

三、結(jié)構(gòu)計算及分析

(一)結(jié)構(gòu)計算參數(shù)

1)結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)。本工程設(shè)計使用年限為50年，結(jié)構(gòu)安全等級為二級，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為乙級。按照乙類建筑進行設(shè)計，框架抗震等級二級，抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計地震分組為第一組，場地類別Ⅲ類?；撅L壓0.55kN/m2，地面粗糙度B類?；狙?.25kN/m2。

2)荷載與作用。包括樓面及屋面恒載、活載以及風載、雪載、地震作用。鋼結(jié)構(gòu)屋面永久荷載:1.0kN/m2，屋面活載:0.50kN/m2?；炷翗敲嬗谰煤奢d按照實際考慮；樓面活載:3.5kN/m2(候機大廳、商店、走廊、樓梯)、2.0kN/m2(辦公)、3.5kN/m2(餐廳)、2.5kN/m2(衛(wèi)生間)。地震作用:按振型分解反應(yīng)譜法進行計算。

3)荷載組合。按國家相關(guān)規(guī)范進行。

(二)結(jié)構(gòu)計算方法

航站樓大廳和兩側(cè)指廊間設(shè)有伸縮縫，構(gòu)件之間沒有連接，獨立形成三個結(jié)構(gòu)單體。計算時分別建模分析。大廳和指廊結(jié)構(gòu)均采用MidasGen結(jié)構(gòu)分析軟件進行線彈性三維空間整體模型分析。由于航站樓下部為混凝土結(jié)構(gòu)，上部為鋼結(jié)構(gòu)，屬于兩種不同材料的組合結(jié)構(gòu)類型。結(jié)構(gòu)分析時，采用Midas中組阻尼的概念，對該組合結(jié)構(gòu)進行分析計算。

(三)計算結(jié)果及分析

由于三個單元類似，本文僅給出大廳的計算分析過程及結(jié)果。大廳整體結(jié)構(gòu)的周期如圖1所示。大廳1層混凝土部分的位移比及位移角如表1所示，均滿足規(guī)范要求。

1)按(1/10~1/15)l和(1/15~1/20)l的經(jīng)驗公式初估框架主、次梁的截面高度(l為梁跨度)，選擇適當高

寬比初估框架梁截面，并建立結(jié)構(gòu)計算分析模型。

2)按非預(yù)應(yīng)力矩形截面框架梁計算正常使用極限狀態(tài)和承載力極限狀態(tài)下的控制內(nèi)力，在不出現(xiàn)超筋

的條件下調(diào)整和確定梁的截面尺寸。

3)按預(yù)應(yīng)力T形截面框架梁計算正常使用極限狀態(tài)和承載力極限狀態(tài)下的控制內(nèi)力，并初估框架梁中

預(yù)應(yīng)力筋和非預(yù)應(yīng)力筋的配筋量。

4)驗算預(yù)應(yīng)力梁的相關(guān)指標(承載力、撓度、裂縫寬度和配筋率)并調(diào)整預(yù)應(yīng)力筋和非預(yù)應(yīng)力筋的配筋量比例，直至滿足設(shè)計規(guī)范的相關(guān)要求。

5)根據(jù)計算確定的框架梁截面和配筋量，驗算施工期間預(yù)應(yīng)力框架梁的反拱情況，并調(diào)整至滿足設(shè)計規(guī)范中的相關(guān)要求。

四、結(jié)構(gòu)設(shè)計

(一)混凝土概況

航站樓1層為現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)，由于總長度為352m，因此，航站樓各段之間以變形縫分開，變形縫處雙柱間距2.0m。各段結(jié)構(gòu)特征分述如下:A段主體為1層現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)。平面尺寸27.00m×84.00m，基本柱網(wǎng)13.50m×12.00m，混凝土結(jié)構(gòu)標高為6.035m，為后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土主次梁體系。B段主體為1層現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)。平面尺寸64.00m×132.00m，基本柱網(wǎng)13.50m×11.00m和15.00m×12.00m，混凝土結(jié)構(gòu)標高為6.035m，為后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土主次梁體系。C段主體為1層現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)。平面尺寸27.00m×136.00m，基本柱網(wǎng)13.50m×12.00m，混凝土結(jié)構(gòu)標高為6.035m，為后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土主次梁體系。

(二)后張有粘結(jié)與無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)

本設(shè)計在框架梁中采用了有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)（BPCS），次梁采用了無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)（UPCS）。目前，現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)一般采用后張法，后張預(yù)應(yīng)力施工分為有粘結(jié)及無粘結(jié)兩種。BPCS靠灌漿實現(xiàn)有粘結(jié)，UPCS靠端錨建立預(yù)應(yīng)力。有粘結(jié)筋的最大應(yīng)力出現(xiàn)在最大彎矩截面處，破壞時臨界截面有粘結(jié)筋的應(yīng)力非常接近鋼筋的極限強度fpu，無粘結(jié)筋的應(yīng)力沿全長幾乎相等，構(gòu)件破壞時，無粘結(jié)筋的應(yīng)力總是低于條件屈服點fp，0.2。預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力隨荷載變化曲線見圖2。由于無粘結(jié)筋的應(yīng)力沿全長幾乎保持相同，預(yù)應(yīng)力鋼筋的非彈性性能即構(gòu)件的能量消散不能得到充分發(fā)揮，限制了UPCS在地震區(qū)框架結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的極限強度高，抗震性能好，適用于框架梁。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工簡單，適合數(shù)量多、噸位不大的次梁。次梁不需要抵抗地震力，可以采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。混凝土樓蓋采用不同的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮了有粘結(jié)結(jié)構(gòu)及無粘結(jié)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。

圖2 預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力隨荷載變化曲線

(三)不承受水平力的混凝土框架梁結(jié)構(gòu)

不承受水平力的混凝土框架梁最適合采用后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁通常將預(yù)應(yīng)力筋布置成拋物線形狀，這樣的力筋最適合承受豎向均布荷載。由于正反方向的水平荷載會產(chǎn)生支座處的正負彎矩，因此拋物線形狀的力筋不適合承受水平力，一般是用拋物線形狀的預(yù)應(yīng)力筋抵抗豎向荷載，用直線形狀的上下非預(yù)應(yīng)力筋抵抗水平力。在框架結(jié)構(gòu)中，非預(yù)應(yīng)力筋占總用鋼量70%以上，如果框架梁不受水平力，這個結(jié)構(gòu)的非預(yù)應(yīng)力鋼筋的用量可以降至最低。國外有的不承受水平力的有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力框架梁的用鋼量非常低，有的梁甚至不配縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋，設(shè)計中不計算地震力；風荷載是通過玻璃幕墻系統(tǒng)的桁架傳至屋蓋鋼桁架的下弦，再傳至2500mm*4500mm的巨形混凝土箱形柱，箱形柱壁厚為500mm，巨形混凝土箱形柱與混凝土樓蓋脫離，使混凝土樓蓋不承受水平力，而間距為54的次梁集中重使垂直荷載近似于均布荷載，非常適合采用拋物線形狀的后張預(yù)應(yīng)力筋，這種不承受水平力的混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，使大跨度的混凝土框架的用鋼量降至最低。

(四)單向板體系樓蓋

本工程混凝土樓蓋采用單向板結(jié)構(gòu)。單向板方案采用18m跨度的次梁，次梁的間距為3m，沿結(jié)構(gòu)單元的長向布置，利用次梁的預(yù)應(yīng)力筋抵抗超長混凝土的伸縮應(yīng)力。由于只有一個方向有次梁，次梁中的預(yù)應(yīng)力值較大，可以有效地解決超長混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂度。主框架梁采用的是寬扁梁，一個方向的寬扁梁的梁柱節(jié)點形式比較簡單。方案設(shè)計時亦考慮過采用井字樓蓋的雙向板方案，雙向板方案的優(yōu)點是利用了兩個方向的框架梁受力，框架梁的負擔小，樓蓋的兩個方向都有預(yù)應(yīng)力，提高了樓蓋的抗裂性能。缺點是兩個方向的寬扁梁節(jié)點受力復(fù)雜，節(jié)點的用鋼量多；沿結(jié)構(gòu)單元長向的次梁需多配預(yù)應(yīng)力筋以抵抗超長混凝土的伸縮應(yīng)

力。用鋼量較單向板方案多，施工也較單向板方案復(fù)雜。最后采用的是單向板方案，主框架梁截面為2000mm*1000mm，在支座處梁寬加腋至2500mm*1000mm或3000mm*1000mm，與次梁平行的框架梁為500mm*1000mm，次梁為300mm*1000mm，樓板厚120mm。

結(jié)語

目前，該航站樓施工其主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件未出現(xiàn)裂縫， 抗裂效果良好。工程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)成功地解決了主體結(jié)構(gòu)大空間、大跨度、相鄰變跨度、超大跨度懸挑和超大平面未設(shè)溫度變形縫和樓面重荷載等技術(shù)難點， 該設(shè)計方法可供同類工程預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計參考。

參考文獻

[1]王春華，王國慶，朱忠義，柯長華，周鋼，陳清. 首都國際機場T3號航站樓結(jié)構(gòu)設(shè)計[J]. 建筑結(jié)構(gòu)，2008，01:16-24.

第2篇：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；多層框架結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計

中圖分類號：TU375 文獻標識碼：A

隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國的多層建筑也在迅速的發(fā)展著，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計思想也在不斷更新。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是目前應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式之一。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是由樓板、梁、柱及基礎(chǔ)4種承重構(gòu)件組成的，由主梁、柱與基礎(chǔ)構(gòu)成平面框架，各平面框架再由連續(xù)梁連接起來而形成的空間結(jié)構(gòu)體系。在合理的高度和層數(shù)的情況下，框架結(jié)構(gòu)能夠提供較大的建筑空間，其平面布置靈活，可適合多種工藝與使用功能的要求。但是在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中，仍然存在著一些概念性和實際性的問題需要設(shè)計人員予以高度重視，以確保結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量。

1. 正確選取重要的結(jié)構(gòu)計算參數(shù)

結(jié)構(gòu)設(shè)計計算時，除了有合理的結(jié)構(gòu)方案、正確的結(jié)構(gòu)計算簡圖外，正確選擇抗震設(shè)防烈度和場地類別、合理選取電算軟件中的其他各項參數(shù)也是十分重要的。

1.1 結(jié)構(gòu)的抗震等級

工程設(shè)計中，各類房屋建筑首先應(yīng)當根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標準》（GB50223-2004）確定建筑類別。對于丙類建筑，其地震作用均按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度計算。對于乙類建筑，《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001）3.1.3 條第2 款規(guī)定：地震作用應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求，但是抗震措施（主要體現(xiàn)為抗震等級）在一般情況下，當抗震設(shè)防烈度為6-8度時，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求；當為9度時，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求。

1.2 設(shè)計基本地震加速度

《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》3.2.2條中規(guī)定：抗震設(shè)防烈度為7度時，設(shè)計基本地震加速度值分別為0.1g和0.15g兩種，抗震設(shè)防烈度為8度時，設(shè)計基本地震加速度值分別為0.2g和0.3g兩種，這與89舊規(guī)范差別較大。計算中應(yīng)嚴格注意地震區(qū)的劃分，選取正確的設(shè)計基本地震加速度值，這一項對地震作用效應(yīng)的影響極大。

1.3 地震力振型組合數(shù)

對于較高層建筑，當不考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時，振型數(shù)應(yīng)不小于3；當振型數(shù)多于3時，宜取為3的倍數(shù)，但不能多于層數(shù)；當房屋層數(shù)不大于2時，振型數(shù)可取層數(shù)。對于不規(guī)則建筑，當考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時，振型數(shù)應(yīng)不小于9；結(jié)構(gòu)層數(shù)較多或結(jié)構(gòu)剛度突變較大時，振型數(shù)應(yīng)多取，如結(jié)構(gòu)有轉(zhuǎn)換層，頂部有小塔樓等，振型數(shù)應(yīng)大于12或更多，但不能多于房屋層數(shù)的3倍；只有定義彈性樓板且按總剛分析法分析，有必要時，才可以取更多的振型。建筑抗震設(shè)計規(guī)范在條文說明中明確指出：振型數(shù)可以取振型參與質(zhì)量達到總質(zhì)量90％所需的振型數(shù)。如對于某一建筑，選取的振型數(shù)為15，但振型參與質(zhì)量系數(shù)只有50％，說明振型數(shù)取得不夠，可能由于此建筑過于復(fù)雜或由于某些桿件不連續(xù)導(dǎo)致局部震動引起的，應(yīng)仔細復(fù)核。

1.4 結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)

框架結(jié)構(gòu)由于填充墻的存在，使結(jié)構(gòu)的實際剛度大于計算剛度，計算周期大于實際周期，因此，算出的地震作用效應(yīng)偏小，使結(jié)構(gòu)偏于不安全，因而對結(jié)構(gòu)的計算周期進行折減是必要的，但如果折減系數(shù)取得過大也是不妥當?shù)?。對于框架結(jié)構(gòu)來說，采用砌體填充墻時，周期折減系數(shù)可根據(jù)填充墻的材料及數(shù)量選取0.6～0.7；砌體填充墻較少或采用輕質(zhì)砌塊時，可取0.9；無墻的純框架，計算周期可以不折減。

1.5 梁剛度放大系數(shù)

結(jié)構(gòu)設(shè)計計算軟件的梁輸入模型均為矩形截面，未考慮因存在樓板形成T 型截面而引起的剛度增大，造成結(jié)構(gòu)的實際剛度大于計算剛度，算出的地震剪力偏小，使結(jié)構(gòu)偏于不安全。因此計算時應(yīng)將梁剛度進行放大，放大系數(shù)中梁取2.0、邊梁取1.5為宜。

2.框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造配筋

2.1 框架外挑梁配筋

由于占地面積的限制、使用功能的要求或結(jié)構(gòu)上的原因，工程上常在框架的梁端設(shè)計挑梁。由于框架梁的荷載與外挑梁的實際荷載值不同，因而框架梁與外挑梁的斷面尺寸會有所不同，而有的設(shè)計人員在繪圖時只是將框架梁上的某些主筋向外挑梁延伸了事，殊不知有些主筋根本無法伸進挑梁，這些差錯一般在施工時才會暴露出來，但為時已晚，許多鋼筋已截斷成型，這不僅影響了施工進度，而且也造成了不必要的損失?？蚣芰和馓袅合鲁ＴO(shè)置鋼筋混凝土柱。在柱的內(nèi)力和配筋計算中，有些設(shè)計人員對其受力概念不清，誤認為此為構(gòu)造柱，并且其配筋為構(gòu)造配筋，懸臂梁也未按計算配筋，這樣有可能導(dǎo)致水平荷載作用下承載力不足，為事故的發(fā)生埋下隱患。

2.2 框架邊柱柱頂配筋

對于框架結(jié)構(gòu)的高層建筑，水平荷載對結(jié)構(gòu)的傾覆力矩以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力與建筑高度的平方成正比；頂點位移與建筑高度的4 次方成正比。水平荷載是結(jié)構(gòu)設(shè)計中的控制因素?？蚣茼攲拥娘L荷載較大，而屋面結(jié)構(gòu)荷重傳給邊柱的軸向總力比樓層邊柱總力要小，顯然柱頂有大偏心問題，頂層邊柱節(jié)點出現(xiàn)軸向力對截面重心的偏心距大于0.5倍的柱截面高度（e0>0.5 h）。根據(jù)框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求，橫梁上部鋼筋應(yīng)全部伸入柱內(nèi)，且伸過橫梁下邊；柱內(nèi)一部分鋼筋伸到頂端，另一部分鋼筋伸到橫梁內(nèi)，其根數(shù)依據(jù)計算確定且不少于2 根。設(shè)計人員在圖中經(jīng)常容易將邊柱柱角的鋼筋彎入梁內(nèi)，對這類問題，缺乏實踐經(jīng)驗的工程技術(shù)人員不易立即發(fā)現(xiàn)，而要等施工時才會察覺。問題的癥結(jié)在于柱寬大于梁寬，柱角的縱筋要完全伸入梁內(nèi)是辦不到的，對這種差錯應(yīng)引起設(shè)計人員的重視。

2.3 框架梁、柱箍筋配置

《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》第6.3.3條及6.3.8條對不同抗震等級的框架梁、柱箍筋加密區(qū)的最小箍筋直徑和最大箍筋間距都作了明確規(guī)定。根據(jù)這些規(guī)定，工程習慣上常取的梁、柱箍筋加密區(qū)最大間距為100mm，非加密區(qū)箍筋最大間距為200mm。電算程序信息中通常也內(nèi)定梁、柱箍筋加密區(qū)間距為100mm，由設(shè)計人員根據(jù)規(guī)范確定箍筋直徑和肢數(shù)。但是，在程序內(nèi)定的條件下，當框架梁的跨中部位有次梁或有較大的其他集中荷載作用卻僅配兩肢箍筋時，多數(shù)情況下，非加密區(qū)箍筋間距若仍是200mm，會使梁的非加密區(qū)配箍不足。當框架梁中由于種種原因縱向鋼筋超筋時，梁端適當加大抗剪承載力對結(jié)構(gòu)抗震非常有利。這也是當梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時，規(guī)范規(guī)定梁的箍筋直徑應(yīng)比最小構(gòu)造直徑增大2mm的原因。對于框架柱，當框架內(nèi)定柱加密區(qū)箍筋間距為100mm時，在某些情況下，亦可能因非加密區(qū)箍筋間距采用200mm引起配箍不足。這里需要指出的是，梁、柱箍筋非加密區(qū)配箍驗算時可不考慮強剪弱彎的要求，即剪力設(shè)計值取加密區(qū)終點處外側(cè)的組合剪力設(shè)計值，并且不乘以剪力增大系數(shù)。

3.多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計要求

3.1 強柱弱梁節(jié)點設(shè)計

這是為了實現(xiàn)在罕遇地展作用下，讓梁端形成塑形鉸，柱端處于非彈性工作狀態(tài)，而沒有屈服，但節(jié)點還處于彈性工作階段。強柱弱梁措施的強弱，也就是相對于梁端截面實際抗彎能力而言柱端截面抗彎能力增強幅度的大小，是決定由強震引起柱端截面屈服后塑性轉(zhuǎn)動能否不超過其塑性轉(zhuǎn)動能力，而且不致形成“層側(cè)移機構(gòu)”，從而使柱不被壓潰的關(guān)鍵控制措施。柱強于梁的幅度大小取決于梁端縱筋不可避免的構(gòu)造超配程度的大小，以及結(jié)構(gòu)在梁、柱端塑性鉸逐步形成過程中的塑性內(nèi)力重分布和動力特征的相應(yīng)變化。因此，當建筑許可時，盡可能將柱的截面尺寸做得大些，使柱的線剛度與梁的線剛度的比值盡可能大于1，并控制柱的軸壓比滿足規(guī)范要求，以增加延性。驗算截面承載力時，人為地將柱的設(shè)計彎矩按強柱弱梁原則調(diào)整放大，加強柱的配筋構(gòu)造。梁端縱向受拉鋼筋的配筋不得過高，以免在罕遇地展中進入屈服階段不能形成塑性鉸或塑性鉸轉(zhuǎn)移到立柱上。注意節(jié)點構(gòu)造，讓塑性鉸向梁跨內(nèi)移。

3.2 強剪弱彎剪力墻設(shè)計

為了提高抗震墻的變形能力，避免發(fā)生剪切破壞，對于一道截面較長的抗震墻，應(yīng)該利用洞口設(shè)置弱連梁，使墻體分為小開口墻、多肢墻或單肢墻，并使每個墻段的高寬比不小于2。所謂弱連梁，是指在地震作用下各層連梁的總約束彎矩不大于該墻段總地震彎矩的20%；連梁不能太強，以免水平地震作用下某個墻肢出現(xiàn)全截面受拉，這是比較危險的。但是考慮到耗能，連梁又不能太弱，連梁弱到成為一般小梁時，墻肢就變成單肢墻，而單肢墻的延性很差，僅為多肢墻的一半，且單肢墻僅具有一道抗震防線，超靜定次數(shù)少，在地震作用下是很不利的。

強剪弱彎是保證構(gòu)件延性，防止脆性破壞的重要原則，它要求人為加大各承重構(gòu)件相對于其抗彎能力的抗剪承載力，使這些部位在結(jié)構(gòu)經(jīng)歷罕遇地震的過程中以足夠的保證率不出現(xiàn)脆性剪切失效。對于多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中的多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)梁應(yīng)注意抗剪驗算和構(gòu)造，使其滿足相關(guān)規(guī)范要求。

第3篇：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計范文

一、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的特征

通常情況下，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)的終極目標是為了設(shè)計出結(jié)構(gòu)合理、能夠安全使用的建筑物，因此，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度主要包括安全性、適用性以及耐久性三個方面的特征。適用性、安全性及耐久性也是衡量一個建筑物的混凝土結(jié)構(gòu)是否達到經(jīng)久耐用和安全可靠的使用標準的基本標志，故統(tǒng)稱為混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度。

1.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性特征結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性具體是指在正常使用的情況下，設(shè)計的建筑物混凝土結(jié)構(gòu)能夠承受必要的外在負荷作用，例如機械設(shè)備、結(jié)構(gòu)自重、人流、家具、風雪以及氣溫變化等；在特殊情況下，設(shè)計的建筑物混凝土結(jié)構(gòu)需要確保能夠屹立不倒，例如：當遇到颶風、地震、火災(zāi)或者暴雨等突發(fā)狀況時還能夠保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

2.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的適用性特征

結(jié)構(gòu)設(shè)計適用性具體是指在正常使用的情況下，設(shè)計的建筑物混凝土結(jié)構(gòu)能夠有效發(fā)揮建筑物各個構(gòu)件和各個系統(tǒng)所應(yīng)有的使用功能。

3.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的耐用性特征

結(jié)構(gòu)設(shè)計耐用性具體是指在正常使用和日常維護的情況下，設(shè)計的建筑物混凝土結(jié)構(gòu)能夠安全使用足夠長的年限。

二、加強混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中安全度的意義

建筑結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計建筑混凝土結(jié)構(gòu)的目的就是賦予建筑混凝土結(jié)構(gòu)一定的安全性能、牢固性能以及耐久性能，確?；炷两Y(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用年限以內(nèi)能夠有效發(fā)揮其預(yù)定的各種使用功能。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中所制定的各種計算公式和結(jié)構(gòu)要求的出發(fā)點就是為了確?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度，因此，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度要求全面考慮經(jīng)濟、技術(shù)和政策等方面的因素。從經(jīng)濟的角度來看，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度直接體現(xiàn)了工程造價、投資風險以及維修費用等之間的關(guān)系，即若要增強結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度，則必然會增加工程造價，但會相應(yīng)降低投資風險和維修費用；反之，若結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度較低，盡菅工程造價較低，但又會相應(yīng)提高投資風險和維修費用。因此，合理的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度要求權(quán)衡工程造價和工程風險，并尋求兩者間的最佳平衡點。從技術(shù)的角度來看，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度直接關(guān)乎選擇的結(jié)構(gòu)類型、力學模型以及設(shè)計概念等是否合理，需要全面考慮，切忌和多種材料直接等同處理。從政策的角度來看，選擇合理的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度不僅關(guān)乎人們的生命財產(chǎn)安全，甚至還會影響社會安全和政治穩(wěn)定，導(dǎo)致國家的技術(shù)經(jīng)濟政策和基本經(jīng)濟基礎(chǔ)發(fā)生改變。總而言之，制定和選擇科學合理的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度標準綜合反映了國家的整體經(jīng)濟資源狀況、施工設(shè)計技術(shù)水平、社會財富積累程度以及施工材料的質(zhì)量水平等，意義深遠。

三、我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中安全度的演變

我國建筑物的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度要求具體表現(xiàn)在設(shè)計的結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到規(guī)定的安全性承載能力和建筑結(jié)構(gòu)的整體牢固性兩個方面。通過對現(xiàn)行的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和老規(guī)范進行對比發(fā)現(xiàn)了以下幾個方面的發(fā)展演變。

1.混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力

根據(jù)以往的觀察和研究發(fā)現(xiàn)，通常影響混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性的兩個主要因素是混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力和材料強度及荷載強度分項系數(shù)。材料強度分項系數(shù)具體是指在計算混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件本身所固有的承載能力時，把結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料強度標準值和縮小系數(shù)相乘；而荷載強度分項系數(shù)具體是指在計算混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件所能承受的荷載作用時，把結(jié)構(gòu)構(gòu)件的荷載標準值和放大系數(shù)相乘。表示系數(shù)的具體量值體現(xiàn)了在給定負荷標準的情況下混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全度。具體調(diào)整如下：（1)荷載方面的調(diào)整：風荷載的基本風壓、地面粗糙度類別、風壓高度變化系數(shù)、脈動增大系數(shù)以及脈動影響系數(shù)發(fā)生了改變；活載的具體內(nèi)容也做了相應(yīng)的調(diào)整。

(2)作用效應(yīng)組合方面的調(diào)整：現(xiàn)行規(guī)范中增加了用永久荷載效應(yīng)所控制的組合，還增加了永久荷載效應(yīng)控制組合中的恒載分項系數(shù)的具體取值為1.35。（3)抗力方面的調(diào)整：材料的強度和分項系數(shù)都做了相應(yīng)調(diào)整；板設(shè)計規(guī)范也發(fā)生了一定程度的改變；斜截面的具體承載能力設(shè)計要求也有些許調(diào)整。

2.混凝土結(jié)構(gòu)的牢固性

第4篇：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：建筑；混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個長期，復(fù)雜甚至循環(huán)行復(fù)的過程.任何在這過程中的遺漏或錯誤都有可能使整個設(shè)計過程變得更加復(fù)雜或使設(shè)計結(jié)果存在不安全隱患。因此.我們設(shè)計上設(shè)計者應(yīng)按規(guī)范相應(yīng)的構(gòu)造造求嚴格執(zhí)行，才真正確保設(shè)計質(zhì)量的安全。

混凝土是工程中用量最多的建筑材料，也是最主要的結(jié)構(gòu)材料，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已成為世界上應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式。我國每年耗費在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的費用為2300億元以上。在人們的傳統(tǒng)觀念中總是認為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是由最為耐久的混凝土材料澆筑而成的，雖然鋼筋易腐蝕，但有混凝土保護層的保護，鋼筋也不會發(fā)生銹蝕，因此，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命期望值也是很高的，從而忽視了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和抗震性的問題，從而混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計時應(yīng)注意的問題的研究也相對滯后，為此付出了巨大的代價。結(jié)構(gòu)設(shè)計總說明著重審查設(shè)計依據(jù)條件是否正確，結(jié)構(gòu)材料選用、統(tǒng)一構(gòu)造做法、標準圖選用是否正確，對涉及使用、施工等方面需作說明的問題是否已作交待。審查內(nèi)容一般包括建筑結(jié)構(gòu)類型及概況，建筑結(jié)構(gòu)安全等級和設(shè)計使用年限，建筑抗震設(shè)防分類、抗震設(shè)防烈度（設(shè)計基本地震加速度及設(shè)計地震分組）、場地類別和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震等級，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級，砌體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制等級，基本雪壓和基本風壓，地面粗糙度，人防工程抗力等級等7條。

1 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的裂紋問題及其控制

1.1 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的裂紋問題分析，裂紋是固體材料中的某種不連續(xù)現(xiàn)象。多年來，有關(guān)混凝士的現(xiàn)代試驗完全證實了在尚未受荷的混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中存在微裂紋，主要有骨料與水泥石的粘結(jié)面上的牯結(jié)裂紋、水泥漿中的裂紋以及骨料裂紋。而根據(jù)斷裂損傷力學的觀點，所謂斷裂損傷是在廣義的外載作用下，使材料的細觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，引起微缺陷成胚、孕育、擴展和匯通，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)宏觀性能的劣化，最終形成結(jié)構(gòu)宏觀開裂和破壞。因而混凝土結(jié)構(gòu)的破壞過程實際上是微裂紋的擴展、貫通而形成的。

1.2 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的裂紋控制方法，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的裂紋控制方法主要是基于“抗”的思想，下面分別應(yīng)用傳統(tǒng)力學和斷裂力學來分析傳統(tǒng)裂紋控制方法，從傳統(tǒng)學觀點來看，由于預(yù)先給混凝土梁施加了預(yù)壓應(yīng)力，使混凝土梁在外部荷載作用下梁體下緣產(chǎn)生的拉應(yīng)力全部被抵消（或部分被抵消），因而可避免混凝土出現(xiàn)裂紋（或推遲出現(xiàn)裂紋），混凝土梁可以全截面參加工作（或增加參加工作的混凝土截面），這就相當于改善了梁中混凝土的抗拉性能，而且可以達到充分利用高強材料的目的。從斷裂力學觀點來看，混凝土材料內(nèi)部存在許多微缺陷和微裂紋，這些微缺陷和微裂紋在外部荷載作用下會不斷演化、發(fā)展，最終形成宏觀裂紋。預(yù)先在混凝土梁兩端施加一對軸向壓力，相當于在梁內(nèi)微裂紋面上作用了一對非均布壓應(yīng)力，這時可以認為裂紋端部的應(yīng)力強度因子為負值。當外載在裂紋端部產(chǎn)生的應(yīng)力強度因子與非均布壓應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力強度因子大小相等時，裂紋端部的應(yīng)力強度因子為零。這時裂紋并不會失穩(wěn)擴展，只有隨著外載的增加，使裂紋端部的應(yīng)力強度因子達到混凝土材料的斷裂韌性時，裂紋才會失穩(wěn)擴展。因此，從斷裂力學角度來說，由于預(yù)先對混凝土粱施加預(yù)壓應(yīng)力，從而減小了外載作用F裂紋端部的應(yīng)力強度因子，避免或是推遲了混凝土出現(xiàn)裂紋。

2 梁支座的結(jié)構(gòu)形式分析及其設(shè)計可靠性的實現(xiàn)策略

結(jié)構(gòu)計算是結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，計算結(jié)果是結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)，設(shè)計中選擇合適的計算假定、計算簡圖是得到正確計算結(jié)果的關(guān)鍵。當前結(jié)構(gòu)設(shè)計程序中往往把與剪力墻相交的框架梁粱支座看作固定支座，這種假定不是在任何情況下都是正確的。當框架梁與剪力墻正面垂直相交，且剪力墻對梁的約束能力較弱時，很難實現(xiàn)固定支座的假定，此時宜將梁支座形式人為調(diào)成鉸接支座，否則計算結(jié)果將與實際不符。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對與剪力墻相交的框架梁，其支座形式要慎重對待，具體工程應(yīng)視框架梁與剪力墻的相對剛度及相交位置、方向，正確判斷剪力墻對梁的約束能力，近而較為準確地確定框架梁支座形式。對于提高混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計可靠度，在材料強度等級不變的情況下會增加材料用量，增加造價，用高強材料替代低強材料，可有效地降低成本?；煲赏两Y(jié)構(gòu)中，水平受力構(gòu)件如粱、板，主要以鋼筋的抗力為主，提高鋼筋級別效益較好，設(shè)計中應(yīng)優(yōu)先采用新規(guī)范提倡的主導(dǎo)鋼筋HRB400（III）級鋼筋；豎向受力構(gòu)件如墻、柱，主要以混凝土的抗力為主，提高混凝上等級效益較好。

3 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的其他問題分析

3.1 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震問題分析地震力在兩類構(gòu)件之間分配，應(yīng)考慮不同時段兩類構(gòu)件抗推剛度相對比值的變化。鋼一混凝土混合結(jié)構(gòu)中現(xiàn)在采用的主要結(jié)構(gòu)體系為鋼框架一混凝土剪力墻（內(nèi)筒）體系，其中鋼筋混凝土內(nèi)筒為主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。鋼框架主要承擔重力荷載，承擔較小的水平剪力。在水平地震作用下，有工程經(jīng)驗表明，由于鋼框架的抗推剛度遠小于混凝土內(nèi)筒，鋼框架承擔的水平剪力除頂部幾層可為樓層剪力的15%～20%，中部及下部約為相應(yīng)樓層剪力的10%～l 5%，有的工程甚至僅有5%左右。在往復(fù)地震動的持續(xù)作用下，結(jié)構(gòu)進入彈塑性階段時，墻體產(chǎn)生裂縫后，內(nèi)簡的抗推剛度大幅度降低，剛度退化將加大鋼框架的剪力。鋼框架由于彈性極限變形角為1/400以上，遠大于約為l/3000的鋼筋混凝土墻體彈性極限變形角。雖然此時的水平地震作用要小于塑性階段，但鋼框架仍有可能要承擔比彈性階段大得多的水平地震剪力和傾覆力矩。因此，為符合結(jié)構(gòu)裂而不倒的要求，需要調(diào)整鋼框架部分的承擔的水平剪力，規(guī)程抗震要求鋼框架一混凝土結(jié)構(gòu)各層框架柱所承擔的地震剪力不應(yīng)小于結(jié)構(gòu)底部總剪力的25%和框架部分地震剪力最大值的1.8倍二者的較小值，以提高鋼框架的承載力，并采取措施提高混凝土內(nèi)筒的延性。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計過程要確定適宜的層間位移限值，我國有關(guān)混合結(jié)構(gòu)的規(guī)程正在修編，高層建筑鋼結(jié)構(gòu)規(guī)程沒有列出對鋼一混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)定.但對以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主要抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，高層建筑混凝土規(guī)程，則提出其側(cè)移限值的要求，規(guī)定為等同于相當高度的鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)體系的要求。確定適宜的層間側(cè)移和頂點側(cè)移限值是該結(jié)構(gòu)體系規(guī)程的重要內(nèi)容之一。“高鋼規(guī)程”沒有列出對鋼一混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)定，但對有混凝士剪力墻的鋼結(jié)構(gòu)，規(guī)定應(yīng)符合《鋼筋混凝土高層建筑設(shè)計與施上規(guī)程》JGJ3―9l的要求。現(xiàn)行的“混凝土高規(guī)”規(guī)定的層間位移限值，對于鋼一混凝土結(jié)構(gòu)常不易符合要求。修編中的“混凝土高規(guī)”（第二稿），將包含對鋼一混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)定的內(nèi)容，關(guān)于鋼一混凝士結(jié)構(gòu)的層間位移限值，將規(guī)定為等同于相當?shù)匿摻罨炷粮邔咏ㄖY(jié)構(gòu)體系的要求。此外，修編中的“混凝土高規(guī)”，關(guān)于層間位移限值將對現(xiàn)行混凝土高規(guī)”JGJ3―9l有所放松，并以此確定適宜的限值。

參考文獻：

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[2] 鄭文忠，張格明，王英.對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中三個問題的思考[J].工業(yè)建筑，2010，（11）.

第5篇：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計范文

【關(guān)鍵詞】 水利工程；優(yōu)化加強；混凝土結(jié)構(gòu)；水工混凝土

前言

水工建筑多是用于容納水及調(diào)節(jié)水的一些設(shè)施，首先要有好的結(jié)構(gòu)設(shè)計，才能更好的完成項目施工、驗收。但在水工混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計階段還存在著一定的問題，比如耐久性差、適用性不佳等問題，這些問題的存在嚴重影響到了生產(chǎn)的正常進行，因此提高質(zhì)量勢在必行[1]。以下針對水利工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的一些問題進行討論。水工混凝土結(jié)構(gòu)具有一些自身的特點。①它的結(jié)構(gòu)尺寸大，跨度相對較??；②它所需要的配筋率會小于一般的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的最小值，不過數(shù)量仍然很大；③由于大體積的混凝土結(jié)構(gòu)水泥水化熱大，當外界有溫度變化時，會發(fā)生一些溫度裂縫，需要配置較多的溫度鋼筋；④有的結(jié)構(gòu)需要完全浸入水中，或者處于承壓的狀態(tài)，甚至凍融等，它的耐久性相對差一些[2]；⑤非桿件體系不利于進行極限強度理論配筋分析計算。

水工結(jié)構(gòu)有很多目前仍然無法計算出的因素，所以溫度作用、載荷效應(yīng)不準確等因素影響到工程的質(zhì)量?；炷灵_裂后，強度無法保證，少筋混凝土理論將會失去效果[3]。

1.水工混凝土結(jié)構(gòu)材料

目前工程應(yīng)用中，水工建筑多采用的是混凝土，而混凝土結(jié)構(gòu)則是主要包括碎石、砂、水泥等原材料。水泥的水化反應(yīng)主要是由于碎石灰中含有的有害物質(zhì)超標，結(jié)果使混凝土的結(jié)構(gòu)強度下降，影響到骨科與水泥膠體的黏結(jié)。這個時候可以加入早強劑或是粉煤灰，來提高混凝土的流動性，從而減少水化熱。

2.水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)

2.1水工混凝土結(jié)構(gòu)極限

水工混凝土的結(jié)構(gòu)極限可以分為承載能力與正常使用兩種極限狀態(tài)。水工混凝土的承載力極限狀態(tài)是指結(jié)構(gòu)材料強度超過了破壞的最大承載力，或由于變形嚴重而導(dǎo)致的不能繼續(xù)承載。在使用水工建筑作為擋水結(jié)構(gòu)時，要將受壓破壞極限值來作為設(shè)計根據(jù)。設(shè)定最低的應(yīng)力限值，使最大的拉力要低于此值。所以在水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中要確定好應(yīng)力約束極限狀態(tài)，來測定混凝土的不連續(xù)點，減少裂縫的產(chǎn)生。

2. 2 裂縫的控制

裂縫控制是水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)。水利工程中，多數(shù)結(jié)構(gòu)都是受裂縫要求控制，而不只是承載力的控制。要通過一些辦法來減少裂縫的出現(xiàn)。要確定出容許裂縫的寬度，要根據(jù)當?shù)氐某睗癍h(huán)境、荷載性質(zhì)以及水壓力的變化等參數(shù)來進行確定，綜合考慮。一般而言，不同的安全等級的水工建筑，耐久性指標也會不同?，F(xiàn)代工程中，裂縫的控制適用于一些標準彎拉構(gòu)件上，在水工建筑結(jié)構(gòu)中多數(shù)使用的是非常規(guī)的桿件，所以如何控制好裂縫的寬度是水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的難點與要點。對裂縫的設(shè)定要根據(jù)鋼筋混凝土構(gòu)件的裂性評估后結(jié)論，根據(jù)斷面的作用力變形情況所導(dǎo)致的裂紋開度制定相應(yīng)的標準。另外，要注意在實際的使用中，混凝土與鋼筋的極限狀態(tài)來進行設(shè)計。

2.3 以水閘為例的伸縮縫預(yù)留

水閘結(jié)構(gòu)相對簡單，一般由水工結(jié)構(gòu)與建筑結(jié)構(gòu)兩部分組成。首先關(guān)于閘板的伸縮性設(shè)計，水閘的結(jié)構(gòu)分為上產(chǎn)的機房與橋頭，在水閘設(shè)計規(guī)范中，對分段的長度有著一定的要求，土基的分估長度約30m。

當建筑物較長時，為了因為氣溫原因?qū)е碌牧芽p，需要在以下2種情況中使用：

1）建筑物長期不符合相應(yīng)的標準。建筑結(jié)構(gòu)類型發(fā)生了較大變化。

2）建筑平面豐富復(fù)雜。

從整體上看，下部的結(jié)構(gòu)主要是為了上部的結(jié)構(gòu)的可靠性，伸縮縫可以在下部與上部同時設(shè)置，當上部的結(jié)構(gòu)長度不符合要求時，上部構(gòu)件完全可以整體結(jié)構(gòu)。

3.水閘設(shè)計問題

水閘工程設(shè)計在水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中也是非常重要的環(huán)節(jié)。在水利工程應(yīng)用中，水閘使用多，它的排水與止水都將決定著水工建筑的使用壽命。所以要對水工建筑的消力池排水孔、側(cè)墻排水孔以及止水伸縮縫等問題進行細致研究。

3.1 消力池排水孔設(shè)計

消力池底部的排水孔關(guān)系到水閘排水的問題。在水平護擔的后半部設(shè)定排水孔的目的是將底部的滲透壓力降低一定程度，排水孔下方應(yīng)該鋪設(shè)濾層。水流在流出閘后，會流入到消力池的底板上，將會在陡坡的末端與底板的交接處形成收縮水深，這時的動能與流速都會很大，如果在這樣的位置設(shè)置排水孔，通過細粒結(jié)構(gòu)在底部的作用，受到低壓強與高流速的影響，有可能會從孔中吸出，長久下去，將會把底板底部完全掏空。所以為了讓底板下面的水量可以從垂直排水孔中排出，應(yīng)該在后半段設(shè)置垂直排水孔，從而減少滲透壓力作用。

3.2 側(cè)墻排水孔

為了排出滲水，要在單向的水流閘口下游的側(cè)墻與護坡上設(shè)置排水孔，并配有反濾層。同時為了避免側(cè)墻滲露，增強抗沖的能力，可以在進口側(cè)墻的位置同時設(shè)置有排水孔。讓上游的水直接通過孔滲到墻的后面。

3.3 止水伸縮縫

對于多空間的閘室底板需要沿著垂直水流的方向分段，設(shè)置沿水流方面的永久縫，這些是為了避免混凝土的干縮、地基沉降以及溫度引起的裂縫等對水工混凝土結(jié)構(gòu)的影響。在水利建筑水閘工程中，止水伸縮縫會因為材料、設(shè)計的原因出現(xiàn)滲漏的問題，這大多數(shù)是由于施工引起的問題。

所以在現(xiàn)場施工過程中，要對水泥渣、油漬進行清理干凈，否則將會導(dǎo)致與混凝土的結(jié)合達不到要求，出現(xiàn)滲漏的問題。所以要將模板上的脫模劑安排在模板安全的前面，同時注意要在工作面外進行。為了避免止水片上出現(xiàn)針孔等問題導(dǎo)致止水縫發(fā)生滲漏的問題，在安裝時，要確保它的性能、規(guī)格滿足設(shè)計要求。除此之外，需要注意的是止水縫如果采用與母材相似的材料進行焊接時，要保證焊接質(zhì)量。如果因為混凝土的振搗導(dǎo)致的混凝土澆筑不良，會對工程產(chǎn)生影響，所以需要謹慎進行振搗，操作人員要具有一定的經(jīng)驗。由于混凝土有著良好的和易性，來保證與振搗密實相符合。止水伸縮縫滲漏以預(yù)防為主要，規(guī)范操作。

結(jié)語

現(xiàn)代施工中，水利工程占比越來越多，加強水工建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計非常有必要性，它的質(zhì)量影響到整個工程的質(zhì)量。由于該技術(shù)發(fā)展還不夠完善，所以還面臨著一些問題，只有把這些問題進行處理，綜合考慮，提高安全性、耐久性，選擇合適的混凝土原料，加強止水閘與裂縫的防范設(shè)計，提出安全監(jiān)測，對于工程的使用都有重要的意義。隨著工程技術(shù)的發(fā)展，會有更多的方法與途徑可以解決目前在水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題，相信在未來的工程應(yīng)用中，水工將能夠為國民經(jīng)濟的發(fā)展帶來更大的作用，發(fā)揮出更大的能力。

參考文獻

[1]王建偉.不同規(guī)范的鋼筋混凝土梁鋼筋用量對比分析[J].人民黃河，2011，33（03）：93-95.

第6篇：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計范文

【關(guān)鍵詞】：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計抗裂設(shè)計抗裂措施

中途分類號：[TQ178] 文獻標識碼：A文章編號：

0、引言

混凝土的裂縫問題是一個普遍存在而又難于解決的工程實際問題，它是長期困擾著建筑工程技術(shù)人員的技術(shù)難題。關(guān)于混凝土強度的微觀研究以及大量工程實踐所提供的經(jīng)驗都說明：結(jié)構(gòu)物的裂縫是不可避免的，裂縫是一種人們應(yīng)該接受的材料特征。混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多，基本上裂縫的發(fā)生與混凝土原材料、設(shè)計、施工的環(huán)境條件和施工工藝、結(jié)構(gòu)的使用和維護等密切相關(guān)。結(jié)構(gòu)設(shè)計是首位，不僅要保證設(shè)計的結(jié)構(gòu)具有足夠的強度和強度儲備，而且針對不同的結(jié)構(gòu)應(yīng)采取相應(yīng)的抗裂措施。

1、混凝土抗裂性能評估原理

混凝土的非荷載變形開裂，與長期干燥收縮變形密切相關(guān)，因此混凝土的抗干縮開裂性能需要長期的觀察和測試，無法獲得即時結(jié)果以滿足實際應(yīng)用的要求。但混凝土早期塑性收縮裂縫與后期混凝土干縮裂縫的產(chǎn)生及其抗拉強度密切相關(guān)。許多研究者認為，混凝土結(jié)構(gòu)非荷載變形裂縫的產(chǎn)生在相當程度上由早期的微缺陷導(dǎo)致?；炷潦堑湫偷姆蔷|(zhì)材料，本身就存在大量的微缺陷，而由于施工養(yǎng)護不當，早期塑性裂縫的產(chǎn)生將大大增加混凝土中微裂紋的數(shù)量，這些微裂紋提高了混凝土內(nèi)部的應(yīng)力集中系數(shù)，降低了混凝土的抗拉強度。伴隨混凝土后期干燥收縮的發(fā)展，這些微裂紋在內(nèi)外應(yīng)力的作用下，將不斷發(fā)展為更大的裂紋，以至最終形成貫通的毛細孔和裂縫，由不可視裂縫發(fā)展為可視裂縫。因此，在一定意義上，混凝土的早期塑性收縮及由此產(chǎn)生的塑性微裂縫決定了混凝土后期裂縫的產(chǎn)生和抗裂能力。

采用加快混凝土失水速度的方法，考察混凝土塑性收縮開裂情況，可以較客觀反映混凝土的長期抗裂性能。同時，試驗方法簡單易行，試驗條件容易穩(wěn)定，相對評價混凝土長期收縮開裂采用的圓環(huán)試驗、開裂試驗架等方法，測試周期短，也方便對不同混凝土的抗裂性能進行精確評價。

2、抗裂設(shè)計的安全度

工程建筑抗裂設(shè)計的安壘度應(yīng)從工程的重要性．工程的超長規(guī)模以照經(jīng)濟條件考慮。據(jù)此，我們可以將工程建筑抗裂設(shè)計的安全度要求分為三級：低要求，中等要求，高要求。由于使用者對工程建筑的要求越來越高，業(yè)主應(yīng)考慮工程出現(xiàn)裂縫后的影響。做出判斷，選定合適的抗裂設(shè)計安全度要求。

2.1臨時建筑或不超長的混凝土工程―――低要求(50～75％)對這些工程可以按普通棍凝土要求設(shè)計，施工，可以幣用膨脹劑或纖維，但對防滲有要求時，則耍用適當?shù)姆浪畡┗蚺蛎泟?/p>

2.2一般的超長結(jié)構(gòu)物――中等要求(75～90％)對這些工程可用膨脹混凝土或用纖維混凝土．適當致后澆帶。

2.3對重要的構(gòu)筑物或特別超長結(jié)構(gòu)物(1‰以上)――高要求(90一95％)對這類工程可用纖維復(fù)合膨張混凝土，這樣可以確保工程結(jié)構(gòu)物的安全不開裂)。

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計時采用的抗裂措施

1)混凝土原材料的選擇。

要控制混凝土的開裂，需要從原材料的選擇出發(fā)，原材料選擇的正確與否，直接影響到混凝土的開裂。由于混凝土自身的特性，水灰比過大，水泥用量大，外摻劑保水性差，粗骨料少，用水量大，振搗不良，環(huán)境氣溫高，表面失水大(養(yǎng)護不良及吸水磚模)等都能導(dǎo)致蝮性收縮表面開裂。自20世紀初起，為了減小水化放熱產(chǎn)生的影響，開始采用摻火山灰的辦法，30年代又開發(fā)出低熱水泥。利用加大粗骨料粒徑、非常低的水泥用量、預(yù)冷拌合物原材料、限制澆筑層高和管道冷卻等措施，進一步獲得了降低水化溫峰、抑制熱裂縫的效果。因此從選擇水化熱低的水泥，控制水灰比，減少水泥用量和用水量，添加適當?shù)耐饧觿┑却胧┮钥刂苹炷恋拈_裂。例如，超長的地下室結(jié)構(gòu)外墻應(yīng)選用補償收縮混凝土，即在混凝土中摻入UEA，HEA等微膨脹劑，以混凝土的膨脹值減去混凝土的最終收縮值的差值不小于混凝土的極限拉伸即可控制裂縫。普通硅酸鹽水泥外摻粉煤灰可有效控制早期和長期收縮開裂。以下為墻面的抗裂設(shè)計圖：

2)提高結(jié)構(gòu)自身承載力。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，有時雖然梁板的承載力和撓度均在規(guī)范允許之內(nèi)，但相對承載力較小，由于承載力的降低會引起混凝土的開裂。因此，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要考慮到混凝土的劣化，混凝土強度必須有一定安全儲備，才能保證結(jié)構(gòu)有足夠的安全性和耐久性。

3)減小地基的不均勻沉降。

因為建筑物地基的不均勻沉降而引起的結(jié)構(gòu)裂縫的事例不多，位于采空區(qū)的建筑物易發(fā)生。此時需加強基礎(chǔ)的整體性，以減小地基不均勻沉降對結(jié)構(gòu)的影響，比如獨立基礎(chǔ)時設(shè)置拉梁，而且在有些工程中開裂還非常嚴重。此時建議在拉梁兩端各設(shè)一道后澆帶，如果地質(zhì)條件較好可設(shè)一道或不設(shè)。

4)地下室墻體裂縫的控制。

a.采取“抗裂”的設(shè)計原則，控制裂縫發(fā)生。在墻板頂部和腰部設(shè)兩道暗梁，并適當增設(shè)暗柱，以起到“模箍作用”；適當增加墻板鋼筋，尤其是水平構(gòu)造筋的配筋率應(yīng)適量提高。

b墻體與大柱連接處截面尺寸應(yīng)緩慢變化，以避免溫差梯度的突變，建議采用下面類似做法，以防止收縮應(yīng)力變化產(chǎn)生裂縫。

c.為了防止墻體早期砼出現(xiàn)收縮裂縫，在墻體中設(shè)置適當數(shù)量的后澆帶，后澆帶設(shè)置間距15～25m，留置寬度800-1000mm，保留時間為40～60天，在建施工的一幢27層高層建筑，地下室墻板施工已近兩年，未出現(xiàn)裂縫。墻板留置后澆帶就是減少約束，釋放溫度收縮應(yīng)力，給墻體有一定的伸縮自由。

d.平面形狀特征為外墻直線段少，直線段長度短，且構(gòu)造柱基本上與墻體分開，墻體外約束及強約束基本上沒有，內(nèi)部約束大都為有利伸展的曲線分布，這也是墻體未出現(xiàn)裂縫的重要因素之一。

e.進行砼配合比的試配試拌，采用水化熱低收縮性小早期強度高的硅酸鹽水泥作膠結(jié)料，粗骨料級配好，中粗砂含泥量小，摻早強緩凝型泵送劑，嚴格控制砼水灰比和攪拌時間，為墻體施工提供高質(zhì)量的砼拌料。

5)設(shè)置后澆帶。

后澆帶是為在現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中，克服由于溫度、收縮等而可能產(chǎn)生有害裂縫而設(shè)置的臨時施工縫。后澆帶通常根據(jù)設(shè)計要求留設(shè)。并保留一段時間（若設(shè)計無要求則至少保留28天）后再澆筑，將結(jié)構(gòu)連成整體。隨著社會的發(fā)展，超長建筑越來越多，而且很多因為建筑功能和美觀不讓設(shè)伸縮縫，這便需要結(jié)構(gòu)專業(yè)采取措施來解決混凝土的收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力引起的結(jié)構(gòu)變形和裂縫。一般做法即是設(shè)置后澆帶：每隔30～40m設(shè)置一道，在45d～60d后澆筑。

4.結(jié)束語

混凝土的裂縫問題是一個普遍存在而又難于解決的工程實際問題，混凝土裂縫產(chǎn)生的原因也很多，在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中就需要根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式和不同的結(jié)構(gòu)構(gòu)件預(yù)判可能出現(xiàn)的裂縫，再根據(jù)不同的可能出現(xiàn)的裂縫采取相應(yīng)的預(yù)防措施。只有從設(shè)計、施工到建筑的使用和維護的每個環(huán)節(jié)對混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題引起足夠的重視并采取正確的預(yù)防措施，才能更有利于保證建筑物的承載能力、安全性和耐久性。

【參考文獻】：

【1】GB50010―2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范【S】．

【2】馮乃謙，顧睛霞，郝挺宇．混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫與對策【M】．北京：機械工業(yè)出版社．2008．

第7篇：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：淺析；建筑；混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計

中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范是國內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計的法規(guī)，是建筑結(jié)構(gòu)做到技術(shù)先進、安全適用、經(jīng)濟合理的指導(dǎo)文件。為了更好的遵循這一法規(guī)，對結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范應(yīng)該熟悉，更應(yīng)該正確理解，保證土建結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量。

1 結(jié)構(gòu)材料選擇

1.1混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范

在設(shè)計工作中，在對混凝土的強度等級的理解與應(yīng)用存在以下兩方面的問題與爭議：

1.1.1規(guī)范4.1.2條規(guī)定：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級不應(yīng)低于C15。與此條相呼應(yīng)在4.1.3條和4.1.4條中不再列入了C10混凝土的強度標準值、設(shè)計值。這里存在一個對上述規(guī)范條文的正確理解與應(yīng)用的問題，這就是作為基礎(chǔ)墊層的素混凝土是否可以采用C10混凝土，是否也必須采用C15混凝土。對這一問題存在很廣泛的爭議。在某些工程中對基礎(chǔ)墊層的混凝土采用C10后，不僅有的監(jiān)理公司的監(jiān)理人員對此置疑，甚至有的圖紙審查人員也表示反對，都認為這違反了規(guī)范的要求，要求改正為C15?；炷翂|層采用C10等級的混凝土，如改為C15級混凝土沒有必要而且增加造價造成經(jīng)濟上的浪費。分歧的原因是置疑的人員沒有正確理解規(guī)范的條文，因為規(guī)范的4.1.2條是指鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級不應(yīng)低于C15，而作為墊層的混凝土是素混凝土不屬于鋼筋混凝土，墊層混凝土的作用是保護地基土在施工中不擾動，同時為基礎(chǔ)的施工創(chuàng)造有利的工作條件，C10混凝土完全可以達到。

1.1.2規(guī)范4.1.4條例表規(guī)定了各個強度等級的混凝土的軸心抗壓強度設(shè)計值。其中有一個注釋，因是用小字表達常被設(shè)計人員忽視，這個注是指當軸心受壓及偏心受壓構(gòu)件的截面長邊或直徑小于300mm，則表中的混凝土強度設(shè)計值應(yīng)乘以系數(shù)0.8。該注釋是不能忽視的，因為當構(gòu)件的截面尺寸越小，混凝土構(gòu)件的缺陷帶來的強度損失越大。

1.2 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB 50003-2001)

在砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中，對結(jié)構(gòu)材料選擇的規(guī)定方面容易忽視的主要是第6.2.2條對地面以下或防潮層以下的砌體、潮濕房間的墻，所用材料的最低強度等級提出的要求，其目的是為了保證結(jié)構(gòu)的耐久性。例如對于地基土很潮濕的砌體，磚至少要求MU15，砂漿必須是水泥砂漿而且不低于M7.5。但在實踐中很多設(shè)計人員單從砌體的強度要求出發(fā)采用MU10磚、M5水泥砂漿。這是違背規(guī)范要求的，應(yīng)予改正以保證結(jié)構(gòu)的耐久性。此外，上述這一要求不僅針對地面以下砌體，還針對地面以上的潮濕房間，例如衛(wèi)生間等。

2 結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

2.1砌體結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距

在建筑設(shè)計中，為了防止或減輕房屋在正常使用條件下，由于溫差和砌體干縮引起的墻體豎向裂縫，應(yīng)在墻體中設(shè)置伸縮縫。在砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB 50003-2001)中第6.3.1條規(guī)定了砌體房屋伸縮縫的最大間距，例如鋼筋混凝土屋蓋當屋面設(shè)有保溫層或隔熱層時，伸縮縫的最大間距為50m。我國很多房屋長度在40m～50m的砌體房屋，按上述規(guī)定沒有設(shè)置伸縮縫，但不少房屋還是出現(xiàn)了溫度裂縫，有的甚至比較嚴重。原因在于設(shè)計人員沒有全面理解該規(guī)范條文。首先該規(guī)定是針對燒結(jié)普通磚的，對于目前墻體改革中新使用的混凝土砌塊等房屋，該規(guī)范已強調(diào)由于混凝土有干縮性，應(yīng)該將伸縮縫的最大間距乘以0.8系數(shù)，也就是說應(yīng)將伸縮縫的最大間距調(diào)整為50m×0.8=40m。其次該規(guī)范在注釋中還強調(diào)了對于白天和夜晚溫差較大地區(qū)，伸縮縫的最大間距應(yīng)予以適當減小，因此，對于我國晝夜溫差較大的地區(qū)來說，應(yīng)適當減小伸縮縫的最大間距，使用燒結(jié)普通磚的上述砌體房屋，伸縮縫的最大間距應(yīng)降為45m，使用混凝土砌塊的上述房屋，伸縮縫的最大間距應(yīng)降為35m。按調(diào)整后的伸縮縫的最大間距設(shè)計的砌體房屋再輔以其它措施后，很少再出現(xiàn)溫度裂縫了。

2.2混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的混凝土保護層厚度

現(xiàn)行混凝結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB 50010-2002)中，比89規(guī)范更加重視對混凝土耐久的要求，而混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性與混凝土保護層的厚度是密切相關(guān)的，因此現(xiàn)行規(guī)范比原規(guī)范對混凝土保護層的厚度要求有所增加。例如在一類環(huán)境柱的混凝土保護層的厚度由25mm增加到30mm。特別對于基礎(chǔ)，混凝土保護層的厚度增加得更多，因為基礎(chǔ)與水有接觸，所處環(huán)境更為不利。但在設(shè)計實踐中往往有些設(shè)計人員忽略了這一變化，因而不能滿足混凝土耐久的要求，造成混凝土質(zhì)量下降。

3 結(jié)構(gòu)荷載取值

3.1屋面可變荷載的取值和分布

并非在屋面全跨布置可變荷載產(chǎn)生的內(nèi)力一定最大，往往在半跨布置可變荷載時結(jié)構(gòu)可能更為不利。因此對于屋架和拱殼屋面除了全跨布置可變荷載時做出計算外，還應(yīng)考慮半跨布置可變荷載，并做出相應(yīng)的計算，然后按最不利的情況進行設(shè)計。對屋面可變荷載的取值應(yīng)十分謹慎，特別是對于屋架和拱殼屋面，因為這類屋面荷載的分布對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力很敏感。例如積雪荷載應(yīng)按全跨均勻分布、不均勻分布，半跨均勻分布的幾種情況進行設(shè)計，這樣才能保證屋面結(jié)構(gòu)的安全。

3.2 基礎(chǔ)設(shè)計時的荷載取值

在建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB 50007-2002)中第3.0.4條明確做出了以下規(guī)定：計算地基變形時，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的永久值組合，不應(yīng)計入風荷載和地震作用。計算擋土墻土壓力、地基或斜坡穩(wěn)定及滑坡推力時，荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，分項系數(shù)均為1.0。按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積及埋深或按單樁承載力確定樁數(shù)時，傳至基礎(chǔ)或承臺底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標準組合。在設(shè)計實踐中上述的各方面經(jīng)常有設(shè)計人員沒有正確執(zhí)行。

3.2.1計算地基變形時將荷載取值錯誤地取為荷載設(shè)計值而不是荷載的準永久組合值。由于荷載的設(shè)計值大約為荷載準永久組合值的1.4～1.6倍，因此這一錯誤取值造成的影響更多，常常使原本地基變形不超過限值，錯誤的判斷為地基的變形不滿足設(shè)計要求。錯誤地將基礎(chǔ)加深或?qū)⒒A(chǔ)的底面積擴大，造成很大的浪費。

3.2.2在確定基礎(chǔ)底面積或確定樁數(shù)時，荷載取值錯誤地取為荷載的設(shè)計值而不是荷載的標準值，由于荷載的設(shè)計值大約為荷載標準值的1.25倍左右。因此這一錯誤將導(dǎo)致約20％的浪費，對整棟建筑而言，這一浪費是相當大的。

3.2.3計算擋土墻的土壓力、地基或斜坡的穩(wěn)定時，（上接第680頁）荷載的取值錯誤地將永久荷載的分項系數(shù)取1.2，將可變荷載的分項系數(shù)取1.4，而忽視了規(guī)范別說明了的分項系數(shù)均為1.0的規(guī)定。

4 結(jié)束語

在結(jié)構(gòu)設(shè)計工作實踐中部分結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范缺乏正確理解或常有疏忽，給工程帶來安全隱患或者增加不必要的造價。在建構(gòu)筑物的設(shè)計中，結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)的安全、耐久、適用和經(jīng)濟等多個方面，因而結(jié)構(gòu)設(shè)計工作是十分重要的。

參考文獻：

[1] 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范.GB 50003-2007.中國建筑工業(yè)出版社.2007.

第8篇：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計;理論聯(lián)系實際;計算機結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）43-0166-02

一、本課程的特點

本課程在混凝土基本構(gòu)件受力性能、設(shè)計計算方法和構(gòu)造等基本理論的基礎(chǔ)上，闡述梁板結(jié)構(gòu)、單層廠房、多層和高層房屋等的結(jié)構(gòu)設(shè)計原理，具有內(nèi)容多、符號多、計算公式多、構(gòu)造規(guī)定多的特點。在教學過程中需要突出重點，并注意難易結(jié)合，以便學生在深刻理解重要概念的基礎(chǔ)上，熟練掌握設(shè)計計算的基本功。該課程同時又是一門實踐性很強的課程，要求在加強課程設(shè)計等實踐性教學環(huán)節(jié)的同時，指導(dǎo)學生逐步熟悉和正確運用我國頒布的一些結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和設(shè)計規(guī)程。諸如，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010）、《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》（GB50068）、《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》（JBJ3-91）、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011）、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB5009）等。課程涉及的知識點面廣而且量大，同時其又是一門發(fā)展很快的學科，應(yīng)及時關(guān)注該學科的新動向和新成就，以擴大學生的知識面。因此，本課程的教學具有難度大、實踐性強的特點，需要老師同時具備良好的學術(shù)水平和豐富的工程設(shè)計經(jīng)驗。

二、目前學生存在的問題

作者就該課程的授課班級有三個，人數(shù)達100人，該課程開設(shè)時間為本科學習階段的第6學期，每周4學時的教學時間，歷時12周。根據(jù)課堂觀察與平時小測驗成績，發(fā)現(xiàn)全身心投入學習的人數(shù)不到三分之一，于是就對該課程的認識與學習興趣，作者在課堂上做了問卷調(diào)查。調(diào)查結(jié)果顯示，存在如下幾方面的問題：（1）必備的基礎(chǔ)知識不夠。該課程需要《結(jié)構(gòu)力學》、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計（上）》、《材料力學》等多門課程的知識做鋪墊，很多學生屬于從大一開始就在及格線上掙扎的狀態(tài)，不具備應(yīng)有的基礎(chǔ)知識，造成學習專業(yè)必修課非常吃力的結(jié)果。（2）學習目標錯位。有一部分學生本末倒置，認為考研是目標，必然要放棄課程學習的時間。為了達到考研目的，犧牲必修課程的學習，片面認為學歷的重要性，不注重專業(yè)知識和基礎(chǔ)知識的學習。（3）不具備大學學習模式的能力。從小習慣了老師“填鴨式”的應(yīng)試教育，被動接受老師、家長安排，缺乏獨立性、自主性，進入大學自主學習的模式，不知道該如何著手，不懂得如何構(gòu)建自己的知識體系，也不懂得如何把自己培養(yǎng)成一個專業(yè)性的人才，為踏入社會做好充分準備。（4）對未來迷茫，具有畏難心理。不少學生認為專業(yè)知識枯澀難懂，認為本科專業(yè)的學生無法勝任專業(yè)知識要求很高的工作崗位，只求通過考試，獲得文憑。對本專業(yè)方向缺乏全面了解，對社會缺乏了解，對自己的未來沒有規(guī)劃，沒有理想，沒有強烈的求知欲。大學是學生人格成熟，學習專業(yè)知識，使自己成為一名專業(yè)技術(shù)人才的階段，也是踏入社會的一個非常關(guān)鍵的準備階段。目前大學的培養(yǎng)模式造成大學與社會的銜接不是很緊密，也是造成學生沒有足夠的學習動力與學習興趣，無法盡快融入社會的原因之一。

三、多途徑提高教學質(zhì)量，促進學生學習動力，培養(yǎng)學生技能

針對上述課程特點與學生存在的問題，作者采取以下幾個措施來提高教學質(zhì)量。

（一）開拓學生視野，激發(fā)學習興趣

學生普遍存在對本專業(yè)了解甚少，對未來缺少規(guī)劃，強度極高的應(yīng)試訓(xùn)練造成思維定式，視野狹窄等問題。針對這個情況，結(jié)合作者本人一直參與不同類型的工程項目的經(jīng)歷，在講授專業(yè)知識的同時，結(jié)合課堂內(nèi)容，拓展知識。在學到混凝土結(jié)構(gòu)體系時，讓學生了解一些組合結(jié)構(gòu)，如處于發(fā)展階段的混凝土與木結(jié)構(gòu)的組合，從組合模式、組合優(yōu)點、組合的應(yīng)用、組合需要研究的問題等入手，培養(yǎng)學生從感興趣到慢慢深入思考問題的習慣。同時還介紹了另一種混合結(jié)構(gòu)，即型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)體系，展示了我們課題組在100m高層設(shè)計大跨結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的型鋼混凝土梁，從應(yīng)用背景到設(shè)計的關(guān)鍵點及審圖意見等多方面介紹，讓學生初步具備感性認識，而不完全是很抽象的理論知識。除了介紹建筑房屋，還就我們課題組一直從事的大型機電產(chǎn)品包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計的研究，向?qū)W生展示另一個領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)專業(yè)知識的應(yīng)用，便于學生深刻了解交叉學科的綜合應(yīng)用。在介紹大型機電產(chǎn)品包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件的研發(fā)人員的成果時，也同時介紹了軟件研發(fā)人員的另一個研究領(lǐng)域――BIM技術(shù)的概況，消除學生認為只能從事施工、監(jiān)理、工程管理等比較狹窄的思路，幫助他們拓寬視野，激發(fā)學習興趣。

（二）理論知識聯(lián)系實際工程，力求生動有趣

作者在進入每個章節(jié)的學習之前都會列出本章需要掌握的重點知識，在講授時突出難點、重點，并難易結(jié)合，重概念設(shè)計，輕手算細節(jié)，避免課堂上大篇幅推算公式。在講授完理論知識體系后，再結(jié)合一個實際工程，通過對實際工程的分析、結(jié)構(gòu)布置，達到綜合運用理論知識，加深對理論知識理解的目的。如在學到樓蓋結(jié)構(gòu)的章節(jié)時，首先明確本章重點知識，然后展示了各種類型的樓蓋結(jié)構(gòu)的建筑實物圖片、施工現(xiàn)狀，讓學生對樓蓋有了初步的感性認識。再從理論上分別闡述混凝土單向板、雙向板的定義、荷載傳遞途徑、彈性理論、塑性理論、破壞模式、設(shè)計要點。接著在這些理論知識的基礎(chǔ)上，講述工程設(shè)計應(yīng)用中簡化處理的方法，并介紹采用PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件單獨進行板設(shè)計時的操作流程，詳細講解軟件計算結(jié)果。最后介紹板的配筋施工圖的表達方式與注意事項。從復(fù)雜理論到工程簡化處理，到結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件的應(yīng)用，逐步培養(yǎng)學生的專業(yè)技能。最后針對我們課題組曾經(jīng)設(shè)計的一棟在合肥的多層住宅建筑樓板出現(xiàn)裂縫的情況，介紹當初我們驗算樓板配筋設(shè)計符合規(guī)范要求的詳細步驟，然后分析裂縫出現(xiàn)的原因，并詳述裂縫修補采用的加固處理方法，引導(dǎo)學生從理論走向?qū)嵺`。同時穿插一些我們在設(shè)計工程項目中發(fā)生的小故事，讓學生了解實際工程，體會到設(shè)計工作的嚴肅性、責任性，樹立學生學習的信心。與此同時，教師在講授時要力求語言風趣幽默，避免課堂氛圍壓抑。

（三）采用PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件就某中學教學樓進行結(jié)構(gòu)分析設(shè)計，鞏固、綜合運用理論知識，為畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)

隨著房地產(chǎn)市場的疲軟，土木工程專業(yè)的學生就業(yè)也受到了很大影響。目前的形勢是崗位少而且競爭激烈。因此多數(shù)學生希望在通過考試的同時，也渴望能熟練運用三維結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件，并熟練掌握CAD繪圖技能，一方面為下學期的畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)，另一方面為以后的工作做好儲備。因此，在理論知識全部學習完畢以后，作者安排2～3周的時間訓(xùn)練學生運用結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件。將課題組曾經(jīng)設(shè)計的某中學教學樓作為工程實例，指導(dǎo)學生采用PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件進行三維建模、計算、分析、完成施工圖。首先是引導(dǎo)學生如何分析建筑圖，從建筑圖中獲取我們結(jié)構(gòu)設(shè)計需要的信息。該教學樓建筑平面布置屬于不規(guī)則形狀（參見圖1（a）），指導(dǎo)學生如何將不規(guī)則結(jié)構(gòu)劃分為規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元（參見圖1（b）），圖1（b）中單元1與2完全一樣，建模分析時只要建單元1或2，與單元3，一方面減少了工作量，另一方面符合結(jié)構(gòu)設(shè)計力求簡單、規(guī)則的要求。

將不規(guī)則單元劃分為規(guī)則單元后就是選擇合適的結(jié)構(gòu)體系，該中學教學樓為5層建筑，因此選擇混凝土框架結(jié)構(gòu)體系比較經(jīng)濟合理;其次是指導(dǎo)學生根據(jù)建筑布置圖的要求建立幾何模型，并引導(dǎo)學生查看《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011）獲知合肥市的抗震設(shè)防烈度及框架抗震等級，并闡述它們的意義與在結(jié)構(gòu)設(shè)計分析中的體現(xiàn);接著指導(dǎo)學生查閱《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB5009），正確計算荷載，再次理解恒載與活載的含義及荷載組合的方式，并將荷載準確輸入到幾何模型上，溫習框架結(jié)構(gòu)的傳力途徑、主要結(jié)構(gòu)單元的受力特點。幾何模型完成，荷載輸入完畢后，即可進行結(jié)構(gòu)計算和分析，指導(dǎo)學生合理選擇參數(shù)，理解參數(shù)的含義，并對計算結(jié)果進行正確評價，依據(jù)計算結(jié)果對結(jié)構(gòu)進行調(diào)整。只有通過工程實例的建模分析，有些設(shè)計技巧才能更好地掌握。

四、結(jié)論

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理是土木工程專業(yè)學生的專業(yè)基礎(chǔ)課程，通過本課程的學習，使學生初步具有運用理論知識正確進行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計和解決實際技術(shù)問題的能力。所以該課程非常重要，需要重視理論知識的同時，重視實踐性教學環(huán)節(jié)，重視計算機輔助設(shè)計在學生工程訓(xùn)練中的應(yīng)用，為畢業(yè)設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻：

第9篇：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：高層建筑、混凝土結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)設(shè)計

Abstract: the structure of the high-rise building function requirement building structure in normal design, construction, use and maintenance condition of function requirement have security, applicability and durability. Structure reliability is to appropriately the structural reliability level, make the structure design conforms to the advanced technology, reasonable economy, safety and to ensure the quality requirements of the applicable. How to achieve the reliability of the structure required, it must is the concrete design and construction meet the requirements. The design of concrete structures of tall building from many aspects can, more reasonable, effective cost saving.

Keywords: high building, concrete structures, structural design

中圖分類號： TU208.3文獻標識碼：A文章編號：

引言：

高層建筑在當下的城市建設(shè)中越來越普遍，而且在高層建筑的施工過程中，混凝土的應(yīng)用已經(jīng)成為主流。高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計也就顯得尤為重要，不管是安全性、實用性還是耐久性方面，高層建筑的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計都需要精益求精，在保證設(shè)計原則的基礎(chǔ)上找出一個最為合適合理的方法。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

①側(cè)向力(風或水平地震作用)成為影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力、結(jié)構(gòu)變形及建筑物土建造價的主要因素。高層建筑和低層建筑一樣，承受自重、活載、雪載等垂直荷載和風、地震等水平力。在低層結(jié)構(gòu)中，水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力和位移很小，可以忽略不計：在多層結(jié)構(gòu)中，水平荷載的效應(yīng)(內(nèi)力和位移)逐漸增大；在高層建筑中，水平荷載和地震力將成為主要的控制因素。

②結(jié)構(gòu)應(yīng)具有適宜剛度。隨著高度的增加，高層建筑的側(cè)向位移迅速增大。因此設(shè)計高層建筑時，不僅要求結(jié)構(gòu)有足夠的強度，而且要求結(jié)構(gòu)有適宜的剛度，使結(jié)構(gòu)有合理的自振頻率等動力特性，并使水平力作用下的層位移控制在一定范圍之內(nèi)。

③結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的延性。相對于較低樓房而言，高層結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。建筑結(jié)構(gòu)的耐震主要取決于結(jié)構(gòu)的承載力和變形能力兩個因素。為了使結(jié)構(gòu)在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免高層建筑在大震下倒塌，必須在滿足，必要強度的前提下，通過優(yōu)良的概念設(shè)計和合理的構(gòu)造措施，來提高整個結(jié)構(gòu)、特別是薄弱層(部位)的變形能力，來保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

二、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則

1.1 建筑結(jié)構(gòu)的功能要求建筑結(jié)構(gòu)在正常設(shè)計、正常施工、正常使用和正常維修條件下的功能要求，有下列三個：①安全性。建筑結(jié)構(gòu)在其設(shè)計使用年限內(nèi)應(yīng)能夠承受可能出現(xiàn)的各種作用。②適用性。建筑結(jié)構(gòu)在其設(shè)計使用年限內(nèi)應(yīng)能滿足預(yù)定的使用要求，有良好的工作性能，其變形、裂縫或振動等性能均不超過規(guī)定的限度等。③耐久性。建筑結(jié)構(gòu)在其設(shè)計使用年限內(nèi)應(yīng)有足夠的耐久性。

1.2 結(jié)構(gòu)可靠性是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)、規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的能力。但是當建筑結(jié)構(gòu)的使用年限到達或超過設(shè)計基準使用期后，并不意味該結(jié)構(gòu)立即報廢不能使用了，而是說它的可靠性水平從此要逐漸降低了，在做結(jié)構(gòu)鑒定及必要加固后，仍可繼續(xù)使用。結(jié)構(gòu)可靠度是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率，即結(jié)構(gòu)可靠度是結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量。結(jié)構(gòu)可靠度的分析就是要合理地確定結(jié)構(gòu)的可靠度水平，使結(jié)構(gòu)設(shè)計符合技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用和確保質(zhì)量的要求。

三、優(yōu)化高層建筑中混凝土結(jié)構(gòu)的具體方法

1．高強度混凝土和高強鋼筋的合理使用。建筑的總造價包括上部結(jié)構(gòu)的材料、基礎(chǔ)及施工等費用，構(gòu)件的截面尺寸和用鋼量對造價的影響很大，設(shè)計中合理使用高強鋼筋(如梁、板筋采用三級鋼)可有效降低用鋼量，節(jié)約成本。如果高層建筑位于深厚軟弱地基上，由于作用于地基上的荷載很大，合理使用高強度混凝土和高強鋼筋，可優(yōu)化構(gòu)件截面尺寸，減輕結(jié)構(gòu)自重，將會降低基礎(chǔ)施工的難度和造價，取得顯著的經(jīng)濟效果。同時，對于地震區(qū)的高樓，地震作用的大小幾乎與建筑自重成正比，減輕自重能夠減小結(jié)構(gòu)的地震荷載，有利于提高結(jié)構(gòu)的安全度。在設(shè)計中合理的使用高強度混凝土和高強鋼筋，能快速、有效的減少墻、柱、梁、板等構(gòu)件的截面尺寸，降低用鋼量，減輕建筑自重，最終達到降低造價的目的。

2．確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計均勻。在高層建筑的一個獨立結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，宜使結(jié)構(gòu)平面形狀簡單、規(guī)則，剛度和承載力分布均勻，平面長度不宜過長，突出部分長度不宜過大；高層建筑的豎向體型宜規(guī)則均勻，避免有過大的外挑和內(nèi)收，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜下大上小，逐漸均勻變化，不應(yīng)采用豎向布置嚴重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)。相信大部分的結(jié)構(gòu)工程師都曾遇過類似情況：當一幢高層建筑的結(jié)構(gòu)平面布置和豎向布置簡單、規(guī)則、均勻，那么其各項指標的校驗驗算會很容易滿足規(guī)范的要求，反之，則需花一番苦功才能令各項指標勉強滿足規(guī)范要求。結(jié)果可能是墻柱截面尺寸大得驚人，單位面積重量嚴重超標，不僅造價上去了，而且還影響部分建筑功能的使用。結(jié)構(gòu)設(shè)計人員一定要注重概念設(shè)計，在建筑方案階段就應(yīng)積極介入，運用自己的專業(yè)知識提出建議，在滿足美觀、適用的前提下，盡可建筑結(jié)構(gòu)的平面布置和豎向布置簡單、規(guī)則和均勻。

這樣一來，結(jié)構(gòu)體系就會具有合理的剛度和承載力分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中。只有這樣，到擴初設(shè)計和施工圖設(shè)計階段的截面尺寸優(yōu)化才會有實質(zhì)性的意義。

四、采用新型的高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法

1、高層鋼筋混凝土柱的設(shè)計。隨著建筑物向高層發(fā)展，單個柱子承受荷載必然加大，這樣的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致高層建筑柱子截面尺寸加大，使得建筑的有效使用面積減少。另一方面，由于層高的限制，往往造成高層建筑的若干層柱出現(xiàn)短柱，短柱對抗震是不利的。

2、普通鋼筋混凝土柱。采用普通鋼筋混凝土柱，一般在30層左右的高層鋼筋混凝土建筑中就很難避免出現(xiàn)短柱現(xiàn)象。為了增強短柱的延性，目前設(shè)計中主要采取箍筋加密和設(shè)置復(fù)合箍筋的辦法。同時，為了盡量減小柱截面尺寸，需盡可能地提高混凝土強度等級。

3、密排螺旋箍筋柱。采用密排螺旋箍筋柱既可提高柱子的延性，又能提高柱核心混凝土的強度。由于施工方法同于普通鋼筋混凝土柱，因此，較受歡迎。在設(shè)計中如采用高強混凝土和密排螺旋箍筋將進一步減少柱的截面寸。

4、高強混凝土。在我國c50以上混凝土稱為高強混凝土。在國內(nèi)已有一些高層建筑使用高強混凝土，得到可觀的經(jīng)濟效應(yīng)．但目前推廣應(yīng)用上遇到幾種困難：首先施工質(zhì)量的控制，其次是開發(fā)商不愿意使用高強混凝土。其實其雖比普通混凝土價格貴一些。但由于柱子斷面減小也帶來的使用面積增大的經(jīng)濟效益。

5、鋼管混凝土和型鋼混凝土。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究在我國相對比較成熟，在高層建筑柱子的使用上有著廣泛的前景，但目前還需加強兩方面的工作：(1)在設(shè)計上盡量規(guī)范一些梁柱節(jié)點做法，最好有一本權(quán)威性的圖集供設(shè)計人員參考：(2)是施工技術(shù)隊伍的培養(yǎng)。型鋼混凝土在我國已進行了大量的科學試驗工作，但目前尚無統(tǒng)一的設(shè)計規(guī)程，已建的型鋼混凝土柱的設(shè)計大都參照國外建筑的規(guī)范。

6、鋼管混凝土和型鋼混凝土。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究在我國相對比較成熟，在高層建筑柱子的使用上有著廣泛的前景，但目前還需加強兩方面的工作：(1)在設(shè)計上盡量規(guī)范一些梁柱節(jié)點做法，最好有一本權(quán)威性的圖集供設(shè)計人員參考。(2)是施工技術(shù)隊伍的培養(yǎng)，型鋼混凝土在我國已進行了大量的科學試驗工作，但目前尚無統(tǒng)一的設(shè)計規(guī)程，已建的型鋼混凝土柱的設(shè)計大都參照國外建筑的規(guī)范。

7、高層建筑與裙房之間的處理。目前高層建筑和裙房之間的處理有兩種觀點：(1)高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在主樓和裙房之間。由于受力差異大等原因，需設(shè)置變形縫；(2)認為設(shè)縫會帶來地下室防水、上部建筑立面處理等一系列的困難。最好是采取其它辦法取消變形縫。當高層建筑位于建筑物平面中部時，且建筑物不是太長，能不設(shè)縫，盡量不設(shè)。而當高層建筑位于建筑物的邊部和角部時，尤其是位于角部，應(yīng)當適當設(shè)置變形縫。

結(jié)束語：

高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計沒有絕對最佳的標準模式，只有通過不斷地探索、比較，去尋求相對的最優(yōu)方式，才能逐漸的完善我們的設(shè)計，才能使我們的行業(yè)不斷地追求盡善盡美的設(shè)計思想，不只盲目照搬規(guī)范和依賴計算機程序作設(shè)計，用自己的結(jié)構(gòu)設(shè)計概念、經(jīng)驗、判斷力和創(chuàng)造力為業(yè)主和社會設(shè)計出更好的建筑。

參考文獻：

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