時間：2023-07-13 17:24:02
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇混凝土結構基本設計原則，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】： 混凝土結構 ，橋梁 ，建筑結構
【 abstract 】 : according to China's present "railway bridge design basic rules" (TB10002.1-2005), and "the railway bridge reinforced concrete and prestressed concrete structure design rules" (TB10002.3-2005) and the concrete structure design rules "(GB50010-2010), such as design specification, to design basic principles, the flexural members, eccentric loading capacity calculation method, component structure requirement, applied in engineering practice, refers for the colleague.
【 key words 】 : concrete structure, Bridges, building structure
中圖分類號：TU37文獻標識碼：A 文章編號：
一、涵身結構
（1）結構形式：采用平行四邊形結構，單孔為變截面框架，雙孔為變截面連續框架。
（2）施工方法：按就地灌注法施工。
（3）截面尺寸的設計：
a、截面尺寸確定的原則及方法：框架各構件截面高度經技術經濟比較按下述原則確定：
填土高較低的涵節（高邊墻涵洞填土高較小的兩級及中、底邊墻涵洞）主要以控制設計截面上混凝土σw≤［σb］及主拉應力σz≤［σtp-2］為條件進行設計（［σb］、［σtp-2］分別為混凝土彎曲受壓及偏心受壓時的壓應力與無箍筋及斜筋時主拉應力的容許值）。
填土高較高的涵節（高邊墻涵洞填土高較大的兩級）因頂底板梗脅起始截面處剪力較大，則按配置箍筋及斜筋設計，截面尺寸經比選后選定，截面尺寸以2cm為模數。
b、截面最小尺寸的擬定：考慮施工時，質量易于保證，本圖各孔徑的頂、底板及邊中墻截面最小厚度定為16cm，雙孔涵洞中墻厚度一般與邊墻一致。
（4）加腋：為改善角隅部分的應力狀態，在角隅處設計直線形梗脅。
三、結構承受的荷載：
（1）恒載：包括結構自重、填土引起的豎向及水平力、路面鋪裝等。
a、結構自重：鋼筋混凝土容重按25KN/m計算，加腋部分自重在加腋范圍內簡化為均布荷載。
b、頂板上路基填方的豎向壓力按《鐵路橋涵設計基本規范》（TB 10002.1-2005）第4.2.3條規定計算：
p=KγH(kPa)
式中γ為填料容重，H為軌底至板頂填土高，K為系數，本設計將該豎向力分成填方重(γH)與附加豎向力((K-1)γH)兩部分考慮,并將前者視為主力,后者視為附加力進行組合。
c、路基填方作用于邊墻的水平壓力按《鐵路橋涵設計基本規范》（TB 10002.1-2005）第4.2.3條規定計算：
e=ξγH1 (kPa)
式中γ為填料容重，H1為軌底至涵洞計算截面處的填土高，ξ為系數，系數采用0.25。
d、填土容重按18KN/m計算。
（2）活載：中－活載，按《鐵路橋涵設計基本規范》（TB 10002.1-2005）第4.3.4條規定計算：
a、活載作用于涵洞的豎向壓力：
qh= (kPa)
式中h為軌底以下深度；
b、活載引起的水平壓力：e=ξqh（kpa）
側壓系數ξ=0.25，不計動力影響。
c、線數：根據填土高視不利情況分別按單、雙線計算，雙線線間距以5m計。
d、活載沖擊力：中－活載的動力系數按《鐵路橋涵設計基本規范》（TB 10002.1-2005）4.3.5計算。
e、不計制動（牽引）力及長軌作用力。
（3）其它荷載：
a、涵內水壓力：靜水壓力按主加附設計。
b、本設計不考慮地震力的影響。
四、結構內力計算：
（1）本圖涵身結構計算圖式按垂直于線路方向截取單寬1m，計算跨徑按平行線路方向的框架寬度，計算邊墻寬度為平行于線路方向墻厚計算，其軸線為構件混凝土截面中心線。
（2）地基反力按直線分布考慮。
（3）結構內力計算采用平面桿系有限單元法，單元設為等截面直桿，對于梗脅部分單元則按其兩桿端有效高度（按1：3的坡線計算）
以單孔框架為例，控制截面位置如下：
五、截面配筋計算
（1）截面設計按容許應力法進行。框架頂底板按受彎構件計算，不考慮軸向力影響，邊墻、中墻按偏心受壓構件計算。
（2）頂、底板按照受彎構件進行受力分析，強度按《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范》（TB 10002.3-2005）第5.2.5條各式計算，
a.混凝土壓應力
b.鋼筋的拉應力
式中鋼筋彈性模量與混凝土變形模量之比n按其它結構項取值（C35混凝土為10）。HRB335鋼筋容許應力按《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范》（TB 10002.3-2005）第5.2.2條取值。
（3）邊墻按照偏心受壓構件進行受力分析，強度按《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范》（TB 10002.3-2005）第5.2.6條各式計算，并按該規定計算主拉應力。
（4）梗脅范圍截面的剪應力計算按照受彎構件變高度梁剪應力的計算方法考慮截面高度變化的影響。按《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范》（TB 10002.3-2005）第5.2.5條計算。
（5）鋼筋的配置根據彎距包絡圖及剪應力圖進行。當構件某截面主拉應力（主力或主力加附加力組合下）超過《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范》（TB 10002.3-2005）表5.2.1[σtp-2]值時,則該截面所在的半跨范圍內按《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范》（TB 10002.3-2005）第5.3.14條要求設置開口箍筋及斜筋。
以單孔框架為例，彎矩及配筋包絡圖如下：
（6）梗脅部分斜向鋼筋一般按構造布置，但當頂板梗脅下緣受拉時，則據其最不利豎向截面的強度和裂縫寬度的要求設計，其配筋率不小于鋼筋混凝土最小配筋率要求。
（7）裂縫寬度計算按《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范》（TB 10002.3-2005）第5.2.8條進行，其容許值為主力時［δf］=0.20mm，為主＋附時，［δf］=0.24mm。
（8）設計涵節長度順涵軸方向3～5m，縱向輔助鋼筋間距一般為20cm設置，在鈍角處頂板頂面及底板底面設加強鋼筋，加強范圍約為跨長的1/5。出入口涵節按涵身一致配筋，其長度在斜交角35度及以下用2.5m，在斜交角35度以上采用3.0m。涵節端面邊墻仍采用斜面。
（9）鋼筋布置，鋼筋骨架沿涵軸每1/cosα米配置8或10排，鋼筋保護層厚度由結構所處環境，按《鐵路混凝土結構耐久性設計規范》（TB 10005-2010）確定，縱向鋼筋構造布置。
六、設計注意事項
1、若采用頂進法施工，縱向鋼筋配筋率不小于3%，并應檢算頂進部位局部應力，邊、中墻根剪應力等，且在底板前后端做局部加強設計。
2、對于雙線或多線路基下涵洞，其線路下涵節長度宜設計為5m，沉落縫宜布置在線間中央附近，以免由單獨一節涵身承受活載橫向分布線重疊部分的力。
3、同一涵節應避免設在軟硬相差甚大的兩種地基上。
參考文獻
1、《鐵路橋涵設計基本規范》TB 10002.1-2005
2、《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范》TB 10002.3-2005
3、《鐵路橋涵混凝土和砌體結構設計規范》TB 10002.4-2005
關鍵詞：高層建筑；抗震；概念設計；計算設計
中圖分類號：TU318+.1 文獻標識碼：A
現代高層建筑出現在19世紀，1960年以后，建筑材料、結構體系和施工技術的不斷發展，進入了大量建造50層以上高層建筑的時代。高層建筑結構的材料主要是鋼筋混凝土和鋼。除了全部采用鋼材的鋼結構和全部采用鋼筋混凝土材料的鋼筋混凝土結構外，同時采用兩種材料做成的混合體結構和組合結構在近年來也得到了廣泛應用。但考慮到建設成本、維護成本、可模性等因素，鋼筋混凝土結構在未來很長一段時間內仍然會作為高層建筑的主要結構類型。
一、高層建筑的特點
何謂高層建筑，其高度測量起始位置和終止位置在何處，世界上均無統一規定。在我國，《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2010）（下簡稱《高規》）規定：10層及10層以上或總高度超過28m的住宅建筑以及房屋高度大于24m的其他民用建筑混凝土結構為高層建筑。
相較于低層結構以豎向荷載為控制因素，在高層結構中，水平荷載往往成為了設計中的控制因素，建筑物的高度與荷載效應的關系一般為：N=f（H），M=f（H2），=f（H4）。由此可知，隨著高度的增大，位移增大最快，矩次之，軸力再次之。構件截面層次的強度、結構層次的剛度和穩定性是高層建筑設計的核心控制指標。
在地震區，要求高層建筑有良好的抗震性能。在地震作用下結構具有良好的塑性變形能力。具體應使高層建筑達到“小震不壞，中震可修，大震不倒”的要求。
高層建筑的設計是一個系統工程，包括概念設計、構件設計、構造措施、維護保養手段等。如果將其與人做對比，那么概念設計無疑是高層建筑的DNA，決定了建筑物先天條件；構件設計和構造措施，類似人的后天成長和學習；與人類一樣，維護保養可以使建筑物更長久更安全地服役。
二、抗震概念設計的含義
因其豐富內涵，概念設計對高層建筑結構設計具有相當重要的作用，盡管多年以來在高層建筑結構的教育和培訓中受到普遍重視，但當前結構工程師對結構設計軟件的依賴和面向應用的高等教育模式又往往將其淡化了。結構概念設計并非強調計算方法和計算的準確性，它強調的是一種抗震設防理念在結構設計每一步驟中具有體現，包括方案設計階段、初步設計階段和施工圖設計階段等，它是結構工程師水平的體現。
概念設計是根據試驗數據、震害現象和工程經驗提煉、總結出的基本設計原則和理念，是一種定性設計。
三、概念設計的目的和重要作用
在進行建筑抗震設計時，原則上應滿足二階段三水準的設計原則。第一階段的設計，通過計算保證強度要求和變形要求。第二階段的設計，通過彈塑性層間側移驗算結構的彈塑性變形，實現“大震不倒”的第三水準抗震設防要求。我國設計規范主要通過良好的抗震構造措施來實現“中震可修”的第二水準要求。概念設計在總體上把握抗震設計的基本原則，以滿足抗震設防要求。概念設計的重要性還在于現行建筑抗震設計方法存在以下問題：（1）地震影響的不確定性；（2）地震作用計算方法的近似性；（3）結構內力分析方法的近似性。
四、抗震概念設計的基本內容
《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）（下簡稱《抗規》）對抗震概念設計作了全面具體的規定，使概念設計更容易理解，也使更多的設計人員便于掌握和運用概念設計。規范明確了概念設計包含的3個基本內容：（1）重視結構的規則性；（2）選擇合理的結構體系；（3）結構構件的延性設計。
五、概念設計的核心準則及其保證措施
（一）核心準則
“強節點弱構件”――防止節點核心區破壞先于構件；“強柱弱梁”――防止結構塑性鉸先在柱內出現，要求柱的抗彎能力高于梁的抗彎能力；“強剪弱彎”――防止構件發生剪切破壞，要求構件受剪承載力高于受彎承載力。
（二）保證措施
保證措施有兩個方面：一是合理選擇確定結構屈服水準（也可以說承載能力）的地震作用。這個地震作用通常小于或明顯小于設防烈度地震，但它必須與結構的延性能力相協調。二是制定有效的抗震構造措施使結構確實具備所需要的保持豎向承載力條件的非彈性變形能力。這兩個方面在《高規》中有詳細的規定。如：《高規》第3.9節（抗震等級）的要求，我國規范對鋼筋混凝土延性等級的劃分以烈度區為主要依據，但還要考慮各類結構構件以及同一類結構中不同組成部分對延性的不同需求，因此《高規》建立了“抗震等級”（即抗震措施的等級）的概念，并將其劃分為一、二、三、四級。這樣，只需規定各抗震等級對應的內力調整和構造措施，所有不同類型結構在不同抗震設防標準下的對應抗震手段就都清楚了?？傊?，《高規》中許多條文都是概念設計的內容，都與“三強三弱”密切相關。
六、加強抗震概念設計的建議
（1）結構工程師不應被設計軟件束縛，應該對概念設計有清晰認識，通過概念設計使建筑結構更合理；對《高規》及《抗規》應加強學習理解，對各條規范內涵應注意把握，對規范條文的邏輯聯系應加強體會。在實踐中，保證對各條概念設計條文的正確執行；（2）結構工程師應當善于模仿、學習、創新，善于從別人的結構方案中獲得新的靈感；（3）建筑師也應加強結構專業知識的學習，掌握基本的建筑力學和結構設計概念，在方案階段就盡力保證建筑結構布局和造型的美觀合理，并注意與結構工程師配合溝通，避免出現因溝通不暢導致的項目進展阻滯。
結語
高層建筑結構設計遵循如下的流程：方案選擇、概念設計荷載水平計算各種工況下結構內力及變形計算第一次內力調整荷載組合第二次內力調整構件設計及剛度驗算。概念設計貫穿了整個設計流程，尤其是在結構選型和布置階段，嚴格執行概念設計足以幫助建筑結構擁有良好的先天安全與穩定優勢，在后續構件設計及剛度驗算時更容易滿足和通過。概念設計也是體現一個結構工程師水平高低的重要方面。無論是教學、科研還是工程實踐，概念設計都應該是重點和核心內容。
參考文獻
[1] JGJ 3-2010，高層建筑混凝土結構技術規程[S].
[2]包世華，張銅生.高層建筑結構設計和計算[M].北京：清華大學出版社，2013.
關鍵詞：建筑地下室；鋼筋混凝土；結構施工；
中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：
引言
在建筑設計、施工過程中，對結構變形縫的預控，通常的作法是：設置沉降縫以解決因地基不均勻沉降產生的建筑結構變形，設置伸縮縫以防止混凝土收縮產生的結構裂縫，設置防震縫以滿足建筑的抗震要求，而現行《混凝土結構設計規范》（GB50010－2010）作出了“如有充分依據和可靠措施，本規范表中的伸縮縫最大間距可適當增大，混凝土澆筑采用后澆帶分段施工”的規定，為解決地下室建筑結構中地基差異沉降、混凝土收縮、增大伸縮縫間距、減少永久性變形縫等問題提供了路徑及規范依據。本文依據相關規范，結合工程實踐，就地下室鋼筋混凝土結構后澆帶的應用問題作些分析探討。
1、后澆帶的主要功能
1.1 解決沉降差
高層建筑和裙房的結構及基礎設計為整體，但在施工時用后澆帶將兩部分暫時斷開，待主體結構施工完畢，已完成大部分沉降量（50%以上）以后再澆注連接部分的混凝土，將高低層連為整體。設計時，應考慮基礎在兩個階段不同的受力狀態，分別進行強度校核。連為整體后的計算，應考慮后期沉降差引起的附加內力。這種做法要求地基土較好，房屋的沉降能在施工期間內基本完成。同時還可以采取以下調整措施：
1）調壓力差。主樓荷載大，采用整體基礎降低土壓力并加大埋深，減少附加壓力；低層部分采用較淺的十字交叉梁基礎，增加土壓力，使高低層沉降接近。
2）調時間差。先施工主樓，待其基本建成，沉降基本穩定，再施工裙房，使后期沉降基本相近。
1.2 減小溫度收縮影響
新澆混凝土在硬化過程中會收縮，已建成的結構受熱要膨脹，受冷則收縮?；炷劣不湛s的大部分將在施工后的1～2個月內完成，而溫度變化對結構的作用則是經常的。當其變形受到約束時，在結構內部就產生溫度應力，嚴重時就會在構件中出現裂縫。留出后澆帶后，施工過程中混凝土可以自由收縮，從而大大減少了收縮應力。混凝土的抗拉強度可以大部分用來抵抗溫度應力，提高結構抵抗溫度變化的能力。
2． 地下室后澆帶的設置原則
鋼筋混凝土結構后澆帶設置遵循的是“抗放兼備，以放為主”的設計原則，其原理是以設置臨射性變形縫的方法釋放大部分約束力。然后，用強度較高的膨脹混凝土填縫，既后澆帶方法以抗衡殘余的應力。通過鋼筋混凝土結構后澆帶技術措施來解決建筑結構預控沉降或伸縮的調整方法，達到不設永久變形縫的目的。平戰結合防空地下室多附建于民用建筑地下，因此，防空地下室鋼筋混凝土結構后澆帶的設置必須兼顧防空地下室和地面民用建筑結構的特點來統籌考慮設置。
2.1 設置的一般原則
后澆帶設置的位置、間距、斷面形式應根據工程類型、工程部位、工程地質、基礎形式、結構受力、上部結構布置、現場施工條件等具體情況通過設計計算來確定。防空地下室后澆帶設置通常應遵循以下原則：
1）考慮確定設置后澆帶要解決什么問題。主要用于解決地基沉降差的后澆帶，為后澆沉降帶；主要用于解決混凝土收縮變形的后澆帶，為后澆伸縮帶。
2）后澆帶設置位置和寬度的確定。后澆帶應設置在結構受力彎矩和剪力均較小以及變形較小部位。一般在梁、板跨度內的三分之一處，且宜自上而下對齊，豎向上不宜錯開。后澆帶帶寬不宜小于800mm，也不宜大于1000mm，避免應力過于集中和便于組織施工。
3）后澆帶帶內的結構主筋不宜在帶中斷開，帶內混凝土則應遇梁斷梁，遇墻斷墻，遇板斷板，全斷面貫通設置后澆帶。
4）后澆帶帶內混凝土強度的確定。后澆帶混凝土應采用比兩側混凝土強度等級高一級的膨脹混凝土；澆筑時間根據后澆帶性質由設計計算確定，同時要求混凝土不得少于28天保濕養護。
5）當超長結構設置后澆伸縮帶時，間距一般應控制在30-50m內設置。當高層建筑與裙房并設有防空地下室時，設置后澆帶宜設置在裙房一側，不得設在主樓內，其位置應設在主樓邊柱第二跨裙房內。并加強高層建筑與裙房相連部位的構造，提高縱向鋼筋的配筋率，用以抵抗后澆帶封閉后由剩余差異沉降并引起結構內力。
3 混凝土結構后澆帶的施工需注意的問題
總結工程實踐，本文認為在處理防空地下室鋼筋混凝土結構后澆帶施工時，應注意的問題。
3.1施工前的技術交底工作
1）后澆帶的平面位置，斷面形式及接縫防水處理的做法。當施工圖紙中設計明確時，必須依照設計要求施工。當設計不明確，施工確需設置時，必須依照防空地下室后澆帶設置的原則和規范要求，施工單位預先確定設置方案，報監理后按設計審核確認實施，不能施工到位時臨時決定處理。
2）后澆帶內的結構主筋在后澆帶內的處理方式，是連續或是斷開，要根據確定的處理方式，有針對性地提出處理要求，確保后澆帶帶內的主筋滿足結構技術要求規定。
3）對后澆帶的模板及支撐要求。后澆帶跨內兩側的模板及支撐體系應一次性安裝成型到位，并且使用獨立支撐系統，以方便后續施工。同時，必須待后澆帶混凝土澆筑并養護好后，方可按從上到下的順序原則
拆除模板支撐，以確保建筑結構均衡承載受力不被破壞，混凝土表面不開裂表面平整。
3.2 確保施工質量
1）對混凝土澆筑前后澆帶帶內的保護工作要求。對后澆帶部位的基礎、底板、墻體、頂板應加設臨時護欄圍護，以免施工過程中不必要的垃圾、材料等的堆放，造成后澆帶處的應力傳遞而減弱約束應力的釋放。也可加設臨時擋水帶或集水井等，以防止后澆帶處的鋼筋污染，并及時清理后澆帶接口縫和帶中積水和建筑垃圾。
2） 做好工程所用各種原材料和混凝土配合比的檢測及試驗，確保滿足對后澆帶的設計質量要求。
3）后澆帶帶中的結構主筋在帶中連續通過時，確因調整困難需要在帶中斷開，要首選機械連接或焊接，并必須滿足同一截面的鋼筋焊接連接率不得大于50%的規范要求。在制安后澆帶跨內鋼筋時，應加密拉結筋、支撐筋、保護層墊塊；在澆筑兩側混凝土時要對稱澆筑，以保證后澆帶內主筋不走形不移位。
4） 后澆帶兩側接縫處宜采用鋼筋支架鋼絲網隔斷，制安鋼絲網片時必須繃緊鋼絲網，鋼絲網片與鋼筋支架必須綁扎結實、牢固，以便于施工及保證斷面企口成型。并要求在后澆帶兩側混凝土澆筑后終凝前，把流淌到帶內的混凝土漿塊敲碎，以便后期清理干凈。
5）后澆帶接縫處止水帶的處理。防空地下室后澆帶接縫處不宜留成直槎；止水帶的埋設形式有：遇水膨脹止水帶、橡膠止水帶、鋼板止水帶等埋設。選擇鋼板止水帶止水安裝時，鋼板止水片接頭必須搭接焊接，搭接長度≥50mm，搭接處四個方向需滿焊接，焊接處無渣、咬肉、氣泡等，以確保后澆帶接縫處不滲水漏水。
6）保證混凝土澆筑質量
①帶內混凝土必須較兩側混凝土強度高一個等級且具有微膨脹效應，必須預先做好配合比試驗并滿足設計要求，有抗滲要求時還應做抗滲試驗?？刂坪脦然炷翝仓r間，設計明確時，按設計要求。設計沒明確時，掌握原則是：伸縮后澆帶視先澆部分混凝土澆搗完60天之后，最少不能低于40天；沉降后澆帶宜在建筑物基本完成沉降后進行，或者根據沉降觀測數據，當高層建筑結構施工到一定高度時，高層建筑的沉降量較小并且相對較穩定時，預估高層與裙房之間產生的差異沉降量處在控制范圍之內時，澆筑混凝土。
②澆搗后澆帶內混凝土之前，應做好鋼筋的除銹工作。同時，將帶內兩側混凝土鑿毛，將帶內雜物清理干凈，并用水沖洗施工縫，排除表面積水，兩側表面混凝土保持濕潤24小時。在澆筑時，在界面處涂刷與帶內混凝土內砂漿成分相同的水泥砂漿，以確保后澆帶內混凝土與先澆搗的混凝土連接良好。并掌控好后澆帶的環境溫度低于兩側混凝土澆筑時的環境溫度。嚴格按配合比計量進行攪拌；混凝土應攪拌均勻，避免產生局部過大過小的膨脹，影響工程質量。
③混凝土振搗時，應限制振搗器與模板的距離，避免強振與貼邊框，適當延長振搗時間，以保證混凝土的密實性，避免形成貫穿通縫。當采用鋼絲網做隔斷時，鋼絲網片之間的接口及兩側保護層的接口必須封閉，要特別注意分層澆筑厚度和振搗器距鋼絲網模板的距離。有必要時可采用鋼釬搗實垂直施工縫處的混凝土，以提高混凝土密實性和抗裂性。在混凝土初凝后應用木抹子抹平混凝土表面，并壓光數遍，減少表面裂縫產生。
4 結束語
綜上所述，防空地下室工程鋼筋混凝土結構后澆帶的設置，是解決防空地下室結構工程中混凝土收縮、地基差異沉降、增大伸縮縫間距、減少永久性變形縫等問題的有效技術措施。同時，結合防空地下室結構的特點，把握防空地下室設置后澆帶的設計規范規定和原則，注重施工質量和技術措施，同時，運用技術手段，我們就能在平戰結合防空地下室設計施工中，有效地預控結構變形縫的產生，減少工程額外的投入，確保防空地下室的防護功能不受影響，達到滿足平戰兩用功能的作用和效益。
參考文獻
關鍵詞：高層建筑；混凝土；優化設計；方法
中圖分類號： TU97 文獻標識碼： A
在現代建筑中，混凝土結構以其強度高、耐久性好、堅固抗震等優點獲得了廣泛的應用，并且近年來一些新材料、新技術的逐步應用，在很大程度上提高了混凝土結構的施工效率，減少了施工成本，但是在建筑設計中依然存在一些不合理的現象，因此必須進行優化，才能促進建筑行業的可持續發展。
一、高層建筑混凝土結構的基本要求和類型。
建筑因其高低的不同，它承受力的大小和方向也是不同的。對高層建筑來說，建筑結構承受力的方向同時有水平和豎向兩種力的作用。這與低層建筑是不同的，低層建筑結構承受的力方向主要是豎向的荷載，水平力的作用對結構的影響不大。[1]水平荷載不僅僅在高層建筑中是一種主要的荷載，而且它和豎向荷載相互影響，相互作用，共同對建筑施加影響，成為混凝土就夠設計中主要考慮的因素。
考慮到高層建筑的這些特點，在混凝土的選用上就需要提高混凝土的質量和數量。首先，我們要對混凝土出廠前進行相關的技術處理，目的是減少水泥的水化熱作用，這樣可以降低混凝土自身的溫度，保證其質量。其次，施工前必不可少的要進行一些必要的應急準備措施，以防在施工時出現意想不到的情況，以確保精心組織、精心施工，萬無一失地完成任務。最后，在施工當中，最好采用預拌泵送混凝土，加大對混凝土施工細節的注意，比如混凝土施工縫等。我們討論的混凝土結構優化設計以及節約建筑成本，都應該在達到高層建筑混凝土結構的基本要求的基礎之上進行。
目前我國采用的高層建筑混凝土結構按照時間的發展順序主要以下幾種[2]：
1、鋼筋混凝土結構：
與鋼結構相比，鋼筋混凝土結構的優點在于整體性好、耐高溫性強、舒適度較好、抗腐蝕強、成本低、剛度大、維護方便等?，F在，隨著我國混凝土技術的發展和混凝土理論（高強混凝土、鋼管混凝土、鋼混凝土、輕混凝土）的發展，我國的鋼筋混凝土的發展已經達到了成熟階段。在我國鋼筋混凝土材料受到了很高的重視，應用在很大一部分高層建筑中。
2、組合結構：
相對于鋼筋混凝土來說，組合結構更具優點。這些優點主要在于節約鋼材、減少污染、提高科技含量、加快施工進程等。所以，對于高層建筑來說，組合結構可以在一定程度上取代鋼筋混凝土結構，這就較少了高層建筑的橫向和縱向的壓力。不僅如此，組合結構在冶金、造船、電力、交通等方面也逐步開始得到應用。
3、新型結構：
相對于鋼筋混凝土結構和組合結構，新型結構體系的區分標準是筒體的組成方式。新型結構體系主要有三種類型：框筒體系、筒中筒體系、多束筒體系。之所以稱之為新型結構主要是因為與傳統的單片平面結構相比，筒體結構可以承受更多的荷載力。在我國，筒體結構的應用并不少見，主要應用的高層建筑的特點是功能多、用途多、樓層高、層數多等。
二、高層建筑混凝土結構設計特點
與多層建筑的結構設計不同，高層建筑的結構設計需要考慮的因素更多，設計中所涉及到的問題更為復雜，設計難度更大。這是因為高層建筑不但增大了對地基基礎的荷載與強度要求，同時其自身的結構構件柱、墻、梁、板的承載能力、抗震能力也都需要得到保證，只有這樣才能確保建筑自身的穩定性與安全性[3]。
1、水平側向力是影響高層建筑結構設計中關于變形設計的主要影響因素。高層建筑受到的水平力主要為日常的風荷載及地震荷載作用下產生的水平地震力。與普通多層建筑相比，高層建筑的結構中更需要考慮到側向力對建筑結構的影響，這是因為高層建筑受到水平荷載會產生較大的水平位移，影響到建筑結構的整體穩定性和舒適性。因此在結構設計中要尤其注意考慮到這一點。
2、結構的剛度布置需適宜。有人認為在建筑結構的設計中，結構的剛度越大則其承載能力越強，抗震性能就越好。其實不然，高層建筑的結構并非是剛度越大越好，剛度及質量越大，吸引的地震力也越大，同時造價也會提高，所以高層建筑結構需同時具備一定的柔性，這樣才能增大其抗震性能，保證其在外力作用下，不會因剛度和脆性過大而發生倒塌。因此在設計中應該將建筑的剛度控制在適宜的范圍內，不可過大，也不可過小。這也就要求高層建筑應當具備一定的延性，同時滿足建筑的承載能力和抗震能力。
三、鋼筋混凝土結構優化設計應用分析
1、工程概況
某鋼筋混凝土框架——剪力墻結構建筑由四層裙樓和A、B兩棟高層建筑組成，地下兩層為停車庫和設備用房。總建筑面積約2萬m2，房屋平面布置為不規則形狀[4]。
2、結構設計要求
本工程采用鋼筋混凝土框架——剪力墻結構，建筑結構的安全等級為二級。地震基本烈度為7度（0.1g，第二組，特征周期0.4s），抗震設防類別為丙類，抗震設防烈度為7度（0.1g，第二組）。地基基礎設計等級為乙級。上部結構和負一層的框架抗震等級為二級，剪力墻為二級結構，負二層的框架抗震等級為三級。基本風壓：Wo=0.35kN/m2，地面粗糙度為B類。
3、設計優化的原則
在滿足結構設計現行規范和相關規定的前提下，通過大量計算和經驗分析進行優化，遵循以下原則：保證結構的安全性和正常使用；保證結構具有合理的剛度，特殊部位應有局部加強；可以減小的結構構件，應進行有效的核減。
4、結構優化設計
高層框架剪力墻結構體系中，主要是水平荷載作用下，框架和剪力墻內力分配設計，其中剪力墻的設計位置和數量就是關鍵。
1）結構最優設防的選擇
在預測地震烈度概率分析的基礎下，使用專業地震安全評價報告的數據，采用模糊綜合評定分析法計算結構的模糊延性向量和模糊抗震強度，損失等級概率和震害損失的概率預估期望值，在滿足最大投資期望和最大損失約束條件下，求出最優地震設防烈度值。
2）框架與剪力墻協同工作，承載力、剛度、延性能力的最佳匹配設計
框架——剪力墻結構的設計主要是結構剛度和結構延性的最佳組合。結構剛度對結構的主要影響為結構的自振周期和側向位移，結構延性對結構的影響主要為保持承載力能力的前提下的變形能力，因此可以采用結構整體的側向位移量來協調結構的剛度和延性，按規范對層間位移量和頂點位移總側移的限值來控制結構的剛度和延性設計。
3）框架——剪力墻結構的優化設計
框架——剪力墻結構優化設計的原則就是優化結構的各個桿件，結構模型計算時，通過一次性完成的結構構件的輸入，然后逐步優化各個桿件，以達到結構桿件合適、配筋合理，節約工程造價。
4）基礎優化設計
在地下室基礎的初步設計工作中，原初步設計地下室基礎擬全部采用筏板基礎，經審核計算后，提出純地下室基礎部分采用獨立基礎加抗浮底板及抗浮錨桿的做法能做到節約鋼筋、混凝土。同時保證結構安全，施工簡便，能達到更加節省工程造價目的。
5）強化“強柱弱梁、強剪弱彎”設計理念
框架結構的柱、剪力墻設計要引起重視，要加強設計；而梁和板的配筋不宜調大，梁的設計變量主要是截面高、寬及縱向受拉鋼筋的截面積和架立鋼筋的截面積，優化設計主要針對以上設計變量進行優化，因此梁的截面盡量按正常值取定，少做寬扁梁，配筋率也應控制在 1.5%左右，次梁的箍筋宜分為加密區和非加密區。
四、結束語：
通過優化設計后，本工程的最終優化的結果為：節約鋼筋65t，節約資金約32萬元。高層建筑混凝土結構的優化設計方法多種多樣，但是不論使用哪一種方法都要建立在施工的可行性的基礎之上，施工技術必須嚴格依照設計標準。高層建筑混凝土施工技術是科學元素和技術元素的融合和應用，它的實現過程必然需要建筑施工各環節基礎技術的支持和管理理論的強化。所以，設計與施工的相輔相成才是實現合理、科學節約成本的有效措施。
參考文獻：
[1]楊克家,梁興文,張茂雨.帶加強層超高層建筑結構基于能力譜法的抗震設計[J].地震工程與工程振動,2010.
這類結構在水利工程設計中是難于避免的，有時，它在某些水工混凝土工程結構中處于制約設計的重要地位。從邏輯概念講，只要允許素混凝土結構的存在，必定會有少筋混凝土結構的應用范圍，因為它畢竟是素混凝土和適筋混凝土結構之間的中介產物。
凡經常或周期性地受環境水作用的水工建筑物所用的混凝土稱水工混凝土，水工混凝土多數為大體積混凝土，水工混凝土對強度要求則往往不是很高。在一般水工建筑物中，如閘墩、閘底板、水電站廠房的擋水墻、尾水管、船塢閘室等，在外力作用下，一方面要滿足抗滑、抗傾覆的穩定性要求，結構應有足夠的自重；另一方面，還應滿足強度、抗滲、抗凍等要求，不允許出現裂縫，因此結構的尺寸比較大。若按鋼筋混凝土結構設計，常需配置較多的鋼筋而造成浪費，若按素混凝土結構設計，則又因計算所需截面較大，需使用大量的混凝土。
對于這類結構，如在混凝土中配置少量鋼筋，在滿足穩定性的要求下，考慮此少量鋼筋對結構強度安全方面所起的作用，就能減少混凝土用量，從而達到經濟和安全的要求。因此，在大體積的水工建筑物中，采用少筋混凝土結構，有其特殊意義。
關于少筋混凝土結構的設計思想和原則，我國《水工混凝土結構設計規范》(SL/T191—96)作了明確的規定。
二、規范對少筋混凝土結構的設計規定
對少筋混凝土結構的設計規定體現在最小配筋率規定上，這里將《水工混凝土結構設計規范》(SL/T191—96)（下文簡稱規范）有關最小配筋率的規定，摘錄并闡述如下：
1．一般構件的縱向鋼筋最小配筋率
一般鋼筋混凝土構件的縱向受力鋼筋的配筋率不應小于規范表9.5.1規定的數值。溫度、收縮等因素對結構產生的影響較大時，最小配筋率應適當增大。
2．大尺寸底板和墩墻的縱向鋼筋最小配筋率
截面尺寸較大的底板和墩墻一類結構，其最小配筋率可由鋼筋混凝土構件縱向受力鋼筋基本最小配筋率所列的基本最小配筋率乘以截面極限內力值與截面極限承載力之比得出。即
1)對底板(受彎構件)或墩墻(大偏心受壓構件)的受拉鋼筋As的最小配筋率可取為：
ρmin=ρ0min()
也可按下列近似公式計算：
底板ρmin=(規范9.5.2-1)
墩墻ρmin=(規范9.5.2-2)
此時，底板與墩墻的受壓鋼筋可不受最小配筋率限制，但應配置適量的構造鋼筋。
2)對墩墻(軸心受壓或小偏心受壓構件)的受壓鋼筋As’的最小配筋率可取為：
ρ＇min=ρ′0min()
按上式計算最小配筋率時，由于截面實際配筋量未知，其截面實際的極限承載力Nu不能直接求出，需先假定一配筋量經2—3次試算得出。
上列諸式中M、N——截面彎矩設計值、軸力設計值；
e0——軸向力至截面重心的距離，eo=M／N；
Mu、Nu——截面實際能承受的極限受彎承載力、極限受壓承載力；
b、ho——截面寬度及有效高度；
fy——鋼筋受拉強度設計值；
γd——鋼筋混凝土結構的結構系數，按規范表4.2.1取值。
采用本條計算方法，隨尺寸增大時，用鋼量仍保持在同一水平上。
3．特大截面的最小配筋用量
對于截面尺寸由抗傾、抗滑、抗浮或布置等條件確定的厚度大于5m的結構構件，規范規定：如經論證，其縱向受拉鋼筋可不受最小配筋率的限制，鋼筋截面面積按承載力計算確定，但每米寬度內的鋼筋截面面積不得小于2500mm2。
規范對最小配筋率作了三個層次的規定，即對一般尺寸的梁、柱構件必須遵循規范表9.5.1的規定；對于截面厚度較大的板、墻類結構，則可按規范9.5.2計算最小配筋率；對于截面尺寸由抗傾、抗滑、抗浮或布置等條件確定的厚度大于5m的結構構件則可按規范9.5.3處理。設計時可根據具體情況分別對待。
為慎重計，目前僅建議對臥置于地基上的底板和墩墻可采用變化的最小配筋率，對于其他結構，則仍建議采用規范表9.5.1所列的基本最小配筋率計算，以避免因配筋過少，萬一發生裂縫就無法抑制的情況。
經驗算，按所建議的變化的最小配筋率配筋，其最大裂縫寬度基本上在容許范圍內。對于處于惡劣環境的結構，為控制裂縫不過寬，宜將本規范表9.5.1所列受拉鋼筋最小配筋率提高0.05％。大體積構件的受壓鋼筋按計算不需配筋時，則可僅配構造鋼筋。
三、規范的應用舉例
例1一水閘底板，板厚1.5m，采用C20級混凝土和Ⅱ級鋼筋，每米板寬承受彎矩設計值M=220kN／m(已包含γ0、φ系數在內)，試配置受拉鋼筋As。
解：1)取1m板寬，按受彎構件承載力公式計算受拉鋼筋截面面積As。
αs===0.012556
ξ=1-=1-=0.0126
As===591mm2
計算配筋率ρ===0.041%
2)如按一般梁、柱構件考慮，則必須滿足ρ≥ρmin條件，查規范表9.5.1，得ρ0min=0.15%，
則As=ρ0bh0=0.15%×1000×1450=2175mm2
3)現因底板為大尺寸厚板，可按規范9.5.2計算ρmin
ρmin===0.0779%
As=ρminbh0=0.0779%×1000×1450=1130mm2
實際選配每米5Φ18（As=1272mm2）
討論：1)對大截面尺寸構件，采用規范9.5.2計算的可變的ρmin比采用規范表9.5.1所列的固定的ρ0min可節省大量鋼筋，本例為1：1130／2175=1：0.52。
2)若將此水閘底板的板厚h增大為2.5m，按規范9.5.2計算的ρmin變為：
ρmin===0.0461%
則As=ρminbh0=0.0461%×1000×2450=1130mm2
可見，采用規范9.5.2計算最小配筋率時，當承受的內力不變，則不論板厚再增大多少，配筋面積As將保持不變。
例2一軸心受壓柱，承受軸向壓力設計值N=9000kN；采用C20級混凝土和I級鋼筋；柱計算高度l0=7m；試分別求柱截面尺寸為b×h=1.0m×1.0m及2.0m×2.0m時的受壓鋼筋面積。
解：1)b×h=1.0m×1.0m時，軸心受壓柱承載力公式為：
N≤φ(fcA+fy′As′)
==7＜8，屬于短柱，穩定系數φ=1.0，
As′===3809mm2
ρ′===0.38%
由規范表9.5.1查得ρ0min′=0.4%，對一般構件，應按ρ0min′配筋
As′=ρ0min′A=0.4%×106=4000mm2
2)b×h=2.0m×2.0m時，若仍按一般構件配筋，則
As′=0.4%×2.0×2.0×106=16000mm2
現因構件尺寸已較大，可按規范9.5.3計算最小配筋率：
ρmin′=ρ0min′()
式中因實際配筋量As′尚不知，故需先假定As′計算Nu。
①假定As′=4000mm2。
Nu=fy′As′+fyAs
=210×4000+10×4.0×106=40.84×106N
ρmin′=ρ0min′()
=0.4%()=0.106%
As′=ρ0min′A=0.106%×4.0×106=4231mm2
②假定As′=4231mm2。
Nu=210×4231+10×4.0×106=40.89×106N
ρmin′=0.4%()=0.1056%
關鍵詞：施工員；職業標準；混凝土結構；教學改革
作者簡介：蔣建清（1979-），男，湖南寧鄉人，湖南城建職業技術學院建筑工程系，講師；曹異卿（1979-），女，湖南益陽人，湖南城建職業技術學院信息工程系，助理工程師。（湖南湘潭411101）
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）13-0092-01
在我國土木工程事業蓬勃發展的新形勢下，熟練掌握建筑業現場專業技術管理人員應具備的基本理論知識和技能的建筑工程技術應用型人才越來越受到建筑施工單位的青睞?！督ㄖc市政工程施工現場專業人員職業標準》確定了施工員的工作職責、應具備的專業技能和專業知識，[1]具體描述了施工員崗位對建筑結構的知識要求為“熟悉建筑構造、建筑結構的基本知識”。
目前，建筑業應用最廣泛的結構仍然是鋼筋混凝土結構。“混凝土結構”課程在我國本科土建類專業已經開設了幾十年，其內容編排分為混凝土結構基本原理和混凝土結構設計兩大部分，前者討論鋼筋混凝土構件的受力性能、設計計算方法和配筋構造等，后者討論混凝土結構的選型、內力分析方法和構造處理等。這種傳統的教學思維模式對高職院校“混凝土結構”課程的影響很大，其內容編排只是將本科混凝土結構課程的兩部分內容進行合并和簡化。[2]“混凝土結構”課程也是令高職建筑工程技術專業學生頭疼的課程，其理論難度較大和實踐性強，傳統“課堂式”的教學模式已不能滿足職業崗位能力培養的需要，必須改革傳統的教學。本文基于建筑工程現場施工員崗位能力要求，就建筑工程技術專業“混凝土結構”教學改革進行了探索。
一、課程定位與目標
1.課程定位
必要的建筑結構分析和計算是建筑工程技術人員的重要任務，是建筑施工員、質量員、安全員等崗位的一個重要行動領域，進而轉換為建筑工程技術專業教學計劃中必修的專業學習領域之一，在該專業課程體系中有著其重要的地位。可見，“混凝土結構”課程是培養建筑工程技術專業學生職業能力的一門職業核心課程。
2.課程教學目標
使學生熟知用于履行施工組織策劃、施工技術管理、施工進度成本控制、施工質量安全環境管理、施工信息資料管理等崗位職責所必需的混凝土結構基本知識，把就業崗位所需知識、技能、態度有機地整合在一起，將職業標準和能力要求轉化成課程目標，形成“職業素質―職業能力―崗位技能”三位一體的課程目標模式，達到建筑工程現場專業技術人員職業標準要求。具體課程教學目標的設計應從知識目標、技能目標和態度目標三方面進行展開（見表1）。
二、課程教學內容優化設計
1.教學內容優化思路
按照土建工程技術領域施工員崗位職業資格標準，以崗位分析和具體工作過程為導向，以工程為載體，根據行業企業發展需要和完成職業崗位實際工作任務所需要的知識、技能、素質態度要求，基于工作過程進行課程開發，以行動導向進行教學設計，以實訓為手段，以學生為主體，設計出知識、理論、實踐一體化的課程內容體系，設計能力訓練項目，設計具體工程項目導向的職業情境，培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，為學生可持續發展奠定良好的基礎。
2.教學內容項目模塊化
圍繞課程教學目標，加強建筑結構應用性內容教學，強化技能訓練，刪繁就簡，以“必需、夠用”為原則，對課程內容進行合理的調整與取舍，將“混凝土結構”教學分為結構選型與布置、基本結構構件校核、常見混凝土結構計算及結構施工圖平法圖集應用等四大項目，細分為結構類型介紹、結構布置、結構荷載計算等十六大模塊，可計劃安排在一個學期完成教學（分配112課時以上）。
三、課程教學組織與方法
目前，高職教育教學存在理論和實踐脫節現象，一堂課下來，老師從頭講到尾，即采用“滿堂灌”的教學方法，[3]不利于學生的能力培養。結合高職學生層次和高職教育特點，在傳統教學基礎上，“混凝土結構”課程教學中可采取項目教學法方法。
項目教學法是以實際的工作項目為主線，先由教師將項目分解為不同的任務，并對相應的任務作適當的理論講解和示例，然后由學生分組圍繞各自的工程項目進行討論協作學習，最后以各小組共同完成項目的情況來評價學生是否達到教學目的的一種教學方法。[4]項目教學法最顯著的特點是“以項目為主線、教師為引導、學生為主體”，改變了以往“教師講、學生聽”的教學模式，創造了學生主動參與、自主協作、探索創新的新型教學模式。具體到本課程，授課以典型混凝土結構施工圖紙為項目主線，先進行結構整體任務分解，后進行構件計算，授課過程按工作過程先后順序進行。采用能力本位教學模式，基于工作任務的項目式教學，以學生動手操作為主，每一個項目設多個工作任務，項目完成后提交相應成果。
在項目教學過程中，根據國家、行業相關標準規范的修訂要求，適當補充新原理、新技術、新標準等教學內容，建立“混凝土結構”教學內容的動態調整機制，實現課程教學與建筑結構規范標準、施工員崗位標準同步。在傳統教學內容的基礎上，加強混凝土結構構造設計內容的教學，糾正學生在混凝土結構構件設計過程中“重計算、輕構造”的思維趨勢，將各種構件構造設計相關規范條文與教學內容對照講解。做到教材和規范條文相結合，在課程基本內容的教學結束之后安排一定課時和課后作業，引導學生進行《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）等規范標準的學習。[5]
四、考核評價方式
考核評價改變以試卷考試分數評定為主的傳統考核思維，結合課程項目教學，突出學生在項目任務完成過程中的過程評價，可配合課堂提問、項目小組討論、課后作業、任務成果等考核手段，注重平時考核學生的知識、技能、態度，注重引導學生改變學習方式。強調課程綜合評價，結合實際項目結構施工圖識讀、會審、結構構件驗算和竣工圖繪制等動手實際操作項目，考核學生的動手能力、分析和解決問題的能力。具體考核成績可分解為三部分，分別為考勤和課堂表現（占20%權重）、項目過程考核（占30%權重）和期末綜合考試（理論+技能，占50%權重）。
五、結論
基于建筑工程現場施工員培養目標，結合“混凝土結構”教學實踐，對課程教學定位與目標、教學內容優化、課程教學組織與教學方法以及考核評價方式等問題進行了探討。教學改革實踐表明，學生對本課程學習積極性增強。通過“混凝土結構”的學習，學生系統地掌握了混凝土結構的基本知識、結構計算與驗算及結構施工圖識讀與繪制等基本技能，獲得了綜合分析解決工程結構問題的能力。同時，項目模塊化的課程教學，培養了學生學習能力、溝通能力和團隊協作精神。課程教學實現了知識目標、技能目標和態度目標等教學目標，達到培養建筑工程現場施工員的要求，為學生勝任施工員崗位工作奠定了良好的基礎。
參考文獻：
[1]中華人民共和國住房和城鄉建設部.JGJ/T250－2011建筑與市政工程施工現場專業人員職業標準[S].北京:中國建筑工業出版社,2011.
[2]黃昆,張憲江.高職混凝土結構課程項目化實踐教學研究[J].高等建筑教育,2010,19(2):105-107.
[3]劉光華.高職《鋼筋混凝土結構》課程教學改革初探[J].才智,2009,
9(5):80-81.
關鍵詞：型鋼混凝土；鋼結構；深化設計
近年來，我國的建筑行業穩步發展，建筑的結構形式和技術水平也發生了巨大的變化，尤其是大量高層建筑的涌現，對于混凝土結構的要求也越來越高。型鋼混凝土結構的出現,不但滿足了對建筑本身強度和穩定性的需要，也滿足了建筑工程對施工工藝和施工水平的需要。鋼結構的深化設計是型鋼混凝土結構在施工之前不可缺少的工作之一，也是工程設計得到實現的有效途徑。本文將對型鋼混凝土結構的深化設計工作進行深入研究。
1型鋼混凝土結構的概念及特點
1.1型鋼混凝土結構的概念及特點
型鋼混凝土結構主要是指在混凝土中配置型鋼，從而形成一種建筑結構體系。型鋼混凝土結構也可稱為勁性鋼筋混凝土結構或者包鋼混凝土結構。型鋼具混凝土具有較好的強度、剛度和抗震性能好等優點，因此在現代高層建筑中得到了普遍的應用。型鋼混凝土主要具有以下特點：
1.1.1承載能力高：型鋼混凝土的含鋼量較高，其結構比外形相同的鋼筋混凝土結構承載能力要高出個倍多，所以要相同的何載狀況下，使用型鋼混凝土能夠有效減小構件的截面尺寸，從而增加建筑的使用面積和降低建筑的層高，大大的提高了建筑經濟效益。
1.1.2施工方便：型鋼在混凝土澆筑之前已經形成了鋼結構，在承載力提高的同時，也有利于減少模板的支撐，甚至不需要設置支撐，可直接將模板懸掛在型鋼上，所以型鋼混凝土可以有效減少模板支撐的成本，也能夠使施工速度得到提高。因為型鋼混凝土不需要臨時立柱，也有利于設備的安裝。
1.1.3耐火性和抗腐蝕性較強：型鋼混凝土較普遍的鋼結構有著較強的耐火性和抗腐蝕性，而且它外包的混凝土與型鋼結構一起受力，也可節省大量的鋼材。
1.1.4延性較強：型鋼混凝土尤其是實腹式的型鋼混凝土結構，比普遍鋼筋混凝土結構的延性好，所以也具有較好的抗震性，非常適合應用于高層建筑和地震頻繁地區。
1.2型鋼混凝土結構的發展及應用
對型鋼混凝土研究較早的國家是日本，目前日本型鋼混凝土的相關試驗在國際上也比較領先。日本型鋼混凝土結構最初是以鋼骨為主，鋼筋為輔的結構形式，二十世紀七十年代以后，逐漸采用了以實腹式為主要的結構形式。通過多年的研究和試驗，型鋼混凝土結構基本上已經形成了較為完整的設計理念和設計方法。在歐美國家，型鋼混凝土的最初是為了滿足其耐火性，而在鋼結構之外包裹混凝土，稱為混凝土包鋼結構。二戰結束之后，前蘇聯曾經大量采用了型鋼混凝土結構，五十年代對空腹式鋼骨混凝土構件進行了大量的研究，從1978開始才進行以實腹式型鋼混凝土結構為主的試驗。我國的型鋼混凝土結構研究較晚，具體的開始研究是在上世紀八十年代中后期，之后進行了大量的包括梁、柱以及節點的研究試驗，也進行了大量的力學分析從而制定出了相應的規程。
型鋼混凝土結構在我國最初應用于工業廠房上，隨著型鋼混凝土技術的不斷成熟，上世紀八十年代后，逐漸的開始應用于高層或者超高層建筑當中。較為典型的是香港中國銀行大廈，其結構的總高為315m，整夜大廈采用五根型鋼混凝土柱組成。上海金貿大廈則是由核心筒加圈復合巨型術的H型鋼、鋼筋和高強混凝土組成。其巨型術中的H型鋼具有抵抗豎向何載和水平荷載的作用。隨著型鋼混凝土的不斷發展，其應用的范圍也在逐步擴大，比如在橋梁工程上的應用。在橋梁工程中型鋼混凝土也逐漸從局部構件的應用，發展到了橋梁整體結構中的應用。
2型鋼混凝土結構中鋼結構的深化設計
鋼結構的深化設計也稱為加工詳圖，是鋼結構加工前不缺少的工作，它是通過對設計文件的細化、補充以及量化，來繪制成構件、部件和零件等不同需要的圖紙，從而進行工廠制作和現場安裝。鋼結構的深化設計主要以鋼結構的設計圖為依據，由鋼結構加工單位進行深化編制和完成，并作為鋼結構加工和安裝的依據。這兩種設計方法分工較為合理，有利于保證工程的施工質量，也便于施工。
2.1設計要點：
2.1.1深化設計內容：鋼結構的深化設計內容主要包括圖紙的目錄說明；深化設計的總說明；結構構件安裝布置總圖；通過節點焊接工藝圖；構件圖、部件圖、零件圖；構件或者零件清單等。
2.1.2準備工作：進行深化設計并需要進行設計評估，包括進度評估和能力評估。另外還要進行鋼結構圖紙的會審，以便全面了解設計內容，使各相關人員和部門的工作能夠協調統一。同時找出設計中存在的問題，在會審中進行解決以免影響后期深化設計。
2.1.3工作要求:進行深化設計的工作人員，應該本著認真而負責的態度做好加工詳圖；讀懂設計文件的每項內容和要求是深化設計人員的基本工作，如發現任何設計問題應該及時進行調整協商；鋼結構深化設計的總說明，主要包括設計依據、制作安裝說明、構件材質要求、表面處理要求以及其它各細節要求的說明；工廠生產的各分段構件在現場拼裝時的所有數據都必須在總裝圖中進行說明；構件圖應該包括現場拼裝的信息和各階段的驗收記錄，以及特殊焊點的焊接要求等；構件安裝的布置圖主要包括梁、柱等主要構件的分布情況，同時構件的編號必須與圖紙標注的構件編號一致；材料表上要標注完整的構件或者零件的編號、材質、數量和重量等參數。
2.2節點設計原則：
鋼結構的節點設計原則是節點連接的承載力要高于構件截面的承載力；進行安裝單元劃分時，工地的接頭應該考慮到人工焊接時的位置適合度和舒適度，以方便安裝為原則。柱要設計在主梁上端的1～1.3米位置，梁的設計每跨一個單元，結合現場的塔吊情況進行分段，但其接頭位置應該設在跨的1/3～1/4處。進行懸臂梁段的安裝單元時，懸臂梁的長度可以根據梁的跨度和荷載進行設定，框筒結構在采用帶懸臂梁段的柱安裝時，梁的接頭可以設在跨中位置；構件焊接時等強連接的對接接頭，其拼料的長度要大于300mm，縱橫方向的對接焊縫要錯開大于200mm；梁、柱的焊接組合可采用全焊透或者部分焊透的對接與角接組合焊縫形式，角焊縫可采用加強全熔透焊縫或者部分熔透焊縫的對接焊縫；梁、柱的對接應該采用等強全熔透焊縫的形式；安裝單元的節點連接包括染與柱的連接、柱與柱的連接以及梁與梁的連接。
2.3深化設計質量控制措施
進行深化設計時，要從內部與外部的質量來控制。內部質量控制的重點是減少設計過程和深化文件的出錯頻率。反復的校對和審核是較為有效的方法，也可應用較為實用的深化設計軟件。另外，深化設計人員的專業素質也是控制內部質量的重要因素，所以全面提升深化設計人員的專業素質是保證深化設計質量的關鍵；對于外部質量的控制措施，主要是對設計文件的嚴格檢查盡量減少和避免因設計錯誤導致的深化錯誤，從而造成加工困難、安裝不便等問題。
3結論
型鋼混凝土結構中鋼結構的深化設計，有著較強的提升空間和發展前景。鋼結構的深化設計需要大量的高素質、高水平專業人才，所以，我們應該在培養深化設計人才方面，提高重視度，以保證建筑行業的穩步前進。
參考文獻:
[1]郭鵬，張永勝.談型鋼混凝土結構[J].山西建筑.2012年1月第38卷第3期.36～37.
【關鍵詞】 高層建筑 混凝土結構 穩定設計
在現代建筑中，混凝土結構的應用日益廣泛，成了最常用的建筑結構之一。通常情況下，以鋼筋與混凝土為主要材料形成建筑結構?；炷两Y構雖然性能優異，然而也存在一些亟待解決的問題，其中又以穩定性問題最為突出。在一定條件下，混凝土結構的穩定性甚至決定了整個建筑工程的好壞。
1 混凝土結構概述
1.1 鋼筋混凝土結構的發展情況
在建筑行業，鋼筋混凝土結構已經有了較長的應用歷史，早在十九世紀中期的歐洲，人們便開始使用該種結構來修建鐵路橋梁的橋墩，到二十世紀中期，前蘇聯在廠房項目建設中開始大量應用這種結構。近些年來，以美國為首的西方發達國家不斷推出新型的、高性能的鋼筋混凝土結構，而我國則比較重視內填充式鋼筋混凝土結構的研究。在二十世紀六十年代，我國廠房等項目建設中開始大量采用鋼筋混凝土結構，并取得了比較理想的應用效果[1]。隨著我國社會經濟水平的不斷提高，鋼筋混凝土結構有了更進一步的發展，越來越多的高層建筑開始采用這種結構。
1.2 鋼筋混凝土材料的特點
對于鋼筋混凝土結構而言，其以鋼和混凝土為主要構成材料，主要發揮著承壓的作用，有如下特點：（1）理想的塑性和韌性。當鋼筋混凝土受到外力破壞時，能夠借助一定的塑性變形來抵御外力作用，如地震以及泥石流等。在沖擊負荷的影響下，其表現出理想的韌性;（2）承載力大。鋼筋混凝土結構具有更為優異的承壓性能，明顯超過鋼筋、混凝土單獨應用;（3）良好的經濟效益。相較鋼結構而言，鋼筋混凝土結構，在相同受力以及自重條件下，能夠節約50%左右的鋼材;（4）優異的抗火性;（5）施工方便。鋼筋混凝土很好地繼承了鋼筋的強度以及剛度，因而在工程中可發揮勁性骨架的作用，與此同時，還能夠實現對施工以及安裝工藝的有效簡化，從而大幅縮短工期[2]。
2 穩定性的判定原則
對鋼筋混凝土結構的穩定性進行判定時，通常遵循下述原則：（1）能量原則，在保守體系中比較常見，即結構體系在外力作用下會發生位移，應變能、外荷載勢能之和也就是整個結構系統所具有的總勢能，應用能量原理，能夠計算出總勢能是極大值或者極小值，最終實現對體系平衡穩定性的準確判定;（2）靜力準則，僅僅應用于保守體系，運用包括邊界條件在內的相關條件構建平衡方程，最終計算得到結構體系的內力;（3）動力準則，僅僅適用于非保守體系，穩定平衡結構一旦受到一定擾動作用時，便會開始振動，當擾動消失后，結構也會隨之停止振動，由此可斷定原平衡是穩定的，如果不是，則表明原結構是不穩定的[3]。
3 高層建筑混凝土結構的具體設計方法
3.1 單元結構布局設計的完善
對于高層建筑結構設計而言，其核心內容是所有單元結構予以獨立設計。單元結構設計一般情況下應用于那些建筑結構相對簡單且較為規則的平面設計，在具體設計環節，應關注如何有效控制平面結構中的整體長度，尤其是突出部分的長度，盡最大限度地保障所有結構部分都對應著均勻的承載力以及結構強度。對豎向結構進行設計時，一般應用那些相對均勻以及規則的設計，如此一來，可以很好地解決建筑外觀和內部結構可能存在的矛盾。
在單元結構布局設計工作中，應制定科學嚴謹的結構設計方案，立足于當前的設計理念和成果，以最大限度地保證高層建筑的實用性以及安全性為基本前提，對混凝土結構予以相應的優化設計，從而確保所有單位結構無論在水平方向上，還是在豎直方向上，均具有合理的、均勻的結構強度分布和承載力分布[4]。
3.2 高強混凝土和鋼筋使用的優化
對于高層建筑而言，鋼筋和混凝土是其最主要的兩種施工原料，在設計工作中，應在保證高層建筑具有可靠質量的基礎上，對高強度的鋼筋和混凝土予以必要的優化，合理減少兩種建筑材料的使用量，從而進一步提升和保證對建筑資源的配置效率。如某高層建筑位于地殼運動相對活躍的地區，那么對其結構進行設計時，相關人員應明確認識到，隨著高層建筑質量的加大，地震施加給它的作用也就越強烈，所以有必要在保證高層建筑符合質量要求的基礎上，對其進行一定的優化，最大限度地減少鋼筋與混凝土的實際使用量，削弱振動作用效果，最終使高層建筑結構具有足夠的穩定性以及安全性，有效延長其服役期限。
3.3 剪力墻平面結構設計的合理化
以高層建筑混凝土結構為對象，對其進行優化設計時，還應特別關注剪力墻平面結構布局問題，了解其給整個建筑結構承載力分布帶來的影響。在優化剪力墻平面結構的過程中，一般通過以下兩點來實現：首先，準確把握高層建筑的基本結構功能，并將其用作設計依據，最大限度地對剪力墻做集中化以及均勻化設計;其次，準確把握高層建筑的設計基準，對剪力墻采用雙向布置做法，從而最大限度地降低短肢剪力墻的使用頻率。
4 高層建筑混凝土結構的穩定性設計
4.1 高層建筑混凝土結構的臨界荷重
對于高層建筑混凝土結構，可將其當作有中等長細比的懸臂桿，其高寬比通常在3～9之間。該懸臂桿可能出現的整體失穩形態有三種，一是剪切型，二是彎曲型，三是彎剪型。對于純框架結構而言，其出現的失穩形態通常為剪切型;對于剪力墻結構而言，其出現的失穩形態通常為彎曲型或者彎剪型。
4.1.1 剪切型失穩的臨界荷重
剪切型失穩通常表現為整體樓層的失穩，純框架的梁和柱由于雙曲率彎曲導致層間發生側向位移，從而使得整個樓層出現屈曲。在進行近似計算時，需要將柱子軸向變形帶來的影響排除在外，那么其臨界荷重為[5]：
上式中，指的是第i樓層的臨界荷重，Di指的是第i樓層的抗側剛度;hi指的是第i樓層的層高。
4.1.2 彎曲型和彎剪型失穩的臨界荷重
對于彎曲型懸臂桿，其臨界荷重可通過歐拉公式進行計算[6]：
上式中：指的是施加在懸臂桿頂部的豎向臨界荷重;EJ指的是懸臂桿的彎曲剛度;H指的是懸臂桿的高度。彎曲型以及彎剪型懸臂桿各自的臨界荷重可共用下述近似計算公式：
4.2 高層建筑混凝土結構的臨界荷重的確定
由混凝土設計規范的相關規定可知：如果是正常使用極限狀態下的結構構件，那么應采用荷載效應的標準組合，同時結合長期作用產生影響予以驗算，從而確保變形裂縫等一系列計算值不會超出規范給出的限制。對于研究性試驗，其通常要收集三大參數，一是鋼筋、混凝土材料的實測強度，二是兩種材料的實際配筋率，三是結構構件所對應的界面幾何尺寸實測值[7]。因此應獲取結構構件的各項實際參數，然后使用極限狀態標準組合內力計算值予以反向求解，接下來再按照結構構件控制界面上的該內力予以計算，并結合試驗加載圖，基于該件的實際使用狀態提供的試驗荷載值予以確定。對于既有結構而言，由于材料的截面幾何尺寸、強度大小、配筋等諸多參數均是已知的，因此可借助研究性試驗方法，基于結構構件實際使用狀態所對應的試驗檢驗值予以有效確認。
4.3 設計中需要控制的指標
4.3.1 剛度比
對于結構豎向不規則控制而言，其關鍵指標便是剛度比。關于剛度比，軟件和相關規范一共提供了三種不同的計算方式，一是剪彎剛度，二是剪切剛度，三是地震力同對應的層間位移比。剪切剛度大多應用于對底部為大空間的一層轉換結構設計進行判斷。剪彎剛度大多應用于對底部為大空間的多層的轉換結構設計進行判斷。該處所提及的樓層平均層間位移比，通常相當部分工程均是借助這一數值對混凝土結構的豎向規則性予以判定，與此同時，其還是軟件進行剛度比計算過程中的一種常見缺省方式。主要是針對結構所對應的豎向規則性予以相應控制，防止豎向剛度出現突變，導致薄弱層，一旦發現薄弱層，則應予以必要加強。
4.3.2 軸壓比
基于抗震等級針對軸壓比限值做了相關規定。對框架柱的軸壓比進行限制，是為了賦予框架良好的抗倒塌能力，使柱具有足夠的塑性變形能力，避免柱受地震力影響而發生脆性破壞，最大限度地使框架柱表現為大偏心受壓破壞。要求剪力墻肢底部的塑性鉸區具有足夠的耗能能力以及良好的延性性能，如此一來，能夠避免豎向荷載承載能力受強烈地震影響而減弱，繼而誘發墻體被壓潰問題。通過構造措施的運用和對結構特性的有效控制，實現對該值的間接限制。如果軸壓比未得到滿足，那么可通過適當增大剪力墻或者框架柱的截面尺寸、安裝芯柱以及借助復合箍筋等相關辦法予以解決。
4.3.3 剪重比
所謂剪重比指的是，某層對應于水平地震作用標準值的樓層剪力與該層及其上各層重力荷載代表值之和的比值。應對各樓層所對應的最小地震剪力進行合理控制，從而使得結構可以承受住更為強烈的地震作用?，F行規范提供的振型分解反應譜法無法對該值進行精準估計，為提高結構安全系數，有必要對兩大數值進行限制，一個是結構總水平地震剪力，另一個是各樓層水平地震剪力最小值。
4.3.4 周期比
所謂周期比指的是，結構扭轉為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比。應保證結構平面布置具有足夠的規則性，避免因為過大偏心而導致結構出現所謂的扭轉效應;應保證結構具有足夠的抗扭剛度，假若扭轉剛度過小，則會給結構帶來一定的負面影響。若周期比不能滿足要求，則提示結構的扭轉剛度沒有側移剛度大，存在扭轉效應過大問題，這樣的結構在地震作用下很容易受到嚴重破壞。當周期比不滿足要求時，可通過下述方法進行調整：對結構中存在的不規則平面布置進行優化調整，讓結構剛度中心盡可能地靠近質量中心，甚至完全重合;適當提高結構的實際扭轉剛度。在SATWE程序中，所采用的振型是基于周期的長短予以排序的，結構的第一、第二振型最好能夠保持平動，而扭轉周期最好能夠位于第三振型或者更為高階的振型。假若第一振型便是扭轉時，那么周期比很顯然無法滿足規范上的相關要求。
5 結構穩定性設計的建議
“高層規定”針對各類結構體系給出了相應的位移限值，旨在有效控制結構剛度，避免結構剛度過弱。但是結構符合位移限值要求，并不意味著就能夠滿足穩定設計中關于剛重比的要求。特別是結構水平荷載相對偏小時，雖然結構剛度偏低，然而計算位移仍舊可以滿足位移限值要求。但在穩定設計中，水平荷載不會對剛度控制產生影響。在結構穩定設計時，應充分參考地震帶來的影響，保證結構在地震影響下的P-效應得到理想控制，防止整個結構發生失穩倒塌。對罕遇地震影響下出現的薄弱層彈塑性變形問題進行分析時，應考慮P―效應的相關計算，通常借助非彈性P―效應分析法進行分析和計算[8]。
6 結語
在高層建筑混凝土結構設計中，應重視和做好其穩定設計工作，總結結構失穩原因，并予以針對性解決，從而保證高層建筑混凝土結構的穩定性滿足設計要求和使用要求。
參考文獻：
[1]農云開，沈春亮，張永青.混凝土結構耐久性研究綜述[J].中國科技信息，2011，08：85-86.
[2]郭東海.鋼結構穩定設計的探討[J]. 黑龍江科技信息，2011，23：287-288.
[3]陶必國，Tao Biguo.混凝土結構設計方法及其優化措施[J].城市建筑，2014，02：37.
[4]呂世明.對混凝土結構設計安全度的探討[J].城市建筑，2014，01：35.
[5]陶必國.混凝土結構設計方法及其優化措施[J].城市建筑，2014，01：37.
[6]顏雙月，薛毅明.基于耐久性的混凝土結構設計的探討[J].建材發展導向，2014，02：206.
我國對混凝土結構耐久性的研究起步于60年代初期南京水利科學研究院的鋼筋銹蝕研究,對混凝土結構碳化和鋼筋腐蝕等問題研究始于60年代中期。80年代,我國曾就混凝土結構的耐久性問題進行過綜合調查,調查分析表明:我國混凝土結構的耐久性較差;混凝土強度偏低;抗碳化能力不強,保護層厚度偏小,且普遍缺乏合理的檢修、維護,不少混凝土結構不能保證在50年的設計使用年限內應有的使用功能和承載能力。
一、影響混凝土結構耐久性的因素
影響混凝土結構耐久性的因素主要有內部和外部兩個方面。內部因素主要有混凝土結構保護層厚度、水灰比和密實度、水泥品種、強度等級和用量、外加劑用量等,外部條件則有環境溫度、濕度、氯離子侵蝕、化學介質侵蝕、二氧化碳含量等。耐久性問題往往是內部存在不完善、外部不利因素綜合作用的結果。具有表現在以下幾個方面:
1、材料的質量
鋼筋混凝土材料的耐久性,主要取決于混凝土材料的耐久性,混凝土的水灰比越大,混凝土中粗骨料和水泥漿之間界面的裂隙和孔隙也越大,因此,降低了材料的耐久性。
混凝土水泥用量過少和強度等級過低,使材料孔隙率增加,密實度差,也降低了材料的耐久性。
2、鋼筋的銹蝕
混凝土對鋼筋具有保護作用。在一般情況下,鋼筋混凝土結構中的鋼筋不容易受到腐蝕,但當混凝土保護層失去保護作用后,混凝土中的鋼筋也會像的鋼筋一樣受到腐蝕。
混凝土保護層本身對鋼筋并沒有保護作用?；炷林詫︿摻罹哂斜Ｗo作用,是因為混凝土中含有堿性物質,pH值為12一13。在這樣的堿性環境中,鋼筋表面會形成一種鈍化膜,它是一層不滲透的牢固吸附于鋼筋表面上的氧化物(Fe203,•nH20)。鈍化膜的存在,使鋼筋表面不存在活性狀態的鐵,從而使鋼筋免受腐蝕。當鋼筋表面的鈍化膜破壞時,在存在氧氣和水分的情況下,鋼筋就會被破壞。因此,鋼筋混凝土結構中鋼筋銹蝕,是由于保護鋼筋的混凝土的碳化和氯離子滲入引起的腐蝕作用。
(1)混凝土的碳化
混凝土的的碳化是指混凝土中的成分(主要是Ca(OH)2)與滲進混凝土中的二氧化碳(CO2)和其它酸性氣體,如二氧化硫(SO2)、硫化氫(HS)等發生化學反應使混凝土堿性降低的現象。堿性降低的直接后果是使鋼筋表面鈍化膜失去穩定性。當混凝土中的pH值小于11.5一11.8時,鋼筋表面的鈍化膜就會失去穩定性或被破壞,混凝土就不能保護鋼筋免受腐蝕。而當混凝士被碳化時,其pH值約為8―9,鋼筋表面在混凝土孔隙中的水和氧共同作用下發生化學反應,生成新的氧化物Fe(OH)3,(即鐵銹),這種氧化物生成后體積增大,使用周圍混凝土產生拉應力直接引起混凝土的開裂。
(2)氯離子引起銹蝕
由于混凝土中氯離子吸附于鋼筋氧化膜表面,使氧化膜中的氧離子被氯離子替代生成金屬氯化物,析出№,也會使鈍化膜遭到破壞。同樣,在氧和水的作用下,鋼筋表面開始電化學腐蝕,所以,氯離子的存在對鋼筋銹蝕影響很大。一般情況下,鋼筋混凝土結構中的氯鹽摻量不應大于水泥用量的1.0%,而且,摻氯鹽的混凝土結構必須振搗密實,也不宜采用蒸汽養護。
3、混凝土的堿集料反應
堿集料反應一般指混凝土微孔中的堿溶液和骨料中的活性硅發生反應,生面堿一硅酸鹽凝膠并吸水產生膨脹壓力,造成混凝土開裂。
堿集料反應引起的混凝土開裂,在混凝土表面一般形成網狀或地圖狀裂縫,并在裂縫處滲出白色凝膠物質,而且裂縫的寬度越寬,則深度越深,裂縫總長度也越長。
堿集料反應引起的混凝土結構破壞的發展速度和破壞程度,比其它耐久性破壞更快、更嚴重。當混凝土結構發生堿集料反應時,一般不到兩年就會使結構出現明顯開裂,而且,堿集料反應一旦發生,就比較難以控制,還會加速結構的其它耐久性破壞進程。
4、凍融破壞
滲入混凝土中的水在低溫下結冰膨脹,將從內部損傷混凝土的微觀結構。經過多次凍融循環后,損傷積累將使混凝土剝落酥裂而降低混凝土的強度。
5、溫度和濕度變化的影響
混凝土會熱脹冷縮,同樣也會在干燥失水時收縮而泡水浸潤后膨脹,這種作用的交替進行,特別在驟然發生時,會因混凝土表層及內部體積變化不協調產生裂縫。這些因脹縮不均而引起的損傷日積月累,導致混凝土內部組織的破壞,最終會削弱結構抗力。
6、侵蝕性介質的腐蝕
酸、堿、鹽對混凝土都有程度不同的腐蝕性。酸性介質對混凝土的腐蝕是一種電化學腐蝕過程,由于酸同水泥中的硅酸三鈣,以及游離氫氧化鈣發生化學反應而生成溶性鹽。因此,混凝土抵抗各種強酸腐蝕的能力很差。
苛性堿對混凝土也有明顯的化學腐蝕作用,因為苛性堿能與水泥中的硅酸鈣和鋁酸鈣作用而生成膠結力不強的氫氧化鈉和易溶于堿性溶液的硅酸鹽和鋁酸鹽的緣故。
二、混凝土結構耐久性設計原則
1、結構工作環境分類
混凝土結構耐久性與結構工作的環境有密切關系。同一結構在強腐蝕環境中要比一般大氣環境中使用壽命短。結構工作環境分類,可使設計者針對不同的環境種類采用相應的對策。
2、混凝土的基本要求
影響耐久性的主要因素是混凝土本身的質量,提高密實度而減小混凝土的滲透性,可從根本上提高其抵抗碳化和有害介質入侵的速度,這與混凝土強度等級、水灰比等因素有關,此外,對耐久性有重大影響的氯離子含量及堿含量也應加以限制。新規范從混凝土組成成分的角度,提出了與耐久性有關的要求。
3、設計使用年限
《混凝土結構設計原理》是土木工程專業必修的專業基礎課，是一門實踐性很強與現行規范、規程等有關的專業基礎課。主要講授：混凝土結構所用材料的性能，混凝土結構設計原則，混凝土結構中常見的種類受力構件（軸心受力、受彎、受剪、偏心受力、裂縫及變形、預應力混凝土構件）的破壞特征、設計模型建立及設計方法?；炷两Y構課程包括兩大部分內容：第一部分是基本（構件） 理論， 第二部分是結構（設計）部分。目前， 混凝土結構知識的學習基本上是通過授課答疑作業這一程序完成的， 學生掌握知識程度的判別， 基本上是一次考試確定， 課程設計也是一個題目全班做。由于集中授課人數多，而答疑時間相對少， 學生在學習過程中普遍存在課堂學習理解不夠、課程設計存在抄襲現象。如何把握《混凝土結構設計原理》這門課程內容的主線，在教學中讓學生深刻理解計算理論和設計方法，學以致用；如何在教學實踐中使這門課生動起來，激發學生的學習興趣與熱情，使他們真正掌握這門課程，成為講授該課程過程中值得探索和思考的問題。結合課程教學的經驗，我們認為在教學方法上，應從以下幾個方面著手提高和改進：
1 加強學生對本課程的認識
在第一部分： 基本理論教學中， 學生開始普遍反映不適應， 概念多、符號多、公式多、配筋構造多， 抓不住重點。而在第二部分： 結構設計中， 尤其是在進行工程設計時， 學生都反映聽得懂， 但做不來。因此需要加強學生對本課程的認識。首先， 本課程與先修的力學課存在很大差異， 它所討論的問題都是工程中必須解決的.其次， 學生在材料力學、結構力學課中一直接受的是性能比較單純的構件受力分析， 而混凝土構件的材料性能比較復雜， 盡管如此， 分析方法與材料力學又有許多共共同之處： 它們都是通過幾何關系、物理關系和平衡關系來推導計算公式的； 第三， 力學課中學生習慣于按設定的已知條件去求解， 解答往往是唯一的?；炷翗嫾O計不僅要進行承載力和變形計算， 而且包括材料、截面選擇、配筋構造， 解答是多種多樣的， 這就需要引導他們選擇設計并優選出最佳配構結果； 第四， 確定結構方案需要綜合考慮建筑功能、經濟適用、便于施工等因素；而模型的建立更需要深入了解結構的受力特點.第五， 混凝土結構是一門還在不斷發展的學科， 要求學生在學習時要不斷了解和掌握這些新理論、新技術。
2 增強工程意識，激發學習興趣
為了增強工程意識、使課程內容與實際工程聯系起來， 從學生身邊的教室、宿舍、樓梯、雨棚等看得見、摸得著的構件講起， 并抽象為力學簡圖； 課前， 教師可以結合所教內容， 列舉一些實際案例， 既可以是成功經驗， 也可以是教訓總結， 讓學生認識到所學內容的重要性極其實際意義。由此明確學習目的， 激發學生的學習動力和興趣。另外， 教師也可以多提一些有意義的問題，這樣學生的學習興趣被激發起來， 教學效果自然就好起來。
3 注意精簡內容，做到融會貫通
在基本理論部分中， 應力分布和應力圖形的采取是非常重要的， 應講深學透。對構造不宜過多羅列， 否則不僅使講授內容增多，影響學生對重點內容的學習和領會。另外， 教師應該找出各章節之間的聯系， 使知識融會貫通， 形成一個網絡。這樣不僅學習起來比較輕松， 而且容易將前后知識點聯系起來， 加深印象， 提高學習效果。
4 重視構造措施
構造措施是人們在長期實踐經驗的基礎上總結出來的，可防止因計算中沒有考慮的影響因素而使結構構件開裂和破壞，同時也是為了使用和施工上的需要而采用的。構造措施可以說是鋼筋混凝土學習中既簡單又難于掌握的一部分內容。簡單在于規范規定很明確，而且表達形式簡單，難于掌握在于規范的條文多，學生不易理清思路和記憶。例如在鋼筋混凝土連續梁中，鋼筋在支座處的斷點與彎起點的構造問題，多數學生在學習時感到非常難于理解和記憶。但是構造措施在混凝土結構的設計中又是非常重要的。因此，教師應在教學中確定重點，幫助學生理解這些構造措施。
5 設計規范與書本內容結合， 重視課程設計
首先是設計規范要與課本的內容相結合。鋼筋混凝土結構設計現行的規范（GB50010 - 2002） 是2002 年出版的版本，一方面，教師在講課過程中，應該使學生認識到：作為實際工程結構設計，既要滿足理論分析計算，還要符合現行規范規定的要求（包括理論和構造兩個方面） 。另一方面，在講課過程中應強調課程與規范的聯系和相關性，使學生通過學習對規范有更深刻的理解；反過來，通過對規范的進一步理解，加強了課程與實際工程的聯系，提高了學生處理實際問題的能力。其次是重視課程設計。通?；炷猎O計課程設計安排在學期末進行，由于各門考試都安排在期末，學生經常會忙于復習而對課程設計投入不足，加上學生對課程設計不甚重視，因此建議將課程設計安排在課程結束后的下一個學期初始，這樣學生就會有時間和精力投入到設計中。
6 調整考核方式
混凝土課程中公式、圖表很多，如果單一地進行閉卷考試，一方面學生背公式的工作量太大，有些公式記憶的意義不大；另一方面由于是閉卷，很多內容就不適合作為考試題目，但這些內容在課程和實際工程中又比較重要，這樣就導致考試的范圍不全面，因此開卷與閉卷相結合是一個較好的方法。對概念性和一定需要記憶的內容采用閉卷考試，可以采用填空、選擇、簡答和論述等題型；對計算部分可采用開卷方式，題型和內容也可更豐富和靈活。我們認為，較為合理的成績評定：期末考核（65%）+平時成績（10%）+課程設計（25%）。
關鍵詞：房屋建筑；施工；混凝土；結構；加固技術
中圖分類號：TU755文獻標識碼：A
一、房屋建筑施工中混凝土結構加固的主要原因
隨著我國土木工程建設的快速發展，目前建筑物和構筑物進入老齡化階段的數量也在持續上升，這應該引起我們的注意和足夠的重視，而且這些都會在一定程度上造成混凝土結構承載力不足、開裂以及抗震性能降低等問題的出現，從而影響建筑物及構筑物的安全性能和使用功能。下面筆者就針對在對房屋鋼筋混凝土的加固施工過程中所遇到的有關加固施工方案及施工方法進行了簡單的介紹和分析。
（一）從設計理念上對房屋建筑使用壽命的理解不夠透徹
我國過去在房屋建筑的設計理念上，還沒能從最初的單純設計滿足載荷強度的設計原則，轉變到既滿足載荷強度需求又滿足使用壽命需要的設計思路，這也不能符合當今房屋建筑工程建設對使用壽命的要求。而加強房屋建筑使用壽命的理解，應首先要研究確定結構重要性的方法。
（二）沒有對房屋建筑結構的耐久性問題給予足夠的關注
房屋建筑在建造和使用過程中，往往會受到環境以及有害化學物質的侵蝕，再加上來自風荷載、雪荷載、疲勞荷載、地震荷載、甚至是超載、人禍等意外因素的影響和作用，同時房屋建筑也會因為自身使用材料的老化而使其本身的性能處于不斷弱化的狀態，從而造成房屋建筑物結構各個部分出現了不同程度的損傷和劣化。此外，大量的病害實例也可以證明影響房屋建筑結構耐久性的因素除了施工和材料方面的原因以外，還有來自設計上的缺陷。
（三）對于房屋建筑結構設計中的抗震措施設計缺乏深入的認識和重視
近幾年來，無論是國內還是國外，地震發生的頻率逐漸增加，對于房屋建筑物這一類的建筑工程而言，由于遭受地震而造成其破壞的可能性很大。因此，我們必須引領我國工程人員和廣大人民群眾對于房屋建筑的抗震設計的足夠的認識和重視，扭轉過去對抗震措施設計被忽略的這種錯誤理念。
二、建筑工程混凝土結構加固原則
對于建筑工程混凝土結構的加固原則我們應該遵從以下幾點：
首先，我們應該盡可能的使得加固措施發揮其應有的綜合效應，提高加固效率。其次，我們要始終遵循盡可能保留和利用原始結構構件的這一原則，充分發揮其原始結構的巨大潛力，最大限度的避免不必要的拆分和更換。第三，盡可能的減小對建筑物使用功能的影響。第四，對于加固后的力學分析和校準我們除了考慮應該遵循的最基本的結構設計原則之外，我們還應該將加固過程中所產生的工作應力、新舊材料協同工作的程度以及加固部分變滯后等現象充分考慮在內。最后，我們應該最大程度的去避免和降低因為設計方案所帶來的負面效應，充分考慮加固措施所帶來的積極影響。
三、混凝土結構加固方法探究
近些年來，對著建筑工程的不斷發展，混凝土結構也隨之不斷演變，類型變的復雜多樣。然而我們需要針對不同的結構來找出相對適應的混凝土結果加固技術，只有這樣才能夠在當今社會發展迅猛的態勢下滿足生產和生活的需要，進而節約成本，創造文化、環境價值。以下就主要介紹我國目前現行的幾種混凝土加固的方法。
（一）預應力加固法
預應力水平拉桿加固的混凝土受彎構件由于預應力和新增外部荷載的共同作用，拉桿內產生軸向拉力，該力通過桿端錨固偏心地傳遞到構件上（當拉桿與梁板底面緊密貼合時，拉桿會與構件共同找曲，此時尚有一部分壓力直接傳遞給構件底面），在構件中產生偏心受壓作用，該作用克服了部分外荷載產生的彎矩，減少了外荷載效應，從而提高了構件的抗彎能力。同時，由于拉桿傳給構件的壓力作用，構件裂縫發展得以緩解、控制、斜截面抗剪承載力也隨之提高。
（二）增設節點加固法
此種方法使用起來比較簡單易于操作，主要是通過增加節點來減少結構的跨度，以期達到減少結構內部應力，增強結構承受能力的目的。不過此種方法的采用易受空間的限制，通常只被運用到大跨度的梁、板、網架等水平混凝土結構上。
（三）碳纖維加固法
這種方法主要是通過使用輕質高強的碳纖維布粘貼結構相應的部位來達到補強加固的效果，而且相對于其他加固方法有著易于施工和不增加截面尺寸等優點。但是碳纖維加固時使用的結構膠屬于有機材料，因此也同樣存在不耐火，耐高溫性能較差的問題，耐久性能也有待改善。
（四）加大截面加固法
混凝土受彎構件往往因為使用時間的問題造成結構的破壞，而這時在其表面加混凝土現澆層，可增加截面有效高度，擴大截面積從而提高構件正截面抗彎，斜截面抗剪能力和截面剛度，起到加固補強作用。在截面的受拉區加現澆混凝土圍套增加構件截面，通過新加部分和原構共同工作，可有效地提高構件承載力，改善正常使用性能。加大截面加固法施工藝簡單、適應性強，并具有成熟的設計和施工經驗；適用于梁、板、柱、墻一般構造物的混凝土的加固；但現場施工的濕作業時間長，對生產和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。
（五）粘鋼加固法
粘鋼加固法，主要是通過在節點表面使用特殊的建筑結構膠粘貼鋼板或是角鋼，使其協同工作，利用夾鋼和鋼板對核心區混凝土的約束作用以及自身的承載力來提高核心區承載能力。這樣加固法的優點是對結構外形幾乎沒有影響，施工工期較短，在作業施工時對生產和生活影響較小，但是由于這種方法推廣的時間較短，抗老化的性能尚不清楚。
四、總結
綜上所述，房屋建筑物在安全性和耐久性方面必須成為我們重視的問題，這不但需要我們在房屋建筑物方面多年豐富經驗的積累和實踐，同時還需要我們能夠以積極而又謙虛態度對國際上的一些成功經驗和與慣例做法進行良好借鑒和引進，從而最終引領我國的房屋建筑結構設計理念并入國際軌道，使其上升到一個新的層次。
參考文獻：
[1] 姚繼濤,馬永樂.建筑物可靠性鑒定和加固基本原理及方法[M].北京;科學出版社,2003年.
【關鍵詞】 延性抗震等級
【Abstract】 Inthispaper,theauthorsanalyzedthereasonsofA buildingwithmultipleseismicgradeintheengineeringdesign。
【Key words】 Ductility ; Seismicgrade
建造于有抗震設防要求地區的鋼筋混凝土結構樓房，在工程設計時，通常要求應有較好的延性。延性是衡量結構是否具有良好耗能能力的一個重要指標，一般指構件和結構屈服后，具有承載能力不降低或基本不降低、且具有足夠塑性變形能力的一種性能。然而結構的延性是不能通過計算精確得到的，而是通過加強構造措施的方法來保證結構的延性，所以在不同的情況下，構件的延性要求是不同的，在地震作用強烈或是對地震作用敏感的地方延性的要求應高一些，重要的、震害造成損失較大的結構，延性的要求也應高一些，反之，延性的要求可適當的降低。前面說過，因為延性不是通過計算得到的，所以為了在工程設計的過程中做到安全適用、經濟、合理，《建筑抗震設計規范》（GB 50011-2001）與《高層建筑混凝土結構技術規程》（JG 3-2002）采用了對鋼筋混凝土結構區分抗震等級（特一級、一級、二級、三級、四級）的辦法，不同的抗震等級的構造措施不同，從而在宏觀上對結構的不同延性要求加以區別。
對于一棟鋼筋混凝土結構的樓房我們是怎樣確定它的抗震等級而來保證它的延性呢？這里我們先來解釋一下三個重要概念： ①抗震措施：除地震作用計算和抗力計算以外的抗震設計內容，包括抗震構造措施；②抗震構造措施：根據抗震概念設計原則，一般不需計算而對結構和非結構各部分必須采取的各種細部要求；③抗震等級：它是結構構件設防的標準，鋼筋混凝土結構的樓房應根據烈度、結構類型和房屋高度采用不同的抗震等級，并應符合相應的計算、構造措施和材料要求。從上面的概念介紹我們可以看出抗震措施包括的內容比較廣泛一些，它主要有場地選擇、內力的調整、結構選型、結構布置與一些增大延性的措施；而抗震構造措施包括范圍相對來說要小一些，如限制最大軸壓比、最小體積配箍率等。對于抗震等級，在同等設防烈度和房屋高度的情況下，不同的結構類型，其次要抗側力構件的抗震等級可低于主要抗側力構件，當然在實際工程設計中，也可根據具體需要來提高局部某些構件的抗震等級。掌握這三個概念之后，我們就可以根據《建筑抗震設計規范》（GB 50011-2001）或《高層建筑混凝土結構技術規程》（JG 3-2002）來確定任何一棟鋼筋混凝土結構樓房的抗震等級而不會出錯。下面我們來通過三個案例來說明確定樓房的抗震等級應注意的問題，并且通過案例看出同一棟鋼筋混凝土結構的樓房有多個抗震等級的情況。
【案例一】：某框架-剪力墻結構房屋的抗震設防分類標準為丙類，總高為28米，層數為9層，所處地區的場地類別為II類，抗震設防烈度為7度，設計基本加速度為0.10g，確定該房屋的抗震等級。
主要考慮過程如下：根據《建筑抗震設計規范》的第6.1.1條可以看出，房屋的高度是滿足要求的，因該房屋的抗震設防分類標準為丙類，所以可以直接根據表6.1.2查出此房屋的抗震等級為：框架部分為三級，剪力墻部分為三級。從這個案例我們可以看出這個樓房有兩個抗震等級，抗震措施與抗震構造措施所用的抗震等級是相同的。
【案例二】：某框架結構房屋的抗震設防分類標準為丙類，總高為28米，層數為9層，所處地區的場地類別為III類，抗震設防烈度為7度，設計基本加速度為0.15g，確定該房屋的抗震等級。
主要考慮過程如下：根據《建筑抗震設計規范》的第6.1.1條可以看出，房屋的高度是滿足要求的，因該房屋的抗震設防分類標準為丙類，根據表6.1.2查出此房屋的抗震等級為三級，根據《建筑抗震設計規范》3.3.3條，當建筑場地為Ⅲ時，對設計基本地震加速度為0.15g的地區，除本規范另有規定外,宜分別按抗震設防烈度8度(0.20g)時各類建筑的要求采取抗震構造措施，所以該房屋當確定抗震構造措施時所用的抗震等級為二級。從這個案例我們可以看出這個樓房也有兩個抗震等級，但抗震措施與抗震構造措施所用的抗震等級是不相同的；當進行內力的調整時，所用的抗震等級為三級，當確定構件的最大軸壓比、最小體積配箍率時，所采用的抗震等級為二級，雖然本案例的抗側力構件為單一的構件（框架），但它仍然有兩個抗震等級，從而來保證結構的延性。下面我們通過【案例三】來說明同一棟樓房有更多的抗震等級和更為復雜的情況。
【案例三】：某框支剪力墻結構房屋的抗震設防分類標準為丙類，總高為60米，層數為18層，所處地區的場地類別為III類，抗震設防烈度為7度，設計基本加速度為0.15g，轉換層的位置設置在2層，確定該房屋的抗震等級。
