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時間：2022-02-16 09:50:15
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前言
所謂超限高層建筑工程是指超出國家現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程所規(guī)定的適用高度和適用結(jié)構(gòu)類型、體型特別不規(guī)則以及有關(guān)規(guī)范、規(guī)程規(guī)定應(yīng)進(jìn)行抗震專項(xiàng)審查的高層建筑工程。中廣大廈是集辦公，住宅,商場,餐飲,娛樂為一體的大型高層綜合性建筑。包括三棟高層塔樓(A,B,C棟).裙房五層,地下二層。地下一、二層為設(shè)備用房，汽車庫，地下二層戰(zhàn)時為六級人防。地上一~五層為商場。A、B棟塔樓為6~26層蝶形平面的高層住宅，房屋高度89.1米，包括局部突出在內(nèi)，建筑總高度106.1米。C棟塔樓為6~28層大空間辦公室，房屋高度99.6米。包括局部突出在內(nèi)，建筑總高度118.800米。五層商場總面積為26745平方米，總建筑面積100010平方米。
因房屋總長度遠(yuǎn)超過鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距55米的限值，為此設(shè)二道抗震縫將房屋分為三段，形成三個結(jié)構(gòu)單元。即A、B棟高層為大底盤、雙塔樓；C棟為獨(dú)立帶裙房的框架剪力墻結(jié)構(gòu)高層建筑；其余為框架結(jié)構(gòu)。建筑抗震設(shè)防類別均為乙類，場地類別為Ⅱ類?；A(chǔ)采用鋼筋混凝土平板式筏形基礎(chǔ)，底板厚度1600mm（住宅部分）、1800mm（辦公部分），持力層為強(qiáng)風(fēng)化砂巖，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值400Kpa，壓縮模量Es=12~17Mpa.。本建筑的結(jié)構(gòu)安全等級為一級，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年。本文以A、B棟為論及對象。
1、結(jié)構(gòu)布置特點(diǎn)
A、B棟高層為滿足上部住宅建筑的舒適性、規(guī)則性要求（即住宅室內(nèi)無柱角）及下部五層商場大空間的使用要求，采用五層大底盤雙塔樓框支剪力墻結(jié)構(gòu)，在五~六層中間利用設(shè)備層做轉(zhuǎn)換層，采用梁式轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換層設(shè)置標(biāo)高為23米。高寬比為3.22，長寬比為4.13，轉(zhuǎn)換層上下剪切剛度比值γ=1.395。
1、房屋高度超限
A、B棟高層房屋高度為89.1米，超過了《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》（JGJ3-91）中規(guī)定的框支剪力墻結(jié)構(gòu)8度區(qū)適用高度80米的限值。
2、采用雙塔樓聯(lián)體結(jié)構(gòu)，質(zhì)量、剛度分布不均勻，豎向不規(guī)則。
3、高位轉(zhuǎn)換：
在五~六層之間利用設(shè)備層做轉(zhuǎn)換層，標(biāo)高23米。超過8度區(qū)轉(zhuǎn)換層宜控制在3層以下的限制。
4、由于住宅建筑平面的要求，局部存在二次轉(zhuǎn)換。
5、由于商場使用功能的限制，A、B棟塔樓的落地剪力墻數(shù)量偏少，且大都布置在商場后部，主體結(jié)構(gòu)與大底盤中心的偏心矩與底盤尺寸之比大于0.2。
6、6~26層住宅部分在剪力墻局部開設(shè)角窗。
2、構(gòu)造措施
經(jīng)我院多次分析論證，認(rèn)為其主要不利因素為：框支剪力墻結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)換層以下，支撐框架與落地剪力墻并存，形成了“支撐框架—剪力墻“體系。此中，支撐框架是一個薄弱環(huán)節(jié)。這種結(jié)構(gòu)體系，在高位轉(zhuǎn)換時，由于在轉(zhuǎn)換層附近的剛度、內(nèi)力和傳力途徑發(fā)生突變，易形成薄弱層，對抗震不利。同時，支撐框架柱要直接承擔(dān)上部傳來的重力荷載，直接承擔(dān)其上剪力墻由于傾覆力矩產(chǎn)生的軸力，要直接承擔(dān)不可能依靠樓板全部間接傳力給落地剪力墻而有一部分直接傳來的地震水平剪力。這樣使得轉(zhuǎn)換層以下支撐框架柱的內(nèi)力遠(yuǎn)大于計(jì)算分析結(jié)果。對此采取以下措施：
1、在塔樓范圍內(nèi)五層以下框支部分采用鋼骨混凝土柱，鋼筋混凝土梁混合結(jié)構(gòu)（鋼骨混凝土柱共48個）。作為解決高位轉(zhuǎn)換和高度超限的一項(xiàng)重要措施。
2、A、B棟塔樓的裙樓樓屋面板，在塔樓高振型的影響下，承受較大反復(fù)作用下的縱向拉壓力及橫向剪力，受力十分復(fù)雜。同時，由于建筑使用功能的要求，在裙樓中部開設(shè)大洞以便設(shè)置電梯，對樓板削弱較大。針對這一不利因素，在設(shè)計(jì)中采用了加強(qiáng)開大洞處樓板四周梁的斷面及配筋，加大樓板厚度，增設(shè)斜筋的措施。
3、由于上部住宅為蝶形平面，在轉(zhuǎn)換層個別部位出現(xiàn)了二次轉(zhuǎn)換梁。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002）第10.2.10條的規(guī)定：轉(zhuǎn)換層上部的豎向抗側(cè)力構(gòu)件（墻、柱）宜直接落在轉(zhuǎn)換層的主結(jié)構(gòu)上。當(dāng)結(jié)構(gòu)豎向布置復(fù)雜，框支主梁承托剪力墻并承托轉(zhuǎn)換次梁及其上剪力墻時，應(yīng)進(jìn)行應(yīng)力分析，按應(yīng)力校核配筋，并加強(qiáng)配筋構(gòu)造措施。B級高度框支剪力墻高層建筑的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，不宜采用框支主、次梁方案。針對這一不利因素，我們采取了加強(qiáng)框支主梁的配筋構(gòu)造措施，并在框支主梁的下部配筋區(qū)設(shè)置鋼梁的措施。
4、在住宅部分開設(shè)角窗，削弱了剪力墻結(jié)構(gòu)體系的整體性，對其抗震性能帶來了不利影響，改變了剪力墻與框支梁之間的傳力方式。針對這一不利因素，我們決定從受力計(jì)算和構(gòu)造措施兩方面予以加強(qiáng)處理。
3、計(jì)算結(jié)果分析
3.1、總體計(jì)算結(jié)果
1、計(jì)算軟件：
采用中國建筑科學(xué)研究院的PKPM系列中的TAT（多層及高層建筑結(jié)構(gòu)三維分析與設(shè)計(jì)軟件），SATWE（多、高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計(jì)軟件）兩種不同程序分別進(jìn)行對比計(jì)算，其總體計(jì)算結(jié)果接近。下面列出TAT、SATWE的計(jì)算結(jié)果。地震影響系數(shù)采用《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ11-89中的數(shù)值：多遇地震0.16，罕遇地震0.9，阻尼比取0.05
2、設(shè)計(jì)參數(shù)：
地震烈度8度；場地土類別Ⅱ類；抗震等級框架、剪力墻均為一級；樓層自由度數(shù)：每個塔樓每層3個自由度（兩個平動，一個扭轉(zhuǎn)）；地震作用按側(cè)剛分析模型考慮扭轉(zhuǎn)耦連，用18個振型計(jì)算，固定端取在±0.000處。
3、結(jié)構(gòu)基本周期：
SATWE結(jié)果：T1=1.3611T2=1.3455T3=1.2611
T4=1.1075T5=1.0510T6=1.0458
（僅列出前六個振型）
TAT結(jié)果：T1=1.5046T2=1.4899T3=1.3669
T4=1.2368T5=1.1506T6=1.0749
(僅列出前六個振型)
4、地震作用下的底層水平地震剪力系數(shù)：
SATWE結(jié)果：Qox/G=4.44%Qoy/G=4.35%
TAT結(jié)果：Qox/G=4.08%Qoy/G=4.08%
5、地震作用下按彈性方法計(jì)算的最大層間位移與層高比值：
SATWE結(jié)果：Ux/h=1/2262Uy/h=1/2187
TAT結(jié)果：Ux/h=1/1573Uy/h=1/1583
6、地震作用下按彈性方法計(jì)算的最大頂點(diǎn)位移與總高比值：
SATWE結(jié)果：Ux/H=1/3021Ux/H=1/2649
TAT結(jié)果：Ux/H=1/2428Ux/H=1/2373
7、結(jié)構(gòu)振型曲線及時程分析的部分圖形
3.2、計(jì)算結(jié)果分析
根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果來看，兩種計(jì)算結(jié)果接近。下面以SATWE程序?yàn)橹鬟M(jìn)行分析：
1、自振周期在合理范圍之內(nèi)，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比為0.9，滿足規(guī)范要求。
2、振型曲線光滑符合規(guī)律。
3、底層剪重比>3.2%,滿足規(guī)范要求。
4、最大層間位移和頂點(diǎn)位移<1/1000，滿足規(guī)范要求。從最大樓層位移曲線可以看出，五層以下較緩，而轉(zhuǎn)換層以上較陡，說明底盤剛度比塔樓剛度小。
5、分析表明，時程分析的最大位移均不超過反應(yīng)譜法計(jì)算的位移值，y向樓層剪力，X、Y向樓層彎矩均不超過反應(yīng)譜法計(jì)算的樓層剪力及樓層彎矩，僅X向樓層剪力TAF-2波大于反應(yīng)譜法，但三個波的平均值仍小于反映譜法樓層剪力。動力時程分析復(fù)核結(jié)果表明，不需要調(diào)整個樓層構(gòu)件的內(nèi)力和斷面配筋。
3.3、局部計(jì)算及構(gòu)造處理
1、框支梁：采用SATWE程序中的框支剪力墻有限元分析程序進(jìn)行計(jì)算，并進(jìn)行應(yīng)力分析。同時，加強(qiáng)框支梁的配筋構(gòu)造措施，為避免框支梁鋼筋過密，在框支主梁的下部配筋區(qū)加設(shè)一根580mm高的鋼梁。
2、角窗：整體計(jì)算時，角窗上部墻體按雙懸臂梁進(jìn)行計(jì)算。配筋設(shè)計(jì)時同時滿足剪力墻連梁的要求。同時，加強(qiáng)角窗周圍的暗柱及連梁的配筋，邊墻剪力墻加墻垛，角窗部分樓板加斜筋。
3、鋼骨柱的計(jì)算：首先，確定鋼骨的截面形式，預(yù)定鋼骨柱的鋼骨含鋼率，帶入SATWE程序中進(jìn)行整體計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)整含鋼率。有關(guān)鋼骨柱的構(gòu)造及具體做法見下面的詳細(xì)介紹。
4、鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作
采用鋼骨混凝土是解決超限問題的重大技術(shù)措施，也是本次設(shè)計(jì)的重要組成部分，在我省也是首次采用。在本次設(shè)計(jì)中，鋼骨柱采用的是實(shí)腹式十字型鋼，鋼骨梁采用的是工字型鋼。在鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要注意的幾個問題如下：
4.1、鋼骨的含鋼率：
關(guān)于鋼骨混凝土構(gòu)件的最小和最大含鋼率，目前沒有統(tǒng)一的認(rèn)識，但當(dāng)鋼骨含鋼率小于2%時，可以采用鋼筋混凝土構(gòu)件，而沒有必要采用鋼骨混凝土構(gòu)件。當(dāng)鋼骨含鋼率太大時，鋼骨與混凝土不能有效地共同工作，混凝土的作用不能完全發(fā)揮，且混凝土澆注施工有困難。因此，在冶金部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》YB9082-97中將鋼骨含鋼率定為2%~15%。一般說來，較為合理的含鋼率為5%~8%。另在建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ138-2001中定為4%~10%。在中廣大廈鋼骨混凝土柱的設(shè)計(jì)中，考慮到建設(shè)單位盡量節(jié)約鋼材，節(jié)省資金的要求，經(jīng)專家委員會認(rèn)可，鋼骨柱的含鋼率確定為3.5%。
4.2、鋼骨的寬厚比：
鋼板的厚度不宜小于6mm，一般為翼緣板20mm以上，腹板16mm以上，但當(dāng)鋼板厚度大于36mm時，鋼材的厚度方向的斷面收縮率應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《厚度方向性能鋼板》GB5313中的Z15級的規(guī)定。這是因?yàn)楹穸容^大的鋼板在軋制過程中存在各向異性，由于在焊縫附近常形成約束，焊接時容易引起層狀撕裂，焊接質(zhì)量不易保證。鋼骨的寬厚比應(yīng)滿足規(guī)范的要求。
4.3、鋼骨的混凝土保護(hù)層厚度：
根據(jù)規(guī)范規(guī)定，對鋼骨柱，混凝土最小保護(hù)層厚度不宜小于120mm，對鋼骨梁則不宜小于100mm。
4.4、要重視鋼骨混凝土柱與鋼筋混凝土梁在構(gòu)造連接上的配合協(xié)調(diào)問題。
5、鋼骨的制作與構(gòu)造措施
5.1、鋼骨的制作
鋼骨的制作必須采用機(jī)械加工，并宜由鋼結(jié)構(gòu)制作廠家承擔(dān)。型鋼的切割、焊接、運(yùn)輸、吊裝、探傷檢驗(yàn)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50205、《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ81、《鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》GB50221的規(guī)定，鋼材、焊接材料、螺栓等應(yīng)有質(zhì)量證明書，質(zhì)量應(yīng)符合國家有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。焊接前應(yīng)將構(gòu)件焊接面除油、除銹，焊工應(yīng)持證上崗。施工中應(yīng)確保施工現(xiàn)場型鋼柱拼接和梁柱節(jié)點(diǎn)連接的焊接質(zhì)量，型鋼鋼板的制孔，應(yīng)采用工廠車床制孔，嚴(yán)禁現(xiàn)場用氧氣切割開孔，在鋼骨制作完成后，建設(shè)單位不可隨意變更，以免引起孔位改變造成施工困難。
5.2、鋼骨混凝土中設(shè)置抗剪拴釘?shù)囊?/p>
鋼骨混凝土與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的顯著區(qū)別之一是型鋼與混凝土的粘結(jié)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鋼筋與混凝土的粘結(jié)力。根據(jù)國內(nèi)外的試驗(yàn)，大約只相當(dāng)于光面鋼筋粘結(jié)力的45%。因此，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中認(rèn)為鋼筋與混凝土是共同工作的，直至構(gòu)件破壞。而在鋼骨混凝土中，由于粘結(jié)滑移的存在，將影響到構(gòu)件的破壞形態(tài)、計(jì)算假定、構(gòu)件承載能力及剛度、裂縫。通?？捎脙煞N方法解決，一是在構(gòu)件上另設(shè)剪切連接件(栓釘)，并按照計(jì)算確定其數(shù)量，即滑移面上的剪力全由剪切連接件承擔(dān)，稱為完全剪力連接。這樣可以認(rèn)為型鋼與混凝土完全共同工作。另一種方法是在計(jì)算中考慮粘結(jié)滑移對承載力的影響，同時在型鋼的一定部位：如（1）柱腳及柱腳向上一層范圍內(nèi)；（2）與框架梁連接的牛腿的上、下翼緣處；（3）結(jié)構(gòu)過渡層范圍內(nèi)的鋼骨翼緣處加設(shè)抗剪栓釘作為構(gòu)造要求。構(gòu)件中設(shè)置的栓釘應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《園柱頭焊釘》GB10433的規(guī)定，栓釘直徑一般為Ø19,長度不宜小于4倍栓釘直徑，間距不宜小于6倍栓釘直徑，且不宜大于200mm。并采用特制的設(shè)釘槍進(jìn)行焊接，焊接質(zhì)量應(yīng)滿足規(guī)范要求。
5.3、鋼骨的拼接
鋼骨柱的長度應(yīng)根據(jù)鋼材的生產(chǎn)和運(yùn)輸長度限制及建筑物層高綜合考慮，一般每三層為一根，其工地拼接接頭宜設(shè)于框架梁頂面以上1~3m處。鋼骨柱的工地拼接一般有三種形式：（1）全焊接連接；（2）全螺栓連接；（3）栓、焊混合連接。設(shè)計(jì)施工中多采用第三種形式，即鋼骨柱翼緣采用全溶透的剖口對接焊縫連接，腹板采用摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接。中廣大廈設(shè)計(jì)中的鋼骨工地拼接采用第三種形式。
5.4、鋼骨柱的柱腳構(gòu)造
1、鋼骨柱的柱腳分為埋入式和非埋入式兩種，在抗震區(qū)宜采用埋入式柱腳，柱腳鋼骨的混凝土最小保護(hù)層厚度為：中間柱：不得小于180mm，邊柱和角柱：不得小于250mm。
2、鋼骨柱埋入式柱腳的埋入深度不應(yīng)小于3倍型鋼柱截面高度，在注腳部位和柱腳向上一層的范圍內(nèi)，鋼骨柱翼緣外側(cè)設(shè)置栓釘，栓釘直徑不小于Ø19，間距不大于200mm,且栓釘至翼緣板邊緣的距離大于50mm。
3、在中廣大廈的鋼骨設(shè)計(jì)中，由于建筑物嵌固端取在±0.000米處，為保證地下一層汽車庫的使用功能，經(jīng)多次反復(fù)研究、討論，最終確定了底層框架梁水平、垂直加腋，鋼骨伸入框架柱內(nèi)長度為1.5m，下部與鋼筋混凝土柱柱心鋼筋焊接。在施工過程中，施工單位提出，鋼骨注腳放在半層柱上施工有困難，施工質(zhì)量無法保證。后經(jīng)施工單位、設(shè)計(jì)單位、制作單位及建設(shè)單位多次研究，決定在鋼骨柱柱腳底部另設(shè)格構(gòu)式支架，將支架一延伸至地下一層底板（支架必須保證拉力傳遞），比上述方法容易施工，加快了施工進(jìn)度。經(jīng)實(shí)踐證明在今后的設(shè)計(jì)中若遇到同類問題，宜將鋼骨直接伸入地下一層，這樣即滿足了埋入式柱腳的埋深問題，又取消了底層梁加腋的施工工序、支架的制作安裝工序，節(jié)省了時間，施工質(zhì)量較易保證。
5.5、鋼骨柱的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造
框架梁、柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)是結(jié)構(gòu)受力的關(guān)鍵部位，設(shè)計(jì)時應(yīng)保證傳力明確，安全可靠，施工方便，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)不允許有過大的變形。
在鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)中，梁、柱節(jié)點(diǎn)包括以下幾種形式：（1）鋼骨混凝土梁—鋼骨混凝土柱的連接；（2）鋼梁—鋼骨混凝土柱的連接；（3）鋼筋混凝土梁—鋼骨混凝土柱的連接。在中廣大廈設(shè)計(jì)中我們遇到的是第三種情況。
規(guī)范規(guī)定，節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼骨部分的連接構(gòu)造應(yīng)與鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)連接相一致，在柱鋼骨的鋼牛腿翼緣水平位置處應(yīng)設(shè)置加勁肋，其構(gòu)造應(yīng)便于混凝土澆灌，并保證混凝土密實(shí)。柱中鋼骨和主筋的布置應(yīng)為梁中主筋貫穿留出通道，梁中主筋不應(yīng)穿過鋼骨翼緣，也不得與柱中鋼骨直接焊接，鋼骨腹板部分設(shè)置鋼筋貫穿孔時，截面缺損率不宜超過腹板面積的25%。
根據(jù)規(guī)范要求，在中廣大廈鋼骨設(shè)計(jì)中，我們采用的方法是：在鋼筋混凝土梁與鋼骨柱連接的梁端，設(shè)置一段工字型鋼梁（牛腿），鋼梁的高度由鋼筋混凝土梁高決定，一般為鋼筋混凝土梁高的0.7倍以上，鋼筋混凝土梁內(nèi)鋼筋的一部分與鋼牛腿焊接或搭接，鋼牛腿的長度應(yīng)滿足梁內(nèi)鋼筋內(nèi)力傳遞要求。因鋼骨柱主筋穿過鋼牛腿翼緣，鋼牛腿強(qiáng)度有所削弱，因此梁內(nèi)鋼筋焊接或搭接長度應(yīng)從牛腿根部起算。在實(shí)際施工中，由于鋼牛腿長度較長，運(yùn)輸有困難，鋼牛腿的長度均取滿足梁內(nèi)主筋焊接長度要求。在鋼牛腿的上、下翼緣上設(shè)置栓釘，栓釘?shù)闹睆綖?Oslash;19，間距200mm，從框架梁梁端至鋼梁（牛腿）端部以外2倍梁高范圍內(nèi)為框架梁端箍筋加密區(qū)，梁內(nèi)主筋保證有不少于1/3主筋面積穿過鋼骨連續(xù)配置。
為方便鋼骨的工廠化制作，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不同且難度最大的是：
（1）需確定鋼骨柱中每根鋼筋的準(zhǔn)確位置；
（2）根據(jù)鋼骨這種型鋼翼緣的寬度確定框架梁的寬度；
（3）確定框架梁中每根鋼筋的位置；
（4）根據(jù)柱梁鋼筋的位置確定鋼骨穿孔的位置；
（5）鋼骨中穿鋼筋的孔徑由鋼筋直徑確定，一般比鋼筋直徑大4~6mm；
（6）,鋼骨中縱橫兩方向穿鋼筋孔的位置至少應(yīng)錯開一個孔徑。
5.6、鋼骨的柱頂構(gòu)造
根據(jù)規(guī)范規(guī)定，但結(jié)構(gòu)下部采用鋼骨混凝土柱、上部采用鋼筋混凝土柱時，其間應(yīng)設(shè)置過渡層。在本次設(shè)計(jì)中，過渡層設(shè)置在轉(zhuǎn)換層中，柱頂加設(shè)一塊25厚柱頂錨固板。但在實(shí)際施工過程中，轉(zhuǎn)換大梁配筋較多，柱頂錨固板直接影響轉(zhuǎn)換大梁鋼筋的錨固，經(jīng)多方研究，取消了柱頂錨固板，為轉(zhuǎn)換大梁的順利施工創(chuàng)造了條件。
6、經(jīng)濟(jì)比較
未采用鋼骨混凝土柱前，框支柱截面尺寸為1300X1300mm,上部住宅為6~25層。采用鋼骨混凝土柱后，框支柱截面尺寸為1100X1100mm,上部住宅為6~26層，框支柱截面面積減少了30%左右，住宅面積增加了1860平方米。
在整個建筑中，共使用型鋼650噸，型鋼的材料、制作、安裝綜合預(yù)算價(jià)約為6500元/噸，減去縮小柱截面及減少鋼筋面積的費(fèi)用后，增加費(fèi)用257.63萬元，柱截面縮小后商場部分增加使用面積115.2平方米，按20000元/平方米計(jì)算，增加收益230.4萬元。增加住宅面積增加收益372萬元（1860平方米，按2000元/平方米計(jì)算），變更后增加凈收益352.77萬元。
一、概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)構(gòu)造
抗震設(shè)計(jì)中，影響整個結(jié)構(gòu)抗震能力的因素很多，如：結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力和變形能力;非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料性能及提供的強(qiáng)度儲備；結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造；結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；結(jié)構(gòu)的整體性能在經(jīng)受第一次地震后多次余震反復(fù)作用下的抗破壞能力。目前只對第一種因素作了計(jì)算，其它因素尚無法進(jìn)行計(jì)算，靠概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)構(gòu)造做到結(jié)構(gòu)體系具備必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、能力吸收及耗能能力，也就是具有足后的延性。對復(fù)雜結(jié)構(gòu)，七分計(jì)算三分構(gòu)造，更重要的是概念設(shè)計(jì)。
（一）概念設(shè)計(jì)
材料性能、構(gòu)件性能、連接構(gòu)造、結(jié)構(gòu)體系通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐檢驗(yàn)，但還不能計(jì)算，稱為概念設(shè)計(jì)，抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循以下原則：(1)結(jié)構(gòu)的承載力、剛度、質(zhì)量在平面內(nèi)和沿高度應(yīng)均勻、對稱和連續(xù)分布，避免應(yīng)力集中：(2)應(yīng)盡可能設(shè)置多道抗震防線，布置超靜定結(jié)構(gòu)及延性較高的耗能構(gòu)件，注意適當(dāng)加強(qiáng)靜定結(jié)構(gòu)部位、關(guān)鍵部位和薄弱環(huán)節(jié)；(3)注意結(jié)構(gòu)的連接整體性，結(jié)果單元應(yīng)采用牢固連接，不同結(jié)構(gòu)單元應(yīng)遵守徹底分開的要求；(4)估計(jì)和控制塑形鉸區(qū)出現(xiàn)的范圍和部位，有針對性的進(jìn)行構(gòu)造布置，掌握結(jié)構(gòu)的屈服過程以及最后形成的屈服機(jī)制；(5)做到強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎；(6)采取有效措施防止過早的混凝土剪切破壞，鋼筋錨固滑移和混凝土壓碎等脆性破壞；(7)構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)連接的承載力和剛度要與結(jié)構(gòu)的承載力和剛度相適應(yīng)，節(jié)點(diǎn)連接的承載力不低于構(gòu)件的承載力；(8)應(yīng)該避免盲目增加鋼筋，某一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)承載力超強(qiáng)或不足，都可能造成結(jié)構(gòu)的相對薄弱，梁端、柱端及抗震墻的加強(qiáng)部位受彎配筋在滿足承載力和抗震構(gòu)造要求的條件下，應(yīng)減少鋼筋超配；(9)考慮非結(jié)構(gòu)性部件對主體結(jié)構(gòu)抗震產(chǎn)生有利和不利的影響。
（二）結(jié)構(gòu)構(gòu)造
結(jié)構(gòu)體系靠力學(xué)計(jì)算保證構(gòu)件的承載力及變形，又靠構(gòu)造措施將構(gòu)件連接在一起，形成結(jié)構(gòu)體系，合理的構(gòu)造保證構(gòu)件傳力明確；保證在力的多次作用下能力的吸收及耗散；避免因部分構(gòu)件破壞而使結(jié)構(gòu)體系喪失承載能力及抗震能力；保證在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)的耐久性?？梢哉f結(jié)構(gòu)構(gòu)造是概念設(shè)計(jì)的具體化。我國通過幾十年的實(shí)踐，特別是唐山地震所總計(jì)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，后來試驗(yàn)研究都有完整的結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施。但是認(rèn)識在不斷提高，概念設(shè)計(jì)在不斷發(fā)展，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除正確運(yùn)用目前的構(gòu)造措施，同時還需要不斷總結(jié)、充實(shí)、提高。
二、結(jié)構(gòu)計(jì)算
（一）荷載要準(zhǔn)確
荷載包括結(jié)構(gòu)自重，建筑材料做法，設(shè)備荷載（設(shè)備自重、管道重），建筑功能需要的活荷載，風(fēng)、雪荷載、地震力、溫度變化產(chǎn)生應(yīng)力以及其它偶然作用等。有的荷載規(guī)范有所規(guī)定，可作依據(jù)，有的需要各專業(yè)提高。建筑專業(yè)提高的不僅僅是荷重，而應(yīng)該是具體的材料做法，設(shè)備專業(yè)則應(yīng)提供所選用的樣本。由于建筑做法和設(shè)備一般要到訂貨時才能落實(shí)，在這以前變換的可能性很大，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該意識到這一點(diǎn)，并要求有相關(guān)的知識，準(zhǔn)確計(jì)算所采用的荷載。
隔墻荷載占總荷載的比例較大，隔墻材料品種繁多，但尚無十分理想的隔墻材料，不是荷重偏大就是隔音差、抗撞擊差或板塊之間易出現(xiàn)裂縫。當(dāng)隔墻位置固定且隔墻材料確定時，預(yù)留荷載是必要的，但考慮過重的隔墻會使結(jié)構(gòu)用鋼量過大。一般可與建筑專業(yè)配合，易采用輕質(zhì)材料并在施工圖中說明隔墻材料，允許荷載值及位置。
結(jié)構(gòu)計(jì)算最忌諱漏掉荷載，他將使計(jì)算白費(fèi)或使結(jié)構(gòu)存在隱患，應(yīng)引以為戒。
（二）應(yīng)分析計(jì)算結(jié)果
對復(fù)雜或重大工程一般需要用兩種不同單元模型的程序進(jìn)行分析和比較，對特殊工程應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算程序。建立的模型，邊界、支撐條件應(yīng)盡量符合實(shí)際。程序中的輸入數(shù)據(jù)應(yīng)弄明其緣由，弄清其概念，對提高設(shè)計(jì)質(zhì)量是不可缺少的。
（三）環(huán)境類別與保護(hù)層的確定問題
混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范第3.4.1條規(guī)定了耐久性設(shè)計(jì)的原則及構(gòu)件環(huán)境類別的分類標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)范第9.2.1條給出了各類環(huán)境條件下的構(gòu)件縱向受力筋保護(hù)層最小厚度。這是新規(guī)范重視耐久性問題的具體體現(xiàn)。由于規(guī)范是依據(jù)構(gòu)件所處的環(huán)境類別來確定縱向受力筋保護(hù)層最小厚度的，對于處在兩種環(huán)境交界部位的構(gòu)件，如地下室墻，迎水面?zhèn)纫话銥槎惌h(huán)境，而其室內(nèi)一側(cè)一般為一類環(huán)境，兩側(cè)面的受力筋保護(hù)層最小厚度也應(yīng)有所區(qū)別。因此筆者認(rèn)為，對于處在兩種環(huán)境交界部位的構(gòu)件，在選用最低混凝土級別、確定混凝土配合比等耐久性基本要求（規(guī)范第3.4.2～3.4.8條）時應(yīng)接交界面上兩種環(huán)境類別中的最不利環(huán)境類別確定，在確定受力筋保護(hù)層最小厚度時，則應(yīng)按構(gòu)件表面所處的環(huán)境類別分別考慮。否則，對于基礎(chǔ)地板、地下室外墻，隨著保護(hù)層厚度的增大，采用商品混凝土?xí)r，構(gòu)件表面出現(xiàn)早期收縮縫的機(jī)率也隨之增大，而構(gòu)件表面開裂后，反而影響構(gòu)件的耐久性。所以保護(hù)層厚度不是越大越好，而應(yīng)構(gòu)件表面所處的環(huán)境類別有針對性地選用。
（四）安簡支計(jì)算的梁端部上部構(gòu)造鋼筋設(shè)置問題
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范第10.2.6條對實(shí)際受約束的簡支梁端上部構(gòu)造筋作了規(guī)定。此時梁端實(shí)際受到部分約束，如按梁端的實(shí)際約束條件采用彈性理論進(jìn)行整體內(nèi)分析，計(jì)算所得的實(shí)際彎矩除與梁上承受的荷載大小有關(guān)外，更與梁端的約束構(gòu)件即邊梁或構(gòu)件柱的相對剛度有關(guān)。將梁端構(gòu)造鋼筋的截面面積與梁跨中下部縱向受力鋼筋計(jì)算所需截面面積相關(guān)聯(lián)，只體現(xiàn)了梁上承受荷載的大小，而沒有考慮梁端實(shí)際約束程度，如果梁端實(shí)際約束程度很弱，非常接近于簡支，即使梁上承受的荷載很大，梁端實(shí)際彎矩仍很小，因而沒必要配置太多鋼筋，這是其一。其二，條文所指部分約束梁端的構(gòu)件通常是指磚混結(jié)構(gòu)的構(gòu)造柱、框架和主次梁體系中的邊梁，如果梁端實(shí)際配筋較大，梁承受的負(fù)彎矩也較大，與之平衡的構(gòu)造柱彎矩或邊梁的扭矩也較大，當(dāng)約束構(gòu)件是構(gòu)造柱時，由于構(gòu)造柱配筋較小，一般為4φ12，很可能造成構(gòu)造柱的配筋不足；當(dāng)約束構(gòu)件是框架或主次梁體系中的邊梁時，雖然按彈性理論計(jì)算邊梁有較大的扭矩，但國外的試驗(yàn)資料表明5，邊梁開裂后，其抗扭剛度約相當(dāng)于彈性抗扭剛度的1/10。塑性內(nèi)力重分的結(jié)果使得邊梁扭矩和梁端實(shí)際彎矩值都很小，沒比要配置太多的鋼筋。新的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范實(shí)施前，我院設(shè)計(jì)的大部分工程終于邊梁相交的梁端實(shí)際配筋統(tǒng)一為2φ12（四肢箍為4φ12），20世紀(jì)六七十年代設(shè)計(jì)的部分工程甚至為2φ10或2φ8這些工程已正常使用了30年綜上所述，規(guī)范所給的這種配筋策略是否合適值得商榷。
參考文獻(xiàn)
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高校對課程設(shè)計(jì)的要求一般為一人一題，但是由于學(xué)生人數(shù)多，設(shè)計(jì)任務(wù)書資料不足，難于真正實(shí)現(xiàn)人手一題。導(dǎo)致產(chǎn)生兩方面的問題，一是教師在同一屆學(xué)生中多采取分組方式開展不同結(jié)構(gòu)類型的課程設(shè)計(jì)，在同一組內(nèi)只是對部分參數(shù)做一定修改，計(jì)算過程和步驟完全相同，學(xué)生無需考慮結(jié)構(gòu)布置或經(jīng)濟(jì)性等要求，缺乏對學(xué)生創(chuàng)新意識和能力的培養(yǎng)；二是教師在下屆學(xué)生課程設(shè)計(jì)時會繼續(xù)使用上一屆使用過的題目，命題更新不夠，致使學(xué)生會搜集上屆學(xué)生的課程設(shè)計(jì)成果進(jìn)行單純模仿或直接抄襲，學(xué)生無法通過課程設(shè)計(jì)來了解當(dāng)前相關(guān)技術(shù)的最新動態(tài)，與社會生產(chǎn)發(fā)展中的實(shí)踐環(huán)節(jié)脫節(jié)。長此以往，學(xué)生便無法真正掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，更無益于培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。
1.2課程設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算大多采用軟件，不利于學(xué)生基本技能的培養(yǎng)
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)普及，各大高校在土木工程教學(xué)中大多都開設(shè)了CAD、SoliWorks、PKPM、midas等用于提高制圖及計(jì)算的效率，同時有助于學(xué)生很好地與工程實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，然而在教學(xué)中，過多地采用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，學(xué)生只知道按照軟件提示步驟操作獲取最終結(jié)果，但對其內(nèi)在的制圖和識圖方法、規(guī)范依據(jù)等卻不熟悉甚至不去思考，導(dǎo)致工作中經(jīng)常出現(xiàn)對于實(shí)際工程中的明顯錯誤判斷不出，圖紙識別不準(zhǔn)確等問題，不利于培養(yǎng)學(xué)生的基本技能。
1.3考核評價(jià)體系不合理，缺乏對設(shè)計(jì)過程的控制
混凝土結(jié)構(gòu)課程屬于專業(yè)基礎(chǔ)課程，課時量大，理論授課占用時間較長，課程設(shè)計(jì)基本在學(xué)期末，學(xué)生此時面臨多門課程的期末考試，迫于對課程設(shè)計(jì)成績的追求，學(xué)生大多數(shù)會需找往屆模板，或照抄別人的成果交差。由于教師對課程設(shè)計(jì)成績的評定多以設(shè)計(jì)成果作為唯一依據(jù)，也有高校采取了抽查答辯等方式進(jìn)行，但是忽視對學(xué)生設(shè)計(jì)過程的監(jiān)管，缺少平時考核，日常檢查也不嚴(yán)格、不規(guī)范，最終給定的成績也不科學(xué)，甚至出現(xiàn)抄襲者的成績反倒高于自行完成者的成績，評定不夠客觀和公正，課程設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量自然無法保證。
2教學(xué)方法改革
2.1課程設(shè)計(jì)命題工程化、多元化，切實(shí)增加學(xué)生設(shè)計(jì)自由度
課程設(shè)計(jì)命題不能只是要求學(xué)生做簡單的虛擬設(shè)計(jì)，應(yīng)該密切聯(lián)系現(xiàn)行的工程規(guī)范依托已建或在建項(xiàng)目資料編制多元化的課程設(shè)計(jì)題目，同時在任務(wù)書的編寫上可以適當(dāng)放寬約束條件，給學(xué)生自由選擇和發(fā)揮的空間，從而激發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)的積極性和主動性。具體做法：一是學(xué)校應(yīng)該充分發(fā)揮校內(nèi)外實(shí)習(xí)基地（設(shè)計(jì)院、工程單位）的作用，大量收集工程背景資料、設(shè)計(jì)圖紙等為教師開展課程設(shè)計(jì)命題提供依據(jù)；二是教師應(yīng)該根據(jù)該課程設(shè)計(jì)的大綱要求科學(xué)編寫任務(wù)書，充分體現(xiàn)一人一題的要求，同時已知條件可適度放寬，讓學(xué)生自由選擇和發(fā)揮，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考、解決“實(shí)際問題”；三是由教研室組織相關(guān)教師對擬開展的任務(wù)書進(jìn)行認(rèn)真審定，包括設(shè)計(jì)內(nèi)容、深度、工作量、成果評定方式等，然后下發(fā)至學(xué)生開始設(shè)計(jì)。通過這種方式可切實(shí)提高課程設(shè)計(jì)科學(xué)性和工程應(yīng)用性，為學(xué)生后續(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。
2.2采取手工設(shè)計(jì)為主，軟件驗(yàn)證為輔的方式開展課程設(shè)計(jì)
為杜絕學(xué)生電子文本相互抄襲的問題，該課程設(shè)計(jì)可要求學(xué)生對于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工圖紙手工繪制，教師嚴(yán)格按照制圖規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查，對于不符合要求的圖紙全部返工；設(shè)計(jì)計(jì)算書要求學(xué)生先采取手工計(jì)算，然后利用軟件進(jìn)行驗(yàn)證。通過這種方式，既可以提高學(xué)生對基本計(jì)算公式和規(guī)范的應(yīng)用能力，又可以加強(qiáng)學(xué)生對基本制圖、識圖能力及三維工程形構(gòu)件能力的培養(yǎng)，真正達(dá)到理論結(jié)合實(shí)際的目的。
2.3充分體現(xiàn)課程設(shè)計(jì)教師主導(dǎo)作用，加強(qiáng)過程監(jiān)控
教師的實(shí)踐能力直接決定學(xué)生課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效果，因此，任課教師必須要具有豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，且熟悉現(xiàn)行規(guī)范。為提高課程設(shè)計(jì)質(zhì)量，教師必須要積極投入到學(xué)生的設(shè)計(jì)當(dāng)中去，并起到主導(dǎo)作用，教師每天進(jìn)行集中答疑，以便及時發(fā)現(xiàn)問題，對于共性問題采取集中講解，個別問題單獨(dú)解釋，這樣既可以保證課程設(shè)計(jì)質(zhì)量，又可以檢查和督促學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)度，真正達(dá)到課程設(shè)計(jì)大綱對人才培養(yǎng)的要求。
2.4改革課程設(shè)計(jì)成果評價(jià)機(jī)制，正確處理成績與效果的關(guān)系
課程設(shè)計(jì)的成果評價(jià)應(yīng)該改變傳統(tǒng)的以設(shè)計(jì)成果作為唯一依據(jù)的評定方式，堅(jiān)持以“考核只是手段，學(xué)習(xí)效果才是目的”的原則，充分考慮教師在指導(dǎo)過程中掌握的信息，既要保證對設(shè)計(jì)過程中表現(xiàn)積極，成果完整可靠的學(xué)生給予高分評價(jià)，又不挫傷部分成果欠佳學(xué)生的積極性，而是將最終反映出的問題必須反饋至學(xué)生，同時要求學(xué)生限時改正，最終給予合理的成績評定。因此，成果評價(jià)可采取學(xué)生自評、互評、教師講評和抽查答辯相結(jié)合的方式進(jìn)行，并結(jié)合教師平時指導(dǎo)記錄，科學(xué)設(shè)定各環(huán)節(jié)的分值比例，以實(shí)現(xiàn)該課程設(shè)計(jì)成果評價(jià)的客觀、公正。
2建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)的主要原則
2.1把握側(cè)向力在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，側(cè)向力對建筑物結(jié)構(gòu)的形變、內(nèi)力有直接影響，同時與建筑項(xiàng)目的工程造價(jià)密切相關(guān)。側(cè)向力主要是指水平地震作用以及風(fēng)的作用，不管是高層還是低層建筑，都需要承受自重、雪載等垂直荷載的作用，并且需要承受風(fēng)力、地震等水平力。對于低層混凝土結(jié)構(gòu)，其在水平荷載的影響下位移以及內(nèi)力較小，這個時候幾乎可以忽略不計(jì)。而在多層建筑結(jié)構(gòu)中，由于受到的水平荷載作用逐漸增強(qiáng)，這個時候水平荷載等就成為最重要的影響因素之一，需要作為主要控制點(diǎn)。
2.2要求較好的延性與低層建筑相比，高層建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為柔和，在地震等水平力的作用下變形更大。建筑物的抗震能力與建筑結(jié)構(gòu)的變形能力以及承載力這兩個因素密切相關(guān)。在進(jìn)入塑形階段后，為了保障建筑物具有較好的變形能力，避免高層建筑在大的地震中倒塌，就需要在符合混凝土結(jié)構(gòu)剛性的前提下，運(yùn)用科學(xué)合理的混凝土設(shè)計(jì)理念，并通過完善的構(gòu)造措施，來提高整個建筑結(jié)構(gòu)的變形能力，尤其需要注意建筑物的薄弱部位，保障整個結(jié)構(gòu)有很好的延性。因此，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時應(yīng)該綜合考慮多方面的因素，保障設(shè)計(jì)的科學(xué)合理，讓其具有良好的強(qiáng)度以及延性。
2.3要求合適的剛度目前高層建筑越來越多，隨著高度的增加建筑物的側(cè)向位移也將逐漸增加。因此，在高層建筑的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，不僅需要保障混凝土結(jié)構(gòu)良好的強(qiáng)度，也應(yīng)該保障其具有合適的剛度，混凝土結(jié)構(gòu)的自振頻率等應(yīng)該符合要求，在水平力的作用下結(jié)構(gòu)的層位移也應(yīng)該控制在適宜的范圍內(nèi)。
2.4整體性原則建筑結(jié)構(gòu)混凝土的總體設(shè)計(jì)原則，就是要求建筑物的每個組成部分形成一個整體，并對整體的結(jié)構(gòu)以及功能等進(jìn)行全面分析研究，保障整體與部分之間相互制約、相互依存，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的正常運(yùn)作。
3建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)
3.1混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)混凝土自身的質(zhì)量與混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性有直接關(guān)系，在設(shè)計(jì)過程中改變混凝土的密度，并對混凝土的滲透壓等進(jìn)行調(diào)節(jié)，就可以有效減緩混凝土被侵蝕的速度，同時混凝土的耐久性與混凝土的水灰比、強(qiáng)度等級等因素也有關(guān)系。在混凝土的實(shí)際應(yīng)用中，氯離子對其中的鋼材具有很強(qiáng)的腐蝕性，因此應(yīng)該根據(jù)工程所處環(huán)境的不同，注意控制環(huán)境中氯離子的濃度。同時由于混凝土中含有大量堿性骨料，如果建筑工程所處的環(huán)境比較潮濕，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的活性離子與堿會發(fā)生反應(yīng)，這樣容易導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫，進(jìn)而加快混凝土被侵蝕的速度。如果混凝土出現(xiàn)的裂縫較大，在裂縫內(nèi)部也可能出現(xiàn)腐蝕性物質(zhì)，并導(dǎo)致混凝土中的鋼材被腐蝕。上述這些因素均會導(dǎo)致鋼筋的腐蝕速率加快，導(dǎo)致混凝土的保護(hù)層裂開并剝落，出現(xiàn)銹蝕后鋼筋的接觸面積會逐漸減少，這也導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的承載力逐漸降低。另一方面鋼筋出現(xiàn)銹蝕后，其抗滑能力會逐漸下降，也給建筑結(jié)構(gòu)埋下了安全隱患。因此，在建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)過程中需要綜合考慮承載力問題，避免出現(xiàn)混凝土的脆性破壞。由此可見，對混凝土的耐久性進(jìn)行深入研究尤為重要。
3.2混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性設(shè)計(jì)發(fā)生地震后建筑物的兩個主體力量間將發(fā)生分配，因此在混凝土設(shè)計(jì)時需要考慮到建筑物主體結(jié)構(gòu)在不同時期剛度的變化情況，對于鋼筋混凝土材料，設(shè)計(jì)時可以選擇混凝土剪力墻作為建筑的主體結(jié)構(gòu)，并將鋼筋混凝土作為建筑物的一個主要抗側(cè)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。如果出現(xiàn)往復(fù)式地震，處于塑性階段的建筑物會出現(xiàn)墻體裂縫，這個時候結(jié)構(gòu)的剛度將迅速下降，而剛度出現(xiàn)退化會導(dǎo)致框架的剪應(yīng)力增加。一般來說，建筑物鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的彈性形變較大，比混凝土墻體的彈性好的多。在遇到較大的地震時，盡管建筑物的抗震能力比塑性階段低，其中的鋼筋混凝土框架會吸收大部分彎矩與水平剪應(yīng)力。因此，為了保障建筑結(jié)構(gòu)的基本“裂縫”需求，同時把握鋼筋混凝土框架的水平部分，有效提高建筑物地基的承載能力，就需要應(yīng)用相應(yīng)的工藝措施讓混凝土結(jié)構(gòu)具有較高的變形能力，以此保障建筑物具有較好的抗震性。
3.3遵循強(qiáng)柱弱梁的理念在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時遵循強(qiáng)柱弱梁的理念，在出現(xiàn)地震作用時，如果只是梁被破壞，并不會影響建筑物的整體運(yùn)作，可能只是部分結(jié)構(gòu)失去工作能力，但如果柱被破壞，那么整個建筑物將會倒塌。因此，柱的作用是十分關(guān)鍵的。近年來，我國發(fā)生了多處地震，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該注意對建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。首先，在設(shè)計(jì)過程中對柱的軸壓比加強(qiáng)控制。根據(jù)相關(guān)工程的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，柱的軸壓比一般需要控制在0.9%以下。同時需要加強(qiáng)柱截面、邊柱的強(qiáng)度，并對柱進(jìn)行加密箍筋設(shè)計(jì)，保障配筋率在1%以上。
2混凝土水池設(shè)計(jì)
在分析完混凝土水池荷載情況之后，在水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時需要考慮這些荷載作用.下面我們以矩形鋼筋混凝土水池為例做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析.首先，完成長高比池壁的計(jì)算假定.側(cè)向荷載作用下，水池不同長高比受力情況有所差異，根據(jù)池壁單向與雙向受力情況做劃分。水池結(jié)構(gòu)的布置要符合設(shè)計(jì)原則，像矩形水池均為長方形，布置時要考慮地形.基礎(chǔ)形式為擋土墻水池基礎(chǔ)多采用池壁下設(shè)置帶形基礎(chǔ)，地板采用鋪砌式結(jié)構(gòu)，地板做成整體式，水池基礎(chǔ)為水平框架式和雙向板式.伸縮縫的設(shè)置上要考慮建造位置，比如土基中矩形水池，伸縮縫間隔情況如下：普通≤20m，溫度區(qū)間段≤20m，巖基中間隔≤15m；比如建造在土基中的鋼筋混凝土矩形地下式水池，伸縮縫間隔情況如下：普通≤30m，巖基中間隔≤20m.水池池壁結(jié)構(gòu)形式的選擇情況如下：開敞式水池宜選擇變厚池壁，池底厚度為池壁的1.5倍；擋土墻式選擇等厚池壁；水平框架式池壁選擇變厚池壁.遵照以上設(shè)計(jì)原則，水池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將會保持合理性與穩(wěn)定性，利于施工.
3鋼筋混凝土水池施工要點(diǎn)
鋼筋混凝土水池施工中要注意施工縫、混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)等施工要點(diǎn).像施工縫，在底板澆筑完成后，池壁與底板的施工縫要在八字以上1.5m與2m處，底板和柱的施工縫在表面.池壁豎向澆筑要一次澆到施工縫處，并對柱身、柱帽等做兩次澆筑，以確保穩(wěn)定性.對施工縫還要做鑿毛處理，將不密實(shí)表面或者浮漿鑿掉，還要避免損及混凝土棱角，避免剔出粗集料.鋼筋綁扎時可使用板凳筋做法或者排架法.混凝土澆筑過程中要保持池壁模板的穩(wěn)定，避免變形或硬化失敗.至于施工縫要提前清理，保持合理濕潤度，在澆筑前鋪與混凝土配比相同的水泥砂漿，澆筑部分分層完成，每層厚度≤4m，間隔時間不宜過長，均勻攤鋪.在澆筑頂部時，要暫停1h，在混凝土下沉后做二次震動，消除可能因沉降造成的裂縫，澆筑完成后及時灑水養(yǎng)護(hù).養(yǎng)護(hù)根據(jù)季節(jié)不同有不同注意要點(diǎn)，比如夏季因高溫干燥或者多雨等混凝土強(qiáng)度會受影響出現(xiàn)收縮裂縫后，必須在初凝后聯(lián)系養(yǎng)護(hù)兩周才能拆模，養(yǎng)護(hù)期間還要及時灑水，保證濕潤到位.完成養(yǎng)護(hù)拆模時表面還要添加超時的覆蓋層，及時回填土，保證混凝土水池的施工質(zhì)量.
4鋼筋混凝土水池施工實(shí)例分析
中圖分類號：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
隨著高層建筑在我國的迅速發(fā)展，建筑高度不斷增加，建筑類型與功能也愈來愈復(fù)雜，結(jié)構(gòu)體系更加多樣化，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也越來越成為結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)和難點(diǎn), 如何做好高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),筆者認(rèn)為應(yīng)從以下幾個方面考慮:
一、概念設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是保證結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良抗震性能的一種方法。選擇對抗震有利的結(jié)構(gòu)方案和布置，采取減少扭轉(zhuǎn)和加強(qiáng)抗扭剛度的措施，設(shè)計(jì)延性結(jié)構(gòu)和延性結(jié)構(gòu)構(gòu)件，分析結(jié)構(gòu)薄弱部位，并采取相應(yīng)的措施，避免薄弱層過早破壞，防止局部破壞引起連鎖效應(yīng)，避免設(shè)計(jì)靜定結(jié)構(gòu)，采取二道防線措施等每個設(shè)計(jì)步驟中都貫穿了結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)內(nèi)容。強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的重要性，是要求建筑師和結(jié)構(gòu)師在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)特別重視規(guī)范、規(guī)程中有關(guān)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的各條規(guī)定，設(shè)計(jì)中不能陷入只憑計(jì)算的誤區(qū)。以下一些問題值得探討：
1．在結(jié)構(gòu)體系上，應(yīng)重視結(jié)構(gòu)的選型和平、立面布置的規(guī)則性，擇優(yōu)選用抗震和抗風(fēng)性能好且經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)應(yīng)具有明確的計(jì)算簡圖和合理的傳遞地震力途徑，結(jié)構(gòu)在兩個主軸方向的動力特性宜相近。
2．一般工程都僅進(jìn)行小震下的彈性設(shè)計(jì)，而用概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施保證“中震可修，大震不倒”，但沒有驗(yàn)算和證實(shí)，那么建筑物是否真能做到“中震可修，大震不倒”，無人知曉。對抗震設(shè)防烈度較高地區(qū)的特別重要建筑和超限建筑，審查專家往往會提出更具體的設(shè)計(jì)指標(biāo)：（1）中震或大震不屈服設(shè)計(jì)；（2）中震或大震彈性設(shè)計(jì)；要求設(shè)計(jì)單位確保實(shí)現(xiàn)“三水準(zhǔn)”的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
3．建筑物是應(yīng)當(dāng)有個性的，不應(yīng)當(dāng)千面一物?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計(jì)理念的特點(diǎn)是，使抗震設(shè)計(jì)從宏觀定性的目標(biāo)向具體量化的多重目標(biāo)過渡，允許按照業(yè)主的要求選擇不同層次的抗震性能目標(biāo)作為設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)依據(jù)。例如業(yè)主可以提出更高的抗震設(shè)防要求，按中（大）震不屈服設(shè)計(jì)或中（大）震彈性設(shè)計(jì)，保證重要的建筑物在大地震作用下不影響正常使用功能，而不僅僅是不壞不倒。
4．水平地震作用是雙向的，結(jié)構(gòu)布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)能抵抗任意方向的地震作用，應(yīng)使結(jié)構(gòu)沿平面上兩個主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力；結(jié)構(gòu)剛度選擇時，雖可考慮場地特征，選擇結(jié)構(gòu)剛度以減少地震作用效應(yīng)，但是也要注意控制結(jié)構(gòu)變形的增大，過大的變形將會因P-Δ效應(yīng)過大而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞；結(jié)構(gòu)除需要滿足水平方向剛度和抗震能力外，還應(yīng)具有足夠的抗扭剛度和抵抗扭轉(zhuǎn)震動的能力。
5．在一個獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，應(yīng)避免應(yīng)力集中的凹角和狹長的縮頸部位；避免在凹角和端部設(shè)置樓、電梯間；減少地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。豎向體型盡量避免外挑，內(nèi)收也不宜過多、過急，結(jié)構(gòu)剛度、承載力沿房屋高度方向不宜均勻、連續(xù)分布、避免造成結(jié)構(gòu)的軟弱或薄弱的部位。應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載力。根據(jù)具體情況，結(jié)構(gòu)單元之間應(yīng)遵守牢固連接或有效分離的方法。高層建筑的結(jié)構(gòu)單元應(yīng)采取加強(qiáng)連接的方法。
二、結(jié)構(gòu)選型問題
對于高層結(jié)構(gòu)而言，在工程設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)選型階段，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：
1、結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題
新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動，新規(guī)范在這方面增添了相當(dāng)多的限制條件，例如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規(guī)范采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案?！币虼?，結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意，以避免后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的被動。
2、結(jié)構(gòu)的超高問題
在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴(yán)格的限制，尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設(shè)定為A 級高度的建筑外，增加了 B 級高度的建筑，因此，必須對結(jié)構(gòu)的該項(xiàng)控制因素嚴(yán)格注意，一旦結(jié)構(gòu)為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設(shè)計(jì)方法和處理措施將有較大的變化。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問題，導(dǎo)致施工圖審查時未予通過，必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要開專家會議進(jìn)行論證等工作的情況，對工程工期、造價(jià)等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。
3、嵌固端的設(shè)置問題
由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設(shè)計(jì)、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時嵌固端的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)工作的大量修改或埋下安全隱患。
4、短肢剪力墻的設(shè)置問題
在新規(guī)范中，對墻肢截面高厚比為5～8的墻定義為短肢剪力墻，且根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制，因此，在高層建筑設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設(shè)計(jì)工作增加不必要的麻煩。
三、地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題
地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一直是結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設(shè)計(jì)過程的好與壞將直接影響后期設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行，同時，也是因?yàn)榈鼗A(chǔ)也是整個工程造價(jià)的決定性因素，因此，在這一階段，所出現(xiàn)的問題也有可能更加嚴(yán)重甚至造成無法估量的損失。在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中要注意地方性規(guī)范的重要性問題。由于我國占地面積較廣，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，作為國家標(biāo)準(zhǔn)，僅僅一本《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》無法對全國各地的地基基礎(chǔ)都進(jìn)行詳細(xì)的描述和規(guī)定，因此，作為建立在國家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)。地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范”能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計(jì)處理方法等一些成熟的經(jīng)驗(yàn)描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確，所以，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時，一定要對地方規(guī)范進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)，以避免對整個結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或后期設(shè)計(jì)工作造成較大的影響。
四、結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析問題
在結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析階段，如何準(zhǔn)確，高效地對工程進(jìn)行內(nèi)力分析并按照規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和處理，是決定工程設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。由于新規(guī)范的推出對結(jié)構(gòu)整體計(jì)算和分析部分相當(dāng)多的內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整和改進(jìn)，因此，結(jié)構(gòu)工程師也應(yīng)該相當(dāng)?shù)貙@一階段比較常見的問題有一個清晰的認(rèn)識。
1、結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的軟件選擇。目前比較通用的計(jì)算軟件有：SATWE、TAT、TBSA 或 ETABS、SAP 等，但是，由于各軟件在采用的計(jì)算模型上存在著一定的差異，因此導(dǎo)致了各軟件的計(jì)算結(jié)果有或大或小的不同。所以，在進(jìn)行工程整體結(jié)構(gòu)計(jì)算和分析時必須依據(jù)結(jié)構(gòu)類型和計(jì)算軟件模型的特點(diǎn)選擇合理的計(jì)算軟件，并從不同軟件相差較大的計(jì)算結(jié)果中，判斷哪個是合理的、哪個是可以作為參考的，哪個又是意義不大的，這將是結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計(jì)工作中首要的工作。否則，如果選擇了不合適的計(jì)算軟件，不但會浪費(fèi)大量的時間和精力，而且有可能使結(jié)構(gòu)有不安全的隱患存在。
2、是否需要地震力放大，考慮建筑隔墻等對自振周期的影響。振型數(shù)目是否足夠。在新規(guī)范中增加一個振型參與系數(shù)的概念，并明確提出了該參數(shù)的限值。由于在舊規(guī)范設(shè)計(jì)中，并未提出振型參與系數(shù)的概念，或即使有該概念，該參數(shù)的限值也未必一定符合新規(guī)范的要求，因此，在計(jì)算分析階段必須對計(jì)算結(jié)果中該參數(shù)的結(jié)果進(jìn)行判斷，并決定是否要調(diào)整振型數(shù)目的取值。多塔之間各地震周期的互相干擾，是否需要分開計(jì)算。
關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；耐久性；設(shè)計(jì)
Keywords: concrete structures; durability; design
中圖分類號：TU377 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
一、混凝土耐久性的概念、等級、原則
（一）混凝土耐久性的概念
混凝土耐久性是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用年限內(nèi)，在任何一種環(huán)境作用下，都不用額外的費(fèi)用加固處理直接就能保持其安全性、正常使用和可接受的外觀能力?；炷聊途眯灾饕ǎ嚎箖鲂?、抗?jié)B性、碳化。
（二）混凝土耐久性的等級
1、一級耐久性
主要是針對室內(nèi)干燥環(huán)境下的住宅、辦公樓等室內(nèi)構(gòu)件來說的，用簡單的粉刷或油漆防護(hù)就可以，也就是能夠滿足在規(guī)定的使用年限內(nèi)所要求的年限。
2、二級耐久性
主要是針對露天環(huán)境或高溫環(huán)境下的構(gòu)件，在規(guī)定的使用年限內(nèi)也存在著個別需要維修的狀況，維修采用的方法可能是修補(bǔ)或更替?zhèn)€別構(gòu)件。
3、三級耐久性
在沿海地帶或受凍融作用的環(huán)境以及使用除冰鹽的結(jié)構(gòu)，在規(guī)定的使用年限內(nèi)需要經(jīng)常維修的情況。
（三）混凝土的耐久性設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循的原則
在進(jìn)行混凝土耐久性設(shè)計(jì)的過程中，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員必須要先明確出這一結(jié)構(gòu)的耐久性目標(biāo)是什么，也就是設(shè)定的使用期限；還要確定出耐久性失效標(biāo)準(zhǔn)是什么。一般情況下，使用期限可以分成四類。對于耐久性失效標(biāo)準(zhǔn)，有多種說法。大多數(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為：一是以結(jié)構(gòu)性能退化導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力降低到承載能力極限狀態(tài)，稱為承載能力耐久性失效標(biāo)準(zhǔn)；另一種說法是由于耐久性能退化使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了變形，從而不能夠滿足正常使用的基本需求，我們主要是以鋼筋銹蝕發(fā)展到出現(xiàn)混凝土沿順筋開裂作為正常使用耐久性失效標(biāo)準(zhǔn)。
二、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的影響因素
（一）混凝土的堿――集料反應(yīng)
堿――集料反應(yīng)主要是指混凝土中的堿與集料中活性組分發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而引起混凝土的膨脹、開裂、甚至破壞。目前，因堿――集料反應(yīng)不得不拆除大壩、海堤、橋梁的事件并不在少數(shù)?；炷恋膲A――集料反應(yīng)必須要具備三個條件：有相當(dāng)數(shù)量的堿、相應(yīng)的活性集料、水分。避免混凝土的堿――集料反應(yīng)可以采取以下方法：一是限制混凝土的堿含量；二是避免采用活性集料；三是摻用混合材。（二）混凝土的凍融破壞
當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)在冰點(diǎn)以下環(huán)境中時，混凝土內(nèi)孔隙中的水將結(jié)冰，隨之會產(chǎn)生體積膨脹進(jìn)而形成各種壓力。一旦壓力達(dá)到一定程度時，就會導(dǎo)致混凝土破壞?；炷恋膬鋈谄茐淖铒@著的特征就是表面剝落，甚至在嚴(yán)重時還會露出石子。此外，混凝土的抗凍性能與混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)和氣泡含量多少有著直接相關(guān)，孔小破壞作用就小，封閉的氣泡多了，坑凍性也好。影響混凝土抗凍性的因素還有：孔結(jié)構(gòu)、含氣量、水灰比、集料的孔隙率、混凝土的飽和度等。
（三）化學(xué)侵蝕
一般情況下，可以將化學(xué)侵蝕分成淡水腐蝕、碳酸腐蝕、一般酸性水腐蝕、硫酸鹽腐蝕等幾類。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)處于有侵蝕性介質(zhì)作用的環(huán)境中時，就會引起化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)，從而受到侵蝕，引起一系列破壞。當(dāng)水中溶有一些酸類時，水泥石就受到溶淅和化學(xué)溶解雙重作用，加速腐蝕；淡水的沖刷，不僅能溶解水泥石中的組分，也可以使水泥石孔隙增加，密實(shí)度也隨之降低了，造成了對水泥石的嚴(yán)重破壞；碳酸在溶淅水泥石的同時，也影響了水泥石的致密度，同時也降低了水泥水化產(chǎn)物的穩(wěn)定性。
（四）鋼筋的銹蝕
鋼筋的銹蝕主要表現(xiàn)為鋼筋在外部介質(zhì)作用下產(chǎn)生的電化反應(yīng)，生產(chǎn)了鐵銹，也造成了混凝土順筋裂縫，整體的混凝土結(jié)構(gòu)受到了破壞。一方面，混凝土碳化和中性化主要是因混凝土的密實(shí)度不足，酸性氣體滲入混凝土內(nèi)與氫氧化鈣作用；另一方面，鋼筋會在拉應(yīng)力和腐蝕性介質(zhì)的共同作用下而形成脆性斷裂，當(dāng)鋼筋內(nèi)部存在缺陷，鋼筋在腐蝕過程中能夠產(chǎn)生少量氫氣，會導(dǎo)致鋼筋脆化。
三、設(shè)計(jì)使用年限
普通的混凝土主要是以水泥為膠結(jié)材料，并用天然砂石做骨料，在里面加上水進(jìn)行拌和，最后形成固體材料。在受到施工、環(huán)境因素的影響時，加上化學(xué)作用和物理作用，混凝土就是帶著裂縫工作的。
當(dāng)混凝土所出現(xiàn)的裂縫很大時，侵蝕的物質(zhì)就會從裂縫中滲入到混凝土內(nèi)部，再到達(dá)鋼筋表面引起銹蝕。鋼筋在被銹蝕后，有效面積就減少了，使結(jié)構(gòu)承載力的強(qiáng)度下降了。一旦出現(xiàn)承載力方面的問題，有時可能是脆性破壞?？傊?，對混凝土的結(jié)構(gòu)不僅要進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的計(jì)算，還要確保在相當(dāng)長的時期內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的具體要求，這個時期就被稱為了“設(shè)計(jì)使用年限”。我國的《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》中已經(jīng)明確規(guī)定了：設(shè)計(jì)使用年限對臨時結(jié)構(gòu)是5年；易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件為25年；普通房屋和構(gòu)筑物為50年；記念性建筑和特別重要的建筑結(jié)構(gòu)為100年。因此，在混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)中，應(yīng)該以此為依據(jù)，進(jìn)行重點(diǎn)考慮。
四、加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的有效措施
（一）控制施工質(zhì)量
控制施工質(zhì)量可以從以下幾個方面著手：混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層的厚度控制、混凝土結(jié)構(gòu)各種孔隙的控制以及水灰比控制。選擇保護(hù)層厚度應(yīng)該根據(jù)腐蝕環(huán)境的不同來設(shè)定，在正常的室內(nèi)環(huán)境下，要設(shè)計(jì)使用年限為100年的結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)該確保保護(hù)層的厚度是按規(guī)范的規(guī)定增加到40%為宜，混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件不能留有施工縫。此外，為了保證混凝土拌和物所需流動性，減小水灰比，可以使混凝土的總孔隙率大幅度降低。
（二）原材料的選擇
水泥類材料的強(qiáng)度和工程性能，主要是通過水泥砂漿的凝結(jié)，硬化形成的，在選擇水泥時，要注意水泥品種的具體性能，可以選擇水化熱低，堿含量小，耐熱性，抗凍性能好的水泥來使用。此外，在選擇集料時，也要考慮其堿活性，耐蝕性和吸水性，還要改善混凝土拌合物的和易性，以便提高混凝土的耐久性。
（三）結(jié)構(gòu)的日常維護(hù)
混凝土結(jié)構(gòu)在使用階段，必須注意其檢測和維護(hù)。例如，建立檢測和評估體系，這樣對于惡劣環(huán)境下的工程建設(shè)便于檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時修理，保證混凝土結(jié)構(gòu)能夠正常的使用。此外，在使用的過程中，還應(yīng)該避免結(jié)構(gòu)接觸腐蝕性物質(zhì)、也不要承受超重荷載，一旦出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞超過一定界限的情況，就必須查找原因進(jìn)行維修。
五、結(jié)語
對于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的問題還有很多方面需要我們研究，因此，需要施工和設(shè)計(jì)人員在已有的經(jīng)驗(yàn)和工程的實(shí)踐基礎(chǔ)上做好結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)工作。
六、參考文獻(xiàn)
中圖分類號：TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
1、高層建筑結(jié)構(gòu)形式分類
1.1 框架結(jié)構(gòu)體系
框架結(jié)構(gòu)體系采用梁、柱組成的結(jié)構(gòu)體系作為建筑豎向承重結(jié)構(gòu)，并同時承受水平荷載，適用于多層或高度不大的高層建筑?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的布置要注意對稱均勻和傳力途徑直接。傳統(tǒng)的樓蓋結(jié)構(gòu)布置采用主次梁的作法為主，逐步向扁梁或無梁樓蓋發(fā)展?？蚣苤强蚣芙Y(jié)構(gòu)的主要豎向承重和抗側(cè)力構(gòu)件, 以受壓應(yīng)力為主。
1.2 剪力墻結(jié)構(gòu)體系
剪力墻結(jié)構(gòu)體系是利用建筑物的墻體作為豎向承重和抵抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)體系。剪力墻的間距受樓板構(gòu)件跨度的限制，一般為3～8 米。因而剪力墻結(jié)構(gòu)適用于要求小房間的住宅、旅館等建筑。剪力墻一般采用鋼筋混凝土材料，可分為全部為現(xiàn)澆的剪力墻,全部用預(yù)制墻板裝配而成的剪力墻，內(nèi)墻為現(xiàn)澆、外墻為預(yù)制墻板的剪力墻。
1.3 框架——剪力墻結(jié)構(gòu)體系
框架——剪力墻結(jié)構(gòu)是將框架和剪力墻結(jié)合在一起而形成的結(jié)構(gòu)形式。它既有框架結(jié)構(gòu)平面布局靈活、適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，又有較好的承受水平荷載的能力, 是高層建筑中應(yīng)用比較廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式。
1.4 筒體結(jié)構(gòu)
隨著建筑物高度的增加，傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)體系、框架——剪力墻結(jié)構(gòu)體系已不能很好地滿足結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下強(qiáng)度和剛度的要求。筒體體系在抵抗水平作用方面具有良好的剛度，并能形成較大的使用空間，筒體是由框架和剪力墻結(jié)構(gòu)發(fā)展而成。它是由若干片縱橫交接的框架或剪刀墻所圍成的筒狀封閉骨架。
2、結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題
2.1 在結(jié)構(gòu)體系上，應(yīng)重視結(jié)構(gòu)的選型和平、立面布置的規(guī)則性，擇優(yōu)選用抗震和抗風(fēng)性能好且經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)應(yīng)具有明確的計(jì)算簡圖和合理的傳遞地震力途徑，結(jié)構(gòu)在兩個主軸方向的動力特性宜相近。
2.2 一般工程都僅進(jìn)行小震下的彈性設(shè)計(jì)，通過概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施保證“中震可修，大震不倒”，但沒有驗(yàn)算和證實(shí)。對抗震設(shè)防烈度較高地區(qū)的特別重要建筑和超限建筑，審查專家往往會提出更具體的性能化設(shè)計(jì)目標(biāo)：（1）中震或大震不屈服設(shè)計(jì)；（2）中震或大震彈性設(shè)計(jì)；（3）要求設(shè)計(jì)單位確保實(shí)現(xiàn)“三水準(zhǔn)”的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
2.3 建筑物是應(yīng)當(dāng)有個性的，不應(yīng)當(dāng)千面一物?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計(jì)理念的特點(diǎn)是，使抗震設(shè)計(jì)從宏觀定性的目標(biāo)向具體量化的多重目標(biāo)過渡，允許按照業(yè)主的要求選擇不同層次的抗震性能目標(biāo)作為設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)依據(jù)。
2.4 水平地震作用是雙向的，結(jié)構(gòu)布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)能抵抗任意方向的地震作用，應(yīng)使結(jié)構(gòu)沿平面上兩個主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力；結(jié)構(gòu)剛度選擇時，雖可考慮場地特征選擇結(jié)構(gòu)剛度以減少地震作用效應(yīng)，但是也要注意控制結(jié)構(gòu)變形的增大，過大的變形將會因P-Δ效應(yīng)過大而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞；結(jié)構(gòu)除需要滿足水平方向剛度和抗震能力外，還應(yīng)具有足夠的抗扭剛度和抵抗扭轉(zhuǎn)震動的能力。
2.5 在一個獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，應(yīng)避免應(yīng)力集中的凹角和狹長的縮頸部位；避免在凹角和端部設(shè)置樓、電梯間；減少地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。豎向體型盡量避免外挑，內(nèi)收也不宜過多、過急，結(jié)構(gòu)剛度、承載力沿房屋高度方向宜均勻、連續(xù)分布、避免造成結(jié)構(gòu)的軟弱或薄弱的部位。應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載力。根據(jù)具體情況，結(jié)構(gòu)單元之間應(yīng)遵守牢固連接或有效分離的方法。3、結(jié)構(gòu)選型中常見的問題
3.1 結(jié)構(gòu)規(guī)則性的問題
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對于結(jié)構(gòu)規(guī)則性的要求現(xiàn)行規(guī)范增加了很多的新的規(guī)定。比如平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比較的信息以及豎向規(guī)則性信息等，并且在新的規(guī)范中，采用強(qiáng)制性的規(guī)定，所以在高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，應(yīng)該遵循設(shè)計(jì)的規(guī)范內(nèi)容，從而可以有效避免施工中要求設(shè)計(jì)的改變。
3.2 嵌固端的設(shè)計(jì)問題
目前很多的高層建筑物都有兩層或者兩層以上的人防和地下室，所以嵌固端可能設(shè)置在人防的頂板位置處，也可能設(shè)置在地下室頂板的位置處。在設(shè)置嵌固端時，建筑師以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師很容易忽略嵌固端的設(shè)置帶來的問題，如：嵌固端上下層的剛度、樓板的設(shè)計(jì)以及上下層抗震等級的統(tǒng)一性以及結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時嵌固端的位置等一系列的問題[3]，如果在設(shè)計(jì)中忽略任何一個問題都可能對高層建筑結(jié)構(gòu)造成安全隱患，所以這就要求建筑師以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，注意嵌固端設(shè)置的問題。
3.3 短肢剪力墻設(shè)計(jì)的問題
在鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范中，對短肢剪力墻在高層建筑中應(yīng)用有很多的限制，所以在高層建筑設(shè)計(jì)中，建筑師以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)該盡量少設(shè)置或者不設(shè)置短肢剪力墻，從而可以有效避免由于設(shè)置短肢剪力墻帶來的問題。
3.4 結(jié)構(gòu)超高問題
在鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對于高層建筑的總高度在抗震規(guī)范中有嚴(yán)格的限制，特別是新規(guī)范中，除了將原來的限制高度設(shè)置為A級高度，增加了B級建筑物的高度，所以在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，應(yīng)該嚴(yán)格控制建筑物高度，從而可以減少重新設(shè)計(jì)以及不符合要求等問題，減少對高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及工程工期的影響。
4、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中要注意滿足地方性規(guī)程的要求。由于我國幅員遼闊，地質(zhì)條件差異性大，作為國家標(biāo)準(zhǔn)，僅僅一本《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》無法對全國各地的地基基礎(chǔ)都進(jìn)行詳細(xì)的描述和規(guī)定。因此，作為建立在國家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)，地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)程”能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計(jì)處理方法等一些成熟的經(jīng)驗(yàn)描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確。所以，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時，一定要對地方規(guī)程進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)，以避免對整個結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或后期設(shè)計(jì)工作造成較大的影響。
5、計(jì)算與分析
5.1 計(jì)算模型的選取
對于常規(guī)結(jié)構(gòu)，可采用樓板整體平面內(nèi)無限剛假定模型；對于多塔或錯層結(jié)構(gòu)，可采用樓板分塊平面內(nèi)無限剛模型；對于樓板局部開大洞、塔與塔之間上部相連的多塔結(jié)構(gòu)等可采用樓板分塊平面內(nèi)無限剛，并帶彈性連接板帶模型；而對于樓板開大洞有中庭等共享空間的特殊樓板結(jié)構(gòu)或要求分析精度高的高層結(jié)構(gòu)則可采用彈性樓板模型。
5.2 抗震等級的確定
對常規(guī)高層建筑，與主樓連為整體的裙樓的抗震等級不應(yīng)低于主樓的抗震等級；對于地下室部分，當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時，地下一層的抗震等級應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，地下一層以下的抗震等級可逐層降低一級，但不低于四級，地下室中超出上部主樓相關(guān)范圍且無上部結(jié)構(gòu)的部分，其抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或四級。
5.3 非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的分析計(jì)算
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，很多的建筑由于對建筑物的功能或者美觀要求，會布置一些非主體承重體系內(nèi)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，對于這些構(gòu)件，特別是對于高層建筑物樓頂?shù)难b飾構(gòu)件，由于地震作用的鞭梢效應(yīng)比較大，所以在進(jìn)行分析計(jì)算時，應(yīng)該嚴(yán)格遵守規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定，并滿足相關(guān)抗震措施要求。
結(jié)束語
經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使得高層建筑在中國興起并發(fā)展的如火如荼，其建筑手段和設(shè)計(jì)也變得科技性更強(qiáng)。建筑工程的質(zhì)量直接關(guān)系到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此，對于這項(xiàng)復(fù)雜而科技含量高的工作，如何通過合理的設(shè)計(jì)使得高層建筑達(dá)到高質(zhì)量的同時也滿足人們居住舒適性需求，是每個建筑工作者必須考慮和解決的事情。
參考文獻(xiàn)
二、培養(yǎng)要求
畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識和能力：
具有較扎實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)，了解當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的主要方面和應(yīng)用前景，熟悉地質(zhì)工程勘察、設(shè)計(jì)施工。 掌握工程地質(zhì)、工程力學(xué)、巖土力學(xué)的基本理論，地下工程、工程材料、結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)、地基處理方面的基本知識，掌握有關(guān)電工、工程測量與試驗(yàn)、施工技術(shù)與組織等方面的基本知識。具有工程制圖、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、主要測試和試驗(yàn)儀器使用的能力；具有綜合應(yīng)用各種手段（包括外語工具）查詢資料、獲取信息的初步能力。熟悉國家有關(guān)工程勘察，建筑工程等方面的政策、規(guī)范和法規(guī)。具有進(jìn)行工程勘察、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、施工、管理和研究的初步能力。
三、主干學(xué)科 地質(zhì)工程
四、主要課程
英語、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、普通化學(xué)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、巖土力學(xué)、建筑材料、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、道路勘測與設(shè)計(jì)、地下結(jié)構(gòu)、施工技術(shù)與施工組織、地質(zhì)工程經(jīng)濟(jì)與企業(yè)管理。
五、主要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)（內(nèi)容、要求）
設(shè)計(jì)1——鋼筋混凝土課程設(shè)計(jì)
時間：1周
內(nèi)容：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)
目的與要求：
通過本課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生進(jìn)一步掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原理、方法和步驟。受到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練。設(shè)計(jì)分兩部分進(jìn)行，一部分為鋼筋混凝土樓蓋設(shè)計(jì)，一部分為單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。要求學(xué)生完成相應(yīng)的計(jì)算說明書及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙。
設(shè)計(jì)2——巖土體工程課程設(shè)計(jì)
時間：1周
內(nèi)容：巖土體穩(wěn)定性評價(jià)、巖土體工程設(shè)計(jì)
目的與要求：
通過本課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生進(jìn)一步掌握巖土體穩(wěn)定性評價(jià)及巖土體工程設(shè)計(jì)的原理、方法和步驟，受到巖土體工程設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練。要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，完成相應(yīng)的計(jì)算說明書和設(shè)計(jì)圖紙。
設(shè)計(jì)3——基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)
時間：1周
內(nèi)容：根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告及有關(guān)資料選擇基礎(chǔ)方案，并進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪出施工圖。
目的與要求：
通過本課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生進(jìn)一步掌握基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)的原理、方法和步驟。受到基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練。要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，完成相應(yīng)的計(jì)算說明書和設(shè)計(jì)圖紙。
測量實(shí)習(xí)，安排在第5學(xué)期，時間1周，內(nèi)容為工程測量，要求學(xué)生在實(shí)習(xí)結(jié)束后，編寫一份實(shí)習(xí)報(bào)告。
認(rèn)識實(shí)習(xí)，安排在第4學(xué)期，時間3周，內(nèi)容為地質(zhì)認(rèn)識實(shí)習(xí)。
教學(xué)實(shí)習(xí)，安排在第6學(xué)期，時間7周，內(nèi)容包括工程地質(zhì)勘察、原位測試、室內(nèi)資料分析與整理。要求編寫一份實(shí)習(xí)報(bào)告。
畢業(yè)實(shí)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），安排在第8學(xué)期，時間12周。
畢業(yè)實(shí)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是實(shí)現(xiàn)本科培養(yǎng)目標(biāo)的重要階段，是學(xué)生學(xué)習(xí)、研究與實(shí)踐成果的全面總結(jié)，也是對學(xué)生綜合素質(zhì)與工程實(shí)踐能力培養(yǎng)效果的全面檢驗(yàn)。通過畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），使學(xué)生達(dá)到工程師工作能力的初步訓(xùn)練。
要求：選題盡可能結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，做到一人一題，要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。
答辯：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成后，由系統(tǒng)一組織答辯。
六、主要實(shí)驗(yàn)
室內(nèi)試驗(yàn)（巖土物理力學(xué)性質(zhì)測試、建筑材料試驗(yàn)等）、野外現(xiàn)場試驗(yàn)（巖土物理力學(xué)性質(zhì)現(xiàn)場原位測試、工程監(jiān)測及檢測等）
七、最低畢業(yè)課內(nèi)總學(xué)時：2500學(xué)時
混凝土結(jié)構(gòu)可以就地取材，造價(jià)低，可塑性強(qiáng)，耐久性好，比較適合我國的國情。解放以前，舊中國經(jīng)濟(jì)技術(shù)落后，沒有自己的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。沿海和大城市中建造的混凝土結(jié)構(gòu)都是直接引用國外規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工。隨著我國大規(guī)?；窘ㄔO(shè)的發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)增長模式的轉(zhuǎn)變，各類大型復(fù)雜、功能特殊的結(jié)構(gòu)越來越多，同時還面臨著既有建筑的結(jié)構(gòu)耐久性、抗災(zāi)性等問題。因此規(guī)范將不斷修訂，為修訂規(guī)范而進(jìn)行的試驗(yàn)研究也將持續(xù)進(jìn)行，從而混凝土結(jié)構(gòu)理論也將得到發(fā)展。
1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，從學(xué)術(shù)上講可以有多種，施行百家爭鳴，然而對實(shí)際設(shè)計(jì)起控制作用的卻是國家頒布的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)方法。采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。對承載能力極限狀態(tài)，采用分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式。材料標(biāo)淮強(qiáng)度采用國際標(biāo)準(zhǔn)。其中對混凝土標(biāo)號做出了更為明確和科學(xué)的定義，在極限平衡理論的基礎(chǔ)上引進(jìn)了平截面假定，使基本構(gòu)件(彎、拉、壓)的正截面強(qiáng)度計(jì)算模型，建立起有較明確概念的計(jì)算體系。增加了鋼筋混凝土構(gòu)件抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容。其中包括地震作用下構(gòu)件和韋點(diǎn)的截面強(qiáng)度設(shè)計(jì)和保證變形要求的配筋構(gòu)造，以適應(yīng)廣大地震區(qū)建筑的需要。進(jìn)一步完善了構(gòu)造要求，如從耐久性角度調(diào)整了保護(hù)層厚度，從變形角度調(diào)整了最小配筋率，根據(jù)粘結(jié)錨固理論與國產(chǎn)鋼筋外形，以錨固長度為基淮，調(diào)整了不同狀態(tài)下的鋼筋錨固、搭接、延伸長度。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范將為實(shí)現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法體系的目標(biāo)完成重要的基礎(chǔ)工作，使我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平提高到一個新的高度。
2 混凝土結(jié)構(gòu)科研方式的改進(jìn)
首先要提倡研究的原創(chuàng)性科研的精髓在于其原創(chuàng)性，探索未知領(lǐng)域的研究成果必須具有新意。即對傳統(tǒng)認(rèn)知的突破，甚至否定。不能苛求新的思維盡善盡美，應(yīng)采取寬容態(tài)度允許其逐漸完善。減少無原創(chuàng)性的重復(fù)研究，更應(yīng)杜絕抄襲行為或各種竊取公有知識而壟斷專利、標(biāo)準(zhǔn)的不正當(dāng)行為。其次要減少盲目的低水平重復(fù)。目前為解決學(xué)位、職稱等功利目的而進(jìn)行的科研及發(fā)表的論文數(shù)量不少，大多是沒有明確目標(biāo)的，空泛議論或低水平重復(fù)。這類研究多憑想象建立不可靠的基本假定。然后進(jìn)行繁瑣的推導(dǎo)，得出似是而非的結(jié)論。既無理論上的意義又沒有工程價(jià)值，浪費(fèi)了寶貴的科研資源。再就是加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究，應(yīng)充分意識到這種現(xiàn)象可能造成的長期不利影響。應(yīng)重視基礎(chǔ)理論研究，并及時給予充分的經(jīng)費(fèi)和人力支持。還要提高工程應(yīng)用研究水平、提倡深入淺出的成果表達(dá)、提倡學(xué)術(shù)爭鳴和討論。
3 混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)
混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的研究與應(yīng)用在我國作為一個新興的學(xué)科領(lǐng)域得以迅猛發(fā)展僅僅是近十來年的事?；炷两Y(jié)構(gòu)加固技術(shù)是結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測、評價(jià)、維修、加固或改造等技術(shù)的總稱，包括結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)、結(jié)構(gòu)可靠度評估技術(shù)和結(jié)構(gòu)加固方法等方面的內(nèi)容。本文將著重研究混凝土結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)方面的問題。我國先后編制適合于混凝土結(jié)構(gòu)加固的相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，這些專業(yè)的加固標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范初步形成了混凝土結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系，對我國該領(lǐng)域的發(fā)展和各種最新科研成果的推廣應(yīng)用起到了積極作用?；炷两Y(jié)構(gòu)加固技術(shù)還存在很多問題，但是經(jīng)過十幾年的快速發(fā)展已經(jīng)初步形成了規(guī)模體系，很多混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)經(jīng)過了大量的深化研究和工程的實(shí)際應(yīng)用，證明了其加固的安全性和使用性?，F(xiàn)階段混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)主要是針對結(jié)構(gòu)的承載能力和耐久性的加固處理，己經(jīng)比較成熟的提高低強(qiáng)度混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力加固的基本方法主要有增大截面法、粘碳纖維和鋼板法、外包鋼法、置換混凝土加固法等。
4 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度與規(guī)范
對于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的安全度設(shè)置水平，最早源于從事高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)科研和推廣應(yīng)用工作。由于現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范業(yè)已采用了可靠度設(shè)計(jì)理論，其在規(guī)范中的計(jì)算表達(dá)形式又與多安全系數(shù)方法相似，在實(shí)用上姑且將它理解為多安全系數(shù)也并無不可。至于尚未使用的規(guī)范宜適當(dāng)放慢“統(tǒng)一”步伐，實(shí)在難以使用的更不宜通過行政手段去統(tǒng)一?？煽慷壤碚撨€在發(fā)展，這方面的學(xué)術(shù)討論希望能夠深入開展下去。提高結(jié)構(gòu)的安全性能需要從結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)布置、材料選擇等多個方面做出努力,以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性、延性和耐久性,提高其抵御不測之災(zāi)和防止倒塌、特別是抵抗連續(xù)倒塌的能力。也許基于概念設(shè)計(jì)的這些措施，對于增進(jìn)結(jié)構(gòu)安全更為有效且更符合經(jīng)濟(jì)節(jié)約的原則。
我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范經(jīng)歷了三個不同的發(fā)展階段。
4.1 引進(jìn)規(guī)范的早期應(yīng)用
舊中國的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)未有本國自己的設(shè)計(jì)規(guī)范。那時，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法均屬容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法。解放后，我國在一窮二白的基礎(chǔ)上展開了大規(guī)模經(jīng)濟(jì)建設(shè)。在當(dāng)時的條件和環(huán)境下，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上直接采用蘇聯(lián)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。
4.2 規(guī)范自主化的最初探索
早于1961年原建工部和原國家建委就已著手組織編制我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，由于起步晚，缺乏自己的基礎(chǔ)資料和必要的科研工作，這本規(guī)范的設(shè)計(jì)方法仍只能在蘇聯(lián)55年規(guī)范的基礎(chǔ)上做少量修改和對名詞術(shù)語做必要推敲。但這次實(shí)踐，對我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展是十分有益的，邁出了重要的一步。
4.3 結(jié)構(gòu)理論及規(guī)范的逐步完善
提高水平，形成體系的階段。完善的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和規(guī)范體系的形成，從根本上講依賴于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)科學(xué)術(shù)技的發(fā)展，是把各種環(huán)境條件與鋼筋混凝土的性能關(guān)系以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)上升到規(guī)律性認(rèn)識的過程，這就需要扎實(shí)的、系統(tǒng)的科研工作。中國建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)所連續(xù)組織了三批鋼筋混凝土規(guī)范科研課題。通過這三批科研課題，使建國以來長期處于薄弱或空白狀態(tài)的量大面廣的工程技術(shù)問題，得到了解決或初步解決，獲得了一大批珍貴的關(guān)系到工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性與可靠性的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，大大提高了我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論水平，同時也增強(qiáng)了引進(jìn)與消化國外先進(jìn)設(shè)計(jì)方法的能力。
5 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向
5.1 試驗(yàn)研究將未來的發(fā)展的一個支撐
半個多世紀(jì)以來,我國混凝土結(jié)構(gòu)理論及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了從無到有，逐步發(fā)展完善的歷程。隨著我國大規(guī)?；窘ㄔO(shè)的發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)增長模式的轉(zhuǎn)變，各類大型復(fù)雜、功能特殊的結(jié)構(gòu)越來越多，同時還面臨著大量低安全度的既有建筑和結(jié)構(gòu)耐久性、抗災(zāi)性等問題。因此規(guī)范將不斷修訂，為修訂規(guī)范而進(jìn)行的試驗(yàn)研究也將持續(xù)進(jìn)行，從而混凝土結(jié)構(gòu)理論也將得到發(fā)展。
5.2 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方向的調(diào)整
傳統(tǒng)以單一構(gòu)件(板、梁、柱、墻等)進(jìn)行的試驗(yàn)研究，結(jié)論有很大的局限性，難以反映由這些構(gòu)件組成結(jié)構(gòu)體系(樓蓋、框架等)的真正受力狀態(tài)及規(guī)律，若以結(jié)構(gòu)組件或結(jié)構(gòu)體系的方式進(jìn)行試驗(yàn)，則可更真實(shí)地反映其受力狀態(tài)；構(gòu)件間的連接構(gòu)造是傳統(tǒng)試驗(yàn)研究中比較薄弱的環(huán)節(jié)，且對結(jié)構(gòu)安全有著重要的影響，應(yīng)加強(qiáng)這方面的研究；加強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗災(zāi)性能的試驗(yàn)研究，提高試驗(yàn)研究的分析水平，要提倡先分析后試驗(yàn)，多分析少試驗(yàn)?；炯俣☉?yīng)有可靠的依據(jù)，機(jī)理分析應(yīng)深入透徹，應(yīng)充分利用已有的試驗(yàn)資料；應(yīng)用非線性有限元及概率統(tǒng)計(jì)等手段，提高試驗(yàn)和分析水平；通過試驗(yàn)研究開發(fā)約束混凝土的巨大潛力，具有實(shí)際工程意義。
6 結(jié)語
混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的研究與應(yīng)用在我國作為一個新興的學(xué)科領(lǐng)域得以迅猛發(fā)展僅僅是近十來年的事。隨著該領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用和研究工作的深入發(fā)展，我國先后編制適合于混凝土結(jié)構(gòu)加固的相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，這些專業(yè)的加固標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范初步形成了混凝土結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系，對我國該領(lǐng)域的發(fā)展和各種最新科研成果的推廣應(yīng)用起到了積極作用，大大促進(jìn)了我國在該領(lǐng)域的發(fā)展。我國混凝土結(jié)構(gòu)理論及規(guī)范從無到有，逐漸豐富和完善，完全依靠獨(dú)立自主的科研試及工程實(shí)踐積累。目前我國大規(guī)模基建極需結(jié)構(gòu)理論及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的持續(xù)發(fā)展，轉(zhuǎn)變科研形式，調(diào)整研究方向極為重要。
參考文獻(xiàn)：
水利工程建筑項(xiàng)目在正式施工建造前需要做好各項(xiàng)設(shè)計(jì)、規(guī)劃工作，工程設(shè)計(jì)人員在實(shí)地勘察中分析影響項(xiàng)目建設(shè)的主要因素，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上不斷進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，提高項(xiàng)目建設(shè)水平與質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員對于水利工程建筑物結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)要進(jìn)行等級劃分，依照科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)展開項(xiàng)目施工現(xiàn)場的信息分析，水利工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個工程建設(shè)工作中重要一環(huán)，建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平直接影響到后期項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量，因而保證水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理、科學(xué)，能夠有效提升項(xiàng)目建設(shè)的質(zhì)量。[1]針對水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中容易產(chǎn)生的問題，需要從工程實(shí)踐角度重點(diǎn)分析其問題解決方法，這對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)基礎(chǔ)和技能水平有一定要求。
1水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)部分
（一）整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
水利工程項(xiàng)目在施工建設(shè)過程中進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是為了使項(xiàng)目建設(shè)滿足施工合同基本要求，在項(xiàng)目結(jié)構(gòu)安排中提高建筑建設(shè)、使用的實(shí)用性與適用性。水利工程建筑物整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要在施工現(xiàn)場勘查的基礎(chǔ)上，對照工程合同要求，對建筑整體進(jìn)行結(jié)構(gòu)類型的劃分。[2]水利工程建筑物整體結(jié)構(gòu)能夠劃分為不同的類型，主要結(jié)構(gòu)包括大壩和水閘，其他則是一些配套設(shè)施，如管理用房等，在整體性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中需要對水利工程建筑物整體框架進(jìn)行規(guī)劃，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完整與配套。
（二）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一大重點(diǎn)內(nèi)容即混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由于項(xiàng)目建設(shè)特性，大多水利工程項(xiàng)目建造均應(yīng)用混凝土結(jié)構(gòu)，水利工程建筑物混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效果與水平直接關(guān)系到整體水利工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)與建造的效果與質(zhì)量?；炷两Y(jié)構(gòu)具有較為明顯的施工優(yōu)勢，在混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)到位的情況下，混凝土結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的穩(wěn)固性，但是容易出現(xiàn)施工裂縫，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)使用安全性與美觀性均會受到不同程度的影響。[3]因而進(jìn)行水利工程建筑物混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時需要進(jìn)行大量的結(jié)構(gòu)質(zhì)量試驗(yàn)，對混凝土結(jié)構(gòu)的承重極限和抗震能力等進(jìn)行檢驗(yàn)，減少施工裂縫，提高混凝土結(jié)構(gòu)性能。
（三）水閘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
水利工程項(xiàng)目另一主體結(jié)構(gòu)為水閘，水閘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)考慮工程防水性與排水性，水利工程項(xiàng)目建設(shè)受水力作用影響較大，因而在結(jié)構(gòu)安排中未設(shè)計(jì)好水閘部分，將導(dǎo)致工程項(xiàng)目整體防水、排水性能下降，水利工程建筑物建成后投入使用的壽命也會大大降低。水利工程建筑物水閘部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要與整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作相連接，綜合性的考慮水利工程建設(shè)的性能要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，提高不同類型水利工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效性。[4]
2水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)處理方法
（一）明確結(jié)構(gòu)等級劃分標(biāo)準(zhǔn)
水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)等級的劃分，否則設(shè)計(jì)效果難以達(dá)到預(yù)期理想，因而在建筑物結(jié)構(gòu)等級劃分的標(biāo)準(zhǔn)制定中要注意合理性與可用性，設(shè)置的等級標(biāo)準(zhǔn)過高或過低，均會影響最終的設(shè)計(jì)成果。根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)合同要求，參照不同項(xiàng)目結(jié)構(gòu)等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，使水利工程結(jié)構(gòu)等級劃分與實(shí)際工程建設(shè)要求一致，減少不必要的資源浪費(fèi)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要相關(guān)部門提交與工程有關(guān)的項(xiàng)目資料，資料內(nèi)容包括氣候環(huán)境、水文、土質(zhì)等，設(shè)計(jì)人員在資料分析中不斷改進(jìn)建筑物結(jié)構(gòu)，在方案優(yōu)化中提高設(shè)計(jì)效果。[5]水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)明確結(jié)構(gòu)等級劃分標(biāo)準(zhǔn)能夠在保證工程質(zhì)量的前提下，最大限度的降低施工成本，促使水利工程項(xiàng)目建設(shè)效益最大化。
（二）合理安排結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)
水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要應(yīng)用工程技術(shù)手段對項(xiàng)目結(jié)構(gòu)尺寸等參數(shù)進(jìn)行合理計(jì)算與安排，以混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中由于尺寸較大，應(yīng)該盡量選用跨高比較小和體積結(jié)構(gòu)較大的混凝土構(gòu)件。由于水利工程項(xiàng)目建設(shè)、使用特性，建筑物主要結(jié)構(gòu)部分位于水下較多，因而要對混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行嚴(yán)格控制，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要靈活安排混凝土配筋量和配筋率?；炷两Y(jié)構(gòu)縱向鋼筋受壓構(gòu)件強(qiáng)度等級為500MPa時，最小配筋百分率為0.50；強(qiáng)度等級為400MPa時，最小配筋百分率為0.55；強(qiáng)度等級為300MPa時，最小配筋百分率為0.60；一側(cè)縱向鋼筋，最小配筋百分率為0.20。[6]大體積的混凝土結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)烈的水化熱反應(yīng)，因而需要使用溫度鋼筋，防止鋼筋內(nèi)外溫差較大，產(chǎn)生溫度裂縫影響建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量。
（三）配筋設(shè)計(jì)
由于水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對結(jié)構(gòu)耐久性問題要引起足夠的重視，水下建筑物受水力沖刷和凍融影響較大，對于非桿系建筑物體系設(shè)計(jì)不能一味依照極限理論完成配筋設(shè)計(jì)，要經(jīng)過嚴(yán)格的數(shù)據(jù)計(jì)算保證設(shè)計(jì)合理性。水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對于不同類型結(jié)構(gòu)安排需要綜合考慮其建筑建造類別、工程產(chǎn)出效益、規(guī)模效益和成本效益，在設(shè)計(jì)過程中對于項(xiàng)目結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)要遵從客觀依據(jù)，非桿系建筑物體系較為脆弱，因而無法進(jìn)行壓、彎和拉等極限測試操作，無法作為配筋設(shè)計(jì)理論依據(jù)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的配筋設(shè)計(jì)要綜合項(xiàng)目數(shù)據(jù)，在物理學(xué)原理應(yīng)用研究下，進(jìn)行合理計(jì)算，并使其符合工程施工要求。
3結(jié)語
水利工程建設(shè)的目的是為了合理調(diào)配和控制地下水與地表水，在水資源的開發(fā)利用中滿足人們基本的生活、生產(chǎn)需求，由于水利工程項(xiàng)目建設(shè)過程中受自然地理、氣候、水文、土質(zhì)等因素影響較大，同時項(xiàng)目建設(shè)中資金投入大、工程量大，因而需要重點(diǎn)做好建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，保證項(xiàng)目建設(shè)的穩(wěn)定性。水利工程項(xiàng)目建設(shè)，需要工程設(shè)計(jì)人員根據(jù)現(xiàn)場實(shí)地勘察結(jié)果，對項(xiàng)目施工中容易產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性問題、質(zhì)量性問題進(jìn)行預(yù)測、分析，并提出有效的問題解決方案。水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要按照不同的工程標(biāo)準(zhǔn)，對建筑結(jié)構(gòu)等級進(jìn)行劃分，并準(zhǔn)備好相關(guān)資料，包括氣象數(shù)據(jù)資料和凍土厚度資料等，主要為工程設(shè)計(jì)工作提高必要參考。水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要有完整的設(shè)計(jì)方案，重點(diǎn)解決好水利工程建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、整體結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)等施工問題，提高項(xiàng)目建設(shè)的效率與效益。
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