时间：2023-07-13 17:24:02
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇混凝土结构基本设计原则，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】： 混凝土结构 ，桥梁 ，建筑结构
【 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
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
一、涵身结构
（1）结构形式：采用平行四边形结构，单孔为变截面框架，双孔为变截面连续框架。
（2）施工方法：按就地灌注法施工。
（3）截面尺寸的设计：
a、截面尺寸确定的原则及方法：框架各构件截面高度经技术经济比较按下述原则确定：
填土高较低的涵节（高边墙涵洞填土高较小的两级及中、底边墙涵洞）主要以控制设计截面上混凝土σw≤［σb］及主拉应力σz≤［σtp-2］为条件进行设计（［σb］、［σtp-2］分别为混凝土弯曲受压及偏心受压时的压应力与无箍筋及斜筋时主拉应力的容许值）。
填土高较高的涵节（高边墙涵洞填土高较大的两级）因顶底板梗胁起始截面处剪力较大，则按配置箍筋及斜筋设计，截面尺寸经比选后选定，截面尺寸以2cm为模数。
b、截面最小尺寸的拟定：考虑施工时，质量易于保证，本图各孔径的顶、底板及边中墙截面最小厚度定为16cm，双孔涵洞中墙厚度一般与边墙一致。
（4）加腋：为改善角隅部分的应力状态，在角隅处设计直线形梗胁。
三、结构承受的荷载：
（1）恒载：包括结构自重、填土引起的竖向及水平力、路面铺装等。
a、结构自重：钢筋混凝土容重按25KN/m计算，加腋部分自重在加腋范围内简化为均布荷载。
b、顶板上路基填方的竖向压力按《铁路桥涵设计基本规范》（TB 10002.1-2005）第4.2.3条规定计算：
p=KγH(kPa)
式中γ为填料容重，H为轨底至板顶填土高，K为系数，本设计将该竖向力分成填方重(γH)与附加竖向力((K-1)γH)两部分考虑,并将前者视为主力,后者视为附加力进行组合。
c、路基填方作用于边墙的水平压力按《铁路桥涵设计基本规范》（TB 10002.1-2005）第4.2.3条规定计算：
e=ξγH1 (kPa)
式中γ为填料容重，H1为轨底至涵洞计算截面处的填土高，ξ为系数，系数采用0.25。
d、填土容重按18KN/m计算。
（2）活载：中－活载，按《铁路桥涵设计基本规范》（TB 10002.1-2005）第4.3.4条规定计算：
a、活载作用于涵洞的竖向压力：
qh= (kPa)
式中h为轨底以下深度；
b、活载引起的水平压力：e=ξqh（kpa）
侧压系数ξ=0.25，不计动力影响。
c、线数：根据填土高视不利情况分别按单、双线计算，双线线间距以5m计。
d、活载冲击力：中－活载的动力系数按《铁路桥涵设计基本规范》（TB 10002.1-2005）4.3.5计算。
e、不计制动（牵引）力及长轨作用力。
（3）其它荷载：
a、涵内水压力：静水压力按主加附设计。
b、本设计不考虑地震力的影响。
四、结构内力计算：
（1）本图涵身结构计算图式按垂直于线路方向截取单宽1m，计算跨径按平行线路方向的框架宽度，计算边墙宽度为平行于线路方向墙厚计算，其轴线为构件混凝土截面中心线。
（2）地基反力按直线分布考虑。
（3）结构内力计算采用平面杆系有限单元法，单元设为等截面直杆，对于梗胁部分单元则按其两杆端有效高度（按1：3的坡线计算）
以单孔框架为例，控制截面位置如下：
五、截面配筋计算
（1）截面设计按容许应力法进行。框架顶底板按受弯构件计算，不考虑轴向力影响，边墙、中墙按偏心受压构件计算。
（2）顶、底板按照受弯构件进行受力分析，强度按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB 10002.3-2005）第5.2.5条各式计算，
a.混凝土压应力
b.钢筋的拉应力
式中钢筋弹性模量与混凝土变形模量之比n按其它结构项取值（C35混凝土为10）。HRB335钢筋容许应力按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB 10002.3-2005）第5.2.2条取值。
（3）边墙按照偏心受压构件进行受力分析，强度按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB 10002.3-2005）第5.2.6条各式计算，并按该规定计算主拉应力。
（4）梗胁范围截面的剪应力计算按照受弯构件变高度梁剪应力的计算方法考虑截面高度变化的影响。按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB 10002.3-2005）第5.2.5条计算。
（5）钢筋的配置根据弯距包络图及剪应力图进行。当构件某截面主拉应力（主力或主力加附加力组合下）超过《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB 10002.3-2005）表5.2.1[σtp-2]值时,则该截面所在的半跨范围内按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB 10002.3-2005）第5.3.14条要求设置开口箍筋及斜筋。
以单孔框架为例，弯矩及配筋包络图如下：
（6）梗胁部分斜向钢筋一般按构造布置，但当顶板梗胁下缘受拉时，则据其最不利竖向截面的强度和裂缝宽度的要求设计，其配筋率不小于钢筋混凝土最小配筋率要求。
（7）裂缝宽度计算按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB 10002.3-2005）第5.2.8条进行，其容许值为主力时［δf］=0.20mm，为主＋附时，［δf］=0.24mm。
（8）设计涵节长度顺涵轴方向3～5m，纵向辅助钢筋间距一般为20cm设置，在钝角处顶板顶面及底板底面设加强钢筋，加强范围约为跨长的1/5。出入口涵节按涵身一致配筋，其长度在斜交角35度及以下用2.5m，在斜交角35度以上采用3.0m。涵节端面边墙仍采用斜面。
（9）钢筋布置，钢筋骨架沿涵轴每1/cosα米配置8或10排，钢筋保护层厚度由结构所处环境，按《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB 10005-2010）确定，纵向钢筋构造布置。
六、设计注意事项
1、若采用顶进法施工，纵向钢筋配筋率不小于3%，并应检算顶进部位局部应力，边、中墙根剪应力等，且在底板前后端做局部加强设计。
2、对于双线或多线路基下涵洞，其线路下涵节长度宜设计为5m，沉落缝宜布置在线间中央附近，以免由单独一节涵身承受活载横向分布线重叠部分的力。
3、同一涵节应避免设在软硬相差甚大的两种地基上。
参考文献
1、《铁路桥涵设计基本规范》TB 10002.1-2005
2、《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB 10002.3-2005
3、《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》TB 10002.4-2005
关键词：高层建筑；抗震；概念设计；计算设计
中图分类号：TU318+.1 文献标识码：A
现代高层建筑出现在19世纪，1960年以后，建筑材料、结构体系和施工技术的不断发展，进入了大量建造50层以上高层建筑的时代。高层建筑结构的材料主要是钢筋混凝土和钢。除了全部采用钢材的钢结构和全部采用钢筋混凝土材料的钢筋混凝土结构外，同时采用两种材料做成的混合体结构和组合结构在近年来也得到了广泛应用。但考虑到建设成本、维护成本、可模性等因素，钢筋混凝土结构在未来很长一段时间内仍然会作为高层建筑的主要结构类型。
一、高层建筑的特点
何谓高层建筑，其高度测量起始位置和终止位置在何处，世界上均无统一规定。在我国，《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）（下简称《高规》）规定：10层及10层以上或总高度超过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结构为高层建筑。
相较于低层结构以竖向荷载为控制因素，在高层结构中，水平荷载往往成为了设计中的控制因素，建筑物的高度与荷载效应的关系一般为：N=f（H），M=f（H2），=f（H4）。由此可知，随着高度的增大，位移增大最快，矩次之，轴力再次之。构件截面层次的强度、结构层次的刚度和稳定性是高层建筑设计的核心控制指标。
在地震区，要求高层建筑有良好的抗震性能。在地震作用下结构具有良好的塑性变形能力。具体应使高层建筑达到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的要求。
高层建筑的设计是一个系统工程，包括概念设计、构件设计、构造措施、维护保养手段等。如果将其与人做对比，那么概念设计无疑是高层建筑的DNA，决定了建筑物先天条件；构件设计和构造措施，类似人的后天成长和学习；与人类一样，维护保养可以使建筑物更长久更安全地服役。
二、抗震概念设计的含义
因其丰富内涵，概念设计对高层建筑结构设计具有相当重要的作用，尽管多年以来在高层建筑结构的教育和培训中受到普遍重视，但当前结构工程师对结构设计软件的依赖和面向应用的高等教育模式又往往将其淡化了。结构概念设计并非强调计算方法和计算的准确性，它强调的是一种抗震设防理念在结构设计每一步骤中具有体现，包括方案设计阶段、初步设计阶段和施工图设计阶段等，它是结构工程师水平的体现。
概念设计是根据试验数据、震害现象和工程经验提炼、总结出的基本设计原则和理念，是一种定性设计。
三、概念设计的目的和重要作用
在进行建筑抗震设计时，原则上应满足二阶段三水准的设计原则。第一阶段的设计，通过计算保证强度要求和变形要求。第二阶段的设计，通过弹塑性层间侧移验算结构的弹塑性变形，实现“大震不倒”的第三水准抗震设防要求。我国设计规范主要通过良好的抗震构造措施来实现“中震可修”的第二水准要求。概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则，以满足抗震设防要求。概念设计的重要性还在于现行建筑抗震设计方法存在以下问题：（1）地震影响的不确定性；（2）地震作用计算方法的近似性；（3）结构内力分析方法的近似性。
四、抗震概念设计的基本内容
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（下简称《抗规》）对抗震概念设计作了全面具体的规定，使概念设计更容易理解，也使更多的设计人员便于掌握和运用概念设计。规范明确了概念设计包含的3个基本内容：（1）重视结构的规则性；（2）选择合理的结构体系；（3）结构构件的延性设计。
五、概念设计的核心准则及其保证措施
（一）核心准则
“强节点弱构件”――防止节点核心区破坏先于构件；“强柱弱梁”――防止结构塑性铰先在柱内出现，要求柱的抗弯能力高于梁的抗弯能力；“强剪弱弯”――防止构件发生剪切破坏，要求构件受剪承载力高于受弯承载力。
（二）保证措施
保证措施有两个方面：一是合理选择确定结构屈服水准（也可以说承载能力）的地震作用。这个地震作用通常小于或明显小于设防烈度地震，但它必须与结构的延性能力相协调。二是制定有效的抗震构造措施使结构确实具备所需要的保持竖向承载力条件的非弹性变形能力。这两个方面在《高规》中有详细的规定。如：《高规》第3.9节（抗震等级）的要求，我国规范对钢筋混凝土延性等级的划分以烈度区为主要依据，但还要考虑各类结构构件以及同一类结构中不同组成部分对延性的不同需求，因此《高规》建立了“抗震等级”（即抗震措施的等级）的概念，并将其划分为一、二、三、四级。这样，只需规定各抗震等级对应的内力调整和构造措施，所有不同类型结构在不同抗震设防标准下的对应抗震手段就都清楚了。总之，《高规》中许多条文都是概念设计的内容，都与“三强三弱”密切相关。
六、加强抗震概念设计的建议
（1）结构工程师不应被设计软件束缚，应该对概念设计有清晰认识，通过概念设计使建筑结构更合理；对《高规》及《抗规》应加强学习理解，对各条规范内涵应注意把握，对规范条文的逻辑联系应加强体会。在实践中，保证对各条概念设计条文的正确执行；（2）结构工程师应当善于模仿、学习、创新，善于从别人的结构方案中获得新的灵感；（3）建筑师也应加强结构专业知识的学习，掌握基本的建筑力学和结构设计概念，在方案阶段就尽力保证建筑结构布局和造型的美观合理，并注意与结构工程师配合沟通，避免出现因沟通不畅导致的项目进展阻滞。
结语
高层建筑结构设计遵循如下的流程：方案选择、概念设计荷载水平计算各种工况下结构内力及变形计算第一次内力调整荷载组合第二次内力调整构件设计及刚度验算。概念设计贯穿了整个设计流程，尤其是在结构选型和布置阶段，严格执行概念设计足以帮助建筑结构拥有良好的先天安全与稳定优势，在后续构件设计及刚度验算时更容易满足和通过。概念设计也是体现一个结构工程师水平高低的重要方面。无论是教学、科研还是工程实践，概念设计都应该是重点和核心内容。
参考文献
[1] JGJ 3-2010，高层建筑混凝土结构技术规程[S].
[2]包世华，张铜生.高层建筑结构设计和计算[M].北京：清华大学出版社，2013.
关键词：建筑地下室；钢筋混凝土；结构施工；
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：
引言
在建筑设计、施工过程中，对结构变形缝的预控，通常的作法是：设置沉降缝以解决因地基不均匀沉降产生的建筑结构变形，设置伸缩缝以防止混凝土收缩产生的结构裂缝，设置防震缝以满足建筑的抗震要求，而现行《混凝土结构设计规范》（GB50010－2010）作出了“如有充分依据和可靠措施，本规范表中的伸缩缝最大间距可适当增大，混凝土浇筑采用后浇带分段施工”的规定，为解决地下室建筑结构中地基差异沉降、混凝土收缩、增大伸缩缝间距、减少永久性变形缝等问题提供了路径及规范依据。本文依据相关规范，结合工程实践，就地下室钢筋混凝土结构后浇带的应用问题作些分析探讨。
1、后浇带的主要功能
1.1 解决沉降差
高层建筑和裙房的结构及基础设计为整体，但在施工时用后浇带将两部分暂时断开，待主体结构施工完毕，已完成大部分沉降量（50%以上）以后再浇注连接部分的混凝土，将高低层连为整体。设计时，应考虑基础在两个阶段不同的受力状态，分别进行强度校核。连为整体后的计算，应考虑后期沉降差引起的附加内力。这种做法要求地基土较好，房屋的沉降能在施工期间内基本完成。同时还可以采取以下调整措施：
1）调压力差。主楼荷载大，采用整体基础降低土压力并加大埋深，减少附加压力；低层部分采用较浅的十字交叉梁基础，增加土压力，使高低层沉降接近。
2）调时间差。先施工主楼，待其基本建成，沉降基本稳定，再施工裙房，使后期沉降基本相近。
1.2 减小温度收缩影响
新浇混凝土在硬化过程中会收缩，已建成的结构受热要膨胀，受冷则收缩。混凝土硬化收缩的大部分将在施工后的1～2个月内完成，而温度变化对结构的作用则是经常的。当其变形受到约束时，在结构内部就产生温度应力，严重时就会在构件中出现裂缝。留出后浇带后，施工过程中混凝土可以自由收缩，从而大大减少了收缩应力。混凝土的抗拉强度可以大部分用来抵抗温度应力，提高结构抵抗温度变化的能力。
2． 地下室后浇带的设置原则
钢筋混凝土结构后浇带设置遵循的是“抗放兼备，以放为主”的设计原则，其原理是以设置临射性变形缝的方法释放大部分约束力。然后，用强度较高的膨胀混凝土填缝，既后浇带方法以抗衡残余的应力。通过钢筋混凝土结构后浇带技术措施来解决建筑结构预控沉降或伸缩的调整方法，达到不设永久变形缝的目的。平战结合防空地下室多附建于民用建筑地下，因此，防空地下室钢筋混凝土结构后浇带的设置必须兼顾防空地下室和地面民用建筑结构的特点来统筹考虑设置。
2.1 设置的一般原则
后浇带设置的位置、间距、断面形式应根据工程类型、工程部位、工程地质、基础形式、结构受力、上部结构布置、现场施工条件等具体情况通过设计计算来确定。防空地下室后浇带设置通常应遵循以下原则：
1）考虑确定设置后浇带要解决什么问题。主要用于解决地基沉降差的后浇带，为后浇沉降带；主要用于解决混凝土收缩变形的后浇带，为后浇伸缩带。
2）后浇带设置位置和宽度的确定。后浇带应设置在结构受力弯矩和剪力均较小以及变形较小部位。一般在梁、板跨度内的三分之一处，且宜自上而下对齐，竖向上不宜错开。后浇带带宽不宜小于800mm，也不宜大于1000mm，避免应力过于集中和便于组织施工。
3）后浇带带内的结构主筋不宜在带中断开，带内混凝土则应遇梁断梁，遇墙断墙，遇板断板，全断面贯通设置后浇带。
4）后浇带带内混凝土强度的确定。后浇带混凝土应采用比两侧混凝土强度等级高一级的膨胀混凝土；浇筑时间根据后浇带性质由设计计算确定，同时要求混凝土不得少于28天保湿养护。
5）当超长结构设置后浇伸缩带时，间距一般应控制在30-50m内设置。当高层建筑与裙房并设有防空地下室时，设置后浇带宜设置在裙房一侧，不得设在主楼内，其位置应设在主楼边柱第二跨裙房内。并加强高层建筑与裙房相连部位的构造，提高纵向钢筋的配筋率，用以抵抗后浇带封闭后由剩余差异沉降并引起结构内力。
3 混凝土结构后浇带的施工需注意的问题
总结工程实践，本文认为在处理防空地下室钢筋混凝土结构后浇带施工时，应注意的问题。
3.1施工前的技术交底工作
1）后浇带的平面位置，断面形式及接缝防水处理的做法。当施工图纸中设计明确时，必须依照设计要求施工。当设计不明确，施工确需设置时，必须依照防空地下室后浇带设置的原则和规范要求，施工单位预先确定设置方案，报监理后按设计审核确认实施，不能施工到位时临时决定处理。
2）后浇带内的结构主筋在后浇带内的处理方式，是连续或是断开，要根据确定的处理方式，有针对性地提出处理要求，确保后浇带带内的主筋满足结构技术要求规定。
3）对后浇带的模板及支撑要求。后浇带跨内两侧的模板及支撑体系应一次性安装成型到位，并且使用独立支撑系统，以方便后续施工。同时，必须待后浇带混凝土浇筑并养护好后，方可按从上到下的顺序原则
拆除模板支撑，以确保建筑结构均衡承载受力不被破坏，混凝土表面不开裂表面平整。
3.2 确保施工质量
1）对混凝土浇筑前后浇带带内的保护工作要求。对后浇带部位的基础、底板、墙体、顶板应加设临时护栏围护，以免施工过程中不必要的垃圾、材料等的堆放，造成后浇带处的应力传递而减弱约束应力的释放。也可加设临时挡水带或集水井等，以防止后浇带处的钢筋污染，并及时清理后浇带接口缝和带中积水和建筑垃圾。
2） 做好工程所用各种原材料和混凝土配合比的检测及试验，确保满足对后浇带的设计质量要求。
3）后浇带带中的结构主筋在带中连续通过时，确因调整困难需要在带中断开，要首选机械连接或焊接，并必须满足同一截面的钢筋焊接连接率不得大于50%的规范要求。在制安后浇带跨内钢筋时，应加密拉结筋、支撑筋、保护层垫块；在浇筑两侧混凝土时要对称浇筑，以保证后浇带内主筋不走形不移位。
4） 后浇带两侧接缝处宜采用钢筋支架钢丝网隔断，制安钢丝网片时必须绷紧钢丝网，钢丝网片与钢筋支架必须绑扎结实、牢固，以便于施工及保证断面企口成型。并要求在后浇带两侧混凝土浇筑后终凝前，把流淌到带内的混凝土浆块敲碎，以便后期清理干净。
5）后浇带接缝处止水带的处理。防空地下室后浇带接缝处不宜留成直槎；止水带的埋设形式有：遇水膨胀止水带、橡胶止水带、钢板止水带等埋设。选择钢板止水带止水安装时，钢板止水片接头必须搭接焊接，搭接长度≥50mm，搭接处四个方向需满焊接，焊接处无渣、咬肉、气泡等，以确保后浇带接缝处不渗水漏水。
6）保证混凝土浇筑质量
①带内混凝土必须较两侧混凝土强度高一个等级且具有微膨胀效应，必须预先做好配合比试验并满足设计要求，有抗渗要求时还应做抗渗试验。控制好带内混凝土浇筑时间，设计明确时，按设计要求。设计没明确时，掌握原则是：伸缩后浇带视先浇部分混凝土浇捣完60天之后，最少不能低于40天；沉降后浇带宜在建筑物基本完成沉降后进行，或者根据沉降观测数据，当高层建筑结构施工到一定高度时，高层建筑的沉降量较小并且相对较稳定时，预估高层与裙房之间产生的差异沉降量处在控制范围之内时，浇筑混凝土。
②浇捣后浇带内混凝土之前，应做好钢筋的除锈工作。同时，将带内两侧混凝土凿毛，将带内杂物清理干净，并用水冲洗施工缝，排除表面积水，两侧表面混凝土保持湿润24小时。在浇筑时，在界面处涂刷与带内混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆，以确保后浇带内混凝土与先浇捣的混凝土连接良好。并掌控好后浇带的环境温度低于两侧混凝土浇筑时的环境温度。严格按配合比计量进行搅拌；混凝土应搅拌均匀，避免产生局部过大过小的膨胀，影响工程质量。
③混凝土振捣时，应限制振捣器与模板的距离，避免强振与贴边框，适当延长振捣时间，以保证混凝土的密实性，避免形成贯穿通缝。当采用钢丝网做隔断时，钢丝网片之间的接口及两侧保护层的接口必须封闭，要特别注意分层浇筑厚度和振捣器距钢丝网模板的距离。有必要时可采用钢钎捣实垂直施工缝处的混凝土，以提高混凝土密实性和抗裂性。在混凝土初凝后应用木抹子抹平混凝土表面，并压光数遍，减少表面裂缝产生。
4 结束语
综上所述，防空地下室工程钢筋混凝土结构后浇带的设置，是解决防空地下室结构工程中混凝土收缩、地基差异沉降、增大伸缩缝间距、减少永久性变形缝等问题的有效技术措施。同时，结合防空地下室结构的特点，把握防空地下室设置后浇带的设计规范规定和原则，注重施工质量和技术措施，同时，运用技术手段，我们就能在平战结合防空地下室设计施工中，有效地预控结构变形缝的产生，减少工程额外的投入，确保防空地下室的防护功能不受影响，达到满足平战两用功能的作用和效益。
参考文献
关键词：高层建筑；混凝土；优化设计；方法
中图分类号： TU97 文献标识码： A
在现代建筑中，混凝土结构以其强度高、耐久性好、坚固抗震等优点获得了广泛的应用，并且近年来一些新材料、新技术的逐步应用，在很大程度上提高了混凝土结构的施工效率，减少了施工成本，但是在建筑设计中依然存在一些不合理的现象，因此必须进行优化，才能促进建筑行业的可持续发展。
一、高层建筑混凝土结构的基本要求和类型。
建筑因其高低的不同，它承受力的大小和方向也是不同的。对高层建筑来说，建筑结构承受力的方向同时有水平和竖向两种力的作用。这与低层建筑是不同的，低层建筑结构承受的力方向主要是竖向的荷载，水平力的作用对结构的影响不大。[1]水平荷载不仅仅在高层建筑中是一种主要的荷载，而且它和竖向荷载相互影响，相互作用，共同对建筑施加影响，成为混凝土就够设计中主要考虑的因素。
考虑到高层建筑的这些特点，在混凝土的选用上就需要提高混凝土的质量和数量。首先，我们要对混凝土出厂前进行相关的技术处理，目的是减少水泥的水化热作用，这样可以降低混凝土自身的温度，保证其质量。其次，施工前必不可少的要进行一些必要的应急准备措施，以防在施工时出现意想不到的情况，以确保精心组织、精心施工，万无一失地完成任务。最后，在施工当中，最好采用预拌泵送混凝土，加大对混凝土施工细节的注意，比如混凝土施工缝等。我们讨论的混凝土结构优化设计以及节约建筑成本，都应该在达到高层建筑混凝土结构的基本要求的基础之上进行。
目前我国采用的高层建筑混凝土结构按照时间的发展顺序主要以下几种[2]：
1、钢筋混凝土结构：
与钢结构相比，钢筋混凝土结构的优点在于整体性好、耐高温性强、舒适度较好、抗腐蚀强、成本低、刚度大、维护方便等。现在，随着我国混凝土技术的发展和混凝土理论（高强混凝土、钢管混凝土、钢混凝土、轻混凝土）的发展，我国的钢筋混凝土的发展已经达到了成熟阶段。在我国钢筋混凝土材料受到了很高的重视，应用在很大一部分高层建筑中。
2、组合结构：
相对于钢筋混凝土来说，组合结构更具优点。这些优点主要在于节约钢材、减少污染、提高科技含量、加快施工进程等。所以，对于高层建筑来说，组合结构可以在一定程度上取代钢筋混凝土结构，这就较少了高层建筑的横向和纵向的压力。不仅如此，组合结构在冶金、造船、电力、交通等方面也逐步开始得到应用。
3、新型结构：
相对于钢筋混凝土结构和组合结构，新型结构体系的区分标准是筒体的组成方式。新型结构体系主要有三种类型：框筒体系、筒中筒体系、多束筒体系。之所以称之为新型结构主要是因为与传统的单片平面结构相比，筒体结构可以承受更多的荷载力。在我国，筒体结构的应用并不少见，主要应用的高层建筑的特点是功能多、用途多、楼层高、层数多等。
二、高层建筑混凝土结构设计特点
与多层建筑的结构设计不同，高层建筑的结构设计需要考虑的因素更多，设计中所涉及到的问题更为复杂，设计难度更大。这是因为高层建筑不但增大了对地基基础的荷载与强度要求，同时其自身的结构构件柱、墙、梁、板的承载能力、抗震能力也都需要得到保证，只有这样才能确保建筑自身的稳定性与安全性[3]。
1、水平侧向力是影响高层建筑结构设计中关于变形设计的主要影响因素。高层建筑受到的水平力主要为日常的风荷载及地震荷载作用下产生的水平地震力。与普通多层建筑相比，高层建筑的结构中更需要考虑到侧向力对建筑结构的影响，这是因为高层建筑受到水平荷载会产生较大的水平位移，影响到建筑结构的整体稳定性和舒适性。因此在结构设计中要尤其注意考虑到这一点。
2、结构的刚度布置需适宜。有人认为在建筑结构的设计中，结构的刚度越大则其承载能力越强，抗震性能就越好。其实不然，高层建筑的结构并非是刚度越大越好，刚度及质量越大，吸引的地震力也越大，同时造价也会提高，所以高层建筑结构需同时具备一定的柔性，这样才能增大其抗震性能，保证其在外力作用下，不会因刚度和脆性过大而发生倒塌。因此在设计中应该将建筑的刚度控制在适宜的范围内，不可过大，也不可过小。这也就要求高层建筑应当具备一定的延性，同时满足建筑的承载能力和抗震能力。
三、钢筋混凝土结构优化设计应用分析
1、工程概况
某钢筋混凝土框架——剪力墙结构建筑由四层裙楼和A、B两栋高层建筑组成，地下两层为停车库和设备用房。总建筑面积约2万m2，房屋平面布置为不规则形状[4]。
2、结构设计要求
本工程采用钢筋混凝土框架——剪力墙结构，建筑结构的安全等级为二级。地震基本烈度为7度（0.1g，第二组，特征周期0.4s），抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为7度（0.1g，第二组）。地基基础设计等级为乙级。上部结构和负一层的框架抗震等级为二级，剪力墙为二级结构，负二层的框架抗震等级为三级。基本风压：Wo=0.35kN/m2，地面粗糙度为B类。
3、设计优化的原则
在满足结构设计现行规范和相关规定的前提下，通过大量计算和经验分析进行优化，遵循以下原则：保证结构的安全性和正常使用；保证结构具有合理的刚度，特殊部位应有局部加强；可以减小的结构构件，应进行有效的核减。
4、结构优化设计
高层框架剪力墙结构体系中，主要是水平荷载作用下，框架和剪力墙内力分配设计，其中剪力墙的设计位置和数量就是关键。
1）结构最优设防的选择
在预测地震烈度概率分析的基础下，使用专业地震安全评价报告的数据，采用模糊综合评定分析法计算结构的模糊延性向量和模糊抗震强度，损失等级概率和震害损失的概率预估期望值，在满足最大投资期望和最大损失约束条件下，求出最优地震设防烈度值。
2）框架与剪力墙协同工作，承载力、刚度、延性能力的最佳匹配设计
框架——剪力墙结构的设计主要是结构刚度和结构延性的最佳组合。结构刚度对结构的主要影响为结构的自振周期和侧向位移，结构延性对结构的影响主要为保持承载力能力的前提下的变形能力，因此可以采用结构整体的侧向位移量来协调结构的刚度和延性，按规范对层间位移量和顶点位移总侧移的限值来控制结构的刚度和延性设计。
3）框架——剪力墙结构的优化设计
框架——剪力墙结构优化设计的原则就是优化结构的各个杆件，结构模型计算时，通过一次性完成的结构构件的输入，然后逐步优化各个杆件，以达到结构杆件合适、配筋合理，节约工程造价。
4）基础优化设计
在地下室基础的初步设计工作中，原初步设计地下室基础拟全部采用筏板基础，经审核计算后，提出纯地下室基础部分采用独立基础加抗浮底板及抗浮锚杆的做法能做到节约钢筋、混凝土。同时保证结构安全，施工简便，能达到更加节省工程造价目的。
5）强化“强柱弱梁、强剪弱弯”设计理念
框架结构的柱、剪力墙设计要引起重视，要加强设计；而梁和板的配筋不宜调大，梁的设计变量主要是截面高、宽及纵向受拉钢筋的截面积和架立钢筋的截面积，优化设计主要针对以上设计变量进行优化，因此梁的截面尽量按正常值取定，少做宽扁梁，配筋率也应控制在 1.5%左右，次梁的箍筋宜分为加密区和非加密区。
四、结束语：
通过优化设计后，本工程的最终优化的结果为：节约钢筋65t，节约资金约32万元。高层建筑混凝土结构的优化设计方法多种多样，但是不论使用哪一种方法都要建立在施工的可行性的基础之上，施工技术必须严格依照设计标准。高层建筑混凝土施工技术是科学元素和技术元素的融合和应用，它的实现过程必然需要建筑施工各环节基础技术的支持和管理理论的强化。所以，设计与施工的相辅相成才是实现合理、科学节约成本的有效措施。
参考文献：
[1]杨克家,梁兴文,张茂雨.带加强层超高层建筑结构基于能力谱法的抗震设计[J].地震工程与工程振动,2010.
这类结构在水利工程设计中是难于避免的，有时，它在某些水工混凝土工程结构中处于制约设计的重要地位。从逻辑概念讲，只要允许素混凝土结构的存在，必定会有少筋混凝土结构的应用范围，因为它毕竟是素混凝土和适筋混凝土结构之间的中介产物。
凡经常或周期性地受环境水作用的水工建筑物所用的混凝土称水工混凝土，水工混凝土多数为大体积混凝土，水工混凝土对强度要求则往往不是很高。在一般水工建筑物中，如闸墩、闸底板、水电站厂房的挡水墙、尾水管、船坞闸室等，在外力作用下，一方面要满足抗滑、抗倾覆的稳定性要求，结构应有足够的自重；另一方面，还应满足强度、抗渗、抗冻等要求，不允许出现裂缝，因此结构的尺寸比较大。若按钢筋混凝土结构设计，常需配置较多的钢筋而造成浪费，若按素混凝土结构设计，则又因计算所需截面较大，需使用大量的混凝土。
对于这类结构，如在混凝土中配置少量钢筋，在满足稳定性的要求下，考虑此少量钢筋对结构强度安全方面所起的作用，就能减少混凝土用量，从而达到经济和安全的要求。因此，在大体积的水工建筑物中，采用少筋混凝土结构，有其特殊意义。
关于少筋混凝土结构的设计思想和原则，我国《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191—96)作了明确的规定。
二、规范对少筋混凝土结构的设计规定
对少筋混凝土结构的设计规定体现在最小配筋率规定上，这里将《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191—96)（下文简称规范）有关最小配筋率的规定，摘录并阐述如下：
1．一般构件的纵向钢筋最小配筋率
一般钢筋混凝土构件的纵向受力钢筋的配筋率不应小于规范表9.5.1规定的数值。温度、收缩等因素对结构产生的影响较大时，最小配筋率应适当增大。
2．大尺寸底板和墩墙的纵向钢筋最小配筋率
截面尺寸较大的底板和墩墙一类结构，其最小配筋率可由钢筋混凝土构件纵向受力钢筋基本最小配筋率所列的基本最小配筋率乘以截面极限内力值与截面极限承载力之比得出。即
1)对底板(受弯构件)或墩墙(大偏心受压构件)的受拉钢筋As的最小配筋率可取为：
ρmin=ρ0min()
也可按下列近似公式计算：
底板ρmin=(规范9.5.2-1)
墩墙ρmin=(规范9.5.2-2)
此时，底板与墩墙的受压钢筋可不受最小配筋率限制，但应配置适量的构造钢筋。
2)对墩墙(轴心受压或小偏心受压构件)的受压钢筋As’的最小配筋率可取为：
ρ＇min=ρ′0min()
按上式计算最小配筋率时，由于截面实际配筋量未知，其截面实际的极限承载力Nu不能直接求出，需先假定一配筋量经2—3次试算得出。
上列诸式中M、N——截面弯矩设计值、轴力设计值；
e0——轴向力至截面重心的距离，eo=M／N；
Mu、Nu——截面实际能承受的极限受弯承载力、极限受压承载力；
b、ho——截面宽度及有效高度；
fy——钢筋受拉强度设计值；
γd——钢筋混凝土结构的结构系数，按规范表4.2.1取值。
采用本条计算方法，随尺寸增大时，用钢量仍保持在同一水平上。
3．特大截面的最小配筋用量
对于截面尺寸由抗倾、抗滑、抗浮或布置等条件确定的厚度大于5m的结构构件，规范规定：如经论证，其纵向受拉钢筋可不受最小配筋率的限制，钢筋截面面积按承载力计算确定，但每米宽度内的钢筋截面面积不得小于2500mm2。
规范对最小配筋率作了三个层次的规定，即对一般尺寸的梁、柱构件必须遵循规范表9.5.1的规定；对于截面厚度较大的板、墙类结构，则可按规范9.5.2计算最小配筋率；对于截面尺寸由抗倾、抗滑、抗浮或布置等条件确定的厚度大于5m的结构构件则可按规范9.5.3处理。设计时可根据具体情况分别对待。
为慎重计，目前仅建议对卧置于地基上的底板和墩墙可采用变化的最小配筋率，对于其他结构，则仍建议采用规范表9.5.1所列的基本最小配筋率计算，以避免因配筋过少，万一发生裂缝就无法抑制的情况。
经验算，按所建议的变化的最小配筋率配筋，其最大裂缝宽度基本上在容许范围内。对于处于恶劣环境的结构，为控制裂缝不过宽，宜将本规范表9.5.1所列受拉钢筋最小配筋率提高0.05％。大体积构件的受压钢筋按计算不需配筋时，则可仅配构造钢筋。
三、规范的应用举例
例1一水闸底板，板厚1.5m，采用C20级混凝土和Ⅱ级钢筋，每米板宽承受弯矩设计值M=220kN／m(已包含γ0、φ系数在内)，试配置受拉钢筋As。
解：1)取1m板宽，按受弯构件承载力公式计算受拉钢筋截面面积As。
αs===0.012556
ξ=1-=1-=0.0126
As===591mm2
计算配筋率ρ===0.041%
2)如按一般梁、柱构件考虑，则必须满足ρ≥ρmin条件，查规范表9.5.1，得ρ0min=0.15%，
则As=ρ0bh0=0.15%×1000×1450=2175mm2
3)现因底板为大尺寸厚板，可按规范9.5.2计算ρmin
ρmin===0.0779%
As=ρminbh0=0.0779%×1000×1450=1130mm2
实际选配每米5Φ18（As=1272mm2）
讨论：1)对大截面尺寸构件，采用规范9.5.2计算的可变的ρmin比采用规范表9.5.1所列的固定的ρ0min可节省大量钢筋，本例为1：1130／2175=1：0.52。
2)若将此水闸底板的板厚h增大为2.5m，按规范9.5.2计算的ρmin变为：
ρmin===0.0461%
则As=ρminbh0=0.0461%×1000×2450=1130mm2
可见，采用规范9.5.2计算最小配筋率时，当承受的内力不变，则不论板厚再增大多少，配筋面积As将保持不变。
例2一轴心受压柱，承受轴向压力设计值N=9000kN；采用C20级混凝土和I级钢筋；柱计算高度l0=7m；试分别求柱截面尺寸为b×h=1.0m×1.0m及2.0m×2.0m时的受压钢筋面积。
解：1)b×h=1.0m×1.0m时，轴心受压柱承载力公式为：
N≤φ(fcA+fy′As′)
==7＜8，属于短柱，稳定系数φ=1.0，
As′===3809mm2
ρ′===0.38%
由规范表9.5.1查得ρ0min′=0.4%，对一般构件，应按ρ0min′配筋
As′=ρ0min′A=0.4%×106=4000mm2
2)b×h=2.0m×2.0m时，若仍按一般构件配筋，则
As′=0.4%×2.0×2.0×106=16000mm2
现因构件尺寸已较大，可按规范9.5.3计算最小配筋率：
ρmin′=ρ0min′()
式中因实际配筋量As′尚不知，故需先假定As′计算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%
关键词：施工员；职业标准；混凝土结构；教学改革
作者简介：蒋建清（1979-），男，湖南宁乡人，湖南城建职业技术学院建筑工程系，讲师；曹异卿（1979-），女，湖南益阳人，湖南城建职业技术学院信息工程系，助理工程师。（湖南湘潭411101）
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）13-0092-01
在我国土木工程事业蓬勃发展的新形势下，熟练掌握建筑业现场专业技术管理人员应具备的基本理论知识和技能的建筑工程技术应用型人才越来越受到建筑施工单位的青睐。《建筑与市政工程施工现场专业人员职业标准》确定了施工员的工作职责、应具备的专业技能和专业知识，[1]具体描述了施工员岗位对建筑结构的知识要求为“熟悉建筑构造、建筑结构的基本知识”。
目前，建筑业应用最广泛的结构仍然是钢筋混凝土结构。“混凝土结构”课程在我国本科土建类专业已经开设了几十年，其内容编排分为混凝土结构基本原理和混凝土结构设计两大部分，前者讨论钢筋混凝土构件的受力性能、设计计算方法和配筋构造等，后者讨论混凝土结构的选型、内力分析方法和构造处理等。这种传统的教学思维模式对高职院校“混凝土结构”课程的影响很大，其内容编排只是将本科混凝土结构课程的两部分内容进行合并和简化。[2]“混凝土结构”课程也是令高职建筑工程技术专业学生头疼的课程，其理论难度较大和实践性强，传统“课堂式”的教学模式已不能满足职业岗位能力培养的需要，必须改革传统的教学。本文基于建筑工程现场施工员岗位能力要求，就建筑工程技术专业“混凝土结构”教学改革进行了探索。
一、课程定位与目标
1.课程定位
必要的建筑结构分析和计算是建筑工程技术人员的重要任务，是建筑施工员、质量员、安全员等岗位的一个重要行动领域，进而转换为建筑工程技术专业教学计划中必修的专业学习领域之一，在该专业课程体系中有着其重要的地位。可见，“混凝土结构”课程是培养建筑工程技术专业学生职业能力的一门职业核心课程。
2.课程教学目标
使学生熟知用于履行施工组织策划、施工技术管理、施工进度成本控制、施工质量安全环境管理、施工信息资料管理等岗位职责所必需的混凝土结构基本知识，把就业岗位所需知识、技能、态度有机地整合在一起，将职业标准和能力要求转化成课程目标，形成“职业素质―职业能力―岗位技能”三位一体的课程目标模式，达到建筑工程现场专业技术人员职业标准要求。具体课程教学目标的设计应从知识目标、技能目标和态度目标三方面进行展开（见表1）。
二、课程教学内容优化设计
1.教学内容优化思路
按照土建工程技术领域施工员岗位职业资格标准，以岗位分析和具体工作过程为导向，以工程为载体，根据行业企业发展需要和完成职业岗位实际工作任务所需要的知识、技能、素质态度要求，基于工作过程进行课程开发，以行动导向进行教学设计，以实训为手段，以学生为主体，设计出知识、理论、实践一体化的课程内容体系，设计能力训练项目，设计具体工程项目导向的职业情境，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，为学生可持续发展奠定良好的基础。
2.教学内容项目模块化
围绕课程教学目标，加强建筑结构应用性内容教学，强化技能训练，删繁就简，以“必需、够用”为原则，对课程内容进行合理的调整与取舍，将“混凝土结构”教学分为结构选型与布置、基本结构构件校核、常见混凝土结构计算及结构施工图平法图集应用等四大项目，细分为结构类型介绍、结构布置、结构荷载计算等十六大模块，可计划安排在一个学期完成教学（分配112课时以上）。
三、课程教学组织与方法
目前，高职教育教学存在理论和实践脱节现象，一堂课下来，老师从头讲到尾，即采用“满堂灌”的教学方法，[3]不利于学生的能力培养。结合高职学生层次和高职教育特点，在传统教学基础上，“混凝土结构”课程教学中可采取项目教学法方法。
项目教学法是以实际的工作项目为主线，先由教师将项目分解为不同的任务，并对相应的任务作适当的理论讲解和示例，然后由学生分组围绕各自的工程项目进行讨论协作学习，最后以各小组共同完成项目的情况来评价学生是否达到教学目的的一种教学方法。[4]项目教学法最显著的特点是“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”，改变了以往“教师讲、学生听”的教学模式，创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。具体到本课程，授课以典型混凝土结构施工图纸为项目主线，先进行结构整体任务分解，后进行构件计算，授课过程按工作过程先后顺序进行。采用能力本位教学模式，基于工作任务的项目式教学，以学生动手操作为主，每一个项目设多个工作任务，项目完成后提交相应成果。
在项目教学过程中，根据国家、行业相关标准规范的修订要求，适当补充新原理、新技术、新标准等教学内容，建立“混凝土结构”教学内容的动态调整机制，实现课程教学与建筑结构规范标准、施工员岗位标准同步。在传统教学内容的基础上，加强混凝土结构构造设计内容的教学，纠正学生在混凝土结构构件设计过程中“重计算、轻构造”的思维趋势，将各种构件构造设计相关规范条文与教学内容对照讲解。做到教材和规范条文相结合，在课程基本内容的教学结束之后安排一定课时和课后作业，引导学生进行《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）等规范标准的学习。[5]
四、考核评价方式
考核评价改变以试卷考试分数评定为主的传统考核思维，结合课程项目教学，突出学生在项目任务完成过程中的过程评价，可配合课堂提问、项目小组讨论、课后作业、任务成果等考核手段，注重平时考核学生的知识、技能、态度，注重引导学生改变学习方式。强调课程综合评价，结合实际项目结构施工图识读、会审、结构构件验算和竣工图绘制等动手实际操作项目，考核学生的动手能力、分析和解决问题的能力。具体考核成绩可分解为三部分，分别为考勤和课堂表现（占20%权重）、项目过程考核（占30%权重）和期末综合考试（理论+技能，占50%权重）。
五、结论
基于建筑工程现场施工员培养目标，结合“混凝土结构”教学实践，对课程教学定位与目标、教学内容优化、课程教学组织与教学方法以及考核评价方式等问题进行了探讨。教学改革实践表明，学生对本课程学习积极性增强。通过“混凝土结构”的学习，学生系统地掌握了混凝土结构的基本知识、结构计算与验算及结构施工图识读与绘制等基本技能，获得了综合分析解决工程结构问题的能力。同时，项目模块化的课程教学，培养了学生学习能力、沟通能力和团队协作精神。课程教学实现了知识目标、技能目标和态度目标等教学目标，达到培养建筑工程现场施工员的要求，为学生胜任施工员岗位工作奠定了良好的基础。
参考文献：
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ/T250－2011建筑与市政工程施工现场专业人员职业标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[2]黄昆,张宪江.高职混凝土结构课程项目化实践教学研究[J].高等建筑教育,2010,19(2):105-107.
[3]刘光华.高职《钢筋混凝土结构》课程教学改革初探[J].才智,2009,
9(5):80-81.
关键词：型钢混凝土；钢结构；深化设计
近年来，我国的建筑行业稳步发展，建筑的结构形式和技术水平也发生了巨大的变化，尤其是大量高层建筑的涌现，对于混凝土结构的要求也越来越高。型钢混凝土结构的出现,不但满足了对建筑本身强度和稳定性的需要，也满足了建筑工程对施工工艺和施工水平的需要。钢结构的深化设计是型钢混凝土结构在施工之前不可缺少的工作之一，也是工程设计得到实现的有效途径。本文将对型钢混凝土结构的深化设计工作进行深入研究。
1型钢混凝土结构的概念及特点
1.1型钢混凝土结构的概念及特点
型钢混凝土结构主要是指在混凝土中配置型钢，从而形成一种建筑结构体系。型钢混凝土结构也可称为劲性钢筋混凝土结构或者包钢混凝土结构。型钢具混凝土具有较好的强度、刚度和抗震性能好等优点，因此在现代高层建筑中得到了普遍的应用。型钢混凝土主要具有以下特点：
1.1.1承载能力高：型钢混凝土的含钢量较高，其结构比外形相同的钢筋混凝土结构承载能力要高出个倍多，所以要相同的何载状况下，使用型钢混凝土能够有效减小构件的截面尺寸，从而增加建筑的使用面积和降低建筑的层高，大大的提高了建筑经济效益。
1.1.2施工方便：型钢在混凝土浇筑之前已经形成了钢结构，在承载力提高的同时，也有利于减少模板的支撑，甚至不需要设置支撑，可直接将模板悬挂在型钢上，所以型钢混凝土可以有效减少模板支撑的成本，也能够使施工速度得到提高。因为型钢混凝土不需要临时立柱，也有利于设备的安装。
1.1.3耐火性和抗腐蚀性较强：型钢混凝土较普遍的钢结构有着较强的耐火性和抗腐蚀性，而且它外包的混凝土与型钢结构一起受力，也可节省大量的钢材。
1.1.4延性较强：型钢混凝土尤其是实腹式的型钢混凝土结构，比普遍钢筋混凝土结构的延性好，所以也具有较好的抗震性，非常适合应用于高层建筑和地震频繁地区。
1.2型钢混凝土结构的发展及应用
对型钢混凝土研究较早的国家是日本，目前日本型钢混凝土的相关试验在国际上也比较领先。日本型钢混凝土结构最初是以钢骨为主，钢筋为辅的结构形式，二十世纪七十年代以后，逐渐采用了以实腹式为主要的结构形式。通过多年的研究和试验，型钢混凝土结构基本上已经形成了较为完整的设计理念和设计方法。在欧美国家，型钢混凝土的最初是为了满足其耐火性，而在钢结构之外包裹混凝土，称为混凝土包钢结构。二战结束之后，前苏联曾经大量采用了型钢混凝土结构，五十年代对空腹式钢骨混凝土构件进行了大量的研究，从1978开始才进行以实腹式型钢混凝土结构为主的试验。我国的型钢混凝土结构研究较晚，具体的开始研究是在上世纪八十年代中后期，之后进行了大量的包括梁、柱以及节点的研究试验，也进行了大量的力学分析从而制定出了相应的规程。
型钢混凝土结构在我国最初应用于工业厂房上，随着型钢混凝土技术的不断成熟，上世纪八十年代后，逐渐的开始应用于高层或者超高层建筑当中。较为典型的是香港中国银行大厦，其结构的总高为315m，整夜大厦采用五根型钢混凝土柱组成。上海金贸大厦则是由核心筒加圈复合巨型术的H型钢、钢筋和高强混凝土组成。其巨型术中的H型钢具有抵抗竖向何载和水平荷载的作用。随着型钢混凝土的不断发展，其应用的范围也在逐步扩大，比如在桥梁工程上的应用。在桥梁工程中型钢混凝土也逐渐从局部构件的应用，发展到了桥梁整体结构中的应用。
2型钢混凝土结构中钢结构的深化设计
钢结构的深化设计也称为加工详图，是钢结构加工前不缺少的工作，它是通过对设计文件的细化、补充以及量化，来绘制成构件、部件和零件等不同需要的图纸，从而进行工厂制作和现场安装。钢结构的深化设计主要以钢结构的设计图为依据，由钢结构加工单位进行深化编制和完成，并作为钢结构加工和安装的依据。这两种设计方法分工较为合理，有利于保证工程的施工质量，也便于施工。
2.1设计要点：
2.1.1深化设计内容：钢结构的深化设计内容主要包括图纸的目录说明；深化设计的总说明；结构构件安装布置总图；通过节点焊接工艺图；构件图、部件图、零件图；构件或者零件清单等。
2.1.2准备工作：进行深化设计并需要进行设计评估，包括进度评估和能力评估。另外还要进行钢结构图纸的会审，以便全面了解设计内容，使各相关人员和部门的工作能够协调统一。同时找出设计中存在的问题，在会审中进行解决以免影响后期深化设计。
2.1.3工作要求:进行深化设计的工作人员，应该本着认真而负责的态度做好加工详图；读懂设计文件的每项内容和要求是深化设计人员的基本工作，如发现任何设计问题应该及时进行调整协商；钢结构深化设计的总说明，主要包括设计依据、制作安装说明、构件材质要求、表面处理要求以及其它各细节要求的说明；工厂生产的各分段构件在现场拼装时的所有数据都必须在总装图中进行说明；构件图应该包括现场拼装的信息和各阶段的验收记录，以及特殊焊点的焊接要求等；构件安装的布置图主要包括梁、柱等主要构件的分布情况，同时构件的编号必须与图纸标注的构件编号一致；材料表上要标注完整的构件或者零件的编号、材质、数量和重量等参数。
2.2节点设计原则：
钢结构的节点设计原则是节点连接的承载力要高于构件截面的承载力；进行安装单元划分时，工地的接头应该考虑到人工焊接时的位置适合度和舒适度，以方便安装为原则。柱要设计在主梁上端的1～1.3米位置，梁的设计每跨一个单元，结合现场的塔吊情况进行分段，但其接头位置应该设在跨的1/3～1/4处。进行悬臂梁段的安装单元时，悬臂梁的长度可以根据梁的跨度和荷载进行设定，框筒结构在采用带悬臂梁段的柱安装时，梁的接头可以设在跨中位置；构件焊接时等强连接的对接接头，其拼料的长度要大于300mm，纵横方向的对接焊缝要错开大于200mm；梁、柱的焊接组合可采用全焊透或者部分焊透的对接与角接组合焊缝形式，角焊缝可采用加强全熔透焊缝或者部分熔透焊缝的对接焊缝；梁、柱的对接应该采用等强全熔透焊缝的形式；安装单元的节点连接包括染与柱的连接、柱与柱的连接以及梁与梁的连接。
2.3深化设计质量控制措施
进行深化设计时，要从内部与外部的质量来控制。内部质量控制的重点是减少设计过程和深化文件的出错频率。反复的校对和审核是较为有效的方法，也可应用较为实用的深化设计软件。另外，深化设计人员的专业素质也是控制内部质量的重要因素，所以全面提升深化设计人员的专业素质是保证深化设计质量的关键；对于外部质量的控制措施，主要是对设计文件的严格检查尽量减少和避免因设计错误导致的深化错误，从而造成加工困难、安装不便等问题。
3结论
型钢混凝土结构中钢结构的深化设计，有着较强的提升空间和发展前景。钢结构的深化设计需要大量的高素质、高水平专业人才，所以，我们应该在培养深化设计人才方面，提高重视度，以保证建筑行业的稳步前进。
参考文献:
[1]郭鹏，张永胜.谈型钢混凝土结构[J].山西建筑.2012年1月第38卷第3期.36～37.
【关键词】 高层建筑 混凝土结构 稳定设计
在现代建筑中，混凝土结构的应用日益广泛，成了最常用的建筑结构之一。通常情况下，以钢筋与混凝土为主要材料形成建筑结构。混凝土结构虽然性能优异，然而也存在一些亟待解决的问题，其中又以稳定性问题最为突出。在一定条件下，混凝土结构的稳定性甚至决定了整个建筑工程的好坏。
1 混凝土结构概述
1.1 钢筋混凝土结构的发展情况
在建筑行业，钢筋混凝土结构已经有了较长的应用历史，早在十九世纪中期的欧洲，人们便开始使用该种结构来修建铁路桥梁的桥墩，到二十世纪中期，前苏联在厂房项目建设中开始大量应用这种结构。近些年来，以美国为首的西方发达国家不断推出新型的、高性能的钢筋混凝土结构，而我国则比较重视内填充式钢筋混凝土结构的研究。在二十世纪六十年代，我国厂房等项目建设中开始大量采用钢筋混凝土结构，并取得了比较理想的应用效果[1]。随着我国社会经济水平的不断提高，钢筋混凝土结构有了更进一步的发展，越来越多的高层建筑开始采用这种结构。
1.2 钢筋混凝土材料的特点
对于钢筋混凝土结构而言，其以钢和混凝土为主要构成材料，主要发挥着承压的作用，有如下特点：（1）理想的塑性和韧性。当钢筋混凝土受到外力破坏时，能够借助一定的塑性变形来抵御外力作用，如地震以及泥石流等。在冲击负荷的影响下，其表现出理想的韧性;（2）承载力大。钢筋混凝土结构具有更为优异的承压性能，明显超过钢筋、混凝土单独应用;（3）良好的经济效益。相较钢结构而言，钢筋混凝土结构，在相同受力以及自重条件下，能够节约50%左右的钢材;（4）优异的抗火性;（5）施工方便。钢筋混凝土很好地继承了钢筋的强度以及刚度，因而在工程中可发挥劲性骨架的作用，与此同时，还能够实现对施工以及安装工艺的有效简化，从而大幅缩短工期[2]。
2 稳定性的判定原则
对钢筋混凝土结构的稳定性进行判定时，通常遵循下述原则：（1）能量原则，在保守体系中比较常见，即结构体系在外力作用下会发生位移，应变能、外荷载势能之和也就是整个结构系统所具有的总势能，应用能量原理，能够计算出总势能是极大值或者极小值，最终实现对体系平衡稳定性的准确判定;（2）静力准则，仅仅应用于保守体系，运用包括边界条件在内的相关条件构建平衡方程，最终计算得到结构体系的内力;（3）动力准则，仅仅适用于非保守体系，稳定平衡结构一旦受到一定扰动作用时，便会开始振动，当扰动消失后，结构也会随之停止振动，由此可断定原平衡是稳定的，如果不是，则表明原结构是不稳定的[3]。
3 高层建筑混凝土结构的具体设计方法
3.1 单元结构布局设计的完善
对于高层建筑结构设计而言，其核心内容是所有单元结构予以独立设计。单元结构设计一般情况下应用于那些建筑结构相对简单且较为规则的平面设计，在具体设计环节，应关注如何有效控制平面结构中的整体长度，尤其是突出部分的长度，尽最大限度地保障所有结构部分都对应着均匀的承载力以及结构强度。对竖向结构进行设计时，一般应用那些相对均匀以及规则的设计，如此一来，可以很好地解决建筑外观和内部结构可能存在的矛盾。
在单元结构布局设计工作中，应制定科学严谨的结构设计方案，立足于当前的设计理念和成果，以最大限度地保证高层建筑的实用性以及安全性为基本前提，对混凝土结构予以相应的优化设计，从而确保所有单位结构无论在水平方向上，还是在竖直方向上，均具有合理的、均匀的结构强度分布和承载力分布[4]。
3.2 高强混凝土和钢筋使用的优化
对于高层建筑而言，钢筋和混凝土是其最主要的两种施工原料，在设计工作中，应在保证高层建筑具有可靠质量的基础上，对高强度的钢筋和混凝土予以必要的优化，合理减少两种建筑材料的使用量，从而进一步提升和保证对建筑资源的配置效率。如某高层建筑位于地壳运动相对活跃的地区，那么对其结构进行设计时，相关人员应明确认识到，随着高层建筑质量的加大，地震施加给它的作用也就越强烈，所以有必要在保证高层建筑符合质量要求的基础上，对其进行一定的优化，最大限度地减少钢筋与混凝土的实际使用量，削弱振动作用效果，最终使高层建筑结构具有足够的稳定性以及安全性，有效延长其服役期限。
3.3 剪力墙平面结构设计的合理化
以高层建筑混凝土结构为对象，对其进行优化设计时，还应特别关注剪力墙平面结构布局问题，了解其给整个建筑结构承载力分布带来的影响。在优化剪力墙平面结构的过程中，一般通过以下两点来实现：首先，准确把握高层建筑的基本结构功能，并将其用作设计依据，最大限度地对剪力墙做集中化以及均匀化设计;其次，准确把握高层建筑的设计基准，对剪力墙采用双向布置做法，从而最大限度地降低短肢剪力墙的使用频率。
4 高层建筑混凝土结构的稳定性设计
4.1 高层建筑混凝土结构的临界荷重
对于高层建筑混凝土结构，可将其当作有中等长细比的悬臂杆，其高宽比通常在3～9之间。该悬臂杆可能出现的整体失稳形态有三种，一是剪切型，二是弯曲型，三是弯剪型。对于纯框架结构而言，其出现的失稳形态通常为剪切型;对于剪力墙结构而言，其出现的失稳形态通常为弯曲型或者弯剪型。
4.1.1 剪切型失稳的临界荷重
剪切型失稳通常表现为整体楼层的失稳，纯框架的梁和柱由于双曲率弯曲导致层间发生侧向位移，从而使得整个楼层出现屈曲。在进行近似计算时，需要将柱子轴向变形带来的影响排除在外，那么其临界荷重为[5]：
上式中，指的是第i楼层的临界荷重，Di指的是第i楼层的抗侧刚度;hi指的是第i楼层的层高。
4.1.2 弯曲型和弯剪型失稳的临界荷重
对于弯曲型悬臂杆，其临界荷重可通过欧拉公式进行计算[6]：
上式中：指的是施加在悬臂杆顶部的竖向临界荷重;EJ指的是悬臂杆的弯曲刚度;H指的是悬臂杆的高度。弯曲型以及弯剪型悬臂杆各自的临界荷重可共用下述近似计算公式：
4.2 高层建筑混凝土结构的临界荷重的确定
由混凝土设计规范的相关规定可知：如果是正常使用极限状态下的结构构件，那么应采用荷载效应的标准组合，同时结合长期作用产生影响予以验算，从而确保变形裂缝等一系列计算值不会超出规范给出的限制。对于研究性试验，其通常要收集三大参数，一是钢筋、混凝土材料的实测强度，二是两种材料的实际配筋率，三是结构构件所对应的界面几何尺寸实测值[7]。因此应获取结构构件的各项实际参数，然后使用极限状态标准组合内力计算值予以反向求解，接下来再按照结构构件控制界面上的该内力予以计算，并结合试验加载图，基于该件的实际使用状态提供的试验荷载值予以确定。对于既有结构而言，由于材料的截面几何尺寸、强度大小、配筋等诸多参数均是已知的，因此可借助研究性试验方法，基于结构构件实际使用状态所对应的试验检验值予以有效确认。
4.3 设计中需要控制的指标
4.3.1 刚度比
对于结构竖向不规则控制而言，其关键指标便是刚度比。关于刚度比，软件和相关规范一共提供了三种不同的计算方式，一是剪弯刚度，二是剪切刚度，三是地震力同对应的层间位移比。剪切刚度大多应用于对底部为大空间的一层转换结构设计进行判断。剪弯刚度大多应用于对底部为大空间的多层的转换结构设计进行判断。该处所提及的楼层平均层间位移比，通常相当部分工程均是借助这一数值对混凝土结构的竖向规则性予以判定，与此同时，其还是软件进行刚度比计算过程中的一种常见缺省方式。主要是针对结构所对应的竖向规则性予以相应控制，防止竖向刚度出现突变，导致薄弱层，一旦发现薄弱层，则应予以必要加强。
4.3.2 轴压比
基于抗震等级针对轴压比限值做了相关规定。对框架柱的轴压比进行限制，是为了赋予框架良好的抗倒塌能力，使柱具有足够的塑性变形能力，避免柱受地震力影响而发生脆性破坏，最大限度地使框架柱表现为大偏心受压破坏。要求剪力墙肢底部的塑性铰区具有足够的耗能能力以及良好的延性性能，如此一来，能够避免竖向荷载承载能力受强烈地震影响而减弱，继而诱发墙体被压溃问题。通过构造措施的运用和对结构特性的有效控制，实现对该值的间接限制。如果轴压比未得到满足，那么可通过适当增大剪力墙或者框架柱的截面尺寸、安装芯柱以及借助复合箍筋等相关办法予以解决。
4.3.3 剪重比
所谓剪重比指的是，某层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力与该层及其上各层重力荷载代表值之和的比值。应对各楼层所对应的最小地震剪力进行合理控制，从而使得结构可以承受住更为强烈的地震作用。现行规范提供的振型分解反应谱法无法对该值进行精准估计，为提高结构安全系数，有必要对两大数值进行限制，一个是结构总水平地震剪力，另一个是各楼层水平地震剪力最小值。
4.3.4 周期比
所谓周期比指的是，结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比。应保证结构平面布置具有足够的规则性，避免因为过大偏心而导致结构出现所谓的扭转效应;应保证结构具有足够的抗扭刚度，假若扭转刚度过小，则会给结构带来一定的负面影响。若周期比不能满足要求，则提示结构的扭转刚度没有侧移刚度大，存在扭转效应过大问题，这样的结构在地震作用下很容易受到严重破坏。当周期比不满足要求时，可通过下述方法进行调整：对结构中存在的不规则平面布置进行优化调整，让结构刚度中心尽可能地靠近质量中心，甚至完全重合;适当提高结构的实际扭转刚度。在SATWE程序中，所采用的振型是基于周期的长短予以排序的，结构的第一、第二振型最好能够保持平动，而扭转周期最好能够位于第三振型或者更为高阶的振型。假若第一振型便是扭转时，那么周期比很显然无法满足规范上的相关要求。
5 结构稳定性设计的建议
“高层规定”针对各类结构体系给出了相应的位移限值，旨在有效控制结构刚度，避免结构刚度过弱。但是结构符合位移限值要求，并不意味着就能够满足稳定设计中关于刚重比的要求。特别是结构水平荷载相对偏小时，虽然结构刚度偏低，然而计算位移仍旧可以满足位移限值要求。但在稳定设计中，水平荷载不会对刚度控制产生影响。在结构稳定设计时，应充分参考地震带来的影响，保证结构在地震影响下的P-效应得到理想控制，防止整个结构发生失稳倒塌。对罕遇地震影响下出现的薄弱层弹塑性变形问题进行分析时，应考虑P―效应的相关计算，通常借助非弹性P―效应分析法进行分析和计算[8]。
6 结语
在高层建筑混凝土结构设计中，应重视和做好其稳定设计工作，总结结构失稳原因，并予以针对性解决，从而保证高层建筑混凝土结构的稳定性满足设计要求和使用要求。
参考文献：
[1]农云开，沈春亮，张永青.混凝土结构耐久性研究综述[J].中国科技信息，2011，08：85-86.
[2]郭东海.钢结构稳定设计的探讨[J]. 黑龙江科技信息，2011，23：287-288.
[3]陶必国，Tao Biguo.混凝土结构设计方法及其优化措施[J].城市建筑，2014，02：37.
[4]吕世明.对混凝土结构设计安全度的探讨[J].城市建筑，2014，01：35.
[5]陶必国.混凝土结构设计方法及其优化措施[J].城市建筑，2014，01：37.
[6]颜双月，薛毅明.基于耐久性的混凝土结构设计的探讨[J].建材发展导向，2014，02：206.
我国对混凝土结构耐久性的研究起步于60年代初期南京水利科学研究院的钢筋锈蚀研究,对混凝土结构碳化和钢筋腐蚀等问题研究始于60年代中期。80年代,我国曾就混凝土结构的耐久性问题进行过综合调查,调查分析表明:我国混凝土结构的耐久性较差;混凝土强度偏低;抗碳化能力不强,保护层厚度偏小,且普遍缺乏合理的检修、维护,不少混凝土结构不能保证在50年的设计使用年限内应有的使用功能和承载能力。
一、影响混凝土结构耐久性的因素
影响混凝土结构耐久性的因素主要有内部和外部两个方面。内部因素主要有混凝土结构保护层厚度、水灰比和密实度、水泥品种、强度等级和用量、外加剂用量等,外部条件则有环境温度、湿度、氯离子侵蚀、化学介质侵蚀、二氧化碳含量等。耐久性问题往往是内部存在不完善、外部不利因素综合作用的结果。具有表现在以下几个方面:
1、材料的质量
钢筋混凝土材料的耐久性,主要取决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浆之间界面的裂隙和孔隙也越大,因此,降低了材料的耐久性。
混凝土水泥用量过少和强度等级过低,使材料孔隙率增加,密实度差,也降低了材料的耐久性。
2、钢筋的锈蚀
混凝土对钢筋具有保护作用。在一般情况下,钢筋混凝土结构中的钢筋不容易受到腐蚀,但当混凝土保护层失去保护作用后,混凝土中的钢筋也会像的钢筋一样受到腐蚀。
混凝土保护层本身对钢筋并没有保护作用。混凝土之所以对钢筋具有保护作用,是因为混凝土中含有碱性物质,pH值为12一13。在这样的碱性环境中,钢筋表面会形成一种钝化膜,它是一层不渗透的牢固吸附于钢筋表面上的氧化物(Fe203,•nH20)。钝化膜的存在,使钢筋表面不存在活性状态的铁,从而使钢筋免受腐蚀。当钢筋表面的钝化膜破坏时,在存在氧气和水分的情况下,钢筋就会被破坏。因此,钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀,是由于保护钢筋的混凝土的碳化和氯离子渗入引起的腐蚀作用。
(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)与渗进混凝土中的二氧化碳(CO2)和其它酸性气体,如二氧化硫(SO2)、硫化氢(HS)等发生化学反应使混凝土碱性降低的现象。碱性降低的直接后果是使钢筋表面钝化膜失去稳定性。当混凝土中的pH值小于11.5一11.8时,钢筋表面的钝化膜就会失去稳定性或被破坏,混凝土就不能保护钢筋免受腐蚀。而当混凝士被碳化时,其pH值约为8―9,钢筋表面在混凝土孔隙中的水和氧共同作用下发生化学反应,生成新的氧化物Fe(OH)3,(即铁锈),这种氧化物生成后体积增大,使用周围混凝土产生拉应力直接引起混凝土的开裂。
(2)氯离子引起锈蚀
由于混凝土中氯离子吸附于钢筋氧化膜表面,使氧化膜中的氧离子被氯离子替代生成金属氯化物,析出№,也会使钝化膜遭到破坏。同样,在氧和水的作用下,钢筋表面开始电化学腐蚀,所以,氯离子的存在对钢筋锈蚀影响很大。一般情况下,钢筋混凝土结构中的氯盐掺量不应大于水泥用量的1.0%,而且,掺氯盐的混凝土结构必须振捣密实,也不宜采用蒸汽养护。
3、混凝土的碱集料反应
碱集料反应一般指混凝土微孔中的碱溶液和骨料中的活性硅发生反应,生面碱一硅酸盐凝胶并吸水产生膨胀压力,造成混凝土开裂。
碱集料反应引起的混凝土开裂,在混凝土表面一般形成网状或地图状裂缝,并在裂缝处渗出白色凝胶物质,而且裂缝的宽度越宽,则深度越深,裂缝总长度也越长。
碱集料反应引起的混凝土结构破坏的发展速度和破坏程度,比其它耐久性破坏更快、更严重。当混凝土结构发生碱集料反应时,一般不到两年就会使结构出现明显开裂,而且,碱集料反应一旦发生,就比较难以控制,还会加速结构的其它耐久性破坏进程。
4、冻融破坏
渗入混凝土中的水在低温下结冰膨胀,将从内部损伤混凝土的微观结构。经过多次冻融循环后,损伤积累将使混凝土剥落酥裂而降低混凝土的强度。
5、温度和湿度变化的影响
混凝土会热胀冷缩,同样也会在干燥失水时收缩而泡水浸润后膨胀,这种作用的交替进行,特别在骤然发生时,会因混凝土表层及内部体积变化不协调产生裂缝。这些因胀缩不均而引起的损伤日积月累,导致混凝土内部组织的破坏,最终会削弱结构抗力。
6、侵蚀性介质的腐蚀
酸、碱、盐对混凝土都有程度不同的腐蚀性。酸性介质对混凝土的腐蚀是一种电化学腐蚀过程,由于酸同水泥中的硅酸三钙,以及游离氢氧化钙发生化学反应而生成溶性盐。因此,混凝土抵抗各种强酸腐蚀的能力很差。
苛性碱对混凝土也有明显的化学腐蚀作用,因为苛性碱能与水泥中的硅酸钙和铝酸钙作用而生成胶结力不强的氢氧化钠和易溶于碱性溶液的硅酸盐和铝酸盐的缘故。
二、混凝土结构耐久性设计原则
1、结构工作环境分类
混凝土结构耐久性与结构工作的环境有密切关系。同一结构在强腐蚀环境中要比一般大气环境中使用寿命短。结构工作环境分类,可使设计者针对不同的环境种类采用相应的对策。
2、混凝土的基本要求
影响耐久性的主要因素是混凝土本身的质量,提高密实度而减小混凝土的渗透性,可从根本上提高其抵抗碳化和有害介质入侵的速度,这与混凝土强度等级、水灰比等因素有关,此外,对耐久性有重大影响的氯离子含量及碱含量也应加以限制。新规范从混凝土组成成分的角度,提出了与耐久性有关的要求。
3、设计使用年限
《混凝土结构设计原理》是土木工程专业必修的专业基础课，是一门实践性很强与现行规范、规程等有关的专业基础课。主要讲授：混凝土结构所用材料的性能，混凝土结构设计原则，混凝土结构中常见的种类受力构件（轴心受力、受弯、受剪、偏心受力、裂缝及变形、预应力混凝土构件）的破坏特征、设计模型建立及设计方法。混凝土结构课程包括两大部分内容：第一部分是基本（构件） 理论， 第二部分是结构（设计）部分。目前， 混凝土结构知识的学习基本上是通过授课答疑作业这一程序完成的， 学生掌握知识程度的判别， 基本上是一次考试确定， 课程设计也是一个题目全班做。由于集中授课人数多，而答疑时间相对少， 学生在学习过程中普遍存在课堂学习理解不够、课程设计存在抄袭现象。如何把握《混凝土结构设计原理》这门课程内容的主线，在教学中让学生深刻理解计算理论和设计方法，学以致用；如何在教学实践中使这门课生动起来，激发学生的学习兴趣与热情，使他们真正掌握这门课程，成为讲授该课程过程中值得探索和思考的问题。结合课程教学的经验，我们认为在教学方法上，应从以下几个方面着手提高和改进：
1 加强学生对本课程的认识
在第一部分： 基本理论教学中， 学生开始普遍反映不适应， 概念多、符号多、公式多、配筋构造多， 抓不住重点。而在第二部分： 结构设计中， 尤其是在进行工程设计时， 学生都反映听得懂， 但做不来。因此需要加强学生对本课程的认识。首先， 本课程与先修的力学课存在很大差异， 它所讨论的问题都是工程中必须解决的.其次， 学生在材料力学、结构力学课中一直接受的是性能比较单纯的构件受力分析， 而混凝土构件的材料性能比较复杂， 尽管如此， 分析方法与材料力学又有许多共共同之处： 它们都是通过几何关系、物理关系和平衡关系来推导计算公式的； 第三， 力学课中学生习惯于按设定的已知条件去求解， 解答往往是唯一的。混凝土构件设计不仅要进行承载力和变形计算， 而且包括材料、截面选择、配筋构造， 解答是多种多样的， 这就需要引导他们选择设计并优选出最佳配构结果； 第四， 确定结构方案需要综合考虑建筑功能、经济适用、便于施工等因素；而模型的建立更需要深入了解结构的受力特点.第五， 混凝土结构是一门还在不断发展的学科， 要求学生在学习时要不断了解和掌握这些新理论、新技术。
2 增强工程意识，激发学习兴趣
为了增强工程意识、使课程内容与实际工程联系起来， 从学生身边的教室、宿舍、楼梯、雨棚等看得见、摸得着的构件讲起， 并抽象为力学简图； 课前， 教师可以结合所教内容， 列举一些实际案例， 既可以是成功经验， 也可以是教训总结， 让学生认识到所学内容的重要性极其实际意义。由此明确学习目的， 激发学生的学习动力和兴趣。另外， 教师也可以多提一些有意义的问题，这样学生的学习兴趣被激发起来， 教学效果自然就好起来。
3 注意精简内容，做到融会贯通
在基本理论部分中， 应力分布和应力图形的采取是非常重要的， 应讲深学透。对构造不宜过多罗列， 否则不仅使讲授内容增多，影响学生对重点内容的学习和领会。另外， 教师应该找出各章节之间的联系， 使知识融会贯通， 形成一个网络。这样不仅学习起来比较轻松， 而且容易将前后知识点联系起来， 加深印象， 提高学习效果。
4 重视构造措施
构造措施是人们在长期实践经验的基础上总结出来的，可防止因计算中没有考虑的影响因素而使结构构件开裂和破坏，同时也是为了使用和施工上的需要而采用的。构造措施可以说是钢筋混凝土学习中既简单又难于掌握的一部分内容。简单在于规范规定很明确，而且表达形式简单，难于掌握在于规范的条文多，学生不易理清思路和记忆。例如在钢筋混凝土连续梁中，钢筋在支座处的断点与弯起点的构造问题，多数学生在学习时感到非常难于理解和记忆。但是构造措施在混凝土结构的设计中又是非常重要的。因此，教师应在教学中确定重点，帮助学生理解这些构造措施。
5 设计规范与书本内容结合， 重视课程设计
首先是设计规范要与课本的内容相结合。钢筋混凝土结构设计现行的规范（GB50010 - 2002） 是2002 年出版的版本，一方面，教师在讲课过程中，应该使学生认识到：作为实际工程结构设计，既要满足理论分析计算，还要符合现行规范规定的要求（包括理论和构造两个方面） 。另一方面，在讲课过程中应强调课程与规范的联系和相关性，使学生通过学习对规范有更深刻的理解；反过来，通过对规范的进一步理解，加强了课程与实际工程的联系，提高了学生处理实际问题的能力。其次是重视课程设计。通常混凝土设计课程设计安排在学期末进行，由于各门考试都安排在期末，学生经常会忙于复习而对课程设计投入不足，加上学生对课程设计不甚重视，因此建议将课程设计安排在课程结束后的下一个学期初始，这样学生就会有时间和精力投入到设计中。
6 调整考核方式
混凝土课程中公式、图表很多，如果单一地进行闭卷考试，一方面学生背公式的工作量太大，有些公式记忆的意义不大；另一方面由于是闭卷，很多内容就不适合作为考试题目，但这些内容在课程和实际工程中又比较重要，这样就导致考试的范围不全面，因此开卷与闭卷相结合是一个较好的方法。对概念性和一定需要记忆的内容采用闭卷考试，可以采用填空、选择、简答和论述等题型；对计算部分可采用开卷方式，题型和内容也可更丰富和灵活。我们认为，较为合理的成绩评定：期末考核（65%）+平时成绩（10%）+课程设计（25%）。
关键词：房屋建筑；施工；混凝土；结构；加固技术
中图分类号：TU755文献标识码：A
一、房屋建筑施工中混凝土结构加固的主要原因
随着我国土木工程建设的快速发展，目前建筑物和构筑物进入老龄化阶段的数量也在持续上升，这应该引起我们的注意和足够的重视，而且这些都会在一定程度上造成混凝土结构承载力不足、开裂以及抗震性能降低等问题的出现，从而影响建筑物及构筑物的安全性能和使用功能。下面笔者就针对在对房屋钢筋混凝土的加固施工过程中所遇到的有关加固施工方案及施工方法进行了简单的介绍和分析。
（一）从设计理念上对房屋建筑使用寿命的理解不够透彻
我国过去在房屋建筑的设计理念上，还没能从最初的单纯设计满足载荷强度的设计原则，转变到既满足载荷强度需求又满足使用寿命需要的设计思路，这也不能符合当今房屋建筑工程建设对使用寿命的要求。而加强房屋建筑使用寿命的理解，应首先要研究确定结构重要性的方法。
（二）没有对房屋建筑结构的耐久性问题给予足够的关注
房屋建筑在建造和使用过程中，往往会受到环境以及有害化学物质的侵蚀，再加上来自风荷载、雪荷载、疲劳荷载、地震荷载、甚至是超载、人祸等意外因素的影响和作用，同时房屋建筑也会因为自身使用材料的老化而使其本身的性能处于不断弱化的状态，从而造成房屋建筑物结构各个部分出现了不同程度的损伤和劣化。此外，大量的病害实例也可以证明影响房屋建筑结构耐久性的因素除了施工和材料方面的原因以外，还有来自设计上的缺陷。
（三）对于房屋建筑结构设计中的抗震措施设计缺乏深入的认识和重视
近几年来，无论是国内还是国外，地震发生的频率逐渐增加，对于房屋建筑物这一类的建筑工程而言，由于遭受地震而造成其破坏的可能性很大。因此，我们必须引领我国工程人员和广大人民群众对于房屋建筑的抗震设计的足够的认识和重视，扭转过去对抗震措施设计被忽略的这种错误理念。
二、建筑工程混凝土结构加固原则
对于建筑工程混凝土结构的加固原则我们应该遵从以下几点：
首先，我们应该尽可能的使得加固措施发挥其应有的综合效应，提高加固效率。其次，我们要始终遵循尽可能保留和利用原始结构构件的这一原则，充分发挥其原始结构的巨大潜力，最大限度的避免不必要的拆分和更换。第三，尽可能的减小对建筑物使用功能的影响。第四，对于加固后的力学分析和校准我们除了考虑应该遵循的最基本的结构设计原则之外，我们还应该将加固过程中所产生的工作应力、新旧材料协同工作的程度以及加固部分变滞后等现象充分考虑在内。最后，我们应该最大程度的去避免和降低因为设计方案所带来的负面效应，充分考虑加固措施所带来的积极影响。
三、混凝土结构加固方法探究
近些年来，对着建筑工程的不断发展，混凝土结构也随之不断演变，类型变的复杂多样。然而我们需要针对不同的结构来找出相对适应的混凝土结果加固技术，只有这样才能够在当今社会发展迅猛的态势下满足生产和生活的需要，进而节约成本，创造文化、环境价值。以下就主要介绍我国目前现行的几种混凝土加固的方法。
（一）预应力加固法
预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件由于预应力和新增外部荷载的共同作用，拉杆内产生轴向拉力，该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上（当拉杆与梁板底面紧密贴合时，拉杆会与构件共同找曲，此时尚有一部分压力直接传递给构件底面），在构件中产生偏心受压作用，该作用克服了部分外荷载产生的弯矩，减少了外荷载效应，从而提高了构件的抗弯能力。同时，由于拉杆传给构件的压力作用，构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。
（二）增设节点加固法
此种方法使用起来比较简单易于操作，主要是通过增加节点来减少结构的跨度，以期达到减少结构内部应力，增强结构承受能力的目的。不过此种方法的采用易受空间的限制，通常只被运用到大跨度的梁、板、网架等水平混凝土结构上。
（三）碳纤维加固法
这种方法主要是通过使用轻质高强的碳纤维布粘贴结构相应的部位来达到补强加固的效果，而且相对于其他加固方法有着易于施工和不增加截面尺寸等优点。但是碳纤维加固时使用的结构胶属于有机材料，因此也同样存在不耐火，耐高温性能较差的问题，耐久性能也有待改善。
（四）加大截面加固法
混凝土受弯构件往往因为使用时间的问题造成结构的破坏，而这时在其表面加混凝土现浇层，可增加截面有效高度，扩大截面积从而提高构件正截面抗弯，斜截面抗剪能力和截面刚度，起到加固补强作用。在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面，通过新加部分和原构共同工作，可有效地提高构件承载力，改善正常使用性能。加大截面加固法施工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙一般构造物的混凝土的加固；但现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。
（五）粘钢加固法
粘钢加固法，主要是通过在节点表面使用特殊的建筑结构胶粘贴钢板或是角钢，使其协同工作，利用夹钢和钢板对核心区混凝土的约束作用以及自身的承载力来提高核心区承载能力。这样加固法的优点是对结构外形几乎没有影响，施工工期较短，在作业施工时对生产和生活影响较小，但是由于这种方法推广的时间较短，抗老化的性能尚不清楚。
四、总结
综上所述，房屋建筑物在安全性和耐久性方面必须成为我们重视的问题，这不但需要我们在房屋建筑物方面多年丰富经验的积累和实践，同时还需要我们能够以积极而又谦虚态度对国际上的一些成功经验和与惯例做法进行良好借鉴和引进，从而最终引领我国的房屋建筑结构设计理念并入国际轨道，使其上升到一个新的层次。
参考文献：
[1] 姚继涛,马永乐.建筑物可靠性鉴定和加固基本原理及方法[M].北京;科学出版社,2003年.
【关键词】 延性抗震等级
【Abstract】 Inthispaper,theauthorsanalyzedthereasonsofA buildingwithmultipleseismicgradeintheengineeringdesign。
【Key words】 Ductility ; Seismicgrade
建造于有抗震设防要求地区的钢筋混凝土结构楼房，在工程设计时，通常要求应有较好的延性。延性是衡量结构是否具有良好耗能能力的一个重要指标，一般指构件和结构屈服后，具有承载能力不降低或基本不降低、且具有足够塑性变形能力的一种性能。然而结构的延性是不能通过计算精确得到的，而是通过加强构造措施的方法来保证结构的延性，所以在不同的情况下，构件的延性要求是不同的，在地震作用强烈或是对地震作用敏感的地方延性的要求应高一些，重要的、震害造成损失较大的结构，延性的要求也应高一些，反之，延性的要求可适当的降低。前面说过，因为延性不是通过计算得到的，所以为了在工程设计的过程中做到安全适用、经济、合理，《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2001）与《高层建筑混凝土结构技术规程》（JG 3-2002）采用了对钢筋混凝土结构区分抗震等级（特一级、一级、二级、三级、四级）的办法，不同的抗震等级的构造措施不同，从而在宏观上对结构的不同延性要求加以区别。
对于一栋钢筋混凝土结构的楼房我们是怎样确定它的抗震等级而来保证它的延性呢？这里我们先来解释一下三个重要概念： ①抗震措施：除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，包括抗震构造措施；②抗震构造措施：根据抗震概念设计原则，一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求；③抗震等级：它是结构构件设防的标准，钢筋混凝土结构的楼房应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算、构造措施和材料要求。从上面的概念介绍我们可以看出抗震措施包括的内容比较广泛一些，它主要有场地选择、内力的调整、结构选型、结构布置与一些增大延性的措施；而抗震构造措施包括范围相对来说要小一些，如限制最大轴压比、最小体积配箍率等。对于抗震等级，在同等设防烈度和房屋高度的情况下，不同的结构类型，其次要抗侧力构件的抗震等级可低于主要抗侧力构件，当然在实际工程设计中，也可根据具体需要来提高局部某些构件的抗震等级。掌握这三个概念之后，我们就可以根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2001）或《高层建筑混凝土结构技术规程》（JG 3-2002）来确定任何一栋钢筋混凝土结构楼房的抗震等级而不会出错。下面我们来通过三个案例来说明确定楼房的抗震等级应注意的问题，并且通过案例看出同一栋钢筋混凝土结构的楼房有多个抗震等级的情况。
【案例一】：某框架-剪力墙结构房屋的抗震设防分类标准为丙类，总高为28米，层数为9层，所处地区的场地类别为II类，抗震设防烈度为7度，设计基本加速度为0.10g，确定该房屋的抗震等级。
主要考虑过程如下：根据《建筑抗震设计规范》的第6.1.1条可以看出，房屋的高度是满足要求的，因该房屋的抗震设防分类标准为丙类，所以可以直接根据表6.1.2查出此房屋的抗震等级为：框架部分为三级，剪力墙部分为三级。从这个案例我们可以看出这个楼房有两个抗震等级，抗震措施与抗震构造措施所用的抗震等级是相同的。
【案例二】：某框架结构房屋的抗震设防分类标准为丙类，总高为28米，层数为9层，所处地区的场地类别为III类，抗震设防烈度为7度，设计基本加速度为0.15g，确定该房屋的抗震等级。
主要考虑过程如下：根据《建筑抗震设计规范》的第6.1.1条可以看出，房屋的高度是满足要求的，因该房屋的抗震设防分类标准为丙类，根据表6.1.2查出此房屋的抗震等级为三级，根据《建筑抗震设计规范》3.3.3条，当建筑场地为Ⅲ时，对设计基本地震加速度为0.15g的地区，除本规范另有规定外,宜分别按抗震设防烈度8度(0.20g)时各类建筑的要求采取抗震构造措施，所以该房屋当确定抗震构造措施时所用的抗震等级为二级。从这个案例我们可以看出这个楼房也有两个抗震等级，但抗震措施与抗震构造措施所用的抗震等级是不相同的；当进行内力的调整时，所用的抗震等级为三级，当确定构件的最大轴压比、最小体积配箍率时，所采用的抗震等级为二级，虽然本案例的抗侧力构件为单一的构件（框架），但它仍然有两个抗震等级，从而来保证结构的延性。下面我们通过【案例三】来说明同一栋楼房有更多的抗震等级和更为复杂的情况。
【案例三】：某框支剪力墙结构房屋的抗震设防分类标准为丙类，总高为60米，层数为18层，所处地区的场地类别为III类，抗震设防烈度为7度，设计基本加速度为0.15g，转换层的位置设置在2层，确定该房屋的抗震等级。