时间：2023-07-21 17:27:00
关键词：型钢混凝土结构；特点；应用
Abstract: with the building the change of demand, a steel reinforced concrete structure by home and abroad widespread application and construction projects. This article through to a steel reinforced concrete structure in the development of our country and research, analyzes the characteristics of the steel reinforced concrete structure, and show the steel reinforced concrete structure of the actual effect and apply the construction project type.
Keywords: steel reinforced concrete structure; Characteristics; application
中图分类号： TV331文献标识码：A文章编号：
型钢混凝土结构（Steel Reinforced Concrete）是指通过在型钢周围布置钢筋并且进行浇筑得到的混凝土结构。通常可以分为实腹式型钢混凝土结构和空腹式型钢混凝土结构两种。实腹式型钢混凝土结构相比空腹式型钢混凝土结构要更为出色。同时制作成本也更高。
一、型钢混凝土结构的特点和发展
1、型钢混凝土结构的特点
型钢混凝土结构是钢材混凝土组合结构中的一种，我国最早引用苏联的称法，将型钢混凝土结构称为劲性钢筋混凝土。型钢混凝土结构同传统钢筋混凝土相比具有强度高、刚性大、延展性好的特点，弥补了地震区建筑采用的钢筋混凝土对于抗震能力不足的问题。所以，型钢混凝土结构在实际建筑工程中，特别适用于高层建筑和抗震系数较高的建筑。
同时，型钢混凝土结构是在型钢布置钢筋进行浇筑得到的。型钢混凝土结构本身不仅有出色的强度和韧性，同时由于型钢混凝土结构本身的钢材原因，型钢混凝土结构的体积较相同规格的钢筋混凝土的要小，横截面积也要少，为此，在建筑中使用型钢混凝土结构大大提升了建筑物内的空间。
并且，型钢混凝土结构的钢结构稳定，整个结构的承受能力和抗老化能力很出色，减少了建筑的维修费用和安全隐患。
2、型钢混凝土结构的发展
型钢混凝土结构最早出现在20世纪欧美国家。在20世纪初，经过众多国家的实验，发现型钢混凝土结构的强度和刚性十分出色。同时针对型钢混凝土结构的生产工艺，进行了详细的规范和设计。在此之后，直到20世纪中期，我国开始接触到型钢混凝土结构的相关技术，然而受到我国当时经济建设的限制，为了节约钢材，型钢混凝土结构在我国一度体制使用。直到20世纪末期，随着我国经济建设的迅速发展。型钢混凝土结构被重新应用于建筑中并且取得了良好的成效。为了实现型钢混凝土结构的经济价值，我国针对型钢混凝土结构进行了一系列的系统研究，并取得了相当的成绩。
二、我国型钢混凝土结构的设计方法和应用
1、我国型钢混凝土结构的设计方法
我国型钢混凝土的相关技术正在不断发展和逐步成熟。型钢混凝土的研究方向也从传统的单一混凝土结构转向了新型的型钢、钢筋、混凝土相结合的新型结构，为了深度研究型钢混凝土结构，预应力的相关技术也得到了长足的发展，针对型钢混凝土结构的设计方法有很多种，不同类型型钢混凝土结构的设计方法主要区别在结构制作的规范规程上。目前，型钢混凝土结构设计时主要参考的规范规程有两个，分别是1998年我国冶金部出台的《YB9082297钢骨混凝土结构设计规程》以及2002年我国建设部出台的《JGJ13822001型钢混凝土组合结构技术规程》。其中《YB9082297钢骨混凝土结构设计规程》在制定的初期是参照日本型钢的相关规范中的叠加方法，在传统型钢计算的叠加方法的基础上提出了型钢混凝土结构在轴力分配上较为准确的方法，我们将之称作“改进简单叠加法”。参照《YB9082297钢骨混凝土结构设计规程》的规范标准，对型钢混凝土结构的承载力和刚度等方面进行计算都十分简单方便。而2002年我国建设部推出的《JGJ13822001型钢混凝土组合结构技术规程》在型钢结构的承载力计算方面采用了新的技术，即是对型钢结构进行平截面假定，对横截面的移动量进行计算，在最后可以得到结果准确可靠的型钢构件的承载力。
2、我国型钢混凝土结构的研究方向和应用
在我国，型钢混凝土结构的研究工作在建国时期存在着较长的空白阶段，由于当时片面性的强调节约钢材，型钢混凝土结构的研究和应用一直被搁置，这导致我国型钢混凝土的相关技术较国外相比有着一定的差距，针对我国型钢混凝土技术相对落后的现状，型钢混凝土结构的研究研究工作具备了以下的几个特点。
首先，我国现有建筑大部分仍然采用的是钢筋混凝土结构，国家缺乏对于型钢混凝土结构的支持力度和相关文件。由于型钢混凝土结构在实际的建筑应用中还未普及，导致型钢混凝土结构的相关研究工作发展缓慢。
其次，我国对于型钢混凝土结构的设计计算方面的相关技术理论还不完善。上文已经提到了，我国的型钢承载力计算的方法是参照日本的叠加方法进行计算的。而在全世界关于型钢结构的计算理论中，日本的叠加方法相对来说过于保守。所以发展我国型钢混凝土结构设计计算中相关技术理论是我国型钢混凝土结构的一个研究方向。
三、我国型钢混凝土结构的研究发展前景
虽然我国型钢混凝土结构的相关研究起步较晚，但是经过二十多年的发展，我国的型钢混凝土结构研究工作仍然形成了一套较为规范的理论。当然，由于型钢混凝土结构仍然在推广中，我国尚且缺乏型钢混凝土结构的相关国家政策和规范。，对此，我型钢混凝土结构研究领域当前的重要目标就是尽快完善和出台一套适合我国型钢混凝土结构发展现状的相关规范，促进型钢混凝土结构在我国建筑行业中的发展和应用。
同时，随着我国经济建设的不断发展，我国一线和二线城市的高层和超高层建筑鳞次栉比的建设起来，这其中，传统的钢筋混凝土结构并不能够满足高层和超高层建筑物的设计实际建筑需求，型钢混凝土结构将会得到很大的发展和应用空间，即将面临的巨大需求和我国现有的型钢混凝土结构技术和规范不完善的实际情况，需要加强型钢混凝土结构相关技术的研究工作。
总结：
型钢混凝土结构是一种在承载力、刚性、延长性、抗震性都要优秀于传统钢筋混凝土结构的新型建筑构件。型钢混凝土结构的研究和发展对于我国高层建筑和防震功能的建设和发展有着重要的意义。要发展型钢混凝土结构，完善我国相关规范规定和推进相关应用技术，是当务之急。
参考文献：
[1] 彭春华,宋文博,张伟军. 型钢混凝土结构研究综述[J]. 陕西建筑, 2007,(04) .
[2] 丁晓东,孙晓波. 型钢混凝土结构的研究现状及发展趋势[J]. 山西建筑, 2007,(01) .
[3] 秦慧敏. 型钢混凝土结构在我国的应用和研究[J]. 山西科技, 2008,(02) .
关键词：浅析；建筑；混凝土；结构设计
建筑结构设计规范是国内结构设计的法规，是建筑结构做到技术先进、安全适用、经济合理的指导文件。为了更好的遵循这一法规，对结构设计规范应该熟悉，更应该正确理解，保证土建结构设计质量。
1 结构材料选择
1.1混凝土结构设计规范
在设计工作中，在对混凝土的强度等级的理解与应用存在以下两方面的问题与争议：
1.1.1规范4.1.2条规定：钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15。与此条相呼应在4.1.3条和4.1.4条中不再列入了C10混凝土的强度标准值、设计值。这里存在一个对上述规范条文的正确理解与应用的问题，这就是作为基础垫层的素混凝土是否可以采用C10混凝土，是否也必须采用C15混凝土。对这一问题存在很广泛的争议。在某些工程中对基础垫层的混凝土采用C10后，不仅有的监理公司的监理人员对此置疑，甚至有的图纸审查人员也表示反对，都认为这违反了规范的要求，要求改正为C15。混凝土垫层采用C10等级的混凝土，如改为C15级混凝土没有必要而且增加造价造成经济上的浪费。分歧的原因是置疑的人员没有正确理解规范的条文，因为规范的4.1.2条是指钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15，而作为垫层的混凝土是素混凝土不属于钢筋混凝土，垫层混凝土的作用是保护地基土在施工中不扰动，同时为基础的施工创造有利的工作条件，C10混凝土完全可以达到。
1.1.2规范4.1.4条例表规定了各个强度等级的混凝土的轴心抗压强度设计值。其中有一个注释，因是用小字表达常被设计人员忽视，这个注是指当轴心受压及偏心受压构件的截面长边或直径小于300mm，则表中的混凝土强度设计值应乘以系数0.8。该注释是不能忽视的，因为当构件的截面尺寸越小，混凝土构件的缺陷带来的强度损失越大。
1.2 砌体结构设计规范（GB 50003-2011）
在砌体结构设计规范中，对结构材料选择的规定方面容易忽视的主要是第6.2.2条对地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间的墙，所用材料的最低强度等级提出的要求，其目的是为了保证结构的耐久性。例如对于地基土很潮湿的砌体，砖至少要求MU15，砂浆必须是水泥砂浆而且不低于M7.5。但在实践中很多设计人员单从砌体的强度要求出发采用MU10砖、M5水泥砂浆。这是违背规范要求的，应予改正以保证结构的耐久性。此外，上述这一要求不仅针对地面以下砌体，还针对地面以上的潮湿房间，例如卫生间等。
2 结构构造要求
2.1砌体结构伸缩缝的最大间距
在建筑设计中，为了防止或减轻房屋在正常使用条件下，由于温差和砌体干缩引起的墙体竖向裂缝，应在墙体中设置伸缩缝。在砌体结构设计规范（GB 50003-2011）中第6.3.1条规定了砌体房屋伸缩缝的最大间距，例如钢筋混凝土屋盖当屋面设有保温层或隔热层时，伸缩缝的最大间距为50m。我国很多房屋长度在40m～50m的砌体房屋，按上述规定没有设置伸缩缝，但不少房屋还是出现了温度裂缝，有的甚至比较严重。原因在于设计人员没有全面理解该规范条文。首先该规定是针对烧结普通砖的，对于目前墙体改革中新使用的混凝土砌块等房屋，该规范已强调由于混凝土有干缩性，应该将伸缩缝的最大间距乘以0.8系数，也就是说应将伸缩缝的最大间距调整为50m×0.8=40m。其次该规范在注释中还强调了对于白天和夜晚温差较大地区，伸缩缝的最大间距应予以适当减小，因此，对于我国昼夜温差较大的地区来说，应适当减小伸缩缝的最大间距，使用烧结普通砖的上述砌体房屋，伸缩缝的最大间距应降为45m，使用混凝土砌块的上述房屋，伸缩缝的最大间距应降为35m。按调整后的伸缩缝的最大间距设计的砌体房屋再辅以其它措施后，很少再出现温度裂缝了。
2.2混凝土结构中钢筋的混凝土保护层厚度
现行混凝结构设计规范（GB 50010-2012）中，比89规范更加重视对混凝土耐久的要求，而混凝土结构的耐久性与混凝土保护层的厚度是密切相关的，因此现行规范比原规范对混凝土保护层的厚度要求有所增加。例如在一类环境柱的混凝土保护层的厚度由25mm增加到30mm。特别对于基础，混凝土保护层的厚度增加得更多，因为基础与水有接触，所处环境更为不利。但在设计实践中往往有些设计人员忽略了这一变化，因而不能满足混凝土耐久的要求，造成混凝土质量下降。
3 结构荷载取值
3.1屋面可变荷载的取值和分布
并非在屋面全跨布置可变荷载产生的内力一定最大，往往在半跨布置可变荷载时结构可能更为不利。因此对于屋架和拱壳屋面除了全跨布置可变荷载时做出计算外，还应考虑半跨布置可变荷载，并做出相应的计算，然后按最不利的情况进行设计。对屋面可变荷载的取值应十分谨慎，特别是对于屋架和拱壳屋面，因为这类屋面荷载的分布对结构的内力很敏感。例如积雪荷载应按全跨均匀分布、不均匀分布，半跨均匀分布的几种情况进行设计，这样才能保证屋面结构的安全。
3.2 基础设计时的荷载取值
在建筑地基基础设计规范（GB 50007-2012）中第3.0.4条明确做出了以下规定：计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的永久值组合，不应计入风荷载和地震作用。计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，分项系数均为1.0。按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。在设计实践中上述的各方面经常有设计人员没有正确执行。
3.2.1计算地基变形时将荷载取值错误地取为荷载设计值而不是荷载的准永久组合值。由于荷载的设计值大约为荷载准永久组合值的1.4～1.6倍，因此这一错误取值造成的影响更多，常常使原本地基变形不超过限值，错误的判断为地基的变形不满足设计要求。错误地将基础加深或将基础的底面积扩大，造成很大的浪费。
3.2.2在确定基础底面积或确定桩数时，荷载取值错误地取为荷载的设计值而不是荷载的标准值，由于荷载的设计值大约为荷载标准值的1.25倍左右。因此这一错误将导致约20%的浪费，对整栋建筑而言，这一浪费是相当大的。
3.2.3计算挡土墙的土压力、地基或斜坡的稳定时，荷载的取值错误地将永久荷载的分项系数取1.2，将可变荷载的分项系数取1.4，而忽视了规范别说明了的分项系数均为1.0的规定。
4 结束语
在结构设计工作实践中部分结构设计人员对现行结构设计规范缺乏正确理解或常有疏忽，给工程带来安全隐患或者增加不必要的造价。在建构筑物的设计中，结构设计关系到建筑结构的安全、耐久、适用和经济等多个方面，因而结构设计工作是十分重要的。
参考文献：
[1]砌体结构设计规范.GB 50003-2007.中国建筑工业出版社.2007.
一、工程概况
由混凝土包裹型钢做成的结构被称为型钢混凝土结构（也称劲性混凝土结构），因为型钢混凝土的承载力高、刚性大并且具有良好的延性和耗能性能，在欧美和日本等国家被广泛应用。型钢混凝土结构被简称为SRC结构，现在已和钢结构、木结构、砌体结构以及钢筋混凝土结构并列为五大结构之一。其中实腹式型钢混凝土构件具有较好的抗震性能、节约钢材、提高混凝土利用系数、施工方便等优点，在我国的工程建设中得到广泛应用。本文将主要介绍型钢混凝土柱的设计方法及构造要求，通过绿宝广场工程设计实例，具体说明其计算和使用，供类似工程设计时参考。
绿宝广场位于苏州市高新区长江路与邓蔚路口，一期工程总建筑面积约13.8万m2。该建筑通过设置抗震兼沉降缝分为结构相对独立的三部份，分别为不夜城商场、带酒店式公寓的商场及商场三部份。不夜城及商场为地下二层地上4～5层建筑，总高约为25m；带公寓的商场为地下二层地上商场（裙房）4层，商场上公寓为9层，总高约为50m。在不夜城与商场之间设计了一个跨度31米的连廊，该连廊由型钢混凝土柱、钢梁和组合楼板组成，平面布置见图1。
二、结构特点及理论计算方法
型钢混凝土柱是钢柱和钢筋混凝土柱二者的组合结构，实腹式型钢通常采用工字形、口字形，截面材料的选用主要是依据现行国家标准“钢结构设计规范（GB50017-2003）”和“高层民用建筑钢结构技术规程（JGJ99-98）”，保证构件具有足够的塑性变形能力，其屈服强度不宜过大，伸长率应大于20%；钢筋混凝土按照“混凝土结构设计规范（GB50010-2002）”要求实施。
在型钢混凝土结构的设计方面，我国原冶金工业部和建设部分别于1998年和2002年制定了两部相应的行业标准。《钢骨混凝土结构设计规程》（YB9082－97）的特点是以日本规范模式为基础，忽略了型钢和混凝土之间的粘结作用，按叠加原理建立承载能力和刚度的计算公式，工程实际应用比较方便，计算简单，可操作性强，带有浓厚的“设计”气息，但计算结果偏于保守，容易造成浪费。《型钢混凝土组合结构技术规程》（JGJ138―2001）的特点也是以钢筋混凝土理论为基础、以试验研究成果为依据建立的，在这套规程中引入了平截面假定，采用极限状态设计法设计，基本上反映了我国目前对型钢混凝土结构研究的最新成果，并且其设计思路基本上与我国钢筋混凝土结构的设计方法相一致，该规程理论依据较为充分、考虑因素全面、计算结果比较准确，但计算公式复杂，带有较浓厚的“学院”气息。目前设计人员常用的结构设计软件是建研院开发的PKPM系列，它在型钢混凝土结构的计算中采用的是《型钢混凝土组合结构技术规程》中的公式和参数。
三、型钢混凝土结构的设计要点
采用型钢混凝土是解决大跨度结构稳定的重要技术措施，绿宝广场设计采用型钢混凝土柱的截面为1200x800mm，在风荷载作用下的最大弹性层间位移角为1/649，如果采用钢筋混凝土柱，在满足规范最大弹性层间位移角1/550的前提下，计算柱截面需2000x1200mm，无法满足建筑设计的空间要求。型钢柱的计算首先应确定型钢的截面形式（在本次设计中型钢柱采用的是实腹式十字型钢），预定型钢柱的型钢含钢率，带入SATWE程序中进行整体计算，并根据计算结果调整含钢率。在型钢混凝土结构设计中需要注意的几个问题如下：
3.1、型钢的含钢率
关于型钢混凝土构件的最小和最大含钢率，目前没有统一的认识，但当计算型钢含钢率小于2%时，可以采用钢筋混凝土构件，而没有必要采用型钢混凝土构件。当型钢含钢率太大时，型钢与混凝土不能有效地共同工作，混凝土的作用不能完全发挥，且混凝土浇注施工也有困难。因此，在冶金部行业标准《钢骨混凝土结构设计规程》（YB9082-97）中将型钢含钢率定为2%～15%。一般说来，较为合理的含钢率为5%～8%。而在建设部行业标准《型钢混凝土组合结构技术规程》（JGJ138-2001）中将型钢含钢率定为4%～10%。在绿宝广场型钢混凝土柱的设计中，考虑到建设单位尽量节约钢材，控制造价的要求，经过反复计算，型钢柱的含钢率确定为5%。
3.2、型钢的宽厚比
钢板的厚度不宜小于6mm，一般为翼缘板20mm以上，腹板16mm以上，但当钢板厚度大于36mm时，钢材的厚度方向的断面收缩率应符合现行国家标准《厚度方向性能钢板》（GB5313-85）中的Z15级的规定。这是因为厚度较大的钢板在轧制过程中存在各向异性，由于在焊缝附近常形成约束，焊接时容易引起层状撕裂，焊接质量不易保证。型钢的宽厚比应满足规范的要求，本设计中柱内型钢的断面尺寸如图2。
3.3、型钢的混凝土保护层厚度
根据规范规定，对型钢柱，混凝土最小保护层厚度不宜小于120mm，对型钢梁则不宜小于100mm。
3.4、要重视型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁在构造连接上的配合协调问题
绿宝广场设计中，因连廊下有两层混凝土结构地下室，型钢混凝土柱在地下室范围存在与钢筋混凝土梁的连接，梁内钢筋遇柱内型钢锚固需要特殊处理，本文中仅列出地下一层中一个较为复杂的梁柱节点作为示例，具体梁柱节点连接构造要求详见《型钢混凝土组合结构技术规程》第9章内容(图3)。
四、型钢的制作与构造措施
4.1、型钢的制作
型钢的制作必须采用机械加工，并宜由钢结构制作厂家承担。型钢的切割、焊接、运输、吊装、探伤检验应符合现行国家标准《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2001）、《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）、《钢结构工程质量检验评定标准》（GB50221-1995）的规定，钢材、焊接材料、螺栓等应有质量证明书，质量应符合国家有关规范的规定。焊接前应将构件焊接面除油、除锈，焊工应持证上岗。施工中应确保施工现场型钢柱拼接和梁柱节点连接的焊接质量，型钢钢板的制孔，应采用工厂车床制孔，严禁现场用氧气切割开孔，在型钢制作完成后，建设单位不可随意变更，以免引起孔位改变造成施工困难。
4.2、型钢混凝土中设置抗剪拴钉的要求
型钢混凝土与钢筋混凝土结构的显著区别之一是型钢与混凝土的粘结力远远小于钢筋与混凝土的粘结力。根据国内外的试验，大约只相当于光面钢筋粘结力的45%。因此，在钢筋混凝土结构中认为钢筋与混凝土是共同工作的，直至构件破坏。而在型钢混凝土中，由于粘结滑移的存在，将影响到构件的破坏形态、计算假定、构件承载能力及刚度、裂缝。通常可用两种方法解决，一是在构件上另设剪切连接件(栓钉)，并按照计算确定其数量，即滑移面上的剪力全由剪切连接件承担，称为完全剪力连接。这样可以认为型钢与混凝土完全共同工作。另一种方法是在计算中考虑粘结滑移对承载力的影响，同时在型钢的一定部位：如（1）柱脚及柱脚向上一层范围内；（2）与框架梁连接的牛腿的上、下翼缘处；（3）结构过渡层范围内的型钢翼缘处加设抗剪栓钉作为构造要求。构件中设置的栓钉应符合国家现行标准《电弧螺柱焊用园柱头焊钉》（GB/T 10433―2002）的规定，栓钉直径一般为?19,长度不宜小于4倍栓钉直径，间距不宜小于6倍栓钉直径，且不宜大于200mm，并采用特制的栓钉枪进行焊接，焊接质量应满足规范要求。
4.3、型钢的拼接
型钢柱的长度应根据钢材的生产和运输长度限制及建筑物层高综合考虑，一般每二层为一根，其工地拼接接头宜设于框架梁顶面以上1～2m处。型钢柱的工地拼接一般有三种形式：（1）全焊接连接；（2）全螺栓连接；（3）栓、焊混合连接。设计施工中多采用第三种形式，即型钢柱翼缘采用全溶透的剖口对接焊缝连接，腹板采用摩擦型高强度螺栓连接，本工程设计中的型钢柱工地拼接也采用第三种形式(图5)。
4.4、型钢柱的柱脚构造
1、型钢柱的柱脚分为埋入式和非埋入式两种，在抗震区宜采用埋入式柱脚，柱脚型钢的混凝土最小保护层厚度为：中间柱：不得小于180mm，边柱和角柱：不得小于250mm。
2、型钢柱埋入式柱脚的埋入深度不应小于3倍型钢柱截面高度，在柱脚部位和柱脚向上一层的范围内，型钢柱翼缘外侧设置栓钉，栓钉直径不小于19，间距不大于200mm,且栓钉至翼缘板边缘的距离大于50mm。
3、在本工程的型钢柱设计中，考虑采用埋入式柱脚的埋深太大，而连廊传递的上部荷载较小，经与施工单位及建设单位多次研究，决定型钢柱柱脚采用铰接形式与地下室大底板连接，简化了施工难度，也加快了建设进度(图5)。
4.5、型钢柱的节点构造
框架梁、柱节点核心区是结构受力的关键部位，设计时应保证传力明确，安全可靠，施工方便，节点核心区不允许有过大的变形。在型钢混凝土结构中，梁、柱节点包括以下几种形式：（1）型钢混凝土梁―型钢混凝土柱的连接；（2）钢梁―型钢混凝土柱的连接；（3）钢筋混凝土梁―型钢混凝土柱的连接。在本工程设计中我们同时遇到了第二和第三种情况。
规范规定，节点区型钢部分的连接构造应与钢结构的节点连接相一致，在柱内型钢的钢牛腿翼缘水平位置处应设置加劲肋，其构造应便于混凝土浇灌，并保证混凝土密实。柱内型钢和主筋的布置应为梁中主筋贯穿留出通道，梁中主筋不应穿过型钢翼缘，未经设计同意也不得与柱中型钢直接焊接，型钢腹板部分设置钢筋贯穿孔时，截面缺损率不宜超过腹板面积的25%(图6)。
五、总结与回顾
通过此次工程结构设计，我有如下体会：
1、在钢筋砼结构体系中，局部采用型钢砼结构构件是可行的，特别是大跨度结构设计时，型钢柱结合钢梁的采用，可有效提高结构的整体刚度，减小水平和竖向变形值，节约了结构占用的空间，其效果比纯钢筋砼结构好。
关键词：土建结构；设计；规范
中图分类号：V552+.4
1 结构材料选择
1.1 混凝土结构设计规范
在设计工作中，在对混凝土的强度等级的理解与应用存在以下两方面的问题与争议：
规范4.1.2条规定：钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15。与此条相呼应4．1-3条和4.1.4条中不再列入了C10混凝土的强度标准值、设计值。这里存在一个对上述规范文的正确理解与应用的问题，这就是作为基础垫层的素混凝土是否可以采用C10混凝土，是否也必须采用C15混凝土。对这一问题存在很广泛的争议。在某些工程中对基础垫层的混凝土采用El0后，不仅有的监理公司的监理人员对此置疑，甚至有的图纸审查人员也表示反对，都认为这违反了规范的要求，要求改正为C15。混凝土垫层采用C10等级的混凝土，如改为C15级混凝土没有必要而且增加造价造成经济上的浪费。分歧的原因是置疑的人员没有正确理解规范的条文，因为规范的4.1.2条是指钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15，而作为垫层的混凝土是素混凝土不属于钢筋混凝土，垫层混凝土的作用是保护地基土在施工中不扰动，同时为基础的施工创造有利的工作条件，C10混凝土完全可以达到。
规范4.1.4条例表规定了各个强度等级的混凝土的轴心抗压强度设计值。其中有一个注释，因是用小字表达常被设计人员忽视，这个注是指当轴心受压及偏心受压构件的截面长边或直径小于300mm，则表中的混凝土强度设计值应乘以系数0.8。该注释是不能忽视的，因为当构件的截面尺寸越小，混凝土构件的缺陷带来的强度损失越大。
1.2 砌体结构设计规范
规范对结构材料选择的规定方面容易忽视的主要是第6.2.2条对地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间的墙，所用材料的最低强度等级提出的要求，其目的是为了保证结构的耐久性。例如对于地基土很潮湿的砌体，砖至少要求MU15，砂浆必须是水泥砂浆而且不低于M7.5。但在实践中很多设计人员单从砌体的强度要求出发采用MU10砖、M5水泥砂浆。这是违背规范要求的，应予改正以保证结构的耐久性。此外，上述这一要求不仅针对地面以下砌体，还针对地面以上的潮湿房间，例如卫生间等。
2 结构构造要求
2.1混凝土结构中钢筋的混凝土保护层厚度
现行混凝结构设计规范fCB 5001O一2002)中，比89规范更加重视对混凝土耐久的要求，而混凝土结构的耐久性与混凝土保护层的厚度是密切相关的，因此现行规范比原规范对混凝土保护层的厚度要求有所增加。例如在一类环境柱的混凝土保护层的厚度由25ram增加到30ram。特别对于基础，混凝土保护层的厚度增加得更多，因为基础与水有接触，所处环境更为不利。但在设计实践中往往有些设计人员忽略了这一变化，因而不能满足混凝土耐久性的要求。
2.2砌体结构伸缩缝的最大间距
在建筑设计中，为了防止或减轻房屋在正常使用条件下，由于温差和砌体干缩引起的墙体竖向裂缝，应在墙体中设置伸缩缝。在砌体结构设计规范中第6.3.1条规定了砌体房屋伸缩缝的最大间距，例如钢筋混凝土屋盖当屋面设有保温层或隔热层时，伸缩缝的最大间距为50m。我国很多房屋长度在40m～50m的砌体房屋，按上述规定没有设置伸缩缝，但不少房屋还是出现了温度裂缝，有的甚至比较严重。原因在于设计人员没有全面理解该规范条文。首先该规定是针对烧结普通砖的，对于目前墙体改革中新使用的混凝土砌块等房屋，该规范已强调由于混凝土有干缩性，应该将伸缩缝的最大间距乘以0.8系数，也就是说应将伸缩缝的最大间距调整为50m*0.8=40m。其次该规范在注释中还强调了对于白天和夜晚温差较大地区，伸缩缝的最大间距应予以适当减小，因此，对于我国昼夜温差较大的地区来说，应适当减小伸缩缝的最大间距，使用烧结普通砖的上述砌体房屋，伸缩缝的最大间距应降为45m，使用混凝土砌块的上述房屋，伸缩缝的最大间距应降为35m。按调整后的伸缩缝的最大间距设计的砌体房屋再辅以其它措施后，很少再出现温度裂缝了。
3 结构荷载取值
3.1基础设计时的荷载取值
在建筑地基基础设计规范中第3.0.4条明确做出了以下规定：计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久值组合，不应计人风荷载和地震作用。计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，分项系数均为1.0。按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。在设计实践中上述的各方面经常有设计人员没有正确执行。
3.1.1计算地基变形时将荷载取值错误地取为荷载设计值而不是荷载的准永久组合值。由于荷载的设计值大约为荷载准永久组合值的1.4～1.6倍，因此这一错误取值造成的影响更多，常常使原本地基变形不超过限值，错误的判断为地基的变形不满足设计要求。错误地将基础加深或将基础的底面积扩大，造成很大的浪费。
3.1.2在确定基础底面积或确定桩数时，荷载取值错误地取为荷载的设计值而不是荷载的标准值，由于荷载的设计值大约为荷载标准值的1.25倍左右。因此这一错误将导致约20％的浪费，对整栋建筑而言，这一浪费是相当大的。
3.1.3计算挡土墙的土压力、地基或斜坡的稳定时，荷载的取值错误地将永久荷载的分项系数取1.2，将可变荷载的分项系数取1.4，而忽视了规范别说明了的分项系数均为1.0的规定。
3.2屋面可变荷载的取值和分布
并非在屋面全跨布置可变荷载产生的内力一定最大，往往在半跨布置可变荷载时结构可能更为不利。因此对于屋架和拱壳屋面除了全跨布置可变荷载时做出计算外，还应考虑半跨布置可变荷载，并做出相应的计算，然后按最不利的情况进行设计。对屋面可变荷载的取值应十分谨慎，特别是对于屋架和拱壳屋面，因为这类屋面荷载的分布对结构的内力很敏感。例如积雪荷载应按全跨均匀分布、不均匀分布，半跨均匀分布的几种情况进行设计，这样才能保证屋面结构的安全。
4 结论
【关键词】劣化；耐久性；渗透性；碳化；碱骨料反应；冻融循环；钢筋保护层
1、耐久性设计的理由
混凝土的耐久性是在外部和内部不利因素的长期作用下，保持其原有设计性能和使用功能的性质，在各种多样性的使用环境下抵抗各种物理和化学作用破坏的能力。结构的设计使用年限通过安全性、适用性和耐久性来实现。而耐久性是实现预期使用年限中适用性和安全性的基础。因混凝土耐久性不足而引起结构性能劣化，造成各种损失、降低建筑物的使用寿命，混凝土劣化是内外因素及相互作用的结果，主要表现为：
混凝土中的气体、液体和离子在渗透、扩散和迁移中使得渗透性对结构性能有本质的影响；多孔-裂缝-缺陷间有着复杂的联系，是水灰比、水泥用量、掺合料、骨料、外加剂与成型工艺、养护条件综合作用的结果。环境的物理化学作用对混凝土有劣化作用，如材料与环境的磨损、冲蚀、荷载、温度作用外，土壤和地下水中存在的硫酸盐等腐蚀性介质导致混凝土膨胀和开裂，增大了渗透性，加速了混凝土的劣化。空气中二氧化碳气渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低即混凝土碳化，又称作中性化，当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋的保护，促成钢筋开始生锈。严重的锈蚀膨胀使钢筋与混凝土黏结衰减失效、随着混凝土保护层开裂甚至脱落，钢筋的锈蚀加剧，进一步促使混凝土的劣化。北方严寒地区混凝土中结冰的水会体积膨胀而过冷的水会发生迁移，产生的压力会引起混凝土开裂和剥落，而温度回升后冰随着融化更多的水被吸入裂缝中，这种冻融与渗透性加速了混凝土劣化，而除冰盐在北方地区的使用带来对混凝土耐久性的降低。混凝土骨料中的活性矿物成分（活性二氧化硅）与碱性氢氧化物在潮湿环境下发生化学反应生成膨胀性碱硅胶，即碱骨料反应引起混凝土强度和弹性模量损失，其膨胀和开裂形成裂纹和裂缝或宏观错位。而水气引入的过量氯离子会引起结构中钢筋严重锈蚀。环境温度和湿度变化，导致混凝土湿胀干缩、热胀冷缩，引起混凝土中各组成材料因弹性模量不一致而涨缩不一致，产生微裂纹。所以，要防止混凝土碳化、限制碱含量、控制水胶比和混凝土中氯离子含量、控制温湿度、选择合适的骨料及级配、在规范基础上选择最外层钢筋的混凝土保护层厚度是结构耐久性设计中的重要内容。
2、耐久性设计的原则
结构设计规范中的要求是基于公共安全和社会需要的最低限度要求。工程都有各自的特点和环境及施工方式，所以有时仅仅满足规范的某些最低要求往往不能保证具体设计对象的耐久性从而保证设计使用年限。不同技术标准规范对同一问题规定不同，这时就需要设计人员运用力学、物理化学知识具体问题具体分析，有针对性、有理有据采取措施。工程技术人员的专业分析判断能力往往比规范的规定更可靠。水泥用量要适当，主要控制水胶比、采用最佳矿物掺合料的参量和比例，掺减水剂和引气剂，骨料的粒径不宜过大，粗骨料一般不超过30mm为宜，而混凝土施工或与预制构件制作中要加强养护来控制温度、塑性和干缩等裂缝的产生和发展，从而制作成低孔隙、界面结合良好和少裂缝混凝土，达到耐久性目的。为了避免混凝土碳化的影响需要使钢筋有足够的混凝土保护层厚度，避免钢筋因碳化锈蚀而影响钢筋混凝土的性能。
北方地区为了抗冻融，要对地下水文地质情况做到心里有数，因混凝土孔隙水受冻结冰、遇热融化的反复等交替的累计效应，会引起混凝土破坏，除了上面提到的因素外吸水饱和度和环境状况在这种破坏中具有更加特殊的作用。降低水灰比、掺硅灰等抗冻性高的掺合料、用坚固的吸水率低的优质骨料及合理的骨料级配，在必要时用减水剂、引气剂等来减缓冰冻压力。盐溶液、干湿、冻融循环等各种因素的交互作用则将是更加不利的情况。因碱骨料反应发生往往在潮湿环境中，所以限制混凝土中碱含量，尤其是在地下工程、路桥工程、潮湿环境中根据情况不同程度的严格限制，这是防止碱骨料反应的重要措施；此外矿物掺合料、掺入引气剂等也可有效的减轻碱骨料反应。耐久性和结构承载力设计有时对混凝土最低强度有不同要求，这就要同时考虑二者中要求偏高的要求，有些地下工程往往是耐久性起控制作用，同时应注意混凝土强度与钢筋级别的匹配，从现行规范看，基础及地下工程不能使用HPB300级钢筋，而应使用比此级别高的钢筋。所以耐久性设计应以解决混凝土劣化，保证结构的使用寿命为基本原则。
3、耐久性设计的一般内容
3.1结构的设计使用年限、环境影响
结构设计使用年限除考虑结构的重要性外，还与业主的要求、结构及基础类型、环境状况、布置方式和构造措施等有关，一般为50年，也有100年的。在北方地区，对刚性阶梯形条形基础，采取坡形并抹面的形式有利于减轻冻胀，这是从环境的冻胀角度来减轻基础劣化；有条件或要求较高时，水泥宜采用硅酸盐或普通硅酸盐水泥；而地下和潮湿环境等宜采用碱含量受控水泥，特别是地下潮湿的环境；对于如工业项目中的设备基础等大体积混凝土则宜采用中低热硅酸盐水泥或低矿渣硅酸盐水泥；此外粗细骨料也应根据特殊要求做相应的控制，但粗骨料级配应连续，细骨料对抗渗抗冻和海砂等均有相应的耐久性方面的要求，这些在《混凝土质量控制标准》GB50164-2011中都有明确要求。地面以上环境类别不都是一类环境，如工业厂房不采暖的情况，一般不属于一类环境，采暖的工业建筑或民用建筑，室内和室外也不是同类环境。一个构件的不同面，如屋面板靠外侧及靠外侧的墙梁面在没有有效的保护措施时等都不属于一类环境。同属于室内的淋浴间也不属于一类环境。
3.2钢筋的混凝土保护层厚度
现行规范规定的钢筋保护层厚度是指箍筋、分布筋等最外层的钢筋保护层厚度，这与以往的规定不同，这种规定更加合理，具体保护层厚度国家标准规范均有规定。
钢筋的混凝土保护层厚度达不到要求和波动较大是施工中的质量通病，设计中应有明确的可控措施，《混凝土结构钢筋间隔件应用技术规程》JGJ/T219-2010的做法是比较实用的控制保护层厚度的有效尝试，保护层控制可依据环境类别、使用部位的不同而采用金属类、塑料类、砂浆水泥基类或混凝土水泥基类的间隔件来保障，保护层采用钢筋间隔垫的措施，虽然投资略有一点点增加，但操作宜控，提高了保护层的准确率，从而提高了耐久性。对于柱墙等竖直构件，地下部分的钢筋保护层因环境类别的变化需要加厚，底层柱和往地面以下延伸的柱，应注意不宜采取同一截面，因为若采取同一截面，按底层柱的保护层，如25，但按地面以下则为40，势必造成要地面以下的柱承载能力降低。宜钢筋位置不变，将上下保护层的差加到地面以下延伸柱上，使底层柱略微扩大，这应在施工图设计别给予关注的地方。
3.3混凝土裂缝控制要求
屋面板的配筋一般是受力配筋，当屋面较长或温差较大时就应该同时考虑温度作用，尤其是比较吸热的卷材屋面等，尤其要考虑。屋面的保温材料的使用年限与结构的使用年限不一致，温度对长度较长的屋面的影响是很大的，某些部位超出了受力的影响，钢筋配置不能仅按荷载计算，而应叠加温度作用，钢筋的200间距的排布有时不够，可为100-150间距，满足强度的前提下有时调整钢筋直径，缩短间距也是一种可行的办法。碱骨料反应、冻胀以及碳化等引起的裂缝的防治应有针对性。尤其是地下工程，如混凝土剪力墙等耐久性问题突出，应积极预防，如控制混凝土中碱含量、选择低碱活性骨料、改善混凝土所处的环境，隔绝湿气进入、掺矿物混合材、外加剂等，均简单宜行。需要明确的是，水泥用量多在控制碱含量方面不是有利的。
3.4混凝土其他劣化的治理
基础及地下结构和室外雨棚等属于恶劣环境情况，防排水构造等要加强，如保护层普遍加厚，做防水防潮层，构件形状有利于排水等；其实这些措施也有益于减轻碱骨料反应。碱、活性骨料和水是碱骨料反应的三因素，减少其中的任何一因素均可控制碱骨料反应。严重环境作用下合理采取防腐蚀附加措施或多重防护策略；耐久性需要的施工养护制度与保护层厚度的施工质量验收要求。结构使用阶段的维护、修理与检测要求（图纸应该明确，包括必要的检测通道。预留检测维修的空间和装置）等。设计文件中应增加对混凝土养护、使用期的检查和维护等内容。
3.5混凝土强度等级取值
配筋混凝土结构满足耐久性要求的混凝土最低强度等级，设计使用年限30年-50年1-A环境C25，一般情况下，地面以下的混凝土的强度等级为C30，但地下室顶板一般应以C35比较合适，所以与环境类别密切相关。
4、混凝土耐久性规范的应用
《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008适用于常见环境下房屋建筑物和构筑物及其连接件的耐久性设计，是达到设计使用年限的具有必要保证率的最低要求；此外还有《混凝土结构耐久性设计与施工指南》（CCES01-2004）；《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中第3.5节的耐久性设计是根据环境类别使用年限对房屋建筑结构耐久性设计的简化和调整后的基本设计内容，混凝土保护层在8.2节；《混凝土质量控制标准》GB50164-2011则包含了混凝土耐久性方面通常的主要影响因素的材料控制内容等；《混凝土结构钢筋间隔件应用技术规程》JGJ/T219-2010是针对影响混凝土耐久性的质量通病钢筋的保护层的控制技术，《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011对原材料、骨料含水率、最大水胶比、最小胶凝材料用量、矿物掺合料、水熔性最大氯离子含量、引气剂掺量以及对预防碱骨料反应的措施等都有明确、简洁可操作的规定。对于泵送混凝土还要执行《泵送混凝土技术规范》JGJT10-2011。对于地下、外墙、坡屋面处于环境比较差的结构部位，分别有《地下工程防水技术规范》GB50108-2008和《建筑外墙防水技术规范》JGJT235-2011、《坡屋面工程技术规范》GB50693-2011可供执行；对于冻土地区因冻胀性的影响须执行《冻土地区建筑地基基础设计规范》JGJ118-2011，根据冻土类别有着不同的勘察和设计要求；再有《混凝土结构工程施工规范》GB506666-2011结束了混凝土结构无施工规范的历史。对于工业中经常遇到的大体积混凝土问题，有《大体积混凝土施工规范》GB50496--2009等等，这些近年来的技术标准，无异在促进混凝土耐久性提高方面发挥着越来越重要的作用。
5、结论
通过对混凝土外部使用环境和结构内部因素的分析，探讨了结构耐久性设计的基本理由、原则、设计内容和相应的规范，因混凝土耐久性的影响因素异常复杂，本文仅能对结构混凝土耐久性设计提出抛砖引玉之作用，旨在实现对房屋结构不需要花费大量资金加固就能保证安全、使用功能和外观要求，在加强结构耐久性设计方面提供一些技术交流和参考。
参考文献
[1]混凝土结构耐久性设计与应用 第2章混凝土结构性能劣化机理 第3章混凝土结构耐久性设计出版：2011年8月第一版.邢锋.编著.
关键词：混凝土；耐久性；腐蚀
一、混凝土耐久性的概念
混凝土耐久性是指结构在规定的使用年限内，在各种环境条件作用下，不需要额外的费用加固处理而保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。混凝土耐久性主要指：抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、碳化。现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）中，明确规定混凝土结构设计采用极限状态设计方法。
二、混凝土耐久性的影响因素
1、混凝土的材质。
混凝土是碎石、砂、水泥和水拌合后凝硬而成。这些材料的优劣直接影响到硬化后混凝土的质量（包括密实度和强度等），好质量的材料将为工程使用期混凝土的耐久性打下良好的基础。近年来由于基本建设的迅猛发展，施工中往往忽略对材质的要求，工地上只检查混凝土试件的强度作为材质的唯一标准。岂知不合规格的材料，将导致混凝土收缩徐变量大大增加，初始裂缝大量产生，这对混凝土结构安全将是一严重隐患。
2、混凝土的密实性。
混凝土的内部缺陷（不密实），使混凝土在使用过程中易受各种不利因素的侵袭，主要有如下几种形式：
①渗透：当混凝土不密实，空气和水容易渗入，水中有害物质就易对混凝土产生化学侵蚀，化学侵蚀。当混凝土结构处在有侵蚀性介质作用的环境时，会引起水泥石发生一系列化学，物理与物化变化，而逐步受到侵蚀，严重的使水泥石强度降低，以至破坏.常见的化学侵蚀可分为淡水腐蚀，一般酸性水腐蚀，碳酸腐蚀，硫酸盐腐蚀，镁盐腐蚀等几类.淡水的冲刷，会溶解水泥石中的组分，使水泥石孔隙增加，密实度降低，从而进一步造成对水泥石的破坏；当水中溶有一些酸类时，水泥石就受到溶淅和化学溶解双重作用，腐蚀明显加速；碳酸在溶淅水泥石的同时，破坏混凝土内的碱环境，降低水泥水化产物的稳定性，影响水泥石的致密度；硫酸盐SO42-离子深入混凝土内与水泥组分反应，生成物体积膨胀开裂造成损坏。
②碳化：混凝土中因水泥石含有氢氧化钙而呈碱性，混凝土的碱-集料反应，是指混凝土中的碱与集料中活性组分发生的化学反应，引起混凝土的膨胀，开裂，甚至破坏。国内外因碱-集料反应不得不拆除大坝，桥梁，海堤和学校的事件并不在少数。混凝土碱-集料反应需具备三个条件，即有相当数量的碱，相应的活性集料，水分，避免碱-集料反应的方法可采用：尽量避免采用活性集料；限制混凝土的碱含量；掺用混合材。
③冻融破坏：当结构处于冰点以下环境时，混凝土内孔隙中的水将结冰，产生体积膨胀形成各种压力，当压力达到一定程度时，导致混凝土的破坏.混凝土发生冻融破坏的最显著的特征是表面剥落，严重时可以露出石子。混凝土的抗冻性能与混凝土内部的孔结构和气泡含量多少密切相关。孔越少越小，破坏作用越小，封闭气泡越多，抗冻性越好。
3、混凝土结构所处的环境条件。
工程结构使用时所处的环境条件是影响混凝土结构耐久性的外部因素，如海水侵蚀、大气腐蚀、极高温度、冰冻、水、风、地震灾害的袭击等。根据环境条件对混凝土耐久性的影响，《桥规》（JTG D62）根据公路桥梁的使用情况，将桥梁结构使用环境条件划分为下列4类：
Ⅰ类环境――系指温暖或寒冷地区的大气环境；与无侵蚀性的水或土接触的环境。
Ⅱ类环境――系指严寒地区的大气环境；使用除冰盐环境；滨海环境。
Ⅲ类环境――系指海水环境。
Ⅳ类环境――系指受侵蚀性物质影响的环境。
三、提高混凝土结构耐久性的措施
1、原材料的选择。
水泥类材料的强度和工程性能，是通过水泥砂浆的凝结，硬化形成的，水泥石一旦受损，混凝土的耐久性就被破坏，因此水泥的选择需注意水泥品种的具体性能，选择碱含量小，水化热低，干缩性小，耐热性，抗水性，抗腐蚀性，抗冻性能好的水泥，并结合具体情况进行选择。集料的选择应考虑其碱活性，耐蚀性和吸水性，同时选择合理的级配，改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土密实度；掺混合材混凝土，是提高混凝土耐久性的有效措施.即近年来发展的高性能混凝土。
2、控制施工质量。
控制施工质量主要从混凝土结构保护层的厚度控制、混凝土结构各种孔隙的控制以及水灰比控制等几个方面进行。针对不同的腐蚀环境应设计不同的保护层厚度。如一类环境（室内正常环境），设计使用年限为100年的结构混凝土应保护层厚度应按规范的规定增加40%；混凝土结构及构件宜整体浇筑，不宜留施工缝。可以通过掺加高效减水剂，在保证混凝土拌和物所需流动性的同时，降低用水量，减小水灰比，使混凝土的总孔隙率大幅度降低。
3、结构的日常维护。
结构在使用阶段，应注意检测，维护和修理，对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程更应如此，建立检测和评估体系，及时发现，及时修理，确保混凝土结构的正常使用。在使用中，应尽量避免结构承受超重荷载、接触腐蚀性物质，并尽量减少冻融环境的影响。同时在结构建成后定期检查，在结构破坏超过一定的界限后，就需要详查破坏原因并评估是否需要维修或加固。
四、对现有混凝土结构设计施工的思考
我国的结构设计规范长期没有设计使用年限的要求，在近几年修订颁布的《建筑结构设计规范》中才明确规定将建筑结构的设计年限分为四类，但这对提高混凝土结构的耐久性起不到太大的作用，虽然结构的使用年限可以通过维修延长，但结构中的个别部件不一定能够达到设计使用年限，这在桥梁等结构中尤为明显。例如设计使用30年的拉索往往不到20年就要更换，这无疑会大大缩短结构的使用寿命，应该在设计时加以考虑。
随着改革开放的进行，我国的结构设计水平已经逐渐与国际接轨，但不可否认的是，我国的科技水平仍然无法与发达国家相比，在设计中也就难免有这样那样的问题。我国的劳动力素质普遍低下，建筑施工大多还是粗放型的建造方式，施工质量难以保证。同时，我国的建筑材料与国外也有不小的差距，例如我国的水泥质量一般要比欧洲差，随着龄期的发展其后期性能提高可能相对较少，因此在龄期系数的取值上宜偏低取用。而这些也就使我国的混凝土结构耐久性低于国外水平。
参考文献：
[1]GB/T 50746-2008混凝土结构耐久性设计规范.
[2]冯乃谦、邢锋，混凝土与混凝土结构的耐久性，机械工业出版社2009.
关键词: 混凝土结构结构设计加固技术
Abstract: this article from the perspective of the concrete structure design, in the design process need to pay attention to some of the most common and, at the same time, the design of concrete structure of the existence of other problems, such as earthquake, of displacements limits and fire and construction and the other common problems also made analysis. And put forward some matters of attention in the reinforcement, in order to guide practice, enhance the concrete structure stability and durability.
Keywords: concrete structure design reinforcement technique
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1. 混凝土结构设计质量控制
1.1 混凝土结构设计中裂纹控制
1.1.1混凝土结构设计中的裂纹问题分析。裂纹是固体材料中的某种不连续现象。多年来，有关混凝土的现代试验完全证实了在尚未受荷的混凝土和钢筋混凝土结构中存在微裂纹，主要有骨料与水泥石的粘结面上的粘结裂纹、水泥浆中的裂纹以及骨料裂纹。而根据断裂损伤力学的观点，所谓断裂损伤是在广义的外载作用下，使材料的细观结构发生变化，引起微缺陷成胚、孕育、扩展和汇通，导致结构宏观性能的劣化，最终形成结构宏观开裂和破坏。因而混凝土结构的破坏过程实际上是微裂纹的扩展、贯通而形成的。近代的混凝土的微观研究也表明：微裂纹的扩展是材料破损程度的标志，同时，微裂纹的存在也是一种材料本身固有的物理性质。因而，裂纹在钢筋混凝土结构中的存在有其必然性。
1.1.2混凝土结构设计中的裂纹控制方法。预应力混凝土结构的裂纹控制方法主要是基于 “抗”的思想，下面分别应用传统力学和断裂力学来分析传统裂纹控制方法。
a. 从传统力学观点来看，由于预先给混凝土梁施加了预压应力，使混凝土梁在外部荷载作用下梁体下缘产生的拉应力全部被抵消（或部分被抵消），因而可避免混凝土出现裂纹（或推迟出现裂纹），混凝土梁可以全截面参加工作（或增加参加工作的混凝土截面），这就相当于改善了梁中混凝土的抗拉性能，而且可以达到充分利用高强材料的目的。
b. 从断裂力学观点来看，混凝土材料内部存在许多微缺陷和微裂纹，这些微缺陷和微裂纹在外部荷载作用下会不断演化、发展，最终形成宏观裂纹。预先在混凝土梁两端施加一对轴向压力，相当于在梁内微裂纹面上作用了一对非均布压应力，这时可以认为裂纹端部的应力强度因子为负值。当外载在裂纹端部产生的应力强度因子与非均布压应力产生的应力强度因子大小相等时，裂纹端部的应力强度因子为零。这时裂纹并不会失稳扩展，只有随着外载
的增加，使裂纹端部的应力强度因子达到混凝土材料的断裂韧性时，裂纹才会失稳扩展。 因此，从断裂力学角度来说，由于预先对混凝土梁施加预压应力，从而减小了外载作用下裂纹端部的应力强度因子，避免或是推迟了混凝土出现裂纹。
1.2 梁支座的结构形式分析及其设计可靠性的实现策略
1.2.1对于梁支座形式的选择来说，如果剪力墙与框架梁垂直正面相交，同时剪力墙对梁的约束能力不强时，梁支座形式宜为铰接。
1.2.2结构计算是结构设计的基础，计算结果是结构设计的依据，设计中选择合适的计算假定、计算简图是得到正确计算结果的关键。当前结构设计程序中往往把与剪力墙相交的框架梁支座看作固定支座，这种假定不是在任何情况下都是正确的。当框架梁与剪力墙正面垂直相交，且剪力墙对梁的约束能力较弱时，很难实现固定支座的假定，此时宜将梁支座形式人为调成铰接支座，否则计算结果将与实际不符。结构设计中，对与剪力墙相交的框架梁，支座形式要慎重对待，具体工程应视框架梁与剪力墙的相对刚度及相交位置、方向正确判断剪力墙对梁的约束能力，近而较为准确地确定框架梁支座形式。
1.2.3对于提高混凝土结构的设计可靠度，在材料强度等级不变的情况下会增加材料用量， 增加造价，用高强材料替代低强材料，可有效地降低成本。
1.2.4混凝土结构中，水平受力构件如梁、板，主要以钢筋的抗力为主，提高钢筋级别效益较好，设计中应优先采用新规范提倡的主导钢筋HRB400(III)级钢筋；竖向受力构件如墙、 柱，主要以混凝土的抗力为主，提高混凝土等级效益较好。
1.3混凝土结构设计中抗震问题分析
地震力在两类构件之间分配，应考虑不同时段两类构件抗推刚度相对比值的变化。钢一混凝土混合结构中现在采用的主要结构体系为钢框架一混凝土剪力墙(内筒)体系，其中钢筋混凝土内筒为主要抗侧力结构，钢框架主要承担重力荷载，承担较小的水平剪力。在水平地震作用下，有工程经验表明，由于钢框架的抗推刚度远小于混凝上内筒，钢框架承担的水平剪力除顶部几层可为楼层剪力的15%～20%，中部及下部约为相应楼层剪力的10%～15%， 有的工程甚至仅有5%左右。在往复地震动的持续作用下，结构进入弹塑性阶段时，墙体产
生裂缝后，内筒的抗推刚度大幅度降低，刚度退化将加大钢框架的剪力。钢框架由于弹性极限变形角为1/400以上，远大于约为1/3000的钢筋混凝土墙体弹性极限变形角。虽然此时的水平地震作用要小于塑性阶段，但钢框架仍有可能要承担比弹性阶段大得多的水平地震剪力和倾覆力矩。因此，为符合结构裂而不倒的要求，需要调整钢框架部分的承担的水平剪力， 规程抗震要求钢框架一混凝土结构各层框架柱所承担的地震剪力不应小于结构底部总剪力的25%和框架部分地震剪力最大值的1.8倍二者的较小值，以提高钢框架的承载力，并采取措施提高混凝土内筒的延性。
1.4结构设计过程要确定适宜的层间位移限值
1.4.1我国有关混合结构的规程正在修编，高层建筑钢结构规程没有列出对钢一混凝土结构的设计规定，但对以钢筋混凝土结构为主要抗侧力构件的结构，高层建筑混凝土规程，则提出其侧移限值的要求，规定为等同于相当高度的钢筋混凝土高层建筑结构体系的要求。确定适宜的层间侧移和顶点侧移限值是该结构体系规程的重要内容之一。
1.4.2“高钢规程”没有列出对钢一混凝土结构的设计规定，但对有混凝土剪力墙的钢结构， 规定应符合《钢筋混凝土高层建筑设计与施工规程》JGJ3-91的要求。现行的“混凝土高规” 规定的层间位移限值，对于钢一混凝土结构常不易符合要求。修编中的“混凝土高规”(第二稿)，将包含对钢一混凝土结构设计规定的内容；关于钢一混凝土结构的层间位移限值，将规定为等同于相当的钢筋混凝土高层建筑结构体系的要求。此外，修编中的“混凝土高规”， 关于层间位移限值将对现行“混凝土高规”JGJ3-91有所放松，并以此确定适宜的限值。
2. 混凝土加固
2.1加固方法
2.1.1加大截面法,。加大截面法是较方便且多用的一种加固方法。加大截面法是一种应用较广的传统加固方法, 该方法是在原有混凝土构件表面重新做钢筋混凝土或钢筋网砂浆层,来增大原混凝土结构的截面面积,达到提高结构承载能力的目的。
2.1.2裂缝处理。裂缝修补方法主要有表面处理法、灌浆法及填充法等。裂缝修补材料主要为树脂和水泥,修补方法与修补材料的类型密不可分。
a. 表面处理法，适用于处理微细裂缝 (裂缝宽度小于0.2 mm ) ，它采用弹性涂膜防水材料、 聚合物水泥膏及渗透性防水剂等, 涂刷于裂缝表面, 达到恢复其防水性和耐久性的目的。
b. 灌浆法，又称注入法, 是将树脂浆液、水泥浆液或聚合物水泥浆液等灌入裂缝内部, 达到恢复结构整体性、 耐久性和防水性的目的, 适用于修补宽度较大 ( > 0 . 3 m )、 深度较深的裂缝, 尤其是受力裂缝。
c. 预应力加固法，是采用高强度钢筋或型钢等, 在被加固构件体外增设预应力拉杆或撑杆的加固方法。加固时, 通过施加预应力, 使体外的拉杆或压杆与被加固构件共同受力, 克服被加固构件的应力超前现象, 改变原有截面的受力特征, 提高加固后体系的承载能力和刚度。
2.2加固技术
2.2.1托换技术是托梁拆柱、托梁接柱和托梁换柱等技术的总称，是一种综合技术, 由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成;适用于已有建筑物的加固改造； 与传统加固方法比较, 具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点, 但是对技术要求较高。
2.2.2锚栓技术。本技术适用于普通混凝土承重结构；不适用于轻质混凝土结构及严重风化的结构。
2.2.3植筋技术。一种对混凝土结构较简便、有效的连接与锚固技术, 可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋；已广泛应用于建筑物的加固改造中。
2.2.4裂缝修补技术。本技术适用于承重结构混凝土裂缝的修补；对承载力不足引起的裂缝, 还需要采用适当的加固方法进行加固。
2.2.5其他加固技术：碳化混凝土修复技术、:混凝土表面处理技术、混凝土表层密封技术、结构构件移位技术以及调整结构自振频率技术等。
关键词 碳纤维轴向承载力抗震加固
中图分类号：TU528.571文献标识码： A 文章编号：
一.概述
粘帖CFRP片材加固修复混凝土结构的技术，主要用于钢筋混凝土柱的抗震加固、梁柱的受剪加固、梁板的受弯加固、以及裂缝和耐久性修补。对于钢筋混凝土柱粘帖CFRP片加固，国内外大量的试验和理论分析均表明，目前采用一般粘帖CFRP片材加固钢筋混凝土柱的方法，在钢筋混凝土柱粘帖CFRP片材后，使柱中混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度及极限压应变，从而提高钢筋混凝土柱轴压承载力及延性。与约束混凝土的机理类似，钢筋混凝土柱粘帖CFRP片材加固后使柱中混凝土处于约束状态，由于CFRP片材是线弹材料，使其产生的约束力是持续增长的，直至碳纤维拉断，混凝土破坏。可以认为：当钢筋混凝土柱粘帖CFRP片材加固轴向应力超出混凝土的抗压强度后，应力---应变关系呈线性增长，混凝土的应力和应变同时达到最大值，呈现了CFRP片材是线弹性材料约束混凝土的特点。[1]
二、碳纤维加固混凝土柱的原理
普通混凝土结构在使用一定的年限后，混凝土腐蚀、钢筋锈蚀，承载能力下降；一部分新建和在建的工程，由于设计或施工不当，有些工程使用功能改变，荷载增加或者提高建筑物的抗震设防等级；由于种种原因造成停建烂尾工程，又重新启动的工程等等，这些都需要对结构进行加固。使用建筑结构胶在混凝土表面粘帖CFRP片材材料进行加固修复混凝土结构，《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》中对钢筋混凝土柱的加固从施工到设计都有详细的规定。
《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》中要求粘帖CFRP片材加固修复混凝土结构应由熟悉该技术施工艺的专业施工队伍完成，并应有加固修复和施工技术措施。保证施工质量的关键是遵循工序要求，施工时应考虑环境温度、湿度对结构胶固化的影响。施工过程中，为保证加固质量，应从施工准备开始对需要加固的构件进行表面修复、清理并保持干燥，应按产品供应商提供的工艺规定进行配置和涂抹结构胶。粘帖CFRP片材还应符合《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》中有关条款要求。施工中应注意安全，远离电器设备及电源，做好防护措施。在开始施工之前，应确认CFRP片材及配套的结构胶的新产品合格证、产品出厂质量检验报告，各项性能指标应符合《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》中的检验要求。[2]
改善钢筋混凝土柱最方便最有效的方法就是对核心区混凝土和保护层混凝土进行有效的约束，提高混凝土自身的变形能力。《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》的出现使得这一方法变得简单易行。CFRP片材包裹在钢筋混凝土柱，混凝土受到了外包纤维的有效约束，极大改善了混凝土的变形能力；同时外包纤维限制了裂缝的发展，在纤维拉断前保护层的混凝土不剥落，有效防止了粘结构破坏的发生。
为了进行CFRP约束混凝土构件的力学性能和承载力设计方法的研究，必须确定混凝土在CFRP生材料约束情况下的应力―――应变关系。国内外许多学者对CFRP约束混凝土的关系进行了研究，基于试验结果分析，建立了CFRP约束混凝土关系指数曲线+直线曲线的模型。
三、碳纤维加固钢筋混凝土柱的轴向承载力计算抗震加固[3]
我国现行钢筋混凝土设计规范及抗震设计规范中，对于钢筋混凝土结构的抗震措施，主要针对不同的抗震等级，通过内力调整和限制轴压比俩方面来控制。许多研究者指出：轴压比影响柱的延性及破坏形式。当轴向压力较小时，钢筋混凝土柱为受拉破坏，主要是由于受拉侧钢筋先达到屈服而引起的，表现出一定的延性。随着轴向压力的增加，柱的延性不断降低。当轴力超过界限轴力时，受拉侧钢筋达不到受屈服，构件的破坏主要是由于混凝土压溃或主筋的压曲造成的，因此延性很小。这就是抗震结构中限制钢筋混凝土柱轴压比的原因。在实际加固改造工程中，常常会遇到框架柱轴压比超出规范限值得情况。此时采用CFRP约束混凝土的关系环向包裹对柱进行约束，可以提高柱的混凝土抗压强度，从而降低轴压比。对于外粘帖纤维布弱约束钢筋混凝土柱计算；外粘纤维布弱约束钢筋混凝土柱轴压构件，其轴承载力按下列公式计算：N0.9（
对圆形载面建议按：式中： 为外粘纤维布弱约束钢筋混凝土柱轴压构件心抗压强设计值； 为外粘纤维布弱约束钢筋混凝土柱轴向构件抗压强设计值； 为外粘纤维布弱约束钢筋混凝土柱轴向构件抗拉强设计值；外粘纤维布弱约束钢筋混凝土柱轴向构件抗拉强设计值；A为加固柱截面的面积。一般情况下 不应大于的1.5倍，党有可靠依据时混凝土强度的提高幅值可适当提高。截面的半径或高度应小于1.0m，对矩形截面的高宽比h/b应小于1.5。
为确保核心区混凝土得到有效的约束，我国现行钢筋混凝土设计规范及抗震设计规范给出了柱箍筋加密区的最小配箍特征值 ，为避免配箍率过小还规定了最小体积配箍率。钢筋混凝土柱轴可以通过粘帖碳纤维来满足《建筑抗震设计规范》（GB50011―2001）对箍筋加密区以及体积配箍率的构造要求，以提高其抗震性能。碳纤维的加固最主要课依据《建筑抗震设计规范》和《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》中（CECS146:2003）来确定。
碳纤维片材在箍筋加密区宜连续布置，且碳纤维片材两端应搭接或采取可靠连续措施形成封闭箍。碳纤维片材条带的搭接长度不应小于150mm，各条带的搭接位置应相互错开。
参考文献：
[1] 文明才. 建筑结构加固技术及发展趋势[J]. 湖南城市学院学报(自然科学版)[J]. 2005,14 (3):13-15.
关键词：结构布置结构计算概念设计
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
由于高层结构在我国的迅猛发展，高层混凝土结构也在高层结构中得到了广泛的应用。但是作为与人民的生活息息相关的工程，必须对其各方面的性能进行深入的研究，不断改进，不断提高，对其未来发展要有很好的把握。
高层混凝土结构受力复杂 ,然而习惯性的传统设计往往会给结构工程师造成一种错觉,以为结构设计就是规范+计算机程序计算，忽略了对结构整体方案的把握。一个合格的结构工程师应具有清楚的结构设计概念 ,丰富的实际经验,正确的判断力,而规范和计算机程序只是实现设计的技术手段。一个结构工程师在每一项设计开始时,就应凭借自身拥有的对结构体系及其受力、变形特性的整体概念和判断力 ,用概念设计去帮助建筑师实现业主所需要的建筑空间。在设计过程中,利用自己的力学概念,通过合理、有效地不断调整构件设计,提高结构设计安全度,提高经济效益及设计效率。
一、关于结构布置
一个好的结构设计首先应做好结构总体布置,高层混凝土结构设计总体布置时,应着重考虑以下几个方面内容：
1.采用对抗震有利的建筑平面和立面、对抗震有利的结构布置,即采用规则结构,不应采用严重不规则结构。
2.具有明确的计算简图,能够采用明确的力学模型进行结构地震反应分析，得到符合实际得结果。
3．具有合理的、直接的传力途径。作用在上部结构的竖向力和水平力,能通过直接的、不间断的传力途径传递到基础,避免迂回。
4．具有整体牢固性和尽量多的冗余度。结构的整体牢固性和冗余度是结构抗倒塌所必须的。部分结构构件破坏局部倒塌时,不应导致整个结构的承载力丧失而引起整个结构的倒塌。
5．构件与构件之间、结构与结构之间,或是牢固连接，或是彻底分离,避免似连接非连接、似分离非分离的不确定状态。
6．设置多道抗震防线。适当处理结构单元承载能力的强弱关系和结构构件承载能力的强弱关系,形成两道或更多的抗震防线,是增强结构抗倒塌能力的重要措施。
二、关于结构计算
高层混凝土结构属于多次超静定结构,所有构件均依据经验进行预估，因此结构计算往往需要反复调整才能通过计算。我们应该明确结构调整之前应该完成哪些工作,结构设计首先应按照常规建立数值模型,估算结构自振周期,判定结构抗震等级,设置振型参与组合数以及地震作用方向等,关键点在于所建立的结构模型楼层刚度中心与质量中心基本重合,结构周边构件能有效抵抗扭转。其次应确定结构设计的合理性,重新调整结构构件的布置,使得自振周期、位移比、刚度比、层间受剪承载力及剪重比处于合理范围。第三应对单根构件进行设计,检查梁柱的超配筋信息,调整构件的布置,并且进行结构的优化设计。
三、关于设计探究
1.高层混凝土结构设计中应采取的措施
（1）规则混凝土结构的设计。高层混凝土结构主体抗侧力结构的平面布置，应注意同一主体方向各片抗侧力结构刚度尽量均匀，避免在主体结构布置中某一、二片刚度特别大而延性较差的结构。高层混凝土结构主体抗侧力结构的水平布置还应注意中央核心与周边结构的刚度协调均匀，保证主体结构具有较好的抗扭刚度，以避免高层混凝土结构物在地震荷载或风荷载的扭矩作用下产生过大的扭转变形而结构或非结构构件的破坏。
（2）不规则混凝土结构的设计。对于不规则高层混凝土结构设计中应采取的措施，在抗震设计时，当建筑平面形状复杂而又无法调整其平面形状和结构布置使之成为较规则的结构时，宜设置防震缝将其划分为较简单的几个结构单元。
2．高层混凝土结构钢筋设计
（1）高层混凝土框架结构钢筋设计。节点设计的原则根据固定端框架梁的弯距形式，框架梁在支座位置上铁受拉，下铁受压；墙体暗梁或过梁受扭。尽量保证暗梁或连梁箍筋的完整性。
（2）高层混凝土结构钢筋设计措施。现场施工中某些部位的钢筋锚固长度不能满足施工规范要求的锚固长度，故必须根据现场实际情况进行节点深化设计。
四、关于高层混凝土结构抗震
当抗震缝两侧结构体系不同时，抗震缝宽度按不利的体系考虑，并按较低一侧的高度计算确定缝宽。满足抗震的要求的保证措施:一是调整或限制构件的荷载效应，二是强制规定必要的构造措施。这两个方面在高层混凝土结构技术规程有详细的规定，有的则是以强制性条文提出严格要求。
实现对抗震有利的结构平面布置关键在于：一是刚度中心与质量中心尽可能重合 ,减小地震对结构产生的扭转影响。工程实例表明,对于框架结构,只要对称布置刚度较大的隔墙,其扭转效应一般不大,因此在设计时应多与建筑专业沟通,尽量满足该要求。二是增大结构的抗扭刚度,减小地震作用下的扭转反应。设计中应注意：过于狭长的建筑,结构自身的扭转反应以及地震的扭转作用对两端结构单元有较大的影响,有可能产生震害；两端结构单元的地震反应相差大。对于钢筋混凝土剪力墙或框架-剪力墙等结构,关键是合理布置剪力墙:对称布置剪力墙可以减小扭转，将剪力墙围成井筒或两个方向的剪力墙互为端墙,可以增大剪力墙的抗扭刚度,将剪力墙设置在建筑的四周或靠近四周,可以增大结构的抗扭刚度。
五、关于高层混凝土受力部位裂缝分析
混凝土与钢筋混凝土结构是一种耐久性较好的结构体系。但是由于混凝土的匀质性较差，抗拉强度较低，又有膨胀收缩、徐变等特性，因此在实际结构中，往往由于设计不周、施工粗糙、使用不当等原因，致使混凝土构件与结构出现不同程度的裂缝，给结构造成一定的损伤，影响建筑物的正常使用，有些裂缝则危及结构的安全，甚至造成建筑物的严重破坏和倒塌。因此，必须注意高层混凝土结构中的裂缝问题。
1．在高层混凝土结构中设置温度缝、沉降缝及抗震缝，可以防止结构产生过大变形和解决结构内力问题。（1）伸缩缝。高层混凝土结构中，混凝土收缩产生变形和内力，所以要设置温度收缩缝。高层混凝土结构的温度收缩问题由构造解决。（2）沉降缝。一般是主楼与群房层数相差很多，荷载也相差很大，由于沉降不均可能使得结构产生难以承受的内力和变形。（3）防震缝。抗震设计时，伸缩缝和沉降缝的宽度均应符合防震缝的最小宽度要求。高层混凝土结构各部分之间凡是设缝的，就要分得彻底；凡是不设缝的，就要连接牢固，决不要似分非分，似连非连。否则连接处在地震中很容易破坏。
2.高层混凝土结构首先是混凝土结构，其裂缝具有普通混凝土结构所具有的基本特征，一般普通混凝土裂缝可以分成四大类，基本特点如下一是荷载裂缝，其一般是由恒载、活载、风载、雪载、吊车荷载等一种或几种荷载作用引起的裂缝。二是收缩－温度裂缝。三是地基变形裂缝，主要是地基不均匀沉降产生的裂缝，这种裂缝在不同地区都有发生，是结构裂缝的一个重要方面。四是构造不当及设计不周产生的裂缝。
虽然高层混凝土结构具有普通混凝土裂缝的一般特点，但由于它在结构型式、受力、施工、设计方面的不同，往往导致高层混凝土结构裂缝有其新的特点。以下是其几个主要受力部位的裂缝成因进行探讨。（1）大体积基础混凝土板。高层混凝土结构随着高度的不断增加，地下室愈做愈深，地板也越来越厚，厚度在3 m以上的地板已屡见不鲜。高层建筑混凝土地板为主要的受力结构，整体要求高，一般一次性整体浇筑。国内外大量实践证明，各种大体积混凝土裂缝主要是由温度变化引起。这样在混凝土内部产生压应力，在外表面产生拉应力，此时混凝土的强度低，有可能产生表面裂缝。而且在降温的过程中产生的拉应力大于升温时产生的压应力，当差值过大，将在混凝土内部产生裂缝，最后可能形成贯穿裂缝。为此，应合理选用材料，降低水泥水化热，优化混凝土集料的配合比，控制水灰比，减少混凝土的干缩。如有可能，采取减少浇筑长度，增加养护时间，减少降温速率，相应减少松弛系数等措施对控制贯通缝也有一定的意义。
（2）地下室混凝土墙板及楼板裂缝分析。这种裂缝的产生是由于混凝土在硬化过程中失水产生的收缩应变，在水泥水化热产生的升温达到最高点以后的降温过程中产生的拉伸应变而造成的。其特点:一是墙板受到基础；墙板受到地下室外墙的极大约束，这种约束远大于桩基对基础的约束，产生贯穿裂缝的几率大。二是内墙板及楼板受到温度的影响较大。三是内外温差小，产生表面裂缝的几率小。四是养护困难，散热快，降温速率大，混凝土的松弛徐变又是难以利用，在气温骤变季节尤应注意。
地下室施工完后，通常会发现外墙截面刚度变化处，平面形状转折处的阴角存在竖向裂缝。这类裂缝由顶部往下开裂，上宽下窄，这是由于收缩应力和沉降、温度应力等共同作用，在角部形成集中应力超过混凝土抗拉强度所造成的。
（3）高强混凝土裂缝分析。随着材料科学的迅速发展，C80～ C120的高强混凝土在具体工程中已有应用。由于高强混凝土采用的配合比多为低水灰比、高强度水泥、高水泥用量，并使用高效减水剂及加入超细矿粉，这样其收缩机制与普通混凝土就有所不同。高强混凝土由于其水泥用量大多在450～600 kg/m3之间，是普通混凝土的1.2～2倍，这样在混凝土生成的过程中由于水泥水化而引起的体积收缩及自缩就大于普通混凝土，出现裂缝的几率也大于普通混凝土。高强混凝土采用高强度水泥而且用量大，这样在混凝土硬化的过程中，水化放热量大，将加大混凝土的最高温升，从而使混凝土的温度收缩应力加大，在叠加其他因素的情况下，很可能导致温度收缩裂缝。由于高强混凝土中水泥石含量是普通混凝土的1.5倍，在硬化早期由于水分蒸发引起的干缩也将大于普通混凝土。
（4）钢筋混凝土梁施工裂缝分析。现代高层混凝土结构由于建筑上的需要，在底层或底部几层做成大柱网、大开间，这样由于上部结构和下部结构不同，一般要求设置结构转换层将上部数十层的一定数量的剪力墙荷载转换到下部柱的小筒体结构上，在设计上要求混凝土一次浇筑。转换层大梁上承受着巨大的上部荷载，因此在浇筑的过程中极有可能产生沉降裂缝、收缩裂缝及温度裂缝。其主要原因是体型大，荷载大，若支撑体系的强度、刚度和稳定性稍有偏差就有可能使梁局部发生沉降，混凝土凝结后早期的强度很低，稍微的不均匀沉降就可以产生沉降裂缝。
我国高层混凝土结构早期多为单一用途，为适应建筑功能需要，向多用途、多功能发展，高层混凝土结构平面布置和立面体型日趋复杂。然而，结构设计没有绝对最佳的标准模式,只有通过不断地探索、比较,去寻求相对的最优。因此，作为专业技术人员应不断地追求尽善尽美的设计思想,不只盲目照搬规范和依赖计算机程序作设计,用自己的结构设计概念、经验、判断力和创造力为业主和社会设计出更好的建筑。在高层混凝土结构中，由于钢管混凝土结构、钢纤维混凝土结构、高强混凝土结构、钢－混凝土混合结构以及钢结构它们都具有各自独特的优点，将在未来高层建筑得到广泛的应用。将会在高层建筑中取代高层混凝土结构，这些结构的应用，具有环保和可持续发展的特点，也更有利于建筑产业化的发展。
参考文献 :
1. JGJ 3－91钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程［S］
2. JGJ 3－2002高层建筑混凝土结构技术规程［S］
关键词:混凝土 耐久性 腐蚀
1. 混凝土耐久性的概念
混凝土耐久性是指结构在规定的使用年限内，在各种环境条件作用下，不需要额外的费用加固处理而保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。混凝土耐久性主要指:抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、碳化。现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中，明确规定混凝土结构设计采用极限状态设计方法。
2. 混凝土耐久性的影响因素
2.1 混凝土的冻融破坏。当结构处于冰点以下环境时，混凝土内孔隙中的水将结冰，产生体积膨胀形成各种压力，当压力达到一定程度时，导致混凝土的破坏.混凝土发生冻融破坏的最显著的特征是表面剥落，严重时可以露出石子。混凝土的抗冻性能与混凝土内部的孔结构和气泡含量多少密切相关。孔越少越小，破坏作用越小，封闭气泡越多，抗冻性越好。
影响混凝土抗冻性的因素，除了孔结构和含气量外，还包括:混凝土的饱和度，水灰比，混凝土的龄期，集料的孔隙率及其间的含水率等。
2.2 混凝土的碱-集料反应。混凝土的碱-集料反应，是指混凝土中的碱与集料中活性组分发生的化学反应，引起混凝土的膨胀，开裂，甚至破坏。国内外因碱-集料反应不得不拆除大坝，桥梁，海堤和学校的事件并不在少数。混凝土碱-集料反应需具备三个条件，即有相当数量的碱，相应的活性集料，水分，避免碱-集料反应的方法可采用:尽量避免采用活性集料;限制混凝土的碱含量;掺用混合材。
2.3 化学侵蚀。当混凝土结构处在有侵蚀性介质作用的环境时，会引起水泥石发生一系列化学，物理与物化变化，而逐步受到侵蚀，严重的使水泥石强度降低，以至破坏.常见的化学侵蚀可分为淡水腐蚀，一般酸性水腐蚀，碳酸腐蚀，硫酸盐腐蚀，镁盐腐蚀等几类.淡水的冲刷，会溶解水泥石中的组分，使水泥石孔隙增加，密实度降低，从而进一步造成对水泥石的破坏;当水中溶有一些酸类时，水泥石就受到溶淅和化学溶解双重作用，腐蚀明显加速;碳酸在溶淅水泥石的同时，破坏混凝土内的碱环境，降低水泥水化产物的稳定性，影响水泥石的致密度;硫酸盐SO42-离子深入混凝土内与水泥组分反应，生成物体积膨胀开裂造成损坏。
2.4 钢筋的锈蚀。钢筋的锈蚀表现为钢筋在外部介质作用下发生电化反应，逐步生成氢氧化铁等即铁锈，造成混凝土顺筋裂缝，从而成为腐蚀介质渗入钢筋的通道，加快结构的损坏.混凝土碳化和中性化主要是由于混凝土的密实度即抗渗性不足，酸性气体渗入混凝土内与氢氧化钙作用;其二，氯离子对钢筋表面钝化膜有特殊的破坏作用;其三，钢筋在拉应力和腐蚀性介质共同作用下形成的脆性断裂;其四，钢筋的氢脆现象，即预应力筋在酸性与微碱性的介质中发生脆性断裂，钢筋在腐蚀过程中会产生少量氢气，当钢筋内部存在缺陷，会产生很大压力，出现鼓泡现象，使钢筋脆化。
3. 提高混凝土结构耐久性的措施
3.1 原材料的选择。水泥类材料的强度和工程性能，是通过水泥砂浆的凝结，硬化形成的，水泥石一旦受损，混凝土的耐久性就被破坏，因此水泥的选择需注意水泥品种的具体性能，选择碱含量小，水化热低，干缩性小，耐热性，抗水性，抗腐蚀性，抗冻性能好的水泥，并结合具体情况进行选择。集料的选择应考虑其碱活性，耐蚀性和吸水性，同时选择合理的级配，改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土密实度;掺混合材混凝土，是提高混凝土耐久性的有效措施.即近年来发展的高性能混凝土。
3.2 控制施工质量。控制施工质量主要从混凝土结构保护层的厚度控制、混凝土结构各种孔隙的控制以及水灰比控制等几个方面进行。针对不同的腐蚀环境应设计不同的保护层厚度。如一类环境(室内正常环境)，设计使用年限为100年的结构混凝土应保护层厚度应按规范的规定增加40%;混凝土结构及构件宜整体浇筑，不宜留施工缝。可以通过掺加高效减水剂，在保证混凝土拌和物所需流动性的同时，降低用水量，减小水灰比，使混凝土的总孔隙率大幅度降低。
3.3 结构的日常维护。结构在使用阶段，应注意检测，维护和修理，对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程更应如此，建立检测和评估体系，及时发现，及时修理，确保混凝土结构的正常使用。在使用中，应尽量避免结构承受超重荷载、接触腐蚀性物质，并尽量减少冻融环境的影响。同时在结构建成后定期检查，在结构破坏超过一定的界限后，就需要详查破坏原因并评估是否需要维修或加固。
4. 对现有混凝土结构设计施工的思考
我国的结构设计规范长期没有设计使用年限的要求，在近几年修订颁布的《建筑结构设计规范》中才明确规定将建筑结构的设计年限分为四类，但这对提高混凝土结构的耐久性起不到太大的作用，虽然结构的使用年限可以通过维修延长，但结构中的个别部件不一定能够达到设计使用年限，这在桥梁等结构中尤为明显。例如设计使用30年的拉索往往不到20年就要更换，这无疑会大大缩短结构的使用寿命，应该在设计时加以考虑。
另外，由于我国的国情限制，我国的混凝土结构往往达不到发达国家的设计与施工水平。随着改革开放的进行，我国的结构设计水平已经逐渐与国际接轨，但不可否认的是，我国的科技水平仍然无法与发达国家相比，在设计中也就难免有这样那样的问题。我国的劳动力素质普遍低下，建筑施工大多还是粗放型的建造方式，施工质量难以保证。同时，我国的建筑材料与国外也有不小的差距，例如我国的水泥质量一般要比欧洲差，随着龄期的发展其后期性能提高可能相对较少，因此在龄期系数的取值上宜偏低取用。而这些也就使我国的混凝土结构耐久性低于国外水平。
参考文献
[1]GB/T 50746-2008混凝土结构耐久性设计规范.
[2]冯乃谦、邢锋，混凝土与混凝土结构的耐久性，机械工业出版社2009.
[3](瑞士)汉斯博尼(Bohni，H.)，钢筋混凝土结构的腐蚀，机械工业出版社，2009.
关键词：建筑结构；设计；混凝土裂缝
中图分类号：TU74文献标识码： A
前言：
随着我国城市建设不断的发展，对建筑物的质量和外形要求也越来越高，建筑结构也逐渐变得复杂化。建筑工程在城市的规划建设中，属于基础的一项具体的工作，因此对其工程的质量要求是非常严格的，各项要素有无按照相关规划审批要求来进行施工对居民切身利益有着直接的影响。其中，结构性的裂缝在建筑工程中是发生率较高的一个质量问题，结构性的裂缝对建筑整体有着不可忽视的影响，也为居民的生命财产的安全带来了一定的安全隐患，因此，相关施工单位应重视建筑工程中关于混凝土的结构裂缝的问题，并积极采取相应有效的措施，控制混凝土的裂缝问题发生。
一、现浇混凝土结构设计概述
（1）、混凝土结构概念设计
对于裂缝控制来说，混凝土结构的概念设计对其有着直接的影响。概念设计能够快速地确定设计方案，并在对各个基础构件与整体构件的关系的利用的基础上，快速思考并确定总体结构的选择。由于基础构件的力学特性会对整体建筑结构有着重要影响，为了保证整体结构的稳定性与抗裂性，需要通过概念设计的创新来实现。
（2）、结构计算方法
结构计算的方法首先要建立模型，然后根据计算程序将模型简化，以保证模型能够满足其实际的使用环境。结构的荷载布置和刚度以及连接特性都是模型必须所具有的。简化后的模型的实际特性要与软件模拟的模型保持一致。
（3）、楼面水平强度和整体性
结构计算的各榀抗侧力结构分配分别包括了刚度单向协同、刚度双向协同和受荷面积。而计算方式的选择则由结构楼面的总体刚度来决定。
二、建筑结构设计混凝土裂缝出现问题的原因
（1）、设计因素
现代建筑功能性和美观性兼备，导致建筑结构设计越来越复杂，为了能够满足人们的需要，出现了一些大高差、大面积及同一地基不同基础形式的结构体等，这些结构体本身来说就容易产生裂缝，再加之施工难度及施工误差，从而产生裂缝。
（2）、混凝土自身原因
1、水泥材料发生水化热。在建筑工程混凝土施工过程中，水泥材料在水化时会散发大量的热量，使得混凝土内部和表面的温差越来越大，最终超出混凝土表面的收缩应力导致混凝土表面出现裂缝。并且随着时间的推移，建筑工程的一些大体积混凝土的弹性和强度逐渐降低，在降温过程中，混凝土发生收缩变形，并且受到很大的拉应力，混凝土的收缩变形应力和拉应力之间展开拉锯，当混凝土的强度逐渐下降时，混凝土表面就会出现裂缝。
2、混凝土收缩。混凝土是由水泥、砂石、水等材料组成，本身具有一定收缩性，特别是在气候、沉降、化学、温度等因素影响下很容易发生收缩，导致混凝土产生裂缝。
（3）、施工及现场养护原因
现场浇筑混凝土时，由于浇筑时间，浇筑完振捣或插入不当，漏振、过振，都可以影响混凝土的密实性和均匀性而导致裂缝；拌和时间不足，拌和不均匀，拌和和浇筑时间间隔过长，接荐处理不当产生的裂缝；夏季气温较高，风速过大，混凝土收缩值偏大产生裂缝，大体积混凝土浇注，现场施工技术操作及降温、保温措施不到位产生的开裂；养护措施不到位，养护时间过短，现场模板过早拆除，以及予应力张拉施工不当都会导致混凝土开裂。
三、建筑结构设计中混凝土裂缝的控制措施
（1）、设计环节
在进行施工设计时，设计人员也需要注意技术的可靠性，避免因应力的过度造成工程出现不同程度的裂缝问题。如果混凝土变断面和孔洞等转角部位因为温度的不合理出现集中的问题的时候，就需要对设计进行及时处理，通过设计弥补裂缝的问题。与此同时，钢筋在混凝土中的使用可以增强建筑物的稳定性，如果建筑的平面中出现了凹口，建筑工程的建造就需要加强温度。如果建筑物长度出现过长的情况，需要按照设计的具体要求对后浇带和伸缩缝进行设置。如果承受的拉应力比较小的时候，可选择不会在工程的施工中产生不良影响的设置施工缝，对混凝土的施工进行定型通过多方面的工作处理对工程进行多方面的促进作用。施工方只有通过双向、双层配筋的设置，才能够多方面进行工作的处理，同时还应促进各个施工部分不同程度的处理。楼板斜裂缝的出现也是由于温度的不适当造成的，对于这一问题的解决需要综合处理。对于工程的设计关系到对施工进行多方面的处理，只有在对工程的设计进行科学的规划的时候，才能够将工程贯彻下去。设计人员在工程的设计工作中需要加强对工程设计的规划。工程设计规划需要总体的多方面监管，这样才能够做到工程设计的合理性。
（2）、严格控制混凝土材料
首先，水泥是混凝土中一种非常重要的原材料，施工单位在采购水泥材料时，必须选择质量好、信誉高的水泥厂家，购买低热性的水泥材料，确保水泥材料的质量。同时要注意检查水泥材料的质量合格证明和出厂证明，确保水泥材料的强度、稳定性和凝结时间严格满足混凝土施工要求。
其次，选择合适的骨料，在建筑工程施工过程中，对于骨料的选择有着严格的要求，使用骨料必须具有良好的化学和物理性能、高强度、高质量并且不含有机杂质。施工单位要尽量选择碎石和连续级配的粗骨料，选用中粗砂的细骨料。
再次，选择合适的外加剂，在混凝土中适当添加外加剂，可以有效改善混凝土裂缝问题，粉煤灰是一种重要的外加剂，在混凝土中适当添加粉煤灰，可以明显改善混凝土的脆性和干缩性，降低水泥的水化热反应。硫酸钙木质素是一种良好的活性剂，在混凝土中会发生分散效应，有效降低混凝土的表面应力。
最后，合理调制混凝土配合比，混凝土的配合比对于混凝土质量有着非常重要的影响，在设计混凝土配合比时，要严格按照建筑工程混凝土施工的混凝土性能和强度等级要求，设置合理的配合比。在泵送混凝土过程中，合理控制混凝土的流动性，尽量采用水灰比较小的混凝土配合比，改善混凝土的性能。
（3）、必要厚度的保护层
混凝土结构设计不仅仅是本身的结构设计，还涉及到与其他构件之间的结构合作。混凝土结构中，钢筋和混凝土都是其中的一份子，两者之间的结合部位必须由良好的承载能力才能保证混凝土结构的整体性能。混凝土中的钢筋要采用优质钢筋，强度、抗拉力都要符合设计要求，在使用之前清除钢筋上的油污、锈蚀，钢筋表面清洁，保证混凝土钢筋的握裹力。如果有锈蚀就很难保证混凝土和钢筋的充分结合，导致两者之间存在缝隙，导致混凝土产生裂缝。
（4）、加强混凝土养护
混凝土养护是建筑工程混凝土施工过程中必不可少的重要环节，因此必须加强混凝土养护，确保混凝土的强度。特别是在炎热的夏季，混凝土浇筑完成后，必须及时进行浇水，使混凝土在养护过程中始终保持湿润，这样可以使混凝土避免在巨大的温差下产生裂缝，并且有效降低混凝土所受的约束应力，从而控制混凝土裂缝。混凝土完成浇筑施工后的12～24H之内，混凝土凝固之前，做好自然养护。如果需要采用塑料薄膜进行养护，要确保薄膜的密封性，在养护期内塑料薄膜上要有一些凝结水，如果没有，要立即对混凝土浇水。
（5）、合理处理混凝土裂缝
当建筑工程混凝土出现裂缝后，要结合实际情况，采用合适的处理方法。对于混凝土中深度较浅的裂缝，可以采用树脂保护膜来修补混凝土裂缝，首先清理干净混凝土表面的再无，使用油状的树脂将混凝土表面的裂缝填充起来。对于较深的混凝土裂缝，可以直接采用合适的修补材料来填充混凝土裂缝，这种方法可以有效改善混凝土性能，防止混凝土老化，提高防水性。
（6）、控制变形裂缝的策略
当出现变形裂缝时，可以在综合利用“抗”或者“放”的方式的基础上有效控制裂缝的进一步恶化和不良影响。其中，“抗”指的是在结构构件的某些部位上添加配筋，从而提升混凝土的弹性极限，而且还能够对混凝土的塑性变形加以控制。另外，配筋的适当添加可以改善混凝土的内部结构性能。而对于变形因素影响比较突出的结构需要综合运用“抗”与“放”两种方式，在施工时设置后浇带，后浇带的浇筑应当在大部分变形完成后在进行，以使得结构能够成为一个有机整体，从而对未完成的收缩与沉降变形予以有效抵抗。
（7）、合理进行配筋设计
为了有效控制构件的裂缝宽度，可以适当提高构件的配筋率。《混凝土结构设计规范》中，对于不同的板与梁的构件的配筋率和钢筋间距做出了具体的要求，配置板的受力钢筋，应以选择具有较小的直径和较密间距为原则，以减小构件的裂缝。因此，构件的配筋与间距设置必须严格按照规范中的相关规定予以确定，只有这样才能对混凝土结构的裂缝进行有效控制。而且，建筑的屋面传热系数应该保持在1．0W/(m2．K)以内，并对屋面板的结构进行双层双向配筋，另外可以拉通板的支座负筋对无负筋的板面区域进行处理，或者在板无负筋的区域配置双向钢筋，并搭接在板负筋上。
四、结束语
综上所述，由于施工材料、施工技术等因素的影响，钢筋混凝土可能产生裂缝，造成建筑存在使用问题和安全隐患，同时对建筑外观也有不利影响。因而，我们应在设计时充分考虑、施工中运用新技术，加强对混凝土材料的施工技术控制和养护，最大程度地控制和消除混凝土裂缝现象的产生，从而提高建筑工程结构的稳定性和强度，推动我国房屋建筑行业可持续发展。
参考文献：
[1]陈，陈曦．论建筑结构设计中现浇混凝土裂缝的控制［J］．城市建设理论研究，2013(26):24．
[2]吴希敏．浅谈房屋施工混凝土裂缝的原因分析及防治措施［J］．科技创新导报，2011，26∶37．
[3]王国权．研究工民建施工中的混凝土裂缝控制［J］．科技创新导报．2012，(34):57．
【关键词】混凝土结构；设计原理；设计规范；设计安全度
混凝土结构可以就地取材，造价低，可塑性强，耐久性好，比较适合我国的国情。解放以前，旧中国经济技术落后，没有自己的标准规范。沿海和大城市中建造的混凝土结构都是直接引用国外规范进行设计、施工。随着我国大规模基本建设的发展以及经济增长模式的转变，各类大型复杂、功能特殊的结构越来越多，同时还面临着既有建筑的结构耐久性、抗灾性等问题。因此规范将不断修订，为修订规范而进行的试验研究也将持续进行，从而混凝土结构理论也将得到发展。
1 钢筋混凝土结构设计方法
钢筋混凝土结构设计方法，从学术上讲可以有多种，施行百家争鸣，然而对实际设计起控制作用的却是国家颁布的钢筋混凝土结构设计规范规定的设计方法。采用以概率理论为基础的极限状态设计方法。对承载能力极限状态，采用分项系数设计表达式。材料标淮强度采用国际标准。其中对混凝土标号做出了更为明确和科学的定义，在极限平衡理论的基础上引进了平截面假定，使基本构件(弯、拉、压)的正截面强度计算模型，建立起有较明确概念的计算体系。增加了钢筋混凝土构件抗震设计内容。其中包括地震作用下构件和韦点的截面强度设计和保证变形要求的配筋构造，以适应广大地震区建筑的需要。进一步完善了构造要求，如从耐久性角度调整了保护层厚度，从变形角度调整了最小配筋率，根据粘结锚固理论与国产钢筋外形，以锚固长度为基淮，调整了不同状态下的钢筋锚固、搭接、延伸长度。钢筋混凝土结构设计规范将为实现钢筋混凝土结构设计方法体系的目标完成重要的基础工作，使我国钢筋混凝土结构设计水平提高到一个新的高度。
2 混凝土结构科研方式的改进
首先要提倡研究的原创性科研的精髓在于其原创性，探索未知领域的研究成果必须具有新意。即对传统认知的突破，甚至否定。不能苛求新的思维尽善尽美，应采取宽容态度允许其逐渐完善。减少无原创性的重复研究，更应杜绝抄袭行为或各种窃取公有知识而垄断专利、标准的不正当行为。其次要减少盲目的低水平重复。目前为解决学位、职称等功利目的而进行的科研及发表的论文数量不少，大多是没有明确目标的，空泛议论或低水平重复。这类研究多凭想象建立不可靠的基本假定。然后进行繁琐的推导，得出似是而非的结论。既无理论上的意义又没有工程价值，浪费了宝贵的科研资源。再就是加强基础理论研究，应充分意识到这种现象可能造成的长期不利影响。应重视基础理论研究，并及时给予充分的经费和人力支持。还要提高工程应用研究水平、提倡深入浅出的成果表达、提倡学术争鸣和讨论。
3 混凝土结构加固技术
混凝土结构加固技术的研究与应用在我国作为一个新兴的学科领域得以迅猛发展仅仅是近十来年的事。混凝土结构加固技术是结构进行检测、评价、维修、加固或改造等技术的总称，包括结构检测技术、结构可靠度评估技术和结构加固方法等方面的内容。本文将着重研究混凝土结构的加固技术方面的问题。我国先后编制适合于混凝土结构加固的相关的标准和规范，这些专业的加固标准和规范初步形成了混凝土结构加固领域的标准体系，对我国该领域的发展和各种最新科研成果的推广应用起到了积极作用。混凝土结构加固技术还存在很多问题，但是经过十几年的快速发展已经初步形成了规模体系，很多混凝土结构加固技术经过了大量的深化研究和工程的实际应用，证明了其加固的安全性和使用性。现阶段混凝土结构加固技术主要是针对结构的承载能力和耐久性的加固处理，己经比较成熟的提高低强度混凝土结构构件承载能力加固的基本方法主要有增大截面法、粘碳纤维和钢板法、外包钢法、置换混凝土加固法等。
4 混凝土结构设计安全度与规范
对于混凝土结构设计规范中的安全度设置水平，最早源于从事高强混凝土结构科研和推广应用工作。由于现行建筑结构设计规范业已采用了可靠度设计理论，其在规范中的计算表达形式又与多安全系数方法相似，在实用上姑且将它理解为多安全系数也并无不可。至于尚未使用的规范宜适当放慢“统一”步伐，实在难以使用的更不宜通过行政手段去统一。可靠度理论还在发展，这方面的学术讨论希望能够深入开展下去。提高结构的安全性能需要从结构选型、结构构造、结构布置、材料选择等多个方面做出努力,以加强结构的整体性、延性和耐久性,提高其抵御不测之灾和防止倒塌、特别是抵抗连续倒塌的能力。也许基于概念设计的这些措施，对于增进结构安全更为有效且更符合经济节约的原则。
我国钢筋混凝土结构设计规范经历了三个不同的发展阶段。
4.1 引进规范的早期应用
旧中国的钢筋混凝土结构设计未有本国自己的设计规范。那时，结构设计方法均属容许应力设计法。解放后，我国在一穷二白的基础上展开了大规模经济建设。在当时的条件和环境下，在结构设计上直接采用苏联的钢筋混凝土结构设计规范。
4.2 规范自主化的最初探索
早于1961年原建工部和原国家建委就已着手组织编制我国钢筋混凝土结构设计规范，由于起步晚，缺乏自己的基础资料和必要的科研工作，这本规范的设计方法仍只能在苏联55年规范的基础上做少量修改和对名词术语做必要推敲。但这次实践，对我国钢筋混凝土结构设计规范的发展是十分有益的，迈出了重要的一步。
4.3 结构理论及规范的逐步完善
提高水平，形成体系的阶段。完善的钢筋混凝土结构设计方法和规范体系的形成，从根本上讲依赖于钢筋混凝土结构科学术技的发展，是把各种环境条件与钢筋混凝土的性能关系以及实践经验上升到规律性认识的过程，这就需要扎实的、系统的科研工作。中国建筑科学研究院结构所连续组织了三批钢筋混凝土规范科研课题。通过这三批科研课题，使建国以来长期处于薄弱或空白状态的量大面广的工程技术问题，得到了解决或初步解决，获得了一大批珍贵的关系到工程结构设计合理性与可靠性的基础数据，大大提高了我国钢筋混凝土结构设计理论水平，同时也增强了引进与消化国外先进设计方法的能力。
5 混凝土结构的发展方向
5.1 试验研究将未来的发展的一个支撑
半个多世纪以来,我国混凝土结构理论及规范标准经历了从无到有，逐步发展完善的历程。随着我国大规模基本建设的发展以及经济增长模式的转变，各类大型复杂、功能特殊的结构越来越多，同时还面临着大量低安全度的既有建筑和结构耐久性、抗灾性等问题。因此规范将不断修订，为修订规范而进行的试验研究也将持续进行，从而混凝土结构理论也将得到发展。
5.2 结构试验方向的调整
传统以单一构件(板、梁、柱、墙等)进行的试验研究，结论有很大的局限性，难以反映由这些构件组成结构体系(楼盖、框架等)的真正受力状态及规律，若以结构组件或结构体系的方式进行试验，则可更真实地反映其受力状态；构件间的连接构造是传统试验研究中比较薄弱的环节，且对结构安全有着重要的影响，应加强这方面的研究；加强结构抗灾性能的试验研究，提高试验研究的分析水平，要提倡先分析后试验，多分析少试验。基本假定应有可靠的依据，机理分析应深入透彻，应充分利用已有的试验资料；应用非线性有限元及概率统计等手段，提高试验和分析水平；通过试验研究开发约束混凝土的巨大潜力，具有实际工程意义。
6 结语
混凝土结构加固技术的研究与应用在我国作为一个新兴的学科领域得以迅猛发展仅仅是近十来年的事。随着该领域技术应用和研究工作的深入发展，我国先后编制适合于混凝土结构加固的相关的标准和规范，这些专业的加固标准和规范初步形成了混凝土结构加固领域的标准体系，对我国该领域的发展和各种最新科研成果的推广应用起到了积极作用，大大促进了我国在该领域的发展。我国混凝土结构理论及规范从无到有，逐渐丰富和完善，完全依靠独立自主的科研试及工程实践积累。目前我国大规模基建极需结构理论及标准规范的持续发展，转变科研形式，调整研究方向极为重要。
参考文献：
[1]GBJ 21―66 钢筋混凝土结构设计规范[S].
