混凝土结构基本设计原则精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇混凝土结构基本设计原则，期待它们能激发您的灵感。

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关键词：中国规范GB50010-2010；美国规范ACI 318-05；设计原理；差别

中图分类号： S611 文献标识码： A

混凝土结构设计是一门科学，它必须符合力学原理，所以不同设计规范之间必然有其共同点。我国和美国有着不同的社会发展历史和背景，混凝土规范作为多年研究成果和经验积累的技术文件，自然又有着很多不同和差异。了解这些不同和差异，对促进我国混凝土结构设计方法的发展具有重要意义。本文就一些主要的方面进行讨论。

一、基本原则

基本原则是制定混凝士结构设计规范的出发点，是一个国家或地区技术政策的其体体现。无论是我国还是美国，安全、适用、耐久、经济和确保质量都是最基本的原则。当然，安全和经济是一对不可调和的矛盾．所谓既安全又经济，是与一个国家的经济发展水平相适应的，或者说是在一个国家经济发展水平上的对立和统一。

二、混凝土材料和耐久性

混凝土是混凝土结构的主要建筑材料，也是用量最多的材料。在混凝土结构设计中，不仅要关心其力学性能，其物理和化学性能也是非常重要的，特别是作为胶凝材料的水泥，近年世界各国突现的耐久性问题就向人们展示了这一点。我国和美国标准中，水泥品种的分类方法和类别有所不同，各种组分的含量要求也不同，但从功能上讲基本是一致的。不同的水泥品种主要是用于不同的场合，其中应用最多的是硅酸盐水泥（波特兰水泥）。

在耐久性方面，美国规范ACI 318-05比我国规范GB50010-2010详尽一些。美国规范将耐久性单列一章，但没有明确对混凝土结构所处环境的类别进行分类，而是直接规定了不同环境和情况对混凝土材料的规定。在耐久性设计中，根据环境类别的不同再确定需要采取的措施，根据等级的不同确定各种指标控制的严格程度。中国归案的环境类别划分比较笼统。

三、混凝土及钢筋的物理力学性能

在混凝土结构中，混凝土和钢筋的主要功能是承重。所以其物理和力学性能非常重要，这也是为什么人们起初重视其力学性能而忽视其耐久性能的缘故。对于混凝土抗压强度，我国采用立方体试件确定强度等级，采用棱柱体试件确定轴心抗压强度，用轴心抗压强度作为设计的力学指标。美国采用圆柱体试件确定混凝土的抗压强度，并作为设计的力学指标。对于抗拉强度，我国采用棱柱体试件进行轴心受拉试验或立方体试件进行劈拉试验确定混凝土的抗拉强度，用轴心抗拉强度作为混凝土设计的力学指标。美国不直接采用抗拉强度指标，在与混凝土受拉有关的计算中，采用抗折强度。

在混凝土结构设计中，我国规范规定了混凝土强度的标准值和设计值，美国规范只采用规定的值。在我国规范和美国规范中，同等级混凝土的弹性模量、剪变模量和泊松比取值相近。

我国常用的普通钢筋的牌号为HPB300、HRB335、HRB400和RRB 400．美国常用的普通钢筋的等级为40级(280MPa)，60级(420MPa)和75缎(520MPa)。关于钢筋屈服强度取值的方法，对于有屈服点的钢筋，我国标准按应力一应变关系曲线的屈服点确定，对于没有屈服点的钢筋，按应力一应变关系曲线上残余应变为0.2％对应的应力确定。美国标准有屈服点钢筋屈服强度的取值方法与我国相同，对于没有屈服点的钢筋，按应力一应变关系曲线上应变为0.35%时的应力确定。

四、设计基础与原理

设计基础是指混凝土结构设计采用的基本方法。从力学模式讲，我国和美国采用的都是极限状态设计法，包括承载能力极限状态（美国称强度极限状态）和正常使用极限状态。从概率方法的应用讲，我国规范采用的是基于可靠度的设计方法；美国规范ACI 318-02及ACl 318-05采用了ASCE7的荷载系数，而ASCE 7的荷载系数是经可靠度分析确定的，这意味着ACI 318-02及ACI 318-05也是基于可靠度的设计方法。在实用设计表达式上，我国规范和美国规范均是多系数形式。在作用方面，我国规范的表达式由作用标准值、作用分项系数和组合系数组成，用组合系数反映不同作用组合；ACI 318-015规范由规定的荷载值和荷载系数组成，不同荷载组合时的荷载系数不同。在抗力方面，我国规范采用材料强度设计值（标准值除以材料分项系数），美国规范采用规定的材料强度和强度折减系数（对整个抗力项。而不是材料强度）。

五、结构分析

结构分析是计算结构内力和变形的方法和过程。由于混凝土结构不同于力学计算中的理想结构，如由钢筋与混凝土两种材料组成，混凝土开裂后刚度降低，构件的塑性性能会使结构内力发生应力重分布等，不能直接采用经典的力学方法，而是根据混凝土结构的特点进行修改。我国规范和美国规范均规定混凝土结构可按线弹性方法、考虑内力重分布的分析方法和塑性分析方法。而对于不能按杆系分析的混凝土结构或构件，美国规范规定可按压杆-拉杆模型分析和计算，是国外混凝土结构设计方法的一个新发展。对于混凝土结构和构件的二阶效应，我国规范只考虑有侧移的情况，美国规范按无侧移和有侧移两种情况考虑。我国和美国规范规定可直接通过考虑结构几何非线性效应的分析方法计算，也可在一阶分析的基础上，考虑弯矩增大系数近似计算。在弯矩增大系数法中，我国规范的计算方法比较简便，美国规范的计算方法比较复杂，计算中与钢筋的面积有关。所以按美国规范计算偏心受压构件的配筋时，要先假定钢筋面积，再验算承载力。

六、受弯和受压构件承载力计算

混凝土结构受弯和受压构件承载力计算属于正截面计算的内容。从基本假定和计算方法上．我国规范和美国规范没有大的差别。以界限（或平衡）相对受压区高度为判别条件，我国规范的正截面破坏包括由受拉钢筋控制的受拉破坏和由受压混凝土控制的受压破坏两种形式。按构件最外层受拉钢筋净拉应变εt的大小，美国包括受拉控制截面、受压控制截面和过渡截面三种情况，三种情况的强度折减系数不同，过渡截面的强度折减系数随εt而变化。我国规范以界限配筋率作为最大配筋率，美国规范的最大配筋率要小于界限（或平衡）配筋率。

七、受剪和受冲切承载力计算

混凝土结构的受剪破坏与受冲切破坏具有相似的特征，受剪破坏可以看作是一维剪切问题，受冲切破坏可以看作是二维剪切间题。对于无腹筋的钢筋混凝土构件，美国规范考虑了纵向受拉钢筋的影响（美国的简化计算方法不考虑），我国规范不考虑。对于有腹筋的钢筋混凝土构件，我国规范和美国规范采用了混凝土受剪和腹筋受剪承载力之和的形式。对于无不平衡弯矩受冲切承载力的计算，我国规范的计算方法与美国规范的计算方法相近。我国和美国规范冲切面按与水平面45°夹角扩散。

混凝土结构是我国工程建设中应用最广泛的一种结构，在现代化建设中起着重要作用，随时了解美国设计规范中新的方法，对促进我国混凝土结构理论和设计水平尽快达到国际先进水平具有重要意义。

参考文献：

[1] GB 50011-2010混凝土结构设计规范

[2] BUILDING COODE REQUIREMEMENTS FOR STRUCTURAL CONCRETE(ACI318-05) AND COMMENTARY(ACI 318R-05)

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关键词：混凝土结构；教学改革；实训操作；职业能力培养

高等教育应用型本科人才土木工程专业主要培养面向社会一线需要的高技能人才，学生毕业后从事的职业有结构工程师、土建工程师、监理工程师等；混凝土结构课程是建筑工程技术专业的专业主干课，也是工程建设中大量使用的一种结构形式，对培养具备职业岗位和工种要求的基本能力、基本技能和专业综合素质有着重要的作用。按照培养“服务为宗旨、就业为导向”人才培养模式，我们对混凝土结构设计课程体系、教学内容、教学环节、教学方法和手段、实践教学等方面进行了深入的改革和大胆的实践，形成了完整的课程教学体系，取得了良好的教学效果。

一、课程改革的理念

1.服务企业，突出职业能力培养

长期以来，混凝上结构课程受本科教学模式的影响，教学大纲和教学环节围绕培养设计、兼顾施工和管理的人才目标制订，而且，在教学过程中，重课堂教学和理论知识传授，轻应用能力的培养，使得学生毕业后需要很长一段时间才能胜任岗位工作。近年来，随着我国建筑设计企业改革的不断深入，企业对本专业学生就业要求是懂得设计的基本原理，会正确应用规范、图集、能进行电算操作、直接承担施工图绘制，编辑的工作任务。因此，对混凝土结构设计课程，必须紧紧围绕建筑设计单位对一线设计人员的需求，能力与素质的要求，以突出应用能力培养为主线进行教学改革。

2.校企合作，构建“教、学、做”的教学模式

混凝土结构设计课程不仅包括混凝土结构构件的基本受力性能、设计计算理论和方法及配图的绘制，而且涵盖了大景直接涉及混凝土结构细节的构造、大样方面的内容。显然，使学生更好地掌握这些基本知识和技能，仅由专任教师在学校进行教学足不可能完全实现的。只有通过学校与企业合作，以学生完成混凝上结构工程设计的真实工作任务及其工作流程为依据，共同构建“教、学、做”的工学结合教学模式，将工程基本技能的训练贯彻到教学的伞过程，才能使学生在掌握混凝土结构基本知识的基础上，具备较强的从事职业岗位的工作能力，并获得工程设计实践经验，同时，使学生加深对社会的了解和职业的认识，正确地选择就业岗位。

二、课程体系的构建

混凝土结构课程传统的课程教学体系一般是先讲授受弯、受剪、受扭、受压及受拉构件的截面计算，然后再讲授相应的结构设计，最后集中时间进行课程设计。这种体系不仅使构件的截而计算与相应的结构设计教学内容不连续，不利于学生在混凝土结构设计的真实工作过程中系统地掌握所需的专业知识，而且实践教学只安排课程设计，时间少，内容仅为设计手工计算与施工图的绘制，缺乏对学生进行所从事的PKPM电算和平法施工图表达的训练。为此，我们根据混凝土的结构的组成和受力特点，本着便于工学结合的原则，对教学内容进行了有机地整合和序化，构建了对不同受力类型的构件及其组成的相应结构为工作任务载体的6个学习情境(见下图)。对每一个学习情境，除了讲授学生必备的混凝土结构构件设计的知识外，根据实际工程应用情况，按真实设计过程进行常用结构构件的设计计算、施工图绘制的实训指导，形成了混凝土结构原理性知识―平法电算―施工图绘制“三位一体”的“教、学、做”教学模式。

三、教学环节的组织

根据建筑设计类企业对本专业人才的要求，遵循学生职业能力的培养规律，对混凝土结构课程的每一个学习情境，采用下表所列的两阶段四步教学法组织教学。通过每个阶段的资讯、决策、计划、实施、检查、评价教学过程的实施，培养学生在真实工程环境条件下，正确地选用结构工程材料，能够进行常用结构构件的设计计算和施工图的绘制。

四、教学方法和手段的改革

在混凝剂结构课程的教学中，我们除了灵活地应用传统的教学方法和手段外，结合教学内容和教学环节，采用现场教学、工程实例教学、动手操作教学、相互评价教学等方法和现代教育技术手段进行教学，有效地提高了教学质量。

1.现场教学

在进行楼盖结构、单层厂房排架结构、框架结构以及预应力混凝土结构等教学时，利用课内、外时间组织学生到校外实训基地的工程现场，由兼职教师讲授结构的组成、布置、工程构造要求以及施工工序。直观的现场教学，不仅有利于学生更好地理解、掌握教学内容，而且也有利于增强学生的工程意识，激发学习兴趣。

2.工程实例教学

通过外伸梁、雨蓬、楼盖结构以及单层厂房排架结构等工程设计计算实例教学，使学生在理解混凝土结构构件的基本知识和原理的基础上，熟悉结构构件的计算方法和过程，提高结构施工图的绘图和识图能力，并积累一定的工程经验。

3.动手操作与相互评价教学

在专、兼职教师的指导下，学生根据实际项目工程资料进行梁、板、柱、基础等结构构件的设计计算和施工图绘制，同时组织学生分别对绘制的施工图开展相互评价。这种教学方法，不仅学生乐于实践，能够较好地了解工程设计过程，提高职业技能和综合素质水平，而且有利于培养学生的鉴别能力，进一步提高教学效率。

五、实践教学的实施

根据课程实践教学环节的设置，我们与多家建筑设计院本着合作育人、共享资源的原则共同建立了稳定的校外实训基地，同时从设计一线聘请了技术水平高、工程经验丰富、善于教学工作的校外兼职教师，为实践教学的开展奠定了良好的基础。

在实训基地，学生通过完成典型的框架、剪力墙等具体结构形式，加深了对混凝土结构职业性知识的理解，了解了工程设计类企业内部的工作流程和管理制度。教师在参加工程实践锻炼的同时，可帮助单位解决工作过程中遇到的技术难题。

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【关键词】混凝土；钢筋混凝土；结构设计；抗震结构；抗震设计

1、引言

人类在社会发展过程中遇到一种可怕、不可抗力自然灾害就是地震。强烈地震往往是突发性以及巨大破坏力给社会、经济发展、人类生存安全、社会稳定、社会功能带来非常严重危害。使工程建筑达到减轻和避免地震灾害目，抗震设计是减轻地震灾害主要措施。这样可以减少不可抗力自然灾害对整人类社会造成损失。

2、结构抗震概念设计

结构抗震概念设计是依据地震灾害以及工程经验等提炼出设计原则以及设计思路，进行构筑物以及结构体系的总体布置，确定建筑物各细部构造的抗震设计过程。结构抗震设计必须遵循正确抗震概念设计思路，满足基本抗震概念设计技术要求，以此为基本基准进行必要抗震计算。概念设计是抗震计算前提以及数据基础，它与抗震计算相比更应该决定性意义。

2.1抗震概念设计要领

建筑结构体讲究简单、规则、对称、刚度变化均匀，抗震结构体系必须符合要求，计算简图必须明确以及合理地震传递作用的途径；抗震结构布置必须避免部分结构、构件破坏而导致整个结构丧失其抗震能力和承载能力；抗震结构必须具备必要抗震承载力，即抗剪、抗压、抗弯、抗扭等作用能力，以及较好变形能力即延展性能、通过延性及阻尼来消耗地震能量等作用；对于抗震结构关键部位必须采取有效措施进行加强；应该设置多道抗震防线；抗震结构平面上两个主轴方向受力相近；应该合理分布刚度以及强度，避免局部削弱产生薄弱部位，产生过大应力集中和塑形变形集中，抗震结构各类构件之间必须应该可靠连接，抗震结构支撑系统必须能保证结构稳定，非结构构件包括维护墙、隔墙、填充墙都要合理设置。

2.2抗震技术设计

《建筑抗震设计规范》2010版本（下称《规范》）中对于平面和竖向不规则建筑结构，在计算模型都有特别要求必须采用空间结构计算模型，产生了大量计算工作，提高了计算难度。而且虽说计算模型、方法、手段增多了，但是并不能保证抗震计算结果就是准确，主要是真实地震情况比较复杂，产生破坏作用偶然性比较大，虽然是空间计算模型但是也是模型，而不是真实的结构体必然存在较大差异性，造成建筑结构体安全度很难控制。所以，抗震设计时必须尽量避免采用不规则设计方案。设置防震缝能解决这些建筑结构，由于复杂变形而避免碰撞的好方法。但对于高层，特别是超高层建筑多选用合理建筑结构方案，而不设抗震缝，同时可以采用合适计算方法以及有效技术措施，可消除不设抗震缝带来反面影响。强调强剪弱弯，必须改变传统做法即箍筋只有I级钢筋，可以用Ⅱ、Ⅲ级钢箍；混凝土要求强度越高，其脆性就越大，其抗震性能 越低，因此，对混凝土强度等级选择是否越高越好，正确选择科学设计方法是非常必要的。

2.3设计关键问题

1）结构层间屈服强度弱

在高层建筑过程中框架结构已经成为较为普遍的存在，然而在整体设计中钢筋混凝土框架结构存在不均匀性， 这些结构存在着层间屈服强度非常薄弱。在强烈地震作用下， 抗震结构薄弱层率先屈服，弹塑性变形急剧发展，并产生弹塑性变形集中现象。

2）柱端与节点破坏严重

混凝土框架结构构件地震灾害往往是柱重梁轻，柱顶重于柱底，特别是角柱以及边柱最易发生破坏现象。除剪跨比较小的短柱易发生柱中剪切破坏之外，往往柱的破坏产生柱端弯曲破坏最多，轻者产生水平和侧向断裂；重者混凝土被压酥，主筋外露、压屈以及箍筋脱落。如混凝土构件节点核芯部位无箍筋约束时，节点与柱端破坏加倍。如柱侧有强度高砌体填充墙紧密嵌砌时，柱顶剪切破坏严重，破坏部位可能转移至窗洞处，甚至出现短柱剪切破坏。

3）砌体填充墙破坏严重

砌体填充墙刚度较大，其形变能力低，承受地震作用力低，遭受破坏，在8度以及以上地震作用力下，填充墙裂缝明显破坏和加重，甚至部分墙体倒塌，地震危害规律往往是上轻下重，空心砌体墙重于实心砌体墙，砌块墙重于砖墙。

3、混凝土结构基本抗震体系性能

混凝土框架结构、剪力墙结构以及框架剪力墙结构是钢筋混凝土建筑最为常用三大基本结构体系。其性能分析有表现如下：

1）框架结构

通过合理设计框架结构体系，把建筑框架结构设置成延性框架。延性框架在大地震作用下，通过先产生在梁铰、后产生在柱铰，这样一种耗能机构消耗大量地震能量，同时该结构能够承受较大侧向形变能量。纯框架结构是一种抗震性能非常好的结构体系，但是同时也能分析出纯框架是一种抗震刚度较小，造成侧移值比较大，因此，建筑高度不宜建造的太高。

2）剪力墙结构

剪力墙结构承载力大其刚度也很大，但侧移形变能力较小，因此，它使用范围可比纯框架结构更高。但是，剪力墙中不论是墙肢还是连梁，它截面特点是短而高，这类构件对剪切变形相当敏感，容易出现裂缝，容易出现脆性剪切破坏，因此需进行精心合理设计，才能够使剪力墙应该良好抗震性能以及良好延性能力。

3）框架-剪力墙结构

把框架以及剪力墙结合在一起共同抵抗竖向荷载以及水平荷载一种体系，它利用剪力墙高抗侧力刚度以及承载力，弥补框架结构抗侧刚度差，变形较大弱点。由于剪力墙与框架协同工作，改善了纯框架以及纯剪力墙变形性能。层间变形上下趋于均匀，框架各层柱受力也比较均匀。另外，在地震作用下，剪力墙承担了大部分剪力，框架只承担很小一部分剪力，通常都是剪力墙先屈服，剪力墙屈服后将产生内力重分配，框架分配剪力将会增大，如果地震作用继续增大，框架结构也会屈服，使之产生曲线分布吻合最好。

4、提高混凝土结构抗震性能

根据当前震害经验以及理论认识，良好抗震设计必须尽可能地考虑下述原则：场地选择，场地选择原则是避开可能发生地基失效松软场地，选择坚硬场地。体形均匀规整，无论是在平面和立面上，结构布置都要力求使几何尺寸、质量、刚度、延性等均匀、对称、规整，避免突然变化。提高结构以及构件强度以及延性，结构物振动破坏来自地震动引起结构振动，因此抗震设计要力图使从地基传人结构振动能量为最小，并使结构物应该适当强度、剐度以及延性，以防止不能容忍破坏。在不增加重量、不改变刚度前提下，提高总体强度以及延性是两个有效抗震途径。多道抗震防线，使结构应该多道支撑以及抗水平力体系，则在强地震作用下，建设工程一道防线破坏后尚有第二道防线可以支撑结构，避免倒塌。防止脆性与失稳破坏，增加延性，脆性与失稳破坏常常导致倒塌，故必须防止。这种破坏常见于设计不良细部构造。

5、结论

抗震设计中必须满足强柱弱梁、强剪弱弯、强节点、强底层柱底等延性设计原则以及有关规定。砌体结构自重大、强度较低，抗震性能差；钢结构易连接破坏、侧向刚度小以及耐火性差；钢筋混凝土结构由于其自身优势，目前城市中正在建设以及拟建多层、高层建筑物大都是钢筋混凝土结构。地震是一种自然现象，为避免它造成生命以及财产损失，作为结构工程师必须该依据《规范》对混凝土结构建筑抗震设计在给定抗震设防烈度下合理地确定结构选型、布置、各构件截面乃至构件之间联系，使建筑结构在经济条件下应该足够强度、刚度以及延性。

参考文献：

[1]朱镜清，结构抗震分析原理[M].北京：地震出版社，2002.

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关键词：混凝土结构 计算机编程 自学热情 创造能力

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（b）-0-02

钢筋混凝土结构是土木工程专业的一门重要专业基础课，是集理论性、实践性很强的一门学科。钢筋混凝土结构课程的教学应以培养学生的设计计算能力和施工实践能力为目标，以理论与实践并重的原则组织教学。使学生通过在学校专业课程的学习，具备扎实的理论基础以及较强的解决实际问题的能力。而这门课程自身又具有内容多、计算量大、涉及相关学科多等特点，是学生较难掌握的一门课程，学习过程中容易造成学生对该门课程失去学习兴趣和学习信心。那么，如何提高学生对该门课程的认识，并激发学习的兴趣和探索知识的渴望，进而培养他们的实践能力和创新能力，是值得我们思考的一个现实的问题。钢筋混凝土结构课程基本构件章节都可以编写小程序来计算，作为从事钢筋混凝土结构教学的教师，在教学中曾经尝试鼓励学生结合课程特点进行了钢筋混凝土计算机编程的一些尝试，取得了较好的教学

效果。

1 钢筋混凝土编程改变课程考核方式，提高自学热情

混凝土结构课程应注重结构设计能力和施工实践能力的培养，采取考试的方式进行该课程成绩评定虽然能够对学生所学基本知识掌握的程度进行核定，但是并不能很好的体现该课程结构设计能力和施工实践能力的培养。很多考试中能取得高分的学生，常常是课后作业或者习题做得好的学生。而课后作业和习题做得好的学生，在课程设计环节中，又往往表现一般。另一方面，有很多爱提问、回答问题积极、甚至能提出很有新意想法的学生，设计综合能力很强，在考试中往往不能取得很好的分数。笔者结合教学是这样制定成绩评定方式的：期末考试成绩50%+平时成绩20%+程序编写及汇报30%。通过减少考试成绩所占比例和增加编程成绩比例，使得大多数学生有了课程编程的积极性。由于程序的编写需要扎实的钢筋混凝土基本知识，学生在课程学习过程中会更加注重课程基本知识的学习。在钢筋混凝土课程中引入计算机编程技术可以改变课程成绩评定方式，促进学生自主学习，极大提高学习积极性和自学热情。

2 钢筋混凝土编程要区分难易程度，培养创造能力

并不是每个学生的编程能力都很强，不能把编程激励变成课程学习的包袱和负担。由于学生的认识水平和能力不同，钢筋混凝土计算机编程的程度难易程度要有梯度，编程成果的评定要多元化，既能面向大多数学生，又有利于发展优等生的高级思维品质。教师在教学安排中对钢筋混凝土计算机编程任务需进行难易区分，凡能进行钢筋混凝土结构基本构件（受弯构件正截面受弯构件承载力计算、受弯构件斜截面受剪承载力计算、受压构件承载力计算、受拉构件承载力计算、受扭承载力计算）之一的计算机编程即视为合格，能进行多个基本构件编程即视为良好，能进行结构综合设计计算编程即视为优秀。鼓励有能力的同学结合课程设计进行柱下独立基础、刚架和肋形搂盖的计算机编程。对于编程能力偏弱的学生通过努力能够得到能力的基本训练获得成绩，对于编程能力较好的学生通过努力能够得到能力的提高获得好成绩。通过难易区分，大多数同学都能主动积极的学习该课程，根据自身能力量体裁衣有选择地进行程序编写，培养学生创造能力。

3 钢筋混凝土编程要处理好课程教学关系，强调基本知识

要以钢筋混凝土结构课程基本教学环节为主，编程为辅，不可本末倒置。钢筋混凝土课程是以理论分析为依据，注重科学试验和工程实践的课程，涉及的内容比较多，与前设课程的知识点联系比较紧密，既有理论推导，又有试验研究；既有公式、计算，又有规范条文。基本概念必须扎实，教材内容包括基本材料的力学性能，弯、剪、扭、压（拉） 、预应力等基本构件的受力性能、计算公式及适用条件、计算方法和构造措施。教学内容中基本概念多、公式多、计算多、配筋构造多。所以，掌握扎实的基本知识、基础理论是非常重要的。 教师要引导学生掌握相关的基本概念、基础理论。对每一种结构构件，我们可以按照这样一条线索来学习：构件在工程结构中的关系、相关概念和构造措施、基本计算理论、实例分析。教材基本知识的讲解要透彻，要训练学生熟练掌握该课程基本知识和技能，这是编程训练的基础。因此不能因为课程成绩评定中考试成绩比例的下降就注重编程而放松基本教学环节，结果是程序没编好，课程基本知识也没掌握，处理好课程教学与编程的关系非常重要、不能顾此失彼。

4 钢筋混凝土编程提倡团队工作，培养协作精神

钢筋混凝土结构编程是一个系统工程，其编程需要力学、材料学、混凝土结构学、逻辑学、编程语言等多学科知识。团队协作编程，既强调团队间的协作，又强调学生个体间的创造。强调分工协作，学生团队协作是资料共享、创意交流、相互促进。整个过程有分有合，分是体现学生个体创造力，合是集中团队优势力量解决难题。合理的构建团队合作模式编程小组，既是学生合作的基础，也是实现学生群体合作的基本手段。可根据学生的智力、喜好、性格、心理素质、及自愿组合等情况给学生进行分组。注意合理搭配，将内向的同学与善谈外向的同学组合，将编程能力偏差的与编程能力较好的学生组合，并兼顾男女比例，以保证学生能够最大限度的互补，互相帮助，发展智力，培养能力，使小组合作编程在短期内便能获得成效。如将全班分成六至十组，每小组五到六人。随着课堂教学地不断深入，还可以随时进行合理调整。团队合作编程模式给混凝土结构课程的课堂教学带来了活力与激情，在课堂教学时的同时很多同学就课程基本知识及编程问题积极地交流讨论，它有效地改善了课堂内的学习氛围。与此同时，在课外，各个编程小组的同学积极主动的查阅资料交流编程心得体会，培养了学生自主、探究的学习能力，以及与他人合作的技巧，充分体现了自主、合作、参与的团队协作核心理念。经过几次钢筋混凝土结构课程的教学实践，笔者认为团队编程合作模式能帮助学生很好的完成编程任务、培养学生良好的团队协作精神。

5 钢筋混凝土编程要注重编程成果总结，培养归纳能力

钢筋混凝土结构课程编程成果总结是钢筋混凝土结构课程编程学习的一个关键步骤。有总结才会有提高，才会有进步，从编程个人或小组来说，总结也是不断提高混凝土结构编程水平的一项活动，是混凝土结构编程过程中的重要环节。在混凝土结构课程结束前2周，要求所有参与混凝土结构编程的同学和小组提交混凝土结构编程成果，小组代表在课程结束前课堂上公开汇报交流。混凝土结构课程编程成果可以包含所编程序一份、多媒体演示汇报幻灯片一份、小组分工合作情况、编程心得体会总结等。尤其是编程心得体会总结要体现出收获哪些钢筋混凝土结构知识，存在哪些不足，取得什么经验，如何针对混凝土各种构件不同构件的不同受力特点、不同的计算方法和公式进行编程。编程过程中发现哪些与钢筋混凝土结构课程特点相关的难题，编程人员如何充分进行分析，采取怎样的应对策略与改进措施，提高今后的钢筋混凝土结构编程效率与质量等。钢筋混凝土结构编程成果总结是提高钢筋混凝土结构课程学习能力的重要途径。

将钢筋混凝土结构编程的主要经验、成绩与效果等作文字概括；还可以适当将其做成种种直观、可视的图表。通过钢筋混凝土结构课程编程总结，学生充分整理所做的钢筋混凝土结构课程编程工作材料、熟悉掌握了钢筋混凝土结构课程的主要知识，将钢筋混凝土结构编程工作汇总归类和条理化，很好地培养了学生的归纳总结能力。

6 结语

在钢筋混凝土结构课程的教学过程中，笔者积极引导学生进行钢筋混凝土结构的计算机编程，坚持以能力培养为目标，注重学生综合素质的培养，通过几轮教学实践，总结了一些引导学生进行钢筋混凝土结构计算机编程的方法和规律，将计算机编程与钢筋混凝土结构的教学相结合，在教学实践中进行了有益的探索。在该课程中引入计算机编程能够帮助学生熟练掌握钢筋混凝土结构的基本知识，还能在很大程度上提高学生的自学热情、创新能力、团队协作精神和归纳总结能力，提高学生的综合素质，取得了比较好的教学效果。

参考文献

[1] 钢筋混凝土结构[M].河海大学出版社.

[2] 任凤鸣，袁兵.混凝土结构设计课程的教学探讨[J].广东工业大学学报：社会科学版，2006（6）：123-124．

[3] 蔡健，陈庆军，黄炎生.混凝土结构理论课程教学改革探索[J]．高等建筑教育，2008（5）：65-68．

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关键词：工业建筑；混凝土结构；设计

Abstract: compared with the civil, commercial buildings, industrial building for the safety of the structure, vibrate resistance, resistance to put forward such as more strict requirements, particularly in the concrete structure design, must take effective process and technical measures, not only to improve the overall performance of the structure, but also for of the construction of the project schedule, quality, safety and cost have important influence. The author discusses industrial building engineering management experience for many years, this paper analyzes the concrete structure design of related problems, only for reference to fellow.

Keywords: industrial architecture; Concrete structure; design

中图分类号：S611 文献标识码：A文章编号：

目前，国内建设的工业建筑主要采取混凝土结构，与传统的建筑结构形式相比，其具有较为理想的综合性能，造价也较为合理，在国内工业建筑行业得到了广泛的应用。在工业建筑混凝土结构的设计中，必须结合建筑的基本功能和使用要求，选择最为合理的结构形式，并且逐步完善细节部分的设计，从而达到预期的工业建筑建设目标。

1工业建筑结构选型的一般规定

在工业建筑混凝土结构设计中，为了保证设计方案具有可行性与经济性，必须合理确定其结构形式，国家建设主管部门相继出台了一系列的规定，对于工业建筑的结构选型作出了具体的要求，其中较为重要的几条规定如下：

1.1在常规工业建筑的结构设计中，应优先选择预应力混凝土装配式钢结构，必要时也可以采用现浇混凝土的结构形式。

1.2当工业建筑结构为柱距≤4m，跨度≤15m的单层厂房，并且满足以下两方面的要求：1）柱顶的高度≤6.5m，无吊车或者有≤2t悬挂吊车的厂房；2）吊车的起重量≤3t，轨道顶的高度≤5.4m的轻级或者中级厂房，可以结合实际情况和相关要求，优先选择砖混结构，其中砖墙起到承重作用，钢筋混凝土楼板、顶板等组成主体结构。

1.3除工业建筑的顶层外，如果楼层的总高度≤15m，各层主梁的跨度≤7.5m，楼面荷载≤1000kg/m2四层或四层以下的厂房，可以采用钢筋混凝土内框架的建筑结构形式。

1.4在大中型厂房的结构选型中，宜采用预应力结构或者装配式钢筋混凝土结构。如果厂房独立砖柱的截面≥490mm×490mm，则应采用组合砖柱或者钢筋混凝土结构。

1.5对于具有耐高温要求的工业建筑，如果建筑构件的表面温度长期≥50℃，避免采用木结构；如果建筑构件的表面温度长期≥150℃，，应尽量采用钢结构，并且采取相应的隔热与防护措施；在屋面梁、屋架、托架≥80℃，吊车梁≥60℃，以及其他建筑构件≥100℃的工业建筑中，钢筋混凝土结构设计中，其强度与弹性模量必须进行折减。

2工业建筑混凝土结构设计中应注意的问题

在工业建筑混凝土结构的设计中，需要综合考虑各方面的影响因素和技术条件，不断对于设计方案进行修改与完善，进而才能保障施工作业的有序开展和进行。结合笔者多年的工业建筑混凝土结构设计经验，总结了以下需要注意的问题：

2.1框架基础设计1）设计人员应仔细阅读与使用相关地质报告，了解地质勘察结论与计算指标的可靠性，进而判断工程建设方提出了的框架基础设计方案是否具有可行性；2）在满足变形与承载力等基本要求的前提下，尽量选择天然地基中的浅基础，综合考虑项目所在地土层的实际分布情况、物理力学性质与稳定性，以及土建筑物的形状、结构类型、地下水、荷载性质与大小等，合理进行框架基础设计。

2.2框架柱设计1）在各种内外力组合的情况下，工业建筑混凝土结构的框架柱必须满足高强度的要求，特别是在配筋计算中，应选择最为不利的方向进行框架计算，也可以在两个方向均进行计算，在确定较大方向配筋数据后，采用对称配筋的设计方案；2）为了增强工业建筑底部的整体性，减少发生位移的几率，一般采取框架柱附近合理设置基础连系梁的方法。将基础连系梁的以下部分视为底层，框架柱的高度值则是依据基础顶面、连系梁顶面而定，将实际建筑的底层视为第二层。在框架柱的设计中，底层柱配筋要选取基础顶面、连系梁顶面中最大的内力进行计算，以保证设计结果的合理性和可行性。

2.3框架梁设计1）如果工业建筑混凝土框架的主梁与次梁之间的截面相差较小，而次梁的荷载相对较大，则要在设计中适量增加附加筋。如果主梁的高度较高，而次梁的截面、荷载较小，主粱则无需增加附加筋；2）当工业建筑混凝土结构的外部梁跨度相差较小时，梁高宜采取等高的形式，尤其是外部框架梁应尽量保证高度相等。当梁底距离外窗顶的尺寸相对较小时，设计中应适当加大梁高，一般情况要做至窗顶；3）在工业建筑混凝土结构框架梁的设计中，原则上梁纵筋宜采用小直径、小间距的形式，这样更有利于结构的抗裂性能，但是必须应注意钢筋间距满足相关要求，并且与梁的断面相对应。

2.4抗裂设计

1）根据《砌体结构设计规范》、《混凝土结构设计规范》的相关规定，合理控制工业建筑混凝土结构的长度，以避免因主体结构过长，而增加局部裂缝的几率。为了有效控制由于温度收缩应力而引起的结构裂缝，可以在结构设计中适当增设伸缩缝，伸缩缝的间距一般为30mm-50mm；2）在混凝土结构浇筑方法的设计中，由于混凝土的仓面相对较大，所以，通常选用分层浇筑的方法，即在第一层浇筑完成后，浇筑第二层，直至全部施工作业项目完成；3）在工业建筑混凝土结构设计中，为了防止裂缝现象的发生，必须严格规定各种温差，其中包括内部温差、外部温差、温度徒降等容许值，上述容许温差必须结合相关理论计算结果，以及以往的工程实践经验确定。2.5抗震设计在工业建筑混凝土结构的设计中，抗震设计通常是以强度、延性为基点，特别是在单层厂房的布置中，应坚持平面与立面简单、规则、对称等基本原则。在混凝土结构的抗震设计中，应注意以下问题：1)平面布置应做到简单、规则、对称，尽量减少偏心，而且要考虑有可能出现的各种不利影响；2)尽量保证刚度中心、质量中心的重合；3)重量相对较大的框架梁、柱不宜布置于结构单元边缘，应尽量布置于距刚度中心相对较近的部位；4)尽量避免大悬挑结构；5)围护结构应尽量采用轻质材料。

3结束语

总之，在工业建筑混凝土结构的设计中，应综合考虑各方面的影响因素与技术问题，对于设计方案中的相关工艺、技术参数一定要进行认真的计算与复核，进而不断修改和完善设计方案，以保证施工作业的有序开展。

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【关键词】建筑行业；钢筋混凝土结构设计；设计方案

钢筋混凝土主体结构工程建设是房屋建筑工程的重点，如果不能对进场的原材料进行监管与控制、混凝土配合比不合理、质量控制不到位将直接影响到施工质量，甚至会造成非常大的质量事故，威胁人员生命财产安全。在建筑项目开展过程中，如果结构设计方案不合理，出现了临时的调整，会对施工工期造成非常大的影响。下面就对钢筋混凝土结构设计的基本内容进行论述，分析方案调整的影响。

一、钢筋混凝土结构设计的基本要求

为了使结构设计符合建筑项目要求，确保结构能够更加规范、合理就要严格遵循下面几项基本要求：

（一）安全性

结构设计要能够体现出安全性。这种安全性主要体现在施工时所能承受的最大荷载方面，在出现了预定的偶然荷载时，主体结构能够保持稳定性与坚固性。比如，结构上直接出现温度变化、支架的塌陷、意外撞击或者是地震事件以后，建筑结构要能够维持稳定性[1]。

（二）适用性

钢筋混凝土能够真正发挥其在建筑工程中的作用和地位就要具有一定的适用性，这种适用性主要是指结构在正常使用当中要具有非常好的性能。不能出现过于严重的变形或者是过宽的裂缝，从而影响到正常的使用，一般，裂缝的宽度不能超过限定值。

（三）耐久性

钢筋混凝土结构的耐久性是非常重要的，是指结构在使用过程中有非常长的使用时间，做好质量监督，使钢筋混凝土构件的质量能够达到既定标准，从而延长钢筋混凝土结构的使用时间[2]。

二、在钢筋混凝土结构设计中常存在的问题及措施

（一）钢筋混凝土结构设计中存在的裂缝问题及措施

在对钢筋混凝土结构进行设计过程中，因为固定材料出现了不连续，将最终导致裂纹的出现，这种现象在固定材料中非常普遍。主要包括骨料裂纹、骨料与水泥相互粘结过程中产生的裂纹以及各种水泥裂纹等。

从力学角度上看，施加一定预应力会使混凝土梁承受到更多的外部荷载，导致内部的拉应力被抵消掉，这样则能够将出现裂纹的几率降低，从而使混凝土的抗拉性能大大改善[3]，从而使高强度的钢筋混凝土材料真正发挥作用。

（二）钢筋混凝土结构设计中的变形缝问题及措施

钢筋混凝土结构变形缝间距问题，钢筋混凝土结构设计规范有明确的规定，如果结构设计中设置了后浇带、采用了专门的预加应力或者是使用降低混凝土温度变化的手段则能够使变形缝的间距进一步增大[4]。

鉴于不同地区温差存在差异，导致混凝土出现的收缩应力裂纹概率存在差异，这就要求设计人员要能够做好对配筋的调整。比如，要双层设置长向板的钢筋，还要做好中间区域梁板的配筋工作；针对两侧的梁柱，要对边跨柱的配筋进行加强，从而提高抵抗温度应力的能力，在超长的结构中容易出现扭转的力矩效应，为此，在设计过程中，要做好对结构角部的设计。

（三）钢筋混凝土结构设计的抗震问题及措施

一般来说，地震灾害是人类不可避免的，几年来，我国地震灾害频发，使建筑物遭受到了非常大的损伤，如果设计不能充分考虑到地震影响，不做好相应的抗震措施将造成非常大的人员伤亡与经济损失。为此，钢筋混凝土结构设计必须要遵循以下几项原则：

在钢筋混凝土的刚度、承载力、质量上要随时保持平面内高度的对称、均匀，并能够保持连续的分布，还应该控制好钢筋混凝土构件的厚度、长度等，避免出现应力集中现象[5]；

在结构设计中设置多道抗震防线。尽可能多的使用延性较高的构件，从而使结构的关键部位或者是薄弱部位都能够得到加强；

在结构设计过程中要保持连续性与整体性，对各个结构单元进行加强，不同的结构单元要能够分开设计；

构件之间可以采取节点连接的方式，节点连接的承载力、刚度要能够与结构承载力与刚度相适应，并且节点承载力要高于构件的承载力，这样才能够确保构件的稳定；

采取一定的措施防止混凝土结构出现剪切破坏，更不能出现钢筋滑移或者是混凝土压碎破坏。在配筋过程中不能盲目进行，做好重点部位的配筋工作，确保承载力与抗震性能达到标准。

（四）上部结构存在的设计问题及措施

首先，框架-剪力墙结构设计一定要保持均匀性，如果单肢墙体的刚度过大，要对应力过大进行控制，如果结构遭到了破坏，将使整个建筑结构受到影响。此外，要严格按照设计标准做好剪力墙结构的设计[6]。要想更好的应对地震灾害，需在结构中设置一些小的剪力墙，防止结构出现过于严重的变形，出现次灾害。

另外，框架结构设计也不容忽视，很多设计人员都不能对框架结构设计提高重视度。设计人员不能盲目对抗弯承载力进行增大，使结构不能实现强剪弱弯，不能发挥其及时的耗能作用，最终使重要的构件出现破坏，结构失去延性。

结束语：

本文主要对建筑工程当中钢筋混凝土结构设计的基本要点进行了介绍，并分析了一些在设计当中容易出现的问题，最后针对这些问题提出了几点措施，做好钢筋混凝土结构设计是确保建筑结构稳定性的关键，必须提高对其的重视度。

参考文献：

[1]王丰，李宏男，伊廷华等.钢筋混凝土结构直接基于损伤性能目标的抗震设计方法[J].振动与冲击，2011，28（2）：128-131.

[2]李爱群，王维，贾洪等.预制钢筋混凝土框架结构抗震性能研究进展（Ⅱ）*--结构性能研究[J].工业建筑，2014（7）：137-140

[3]刘海，姚继涛，牛荻涛等.钢筋混凝土结构基于锈胀开裂寿命准则的耐久性设计方法[J].西安建筑科技大学学报（自然科学版），2011，41（1）：25-31.

[4]白绍良，李刚强，李英民等.从R-μ-T关系研究成果看我国钢筋混凝土结构的抗震措施[J].地震工程与工程振动，2012，26（5）：144-151.

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【关键词】混凝土；结构设计；基本原则；主要内容；注意事项

前言

当前，在混凝土结构设计中需要注意的重点内容以及细节还有很多，因此，在建筑混凝土结构设计中充分考虑到建筑具有的力学材料特性，并对混凝土结构的设计过程进行优化，在众多实践的基础上加强建筑混凝土结构设计，以便于减少建筑在日后可能发生的各种不同程度的危害，最大限度的减少建筑对人们正常生活的影响。进而确保建筑混凝土结构的安全设计要求，同时确保对建筑的质量以及舒适度要求。

1、混凝土结构设计的基本原则

目前，随着人们对建筑质量的安全要求越来越高，钢筋混凝土结构的应用也逐渐趋向于广泛化。而混凝土结构在应用中必须面临的一项问题就是其设计要达到相应的技术规范标准的要求，而要想达到该要求，在混凝土结构的设计中就必须遵循相应的技术原则，从而对建筑结构的使用维护以及施工设计加以保证。我国建筑设计规范中明确规定，混凝土的结构设计必须满足建筑对安全性、耐久性以及舒适性的设计要求。

所谓混凝土设计的安全性原则指的是混凝土结构可以承受在规定年限内可能发生的各种突发的状况，并且，如果在合理的使用年限范围内出现突发事件，混凝土的结构必须有一定的稳定性；而混凝土结构的耐久性指的是以混凝土结构为主的建筑在其规定的使用年限之内，该建筑的结构必须具有一定的耐久性，至少要大于或等于建筑的使用年限；而混凝土结构设计的适用性则指的是以混凝土结构为主的建筑应该在其规定的合理使用的年限之内，满足用户对建筑的使用要求，即对混凝土结构的抗振、抗裂缝或者抗变形的性能有较高的要求。

2、混凝土结构设计的主要内容

2.1 计算地震作用。规范中要求规则结构不计算扭转耦联的时候，平行于地震作用力方向的两边要乘以放大系数，一般较短边乘以1.15的系数，长些的边乘以 1.05 的系数，扭转刚度小时要按大于或等于1.3采用，地震作用计算要考虑扭转耦连产生的影响；质量、刚度不对称分布的结构要计入双向水平方向的地震作用扭转影响。

2.2 计算质量系数。一般工程采用不少于 9 的质量系数，如果是2层结构采用6个，一般是取3的倍数，每层有3个自由度。计算的时候要检查质量振型参数，要保证不能小于90%，如果不够的情况，将导致设计的结构不够安全。

2.3 计算最小地震剪重比。规范强制要求各楼层剪重比不小于规范给出的标准，当不满足要求时要检查质量系数，有效的质量系数不够要增加振型数的计算；有效质量系数能够满足时可能结构设计不合理，要合理分布结构质量和刚度。

2.4 计算结构的位移、周期。周期比要控制在大震下扭转振型不靠前，用楼层竖向最大位移限制层间最大位移，位移比取最大和平均位移比值。

2.5 计算柱长度。进行框架结构P-Δ效应计算时不再需要计算框架柱的计算长度L0，规范第6.2.20条第2款表6.2.20-2中框架柱的计算长度L0主要用于计算轴心受压框架柱稳定系数φ，以及计算偏心受压构件裂缝宽度的偏心距增大系数时采用。

2.6 确定柱配筋的方式。单偏压方式是按规范公式计算的，双偏压则是用数值积分法，整体计算建议使用单偏压方式，得出具体结果时再用双偏压复核。

3、混凝土结构优化设计的注意事项

3.1 柱的优化设计

①框架柱的截面设计。在钢筋混凝土结构中，柱的截面尺寸从下到上逐渐缩小，以节约投资，使设计更合理。柱截面尺寸减小的间隔层数为3～5层，如果间隔太密，会造成模板浪费、施工不便；太疏又起不到节约投资、降低造价的目的。每次每侧减小的尺寸以100～150为宜，如减得太多，有可能导致结构竖向刚度突变。另外，柱的最小截面尺寸应符合《混凝土结构设计规范GB50010-2010》第l1.4.11条的规定：抗震等级为四级或层数不超过2层时，其最小截面尺寸不宜小于300mm，一、二、三级抗震等级且层数超过2层时不宜小于400mm；圆柱的截面直径，抗震等级为四级或层数不超过2层时不宜小于350mm，一、二、三级抗震等级且层数超过2层时不宜小于450mm。

②框架柱的箍筋肢距。《混凝土结构设计规范GB500l0-2010》第l1.4.15条规定"柱箍筋加密区内的箍筋肢距：一级抗震等级不宜大于200mm；二、三级抗震等级不宜大于250mm和20倍箍筋直径中的较大值；四级抗震等级不宜大于300mm。此处的"箍筋肢距" 的定义，规范没有明确的说明。按一般的理解，箍筋肢距应为每肢箍筋的水平距离。因此不少设计人员在设计时将箍筋肢距一律按均匀分布且不大于200mm（以一级抗震等级为例）。这样将使混凝土的浇捣发生困难。因为混凝土在浇捣时，是不允许从高处直接坠落的，必须使用导管，将混凝土引导到根部，然后逐渐向上浇灌。如果箍筋肢距过小，将无法使用导管。笔者认为"箍筋肢距" 应理解为"柱纵向钢筋的箍筋拉接点之间的距离"由此可以采用箍筋形式，这样既便于施工，对柱钢筋的拉接，也符合要求。

2.2 梁的优化设计

①框架梁的负筋只需按计算配够，不必增加配筋量。在框架结构的计算中，由于地震作用、风荷载等水平力的作用，往往使得框架梁的粱端负弯距远大过跨中正弯距。为了避免框架梁负筋过多过密，往往都将框架梁的负弯距乘以一个0.85左右的调幅系数进行调幅，使梁端负弯距减少，并相应增加跨中正弯距，使梁的上下配筋均匀一些。

②梁侧纵向钢筋的配置。梁侧纵向钢筋包括梁侧纵向构造钢筋和梁侧抗扭纵筋。新混凝土设计规范规定梁腹板高度hw≥450mm梁侧应沿高度配纵向构造钢筋，且间距不大于200mm。梁侧纵向构造钢筋对防止梁侧面的开裂具有非常重要的作用。

梁侧纵向钢筋的直径不应太大，一般以φ12～φ16为宜。在实际设计中，常常见到梁侧抗扭纵筋很大的情况，这是由于电算结果显示抗扭纵筋的面积较大。对这种情况应在计算和设计上做一些调整：A由于目前电算程序在结构构件分析时尚不能考虑现浇楼板对梁扭转的影响，而是由程序给出一个梁扭距折减系数，合理选用梁扭距折减系数对控制梁的扭距是很重要的，一般情况可取0.4～0.6。B对跨度较大的次粱支承于主梁上时，次梁的支承端会对主梁产生较大的扭距，这时可在电算程序中指定该次梁的端支座为绞接。这种方法对解决粱在受剪扭情况下的超筋超限是非常有效的。C有时虽然做了以上调整，但梁的抗扭纵筋面积仍然较大。此时应将抗扭纵筋面积分摊一部分到粱的四根角筋其余部分面积按梁侧腰筋设置，梁腰筋直径仍以φ12～φ16为宜。

2.3 基础优化设计

①基础垫层与保护层。混凝土基础垫层的作用：一可方便施工，保证基础混凝土的浇筑质量，二可兼作混凝土保护层，对钢筋起保护作用。设计时，配有钢筋的柔性基础宜考虑设置垫层。垫层的厚度通常取70-100mm。在基本积极条件较好时，也可以不设垫层，但应注意施工时确保钢筋的保护层厚度满足要求。按规定，有垫层时，最小混凝土保护层厚度为40mm，无垫层时则为70mm。如果设置的垫层伸出基础四边，其伸出长度与垫层厚度相同。

②基础宽度或面积的计算。在计算基础宽度或面积的时，往往由于力学模型不明确或考虑问题不周详，使得基础宽度或面积不足：

情况一：墙体上作用有较大的集中力。当墙体上有较大的集中力作用时，通过墙体和基础可将此集中力向地基扩散，但这种扩散是有一定范围的，并且基底土反力并非均匀分布。如果设计时用该集中力除以墙段长度得到的平均线荷载来计算基础宽度，则可能造成局部基础宽度不足。

情况二：纵横墙体相交处，存在着基础面积重叠问题，由于地基受力面积的重复使用，造成地基应力加大。在四墙相交的十型节点处，三墙相交的口型节点处应力集中最为显著。因此，必须调整局部某局部基础宽度以满足地基承载力的要求。上文提出了采用局部调整系数调整基础宽度的方法。

情况三：柱下单独基础与墙下条形基础混用，在框架结构中，有时为了减小柱基所受压力而设置墙下条形基础以承受底层墙体的重量。此时，由于地圈梁的作用，实际仍有一部分墙重难以计算，设计时往往忽略，从而导致柱下基础面积偏小。因此，笔者认为设计时应尽可能地使得计算模型简化和明朗化，从而避开由于结构模型模糊造成的隐患。

4、结束语

总之，由于混凝土结构的特点及其复杂性，使得混凝土在结构设计中存在一些问题，因此在工程中执行人员要做到安全适用，技术先进，确保施工质量，落实混凝土结构设计的新规范。

参考文献：

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关键词：水工 少筋 混凝土 结构 设计 方法

一、概述

少筋混凝土结构是指配筋率低于普通钢筋混凝土结构的最小配筋率、介于素混凝土结构和钢筋混凝土结构之间的一种少量配筋的结构，简称少筋混凝土结构，也称为弱筋混凝土结构。

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。

转贴于 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=40.84×106 N

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=40.89×106 N

ρmin′=0.4%()=0.1056%

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关键词：办公楼；钢构件

钢管混凝土结构融合了钢结构与钢筋混凝土结构的优点，是当前高层建筑施工设计过程的主要结构类型。由于其各个方面的优点与优势，在当前高层建筑中被广泛的应用。当前钢管混凝土结构应用广泛，施工实践丰富，但吊装部分论述较少。在当前高层建筑的设计中，首先要保证建筑施工的安全使用、技术先进和经济合理等多个方面的原则。在这些原则的基础上结合当前实际情况对建筑进行严格的设计流程和规范的设计过程。

一、高层办公楼的设计背景

在当前建筑的设计中首先要注重建筑物的设计功能，在设计中首先要满足办公特点，如果不能满足办公楼所要具备的特点，那么不管施工多么的好，设计多么的巧妙。构造的夜只能是非楼。在设计施工的过程中要保证使用的安全，避免由于各个因素造成的钢构件隐患和质量问题。钢结构是高层建筑的主要承压者，更是建筑过程中质量的保证和前提基础，因此在设计和施工的过程中要注重各种原则和质量的控制。

二、吊装的施工要求

钢结构吊装是当前超高层建筑和高层建筑的主要成分，是通过对其进行设计和施工来保证和调整建筑结构设计的主要基础和前提。在建筑工程垂直运输规划的过程中首先要注重钢结构吊装，本工程垂直运输规划，应首先考虑钢结构吊装，其次满足土建材料、机电设备的运输需要。在高层建筑施工的工程中，各种材料的运输是施工的难点和制约因素，因此在吊装的建设是不可替代的一个过程，起在设计和施工的过程中，需要满足的要求是必须保证吊装在施工的过程中没有盲区，吊装能够覆盖到所有的钢管柱位置；在施工中减少吊装量以加快工程进度；施工能够使用地下室与上部施工的各种不同特点，便于将构件从堆场转运到办公楼；满足其他材料(如混凝土)与设备运输需要；在施工中要做到经济的合理利用，设备供应过程中各种布置合理。

三、起重机的布置与选择

在工程施工的过程中，起重机是不可替代的机械，是高层建筑在施工的过程中对各种材料进行运输的主要器械。在其中既得选择过程中，高层建筑一般都选用塔式起重机，包括单塔还是群塔，在施工中，塔机的选型，定位以及塔机在使用过程中的各种参数和内容都是保证工程正常施工的前提和基础，是提高工程质量，缩短施工周期的主要方法。常规做法，由塔机生产率，及平面分区可确定塔机数量；由场地条件、建筑平面尺寸，建筑高度，混凝土吊斗重量可估算臂长，起升高度，臂端最大吊重等参数。但钢管混凝土结构的质量分布在平面上不连续，其塔机选择与钢筋混凝土结构相比，较为复杂。

四、抗震设计的基本原则有哪些？

为了使用高层建筑有足够的抗震能力，达到小震不坏，中震可修，大震不倒的要求，应考虑下述的抗震设计基本原则。

（1）合理选择结构体系。对于钢筋混凝土结构，一般来说纯框架结构抗震能力较差，框架-剪力墙结构性能较好，剪力墙结构和筒体结构具有良好的空间整体性，刚度也较大，历次地震中震害都较小。

（2）平面布置力求简单、规则、对称，避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位，避免在凹角和端部设置楼电梯间；避免楼电梯间偏置，以免产生扭转的影响。

（3）竖向体型尽量避免外挑，内收也不宜过多、过急、力求刚度均匀渐变，避免产生变形集中。

（4）结构的承载力、变形能力和刚度要均匀连续分布，适应结构的地震反应要求。某一部位过强、过刚也会使其他楼层形成相对薄弱环节而导致破坏。顶层、中间楼层取消部分墙柱形成大空间层后，要调整刚度并采取构造加强措施。底层部分剪力墙变为框支柱或取消部分柱子后，比上层刚度消弱更为不利，应专门考虑抗震措施。

不仅主体结构，而且非结构墙体（特别是砖砌体填充墙）的不规则、不连续布置也可能引起刚度的突变。

（5）高层建筑突出屋面的塔楼必须具有足够的承载力和延性，以承受高振型产生的鞭梢效应影响。必要时可以采用钢结构或型钢混凝土结构。

（6）在设计上的构造上实现多道设防。如框架结构采用强弱梁设计，梁屈服后柱仍能保持稳定，框架-剪力墙结构设计成连梁首先屈服，然后是墙肢，框架作为第三道防线，剪力墙结构通过构造措施保证连梁先屈服，并通过空间整体性形成高次超静定等。

（7）合理设置防震缝。一般情况下宜采取高速平面形状与尺寸，加强构造措施，设置后浇带等方法尽量不设缝、少设缝。必须设缝时必须保证有足够的宽度。

（8）节点的承载力和刚度要与构件的承载力与刚度相适应。节点的承载力应大于构件的承载力。要从构造上采取措施防止反复荷载作用下承载力和刚度过早退化。装配式框架和大板结构必须加强节点的连接结构。

五、主要质量、安全保证措施

钢结构吊装应严格执行各项质量安全措施。此外，吊架卷扬机等吊装设备由总配电箱专线供电。每次吊装前应检查限位开关，超载、超速等保护装置，保证其灵敏可靠。柱吊耳必须在工厂制作完成，以保证吊装准确定位。吊架组装完毕后，拉力试验合格方可投入使用。

汽车吊、塔机与吊架之间夺吊时，应保证汽车吊中心与吊臂，塔机回转中心、吊臂与小车，吊架顶的定滑轮两两在同一个垂直平面上，避免侧向力的产生。汽车吊决不能抗侧向力。

柱四周对称点焊临时固定，确定安全后，吊钩方可摘除。为防止施焊时柱口变形引起偏差，钢管柱段接缝必须对称反向施焊，吊耳临时固定必须在焊缝冷却后方可拆除。

六、实施效果与总结

现本工程办公楼已施工至主体结构九层，以上措施经现场实施，效果良好。精心组织后，每层钢管柱段吊装需塔机半个台班左右，加上劲性梁吊装在1个台班以内，标准层每层结构工期能控制在八天。对本工程钢管混凝土结构的吊装施工总结如下：

钢管柱段的分段情况为吊装的前提。本工程基本按楼层分段下料制作，牛腿现场焊接。但应综合考虑构造与运输要求。

钢管混凝土结构施工中，内爬式塔机能充分利用其吊装能力。不考虑堆场因素，本工程QTZ120内爬式塔机的起重能力，接近QTZ200附墙式塔机。如采用QTZ200内爬式塔机，可以考虑钢管柱三层一吊的方案，对工期相当有利，且减少大量的焊接。

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关键词：预制钢筋混凝土；梁板；桥梁设计；加固设计

Abstract: along with the development of economy, the bridge construction undertaking in China also presented the prosperous development of the good trend, the quality of bridge in a certain extent have improved. Among them, the bridge of the durability of the bridge and the measure quality one of the important indexes, it not only and bridge construction related, and bridge design is also closely linked. Because of the reinforced concrete beams in the durability of the Bridges board plays a very important role, therefore, precast reinforced concrete beam slab in the design of the bridge design is important, it is to ensure that the quality of the key bridge. This paper will be through the durability problem of bridge design, and discuss the precast reinforced concrete beam slab in the application of bridge design, further to precast reinforced concrete beam strengthening design of the plate is analyzed.

Keywords: precast reinforced concrete; Beam board; Bridge design; Reinforcement design

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

随着我国经济的不断发展，我国桥梁建设事业也呈现出了蓬勃发展的趋势，桥梁的质量也得到了一定程度的提高。桥梁的耐久性是衡量桥梁质量的重要指标之一，但其不仅与桥梁施工有关，与桥梁的设计也息息相关。然而，对于桥梁设计而言，预制钢筋混凝土梁板的设计是其中关键部分之一。预制钢筋混凝土梁板的质量与桥梁的质量也是息息相关的，其设计过程中的加固设计主要就是提高桥梁的质量。当桥梁结构构件由于挠度偏大，裂缝宽度过宽、过长，钢筋严重锈蚀，受压区砼压碎等情况时，则需要加固。下面我们将介绍建筑设计中钢筋混凝土结构设计的加固原则及一些加固常用的方法。

一、 概述钢筋混凝土梁板结构构件

当钢筋混凝土梁板由于挠度偏大，裂缝宽度过宽、过长，钢筋严重锈蚀，受压区砼压碎等情况时则需要加固。而引起这些问题的原因不仅是施工过程中没有达到要求规定的强度，而且还与建筑设计有关。在进行建筑设计的过程中，荷载没有考虑周全，或是计算模型、计算简图有误，计算公式的应用与所应用的公式的条件不相符合，特别是现在采用计算机软件进行计算时数据的输入有误等都会导致钢筋混凝土梁板结构构建不够牢固。

二、 桥梁设计中钢筋混凝土梁板耐久性的设计

1. 钢筋混凝土耐久性设计的原则

提高钢筋混凝土自身的耐久性是解决混凝土结构耐久性的前提和基础。《桥规JTG D62》中增加了耐久性的设计内容，提出了按结构使用环境进行耐久性设计的概念，明确规定了不同使用环境下，结构混凝土耐久性的基本要求，对影响混土耐久性的最大水灰比、最小水泥用量、最低强度等级、最大氯离予含量和碱含量等做出了限值规定。应该指出对影响混凝土自身耐久性的主要指标加以控制，满足这些限值规定是混凝土结构耐久性设计的基本内容。

2. 钢筋混凝土梁板耐久性设计中应注意的问题

1) 注意梁板结构的细节设计，从而提高桥梁设计的质量

在设计过程中，梁板结构的细节设计是非常重要，与桥梁的质量也是息息相关的。因此，在进行设计时，应该对可能影响梁板以及桥梁质量的因素都考虑在内，从而确保梁板以及桥梁的质量。

2) 根据构建的需要适当加大梁板混凝土保护层厚度

混凝土碳化是钢筋锈蚀的前提，因此，适当加大梁板混凝土保护层的厚度能够增加梁板的耐久性。

3) 加强梁板构件的防排水设计

防排水设计是保证桥梁投入使用之后使用寿命长短的一个关键因素。钢筋以及混凝土被侵蚀都需要水作为介质，因此，防排水的设计能确保水及时被排出，避免其积聚引起钢筋与混凝土被侵蚀，从而桥梁被损坏。

三、 桥梁设计中钢筋混凝土梁板结构加固的设计

钢筋混凝土结构的加固不仅与施工过程有关，还与建筑设计的过程有关。因此，我们在进行建筑设计的过程中，钢筋混凝土梁板结构的加固设计也是非常重要的。下面我们将从钢筋混凝土结构加固的原则以及钢筋混凝土结构加固设计中应注意的问题进行分析。

1. 钢筋混凝土结构加固的原则

在建筑设计中进行钢筋混凝土结构的加固设计时，首先要从其结构体系的总体效应方面进行分析，分析其结构整体，避免对单个构件进行分析时，改变了单个构件的刚度后未能及时发现整体内力分配变化的情况发生。然后需要先进行鉴定再进行加固设计。该环节对于复杂的结构而言，需要借助仪器进行测试与测量，再确定加固方式。最后，材料的选用也是建筑设计过程中的一个关键，更是钢筋混凝土结构加固设计中非常重要的一个部分。选用合适的材料才能确保钢筋混凝土梁板的刚度达到所规定的刚度，从而保证钢筋混凝土梁板的质量。

2. 钢筋混凝土结构加固设计中应注意的问题

1) 设计过程中应考虑周全梁板的荷载量

荷载量过大是桥梁在使用过程中造成其损坏的主要原因，因此，为了延长桥梁梁板的使用寿命以及桥梁的寿命，在进行设计的过程中一定要考虑周全，尽可能的考虑到梁板需要承受的最大荷载。

2）正确使用计算模型、计算公式及计算简图

设计过程中，计算模型、计算公式以及计算简图是计算梁板荷载量等必须用到的。因此，在使用计算模型、计算公式以及计算简图时，一定要确保正确的使用计算模型、计算简图，并要求所选择的计算公式的条件一定要与所计算的量在施工过程中的条件相符合。

3）了解施工场地的周边环境以及地基的沉降状况

在设计过程中，了解外部环境是非常重要的，因为结构材料随时都会受到外部环境的影响。因此，在设计中了解外部环境就可以提前采取防御措施，从而降低外部环境对梁板质量的影响。另外，地基的沉降情况对梁板结构的承载力有很大的影响，当其引起结构的承载力不足时就可能出现裂缝。因此，为了减少该类情况的发生，在进行设计的时候就应该对地基的沉降情况进行了解。

四、 结语

在进行桥梁的设计时，预制钢筋混凝土梁板的设计也是确保桥梁设计的关键，其耐久性以及加固设计都是保证桥梁在投入使用之后质量的关键设计。因此，在今后进行桥梁的设计时，各个部分的设计都应该重视，并注意细节问题，从而才能保证桥梁的质量。

参考文献：

[1] 杨可明,王跃台,王萌等.我国桥梁设计中结构耐久性问题研究[J].城市建设理论研究（电子版）,2011,(19).

[2] 陈培潮.钢筋混凝土梁板结构加固设计[J].科技资讯,2006,(28):71.

[3] 刘景云,计锋.现浇钢筋混凝土梁板结构优化设计[J].低温建筑技术,2008,30(5):73～74.

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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.

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关键词：钢筋混凝土结构 实践教学

一、《钢筋混凝土结构》课程实践教学改革的必要性

随着建筑行业发展，建筑市场竞争越来越激烈，建筑企业对人才的要求越来越挑剔，要求毕业生除具备扎实的工程理论基础、合理的工程知识结构外；还要有较强的创新意识及解决建筑工程实际问题的能力。对于建筑类毕业生，要求毕业生到单位就能编制预算和进行工程技术指导及工程质量监督。因此原有以理论教学为重点的教学模式已经远不能适应现代人才市场的需求，必须加强实践性教学改革，注重学生实际能力的培养，使学生毕业后上手快、动手能力强，把学生培养成为单位满意的实用型人才。

《钢筋混凝土结构》课程是土木工程专业一门重要的专业基础课。是工程施工、多层及高层建筑结构、基础工程等诸多后续专业课程的基础。因此只有掌握混凝土结构的基本理论和方法，掌握结构设计基本知识，才能正确理解设计意图、审议设计方案、组织施工管理、处理工程事故。由此可见，这门课程是一门实践性要求很高的课程。加强混凝土结构课程实践教学改革是培养应用型人才不可缺少的条件。

二、《钢筋混凝土结构》课程实践教学现状分析

目前我系《钢筋混凝土结构》课程实践性教学环节主要还是传统的模式：课程设计、认识实习、毕业设计和毕业实习。实践教学条件难于满足实践教学的需求，仅有的实验和课程设计远达不到使学生通过实践训练，全方位地了解和掌握混凝土结构基本知识和方法。存在学生实习程度不够，实习效果不理想等问题，还不能达到新时期下对创新人才培养的需要。因此，《钢筋混凝土结构》课程教学既要强调理论的学习，同时更要加强实践教学环节的改革与创新，突出实践教学环节，加大实践教学比例，形成以实践教学为主线的教学体系。

三、《钢筋混凝土结构》课程实践教学改革的方法探讨

1、理论教学与工程实践相结合

课堂理论教学过程中，将认识实习和设计实习贯穿到理论讲授的过程中，多带领学生到附近工地进行实习参观，引导学生在理论与实际的联系中理解和掌握知识，积极地运用所学知识去解决实际问题，应注意做到下几点：

① 教师在传授理论知识的同时要和实际工程联系起来，例如讲到基本构件梁板柱时，可结合教室内所见的构件进行讲解。讲到生活中少见的构件，可带学生到工地进行现场观察，实地讲解，使学生有较深刻的认识，更有利于理论知识的理解与学习。

② 在钢筋混凝土结构课程中，构件配筋计算及构造是学习的主要内容，在构造部分的教学中应加强随堂实践，带学生到施工现场就构件内钢筋的布置、受力、搭接等进行现场讲解答疑，提高学生的感性认识；同时给学生展示已有实际工程的设计图纸，锻炼学生的读图能力，对各结构构件的尺寸、计算简图、荷载及内力计算有更直接的了解。

③ 在配筋计算理论讲解后，利用工程实例做习题练习，将所学知识应用于实例设计中，从确定构件尺寸、荷载分析、配筋计算及施工图绘制都由学生独立完成；并引导学生学习相应规范，应用规范，帮助学生积极地运用所学知识去理解实际问题，提高他们分析问题和处理问题的能力，缩小教学与实践的距离，增强学生学习的信心，为将来成为合格的工程师打下基础。

2、采用丰富多彩的实践教学形式

在课程实施过程中，我们理论联系实际，以灵活多样的实践教学形式加强实践环节的学习和训练。如以网络与多媒体形式为例：我们建立了《钢筋混凝土结构》教学网站，提供大量丰富的工程实际学习内容和参考资料，实行教学互动，具体生动，丰富了教学内容同时延伸了课堂教学，受到学生欢迎。

3、聘请工程师及高年级学生参与课堂实践教学

聘请有经验的结构设计工程师介绍工程实例。并按实际工程的需要进行必要的讲座及培训。使他们能把切身的感受和经验传达给学生，使学生对工程实际摸得着看得见，对课堂学习发生了极大兴趣，事半而功倍。另外，安排已毕业学生；回校介绍学习经验和参加工作后的体会。针对于本年级学生认识专业特点、提高学生学习专业课程的兴趣较有说服力，使学生的学习更有积极性、目的性和条理性。

4、利用毕业实习，培养学生自主解决工程实际问题的能力

《钢筋混凝土结构》毕业设计和毕业实习题目要联系相关课程紧贴实际工程分组进行。《钢筋混凝土结构》毕业设计和毕业实习是整个实践教学的核心。

在《钢筋混凝土结构》毕业设计过程中，要求学生按建筑结构设计的基本原则，在教师指导下，主动去实施。我们采取了如下的实习方案：

① 按照毕业设计题目的要求，指导学生收集相关设计资料，学习相关建筑设计规范，结构设计规范（荷载规范，混凝土规范、抗震规范）的主要内容。

② 结构计算前，利用多媒体课件向学生展示建筑结构设计全过程录像，使学生对建筑设计有一个直观的了解，将所学的各个知识点有效的加以连接，全面理解，形成系统。

③ 进行常用建筑结构设计软件PKPM 的讲解，使学生初步掌握结构设计软件的应用方法，在设计过程中重点进行结构建模、参数确定计算、施工图绘制等内容的练习，使学生毕业后能够更快的适应建筑工程的工作环境。

④ 施工图绘制严格按照建筑制图标准绘制，并聘请有经验设计人员进行绘图指导，按照设计院要求审核出图。

《钢筋混凝土结构》毕业实习是学生综合提高的关键环节，我们针对不同的学生按照其发展方向安排毕业实习的岗位，要学生带着任务出去，带着成果返校。通过毕业实习，使学生进一步巩固和加深所学的专业理论知识，提高学生综合运用所学知识解决工程实际问题的能力，为毕业后迅速适应职业岗位要求创造条件。

总之，通过以上实践教学形式，有效地提高了《钢筋混凝土结构》教学质量，提高了学生的动手能力和实践技能，毕业生走上工作岗位后较快地适应工作环境，受到用人单位的欢迎。也进一步促进了今后的教学。

参考文献

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关键词：高层建筑；混凝土；结构设计

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：

高层建筑由于其层数较多、空间结构的变化性较大，对于安全性、耐久性以及抗震性能具有特殊的要求，混凝土的结构设计状况在更高的程度上，为建筑质量施加直接的影响。因此，高层建筑的建设单位极其注重其中混凝土结构的设计工作。

1 高层建筑的混凝土结构的设计原则与要求

1.1 设计原则

1) 适用性。高层建筑中结构设计的适用性原则，是以该建筑设计时所设定的具体使用年限为参照，保证建筑的结构设计能够在此年限中，使自身的裂缝、变形、振动等各项性能变动，始终控制在允许的限度内，使建筑在各项结构性能的支撑下，得以为建筑用户正常顺利地提供各方面的使用功能。

2) 安全性。高层建筑中结构设计的安全性原则，亦是以设计使用年限为依据，使该建筑的结构设计在预定年限范围内，始终可以达到对内部与外部各项荷载力的有效承受，即使遭遇某些偶然的破坏性事故，也要能够使自身结构控制在整体稳定的状态中，避免出现大范围的结构性损害。

3) 耐久性。高层建筑的耐久性设计原则，是指建筑的结构设计必须在规定的使用年限内，维持足够的结构耐久性，比如，混凝土结构出现的裂缝宽度不得超出允许的范围，且钢筋保护层的厚度不能够变得过于单薄，以免钢筋在遭受外部潮湿空气的状况下出现锈蚀问题。

4) 可靠性。可靠性的设计原则，是指高层建筑的结构设计，必须在设计的基准期与建筑的使用年限范围内，充分达到耐久性、安全性、稳定性、刚度、动力性能等各方面的性能要求，即使超出年限的基准期范围，也能够在各项性能出现不同程度降低的基础上，维持正常的使用。

1.2 设计要求

1) 延展性。

高层建筑的结构柔性比低层的楼房要高，一旦遭遇地震等问题，会发生更大幅度的作用变形，若要避免建筑在地震等作用下发生倒塌变形等问题，就必须在进行混凝土结构的设计时，使其结构具备足够的延展性能。

2) 侧向力。

目前，高层建筑的结构设计中，其结构内力与变形等问题，主要受到地震的水平作用力及外部环境中的风力等因素的影响，层数的不断增多会带动水平作用力的持续加大。所以，在设计混凝土结构时，必须要充分地将这些侧向力的影响考虑在内。

3) 刚度要求。

高层建筑面临着众多的水平作用力影响，容易出现较大幅度的侧向位移，设计人员在进行混凝土结构设计时，必须在保证其具有足够强度的基础上，同时使其具备合理的刚度及自振频率，进而将楼层水平位移控制于允许范围。

2 高层建筑混凝土结构的具体设计方法

2.1 完善单元结构的布局设计

独立的结构单元设计，是高层建筑中的主要结构设计内容，此结构设计工作适合采用简单、规则的平面形式，但平面的整体长度与突出部分的长度应当控制于适宜的范围，且具备均匀分布的承载力与刚度，同时，竖向结构适合采取均匀、规则的形式，以保证建筑的外挑与内收问题得到有效的控制。

要达到这一目标，混凝土结构的设计者，应当在制定结构设计方案的阶段，便努力地将概念设计的理念与知识作为参考，使建筑的适用性与美观度等要求在得到满足的基础上，通过进行优化设计，使其结构的平面与竖向布局尽可能地实现简单、均匀与规则性，保证其结构刚度与承载力的合理分布，避免建筑独立结构单元出现过于集中的塑性变形或应力。

2.2 优化高强的混凝土与钢筋使用

高层建筑建设需要耗费较多的混凝土、钢等材料，若混凝土和钢的强度过大，势必会造成建筑材料总造价的超限，同时加大其他构件的造价，从而降低建筑建设的经济效益。因此，混凝土的结构设计人员应当对高强度的混凝土与钢筋的使用进行合理的优化控制。

以软土地基上的高层建筑设计为例，该结构地基受到的荷载较高，设计人员可以通过优化高强度的混凝土以及钢筋的使用，使建筑中各构件的截面尺寸得到合理优化，从而减轻建筑的结构自重，使建筑的基础工程建设难度得到大幅度的削减，降低工程的地基处理工作造价。

再以位于震区的高层建筑的结构设计为例，建筑的自重与地震作用程度成正比例关系，设计人员通过将高强度的混凝土与钢筋的使用量减少，可以在减轻其梁、板、墙、柱等构件自重的基础上，降低地震的作用力，进而保证建筑结构的安全程度，使建筑的整体安全度得以提升。

2.3 合理设计剪力墙平面结构

1) 以建筑的各项基本结构功能为依据，在满足这些功能的前提下，尽可能地使剪力墙的布置实现相对的集中化与均匀化，对具有较高的恒载或者平面形式变化较大的部位设计剪力墙，应当尽量缩小其间距。2) 以建筑的主轴方向或者是其他方向为基准，对剪力墙进行双向的布置，且墙肢截面适合为具备较小的侧向刚度的简单规则的形式，在设计中还要尽量地减少对短肢剪力墙的使用。

3 高层建筑的混凝土结构具体设计优化措施

3.1 结构安全性

1) 设计人员应当在保证建筑各项功能的同时，通过考虑结构自身的抗震性能及外部人为因素可能造成的结构破坏，有目的地将高层建筑的抗震等级提升。同时，还要从整体上，加强结构设计的稳定性与牢固度，避免将砖砌体承重或者装配式的混凝土结构应用于高层的公用属性较高的建筑中，而要优先选取现浇的钢筋混凝土的结构。

2) 设计人员要从建筑建设过程中及投入应用后的各个方面入手，综合考虑其荷载变化的状况，尽可能地将建筑结构的荷载标准值与构件承载力设置出较大的弹性裕度，并且为楼面等部位进行额外的增加荷载的设计，以保证建筑在各级的地震与火灾等灾害中，都可以实现对于自身结构安全的维护。

3.2 抗震概念

高层建筑的混凝土结构在应用过程中，最容易受到的破坏，便是来自于地震威胁，在进行设计的过程中，设计人员要以抗震概念设计为依据，通过进行抗震试验得出该建筑结构的抗震等级，或者借鉴相似建筑的抗震设计经验等，对高层建筑的结构体系、平立面设计、结构构件延展性等进行优化设计，以使建筑的抗震能力得到有效的提升。

3.3 耐久性

1) 选择良好的混凝土材料。

设计人员应当在保证混凝土材料的质量与基本性能的基础上，重点从结构的稳定性能、抗侵入性能、抗裂性能等几个方面入手，选择坚固、耐久、洁净的骨料，含碱量与水化热反应较低的水泥，减少对于硅酸盐水泥与用水量的应用，并适当地将矿物掺合料加入到材料中。

2) 优化结构使用设计工作。

高层建筑中的混凝土结构物普遍包括多个构件，每一个构件所处的环境存在显著的差别，这就决定了不同构件具备的耐久性寿命存在差异，因此，设计人员要根据实际的使用环境，明确建筑中不同结构构件的使用界限与注意事项。以屋面、阳台及女儿墙的设计为例，这些部位的梁柱构件，耐久性寿命普遍低于室内，必须合理设定这些部件维修或更换的时间。

3) 合理设计结构构造形式。

设计人员根据建筑的具体侵蚀环境与设计使用年限，设计厚度在 20 mm ～70 mm 之间的混凝土保护层，并通过协调构件的截面积与表面积，避免侵蚀性物质集中停留区域的形成，同时注意高侵蚀度的环境中，混凝土墙板的通风效果，并注意配筋间距的合理设计，以减少钢筋锈蚀、保护层剥离等问题的出现。

4 结语

高层建筑中混凝土是影响建设质量的关键决定性因素之一，因此，建筑设计人员必须加强对于其设计原则的分析与掌握，立足于具体的设计原则及要求，从整体的设计工作及具体的设计内容等方面入手，采取有效的策略，以推动混凝土结构设计的优化完善。

参考文献:

［1］ 张 鑫． 试析高层建筑混凝土结构的优化设计［J］． 建筑知识，2012( 8) :31-32．

［2］ 刘日望． 高层建筑中混凝土结构的优化设计要点浅谈［J］．华东科技，2012( 4) :10-12．

［3］ 陆小琪． 高层建筑混凝土结构优化设计分析［J］． 建材发展导向，2011( 9) :67-68．

篇14

【关键词】高层建筑；混凝土；结构；稳定性

1高层建筑混凝土结构设计特点

风或水平地震作用成为影响混凝土结构内力、混凝土结构变形及建筑物土建造价的主要因素。高层建筑和低层建筑一样，承受自重、活载、雪载等垂直荷载和风、地震等水平力。在低层混凝土结构中，水平荷载产生的内力和位移很小，可以忽略不计；在多层结构中，水平荷载的效应（内力和位移）逐渐增大；在高层建筑中，水平荷载和地震力将成为主要的控制因素。

相对于较低楼房而言，高层的混凝土结构在地震作用下的变形更大一些。建筑混凝土结构的耐震主要取决于混凝土结构的承载力和变形能力两个因素。为了使混凝土结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免高层建筑在大震下倒塌，必须在满足必要强度的前提下，通过优良的概念设计和合理的构造措施，来提高整个混凝土结构、特别是薄弱层（部位）的变形能力，来保证混凝土结构具有足够的延性。

2高层建筑中的混凝土结构设计内涵

随着高层建筑混凝土结构应用于高层建筑越来越广泛，要想保证高层建筑混凝土结构设计达到规范规定的标准，就必须遵循一定的原则，加强高层的建筑结构的使用维护、施工及设计，原则需求主要表现在以下三个方面：

第一，安全性。在设计的合理的使用年限以内的高层建筑的结构时应该可以承担各种可能发生的突况。而且在发生了偶然事件以后，建筑物的结构必须要保持一定的稳定特性。

第二，耐久性。在设计的可以使用的年限以内，高层建筑的结构应该具有一定的耐久性。

第三，适用性。在它能够合理使用的年限以内，高层建筑结构的设计应该可以满足使用的要求，具有较好的抗振、抗裂缝或者抗变形的性能。

3 高层建筑混凝土结构稳定设计考虑因素分析

3.1侧向力

无论是高层建筑还是低层建筑，它们都承受着风、地震力和垂直载荷（如自重、雪载和活载等） 等外力。只不过低层建筑受到水平力较小，而高层建筑受到水平力随着层数的增多而不断增大。在高层建筑混凝土结构设计时，应着重考虑到水平荷载和地震力等会影响混凝土结构变形、混凝土结构内力和建筑物土建造价的主要控制因素。

3.2适宜刚度

高层建筑的侧向位移会随着高度的增加而逐渐增大，在混凝土结构设计时应考虑到混凝土结构的强度必须足够且自振频率得合理等因素，以控制水平力作用下的高层建筑的侧向位移在一定范围之内。

3.3 延性良好

高层建筑与低层建筑相比其混凝土结构要更加柔性一些，若受到相同的地震力作用也更容易变形。在混凝土结构设计时首先应满足足够的强度，其次再通过优良的概念设计和合理的构造措施提高混凝土结构整体和局部的变形能力，保证混凝土结构在进入塑性变形阶段仍具有较强的变形能力，即具有足够的延性，以避免高层建筑在大地震作用下而倒坍，造成人们财产安全损失。

4高层建筑混凝土结构稳定设计对策分析

4.1 单元结构布局设计的完善

高层建筑的结构设计的主要内容是对各个单元结构进行独立设计。单元结构设计通常应用于一些建筑结构比较简单、规则的平面设计，在设计过程中，需要注意适当的控制平面结构中的整体、突出部分的长度，确保各个部分的承载力和结构强度均匀。在竖向结构的设计中，通常采用一些比较均匀、规则的设计，能够有效的控制建筑外观与内部结构之间的问题。

4.2 高强混凝土与钢筋使用的优化

混凝土和钢筋是高层建筑的主要施工原料，在具体的设计过程中，需要保障在高层建筑质量的前提下，对高强度的混凝土和钢筋的使用进行相关的优化，减少混凝土和钢筋的使用量，提高资源的配置效率。

例如，在地壳运动较活跃的地区进行高层建筑设计时，设计人员应该明确高层建筑的重量越大，地震的作用程度就越剧烈，在保障高层建筑的质量的前提下，对其进行优化设计，尽量的减少混凝土和钢筋的使用量，降低振动作用程度，提高其建筑结构的稳定性和安全性，延长其使用年限。

4.3 对剪力墙平面结构设计的合理化

设计人员在对高层建筑混凝土结构进行优化设计时，还需要重视剪力墙平面结构布局对高层整体建筑结构承载力均匀程度的影响。在进行剪力墙平面结构的优化设计时，主要是通过以下几点：一是将高层建筑的基本结构功能作为其设计的依据，最大程度的将剪力墙进行集中化和均匀化设计。二是找准高层建筑的设计基准，对剪力墙进行双向布置，尽可能的减少使用一些短肢剪力墙。

4.4 高层建筑钢筋混凝土结构抗震功能设计

高层建筑钢筋混凝土的抗震设计是建筑设计中的关键因素之一，在进行工程图纸设计时，房屋的结构按照其抗震的设防进行分类，其中房屋抗震的等级可以依据房屋结构类型、烈度和高度来按照国家抗震规范来确定。高层房屋结构的层数多或者房屋结构的刚度突变系数较大的话，其振型数则应该多取，例如房屋结构中含有多塔结构、顶部有小塔楼、转换层等，其振型数应尽量取大于等于12的数，但是它的大小依然不可以大于房屋总共层数的3倍，除了含有弹性的楼板，而且在进行总刚性的分析时，它的振型数才可以取的更大些。

4.5 加强对高强砼和高强钢筋的合理设计

为了可以有效的降低基本设施实施的难度与工程造价，在高层建筑混凝土结构设计中，要合理的使用高强混凝土和高强度钢筋。高层建筑的总造价一般包含框架结构的基础物料、施工及材料费用等，其中影响房屋造价比较大的是构筑件截面积和用钢量，为了有效的降低建筑的用钢量可以在建筑设计的时候合理的使用高强度钢筋和高强混凝土，这样可以大幅度的节约建筑的成本。

若高层的建筑设计是在厚软的地基上面的话，由于矗立在地基上面的荷载比较大，所以应该高效合理的使用高强混凝土及高强钢筋来优化构件的截面积，用来减少结构的重量，这样可以明显的降低基本设施的实施难度和工程的造价，用来取得较好的经济效果。

4.6 加强对高层建筑构造周期性折减系数设计

在框架结构中，当采用砌体来填充墙体时，折减系数在计算周期时取0.6～0.7；当采用轻质的砌块或者墙体少时，折减系数在计算周期时取0.7～0.8；当采用轻质的墙板时，折减系数在计算周期时取0.9。除了没有墙的框架结构，其余都要进行适量的折减。

在框架结构与顶盖结构设计中，填充墙会直接使结构的实际刚度大于设计时的刚度，所以这就会导致计算周期远远大于结构的实际周期，计算出的结构剪力比较小时，这就会使房屋建筑的结构不安全，所以要把建筑物的结构计算周期进行适当的折减，只有这样建筑的效果才能有所改善。

结 语

高层建筑的混凝土结构设计是现代建筑设计的重点和难点。在对混凝土高层建筑进行结构设计时，必须严格注意，在设计中充分发挥建筑力学材料的特性，加强设计过程的优化，根据实践经验设计出结构稳定的建筑作品，减少针对给人们日常生活带来的影响，在保证人们对建筑结构稳定性的信任度，满足建筑的舒适度。

参考文献