混凝土结构设计方法范文
发布时间：2023-09-27 15:05:30
导语：想要提升您的写作水平，创作出令人难忘的文章？我们精心为您整理的13篇混凝土结构设计方法范例，将为您的写作提供有力的支持和灵感！
篇1
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。
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
篇2
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
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中图分类号：TU208文献标识码： A
近些年来，随着我国社会的不断发展，人们生活水平的不断提高，人们对自己所居住的建筑要求也越来越高，建造的各类高层建筑层出不穷给城市建设带来了新的面貌，日益复杂的使用功能和多样化的建筑特征给高层建筑结构的设计者带来了非常严峻的挑战。在此笔者结合多年的实践经验，对高层建筑混凝土结
构设计如何优化进行分析和探讨，现总结如下。
1.高层建筑混凝土结构
在高层建筑业的发展中，高层建筑混凝土结构主要分为以下几种: ①钢筋混凝土结构； ②组合结构； ③新型结构； ④智能建筑结构。
1.1 钢筋混凝土结构
钢筋混凝土结构是最早的高层建筑结构，该结构主要由钢筋和混凝土构成，以用钢筋混凝土建造的，包括薄壳结构、大模板现浇结构和使用滑模、升板等建造的钢筋混凝土结构作为主要承重要件。此结构的整体性较能好，且具有耐高温、位移小、维护方便、成本低和刚度大等特点，钢筋混凝土结构的一系列特点，都是钢结构所望尘莫及的。随着我国混凝土增强材料技术的不断发展，钢管混凝土、钢混凝土和高强混凝土等方面技术的不断成熟。钢筋混凝土结构已经成为我国大多数高层建筑所采用的结构体系，是目前我国应用最广泛的也是大多数设计者最熟悉的建筑结构型式。
1.2 组合结构
组合结构主要有钢筋混凝土组合结构和组合切体结构两种类型，其中组合切体结构是一个组合砖砌体构件，主要由砖砌体和钢筋混凝土面层组成，在轴向力偏心距超过0.7y( y 指由截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离) ，或e 较大，无筋砌体承载力不足，截面尺寸受到限制时比较适用。组合结构与钢筋
混凝土结构有所不同，本结构除了具有钢筋混凝土结构的特点外，还具有污染小、节约钢材等特点，与钢筋混凝土结构相比，更节约了建筑施工中所需要的成本，而且科技含量高，在组合结构中，混凝土被填充于钢管之内，钢管内的混凝土在三轴受压的状态之下可以大大提高钢管的承载能力，同时又节约了大量的钢材。因此，在一定条件下，组合结构可以取代钢筋混凝土结构。而且组合结构有着更广泛的应用范围，不但应用在高层建筑中，在造船、冶金与电力等方面也同样适用。
1.3 新型结构
在高层建筑结构体系中，剪力墙体系和框架体系等几种类型是比较常见的，而对于新型的结构体系，它主要是以筒体的组成方式来作为区分标准的，新型结构体系可分为三种体系: 筒中筒体系、框筒体系和束筒体系。相比于传统的单片平面结构体系，新型结构体系中的筒体则具有更大的抗侧刚度，且承载力更大。目前，在功能较全且层数较多用途较广的高层建筑中，这种新型结构体系相对比较适用。
1.4 智能建筑结构
BAS、OAS 和CAS 是智能化系统的三大代表，BAS 指楼与自动化系统，OAS 指办公自动化系统，CAS 指通信自动化系统。目前，智能建筑结构在高层建筑中应用较少，本结构是高新技术产业与现代建筑技术相结合的一种建筑结构，随着社会的发展，人们生活水平的不断提高，这一结构也具有较好的应用前景。在这新的建筑建构之下，建筑物的系统、结构体系以及服务与管理等要素被联系在一起，设计得以更加优化，人们可以生活在一个更为方便快捷且安全舒适的环境中。
2. 高层建筑结构设计考虑因素
在高层建筑中，当建筑物达到一定高度，安全性就会成为重要的考虑因素，混凝土结构的优化设计是安全性的一个重要保证，因此，对于具有一定高度的高层建筑，在设计时，混凝土结构的优化设计就显得异常重要，。高层建筑结构设计必须充分考虑各方面因素，使其达到强度足够、刚度适宜、延性良好、设计合理的标准。需要考虑的因素主要包括: ( 1) 侧向力，侧向力主要是指建筑物在建成以后所承受的风力、地震力和垂直载荷等外力。无论是高层建筑还是低层建筑，都要承受这样的侧向力，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。因此，水平荷载和地震力等侧向力应该成为高层建筑结构设计时着重考虑的因素，这些因素正是影响高层建筑物结构变形、结构内力和建筑土建造价提高的主要因素；( 2) 适宜的刚度，据胡克定律，剪切模量G 能够在很大程度上决定向同材料的刚度，同时，建筑物的形状购置也将在很大程度上决定建筑物在塑性期的刚度。在高层建筑建设过程中，建筑高度是一系列风险因素的出现原因，其中不仅包括侧向力，更包括侧向位移，它是会随着建筑物高度的增加而逐渐增大，当高层建筑在水平力的作用之下，为了使高层建筑的侧向位移保持在一定范围之内，高层建筑必须具有足够的强度，同时，自振周期必须控制在最合理范围内，只有这样，高层建筑的结构设计才是最优化的。
3. 高层建筑混凝土结构优化设计的具体方法
高层建筑混凝土结构设计作为高层建筑结构设计的主要部分，它必须能够与高层建筑的结构设计相适应。目前，在整体结构合理的条件下，追求结构中各个构件的最大承载力成为国内外学者追求的主要目标。目前为止，对于各个构件的优化，尽管各国学者已经进行过相关研究，但行业内仍没有一个适用于高层建筑结构设计的成熟数学模型，同时这一模型能够满足各种结构设计规范条件，符合设计人员习惯，又尽可能接近最优解。因此，在实践的指导下，对各个构件内力的最大承载力的追求就成为设计人员的目标。从本质上说，优化设计的关键点就在于整体和局部概念的统筹合理，二者兼顾。接下来，就高层建筑混凝土结构的优化设计提出具体三项方案:
3.1 合理使用高强砼和高强钢筋。在建筑的整个施工过程中，用钢量是影响总造价的一个重要因素。因此，为了合理降低用钢量，降低造价，节约成本，设计中必须合理使用高强钢筋。然而在高层建筑位于深厚软弱地基之上的情况下，强砼和高强钢筋高优化构件截面尺寸的合理使用，对于减轻地基载荷，降低基础施工的难度，缩减造价，将具有非常直观的经济效果。由于地震对于一幢建筑的破坏程度，是与该幢建筑的自重成正比的，自重越大，受损毁的可能性，破坏程度就越大。因此，减轻建筑物自重
能够减小其受地震破坏的程度，为建筑物的安全提供保证。所以，高强砼和高强钢筋在设计中的合理使用对于快速、有效的减少墙、柱、梁、板等构件的截面尺寸，减少用钢量，减轻建筑自重，最后达到降低造价及安全使用的目的具有十分重要的作用。
3.2 在高层建筑的结构设计中，对于一个独立结构单元，平面性状、各部分的刚度和承载力是三个需要考虑的重要因素。首先，平面结构性状应该最大限度的做到简单而且规则，长度不应过长，凸出部分不应过大，竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。其次，刚度和承载力在各部分应该分布均匀，竖向布置严重不规则的结构应该禁止采用，下大上小，逐渐均匀变化的侧向刚度结构才是最合理的。在结构设计的过程中，也许会出现这样的状况，结构足够合理，正如以上所述的标准一样，但却缺乏美观和实用性。这时，就需要结构设计人员要特别重视结构概念设计，并且将概念设计贯穿于建设过程的始终。使建筑结构在满足美观、适用的前提下，平面的布局和竖向布置既简洁、又规则均匀，从而具有合理的刚度和承载力分布。
3.3 注重剪力墙的平面布置。具体应如何注重剪力墙的平面布置，我们应该从以下几方面做起: (1) 剪力墙的布置原则在于沿周边均匀、相对集中布置，同时又不损害建筑原有的使用功能。一般布置在建筑物的楼梯间、电梯间处，以及平面形状变化及恒载较大的部位，其间距宜适中，不宜过大。(2) 剪力墙墙肢截面应具有简单、规则的特点，剪力墙结构应具有一定侧向刚度，但不宜过大。(3) 较多的短肢剪力墙不会起到联合剪力的良好效果，全部为短肢剪力墙的情况更是应该避免出现。
4.结语
总而言之，在高层建筑混凝土结构设计时，应充分考虑各方面因素，考虑高层建筑风和地震力等侧向力的影响； 考虑自重和地基载荷的影响； 保证高层建筑结构具有足够的强度，具有适宜的刚度，具有良好的延性。与此同时，也应该能够从整体上把握结构整体的设计，了解总体系和主要体系间所存在的最佳受力标准，从而找到最优结构方案，满足各方设计使用要求。
参考文献:
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近些年来，随着经济的发展和土地资源的减少，高层建筑已经越来越多的出现，建筑造型也是千奇百怪，高层建筑设计已经成为了建筑设计领域的主要设计任务，做好高层结构设计的指标控制对于结构设计人员来说是一项基本要求。
1、刚度比
刚度比主要是控制结构的竖向不规则，避免结构刚度突变，出现结构薄弱层，正常设计的高层建筑下部楼层侧向刚度宜大于上部楼层侧向刚度，否则变形会集中于刚度小的下部楼层而形成结构软弱层，所以应对下层与相邻上层侧向刚度比值进行限制。根据《高规》规定，高层建筑的竖向体型宜规则，避免有过大的外挑和收进。结构的侧向刚度宜下大上下，逐渐均匀变化。《高规》3.5.2条规定了各种结构形式的刚度比控制指标，在PKPM软件中，对于结构刚度比不满足规范规定的数值情况，自动判断为薄弱层，并且并按《高规》3.5.8条对其对应的地震作用标准值的剪力乘以1.25的放大系数。对于结构薄弱层，可以通过减小本层层高、增大上层层高或者增大本层柱及边框梁截面尺寸来调整。另外，对于刚度计算，PKPM软件提供了剪切刚度、剪弯刚度以及地震剪力与地震层间位移之比三种刚度计算方法，由于计算方法不一样，计算结果差异较大，设计人员应正确选择。
2、周期比
周期比指的是结构第一扭转周期Tt和结构第一平动周期T1之间的比值，控制周期比的目的是控制结构的扭转刚度不能太弱，减小扭转对结构产生的不利影响，其实质是控制结构的扭转变形要小于结构的平动变形。国内外历次大震震害表明，平面不规则、质量与刚度偏心和扭转刚度太弱的结构，在地震中遭受到严重的破坏。周期比控制指标参见《高规》3.4.5条，当周期比不满足规范规定时，可以调整结构构件布置来调整，一般为通过增大结构墙、柱、框架梁的刚度，虚弱结构中间墙、柱的刚度来实现。结构第一振型、第二振型宜为平动，扭转振型宜出现在第三振以后，当结构第一振型为扭转时，说明结构的扭转刚度相对于沿主轴方向的抗侧移刚度过小，应通过增大X、Y向结构刚度、适当减小结构内部刚度来调整，当第一周期为平动，第二周期为扭转时说明结构X、Y向刚度相差较大，结构的抗扭刚度相对于其中一个主轴是合理的，单相对于令一主轴的抗侧移刚度太小，可以在SATWE计算结果中的结构空间震动简图中，选择结构顶视图，根据前三振型的震动情况来判断需要加强结构抗扭刚度的部位。另外周期比计算应采用刚性楼板假定，同时计算周期比时，需保证结构的有效质量系数不小于90%，保证各振型参与质量，避免出现局部震动。
3、位移角与位移比
3.1根据《高规》规定，高层结构应具有足够的刚度，避免产生过大位移而影响结构的承载力、稳定性和使用要求，保证主体结构基本处于弹性受力状态，避免混凝土墙柱出现裂缝，保证填充墙、隔墙、幕墙等非结构构件的完好。同时规范明确规定正常使用情况下，结构的水平位移应按《高规》第四章规定的风荷载、地震作用和第五章规定的弹性方法计算。按弹性方法计算的位移角参见《高规》表3.7.3。因规范未对于规定水平力作用下的位移角做出规定，所以可以对其不控制或适当放松，因此PKPM软件输出计算结果中关于规定水平力作用下的位移角结果并不起控制作用。
3.2《高规》3.4.5条规定了考虑偶然偏心影响下，在规定水平地震力作用下结构的位移比要求。控制位移比的目的是为了限制结构平面布置的不规则性，避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。计算位移比时应注意几个问题：（1）现有PKPM软件可以输出所有工况下的位移比，但根据规范规定仅对规定水平地震力作用下的位移比进行控制。（2）位移比计算应采用刚性楼板假定。
4.轴压比
轴压比N/（fcA）指考虑地震作用组合的轴压力设计值与柱全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比值，它是影响墙柱抗震性能的主要因素之一，控制轴压比的目的是为了保证结构在地震作用下的延性以及耗能能力，轴压比规定参见《高规》表6.4.2及表7.2.13。当轴压比不满足规范规定数值时，结构的延性无法保证，可以通过增大墙、柱截面或提高其混凝土强度等级来调整。
5.剪重比
《高规》4.3.12规定多遇地震水平地震作用计算时，要满足剪重比的最低要求。由于地震影响系数在长周期段下降较快，对于基本周期大于3S的结构，由此计算的水平地震作用下的结构效应可能过小。而对于长周期结构，地震地面运动速度和位移可能对结构的破坏具有更大影响，但是规范所采用的振型分解反应谱法尚无法对此作出合理估计，处于安全考虑，规范对结构剪重比做出控制。当结构剪重比不满足时，勾选SATWE软件中的“按抗震规范(5.2.5)调整各楼层地震内力”选项后，程序经自动调整不满足剪重比要求的楼层的地震剪力使其满足剪重比的最小要求。对于带地下室结构，地下室由于受回填土的约束作用，可以不考虑剪重比调整。另外当地震剪力偏小，而层间位移角偏大时，说明结构过柔，宜适当增大墙柱截面，提高刚度；当地震力剪力偏大，而层间位移角偏小时，说明结构总体刚度过大，宜适当减小墙柱截面，降低结构刚度以取得合适的经济技术指标。
6.层间受剪承载力比值
层间受剪承载力指在所考虑的水平地震作用方向上，该层全部柱、剪力墙、斜撑的受剪承载力之和。控制受剪承载力比值是为了控制结构竖向不规则，防止出现薄弱层。《高规》3.5.3规定了楼层抗侧力结构的层间受剪承载力的比值，当不满足规范要求时，应对其楼层地震作用标准值的剪力应乘以1.25放大系数。同时可以通过适当提高本层构件强度（如增大配筋、提高混凝土强度等级或加大截面）以及提高本层墙、柱等抗侧力构件的承载力或降低上部相关楼层墙柱等抗侧力构件受剪承载力。
7.刚重比
刚重比是结构刚度与重力荷载之比，它是控制结构整体稳定的重要指标。高层建筑结构的稳定设计主要是控制在风荷载和水平地震作用下，重力荷载产生的二阶效应（P-）效应不至于过大，导致结构失稳倒塌，参见《高规》5.4.1及5.4.4条。刚重比不满足要求。说明结构刚度相对于重力荷载太小，刚重比过大，说明结构的经济性指标较差，宜适当减少墙、柱数量或截面尺寸。PKPM中刚重比输出见“结构设计信息”中“结构整体验算”内容。
8.质量比
质量比控制为《高规》新增条文，《高规》3.5.6规定楼层质量沿高度宜均匀布置，楼层质量不宜大于相邻下部楼层质量的1.5倍。
结束语
建筑布局、功能越来复杂，高层结构设计任务越来越重，以上八个指标是一般高层结构设计时，从整体上需要重点把握的一些指标，当然除此之外还有很多其它比值需要我们结构设计人员在设计中加以控制，例如高层结构的高宽比、梁柱剪跨比、剪压比等等。做好指标控制，对于实现小震不坏，中震可修，大震不倒以及性能化设计具有重要意义。
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中图分类号： TU375 文献标识码： A 文章编号：
引言
改革开放以来，我国的建筑行业经历了一次次质的飞跃，尤其是在上个世纪九十年代至今，中国的房地产业异军突起，一栋又一栋的高楼在城市拔地而起。而随着近年来城市美化运动的不断兴起，城市在新建建筑和旧有建筑改造方面越来越多的选择了一些比较新颖的建筑形式，工程设计正在变得越来越复杂。在所有的现代建筑中，钢筋混凝土结构可以说是使用最为广泛的结构形式。钢筋混凝土结构是指用配有钢筋增强的混凝土制成的结构。承重的主要构件是用钢筋混凝土建造的包括薄壳结构、大模板现浇结构及使用滑模、升板等建造的钢筋混凝土结构的建筑物。其中钢筋用于承受拉力，混凝土则用于承受压力。相比于其他的建筑形式，钢筋混凝土具有坚固、耐久、防火性能好、比钢结构节省钢材和成本低等优点，因而得到了广泛的使用。但是在现代建筑设计越来越高的不断要求下，钢筋混凝土结构的设计中应该怎样做好相关的工作呢？下面本文就结合在设计工作中所总结出的一些经验，将其中一些问题及处理方法归纳如下，具有一定的理论指导意义。
1关于桩筏基础设计中对于筏板厚度的取值问题
桩筏基础设计是建筑的基础部分，但是由于很多设计人员往往经验不足，因此在桩筏基础设计容易出现种种问题，造成成本的增加，最常见的是对于筏板厚度取值的不准确。在实际设计中，我们一般是先按建筑层数估算筏板厚度，常规是按层数×50mm来估算。例如一幢十八层的小高层住宅，我们则先按18×50=900mm设定筏板厚，然后再根据排桩情况，分别验算角桩冲切，边桩冲切及墙冲切，群桩冲切。一般情况均为角桩冲切来控制板厚，但这里主要强调一个短肢剪力墙结构下的群桩冲切，短肢剪力墙结构由于墙体不封闭，故取值群桩冲切边界时有相当大的困难，而群桩冲切由于桩群重叠面积较大，应是一种不利状态。因此，一般建议是取值几个大层间近似作为冲切边界，所围区域内短肢墙体内力则作为抗力抵消，虽不完全准确，但区域放大后，边界的开口效应有所削弱，是可行的。
2关于强柱弱梁的设计理念
强柱弱梁的概念主要是针对小震不坏，中震可修，大震不倒的抗震设防目标而提出的。柱破坏了建筑物整个都会倾覆，而梁破坏则仅是某个区域失效，因此，柱较之梁破坏的损害更大，当前我们的经济已高速发展，我们结构设计人员在设计中一定要将这一概念设计贯彻下去。必须严格控制柱轴压比，笔者认为轴压比在任何情况下均不宜超过0.9%，且我们对柱断面及配筋设置时应分部位处理，建议边柱，角柱应适当加强，特别是角柱，建议应全柱加密箍筋，且配筋率不宜小于1%，所有框架柱，不包括小截面柱，建议纵筋均应大于20，且柱筋品种不宜过多，矩形截面柱尽可能对称配筋。而对梁配筋则建议应配足梁中部筋，而支座筋则可通过调幅让其适当降低，以使地震作用下能形成梁铰机制，防止柱先于梁屈服，使梁端能首先产生塑性铰，保证柱端的实际受弯承载力大于梁端的实际受弯承载力。
3抗震设计的问题
(1)抗震设计的基点结构。抗震设计的基点是强度和延性。人们现在已经认识到可以利用钢筋混凝土结构屈服后的非弹性变形来抵抗地震，也就是将强度和延性两者相结合来抵抗地震。为保证结构的抗震能力，对结构设计而言，如果我们给结构设定较低的承载力水准，相应地就要求结构具有较高的延性水准；如果我们给结构设定较高的承载力水准，则结构需要的延性水准就可以较低。
(2)能力设计法。能力设计法的基本思想为：为了使抗震钢筋混凝土结构在地震中形成所追求的“梁铰机构”或“梁柱铰机构”，就需要把不希望出现塑性铰或不希望先出现塑性铰(也就是不希望塑性转动过大)的部位的抗弯能力相对增强；为了不致在结构表现出所需的延性之前在结构的任何部位出现几乎没有延性的剪切失效，也需要相对增强各有关部位的抗剪能力；还需要采取必要的措施使可能形成塑性铰的部位具有足够的延性能力和必要的耗能能力。
4框剪结构设计的问题
框剪结构的连梁设计很重要，但我们看到，目前很多设计在这个环节上做的并不好。有的是因为重视不够，有的是应为认识不足。现在我把我在这方面的经验简单介绍一下。首先，什么是连梁呢?简单的说，就是那些连接两片剪力墙，当遇到中震或大震时，它会首先开裂，起到耗能作用，从而使建筑物保持一定延性的梁。只有满足了这种情况，才是连梁，或者说我们才有意义把它按连梁进行设计。根据它的特性，我们就应该设计时注意几点，第一，不要盲目地增大它抗弯的能力，否则会使连梁延迟破坏，起不到及时耗能的作用，致使其他重要构件破坏，使结构失去延性。第二，我国现行结构规范中规定，连梁上不许搭框架梁。我觉得这句话说得不严谨，更准确的定义应该是，不准搭重要的竖向承重构件。因为我们设计连梁会在遇到中震或大震时，首先开裂，所以它的抗剪能力也会急剧下降，如果此时它还承受着很大的竖向荷载，就会引起连锁破坏。
结束语
钢筋混凝土结构作为使用最广泛的结构形式，其设计工作贯穿于国内的各个行业建设当中，面临的情况也是复杂多变，而且可以预见，随着今后建筑样式的不断推陈出新，在设计上的难度要求也必然是越来越高的。所以，广大设计人员一定要从心底里对其保持足够的重视，哪怕是一个小小的遗漏或错误都有可能造成建筑工程的失败，严重者会导致人民的生命财产安全遭受损失，所以必须要不断的总结、不断的检验、不断的创新，才能让这种建筑结构形式更好的发挥其应用，也让我们的建筑设计走向世界前列。
参考文献
[1]张涛，于洪斌.论钢筋混凝土高层结构设计常见问题[J].才智.2010(08)
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型钢混凝土结构在日本的应用和研究
SRC结构在日本应用较早，应用极为广泛，相关研究和试验也在国际上处于领先地位。20世纪20年代，日本在一些工程中开始采用SRC结构。1930年以前，日本的SRC结构以钢骨为主要配筋，钢筋只是辅的。从1930～1970年，日本的SRC结构以空腹式钢骨为主要形式；1970年以后，日本的SRC结构则以实腹式钢骨为主。1964年以前SRC结构主要应用在6～10层的建筑物上，1964年以后开始应用到超高层建筑上。根据统计：1981～1985年间，6层以上的建筑物中，采用SRC结构的栋数占总栋数的45.2%，采用SRC结构的栋数占总面积的62.8%。截止到目前，SRC结构的工程应用日益广泛，它与钢结构、木结构、和RC结构并列为四大结构之一。
19世纪20年代，日本就开始做SRC结构的有关试验。1928年齐田时太郎做了轴心受压柱试验，1929年槟田捻做了偏心受压柱试验，1932年内藤多仲做了梁柱节点试验，1937年棚桥做了梁的试验。1951年日本建筑学会成立了SRC结构分会，开始对SRC结构进行了全面系统的研究。1958年第一次制定了《钢骨混凝土结构设计标准》，并前后进行了三次修订，基本上形成较为完整的设计理论和方法。
型钢混凝土结构在欧美的应用和研究
SRC结构在欧美的应用虽不及在日本广泛，但是欧美应用SRC结构的时间更早。欧美国家的工程技术人员最初是为了满足钢结构的防火要求，在钢结构外包上混凝土，称为混凝土包钢结构。1902年加拿大学者Mackay进行了混凝土内埋型钢的空腹式SRC梁的试验，认为混凝土与型钢具有协同工作的性能。1908年Burr做了空腹式SRC柱的试验，发现混凝土外壳使柱的强度明显提高。但是，在很长的时间内，混凝土包钢结构仍按照普通钢结构设计，并不考虑混凝土外壳对构件强度和刚度的提高。19世纪40年代后，欧美国家的工程技术人员开始意识到外包混凝土对提高刚度的有利作用，在考虑折算刚度后仍按照普通钢结构设计。美国在《钢筋混凝土房屋建筑规范》（ACI318～89）中有“组合受压构件”的专门规定。英国在《英国标准BS5400》（1978～83）规程中也列有SRC柱的技术规定。折算刚度法一直沿用，并编入1985年欧洲统一规范EC4《组合结构》。
型钢混凝土结构在东欧国家的应用和研究
前苏联在二次世界大战后，为了加快恢复重建，采用了大量的SRC结构。1951年苏联电力建设部出版了劲性钢筋混凝土结构设计规范，主要是关于空腹式钢骨混凝土梁和柱以及框架结构的设计规定，但是钢骨混凝土构件中没有设置柔性钢筋和箍筋。1978年苏联混凝土结构研究所编制了（劲性混凝土结构设计指南》（CN3-78），它是以实腹式SRC构件为主要内容，强调必须设置柔性钢筋和箍筋。对SRC梁的正截面计算根据中和轴不经过型钢、经过型钢和经过型钢翼缘3种情况而定。对SRC柱采用将型钢折算成等效混凝土，由此求其偏心距增大系数。在计算临界荷载时，考虑荷载偏心距，柱子长细比，荷载作用时间等影响。
型钢混凝土结构在我国的应用和研究
50年代初，我国从前苏联引进了SRC结构，内蒙古电厂的主厂房和鞍山钢铁公司的沉铁炉基础是由前苏联设计，由我国施工的SRC结构，后来由于片面追求节省钢材，其应用只限于少量工业厂房和特殊结构，并于60年代末，这种结构几乎停止使用。80年代后，随着我国建筑业迅猛发展，SRC结构又一次在全国兴起。北京的国际贸易中心和京广大厦等超高层建筑的底部几层都是SRC结构；北京香格里拉饭店高24层，其柱子为型钢混凝土柱，而梁采用组合梁；北京燕莎中心、大连渤海大酒店以及上海的金茂大厦等都采用了型钢混凝土结构。其中金茂大厦是目前我国采用SRC结构的最高建筑物。但总体来说，SRC结构在我国应用相当有限。
我国对型钢混凝土的研究起步较晚，自20世纪80年代才开始对型钢混凝土结构进行较系统的研究。西安建筑科技大学与原冶金部建筑研究总院最早开始研究。1986年国家计委工程建筑国家标准规范重点科研项目“混凝土结构设计规范第四批科研课题”将“型钢混凝土结构性能及方法”列为研究课题之一，组成专门研究课题组，进行了一系列的试验研究，并负责编写技术规程。经过多年的试验研究和工程实际应用，参考日本的SRC结构设计标准，1998年冶金工业部颁发了我国第一部型钢混凝土结构行业标准《钢骨混凝土结构设计规程》（YB9082-97）。
型钢混凝土现有设计方法简介
目前国内外型钢混凝土结构计算理论主要有三种：
基于钢结构的计算方法并考虑混凝土作用。这种方法主要是欧美国家采用。适用于用钢量较大的情况。
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中图分类号： TU528.571 文献标识码： A 文章编号：
一、前言
混凝土结构耐久性是指混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下，在设计要求的目标使用期内，不需要花费大量资金加固处理而保持其安全、使用功能和外观要求的能力。现行规范主要考虑荷载作用下结构承载的安全性与使用性的要求,按照承载能力极限状态来进行设计，以保证结构的安全。但较少考虑在结构的长期使用过程中，由于环境作用引起材料性能劣化对结构安全性与耐久性的影响。结构可靠性是结构在规定的时间内、在规定的条件下、完成预定功能的能力。但由于环境、材料、设计、施工、使用及养护方面未满足规范的要求，不能保证设计所要求的可靠性,因此，在结构的设计使用年限内，基于可靠度基本理论，考虑抗力和荷载的随机变化特性，将静态的性能参数与动态的耐久性参数在设计中有机结合在一起，减少人为因素的影响，保证结构应有的安全性与耐久性，具有重要的社会价值和经济效益。
二、混凝土结构耐久性设计的主要原因
混凝土结构的耐久性是指在设计确定的环境作用和维修、使用条件下，结构构件在设计使用年限内保持其适用性和安全性的能力。耐久性是建筑结构必须满足的功能之一，我国规定普通房屋和构筑物的设计使用年限为50年。混凝土结构的耐久性按正常使用极限状态控制，特点是随时间发展因材料劣化而引起性能衰减。耐久性的极限状态表现为: 钢筋混凝土构件表面出现绣胀裂缝；预应力筋开始锈蚀；结构表面混凝土出现可见的耐久性损伤( 酥裂、粉化等)。材料劣化进一步发展还可能引起构件承载力问题，甚至发生破坏。由于影响混凝土结构材料性能劣化的因素比较复杂，其不确定性很大，一般建筑结构的耐久性设计只能采用经验性的定性方法解决。
三、影响混凝土结构耐久性的因素
影响混凝土耐久性的因素很多，主要包括:环境因素、材料因素、设计因素、施工因素等四个方面。
1、环境因素
（1）混凝土碳化
混凝土中碱性物质（Ca(OH)2）使混凝土内的钢筋表明形成氧化膜，它能有效地保护钢筋，防止钢筋锈蚀。但由于大气中的二氧化碳（CO2）与混凝土中的碱性物质发生反应，使混凝土的pH值降低，这就是混凝土的碳化。考虑混凝土碳化的随机性，在工程实践中，国内外常用的碳化速率模型如下公式:
上式中:
X 碳化深度；
t:碳化时间(结构服役时间)；
K:碳化系数，表示碳化的速度。
（2）硫酸盐腐蚀
硫酸盐对混凝土的化学腐蚀有两种:
①与混凝土中的水化铝酸钙反应形成硫铝酸钙；
②与混凝土中氢氧化钙结合形成硫酸钙；
两种反应均会造成体积膨胀，使混凝土开裂。硫酸盐对混凝土的化学腐蚀过程一般较为缓慢，通常要持续很多年，地下水、土中的硫酸盐可以渗入混凝土内部，并在一定条件下使得混凝土毛细孔隙水溶液中的硫酸盐浓度不断积累，当超过饱和浓度时就会析出盐结晶而产生很大的压力，导致混凝土开裂破坏，这一过程是纯粹的物理作用。
2、混凝土冻融破坏
混凝土的抗冻耐久性是指饱水混凝土抵抗冻融循环作用的性能。当发生混凝土冻融破坏的必要条件是当混凝土处在冻融循环交替作用和饱水状态下，所以，在寒冷地区和与水接触的混凝土结构物经常发生混凝土冻融破坏，如发电站冷却塔、水池、阳台、水工混凝土结构物等。混凝土的抗冻性是混凝土耐久性中最重要的问题之一。
3、材料因素
混凝土原材料中的碱与骨料中的活性成份在混凝土浇筑成型后若干年逐渐反应，生成物吸水膨胀使混凝土产生内部应力，膨胀开裂。由于活性骨料经搅拌后大体在混凝土内部呈均匀分布，一旦发生碱骨料反应,混凝土内各部分均产生膨胀应力，使混凝土开裂。而混凝土的开裂往往又会加剧钢筋的锈蚀、冻融破坏、碳化和侵蚀等腐蚀作用，导致混凝土结构耐久性的迅速下降，针对混凝土的碱骨料反应，目前尚无有效的阻止和修复方法，因此被称为“混凝土的癌症”。
4、设计因素
依据Fick第二扩散定理，氯离子扩散至钢筋表面的时间与保护层厚度的平方成正比；在碳化现象中，保护层的厚度与二氧化碳的扩散速度密切相关。保护层的厚度决定了介质侵入到钢筋表面时间的长短。过多超量的水在混凝土结构内部留下了孔缝，从而大大降低了混凝土的密实度而增加了空隙率和渗透性，使混凝土容易受有害气体和液体的侵蚀渗透，表面吸水率和渗透也增大，使抗渗能力下降幅度过大。
5、施工因素
施工因素（混凝土振捣和后期养护）对混凝土结构耐久性有较大影响，如在施工过程中振捣不密实，就会在混凝土中留下很多孔径，从而减小混凝土的密实性，使混凝土结构更容易遭受冻融、酸碱侵蚀、碳化等。在后期养护中，如养护不及时，特别是大体积混凝土,由于混凝土的收缩开裂的因素，在混凝土表面产生收缩裂缝,从而使酸碱介质、CO2等更容易进入混凝土内部，使钢筋锈蚀，体积膨胀，造成混凝土结构破坏。
四、基于可靠性的耐久性设计
1、耐久性极限状态
混凝土结构或构件耐久性极限状态应按正常使用下的适用性极限状态考虑，且不应损害到结构承载能力和可修复要求。其耐久性极限状态可分以下三种:
①钢筋开始发生锈蚀的极限状态。
②钢筋发生适量锈蚀的极限状态。
③混凝土表面发生轻微损伤的极限状态。
2、基于可靠性的耐久性设计的计算模型
在基于可靠度的设计理论框架下，混凝土结构耐久性设计的目的:结构在规定的工作环境中，在预定时期内，其材料性能的劣化不致导致结构出现不可接受的失效概率。可靠度模型考虑时间变化因素，是结构可靠度分析的动态模型。这种方法是直接计算不同时刻t的抗力效应R(t)与荷载效应S(t)的两个随机变量，用蒙特卡罗法求对应时刻功能函数Z(t)的可靠度,从而求出混凝土结构的动态可靠度变化。从理论上讲,这种方法很适合混凝土结构的耐久性研究。从强度降低的计算、某一时刻抗力效应随机变量计算、功能函数可靠度计算到最终回归出动态可靠度函数，每个步骤都可使用计算机来实现。
混凝土结构耐久性失效的功能函数随机过程为:
Z(t)=R(t)-S(t)
式中:
R(t)为结构抗力随机过程；
S(t)为结构荷载随机过程。
其可靠度指标:
上式中:
UR(t)、US(t)分别是R(t)、S(t)的平均值；
σ2R(t)、σ2S(t)分别是R(t)、S(t)的标准差。
五、结语
1、由于影响混凝土结构耐久性的因素很多，难以达到定量设计的程度。GB/T 50476-2008采用了宏观控制的方法，根据结构设计使用年限和环境类别对结构混凝土提出相应的限制和要求，以保证其耐久性，为此，设计人员应结合已有的设计经验和当地工程实践认真的进行结构的耐久性设计。
2、混凝土结构的设计方法正在由强度设计向耐久性设计转变的阶段。目前，对混凝土结构耐久性的影响因素的研究仅局限于个别因素，应该结合工程实际，综合考虑各种因素对混凝土结构耐久性的影响。耐久性设计应该以对不同的环境类别和条件进行分类，对不同设计使用年限的结构提出设计标准。
3、基于可靠性的耐久性设计考虑了抗力和荷载的随机变化特性，将静态的性能参数与动态的耐久性参数在设计中有机结合在一起，较好的符合结构损伤对服役寿命影响的变化规律，减少了人为因素的影响，对耐久性设计提供了一定的参考价值。
参考文献:
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Abstract: In the structural design, construction process, insufficient researches on the mechanical properties of the structure construction management is not perfect; it is the cause of cast-in-place reinforced concrete reinforcement improper internal cause. It is sometimes used in computerized design has the unreasonable place, need for mechanical analysis, manual review, if there is no force, according to the measures for construction steel bars. Construction process of inherent uncertainty and complexity of structure and performance of the myriads of changes is the structure of the construction phase average risk rate is an important external cause.
Key words: construction engineering; structure design; reinforced concrete structure; reinforcement
中图分类号：TU3 文献标识码：A 文章编号：
1、配筋构造要求
钢筋混凝土结构是指承重的主要构件是用钢筋混凝土建造的包括薄壳结构、大模板现浇结构及使用滑模、升板等建造的钢筋混凝土结构的建筑物。混凝土主要构件包括梁、板、柱、剪力墙、壳体，还有局部构件如楼梯、雨篷。
1.1建筑方案设计与配筋构造
就从经济角度出发，任何一个投资人都希望减少配筋同时获得较好的安全与功能具备的建筑物。一位好的方案设计人员在满足建筑功能布局要求的前提下尽量考虑到结构规范的限制。否则，当设计者再考虑建筑设计时，由于建筑专业设计人员对结构设计的有关规范要求不熟悉，做出的建筑方案很可能使相应的结构方案难以满足结构设计规范的要求，待进入施工图设计阶段后，结构专业才对建筑方案提出较大的修改意见。此时，由于建筑方案已经经过提交，甲方往往对建筑方案已认可，要么重新对建筑方案提出修改，要么因为建筑超限而增加构造措施，增加配筋。
1.2概念设计与构造问题方法
设计人员应特别重视结构概念设计，重视结构的选型和平、立面布置的规则性，优先选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系。建筑设计的目的是创造一个有效的环境整体，即一个由许多相互关联的环境分体系形成的整体。所以，设计人员在开始处理结构方面的问题时，必然希望在形成和处理总体方案时，分析各单元体之间的关系，而不是构件和细部构造。设计人员应具有总体考虑的能力，能够从一开始就将结构知识运用到全部建筑设计中，并且使水平不高的细部设计减至最小。结构设计应根据建筑的房屋高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别、结构材料和施工技术条件等因素考虑其适宜的结构体系。实践证明，一个良好的结构体系设计既能达到良好的抗震性能又能节约工程造价。
2、钢筋混凝土的注意事项
2.1周期折减系数
由于在混凝土框架结构中一般都会设置填充墙，从而会导致结构的实际刚度往往会比计算刚度要大一些，致使计算周期通常要比实际周期大。所以，由此计算得出的地震作用效应会偏小一些，以至于混凝土结构的整体安全系数较低。因此，为了克服这一因素的影响必须对结构的计算周期进行折减。在进行折减时需注意折减系数的取值不宜过大。对于钢筋混凝土框架结构而言，当其使用砌体填充墙时，折减系数可按填充墙的材料及实际数量进行确定，一般可将系数确定为0.6~0.7；如果结构中的填充墙较少，或是轻质砌体时，可将系数确定为0.9；对于没有填充墙的钢筋混凝土框架结构，可以不进行计算周期的折减。
2.2确定梁刚度放大系数
由于目前的混凝土结构设计计算软件所输入的模型以矩形截面居多，软件并未对因结构中楼板的存在而形成T型截面考虑在内，这样势必会导致因T型截面的存在引起刚度增大，从而使钢筋混凝土结构的实际刚度较之计算所得的刚度大很多，这样计算出的地震剪力值会偏小，影响结构的稳定性。所以在进行计算时应适当将梁刚度放大，放大的系数一般为边梁1.5、中梁2.0。
3、钢筋混凝土构造的主要方法
3.1概念设计
在建筑结构设计中进行钢筋混凝土的构造时，应重视结构概念设计，如平立面布置的规则性、结构选型、选择抗震性能以及抗风压性能好的结构体系等。建筑结构设计的最终目的是为了构建一个最佳的环境整体，换言之就是指一个由各种相互联系在内的环境分体系组成的整体。因此，结构设计应按照建筑工程的实际高度和宽度比、场地类别、抗震等级、施工技术以及结构材料等选择最适宜的结构体系。这样不仅能使建筑结构达到最佳的使用效果，而且还可以降低工程造价。
3.2建筑方案设计与配筋构造
从经济的角度出发，任何一个投资人都希望减少配筋同时获得较好的安全与功能具备的建筑物。一位好的方案设计人员在满足建筑功能布局要求的前提下尽量考虑到结构规范的限制。否则当设计者再考虑建筑设计时。由于建筑专业设计人员对结构设计的有关规范要求不熟悉，做出的建筑方案很可能使相应的结构方案难以满足结构设计规范的要求，待进入施工图设计阶段后，结构专业才对建筑方案提出较大的修改意见。此时，由于建筑方案已经经过提交，甲方往往对建筑方案已认可，要么重新对建筑方案提出修改要么因为建筑超限而增加构造措施，增加配筋。
3.3钢筋混凝土配筋的构造方法
在实际的建筑工程中，由于受各种因素的制约，如场地面积、建筑使用功能以及结构原因等，很多工程均在框架的梁端设计挑梁。在钢筋混凝土框架结构中，框架梁所承受的荷载一般与外挑梁承受的实际荷载值时不同的，所以两者的断面尺寸也是不同的，但在一些工程设计中，设计人员往往在绘图时将框架梁上的一些主筋向外挑梁延伸，然而这些延伸的主筋却根本无法进入到挑梁当中，这种错误的设计基本会在工程施工阶段显现出来，当发现时大量的钢筋已经截断成型，从而不仅影响了工程施工进度，同时也导致了不必要的损失。因此，在进行钢筋混凝土构造时，必须对这一问题加以重视，尽可能避免出现类似的设计。
3.4剪力墙截面设计与构造
篇9
虽然说混凝土耐久性与桥梁结构安全性都会受到环境影响，但桥梁缺陷和病害等问题主要是由于设计不合理造成。很多桥梁投入使用后，不重视维护，桥梁管理也不到位。在桥梁设计过程中，对于混凝土耐久性问题没有进行充分考虑，偏向考虑结构强度和承载能力，只重视主体设计，不重视细节方面的设计，从而导致混凝土耐久性偏低［1］。桥梁设计通常比较注重结构安全性和强度问题，对于结构材料的选择及构造设计不够重视，没有根据建设环境，制定混凝土耐久性标准，技术措施不到位。再加上环境的影响，导致桥梁耐久性不足。
1．2受到环境因素的影响
环境是影响混凝土耐久性的重要原因，也是最主要的原因之一。混凝土材料特性和环境原因影响，会导致混凝土裂缝现象，使钢筋受到锈蚀，致使混凝土脱落、损坏等现象出现。长期以往循环，可导致钢筋及混凝土面积逐渐缩小，降低结构性能，使结构承载力降低，结构耐久性不足。这些问题的出现，与设计也有一定关系，如果桥梁设计采用的钢筋保护层较薄，厚度达不到要求，或混凝土水胶比过大，都会导致混凝土破损问题。
2桥梁耐久性设计方法
在桥梁建设规定中，提出了关于桥梁耐久性的设计要求，制定了相关的技术标准和设计规范，表明混凝土桥梁结构设计应根据建设环境、极限状态及设计年限等，制定耐久性设计要求。总的来说，桥梁结构耐久性设计主要注意以下几点。
2．1混凝土性能及强度应符合桥梁结构设计要求
桥梁结构设计除了要重视混凝土性能和强度外，还要重视混凝土的耐久性，确保桥梁在环境影响下，仍然具有较好的抗腐蚀、抗碳化作用，及较高的抗冻融性和抗渗性。因此，在进行桥梁结构设计时，应以结构所处环境、使用性能等，制定混凝土要求标准，选择耐久性合适的混凝土，在添加剂方面，一定要合理应用，确保混凝土抗破损能力，提高其密实度［2］。如果桥梁建在一些靠海区域，可采用耐久性较高的混凝土进行桥梁底部建设。应严格按照混凝土的配比，以及相关的技术标准，确保混凝土中的碱含量及氯离子含量符合设计要求，强度等级可满足设计需求，水胶比符合限制标准，严格控制水泥用量，采用质量合格的原材料，只有这样，才能保证混凝的土耐久性标准。如果桥梁受到恶劣环境影响，决定桥梁结构强度的是混凝土耐久性，而不是桥梁承载力。例如，一些北方地区，邻近海边，环境因素较复杂，对桥梁结构的影响较大，如果混凝土耐久性差，就会降低结构强度。如果桥梁结构所处环境变化较大，应同时满足不同环境下，桥梁对于混凝土耐久性及结构强度要求。如果构件经常处于潮湿环境，接触水源，应按照冻融环境要求，来设计伸缩缝，确保其墩帽顶面耐久性;如果桥梁是跨海桥梁，长期受到氯盐侵蚀，预应力及钢筋混凝土的水泥，应尽量选择低氯离子水泥，并采用引气剂进行墩柱建设，除此之外，还要制定防腐防侵蚀相关措施，提高局部强度。
2．2注意细节设计，防止裂缝出现
如果桥梁所处环境较为复杂，应尽量设计简洁的混凝土构件外形，避免过多暴露混凝土的棱角和表面，混凝土棱角尽量采用圆角代替。结构在布置方面和形状设计方面，应注意通风问题，以便混凝土养护和振捣。根据排水要求设计混凝土表面形状，结构缝应进行合理设计，尤其是构造设计，避免由于荷载增加，应力聚集，导致变形现象。一些水位变动较大、干湿交替部位，以及受到氯盐侵蚀的部位，应及时采取防护措施，避免构件受到侵蚀。可进行憎水处理和防水处理，或通过表明涂层措施防止腐蚀。
2．3确保混凝土保护层的设计符合要求，增加其厚度
采用厚度适宜的保护层，不仅可以降低混凝土碳化速度，还可以避免氯离子扩散，有效提高混凝土耐久性。因此，为了防止钢筋出现锈蚀现象，应尽量采用厚度较大的保护层。
2．4做好桥面的防水设计和排水设计
在进行高架立交桥及主桥的桥面纵坡设计时，应考虑横坡及纵坡斜度，设计排水设施，如泄水孔，确保桥梁交通安全，解决桥面积水，确保排水系统的有效性。桥面应设计防水层，如柔性防水层、刚性防水层等，如果条件允许，也可以同时设计两种防水层，提高桥梁的防水效果［3］。
2．5在附属构造及结构设计方面，应注重细节
很多桥梁在上部结构设计过程中，采用纵横湿接头与预制简支梁进行连接，对于后期混凝土的耐久性没有过多要求，导致结构强度降低。这样的设计容易导致混凝土收缩，出现裂缝，甚至导致渗水漏水现象，腐蚀混凝土，造成混凝土损坏。因此，在进行附属构造或结构设计时，应尽量避免这种设计方式，如果必须采用这种设计结构，那么应做好防护措施，将膨胀剂添加在后浇带部分混凝土中，避免混凝土出现收缩现象，以此提高混凝土耐久性［4］。主梁与伸缩缝之间的连接处，容易出现破损，混凝土耐久性要求较高，因此，应采用耐久性较好的混凝土进行施工，并在混凝土中添加适量纤维增韧材料或膨胀剂，同时，合理设计构造钢筋及伸缩装置，使两者合理连接。构件部分与后浇部分应选用等级相同的混凝土，以达到金属锚具封闭效果，避免预应力改变。
2．6强化钢筋构造，避免混凝土裂缝出现
混凝土一旦出现裂缝，就会导致水渗入及气渗入，腐蚀钢筋混凝土，降低混凝土耐久性。因此，应重视裂缝控制，尽量提高混凝土耐久性。设计桥梁混凝土结构时，以预应力混凝土结构为主，增加抗裂设计，合理布置钢筋构造，避免构造间距或直径过大，产生裂缝。
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中图分类号：TV331文献标识码： A
1 引言
已建建筑长期在自然灾害和使用环境的作用下会造成不同程度的损坏，影响其安全性、耐久性和使用性，在对其进行检测、鉴定的基础上进行维修加固，提高结构的安全性同时满足使用功能的要求[1]。另外，由于经济的发展、城市化的建设及业主的变更，原有建筑设计使用功能布局不能满足新的使用要求的现象经常发生，现代化的改造加固措施表现出了巨大的社会效益[2]。根据以上两点，结构改造加固呈现出迅猛的发展势头，我国建筑业跨入以现代化改造和维修加固为重点的发展时期。
国内加固工程主要在以下几个方面：1）承载力不足、安全性下降的老化混凝土结构需要加固；2）使用功能需要改变的已建建筑需要进行改造加固；3）具有重要研究价值的历史建筑的修复和加固。
本文介绍了目前混凝土结构常用的一些加固设计方法，分析了其优缺点，对具体施工有很好的指导意义和参考价值。
2 混凝土结构的加固方法
2.1 增大截面加固法
增大截面加固法适用于梁、板、柱、墙等钢筋混凝土受弯构件和受压构件的加固。采用该方法时，按现场检测结果确定的原构件混凝土强度等级不应低于C30。
新增混凝土层的最小厚度，板不应小于40mm；梁、柱采用人工浇筑时，不应小于60mm；采用喷射混凝土时，不应小于50mm。梁的新增纵向受力钢筋，其两端应可靠锚固；柱的新增纵向受力钢筋的下端应伸入基础并满足锚固要求；上端应穿过楼板与上层柱脚连接或在屋面板处封顶锚固。
施工工艺简单，适应性强；但现场工作量大，养护期长，占用建筑空间较多。
2.2 置换混凝土加固法
置换混凝土加固法适用于梁、柱承重构件受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的局部加固，采用此方法时，应对原结构构件进行有效的支顶进行卸荷。置换用混凝土的强度等级应比原构件混凝土提高一级，且不低于C25。
施工简单，加固效果好，加固后构件可恢复原貌易；但施工中容易对受力钢筋造成损坏，现场施工的湿作业时间长。
2.3 外粘型钢加固法
外粘型钢（槽钢或角钢）加固法适用于需要大幅度提高截面承载能力和抗震能力的钢筋混凝土梁、柱结构的加固，采用改性环氧树脂胶粘剂进行灌注。
外粘型钢的梁端应有可靠的连接和锚固。对柱的加固，角钢下端应锚固与基础中；中间应穿过各层楼板；上端应伸至加固层的上一层楼板底或屋面板底。采用外粘型钢加固钢筋混凝土构件时，型钢表面应摸不小于25mm厚的高强度等级水泥砂浆作为防护层，也可用其他具有防火、防锈蚀性能的材料加以防护。
该加固方法显著提高结构构件承载力，不太影响使用空间，施工简单且湿作业少；但加固费用高，且由于钢材的特性限制了使用环境的温度。
2.4 粘贴纤维复合材料加固法
该方法适用于钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压及受拉构件的加固，但不适用于素混凝土构件及纵向受力钢筋配筋率低于最小配筋率的构件加固。被加固的混凝土结构构件，其现场实测混凝土强度等级不得低于C15，采用此法加固的混凝土结构，其长期使用的环境温度不应高于60℃。
轻质高强，适应曲面形状混凝土的粘贴要求，耐腐蚀，耐潮湿，施工便捷；但对使用环境温度有限制，需作特意的防护处理。
2.5 粘贴钢板加固法
该方法适用于对钢筋混凝土受弯、大偏心受压和受拉构件的加固，不适用于素混凝土构件及纵向受力钢筋配筋率低于最小配筋率的构件加固。
被加固的混凝土结构构件，其现场实测混凝土强度等级不得低于C15，采用此法加固的混凝土结构，其长期使用的环境温度不应高于60℃。采用手工涂胶粘贴钢板厚度不应大于5mm，采用压力注胶粘贴的钢板厚度不应大于10mm。
施工工期短，几乎不影响构件外形和使用空间；钢板需做防锈，对使用环境温度有限制，弧形构件表面的粘贴不易吻合。
3 混凝土结构的加固特点
（1）混凝土结构加固要受到原建筑设计的制约。这就要求设计需与现场施工条件紧密配合，相互协调，达到安全、经济、适用的效果。
（2）新增加固材料存在着应力滞后的现象，从而造成其功能不能够得到完全充分地发挥，达不到预期的加固目的。
（3）在结构设计中各种结构计算方法对于梁、柱的刚度比有一定的要求，保证结构有良好的受力和工作性能。因此，不能只考虑局部受损构件的加固设计，而是应该进行整体结构工作性能的考虑，保证结构的薄弱部位不会发生变化从而产生安全隐患[1]。
4 施工注意事项
（1）在粘贴钢板或型钢加固时，若有焊接要求，应先对钢材进行焊接，待冷却后进行注胶。
（2）在进行植筋时，钻孔前要探测钢筋的位置，避免钢筋被打断； 为避免造成混凝土的松动和串孔，采用跳打钻孔的方式。
（3）粘贴钢板或碳纤维布加固时，在打磨平整面层及将混凝土柱四个角棱打磨成圆弧并用吹分机吹净后，要用酒精或者丙酮进行涂刷清洗。
（4）新增加固材料存在着应力滞后的现象，从而造成其功能不能够得到完全充分地发挥，为此应考虑该因素对结构构件的不利影响。施工前前应尽量减少建筑的活荷载，或者通过千斤顶对结构构件进行卸荷[3]。
5 总结
随着我国经济建设的发展，大量的混凝土结构由于老化、使用功能的改变等不同的原因，需要进行不同程度的改造加固，因此建筑结构的改造加固将会较大的发展空间。本文介绍了混凝土结构一些常见加固方法及施工要点，实际在工程应用时总会受到很多因素影响，如环境因素、资金因素、使用功能因素、时间因素等等。因此设计时应结合实际情况和使用要求，再综合分析各种因素，最后选择适宜的加固方法。
参考文献
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中图分类号：TU398+.2文献标识码： A 文章编号：
人们的住宅在建筑工程技术不断发展及土地的节约下，也逐渐由低层向高层发展。而高层建筑是相对于多层建筑来说的，主要有两个指标判定其是否为高层建筑：高度与层数[1]。但这也并没有一个具体的划分标准，不同的国家，其规定与标准各不一样。高层建筑与该国家的经济条件、建筑水平等方面有密切的关系。因为其本身的特殊性就比较强，相对于一般的建筑，其技术水平也有较高的要求。
一 高层建筑结构的分类
根据材料的使用不同，可以分为混凝土结构、钢结构、钢—混凝土混合结构等。
1 混凝土结构
混凝土结构的优点有很多，如容易取材、耐火性、耐久性优良、刚度好、成本低、承载力也比较大，也能浇筑成不同的截面与形状等等。现浇整体式的混凝土结构，其整体性能比较好，在进行有效设计后，则其抗震的性能非常好。由于其在布置上比较灵活，不同结构的受力体系都可以组成，在我国等一些发展中国的高层建筑中，混凝土结构得到了普遍的应用。
2 钢结构
其优点主要有材料的强度比较高、良好的塑性与韧性、便于制造、自重轻等等，也普遍用于高层建筑。然而高层建筑的钢结构的用钢量非常大，成本也高，防火性能也不强，还需做好防火措施，使工程的成本加大。同时，钢铁的产量与造价也影响着钢结构的应用，发达国家的高层建筑类型，是以钢结构为主。但伴随着近几年来我国钢产量的飞速提升，及高层建筑的高度加多，以钢结构为主的高层建筑在逐渐增加。尤其是在地基条件很差的地区建造高层建筑时，钢结构是最好的结构类型。
3 钢—混凝土混合结构
这种结构的特点是，既有结构的自重轻、良好的抗震性能等，又有混凝土结构的刚度大、防火性能强、成本低，因而近几年来这种高层建筑结构形式得到了快速的发展。在这种组合结构中，内部放置的是钢材，钢筋混凝土形成其外部，或者是将混凝土填充于钢管的内部，制成外包钢构件。比如，北京的香格里拉饭店，就是采用了钢骨混凝土柱、深圳的赛格广场大厦，采用的是圆钢管混凝土柱等。一般情况下，混合结构主要指的是通过钢筋混凝土或者是钢骨混凝土剪力墙、钢框架所形成的抗侧力体系。
二 分析与设计剪力墙结构
剪力墙结构主要指的是纵横各主要承重构件全部都是结构墙的结构[2]。在建筑物中，当墙体有一个适当的位置时，比较良好的抗体水平力的结构体系就形成了，而且空间也可以进行分割。一般情况下，结构墙的高度等同于整个房间，自基础至屋顶，其几十到一百多米；在确定宽度时，是以建筑的平面布置为基础，一般是在几米到十几米；厚度相比较而言是很薄的，一般都是200cm～300cm，最薄的只160cm。因而，如果结构墙存在于墙体的平面内，则侧移刚度的变化很大，而墙体外的刚度可以略掉。所以，大多数的建筑水平剪力均是由结构墙承载。
1 剪力墙结构的形式
基于自身的开洞率对其受力特性产生的影响，可以将其单片剪力墙分为各种类型。
（1）无洞单肢剪力墙。即在剪力墙的立面上，无一个洞口。事实上，这样的墙就是一个竖向的悬壁构件，在水平荷载的作用下，由于弯曲变形，使得与截面一致，在墙肢截中，正应力呈直线分布[3]。在计算其内力与变形时，可以通过材料力学的方法进行。
（2）整体墙与小开口整体墙。在其墙面上有洞口，但特别小，可以忽略不计。事实上，这样类型的剪力墙也还是个悬臂构件，横截面的变形由于与截面假定相符，正应力也是呈直线形状，因而称之为整体墙。如果其开洞比较大，在墙肢应力中会产生由于受到弯曲而产生的应力，但其值小于整体弯曲应力的15%，其墙肢截面的变形仍可认为与平面假定一致，应力的计算也可以通过材料力学进行，之后再稍加改正。此墙就称之为小开口整体墙。
（3）开设有不规则洞口的剪力墙。对一些较大不规则洞口的开设，是为了与建筑的使用要求相符，通常会影响到结构，所有要尽量不用。如果实在避免不了，可以适当的采取一些结构对策，来弥补其不利因素带来的影响。比如，可以进行一些无需洞口的开设；以便剪力墙的开洞向规则接近，在有需要时，可以通过风度比较小的材料进行堵塞这些洞口，将有较强连续性的暗柱暗梁设置于剪力墙中，使那些不规则的开洞对应力过于集中的不利影响消除或减少。
2 布置结构
（1）墙体承重的方案。小开间横墙的承重：在间距为2.7～3.9m各开间内，均要有一道钢筋混凝土承重横墙，在横墙上，也要预制空心板。在建造住宅、旅馆等在使用上需要小开间的，可以采用这种方案。主要的优势在于，所有的墙体可以一次性地完成，砌筑隔墙的工作省去了很多；使用短向楼板，可以使钢筋节省等等。可该方案中，由于横墙的数量不少，不能使墙体的承载力得到充分利用，使得在布置平面时不够灵活，房屋的自重、侧向的刚度都不小等。大间距纵、横墙的承载：在间距8m左右的两开间内，要有一道钢筋混凝土横墙。楼盖可以使用钢筋混凝土双向板，也可以将一要进深梁放置于每两道的横墙间，纵墙承载着梁支，从而使纵、横墙混合的承重。
（2）布置剪力墙。①最佳布置的剪力墙是，沿着主轴方向或者是多向进行布置，各方向的剪力墙最好是分别相连，使其拉通、对直，从而其空间的工作性能就会增强；在进行设计抗震时，仅单向有墙的这种结构要尽量避免，最适宜的就是两个方向向侧向钢度靠近，且其自振的周期也要相接近。剪力墙的墙肢截面也要相对规则简单些。②由于剪力墙的承载力、侧向刚度都比较大，为了使剪力墙的能力得到充分发挥，结构自重降低，使结构的可利用空间加大，在布置剪力墙时，要稀疏，以便结构的侧向刚度正好。③如果在剪力墙在开设洞口，则会使剪力墙的力学性能受到很大的影响。所以，剪力墙的门窗洞口要下下对齐，成列布置，可以使墙肢与连梁更明确，应力也是规则地分布，其结果安全可靠。④剪力墙要连续从下至上进行布置，以防刚度出现突变；墙厚与混凝土强度的等级可以随着高度的不同而变化，如果剪力墙没有连续的高度，则会使结构在高度刚度的影响下发生突变，不利于结构抗震。
（3）控抽高度与高宽的比例。对于A级高度的甲类建筑，进行设计6、7、8度的抗震时，在该区提高抗震防烈度一度时与之相符，对于9度，还要单独研究；对于B级 高度的甲类建筑，在6、7度时，在该区提高抗震防烈度一度时与之相符，8度时做单独的探究，9度时，要认真详细的探究[4]。
结语
人民的生活质量在我国国民经济的飞速发展的影响下，也在不断地提高，对于住宅的功能，用户对其要求也是越来越高，在使用建筑物时，人们希望其灵活性更大，可以满足多功能的不断变换。所以，在进行设计建筑物的结构时，要方方面面都考虑到，基于经济、安全、可靠、美观的原则，更好地进行设计。
参考文献：
[1]李丽霞.浅谈高层建筑中剪力墙截面的设计及构造要求[J]. 中国高新技术企业. 2009(06)：152-154.
篇12
混凝土框架结构连续性倒塌主要是由于发生突发事件，导致混凝土局部发生损坏的现象。混凝土框架结构在发生损坏后，以此使其他局部结构也发生一系列的连锁反应，导致混凝土框架结构发生倒塌现象。因此，必须要提高混凝土框架结构的整体性和连续性，同时也要加大混凝土结构的冗余度，以此提高抗连续倒塌的能力。在本文中，主要是对混凝土框架结构抗连续倒塌进行设计，提高混凝土框架结构的整体性和稳定性。
一、混凝土框架结构混凝土抗连续倒塌的设计思想
1、具备着一定的承载力
混凝土框架结构在受到意外荷载的作用下，本身所具备的一定的承载力能够防止本身受到破坏。要在容易受到撞击和人为破坏的部分加强构件，确保其本身具备较高的承载力，从而对局部进行加强。但是对结构进行局部加强，并不能确保其他部位不会受到损坏，从而在对结构进行设计时，选择局部加强并不属于正确的选择，最好就是要降低意外事故发生的概率。
2、结构具备着备用荷载传递路径
在发生意外事故时，混凝土框架结构具备着充足的备用荷载传递路径。混凝土局部构件在受到破坏后，所具备的备用荷载传递路径能够将荷载和内力重分布进行有效的传递，不会发生大范围的坍塌。
3、能够有效的隔离结构分区，确保局部破坏是在分区范围中
在平面大而层数少的结构在发生连续倒塌，而且呈现的是水平形态时，主要就是将结构分区进行隔离。对于高层建筑在发生连续倒塌现象时，在发生水平性连续倒塌和竖向连续性倒塌时，并不能对连续倒塌的范围进行有效控制，因此，在混凝土框架结构设计中，并不能够使用这个方法。
在选择备用荷载传递路径的方法时，首先要将构件连接和拉结力的最低要求进行有效的规定，同时要确保整体结构的连续性，当结构部件在失去支撑力的时候，依然有足够的承载能力可以维持。其次要将可以接受局部破坏的范围进行明确的规定，并且结构体系在形成受力骨架时，能够承受跨越局部破坏的范围。
二、混凝土框架结构混凝土抗连续倒塌的设计方法
1、概念设计
1.1提高混凝土框架结构的冗余度，确保结构体系有着充足的备用荷载传递路径。为了保证结构不会发生连续倒塌的现象，最基本的要求就是要具备着足够的荷载传递路径。因此，需要采取科学合理的结构方案和结构布置，提高结构的冗余度，使混凝土结构体系具备着多个和多向荷载传递路径，这样主要是为了在发生连续性倒塌时，不会引发结构薄弱部位。
1.2在设置整体型加强构件和结构缝时，当混凝土构件局部遭到破坏后，要将破坏范围进行及时的控制，从而防止出现大范围的连续性倒塌事故。因此可以设置整体型加强构件和结构缝，主要是为了划分整个建筑结构。当局部构件在受到破坏后，破坏范围是不会出现蔓延的现象。
1.3提高结构构件的连接构造，确保结构的整体性。为了提高结构的整体性，必须要加强结构构件的连接构造。在混凝土框架结构中，必须要保证跨越柱上梁中的钢筋能够保持着贯通的状态，而且具备着充足的抗拉强度。在拉结构造时，能够在很大程度上保证结构整体性。在混凝土框架结构时，要在周边构件中布置纵向受力钢筋，同时要沿着互相垂直的方向，在结构的内部布置拉结，并要有效的连接外部的拉结。
1.4为了确保剩余结构的延性，必须要提高结构延性构造水平。当混凝土框架结构在发生局部破坏后，剩余部分结构的强度就会得到降低。因此，在选用延性构造措施时，对于所选择的材料，要使材料具备着较好的延性，以此确保结构的塑性变形能力得到有效的提高。当混凝土框架结构的塑性变形能力得到保证后，就可以将结构内力重力分布能力进行提升，从而降低出现连续性倒塌的机率。
2、拉结强度的设计
在设计拉结强度时，要仔细验算结构构件之间的连接强度，并要保证结构之间的承载能力，能够符合结构的整体性和备用荷载传递路径的要求。在设计拉结强度时，当一根竖向构件失去作用后，跨越失去作用的框架本身所具备的承载能力，能够防止出现连续破坏的现象。
当竖向构件在失去作用后，在确定框架梁的极限承载力时，可以按照两种机制。当处于小变形阶段时，在提供框架梁的极限承载力过程中，主要是由梁端塑性铰的抗弯承载力进行提供。在处于大变形阶段时，会导致梁端塑性铰的抗弯承载力失去作用，这时提供框架梁的极限承载力，主要是由梁内连续纵筋轴向极限拉力的竖向分力进行提供。为了充分发挥出梁内连续纵筋的作用时，必须要在梁端支座下安装足够的锚固，这时就能充分发挥出梁内连续纵筋的作用。
3、设计拆除构件
在设计拆除构件时，为了确保混凝土框架结构的抗连续性倒塌，在对结构中的竖向构件进行拆除时，必须要按照一定的规则，同时要将剩余结构的跨越能力进行有效的计算。在设计拆除构件时，首先在拆除结构的边柱、角柱和底层内柱时，先从底层进行逐个拆除，然后在从底层进行拆除。同时要将拆除后的剩余结构的内力进行有效全面的分析，并要保证剩余结构构件的作用能够充分发挥出来。
其次在分析剩余结构的内力时，可以利用弹性静力进行分析。在进行分析时，同时要将竖向构件产生的动力效应进行充分的考虑，然后在与动力放大系数进行相乘，以此计算剩余结构的内力。
4、配筋构造要求
4.1在各个楼板支撑梁中，必须要配置大于一根的纵筋，同时纵筋要从楼板底部连续贯通，另外要在非连续支座的地方设备在一个具有可靠性的锚固，为了有效的约束连续贯通纵筋，可以利用箍筋。当箍筋构造时，如果箍筋弯钩小于135度，可以要使用超过四分之一处的跨中正弯矩纵筋，并且锚固构造要按照抗震结构的要求进行设计。
4.2混凝土框架结构周边梁连续纵筋要超过六分之一的支座负弯矩受力纵筋，同时要使用超过2根的跨中正弯矩受力纵筋。
4.3在设置连续纵筋时，要在最大程度上设置在箍筋角部，同时箍筋弯钩要超过135度。
4.4在设置楼板内部的钢筋时，要保证钢筋的贯通，同时要将楼面结构的拉结强度进行有效的提高。
三、总结
为了提高混凝土框架结构抗连续性倒塌的能力，必须要进行有效的设计。首先要遵循一定的设计原则，使混凝土框架结构具备着一定的承载力、具备着备用荷载传递路径。其次在设计方法时，要提高混凝土框架结构的冗余度，确保结构体系有着充足的备用荷载传递路径；设置整体型加强构件和结构缝；另外要提高结构构件的连接构造，确保混凝土框架结构的整体性，并要进行拉结强度的设计以及配筋的设计，从而提高提高混凝土框架结构抗连续性倒塌的能力。
参考文献：
[1]王晶，高磊，蒋玉明，石磊，李青狮.关于国外抗连续性倒塌设计规范的研究[J].爆破，2009，37（01）：56-58.
篇13
从长期的建筑施工状况看，我国的建筑施工普遍存在着各种结构裂缝问题，其对于整个项目工程质量有着重要的影响。为了避免这一现象的发生，需要采取多项措施进行处理，这样才能保证裂缝有效处理。造成混凝土裂缝产生的原因是多方面的，主要有材料、设计、施工和温度等。此次研究从结构设计方面进行分析，以掌握好裂缝处理的有效策略。
1. 现浇混凝土建筑结构设计对裂缝控制的策略
1.1 裂缝对于建筑结构的影响是众人皆知的，但在处理裂缝时必须要从早期环节开始，这样才能有效控制裂缝的形成。工程单位应在设计的方案阶段和施工图阶段则要树立较强的裂缝意识，根据工程具体情况制定处理方案。
1.2 遇到荷载裂缝时则要把裂缝大小控制在有效范围，需选择“抗”的方法，从计算、构造上保证混凝土结构的有效强度，这样可以避免各类载荷造成的质量问题。遇到变性裂缝时则需选择“抗”或“放”的方法，“抗”主要是对结构构件的某些部位从构造上添加配筋，配筋可提升混凝土的弹性极限拉伸，对混凝土的塑性变形加以约束。适当增强配筋能改善混凝土内部结构的性能，例：在梁侧增加纵向钢筋，屋面板角部和跨中上部的地方添加双向钢筋网，对砖混结构的楼面板设置圈梁，能够加强混凝土结构抵抗变形裂缝的能力。混凝土板发生收缩变形后，尽管通过添加配筋能有效地提高混凝土的抗裂性，而配筋数量的增多会影响到裂缝的处理性能。若收缩变形较大时，随意增设配筋则难以维持裂缝宽度处于有效控制范围内，这样会使得整体结构性能受到约束。而选择“抗”的原则控制裂缝则需要投入更大的成本，且这类方法处理裂缝的效果不是很好。此时，则要换成“放”的方法进行处理，即合理的设置伸缩缝、沉降缝和滑动层。根据国家标准制定裂缝处理方案。
1.3 对于变形因素影响较大的结构，采用“抗放”结合的原则，在施工时设置后浇带，在完成大部分变形后，再对后浇带进行浇筑，使结构形成整体，来抵抗尚未完成的收缩和沉降变形，具体在如下几个方面进行：
1.3.1 混凝土结构的概念。
混凝土结构概念设计在混凝土结构裂缝控制中起着重要作用，设计的思路可通过概念设计来实现，发挥和利用结构总体体系与各基本构件之间的关系，能迅速、有效地对总体结构体系进行构思、比较和选择。结构工程师在项目中的任务就是用整体概念来设计总体结构体系。同时，基本结构构件的力学性能又在整体结构中起着重要作用，通过概念设计和创新，可获得受力明确、抗裂性能良好、造价较低的结构总体方案。
1.3.2 设计概念。
概念设计可以创造一个性能良好、安全和经济的结构总体方案。设计概念，是指在施工图阶段，对工程结构计算所需的材料性能、力学知识和结构分析方面，必须有一个正确的概念，这对实现总体设计方案，确保施工图设计质量是至关重要的。
1.3.2.1 结构电算中的设计概念：
现在的结构分析都借助于计算机，在电算过程中，除了数据检查和计算结果的电算判断外，结构计算的程序选择和应用分析，也是非常重要的人为判断环节。程序选择是指判别程序的计算原理及适用范围是否符合实际工程设计的情况。应用分析是指判别结构周期、变形、内力和配筋的计算是否正确及满足有关设计规范的规定。这些判断均与设计概念是否正确密切相关。
1.3.2.2 结构计算方法：
结构的计算模型要进行必要的简化，简化程度与计算程序有关。简化模型要尽量符合真实受力情况，包括结构构件的空间布置、荷载的分布、结构构件的刚度、形式、约束、连接、位移变形特征等，实际结构的简化模型应与软件假定的力学模型相符。
1.3.2.3 楼面整体性及其水平刚度：
现在结构计算在考虑侧向荷载分配时，主要有3种方法：（1）按各榀抗侧力结构的受荷面积进行分配。（2）按各榀抗侧力结构的刚度单向协同工作进行分配。（3）按所有抗侧力结构的刚度双向协同工作进行分配。
1.3.2.4 具体采用那种方法进行计算，和结构的楼（屋）面的整体刚度有关，刚性楼（屋）面应采用（3）进行计算，半刚性楼（屋）面应采用（2）进行计算，柔性楼（屋）面应采用（1）进行计算。楼（屋面）板是传递水平力的主要构件，程序计算中采用的简化模型，必须符合实际情况，楼面刚度的大小，应根据楼（屋）面结构板的厚度、配筋、开洞和错层情况，经过设计者用概念来判定。
1.3.2.5 其它：
在结构电算过程中，还应根据具体情况，对结构计算的自振周期进行折减。对轴向变形和剪切切变形的影响，现浇楼（屋面）板对楼面梁惯性矩的系数增大，梁端弯矩调幅，柱构件的计算长度等问题的考虑，都必须建立在正确的设计概念的基础上，不可盲目套用程序或不做分析按计算结构进行设计，否则后果不堪设想，应引起设计人员的高度重视。
2. 房屋构造设计中的裂缝控制的方法
2.1 结构裂缝设计。
2.1.1 平面布置：
（1）设计建筑平面时要保持规则状态，防止平面出现异常变化。当平面出现凹口时，则要对凹口处边缘添设拉梁，凹口周边的楼板要增大厚度且添设配筋。对房屋长度的控制要严格按照标准进行，当长度超出标准范围且超出较小时，可对中部设置收缩后浇带。后浇带之间的距离在30m，位置在梁和楼板的1/3跨处，宽度在900mm左右。彻底分开后浇带应将梁、墙和板，钢筋之间要保持良好的搭配。在房屋长度超出标准范围且超出较大时，则要添加变形缝。若建筑物群房和主楼之间的高差值较大，则需要对中间部位设置沉降缝或后浇带，以此缩小由基础沉降造成的裂缝。
（2）针对外露的相关构件，在水平长度大于12m后要添加伸缩缝，间距需小于12m，如：挂板、栏板、檐口、雨棚等。若房屋长度超过40m时，则需在楼板中部添加后浇带，以此降低混凝土收缩应力及温度影响。而砖混结构需把单元分户墙下的楼板断开浇筑。钢筋切断，圈梁不断开。
2.1.2 构件厚度：
设计时要把握好钢筋锚固和耐久性等方面的内容，严格限制现浇构件的最小厚度，而现浇板板厚最好控制在≥L/30～L/35（L为板的计算跨度），通常对于民用建筑不要控制在100mm以上。从当前的施工作业状况看，板厚较薄时则会造成收缩裂缝，这就需要施工人员根据具体的构建状况进行处理，保证各类建筑指标在有效范围内。
2.1.3 混凝土强度等级选用：
混凝土强度等级越高，水泥用量就越多，水灰比越大，出现裂缝的可能性更大。现浇板因其平面尺寸较大，一般现浇楼板的强度等级不宜大于C30，现浇梁与楼板的混凝土强度等级宜一致。当柱和墙的混凝土强度等级高于梁和板时，节点核心区的混凝土强度等级应与柱和墙相同。
2.1.4 配筋设计：
（1）适当的提高构件的配筋率，对控制构件的裂缝宽度很有效。在《混凝土结构设计规范》（GB50010.2002）中，对受拉钢筋的最小配筋率作出了明确规定：0.2和45ft/fy中的较大值。对梁和板等不同构件，规范对其配筋率和钢筋间距都有明确规定，对板的受力钢筋的配置，宜选用直径较小间距较密为原则，这样可以相对减小构件裂缝。所以严格按规范的规定进行构造配筋和设置间距（包括受力和构造配筋），对混凝土结构的裂缝控制起至关重要的作用。
（2）建筑的屋面传热系数宜≤1.0W/（m2.K），屋面板的结构配筋宜采用双层双向配筋，对板面无负筋的区域，可以将板的支座负筋拉通，也可以在板无负筋的区域配置双向钢筋网，与板负筋搭接。
（3）四边嵌固的现浇楼板，板的收缩受双向约束，宜在板的4大角产生45°的裂缝，中部产生贯穿裂缝，在房屋屋面板阴阳角变形应力集中的地方，宜增设双层双向间距100mm的配筋，其范围为板跨度的1/4，或增设510mm放射钢筋。
2.1.5 管线和洞口布置：
（1）当楼板中有预埋管线时，应在管线的上面布置钢丝网片，板中的预埋管线直径不得大于板厚的l/3，且不应超过50mm，管壁至楼板上下边缘的净距不应小于25mm，板中预埋的管线在交叉时，应采用线盒，不应将管线交叉叠放在一起。当楼板上有开洞时，洞口周边必需做必要的加强措施，洞口尺寸≤300mm时，板内钢筋应从洞口绕过，不得切断；当300mm﹤洞口尺寸≤1000mm时应设洞边加强筋；当洞口尺寸﹥1000mm时，应在洞口边增设边梁。
（2）当剪力墙的洞口尺寸≤800mm时，为防止剪力墙的小洞口角裂，应沿洞口周边进行水平筋和纵向钢筋的补强，并加设斜筋，配筋构造；当剪力墙的洞口尺寸﹥800mm时，应在洞口两侧配置边缘构件，洞口上下边缘宜配置构造纵向钢筋。
（3）当在梁腰上预留孔洞时，应尽可能布置在拉力和剪力较小的部位，梁跨中的2/3范围内，梁高中间的1/3范围内，且洞口周边增设箍筋和斜筋。
3. 结语
总而言之，建筑行业施工时常会遇到裂缝问题，这就需要施工人员对整体混凝土结构采取有效的处理措施，保证裂缝问题得到有效解决，这样才能维持正常的建筑结构性能，对混凝土裂缝的处理也是保证建筑项目创造经济价值的基础。
参考文献
[1] 王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.
[2] 罗国强.混凝土与砌体结构裂缝控制技术[M].北京：中国建材工业出版社，2006.
[3] 惠云玲.工程结构裂缝诊治技术与工程实例[M].北京：中国建材工业出版社，2007.