混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法精選(九篇)

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第1篇：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法范文

關(guān)鍵詞：混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計；裂縫的成因 ；加固方法

中圖分類號：TU318文獻標識碼： A 文章編號：

1、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因

結(jié)構(gòu)裂縫的成因復(fù)雜而繁多，比如：溫濕度的變化；混凝土的不均勻性；結(jié)構(gòu)不合理；原材料不符合要求；水灰比過大；基礎(chǔ)不均勻沉降和模板變形；養(yǎng)護不及時等。綜合混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因，大致可劃分如下幾類：

1.1施工引起的裂縫

在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、制作、拆模、運輸、吊裝等過程中，若施工不規(guī)范，工藝不合理，容易產(chǎn)生裂縫。比較常見的有：

1.1.1混凝土保護層過厚，或現(xiàn)場施工時踩塌已綁扎的上層鋼筋沒有進行修復(fù)，使承受負彎矩的受力筋保護層加厚，而形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。

1.1.2混凝土振搗不密實，出現(xiàn)空洞，導(dǎo)致鋼筋銹蝕或其他荷載裂縫的起源點。

1.1.3混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分蒸發(fā)過多，引起塌落度過低，或加大水灰比，出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。

1.1.4混凝土初期養(yǎng)護不到位，使得混凝土表面出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。

1.1.5支架預(yù)壓不夠；模板剛度不夠；拆模過早等，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

1.2荷載引起的裂縫

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在常規(guī)靜、動荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生直接應(yīng)力和次應(yīng)力兩種裂縫。

1.2.1直接應(yīng)力裂縫是指外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫

在設(shè)計方面，計算模型不合理；內(nèi)力與配筋計算錯誤；設(shè)計斷面或結(jié)構(gòu)剮度不足等。在施工方面，對設(shè)計意圖理解不清，改變結(jié)構(gòu)受力模式；預(yù)制構(gòu)件起吊、運輸、安裝、現(xiàn)場搗制等不規(guī)范。

1.2.2次應(yīng)力裂縫是指由外荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)生裂縫

在設(shè)計外荷載作用下，由于結(jié)構(gòu)物的實際工作狀態(tài)與常規(guī)計算有出入，從而在某些部位引起次應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。

結(jié)構(gòu)中的鑿槽、開洞、設(shè)置牛腿等，在常規(guī)計算中難以用準確的圖式進行模擬計算，一般根據(jù)經(jīng)驗設(shè)置受力鋼筋。研究表明，受力構(gòu)件挖孔后，力流將產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，在孔洞附近密集，產(chǎn)生大的應(yīng)力集中。在這些結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處或構(gòu)件形狀突變處容易出現(xiàn)裂縫。實際工程中，次應(yīng)力裂縫是產(chǎn)生荷載裂縫的最常見原因。

1.2.3溫度變化和混凝土收縮引起的裂縫

混凝土在凝結(jié)硬化過程中，由于水泥釋放大量的水化熱，在表面和內(nèi)部先后出現(xiàn)較大的溫差變化而引起拉應(yīng)力；外部氣溫驟降也會在混凝土表面引起較大的拉應(yīng)力，當這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時即會產(chǎn)生裂縫。

1.4凍脹引起的裂縫

溫度低于零度和混凝土吸水飽和是發(fā)生凍脹破壞的必要條件。大氣氣溫低于零度對，吸水飽和的混凝土出現(xiàn)冰凍，游離的水轉(zhuǎn)變成冰，體積膨脹，因而混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，使混凝土產(chǎn)生裂縫。

1.5材料質(zhì)量引起的裂縫

混凝土主要由水泥、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料質(zhì)量不合格，可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

水泥安定性不良，過期受潮，含堿量較高；骨料粒徑超標、級配不良、雜質(zhì)含量超標等而影響混凝土的強度，使混凝土收縮加大；采用氯化物等雜質(zhì)含量較高的拌和水及含堿的外加劑等，均可能影響結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

2、 混凝土裂縫的處理

在現(xiàn)實工程實踐中,裂縫是不可能避免的。對裂縫的處理,首先要分析其形成原因,是由設(shè)計、施工、材料還是其它因素引起的?；炷翗?gòu)件的裂縫大致分三類。第一類是很細小的裂縫,或者說是規(guī)范所允許范圍內(nèi)的裂縫，這種裂縫一般不需要處理；第二類是超出規(guī)范允許范圍內(nèi)的,但并不影響結(jié)構(gòu)安全問題的裂縫，這種裂縫一般需經(jīng)處理后才能滿足使用功能以及結(jié)構(gòu)耐久性等；第三類是裂縫較大,影響到結(jié)構(gòu)安全性的裂縫,這種裂縫的構(gòu)件往往需要進行結(jié)構(gòu)加固處理或拆除重建。

處理方法大致兩種,一是抹面處理,材料可為高強微膨脹砂漿、抗?jié)B聚合物砂漿或用環(huán)氧玻璃封閉;二是壓力灌漿法,材料可為水泥灌漿、水泥—水玻璃灌漿、環(huán)氧樹脂以及現(xiàn)在所應(yīng)用的一些化學(xué)聚合物等。

3 、混凝土結(jié)構(gòu)加固的方法

3.1預(yù)應(yīng)力加固法

3.1.1預(yù)應(yīng)力水平拉桿固法

預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固的混凝土受彎構(gòu)件，由于預(yù)應(yīng)力和新增外部荷載的共同作用，拉桿內(nèi)產(chǎn)生軸向拉力，該力通過桿端錨固偏心地傳遞到構(gòu)件上（當拉桿與梁板底面緊密貼合時，拉桿會與構(gòu)件共同找曲，此時尚有一部分壓力直接傳遞給構(gòu)件底面），在構(gòu)件中產(chǎn)生偏心受壓作用，該作用克服了部分外荷載產(chǎn)生的彎矩，減少了外荷載效應(yīng)，從而提高了構(gòu)件的抗彎能力。同時，由于拉桿傳給構(gòu)件的壓力作用，構(gòu)件裂縫發(fā)展得以緩解、控制，斜截面抗剪承載力也隨之提高。

由于水平拉桿的作用，原構(gòu)件的截面應(yīng)力特征由受彎變成了偏心受壓，因此，加固后構(gòu)件的承載力主要取決于壓彎狀態(tài)下原構(gòu)件的承載力。

3.1.2預(yù)應(yīng)力下?lián)卫瓧U加固法

鋼筋混凝土構(gòu)件采用預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U加固定后，形成一個由被加固構(gòu)件和下?lián)问嚼瓧U組成的復(fù)合超靜定結(jié)構(gòu)體系，在外荷載和預(yù)應(yīng)力共同作用下，拉桿中產(chǎn)生軸向力并通過與構(gòu)件的結(jié)合點（下?lián)吸c和桿端錨固點）傳遞給被加固構(gòu)件，抵消了部分外荷載，改變了原構(gòu)件截面內(nèi)力特征，從而提高了構(gòu)件的承載能力。

該法能降低被加固構(gòu)件的應(yīng)力水平，不僅使加固效果好，而且還能較大幅度地提高結(jié)構(gòu)整體承載力，但加固后對原結(jié)構(gòu)外觀有一定影響；適用于大跨度或重型結(jié)構(gòu)的加固以及處于高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)下的混凝土構(gòu)件的加固，但在無防護的情況下，不能用于溫度在60℃以上環(huán)境中，也不宜用于混凝土收縮徐變大的結(jié)構(gòu)。

3.2置換混凝土加固法

該法的優(yōu)點與加大截面法相近，且加固后不影響建筑物的凈空，但同樣存在施工的濕作業(yè)時間長的缺點；適用于受壓區(qū)混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的梁、柱等混凝土承重構(gòu)件的加固。

3.3有粘結(jié)外包型鋼加固法

外包鋼加固是把型鋼或鋼板包在被加固構(gòu)件的外邊，外包鋼加固鋼筋混凝土梁一般應(yīng)采用濕式外包法，即采用環(huán)氧樹脂化灌漿等方法把型鋼與被加固構(gòu)傭粘結(jié)成一整體，加固后的構(gòu)件，由于受拉和受壓鋼截面面積大幅度提高，因此正截面承載力和截面剛度大幅度提高。

該法也稱濕式外包鋼加固法，受力可靠、施工簡便、現(xiàn)場工作量較小，但用鋼量較大，且不宜在無防護的情況下用于60℃以上高溫場所；適用于使用上不允許顯著增大原構(gòu)件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結(jié)構(gòu)加固。

3.4增加支承加固法

增設(shè)支點加固法是通過減少受彎構(gòu)件的計算跨度，達到減少作用在被加固構(gòu)件上的載載效應(yīng)，提高結(jié)構(gòu)承載水平的目的。該法簡單可靠，但易損害建筑物的原貌和使用功能，并可能減小使用空間；適用于具體條件許可的混凝土結(jié)構(gòu)加固。

3.5其它加固法

輔助結(jié)構(gòu)加固法是采用另制的輔助構(gòu)件，如型鋼、鋼桁架或鋼筋混凝土梁，部分或全部分擔被加固梁的荷載。

在支座附近加腋后，支座附近截面的有效高度提高了，因此，截面的抗彎和抗剪能力都得到提高。

4 、結(jié)語

在建設(shè)中,我們應(yīng)該選擇合適的加固方法,同時還應(yīng)考慮其是否具有良好的施工性、是否經(jīng)濟等方面。隨著現(xiàn)代建筑科學(xué)技術(shù)的不斷進步,新型建筑材料不斷出現(xiàn),混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)會有更大發(fā)展,加固方案的選擇范圍也將具有更為廣泛的空間。

參考文獻：

第2篇：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法范文

關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計；裂縫控制； 措施

中圖分類號： TU318 文獻標識碼： A 文章編號：

出現(xiàn)混凝土裂縫的次數(shù)越來越多，設(shè)計人員對混凝土裂縫問題也很困擾。從材質(zhì)上說，裂縫不可避免，但是我們可以從技術(shù)上盡量控制混凝土裂縫的產(chǎn)生，分析探討裂縫原因，控制混凝土裂縫的產(chǎn)生，減少裂縫的寬度。

一、混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

一）混凝土材料特性

1、自身“干縮”現(xiàn)象

大量數(shù)據(jù)分析得出：一般的混凝土收縮值是（4-8）×10-4， 混凝土的抗拉強度大約在2MPa，而彈性模量Es為（2-4）×104 ，那么根據(jù)公式

，

可得混凝土的自身材料允許變形的范圍大約是1/10000，這個數(shù)值遠小于工程中的實際數(shù)值。所以混凝土的裂縫不可避免，控制寬度和深度尤其重要。

混凝土產(chǎn)生裂縫的一個原因是因為混凝土自身材料會產(chǎn)生“干縮”現(xiàn)象。當環(huán)境的相對濕度低于100%時，就會發(fā)生“干縮”。大量數(shù)據(jù)表明，骨料的品種及用量影響干縮程度。骨料的品種值一定，用量越多，漿骨比就會越小，干縮程度也越??；相對而言，用量一定，水灰比大，漿骨比大，干縮程度越大。在混凝土中盡量少加水，降低干縮程度。隨著混凝土收縮，在整個結(jié)構(gòu)中會產(chǎn)生約束力，就會產(chǎn)生裂縫。

2、混凝土比例“失?！?/p>

目前，混凝土主要用泵送，而為了達到免振，混凝土中的減少使用了粒徑及粗骨料，也加快了干縮程度。

混凝土的材料強度高

目前混凝土的材料的強度越來越高，加快了裂縫時間。強度高的混凝土中，水泥含量較高，容易干縮；再者，它的彈性模具較多，約束力變大，抗拉力卻沒有多大變化。發(fā)生混凝土裂縫是一個比較緩慢的過程，內(nèi)部復(fù)雜的結(jié)構(gòu)相互作用使整體干裂速度減小，但是這個因素仍然要引以重視。

二）設(shè)計思路模糊，考慮不得當

混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計思路關(guān)聯(lián)到每個細小的步驟，思路不明確，使得整個方案模糊不清，容易出錯。例如荷載容易漏算，實際值大于荷載值，很容易產(chǎn)生裂縫。

三）溫度差

隨著混凝土強度的增大，水泥用量的增多，在高熱情況下凝固的混凝土，必然在冷卻收縮后，在現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生約束應(yīng)變，引起約束拉應(yīng)力而導(dǎo)致混凝土裂縫。

就C30混凝土舉例，C30混凝土的標準抗拉強度值是2.01N/mm2?；炷恋木€膨脹系數(shù)是αc=1×10-5/℃，10℃的溫差使應(yīng)變ε=1×10-4，會產(chǎn)生σ=ε·E=3.0N/mm2溫度應(yīng)力。

表明溫度差越大，裂縫越容易變大。

產(chǎn)生溫差的原因有兩個：一個是自然四季變化，主要是外墻部分，裂縫隨四季溫度不同，寬度隨著不同；另一個則因為混凝土內(nèi)部溫度不同，產(chǎn)生裂縫，尤其是表面位置及突出位置。

而且目前的混凝入中大量應(yīng)用水泥，水泥量增加，熱脹冷縮后，約束力增強，更容易產(chǎn)生裂縫。

四）施工不當

混凝土中的水灰比較大，容易產(chǎn)生裂縫

支模不太嚴格，截面比較小，容易漏漿

施工者操作不當，荷載過大

混凝土的養(yǎng)護措施不到位

混凝土未達到要求的強度，就進行下步操作

五）管道影響

水暖管、照明管、通訊網(wǎng)絡(luò)等管線需要放在現(xiàn)澆板中，這些管線比較集中或者多層交叉，而一般板的厚度在100mm左右，使板實際厚度小于原始厚度，很容易產(chǎn)生裂縫。

六），設(shè)計結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜

為了追求建筑整體視覺效果好，設(shè)計造型奇特，結(jié)構(gòu)會比較立體，這使得某些地方拉力變強，受力也不相等。而本身混凝土會發(fā)生干縮現(xiàn)象，這樣更加劇了產(chǎn)生裂縫的速度。

二、基本裂縫控制措施

一）要有控制意識

在實際設(shè)計過程中，就要重視混凝土裂縫的問題，要有控制意識。結(jié)合實際的情況，要求準確計算出荷載。設(shè)計構(gòu)造時，不能夠僅僅考慮到混凝土強度的問題，混凝土的結(jié)構(gòu)也必須達到國家要求的標準，要具有較強的張力，達到抗裂的效果。

控制裂縫時，采取“抗”“放”原則，一些部位可以在一般基礎(chǔ)上合理加上配筋，可提高混凝土的彈性，控制混凝土裂縫的變形，這就是“抗”原則。

例如在梁側(cè)、屋面板角等等部位，但是這些部位都必須進行混凝土裂縫的寬度驗算，配筋達到一定值后，配筋越多，收縮越大。如果盲目增加配筋，不僅達不到抗裂效果，還會起相反作用。“抗”原則起不到效果或者造價過高，就選擇使用“放”原則，主要是設(shè)置伸縮縫、滑動層以及沉降縫。當混凝土裂縫變形過大時，則應(yīng)該采取“抗放”的原則，首先設(shè)置后澆帶，變形快結(jié)束時，進行澆筑，使整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

二）設(shè)計思路明確、考慮周全

首先混凝土的結(jié)構(gòu)必須符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB5001-2002)，其次必須依據(jù)荷載效應(yīng)進行裂縫寬度驗算。在設(shè)計過程中，要注意每個細節(jié)，考慮全面，考慮到每個可能會發(fā)生的事件以及非正常反應(yīng)，并且要采取合理措施控制。尤其是一些比較立體容易突變部位；建筑的四角、屋面板；現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)和周圍澆筑的梁柱的樓板等等。這些部位很容易引起問題，在構(gòu)造設(shè)計時，要思路明確、考慮周全。

三）盡可能的改善混凝土的性能

在施工時，如果條件允許，盡可能的改善混凝土的性能。例如，在混凝土中添加抗裂劑和膨脹劑。混凝土性能高，混凝土的抗裂能力才會越好。

四）盡量減少溫度差

對于四季變化產(chǎn)生的溫度差，我們無法控制，但是我們可以盡量減少混凝土內(nèi)部的溫度差。我們可以把建筑劃分為N個小結(jié)構(gòu)單元，這樣可以減少內(nèi)部結(jié)構(gòu)作用產(chǎn)生的拉力，溫度差就會變小，降低了因為溫差導(dǎo)致的裂縫概率。這種小結(jié)構(gòu)單元更適用于一些特殊地段，如軟地基、地震多發(fā)地段等。

五）合理選擇配筋和鋼筋

根據(jù)公式得出，鋼筋的面積和裂縫寬度有關(guān)，那么為了控制混凝土裂縫，應(yīng)選擇細直徑的鋼筋，當外部的條件與配筋面積值一定時，直徑越細，排列越密，那么，混凝土與鋼筋的粘接力就越強，混凝土裂縫較分散，其單條裂縫又會分成很多細小裂縫，這樣對整個混凝土結(jié)構(gòu)比較有利。但是它有個缺點，這種情況下，施工難度大，截面比較小，鋼筋的間距變小，混凝土澆筑不方便。在一定情況下，可以使用螺紋式鋼筋，它跟混凝土的粘接力更強，控制裂縫更為容易。

三、具體部位裂縫控制

湖南邵陽地區(qū)的某住宅樓，梁柱板的位置發(fā)生了多處裂縫，有關(guān)部門對此高度重視。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，主要是鋼筋用量少，有很多薄弱環(huán)節(jié)，穩(wěn)定性差。目前裂縫寬度已趨于穩(wěn)定。對此，根據(jù)對梁、柱、板等裂縫的分析，提出幾點建議。

一）對梁、柱裂縫的控制措施

首先，要控制保護層的厚度。梁柱厚度＞50mm，就要采取一些防裂措施，或是設(shè)置縱向配筋。梁高≥450mm，截面就增大，容易產(chǎn)生裂縫，要設(shè)置縱向配筋，且縱向鋼筋截面的面積不能小于腹板截面的面積的0.1%，間距要＜200mm。對于梁下的腹板，也要在梁下部1/2梁高的范圍內(nèi)，向兩側(cè)縱向配置鋼筋間距100-150mm。主梁與次梁之間、荷載較集中部分都應(yīng)添加配筋，防止混凝土下方產(chǎn)生裂縫。

二）對板裂縫的控制措施

在實際施工時，采取一定控制措施，可以部分控制板裂縫的控制。不可避免的凹凸部位容易出現(xiàn)裂縫，凹凸部位內(nèi)側(cè)要加固配筋，可以抵抗溫差力和材料自身收縮力。對于立體受力不均勻部位，要實行結(jié)構(gòu)小單元原則，減少內(nèi)部作用力，對面積大的板采取使用雙層雙向的配筋。增加樓板的厚度，并設(shè)置配筋，也利于控制混凝土裂縫。根據(jù)《結(jié)構(gòu)概念和體系》的數(shù)據(jù)，鋼筋混凝土的實心板最大值是32，平均28；載梁雙向板最大值為36，平均30。我國常用實心板數(shù)值為30-35，雙向板是35-40,則可以適當增加樓板的厚度，設(shè)置配筋。

四、結(jié)語

綜上所述，在工程建設(shè)中，要想達到混凝土裂縫的減少，設(shè)計師需要進一步的研究，控制裂縫。

參考文獻

第3篇：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法范文

【關(guān)鍵詞】混凝土結(jié)構(gòu)安全性可靠度設(shè)計方法

中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A

一、前言

對于混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和可靠度的設(shè)計要從結(jié)構(gòu)承受能力的安全度和結(jié)構(gòu)牢固度、耐久性等幾個方面進行綜合考慮，還要結(jié)合考慮人為差錯的不利影響。我們在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中要使各項安全系數(shù)和可靠性能滿足各種規(guī)范的需要，滿足混凝土結(jié)構(gòu)的需要，為建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范可靠性設(shè)計方法的概述

在工程項目建設(shè)的過程中首先要對工程結(jié)構(gòu)的可靠性進行研究，只有工程的可靠性在滿足各種規(guī)范和標準的前提下才能保證建筑工程的安全。在工程項目設(shè)計的過程中，各種工程對其可靠性要求不同，這就造成在工程結(jié)構(gòu)施工的過程中各項指標達到的程度要求不同。在工程項目建設(shè)的過程中工程結(jié)構(gòu)首先要滿足用戶的需要，在滿足用戶需要的情況下最大限度的提高工程的可靠性。在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中必須要對結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范進行考慮。在以往的設(shè)計過程中判斷結(jié)構(gòu)的可靠性以構(gòu)建的最大承受力為依據(jù)。在當前的混凝土結(jié)構(gòu)可靠性的設(shè)計過程中對安全性和可靠性都要經(jīng)過嚴格的計算，通過材料和載荷等各項系數(shù)，利用公式對混凝土結(jié)構(gòu)的可靠指標和安全系數(shù)進行計算。在實際的施工的過程中，我們要根據(jù)當?shù)貙嶋H環(huán)境的不同和施工工藝不同，在對各項系數(shù)進行適當?shù)恼{(diào)整。以滿足混凝土結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)和可靠性指標的要求。

三、我國結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的安全設(shè)置水準

在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，主要要對工程的安全性、耐久性和可靠性進行充分的考慮，混凝土結(jié)構(gòu)承載著整個建筑，對建筑有一定的支撐性。因此混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性直接影響著整個建筑的安全性和可靠性。下面就從混凝土結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性和可靠性進行分析。

1、結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全性

在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中結(jié)構(gòu)的承載力是首先需要考慮的問題，承載力的大小直接影響建筑物的安全性，過小的承載力必然會影響到建筑的安全性。在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中對承載的載荷是有明確規(guī)定的，不同的混凝土結(jié)構(gòu)對承載的載荷要求也各不相同，不同國家對承載的載荷要求也有所不同。一般情況下發(fā)達國家混凝土結(jié)構(gòu)承載的載荷比我們國家要高一些。材料強度分項系數(shù)的大小對混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性也有一定的影響，因為材料強度分項系數(shù)直接影響著混凝土結(jié)構(gòu)承載載荷的計算結(jié)果。荷載分項系數(shù)在規(guī)范中有明確的規(guī)定，其大小對混凝土結(jié)構(gòu)的安全度有一定的影響，荷載分項系數(shù)大能在對安全性能進行儲備，提高混凝土的承載力，體現(xiàn)了一定的名義失效概率或可靠指標。安全系數(shù)或分項系數(shù)越大,表明安全度越

2、結(jié)構(gòu)的整體牢固性

混凝土結(jié)構(gòu)不僅需要有足夠的承載力還需要有一定的牢固性，混凝土結(jié)構(gòu)的整體牢固性是建筑的另一項指標，足夠大的牢固性使建筑在受到外力破壞時不會出現(xiàn)大面積的倒塌，使建筑物在受到地震、撞擊等外力的作用時仍能保證其整體的連續(xù)性，這樣建筑物在倒塌的過程中就會減少對人員的傷害。例如，在發(fā)生地震的過程中，如果混凝土結(jié)構(gòu)有一定的牢固性，就不會出現(xiàn)整個房屋的倒塌，會留出一定逃生出路和空間，給人們一生存的機會。

3、結(jié)構(gòu)的安全耐久性

在規(guī)范中對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性有著嚴格的要求，隨著混凝土結(jié)構(gòu)使用時間的延長，結(jié)構(gòu)承載能力會有所下降，這就要求在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，要根據(jù)建筑使用的年限進行設(shè)計?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性和使用的環(huán)境也有一定的要求，使用環(huán)境惡劣相對耐久性就會下降，相反，混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限就會相對的延長，耐久性就會增加。

四、關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)的可靠度設(shè)計方法

在混凝土結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計的過程中，我們要以各種規(guī)范和要求作為設(shè)計的主要依據(jù)，在設(shè)計的過程中要對各種因素進行充分的考慮。影響混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性的因素要進行預(yù)留，避免由于設(shè)計完成后，在使用的過程中由于各種影響因素影響混凝土結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性和可靠性。在當前通過相關(guān)的公式進行計算來確定混凝土結(jié)構(gòu)承載的載荷，這在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中是一種比較準確的方法，是當前工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的進步。

五、混凝土結(jié)構(gòu)可靠度分析

1、基于模糊失效準則的混凝土裂縫寬度可靠度分析

結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件在規(guī)定的設(shè)計使用期內(nèi),在正常的維護條件下,應(yīng)該可以維持其使用功能,而不需要進行大型的修理和加固。根據(jù)我國國標建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準,建筑結(jié)構(gòu)的功能可以概括為以下三點

(l)安全性，在混凝土結(jié)構(gòu)使用的過程中，除了要承載正常使用情況下的載荷外，面對一些突發(fā)事件引起的變形也需要有一定的承載。例如在進行房屋設(shè)計的過程中，房屋的抗震等級設(shè)計就是對混凝土結(jié)構(gòu)安全性的一項重要考慮。使房屋在滿足使用要求的情況下，還能抵抗地震的能力。

(2)適用性建筑結(jié)構(gòu)在正常使用過程中應(yīng)該具有良好的工作性能。不至于產(chǎn)生影響正常使用的過大的變形或者振動,不發(fā)生讓使用者感到不安的過寬的裂縫。

(3)耐久性，在進行混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程要根據(jù)其使用年限確定各項材料的系數(shù)，建筑的耐久性直接決定混凝土結(jié)構(gòu)的施工工藝和施工材料的選擇，不發(fā)生嚴重的混凝土碳化和鋼筋銹蝕的損壞現(xiàn)象。整個建筑結(jié)構(gòu)或者某一構(gòu)件超過某一特定狀態(tài)就不能滿足規(guī)定的某一特定功能要求,這個狀態(tài)就被稱為該功能的極限狀態(tài),例如某構(gòu)件即將傾覆、失穩(wěn)、壓屈、滑移、開裂等等。若結(jié)構(gòu)能夠完成預(yù)定的各項功能,則結(jié)構(gòu)處于有效狀態(tài),反之則處于失效狀態(tài),那么失效狀態(tài)和有效狀態(tài)的分界則被稱為極限狀態(tài)。根據(jù)規(guī)范規(guī)定極限狀態(tài)可以分為正常使用極限狀態(tài)和承載力極限狀態(tài)兩類。承載力極限狀態(tài)是指結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件達到最大承載力或者達到不應(yīng)該繼續(xù)承受載荷的變形狀態(tài)。

2、CFRP加固鋼筋混凝土梁模糊可靠度研究

隨著可續(xù)技術(shù)的不斷發(fā)展，CFRP加固鋼筋混凝土梁已經(jīng)得到了快速的發(fā)展，在混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計的過程中通過添加一定比例的鋼筋，通過提高混凝土的安全系數(shù)來提高混凝土結(jié)構(gòu)的安全性。在混凝土的施工過程中，鋼筋一般情況下包圍在混凝土的內(nèi)部，這樣就對鋼筋形成一層保護層，這樣就在一定程度上減緩了鋼筋的腐蝕。這種保護一旦破壞鋼筋就會發(fā)生腐蝕，鋼筋的腐蝕速度和混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境也有一定的關(guān)系，例如在海洋工程施工過程中，由于溫度和濕度等環(huán)境比較適宜，在一定程度上會增加混凝土內(nèi)鋼筋的腐蝕速度，在混凝土結(jié)構(gòu)使用的過程中其承載的載荷會逐漸的減少，這樣就造成在使用過程中混凝土的安全性、耐久性、可靠性都會出現(xiàn)下降，影響結(jié)構(gòu)的正常使用。

五、結(jié)束語

通過分析，我們對混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和可靠度的設(shè)計有了一個較深入的了解，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中我們要對其安全性、可靠性和耐久性進行充分的考慮，要不斷的提高混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計手段和方法，提高混凝土結(jié)構(gòu)安全性和可靠度的設(shè)計是需要從業(yè)人員共同努力，對涉及到的內(nèi)容進行仔細認真的核算，通過科學(xué)方法達到最終目的，保證建筑的質(zhì)量和安全。

參考文獻

[1] 貢金鑫,趙國藩.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)考慮耐久性的可靠度研究進展[J]工業(yè)建筑,2000

[2]李敏，公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范[J]北京:交通出版社,2010

第4篇：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法范文

關(guān)鍵詞： 基于性能的塑性設(shè)計；目標側(cè)移；屈服機制；功能方程

中圖分類號： TU391文獻標志碼： APerformanceBased Plastic Design Method of

Reinforced Concrete FramesXIONG Ergang1，ZHANG Qian2

（1. School of Civil Engineering， Changan University， Xian 710061， China； 2. School of Civil Engineering， Xian Euraisa University， Xian 710065， China）

Abstract：In order to desirably predict and control the inelastic activity of reinforced concrete （RC） frames subjected to severe ground motions， on the basis of energywork balance a performancebased plastic design （PBPD） method for the design of RC frames was presented. In the PBPD method， the design base shear is obtained based on the energywork balance and preselected target drift and yield mechanism. Plastic design was performed to detail the frame members and connections in order to achieve the targeted yield mechanism and behavior. The method was applied to an eightstorey RC frame and validated by inelastic dynamic analyses. The results indicate that the frames develop desired strong column sway mechanisms， and the story drifts are well within the target values to meet the desired performance objectives.

Key words：PBPD （performancebased plastic design）； target drift； yielding mechanism； workenergy equation

眾所周知，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在大震作用下會經(jīng)歷較大的非彈性變形.現(xiàn)行抗震設(shè)計規(guī)范通?；诮Y(jié)構(gòu)彈性性能，間接考慮結(jié)構(gòu)的非彈性性能.即根據(jù)規(guī)范的彈性反應(yīng)譜，計算結(jié)構(gòu)在小震作用下的基底剪力和彈性側(cè)移，用計算所得的組合內(nèi)力設(shè)計構(gòu)件并驗算側(cè)移；罕遇地震下的非彈性側(cè)移按彈性側(cè)移乘以側(cè)移增大系數(shù)估算，且該側(cè)移不應(yīng)超過規(guī)范規(guī)定的側(cè)移限值，而對于結(jié)構(gòu)的延性和耗能能力，大多是通過構(gòu)造措施獲得的.可是，采用上述方法設(shè)計的結(jié)構(gòu)（盡管滿足所有規(guī)范條文）在罕遇地震下會經(jīng)歷較大的非彈性變形，其非彈性性能在一定程度上難以預(yù)測和控制[18].非彈性性能包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件和節(jié)點的嚴重屈服和屈曲，而非彈性性能在結(jié)構(gòu)中的不均勻分布會導(dǎo)致不利的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，有時甚至整體倒塌或需要進行大修[910].

近年來，數(shù)次強烈地震給人類造成了巨大的生命財產(chǎn)損失.基于強度的抗震設(shè)計方法已經(jīng)不能滿足要求，基于性能的抗震設(shè)計思想已得到重視.基于性能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計理論（PBSD）以提高結(jié)構(gòu)的抗震性能為目標，要求所設(shè)計的結(jié)構(gòu)在未來地震作用下具有可預(yù)見的抗震能力，與傳統(tǒng)的抗震設(shè)計思想相比，它具有多級性、全面性、靈活性的特點，更能被多數(shù)業(yè)主和結(jié)構(gòu)設(shè)計者接受.盡管如此，目前基于性能的抗震設(shè)計方法在很大程度上依賴于這樣一個反復(fù)的迭代過程，即“評估性能”―“修正設(shè)計”―“評估性能”，直至所設(shè)計的結(jié)構(gòu)達到預(yù)期的性能[1112].而且，基于性能的抗震設(shè)計方法也沒能給結(jié)構(gòu)工程師提供如何修正初始設(shè)計以達到預(yù)期性能目標的指南.

正是基于此，本文提出了鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)基于性能的塑性設(shè)計方法（PBPD）.該方法根據(jù)預(yù)定的屈服機制和目標側(cè)移，由能量方程求得設(shè)計基西南交通大學(xué)學(xué)報第48卷第4期熊二剛等：鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)基于性能的塑性設(shè)計方法底剪力，然后對指定屈服構(gòu)件（梁）采用塑性方法設(shè)計，對指定非屈服構(gòu)件（柱）采用能力方法設(shè)計.基于性能的塑性設(shè)計方法可以直接考慮結(jié)構(gòu)的非彈性性能而不需要進行評估和迭代，概念清晰，過程簡單，有利于在實際設(shè)計過程中推廣應(yīng)用.1基于性能的塑性設(shè)計方法（PBPD）基于性能的塑性設(shè)計方法采用預(yù)選的目標側(cè)移和屈服機制作為性能極限狀態(tài)，這2個極限狀態(tài)與結(jié)構(gòu)的損傷程度和損傷分布狀況直接相關(guān).根據(jù)能量相等原則，即根據(jù)結(jié)構(gòu)單調(diào)達到目標側(cè)移所需作的功等于等效彈塑性單自由度體系（EPSDOF）達到相同狀態(tài)所需要的能量（圖1）來計算給定的地震水準下的設(shè)計基底剪力.然后，采用塑性設(shè)計方法設(shè)計框架構(gòu)件和節(jié)點，以達到預(yù)期的屈服機制和性能.

1.1設(shè)計基底剪力對于給定的地震水準，確定設(shè)計基底剪力是PBPD法的重要環(huán)節(jié).如前所述，根據(jù)使結(jié)構(gòu)單調(diào)達到目標側(cè)移所需作的功等于等效彈塑性單自由度體系（EPSDOF）達到相同狀態(tài)所需要的能量計

（a） 屈服機構(gòu)（b） 單自由度體系能量作功平衡概念

圖1基于性能的塑性設(shè)計概念

Fig.1 PBPD （performancebased plastic design） concept

算設(shè)計基底剪力.假定系統(tǒng)為理想的彈塑性體系，則有功能方程：

（Ee+Ep）=γ12mS2v=12γmT2πSag2，（1）

式中：Ee、Ep分別為使結(jié)構(gòu)達到目標側(cè)移所需能量的彈性分量和塑性分量；

Sv為設(shè)計擬速度譜；

Sa為擬加速度譜；

T為基本自振周期；

m為體系的總質(zhì)量；

g為重力加速度；

γ為能量修正系數(shù)，其值取決于結(jié)構(gòu)的延性系數(shù)μ和延性折減系數(shù)Rμ：

γ=2μ-1R2μ .（2）

彈性能量

Ee=12mT2π QyGg2，（3）

式中：G為結(jié)構(gòu)的總重力荷載代表值；

Qy為屈服基底剪力.

塑性能量Ep等于結(jié)構(gòu)中塑性鉸耗散的能量，如圖1所示.對于選定的屈服機制，

Ep=Qy∑ni=1λihiθp，（4）

式中：λi為樓第i層側(cè)向力分布系數(shù)；

hi為第i層計算高度；

θp為塑性側(cè)移角.

根據(jù)式（1）、（3）和（4），功能方程可改寫為

QyG2+QyGh*8π2θpT2g=γS2a，（5）

其中，h*=∑ni=1λihi.

由式（5）可得設(shè)計基底剪力系數(shù)

QyG=-α+α2+4γS2a2，（6）

式中：α為無量綱參數(shù)，

α=h*8π2θpT2g.（7）

1.2側(cè)向力分布S S Lee等通過對大量框架結(jié)構(gòu)的非線性分析，得出了樓層剪力分布系數(shù)βi[1314]，將該系數(shù)作為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在彈塑性狀態(tài)下側(cè)向力分布模式.該側(cè)向力分布模式可使RC框架結(jié)構(gòu)在大震作用的樓層剪力更接近實際剪力分布，且能產(chǎn)生更均勻的層間側(cè)移角，見式（8）～（9）：

βi=QsiQsn=∑nj=iGjhjGnhn0.75T-0.2，（8）

Fi=（βi-βi+1）Gnhn∑nj=iGjhj0.75T-0.2Qy，（9）

式中：Qsi和Qsn分別為第i層、頂層剪力；

Gj和Gn分別為第j層、頂層的重力荷載代表值；

hj為第j層的計算高度；

Fi為第i層的側(cè)向力；

βi為第i層的剪力分布系數(shù)，βi+1為第i+1層的剪力分布系數(shù)，βn+1=0.1.3鋼筋混凝土框架構(gòu)件設(shè)計1.3.1梁設(shè)計（指定屈服構(gòu)件）

在罕遇地震作用下，為了避免結(jié)構(gòu)倒塌破壞，最大程度地耗散地震輸入能量，使結(jié)構(gòu)有足夠的強度和延性，需要在設(shè)計初為結(jié)構(gòu)選擇一個合理的屈服機構(gòu)[6].當RC框架采用圖2所示的目標屈服機制時，梁就成了指定的屈服構(gòu)件.每層梁所需要的抗彎承載力可由塑性設(shè)計方法確定（外功等于內(nèi)功）：

∑ni=1Fihiθp=2Mpcθp+∑ni=12Mpbiφi，（10）

式中：Mpb和Mpbi分別為梁頂層和第i層所需的塑性彎矩；

φi為第i層塑性鉸轉(zhuǎn)角，φi=（L/Li′ ）θp，其中L為梁跨度，Li′為塑性鉸之間的距離；

Mpc為底層柱底塑性彎矩.

圖2RC框架目標屈服機制

Fig.2Target yield mechanism for moment frames

值得注意的是，由于梁發(fā)生反對稱變形，故由均勻分布的重力荷載所作的外功等于0.

相關(guān)研究成果[10]表明，結(jié)構(gòu)強度沿建筑高度的分布服從設(shè)計層間剪力分布較為合理.這樣會使結(jié)構(gòu)的屈服分布更趨均勻，從而防止屈服集中在某幾層.即令

Mpbi=βiMpb.（11）

對于RC框架，由于板和非矩形截面梁的強度貢獻，以及梁頂部和底部配置的鋼筋數(shù)量不同，故梁端正塑性彎矩M+pb和負塑性彎矩M-pb不同.因此，式（10）可修正如下：

∑ni=1Fihiθp=2Mpcθp+∑ni=1βi（M+pb+M-pb）φi.（12）

令x=M-pb/M+pb，則式（12）可以簡化為：

∑ni=1Fihiθp=2Mpcθp+

∑ni=1（1+x）βiM+pbφi.（13）

選定適當?shù)膞后，式（3）僅包含2個未知參數(shù)，即M+pb和Mpb.

根據(jù)結(jié)構(gòu)底層不能形成薄弱層機構(gòu)（圖3）的條件，確定柱底塑性彎矩Mpc.假定塑性鉸出現(xiàn)在底層的柱底和柱頂，對于屈服機構(gòu)的微小變形，其相應(yīng)的作功方程[15]為

ΨQ′h1θ=4Mpcθ，（14）

則

Mpc=ΨQ′h1/4，（15）

式中：θ為屈服機構(gòu)的微小轉(zhuǎn)角；

Q′為基底剪力（對應(yīng)于等效單跨模型），Q′等于總剪力Q除以跨數(shù)；

h1為底層層高；

Ψ為考慮了設(shè)計力的超強系數(shù)（在后面的設(shè)計算例中，取Ψ=1.1）.

將式（15）代入式（12），可以得到第i層梁的需求塑性彎矩M+pb和M-pb，然后根據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)范進行構(gòu)件設(shè)計.

圖3單跨框架（底部形成薄弱層）

Fig.3Onebay moment frame with

“softstorey” mechanism

1.3.2柱設(shè)計（指定非屈服構(gòu)件）

指定非屈服構(gòu)件（如柱）必須能抵抗設(shè)計重力荷載和最大指定屈服構(gòu)件預(yù)期強度的組合，同時考慮合理的應(yīng)變硬化和材料超強.在RC框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中，可將柱分離成懸臂的隔離體，圖4為目標側(cè)移時框架邊柱隔離體圖.

圖4邊柱隔離體圖

Fig.4Freebody diagram of an exterior column

為保證結(jié)構(gòu)形成預(yù)期的強柱弱梁塑性機制，柱的設(shè)計必須能夠抵抗最大預(yù)期荷載（包括梁柱上的重力荷載），同時考慮梁端塑性鉸一定范圍內(nèi)的應(yīng)變硬化和材料超強.應(yīng)變硬化梁塑性鉸的彎矩Mpri，可將需求塑性彎矩Mpbi乘以適當?shù)某瑥娤禂?shù)ξ得到，超強系數(shù)ξ需考慮材料應(yīng)變硬化效應(yīng)和材料超強.

假定作用在隔離體上所需的側(cè)向力Fli服從式（9）的分布形式，則其值可通過整個隔離體的平衡條件獲得.結(jié)合作用在每層梁端的彎矩和側(cè)向力Fli，可計算出每層的柱端彎矩和剪力.

（1） 邊柱隔離體

當框架達到目標側(cè)移時，假定各層梁端塑性鉸截面處的剪力Qi、Qi′和彎矩Mpri均達到預(yù)期強度（圖5，lc=（L-L′）/2），Qi和Qi′可由式（16）和（17）給出：

Qi=M+pri+M-priL′+qiL′2，（16）

Qi′=M+pri+M-priL′-qiL′2，（17）

式中，qi為作用在梁上的均布荷載.

圖5柱隔離體圖

Fig.5Freebody diagram of a column

在RC框架中，作用在邊柱隔離體（圖5）上的需求平衡側(cè)向力之和Flext可以由式（18）確定；

Flext=∑ni=1M-pri+∑ni=1Qilci+Mpc∑ni=1αihi，（18）

其中，

αi=βi-βi+1∑ni=1（βi-βi+1） .（19）

式（19）中，當i=n時， βn+1=0.

（2） 中柱隔離體

對于中柱隔離體（圖5），側(cè)向力之和

Flint=∑ni=1（M+pri+M-pri）∑ni=1αihi+

∑ni=1[Qi+Q′i]lci+2Mpc∑ni=1αihi .（20）2PBPD法的設(shè)計步驟PBPD法設(shè)計鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的步驟：

（1） 根據(jù)設(shè)計地震水準選擇與預(yù)定性能目標一致的預(yù)期屈服機制和目標側(cè)移角θu.假定結(jié)構(gòu)的力位移關(guān)系為理想彈塑性，并估算結(jié)構(gòu)的屈服側(cè)移角θy.

（2） 用預(yù)選的目標側(cè)移角θu減去屈服側(cè)移角θy，計算出塑性側(cè)移角θp.

（3） 根據(jù)質(zhì)量和剛度特性估算結(jié)構(gòu)的基本自振周期T（也可采用基于規(guī)范的經(jīng)驗公式估計結(jié)構(gòu)體系的基本周期），選擇適當?shù)膫?cè)向力分布形式.

（4） 采用第（1）、（2）步確定的參數(shù)，根據(jù)設(shè)計譜加速度值Sa即可計算出設(shè)計基底剪力Q.此時，可采用相應(yīng)的非彈性地震反應(yīng)理論，如NewmarkHall提出的理想非彈性反應(yīng)譜或其他方法.

（5） 如果結(jié)構(gòu)的力變形性能與假定的彈塑性能不同，則需修正Q.

（6） 采用塑性方法對指定屈服構(gòu)件梁進行截面設(shè)計，使結(jié)構(gòu)側(cè)向強度的分布服從設(shè)計樓層剪力分布；采用彈性設(shè)計方法對指定非屈服構(gòu)件柱進行截面設(shè)計，并考慮指定屈服構(gòu)件的應(yīng)變硬化、材料超強.3算例及其分析3.1工程概況某工程主體為8層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，平面布置見圖6，各層層高均為3.3 m.樓面恒（活）荷載為3.3（2.0）kPa，屋面恒（活）荷載為5.0（2.0）kPa，雪荷載為0.2 kPa.抗震設(shè)防烈度為8度（0.20g），Ⅰ類場地，設(shè)計地震分組為第2組.混凝土強度等級為C30，受力主筋為HRB400.

圖6結(jié)構(gòu)平面圖

Fig.6Floor plan of a structure

初步選定的梁、柱（矩形）截面尺寸見表1.

表1梁柱截面尺寸

Tab.1Member sectionsmm

樓層橫梁縱梁次梁柱第5～8層300×500300×600300×450550×550第1～4層350×500350×600300×450600×600

3.2鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)PBPD方法的上述設(shè)計步驟，得到RC框架設(shè)計參數(shù)（表2）.

根據(jù)式（8）和（9）計算側(cè)向力分布，然后計算梁、柱需求強度，最后確定梁、柱截面配筋，見表3

表2RC框架設(shè)計參數(shù)

Tab.2Design parameters for RC frame

地震程度SaT/sθy/%θu/%θp/%μ=θu/θyRμγαQ/GQ/kN中震0.210g0.800.501.000.50220.7501.1280.104650罕遇地震0.420g0.800.502.001.50330.5563.3830.109679

表3RC框架梁、柱需求強度和截面配筋

Tab.3Required strength and reinforcement details of beams and columns of the RC frame

層

序梁需求彎矩M+pb/

（kN?m）M-pb/

（kN?m）梁配筋

面積/mm2AsAs′邊柱Mtop/

（kN?m）Mbot/

（kN?m）軸力/

kN剪力/

kN中柱Mtop/

（kN?m）Mbot/

（kN?m）軸力/

kN剪力/

kN柱配筋

面積/mm2邊柱中柱862.73-131.73388853195.804.74169.5657.89259.82-21.67210.4985.303 0544 5617100.46-210.966371 450299.73-6.23379.0992.72394.41-56.38418.05136.603 7705 8916129.83-272.658391 984368.99-26.45611.15119.83481.38-101.22625.60176.544 5615 8915152.96-321.221 0052 469411.93-53.94860.96141.17532.33-154.06833.16207.995 8917 3844170.79-358.661 1172 711433.11-87.051 129.83157.63553.32-213.051 046.12232.233 7705 8913183.83-386.031 2123 004435.61-124.261 413.40169.66548.33-276.541 263.77249.963 7705 8912192.38-403.991 2753 211421.75-164.161 703.54177.55520.26-342.981 481.43261.583 0543 7701196.61-412.891 3073 318393.42-205.401 996.92181.46471.36-410.891 699.08―3 0543 054（表中As和As′分別為受拉和受壓鋼筋的截面面積；Mtop和Mbot分別為柱頂和柱底彎矩）.4驗證分析采用非線性分析軟件PERFORM3D建立鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的有限元模型，對該結(jié)構(gòu)進行彈塑性動力時程分析，以驗證上述計算結(jié)果.時程分析所用地震加速度時程的峰值根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范[4]確定.選用RGB1波、RGB2波、RGB3波、Morgan波、Mexico波、Kobe波、Landers波、Loma波和Northridge波，這9種地震波分別具有不同的頻譜特性.

按這9種地震波且地震波峰值調(diào)整為8度設(shè)防地震和罕遇地震對應(yīng)的加速度0.2g和0.4g，得到樓層位移角包絡(luò)圖分別見圖7和圖8.

圖7中震作用下RC框架最大層間位移角

Fig.7Maximum interstory drift ratios of

the RC frame under moderate earthquake

圖8大震作用下RC框架最大層間位移角

Fig.8Maximum interstory drift ratios of

the RC frame under major earthquake

從圖7和圖8可見，除Mexico波之外，在其余地震波作用下，最大層間位移角沿樓層均勻分布，在設(shè)防地震和罕遇地震作用下，其均值分別介于0.24%～0.31%和0.38%～0.55%之間.表明結(jié)構(gòu)的非彈性性能沿樓層分布較均勻，各樓層可以同時耗散相當?shù)牡卣鹉芰?而不像傳統(tǒng)設(shè)計方法那樣，僅通過結(jié)構(gòu)的某一層或某幾層薄弱層來耗散地震能量.按基于性能的塑性設(shè)計方法給出的各層最大層間位移角均小于目標位移角限值，表明結(jié)構(gòu)滿足目標性能要求.

大震作用下RC框架塑性鉸分布如圖9所示.從圖9可見，各層梁端均出現(xiàn)塑性鉸，滿足預(yù)先設(shè)定的屈服機制.

圖9大震作用下RC框架塑性鉸分布

Fig.9Plastic hinge distribution of the RC frame

5結(jié)論基于功能平衡原理，本文提出了一種鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)基于性能的塑性設(shè)計方法，獲得以下結(jié)論：

（1） 基于性能的塑性設(shè)計方法（PBPD）用預(yù)定目標側(cè)移和屈服機制作為性能目標，而這2個性能決定著結(jié)構(gòu)的損傷程度和分布.對于給定的地震水準，根據(jù)能量平衡原理計算設(shè)計基底剪力，即使結(jié)構(gòu)單調(diào)達到目標側(cè)移所需作的功等于等效EPSDOF達到相同狀態(tài)所需要的能量.

（2） 采用塑性設(shè)計方法設(shè)計RC框架構(gòu)件和梁柱節(jié)點，以便達到預(yù)期的屈服機制和性能.由于該方法在設(shè)計過程中引入了結(jié)構(gòu)的非線性性能以及重要的性能準則，故采用PBPD設(shè)計的RC框架結(jié)構(gòu)，無需進行繁瑣且反復(fù)迭代的性能評估.

（3） PBPD不僅能實現(xiàn)多性能水準下RC框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計，而且能控制RC框架結(jié)構(gòu)在設(shè)防地震和罕遇地震作用下的性能.

致謝：西安歐亞學(xué)院科研項目（12ZKB05）資助.

參考文獻：[1]張倩. 鋼框架結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計方法研究[D]. 西安：西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院，2008.

[2]李應(yīng)斌. 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計理論與應(yīng)用研究[D]. 西安：西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院，2004.

[3]管民生. 基于性能的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能評價方法與應(yīng)用研究[D]. 廣州：華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院，2011.

[4]中國建筑科學(xué)研究院. GB50011―2010建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S]. 北京： 中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[5]樊長林，張善元，路國運. 鋼筋混凝土框架剛塑性抗震設(shè)計方法研究[J]. 世界地震工程，2009，25（3）： 6773.

FAN Changlin， ZHANG Shanyuan， LU Guoyun. Study on rigidplastic seismic design of reinforced concrete frame structures[J]. World Earthquake Engineering， 2009， 25（3）： 6773.

[6]周磊. 多層鋼框架性態(tài)抗震設(shè)計：屈服點譜法[D]. 蘇州：蘇州科技學(xué)院土木工程系，2011.

[7]辛力，梁興文，白亮. RC框架結(jié)構(gòu)直接基于位移的抗震優(yōu)化設(shè)計方法[J]. 地震工程與工程振動，2008， 28（5）： 7986.

XIN Li， LIANG Xingwen， BAI Liang. Optimal method for direct displacementbased seismic design of RC frames[J]. Journal of Earthquake Engineering and Engineering Vibration， 2008， 28（5）： 7986.

[8]MEDHEKAR M S， KENNEDY D J L. Displacementbased seismic design of buildingsapplication[J]. Engineering Structures， 2000， 22（3）： 210221.

[9]GHORBANIEASL M. Performancebased seismic design of building structures[D]. Carleton： Department of Civil and Environmental Engineering， Carleton University， 2007.

[10]Applied Technology Council. FEMA445 Nextgeneration performancebased seismic design guidelines： program plan for new and existing buildings[S]. Washington D C： Federal Emergency Management Agency， 2006.

[11]SAHOO D R， CHAO S H. Performancebased plastic design method for bucklingrestrained braced frames[J]. Engineering Structures， 2010， 32（9）： 29502958.

[12]LIAO W C. Performancebased plastic design of earthquake resistant reinforced concrete moment frames[D]. Ann Arbor： Department of Civil and Environmental Engineering， The University of Michigan， 2010.

[13]LEE S S. Performancebased design of moment frames using target drift and yield mechanism[D]. Michigan： Department of Civil and Environmental Engineering， The University of Michigan， 2002.

[14]CHAO S H， GOEL S C， LEE S S. A seismic design lateral force distribution based on inelastic state of structures[J]. Earthquake Spectra， 2007， 23（3）： 547569.

第5篇：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法范文

關(guān)鍵詞:混凝土;結(jié)構(gòu)；加固設(shè)計；加固方法

中圖分類號：TV331文獻標識碼： A

引言

混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)和施工組織都較復(fù)雜，施工時應(yīng)十分慎重，否則易出現(xiàn)質(zhì)量事故，造成不必要的損失。組織大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工，在模板、鋼筋和混凝土工程方面有許多技術(shù)問題要逐個解決。因此，現(xiàn)階段對建筑物的維修、加固和改造已經(jīng)凸顯的越來越重要，成為現(xiàn)今土木工程的一大熱點。結(jié)構(gòu)加固應(yīng)遵守的原則有以下幾個：方案制定的總體效應(yīng)原則、荷載取值和承載力驗算的基本原則、材料的選用和取值原則與抗震設(shè)防結(jié)合的原則、結(jié)構(gòu)加固方案應(yīng)技術(shù)可靠、方便施工原則、經(jīng)濟合理，減少對原有建筑損傷原則等基本原則。

一、混凝土結(jié)構(gòu)加固問題的概述

1、加大截面加固法在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受壓區(qū)加混凝土現(xiàn)澆層，可增加截面有效高度，擴大截面面積，從而提高構(gòu)件正截面抗彎，斜截面抗剪能力和截面剛度，起到加固補強的作用。在適筋范圍內(nèi)，混凝土彎變構(gòu)件正截面承載力隨鋼筋面積和強度的增大而提高。在原構(gòu)件正截面配筋率不太高的情況下，增大主筋面積可有效地提高原構(gòu)件正截面抗彎承載力。在截面的受拉區(qū)加現(xiàn)澆混凝土圍套增加構(gòu)件截面，通過新加部分和原構(gòu)件共同工作，可有效地提高構(gòu)件承載力，改善正常使用性能。加大截面加固法施工工藝簡單、適應(yīng)性強，并具有成熟的設(shè)計和施工經(jīng)驗；適用于梁、板、柱、墻和一般構(gòu)造物的混凝土的加固；但現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時間長，對生產(chǎn)和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減置換混凝土加固法。該法的優(yōu)點與加大截面法相近，且加固后不影響建筑物的凈空，但同樣存在施工的濕作業(yè)時間長的缺點；適用于受壓區(qū)混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的梁、柱等混凝土承重構(gòu)件的加固。

2、粘結(jié)外包型鋼加固法。外包鋼加固是把型鋼或鋼板包在被加固構(gòu)件的外邊，外包鋼加固鋼筋混凝土梁一般應(yīng)采用濕式外包法，即采用環(huán)氧樹脂化灌漿等方法把型鋼與被加固構(gòu)傭粘結(jié)成一整體，加固后的構(gòu)件，由于受拉和受壓鋼截面面積大幅度提高，因此正截面承載力和截面剛度大幅度提高。該法也稱濕式外包鋼加固法，受力可靠、施工簡便、現(xiàn)場工作量較小，但用鋼量較大，且不宜在無防護的情況下用于600C以上高溫場所；適用于使用上不允許顯著增大原構(gòu)件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結(jié)構(gòu)加固。

3、粘鋼加固法。鋼筋混凝土受彎構(gòu)件外部粘鋼加固是在構(gòu)件承載力不足區(qū)段表面粘貼鋼板，這樣可提高被加固構(gòu)件的承載力，且施工方便。該法施工快速、現(xiàn)場無濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè)，對生產(chǎn)和生活影響小，且加固后對原結(jié)構(gòu)外觀和原有凈空無顯著影響，但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平；適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎或受拉構(gòu)件的加固。

4、粘貼纖維增強塑料加固法。外貼纖維加固是用膠結(jié)材料把纖維增強復(fù)合材料貼于被加固構(gòu)件的受拉區(qū)域，使它與被加固截面共同工作，達到提高構(gòu)件承載能力的目的。除具有粘貼鋼板相似的優(yōu)點外，還具有耐腐濁、耐潮濕、幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重、耐用、維護費用較低等優(yōu)點，但需要專門的防火處理，適用于各種受力性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和一般構(gòu)筑物。

5、繞絲法。該法的優(yōu)缺點與加大截面法相近；適用于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件斜截面承載力不足的加固，或需對受壓構(gòu)件施加橫向約束力的場合。

6、錨栓錨固法。該法適用于混凝土強度等級為C20~C60的混凝土承重結(jié)構(gòu)的改造、加固；不適用于已嚴重風化的上述結(jié)構(gòu)及輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。

二、混凝土結(jié)構(gòu)間接加固的方法探究

1、預(yù)應(yīng)力水平拉桿固法。預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固的混凝土受彎構(gòu)件，由于預(yù)應(yīng)力和新增外部荷載的共同作用，拉桿內(nèi)產(chǎn)生軸向拉力，該力通過桿端錨固偏心地傳遞到構(gòu)件上，在構(gòu)件中產(chǎn)生偏心受壓作用，該作用克服了部分外荷載產(chǎn)生的彎矩，減少了外荷載效應(yīng)，從而提高了構(gòu)件的抗彎能力。同時，由于拉桿傳給構(gòu)件的壓力作用，構(gòu)件裂縫發(fā)展得以緩解、控制、斜截面抗剪承載力也隨之提高。由于水平提桿的作用，原構(gòu)件的截面應(yīng)力特征由受彎變成了偏心受壓，因此，加固后構(gòu)件的承載力主要取決于壓彎狀態(tài)下原構(gòu)件的承載力。

2、預(yù)應(yīng)力下?lián)卫瓧U加固法。鋼筋混凝土構(gòu)件采用預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U加固定后，形成一個由被加固構(gòu)件和下?lián)问嚼瓧U組成的復(fù)合超靜定結(jié)構(gòu)體系，在外荷載和預(yù)應(yīng)力共同作用下，拉桿中產(chǎn)生軸向力并通過與構(gòu)件的結(jié)合點傳遞給被加固構(gòu)件，抵消了部分外荷載，改變了原構(gòu)件截面內(nèi)力特征，從而提高了構(gòu)件的承載能力。該法能降低被加固構(gòu)件的應(yīng)力水平，不僅使加固效果好，而且還能較大幅度地提高結(jié)構(gòu)整體承載力，但加固后對原結(jié)構(gòu)外觀有一定影響；適用于大跨度或重型結(jié)構(gòu)的加固以及處于高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)下的混凝土構(gòu)件的加固，但在無防護的情況下，不能用于溫度在600C以上環(huán)境中，也不宜用于混凝土收縮徐變大的結(jié)構(gòu)。

3、增加支承加固法是通過減少受彎構(gòu)件的計算跨度，達到減少作用在被加固構(gòu)件上的載載效應(yīng)，提高結(jié)構(gòu)承載水平的目的。該法簡單可靠，但易損害建筑物的原貌和使用功能，并可能減小使用空間；適用于具體條件許可的混凝土結(jié)構(gòu)加固。

4、其它加固法。輔助結(jié)構(gòu)加固法是采用另制的輔助構(gòu)件，如型鋼、鋼桁架或鋼筋混凝土梁，部分或全部分擔被加固梁的荷載。在支座附近加腋后，支座附近截面的有效高度提高了，因此，截面的抗彎和抗剪能力都得到提高。

三、混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)方法分析

1、托換技術(shù)法。是托梁拆柱、托梁接柱和托梁換柱等技術(shù)的概稱；屬于一種綜合性技術(shù)，由相關(guān)結(jié)構(gòu)加固、上部結(jié)構(gòu)頂升與復(fù)位以及廢棄構(gòu)件拆除等技術(shù)組、托換技術(shù)系托梁（或桁架）拆柱（或墻）、托梁接柱和托梁換柱等技術(shù)的概稱；屬于一種綜合性技術(shù)，由相關(guān)結(jié)構(gòu)加固、上部結(jié)構(gòu)頂升與復(fù)位以及廢棄構(gòu)件拆除等技術(shù)組成；適用于已有建筑物的加固改造；與傳統(tǒng)做法相比，具有施工時間短、費用低、對生活和生產(chǎn)影響小等優(yōu)點，但對技術(shù)要求較高，需由熟練工人來完成，才能確保安全。

2、植筋技術(shù)法。是一項對混凝土結(jié)構(gòu)較簡捷、有效的連接與錨固技術(shù)；可植入普通鋼筋，也可植入螺栓式錨筋；已廣泛應(yīng)用于已有建筑物的加固改造工程，如：施工中漏埋鋼筋或鋼筋偏離設(shè)計位置的補救，構(gòu)件加大截面加固的補筋，上部結(jié)構(gòu)擴跨、頂升對梁、柱的接長，房屋加層接柱和高層建筑增設(shè)剪力墻的植筋等。

3、裂縫修補技術(shù)法。根據(jù)混凝土裂縫的起因、性狀和大小，采用不同封護方法進行修補，使結(jié)構(gòu)因開裂而降低的使用功能和耐久性得以恢復(fù)的一種專門技術(shù)；適用于已有建筑物中各類裂縫的處理，但對受力性裂縫，除修補外，尚應(yīng)采用相應(yīng)的加固措施。

4、碳化混凝土修復(fù)技術(shù)法。是指通過恢復(fù)混凝土的堿性（鈍化作用）或增加其阻抗而使碳化造成的鋼筋腐蝕得到遏制的技術(shù)。

5、混凝土表面處理技術(shù)法。系指采用化學(xué)方法、機械方法、噴砂方法、真空吸塵方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油跡、殘渣以及其它附著物的專門技術(shù)。以及混凝土表層密封技術(shù)。是指采用柔性密封劑充填、聚合物灌漿、涂膜等方法對混凝土進行防水、防潮和防裂處理的技術(shù)。

結(jié)束語

現(xiàn)今的混凝土加固市場，某些設(shè)計人員由于業(yè)務(wù)素質(zhì)和專業(yè)水平有限，胡亂套用別的加固方案，造成很多問題。不管工程是否適合，到處粘貼鋼板和碳纖維。其實加固方法應(yīng)根據(jù)實際情況來選用。應(yīng)根據(jù)具體的受力特征進行詳盡的分析，從而切實提高施工工藝，造福民眾。

參考文獻

[1]王文煒.混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)及應(yīng)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009．

第6篇：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法范文

【關(guān)鍵詞】大體積混凝土，結(jié)構(gòu)裂縫，原因，改進設(shè)計方法

1.前言

大體積混凝土概念分為兩個標準，即原有國家的標準以及施工規(guī)范（ 《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》簡稱為施工規(guī)范） 標準。國家標準，即在《大體積混凝土施工規(guī)范》所闡述的： 大體積混凝土即為結(jié)構(gòu)物實體最小幾何尺寸不可小于一米的混凝土結(jié)構(gòu)物，或已經(jīng)預(yù)料到會因為混凝土中所使用的膠凝材料水化而引起溫度變化從而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的混凝土。即使國家已經(jīng)對大體積混凝土的概念進行了明確定義，但因不小于一米的尺量量化指標從具體施工來看并不是很合理，故在施工規(guī)范內(nèi)對大體積混凝土的闡述將幾何體上不小于一米改為體量較大。

2.大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生原因

正如其在大體積混凝土概念中所闡述的，大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因既為內(nèi)外溫差。而根據(jù)混凝土溫差產(chǎn)生的時間可大致分為兩個階段，第一階段的混凝土澆筑初期升溫階段以及第二階段的混凝土硬化后期降溫階段。簡單來說，第一階段的產(chǎn)生原因是外表溫度較低內(nèi)部溫度卻保持持續(xù)升高所引起的混凝土表面開裂（ 常被誤認為是因為混凝土表面泌水或養(yǎng)護不好等原因而造成的龜裂） 。第二階段的產(chǎn)生原因為在核心混凝土進入降溫階段后，外部溫度下降程度較內(nèi)部溫度小，因此會在混凝土的內(nèi)部形成拉應(yīng)力，而當拉應(yīng)力過大超過混凝土的堅固度時，混凝土就出現(xiàn)了裂縫。當一二階段的混凝土因內(nèi)外溫差大，或體結(jié)構(gòu)物體形而產(chǎn)生貫通，嚴重危害了結(jié)構(gòu)物的整體性以及其安全性。而當兩階段的拉壓區(qū)重合時，一些受拉裂縫可能會產(chǎn)生閉合，這樣一來在檢測與鑒定溫度裂縫時，將會很難明確鑒定，從而進一步加大了安全隱患。

3.控制大體積混凝土裂縫的重要性

如今我國加強各項基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、發(fā)展城市建設(shè)、重視農(nóng)村建設(shè)，與此同時，人口的遞增和對建筑物一味地追求高大，這使得建筑物規(guī)模越做越大，高度越做越高。因此大體積混凝土的運用也愈來愈廣泛。大體積混凝土雖對強度的要求并不太大，但與此同時，對其的耐磨性、整體性、抗?jié)B性的要求就相應(yīng)有所增加。而正是因為大提琴混凝土相應(yīng)增加的這些特性，它們大多都用于結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)，從而履行分布不均勻的沉降和協(xié)調(diào)上部結(jié)構(gòu)工作的功能。綜上所述，大體積混凝土在目前的建筑方面起著舉足輕重的作用。因此，對其技術(shù)方面的要求也越來越嚴格，防止其因技術(shù)方面或在施工階段不合理而產(chǎn)生的工程事故。

4.控制大體積混凝土裂縫的方法

正如上述所論述大體積混凝土，因內(nèi)外部溫度有差所產(chǎn)生溫度應(yīng)力，使裂縫應(yīng)運而生。由此可見，如何更好的控制混凝土的內(nèi)外溫度差，也就成為了如何更有效控制從而減少溫度應(yīng)力的關(guān)鍵。當設(shè)計有要求時，大體積混凝土的內(nèi)外溫度差應(yīng)遵循要求來，當設(shè)計無要求時，

大體積混凝土的內(nèi)外溫度差不應(yīng)超過 25℃，《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》對此如是說，澆注溫度也不宜超過 28℃ 。由此可見，為了防止裂縫的產(chǎn)生我們應(yīng)降低內(nèi)外部溫差，而降低內(nèi)外部溫差又可以通過改善混凝土自身條件或控制外部環(huán)境來達到。

4. 1 改善混凝土自身條件

所謂改善混凝土自身條件，即可以通過控制混凝土的絕對發(fā)熱量或采取有效的措施，以達到降低混凝土內(nèi)外溫差的目的?？刂苹炷恋慕^對發(fā)熱量可以通過選擇，合適的原材料，并，進行科學(xué)的配合完成。降低混凝土內(nèi)外溫度差則可以通過選擇合適的施工方法，采取溫度監(jiān)控措施，選擇性的采用個齡期強度的混凝土。

（ 1） 選擇合適的原材料?；炷恋闹饕牧鲜撬啵嗟乃療嵋舱饕獙?dǎo)致大體積混凝土的內(nèi)部熱量的產(chǎn)生。首先我們可以盡力使用低水化熱水泥。其次我們可以采用摻加部分混凝土摻合材料來延長混凝土終凝時間的方法。然而礦渣水泥等收縮量較大，收縮應(yīng)力也應(yīng)在考慮范圍內(nèi)。三我們可以盡力減少水泥的用量，或增大粉煤灰的摻和量，使混凝土達到設(shè)計強度，又因水泥價格較高，故采用此方法可以達到降低成本的目的。

（ 2） 選擇合適的骨料。骨量的優(yōu)先采用原則應(yīng)該是熱膨脹系數(shù)小，含泥量低，當然我們也要強調(diào)骨料的連續(xù)級配。因為通過采用連續(xù)級配的骨料，可以提高骨料在混凝土中的體積，降低水泥用量，降低水化熱。而在大體積混凝土的澆筑過程中，可按照工程師所設(shè)計的購買一些規(guī)定粒徑的毛石，或摻加無裂縫的堅固大石塊。首先使用石塊可以降低水泥的用量從而降低水化熱，其次，石塊也可以吸收熱量，從而使水化熱得到進一步的降低。

（ 3） 添加外加劑并采用科學(xué)的適配比。大量實踐表示，正如《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》所說，混凝土內(nèi)外溫差在 20 到 25 攝氏度以下時可以確保混凝土不開裂。實際上要達到這一條件非常困難，所以，我們就必須選擇合適的外加劑，比如減水劑、膨脹劑以及粉煤灰等等。減水劑是一種在維持混凝土塌落度不變的條件下，能減少拌合用水量的混凝土外加劑。高效減水劑加入混凝土拌合物后對水泥顆粒有分散作用，這樣能改善其工作性，減少單位用水量，降低水化熱。膨脹劑是一種化學(xué)外加劑，它可以加在水泥中，當水泥凝結(jié)硬化時，隨水泥體積膨脹，從而起補償收縮和張拉鋼筋以產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力以及填充水泥間隙的作用。粉煤灰是從煤燃燒后的煙氣中搜捕下來的細灰，在混凝土中摻加粉煤灰節(jié)約了大量的水泥和細骨量減少了用水量，減少水化熱和熱能膨脹性。雖然水泥的水化熱會隨著粉煤灰量的增加而減少，粉煤灰量的大量運用會降低混凝土的早期強度，因此在參加粉煤灰的時候，還是應(yīng)采用科學(xué)的適合配比。

4. 2 降低混凝土的內(nèi)外溫差

（ 1） 分塊法澆筑。為了可以充分降低大體積混凝土的內(nèi)外溫差，從而在大體積混凝土施工過程中。經(jīng)常采用分塊澆筑的方案。分塊澆筑分為分層澆筑法（ 分層澆筑法目前有全面分層法、分段分層法、斜面分層法 3 種） 和分段跳倉澆筑法。但分層澆筑法因為對時間要求過長。所以只可在時間充沛的條件下使用，以使得混凝土內(nèi)部的水化熱可以得到充分散發(fā)。然而分層澆筑法仍需注意以下兩點： 一是分層澆筑法的中途間歇的時間不易過長，以免延長工程時間，并可能產(chǎn)生在上下層混凝土中的垂直裂縫； 二是分層澆筑法的間歇時間也不易過短，這樣做不利于下層混凝土散熱的同時，也會導(dǎo)致上層混凝土的升溫。

（ 2） 降溫措施。①降低入模溫度。夏季施工時采用冰水拌和，砂石料廠遮陽，輸送管道全程覆蓋灑冷水等措施以降低入模溫度。降低入模溫度可以產(chǎn)生負溫差，形成壓應(yīng)力，從而抵消內(nèi)部文章引起的拉應(yīng)力，防止產(chǎn)生裂縫； ②減少水化熱升溫。即上述的分塊澆筑法可以減少水化熱升溫，與此同時，還有埋水管冷卻法。③調(diào)節(jié)混凝土的內(nèi)外溫度。可采用外蓄內(nèi)熱的綜合養(yǎng)護，減少混凝土澆筑時的暴露時間等方法。

5.結(jié)語

在經(jīng)濟社會大力發(fā)展的今天，建筑安全方面也得到了很高的重視。而大體積混凝土作為建筑的最基本點，我們需要給予其更多的重視，其中最主要的就是重視對大體積混凝土裂縫的控制。這從施工規(guī)范沒有將其作為單獨一節(jié)進行敘述，而將如何對大體積混凝土進行控制作為單獨的一節(jié)進行編寫可窺見。但就目前情況而言，如何控制大體積混凝土的裂縫很多還只是理念，需要加入實踐進行完善，希望今后有更多的方法可以出現(xiàn)，使施工可操作性進行明顯提高。

參考文獻

第7篇：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法范文

【關(guān)鍵詞】混凝土結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；結(jié)構(gòu)分析

1引言

任何混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計都是為實現(xiàn)某些特定功能。隨著建筑業(yè)迅速發(fā)展，建筑功能也不斷豐富,建筑新穎造型、精美外觀，這樣要求工程設(shè)計越來越復(fù)雜,同時，設(shè)計周期普遍較短,也使結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在一些質(zhì)量問題，所以在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，影響混凝土重要質(zhì)量問題，必須引起工程結(jié)構(gòu)設(shè)計者高度重視。

2混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計基本要求

2.1遵守設(shè)計規(guī)范要求

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計師在對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計過程中，首先，應(yīng)該做到按國家與地方有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計法規(guī)、規(guī)程、規(guī)范以及設(shè)計標準中規(guī)定要求執(zhí)行。盡管目前我國各行業(yè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，在設(shè)計理論方面還不是很統(tǒng)一，但是混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計通常參考規(guī)范有《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》、《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》等等，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)遵守這些規(guī)范最基本原則來進行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計。

2.2考慮現(xiàn)場施工材料質(zhì)量

為能夠滿足混凝土結(jié)構(gòu)功能殊性能要求，再設(shè)計時應(yīng)充分考慮到現(xiàn)場施工材料資料，混凝土結(jié)構(gòu)材料質(zhì)量與現(xiàn)場所用水泥品種與粗骨料徑大小有直接關(guān)系。因此，設(shè)計者還應(yīng)了解施工工藝，機械設(shè)備使用情況，對水泥性能與凝結(jié)時間要求等因素，在施工現(xiàn)場決定選用外加劑以及其參入數(shù)量都應(yīng)該了解。

3常見混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計問題以及解決方案

3.1在結(jié)構(gòu)計算與分析階段常見問題

目前，在混凝土結(jié)構(gòu)計算與分析階段，如何高效地、準確地對工程進行內(nèi)力分析，同時按照規(guī)范要求進行結(jié)構(gòu)設(shè)計與處理，這是決定工程結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量好壞關(guān)鍵。因此，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計者，應(yīng)該對這一階段常見問題，必須清醒認識。

在結(jié)構(gòu)總體設(shè)計階段，經(jīng)常受到困擾問題是對設(shè)計結(jié)構(gòu)整體計算軟件選擇問題。不同軟件采用計算數(shù)學(xué)模型不同，所以不同軟件計算最終計算結(jié)果也有所不同。雖然結(jié)果差別較小，但是對結(jié)構(gòu)設(shè)計標準與規(guī)范卻有很大影響?，F(xiàn)在比較流行結(jié)構(gòu)計算軟件并不少，SATWE、TBSA、TAT、ETABS、SAP等都有其各自特點。然而，設(shè)計師在選擇軟件時要么只單一考慮設(shè)計模型特點，而忽視設(shè)計結(jié)構(gòu)類型，要么只考慮結(jié)構(gòu)類型而忽視對結(jié)構(gòu)設(shè)計計算軟件本身分析，所以導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)總體設(shè)計計算階段，設(shè)計結(jié)構(gòu)工程就出現(xiàn)很多問題。

對于結(jié)構(gòu)設(shè)計師，應(yīng)該考慮到一個科學(xué)合理計算軟件，絕對不僅僅取決于軟件系統(tǒng)本身優(yōu)越與否，還應(yīng)該分析這種計算軟件是否與設(shè)計結(jié)構(gòu)類型相適應(yīng)。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師必須做到，對各個結(jié)構(gòu)設(shè)計計算軟件數(shù)學(xué)模型特點進行分析、對比與系統(tǒng)研究，熟悉結(jié)構(gòu)設(shè)計類型，從而進行科學(xué)合理選擇計算軟件。

3.2地基與基礎(chǔ)設(shè)計存在問題

1）在設(shè)計時缺少工程實地勘察報告或者臨近建筑勘察報告；對基礎(chǔ)設(shè)計必須按照“勘察——設(shè)計——施工”流程進行，要堅決杜絕缺少地質(zhì)勘察報告，而進行設(shè)計情況。如果地質(zhì)勘查不夠細致、全面、內(nèi)容模糊情況時，設(shè)計單位必須告知建設(shè)單位同時要求勘察單位重新勘察或者進行補勘。

2）未考慮地基變形影響；有很多混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計都未對處理后地基進行變形驗算，而根據(jù)有關(guān)規(guī)定，當結(jié)構(gòu)設(shè)計等級為甲或乙級時，應(yīng)按照地基變形進行設(shè)計；當為丙級時，如采取地基處理，處理應(yīng)按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》相關(guān)規(guī)定；而對地基處理后情況，必須進行變形驗算。

3）下臥層驗算中問題

在計算下臥層頂?shù)鼗休d力時，只能進行深度修正，修正系數(shù)應(yīng)根據(jù)土層來決定。當擴散角所取數(shù)值滿足有關(guān)規(guī)范中規(guī)定時，可直接采用；當不滿足時可根據(jù)規(guī)范附錄中，平均應(yīng)力系數(shù)來進行計算。對復(fù)合地基來說.選取承載力較高土層來當持力層，而當軟弱下臥層時，必須對承載力進行驗算；如果是軟弱下臥層控制承載力，那么說明持力層需要進行調(diào)整。

3.3上部混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中存在問題

目前，作為混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，上部結(jié)構(gòu)設(shè)計是最為關(guān)鍵的部位,也是體現(xiàn)特殊功能，特定力學(xué)結(jié)構(gòu)性質(zhì)的部位。主流混凝土結(jié)構(gòu)有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框剪墻結(jié)構(gòu)以及框支剪力墻結(jié)構(gòu)，而這些混凝土結(jié)構(gòu)在實際設(shè)計時，往往出現(xiàn)配筋不夠、超配筋等情況。這樣容易造成混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的上部結(jié)構(gòu)等工程強度不足。

1）框架柱；在設(shè)計計算時，切勿忽視角柱，必須要對角柱自行定義。如出現(xiàn)未進行定義，而實際配筋率又滿足計算結(jié)果，那么在實際施工中就會出現(xiàn)配筋率無法滿足最小配筋率問題。作為短柱來說，在一級抗震設(shè)計時，沿著短柱全高箍筋間距應(yīng)小于縱筋直徑6倍?？蚣苤绦蚩梢赃M行自行判定。這種框架柱不可以進行直接替換，不同強度箍筋應(yīng)滿足不同結(jié)果。對超短柱來說，在整個結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)盡量避免，如避免不了，就采用性能較好箍筋、采取控制軸比、在整個框架柱中添加芯柱等方法。

2）框架梁：框架梁在計算是容易出現(xiàn)實際配筋大于計算結(jié)果情況，主要原因有：繪圖時只標注支座一側(cè)配筋；當配筋率大于2%時，箍筋并沒有隨著支座處配筋增加而增大；跨中配筋與支座配筋比例超出正常范圍。同時還應(yīng)注意各抗震等級下，縱筋直徑的要求以及穿過中柱及剪力墻的縱筋直徑。

3）連梁：在地震作用下，為保證剪力墻不發(fā)生剪切破壞，即墻肢與連梁滿足“強剪弱彎”的原則降低連梁彎矩設(shè)計值，使部分連梁先于墻肢出現(xiàn)彎曲屈服，降低連梁屈服彎矩的同時也降低了連梁的剪壓比，可改善連梁的延性性能。一般控制連梁折減系數(shù)在0.5~1之間，抗震設(shè)防烈度越高，延性要求越高，設(shè)防水準要求越高，就可以折減多一些。這樣才能夠保證連粱在正常使用下不現(xiàn)開裂、屈服等問題。當連梁跨高比不大于2.5時，要注意不要把墻體水平分布筋當做連梁腰筋來計算，否則會出現(xiàn)連梁的腰筋配筋率不滿足標準情況。

4）框支剪力墻；在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該重點考慮轉(zhuǎn)換層，因為轉(zhuǎn)換層是整個框支剪力墻中比較薄弱樓層結(jié)構(gòu)，在相關(guān)計算時，應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)定將其地震剪力乘以增大系數(shù)來計算相關(guān)參數(shù)。框支柱、框支梁的縱筋各項系數(shù)都應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)定的要求。

3.4混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中其他問題

1）各專業(yè)間配合：由于專業(yè)分工發(fā)展，一個結(jié)構(gòu)設(shè)計團隊由各個不同領(lǐng)域?qū)I(yè)人才構(gòu)成，整個項目從設(shè)計到施工也是由很多不同團隊負責，因此，專業(yè)間配合問題顯得尤為突出?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計與施工組織之間，涉及到結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工技術(shù)之間銜接與配合。配合得好壞直接關(guān)系到整個項目的質(zhì)量，甚至整個設(shè)計理念與風格。結(jié)構(gòu)設(shè)計專業(yè)人員不可只專注于設(shè)計，而忽視配合施工工藝技術(shù)，否則就會出現(xiàn)很多大的問題。

2）混凝土設(shè)計耐久性：混凝土結(jié)構(gòu)功能有三方面內(nèi)容：適用性、安全性、耐久性，目前，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計在適用性與安全性方面研究較深入，設(shè)計方法相對明確，因此，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計在這兩方面做得比較好。結(jié)構(gòu)耐久性方面研究還不是很成熟，在實際操作中也存在很多問題?；炷两Y(jié)構(gòu)因耐久性不足而失效的現(xiàn)象已經(jīng)屢見不鮮，為正常使用，必需進行維護，而這樣所付出維護費用是非常高昂的。影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性因素主要有內(nèi)部與外部兩個方面。再結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)該區(qū)別進行考慮。這真對不同結(jié)構(gòu)功能需要，考慮避免降低結(jié)構(gòu)耐久性的影響因素。這樣設(shè)計出來的混凝土結(jié)構(gòu)才是最科學(xué)，最合理的。

結(jié)語

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計本身是個長期、循環(huán)、復(fù)雜兼具深度和廣度的專業(yè)。對于企業(yè)來講講究的是效率和效益，因此，目前混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計問題產(chǎn)生的主要原因在于設(shè)計時間短、設(shè)計任務(wù)大而重?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量密切關(guān)系到人民生命財產(chǎn)安全，責任重大。因此，我們必須從根本做起，做好混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，總結(jié)設(shè)計經(jīng)驗不斷改進設(shè)計理念，設(shè)計時充分考慮各種因素影響，這樣來保證整個工程質(zhì)量。以上僅僅是筆者的一些淺薄認識，只有不斷地學(xué)習、對實踐經(jīng)驗不斷進行總結(jié)才能做出較好的作品

參考文獻

[1] 周克榮等編著.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計[M].同濟大學(xué)出版社.2001.8.

[2] 賈慧麟.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性[J].華章,2011（05）：47-47.

[3] 王剛.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計探討[J]才智,2011（25）：85-86.

第8篇：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法范文

【關(guān)鍵詞】高層建筑；混凝土結(jié)構(gòu)；設(shè)計

引言

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)力度的不斷加大，我國的經(jīng)濟呈現(xiàn)出高速發(fā)展的態(tài)勢，人們的生活生產(chǎn)水平得到了有效地改善，因此人們對建筑也提出了更高的要求。而隨著我國城市建設(shè)進程的加快，在當前的城市建設(shè)中，高層建筑越來越多，而高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計也逐漸成為了當前建筑設(shè)計師們工作中的重點和難點。而隨著科學(xué)技術(shù)的進步，我國的建筑行業(yè)也隨之呈現(xiàn)出高速發(fā)展的態(tài)勢，在現(xiàn)代的建筑領(lǐng)域中，各種施工技術(shù)和施工理論以及施工設(shè)備都得到了長足的發(fā)展，同時還涌現(xiàn)出了大批更加先進的施工技術(shù)和施工材料以及施工設(shè)備，而隨著這些技術(shù)和材料以及設(shè)備的發(fā)展應(yīng)用，使得我國建筑的質(zhì)量和性能得到了大幅度提高，從而為我國城市建設(shè)奠定了堅實的基礎(chǔ)，同時也為高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)造了有利條件。然而就我國高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際情況而言，其中還存在著著一些較為嚴峻的問題，這些問題不僅影響到高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和性能，同時還極容易留下安全隱患。因此，為了提高高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的水平，還必須要加大對其的分析研究力度。本文從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點出發(fā)，對高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計進行了深入的分析，然后對如何完善高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計進行了詳細闡述。希望能夠起到拋磚引玉的效果，使同行相互探討共同提高，進而為我國今后的高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計起到一定的參考作用。

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

隨著人們對現(xiàn)代建筑要求的提高，在當前的城市高層建筑建設(shè)過程中更是離不開對混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，如何才能夠提高混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的水平和提高建筑的質(zhì)量和性能，就成為了當前建設(shè)單位所亟待解決的問題，而當前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的抓喲特點有：

（1）側(cè)向力（風或水平地震作用）成為影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力、結(jié)構(gòu)變形及建筑物土建造價的主要因素。高層建筑和低層建筑一樣，承受自重活載 雪載等垂直荷載和風 地震等水平力 在低層結(jié)構(gòu)中，水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力和位移很小，可以忽略不計。

（2）結(jié)構(gòu)應(yīng)具有適宜剛度。隨著高度的增加，高層建筑的側(cè)向位移迅速增大。因此設(shè)計高層建筑時，不僅要求結(jié)構(gòu)有足夠的強度，而且要求結(jié)構(gòu)有適宜的剛度，使結(jié)構(gòu)有合理的自振頻率等動力特性，并使水平力作用下的層位移控制在一定范圍之內(nèi)。

2、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中注意要點分析

2.1概念設(shè)計

結(jié)構(gòu)概念設(shè)計是保證結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良抗震性能的一種方法。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計是要求建筑師和結(jié)構(gòu)師在建筑設(shè)計中應(yīng)特別重視規(guī)范、規(guī)程中有關(guān)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的各條規(guī)定，設(shè)計中不能陷入只憑計算的誤區(qū)。以下一些要點值得注意：

（1）在結(jié)構(gòu)體系上，應(yīng)重視結(jié)構(gòu)的選型和平、立面布置的規(guī)則性，擇優(yōu)選用抗震和抗風性能好且經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)應(yīng)具有明確的計算簡圖和合理的傳遞地震力途徑，結(jié)構(gòu)在兩個主軸方向的動力特性宜相近。

（2）一般工程都僅進行小震下的彈性設(shè)計，而用概念設(shè)計和構(gòu)造措施保證“中震可修，大震不倒”，但沒有驗算和證實，那么建筑物是否真能做到“中震可修，大震不倒”，無人知曉。對抗震設(shè)防烈度較高地區(qū)的特別重要建筑和超限建筑，審查專家往往會提出更具體的設(shè)計指標：1）中震或大震不屈服設(shè)計；2）中震或大震彈性設(shè)計；要求設(shè)計單位確保實現(xiàn)“三水準”的設(shè)計目標。

（3）水平地震作用是雙向的，結(jié)構(gòu)布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)能抵抗任意方向的地震作用，應(yīng)使結(jié)構(gòu)沿平面上兩個主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力；結(jié)構(gòu)剛度選擇時，雖可考慮場地特征，選擇結(jié)構(gòu)剛度以減少地震作用效應(yīng)，但是也要注意控制結(jié)構(gòu)變形的增大，過大的變形將會因p-δ效應(yīng)過大而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。

2.2結(jié)構(gòu)選型

（1）結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題。新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動，新規(guī)范在這方面增添了相當多的限制條件，例如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規(guī)范采用強制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴重不規(guī)則的設(shè)計方案?！币虼?，結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴格注意，以避免后期施工圖設(shè)計階段工作被動。

（2）結(jié)構(gòu)的超高問題。在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴格的限制，尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設(shè)定為a級高度的建筑外，增加了b級高度的建筑，因此，必須對結(jié)構(gòu)的該項控制因素嚴格注意，一旦結(jié)構(gòu)為b級高度建筑甚或超過了b級高度，其設(shè)計方法和處理措施將有較大的變化。

（3）嵌固端的設(shè)置問題。由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來的一系列需要注意的方面。

第9篇：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法范文

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計；問題；措施

中圖分類號：TV331文獻標識碼： A

合理而全面地發(fā)揮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體作用和經(jīng)濟價值必須做好鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作，要在設(shè)計過程中有針對性地加強基礎(chǔ)、上部的機構(gòu)控制，提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抵御裂縫的能力，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)、形狀、布置上達到科學(xué)化和合理化，進而實現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計目標。

一、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)常見的問題

1、 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地基設(shè)計問題

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中經(jīng)常忽視建筑物的沉降而引起附加應(yīng)力的增加，這會導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)沉降而產(chǎn)生變形，進而產(chǎn)生鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)底部和基礎(chǔ)出現(xiàn)承載能力的下降，導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂。特別是在天然土壤的情況下，軟弱土和流沙會在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)重量下產(chǎn)生更為顯著的變形，再加上地下水位的季節(jié)性變化就會出現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地基問題的進一步積累和擴大，形成對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的進一步影響。

2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上部設(shè)計問題

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上部是主要的功能部位，一般以框剪結(jié)構(gòu)和剪力墻等常見形式為主，在設(shè)計這些構(gòu)筑物時應(yīng)注意均勻布置，而一些設(shè)計者容易設(shè)計出剛度過大的單支剪力墻，這會出現(xiàn)應(yīng)力的過度集中，如果因應(yīng)力過大而產(chǎn)生破壞將會直接導(dǎo)致剪力墻管關(guān)聯(lián)的構(gòu)件設(shè)計難度的增加，進而大宗鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴重的后果。在做鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上部延性設(shè)計的過程中沒有考慮到剪力墻級別的設(shè)計，沒有使用小級別剪力墻結(jié)構(gòu)維護整個建筑物變形控制，如果出現(xiàn)地震將會容易造成各種級別剪力墻的破壞，進而導(dǎo)致建筑物梁柱完整性喪失，縮短了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)維持形狀的時間，增大了建筑物內(nèi)人員的傷亡。

3、 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題

裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要問題，在設(shè)計的過程中應(yīng)該對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題進行全面控制，以避免鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫后，安全問題和事故的發(fā)生。常見的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫原因有：一是應(yīng)力裂縫，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，不同部位、不同功能的構(gòu)件之間會有不同的剛度和應(yīng)力，這樣會在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體上形成若干個剛度薄弱區(qū)和應(yīng)力集中區(qū)，如果薄弱區(qū)和集中區(qū)出現(xiàn)了重疊，很容易在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫和破壞，較為典型的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力裂縫在墻角處和板端處。二是溫度裂縫，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在施工中最為常見的裂縫就是溫度裂縫，溫度裂縫的形成原因比較簡單，就是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫度出現(xiàn)大溫差，進而引起混凝土出現(xiàn)收縮應(yīng)力的差別，在薄弱位置出現(xiàn)裂縫。三是構(gòu)造裂縫，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造裂縫的最主要成因是拌制混凝土的過程中選用了較大的水灰比，進而在澆筑時產(chǎn)生混凝土在模板的滑動，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)澆筑時未充分振搗、有氣泡的存在也是出現(xiàn)構(gòu)造裂縫的原因。

二、加強鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的措施

1、合理選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

我國是個幅員遼闊的國家，不同地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平和地質(zhì)條件也存在著很大的差異，這就使得我國不同地區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不盡相同。因此，在對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程中，必須對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進行合理的選擇，始終堅持以地區(qū)的建筑特點為前提和依據(jù)。在建筑設(shè)計中，通常情況下，建筑設(shè)計師會選擇剪力墻結(jié)構(gòu)進行施工。剪力墻能夠最大范圍的擴大建筑的空間和面積，建筑房間能夠不將梁柱等露出來。而且使用混凝土剪力墻這種結(jié)構(gòu)，不僅具有較好的隔音效果，而且還能夠節(jié)省很多施工成本和精力，縮短建筑施工的周期，加快施工進度，提高對房屋建筑的抗震能力。因此，剪力墻結(jié)構(gòu)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中去。

2、 妥善處理鋼筋混凝土的剛度

鋼筋混凝土的剛度是對建筑進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須重視的一個因素。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國建筑取得了很大的發(fā)展成效，建筑的層數(shù)也呈現(xiàn)逐漸上升趨勢，建筑物的剛度直接關(guān)系著建筑的施工質(zhì)量。只有不斷控制建筑物的位移，才能使得建筑物的剛度符合相關(guān)設(shè)計要求。在對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，需要對建筑物的剛性和延展性進行良好的控制，這也需要建筑設(shè)計的密切參與和配合，根據(jù)自己的設(shè)計理念和設(shè)計風格對建筑物的剛度和延展性進行適當?shù)恼{(diào)整。隨著高樓大廈的不斷興起，在對剪力墻進行布置時，可以適當?shù)脑黾蛹袅Φ臄?shù)量，并確保剪力墻的厚度能夠滿足相關(guān)建筑設(shè)計要求。

3、 對鋼筋混凝土進行及時加固

對鋼筋混凝土進行及時的加固也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)之一，主要有兩種加固方法。第一種加固方法是利用碳纖維對鋼筋混凝土進行加固。通過這種方式，可以極大的該混凝土的剛度、強度，并且促進鋼筋混凝土抗裂能力的增加。第二中加固方式是通過預(yù)應(yīng)力對鋼筋混凝土進行加固，這也可以在一定程度上延長鋼筋混凝土的使用壽命，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計充分發(fā)揮其應(yīng)用的作用。

4、提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性

設(shè)計鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的過程中要將結(jié)構(gòu)自身的抗震性能及外部人為因素可能造成的破壞考慮周全，切實提升鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震和抗損的性能。設(shè)計鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)過程中要考慮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)荷載的變化問題，實現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定。

5、提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性

設(shè)計人員要以抗震概念設(shè)計為依據(jù)，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系、平立面設(shè)計、結(jié)構(gòu)構(gòu)件延展性等進行優(yōu)化設(shè)計，以使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震能力得到有效的提升。

6、提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性

首先，要選擇質(zhì)量良好的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的材料，從穩(wěn)定性能、抗侵入性能、抗裂性能等幾個方面入手，選擇堅固、耐久、潔凈的骨料，含堿量與水化熱反應(yīng)較低的水泥，減少對于硅酸鹽水泥與用水量的應(yīng)用，并適當?shù)貙⒌V物摻合料加入到材料中。

其次，優(yōu)化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計，設(shè)計人員要根據(jù)實際的使用環(huán)境，明確建筑中不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件的使用界限與注意事項。最后，應(yīng)用合理的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，要在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計出混凝土保護層，并通過協(xié)調(diào)構(gòu)件的截面積與表面積，避免侵蝕性物質(zhì)集中停留區(qū)域的形成，同時注意高侵蝕度的環(huán)境中，混凝土墻板的通風效果，并注意配筋間距的合理設(shè)計，以減少鋼筋銹蝕、保護層剝離等問題在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)。

7、提高對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制采取防治措施。對于易出現(xiàn)裂縫的屋面及樓面鋼硅構(gòu)件，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時可采用預(yù)應(yīng)力混凝土，在樓面板預(yù)埋管線時，對管線進行支架固定，在管線交叉處要采用專門設(shè)計的接線盒以減少鋼筋混凝土板的剛度削弱。

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量，密切關(guān)系到人民生命財產(chǎn)的安全，責任重大。而且結(jié)構(gòu)專業(yè)是一個既有深度又有廣度的專業(yè)，我們必須在工作中，不斷地學(xué)習、總結(jié)，才能有所進步，才能成為一名合格的工程師。這也是我把我在設(shè)計過程中的一些認識寫出來的原因，希望與同行們一起討論、共同提高。

參考文獻：

[1] 曹士偉,隋晶.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題分析[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2013(17)

[2] 張衛(wèi)娜. 淺析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的鋼筋混凝土構(gòu)造的主要方法[J]. 黑龍江科技信息，2012（18）.