混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范
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混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范文第1篇
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是土木、水利類專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程。《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等工作的基本理論、技能和方法作了規(guī)范要求。隨著《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（2010版）的修訂出版，急需依照新規(guī)范的要求對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和更新。文章通過新舊規(guī)范的對(duì)比分析，準(zhǔn)確把握規(guī)范的修訂背景和原則，并詳細(xì)列舉了對(duì)課程學(xué)習(xí)和工程設(shè)計(jì)有重要影響且需要調(diào)整的教學(xué)內(nèi)容，對(duì)準(zhǔn)確理解和貫徹規(guī)范要求，具有一定的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)規(guī)范；教學(xué)內(nèi)容
中圖分類號(hào)：G423.04 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：
10052909（2013）04005504
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)從19世紀(jì)中葉開始采用以來，發(fā)展極為迅速。特別是近20年來，隨著高強(qiáng)度鋼筋、高強(qiáng)度高性能混凝土（強(qiáng)度達(dá)到100 N/mm2）以及高性能外加劑和混合材料的研制使用，高強(qiáng)高性能混凝土的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍也在拓展，已從工業(yè)與民用建筑、交通設(shè)施、水利水電建筑和基礎(chǔ)工程擴(kuò)大到近海工程、海底建筑、地下建筑、核電站安全殼等領(lǐng)域，甚至已開始構(gòu)思和實(shí)驗(yàn)用于月面建筑。隨著輕質(zhì)高強(qiáng)度材料的使用，在大跨度、高層建筑中的混凝土結(jié)構(gòu)將越來越多[1]。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是土木、水利類專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程。學(xué)習(xí)該課程的主要目的是，掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算的基本理論和構(gòu)造知識(shí)，為學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程和從事鋼筋混凝土建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)打下牢固的基礎(chǔ)[2]。《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》）是對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等工作的基本理論、技能和方法的規(guī)范要求。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程應(yīng)對(duì)《規(guī)范》作全面準(zhǔn)確的講解，根據(jù)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件的發(fā)展，《規(guī)范》也會(huì)經(jīng)常被修訂和調(diào)整。因此，要學(xué)好這門課程，必須緊密結(jié)合《規(guī)范》內(nèi)容，了解《規(guī)范》修訂的背景和原則，掌握修訂、增加的內(nèi)容，才能在以后的工作中更好地執(zhí)行。2011年7月最新的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）開始執(zhí)行。本文通過新舊《規(guī)范》的對(duì)比分析，準(zhǔn)確把握《規(guī)范》的修訂背景和原則，詳細(xì)列舉對(duì)課程學(xué)習(xí)和工程設(shè)計(jì)有重要影響和需要調(diào)整的教學(xué)內(nèi)容，對(duì)準(zhǔn)確理解和貫徹《規(guī)范》要求具有一定的指導(dǎo)意義。
一、2010版《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》修訂背景及原則
為落實(shí)“以人為本，安全第一”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則以及“節(jié)能、降耗、減排、環(huán)保”的基本國(guó)策，實(shí)現(xiàn)資源、能源的可持續(xù)發(fā)展，經(jīng)過4年修訂，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010-2010） [3]
于2011年7月開始執(zhí)行。本次《規(guī)范》的修訂主要有以下背景值得關(guān)注：（1）中國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時(shí)期，基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模宏大，混凝土結(jié)構(gòu)在建筑業(yè)中所占比重極大；（2）混凝土結(jié)構(gòu)需要消耗大量的鋼筋和水泥，而這些材料會(huì)大量消耗資源和能源，并引起環(huán)境污染等問題；（3）從“四節(jié)一環(huán)保”的角度，必須盡快解決上述問題，而其唯一出路是使用高強(qiáng)—高性能的材料；（4）為提高建筑的安全性和防災(zāi)能力，根據(jù)“以人為本”的原則，擬提高結(jié)構(gòu)的安全度設(shè)置水平及抗災(zāi)能力；（5）為保證可持續(xù)發(fā)展，需要提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性及既有結(jié)構(gòu)的使用率。2010版《規(guī)范》，反映了近年來混凝土結(jié)構(gòu)的科研成果、技術(shù)發(fā)展以及工程經(jīng)驗(yàn)，適當(dāng)提高了結(jié)構(gòu)的安全水平與抗御災(zāi)害的能力，強(qiáng)化了結(jié)構(gòu)的耐久性，提高了材料的利用效率。
2010版《規(guī)范》修訂的基本原則是“補(bǔ)充，完善，提高，不做大的改動(dòng)”[4]。因此，2010版《規(guī)范》的理論體系和基本框架與上一版保持一致，只是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案、材料級(jí)別、設(shè)計(jì)規(guī)定等方面進(jìn)行了補(bǔ)充和調(diào)整。這一點(diǎn)對(duì)學(xué)習(xí)和掌握2010版《規(guī)范》是非常重要的。
二、根據(jù)2010版《規(guī)范》所調(diào)整的課程內(nèi)容
通過對(duì)比2010版和2002版《規(guī)范》，2010版《規(guī)范》對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本理論有重要影響的主要內(nèi)容有如下六個(gè)方面，需要在教學(xué)中進(jìn)行修訂和調(diào)整。
（1）增強(qiáng)規(guī)范的完整性，從以構(gòu)件計(jì)算為主適當(dāng)擴(kuò)展到整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)方案的重要性，增加“結(jié)構(gòu)防連續(xù)抗倒塌設(shè)計(jì)”的原則。2002版《規(guī)范》偏重截面配筋計(jì)算和構(gòu)件設(shè)計(jì)，而完整的設(shè)計(jì)應(yīng)包括結(jié)構(gòu)方案、內(nèi)力分析、截面計(jì)算、構(gòu)造措施四個(gè)層次，它們對(duì)結(jié)構(gòu)安全的影響是依次遞減的關(guān)系。2010版《規(guī)范》特別增加了“結(jié)構(gòu)方案”一節(jié)，由“構(gòu)件計(jì)算”擴(kuò)展到“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”。強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)選型、體系組構(gòu)、構(gòu)件布置、均勻規(guī)則、傳力途徑、冗余約束、縫的分割、連接構(gòu)造、方便施工、綜合功能等要求。同時(shí)強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性或魯棒性（Robustness）的重要性。該項(xiàng)修訂內(nèi)容對(duì)轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)理念，即從傳統(tǒng)強(qiáng)調(diào)構(gòu)件設(shè)計(jì)甚至截面設(shè)計(jì)向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變，起到了重要的推動(dòng)作用。然而由于歷史的原因，過去的規(guī)范缺少對(duì)這方面內(nèi)容的強(qiáng)調(diào)。
在高等學(xué)校的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中，應(yīng)進(jìn)行這一觀念的教育和灌輸，提高和加強(qiáng)學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)安全的認(rèn)識(shí)。
傳統(tǒng)設(shè)計(jì)只考慮“三正常”（正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用）條件下，以構(gòu)件截面鋼筋屈服或混凝土壓碎作為破壞標(biāo)志，實(shí)際上這只是單一構(gòu)件的“強(qiáng)度問題”，屬于結(jié)構(gòu)安全的較低層次。近年來發(fā)生的天災(zāi)（地震、洪水、臺(tái)風(fēng)、冰災(zāi)等）、人禍（爆炸、撞擊、火災(zāi)等）偶然作用引起的構(gòu)件解體、結(jié)構(gòu)傾覆、建筑倒塌等造成巨大的生命、財(cái)產(chǎn)損失，這才是威脅結(jié)構(gòu)安全的最大隱患[4]，應(yīng)引起重視。圖1即為網(wǎng)上流傳的上海某小區(qū)新建住宅樓由于樁基折斷造成整棟樓傾覆的照片。
（2）完善耐久性設(shè)計(jì)，調(diào)整鋼筋保護(hù)層厚度。耐久性設(shè)計(jì)按正常使用極限狀態(tài)控制，表現(xiàn)為：鋼筋混凝土構(gòu)件表面出現(xiàn)銹漬或銹脹裂縫；預(yù)應(yīng)力筋開始銹蝕；結(jié)構(gòu)表面混凝土出現(xiàn)可見的耐久性損傷（酥裂、粉化等）。圖2為一銹蝕嚴(yán)重的鋼筋混凝土柱。由于影響混凝土結(jié)構(gòu)材料性能劣化的因素復(fù)雜，規(guī)律不確定性很大，目前一般建筑結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)只能用經(jīng)驗(yàn)性的方法來解決。2010版《規(guī)范》對(duì)影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的環(huán)境類別進(jìn)行了更為詳盡的分類。環(huán)境對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的影響分為：正常環(huán)境、干濕交替、凍融循環(huán)、氯鹽腐蝕四種；
對(duì)應(yīng)此四種影響，2010版《規(guī)范》提出了控制混凝土水膠比、強(qiáng)度等級(jí)、氯離子含量和含堿量的要求，刪去了2002版《規(guī)范》中對(duì)于最小水泥用量的限制，這是由于近年來膠凝材料及配合比設(shè)計(jì)的不確定性變化太大，故不再作統(tǒng)一要求；耐久性設(shè)計(jì)對(duì)服役期房屋建筑的使用提出要求，即按規(guī)定的功能正常使用，并經(jīng)常維修，定期檢測(cè)，這是保證混凝土結(jié)構(gòu)耐久性及應(yīng)有功能的必要條件。
2010版《規(guī)范》以耐久性要求定義混凝土保護(hù)層，特別是最小保護(hù)層厚度確定原則的重要變化，必須要在教學(xué)中體現(xiàn)和重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)。如果仍然按照原規(guī)范、舊教材進(jìn)行授課，將給學(xué)生帶來錯(cuò)誤的概念。2010版《規(guī)范》規(guī)定最小保護(hù)層厚度是從最外層鋼筋（箍筋、構(gòu)造筋等）計(jì)算，而原《規(guī)范》則是從縱向受力鋼筋計(jì)算，這可以說是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一次重大變化。
關(guān)于混凝土保護(hù)層厚度的作用，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：①錨固作用，握裹鋼筋，實(shí)現(xiàn)鋼筋與混凝土的變形協(xié)調(diào)；②保護(hù)作用，保護(hù)鋼筋免遭水、氧氣、酸性物質(zhì)、氯離子等有害物質(zhì)的腐蝕；③耐火作用，延長(zhǎng)鋼筋的耐火時(shí)間。在設(shè)計(jì)中，按錨固、保護(hù)、耐火要求，混凝土保護(hù)層厚度越大越好，但保護(hù)層厚度增大，截面有效高度減小，構(gòu)件的承載力降低，裂縫寬度也將加大，可見這是一對(duì)矛盾。因此，2010版《規(guī)范》根據(jù)環(huán)境類別、構(gòu)件類型，適當(dāng)提高了混凝土保護(hù)層的最小厚度。環(huán)境分三類五檔，構(gòu)件分面（板、墻）、線（梁、柱、斜撐）兩類，面構(gòu)件保護(hù)層厚度小，線構(gòu)件保護(hù)層厚度大。
（3）斜截面抗剪承載力計(jì)算公式的調(diào)整。2002版《規(guī)范》的受剪承載力設(shè)計(jì)公式分為集中荷載獨(dú)立梁和一般受彎構(gòu)件兩種情況，較國(guó)外多數(shù)國(guó)家的規(guī)范繁瑣，且兩個(gè)公式在臨近集中荷載為主的情況附近計(jì)算值不協(xié)調(diào)，且有較大差異，見圖3所示的兩條虛線。因此，2010版《規(guī)范》將兩個(gè)公式改為一個(gè)公式。但考慮到中國(guó)的國(guó)情和規(guī)范的設(shè)計(jì)習(xí)慣，且過去規(guī)范的受剪承載力設(shè)計(jì)公式分兩種情況用于設(shè)計(jì)也是可行的，此次修訂實(shí)質(zhì)上仍保留了受剪承載力計(jì)算的兩種形式，只是在原有受彎構(gòu)件兩個(gè)斜截面承載力計(jì)算公式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改整。具體做法是混凝土項(xiàng)系數(shù)不變，僅對(duì)一般受彎構(gòu)件公式的箍筋項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行了調(diào)整，由125改為10。 這意味著若要保持相同的抗剪承載力，需要增加配箍量。試驗(yàn)研究和調(diào)查對(duì)比都表明，中國(guó)規(guī)范中的抗剪承載力安全度設(shè)置水平偏低。因此，對(duì)影響安全的短板適當(dāng)加長(zhǎng)，可以提高結(jié)構(gòu)的整體安全度水平。
（4）完善受壓構(gòu)件自身受壓撓曲彎矩增大的二階效應(yīng)（P-（）的計(jì)算方法。2010版《規(guī)范》將原《規(guī)范》的偏心距增大系數(shù)方法（（-ei）改成現(xiàn)在的彎矩增大系數(shù)法（（ns-M），即通過考慮受壓構(gòu)件端彎矩增大的方法考慮構(gòu)件的撓曲二階效應(yīng)。這種修改對(duì)偏心受壓構(gòu)件的承載力計(jì)算造成較大的影響，并引起配筋的較大變化。考慮二階效應(yīng)的條件是：當(dāng)偏心受壓構(gòu)件兩端彎矩比及軸壓比都不大于0.9，且其長(zhǎng)細(xì)比也不大時(shí)，構(gòu)件的自身撓曲不可能很大，可以不考慮自身撓曲二階效應(yīng)，否則就應(yīng)考慮二階效應(yīng)產(chǎn)生附加彎矩的影響，《規(guī)范》對(duì)此作了具體的規(guī)定。因此，2010版《規(guī)范》關(guān)于受壓構(gòu)件承載力計(jì)算的內(nèi)容，必須進(jìn)行全面調(diào)整，原《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》教材中關(guān)于偏心受壓構(gòu)件的內(nèi)容以及例題和習(xí)題都需要重新編寫。
（5）2010版《規(guī)范》強(qiáng)調(diào)應(yīng)用高強(qiáng)材料。這種材料能夠顯著提高構(gòu)件的承載力，但會(huì)對(duì)正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算帶來一些問題。比如受彎構(gòu)件撓度的增加，混凝土裂縫寬度的加大，甚至?xí)兂山Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素，成為高強(qiáng)鋼筋應(yīng)用的最大障礙。因此，裂縫寬度的驗(yàn)算是本次修訂的重點(diǎn)和必須解決的關(guān)鍵問題。經(jīng)過對(duì)國(guó)內(nèi)外規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的分析對(duì)比，以及對(duì)采用400 MPa、500 MPa級(jí)高強(qiáng)鋼筋配筋構(gòu)件的系統(tǒng)試驗(yàn)研究，2010版《規(guī)范》修訂采用了以準(zhǔn)永久組合降低荷載效應(yīng)和修改計(jì)算公式調(diào)整系數(shù)取值的兩條途徑解決上述問題。對(duì)裂縫控制等級(jí)為三級(jí)的鋼筋混凝土構(gòu)件，選荷載的準(zhǔn)永久組合進(jìn)行裂縫寬度和撓度驗(yàn)算，而預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件未變。裂縫寬度計(jì)算公式也進(jìn)行了調(diào)整，鋼筋混凝土受彎和偏心受壓構(gòu)件的構(gòu)件受力特征系數(shù)由2.1調(diào)整為1.9。
（6）根據(jù)節(jié)材、減耗及性能的要求，2010版《規(guī)范》淘汰了低強(qiáng)鋼筋，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用高強(qiáng)、高性能鋼筋。并根據(jù)混凝土構(gòu)件對(duì)受力的性能要求，說明了各種牌號(hào)鋼筋的用途。根據(jù)國(guó)家的技術(shù)政策，增加500 MPa級(jí)鋼筋的使用；推薦
400 MPa、500 MPa級(jí)高強(qiáng)鋼筋作為受力的主導(dǎo)鋼筋；限制并準(zhǔn)備淘汰335 MPa級(jí)鋼筋；淘汰低強(qiáng)的235 MPa級(jí)鋼筋，代之以300 MPa級(jí)光圓鋼筋。另外，2010版《規(guī)范》明確規(guī)定，梁、柱縱向受力普通鋼筋應(yīng)采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500鋼筋，梁、柱縱向鋼筋不能采用HRB335級(jí)鋼筋。因此，教材中大量采用HRB335級(jí)鋼筋的例題和習(xí)題都需要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和調(diào)整。
三、結(jié)語
針對(duì)2010版《規(guī)范》的修訂內(nèi)容和修訂背景，筆者在教學(xué)中，以2010版《規(guī)范》為指導(dǎo)，重點(diǎn)增加了結(jié)構(gòu)整體性和防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)、斜截面抗剪承載力計(jì)算公式、受壓構(gòu)件撓曲二階效應(yīng)、裂縫寬度驗(yàn)算調(diào)整和高強(qiáng)材料的推廣等內(nèi)容，以便準(zhǔn)確把握和貫徹2010版《規(guī)范》要求，確保學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
參考文獻(xiàn)：
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Analysis on the teaching contents of reinforced concrete structure based on the code for design of concrete structures 2010
WANG Licheng
（School of Civil Engineering， Dalian University of Technology， Dalian 116024， P. R. China）
Abstract：
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范文第2篇
《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)比分析，詳細(xì)闡述其修訂或刪減的主要依據(jù)，并對(duì)新版規(guī)范的修訂內(nèi)容作了較為全面的總結(jié)，提出混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程在教學(xué)方法上的新要求。
關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；教學(xué)方法；設(shè)計(jì)規(guī)范；修訂內(nèi)容；技術(shù)要點(diǎn)
中圖分類號(hào)：G6420 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2909（2013）02-0053-05
中國(guó)建筑科學(xué)領(lǐng)域的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（或標(biāo)準(zhǔn)）大約每10年修訂一次，2002版《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]自頒布實(shí)施至今已有10余年，尤其是2008年“5.12”汶川地震和2010年“4.14”青海玉樹地震發(fā)生之后，2002版規(guī)范中關(guān)于工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論、工程結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施以及工程結(jié)構(gòu)抗震理論存在的不足更加突顯。同時(shí)，中國(guó)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論研究水平的不斷提高，新材料的不斷出現(xiàn)以及工程經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，也縮短了工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的修訂周期。2011年7月，正式頒布實(shí)施GB50010―2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]。新規(guī)范根據(jù)多年工程經(jīng)驗(yàn)和研究成果，同時(shí)考慮與國(guó)際其他發(fā)達(dá)國(guó)家混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)接軌，貫徹國(guó)家“四節(jié)一環(huán)保（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)）”政策編制而成。新規(guī)范的編制標(biāo)志著中國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論和設(shè)計(jì)水平有了新的提高；同時(shí)也對(duì)高等學(xué)校土建類專業(yè)學(xué)生如何結(jié)合新版規(guī)范進(jìn)行快速知識(shí)更新，高校教師如何及時(shí)改進(jìn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)課程教學(xué)方法提出了新要求[3-6]。
一、新版規(guī)范關(guān)于結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度的修訂
（一）混凝土強(qiáng)度的修訂
新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范刪除了2002版規(guī)范4.1.4條中注1和注2的相關(guān)規(guī)定，即關(guān)于受壓構(gòu)件尺寸效應(yīng)（現(xiàn)澆鋼筋混凝土軸心受壓及偏心受壓構(gòu)件，如截面的長(zhǎng)邊或直徑小于300 mm，則混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以系數(shù)0.8）和離心混凝土的有關(guān)規(guī)定。2002版規(guī)范源于前蘇聯(lián)規(guī)范，最近俄羅斯規(guī)范關(guān)于此條的規(guī)定已被取消，而離心混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按專門的標(biāo)準(zhǔn)取用，不再列
入，故新版混凝土規(guī)范將此項(xiàng)內(nèi)容刪除。另外，新版混凝土規(guī)范刪除了2002版規(guī)范4.1.6條中關(guān)于混凝土軸心抗壓、軸心抗拉疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，以及當(dāng)蒸養(yǎng)溫度超過60℃時(shí)，計(jì)算混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)提高20%的規(guī)定，因?yàn)楦邷卣麴B(yǎng)引起的主要問題是裂縫，而非提高設(shè)計(jì)強(qiáng)度所能解決。
（二）鋼筋強(qiáng)度的修訂
新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范4.2.2條增加了強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為500 MPa的HRB500、HRBF500級(jí)高強(qiáng)鋼筋，并規(guī)定其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（fy=435MPa）與抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（f′y=410MPa）分別取不同數(shù)值。加入靠控溫軋制而具有一定延性、可焊性、機(jī)械連接性能及施工適應(yīng)性的HRBF系列細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋，限制并準(zhǔn)備淘汰強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為335 MPa級(jí)熱軋帶肋鋼筋的應(yīng)用，立即淘汰強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為235 MPa的HPB235級(jí)光圓鋼筋的應(yīng)用，以HPB300級(jí)光圓鋼筋取代之。同時(shí)，規(guī)定了過渡方法，要求在規(guī)范的過渡期及對(duì)既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，235 MPa級(jí)光圓鋼筋的設(shè)計(jì)值仍按原規(guī)范取值；同時(shí)，推廣強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值400 MPa、500 MPa級(jí)高強(qiáng)鋼筋作為受力的主導(dǎo)鋼筋。對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋，為了補(bǔ)充中強(qiáng)空擋，增加了強(qiáng)度等級(jí)為1 960 MPa和大直徑21.6 mm的鋼絞線，補(bǔ)充了預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋及中強(qiáng)鋼絲的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，并淘汰了錨固性能差的刻痕鋼絲，刪除了不常用的預(yù)應(yīng)力筋的強(qiáng)度等級(jí)和直徑。
二、新版規(guī)范關(guān)于基本設(shè)計(jì)規(guī)定的修訂
為了進(jìn)一步完善2002版規(guī)范，保證結(jié)構(gòu)的安全，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)固性，提高混凝土結(jié)構(gòu)抗偶然作用的能力，新版混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)計(jì)原則從以構(gòu)件設(shè)計(jì)為主擴(kuò)展到整個(gè)結(jié)構(gòu)體系，補(bǔ)充了3.2條“結(jié)構(gòu)方案”和3.6條“結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)原則”，增加了3.7條“既有結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)原則”的規(guī)定，指出結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)對(duì)建筑物安全性有著決定性影響，鑒于結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)的難度和代價(jià)較大，一般結(jié)構(gòu)只須進(jìn)行防連續(xù)倒塌的概念設(shè)計(jì)，以定性設(shè)計(jì)的方法增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)固性；同時(shí)新版規(guī)范3.4.4條對(duì)構(gòu)件撓度、裂縫寬度計(jì)算采用的荷載組合進(jìn)行了調(diào)整，新增鋼筋混凝土構(gòu)件采用荷載準(zhǔn)永久組合并考慮長(zhǎng)期作用的影響，完善了承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)內(nèi)容，增加以構(gòu)件分項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行應(yīng)力設(shè)計(jì)等方面的內(nèi)容。另外，新版混凝土規(guī)范3.4.1條第4款及3.4.6條還增加了樓蓋舒適度的要求，并規(guī)定樓蓋豎向自振頻率的限值。
三、新版規(guī)范關(guān)于承載能力極限狀態(tài)計(jì)算的調(diào)整修訂
（一）正截面承載力計(jì)算的修訂
新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)受彎構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算未作改動(dòng)，但對(duì)受壓構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算改動(dòng)較大，主要是針對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的二階效應(yīng)問題。2002版混凝土規(guī)范在考慮P-δ效應(yīng)時(shí)[7-8]，對(duì)引起結(jié)構(gòu)側(cè)移的荷載或作用所產(chǎn)生的一階彎矩Ms和不引起結(jié)構(gòu)側(cè)移的荷載產(chǎn)生的一階彎矩Mns不加區(qū)別，全部乘以增大系數(shù)ηs，即考慮P-δ效應(yīng)時(shí)結(jié)構(gòu)的彎矩為M=（Mns+Ms）ηs。新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范在考慮P-δ效應(yīng)時(shí)，對(duì)除排架結(jié)構(gòu)以外的框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架―剪力墻結(jié)構(gòu)及筒體結(jié)構(gòu)只增大引起結(jié)構(gòu)側(cè)移的荷載或作用所產(chǎn)生的一階彎矩Ms，不增加不引起結(jié)構(gòu)側(cè)移的荷載產(chǎn)生的一階彎矩Mns，即結(jié)構(gòu)中的彎矩為M=Mns+ηsMs。另外，對(duì)于P-δ效應(yīng)，2002版規(guī)范通過初始偏心距增大系數(shù)η來考慮P-δ效應(yīng)，而新版混凝土規(guī)范6.2.3條規(guī)定偏心壓力構(gòu)件通過調(diào)整構(gòu)件控制截面的彎矩設(shè)計(jì)值M來考慮P-δ效應(yīng)（彎矩作用平面內(nèi)截面對(duì)稱的偏心受壓構(gòu)件，當(dāng)同一主軸方向的桿端彎矩比不大于0.9且軸壓比不大于0.9，同時(shí)構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比滿足的偏心受壓構(gòu)件時(shí)不用考慮P-δ效應(yīng)），取消了軸向力偏心距增大系數(shù)η對(duì)二階效應(yīng)的影響。關(guān)于軸向壓力在撓曲桿件中產(chǎn)生的P-δ效應(yīng)新舊規(guī)范具體的變化如表1（以非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件為例）。
（二）斜截面承載力計(jì)算的修訂
2002版混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范關(guān)于受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算公式，經(jīng)過驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)：當(dāng)集中荷載對(duì)支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣產(chǎn)生的剪力值占總剪力的75%時(shí)，分別按均布荷載和集中荷載兩種情況計(jì)算的箍筋差異很大，即造成配箍不連續(xù)。因此，為了克服上述不足，新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范6.3.4條統(tǒng)一了一般受彎構(gòu)件與集中荷載作用下梁的斜截面受剪承載力計(jì)算公式，并調(diào)整了斜截面受剪承載力計(jì)算公式中箍筋抗力項(xiàng)的系數(shù)，適當(dāng)增加斜截面受剪承載力的安全儲(chǔ)備，新舊規(guī)范關(guān)于受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力的計(jì)算公式如表2（以非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土受彎構(gòu)件為例）。同理，將考慮地震作用的框架梁其斜截面受剪承載力計(jì)算公式也作了相應(yīng)修改。
四、新版規(guī)范關(guān)于正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算的調(diào)整修訂
（一）裂縫控制驗(yàn)算的修訂
新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范3.4.4條保留了2002版混凝土規(guī)范有關(guān)裂縫控制等級(jí)劃分的規(guī)定，但對(duì)受力裂縫的控制進(jìn)行了適當(dāng)放松（詳見新版混凝土規(guī)范第3.4.4及7.1.1條規(guī)定）。另外，在進(jìn)行最大裂縫寬度wmax計(jì)算時(shí)，新版混凝土規(guī)范7.1.2條調(diào)整了計(jì)算中鋼筋應(yīng)力σs的計(jì)算方法，以及表7.1.2-1中關(guān)于鋼筋混凝土受彎、偏心受壓構(gòu)件受力特征系數(shù)αcr的取值，將wmax的公式計(jì)算值適當(dāng)減小。
（二）撓度驗(yàn)算的修訂
在進(jìn)行受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算時(shí)，新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范7.2.2條在受彎構(gòu)件短期剛度Bs的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充提出了考慮荷載準(zhǔn)永久組合和荷載標(biāo)準(zhǔn)組合的長(zhǎng)期作用對(duì)撓度增大的影響，給出了剛度計(jì)算公式B=Bs/θ。另外，根據(jù)國(guó)內(nèi)研究成果，在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件短期剛度Bs計(jì)算公式的基礎(chǔ)上，采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋等效面積折減系數(shù)α1，適當(dāng)調(diào)整值ρ，就可將原公式用于無粘結(jié)部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的短期剛度計(jì)算（詳見新版混凝土規(guī)范第7.2.3條規(guī)定[1]）。
五、新版規(guī)范關(guān)于構(gòu)造規(guī)定的調(diào)整修訂
（一）混凝土保護(hù)層厚度規(guī)定的修訂
新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范8.2.1條調(diào)整了鋼筋保護(hù)層厚度的規(guī)定，從混凝土碳化、脫鈍和鋼筋銹蝕的耐久性角度考慮，不再以縱向受力鋼筋的外緣計(jì)算，而以最外層鋼筋（包括箍筋、構(gòu)造筋、分布筋等）的外緣計(jì)算混凝土保護(hù)層厚度。修訂后的保護(hù)層厚度實(shí)際上比原規(guī)范的規(guī)定有所增加，一般情況下略有增加，而惡劣環(huán)境下增加的幅度較大，新舊規(guī)范關(guān)于混凝土保護(hù)層最小厚度c的對(duì)比如表3。從表3可以看出，新版規(guī)范中關(guān)于混凝土保護(hù)層的厚度無論從數(shù)值上還是具體計(jì)算規(guī)定上都明顯增大，充分考慮了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性要求，新增設(shè)計(jì)使用年限100年的結(jié)構(gòu)，其保護(hù)層厚度取相應(yīng)類別使用年限為50年的1.4倍，同時(shí)細(xì)化環(huán)境類別，將原規(guī)范中的環(huán)境三類細(xì)化為三a、三b兩個(gè)子類，并進(jìn)一步加大惡劣環(huán)境下混凝土保護(hù)層厚度的取值。
（二）關(guān)于鋼筋錨固長(zhǎng)度規(guī)定的修訂
新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范8.3.1條對(duì)基本錨固長(zhǎng)度的計(jì)算公式未作改動(dòng)，但明確了鋼筋的錨固長(zhǎng)度la=ξalab，其中修正系數(shù)ξa根據(jù)錨固條件取用，同時(shí)在計(jì)算基本錨固長(zhǎng)度lab時(shí)，刪除了原規(guī)范中錨固性能較差的刻痕鋼絲。由于2002版規(guī)范中關(guān)于混凝土強(qiáng)度最高等級(jí)取C40偏于保守，故新版規(guī)范將混凝土最高強(qiáng)度等級(jí)提高到C60，以提高錨固的性能。
六、新版規(guī)范在混凝土課程教學(xué)過程中的新要求
新版混凝土規(guī)范自2011年7月頒布實(shí)施以來，已經(jīng)有近一年，而目前中國(guó)高校所使用的教材多數(shù)是在2002版規(guī)范基礎(chǔ)之上編寫而成，如何將教學(xué)內(nèi)容與新規(guī)范相結(jié)合是目前混凝土任課教師亟待解決的問題，筆者認(rèn)為在教學(xué)的過程中將重點(diǎn)從如下幾個(gè)方面入手。
一是，改變以教材為主要參考資料而較少閱讀和學(xué)習(xí)《規(guī)范》的傳統(tǒng)教學(xué)方法，提高學(xué)生解決結(jié)構(gòu)實(shí)際問題的綜合能力。強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，包括到施工現(xiàn)場(chǎng)參觀的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)及綜合技能訓(xùn)練等。在混凝土結(jié)構(gòu)課程開課前，讓學(xué)生對(duì)梁、板、柱等常見的混凝土基本構(gòu)件以及框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等常見的混凝土結(jié)構(gòu)形式形成初步感性認(rèn)識(shí)，并借以引發(fā)和提高學(xué)生學(xué)習(xí)混凝土結(jié)構(gòu)課程的興趣。
二是，改變以往授課過程中只重視單個(gè)構(gòu)件的設(shè)計(jì)，輕視整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的教學(xué)思想，補(bǔ)充“結(jié)構(gòu)方案”和“結(jié)構(gòu)抗倒塌”設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容。使學(xué)生了解和掌握結(jié)構(gòu)系統(tǒng)概念，了解課程的主要層次關(guān)系，從全局把握學(xué)習(xí)重點(diǎn)，理清學(xué)習(xí)思路，建立結(jié)構(gòu)整體系統(tǒng)概念，理清各部分之間的關(guān)系，為課程學(xué)習(xí)建立總體框架。
三是，注意新舊規(guī)范關(guān)于混凝土和鋼筋兩種材料在強(qiáng)度和級(jí)別方面的修訂和增補(bǔ)原因。目前，由于規(guī)范處于過渡階段，故應(yīng)重點(diǎn)向?qū)W生講明混凝土和鋼筋兩種材料的級(jí)別調(diào)整和增補(bǔ)原因，糾正以往對(duì)鋼筋等級(jí)（例如Ⅰ級(jí)鋼、Ⅱ級(jí)鋼、Ⅲ級(jí)鋼等）的提法，而應(yīng)以規(guī)范規(guī)定的提法為準(zhǔn)，同時(shí)提醒學(xué)生關(guān)于兩種材料強(qiáng)度的調(diào)整規(guī)定。
四是，關(guān)于單個(gè)構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)中受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力和偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算新舊規(guī)范的對(duì)比，以及新規(guī)范修改的原因，在授課時(shí)引用《規(guī)范》中的條文進(jìn)行講解。這樣可以讓學(xué)生在理解課堂教學(xué)知識(shí)的同時(shí)，進(jìn)一步熟悉《規(guī)范》規(guī)定的原因以及依據(jù)。
五是，注意鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度和撓度驗(yàn)算的變動(dòng)；授課過程中應(yīng)注重鋼筋混凝土構(gòu)造和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如板、梁、柱）有關(guān)內(nèi)容的變化。構(gòu)造措施是人們?cè)陂L(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上總結(jié)而成的，是防止因計(jì)算考慮不周全而造成結(jié)構(gòu)構(gòu)件開裂、破壞，或者是保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用和施工上的需要而采用的，構(gòu)造措施在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常重要，大多數(shù)抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)問題都是通過構(gòu)造措施得以
保證，因此一定要引起足夠重視。
七、結(jié)語
混凝土結(jié)構(gòu)是中國(guó)工業(yè)與民用建筑采用最多的一種結(jié)構(gòu)形式。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是目前高校土木工程專業(yè)非常重要的一門專業(yè)課程。新版混凝土規(guī)范在高強(qiáng)高性能材料的應(yīng)用、結(jié)構(gòu)分析內(nèi)容的擴(kuò)展以及實(shí)現(xiàn)與國(guó)際接軌等方面都有了很大進(jìn)步，同時(shí)新規(guī)范更加側(cè)重房屋、鐵路、公路、港口和水利水電工程混凝土結(jié)構(gòu)共性技術(shù)問題設(shè)計(jì)方法的統(tǒng)一，這與“大土木”專業(yè)設(shè)置要求和土木工程專業(yè)“寬基礎(chǔ)、多出口”的培養(yǎng)目標(biāo)更加吻合。筆者僅介紹了規(guī)范與本科教學(xué)有關(guān)的主要修訂內(nèi)容，并以此提出教學(xué)新要求，以期拋磚引玉，共同推進(jìn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程教學(xué)的改革。
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Teaching of concrete structure design course
LI Fengchen1，2， ZHANG Lina1，2， XU Chi2， YI Pinghua1
（ 1.College of Civil Engineering and Architecture， East China Institute of Technology， Nanchang 330013， P. R. China；
2. Fuzhou Institute of Exploring and Architectural Design， Fuzhou 344000， P. R. China）
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范文第3篇
[關(guān)鍵詞]：水工砌體 ;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法
中圖分類號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、新的水工砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合的原則
參考新編《水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》編制中具備的原則，新的水工砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法應(yīng)能符合下述三項(xiàng)基本要求:
1、符合水利水電系統(tǒng)工程結(jié)構(gòu)應(yīng)遵守的共同準(zhǔn)則.術(shù)語和符號(hào)按《工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本術(shù)語和通用符號(hào)(GBJ3-88 )》規(guī)定采用，計(jì)量單位采用我國(guó)法定的計(jì)量單位.根據(jù)《水工統(tǒng)標(biāo)》規(guī)足，改用近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法計(jì)算，并以5種分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式表達(dá).
2、盡量與我國(guó)其他規(guī)范統(tǒng)一銜接，尤其是與即將頒行的新編水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范、水工硅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范以及GBJ3一88規(guī)范、85橋規(guī)等規(guī)范統(tǒng)一銜接.
3、能反映水工結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使同類構(gòu)件在不同荷載組合作用下均具有較準(zhǔn)的可靠度.
新編水工鋼筋砼構(gòu)件計(jì)算公式的組成與特點(diǎn)
在新編水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中，鋼筋砼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算公式可分為內(nèi)力設(shè)計(jì)值、結(jié)構(gòu)系數(shù)和極限承載力設(shè)計(jì)值三部分.例如，鋼筋砼軸心受壓構(gòu)件，可按新編水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算:
(公式1）
式中N.(水工)-按水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算的內(nèi)力(軸向壓力)設(shè)計(jì)值
Yd一一結(jié)構(gòu)系數(shù)，按水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，取Yd = 1. 20;
為討論方便，本文稱其為軸心受壓構(gòu)件載面極限承載力設(shè)計(jì)值.
在新編水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中，鋼筋硅結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算公式的組成具有下列特點(diǎn):
(1)水工鋼筋砼構(gòu)件載面極限承載力設(shè)計(jì)道〔例如軸心受壓構(gòu)件的一般與GBJ10一89規(guī)范相同;
（2）內(nèi)力設(shè)計(jì)值按水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定計(jì)算，反映水工結(jié)構(gòu)特點(diǎn);
(3)由GBJ10一89砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范公式〔例如軸心受壓構(gòu)件N(工民建)與新編水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范公式〔例如式. 1〕對(duì)比可知:（公式2）
式中，N(工民建)表示按工民建系統(tǒng)規(guī)范計(jì)算的內(nèi)力(軸向壓力)設(shè)計(jì)值，其余符號(hào)意義同前.
綜上所述，水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算公式，一般是由GBJ10一89公式的內(nèi)力設(shè)計(jì)值換成結(jié)構(gòu)系數(shù)Yd(= 1. 20)乘水工內(nèi)力設(shè)計(jì)值而來的.
二、新水工砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的設(shè)想
式 2本質(zhì)意義是:工民建系統(tǒng)公式的內(nèi)力設(shè)計(jì)值等于結(jié)構(gòu)系數(shù)Yd(= 1. 20)乘以水工系統(tǒng)的內(nèi)力設(shè)計(jì)值.根據(jù)這一觀點(diǎn)，參考新編水工鋼筋硅結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算公式的組成，可將GBJ3一88砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中按工民建系統(tǒng)計(jì)算的內(nèi)力設(shè)計(jì)值，一律換成水工系統(tǒng)的內(nèi)力設(shè)計(jì)值與結(jié)構(gòu)系數(shù)Yd的乘積，然后用GBJ3一88規(guī)范公式計(jì)算水工砌體結(jié)構(gòu).這就是筆者對(duì)新的水工砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的設(shè)想.下面進(jìn)一步論述這種新的設(shè)計(jì)方法.
1、設(shè)計(jì)表達(dá)式
按《水工統(tǒng)標(biāo)》采用5種分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式.
1）承載能力極限狀態(tài)計(jì)算
?基本組合
承載能力極限狀態(tài)的基本組合采用下列設(shè)計(jì)表達(dá)式:
（式3）
式中左邊諸項(xiàng)的乘積為內(nèi)力設(shè)計(jì)值，按水工規(guī)范計(jì)算，各符號(hào)意義及其求算方法與新編水工砼結(jié)構(gòu)規(guī)范相同;R(.)表示結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力函數(shù)，可套用GBJ3一88規(guī)范的規(guī)定和方法計(jì)算;
Yd為結(jié)構(gòu)系數(shù).只要能合理確定Yd值，就可用新編水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的方法求算內(nèi)力設(shè)計(jì)值，用GBJ3一88規(guī)范求承載力〔R(?)/Yd}，按式3)進(jìn)行承載力設(shè)計(jì).
?偶然組合
承載能力極限狀態(tài)偶然組合的設(shè)計(jì)表達(dá)式，采用與新編水工磚結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范相同的原則確定.即偶然作用分項(xiàng)系數(shù)可取為1. 0;參與組合的某些可變作用，可根據(jù)各類水工建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定作適當(dāng)折減;結(jié)構(gòu)系數(shù)Yd的取值可按基本組合的規(guī)定取用.
2）整體穩(wěn)定驗(yàn)算
當(dāng)水工砌體結(jié)構(gòu)作為一個(gè)剛體，需驗(yàn)算整體穩(wěn)定時(shí)(例如驗(yàn)算抵抗傾班、滑移、漂浮等)，可參考85《橋規(guī)》,GBJ3一88《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，采用下列實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式計(jì)算:
式中CG.CQ分別為水久荷載與可變荷載的效應(yīng)系數(shù)，其余符號(hào)意義同前.
2、關(guān)于正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算的問題
砌體結(jié)構(gòu)除應(yīng)按承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)外，還應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)的要求.由于砌體結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)，其正常使用極限狀態(tài)的要求在一般情況下可通過一定的構(gòu)造措施予以保證.
3、水工砌體結(jié)構(gòu)系數(shù)yd的確定
在基本構(gòu)件載面承載力計(jì)算中，水工砌體結(jié)構(gòu)系數(shù)Ya的取值，可參照85《橋規(guī)》，按水工素砼結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算公式估計(jì).
在85《橋規(guī)》中，素砼結(jié)構(gòu)構(gòu)件與砼砌塊砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件為統(tǒng)一的計(jì)算公式.參照85《橋規(guī)》的做法，水工砼砌塊砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件可用水工素砼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的公式計(jì)算.以砼軸心受壓短柱為例:
按水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算:
按本文方法計(jì)算
4、水工砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算
根據(jù)本文2所述設(shè)計(jì)表達(dá)式，以及內(nèi)力設(shè)計(jì)值按水工方法計(jì)算、抗力計(jì)算與GBJ3一88相同的原則，不難列出水工砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的具體計(jì)算公式.以下通過幾個(gè)算例進(jìn)一步討論本文提出的計(jì)算方法.
例某鋼筋砼梁式渡槽(圖1)屬Ⅲ級(jí)水工建筑物.采用M5水泥砂漿、MU30粗料石砌成等載面石墩支承.墩身載面尺寸:順渡槽方向b=1.6m,橫渡槽方向h=2. 5 m ,最高墩身高25 m.砌體重力密度Y=23 kN/m3，跨槽身自重NK=800kN,滿水時(shí)水重,NK=1900GkN.試驗(yàn)算石墩支承是否安全.
「解(1)高厚比驗(yàn)算
比照磚柱，取[β=16，則
符合構(gòu)造要求.
(2)渡槽通水時(shí)的驗(yàn)算
按GBJ3一88規(guī)范，M5水泥砂漿、NIU30粗料石
則
(3)施工期驗(yàn)算
由和查表得則
三、水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
針對(duì)傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以強(qiáng)度設(shè)計(jì)為主的特點(diǎn)，水工混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要注重結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)，還需要更多地考慮建筑結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期使用過程中由于水下環(huán)境作用引起的結(jié)構(gòu)材料腐蝕對(duì)結(jié)構(gòu)性能與適用性的影響,應(yīng)盡可能通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用壽命。水工混凝土建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格按照現(xiàn)行的有關(guān)國(guó)家、地區(qū)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定執(zhí)行,充分考慮建筑結(jié)構(gòu)在正常使用階段結(jié)構(gòu)構(gòu)件的相關(guān)檢測(cè)和維護(hù)過程,在進(jìn)行水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí), 應(yīng)預(yù)留足夠的工作面為后續(xù)工作提供可實(shí)施性。值得指出的是,水工混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中遭受病害是不可避免的,只是應(yīng)將其程度降至最低水平。因此,在設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí),在考慮材料受環(huán)境侵蝕和老化對(duì)性能產(chǎn)生的影響后,還仍然要確保結(jié)構(gòu)和構(gòu)件存有足夠的安全性和整體穩(wěn)定性。
1、水工混凝土結(jié)構(gòu)的特性
水工混凝土是混凝土學(xué)科中帶有許多特殊性的領(lǐng)域。將一般混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論用于水工混凝土結(jié)構(gòu),常會(huì)遇到不少無法解決的困難。水工混凝土結(jié)構(gòu)的特殊性有如以下5個(gè)方面。
1） 結(jié)構(gòu)尺寸較大,常為大體積結(jié)構(gòu),或?yàn)榭绺弑群苄〉亩虠U件。
2） 強(qiáng)度所需的配筋率小于一般混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論中規(guī)定的最小配筋率,但其配筋量仍極大。
3） 大體積混凝土結(jié)構(gòu)的水泥水化熱較大,在外界溫度變化時(shí),常不可避免地發(fā)生溫度裂縫。為限制裂縫寬度需配置較多的溫度鋼筋。
4） 結(jié)構(gòu)有的全浸于水中,有的處于承壓或干濕交替的狀態(tài),有的尚有滲漏、凍融或沖刷氣蝕等作用,耐久性常成為水工混凝土的嚴(yán)重問題。
5）不少結(jié)構(gòu)為非桿件體系,無法象彎、壓、拉等標(biāo)準(zhǔn)桿件那樣按極限強(qiáng)度理論進(jìn)行配筋分析。
為適應(yīng)水工中這種大體積、低配筋和非桿件的特殊性態(tài), 我國(guó)工程界曾作過多方面的探索,如按應(yīng)力圖形配筋、非線性鋼筋混凝土有限元分析、大體積混凝土溫度配筋等,并有了不少進(jìn)展。
2、水工混凝土結(jié)構(gòu)的可靠度分析
水工統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)已規(guī)定水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須采用以近似概率法為基礎(chǔ)的可靠度理論。但在引用這一理論時(shí),注意到水工混凝土結(jié)構(gòu)的某些特殊性是完全必要的。例如：
1） 水工大體積混凝土的實(shí)際強(qiáng)度與實(shí)驗(yàn)室小試塊強(qiáng)度的差異就比工民建的混凝土來得更大些,其中尺寸效應(yīng)、持久強(qiáng)度和水飽和時(shí)的強(qiáng)度降低及后期強(qiáng)度的增長(zhǎng)等因素造成的混凝土強(qiáng)度不定性就有深入研究的必要。
水工中一些主要荷載的實(shí)測(cè)和統(tǒng)計(jì)工作做得還很不夠。有些荷載如土壓力、圍巖壓力、
滲透壓力、地基反力等還是用理論公式計(jì)算出來的,與實(shí)測(cè)值有多大差異還不十分清楚。有些荷載還具有人工控制的特點(diǎn),如有溢洪或閘門設(shè)施時(shí)的擋水壓力,就具有確定的上下限,它的分布概型就具有很大特殊性。
2） 水工中荷載與荷載效應(yīng)之間的關(guān)系常隨所采用的分析方法的不同而有根本性的差別。例如：尾水管,采用一般框架分析或帶剛性域框架分析或用有限元分析,得出的荷載效應(yīng)值將有極大差別,甚至?xí)菇孛鎯?nèi)力發(fā)生變號(hào)。因此計(jì)算簡(jiǎn)圖正確程度的不定性將嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)實(shí)有的可靠指標(biāo)。但這種不定性目前還難于統(tǒng)計(jì)分析。
3）房屋建筑或橋梁工程等失事后果僅在于建筑物本身以及本身范圍內(nèi)的人身及經(jīng)濟(jì)損失。但擋水大壩等水工建筑物失事后將危及下游廣大范圍內(nèi)的村鎮(zhèn)及農(nóng)田,其損失遠(yuǎn)大于建筑物本身。因此對(duì)這種會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果的結(jié)構(gòu)是不能用一個(gè)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)并簡(jiǎn)單地取 就能了事的。在它的可靠指標(biāo)分析中應(yīng)該把造成后果的嚴(yán)重程度考慮在內(nèi)。目前,水工統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（初稿）把水工建筑物的安全等級(jí)也類似房屋建筑那樣分為三級(jí),分別取。但水工中的大型建筑物如葛洲壩、劉家峽工程與一些小型渠系涵管之間,其失事后果嚴(yán)重性的差別,決不是1.0， 0.9 之比。我們認(rèn)為水工建筑物的安全等級(jí)宜分為五級(jí),對(duì)于擋水建筑可分屬于1,2,3個(gè)級(jí)別,對(duì)于一般鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件則可分屬于3,4,5三個(gè)級(jí)別。因?yàn)樽钪匾匿摻罨炷翗?gòu)件也無法與3級(jí)擋水閘壩相比。
3、 水工混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性
過去,工程技術(shù)人員所關(guān)心的常常只是工程的設(shè)計(jì)和建造。但工程結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期使用過程
中會(huì)逐漸損壞這一客觀規(guī)律迫使人們把注意力轉(zhuǎn)向已建結(jié)構(gòu)的可靠性評(píng)估及維修加固技術(shù)方面來。人們除了關(guān)心工程的初始造價(jià)外,還應(yīng)從大系統(tǒng)出發(fā)考慮工程的維護(hù)費(fèi)用及遇到風(fēng)險(xiǎn)時(shí)的損失期望值。這方面的研究已成為結(jié)構(gòu)工程學(xué)科發(fā)展的重要分支。
目前,國(guó)內(nèi)不少50年代的建筑物,已進(jìn)入“老年期”,對(duì)其繼續(xù)使用壽命作出鑒定和書評(píng)估,以及采取最佳的加固補(bǔ)救技術(shù)是十分重要的。國(guó)內(nèi)在房屋建筑方面已制定了相應(yīng)的法規(guī)
和條文,編制了可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)和加固技術(shù)規(guī)范。水工混凝土建筑的病害比房屋建筑嚴(yán)重得多,除混凝土碳化鋼筋誘蝕引起順筋開裂外,還有凍融、低強(qiáng)度風(fēng)化、滲漏、沖刷氣蝕、水質(zhì)侵蝕、堿骨料反應(yīng)等嚴(yán)重病害。僅“七五”期間,部屬大中型水電工程需要修補(bǔ)的就耗資數(shù)億元。
但目前水工鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范中, 對(duì)耐久性還只以荷載直接作用下的受力裂縫的寬度作為衡量的指標(biāo),這顯然是很不全面的。有關(guān)水工建筑物調(diào)查顯示：967根構(gòu)件中因鋼筋銹蝕順筋開裂（先銹后裂）的占56% ,但未發(fā)現(xiàn)一根是由于受力裂縫（橫向裂縫）引起的。鋼筋混凝土構(gòu)件的耐久性主要決定子保護(hù)層厚度、水泥品種和訊量、水灰比、結(jié)構(gòu)類型、施工質(zhì)量、表面防護(hù)等。大體積混凝土結(jié)構(gòu)則還與混凝土強(qiáng)度、抗凍性、抗?jié)B性、抗腐蝕性和抗沖刷能力等有關(guān)。因此,在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該把這些因素加入進(jìn)去加以考慮,以改變?cè)O(shè)計(jì)人員只重視強(qiáng)度的片面觀。
結(jié)語：
1)當(dāng)前我國(guó)工程結(jié)構(gòu)總的基本設(shè)計(jì)原則是“概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則”.從長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)看，水工砌體結(jié)構(gòu)繼續(xù)沿用《橋規(guī)》設(shè)計(jì)是不適宜的.
2)盡管GBJ3一88規(guī)范也是采用“概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則”，但不是以5種分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式，不完全符合水利水電系統(tǒng)工程結(jié)構(gòu)應(yīng)共同遵守的GBJ5099一94《水工統(tǒng)標(biāo)》，用GBJ3一88規(guī)范設(shè)計(jì)一般的水工砌體結(jié)構(gòu)有不足之處.
3)本文方法本質(zhì)上是GBJ3-88規(guī)范方法.由于內(nèi)力設(shè)計(jì)值改用水工方法計(jì)算，因此，可與其它專業(yè)的水工規(guī)范統(tǒng)一或銜接，使用方便、安全可靠，具有水工特點(diǎn).鑒于目前研究的深度和廣度，建議用于中小型水利水電工程中的砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).
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混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范文第4篇
【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；常見問題；探討?yīng)?/p>
discuss several common problems in structural design
guo wei-wei
(architectural design institute of shanxi jincheng jincheng shanxi 048000)
【abstract】there are many elements of design, specification does not make specific provisions, or provisions of clauses is not comprehensive, so that structural designers is easy to overlook.
【key words】structural design; common problems; discuss
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有許多內(nèi)容，規(guī)范未作具體的規(guī)定，或規(guī)定的條文不全面，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員很容易忽視。以下為本人在工作過程中所遇到的一些問題，供同行們做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)參考。
1.不上人屋面活載取值問題
平時(shí)會(huì)經(jīng)常遇到不上人屋面因落水管堵塞而積滿水，又沒人疏通，這積水何載也不能忽視。如不上人屋面女兒墻高700mm，若積滿水，荷載為0.7x10=7kn/m2。而按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》第4.3.1條中規(guī)定不上人屋面活載取值僅為0.5 kn/m2。可見實(shí)際產(chǎn)生的荷載與設(shè)計(jì)規(guī)定的荷載相差較大。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)若按7 kn/m2考慮，那又給業(yè)主帶來很大的浪費(fèi)。為此，本人建議建筑設(shè)計(jì)人員在不上人屋面女兒墻根部50mm處增設(shè)泄水管，萬一落水管堵塞，能及時(shí)排除屋面的積水。若能采取上述措施，按荷載規(guī)范要求，不上人屋面活載仍按0.5 kn/m2設(shè)計(jì)。對(duì)上翻邊雨篷也可采取上述措施以確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不考慮積水荷載。
2.衛(wèi)生間荷載取值問題
在圖紙審查中有人提出，對(duì)于有分隔蹲廁的衛(wèi)生間活載應(yīng)按《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施結(jié)構(gòu)》中規(guī)定的8 kn/m2值進(jìn)行設(shè)計(jì)，本人認(rèn)為不妥。如今的衛(wèi)生間隔板在建筑設(shè)計(jì)中都是采用木質(zhì)板、塑料板或復(fù)合板，而非以前的預(yù)制水磨石板或磚砌體，因而只考慮蹲坑的重量就可以了。蹲坑一般抬高150mm，采用1：6水泥焦渣墊層（容重為14 kn/m3），墊層荷載為0.15x14=2.1 kn/m2，該荷載為局部荷載，又非全開間荷載，且應(yīng)按恒載考慮。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可按原樓面恒載加上該部分抬高所增加的荷載就可以了，活載仍舊按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》第4.1.1條中規(guī)定的2.0 kn/m2計(jì)取，這樣比較合理。
3.后澆帶問題
《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第9.1.1條中規(guī)定現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距為55m，而9.1.3條則規(guī)定當(dāng)采取后澆帶分段施工、專門的預(yù)加應(yīng)力措施或采取能減小混凝土溫度變化或收縮的措施，伸縮縫間距可適當(dāng)增大。這兩條使我們?cè)趯?shí)際設(shè)計(jì)過程中較難把握。采取后澆帶分段施工后究竟應(yīng)控制房屋長(zhǎng)度多少而不至于產(chǎn)生裂縫等不良現(xiàn)象呢？本人認(rèn)為這取決于各地區(qū)的溫差和施工條件以及采取的措施等等因素。按照溫州地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，在55m~70m以內(nèi)時(shí)，采取設(shè)置施工后澆帶及相應(yīng)的構(gòu)造加強(qiáng)措施而不設(shè)置伸縮縫，這在本人長(zhǎng)期的工程實(shí)踐中證明是切實(shí)可行的，多個(gè)工程均未產(chǎn)生較大的裂縫。當(dāng)然，具體過程還應(yīng)通過有效的分析或計(jì)算，慎重考慮多種不利因素，確定合理的伸縮縫間距。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須對(duì)梁柱配筋進(jìn)行概念上的調(diào)整，規(guī)范也規(guī)定當(dāng)增大伸縮縫間距時(shí)尚應(yīng)考慮溫度變化及混凝土收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。首先是長(zhǎng)向板鋼筋應(yīng)雙層設(shè)置，并適當(dāng)加強(qiáng)中部區(qū)域的梁板配筋，中部區(qū)域溫度應(yīng)力顯然是比較大的。當(dāng)框架結(jié)構(gòu)超過70m時(shí)，本人認(rèn)為必須采取特殊的措施才能不設(shè)置伸縮縫，譬如說采用預(yù)加應(yīng)力，摻入抗裂外加劑等等。如果對(duì)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，不能有效的分析清楚受力情況，本人建議還是應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置伸縮縫，畢竟建筑上設(shè)縫只要處理得當(dāng)還是不影響美觀的。
4.板面設(shè)置溫度應(yīng)力筋問題
《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第10.1.9條規(guī)定在溫度收縮應(yīng)力較大的現(xiàn)澆板區(qū)域內(nèi)，鋼筋間距宜取為150~200mm，并應(yīng)在板的未配筋表面布置溫度收縮鋼筋，板的上下表面沿縱橫兩個(gè)方向的配筋率均不宜小于0.1%。什么區(qū)域?qū)儆跍囟仁湛s應(yīng)力較大的區(qū)域？本人認(rèn)為對(duì)于規(guī)則較短的建筑物我們可以在各樓面邊跨及屋面層設(shè)置相應(yīng)的溫度應(yīng)力鋼筋，而對(duì)于超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，則建議在超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)向均應(yīng)設(shè)置雙層鋼筋。其余部位則可因人而異，功能重要的區(qū)域設(shè)置。
5.鋼筋砼水池保護(hù)層問題
《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第9.2.1條規(guī)定，板、墻在二a類環(huán)境的混凝土保護(hù)層厚度為20mm，《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.3條規(guī)定與水、土接觸或高濕度保護(hù)層厚度為30mm，與污水接觸位35 mm，《給水排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》第7.1.2條規(guī)定與此相同，而《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》第4.1.6條規(guī)定防水混凝土結(jié)構(gòu)迎水面鋼筋保護(hù)層厚度不應(yīng)小于50mm。本人以為鋼筋砼水池砼保護(hù)層應(yīng)按《給水排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》進(jìn)行設(shè)計(jì)，而地下室等重要的建筑物則要按《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》設(shè)計(jì)。
以上是本人在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的幾個(gè)問題的理解，難免有片面性。在今后的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)以規(guī)范為依據(jù)，以概念設(shè)計(jì)為補(bǔ)充，不斷總結(jié)，使我們的設(shè)計(jì)更經(jīng)濟(jì)合理。
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混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范文第5篇
關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；常見問題；改進(jìn)方法
中圖分類號(hào)： TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
Abstract:Concrete structure used widely, but its design also has many problems, this paper discussed in concrete structure design of principle based on the foundation of concrete structure design and the upper structure problems are analyzed, and finally of concrete structure analysis of the main points of attention is discussed.
Key words:Reinforced concrete; Structure design; Common problem; Improvement methods
1 引言
混凝土結(jié)構(gòu)是世界上使用最廣泛的建筑結(jié)構(gòu)類型，在處于建設(shè)高峰期的我國(guó)建筑之中應(yīng)用更是眾多。遵守結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則是保證相關(guān)混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全可靠的有力手段，本文對(duì)各項(xiàng)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則進(jìn)行了較為細(xì)致的介紹分析。目前混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)部分和上層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分都有出現(xiàn)，需要進(jìn)行深刻認(rèn)識(shí)并改進(jìn)提高。完善的結(jié)構(gòu)分析可以很好的避免結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)問題，對(duì)幾個(gè)關(guān)鍵因素的控制成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心。
2 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則
2.1 所做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足各項(xiàng)規(guī)范要求
結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)師進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，第一步的設(shè)計(jì)工作就是首先要清晰并嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家及地方相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所需滿足的相關(guān)法律法規(guī)、規(guī)范規(guī)程及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求規(guī)定等。由于各個(gè)行業(yè)當(dāng)前現(xiàn)有的混凝土建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范理論并不是全部統(tǒng)一的，結(jié)構(gòu)工程師必須對(duì)如《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》等多項(xiàng)混凝土相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行全面掌握，對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)條文嚴(yán)格執(zhí)行。同時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)對(duì)結(jié)構(gòu)規(guī)范等這些條文的理解和運(yùn)用要結(jié)合大量的工程經(jīng)驗(yàn)，密切結(jié)合工程實(shí)際，憑借深刻的理解和靈活的運(yùn)用以應(yīng)對(duì)大量復(fù)雜的現(xiàn)代混凝土建筑結(jié)構(gòu)要求。
2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足建筑功能要求
建筑結(jié)構(gòu)是為了建筑功能的實(shí)現(xiàn)而變化存在的，混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求更是如此。因此進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員首先要明確調(diào)整混凝土結(jié)構(gòu)梁、板、柱等組合運(yùn)用新型的結(jié)構(gòu)類型或者運(yùn)用最新的結(jié)構(gòu)材料設(shè)計(jì)工藝等保證所需要的的特定功能。首先，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求滿足安全需要，同時(shí)確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要使得施工及使用都能夠保證可能發(fā)生的各項(xiàng)荷載及變形應(yīng)對(duì)能力，即使在低概率的不可抗拒事件之中也能夠保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全。其次，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足建筑的使用性能要求前提下，以及正常使用情況下具有規(guī)劃要求的特定使用需要及優(yōu)異的工作性狀，不允許超過限制的變形、振幅或者裂縫出現(xiàn)。此外還要滿足耐久性的設(shè)計(jì)要求，正常維護(hù)條件下混凝土建筑都具有良好的耐久性能，所涉及的結(jié)構(gòu)要在污染越來越嚴(yán)重的環(huán)境中保證不出現(xiàn)材料風(fēng)化、腐蝕或者碰撞失效的情況，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的使用壽命。
2.3 清楚建筑結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)
建筑結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)指的是結(jié)構(gòu)整體或者部分出現(xiàn)不能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所規(guī)定性能要求的狀態(tài)，其分為正常使用的極限狀態(tài)及承載能力的極限狀態(tài)兩種。對(duì)于第一種控制結(jié)構(gòu)處于使用性能要求范圍內(nèi)，不出現(xiàn)超過使用要求的撓度及裂縫等，第二種是要求結(jié)構(gòu)處于安全穩(wěn)定條件之下，保證整體到局部穩(wěn)定性能，不出現(xiàn)破壞甚至倒塌。
3 結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)常見問題
3.1實(shí)際勘察資料及臨近建筑報(bào)告不全等問題
地基的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程為勘察到設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行施工，勘察則為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)而提供可靠的設(shè)計(jì)依據(jù)，但是結(jié)構(gòu)的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中常常存在所需要的勘察資料不全面或者在建設(shè)地點(diǎn)周邊存在影響性建筑卻沒有被勘察報(bào)告記錄等現(xiàn)象。當(dāng)前我國(guó)的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)很多都存在缺乏實(shí)地的勘察測(cè)量報(bào)告或者所做的勘察報(bào)告不全面，缺少周邊環(huán)境建筑等條件分析的文件。對(duì)于我們的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，整個(gè)工程項(xiàng)目的科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)性得不到保障，甚至威脅到所設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)處理方法不當(dāng)導(dǎo)致安全問題等。要實(shí)現(xiàn)這方面的改進(jìn)，首先必須建立更加強(qiáng)有力的制度保障，對(duì)于不合格的地質(zhì)條件勘測(cè)永久性追究責(zé)任，其次是對(duì)勘測(cè)進(jìn)行量化要求，保證勘察檢測(cè)報(bào)告中各項(xiàng)參數(shù)的具體、準(zhǔn)確且全面，此外要引進(jìn)更多更高素質(zhì)的地質(zhì)勘測(cè)人才，實(shí)現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
3.2 基礎(chǔ)變形驗(yàn)算保障中存在的問題
對(duì)于地基處理后的變形驗(yàn)算是為了有效地保證了后續(xù)設(shè)計(jì)的可靠性和耐久性，對(duì)于基礎(chǔ)中常見的變形驗(yàn)算缺乏或者驗(yàn)算未按照相關(guān)要求進(jìn)行的情況嚴(yán)重威脅這混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。國(guó)家相關(guān)規(guī)定已經(jīng)明確要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等級(jí)在甲級(jí)和乙級(jí)條件下根據(jù)地基的變形進(jìn)行設(shè)計(jì)，在丙級(jí)條件下的地基處理按照規(guī)范規(guī)定操作，最后進(jìn)行變形的驗(yàn)算。從根本上解決這方面的的為問題主要是對(duì)變形驗(yàn)算各項(xiàng)參數(shù)嚴(yán)格的規(guī)定上采取措施，相關(guān)監(jiān)督檢查部門對(duì)設(shè)計(jì)單位進(jìn)行變形審查時(shí)進(jìn)行深層次的管理監(jiān)督。
3.3 地基下臥層的驗(yàn)算問題
地基下臥層頂部的承載力計(jì)算的時(shí)候往往只能對(duì)深度進(jìn)行修正，根據(jù)土層具體條件選擇修正系數(shù)。這部分的驗(yàn)算就是要求擴(kuò)散角數(shù)值符合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》的直接規(guī)定要求，如果不滿足要求要按照平均的應(yīng)力系數(shù)計(jì)算擴(kuò)散角，繼而進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)算。常見的復(fù)合地基持力層一般選擇承載能力較高土層，當(dāng)下臥層屬于軟弱土層時(shí)就要進(jìn)行承載力的驗(yàn)算。根據(jù)建筑物埋深情況，選擇合適的持力層并驗(yàn)算軟弱下臥層尤為關(guān)鍵，必要時(shí)應(yīng)對(duì)下臥層進(jìn)行地基處理。
5 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在不足
混凝土結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)形式主要有剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)等幾種類型，施工實(shí)踐發(fā)現(xiàn)這些結(jié)構(gòu)類型的設(shè)計(jì)往往存在少筋或者超筋等問題。
框架柱存在主要集中在角柱、短柱和超短柱設(shè)計(jì)之中，幾個(gè)柱形式都有各自的特點(diǎn)，有自己的問題和避免問題發(fā)生的措施。角柱的計(jì)算要求進(jìn)行獨(dú)自的參數(shù)定義，這些定義必不可少，一旦忽視這部分的意義而進(jìn)行計(jì)算，得到的計(jì)算結(jié)果同實(shí)際配筋率要求就會(huì)存在較大差異，出現(xiàn)所配的鋼筋達(dá)不到最小配筋率的要求。短柱設(shè)計(jì)過程中箍筋間距不能大于100mm，其體積配筋率不能小于1.2%，在一級(jí)抗震要求下，短柱全高范圍內(nèi)箍筋的間距要求比縱向配筋直徑的6倍小。超短柱是整個(gè)設(shè)計(jì)過程要盡量避免出現(xiàn)的形式，其抗震性能較差，對(duì)于無法避免的超短柱要通過軸壓比的控制方法，運(yùn)用較優(yōu)良性能箍筋進(jìn)行全框架柱的添芯處理。
框架梁結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)過程由于繪圖僅按照支座端標(biāo)注配筋、箍筋未考慮根據(jù)梁端配筋較大和梁跨中和支座配筋比例較大等原因而較實(shí)際配筋小，設(shè)計(jì)中要針對(duì)上述三點(diǎn)原因逐一避免并進(jìn)行計(jì)算上的改進(jìn)。按照最新的規(guī)范要求，抗震等級(jí)在1至4級(jí)的時(shí)候，框架梁的加密區(qū)箍筋最大的間距比梁高四分之一數(shù)值要小。
同時(shí)對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為了使得模型有效地反映出結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況，必須對(duì)模型采取正確的計(jì)算參數(shù)調(diào)整，同時(shí)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后要進(jìn)行多個(gè)參數(shù)及結(jié)構(gòu)整體的分析，把握幾個(gè)要點(diǎn)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求，保證結(jié)構(gòu)的安全、性能和耐久。結(jié)構(gòu)位移比體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)整體的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，因?yàn)榫植空駝?dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)位移比影響較大，進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的時(shí)候往往采用剛性樓板假設(shè)進(jìn)行計(jì)算分析。設(shè)計(jì)的抗震驗(yàn)算越來越受到設(shè)計(jì)分析的重視，新規(guī)范對(duì)于這一部分要求的提高使得相關(guān)分析工作要求也相應(yīng)大幅提高，剪重比要求滿足所要求的情況，過大或者過小都要進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)調(diào)整。
6 5結(jié)語
本文通過結(jié)合筆者從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)目前混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)部分和上層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分存在的常見問題，分別從基礎(chǔ)設(shè)計(jì)部分、混凝土上部結(jié)構(gòu)及其模型計(jì)算參數(shù)的調(diào)整來提出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略，同時(shí)提出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員從事混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)把握的設(shè)計(jì)原則。
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