混凝土结构基本设计原则精选(十四篇)
时间：2023-10-09 15:04:34
混凝土结构基本设计原则精选篇1
关键词：高层建筑；混凝土结构；优化设计；策略
随着经济的发展和城市人口的急剧增加，城市高层建筑逐渐增多，高层建筑对混凝土结构施工提出了进一步的要求。高层建筑混凝土结构设计人员不仅要增强经济意识，运用技术手段进行混凝土结构设计，还要选用合适的结构材料，制定合理的结构施工方案，提高混凝土结构的稳定性，实现高层建筑混凝土结构的优化设计。
一、高层建筑混凝土结构设计的要求和原则
1、设计要求。随着城市高层建筑的增多，建筑的牢固性以及稳定性受到人们的重视，高层建筑不仅要满足建筑使用功能的要求，还要坚持成本节约的原则。高层建筑的典型特点是混凝土结构的承载力较大，需要接受竖向和横向的荷载，设计者需要对不同方向的受力情况进行充分的考虑，提高结构的整体承载力。受材料和施工质量的影响，混凝土结构很容易出现结构裂缝，影响结构的整体稳定性，设计者需要对混凝土进行技术处理，控制水泥水热化和混凝土温度，使用预拌泵送混凝土。高层建筑混凝土需要运送到高层，只有加强优化设计，进行精心的组织和施工，施工问题才能最大限度的减少。
2、基本原则。高层建筑混凝土结构优化设计的原则是在满足建筑功能要求的基础上提高结构的可靠度。建筑结构功能一般包括安全性、耐久性和适用性，结构的安全性要求混凝土结构必须能够承受整体的压力，保持结构稳定性。耐久性要求建筑能够达到设计的使用年限，而适用性是指混凝土结构的振动、裂缝和变形都不能超过设计和规范的要求。混凝土结构可靠度是指建筑在正常的设计、施工和使用条件下能够实现建筑的预定功能，混凝土结构的设计要满足经济合理、质量可靠、技术先进和安全适用的要求。
二、高层建筑混凝土结构施工优化设计的基本方法
1、准确的把握和理解设计规范。高层建筑混凝土结构设计优化的方法一般包括性能、拓扑和尺寸优化，结构优化设计要从初步的设计阶段开始，聘请技术人员和专家进行全程的设计指导，对施工过程进行控制，确保设计方案的经济合理。设计的过程中需要对构件截面尺寸、参数取值以及混凝土强度等级进行设计。设计人员需要掌握设计规范，注意设计规范和混凝土结构设计参数取值的匹配性，控制材料强度，确定配筋量和承台高度，进行抗震墙设计。
2、结构计算方法优化。混凝土结构优化设计包括了尺寸优化、性能优化和拓扑优化，尺寸优化是结构优化的关键，设计者要重点加强工程结构计算分析方法的优化。传统的混凝土结构设计都是凭经验确定构件的截面尺寸和结构体系，并在分析计算的基础上进行校核计算，设计方法比较被动。优化设计方法要首先确定结构型式、剪力墙布置和柱网尺寸，在分析和调整的基础上确定最合理的混凝土强度等级、构件截面尺寸、配筋量以及钢筋的强度等级。设计者在进行配筋计算的时候，要在经济比较的基础上选择合理的截面尺寸和构件布置形式。
3、设计参数取值优化。只有提高设计参数取值的精确性，混凝土结构优化效果才能实现，设计者在进行建筑荷载计算时，要对建筑高度、长度以及墙体开动影响进行整体的考虑，墙体高度不包括钢筋混凝土梁板的高度，墙体混凝土长度也不包括墙柱长度和洞口面积。
4、高层建筑混凝土结构优化设计中应注意的问题。首先，概念设计。概念设计是在分析建筑性能的基础上进行有组织的、有层次的和有目的的设计活动，混凝土结构设计人员要运用概念设计的方法，在满足建筑性能的基础上实现结构横向和竖向布置的规则、简单和均匀，合理分布承载力和刚度，避免应力集中和结构的塑性变形集中，提高设计方案的合理性。其次，设计者要重点进行延性设计和内力重分布设计。延性结构可以使截面形成塑性铰，塑性铰可以吸收和消散地震能量，提高抗震效果。设计人员可以使用弯矩调幅法来计算结构的内力重分布，弯矩调幅系数一般是0.8。此外，设计者在进行地震力计算时可以采用振型分解反应谱法，通过振型正交性和振型分解来进行解耦，计算振型的效应和地震作用，使用平方或者是开方的办法来组合振型作用，确定建筑结构的总作用效应，提高结构数据计算的准确性和合理性，在优化混凝土结构设计方案的基础上提高建筑的抗震性和整体承载力，实现建筑的整体功能。
三、高层建筑混凝土结构优化的具体策略
1、结构材料的选用。高层建筑混凝土结构的主要材料是钢筋和混凝土，设计者要在优化结构设计的基础上规定建筑材料的型号和规格，尽量选用性价比比较高的材料。首先，钢筋选用，常用的钢筋型号包括HRB400、HRB335和HRB235，性价比较高的钢筋是HRB400，设计者可以优先选用HRB400进行方案设计。HRB400可以最大限度的节约用钢量。其次，混凝土选用。不同等级的混凝土价格是不同的，混凝土强度在很大程度上影响着剪力墙轴压比，但是对结构梁的影响不大，设计者要在综合考虑混凝土强度和配筋率之间关系的基础上选择合适强度等级的混凝土。在实际施工的过程中，梁板应该选用C25～C30，按照轴压比控制柱混凝土强度和剪力墙强度，建筑外墙以及结构柱的混凝土强度是不同的。下图是混凝土结构示意图。
2、高强度钢筋和混凝土的使用。高层建筑混凝土结构优化设计的核心是在保证建筑使用功能的基础上最大限度的降低工程造价，建筑的造价包括了基础施工费用和材料费用，钢筋用量以及建筑构件截面尺寸影响着工程总造价，合理使用高强度的钢筋以及混凝土，优化构件的截面尺寸，降低工程的造价和难度。
3、提高建筑结构设计的均匀性。设计者在进行结构优化设计的同时，要力求结构的简单有型，控制结构的突出部分长度和平面长度，建筑的竖向体型应该均匀、规则，结构侧向的刚度应该是下大上小，注意结构以及受力的均匀变化，避免使用不规则结构。均匀性的结构设计不仅可以提高建筑的适用性和美观性，还可以将墙柱截面尺寸和单位面积控制在合理的范围内，实现承载力和刚度的合理分布，降低工程总体造价，取得最大的优化设计效果。
四、结束语
随着经济的发展和城市化建设进程的加快，城市中的人口越来越多，更多的高层建筑出现。高层建筑自身承载力较大，建筑的造价较高，设计者需要在保证建筑使用功能的基础上进行优化设计，控制墙柱截面面积，提高结构设计的均匀性。设计者要充分的掌握结构设计规范要求，在提高参数准确性的基础上提高设计方案的科学性，降低工程总体造价，提高高层建筑的经济性、适用性和安全性。参考文献：
[1]杨磊.论高层建筑结构抗震的优化设计[J]. 建筑设计管理. 2010（03）
混凝土结构基本设计原则精选篇2
关键词：混凝土桥梁；桥梁结构；设计原则；防水性；可操作性
中图分类号：TU37文献标识码： A 文章编号：
前言
混凝土桥梁桥具有施工速度快、行车安全、功能稳定等系统性优点，在桥梁建设市场中占据着相当大的份额，随着交通行业的发展，交通总量和荷载的不断增大，许多混凝土桥梁出现了耐久性不强的问题，所以必须在设计时期就展开专项的混凝土桥梁结构耐久性分析，从影响混凝土桥梁耐久性的设计原因入手，探寻出各种措施和方法有效提高混凝土桥梁的耐久性，在设计环节上确保混凝土桥梁长时间的安全和功能。
1混凝土桥梁设计中影响耐久性的原因
混凝土桥梁是一个系统，是由多个结构组件、功能部分构成的复杂体系，影响混凝土桥梁结构的耐久性来自于组件和部分的设计、施工和维护等各环节，其中设计是混凝土桥梁建设的初始，对于后续的施工和维护有着直接的影响，因此，对混凝土桥梁耐久性的分析应该从混凝土桥梁设计开始。当前混凝土桥梁耐久性出现失效和问题的主要方面在于设计结构和组件的过程中出现重视混凝土桥梁强度设计，而忽视混凝土桥梁的耐久性设计，这是当前混凝土桥梁耐久性不高的主要原因。其次，在混凝土桥梁结构和组件的设计中没有合理的防护和维护设计，导致混凝土桥梁在外部的影响下因风雨侵蚀、行车磨损、外力碰撞而导致耐久力的下降。其三，在混凝土桥梁设计过程中对于桥梁结构的材料、体系、构造和维护工作重视程度不足，片面重视混凝土桥梁结构强度的计算，认为只要结构上符合安全的需要，就可以做到万事大吉，这会出现混凝土桥梁计算图式的错误、受力路径的混淆，极容易造成混凝土桥梁局部组件和结构出现受力过大。最后，在混凝土桥梁设计中容易出现混凝土强度等级过低、钢筋直径过细、桥梁保护层厚度不足、桥梁构件截面积多小，这些不但会形成混凝土桥梁的病害隐患，而且容易产生对混凝土桥梁耐久性的影响。
2提高混凝土桥梁设计耐久性的原则
2.1结构合理原则
混凝土桥梁的桥跨结构和支撑结构的设计中，不论是横截面内(如受弯箱梁在弯矩平面内的传力路径主要是沿腹板传递，因此，其主筋应配置在靠近腹板的范围内为好等)还是细部构造(如拱上立柱与箱拱连接处横隔板沿立柱竖向设置较径向设置传力简捷；带挂孔的悬臂梁桥采用受拉型铰较传统受压型铰施工吊装方便、牛腿的受力与梁的受力吻合，细部构造优越等)，传力路径简捷、明快，是较好的形式。
2.2系统性原则
系统性原则是强调在混凝土桥梁设计中要突出桥梁的整体性、连续性和冗余性。合理的桥梁结构具有整体性好的特点，在桥梁构件体形的变化上表现出平顺的特征，这不仅是美观的要求，而且构件体形变化平顺、节点处或边界处过渡平顺、结构整体性强是力流平顺的必要条件，同时，也可提高结构的承载能力和刚度。整体性和冗余性可以保证桥梁在运营状态下具有良好的使用性能及对局部损伤和破坏具有适当的抵抗能力，这些特点有利于结构抵抗诸如超载、地震等荷载。由于桥梁的伸缩缝长期暴露在大气中，使用环境比较恶劣，是桥梁结构中最易遭到破坏而又较难以修补的部位。近年来，国外日益强调通过减少甚至取消桥梁接缝(伸缩缝)和支座来保证桥梁的整体性和适用性，同时可以减少后期的维护费用。美国等国家已经修建了一些没有支座和伸缩缝的整体式桥梁，使用情况良好。此外，已经有越来越多的人开始研究整体式桥梁的可行性。
2.4操作性原则
混凝土桥梁设计的操作性原则体现在设计工作的可检性、可修性和结构上的替换性，人们对于桥梁有着固定的思维，认为桥梁属于永久性建筑，它的设计基准期为100年，那么在100年内就不应该出现部件的损坏与更换。实际上桥梁整体结构的寿命和结构各个部件的寿命是不等的，如橡胶支座的寿命一般在20年左右，钢拉索的寿命约10年～50年，钢结构油漆保护寿命约为20年，因而对这些寿命期低于结构寿命期的部件必须做到可检查、可维修、可更换。原苏联对其桥梁各组成部件统计的平均服务年限，有的长达百年以上，有的仅数年。桥梁构件达到使用寿命期而损坏，管理单位就应进行正常的更换，不能因未及时更换而引起或加速主要承重构件的损坏而影响桥梁的整体耐久性。桥梁设计时就应该为此创造必要的条件，如为更换支座应在盖梁上预留有放置千斤顶等提升设备的空间，也应为工作人员留有操作平台；否则将大大增加后期维护的困难和费用。国内很多桥梁设计中没有考虑构件更换的需要，甚至没有设置检查所需的通道。
2.3防水性原则
提高混凝土桥梁的防水性是确保耐久性的基本要求，良好的构造措施是实现这一要求的根本。特别是对于我国北方利用撒盐进行桥面除冰的地区，应特别注意在桥梁设计中处理好桥梁防水、隔水的问题，以阻止可能引起钢筋严重锈蚀的盐水的侵蚀。在冬季，寒潮可以带来桥面的冻胀问题，如果桥梁积水不能及时排出将会对桥梁形成危害，进而导致桥梁出现各种问题，影响桥梁的耐久性。
结语
综上所述，对混凝土桥梁设计工作的加强有利于提高混凝土桥梁的耐久性，应该行形成混凝土桥梁设计的基本原则和方法，以可造作、可借鉴的混凝土桥梁设计指导形成混凝土桥梁耐久性的保证。诚然，设计工作中要想提高混凝土桥梁的耐久性还应针对具体的建设和环境，应该将重点放在原则的应用和实际情况的实际运用上，采用高度重视混凝土桥梁设计工作的态度，将混凝土桥梁耐久性作为设计工作的一个重点，加以着重的分析和考量。
参考文献:
[1]贺方平.铁路客运专线混凝土桥梁结构耐久性的关键施工技术控制[J].科技创新导报.2010(31)
[2]张惠萍.混凝土配合比对结构物的耐久性影响分析[J].公路交通科技(应用技术版).2009(07)
[3]许颖强,赵尚传.桥梁结构耐久性设计的探讨[J].公路交通科技(应用技术版).2008(08)
混凝土结构基本设计原则精选篇3
关键词：建筑地下室；钢筋混凝土；结构施工；
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：
引言
在建筑设计、施工过程中，对结构变形缝的预控，通常的作法是：设置沉降缝以解决因地基不均匀沉降产生的建筑结构变形，设置伸缩缝以防止混凝土收缩产生的结构裂缝，设置防震缝以满足建筑的抗震要求，而现行《混凝土结构设计规范》（GB50010－2010）作出了“如有充分依据和可靠措施，本规范表中的伸缩缝最大间距可适当增大，混凝土浇筑采用后浇带分段施工”的规定，为解决地下室建筑结构中地基差异沉降、混凝土收缩、增大伸缩缝间距、减少永久性变形缝等问题提供了路径及规范依据。本文依据相关规范，结合工程实践，就地下室钢筋混凝土结构后浇带的应用问题作些分析探讨。
1、后浇带的主要功能
1.1 解决沉降差
高层建筑和裙房的结构及基础设计为整体，但在施工时用后浇带将两部分暂时断开，待主体结构施工完毕，已完成大部分沉降量（50%以上）以后再浇注连接部分的混凝土，将高低层连为整体。设计时，应考虑基础在两个阶段不同的受力状态，分别进行强度校核。连为整体后的计算，应考虑后期沉降差引起的附加内力。这种做法要求地基土较好，房屋的沉降能在施工期间内基本完成。同时还可以采取以下调整措施：
1）调压力差。主楼荷载大，采用整体基础降低土压力并加大埋深，减少附加压力；低层部分采用较浅的十字交叉梁基础，增加土压力，使高低层沉降接近。
2）调时间差。先施工主楼，待其基本建成，沉降基本稳定，再施工裙房，使后期沉降基本相近。
1.2 减小温度收缩影响
新浇混凝土在硬化过程中会收缩，已建成的结构受热要膨胀，受冷则收缩。混凝土硬化收缩的大部分将在施工后的1～2个月内完成，而温度变化对结构的作用则是经常的。当其变形受到约束时，在结构内部就产生温度应力，严重时就会在构件中出现裂缝。留出后浇带后，施工过程中混凝土可以自由收缩，从而大大减少了收缩应力。混凝土的抗拉强度可以大部分用来抵抗温度应力，提高结构抵抗温度变化的能力。
2． 地下室后浇带的设置原则
钢筋混凝土结构后浇带设置遵循的是“抗放兼备，以放为主”的设计原则，其原理是以设置临射性变形缝的方法释放大部分约束力。然后，用强度较高的膨胀混凝土填缝，既后浇带方法以抗衡残余的应力。通过钢筋混凝土结构后浇带技术措施来解决建筑结构预控沉降或伸缩的调整方法，达到不设永久变形缝的目的。平战结合防空地下室多附建于民用建筑地下，因此，防空地下室钢筋混凝土结构后浇带的设置必须兼顾防空地下室和地面民用建筑结构的特点来统筹考虑设置。
2.1 设置的一般原则
后浇带设置的位置、间距、断面形式应根据工程类型、工程部位、工程地质、基础形式、结构受力、上部结构布置、现场施工条件等具体情况通过设计计算来确定。防空地下室后浇带设置通常应遵循以下原则：
1）考虑确定设置后浇带要解决什么问题。主要用于解决地基沉降差的后浇带，为后浇沉降带；主要用于解决混凝土收缩变形的后浇带，为后浇伸缩带。
2）后浇带设置位置和宽度的确定。后浇带应设置在结构受力弯矩和剪力均较小以及变形较小部位。一般在梁、板跨度内的三分之一处，且宜自上而下对齐，竖向上不宜错开。后浇带带宽不宜小于800mm，也不宜大于1000mm，避免应力过于集中和便于组织施工。
3）后浇带带内的结构主筋不宜在带中断开，带内混凝土则应遇梁断梁，遇墙断墙，遇板断板，全断面贯通设置后浇带。
4）后浇带带内混凝土强度的确定。后浇带混凝土应采用比两侧混凝土强度等级高一级的膨胀混凝土；浇筑时间根据后浇带性质由设计计算确定，同时要求混凝土不得少于28天保湿养护。
5）当超长结构设置后浇伸缩带时，间距一般应控制在30-50m内设置。当高层建筑与裙房并设有防空地下室时，设置后浇带宜设置在裙房一侧，不得设在主楼内，其位置应设在主楼边柱第二跨裙房内。并加强高层建筑与裙房相连部位的构造，提高纵向钢筋的配筋率，用以抵抗后浇带封闭后由剩余差异沉降并引起结构内力。
3 混凝土结构后浇带的施工需注意的问题
总结工程实践，本文认为在处理防空地下室钢筋混凝土结构后浇带施工时，应注意的问题。
3.1施工前的技术交底工作
1）后浇带的平面位置，断面形式及接缝防水处理的做法。当施工图纸中设计明确时，必须依照设计要求施工。当设计不明确，施工确需设置时，必须依照防空地下室后浇带设置的原则和规范要求，施工单位预先确定设置方案，报监理后按设计审核确认实施，不能施工到位时临时决定处理。
2）后浇带内的结构主筋在后浇带内的处理方式，是连续或是断开，要根据确定的处理方式，有针对性地提出处理要求，确保后浇带带内的主筋满足结构技术要求规定。
3）对后浇带的模板及支撑要求。后浇带跨内两侧的模板及支撑体系应一次性安装成型到位，并且使用独立支撑系统，以方便后续施工。同时，必须待后浇带混凝土浇筑并养护好后，方可按从上到下的顺序原则
拆除模板支撑，以确保建筑结构均衡承载受力不被破坏，混凝土表面不开裂表面平整。
3.2 确保施工质量
1）对混凝土浇筑前后浇带带内的保护工作要求。对后浇带部位的基础、底板、墙体、顶板应加设临时护栏围护，以免施工过程中不必要的垃圾、材料等的堆放，造成后浇带处的应力传递而减弱约束应力的释放。也可加设临时挡水带或集水井等，以防止后浇带处的钢筋污染，并及时清理后浇带接口缝和带中积水和建筑垃圾。
2） 做好工程所用各种原材料和混凝土配合比的检测及试验，确保满足对后浇带的设计质量要求。
3）后浇带带中的结构主筋在带中连续通过时，确因调整困难需要在带中断开，要首选机械连接或焊接，并必须满足同一截面的钢筋焊接连接率不得大于50%的规范要求。在制安后浇带跨内钢筋时，应加密拉结筋、支撑筋、保护层垫块；在浇筑两侧混凝土时要对称浇筑，以保证后浇带内主筋不走形不移位。
4） 后浇带两侧接缝处宜采用钢筋支架钢丝网隔断，制安钢丝网片时必须绷紧钢丝网，钢丝网片与钢筋支架必须绑扎结实、牢固，以便于施工及保证断面企口成型。并要求在后浇带两侧混凝土浇筑后终凝前，把流淌到带内的混凝土浆块敲碎，以便后期清理干净。
5）后浇带接缝处止水带的处理。防空地下室后浇带接缝处不宜留成直槎；止水带的埋设形式有：遇水膨胀止水带、橡胶止水带、钢板止水带等埋设。选择钢板止水带止水安装时，钢板止水片接头必须搭接焊接，搭接长度≥50mm，搭接处四个方向需满焊接，焊接处无渣、咬肉、气泡等，以确保后浇带接缝处不渗水漏水。
6）保证混凝土浇筑质量
①带内混凝土必须较两侧混凝土强度高一个等级且具有微膨胀效应，必须预先做好配合比试验并满足设计要求，有抗渗要求时还应做抗渗试验。控制好带内混凝土浇筑时间，设计明确时，按设计要求。设计没明确时，掌握原则是：伸缩后浇带视先浇部分混凝土浇捣完60天之后，最少不能低于40天；沉降后浇带宜在建筑物基本完成沉降后进行，或者根据沉降观测数据，当高层建筑结构施工到一定高度时，高层建筑的沉降量较小并且相对较稳定时，预估高层与裙房之间产生的差异沉降量处在控制范围之内时，浇筑混凝土。
②浇捣后浇带内混凝土之前，应做好钢筋的除锈工作。同时，将带内两侧混凝土凿毛，将带内杂物清理干净，并用水冲洗施工缝，排除表面积水，两侧表面混凝土保持湿润24小时。在浇筑时，在界面处涂刷与带内混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆，以确保后浇带内混凝土与先浇捣的混凝土连接良好。并掌控好后浇带的环境温度低于两侧混凝土浇筑时的环境温度。严格按配合比计量进行搅拌；混凝土应搅拌均匀，避免产生局部过大过小的膨胀，影响工程质量。
③混凝土振捣时，应限制振捣器与模板的距离，避免强振与贴边框，适当延长振捣时间，以保证混凝土的密实性，避免形成贯穿通缝。当采用钢丝网做隔断时，钢丝网片之间的接口及两侧保护层的接口必须封闭，要特别注意分层浇筑厚度和振捣器距钢丝网模板的距离。有必要时可采用钢钎捣实垂直施工缝处的混凝土，以提高混凝土密实性和抗裂性。在混凝土初凝后应用木抹子抹平混凝土表面，并压光数遍，减少表面裂缝产生。
4 结束语
综上所述，防空地下室工程钢筋混凝土结构后浇带的设置，是解决防空地下室结构工程中混凝土收缩、地基差异沉降、增大伸缩缝间距、减少永久性变形缝等问题的有效技术措施。同时，结合防空地下室结构的特点，把握防空地下室设置后浇带的设计规范规定和原则，注重施工质量和技术措施，同时，运用技术手段，我们就能在平战结合防空地下室设计施工中，有效地预控结构变形缝的产生，减少工程额外的投入，确保防空地下室的防护功能不受影响，达到满足平战两用功能的作用和效益。
参考文献
混凝土结构基本设计原则精选篇4
关键词：后浇带；变形缝；设置；施工；
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
由于超长给结构带来的不利影响，《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010，以下简称混凝土规范）中，对钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距有明确的要求。而在实际工程应用中出于对建筑物功能和造型需要的考虑，我们希望建筑物尽量少设缝或者不设缝。当不设置伸缩缝时，往往又会造成钢筋混凝土结构的开裂，所以必须采取切实可行的措施，防止结构开裂。在现阶段我们采取各项措施中常用的做法是设置混凝土后浇带。另外，当建筑物存在较大的高差，例如高层建筑主体和多层（或低层）裙房之间我们不设沉降缝时，也常常采用施工后浇带来解决建筑物不均匀沉降问题。这两种施工后浇带，前者可称之为收缩后浇带，后者可称之为沉降后浇带。本文就施工后浇带的设计与施工，结合工程实践，谈谈笔者的看法。1 混凝土后浇带的作用
后浇带是指在现浇整体钢筋混凝土结构中，只在施工期间留存的临时性的带形缝，起到消化沉降和收缩变形的作用，根据工程需要，保留一定时间后，再用混凝土浇筑密实成为连续整体的结构。根据其在不同工程所起的作用可以划分为三类：
沉降后浇带—解决高层建筑主楼与裙房的沉降差而设置；
收缩后浇带—防止混凝土凝结收缩开裂而设置；
温度后浇带—防止混凝土因温度变化拉裂而设置；
2 混凝土后浇带类型的确定
实际工程中采用何种类型的后浇带是与规范要求我们在建筑物中设置的变形缝密切相关的，现阶段我们主要是用后浇带来代替变形缝的部分功能。在建筑物因昼夜温差、不均匀沉降以及地震而可能引起结构破坏的变形的敏感部位或其它必要的部位，预先设缝将整个建筑物沿全高断开，令断开后建筑物的各部分成为独立的单元，或者是划分为简单、规则、均匀的段，并令各段之间的缝达到一定的宽度，以能够适应变形的需要。根据结构裂缝产生的原因，相应设置的变形缝有伸缩缝（温度缝）、沉降缝、防震缝。
在建筑产品商品化的大趋势下，通过设置变形缝把过长过宽或者高低悬殊以及形状不规则的建筑物分成较小的独立结构单元，显然是必要的。但在工程设计中，常常由于建筑功能的需要、抗震的要求，以及其他原因，不得不把建筑物的结构单元长度或宽度加大，超过了规范对设置变形缝的要求。为了在实际过程中解决这一矛盾，我们就通过设置与之对应的混凝土后浇带来解决将来结构开裂的问题。
《混凝土规范》第8.1.3条指出，当有“充分依据和可靠措施”时，可适当增大建筑物伸缩缝的间距。此处设置后浇带无疑是减小混凝土收缩效应的重要措施之一，可以起到改善温度变化和混凝土收缩使混凝土结构产生的裂缝。为了把这种裂缝控制在规范允许的范围内，使裂缝不致影响结构的正常使用和耐久性同时还可以实现将建筑物的长度做的长一些而不设设伸缩缝，此处显然我们是通过设置后浇带来代替建筑物中原本要设置的伸缩缝，那么这类后浇带就可以称之为收缩后浇带或温度后浇带。
《建筑地基基础设计规范》第7.3.2条指出有高度差异或荷载差异等的建筑物等宜设置沉降缝。常见的如高层主楼和相连的低层裙房由于荷载差异很大，两者的不均匀沉降是肯定存在的，为减少或避免基础的差异沉降，按规范要求就应在主楼与裙房之间设置沉降缝或采取其他措施，在实际工程中，要在高层主楼和相连的低层裙房设置沉降缝，则需要从二者的基础部位开始设置，就是把二者的基础也要彻底断开，这在实际工程实际中往往难以执行，且会影响建筑物的部分使用功能，施工起来也麻烦，另外高层主楼和相连的低层裙房之间设置沉降缝后，建筑物自下而上就成了两个不同的结构单元，使高层建筑一侧或四周没有了埋置深度，这对地震作用下高层建筑的稳定性产生不利影响。若不设沉降缝则就需要采取措施不均匀沉降的问题，现阶段我们应采取的主要措施也是设置后浇带。显然此处我们是通过设置后浇带来代替建筑物中原本要设置的沉降缝的功能，那么这类后浇带就可以称之为沉降后浇带。
3 后浇带施工时注意的问题
后浇带一般要设置在结构受力较小的部位或者是次要结构构件处，一般设在建筑物中间部位的框架梁和楼板某跨的1/3跨间，约每30～40m设一道，后浇带宽800～1000mm，后浇带应贯通建筑物的整个横截面。
在后浇带浇注混凝土前必须将整个截面按照施工缝的要求进行处理，清除杂物，将后浇带内两侧混凝土凿毛，用水冲洗干净，充分保持两侧混凝土湿润，一般不少于24小时。在表面涂刷水泥净浆或混凝土界面处理剂后，及时浇筑混凝土。否则新老混凝土的粘结强度难以保证，处理不好会在后浇带两侧造成两条贯通裂缝裂缝。
后浇带中的后浇混凝土要采用无收缩微膨胀高强混凝土（至少比原混凝土强度等级要高一个等级），振捣密实，加强养护。
后浇带跨内的梁在施工期间，本跨内的模板和支撑不能拆除，须待后浇混凝土强度达到设计强度值的75%以上后，方可拆除。有些施工单位，为加快模板的周转使用或考虑资金等因素，提前拆除后浇带跨内的模板和支撑，造成板边开裂，使结构承载能力下降。
最后一个关键点就是后浇混凝土浇筑的时间。为防止钢筋混凝土结构因温度变化和混凝土收缩引起裂缝的收缩后浇带或温度后浇带和调节沉降差的沉降后浇带而设置的两种后浇带由于设置的目的不同，做法也就有区别：当后浇带是为减少混凝土施工过程产生的收缩和温度应力时，后浇带浇筑混凝土的时间一般应在两个月后；当后浇带是为调整结构不均匀沉降而设置时，后浇带中的混凝土浇筑的时间应该根据建筑场地地基持力层土质情况、基础形式、上部结构布置等条件综合确定。
必须指出的是，后浇带只能解决施工期间的混凝土自收缩和基础的不均匀沉降，它不能彻底解决建筑物在整个使用阶段的收缩变形和不均匀沉降，所以也就不能完全替代伸缩缝、沉降缝。因此为解决使用阶段温度和混凝土收缩对结构的影响还应采取其他有效构造措施和施工措施，如提高顶层、底层、山墙和纵墙端开间板的配筋率、做好屋面和墙面的保温、减少水泥用量等。有一些结构设计者将后浇带和变形缝等同起来的看法是错误的，因为两者的作用并不完全相同，所以根据各工程的具体情况要综合分析，该设缝时还应设缝。
参考文献：
[1]徐伟杰.谈后浇带的设计与施工 .工业建筑.2007年第S1期
[2]中国建筑标准设计研究院等编制.民用建筑工程设计常见问题分析及图示(结构设计原则、荷载及荷载效应组合和地震作用、地基基础)，2005
[3]混凝土结构设计规范GB50010-2010.北京：中国建筑工业出版社，2010
[4]建筑地基基础设计规范GB5007-2001.北京：中国建筑工业出版社，2002
混凝土结构基本设计原则精选篇5
关键词：高层建筑；混凝土结构；优化设计
中图分类号：TU972 文献标识码：A
对高层建筑混凝土结构优化设计不仅是提高高层建筑工程质量的重要举措，也是提高企业核心竞争力的必经之路。那么作为新时期背景下的建筑结构设计人员，在实际工作中应如何确保设计的优越性呢？
一、高层建筑混凝土结构设计需要考虑的相关因素浅析
安全始终是一切建筑工程建设的根本前提，尤其是高层建筑更是如此。而对高层建筑混凝土结构进行优化设计就是提高高层建筑工程安全性的重要举措。因而对高层建筑混凝土结构进行优化具有十分重要的意义。但在优化设计之前，笔者认为还应考虑以下相关因素，才能更好的确保设计的优越性，达到优化设计的目的[1]。
（一）充分考虑侧向力因素
所谓侧向力，就是建成之后的建筑物需要承受的各种外力，如垂直荷载、地震力、风力等外力。尤其是高层建筑需要承受的侧向力，会随着层数的增加而增大，而且侧向力对高层建筑结构的变形、工程造价以及结构内力等有着重要的影响，因而在高层建筑混凝土结构优化设计时必须考虑侧向力因素。
（二）充分考虑刚度因素
从胡克定律分析，相同材料刚度的大小主要取决于剪切模量，建筑塑性刚度取决于建筑的形状、构制。因而在高层建筑工程项目施工过程中，其高度是导致一切风险因素形成的原因，在包括侧向力因素的同时还包括侧向位移，同样随着层数的增加而增大，若水平力作用在高层建筑上，就应确保其侧向位移始终保持在一定的范围以内，而这就需要高层建筑具有充足的强度，并严格控制自振周期始终处于最佳范围之内。因而在高层建筑混凝土结构优化设计时必须考虑刚度因素，确保建筑具有合理的刚度。
（三）充分考虑延性因素
当不同高度的建筑同时遭受侧向力的作用时，高度越高的建筑越容易变形，而究其根源就是其柔性较大，抗变形能力差。因而在优化高层建筑混凝土结构设计时，在确保强度充足的前提下，还应考虑如何提高整体和局部结构的抗变形能力[2]。
二、探讨高层建筑混凝土结构的优化设计
分析了高层建筑混凝土结构优化设计应考虑的因素，那么在高层建筑混凝土结构优化设计中应采取哪些措施以达到优化的效果呢？笔者认为应采取以下几点优化设计措施。
（一）精心设计原材料选用方案
在高层建筑混凝土结构中，原材料是影响结构质量的关键因素之一。一般情况下，高层建筑混凝土结构原材料主要有钢筋和混凝土。其中，钢筋用量的多少对工程造价有着决定性的影响。基于此，为降低工程造价，减少钢筋用量，必须在将高强钢筋作为优先选用的材料。在高层建筑工程项目建设过程中，往往由于土地资源的缺乏和实际需要，而不得不建在软土地基上，不仅会提高工程造价，也会给工程带来难度。因而为了降低造价，减少施工难度，减轻建筑对地基的荷载，在选用高强钢筋的同时还应选用高强混凝土，并确保钢筋混凝土构件的界面尺寸得到有效的优化和合理的使用。通常情况下，地震对建筑物造成的破坏程度大小往往取决于建筑物自重的大小。因而尽可能的降低建筑物的自重是主要的减震措施，从而提高自身的安全系数。因而在设计诸如高强混凝土、钢筋时必须合理，才能快速有效地减少各构件截面尺寸，将少钢筋用量，降低建筑物的自重，在降低工程造价的同时提高建筑物的安全性能。
（二）合理设计独立单元结构，注重结构概念的设计
在高层建筑混凝土结构优化设计中，若整个混凝土结构是独立的单元结构。为确保设计的优化，首先应对平面结构性状进行优化设计，即做到简单规则、长度适中、凹凸部分大小适中、竖向体型均匀规则、外挑内收适中。在此基础上，各结构部分的刚度和承载力必须均匀分布，严禁采用竖向布置不规则的结构，而是采用侧向力上小下大、变化均匀的刚度结构。与此同时，在整个混凝土结构优化设计中，虽然能达到上述的各种标准，但是美观性和适用性又降低了，针对这一情况，作为设计人员必须注重结构概念设计，且在整个设计过程中始终以概念设计为底线，在尽可能确保满足外观和适用的建筑结构的原则下，平面和竖向布局应简洁、均匀、规则，以确保各结构部分承载力刚度分布的均匀合理性。
（三）不断优化剪力墙平面布置
对于剪力墙平面布置的优化，笔者认为应采取以下优化措施：第一，布置剪力墙应采取顺周边均匀且集中布置且对建筑原有功能不损坏的基本布置原则，因而建筑剪力墙通常布置在电梯间、楼梯间处和恒载大、平面形状变化大的地方；第二，对于剪力墙的墙肢截面，采取简单规则的原则，且剪力墙结构的侧向刚度较强，但也不能过大；第三，应避免出现过多的短肢剪力墙，尤其是全部均为短肢剪力墙更应避免，这是由于一旦设计过多或全部为短肢剪力墙，其联合剪力效果不佳，抗剪性能差，容易导致结构破裂[3]。
（四）不断优化高程建筑混凝土结构抗震性能
在抗震设计过程中，必须注意混凝土筒体的承载力和延性。对于高程建筑混凝土结构，出于抗震的需要，不同高度的建筑物，型钢柱的设置位置与设置方法是不一样的，型钢柱设置于筒体四角，建筑物高度一般低于130m，并且抗震设防等级多为7级；筒体四角和楼面钢梁与型钢混凝土梁的交接处设置型钢柱，建筑物的高度一般高于130m，同时抗震设防等级为7、8、9级。以此增强框架的刚度及承载力。通过刚性连接框架平面内柱与梁的方法可达到增强框架的刚度和水平承载力的目的。具体可采取如下措施：第一，设置外伸桁架加强层；第二，分段拼装外伸桁架与筒体剪力墙的刚接的方法可以被采用；第三，贯通性的刚接桁架与抗侧力墙体应均匀分布。这样就可以很好地避免楼层在水平力作用下的侧移。
三、结语
综上所述，探讨探讨高层建筑混凝土结构的优化设计具有十分重要的意义。作为新时期背景下的高层建筑结构设计人员，必须以客户需求为导向，以实际情况为基本，在日常工作中不断积累经验和教训，加强自身的学习和锻炼，不断提高自身的专业技术水平，切实做好高层建筑混凝土结构的优化设计工作，以不断提高优化设计效果，提升混凝土结构的稳固性，最终确保工程质量提高，创造更多效益，实现可持续发展。
参考文献：
[1]王艳军.高层建筑剪力墙结构优化设计浅析[J].山西建筑.2010，36(05):73.
混凝土结构基本设计原则精选篇6
1.混凝土材料问题
混凝土是由水、水泥、集料、化学添加剂等多种材料构成，其中水泥及集料属于混凝土最主要的原材料。如在制备混凝土时，其水泥品种及规格选择不当、集料性能及含泥量控制不当等，均可能会引起混凝土制备后其强度及刚度不符合设计要求，引起裂缝问题。如混凝土化学添加剂品种选择不当、剂量应用不合理等，也会引起混凝土质量问题，引发混凝土裂缝问题。
2.混凝土施工环境问题
混凝土具备着热胀冷缩的特性，在混凝土施工过程中，一旦施工环境及温度出现变化，混凝土结构则会产生温度变形，温度变形引起温度应力。当温度应力超过混凝土可以承受的极限时，则会产生混凝土裂缝。温度变化幅度影响着温度裂缝宽度。如混凝土结构位于潮湿或水环境中，其混凝土钢筋结构一旦受到腐蚀，在锈蚀影响下，其锈蚀部分体积增加，挤压周边混凝土，从而引起混凝土裂缝。
3.混凝土配合比问题
在建筑施工过程中，很多混凝土裂缝问题是由混凝土配合比不当所引起的。一般混凝土水灰比应控制0.24～0.34之间，混凝土水灰比最低限度应在0.6以下。混凝土水灰比的选择，直接影响着混凝土强度等级，影响着混凝土整体性能及混凝土施工成本。如水灰比控制不当，其混凝土水用量较大，则会导致水泥水化热后水分残留在混凝土内部并形成水泡，严重影响混凝土承载力。除了以上几点是引起建筑工程混凝土施工裂缝的成因以外，混凝土施工不当、养护不当及荷载作用，也是引起混凝土裂缝产生的重要因素。
二、建筑工程施工中混凝土裂缝治理措施
在分析建筑工程施工中混凝土裂缝成因的基础上，提出相对应的治理措施，充分保障混凝土施工质量，减少混凝土裂缝对建筑工程质量的影响。
1.优化混凝土结构设计
在进行建筑工程施工中，应根据实际情况，合理选择并优化混凝土结构设计。其结构设计，可以选择应用中强度混凝土材料、低强度混凝土材料，或在承台表面增加钢筋用量等。在进行建筑工程施工中，为避免因温度变化引起混凝土施工裂缝问题，可选择应用永久式伸缩方式进行混凝土结构设计。混凝土结构长度是影响混凝土收缩应力的重要因素，为此，为避免混凝土收缩应力较大引起收缩裂缝，应合理设计混凝土结构长度。结合建筑工程实际需要，合理选择有效设计方案，可以有效治理裂缝问题。
2.保证混凝土原材料质量，保证混凝土浇筑质量
在进行混凝土拌制之前，应建立明确的质量检验体系，加强混凝土原料检验力度，保证混凝土原材料质量及性能。如对水泥检查时，应对其规格、出厂合格证、级配等进行检验。并进行水泥抽检，送到实验室对水泥性能进行研究。充分保证混凝土原材料质量，是减少混凝土裂缝的重要基础。控制混凝土搅拌时间，对拌制混凝土坍落度及和易性进行检验，保证混凝土拌制质量。严格控制混凝土浇筑质量，合理设置施工缝间距。在混凝土浇筑中选择适当的浇筑工艺，在混凝土浇筑时，因骨料下沉容易引起塑性收缩裂缝。为此，应安排二次压抹处理，提高混凝土表面质量。
3.优化混凝土配合比
优化混凝土配合比，在提高混凝土施工质量、治理混凝土裂缝、降低生产成本等方面发挥着重要作用。如在混凝土配置过程中，其骨料含泥量及干缩量偏大，则可能会引起混凝土干缩裂缝。在混凝土配合比选择时，应在保证混凝土质量的基础上，尽量降低混凝土水泥用量，降低混凝土水化热程度。在混凝土材料中掺入一定粉煤灰及减水剂，提高混凝土和易性、抗离析能力及抗渗性等，减少混凝土裂缝产生。
4.加强混凝土后期养护
在完成混凝土浇筑后，应及时采取养护措施，做好保温保湿工作，避免因混凝土内外部温差较大引起温度裂缝。采取混凝土保温措施，可以有效降低混凝土内外部温差，延缓降温速度。从而降低温度应力，减少混凝土裂缝。
5.采取措施修补混凝土裂缝
针对建筑工程施工中所存在的裂缝问题，应及时安排施工人员分析裂缝成因，采取灌浆措施进行裂缝处理。如选择合适的修补浆液，在压力设备作用下灌入混凝土裂缝问题，实现裂缝修补。采取涂层封闭处理混凝土裂缝，通过修补浆液将混凝土裂缝进行封闭处理。采取封堵措施进行混凝土裂缝处理，应用水泥砂浆将混凝土裂缝进行封堵及填充，保证混凝土的整体质量。
三、结语
混凝土结构基本设计原则精选篇7
【关键词】城市交通；水泥混凝土路面；设计原则；设计步骤；维修要点
社会的发展需要城市的进步来支持，城市的进步需要城市交通的飞速发展，公路建设工作应该发挥其先锋和主力军的作用，通过合理的设计、踏实的工作促进城市交通事业的发展。目前我国的城市道路中表面材料选择水泥混凝土的长度和面积非常大。这是水泥混凝土路面的综合优势在现实中的具体反映。水泥混凝土路面具有强度高、韧度好、耐磨损和成本低廉等特点。但是由于设计、施工、使用和养护等环节出现问题，导致水泥混凝土路面出现不同程度的破损，影响了城市交通，降低了城市交通的性能和安全。公路建设工作者应该提高对水泥混凝土路面设计和维修工作的认识程度，掌握城市水泥混凝土路面的设计原则，谙熟城市水泥混凝土路面的设计要点，做好数据收集、温度资料采集、路面结构预设计和各参数设定等重点工作，提高水泥混凝土路面的设计水平，确保城市水泥混凝土路面的质量。同时，还应该掌握水泥混凝土路面的维修原则，做好技术统计、强度设计、环境条件和破损情况等相关环节工作，达到制止水泥混凝土路面破损，延长水泥混凝土公路使用年限的目的。
1 水泥混凝土路面设计的原则
1.1 水泥混凝土路面设计的质量原则
进行水泥混凝土路面设计一个根本目的就是保证水泥混凝土路面通车的能力和安全，路面设计着重要考虑最大能够承受的实际载荷。在路面的使用期内随行车荷载和环境因素的不断作用而逐渐衰减，水泥混凝土路面设计应该注重路面的质量，确保水泥混凝土路面在长期得以使用。
1.2 水泥混凝土路面设计的节约原则
水泥混凝土路面设计应该在不影响公路使用水平的前提下节省不必要的浪费，使各种性能达到最优。
2 水泥混凝土路面设计的内容
2.1 行车道路路面结构的组合设计
根据当地的环境条件、交通要求和材料供应等情况，选择路面的结构层次、各结构层次的类型和厚度以组合成能提供均匀、稳定支承、减轻或防止卿泥和错台等病害、承受预期车辆荷载作用、满足路面设计使用性能和运营费用要求的路面结构。
2.2 面层接缝构造和配筋设计
确定面层板块的平面尺寸，选择和布置路面接缝的类型和位置，设计接缝的构造（传荷装置和填封），确定板内的配筋用量和钢筋布置。
2.3 路面排水设计
选择路面内部排水系统的布设方案，确定各项排水设施的构造尺寸和材料规格要求。
2.4 路肩铺面结构层组合设计
选择路肩的结构层次、各结构层的类型和厚度。
2.5 面层厚度设计
确定为满足设计使用期内要求所需的混凝土面层厚度。
2.6 各结构层材料组成设计
选择合适的组成材料，进行配合比设计以提供满足各结构层性能要求的混合料。
2.7 路面表面特性设计
进行路面结构的路面抗滑和降噪设计，提供满足抗滑、低噪声要求的路面表面的技术措施。
3 水泥混凝土路面结构设计的步骤
3.1 收集并分析交通参数
采集水泥混凝土路面年日平均交通量和交通组成、轴载谱、历年交通量及交通组成，确定方向分配系数和车道分配系数。在此基础上计算轴载换算系数和设计车道标准轴载日作用次数，选定设计使用期和交通量平均增长率，计算设计使用期内标准轴载的累计作用次数。
3.2 确定最不利车辆轴载值和温度梯度值
根据公路所在自然区划，按规范给定的最大温度梯度值，绘制该区的日温度梯度频率分布曲线。综合考虑车辆轴载与温度梯度，得出一定总体保证率下对应的最不利车辆轴载值和温度梯度值。
3.3 初拟路面结构
按交通现状、环境、土基和材料供应等条件，选择水泥混凝土路面的结构层次组合及各层的类型和材料组成，拟定各结构层的厚度、面层板的平面尺寸及接缝类型和构造。
4 水泥混凝土路面维修技术
4.1 掌握水泥混凝土路面的基本情况
首先，收集公路修建和养护技术资料以及路面损坏状况。其次，了解路面的结构特点和强度。其三，计算己承受的交通荷载及预计交通需求，交通量、轴载组成及增长率等。其四，及时填补混凝土路面的缝隙，对材料与材料中间的缝隙，选择优质填充材料在最佳时机及时更补。最后，对水泥混凝土路面缺陷的修补，对于因冻胀和重载形成的水泥混凝土路面缺陷采用切割的办法，除去有害部位，按原强度补充水泥混凝土。
混凝土结构基本设计原则精选篇8
关键词：高层建筑，钢筋混凝土结构，设计，方法
中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：
一、高层建筑钢筋混凝土结构设计原则
钢筋混凝土结构平面设计要尽量使平面规则、简单、对称、长宽比适当，这样可以使平面刚度、承载力、质量分布均匀，质量中心与刚度中心接近重合，提高钢筋混凝土结构的抗震能力。具体应遵循以下原则：尽量采用规则的高层建筑结构，保证建筑平面、立面及结构布置对抗震有利；具备合理的传力途径，使作用在上部结构的水平力和竖向力能够直接、不间断地传递到基础，避免中断和迂回；具有整体的可靠性和牢固性，当高层建筑结构受到作用力使部分结构构件损坏造成局部倒塌时，不能导致整体的承载力丧失致使整个结构的倒塌；确定构件与构件之间、结构与结构之间，该彻底分离的绝不似分非分，该牢固连接的绝不似接非接；处理好结构单元与结构构件承载能力之间的关系，尽量设置多道抗震防线，增强结构的抗震能力。
二、优化高层建筑中混凝土结构的具体方法
1.高强度混凝土和高强钢筋的合理使用。建筑的总造价包括上部结构的材料、基础及施工等费用，构件的截面尺寸和用钢量对造价的影响很大，设计中合理使用高强钢筋（如梁、板筋采用三级钢）可有效降低用钢量，节约成本。如果高层建筑位于深厚软弱地基上，由于作用于地基上的荷载很大，合理使用高强度混凝土和高强钢筋，可优化构件截面尺寸，减轻结构自重，将会降低基础施工的难度和造价，取得显著的经济效果。同时，对于地震区的高楼，地震作用的大小几乎与建筑自重成正比，减轻自重能够减小结构的地震荷载，有利于提高结构的安全度。在设计中合理的使用高强度混凝土和高强钢筋，能快速、有效的减少墙、柱、梁、板等构件的截面尺寸，降低用钢量，减轻建筑自重，最终达到降低造价的目的。
2.确保建筑结构设计均匀。在高层建筑的一个独立结构单元内，宜使结构平面形状简单、规则，刚度和承载力分布均匀，平面长度不宜过长，突出部分长度不宜过大；高层建筑的竖向体型宜规则均匀，避免有过大的外挑和内收，结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化，不应采用竖向布置严重不规则的结构。相信大部分的结构工程师都曾遇过类似情况：当一幢高层建筑的结构平面布置和竖向布置简单、规则、均匀，那么其各项指标的校验验算会很容易满足规范的要求，反之，则需花一番苦功才能令各项指标勉强满足规范要求。结果可能是墙柱截面尺寸大得惊人，单位面积重量严重超标，不仅造价上去了，而且还影响部分建筑功能的使用。结构设计人员一定要注重概念设计，在建筑方案阶段就应积极介入，运用自己的专业知识提出建议，在满足美观、适用的前提下，尽可建筑结构的平面布置和竖向布置简单、规则和均匀。这样一来，结构体系就会具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中。只有这样，到扩初设计和施工图设计阶段的截面尺寸优化才会有实质性的意义。
三、采用新型的高层混凝土结构设计方法
1、高层钢筋混凝土柱的设计。随着建筑物向高层发展，单个柱子承受荷载必然加大，这样的结构导致高层建筑柱子截面尺寸加大，使得建筑的有效使用面积减少。另一方面，由于层高的限制，往往造成高层建筑的若干层柱出现短柱，短柱对抗震是不利的。
2、普通钢筋混凝土柱。采用普通钢筋混凝土柱，一般在30层左右的高层钢筋混凝土建筑中就很难避免出现短柱现象。为了增强短柱的延性，目前设计中主要采取箍筋加密和设置复合箍筋的办法。同时，为了尽量减小柱截面尺寸，需尽可能地提高混凝土强度等级。
3、密排螺旋箍筋柱。采用密排螺旋箍筋柱既可提高柱子的延性，又能提高柱核心混凝土的强度。由于施工方法同于普通钢筋混凝土柱，因此，较受欢迎。在设计中如采用高强混凝土和密排螺旋箍筋将进一步减少柱的截面寸。
4、高强混凝土。在我国C50以上混凝土称为高强混凝土。在国内已有一些高层建筑使用高强混凝土，得到可观的经济效应.但目前推广应用上遇到几种困难：首先施工量的控制，其次是开发商不愿意使用高强混凝土。其实其虽比普通混凝土价格贵一些。但由于柱子断面减小也带来的使用面积增大的经济效益。
5、钢管混凝土和型钢混凝土。钢管混凝土结构的研究在我国相对比较成熟，在高层建筑柱子的使用上有着广泛的前景，但目前还需加强两方面的工作：（1）在设计上尽量规范一些梁柱节点做法，最好有一本权威性的图集供设计人员参考：（2）是施工技术队伍的培养。型钢混凝土在我国已进行了大量的科学试验工作，但目前尚无统一的设计规程，已建的型钢混凝土柱的设计大都参照国外建筑的规范。
6、钢管混凝土和型钢混凝土。钢管混凝土结构的研究在我国相对比较成熟，在高层建筑柱子的使用上有着广泛的前景，但目前还需加强两方面的工作：（1）在设计上尽量规范一些梁柱节点做法，最好有一本权威性的图集供设计人员参考。
（2）是施工技术队伍的培养，型钢混凝土在我国已进行了大量的科学试验工作，但目前尚无统一的设计规程，已建的型钢混凝土柱的设计大都参照国外建筑的规范。
7、高层建筑与裙房之间的处理。目前高层建筑和裙房之间的处理有两种观点：（1）高层钢筋混凝土结构在主楼和裙房之间。由于受力差异大等原因，需设置变形缝；（2）认为设缝会带来地下室防水、上部建筑立面处理等一系列的困难。最好是采取其它办法取消变形缝。当高层建筑位于建筑物平面中部时，且建筑物不是太长，能不设缝，尽量不设。而当高层建筑位于建筑物的边部和角部时，尤其是位于角部，应当适当设置变形缝。
四、结语
高层建筑钢筋混凝土结构设计是—个复杂且又循环往复的过程，这就要求设计者严格按照设计规范进行设计。建筑结构设计质量密切关系到人民生命财产的安全，结构设计人员必须在工作中，不断地学习、总结，不断的进步与完善。
参考文献：
混凝土结构基本设计原则精选篇9
关键词:混凝土结构设计规范，设计方法，材料强度，受弯构件承载力
一、概述
近年来，我国高校中的土木工程专业已涵盖建筑工程、水利工程、交通工程等不同的专业方向。在建筑工程和水利工程钢筋混凝土结构的学习和设计中，构件的承载力计算是一个重点的内容。本文对建筑工程的《混凝土结构设计规范》(GB50010一2002)和水利工程的《水工混凝土结构设计规范》(SUT191一96)中关于受弯构件的结构设计方法、材料强度取值、正截面及斜截面承载力计算方法及需要注意的问题进行了说明比较，供结构设计人员和高等院校师生参考。
二、钢筋混凝土承载能力极限状态设计表达式
1极限状态设计表达式的比较
建筑工程对于承载能力极限状态，结构构件应按荷载效应的基本组合或偶然组合，采用以下
极限状态设计表达式:
水利工程对于基本组合，应采用以下极限状态设计表达式:
水利工程中对于偶然组合，极限状态设计表达式应按下列原则确定:偶然作用分项系数可取为1.0;参与组合的某些可变作用，可根据各类水工建筑物设计规范的规定作适当折减;结构系数下d按规定取值。式中叭―结构重要性系数:建筑工程中规定对安全级别为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件，不应小于1.1;对安全级别为二级或设计使用年限为50年的结构构件，不应小于1.0;对安全级别为三级或设计使用年限为5年及以下的结构构件，不应小于0.9;在抗震设计中不考虑结构构件的重要性系数。水利工程中规定对结构安全级别分别为1，n，111级的结构及构件，可分别取1.1，1.0，0.9。
S―承载能力极限状态的荷载效应组合设计值。
R―结构构件的承载力设计值，在抗震设计时，应除以承载力抗震调整系数下RE。
R(•)―结构构件的承载力函数。
―分别为混凝土、钢筋的强度设计值。
ak―几何参数的标准值。
为―分别为永久荷载和可变荷载分项系数。
―分别为永久荷载和可变荷载标准值。
―设计状况系数，对应于持久状况、短暂状况、偶然状况，可分别取1.0，0.95，
0.85;
―结构系数，对钢筋混凝土及预应力混凝土结构均取1.2。
2荷载分项系数取值的比较
式(l)与式(2)的形式虽然相同，但荷载分项系数的取值有所区别:建筑工程的基本组合中，在永久荷载分项系数由可变荷载效应控制的组合时取1.2，在由永久荷载效应控制取1.35;可变荷载分项系数则在由可变荷载效应控制或由永久荷载效应控制的组合中都取1.4。水利工程的基本组合中，一般永久荷载分项系数取1.05，可变荷载分项系数则取1.2。
3受弯构件正截面承载力
计算表达式的比较对应的受弯构件正截面承载力计算表达式，建筑工程为M〔M。，而水利工程为叭.M簇M。。对于同一钢筋混凝土构件，在结构安全级别相同时，假如在只有一个可变荷载作用下，当考虑各种系数后，按建筑工程表达式计算出来的M值一般都会略小于按水利工程表达式(持久状况)计算出来的下dM，而两者计算M。的方法基本一致，这样可满足水利工程的安全储备略高于建筑工程的要求。对于两种及两种以上可变荷载作用下的受弯构件，建筑工程需对一种主要可变荷载以外的其他可变荷载均乘以小于1的可变荷载组合系数，而水利工程的可变荷载不区分主要可变荷载，可变荷载均不需乘以可变荷载组合系数。显然，为M值比M值提高的幅度会比只有两种可变荷载作用情况下更大些，也可满足水利工程安全储备稍高的要求。
三、材料强度的取值
我国规范将结构构件抗力分项系数7。分解为混凝土材料分项系数7。和钢筋材料分项系数下，，由于两种材料的力学性能和离散程度不同，两种材料强度设计值的折减比例也不同，因此构件的实际受力性能变得不清楚。水利工程与建筑工程的混凝土结构中所用钢筋和混凝土的材料性质相同，只是各自使用的环境不同，结构可靠度的要求不同，所以对钢筋和混凝土的要求以及强度设计值的规定不同。两种规范中的混凝土强度设计值比较见表1，钢筋强度设计值比较见表2。
表1
表2
3.1混凝土强度设计值的比较从表1、表2的比较可以看出，对于强度等级小于等于C50的混凝土，建筑工程的混凝土抗压及抗拉强度设计值均略小于水利工程的取值。这是由于二者的混凝土立方体抗压强度的标准值fc.、k确定方法相同，对相同级别的混凝土其几，k取值相同，在混凝土强度等级不超过C50时，轴心抗压强度标准值与立方体抗压强度的标准值存在 fcu.k的关系，而且材料强度标准值与设计值之间的换算公式为 ，但两种规范规定的材料强度分项系数下。的取值不同，建筑工程中下。取1.4，水利工程的 则取1.35。但对于强度等级大于C50的混凝土，则是水利工程中的相同等级的混凝土强度设计值小于建筑工程中的取值，也就是水利工程更加注重构件破坏时的延
性与承载力储备的协调，即延性差的构件，承载力储备随延性的降低而增大。
3.2钢筋强度设计值的比较
对于我国现阶段的普通钢筋混凝土构件采用的HRB335，HRB4O()和RRB400级受力钢筋，两种规范中的y，取值都在1.10左右，根据同样的材料强度标准值与设计值之间的换算公式大，因此其材料设计值基本相同，只有HRB335钢筋在水利工程中的取值采用310N/mmZ，而建筑工程中是30()N/mmZ。
四、受弯构件承载力计算
4.1受弯构件正截面承载力计算比较
建筑工程与水利工程尽管各自承受荷载的性质、所处环境以及要求的设计使用年限等不同，但是关于受弯构件正截面承载能力计算中所采用的基本假定和计算方法却基本相同，其主要不同之处有以下两个方面。
(l)最小配筋率的取值不同。在建筑工程中，最小配筋率p。lin取0•2%和0•45关伏两者中的较大值，而在水利工程中最小配筋率pmin的取值是0.20%(I级钢筋)，0.15%(11，111级钢筋)。
(2)对混凝土强度等级影响的考虑。从规范公式可知，两本规范中关于受弯承载力的计算公式类似，只是符号表示有所不同。在建筑工程中考虑了混凝土强度等级对承载力的影响，需考虑系数a，(受压区混凝土矩形应力图的应力值与混凝土轴心抗压强度设计值的比值)和系数月，(矩形应力图受压区高度x与中和轴高度xC的比值)，对于不超过CSO的混凝土，a，都取1.0，月，都取0.8，而C50以上的混凝土，这两个系数取值都会随混凝土强度等级的提高而减少。这种处理能适用混凝土强度进一步提高的要求，也是多数国家规范采用的方法。而水利工程中则没有考虑系数a，和刀。的取值随混凝土强度等级的提高而变化。
4.2受弯构件斜截面受剪承载力计算比较
建筑工程与水利工程的受弯构件斜截面受剪承载力计算公式比较如下。
建筑工程:
或
水利工程:
或
从公式的比较可以看出，两种规范采用的公式主要区别如下:
(l)建筑工程的斜截面受剪计算公式里把混凝土的轴心抗压强度设计值fc改成了轴心抗拉强度设计值关，以适应采用高强度等级混凝土构件斜截面计算的安全性;而水利工程的公式还是沿用建筑工程老规范的规定，采用混凝土轴心抗压强度设计值，这对高强混凝土构件计算偏不安全。
(2)建筑工程对集中荷载作用下的受弯构件抗剪承载力计算公式适应范围有所扩大，不再仅限于矩形截面独立梁，而是适用于矩形、T形和I形截面的独立梁，且箍筋项系数取为1.0;而水利工程对集中荷载作用下的受弯构件抗剪承载力计算公式还是只适用于矩形截面独立梁，与其对应的箍筋项系数仍取1.25。
(3)建筑工程对弯起钢筋的受剪承载力乘以0.8的系数，考虑了弯起钢筋受剪承载力的折减，也就是考虑到弯起钢筋与斜裂缝相交时，有可能已接近受压区，钢筋强度在斜截面受剪破坏时不可能全部发挥作用;而水利工程中则没有考虑弯起钢筋的受剪承载力系数。
(4)建筑工程采用的最小配箍率公式为O•24关伏v，考虑了混凝土的强度等级的影响，而水利工程的最小配箍率仅考虑与钢筋级别有关，对于I级钢筋取0.12%，11级钢筋取0.08%。以采用C20混凝土为例，建筑工程对I，n级钢筋计算出来的热、，mi。分别为0.126%和0.088%，基本接近于水利工程中的最小配箍率;但当混凝土强度等级分别取C25，C3o，C35时其对应的I，11级钢筋计算出来的几v，。i，，分别为0.145%和0.010%，0.163%和0.011%，0.179%和0.013%。由此可见，随着混凝土强度等级的提高，其最小配箍率的要求也得逐渐提高。
综合上述原因，建筑工程的Vu值比水利工程计算出的砚值小20%左右，但由于水利工程中需要把剪力设计值乘以7。的系数，也就是把剪力设计值提高了20%，实际上二者的安全可靠性也就非常接近。
五、结论
混凝土结构基本设计原则精选篇10
关键词： 钢筋混凝土 结构 裂缝
前言
钢筋混凝土结构裂缝问题在建筑施工程中是比较多见的，同时，裂缝问题也给设计和施工人员带来很大的挑战。如何控制钢筋混凝土结构裂缝的问题则将是本文研究的核心。文中除了对钢筋混凝土结构裂缝形成的原因做了阐述以外，还针对出现的问题提出了应对措施，
希望有助于读者。
1. 混凝土结构裂缝的危害
由于在混凝土结构中存在变形能力差、拉压比低、非均质性等特点，并且混凝土的体积会随着周围环境的温度、湿度、空气以及化学反应的变化而产生变化，因此混凝土结构中很容易产生裂缝。混凝土的裂缝不仅会对建筑物结构的安全可靠性造成损害，还会影响建筑物结构的耐久性。在混凝土结构中甚至小小的裂缝若是未能妥善处理还有可能会造成建筑物坍塌，可见后果真的是不堪设想的。
2.产生钢筋混凝土结构裂缝的主要因素
2.1钢筋混凝土材料质量
钢筋混凝土结构在浇筑、硬化的过程中会产生各种应力，如果对钢筋混凝土材料不进行全面的控制，当应力超出钢筋混凝土的结构强度时就会出现裂缝。主要的材料因素有：第一，水泥和集料中存在大量的泥沙、氯离子、硫酸根离子，这会导致钢筋混凝土强度不足，在脆弱的地方会出现裂缝。第二，水泥水化热过高，并且没有应用适合的外加剂，这会造成钢筋混凝土出现早强性裂缝。
2.2钢筋混凝土施工工艺
工艺是导致钢筋混凝土结构出现裂缝的主要原因，如果钢筋混凝土施工工艺不能按规范进行，出现模板搭建不当、钢筋混凝土结构支撑不足、模板拆除过早、保湿保温不力等问题，都会导致钢筋混凝土结构裂缝的产生。
2.3钢筋混凝土施工温度
钢筋混凝土中水泥在水化和硬化的过程中会产生大量的热，由于钢筋混凝土结构导热性能差，会在钢筋混凝土结构内部产生温度与热量的积累，进而出现钢筋混凝土结构内部的应力与形变趋势，如果这种趋势超出钢筋混凝土结构强度时就会出现裂缝。
2.4钢筋混凝土湿度
钢筋混凝土在硬化的过程中会出现水分蒸发，如果不及时对钢筋混凝土结构进行保湿处理，则会产生干缩的趋势，在水分流失严重的情况下，钢筋混凝土结构表面会产生干缩裂缝，不但影响钢筋混凝土表面质量，也会影响钢筋混凝土结构的强度。
2.5钢筋混凝土提前受荷
在钢筋混凝土结构没有形成设计的强度而过早负荷会产生钢筋混凝土结构内部的变形，甚至会出现钢筋混凝土结构的裂缝，这不但会影响钢筋混凝土结构的后续施工，而且也会直接影响钢筋混凝土结构的强度。
3控制钢筋混凝土结构裂缝的主要措施
3 . 1 设计方面
减少地基的不均匀沉降基础设计方面可以采取调整基础的埋置深度、地基计算强度、垫层厚度等方法来控制地基的不均匀变形。同一软弱土地基上，应尽量采用同一种类型的基础，否则容易造成沉降量大小不均匀，从而产生危害性裂缝。合理设置结构缝设置结构缝的位置和缝宽的选定要适当，构造要合理。可以把伸缩缝、沉降缝和抗震缝合并设置。按照设计规范要求设置伸缩缝，但应考虑高温、冬期、长期暴露在大气中的建筑物，承受反复的温差，骤冷骤热，反复的干湿作用，结构内部不断产生裂缝和裂缝扩展等因素。当结构体型突变或者设置的伸缩缝间距偏大，超出规范要求时应采取有效的防开裂措施，如增大配筋率、通长配筋、设置后浇带、改善混凝土级配等。避免应力集中，合理增配构造钢筋提高抗裂能力尽量避免结构断面突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施，适当增加附加筋，以增强其抗裂能力。
3 . 2 施工方面
在建筑施工中，一定要对材料进行严格的挑选，对建筑材料的质量进行一定的评定。在钢筋混凝土材料的配比中，一定要严格控制好用水量，不能将混凝土材料随意的进行用水，一定要根据科学的配比严格进行，在水泥的选用上，一定要选择地热的，这样有利于在混凝土的配比中降低混凝土凝固过程的水化热。在配比中，应在规定的条件下，减少水泥和水的用水量，这样就会提高混凝土的粘合性，在对混凝土的配合中，可适当的加入粉煤灰和减水剂，这样在使用时，会有良好的效果，减少建筑物的裂缝。合理设置后浇带对于大型混凝土建筑物，合理的设置后浇带有利于控制施工期的温差与收缩应力，减少裂缝。后浇带设置时，要遵循“数量适当，位置合理”的原则。后浇带一般间距为30～50m，并应贯整个底板断面。后浇带内填筑的混凝土应用微膨胀水泥或无收缩水泥，混凝土强度应比原结构强度提高一级。
3.2控制钢筋混凝土材料质量
在钢筋混凝土拌制中重点对水泥、骨料、外加剂进行严格的技术与质量控制，要根据设计与施工条件选择适于强度形成和预防裂缝的水泥品种，杜绝早强性、高水化热水泥的使用，同时应该添加一定量的减水剂、粉煤灰、延时剂，以此来控制水灰比，减少裂缝的产生。
3.3控制钢筋混凝土的配合比
要结合钢筋混凝土的设计和施工环境，做到对配合比的反复验证和精确控制，特别要对水泥、沙石等材料的配合比进行不断优化，这样有助于控制钢筋混凝土结构裂缝。
3.4控制钢筋混凝土的施工技术
一方面，要合理安排钢筋混凝土结构的施工顺序，一般采用先重、高，后轻、低的施工顺序。另一方面，做好钢筋混凝土结构的钢筋配置，钢筋的间距及保护层的大小都可能对构件的杭裂性能造成影响。加强钢筋混凝土结构的养护，保证足够的养护时间。在养护期间，还应做好温度控制工作。
4结语
钢筋混凝土结构是重要建筑、大型建筑和重点工程的主要建筑结构类型，从大趋势和环境角度看，社会和经济越发达，建筑物中应用钢筋混凝土结构的数量就越多，钢筋混凝土结构发挥优势的可能也就越大。在钢筋混凝土结构施工中受到各类因素的制约与影响会产生裂缝，这会导致钢筋混凝土结构出现安全问题，钢筋混凝土结构的建筑施工就可能失败。因此，要在钢筋混凝土结构建设过程中，从设计、施工两个方面进行技术上和管理上的预防，使钢筋混凝土结构施工更为科学和可控，以便实现钢筋混凝土结构施工质量的提升，进而为整个建筑工程打造坚实的结构、安全与功能基拙。
参考文献：
[l]王玉.伟赵朝建工春胜产生商品混凝土R期开裂的原因与防治措施[J].粮食流通技术，2005， 03.
[2]陈金水房屋建筑墙体裂缝成因及控制措施探讨[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2010，（08）：43-44，108-109
混凝土结构基本设计原则精选篇11
关键词：混凝土 ，裂缝 ，原材料 ，设计 ，施工， 养护， 控制措施
Abstract: this paper analyses the causes of the reinforced concrete structure crack main reason, and its control measures are briefly introduced, and to be able to pay attention, ensure the reinforced concrete crack control in building construction standard can allow, within the scope of the maximum guarantee the people's life and property security.
Keywords: concrete, cracks, raw material, design, construction, maintenance, control measures
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
中国改革开放的30年，也是建筑施工行业飞速发展的30年，施工质量水平有了长足发展，但是，也暴露了很多问题，钢筋混凝土裂缝便是其中一个最常见的问题，是建筑行业的一个通病，长期困扰着建筑施工人员和设计人员。如不加重视往往会引起更严重的钢筋混凝土结构的破坏问题，对人民群众的生命财产安全造成重大损失。因此，本文简要介绍了造成钢筋混凝土裂缝的原因，以及如何采取有针对性的控制措施，以确保把钢筋混凝土裂缝控制在建筑施工规范可允许的范围内，最大限度的保障人民群众的生命财产安全。
一、造成钢筋混凝土结构裂缝的原因
钢筋混凝土裂缝问题是长期客观存在的，要想很好的解决这个问题,使其符合施工管理规范要求，就必须从裂缝形成的原因入手。造成裂缝的原因很多，本文介绍几种最主要最直接的原因。
1、原材料的因素造成的裂缝
1.1水泥、骨料（砂，石）、水等选材不当造成的混凝土裂缝。如选用一些活性高、颗粒细的、过期、受潮的水泥；骨料含泥量过大、碱性过高；施工用水水质差、含泥沙量大、有油污等。从而引起混凝土出现裂缝。
1.2水泥水化热引起的裂缝。在混凝土硬化初期，由水泥水化会放出大量热能，但混凝土又是热的不良导体，散热缓慢，这就形成了在混凝土表面温度散失快，表面积收缩，而内部的热量无法很快传递到表面，造成内部膨胀，使混凝土表面产生拉应力 当此拉应力大于混凝土抗拉极限强度时，就会产生裂缝。一些商家为满足施工工艺操作要求和节约用水,常掺加一些有延缓水泥水化物生长速度作用的外加剂,如减水剂、缓凝剂, 虽然这种延缓使水化物生长更加充分, 促使延长了混凝土凝结时间, 加快了混凝土入模后的水分挥发,而水分的挥发则会引起干缩裂缝。目前这种外加剂种类繁多，对水化热及收缩变形影响到底如何缺乏实验研究，反而会严重增加混凝土的收缩变形。
1.3骨料原因引起的裂缝。骨料粒径越细，含泥量越大，水灰比越大，砂率越高收缩就越大，配筋率越大收缩则越小，但配筋过大则会增加混凝土拉应力，也会引起裂缝。如果骨料中含碱量较高,则其中一些碱性离子能够与骨料发生化学反应，并吸收环境中的大量水分造成体积增大,产生龟裂状裂缝。进而导致混凝土结构发生裂缝。 通常这种裂缝在混凝土结构使用期间发生,这种裂缝一旦出现就很难修补。
2.设计不合理引起的裂缝
目前设计规范只注重强度,对于温差和混凝土收缩等因素考虑不足。只对混凝土强度进行控制，这就造成了在混凝土中使用较多的水泥和水。在单位混凝土中用水量越大，即增加了收缩又降低了混凝土的强度，增加了混凝土出现裂缝的可能性，水泥用量大会导致水化热，引起混凝土裂缝；设计采用预应力、支座位移、反变形法等手段提高钢筋混凝土结构刚度时, 应充分考虑这些方法对结构的不利影响, 否则易导致裂缝的出现，例如：平卧生产的钢筋混凝土建筑中,其侧向的刚度通常比较差,配筋少,很容易在弦、腹杆及两侧面的地方出现裂缝；还要考虑环境温度、土壤酸碱性、地基松软程度等环境等因素的影响，例如没有考虑到地基的松软而将结构构件建设在该地基上，结果导致产生沉降裂缝。
3. 施工工艺及养护等原因引起的裂缝。
3.1由于混凝土的各组分计量不准，为了保持混凝土的和易性随意增加水的用量，导致混凝土强度降低，随意增加水泥的用量，意味着增加了混凝土结构的内外温差，使温度应力增加，增加了裂缝产生的可能。
3.2混凝土搅拌不均匀，搅拌、运输时间过长，泵送时改变了配合比，浇筑顺序颠倒、浇筑过快、浇筑先后时间间隔比较长，等施工都会改变混凝土的质量，降低混凝土的性能，引起浇筑后混凝土结构或构件的裂缝；在施工过程中，振捣或插入不当，振捣棒直接搁在钢筋上进行振动，使得钢筋被扰动，也使浇筑完的混凝土过早受到振动，会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导发生裂缝。
3.3模板的支撑不好，由于沉降使混凝土在未能发展足够强度支撑自身重量之前而产生裂缝；模板拆除过早，混凝土的干燥速度加快，构件干燥收缩产生的约束作用引起拉应力,在混凝土的抗拉强度不足时会产生裂缝。
3.4当钢筋的保护层厚度不足时，与混凝土的握裹作用减小，使得对混凝土变形开裂的约束作用减弱，易产生表面收缩裂缝；当钢筋保护层过大时，表面钢筋起不到约束混凝土表面收缩的作用，易在混凝土表面出现收缩裂缝。
3.5当养护不当时会引起裂缝。空气中的二氧化碳和水泥中的氢氧化钙化合，生成碳酸钙，即混凝土的碳化过程会引起表面裂纹，如果在钢筋附近出现炭化，钢筋便失去了保护条件，在二氧化碳及水作用下很容易被腐蚀，所以碳化将显著地增加混凝土的收缩；水泥的水化过程是在充水的混凝土毛细管中进行的，所以必须防止毛细管内的水分损失，同时，如果水分损失较快得不到及时补充，使得蒸发速度大于泌水速度，混凝土表面就会产生塑性收缩裂缝；
二、钢筋混凝土结构裂缝的控制措施
1.材料的控制
在选择的水泥、沙子、石子等材料时, 尽量采用粒径级配良好的石子及中粗砂，以减少混凝土的用水量，使混凝土的收缩和泌水随之减少，尽量选择旋窑生产的低水化热的普通硅酸盐水泥、矿渣水泥等；同时控制水泥、沙子、石子、水中的泥沙含量；外加剂的选择,要能够改善混凝土的性能,减少用水量,防止收缩。
2. 设计方面的防控措施
混凝土结构基本设计原则精选篇12
[关键词]型钢混凝土；组合结构；优化设计方法
中图分类号：TU398.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）01-0136-01
型钢混凝土结构主要由以下两个方面组成：①型钢混凝土柱；②型钢混凝土梁。型钢混凝土具有承载力高以及弹塑性好等特点，目前来看，型钢混凝土在工程应用方面有很大的发展前景。型钢混凝土结构中的单调加载条件与循环加载条件下的受力性能研究有较大的应用前景，在循环荷载作用下呈现出较好的性能。从型钢混凝土结构应力发展裂缝情况不难看出，型钢混凝土结构在水平荷载作用下被分为以下三个阶段：①塑性破坏阶段；②弹性阶段；③弹塑性阶段。国内外的相关实验研究结果表明，型钢混凝土结构在低周反复荷载作用下具有良好的耗能能力，尤其是在型钢混凝土结构的延性以及刚度方面。
1 型钢混凝土组合结构的基本特点
型钢混凝土组合结构主要指的是把型钢埋入到混凝土中的结构形式，在操作过程中主要先通过定位放线最后再进行混凝土浇筑，被分为以下两种类型：①部分结构构件采用型钢混凝土结构形式；②全部结构构件采用型钢混凝土结构形式。上述两种结构类型都适用于以下四种结构：①框架结构；②底部大空间剪力墙结构；③筒中筒结构；④框架-剪力墙结构。与传统的型钢结构相比，具有以下三个方面的优点：①能够更为节约钢材；②具有良好的耐久性以及耐火性；③受力性能良好。与钢筋混凝土结构相比，型钢混个凝土组合结构具有以下三个方面的优点：①施工周期较短；②抗震性能较好；③承载力较高。型钢混个凝土组合结构具备以下两种结构类型的特点：①型钢结构类型；②钢筋混凝土结构类型。为了让人们能够更加清楚了解型钢混个凝土组合结构结构，笔者将针对型钢混个凝土组合结构的混凝土和型钢的计算和优化方法进行研究。举例来说，型钢混个凝土组合结构中的型钢与混凝土之间相互约束，在一定程度上提高了混凝土的强度和型钢的强度，有效增加了整体构件的延性、构件抗震性能以及改善混凝土本身不利于抗震的脆弱性。众所周知，智利是地震多发国家，智利国家尤其重视型钢混个凝土组合结构的性能研究和基础工程应用。例如，1973年建成的圣地亚哥，其所用结构为型钢混凝土组合结构，在地震中基本没有受到很大损毁，继而引起了日本建筑工程行业的重视。
2 型钢混个凝土组合结构优化设计的基本方法
型钢混个凝土组合结构在优化设计中基本以变量结构的参数形式出现，在根据相关要求的基础上，形成型钢混个凝土组合结构方案。简而言之，型钢混个凝土组合结构优化设计主要利用数学手段，并且按照设计者所规定的要求从中选出一个最为理想的方案。型钢混个凝土组合结构优化设计主要表现如下：①以有限单元法为基础的分析方法；②以数学规划为计算手段；③以现代高速计算机为工具；④最终得出设计方案。随着现代科学技术的发展，优化设计的过程具备灵活性等特点，再通过有限次的计算能够使得结构设计方案逐渐改善。笔者将根据相关工作经验，针对型钢混凝土组合结构优化问题算法来进行简单介绍：①简单解法；②数学规划法；③准则法。
（1）简单解法。当设计变量处于不多的情况下，可以采用简单解法。一般来说，图解法对设计变量小于或者等于2h，效果达到最为理想。对于柱与板的优化设计问题需要采用松弛变量法，此种方法对求解约束条件要求不是很高。
（2）数学规划法。数学规划法（Mathematical Programming，MP）从结构力学的基本原理角度出发，选用MP来寻找设计参数的最优解。此种解答方法发展比较早，用途也较为广泛。数学规划法中主要包含以下几个方面的解法：①线性规划；②非线性规划；③动态规划；④几何规划。其中线性规划问题的解决方法较为成熟，在处理目标函数方面能够设计变量的线性函数问题。非线性规划则主要应用目标函数的方法，结构的优化设计有约束的非线性规划问题，在解答过程中有较大难度。例如，目前最常使用的导数分析方法以及梯度投影法等。
（3）准则法。准则法主要从工程方面的观点出发，从预先规定的结构来满足相关准则（能量准则、位移准则、频率准则以及应力准则等），为了满足上述准则条件应该使用结构最轻的材料。使用的相关方法为：利用最为优化的杆系结构，重新分析设计变量初始，一旦计算量不够大时，需要使用已经设定好的几个布局。准则法有其自身的缺陷，从工程应用方面来看，型钢混个凝土组合结构结构比较方便，能够更容易被人接受。在早期，准则法能够满足应力设计，将结构杆件的应力在某种情况下达到允许的范围力之内，充分发挥出材料强度的潜力。上述所说的方法在发展的基础上与框架结构的应力设计两者相互结合，从而处理弹性稳定方面以及位移方面等约束条件。
3 型钢混个凝土组合结构优化设计的基本原理
型钢混个凝土组合结构由柱构件与规则截面的杆系梁组成，在设计过程中均采用部分优化的方法。在满足相关建筑要求的情况下进行结构的平立面布置（抗震功能首先考虑原则基础上），进一步确定好梁的跨度与柱的高度。基于此，按照经济跨高比和框架梁进行初步选型，最终得出型钢混个凝土组合结构的初始截面。在上述初始方案基础上，采用有限单元法分析不同荷载情况下的受体力分析，最后得到剪力、轴力的组合值，再计算出常规设计所需要的参数值。例如，柱的计算长度以及梁的剪跨比等指标。将型钢混个凝土组合结构离散柱构件与杆系梁根据已经得到的受力条件来优化设计柱与梁，再得到工程的总造价。利用变量方法来进行二次处理，直到前后2次的设计方案能够接近并且最终得到优化设计方案。简而言之，确定好方案1之后再进行结构整体分析，通过分部方案1优化得到方案2，在进行分部优化设计时，需要注意以下几个方面：①利用结构分析得到剪力值、轴力值，继而能够优化截面；②对于超静定结构，初始截面的选择相对于构件内力所需要的截面来说不够充分，优化后构件的截面将会有效增大，重新分析构件内力时将会取得更大的效果。对于超静定结构优化过程，其构件内力始终和截面保持不一致，此种差距不会随着结构重分析次数的增加而减少，在优化构件设计时，对结构的内力应该引M超松弛系数，S′=S（S/R）α，其中S′代表构件内力，S为前一次结构重分析得到的构件内力，R为优化前构件抗力；α代表超松弛系数，α=0.4。
型钢混凝土框架梁的截面宽度不宜小于300mm，截面的高度和宽度的比值不宜大于4，为了进一步保证框架梁对框架节点的约束作用，便于施工过程中能够充分考虑到截面高度比值、宽度比值等，型钢混凝土框架梁在支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处，应在型钢腹板两侧对称设置支承加劲肋。
4 结束语
综上所述，型钢混个凝土组合结构作为一种工程方法，型钢混个凝土组合结构连续变量所得到的结果不能够直接被应用，在初步优化设计方法基础上，收敛的速度也能够接近优化解，当变量较多时此种途径能够带来较宽的时间效益。
参考文献：
[1]王秋维，史庆轩，侯炜，等.型钢混凝土框架结构基于增量动力分析的抗震性能评估【J】.世界地震工程，2011，27.
混凝土结构基本设计原则精选篇13
关键词：建筑工程；裂缝；危害；结构设计
Abstract: in the modern construction of concrete crack is a widespread phenomenon, reasons and there are many. Once the construction cracks, will bring security hidden danger, so you must to analyze the causes and control, in order to improve the construction quality, eliminate the safety hidden trouble.
Keywords: building engineering; Fracture; Harm; The structure design
中图分类号：TU746.3文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
引言
在建筑结构设计中，混凝土裂缝一直是个棘手的难题。引起现浇混凝土裂缝的因素很多，比如结构设计不合理，材料质量不合格，工艺不完善等。混凝土裂缝关系着整个工程的成败必须引起人们的重视。
一、混凝土裂缝的分类
1.收缩裂缝
收缩裂缝的种类主要分为塑性收缩裂缝和干缩裂缝。
（1）塑性收缩裂缝：在混凝土结构的表面上，经常会出现这样的裂缝，这种裂缝的形成形状没有规律性，长度也不尽相同，它们之间也没有连贯性。塑性收缩裂缝主要出现是由于在浇筑时，混凝土暴露在露天的情况下，在浇筑后，很大程度上会受到自然天气的影响，这种裂缝一般不会在浇筑的时候显现出来，会在浇筑几个小时候慢慢出现。
（2）干缩裂缝：这种裂缝和塑性收缩裂缝最大的区别就是出现的时间不同，它一般是出现在混凝土快凝固的时候，混凝土的表面会出现裂缝，这些裂缝的大小一般在0.05 ～ 0.2mm之间。在凝固前出现的这些裂缝，梁板这类构件多沿短方向分布，并出现在相邻的钢筋之间。这种裂缝是由于受到天气的影响，混凝土在不断的凝固过程中，水分蒸发的比较快，混凝土中的凝胶体干缩引起了初始应力，导致出现裂缝。
2.温度裂缝
温度裂缝产生的原因是由于温度、焊接和混凝土内部的水化热作用影响，冷热变化比较显著，导致混凝土内部结构的收缩或者膨胀，导致出现裂缝。这几种原因产生的裂缝也不太相同，环境温度产生的裂缝往往会出现在杆件截面，焊接产生的裂缝往往出现在焊接周边，水热化产生的裂缝多平行于结构的短边。下面我们将详细的分析这三类原因引起的裂缝。
（1）由于温度引起的裂缝主要出现在高温车间、冷藏室等一些温度骤变比较大的环境中，这些裂缝一般平行于梁板结构的短边。
（2）混凝土在浇筑后，会慢慢的硬化，在这个过程中，水泥本身会释放出比较多的热量，这就会提高混凝土内部的温度，这样混凝土内外部温度会出现较大的不同，此时如果未采取有效的治理措施的话，就会出现裂缝。
（3）焊接裂缝预制构件安装时预埋件因焊接措施不当，也会使周边的混凝土产生裂缝。因此，在焊接时，尽量采取分层分段焊接的方法，并对预埋件周围的混凝土做好隔热处理，避免焊接时温度过高使局部的混凝土产生裂缝。
3.钢筋锈蚀裂缝
混凝土中的钢筋在由于某些原因，会出现锈蚀的情况，而且这些锈蚀会产生膨胀，进一步使混凝土开裂，降低钢筋和混凝土之间的粘合力，同时会降低混凝土整体结构的功能，耐久性不断下降。
4.受力裂缝
是指混凝土结构受外力影响引起的裂缝。我们常用的一般的混凝土构件在一定程度上是允许有裂缝的，但其中的构件会由设计的错误、荷载过大、施工质量等原因会使这些裂缝不断扩大，超出规定要求的范围。
5.水泥安定性不良产生的裂缝
由于水泥安定性不良使混凝土产生裂缝，裂缝的形式通常遍及结构的表面，形状如同龟裂，严重的可使构件弯曲、松脆或崩溃。水泥安定性不良主要是水泥熟料烧结不充分而产生较多的游离氧化钙，它在凝结硬化过程中水化很慢，当水泥已经凝结硬化后它还在继续起水化作用，破坏已经硬化的水泥石结构，使结构构件的体积发生不均匀变化而产生裂缝。使用安定性不良的水泥会降低结构或构件的承载力，严重的还会造成结构的承载力破坏。
6.地基不均匀沉降产生的裂缝
地基沉降的不平衡也会导致产生裂缝，不均匀沉降产生的裂缝多属贯穿性裂缝，其走向与沉降情况有关，一般表现为垂直或呈30° -45°角方向发展。在设计和勘察时，要认真了解地形结构和掌握当地的土质特点，如果地基下是软土层，应加强对地基质量的监督检查，保证其质量要符合技术要求，同时，加强对地基周边的排水力度，避免地面水影响地基的稳定。
二、裂缝对钢筋混凝土结构造成的危害
1.钢筋混凝土结构受力重新分配钢筋混凝土结构正常使用时，钢筋抵抗拉力，混凝土则抵抗压力，当钢筋混凝土结构开裂之后，裂缝处的钢筋与混凝土锚固失效，钢筋的应力变化极大，混凝土由整体变为破碎的各部分，上部混凝土受压区高度相对变小，压应力也急剧增长。
2.钢筋混凝土结构的抗剪能力下降当钢筋混凝土结构开裂之后，混凝土由一个整体被分为各支离破碎的部分，混凝土的各个截面不再完整，使得起到抗剪作用的净截面面积减小，整体的抗剪能力大幅度下降。
3.钢筋混凝土结构的刚度减小钢筋混凝土结构开裂比较严重时，裂缝截面处的中性轴上移，结构的变形加大，刚度减小，整体挠度随着裂缝的发展而激增。
4.钢筋混凝土结构的疲劳度下降裂缝的出现不但降低了结构的整体刚度，还使得钢筋及混凝土长时间处于高应力拉压状态，降低了它们的疲劳寿命，从而降低了整体结构的疲劳度。
5.钢筋混凝土结构的强度降低裂缝的出现致使结构中的钢筋外露，空气及水分中有腐蚀作用的成分侵入混凝土内部，引起钢筋锈蚀及混凝土质变，导致整个结构强度逐渐降低，强度的降低又会加大裂缝的扩展，最终造成结构的受力性能进一步恶化，钢筋混凝土结构的耐久性及使用性能严重下降。
三、钢筋混凝土裂缝产生的原因分析
1.建筑结构设计的原因
建筑设计不合理会导致混凝土结构中出现裂缝，主要表现在：结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝；对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝；构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝；未充分考虑混凝土构件的收缩变形；采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利。混凝土在硬化过程中，由于水分蒸发、体积逐渐缩小，产生收缩，而板的四周由于受到支座的约束，不能自由伸展，当混凝土的收缩所引起板的约束应力超过一定程度时，必然引起现浇表面的开裂。
2.混凝土材料的因素
不同种类和不同用量的水泥拌制的砂浆干缩性变化很大。矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥的收缩大，而粉煤灰水泥收缩值较小，快硬性水泥收缩大。一般来说，其水灰比不变，水泥用量越多，混凝土的收缩率越大，因为混凝土的干缩主要产生于水泥浆的干缩，水泥浆越少，混凝土中骨料对干缩的制约作用越显著。
其次，混凝土中水的蒸发引起混凝土的收缩，水灰比越大水泥浆越稀，收缩率越大开裂的可能性也越大。同时减少用水量和水泥量对于改善干缩、提高混凝土的抗裂更为有效，但应在正确的方法指导下采用，必须保证混凝土的设计强度要求。
再次，粗细骨料含泥量过大、骨料颗粒级配不良都会造成混凝土收缩增大，从而诱导裂缝的发生，骨料的密度大、级配好、弹性模量高、骨料粒径大则可减少混凝土的收缩。外加剂和掺合料会影响混凝土的硬化速度、混凝土的用水量、混凝土的收缩和徐变，从而会对混凝土的开裂产生影响，掺有外加剂的混凝土干缩值较大，特别是初期干缩值较大。
3.混凝土材料的配合比
集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。混凝土水灰比过大，或使用过量粉砂也可以使楼板产生裂缝。当用同一品种及相同强度等级水泥时，混凝土强度等级主要取决于水灰比。当水泥水化后，多余的水分就残留在混凝土中，形成水泡或蒸发后形成气孔，减少了混凝土抵抗荷载的实际有效断面，在荷载作用下，可能在孔隙周围产生应力集中，使楼板表面出现裂缝，而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收缩大，拉力强度低，容易因塑性而产生裂缝。配合比设计不当直接影响砼的抗拉强度，是造成砼开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大，水灰比大，含砂率不适当，骨料种类不佳，选用外加剂不当等。
4.施工工艺及养护的原因
混凝土拌和不匀、拌和时间过长，运输时间过长、运输泵送时改变了配合比，浇筑顺序不合理、速度太快等施工会改变混凝土的质量，降低混凝土的性能，引起浇筑后混凝土结构或构件的裂缝。现场振捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣抽撤过快，会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的发生。施工中，振捣棒直接搁在钢筋上进行振动，钢筋被扰动，同时使得浇筑完的混凝土过早受到振动，影响了钢筋与混凝土的握裹作用，也影响了混凝土的均匀性与密实性。钢筋保护层厚度不足，造成钢筋与混凝土的握裹作用减小，对混凝土变形开裂的约束作用减弱。在风速过大或烈日暴晒的情况下施工，混凝土的收缩值大。大体积混凝土构件浇筑后，抹面的次数和保温工作不到位，易产生表面收缩裂缝。
四、当前钢筋混凝土结构裂缝控制设计方面存在的问题
1.未重视结构设计原则当前我国规范规定的结构设计原则为：建筑结构的设计必须要满足承载力极限状态及正常使用极限状态，前者是保证建筑结构不会发生破坏及失稳等破坏的极限标准，而后者则是保证建筑结构不出现超过正常使用状态的变形、裂缝以及可靠、耐久等其它影响正常使用的极限标准。当前许多设计人员只注重满足承载力极限状态，而正常使用极限状态却往往被忽视。
2.简化计算，导致与实际受力不符很多的设计人员在计算钢筋混凝土结构时，为求简单，往往将复杂受力体系简化为简单的结构，如将双向板当单向板计算，这样计算出的配筋往往
与实际的受力情况不符，导致结构构件局部产生裂缝。
3. 对开口楼板，特别是开洞口比较大的双向板，设计时往往只考虑楼板在竖向荷载作用下的洞口四周加强配筋。由于纵向的受力钢筋被切断，而忽视了板与墙体或板与梁的变形协调问题。这时如墙或梁的刚度较大，板的孔边凹角处未必出现应力集中现象，开洞板易发生翘曲。
五、从建筑结构设计方面有效控制裂缝的产生
1、结构平面布置宜规则
结构的平面布置宜规则，尽量避免平面形状突变，平面有凹口时，宜在凹口处边缘设置拉梁，凹口周边的楼板应适当加厚并加强配筋，楼板负筋宜拉通。要严格按规范控制房屋长度，当长度超过规范不大时，可在中部设置收缩后浇带；当房屋长度超过规范较大时，宜设变形缝。
2、变形缝的设置
（1）沉降缝的设置。在建筑物的下列部位应设置沉降缝：地基土的压缩性有明显差异处；平面形状复杂的建筑物转折部位；高度差异或荷载差异处；建筑结构（或基础）类型不同处；过长的砖石承重结构或钢筋混凝土框架结构的适当部位；局部地下室的边缘；地基基础处理方法不同处。这样可以减小因基础沉降而产生的裂缝。
伸缩缝的设置。排架结构的柱高（从基础顶面算起）低于sm时，宜适当减小伸缩缝间距。位于气候干燥地区，夏季炎热且暴雨频繁地区的结构或经常处于高温作用下的结构，可按照使用经验适当减小伸缩缝间距。伸缩缝间距尚应考虑施工条件的影响，必要时（如材料收缩较大或室内结构因施工外露时间较长）宜适当减小伸缩缝间距。
3、选择地基基础类型
选择地基基础方案时，一般都优先考虑采用浅基础，持力层设置在天然土层上。由于这类基础埋置不深，无需复杂的施工设备，用料较省，开挖基坑，必要时排水疏干后和支护坑壁，地基不加处理即可修建，故工期短，造价低。上部结构的层数与荷载情况是选择基础形式的重要因素。层数越多，荷载越大，要求基础的承载能力和总体刚度越大。上部结构的结构形式和结构体系也直接影响基础形式的选择。不同的上部结构对于地基不均匀，变形的敏感程度是不同的。
4、结构构件优化设计的问题
（1）增加抗弯结构体系的有效宽度，以调整结构的抗侧刚度。这样做，是非常直接的，也是非常有效的。增加宽度可以直接增大抵抗力臂，从而减小抗倾覆力。从材料力学的基本
知识可以知道，同样面积、抗倾覆力同结构宽度的关系不同形状，可以获得不同的其几何特征。根据这个原理，不难理解加大宽度以后，整个结构的抗侧刚度得到很大提高。
（2）剪力墙超筋的情况。剪力墙暗柱超筋。软件中设定的暗柱最大配筋率是4%，而各规范以边缘构件方式给出了剪力墙主筋的配筋面积，没有最大配筋率。所以当程序给出剪力墙超筋的警告信息时，可以酌情考虑；当剪力墙连梁超筋时，通常表明其在水平地震力作用下抗剪承载力不够。
（3）柱的轴压比计算。软件在计算考虑地震作用下柱的轴压比时，采用的是地震作用组合下的的柱轴力设计值；软件在不考虑地震作用下柱的轴压比时，采取的是非地震作用组合下的柱轴力设计值。
六、结束语
总之，混凝土裂缝的发生是一个极其复杂的问题，裂缝产生的原因是多方面的，各种条件的相互作用也会导致裂缝的进一步发展，在结构设计阶段的控制预防尤其重要，也是从根本上防止和减少裂缝发生，从而保证结构的安全性和耐久性的有效手段。
参考文献
混凝土结构基本设计原则精选篇14
1增大截面加固法
(1)受力特征。
在加固混凝土构件中使用的加大截面法,导致原构件内部存在一定的压力,新增混凝土的应力水平低于原有的构件,这主要是由于旧混凝土的收缩不一致而导致相互平衡的张力和压缩应力。试验表明,新旧材料的应力均可按照各自本构关系而增长,这主要是由于新旧混凝土粘结可靠,整个构件截面的应变增量与线形关系基本符合。然而,由于存在受压区的应变滞后的现象,新的混凝土应力要比其抗压强度低,所以没能充分发挥其作用,新增混凝土的应力要比其抗压强度低,导致新增部分的应变滞后现象更严重,所能发挥出的作用会更小。因此,在降低原构件的应力方面,在加固时可以使用临时卸载、支顶等措施降低原构件应力。在共同受力过程中,新旧混凝土同时受到剪应力和一定的拉压应力的影响,由此导致其处于非常复杂的二向和三向的应力场中,在结合面上最先出现的是轴心受压柱的纵向裂缝,由于新旧部分的共同工作能力的降低使得构件的整体刚度和承载能力而降低。在实际加固设计表达式中,用于反映加固中新旧部分共同工作能力采用程度修正系数,它的值一般取0.8～0.9,这与构件受力性质、加固材料种类即原混凝土应力、应变水平相关。
(2)承载力计算。
①轴心受压构件。
在轴向压力下,轴心受压构件同时要考虑新增混凝土,钢筋的承压能力,计算原则和现有的混凝土设计规范基本相同。加固后的构件达到极限承载力的同时,原构件混凝土也将达到极限压应变,这时原构件的混凝土和纵向钢筋的压应力同时达到材料强度值,由于新的混凝土的应力与新增纵向钢筋的应力、应变要滞后于原柱的应力、应变,因此使用新增混凝土及钢筋的强度乘以强度利用系数方式来进行折减。原混凝土的应力,应变水平与新的混凝土,钢筋强度系数都有着直接的关系,新的混凝土,钢筋强度的利用程度较低,那么原有的混凝土应力应变级别越高。根据实验结果,由于抗震规范对轴压比的限制性,与此同时,在《混凝土加固设计技术规范》要求轴压比要小于0.75,在加固过程中,混凝土可以卸载部分外载,轴心受压构件的强度利用系数经综合确定近似取0.8。
②受弯构件。
有两种基本形式用于增大截面法加固梁、板等受弯构件,在加固板的过程中多增大受压区,楼层或屋面允许梁顶面突出时才在梁中使用。在加固楼板时为了确保新旧混凝土结为整体的情况下,在受压区加固受弯构件时可以按照现行的混凝土设计规范来验算和计算加固后的构件。在叠合式的受弯构件中,验算结果表明如果增加混凝土叠合层就可以满足承载力的需要时,那么就可以按照构件的要求来配置受压钢筋和分布钢筋。旧混凝土分为两个独立的组件计算以便来保证新旧混凝土成为一个整体,在新旧部分间分配可以采用后增弯距按挠度相等的变形协调条件,通常的状况下,分布时可以根据截面抗弯刚度来实施。一般增加受拉区加固弯构件即可使新增钢筋屈服,根据“混凝土结构设计规范”中的一般受弯构件的模式来计算加固后受弯承载力,但新增主筋在连接构造和受力状态都会受到各种因素的影响,为了安全起见,一般新增钢筋的抗拉强度乘以折减系数0.9,以及避免构件在使用时出现较宽的裂缝。
③偏心受压柱。
加固钢筋混凝土偏心受压构件时使用增大截面法,将新旧部分作为一个整体,参考轴心受压,受弯构件的基本原则计算,考虑到新钢筋和混凝土的应力应变滞后,工作等方面的共同因素,新增混凝土和新增纵向钢筋强度乘以折减系数0.9,根据混凝土结构设计规范来计算。
2粘贴钢板法
(1)主要特点。
加固混凝土结构可以使用粘钢法,它的优点在于施工工艺简单,质量有保证,对结构自重,构件的外形,使用空间没有影响,原构件的作用可以得到最大的发挥。然而,其中需要使用的粘粘剂不能腐蚀性介质,需要使用环境温度不高于60,相对湿度不大于70%。谨慎使用在承受动力荷载和循环荷载的构件,这主要是由于粘钢加固构件抗动力性能和抗疲劳性能方面试验没有充分的研究。
(2)受力特征。
在加固构件受拉区外缘的粘贴钢,加固构件抗弯刚度得以增加,混凝土受拉变形得到了改善,增加了加固构件开裂荷载,同时外粘钢板的优点在于限制了混凝土的收缩,抑制裂缝的增加和发展。测试表明,在加固梁发生破坏时使用粘钢法这样可以使粘结在梁底的钢板屈服。在适当的钢筋范围内,由于负载的增加,原梁钢筋和粘贴的钢板都能得以屈服,在受压区的混凝土破碎后也随之破碎。测试结果表明,位于梁底部的钢板在梁破坏时没有屈服,由于钢板端部与混凝土基层撕脱而导致梁的破坏,这种情况主要是钢板锚固长度,粘接剂质量低劣或基层处理不当导致的。在整个加载过程中加固组件,因为现有的钢筋有一定的应力,所以存在粘贴钢板的应力滞后现象。
(3)承载力计算。
当采用粘钢法加固梁,板和其他受弯构件时,参考《混凝土结构设计规范》混凝正截面抗弯构件规定计算构件的抗弯承载力的组件,在受力过程中粘贴钢板,增补钢筋都有应力滞后现象,因此,原钢筋屈服时,钢板可能没有屈服,在确定钢板滞后应变时应依据构件在加固初时考虑二次受力影响的情况来进行,因此在计算的过程中,对钢板的抗拉强度设计值应乘以折减系数。在构件达到受弯承载能力极限状态前,外粘钢钢和混凝土不存在粘接破坏,它正截面抗弯承载力的增长幅度在加固钢筋混凝土结构构件后不能超过40％,避免受弯承载力的增加还应检查其受剪承载力,导致构件受剪先于受弯破坏
3结语
根据建设现状和建设的目标要求来设计建筑加固,在现有的规范要求的基础上,采取相应的加固措施,为发挥加固措施的发挥综合效应以及提高加固的效率; 在加固计算时要充分考虑结构结构加固构件的应变滞后,新旧材料协同工作和其他工作应力的因素,以避免或尽量减少加固设计对原有结构的负面影响。
参考文献
[1] 陈少杰,顾祥林.层次分析法在既有建筑结构体系可靠性评定中的应用[J].结构工程师,2005,21(2),3135
