混凝土结构基本设计原则范文

混凝土结构基本设计原则范文第1篇

【关键词】混凝土结构设计；概念设计；结构构造；结构设计；结构计算

1、混凝土结构的概念设计

混凝土结构概念设计是将对混凝土结构的想法和意图初步进行检验的过程，主要是对混凝土性能、构件强弱、连接结构构造和混凝土结构体系等关键参数做以仔细试验和检验，由于这一过程的重点在于定性和可行性方面的检验，因此被成为概念设计。混凝土结构概念设计要点应该关注：第一，要确保混凝土结构应力集中，混凝土结构的重量、刚度和承载力应呈现均匀、连续性的分布，特别应该保证在水平面和垂直面的力学稳定性。第二，要注意混凝土结构的整体性，同一结构的混凝土单元应该牢固连接。第三，做到混凝土结构强柱弱梁，概念设计时应该将柱结构的尺寸尽量扩大，确保线刚度比值大于1。第四，做到强剪弱弯，混凝土结构要提高延展性和稳定性，需要加大混凝土结构的抗弯性能，提高其抗剪能力，因此在设计工作中应该采用强剪弱弯的策略，确保剪切性的提高。第五，提高混凝土结构抗脆性破坏的能力，对于钢筋锚固滑块、混凝土压碎和混凝土剪切破坏等问题应该采用提高结构横截面和支撑面等措施进行防护。第六，减少混凝土结构的钢筋使用，在结构应力比较大的区域如果其抗震性能和承载能力已经符合要求，就应该避免钢筋的盲目增加，这会对建筑结构重量带来无谓的提升，也会对建筑造价带来极大的浪费。

2、混凝土结构构造的要点

混凝土结构构造过程是混凝土概念设计的计算步骤和具体化。混凝土结构构造环节中主要是力学计算，达到验证构件承载力及变形的目的，此外，通过混凝土结构体系计算，确定混凝土构造和合理性和传力的明确性。混凝土结构构造的原则为：尽量缩短混凝土结构传力的距离、提高混凝土结构工作的效能，降低混凝土结构的材料耗费。混凝土结构构造应该重点做好如下工作：第一，对于混凝土大跨度的框架结构应该注意楼梯间处框架柱的连接构造，一般将柱体设计为短柱，加密柱体箍筋的密度，且做到于楼梯平台梁项链。第二，对与混凝土框架结构的外立面有带形窗设计时，应该采用连续的窗过梁设计，将外框架柱设计短柱形式，加强混凝土构造的性能。第三，当混凝土框架结构的长度过长时，应该采用后浇带处理技术，避免有害裂缝的产生。第四，混凝土结构后浇带构造部位应该加强处理设计。

3、混凝土结构设计的要点

3.1混凝土结构设计的原则

首先，混凝土结构设计应该坚持科学设计原则，要在混凝土结构设计工作中无时无刻不体现科学性。其次，混凝土结构设计应该坚持节约原则，对于已经达到强度和能力的部位，尽量少用或不用加强措施。最后，混凝土结构设计应该坚持实事求是原则，应该尊重施工实际、原材料实际，以切实有效的设计保证混凝土结构的性能和强度。

3.2混凝土结构设计应与实际施工相一致

混凝土结构的设计首先应满足实际的施工工艺，当出现施工工艺与结构设计发生矛盾时应该更改设计，采用便宜的措施进行处理，因此在混凝土结构设计方案阶段应该多做与实际施工和施工工艺的协调工作，减少不必要的矛盾和麻烦。

3.3混凝土结构荷载要设计精确

混凝土结构荷载包括：混凝土结构自重、设备荷载和设计载荷，混凝土结构设计中还要对风、雨、雪、地震力、温度应力等活性荷载有估算，使混凝土结构设计的计算中不要漏掉各种可能性的荷载，制止可能出现的混凝土结构安全隐患。

4、混凝土结构计算的要点

4.1混凝土结构计算简图的处理技术

混凝土结构简图的计算中应该确保简图选取的科学性，以保证混凝土结构计算结果的准确性。基础梁设置在基础高度范围内，作为基础的一部分，此时结构的底层计算高度应取基础顶面至一层楼板顶面的高度。基础梁仅考虑承担上部墙体荷载，构造满足普通梁的要求即可。当基础埋深过大时，为了减少底层的计算高度和底层的位移，设计者往往在±0.000以下的某个适当位置设置基础拉梁。此时，基础拉梁应作为一层输入，底层计算高度应取基础顶面至基础拉梁顶面的高度，二层计算高度应取基础拉梁顶面至一层楼板顶面的高度。拉梁层无楼板，应开洞处理，并采用总刚分析方法进行计算。基础拉梁截面及配筋按实际计算结果采用。

4.2混凝土结构计算参数的确定

首先，科学选择地震加速度值，在混凝土结构计算中应严格注意地震区的划分，选取正确的设计基本地震加速度值，确保混凝土结构的稳定性。其次，混凝土结构填充墙的计算周期和计算强度应该有效调整，确保混凝土框架结构的稳定，折减系数可根据填充墙的材料及数量选取0.7～0.9。其三，当利用SATWE或TAT设计软件进行计算时，应该将梁刚度放大，中梁取2.0、边梁取1.5，以便提高梁体的稳定性。最后，多层混凝土框架结构的梁设计中，应该适当放大弯矩系数，并进行活荷载的布置计算，以便利于多层混凝土框架结构的稳定。

4.3复核混凝土独立梁箍筋的计算结果

通常使用的SATWE软件缺乏独立梁这一情况的设计，都按公式进行计算，有时会造成计算结果偏小，设计中若遇到有独立梁存在的情况，应对梁箍筋的计算结果必须进行手算复核来确保稳定。

4.4混凝土结构节点核心区抗剪的验算

大跨度、大空间、大荷载的核心区节点设计必须经过抗剪演算，应遵循“强柱弱梁更强节点”的原则，一二级抗震等级的节点还应进行受剪承载力计算。由于梁柱中心线重合较难，柱截面比较大，对柱节点核心区的构造和受力都有较大的不利影响，这就更需要抗剪验算进行检验。

参考文献：

[1]尹明，陈绪坤，郑海峰.结构设计中应该注意的问题[J].科技致富向导.2011（05）

[2]黄海涛，黄慎江.结构设计中概念设计方法应用的探讨[J].工程与建设.2010（04）

[3]齐书俊，但功水.徐州地区住宅结构设计通病的防范[J].山西建筑.2007（12）

混凝土结构基本设计原则范文第2篇

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范文第3篇

关键词:连续配筋混凝土;路面状况；路面设计

中图分类号：S611文献标识码： A 文章编号：

随着我国城镇现代化的进程的发展，路面难免出现一些病害。而连续配筋混凝土路面是为了克服接缝水泥混凝土路面由于横向胀、缩缝的薄弱而引起的各种病害如唧泥、错台等及改善路用性能而采用的一种混凝土路面结构形式。由于行车舒、 钢筋适性好、承载能力高、使用寿命长且养护维修少等显著优点，连续配筋混凝土路面在国外已得到广泛使用。我国引入连续配筋混凝土路面较晚。目前连续配筋混凝土路面设计缺少经验，施工尚无规范，在一定程度上限制了连续配筋混凝土路面在我国的推广使用。

一．工程概况

某城镇道路工程全长4.644公里，在设计过程中，我们根据实际情况及有关专家组成员的意见和建议，选择了K0+000～K1+512.770共1.513公里路段为旧路利用路段，用来研究在旧水泥混凝土路面上加铺连续配筋混凝土路面结构的设计及施工技术，为今后的设计及施工提供科学依据。

二．旧路面状况

现有城镇路面结构为水泥混凝土路面，经实地调查该路段建成通车至今，基本无重载交通及超限车辆在此通过，原路面状况良好，基本无脱皮、龟裂、麻面、坑洞、错台、接缝开裂等病害，通过对基层及底基层的调查，未出现松散状况，原路面结构密实。考虑本项目新建路面结构按照重交通量进行计算，原有水泥混凝土路面已不能满足重载交通的要求，故将原路结构作路槽加以利用，在旧板上加铺连续配筋混凝土面板。沿线原有排水设施完好。

三．路面结构设计要点

1. 原设计路面结构

K0+000～K1+512.770路段现有的路面结构为水泥混凝土路面，原设计路面结构如下:

20cm厚C30水泥混凝土面板；原有沥青路面调平后重新铺筑面层。

2.设计方案制定原则

①提高路面结构承载、能力，进行加铺层设计，弥补原路基及路面结构的薄弱不足，以适应本项目大交通量的需要，以及超载、重载车辆的影响。②路面结构内部应按照防排结合的原则进行防排水设计，将路面结构与防排水进行综合设计，尽量防止雨水渗入路面结构与路基内部，排除可能渗入路面结构内部的雨水。在满足技术要求（交通量和使用性能）的条件下，按因地制宜、合理选材、节约投资的原则进行路面结构方案的技术、经济比较，选择技术先进、安全可靠、经济合理、方便施工的结构方案。③面结构方案应方便施工，且尽可能采用机械化作业，提高效率与施工速度，减少人工作业环节，保证施工质量。

3.设计思路

连续配筋混凝土加铺层路面结构可分为2个层次：连续配筋混凝土加铺层、隔离层。通过隔离层分离上下泥混凝土板，采用分离式加铺结构；连续配筋混凝土加铺层对原水泥混凝土路面结构强度的不足进行补强，适量提高路面平整度，改善道路表面排水功能，同时提供一个安全、舒适、耐久的行驶平面。

4.料的技术性能要求

①水泥。混凝土面层的水泥当采用酸盐水泥，水泥标号不宜低于42.5级，水泥的抗折抗压强度应符合《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTGF30-2003中要求。水泥的化学成分、物理特性等路用品质应符合《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTGF30-2003中要求。②集料。粗、细集料应该符合《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTGF30-2003中规定。采用河砂，砂的硅质含量不应低于25％。③饮用水可直接作为混凝土搅拌和养护用水，含泥沙量较多的混合水和严重污染的河水、湖水、沼泽水不得作为混凝土搅拌用水。④钢材。所用传力杆、拉杆钢筋应符合国家有关标准的技术要求，钢筋应顺直，不得有裂纹、断伤、刻痕、表面油污和锈蚀。⑤砼。水泥混凝土28d龄期的弯拉强度不低于5.0MPa，强度不低于C35。具体可按《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTGF30-2003中的要求进行。采用小型机具摊铺时，出机坍落度为10-40mm，摊铺坍落度为0-20mm，最大单位用水量为碎石150kg/m3，卵石145kg/m3，最大水灰比为0.46，最小单位水泥用量为300kg/m3。

5.具体设计方案

根据相关规范及标准，参考国内外成果，并结合本路段的实际情况，该路段路面的结构方案如下：

面层：C35连续配筋混凝土26厘米厚;

隔离层：细粒式沥青混凝土3厘米厚（AC-13C）;

粘层油：经换板压浆处治后的旧水泥混凝土面板。

(1)连续配筋混凝土加铺层

该层的目的是补强与调平，同时起表面功能作用，提供平整、抗滑的表面使用性能，舒适、安全的行车性能，密水、抗变形的结构性能。连续配筋混凝土路面是在路面纵向配有足够数量的钢筋，以抵制混凝土路面板纵向收缩产生的断裂，因此，连续配筋混凝土路面除施工缝及构造需要的胀缝以外，完全不需另设置胀缝及缩缝，形成一完整而平坦的表面，从而改善了汽车行驶的平稳性，避免了普通混凝土路面的接缝破坏，同时也增加了路面的整体刚度，提高承载能力、抗雨水作用。因此，在旧水泥混凝土路面的改造、加固以及特殊路基路段，采用连续配筋混凝土路面都具有重要的使用价值。

本路段结构层厚度通过计算，采用26cm厚连续配筋混凝土加铺层，在结构上是可行的，可以满足结构受力要求。纵向钢筋采用直径为18mm的HRB335钢筋，间距20cm；横向钢筋采用直径为16mm的HRB335钢筋，间距70cm，符合规范要求。纵缝拉杆由板内横向钢筋延伸穿过接缝代替。

(2)端部处理方法

由于连续配筋混凝土路面取消了横向接缝，这样在连续配筋混凝土路面与桥梁、构造物、沥青路面、普通混凝土路面等相接处，会因混凝土热胀冷缩形成纵向位移，为阻止由此产生的巨大水平推力而造成路面的损坏或影响构造物的稳定性，必须设置合适的端部处理措施，以约束、消除或调解纵向位移，这是连续配筋混凝土路面有别于普通混凝土路面的特殊要求，也是其设计的主要组成部分之一。

端部处理方法很多，《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40-2002中列出了采用钢筋混凝土地梁或宽翼缘工字钢梁、连续设置胀缝等形式。本次设计本着能满足面板的纵向位移，与两端的沥青路面能很好的配合以及尽可能方便施工，减少施工的复杂程度等原则进行设计。要求与两端的沥青混凝土路面的连续设置胀缝，以保证其使用性能。

(3)隔离层

隔离层的主要目的是将连续配筋混凝土加铺层与旧水泥混凝土隔离，形成分离式加铺层结构。综合考虑隔离层的主要功能、材料性能，同时根据本路段的具体特点，宜选用较薄的结构与材料，经多方论证决定采用沥青混合料AC-13，厚度为3厘米。

混凝土结构基本设计原则范文第4篇

关键词：桥梁承台；大体积混凝土；温度裂缝；控制措施

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

大体积混凝土由于体积比较大，水泥在固化过程中会释放出较大的水化热，如果在施工过程中不加以注意和控制，很容易造成混凝土内外温差过大，从而使混凝土产生温度裂缝，危及到混凝土结构的安全性与耐久性。因此，对混凝土温度裂缝加以研究和控制是必要的。

1 工程概况

广州市花都汽车产业基地东风大桥桥梁主桥13#、14#主墩承台结构尺寸为9.7m×9.2m×4m(顺桥向×横桥向×高)，体积为356.96m3，C35混凝土，属于大体积混凝土基础。本承台是高墩承台，施工及营运阶段其抗压强度、抗拉强度、抗剪切强度、抗冲切性能等都有较高要求，不允许出现有害裂缝。因此，施工时温度裂缝的控制是保证承台施工质量的关键。

2 承台大体积混凝土温度裂缝原因分析

(1)结构物在实际使用中承受各种荷载，当结构的抗拉强度不足以抵抗荷载作用时，结构可能出现裂缝。外荷载产生的直接应力和次应力、温度变化、收缩膨胀以及不均匀沉降等都会产生裂缝。造成结构裂缝的原因很复杂。但在大体积混凝土施工过程中，产生的结构裂缝主要是由水泥水化热引起的温度变化造成的。大体积混凝土工程水泥用量多，结构截面大，因此，混凝土浇筑后，水泥会释放出大量水化热，使混凝土温度升高。由于混凝土导热不良，体积过大，相对散热较小，混凝土内部水化热积聚不易散发，外部则散热较快。升温阶段，混凝土表面温度总是低于内部温度。依据热胀冷缩原理，中心部分混凝土膨胀的速度要比表面混凝土快，中心部分与表面质点间形成相互约束，中心属于约束膨胀，不会开裂；表面属于约束收缩，当表面拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，混凝土表面便产生裂缝。

(2)水泥水化硬化过程中，水是必备的前提条件，但混凝土为了满足施工和易性的要求，通常所加水量是水泥水化所需水量的数倍，多余的水为游离水，游离水容易蒸发，引起体积收缩(称为干缩)。干缩与混凝土降温产生的冷缩叠加增大了混凝土中的拉应力，加剧了混凝土中裂缝的产生。

混凝土产生温度裂缝，影响结构使用的耐久性、结构安全和正常使用。因此，大体积混凝土施工中的温度监控是控制裂缝产生的关键，也是确保桥梁施工质量的关键之一。现结合广州市花都汽车产业基地东风大桥13#、14#主墩大体积混凝土承台在施工中对温度裂缝的控制加以说明。

3 承台大体积混凝土温度裂缝控制措施

由上述分析可知，由水泥水化热引起的温度变化是造成大体积混凝土温度裂缝产生的主要原因。因此，必须对从混凝土配合比设计至混凝土施工结束(混凝土达到设计强度)的全过程实施有效控制，避免温度裂缝产生。

3.1 大体积混凝土配合比设计

3.1.1 设计原则

设计原则:①考虑混凝土强度能达设计要求；②降低水化热。根据国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204—2002和《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55—2000，以及有关建工系统混凝土的强度保证率(P)均采用95%，相应的概率度系数t=1.645，所得混凝土配制强度计算公式:fcu，o=fcu，k+1.645σ，其中，fcu为混凝土立方体抗压强度，计算所得结果作为参考，并经过多次试配、试验确定。同时在配制过程中对所选用的原材料考虑以下几点。

⑴粗骨料采用连续级配碎石，细骨料采用中粗砂。

⑵外加剂采用缓凝剂、减水剂；掺和料采用粉煤灰、矿渣粉等。

⑶大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，应提高掺和料及骨料的含量，以降低单方混凝土的水泥用量。

⑷选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。

3.1.2 原材料选用

结合当地材料供应情况，并根据送检试验结果，在施工过程中确定采用:普通硅酸盐水泥P·O42.5；5～21.5mm连续级配碎石，含泥量小于0.8%；采用本水溪机制中砂，含泥量小于1.0%，细度模数3.3；采用聚羧酸泵送剂，水剂掺量2.2%；自来水加冰。缓凝时间10h。

3.2 基底处理

1)对石质地基，将松碴等清理干净；土质地基，应用打夯机进行夯实，并用触探法检查地基承载力≥0.15MPa(地基承载力0.15MPa，钢筋混凝土容重按26kN/m3计算，荷载分项系数取1.4)。否则应用片石换填1m并碾压密实。

若承台边缘悬空，则在悬空一侧砌筑M10浆砌片石，宽度2m，嵌岩0.5m，若不能嵌岩，则埋入土层≥2m。

上述处理是为了使地基有足够的承载力，避免因地基沉降而使混凝土产生裂缝。

2)在基底上铺筑30cm厚碎石，并浇筑15cm厚C20混凝土垫层。使基底滤水并能消除或减弱地基对承台混凝土的约束。

3.3 内排外保措施

施工前，考虑混凝土施工时的各种工况，对大体积混凝土施工进行热工计算，在自然养护条件下，各龄期的内外温差大，承台混凝土的最大收缩应力大于C35混凝土轴心抗拉强度，抗裂系数＜1.15时，将会出现温度收缩应力裂缝。为防止裂缝的出现，需加强内排外养护措施，使混凝土内部水化热尽快传递出来，降低混凝土内部最大水化热绝热温升值；并对混凝土表面实施覆盖保温等措施(使用麻袋和棉絮覆盖)，使混凝土内外温差＜25℃；从而降低综合温差，且有效控制混凝土温度升、降速率，最终降低混凝土降温所产生的收缩应力，从而控制承台混凝土裂缝出现。

在浇注前预先布设降温冷却水管，冷却水管采用内径φ50mm×3.8mm普通输水铁管焊接而成。冷却水管管路采用回形方式水平铺设，水平管间距100cm，共分3层，层间距100cm，各层间进出水管均独立。冷却水管安装牢固，且做通水试验，保证在0.5MPa压力下不渗漏。

混凝土浇注后或每层循环水管被混凝土覆盖并振捣完成后，即可在该层水管内通水，要求连续通水10～12d，通过水循环，带走混凝土内部热量，使混凝土内部温度降到要求限度。控制冷却用水进、出水温度，(用调节冷却水的循环速度)控制循环冷却水进、出水的温差≤5℃。

3.4 水化热监测系统应用

在混凝土中埋入一定数量的测温仪器(热敏电阻传感器)，测量混凝土不同部位温度变化过程，检验不同时期的温度特性和温差标准。当温控措施效果不佳、达不到温控标准时，可及时采取补救措施。温度监测流程为:选购温度传感器标定选购屏蔽电缆接长电缆购保护材料预埋传感器电缆保护接驳仪器实施测量成果整理分析检测报告。

混凝土结构基本设计原则范文第5篇

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范文第6篇

中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

在房屋等各种建筑工程中，都是采用钢筋混凝土作为建造材料。因而，钢筋混凝土的材料质量和结构设计，在保证建筑物使用寿命方面具有极其重要的地位。随着多层建筑物和高层建筑物的不断涌现，业界相关人士将关注的眼光越来越多地在钢筋混凝土方面。质量优等的钢筋混凝土与科学合理的钢筋混凝土结构，不仅能够保证房屋建筑能够拥有一个安全与稳定的钢筋混凝土结构，也能保证房屋建筑的质量安全与稳定。

1 钢筋混凝土结构定义和基本原理

1.1 定义

钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土两种材料结合成整体共同受力的工程结构，其主要承重构件是由钢筋与混凝土制造而成。

1.2 基本原理

混凝土结构在钢筋和混凝土两种不同性质材料的有效结合作用下，能够充分发挥混凝土抗压强度和钢筋抗拉强度的优势，有效地掩饰掉彼此的缺陷。在二者共同抵抗外力的作用下，提高建筑结构中梁和板的承载能力。

2 钢筋混凝土结构设计中存在的问题及改进措施

虽然钢筋混凝土结构在两种材料的共同作用下，产生了非常巨大的承载能力，可是在结构设计中仍然存在一定问题。包括地基与基础设计问题和上部结构设计中的问题。下面将从以上两个方面分别论述相关设计问题及改进措施。

2.1地基与基础设计中的问题及改进措施

(1)对于有地下室的建筑物来讲，地下独立基础设计中容易忽略由建筑物沉降引起的附加应力的影响。极有可能导致地下室底板因承载能力不够，引起混凝土产生裂纹。尤其对于采用天然地基的房屋建筑来讲，该种问题尤为突出。尽管这种地面沉降问题必不可免，但是对于沉降量较小的房屋建筑而言，可以在地下板与持力层之间布置褥垫等处理措施。

(2)对于有地下水的建筑物而言，地下水位较高的情况下，应该十分注意建筑防水与降水功能，尤其是对于柱下承台的形式基础而言，更要重视这个问题。在柱下承台形式的影响下，基槽地模形状及其复杂，产生了更多的阴阳角和放坡，一定程度上加大了防水措施的施工难度。为了提高有地下水位建筑物的防水功能，在进行防水措施施工前，应该尽量考虑不同季节下的水位对建筑物的影响。求出包络图，依据包络图显示的水的运动规律设计防水措施。同时，也应该尽量减少柱下承台基础产生的阴阳角和放坡，降低施工难度。

(3)地下室底板与外墙配筋的计算中，经常产生假设条件与实际情况不符的情况。通常情况下，在地下室底板与外墙配筋的计算中，地下室底板配筋的计算方式与外墙配筋的计算方式不相符。在外墙配筋的计算中，采用底部固结和顶部铰接的计算模型，可是在底板配筋计算中却采用单向板计算方式。以致于配筋计算中，经常产生结算结构与实际情况不相符的问题。解决这个问题的最好措施就是统一配筋的计算方法，使其标准化和规范化。什么情况采用底部固结和顶部铰接的计算模型，什么情况采用单向板计算方式，制作一个统一的规范，能够避免或杜绝该种问题的发生。

(4) 在天然地基锥体独立基础设计中，基础坡面的坡度经常不小于1：3比例。导致混凝土的捣实工作很难做到位，经常采用人工拍打振捣。这种方式下产生的混凝土不具有一定程度的强度。因此，建议不要在天然地基上采用椎体独立地基，应该尽量优先选择阶梯型基础。

(5) 在设计地下独立基础之间的拉梁的时候，经常简单地按照普通的拉梁设计，没有将其他影响因素考虑在内。要想保证拉梁结构具有足够的稳定，应该考虑到梁坡上扩散角内土的重量。

2.2 上部结构设计中的问题及改进措施

(1) 框架-剪力墙结构设计问题

在框架-剪力墙设计中，剪力墙有时会出现布置不均匀，单肢刚度过大的问题，连带着影响梁板等构件的设计。以致于应力过于集中，一旦发生应力破坏，将会产生严重的后果。因此，在进行框架-剪力墙结构设计的时候，全面考虑上述问题产生的原因，避免产生这种问题。采用第一级别刚度的剪力墙时，其墙肢数应该大于4，避免应力过于集中。遵守框架结构“多层设防”的设计原则，层层设防。使剪力墙在共同抗外力作用下，增强防御能力，抵抗外来的破坏力。同时，还需要遵守“做大放小”的设计原则。将剪力墙的梁和柱的结构设计成“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的形式。倘若遇到地震等自然灾害的破坏，这样的结构设计可以为人们争取更多的逃生时间。

(2) “强柱弱梁”和“强剪弱弯”的结构设计要求难于实现

为了避免采用“强柱强梁”和“强剪强弯”结构设计带来的巨大破坏力，采用了“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的结构设计原则。可是在实际社会中，这种结构设计方式的延性设计理念很难实现。尤其，我们国家《建筑抗震设计规范》中所规定的内容，大多情况仅适用于轻度震级的地震。一旦发生大地震，钢筋混凝结构中的梁和柱在地震巨大的作用下，是很难保证梁先倒塌，柱后倒塌的。因此，有必要进一步修订我国《建筑抗震设计规范》。制定更为完善的建筑抗震设计要求，进一步研究如何使“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的结构设计原则，更加满足于高震级地震的防御和应急需求。

(3) 挑梁变形，墙体外闪问题

由于钢筋混凝土结构局部受力太大，造成出现挑梁变形，墙体外闪问题。针对这种问题，可以在悬挑的挑梁端头设置构造柱，通过构造柱将每层的挑梁连接在一起。这种结构设计产生直接效果，就是有效消除了挑梁的变形和墙体外闪问题。因为，即使某局部位置受力过猛，也可以通过挑梁将力量传到其他各层结构中，达到了分散压力的效果。

(4) 其他问题

除了以上关于上部结构的重大设计问题，其余主要是一些细节问题。例如，不同条件下的钢筋混凝土构件的钢筋保护层厚度的取值问题，框架梁端纵向受拉钢筋配筋率问题。这些钢筋混凝土结构设计中细节问题，在建筑结构设计规范中都会有明确的标注。因此，设计人员在设计的时候应该注意了解规范要求。根据要求设计钢筋混凝土结构，避免出现不必要的失误。

3 总结

在钢筋混凝土房屋结构设计中主要存在地基与基础设计问题和上部结构设计问题。其中，地基与基础设计问题主要涉及带有地下室和地下水位的钢筋混凝土结构问题。上部结构设计问题主要设计框架-剪力墙结构问题，“强柱弱梁”和“强剪弱弯”结构设计问题，挑梁变形和墙体外闪问题，以及一些其他细节问题。为了有效避免这些设计问题的产生，可以借鉴以上改进措施。

参考文献

[1] 叶菁. 钢筋混凝土框架结构设计要点及注意事项[J]. 甘肃科技纵横， 2010，(05) .

[2] 邱海军，倪国葳，秦春霞. 浅谈高层建筑混凝土结构设计[J]. 科技创新导报， 2010，(05) .

混凝土结构基本设计原则范文第7篇

关键词：预制钢筋混凝土；梁板；桥梁设计；加固设计

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

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

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

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

一、 概述钢筋混凝土梁板结构构件

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

二、 桥梁设计中钢筋混凝土梁板耐久性的设计

1. 钢筋混凝土耐久性设计的原则

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

2. 钢筋混凝土梁板耐久性设计中应注意的问题

1) 注意梁板结构的细节设计，从而提高桥梁设计的质量

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

2) 根据构建的需要适当加大梁板混凝土保护层厚度

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

3) 加强梁板构件的防排水设计

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

三、 桥梁设计中钢筋混凝土梁板结构加固的设计

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

1. 钢筋混凝土结构加固的原则

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

2. 钢筋混凝土结构加固设计中应注意的问题

1) 设计过程中应考虑周全梁板的荷载量

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

2）正确使用计算模型、计算公式及计算简图

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

3）了解施工场地的周边环境以及地基的沉降状况

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

四、 结语

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

参考文献：

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

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

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

混凝土结构基本设计原则范文第8篇

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范文第9篇

[关键词]混凝土 建筑结构 加固原则 加固方法

中图分类号：U965 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）07-0136-01

混凝土作为我国土木工程结构的重要材料，在我国工程建筑中具有广泛的应用。环境对材料具有重大影响，混凝土材料在人为的破坏以及自然的风吹雨打下会导致建筑表层出现破损现象，从而产生重大工程事故。为了避免工程事故的发生，必须对混凝土建筑进行加固，从而提高原来建筑对外界环境的抵抗力。

1 混凝土建筑结构加固的背景和原则

混凝土建筑结构加固要从两个方面入手：保证建筑的安全性，给人以十足的舒适感；性价比高，既可以快速地完成建筑加固任务又可以保证加固的质量这样的建筑加固才可以称得上是完美的建筑结构加固。建筑加固单位在施工过程中会遇到多种情形，施工人员应本着“具体问题具体分析”的原则，全面地分析建筑物的稳固问题。另外，施工人员也要根据分析报告合理选择加固方案以及加固设计和施工工艺，从而保证加固质量。

1.1 混凝土建筑结构加固的背景

在现实生活中，加固混凝土建筑的一般情况有：第一，在建筑施工中不可避免地会出现由于建筑人员粗心或者急于求成的心理而出现工程质量等问题，从而导致建筑塌陷、建筑表面破损等现象。第二，有些建筑年代久远又长时间遭受着风吹雨打的洗礼以及没有专人管理和维护，这就造成了建筑结构安全系数下降，地基变得更加脆弱。第三，在有些地震多发区，如：川渝地带由于地处板块交界地带，地壳运动活跃，多地震。地震使得建筑结构稳定性下降。第四，为了传承中华民族灿烂的文化，我国文物保护机构对传统建筑的保护主要采取在原有建筑基础上进行整修或者对部分建筑部件进行加固，但是整修会使原有的建筑受力更大，从而更加剧了建筑物的脆弱性。近年来，为了加快城镇化，建设社会主义新型城市和农村，我国城乡拆迁工程不断推进，在拆迁过程中巨大的震动会使周边的传统建筑受到严重影响，如屋顶土体掉落、墙塌陷等。由此可见，在不同的自然地理环境下，建筑结构具有不同的特点，因而在建筑结构加固过程中总体上应遵循“具体问题具体分析”的原则，对不同地方的建筑要具体分析此地的气候条件以及地基稳定度等，从而采用适合此地的加固技术。

1.2 混凝土建筑结构加固的原则

总的来说，混凝土建筑结构加固应从全面的角度进行加固方案选择，避免出现“牵一发而动全身”的现象。在保证建筑结构整体性加固的基础上，建筑结构加固也要遵循建筑局部加固与地基加固相结合的原则、短时与长时加固原则、地基防震加固原则。第一，局部加固与地基加固相结合的原则。某些老建筑由于具有巨大的历史价值，采用整体性加固会严重破坏建筑的地基，因而在建筑结构加固中应采取局部性加固的原则，以保证地基的稳定性和建筑物的安全性。在局部加固的过程中应特别加固建筑物的地基，使地基可以承受更大的重力。

第二，短时与长时加固原则。某些活动性建筑存留时间短，因而加固应采用简单的加固方案，以实现最优的资源配置。然而对于那些使用年代长，将会创造巨大经济效益和社会效益的建筑，应采取长期加固的加固方案，提高加固标准并挑选经验丰富的建筑加固审查单位进行审查，增强加固的专业性。对于长期使用的加固建筑物要特别注意部分部件对建筑物稳定性的影响。施工人员要综合考虑原建筑结构的设计方案并针对建筑出现的问题进行加固方案设计。第三，地基防震加固原则。某些建筑由于地处地震多发区，因而在加固过程中要考虑到建筑物防震原则和抗震性能测试，抗震测试可以提高建筑物防震加固的成功率。抗震的建筑物极容易在加固后出现新的脆弱部件，这是由于在加固过程中锤子或者别的加固工具巨大的冲击力使原本脆弱的建筑物部件受到巨大冲击。因此，加固施工人员要对建筑物的各个部件进行受力分析，对于那些不能受重力的部件要进行双重加固，或者也可以消除脆弱的部件，从而使建筑物的每个部件均衡受力。

2 混凝土建筑结构加固的方法

不同的建筑物应遵循不同的加固原则也应实施不同的加固方法。具体来说，加固方法的选择应具体考虑加固技术的简便易行以及加固成本。，常见的混凝土建筑结构加固的方法有以下几种：第一，脆弱部件粘贴钢板法。脆弱部件粘贴钢板法是将抗侵蚀性好的钢板粘贴在建筑物的脆弱部件外，此种方法使用高效能的黏贴剂可以使钢板更好地固定在建筑物上，但是施工单位在选择钢板时要选取轻薄的钢板，以防超过建筑物的承重。近年来，脆弱部件粘贴钢板法被广大的建筑工程单位所采用，但是此种方法也存在一些问题，例如：受雨水、阳光以及外界温度的变化，钢板极容易被腐蚀，这就加重了后期建筑物的保养费用。第二，增大截面加固法。增大截面法通过扩大建筑物钢筋的面积，从而增大受力面积和增强受力力度。采用增大截面加固法能够最大限度地提高施工的成功率，而且这种施工技术在我国应用历史久，施工人员经验丰富，降低了失败率。第三，置换混凝土加固法。在建筑物中有些部位由于受重力导致土质疏松，此时可以采用特别部位置换混凝土的方式使脆弱区变得坚固。第四，

液化混凝土喷射加固法。液化混凝土喷射加固法将固态的混凝土中兑入水搅拌为液态，然后借助喷雾器将混凝土液喷到建筑物中的脆弱部位，然后经过风干后原来的脆弱部位便可以更加坚固。此种方法工程量小、施工难度小，而且喷射的混凝土原液中具有粘性很强的黏贴胶，可以很好地修正脆弱部位从而使建筑物具有较高的力学性能和良好的耐久性。

总之，混凝土建筑结构加固需要考虑混凝土建筑结构加固的不同情况以及建筑物所处的环境，然后根据具体问题具体分析的原则选择合适的建筑加固方法。施工单位要选择合适的加固方案和加固设计，从保障人们的安全性出发进行施工建设。

参考文献

[1] 义启贵.浅谈建筑工程设计的原则及混凝土结构加固设计应用[J].建筑工程技术与设计，2015，（11）：380.

混凝土结构基本设计原则范文第10篇

【关键字】混凝土结构设计； 存在问题； 对策

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

混凝土结构具有整体性好、可模性好、耐久耐火以及造价低的优点，在我国的各项工程建设中被广泛的应用。近年来，随着混凝土材料的发展和结构设计水平的提高，混凝土结构应用跨度和高度都不断地增大。但同时，由于混凝土结构容易出现裂缝、修补困难以及受气候和季节限制的缺点，使混凝土结构在设计时容易出现一些问题。以下是对混凝土结构设计原则、存在问题以及相应对策的探讨。

一. 混凝土结构设计的原则

1.整体性

混凝土结构设计的整体性原则就是要把设计的建筑的各个组成部分作为一个整体，来研究它的构成、功能和发展规律，从整体与部分、部分与部分都是相互结合的关系中发现系统的特征及运动规律。

2.动态性

混凝土结构设计的动态性原则就是要对系统的内外联系、发展变化方向、趋势、动力、规律、活动的速度和方式等为对象进行探索，从而使建筑设计不但满足现在，还要兼顾未来，把握时代的发展方向。

3.结构性

建筑结构决定着建筑的性能，是性能的载体，性能还可以反作用与结构。建筑结构的各要素运动的稳定性及发展方向与结构密切相关，所以混凝土结构设计时，了解建筑结构以及结构的各要素尤为重要。

4.最优化性

建筑结构系统形成的过程也是差异整合的过程。差异的事物相互需要、支持与互补，为整合提供了前提和基础。混凝土结构设计就是通过对差异的整合使建筑的各个部分有机地组织在一起。

二. 混凝土结构设计中存在的问题及对策

1.基础设计

1.1无工程实地勘察报告或没有参考临近建筑物的地质勘察报告进行

建筑物的基础设计的流程包括勘察、设计以及施工。目前，在我国建筑物地基基础设计时存在地质勘探不全面、内容模糊或者没有参考临近建筑物的地质勘探报告进行的问题。地基基础是建筑质量的核心，影响带建筑安全质量及经济效益。若地基基础出现问题，造成的损失是无法估量的。

建筑地基基础设计必须要严格按照流程进行，设计单位要严格把关，杜绝无工程实地勘察报告而进行设计的情况出现。对于地质勘探报告不全面、内容模糊或者没有参考临近建筑物的，必须要求建设单位及勘探单位补勘或重新勘探。

1.2未说明±0．00标高与地质勘察报告中所示标高的关系

在混凝土结构设计中，一些工程设计仅交待±0．00的绝对标高或未交待±0．00标高，影响到底标高和持力层的确定，导致基础设计以及下卧层承载力不能准确地进验算。

设计单位在工程设计中，要注意若工程地质勘察报告中采用假定标高，在总说明或基础图中要说明建筑所定的±0．00与工程地质勘察报告中假定标高的数值关系；若当建筑总图和工程地质勘察报告均采用绝对标高时，就可以采用结构图纸上标注的±0．00的绝对标高值。

1.3柱下独立基础带梁板式的地下室底板设计中忽视建筑物的沉降而引起的附加应力

在建筑施工中，由于建筑物上部整体重力的沉降作用，地下室底板与柱下独立基础会产受到附加应力，从而发生沉降变形。设计人员在设计时很容易忽视附加应力，结果导致底板开裂，造成地下室建筑的安全隐患，还会影响地基的稳定性。

针对此类问题，设计人员在对建筑物的混凝土结构设计中，要考虑工程总沉降力的大小，而在地下室底板与持力层之间采取处理措施，若工程的沉降量较小，可采用褥垫的方法，来防止开裂，养护地基。

1.4未进行地基变形的验算或者验算的结果不符合要求

混凝土结构设计中，一些设计人员并未按照规定对地基变形进行演算或演算不符合要求，结果造成地基基础的安全隐患。

按照规定，甲级、乙级的建筑物设计，应按地基变形设计；丙级的建筑物设计，若采用地基处理，处理前按照《建筑地基基础设计规范》的规定进行；地基处理后仍要做变形验算。设计人员必须要认识到地基变形的危害性以及地基演算的重要性，严格按照规定进行地基变形演算。

2.上部结构设计

框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、框支剪力墙结构是混凝土结构设计中上部结构使用最多的形式。但这些结构量大面广，比较容易出现配筋不足、超配筋等情况。

2.1框架柱

混凝土的框架柱设计中，设计人员很容易忽视角柱的自定义计算、短柱以及超短柱的剪跨比，或对短柱进行强代换，结果导致无法满足计算结果及配筋率不足的问题。

角柱是指两个方向与框架梁相连的框架住，计算时要进行自行定义，短柱是指剪跨比不大于2，以及因填充墙设置或楼梯平台梁、雨篷梁的设置形成柱净高与其界面高度之不大于4的框架柱。对于短柱而言，箍筋的间距应小于等于100 mm，箍筋体积的配筋率大于1.2％。对于剪跨比不大于2的框架柱，程序能自行判定，不能直接进行强代换，不同强度级别的箍筋均应满足计算结果。超短柱是指剪跨比小于1.5或柱净高与柱截面高度之比小于3的框架柱。设计人员在建筑混土结构设计中，要避免超短柱的出现。若无法避免，则要采取控制轴压比、添加芯柱等措施。

2.2框架梁

设计人员在混凝土结构框架梁设计绘图时，如果没有按计算结果将配筋分别原位标注在支座两侧以及跨中配筋与支座配筋之比小于0.3或0.5，而导致实际配筋比大于计算结果，违反了相关标准。在设计时，要引起足够的重视，避免此类问题的出现。

2.3连梁

连梁，就是连接两片剪力墙,当遇到中震或大震时,它会首先开裂,起到耗能作用,从而使建筑物保持一定延性的梁，连梁在框架结构设计中尤为重要。但一些设计人员在设计混凝土结构时，并未认识到连梁的重要性，甚至盲目地增大它抗弯的能力或在连梁上搭框架梁，严重影响了建筑物的抗震性能。设计人员要对连梁的作用给予足够的重视，设计时确保连梁的延性，从而在地震中不被首先破坏。

2.4框支剪力墙

混凝土结构设计中，很容易出现框支剪力墙布置不均匀，出现单肢钢度过大的剪力墙，一旦破坏，则会造成严重的后果。设计人员要注意框支剪力墙的设计中，框支梁、框支柱纵筋的各项系数都应满足有关规定的要求，并且要确保布置均匀。

【总结】

混凝土结构的质量关系到建筑的安全性能，在设计时必须要引起足够的重视，设计单位要加强监管，确保设计方案严格按照规范进行，以确保工程质量。

【参考文献】

[1]. 王飞. 温小峰，混凝土结构设计中的常见问题及解决方法[J]，2012（3）；

[2]. 刘雅丽. 周小可，混凝土结构设计中的若干问题[J]，2011,29（6）；

[3]. 安景超. 混凝土结构设计常见问题分析[J]. 城市建设理论研究（电子版），2012（11）；

[4]. 高友香. 关于混凝土结构设计中的相关问题浅析[J]. 商品与质量：建筑与发展，2012（3）；

混凝土结构基本设计原则范文第11篇

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范文第12篇

关键词：混凝土结构 水工结构 计算机辅助设计 结构分析 VB CAD

计算机辅助设计（CAD）技术以其设计工期短、设计质量高、设计成本低等优点在航空、汽车、电子、机械制造、土木建筑等行业中得到了广泛的应用.相对而言，我国水工结构设计中CAD技术的应用较为落后.

80年代中期，国内曾形成一股水工结构设计CAD研究热潮，其代表性成果有厂房CAD、重力坝CAD、拱坝CAD等，这些大型软件一般来说价格昂贵，而通常的设计院若干年才完成一个或几个水利工程的设计，不像建筑设计院每人每年要完成几个甚至几十个工程的设计，因此其真正的用户不多.另外，由于当时计算机硬件水平较低，再加上水工结构设计的复杂性，水工结构CAD技术未能得到应有的发展.许多设计单位自行编制了若干常用小程序，诸如框架结构内力计算程序，钢筋混凝土结构配筋设计程序等，这类程序在实际工程结构计算方面确实起到了一定的作用.部分CAD技术应用较好的设计院也主要是利用通用软件，例如AutoCAD等，进行辅助绘图，其效率很低.近年来建筑CAD发展很快，已真正进入CAD的应用阶段.我国有关部门已正式将计算机辅助设计的出图率和优化设计所占的比重作为评定设计单位级别的一项重要指标.另一方面，计算机硬件水平又有了突飞猛进的发展.可以预言，21世纪将是计算机软件的时代.与此同时，随着科学技术的发展，水工结构设计理论有了长足的发展.基于GB50199—94《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》的新一轮水工结构设计规范几年前就已开始修订，目前已有多本规范正式颁布实施.例如，从1997年5月1日起实施的SL／T191—96《水工混凝土结构设计规范》采用近似概率极限状态设计法取代原来的半概率半经验设计法，理论上更趋完善，但设计也更复杂.因此，大力开展水工结构CAD软件的研究势在必行，研制开发一套基于上述新规范的水工混凝土结构CAD系统很有必要，而且也是可能的，具有较大的理论和实际应用价值.

1　系统总体设计原则

水工混凝土结构CAD系统总体设计时遵循了以下原则：

a． 集成化计算机辅助设计系统与可持续发展相结合的原则.目前，国内外软件开发的一个显著特点就是集成化.集成化计算机辅助设计软件具有资料查询、科学计算、绘图与图形显示、仿真模拟、综合分析、优化以及咨询等功能，其范围涉及可行性研究、总体规划、初步设计、技术设计、施工图设计、设计文件及工程造价预测与分析的全过程.例如，最初的PKPM系列软件包括用来进行钢筋混凝土框、排架及连续梁结构计算与施工图绘制的PK软件和用来进行钢筋混凝土结构平面结构设计的PMCAD软件.以后又逐渐开发出框架、框架剪力墙、剪力墙结构空间协同分析计算软件XTJS，剪力墙结构计算机辅助设计软件JLQ等，还开发出三维建筑设计软件APM，给排水设计软件WPM，建筑采暖设计软件HPM，建筑电气设计软件EPM，建筑通风设计软件CPM等，这些软件之间实现了一定程度的数据共享，形成了集建筑设计、结构设计、给排水设计、采暖设计、电气设计、通风设计为一体的集成化计算机辅助设计系统.水工混凝土结构CAD系统理应包括结构设计的全过程，首先在图形编辑状态下进行结构布置，然后自动形成计算简图并进行结构分析，再进行配筋设计，最后直接形成结构施工图.但鉴于水工混凝土结构设计的复杂性，要在短期内完成上述全部功能有很大的困难.所以，该系统的初级阶段主要包括结构分析、结构设计及规范查询等内容，但考虑到其可持续发展的要求，预留了大量接口，为今后形成大规模集成化软件系统作了充分准备.

b． 具有良好的用户界面.目前开发的软件都是基于中文Windows操作系统的.Windows的最大特点就是用户界面的图形化和可视化.当今的计算机用户已经熟悉了具有下拉式菜单、变化多样的颜色和字体以及多窗口的软件，摒弃了从键盘上输入指令的陈旧方式，越来越多地使用鼠标器在图标或菜单选项上通过揿动按钮来启动一段程序或激活一条指令.传统的没有用户界面、直接用文件输入的软件已入黄昏，少有人问津，开发基于Windows的应用软件是当今的流行趋势.该系统采用能充分利用图形用户界面（GUI）的最流行的VB语言开发，具有简洁美观、方便快捷的人机交互式界面以及Windows应用程序的标准外观和风格，用户只要稍具Windows操作知识，便可轻松正确地按人机交互方式输入计算参数，以而得到满意的结果.

①图中括号中的字母“(F)”为快捷键；“…”表示将打开对话框.下同.c． 采用数据库管理技术.水工混凝土结构CAD系统采用数据库管理技术来统一管理计算机辅助设计过程中所有数据，这样做有以下几个特点：①尽可能不重复，即冗余度最小；②以最优的方式服务于一个或多个应用程序，即应用程序对数据资源的共享；③数据存放尽可能地独立于使用它的应用程序，即数据独立性；④用一个软件统一管理这些数据，例如维护、增加、变更、检索这些数据.

d． 采用菜单结构.水工混凝土结构CAD系统各主要功能模块是通过菜单调用实现的，这样做有以下几个优点：①程序结构层次清晰明了，符合设计人员的逻辑思维，便于实用；②各功能菜单相对独立，使程序设计可留有大量接口，符合可持续发展的原则；③可在屏幕上清楚地显示出供用户选择的全部项目，有助于用户了解开放的“选择”范围，并且具有一定的提示作用；④菜单能使用户明确地选择各种功能，防止用户作出无效的选择，减少出现错误命令的可能性；⑤用户通过菜单可以容易地实现相应的功能，不必记忆各种各样的输入命令.由于该系统软件的内容比较多，主菜单选用下拉式菜单，分为7个菜单项目，即文件系统、结构分析、素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、规范查询和帮助，每个菜单项目下又有若干个子菜单.

e． 方便实用.水工混凝土结构CAD系统的方便实用性具体体现在以下几个方面：①设计流程尽可能地与工程设计人员的工作思路一致，让设计人员实实在在地感受到该系统确确实实能提高其工作效率，设计人员乐于接受；②满足不同层次人员使用该系统的需要.具体设计人员希望该系统的设计流程与其实际设计步骤相一致；总工程师们希望在审查别人设计成果时能利用该系统对设计成果某些有疑问的地方进行复核；教师们希望能利用该系统进行计算机辅助教学；学生们希望能利用该系统来加深对所学知识的理解，并能对所做作业进行复核；③与新规范密切结合.充分利用了Windows优良的在线帮助功能，研制开发了功能强大、内容丰富的规范查询系统，使之成为广大工程设计人员的得力助手，也是学习理解新规范的有效途径.

2　功能模块设计

<水工混凝土结构CAD系统共有7个功能模块，下面分别介绍其结构及功能.

2．1　文件系统

<文件系统菜单结构如图1①所示.

图1　文件系统菜单结构

<文件系统的主要功能是对水工混凝土结构CAD系统的输入参数、运行结果(包括文本文件和图形文件等)进行各类常规处理.例如，单击“新建工程…”项，输入工程名及存储路径，系统将自动创建一标准的工程数据库结构，定义各种图表及其字段，计算机辅助设计过程中，与该工程有关的所有信息将按部就班地存入相关部位.当然，要想永久保留输入的信息，在退出系统之前必须单击“保存…”项.若想对已建工程作进一步的修改，可单击“打开工程…”，新建时输入的所有资料都继续有效，并可在此基础上随心所欲地修正，或继续完成前期未尽的工作.对于大型工程，可多人分工合作，最后通过“添加工程…”将其合并在一起.要想删除与某一工程有关的所有信息，只需单击“删除工程…”.通过“打印设置…”可以按各种格式输出所需的设计结果.单击“AUTOCAD…”，可以进入AutoCAD，完成各种图形后处理工作.其它一些常见功能与Windows等通用软件相同，此处不再赘述.

2．2　结构分析

结构分析菜单结构如图2所示.

图2　结构分析菜单结构

结构分析内容非常广泛，涉及静力、动力及稳定问题等，国内外已有多种优秀的大型结构分析软件.但该类软件由于功能比较齐全，结构庞大，价格昂贵，对基层设计人员来说，既不易掌握，也有点大材小用，不为广大设计人员所接受.本结构分析模块主要包括工程中常见的、简单的结构分析问题，计算所需参数均采用人机交互式输入，小巧玲珑，方便实用.计算结果直接存入数据库，供结构设计采用.当然，此部分内容也可作为常规的结构分析软件使用.

2．3　素混凝土

素混凝土菜单结构如图3所示.

图3　素混凝土菜单结构

GBJ83—85《建筑结构设计通用符号、计量单位和基本术语》规定，凡是以混凝土为主制作的结构，统称为混凝土结构，包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等.因此，本软件系统也相应地将混凝土结构分为素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土3个子功能模块.素混凝土的主要功能是对素混凝土受压构件、受弯构件以及局部受压构件承载力进行计算。

2．4　钢筋混凝土

钢筋混凝土菜单结构如图4所示.

图4　钢筋混凝土菜单结构

<钢筋混凝土的主要功能包括两部分，一部分是钢筋混凝土各类基本构件在已知设计内力的情况下进行承载能力极限状态计算和正常使用极限状态验算，另一部分是水工结构中各类常见结构的配筋设计，计算内容包括基本资料结构布置、荷载输入、内力计算、内力组合、配筋计算、抗裂验算、裂缝宽度验算、挠度验算等，并形成计算书和施工图.

2．5　预应力混凝土

预应力混凝土菜单结构如图5所示.

图5　预应力混凝土菜单结构

<预应力混凝土的主要功能也包括两部分：一部分是对预应力混凝土结构基本构件在已知设计内力的情况下进行承载能力极限状态计算和正常使用极限状态验算；另一部分是常见预应力混凝土结构的配筋设计.

2．6　规范查询

<规范查询菜单结构如图6所示(图中仅列出水工混凝土结构设计规范的子菜单，其它规范的子菜单与相应的设计规范一致，此处从略.)

规范查询（Q）水利水电工程结构可靠度设计统一标准

图6　规范查询菜单结构

基于GB50199—94《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》修订的新一轮水工结构设计规定已陆续完成，目前已颁布实施的有DL5077—1997《水工建筑物荷载设计规范》、SL203—97《水工建筑物抗震设计规范》、SL／T191—96《水工混凝土结构设计规范》等.规范查询的主要功能是以文件的形式记录了相应规范的有关内容，供用户查询.查询时可按目录和主题两种方式进行，方便快捷.

2．7　帮助

帮助菜单结构如图7所示.

图7　帮助菜单结构

<帮助的主要功能是详细介绍水工混凝土结构CAD系统的使用方法以及技术资料等.

作者单位：河海大学土木工程学院　南京　210098

参考文献

［1］JGJ／T90—92　建设领域计算机软件工程技术规范

［2］杨秀兰.水工混凝土结构CAD系统研制：［学位论文］.南京：河海大学，1998

［3］GB50199—94　水利水电工程结构可靠度设计统一标准

［4］DL5077—1997　水工建筑物荷载设计规范

混凝土结构基本设计原则范文第13篇

关键词:连续配筋混凝土;路面状况；路面设计

随着我国道路建设的发展，路面难免出现一些病害。而连续配筋混凝土路面是为了克服接缝水泥混凝土路面由于横向胀、缩缝的薄弱而引起的各种病害如唧泥、错台等及改善路用性能而采用的一种混凝土路面结构形式。由于行车舒、 钢筋适性好、承载能力高、使用寿命长且养护维修少等显著优点，连续配筋混凝土路面在国外已得到广泛使用。我国引入连续配筋混凝土路面较晚。目前连续配筋混凝土路面设计缺少经验，施工尚无规范，在一定程度上限制了连续配筋混凝土路面在我国的推广使用。

1．工程概况

某道路工程全长4.644公里，在设计过程中，我们根据实际情况及有关专家组成员的意见和建议，选择了K0+000～K1+512.770共1.513公里路段为旧路利用路段，用来研究在旧水泥混凝土路面上加铺连续配筋混凝土路面结构的设计及施工技术，为今后的设计及施工提供科学依据。

2．旧路面状况

2.1 旧水泥混凝土路面状况

现有路面结构为水泥混凝土路面，经实地调查该路段建成通车至今，基本无重载交通及超限车辆在此通过，原路面状况良好，基本无脱皮、龟裂、麻面、坑洞、错台、接缝开裂等病害，通过对基层及底基层的调查，未出现松散状况，原路面结构密实。考虑本项目新建路面结构按照重交通量进行计算，原有水泥混凝土路面已不能满足重载交通的要求，故将原路结构作路槽加以利用，在旧板上加铺连续配筋混凝土面板。沿线原有排水设施完好。

2.2 交通量状况

公路混凝土路面设计使用年限20年，设计标准轴载采用BZZ-100，设计使用年限内一个车道上的累计当量轴次为1.237×107，路表设计弯沉值为27.5（0.01mm）。

3．路面结构设计要点

3.1 原设计路面结构

K0+000～K1+512.770路段现有的路面结构为水泥混凝土路面，原设计路面结构如下:

20cm厚C30水泥混凝土面板；原有沥青路面调平后重新铺筑面层。

3.2 连续配筋混凝土路面设计

(1)设计方案制定原则

①提高路面结构承载、能力，进行加铺层设计，弥补原路基及路面结构的薄弱不足，以适应本项目大交通量的需要，以及超载、重载车辆的影响。

②路面结构内部应按照防排结合的原则进行防排水设计，将路面结构与防排水进行综合设计，尽量防止雨水渗入路面结构与路基内部，排除可能渗入路面结构内部的雨水。

③在满足技术要求（交通量和使用性能）的条件下，按因地制宜、合理选材、节约投资的原则进行路面结构方案的技术、经济比较，选择技术先进、安全可靠、经济合理、方便施工的结构方案。

④旧路加铺改造设计应尽可能采用较薄的路面结构，减少对沿线交通设施的影响，方便居民出行。

⑤路面结构方案应方便施工，且尽可能采用机械化作业，提高效率与施工速度，减少人工作业环节，保证施工质量。

(2)设计思路

连续配筋混凝土加铺层路面结构可分为2个层次：连续配筋混凝土加铺层、隔离层。通过隔离层分离上下两个水泥混凝土板，采用分离式加铺结构；连续配筋混凝土加铺层对原水泥混凝土路面结构强度的不足进行补强，适量提高路面平整度，改善道路表面排水功能，同时提供一个安全、舒适、耐久的行驶平面。

(3)路面结构与材料的技术性能要求

①混凝土面层。水泥。宜采用旋窑道路硅酸盐水泥，也可采用旋窑硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥标号不宜低于42.5级，水泥的抗折抗压强度应符合《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTGF30-2003中要求。水泥的化学成分，物理特性等路用品质应符合《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTGF30-2003中要求。集料。粗、细集料技术要求应符合《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTGF30-2003中规定。建议采用河砂，砂的硅质含量不应低于25％。饮用水可直接作为混凝土搅拌和养护用水，含泥沙量较多的混合水和严重污染的河水、湖水、沼泽水不得作为混凝土搅拌用水。所用传力杆、拉杆钢筋应符合国家有关标准的技术要求，钢筋应顺直，不得有裂纹、断伤、刻痕、表面油污和锈蚀。水泥混凝土强度以弯拉强度控制，其28d龄期的弯拉强度不低于5.0MPa，强度不低于C35。具体可按《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTGF30-2003中的要求进行。采用小型机具摊铺时，出机坍落度为10-40mm，摊铺坍落度为0-20mm，最大单位用水量为碎石150kg/m3，卵石145kg/m3，最大水灰比为0.46，最小单位水泥用量为300kg/m3。

②隔离层。应能将旧水泥混凝土面板与加铺层完全分离，以达到分离式加铺的目的。隔离层厚度应尽可能薄，以减少路面的总厚度。隔离层应尽可能兼顾防水的作用，防止雨水渗入到旧路结构内部，隔离层不设置纵缝。隔离层材料可选用沥青混凝土、沥青砂或油毡等，不宜采用砂砾或碎石等松散粒料。沥青混合料隔离层的厚度不宜小于25mm。

3.3 具体设计方案

根据以上的设计原则、设计思路，结合本路段的实际情况，并参考国内外研究的成果，提出该路段的结构方案，路面结构如下：

面层。C35连续配筋混凝土26厘米;

隔离层;

细粒式沥青混凝土3厘米（AC-13C）;

粘层油。经换板压浆处治后的旧水泥混凝土面板。

(1)连续配筋混凝土加铺层

该层的目的是补强与调平，同时起表面功能作用，提供平整、抗滑的表面使用性能，舒适、安全的行车性能，密水、抗变形的结构性能。连续配筋混凝土路面是在路面纵向配有足够数量的钢筋，以抵制混凝土路面板纵向收缩产生的断裂，因此，连续配筋混凝土路面除施工缝及构造需要的胀缝以外，完全不需设置胀缝及缩缝，形成一完整而平坦的表面，从而改善了汽车行驶的平稳性，避免了普通混凝土路面的接缝破坏，同时也增加了路面的整体刚度，提高承载能力、抗雨水作用。因此，在旧水泥混凝土路面的改造、加固以及特殊路基路段，采用连续配筋混凝土路面都具有重要的使用价值。

根据国外的研究成果，连续配筋混凝土路面的极限应力和挠度与普通混凝土路面大致相同，在重交通道路上不减薄板厚，采用与普通混凝土路面相同的厚度。

本路段结构层厚度通过计算，采用26cm厚连续配筋混凝土加铺层，在结构上是可行的，可以满足结构受力要求。纵向钢筋采用直径为18mm的HRB335钢筋，间距20cm；横向钢筋采用直径为16mm的HRB335钢筋，间距70cm，符合规范要求。纵缝拉杆由板内横向钢筋延伸穿过接缝代替。

(2)端部处理方法

由于连续配筋混凝土路面取消了横向接缝，这样在连续配筋混凝土路面与桥梁、构造物、沥青路面、普通混凝土路面等相接处，会因混凝土热胀冷缩形成纵向位移，为阻止由此产生的巨大水平推力而造成路面的损坏或影响构造物的稳定性，必须设置合适的端部处理措施，以约束、消除或调解纵向位移，这是连续配筋混凝土路面有别于普通混凝土路面的特殊要求，也是其设计的主要组成部分之一。

端部处理方法很多，《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40-2002中列出了采用钢筋混凝土地梁或宽翼缘工字钢梁、连续设置胀缝等形式。本次设计本着能满足面板的纵向位移，与两端的沥青路面能很好的配合以及尽可能方便施工，减少施工的复杂程度等原则进行设计。要求与两端的沥青混凝土路面的连续设置胀缝，以保证其使用性能。

(3)隔离层

隔离层的主要目的是将连续配筋混凝土加铺层与旧水泥混凝土隔离，形成分离式加铺层结构。综合考虑隔离层的主要功能、材料性能，同时根据本路段的具体特点，宜选用较薄的结构与材料，经多方论证决定采用沥青混合料AC-13，厚度为3厘米。

4．结束语

通过参照公路水泥混凝土设计规范结合本路段的具体情况，提出旧水泥混凝土路面上进行连续配筋混凝土路面加铺层的结构设计方案与段不处理方案，希望能为以后的设计工作提供一定的借鉴和参考。

参考文献：

混凝土结构基本设计原则范文第14篇

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

混凝土结构基本设计原则范文第15篇

关键词：市政道路设计；路面设计；路基排水；路面结构

Abstract：Subgrade and pavement has been the road design focus, by combining the author engaged in municipal road design practice, summed up the pavement and subgrade design principles and standards, from many schemes comparison and demonstration of pavement and subgrade design optimization scheme, so as to ensure the safe and reasonable design of roadbed.

Key words：Municipal road design; Pavement design; Subgrade drainage; Pavement structure

中图分类号： TU99 文献标识码： A 文章编号：

引言

对于道路的路面及其路基设计应当根据道路使用要求及沿线气候、水文、地质等自然条件、施工条件、材料来源，密切结合当地实践经验进行路面技术经济综合设计。本着技术先进、合理选材、方便施工、利于养护、安全适用、经济合理的原则进行路面设计。

路面结构设计

2.1设计标准

根据《公路自然区划标准》（JTJ003-86），设计市政道路位于Ⅳ7（华南沿海台风区）。路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论，以设计弯沉值和沥青层底拉应力为设计指标，计算路面结构厚度。路面设计采用以双轮组单轴轴载100kN为标准轴载。沥青混凝土路面设计使用年限15年，水泥混凝土路面设计使用年限30年。

2.2路面类型比选论证

市政道路常用的路面结构类型有两种，即水泥混凝土路面和沥青混凝土路面。选择何种路面类型，应从使用要求、交通量大小及组成、当地的气候和自然环境、路基条件、材料供应、施工及维修养护水平、资金筹措、节约能源、环境保护等方面进行综合分析比较后作出抉择。

（1）从路面的技术适应性（结构功能）进行比较。沥青混凝土路面显著特点是抗变形能力强，荷载应力大部分由基层承担，路面结构对土基性状(土基模量)的改变极其敏感，对集料的要求很严格。水泥混凝土路面最显著的特点是刚性大，有良好的抗疲劳性、较高的抗压强度、抗弯拉强度及抗磨耗能力，其承载力大，稳定性好；但板体对于超载所引起的反映特别敏感，一旦载重超过极限，则路面板发生断裂，同时在板角会产生应力集中，极容易产生断板现象；水泥混凝土路面在使用中后期，路面防渗水能力差，降水通过板缝下渗到基层、土基，使基层发生唧泥，使土基软化失去承载力，最终导致结构层提前破坏。

本路段沿线土(岩)性主要为白云岩、砂岩、灰岩，这种岩石风化后多为砂性土(或土质砂)，其渗透性强，压实性好，不存在大范围的不良土质，这对两种路面结构均有利。由于气候条件的原因，沥青混凝土路面可能出现高温车辙、低温缩裂、坑槽水损害等病害，而水泥混凝土路面则容易出现板底脱空、唧泥、冲刷基层、面板弯曲等病害；同时本路段交通量中、大货及大客车型所占比例较大，在这类重轴载车长期作用下而水泥混凝土路面则容易出现裂缝、断板等病害。

（2）从路面使用性能（表面功能）进行比较。路面平整度对路面的使用性能影响最大，它直接影响车辆运行的平稳性和驾驶人员的舒适性；路面平整度不良还会增加车辆的运行费用，加速路面损坏。沥青路面刚度低，有较好的减振和吸收能量效果，因此沥青路面具有很好的平整度(即使路面破坏后平整度易于修复)，行车平稳、舒适，噪音小，但路面泛油和石料磨光后易造成抗滑性能下降。水泥混凝土路面夜间行车诱导视线良好，但刚性大，减振性能差，行车舒适性差，噪音污染大，路面磨损后抗滑性能大大降低而影响行车安全，恢复路面的抗滑性能困难。且水泥混凝土路面修复较沥青路面困难。

（3）从施工技术与质量控制水平对路面结构的影响进行比较。沥青混凝土路面和水泥混凝土路面都要求建设单位配置先进的施工设备，达到较高的施工技术水平和质量控制水平，两类路面的优点都必须在高质量控制的基础上才能发挥。

（4）从生态平衡与环保效应进行比较。在相同的技术标准条件下，汽车行驶在水泥混凝土路面和沥青混凝土路面上的排气污染情况无大的差别，但是水泥混凝土路面的噪声污染明显高于沥青混凝土路面。

（5）从经济效益进行比较。根据市政道路建设经验和资料研究表明，单纯从建设和使用养护来比较，水泥混凝土路面总费用现值略优于沥青混凝土路面总费用现值。但考虑到整个社会效益，沥青混凝土路面的社会效应要优于水泥混凝土路面的社会效应。

综合以上的比较分析，并结合当地实践经验等方面综合分析，全线除收费站采用水泥混凝土路面外，其它采用沥青混凝土路面结构。

2.3路面结构层方案比选论证

（1）采用沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)和细粒式改性沥青混凝土(AC-13C)上面层的比较论证。SMA路面较改性沥青混凝土路面在抗压强度、耐高温稳定性、水稳性、抗滑能力、平整度和抵抗收缩变形的能力等路用性能上要好，但SMA路面对原材料质量技术要求高，对施工工艺要求也高，价格相对要高，对应本路段交通量不大的情况下性价比不高。通过多条市政道路的经验总结，新的沥青路面设计规范对细粒式改性沥青混凝土的级配作了改进，对防止沥青混凝土早期破损起到了很好的作用。如果对沥青进行改性，改性沥青混凝土路面的路用性能会有较大的提高，造价也要稍高。综上所述，推荐4cm细粒式改性沥青混凝土(AC-13C)作为上面层。

（2）6cm中粒式沥青混凝土（AC-20C）中面层。中面层应具有高温抗车辙、抗剪切、密实、基本不透水的性能。总结广东地区多条市政道路建设经验，使用中粒式沥青混凝土（AC-20C）完全能满足中面层的功能要求。

（3）8cm粗粒式沥青混凝土(AC-25C)下面层。下面层应具有高温抗车辙、抗剪切、密实、基本不透水、耐疲劳开裂的性能。总结广东地区多条市政道路建设经验，使用粗粒式沥青混凝土(AC-25C)完全能满足下面层的功能要求。

（4）基层、底基层方案。水泥稳定碎石作为基层、底基层早期强度大，施工工艺简单，施工经验成熟。本项目推荐采用水泥稳定碎石作为基层、底基层。