混凝土结构设计范文

混凝土结构设计范文第1篇

【关键词】劣化；耐久性；渗透性；碳化；碱骨料反应；冻融循环；钢筋保护层

1、耐久性设计的理由

混凝土的耐久性是在外部和内部不利因素的长期作用下，保持其原有设计性能和使用功能的性质，在各种多样性的使用环境下抵抗各种物理和化学作用破坏的能力。结构的设计使用年限通过安全性、适用性和耐久性来实现。而耐久性是实现预期使用年限中适用性和安全性的基础。因混凝土耐久性不足而引起结构性能劣化，造成各种损失、降低建筑物的使用寿命，混凝土劣化是内外因素及相互作用的结果，主要表现为：

混凝土中的气体、液体和离子在渗透、扩散和迁移中使得渗透性对结构性能有本质的影响；多孔-裂缝-缺陷间有着复杂的联系，是水灰比、水泥用量、掺合料、骨料、外加剂与成型工艺、养护条件综合作用的结果。环境的物理化学作用对混凝土有劣化作用，如材料与环境的磨损、冲蚀、荷载、温度作用外，土壤和地下水中存在的硫酸盐等腐蚀性介质导致混凝土膨胀和开裂，增大了渗透性，加速了混凝土的劣化。空气中二氧化碳气渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低即混凝土碳化，又称作中性化，当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋的保护，促成钢筋开始生锈。严重的锈蚀膨胀使钢筋与混凝土黏结衰减失效、随着混凝土保护层开裂甚至脱落，钢筋的锈蚀加剧，进一步促使混凝土的劣化。北方严寒地区混凝土中结冰的水会体积膨胀而过冷的水会发生迁移，产生的压力会引起混凝土开裂和剥落，而温度回升后冰随着融化更多的水被吸入裂缝中，这种冻融与渗透性加速了混凝土劣化，而除冰盐在北方地区的使用带来对混凝土耐久性的降低。混凝土骨料中的活性矿物成分（活性二氧化硅）与碱性氢氧化物在潮湿环境下发生化学反应生成膨胀性碱硅胶，即碱骨料反应引起混凝土强度和弹性模量损失，其膨胀和开裂形成裂纹和裂缝或宏观错位。而水气引入的过量氯离子会引起结构中钢筋严重锈蚀。环境温度和湿度变化，导致混凝土湿胀干缩、热胀冷缩，引起混凝土中各组成材料因弹性模量不一致而涨缩不一致，产生微裂纹。所以，要防止混凝土碳化、限制碱含量、控制水胶比和混凝土中氯离子含量、控制温湿度、选择合适的骨料及级配、在规范基础上选择最外层钢筋的混凝土保护层厚度是结构耐久性设计中的重要内容。

2、耐久性设计的原则

结构设计规范中的要求是基于公共安全和社会需要的最低限度要求。工程都有各自的特点和环境及施工方式，所以有时仅仅满足规范的某些最低要求往往不能保证具体设计对象的耐久性从而保证设计使用年限。不同技术标准规范对同一问题规定不同，这时就需要设计人员运用力学、物理化学知识具体问题具体分析，有针对性、有理有据采取措施。工程技术人员的专业分析判断能力往往比规范的规定更可靠。水泥用量要适当，主要控制水胶比、采用最佳矿物掺合料的参量和比例，掺减水剂和引气剂，骨料的粒径不宜过大，粗骨料一般不超过30mm为宜，而混凝土施工或与预制构件制作中要加强养护来控制温度、塑性和干缩等裂缝的产生和发展，从而制作成低孔隙、界面结合良好和少裂缝混凝土，达到耐久性目的。为了避免混凝土碳化的影响需要使钢筋有足够的混凝土保护层厚度，避免钢筋因碳化锈蚀而影响钢筋混凝土的性能。

北方地区为了抗冻融，要对地下水文地质情况做到心里有数，因混凝土孔隙水受冻结冰、遇热融化的反复等交替的累计效应，会引起混凝土破坏，除了上面提到的因素外吸水饱和度和环境状况在这种破坏中具有更加特殊的作用。降低水灰比、掺硅灰等抗冻性高的掺合料、用坚固的吸水率低的优质骨料及合理的骨料级配，在必要时用减水剂、引气剂等来减缓冰冻压力。盐溶液、干湿、冻融循环等各种因素的交互作用则将是更加不利的情况。因碱骨料反应发生往往在潮湿环境中，所以限制混凝土中碱含量，尤其是在地下工程、路桥工程、潮湿环境中根据情况不同程度的严格限制，这是防止碱骨料反应的重要措施；此外矿物掺合料、掺入引气剂等也可有效的减轻碱骨料反应。耐久性和结构承载力设计有时对混凝土最低强度有不同要求，这就要同时考虑二者中要求偏高的要求，有些地下工程往往是耐久性起控制作用，同时应注意混凝土强度与钢筋级别的匹配，从现行规范看，基础及地下工程不能使用HPB300级钢筋，而应使用比此级别高的钢筋。所以耐久性设计应以解决混凝土劣化，保证结构的使用寿命为基本原则。

3、耐久性设计的一般内容

3.1结构的设计使用年限、环境影响

结构设计使用年限除考虑结构的重要性外，还与业主的要求、结构及基础类型、环境状况、布置方式和构造措施等有关，一般为50年，也有100年的。在北方地区，对刚性阶梯形条形基础，采取坡形并抹面的形式有利于减轻冻胀，这是从环境的冻胀角度来减轻基础劣化；有条件或要求较高时，水泥宜采用硅酸盐或普通硅酸盐水泥；而地下和潮湿环境等宜采用碱含量受控水泥，特别是地下潮湿的环境；对于如工业项目中的设备基础等大体积混凝土则宜采用中低热硅酸盐水泥或低矿渣硅酸盐水泥；此外粗细骨料也应根据特殊要求做相应的控制，但粗骨料级配应连续，细骨料对抗渗抗冻和海砂等均有相应的耐久性方面的要求，这些在《混凝土质量控制标准》GB50164-2011中都有明确要求。地面以上环境类别不都是一类环境，如工业厂房不采暖的情况，一般不属于一类环境，采暖的工业建筑或民用建筑，室内和室外也不是同类环境。一个构件的不同面，如屋面板靠外侧及靠外侧的墙梁面在没有有效的保护措施时等都不属于一类环境。同属于室内的淋浴间也不属于一类环境。

3.2钢筋的混凝土保护层厚度

现行规范规定的钢筋保护层厚度是指箍筋、分布筋等最外层的钢筋保护层厚度，这与以往的规定不同，这种规定更加合理，具体保护层厚度国家标准规范均有规定。

钢筋的混凝土保护层厚度达不到要求和波动较大是施工中的质量通病，设计中应有明确的可控措施，《混凝土结构钢筋间隔件应用技术规程》JGJ/T219-2010的做法是比较实用的控制保护层厚度的有效尝试，保护层控制可依据环境类别、使用部位的不同而采用金属类、塑料类、砂浆水泥基类或混凝土水泥基类的间隔件来保障，保护层采用钢筋间隔垫的措施，虽然投资略有一点点增加，但操作宜控，提高了保护层的准确率，从而提高了耐久性。对于柱墙等竖直构件，地下部分的钢筋保护层因环境类别的变化需要加厚，底层柱和往地面以下延伸的柱，应注意不宜采取同一截面，因为若采取同一截面，按底层柱的保护层，如25，但按地面以下则为40，势必造成要地面以下的柱承载能力降低。宜钢筋位置不变，将上下保护层的差加到地面以下延伸柱上，使底层柱略微扩大，这应在施工图设计别给予关注的地方。

3.3混凝土裂缝控制要求

屋面板的配筋一般是受力配筋，当屋面较长或温差较大时就应该同时考虑温度作用，尤其是比较吸热的卷材屋面等，尤其要考虑。屋面的保温材料的使用年限与结构的使用年限不一致，温度对长度较长的屋面的影响是很大的，某些部位超出了受力的影响，钢筋配置不能仅按荷载计算，而应叠加温度作用，钢筋的200间距的排布有时不够，可为100-150间距，满足强度的前提下有时调整钢筋直径，缩短间距也是一种可行的办法。碱骨料反应、冻胀以及碳化等引起的裂缝的防治应有针对性。尤其是地下工程，如混凝土剪力墙等耐久性问题突出，应积极预防，如控制混凝土中碱含量、选择低碱活性骨料、改善混凝土所处的环境，隔绝湿气进入、掺矿物混合材、外加剂等，均简单宜行。需要明确的是，水泥用量多在控制碱含量方面不是有利的。

3.4混凝土其他劣化的治理

基础及地下结构和室外雨棚等属于恶劣环境情况，防排水构造等要加强，如保护层普遍加厚，做防水防潮层，构件形状有利于排水等；其实这些措施也有益于减轻碱骨料反应。碱、活性骨料和水是碱骨料反应的三因素，减少其中的任何一因素均可控制碱骨料反应。严重环境作用下合理采取防腐蚀附加措施或多重防护策略；耐久性需要的施工养护制度与保护层厚度的施工质量验收要求。结构使用阶段的维护、修理与检测要求（图纸应该明确，包括必要的检测通道。预留检测维修的空间和装置）等。设计文件中应增加对混凝土养护、使用期的检查和维护等内容。

3.5混凝土强度等级取值

配筋混凝土结构满足耐久性要求的混凝土最低强度等级，设计使用年限30年-50年1-A环境C25，一般情况下，地面以下的混凝土的强度等级为C30，但地下室顶板一般应以C35比较合适，所以与环境类别密切相关。

4、混凝土耐久性规范的应用

《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008适用于常见环境下房屋建筑物和构筑物及其连接件的耐久性设计，是达到设计使用年限的具有必要保证率的最低要求；此外还有《混凝土结构耐久性设计与施工指南》（CCES01-2004）；《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中第3.5节的耐久性设计是根据环境类别使用年限对房屋建筑结构耐久性设计的简化和调整后的基本设计内容，混凝土保护层在8.2节；《混凝土质量控制标准》GB50164-2011则包含了混凝土耐久性方面通常的主要影响因素的材料控制内容等；《混凝土结构钢筋间隔件应用技术规程》JGJ/T219-2010是针对影响混凝土耐久性的质量通病钢筋的保护层的控制技术，《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011对原材料、骨料含水率、最大水胶比、最小胶凝材料用量、矿物掺合料、水熔性最大氯离子含量、引气剂掺量以及对预防碱骨料反应的措施等都有明确、简洁可操作的规定。对于泵送混凝土还要执行《泵送混凝土技术规范》JGJT10-2011。对于地下、外墙、坡屋面处于环境比较差的结构部位，分别有《地下工程防水技术规范》GB50108-2008和《建筑外墙防水技术规范》JGJT235-2011、《坡屋面工程技术规范》GB50693-2011可供执行；对于冻土地区因冻胀性的影响须执行《冻土地区建筑地基基础设计规范》JGJ118-2011，根据冻土类别有着不同的勘察和设计要求；再有《混凝土结构工程施工规范》GB506666-2011结束了混凝土结构无施工规范的历史。对于工业中经常遇到的大体积混凝土问题，有《大体积混凝土施工规范》GB50496--2009等等，这些近年来的技术标准，无异在促进混凝土耐久性提高方面发挥着越来越重要的作用。

5、结论

通过对混凝土外部使用环境和结构内部因素的分析，探讨了结构耐久性设计的基本理由、原则、设计内容和相应的规范，因混凝土耐久性的影响因素异常复杂，本文仅能对结构混凝土耐久性设计提出抛砖引玉之作用，旨在实现对房屋结构不需要花费大量资金加固就能保证安全、使用功能和外观要求，在加强结构耐久性设计方面提供一些技术交流和参考。

参考文献

[1]混凝土结构耐久性设计与应用 第2章混凝土结构性能劣化机理 第3章混凝土结构耐久性设计出版：2011年8月第一版.邢锋.编著.

混凝土结构设计范文第2篇

关键词：浅析；建筑；混凝土；结构设计

建筑结构设计规范是国内结构设计的法规，是建筑结构做到技术先进、安全适用、经济合理的指导文件。为了更好的遵循这一法规，对结构设计规范应该熟悉，更应该正确理解，保证土建结构设计质量。

1 结构材料选择

1.1混凝土结构设计规范

在设计工作中，在对混凝土的强度等级的理解与应用存在以下两方面的问题与争议：

1.1.1规范4.1.2条规定：钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15。与此条相呼应在4.1.3条和4.1.4条中不再列入了C10混凝土的强度标准值、设计值。这里存在一个对上述规范条文的正确理解与应用的问题，这就是作为基础垫层的素混凝土是否可以采用C10混凝土，是否也必须采用C15混凝土。对这一问题存在很广泛的争议。在某些工程中对基础垫层的混凝土采用C10后，不仅有的监理公司的监理人员对此置疑，甚至有的图纸审查人员也表示反对，都认为这违反了规范的要求，要求改正为C15。混凝土垫层采用C10等级的混凝土，如改为C15级混凝土没有必要而且增加造价造成经济上的浪费。分歧的原因是置疑的人员没有正确理解规范的条文，因为规范的4.1.2条是指钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15，而作为垫层的混凝土是素混凝土不属于钢筋混凝土，垫层混凝土的作用是保护地基土在施工中不扰动，同时为基础的施工创造有利的工作条件，C10混凝土完全可以达到。

1.1.2规范4.1.4条例表规定了各个强度等级的混凝土的轴心抗压强度设计值。其中有一个注释，因是用小字表达常被设计人员忽视，这个注是指当轴心受压及偏心受压构件的截面长边或直径小于300mm，则表中的混凝土强度设计值应乘以系数0.8。该注释是不能忽视的，因为当构件的截面尺寸越小，混凝土构件的缺陷带来的强度损失越大。

1.2 砌体结构设计规范（GB 50003-2011）

在砌体结构设计规范中，对结构材料选择的规定方面容易忽视的主要是第6.2.2条对地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间的墙，所用材料的最低强度等级提出的要求，其目的是为了保证结构的耐久性。例如对于地基土很潮湿的砌体，砖至少要求MU15，砂浆必须是水泥砂浆而且不低于M7.5。但在实践中很多设计人员单从砌体的强度要求出发采用MU10砖、M5水泥砂浆。这是违背规范要求的，应予改正以保证结构的耐久性。此外，上述这一要求不仅针对地面以下砌体，还针对地面以上的潮湿房间，例如卫生间等。

2 结构构造要求

2.1砌体结构伸缩缝的最大间距

在建筑设计中，为了防止或减轻房屋在正常使用条件下，由于温差和砌体干缩引起的墙体竖向裂缝，应在墙体中设置伸缩缝。在砌体结构设计规范（GB 50003-2011）中第6.3.1条规定了砌体房屋伸缩缝的最大间距，例如钢筋混凝土屋盖当屋面设有保温层或隔热层时，伸缩缝的最大间距为50m。我国很多房屋长度在40m～50m的砌体房屋，按上述规定没有设置伸缩缝，但不少房屋还是出现了温度裂缝，有的甚至比较严重。原因在于设计人员没有全面理解该规范条文。首先该规定是针对烧结普通砖的，对于目前墙体改革中新使用的混凝土砌块等房屋，该规范已强调由于混凝土有干缩性，应该将伸缩缝的最大间距乘以0.8系数，也就是说应将伸缩缝的最大间距调整为50m×0.8=40m。其次该规范在注释中还强调了对于白天和夜晚温差较大地区，伸缩缝的最大间距应予以适当减小，因此，对于我国昼夜温差较大的地区来说，应适当减小伸缩缝的最大间距，使用烧结普通砖的上述砌体房屋，伸缩缝的最大间距应降为45m，使用混凝土砌块的上述房屋，伸缩缝的最大间距应降为35m。按调整后的伸缩缝的最大间距设计的砌体房屋再辅以其它措施后，很少再出现温度裂缝了。

2.2混凝土结构中钢筋的混凝土保护层厚度

现行混凝结构设计规范（GB 50010-2012）中，比89规范更加重视对混凝土耐久的要求，而混凝土结构的耐久性与混凝土保护层的厚度是密切相关的，因此现行规范比原规范对混凝土保护层的厚度要求有所增加。例如在一类环境柱的混凝土保护层的厚度由25mm增加到30mm。特别对于基础，混凝土保护层的厚度增加得更多，因为基础与水有接触，所处环境更为不利。但在设计实践中往往有些设计人员忽略了这一变化，因而不能满足混凝土耐久的要求，造成混凝土质量下降。

3 结构荷载取值

3.1屋面可变荷载的取值和分布

并非在屋面全跨布置可变荷载产生的内力一定最大，往往在半跨布置可变荷载时结构可能更为不利。因此对于屋架和拱壳屋面除了全跨布置可变荷载时做出计算外，还应考虑半跨布置可变荷载，并做出相应的计算，然后按最不利的情况进行设计。对屋面可变荷载的取值应十分谨慎，特别是对于屋架和拱壳屋面，因为这类屋面荷载的分布对结构的内力很敏感。例如积雪荷载应按全跨均匀分布、不均匀分布，半跨均匀分布的几种情况进行设计，这样才能保证屋面结构的安全。

3.2 基础设计时的荷载取值

在建筑地基基础设计规范（GB 50007-2012）中第3.0.4条明确做出了以下规定：计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的永久值组合，不应计入风荷载和地震作用。计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，分项系数均为1.0。按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。在设计实践中上述的各方面经常有设计人员没有正确执行。

3.2.1计算地基变形时将荷载取值错误地取为荷载设计值而不是荷载的准永久组合值。由于荷载的设计值大约为荷载准永久组合值的1.4～1.6倍，因此这一错误取值造成的影响更多，常常使原本地基变形不超过限值，错误的判断为地基的变形不满足设计要求。错误地将基础加深或将基础的底面积扩大，造成很大的浪费。

3.2.2在确定基础底面积或确定桩数时，荷载取值错误地取为荷载的设计值而不是荷载的标准值，由于荷载的设计值大约为荷载标准值的1.25倍左右。因此这一错误将导致约20%的浪费，对整栋建筑而言，这一浪费是相当大的。

3.2.3计算挡土墙的土压力、地基或斜坡的稳定时，荷载的取值错误地将永久荷载的分项系数取1.2，将可变荷载的分项系数取1.4，而忽视了规范别说明了的分项系数均为1.0的规定。

4 结束语

在结构设计工作实践中部分结构设计人员对现行结构设计规范缺乏正确理解或常有疏忽，给工程带来安全隐患或者增加不必要的造价。在建构筑物的设计中，结构设计关系到建筑结构的安全、耐久、适用和经济等多个方面，因而结构设计工作是十分重要的。

参考文献：

[1]砌体结构设计规范.GB 50003-2007.中国建筑工业出版社.2007.

混凝土结构设计范文第3篇

关键词：混凝土；结构设计；抗裂

前言：建筑行业的飞速发展使得混凝土结构面积以及尺寸越来越大，给施工裂缝控制带来了很大难度。混凝土结构物产生裂缝是结构物的承载能力、耐久性、防水性等的各种性能下降的主要原因。裂缝是混凝土中最常见而又最难以杜绝的缺陷，影响到建筑的使用寿命，所以合理的控制措施对延长结构物的使用寿命至关重要。据有关研究及实践报告显示结构物的裂缝问题属材料的固有特征，因此具有某种不可避免性。裂缝出现的原因多种多样，和混凝土材料的合格性、结构使用和维护等多方面相关，结构设计是先决条件，设计中需要针对不同的结构特征采取相应的抗裂措施。

一、工程概况及混凝土结构设计的重要性

目前，我国的建设工程事业的不断发展，框架结构在建筑工程施工中已经得到了普遍应用，可是，现代建筑设计也向复杂化和高层化不断发展。现在的建筑工程施工中混凝土已经被普遍应用，成为施工中最主要的原材料，然而我国的建筑中，混凝土的结构设计却并不完善，导致工程常常会出现裂缝问题，从而影响到建筑工程的质量，不利于我国建筑企业以及建筑行业的发展。所以，加强混凝土结构设计的技巧，采取相应的措施对我国的建筑行业以及国家经济的发展都有着深远的意义。

二、混凝土结构裂缝形成的原因

为了有效解决混凝土施工过程中存在的裂缝问题，需要对其产生原因做细致分析，导致混凝土裂缝的原因比较多，大概可以归纳为三方面，即原材料的配置、环境因素、以及施工设计。

2.1原材料的配置

混凝土中的外加剂、粗骨料、细骨料、水泥等材料不合格都会导致裂缝产生。比如水泥安定性不合格或者水泥比表面积较大，会导致混凝土因为需水量增加而使水灰比过大，水化热严重导致混凝土的开裂，还有骨料中含泥量较大也会增大混凝土的收缩率，因而也容易发生裂缝现象，另外由于外加剂不稳定，尤其减水剂质量，可能会出现减水率偏低，而为了达到混凝土的工作性能而增加用水量，水灰比的增大，较大水化热导致混凝土开裂。

2.2环境因素

施工现场环境恶劣，施工现场的温湿度也会对混凝土是否裂缝产生重要影响，混凝土具有热胀冷缩的性质，受温度影响较大。当混凝土水热化或者周围环境发生变化时，混凝土的内外温差变大从而发生变形产生应力，降低其本身的抗拉强度，当混凝土抗拉强度小于温度应力时就会产生裂缝。

2.3施工设计

现代建筑功能性和美观性兼备，导致建筑结构设计越来越复杂，为了能够满足人们的需要，出现了各种形式的结构体，这些结构体本身来说就容易产生裂缝，再加上施工设计的不合理以及施工难度及施工误差，从而产生裂缝。除了以上三个主要影响因素以外，混凝土裂缝问题还受到施工工艺、后续维护等方面的影响。工作中需要综合考虑并完善这些细节工作，才能有效改善混凝土施工实践工作，提升建筑工程质量。

三、结构设计时用的抗裂措施

3.1原材料的控制

要控制混凝土的开裂，首先需要从原材料的选择出发，原材料选择的正确与否，直接影响到混凝土的开裂。水泥强度达不到要求，水灰比过大以及水泥用量过大、外加剂使用不当等都能产生裂缝。混凝土原材料种类众多，其使用性直接决定了混凝土的质量。自20世纪初起，为增加粗骨料的粒径、降低水泥的用量等措施来将水化温峰降低从而达到抑制热裂缝的目的。

3.2减小环境温差

环境温差是日照温差与季节温差的总称。温差是影响裂缝产生的一个重要因素，所以要采取下列方法进行控制，即经有限元程序求解出温差应力然后根据计算值进行合理配筋亦或直接把配筋率提高到要求数值，从而提高配筋率来提高混凝土的极限拉伸的方案来减小温度应力对混凝土的影响。

3.3提高结构自身承载力

建筑工程设计过程中，虽然挠度和承载力都在标准规范的要求范围中，不过假使相比之下来说，承载力较小同时挠度较大造成的偏差也容易导致工程项目出现裂缝，那么，就需要提高结构的配筋率并且加大梁截面。同时，对混凝土相关项目的设计一定要考虑留出一定的安全余地。

3.4减小地基的不均匀沉降

地基不均匀沉降也是引起混凝土结构裂缝产生的原因，但是建筑物地基的不均匀沉降而引起的结构裂缝的事例不多。地基的不均匀沉降，引发混凝土受力不均导致裂缝现象。所以在设计的过程中要考虑到加强基础的整体性能，减小地基沉降对混凝土结构的影响。比如独立基础时设置拉梁，或采用筏板基础，或采用箱形基础。

3.5控制地下室墙体的裂缝并设置后浇带

社会持续发展，出现越来越多的超长建筑，同时由于很多建筑的功能以及美观要求不让设置伸缩缝，这就需要结构专业采取相应的措施解决混凝土收缩和由于温度应力导致的结构裂缝和变形。混凝土结构设计不仅仅是本身的结构设计，还涉及到与其他构件之间的结构合作。为了控制地下室墙体裂缝的发生，可采取在墙体顶部以及腰部设两道暗梁的措施，并适当增设暗柱，以起到模箍作用或适当增加墙体配筋。为防止墙体出现早期收缩裂缝，在墙体中可设置适当数量后浇带。按规范要求，每30-40m间距留出施工后浇带，带宽80-100cm，钢筋采用搭接接头，在45到60天后浇筑。

3.6必要厚度的保护层

混凝土结构设计不仅是结构设计，还涉及到其他构件间的合作。在混凝土结构中，钢筋和混凝土都是其中一份子，两者之间要有好的承载力才能保证结构的整体性。钢筋在混凝土中锚固是钢筋与混凝同的保证，所以，要除去钢筋上的锈蚀、泥土，使钢筋和混凝土很好的结合，以确保混凝土对钢筋的握裹力。如果有锈蚀就很难保证混凝土和钢筋的充分结合，导致两者之间存在缝隙，导致混凝土产生裂缝，裂缝发展会导致混凝土剥落开裂，这种裂缝不但破坏混凝土对钢筋的握裹力、破坏钢筋的锚固，还会加速钢筋的锈蚀。长期下去会造成承载力下降，甚至危及结构的安全。所以，要有必要厚度的保护层使钢筋与外界隔绝，避免此种情况的发生。

结束语

综上所述，随着建设工程业的发展，框架结构在建筑中应用广泛起来，但是现代建筑设计也向高层化发展，对钢筋混凝土提出更高的要求。混凝土裂缝直接影响到项目的美观性与安全性，要重点给予关注。混凝土的裂缝问题表现出不可避免性，需要从各个方面加以控制。文章详细分析了混凝土结构裂缝原因，以此为基础做出了相应的改进建议，希望可以促进相关工程实践工作的更好开展，全面控制，从而提高建筑物的整体质量，促进企业以及建筑行业的发展。

参考文献：

[1]方闽莉.混凝土结构设计抗裂措施探讨[J].江西建材.2014

[2]马建.浅析混凝土结构设计与抗裂处理[J].建筑・建材・装饰.2013（12）

[3]董萌.混凝土结构设计的抗裂措施探讨[J].中华民居.2014（6）

混凝土结构设计范文第4篇

关键词：混凝土结构的加固 砌体结构的加固 钢结构加固

混凝土结构加固篇

混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类，设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。

一、直接加固的一般方法有：

1、加大截面加固法

在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层，可增加截面有效高度，扩大截面面积，从而提高构件正截面抗弯，斜截面抗剪能力和截面刚度，起到加固补强的作用。

在适筋范围内，混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下，增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面，通过新加部分和原构件共同工作，可有效地提高构件承载力，改善正常使用性能。

加大截面加固法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固；但现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。

2、置换混凝土加固法

该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑物的净空，但同样存在施工的湿作业时间长的缺点；适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。

3、有粘结外包型钢加固法

外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边，外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法，即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构佣粘结成一整体，加固后的构件，由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高，因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。

该法也称湿式外包钢加固法，受力可靠、施工简便、现场工作量较小，但用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于600C以上高温场所；适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。

4、粘钢加固法

钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段（正截面受拉区、正截面受压区或斜截面）表面粘贴钢板，这样可提高被加固构件的承载力，且施工方便。

该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小，且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平；适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。

5、粘贴纤维增强塑料加固法

外贴纤维加固是用胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域，使它与被加固截面共同工作，达到提高构件承载能力的目的。除具有粘贴钢板相似的优点外，还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点，但需要专门的防火处理，适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。

6、绕丝法

该法的优缺点与加大截面法相近；适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固，或需对受压构件施加横向约束力的场合。

7、锚栓锚固法

该法适用于混凝土强度等级为C20~C60的混凝土承重结构的改造、加固；不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。

二、间接加固的一般方法有：

1、预应力加固法

（一）预应力水平拉杆固法

预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件，由于预应力和新增外部荷载的共同作用，拉杆内产生轴向拉力，该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上（当拉杆与梁板底面紧密贴合时，拉杆会与构件共同找曲，此时尚有一部分压力直接传递给构件底面），在构件中产生偏心受压作用，该作用克服了部分外荷载产生的弯矩，减少了外荷载效应，从而提高了构件的抗弯能力。同时，由于拉杆传给构件的压力作用，构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。

由于水平提杆的作用，原构件的截面应力特征由受弯变成了偏心受压，因此，加固后构件的承载力主要取决于压弯状态下原构件的承载力。

（二）预应力下撑拉杆加固法

钢筋混凝土构件采用预应力下撑式拉杆加固定后，形成一个由被加固构件和下撑式拉杆组成的复合超静定结构体系，在外荷载和预应力共同作用下，拉杆中产生轴向力并通过与构件的结合点（下撑点和杆端锚固点）传递给被加固构件，抵消了部分外荷载，改变了原构件截面内力特征，从而提高了构件的承载能力

该法能降低被加固构件的应力水平，不仅使加固效果好，而且还能较大幅度地提高结构整体承载力，但加固后对原结构外观有一定影响；适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固，但在无防护的情况下，不能用于温度在600C以上环境中，也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。

2、增加支承加固法

增设支点加固法是通过减少受弯构件的计算跨度，达到减少作用在被加固构件上的载载效应，提高结构承载水平的目的。该法简单可靠，但易损害建筑物的原貌和使用功能，并可能减小使用空间；适用于具体条件许可的混凝土结构加固。

3、其它加固法

辅助结构加固法是采用另制的辅助构件，如型钢、钢桁架或钢筋混凝土梁，部分或全部分担被加固梁的荷载。

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

三、与混凝土结构加固改造配套使用的技术一般有：

1、托换技术

系托梁（或桁架）拆柱（或墙）、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称；属于一种综合性技术，由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成；适用于已有建筑物的加固改造；与传统做法相比，具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点，但对技术要求较高，需由熟练工人来完成，才能确保安全。

2、植筋技术

系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术；可植入普通钢筋，也可植入螺栓式锚筋；已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程，如：施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救，构件加大截面加固的补筋，上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长，房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。

3、裂缝修补技术

根据混凝土裂缝的起因、性状和大小，采用不同封护方法进行修补，使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术；适用于已有建筑物中各类裂缝的处理，但对受力性裂缝，除修补外，尚应采用相应的加固措施。内部修补法。

内部修补法是用压力泵把胶结材料压力混凝土裂缝中，结硬后起到补缝作用，并通过其胶结性使原结构恢复整体性，该方法适用于裂缝宽度较大，对结构的整体性和安全性及耐久性等有影响，或有防水防渗等要求的裂缝的修补。

4、碳化混凝土修复技术

系指通过恢复混凝土的碱性（钝化作用）或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术。

5、混凝土表面处理技术

系指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物的专门技术。

6、混凝土表层密封技术

系指采用柔性密封剂充填、聚合物灌浆、涂膜等方法对混凝土进行防水、防潮和防裂处理的技术。

7、其它技术

如结构、构件移位技术、调整结构自振频率技术等。

砌体结构篇

四、砌体结构加固方法：

砌体结构的加固分为直接加固与间接加固两类，设计时，可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法。

（一）适用于砌体结构的直接加固方法一般为：

1、钢筋混凝土外加层加固法

该法属于复合截面加固法的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强，砌体加固后承载力有较大提高，并具有成熟的设计和施工经验；适用于柱、带壁墙的加固；其缺点是现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。

2、钢筋水泥砂浆外加层加固法

该法属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近，但提高承载力不如前者；适用于砌体墙的加固，有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。

3、增设扶壁柱加固法

该法属于加大截面加固法的一种。其优点亦与钢筋混凝土外加层加固法相近，但承载力提高有限，且较难满足抗震要求，一般仅在非地震区应用。

（二）适用于砌体结构的间接加固方法一般为：

1、无粘结外包型钢加固法

该法属于传统加固方法，其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少，受力较为可靠；适用于不允许增大原构件截面尺寸，却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固；其缺点为加固费用较高，并需采用类似钢结构的防护措施。

2、预应力撑杆加固法

该法能较大幅度地提高砌体柱的承载能力，且加固效果可靠；适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固；其缺点是不能用于温度在600C以上的环境中。

（三）砌体结构构造性加固与修补

1、增设圈梁加固

当圈梁设置不符合现行设计规范要求，或纵横墙交接处咬搓有明显缺陷，或房屋的整体性较差时，应增设圈梁进行加固

2、增设梁垫加固

当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时，应增设梁垫进行加固。

3、砌体局部拆砌

当房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影响承重及安全时，可将破裂墙体局部拆除，并按提高砂浆强度一级用整砖填砌。

4、砌体裂缝修补

在进行裂缝修补前，应根据砌体构件的受力状态和裂缝的特征等因素，确定造成砌体裂缝的原因，以便有针对性地进行裂缝修补或采用相应的加固措施。

钢结构篇

五、钢结构加固方法：

钢结构加固的主要方法有：减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时，亦可采用其它加固方法。

1、改变结构计算图形

改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法；

改变结构计算图形的一般加固方法：

（1）对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固：

A、增加支撑形成空间结构并按空间结构验算；

B、加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性；

C、增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性；

D、在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷；

E、在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。

（2）对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固：

A、改变荷载的分布，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载；

B、改变端部支承情况，例如变铰接为刚结；

C、增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构；

D、调整连续结构的支座位置；

E、将结构变为撑杆式结构；

F、施加预应力。

（3） 对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固：

A、增设撑杆变桁架为撑杆式结构；

B、加设预应力拉杆。

2、加大构件截面的加固

采用加大截面加固钢构件时，所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。

3、连接的加固与加固件的连接

钢结构连接方法，即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择，应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件，并考虑结构原有的连接方法确定。

钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接，有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时，应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。

4、裂纹的修复与加固

结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时，应设法修复。在修复前，必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性，有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施，对不宜采用修复加固的构件，应予拆除更换。

参考书籍：

《结构可靠性鉴定与加固技术》 曹双寅邱洪兴 王恒华编

《混凝土结构耐久性》 金伟良编

混凝土结构设计范文第5篇

关键词：高层建筑；超长结构；预应力结构；设计

1前言

预应力结构设计技术的发展，为现代高层建筑向更高、体型更复杂，结构形式更多样、功能更全、综合性更强的方向发展提供了更大的可塑空间。通常可使建筑物在同一竖直线上，上部楼层布置住宅、旅馆，中部楼层作为办公用房，下部楼层作商店、餐馆等。以满足综合性的不同需要。本文所介绍的工程设计是一幢集办公、休闲为一体的高档办公楼。

2工程概况

本工程位于益阳市赫山区，建筑面积31000m2，地上21层，地下一层，总高度为83m。其中一层为大型商场，二层为餐厅，三层为娱乐场所，四层及以上为公寓和办公楼。工程结构形式采用框架一剪力墙结构，裙楼为超长结构，结构平面布置随建筑变化而逐层变化，图1为四层的结构平面图，楼层主、次梁均为预应力混凝土技术。

3结构方案设计

混凝土结构构件在混凝土材料收缩和环境温差的作用下发生的体积缩小变形从而增大结构构件的拉应力，当该拉应力大于构件的极限抗拉强度时，构件即开裂。对此，现行规范中规定框架-剪力墙结构伸缩缝最大为45~55m。本结构纵向长度近159.6m，远超过上述规定，而且6个剪力筒大大增强其中间混凝土楼面水平侧向约束。如增加两道或三道结构伸缩缝，必须采用从基础到顶层增加双梁双柱来实现，这除了增加施工难度和成本之外，还大大影响了使用功能和建筑要求。设计采用预应力技术解决这一结构超长问题，通过对结构施加预应力，在结构中预先产生压应力。使其抵消超长结构在季节温差和混凝土收缩过程中产生的拉应力。理论与实践证明预应力对控制超长结构钢筋混凝土结构裂缝是有效的。

预应力除了可有效控制裂缝的作用之外，其主要作用是能有效抵抗竖向荷载并明显降低构件尺寸。经初算,预应力钢筋混凝土结构8.4m跨主梁的梁高可由原来普通钢筋混凝土主梁的700mm降为500mm，次梁梁高可由600mm降为450mm，16.4m跨主梁的梁高可由1600mm左右降为900mm~

1100mm。这样在保持净层高不变的情况下，每层高度可降低200mm。经综合考虑决定采用预应力方案，使楼层数量在建筑总高不变的情况下增加一层，从而取得显著的经济效果。

为此，在设计中我们针对本工程的结构形式和布置特点，确定了以下主要设计原则：

3.1为有效控制混凝土裂缝以及降低层高，结构纵横两个方向的梁均布置预应力筋；考虑到规范要求，采取有粘结预应力，跨后浇带的锁缝预应力筋采用无粘结预应力。

3.2根据文献[2]，混凝土中有效预应力大于0.7Mpa，则可基本避免温度应力导致混凝土开裂。所以间距为2.8m的主次梁均应施加预应力，已达到在板中建立一定预压力避免楼板开裂的目的。

3.3后浇带位置要合理，避免布置在侧向刚度很大的构件周围，以免影响两侧板带的自由收缩。

3.4由于结构复杂，预应力筋数量和形式多样，设计时就必须考虑采取相应的构造和施工措施来避免预应力张拉施工时可能造成混凝土开裂。

4预应力计算

4.1设计重点

a)4~6轴部分结构地下一层至六层纵向均为8.4m跨的框架结构，其中六楼为空中花园，七、八楼中空，到九、十层纵向成为连接两边塔楼的16.4m跨大梁板,其中十层为空中花园。按结构整体计算结果配筋，并对两层柱采取加强措施。另外施工时九层的支撑为两层高，而且后浇带的设置使地下一层至六层的A~C轴和E~F轴以及九、十层A~F轴在后浇带未浇混凝土、锁缝筋未张拉之前形成12.4m的大悬挑结构。所以这些部位结构的支撑均通过认真计算确定并适当加强。

b)如图1所示，十层和十一层17~20/C~G轴之间是一个悬挑大网架，面积为25.2m×33.6m，矢高为一个楼层高度，通过大型预埋件固定在17、18、19、20、E、F、G梁柱节点上。在风荷载的作用下支座对结构产生很大的水平推拉力，十一层G点支座向外拉力最大，为1300kN。为了避免在梁柱节点预埋件处局部混凝土产生过大的集中应力，在预埋件上钻直径20mm的孔，采用无粘结应力筋对预埋件进行锚固,把支座拉力传向远端框架结构。无粘结预应力筋与原结构预应力筋不相干，基本走梁中直线，张拉控制应力为0.6fptk。

c)二十层屋面设置了冷却塔、擦窗机以及沿周边7m高的广告牌。所以本楼层荷载复杂，特别是广告牌支座在风荷载作用下，每个支座最不利弯矩为250kN·m，支座两个支点间距为800mm则支点上下反复集中力约为300KN。支座间距为28m，对于16.8m跨大梁就有5个点落在梁中位置，荷载值很大。

针对以上所述的设计重点难点，预应力设计紧密与建筑、钢结构、设备等专业配合，均采取了相应有效合理的设计措施。

4.2预应力计算标准

材料强度等级:混凝土C40，局部采用杜拉纤维C60混凝土;有粘结和无粘结预应力筋为1860高强低松弛钢绞线，张拉控制应力均为0.75fptk。

本工程采用SATWE以及PREC程序进行抗裂验算以及配筋计算。根据规范要求:结构设计应满足正常使用极限状态、承载能力极限状态以及耐久性的要求。针对结构多样复杂性。对不同情况的构件采取不同的控制标准（见表1）。

所有预应力梁普通钢筋基本采用对称配筋，其受压区高度均小于0.35h0，纵向受拉钢筋折算配筋率均不大于3％，符合规范要求。所有梁均进行两层托一层的施工工况以及楼面自重下一次张拉反拱工况的验算，均未开裂。

5构造设计

5.1后浇带设置

如图1所示，三道后浇带把结构分成长度均为36m左右的四个区段，有效解决了侧向刚度很大的剪力筒约束混凝土楼板自由收缩的问题。混凝土的收缩随时间而增长，初期发展较快，两周可完成全部收缩的1/4，一个月约可完成1/2，三个月完成60％～80％。在后浇带浇筑之前，超长板可视为一种能接近于自由变形的构件，后浇带选择两个月后而且气温低于主体结构浇灌时气温浇灌，考虑竖向结构（柱和墙）的约束影响，可认为此时收缩变形已完成50％。穿越后浇带的锁缝预应力筋在后浇带混凝土达到100％强度时即可张拉。为增强后浇带的抗裂性能，采用比原强度等级高一个等级的膨胀混凝土浇灌。

预应力对于E～F轴段结构从第三层就到17轴为止，则该区段15～16轴之间的后浇带的作用不是很明显。为加快施工进度，从第六层开始把该后浇带取消，预应力筋最长55.4m。同时在16轴与剪力墙之间预留临时施工后浇带，以实现两端张拉和避免拉裂混凝土。同理在C、E轴边板设置200mm宽的临时后浇带，以防止4～6轴间的横向次梁预应力张拉时把内部结构拉裂。

5.2锚具设计

由于荷载和结构形式复杂，预应力梁内的预应力数量种类很多，根据各种组合采用了单孔、4孔、6孔、9孔和12孔等多种型号的锚具。固定端采用了挤压式锚具。因此本工程预应力锚具及相关配筋种类较多。

5.3张拉槽、后浇带构造设计

由于后浇带或梁面张拉槽处需要采用变角张拉技术，而要实现变角张拉的操作，梁面普通钢筋以及箍筋必须有足够的间隔。如设计不作预先充分的考虑，必将带来如截筋而无法补强等施工问题，最终影响工程质量。所以设计时应对构造复杂的地方进行特殊处理，以保证施工质量。

在梁后浇带处或梁面张拉槽处，先按张拉变角块所需的空间以及尽量少断钢筋的原则排好普通钢筋，对割断钢筋采取增加相应搭接筋进行补强。后浇带及梁面张拉槽处张拉端的详细构造设计（见图2和图3）。

5.4张拉顺序设计

根据本工程的结构设计特点，张拉各个区域分开进行，先张拉次梁，后张拉主梁。这主要由于先张拉主梁（特别是与次梁垂直的主梁），有可能会由于主梁反拱抬起未张拉的次梁，而导致后者的开裂。预应力筋张拉顺序如下：

a）先沿着一个方向张拉纵向次梁，再返回张拉纵向主梁；

b）沿一个方向张拉横向主、次梁；

c）横向主梁由于中间16.4m跨所配的预应力筋比两边两短跨多，必须先张拉贯通全50.4m梁的预应力筋，在两边短跨梁内建立起预压力，再张拉中间其余预应力筋。否则必定把两边短跨梁拉裂。

6结语

经各方共同努力，本工程施工进展顺利，经观察没有发现结构裂缝，质量优良。工程实践表明：

6.1采用预应力技术和合理布置后浇带是解决超常结构混凝土开裂的有效途径。

6.2在高层中，施加预应力能起承受主要竖向荷载而降低构件尺寸的作用。所以在保持总高度不变的情况下，采用预应力方案可以增加建筑物层数，从而取得显著的经济效益。

6.3预应力结构配筋计算应根据实际情况而定，对同一幢建筑中的不同构件，同一个构件的不同工况都应采取相应不同的设计标准。

6.4预应力结构设计应全面、深入考虑合理的构造设计和恰当的施工方法、顺序，这有利于指导施工各方配合，保证施工进度和工程质量。

参考文献：

[1]混凝土结构设计规范.GB50010-2002.

[2]美国混凝土协会规范.AC1318.

[3]陶学康.后张预应力混凝土设计手册.北京：中国建筑工业出版社.

混凝土结构设计范文第6篇

关键词：浅析；混凝土；结构设计

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

混凝土结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程，在这过程中出现任何的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全隐患。因此，我们设计人员应按规范相应的构造要求严格执行，才真正确保设计质量的安全。

1 混凝土结构设计的内容

1.1计算地震作用

规范中要求规则结构不计算扭转耦联的时候，平行于地震作用力方向的两边要乘以放大系数，一般较短边乘以1.15的系数，长些的边乘以 1.05 的系数，扭转刚度小时要按大于或等于 1.3 采用，地震作用计算要考虑扭转耦连产生的影响；质量、刚度不对称分布的结构要计入双向水平方向的地震作用扭转影响。

1.2 计算质量系数

一般工程采用不少于 9 的质量系数，如果是2层结构采用6个，一般是取3的倍数，每层有3个自由度。计算的时候要检查质量振型参数，要保证不能小于90%，如果不够的情况，将导致设计的结构不够安全。

1.3 计算最小地震剪重比

规范强制要求各楼层剪重比不小于规范给出的标准，当不满足要求时要检查质量系数，有效的质量系数不够要增加振型数的计算；有效质量系数能够满足时可能结构设计不合理，要合理分布结构质量和刚度。

1.4 计算结构的位移、周期

周期比要控制在大震下扭转振型不靠前，用楼层竖向最大位移限制层间最大位移，位移比取最大和平均位移比值。

1.5 计算柱长度

进行框架结构P-Δ效应计算时不再需要计算框架柱的计算长度L0, 规范第6.2.20条第2款表6.2.20-2中框架柱的计算长度L0主要用于计算轴心受压框架柱稳定系数φ，以及计算偏心受压构件裂缝宽度的偏心距增大系数时采用。

1.6 确定柱配筋的方式

单偏压方式是按规范公式计算的，双偏压则是用数值积分法，整体计算建议使用单偏压方式，得出具体结果时再用双偏压复核。

1.7 分析框架的结构

注意柱长度的计算系数；建议柱采用单偏压配筋；大截面的柱可以设与梁重叠处为刚域。

1.8 分析混合的结构

模型数据尽量以原型输入，节点要有规律性，并合理的输入参数，墙体受压以墙段为单元进行计算，注意不要忽视小于 250 的墙段。

2 混凝土结构设计中应注意的问题

2.1 关于柱的设计

2.1.1 框架柱的截面设计

在钢筋混凝土结构中，柱的截面尺寸从下到上逐渐缩小，以节约投资，使设计更合理。柱截面尺寸减小的间隔层数为3～5层，如果间隔太密，会造成模板浪费、施工不便；太疏又起不到节约投资、降低造价的目的。每次每侧减小的尺寸以100～150为宜，如减得太多，有可能导致结构竖向刚度突变。另外，柱的最小截面尺寸应符合《混凝土结构设计规范GB50010-2010》第l1.4.11条的规定：抗震等级为四级或层数不超过2层时，其最小截面尺寸不宜小于300mm ，一、二、三级抗震等级且层数超过2层时不宜小于400mm；圆柱的截面直径，抗震等级为四级或层数不超过2层时不宜小于350mm，一、二、三级抗震等级且层数超过2层时不宜小于450mm 。

2.1.2 框架柱的箍筋肢距

《混凝土结构设计规范GB500l0-2010》第l1.4.15条规定“柱箍筋加密区内的箍筋肢距：一级抗震等级不宜大于200mm；二、三级抗震等级不宜大于250mm和20倍箍筋直径中的较大值；四级抗震等级不宜大于300mm。此处的“箍筋肢距” 的定义，规范没有明确的说明。按一般的理解，箍筋肢距应为每肢箍筋的水平距离。因此不少设计人员在设计时将箍筋肢距一律按均匀分布且不大于200mm（以一级抗震等级为例）。这样将使混凝土的浇捣发生困难。因为混凝土在浇捣时，是不允许从高处直接坠落的，必须使用导管，将混凝土引导到根部，然后逐渐向上浇灌。如果箍筋肢距过小，将无法使用导管。笔者认为“箍筋肢距” 应理解为“柱纵向钢筋的箍筋拉接点之间的距离”由此可以采用箍筋形式，这样既便于施工，对柱钢筋的拉接，也符合要求。

2.2 关于梁的设计

2.2.1 框架梁的负筋只需按计算配够，不必增加配筋量

在框架结构的计算中， 由于地震作用、风荷载等水平力的作用，往往使得框架梁的粱端负弯距远大过跨中正弯距。为了避免框架梁负筋过多过密，我们往往都将框架梁的负弯距乘以一个0.85左右的调幅系数进行调幅，使梁端负弯距减少，并相应增加跨中正弯距，使梁的上下配筋均匀一些。如果在框架计算是作了负弯距调幅，而配筋时又将负筋放大，就是没有道理而且是自相矛盾的。

2.2.2 梁侧纵向钢筋的配置

梁侧纵向钢筋包括梁侧纵向构造钢筋和梁侧抗扭纵筋。新混凝土设计规范规定梁腹板高度hw≥450mm梁侧应沿高度配纵向构造钢筋， 且间距不大于200mm。梁侧纵向构造钢筋对防止梁侧面的开裂具有非常重要的作用。

梁侧纵向钢筋的直径不应太大，一般以φ12～φ16为宜。在实际设计中，常常见到梁侧抗扭纵筋很大的情况，这是由于电算结果显示抗扭纵筋的面积较大。对这种情况应在计算和设计上做一些调整：

a 由于目前电算程序在结构构件分析时尚不能考虑现浇楼板对梁扭转的影响，而是由程序给出一个梁扭距折减系

数，合理选用梁扭距折减系数对控制梁的扭距是很重要的，一般情况可取0.4～0.6 。

b 对跨度较大的次粱支承于主梁上时，次梁的支承端会对主梁产生较大的扭距，这时可在电算程序中指定该次梁

的端支座为绞接。这种方法对解决粱在受剪扭情况下的超筋超限是非常有效的。

c 有时虽然做了以上调整，但梁的抗扭纵筋面积仍然较大。此时应将抗扭纵筋面积分摊一部分到粱的四根角筋其余部分面积按梁侧腰筋设置，梁腰筋直径仍以φ12～φ16为宜。

2.3 基础的设计

2.3.1 基础垫层与保护层

混凝土基础垫层的作用：一可方便施工，保证基础混凝土的浇筑质量，二可兼作混凝土保护层，对钢筋起保护作用。设计时，配有钢筋的柔性基础宜考虑设置垫层。垫层的厚度通常取70-100mm。在基本积极条件较好时，也可以不设垫层，但应注意施工时确保钢筋的保护层厚度满足要求。按规定，有垫层时，最小混凝土保护层厚度为40mm，无垫层时则为70mm。如果设置的垫层伸出基础四边，其伸出长度与垫层厚度相同。

2.3.2 基础宽度或面积的计算

在计算基础宽度或面积的时，往往由于力学模型不明确或考虑问题不周详，使得基础宽度或面积不足，下面列举三种情况用以说明。

情况一：墙体上作用有较大的集中力。当墙体上有较大的集中力作用时，通过墙体和基础可将此集中力向地基扩散，但这种扩散是有一定范围的，并且基底土反力并非均匀分布。如果设计时用该集中力除以墙段长度得到的平均线荷载来计算基础宽度，则可能造成局部基础宽度不足。

情况二：纵横墙体相交处，存在着基础面积重叠问题，由于地基受力面积的重复使用，造成地基应力加大。在四墙相交的十型节点处，三墙相交的口型节点处应力集中最为显著。因此，必须调整局部某局部基础宽度以满足地基承载力的要求。上文提出了采用局部调整系数调整基础宽度的方法。

情况三：柱下单独基础与墙下条形基础混用，在框架结构中，有时为了减小柱基所受压力而设置墙下条形基础以承受底层墙体的重量。此时，由于地圈梁的作用，实际仍有一部分墙重难以计算，设计时往往忽略，从而导致柱下基础面积偏小。因此，笔者认为设计时应尽可能地使得计算模型简化和明朗化，从而避开由于结构模型模糊造成的隐患。

3 结束语

我国的混凝土结构设计规范已经基本形成体系，但限于条件和具体工作环境状况，存在一些设计方面的空缺和问题是难免的，为了使设计人员在混凝土结构设计中更好地贯彻执行向关设计规范等，做到安全适用、经济合理、技术先进和确保质量。

参考文献：

混凝土结构设计范文第7篇

【关键词】 混凝土结构加固；钢结构加固

一、钢筋混凝土结构加固方法

在建筑工程中，各种类型的钢筋混凝土结构，其构造是复杂多样的，钢筋混凝土结构的变更、追加、加固也成为很平常的问题，通过工程实践及设计经验。

1、碳纤维加固法

工程实践和试验研究表明：采用碳纤维对钢筋混凝土柱进行抗震加固；可以有效约束混凝土的变形，增强耗能能力，从而使其承载能力及延性能力有很大的提高，可取得良好的抗震加固效果。碳纤维片材由于其强度高，弹性模量大，用于横向包裹钢筋混凝土柱时，可以有效提高柱的承载能力和延性性能，其作用机理体现在两个方面：一方面，碳纤维片材横向包裹，其作用类似受剪钢筋，协同钢筋承受剪力。由于碳纤维的抗拉强度远远大于钢筋的抗拉强度，相当于配筋率大大提高，使其抗剪承载力得以显著提高，斜裂缝出现以后构件的变形性能也得以明显改善；另一方面，横向包裹碳纤维，还会对其内部的混凝土起到有效的约束作用，当受压区混凝土达到峰值应力后，具横向膨胀变形急剧增大，碳纤维环向应变显著增大，环向约束力增大，这就使得混凝土应力—应变曲线的下降变得平缓，极限压应变得以提高，因而推迟了受压区混凝土的破坏过程，充分发挥了纵向钢筋的塑性变形性能，显著改善构件的延性。

2、粘贴钢板加固法

用结构胶把钢板粘贴在构件外部以提高结构承载力和满足正常使用的加固方法。与传统加固方法比较，它有以下特点：（1）施工工艺简单，只需对被加固构件的表面进行处理，用建筑结构胶将钢板与之牢固地粘结成一个整体，使钢板和原构件很好地共同工作。（2）加固施工所需的场地、空间都不很大，且钢板粘贴在已开裂构件上一般2d即可受力使用，对生产和生活影响很小，特别适用于应急的加固工程。（3）粘钢加固所用的钢板厚度，一般为2mm～6mm，所以，加固后不影响结构外观，重量增加也不多。（4）加固效果比较明显。

3、化学植筋技术

植筋技术是运用高强度的化学粘合剂，使钢筋、螺杆等与混凝土产生握裹力，从而达到预期效果。施工后产生高负荷承载力，不易产生移位、拔出，并且密实性能良好，无需做任何防水处理。由于其通过化学粘合固定不但对基材不会产生膨胀破坏，而且对结构有补强作用，施工简便迅速安全并符合环保要求，是建筑工程中钢筋混凝土结构变更，加固的最有效的方法。它可以应用在各类建筑结构增建、变更等预留钢筋锚定中，还可以用于横梁、柱头、楼板、剪力墙等加固预留钢筋锚定中，也可用于各类钢结构、机械设备等的螺杆锚定中。它主要的技术特点就是：（1）具有高的承载力（剪力、拉力）。（2）对固定的基材不产生膨胀力，适宜边距、间距小的部位。（3）施工简便，时间短。

4、注浆加固法

注浆加固法主要是针对钢筋混凝土结构物由于各种原因产生的各种裂缝，采用环氧树脂类粘合剂及密封剂灌浆加固修补，在不影响生产运营的情况下可以达到预期的强度，延长结构的使用寿命，施工快捷，加固效果安全可靠。它的特点是：（1）采用慢速，附压延续灌浆，可以确保树脂注入裂缝细微部位。（2）可以控制注入量，必要时可以补充灌浆料。（3）可根据裂缝大小，注入状况的需要，调整压力。（4）注入量和注入情形可以目视观察。这种技术主要应用范围：混凝土建筑物裂缝的修补，各种构筑物的修补以及桥梁、铁路的附属构件如桥墩、桥面、等的修补。

5、增大加固法

增大加固法是指在原受弯构件的上面或下面浇一层新的混凝土并补加相应的钢筋，以提高原构件承载力的方法，是工程中常用的一种加固方法。补浇的混凝土处在变拉区时，对补加的钢筋起到粘结和保护作用，当补浇层混凝土在受拉区时，增加了构件的有效高度，从而提高了构件的抗弯、抗剪承载力，并增加了构件的刚度，因此其加固效果也是很显著的。实际工程中，在受拉区补浇混凝土层的情况较多，原配筋率较低，其混凝土变压区高度较小，因此在受拉区补加纵向钢筋并浇混凝土是提高该梁抗弯承载力的有效方法。

二、钢结构加固方法：

1、改变结构计算图形

改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法；

改变结构计算图形的一般加固方法：

（1）对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固：

A、增加支撑形成空间结构并按空间结构验算；

B、加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性；

C、增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性；

D、在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷；

E、在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。

（2）对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固：

A、改变荷载的分布，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载；

B、改变端部支承情况，例如变铰接为刚结；

C、增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构；

D、调整连续结构的支座位置；

E、将结构变为撑杆式结构；

F、施加预应力。

（3） 对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固：

A、增设撑杆变桁架为撑杆式结构；

B、加设预应力拉杆。

2、加大构件截面的加固

采用加大截面加固钢构件时，所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。

3、连接的加固与加固件的连接

钢结构连接方法，即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择，应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件，并考虑结构原有的连接方法确定。

钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接，有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时，应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。

4、裂纹的修复与加固

混凝土结构设计范文第8篇

关键词：混凝土结构的加固；钢结构加固；设计

混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类，设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。

混凝土结构加固

一、直接加固的一般方法

1.加大截面加固法

在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层，可增加截面有效高度，扩大截面面积，从而提高构件正截面抗弯，斜截面抗剪能力和截面刚度，起到加固补强的作用。

在适筋范围内，混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下，增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面，通过新加部分和原构件共同工作，可有效地提高构件承载力，改善正常使用性能。

加大截面加固法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固；但现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。

2.置换混凝土加固法

该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑物的净空，但同样存在施工的湿作业时间长的缺点；适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。

3.有粘结外包型钢加固法

外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边，外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法，即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构佣粘结成一整体，加固后的构件，由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高，因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。

该法也称湿式外包钢加固法，受力可靠、施工简便、现场工作量较小，但用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于600C以上高温场所；适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。

4.粘钢加固法

钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段（正截面受拉区、正截面受压区或斜截面）表面粘贴钢板，这样可提高被加固构件的承载力，且施工方便。

该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小，且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平；适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。

5.粘贴纤维增强塑料加固法

外贴纤维加固是用胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域，使它与被加固截面共同工作，达到提高构件承载能力的目的。除具有粘贴钢板相似的优点外，还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点，但需要专门的防火处理，适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。

6.绕丝法

该法的优缺点与加大截面法相近；适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固，或需对受压构件施加横向约束力的场合。

7.锚栓锚固法

该法适用于混凝土强度等级为C20～C60的混凝土承重结构的改造、加固；不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。

二、间接加固的一般方法

1.预应力加固法

（1）预应力水平拉杆固法。预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件，由于预应力和新增外部荷载的共同作用，拉杆内产生轴向拉力，该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上（当拉杆与梁板底面紧密贴合时，拉杆会与构件共同找曲，此时尚有一部分压力直接传递给构件底面），在构件中产生偏心受压作用，该作用克服了部分外荷载产生的弯矩，减少了外荷载效应，从而提高了构件的抗弯能力。同时，由于拉杆传给构件的压力作用，构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。

由于水平提杆的作用，原构件的截面应力特征由受弯变成了偏心受压，因此，加固后构件的承载力主要取决于压弯状态下原构件的承载力。

（2）预应力下撑拉杆加固法。钢筋混凝土构件采用预应力下撑式拉杆加固定后，形成一个由被加固构件和下撑式拉杆组成的复合超静定结构体系，在外荷载和预应力共同作用下，拉杆中产生轴向力并通过与构件的结合点（下撑点和杆端锚固点）传递给被加固构件，抵消了部分外荷载，改变了原构件截面内力特征，从而提高了构件的承载能力。

三、钢结构加固方法

钢结构加固的主要方法有：减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时，亦可采用其它加固方法。

1.改变结构计算图形

改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固。

2.加大构件截面的加固

采用加大截面加固钢构件时，所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。

3.连接的加固与加固件的连接

钢结构连接方法，即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择，应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件，并考虑结构原有的连接方法确定。

钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接，有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时，应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。

混凝土结构设计范文第9篇

一、后浇带的定义和主要功能

钢筋混凝土后浇带技术是一种混凝土刚性接缝技术，总体上可分为后浇收缩带、后浇沉降带和后浇温度带，分别用于解决钢筋混凝土凝结收缩、高层建筑主楼和裙楼问不均匀沉降、克服温度应力之类的问题，它适用于后期变形趋于稳定、不宜设置柔性变形缝的结构的建筑。一般来说，后浇带技术具有多种变形缝的作用，设计时应考虑以其中一种功能为主，其他功能为辅。施工时，后浇带是整个建筑物的预留缝，待主体结构完成并达到一定龄期时，在后浇带位置用混凝土进行填补，它必须采用专项技术措施来进行处理，“缝”即不存在，这样既解决了凝结收缩、结构差异沉降和温度应力等问题，同时又达到了不设永久变形缝的要求。

由于新浇混凝土在硬结过程中会出现收缩现象，所以已建成的结构受冷则收缩，受热会膨胀。在施工后的前 1―2 个月将完成混凝土硬结收缩的大部分过

程， 而环境温度变化对建筑结构的作用则是经常性的，尤其是其变形受到约束时，

在建筑结构内部就产生相应的温度应力，严重时就会在构件中出现可见的裂缝。

高层建筑和裙房的基础设计和结构在设计时候设计为整体结构，但在施工时需要

用后浇带技术把两部分暂时断开，等到主体结构施工工作完成，并且已完成 50%以上的沉降量以后再浇灌连接裙房部分的混凝土，将高低层建筑连成一个整体，因此在设计时基础就应考虑两个施工阶段不同的受力状态， 并分别进行强度校核。而且连成整体建筑后的计算应把由后期沉降差引起的附加内力考虑在内。同时还需要采取以下调整措施：调时间差。先对主楼进行施工，待其基本建成，而且沉降量基本稳定后，再对裙房进行施工，使他们的后期沉降基本相近。另外一个措施是调压力差。由于主楼荷载大，施工人员可加大埋深，采用整体基础降低土压力，以减少附加压力，对于低层建筑部分可使用较浅的十字交叉梁基础，以增加土压力，最终使高低层沉降接近。

二、后浇带的设计

当建筑结构的平面尺寸超过混凝土规范规定的伸缩缝最大间距时， 可考虑采用施工后浇带的方法来适当增大伸缩缝间距。但一般地上结构由于受环境温度变化影响较大， 所以伸缩缝最大间距不宜超过混凝土规范限值过多。当地上结构由于抗震设计需要而设置了防震缝时， 伸缩缝宽度应满足防震缝宽度的要求。地下室结构超长的情况较为常见， 除地下室顶板和处于室外地面以上的地下室外墙受温度变化影响相对较大外， 地下室内部和基础结构在使用阶段受室内外温度变化影响较小，需解决的主要问题是混凝土收缩应力对结构的影响。

必须指出的是，后浇带只能解决施工期间的混凝土自收缩，它不能解决由于温度变化引起的结构应力集中，更不能替代伸缩缝。有一些结构设计者将后浇带和伸缩缝等同起来的看法是错误的，因为两者的作用并不相同。

当地下室结构超长过多，单靠设置后浇带不足以解决混凝土收缩和温度变化问题时，可以考虑采用补偿收缩混凝土，在适当位置设置膨胀加强带。

对高层建筑主体与裙房之间是设置永久变形缝，还是在施工阶段设置沉降后浇带， 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。当地基持力层土质较好，例如高层建筑基础做在基岩层或卵石层上，或采用桩基时，高层建筑沉降变形量较小，此时可考虑采用施工后浇带而不设置永久变形缝，将高层建筑与裙房基础（ 或地下室） 连成整体。

近年来，复合地基得到了广泛应用， 复合地基可以提高地基持力层承载力，提高土体弹性模量， 有效地控制建筑物沉降。北京地区有些工程已经通过在高层建筑下采用复合地基的办法来替代桩基，以解决高层建筑主体与裙房之间差异沉降的问题。不论采用哪种方法， 如果采用施工后浇带而不设置永久变形缝， 都应依据相关规范计算裙房和高层建筑的整体倾斜。当采用地基处理时， 在结构设计图纸上， 应明确规定采用地基处理后，高层建筑与裙房之间的变形要求。

施工后浇带的位置，应根据基础和上部结构布置的具体情况确定， 不能想当然，搞一刀切。后浇带应设置在结构受力较小处，一般在梁、板跨度内的三分之一处，结构弯矩和剪力均较小，且宜自上而下对齐，竖向上不宜错开，后浇带间距一般为 30m 到 50m。在高层建筑与裙房之间设置后浇带时，后浇带宜处于裙房一侧，且在结构设计上，应注意加强高层建筑与裙房相连部位的构造，提高纵向钢筋配筋率，用以抵抗后浇带封闭后由剩余差异沉降差所引起的结构内力。为减小后浇带封闭后由剩余差异沉降差所引起的结构内力，尚应采取其他措施，通常可考虑以下方法：

（1）高层建筑采用桩基或其他地基基础处理方法，或补偿基础，尽量扩大高层建筑基础与地基接触面积，减小高层建筑基础底面接触压力，而裙房则采用埋深较浅的独立柱基或条形基础等，调节高层建筑与裙房之间的差异沉降。

（2）尽量减小裙房部分基础与地基的接触面积，即尽量增大裙房部分的基础底面接触压力，加大裙房的沉浸量。

（3）结合高层建筑埋置深度要求， 调整高层建筑地下室高度， 使地基持力层落在压缩性小、地基承载力高的土层上， 可有效地减小高层建筑的沉降量。

进行地基基础设计时，结构设计者应结合工程具体情况，多方面对比，选择经济合理的方案。后浇带部位的钢筋一般不宜断开，而应让钢筋连续通过，即只将后浇带处的混凝土临时断开。但有时工程具体情况不允许留后浇带，采用搭接连接时，应注意后浇带宽度要满足按混凝土规范计算的钢筋搭接连接长度。基础后浇带的断面形式，应于结构设计图纸上用详图明确表示出来，而不应推给施工单位。当地下水位较高时，宜在基础后浇带下设置防水板并增设一道附加防水层。

三、后浇带设计注意事项

1、后浇带的两条接缝实际是两条施工缝，因此缝的处理应符合防水混凝土施工缝

的处方法。

2、明确后浇带的接缝形式，接缝处的处理措施。

3、明确后浇带的种类，明确各类后浇带的浇注时间。

4、明确后浇带后浇筑混凝土技术要求，避免出现新的收缩裂缝造成工程渗漏水的隐患。

结束语

总的来说，设计人员必须根据工程具体实际情况和相应的设计规范，合理地设置建筑物的后浇带位置，并从结构混凝土浇筑、模板支设、后浇带垂直施工缝的处理、后浇带混凝土的浇筑、后浇带混凝土浇筑后的保护工作等几方面采取对应的施工技术措施以确保后浇带的施工质量，优化建筑结构方案。

参考文献

混凝土结构设计范文第10篇

关键词：水工；混凝土结构；构造设计；问题

中图分类号： TU73 文献标识码： A

引言

水是生命的源泉，修建水利工程是为了调节和分配自然水，除害兴利。所以水利工程是我国着重开发和建设的工程。目前，我国大多数水工建筑使用的是混凝土结构形式。而当下水工混凝土结构构造设计中存在着很多的问题，影响水利工程的质量，给企业用水、居民饮水带来一定的影响。因此，要加强在水工建筑混凝土结构设计的管控，促进用水安全，利国利民。

一、现代水工建筑的特点和发展情况

我国在拟建水工建筑物和已建成的相比，无论在规模上、形式上都有了较大的改进与提高。对全世界而言，水工建筑的前景是向大容量、高水头、新结构、新材料等方向发展。在发展中，水工建筑的主要特点是：（1）受自然条件制约多，地质、地形、气象、水文等对工程的选址、建筑物施工、工程投资和枢纽布置影响很大。（2）当工作条件比较复杂时，如挡水建筑物需要承受较大的水压力，由于渗流作用产生的渗压力对建筑物的稳定和强度不利，当泄水建筑物泄水时，对岸坡和河床有着强烈的冲刷作用等。（3）施工难度较大，在江河中建设水利工程，要妥善的解决施工截流、导流与施工期度汛，除此之外，复杂地基的处理及水下工程、地下工程等的施工都较复杂。（4）大型工程的挡水建筑物发生故障时，会给下游带来巨大的损失和灾难。

二、水工混凝土结构构造设计常见问题

1、高强度的钢筋替换原设计计算满足要求的低强度钢筋问题

在现场施工中，部分设计、施工人员因图施工方便用高强度的钢筋替换原设计计算满足要求的低强度钢筋，认为这样做对工程安全没有问题。《规范》13.1.5条规定：不宜以强度较高的钢筋代替原设计中的强度较低的纵向受力钢筋，如需要代换时，应按照钢筋受拉承载力相等的原则进行代换。显然，不能简单的用高强度的钢筋替换原设计计算满足要求的低强度钢筋。需要特别注意以下几个问题：一是在框架结构的设计中，为了保证框架的塑性铰发生在梁内，施工中不宜用强度高的钢筋替换原设计中的钢筋，当必须替换时，应按照钢筋抗拉力设计值相等的原则进行代换；二是当构件受裂缝宽度或挠度控制时，代换前后应进行裂缝宽度和挠度的验算；三是钢筋代换后要满足混凝土结构设计规范规定的间距、锚固长度、最小直径、搭接长度等要求。

2、只采用增加钢筋用量解决裂缝宽度不满足规范要求问题

部分设计人员在设计中，遇到混凝土结构裂缝宽度不满足规范要求时，只采用增加钢筋用量的方法，不知道规范对此的相关规定。《规范》7.2.5条规定：当验算裂缝宽度控制不满足要求时，可采用较小直径的带肋钢筋，减小钢筋间距，适当增加受拉区纵向钢筋截面面积等，但增加的钢筋截面面积不宜超过承载力计算所需纵向钢筋截面面积的30%。如仍不满足，可考虑采取其他措施。规范指出单一采用增加钢筋用量的方法解决裂缝宽度不满足要求是不合适的，应结合采用较小直径的带肋钢筋，减小钢筋间距、采用合理的结构外形等工程措施。

3、框架梁等结构设计盲目放大配筋量问题

部分人员在框架梁配筋设计时为求更安全，盲目放大配筋量，使框架梁成超筋结构，反而使结构更不安全。《规范》13.2.4条规定：考虑地震作用组合的框架梁，其纵向受拉钢筋的配筋率≤2.5%，也不应小于表13.2.4的数值。显然，混凝土框架梁结构设计不能盲目放大配筋量，其他混凝土结构也不能盲目放大配筋量，否则可能形成超筋结构造成很大的安全隐患，适当增加钢筋时必须满足规范的相关规定。

4、大直径钢筋连接采用绑扎搭接问题

部分设计人员对大直径钢筋连接时像一般直径的钢筋一样对待，一般钢筋不需要严格焊接时就采用绑扎搭接连接钢筋。《规范》9.4.1条规定：轴心受拉或小偏心受拉杆件以及承受振动的构件的纵向受力钢筋，不应采用绑扎搭接接头。受拉钢筋的直径d>28mm，或受压钢筋的直径d>32mm时，不宜采用绑扎搭接接头。因此，大直径钢筋采用绑扎搭接是不合适的，这是因为较粗的钢筋采用绑扎连接时，混凝土保护层相对变薄或钢筋间距相对变小，在搭接钢筋间容易产生较宽的劈裂裂缝或滑移。

5、抗扭构件按复合箍筋布置且均计入受扭所需箍筋面积问题

《规范》10.2.9条规定：……受扭所需的箍筋应做成封闭式，且应沿截面周边布置；当采用复合箍筋时，位于截面内部的箍筋不应计入受扭所需的箍筋面积。以上条款说明受扭箍筋应做成封闭式，且应沿截面周边布置，不应做成“多肢箍”、“等箍互套”的型式，原因是“多肢箍”、“等箍互套”整体性差，纯受弯受剪构件是尚可，但对受扭构件是不合适的，确实需要配置复合箍筋时，应采用大箍套小箍的型式。同时，《规范》还强调受扭所需的箍筋面积应只计入复合箍筋中大箍的箍筋面积。

6、钢筋锚固长度仅考虑规范表9.3.2规定而不考虑修正问题

《规范》9.3.2条对钢筋锚固长度的修正规定：当HRB335级、HRB400级和RRB400级钢筋的直径>25mm，其最小锚固长度应乘以修正系数1.1；当HRB335级、HRB400级和RRB400级的环氧树脂涂层钢筋，其最小锚固长度应乘以修正系数1.25；当构件顶层水平钢筋（其下浇筑的新混凝土厚度>1m时）的最小锚固长度应乘以修正系数1.2。因此，设计钢筋锚固长度时不能只看表9.3.2规定而忽略了规范规定的修正问题。

7、现浇箱型涵洞的隔墙、边墙与顶板和底板的钢筋连接不符合规范要求问题

《规范》9.3.5条规定：对水池或输水道的边墙，其底部不属于大体积混凝土而是一般尺寸的底板时，则其边墙与底板交接处的受力钢筋搭接方式应按框架顶层节点的原则处理。现浇箱型涵洞计算时可简化为单孔或多孔的框架结构。因此，其节点可以按照框架的梁柱节点进行处理，《规范》第13.4节有框架梁柱节点的详细规定。边墙与底板交接处按框架梁柱顶层端节点对待，隔墙则按框架梁柱顶层中间节点对待。外墙外侧纵向受力钢筋与底板底纵向受力钢筋搭接连接，搭接长度应>1.5lae；隔墙和外墙内侧纵向受力钢筋应伸至板底，其锚固长度应满足要求。

8、水工混凝土构件的混凝土保护层厚度＞50mm时，允许裂缝宽度限制未增加问题

《规范》3.2.7条规定：结构构件的混凝土保护层厚度>50mm时，表3.2.7列裂缝宽度限制可增加0.05。水工混凝土构件具有大而厚的特点，混凝土保护层厚度>50mm情况十分常见，设计计算裂缝宽度时，不少设计人员只关心表3.2.7的规定而没有对表的附注要求认真阅读理解，就直接采用表中允许裂缝宽度限值，这是不正确的。根据规定，允许的裂缝宽度应较表3.2.7列裂缝宽度增加0.05。

结束语

综合上述，《规范》对混凝土构件构造设计有很多规定，以上文中列出了8个常见的、设计人员容易忽视的水工混凝土结构构造设计问题，并对问题进行了剖析。工程设计中应认真理解规范对构造设计相关条款的规定，对主要条款的附注、延伸条文、条文说明等都应引起重视，保证工程设计的安全。

参考文献

[1]刘俊亚.浅谈水闸工程混凝土裂缝的预防与处理[J].中国房地产业.2011(03)

混凝土结构设计范文第11篇

关键词：高层建筑 钢结构 混凝土结构 设计

中图分类号： TU208 文献标识码： A

引言

随着建筑水平的提升，建筑工程逐渐朝向高层且复杂的结构发展，这对于建筑材料的选择也有了更高的要求标准。目前，在高层建筑中比较常见的两种结构方式即就是钢结构和混凝土结构。钢结构与混凝土结构在高层建筑中的应用，在很大程度上促进了高层建筑的发展和进步。随着，钢结构设计与混凝土结构设计的广泛应用，它们各自的优势在高层建筑中都有着很好的体现。所以，在高层建筑施工中，要注重钢结构设计与混凝土设计的要点，切实提高其对于高层建筑结构的重要性，促进高层建筑更进一步的发展和进步。

高层建筑钢结构设计

高层钢结构的优缺点

1.1钢结构重量轻、抗震性能好：钢结构是以工厂化生产的钢梁、钢柱为骨架，同时配以轻质墙板建造而成。它与同面积的建筑楼层相比重量可减轻近30%。同时，由于钢材具有较强的延展性，能较好地消除地震波力，防震性能好，尤其适用于高层建筑。

1.2钢结构建筑占地面积小、空间灵活：开放的空间比有承重墙占据的空间更有价值。钢结构房屋的空间灵活性及自由发挥度要比混凝土房屋要强很多。并且钢结构在建筑所需要占用的面积较小，从而实现建筑空间的高效利用，这种建筑施工效果是钢筋混凝土等材料无法实现的。

1.3钢结构住宅的综合效益高：钢结构房屋自重轻，可以减少基础部分的投资。在建筑施工的过程中，钢结构施工工期短，需要人力少，从而为企业节约成本。更为重要的是钢结构在施工的过程中，外界因素所造成的影响费用较小，从而确保工程的顺利开展。

1.4利用率高、环保：在施工过程中，钢结构建筑现场作业量小、无噪声、不污染周围环境，不会产生大量的灰尘以及垃圾废物，且在建筑拆除之后还能够再次的应用，这对于节约型社会的建设具有重要的推动意义。

1.5钢结构房屋的缺点：对建筑物的耐腐蚀性和耐火性要求较高，用钢量稍大，造价偏高。

2、高层钢结构房屋的结构体系

2.1钢框架结构体系

框架结构体系是指，沿房屋的纵向和横向均采用框架作为承重和抵抗侧向力的主要构件所构成的结构体系。由于框架体系能够提供较大的内部使用空间，因而建筑布置灵活。此外，框架的杆件类型少，构造简单，施工周期短。所以，对层数不太多的高层结构来说，框架体系是一种应用比较广泛的结构体系。纯框架结构的抗侧移能力主要决定于柱和梁的抗弯能力，当楼层数较多时要提高结构的抗侧移刚度只有加大梁和柱相的截面。截面过大，就会使框架失去其经济合理性。

2.1框架—支撑框架结构体系

框架—支撑框架结构就是在框架的一跨或几跨沿竖向布置支撑而构成，其中支撑桁架部分起着类似于框架—剪力墙结构中剪力墙的作用。在水平作用下，支撑桁架部分中支撑构件只承受拉、压轴向力，这种结构形式无论是从承载力或变形的角度看，都是十分有效的。与纯框架结构相比，这种结构形式大大提高了结构的抗侧力刚度。支撑在水平荷载作用下所产生的侧移，主要是由其杆件的轴向拉伸或压缩变形引起的。与杆件的剪弯刚度相比较，杆件的轴向变形刚度要大得多。也就是说，支撑的抗侧力刚度相对于框架的抗侧力刚度要大得多。

2.3筒体结构体系

筒体结构体系是在超高层建筑体系中应用较多的一种种，按筒体的位置、数量等分为钢框架—核心筒体结构体系、外框架筒结构体系、筒中筒结构体系和束筒结构体系。

2.3巨型结构体系

巨型结构体系是一种新型的超高层建筑结构体系．是由梁式转换楼层结构发展而形成的巨型结构又称超级结构体系，是由不同于通常梁柱概念的大型构件—巨型梁、巨型柱组成的简单而巨型的主结构和由常规结构构件组成的次结构共向工作的一种结构体系。

3、钢结构设计要点分析

3.1合理的结构选型与结构布置

高层钢结构设计中，常采用钢-混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中，不应单纯为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。宜选择周边巨型src柱，核心为支撑框架的结构体系。结构的布置要根据体系特征,荷载分布情况及性质等综合考虑。一般的说要刚度均匀，力学模型清晰。尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围,使其以最直接的线路传递到基础。柱间抗侧支撑的分布应均匀。其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线，否则应考虑结构的扭转。结构的抗侧应有多道防线。 比如有支撑框架结构,柱子至少应能单独承受1/4的总水平力。

3.2合理选择钢结构的构件

在钢结构设计中，设计人员要注意正确选用质量合格的钢材、连接材料和焊接材料。钢结构所用的钢材应该具有抗拉强度、延展强度、伸长度、冷缩度和硫、碳等物质含量的合格证明。在地震频发区，钢材除以上要求以外，还要求它们具有合格的冲击韧性强度。钢结构的钢材主要采用的是 Q235 和Q345，不建议使用等级为 A 的钢材，因为这类钢材的冲击韧性强度和延展性达不到标准。当强度起控制作用时,可选择Q345; 稳定控制时,宜使用Q235。焊接材料的质量直接影响整个钢结构的安全，所以应该根据钢结构的受力性能和焊缝的受力情况，确定焊接材料的等级。

3.3 加强对钢结构设计的技术规范的重视

在钢结构的设计中，要注意做到的是技术要先进、经济要合理、质量要保证，所以技术人员要重视对技术标准和规范的学习，并且要深刻的理解和贯彻，形成一种严格遵循标准和规范的严谨工作习惯。现在的钢结构设计的计算和构造绘图过分依赖电脑，缺乏动手能力的实际操作能力。所以在实际中应该要注意对钢结构的实际掌握。在钢结构设计中还要重视对钢材、连接材料和焊接等材料的应用标准，要在了解相关规定的要求下，提出合理的材料选用和质量要求。

3.4重视节点设计

连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一。应保证连接节点的安全、耐久及经济的要求。节点应传力简捷、明确、可靠；节点计算的模型应与实际受力情况一致；保证节点连接有足够的强度和刚度，避免由于节点不足而导致整体结构的破坏；采用合理的细部构造使节点连接具有较好的延性。

二、高层建筑混凝土结构设计

1、高层混凝土结构类型

1.1框架结构体系

框架结构体系是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成。框架结构体系优点是：建筑平面布置灵活，能获得大空间，建筑立面也容易处理，结构自重轻，计算理论也比较成熟，在一定高度范围内造价较低。框架结构的缺点是：框架结构本身柔性较大，抗侧力能力较差，在风荷载作用下会产生较大的水平位移，在地震荷载作用下，非结构构件破坏比较严重。

1.2剪力墙结构体系

剪力墙结构体系建筑是由一系列纵向和横向剪力墙及楼盖组成的空间结构。剪力墙承受竖向荷载及水平荷载的能力都较大。其特点是整体性好，侧向刚度大，水平力作用下侧移小，并且由于没有梁、柱等外露与凸出，便于房间内部布置。缺点是不能提供大空间房屋，结构延性较差。

1.3框架—剪力墙结构体系

在框架结构中布置一定数量的剪力墙，可以组成框架—剪力墙结构，这种结构既有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度和较强的抗震能力，因而广泛地应用于高层建筑中的办公楼和旅馆。

1.4筒体结构体系

随着建筑层数、高度的增长和抗震设防要求的提高，以平面工作状态的框架、剪力墙来组成高层建筑结构体系，往往不能满足要求。这时可以由剪力墙构成空间薄壁筒体，成为竖向悬臂箱形梁，加密柱子，以增强梁的刚度，也可以形成空间整体受力的框筒，由一个或多个筒体为主抵抗水平力的结构称为筒体结构。

2、高层混凝土结构设计要点

2.1 在设计中重视规范、规程中有关结构概念设计

在结构体系上，应重视结构的选型和平、立面布置的规则性，择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系。结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用，应使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力。结构除需要满足水平方向刚度和抗震能力外，还应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转震动的能力。在一个独立的结构单元内，应避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位；避免在凹角和端部设置楼、电梯间；减少地震作用下的扭转效应。2.2采用合理的结构选型

应尽量避免采用结构不规则的设计方案。在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，对于超高问题应特别重视，应严格按照规范要求进行设计。在高层建筑设计中，结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙。

2.3结构计算与分析

在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件。对计算结果的合理性、可靠性进行判断是十分必要的，是结构工程师最主要的任务之一。结构整体计算需控制剪重比、刚度比、位移比、周期比等参数。还要注意高层建筑的抗震设计，准确分析个单体、塔楼、裙房的抗震等级。在高层建筑中，往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重构件（如屋顶处的装饰构件），由于高层建筑的地震作用和风荷载均较大，必须严格按照规范中的非结构构件的计算处理措施进行设计。

结束语

总而言之，钢结构设计与混凝土结构设计各有各的特点，在具体的高层建筑施工中要合理进行结构设计的选择，充分发挥各自的优势，从而确保高层建筑施工质量与安全，更大限度的发挥高层建筑本身的功能，为人们生活提供质量保证与安全保障。

参考文献：

[1]苏光能.高层建筑结构设计中混凝土的应用[J].中国新技术新产品，2010(2).

混凝土结构设计范文第12篇

关键词 混凝土结构;砌体结构;钢结构加固

【中图分类号】 TU522.3+1 文献标识码:B 文章编号:1673-8500(2012)10-0018-02

1 直接加固的一般方法有

1.1 加大截面加固法:

在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层,可增加截面有效高度,扩大截面面积,从而提高构件正截面抗弯,斜截面抗剪能力和截面刚度,起到加固补强的作用。

在适筋范围内,混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下,增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面,通过新加部分和原构件共同工作,可有效地提高构件承载力,改善正常使用性能。

加大截面加固法施工工艺简单、适应性强,并具有成熟的设计和施工经验;适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固;但现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。

1.2 置换混凝土加固法:该法的优点与加大截面法相近,且加固后不影响建筑物的净空,但同样存在施工的湿作业时间长的缺点;适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。

1.3 粘钢加固法:钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段(正截面受拉区、正截面受压区或斜截面)表面粘贴钢板,这样可提高被加固构件的承载力,且施工方便。

该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,对生产和生活影响小,且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响,但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平;适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。

2 间接加固的一般方法有

2.1 预应力加固法

2.1.1 预应力水平拉杆固法:

预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件,由于预应力和新增外部荷载的共同作用,拉杆内产生轴向拉力,该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上(当拉杆与梁板底面紧密贴合时,拉杆会与构件共同找曲,此时尚有一部分压力直接传递给构件底面),在构件中产生偏心受压作用,该作用克服了部分外荷载产生的弯矩,减少了外荷载效应,从而提高了构件的抗弯能力。同时,由于拉杆传给构件的压力作用,构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。

2.1.2 预应力下撑拉杆加固法:

钢筋混凝土构件采用预应力下撑式拉杆加固定后,形成一个由被加固构件和下撑式拉杆组成的复合超静定结构体系,在外荷载和预应力共同作用下,拉杆中产生轴向力并通过与构件的结合点(下撑点和杆端锚固点)传递给被加固构件,抵消了部分外荷载,改变了原构件截面内力特征,从而提高了构件的承载能力。

该法能降低被加固构件的应力水平,不仅使加固效果好,而且还能较大幅度地提高结构整体承载力,但加固后对原结构外观有一定影响;适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固,但在无防护的情况下,不能用于温度在600C以上环境中,也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。

2.2 增加支承加固法:

增设支点加固法是通过减少受弯构件的计算跨度,达到减少作用在被加固构件上的载载效应,提高结构承载水平的目的。该法简单可靠,但易损害建筑物的原貌和使用功能,并可能减小使用空间;适用于具体条件许可的混凝土结构加固。

2.3 其它加固法:

辅助结构加固法是采用另制的辅助构件,如型钢、钢桁架或钢筋混凝土梁,部分或全部分担被加固梁的荷载。

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

3 与混凝土结构加固改造配套使用的技术一般有

3.1 托换技术:

系托梁(或桁架)拆柱(或墙)、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称;属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成;适用于已有建筑物的加固改造;与传统做法相比,具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点,但对技术要求较高,需由熟练工人来完成,才能确保安全。

3.2 植筋技术:

系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术;可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋;已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程,如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救,构件加大截面加固的补筋,上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长,房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。

3.3 裂缝修补技术:

根据混凝土裂缝的起因、性状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术;适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受力性裂缝,除修补外,尚应采用相应的加固措施。内部修补法。

内部修补法是用压力泵把胶结材料压力混凝土裂缝中,结硬后起到补缝作用,并通过其胶结性使原结构恢复整体性,该方法适用于裂缝宽度较大,对结构的整体性和安全性及耐久性等有影响,或有防水防渗等要求的裂缝的修补。

3.4 碳化混凝土修复技术:

系指通过恢复混凝土的碱性(钝化作用)或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术。

4 砌体结构加固方法

砌体结构的加固分为直接加固与间接加固两类,设计时,可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法。

4.1 适用于砌体结构的直接加固方法一般为:1、钢筋混凝土外加层加固法: 该法属于复合截面加固法的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强,砌体加固后承载力有较大提高,并具有成熟的设计和施工经验;适用于柱、带壁墙的加固;其缺点是现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。 2、钢筋水泥砂浆外加层加固法: 该法属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近,但提高承载力不如前者;适用于砌体墙的加固,有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。 3、增设扶壁柱加固法: 该法属于加大截面加固法的一种。其优点亦与钢筋混凝土外加层加固法相近,但承载力提高有限,且较难满足抗震要求,一般仅在非地震区应用。

4.2 适用于砌体结构的间接加固方法一般为: 1、无粘结外包型钢加固法: 该法属于传统加固方法,其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少,受力较为可靠;适用于不允许增大原构件截面尺寸,却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固;其缺点为加固费用较高,并需采用类似钢结构的防护措施。

4.3 砌体结构构造性加固与修补:1、增设圈梁加固: 当圈梁设置不符合现行设计规范要求,或纵横墙交接处咬搓有明显缺陷,或房屋的整体性较差时,应增设圈梁进行加固。 2、增设梁垫加固: 当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时,应增设梁垫进行加固。 3、砌体局部拆砌: 当房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影响承重及安全时,可将破裂墙体局部拆除,并按提高砂浆强度一级用整砖填砌。

5 钢结构加固方法

钢结构加固的主要方法有:减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时,亦可采用其它加固方法。1、改变结构计算图形: 改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件,增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法; 改变结构计算图形的一般加固方法: (1)对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固:A、增加支撑形成空间结构并按空间结构验算; B、加设支撑增加结构刚度,或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性;C、增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性; D、在排架结构中重点加强某一列柱的刚度,使之承受大部分水平力,以减轻其它柱列负荷;E、在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。2、加大构件截面的加固: 采用加大截面加固钢构件时,所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。3、连接的加固与加固件的连接:钢结构连接方法,即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择,应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件,并考虑结构原有的连接方法确定。 钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接,有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时,应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。

参考文献

[1] 曹双寅,邱洪兴,王恒华编. 《结构可靠性鉴定与加固技术》[M],1998.

混凝土结构设计范文第13篇

关键词：混凝土 结构设 安全度分析

一、混凝土结构设计安全度的意义

混凝土结构在建筑设计中具有举足轻重的地位，混凝土结构设计的内容主要包括适用性、耐久性、安全性等，最重要和主要的功能就是安全性。无论任何一项工程的设计到实施，安全问题总是被摆在首要位置的。混凝土结构设计的安全性主要是指混凝土构件所能承受的稳定性，包括在正常的设计方案中的稳定性，也包括在正常的施工环境和使用环境下的稳定性，也包括在突发状况中所能达到的稳定性，用概率来衡量其安全性就是所谓的安全度。混凝土结构的安全度所涉及到的因素有很多，必须要综合考虑到各种可能发生的情况，才能科学有效地进行安全度的预测和分析。

从混凝土工程的技术层面而言，混凝土结构的安全度与结构本身选型的合理性有关，也与该结构力学模型的合理性有关，还与概念设计的合理性有关，而不仅仅是材料选用和施工工艺方面的问题。混凝土结构设计的安全度具有重要的实际意义。结构设计的安全度能够直接体现混凝土工程的成本造价、后期维修费用、工程总投资风险之间的相关关系。所以不断提高混凝土结构的安全度，那么这三者之中的工程造价成本就会提高，相对地则降低了后期维修费用的支出，也降低了工程总投资风险，反之则混凝土结构的安全度越低，另外两个因素的数值就会越高。故而要有效平衡这三者的关系就要在经济节约的前提下最大限度地提高混凝土结构的安全度。另外混凝土结构的安全度不仅涉及到建筑工程的成本和风险的相关因素，还涉及到使用者的人身安全和财产安全能否得到有效的保障，这不仅是经济问题更是民生问题。如果不重视混凝土结构的安全度，将会导致严重的社会影响和政治后果，同时也将对国家的经济基础和技术经济政策造成一定程度的影响。由此可见，混凝土结构设计的安全度具有重要的现实意义。

二、混凝土结构设计安全度的现状

混凝土结构设计的安全度在建筑行业中的应用历来都颇受重视，尤其在改革开放以来，我国的建筑行业得到了迅猛的发展，人们对建筑物的要求也越来越高，对其功能的灵活性和适应性的期待也越来越大，混凝凝土结构的安全度有待于进一步的提高。

虽然现阶段国内的混凝土结构的安全度在不断地得到改善，但是与世界发达国家相比还存在很大的差距。和国际混凝土结构安全度的标准以及先进工艺水平比较而言，我国的混凝土结构的安全度属于偏低的层次，在国际建筑行业中的竞争力不足，更不用说发挥建筑优势了。从长远的发展来看，持续执行混凝土结构设计安全度的低标准将不利于我国建筑业的可持续发展，也不利于实现国家经济的眼前利益和长久利益，所以混凝土结构安全度的探讨将会是一项长久性的课题。国家在2002 出台了《混凝土结构设计规范》，对以往的标准有所改善。十年之后的今天，混凝土结构设计的安全度依然要根据实际情况来作出进一步的探索和调整。

三、混凝土结构设计安全度的发展

未来的混凝土结构设计的安全度的发展方向主要还是体现在两大方面，一是混凝土结构构件的承载力的安全性能，这与构件本身的荷载能力有关。二是混凝土结构的整体牢固性能，这与混凝土的荷载分项系数和混凝土材料强度的分项系数有关。具体来说，荷载分项系数是计算荷载力对混凝土结构构件的作用的时候，将荷载标准值乘以一个放大系数，而材料的强度分项系数则是在计算混凝土结构构件所固有的承载力的时候，把混凝土构件材料的强度标准值乘以一个缩小系数。混凝土结构设计安全度的提高涉及的内容关于荷载方面的主要包括风荷载能力、活动荷载能力，关于抗力方面的主要包括材料的强度、楼板设计强度、斜截面受剪承载能力。此外，混凝土结构的整体牢固性涉及的主要方面有钢筋的锚固程度、钢筋的连接状况、钢筋的最小配筋率等。这些因素之间都有着内在的关联性，它们的有机统一构成了混凝土结构安全度的基本要素，在安全度的分析与探讨方面也有着根本性的地位和作用。

在混凝土结构设计的安全度的规范与标准的研究工作最早是源于高强度的混凝土结构的科研和推广工作，现阶段的混凝土结构设计安全标准还是比较低的，这就给结构设计安全度的推广工作带来了一定的阻力。任何一项新技术新标准的研究工作的起步阶段都是相当困难的，相关经验不足是产生困难的一个因素，另一个因素就是要有较高较为宽松的安全度环境，这是非常重要的一点，如果安全度太低，会不利于新技术的推广。在计划经济时代比较注重建筑的节约性，在初次一次性投资和用料方面较少顾及建筑的长远利益和整体结构的使用性能，更不会过多地考虑到用户的切身利益和国家经济的可持续发展状况。而在现今的市场经济体制下，人们更注重考虑如何用更少的钱购买到性价比更高的房屋建筑，尤其是注重建筑物在突况下的安全可靠度。安全度高的建筑与安全度低的建筑在一般情况下没有太大的差别，但是在特殊情况例如地震的情况中就显示出天壤之别来。所以混凝土结构设计的安全度的发展会越来越收到人们的重视，尤其在自然灾害频发的近十几年中，混凝土结构设计的安全度的实施标准和有关规范也不断得到探讨与研究。

同时也要看到，在不断提高混凝土结构设计的安全度的同时，实际也潜移默化地节约了项目维护成本和遇到突况的风险成本，更加符合建设资源节约型社会的理念，也符合建筑行业经济节约的原则。在未来的发展中，增强混凝土结构的延性和防倒塌能力是重要的一项内容，不仅要提高整个结构设计的合理性，还要加大混凝土构造的用钢量。提高混凝土结构的设计安全度是必要的，但是究竟要提高到什么程度也要经过相关部门的进一步商榷，还要根据各地区的经济发展状况具体问题具体分析，在宏观上定性分析的同时也要在微观上进行适度的调整，以便能够促进当地的发展。例如在经济比较发达的地区和城市，混凝土结构的设计安全度的指标可以略微高些，在经济不发达的地区可以将标准略微降低些，以适应整体经济发展的要求。混凝土结构安全度需要考虑的因素比较多样和复杂，并且在建筑行业结构设计中普遍采用的可靠度设计理论自身也有着一定的不足，所以给实际的研究与应用带来了些许限制条件，因而在进行理论研究与分析的同时，积累实践经验更为重要。

混凝土结构设计范文第14篇

近些年来，建筑行业取得了不凡的进步，这其中尤其是预应力混凝土结构以及混凝土结构相关技术得到了不小的发展，其科技成果日趋成熟。在建筑材料方面也得到了不小的发展，各种高性能的混凝土都在建筑中得到了应用。然而在建筑材料和建筑技术都得到快速发展的同时，建筑设计以及建筑施工方面还存在有不小的问题。温度变化会引起混凝土的热胀冷缩，这将会导致混凝土在竖直方向和水平方向都会产生一定的变形。在进行建筑结构设计过程中，对于温度引起的内力变化计算有一定的难度。混凝土的性质包括塑料变形以及应力松弛，温度的变化等都会导致混凝土产生裂缝。

2裂缝控制的意义和标准

建筑的结构设计建立在构件的强度极限承载力的基础之上，而建筑工程的使用标准则是由混凝土裂缝控制的。近些年的研究表明。建筑物中混凝土裂缝是不能避免的，但是能够有效的减少混凝土裂缝的存在。对于一般的民用以及工业建筑而言，小的混凝土裂缝对于建筑的日常使用是没有危险的，只有一定宽度的裂缝才会对建筑物的使用造成较大的影响与危害。因此，在设置混凝土裂缝控制标准时，不能够将混凝土裂缝的标准控制过严，同时还要考虑到地震等对于建筑物的影响。不管是预应力混凝土结构还是混凝土结构，其中存在的裂缝都会减小建筑结构的刚度，降低结构的耐久性。裂缝控制是指通过现有的建筑技术与措施控制建筑物中裂缝的大小，使其不会对建筑的正常使用造成影响。在建筑工程中，对于混凝土裂缝的控制主要表现在两个方面。即设计和施工两个阶段。在设计方面对于裂缝的控制是指通过构造措施以及相关计算降低混凝土裂缝高于限度值的可能性。而在施工方面对裂缝的控制则是指在是施工过程中采取一定的施工措施以及相关技术降低建筑物中有害裂缝的产生。文章主要从建筑结构设计方面对混凝土裂缝进行分析，从而减少混凝土裂缝对于建筑物的损害。

3混凝土裂缝产生的原因分析

从建筑结构设计方面进行分析，产生混凝土裂缝的原因主要有以下几个方面：首先，由于对于建筑结构的计算不够准确，设计中涉及到的构件厚度不足，配筋数量也不够充足，由于此种原因导致的板缝的产生会影响到建筑的结构，直接导致建筑物安全问题的产生。其次，在设计过程中，没有对建筑物会受到的装修荷载以及使用荷载进行准确估计，导致设计的建筑物受力远远小于建筑物的实际受力，导致建筑物中混凝土的开裂。以上两种原因都是由于在建筑结构设计中对建筑的受力分析有误而导致的，因此而导致的混凝土裂缝会对建筑物的结构造成较大的危害。而在目前的建筑结构设计中，还会出现另外一个极端的现象，那就是设计人员过于担心在施工过程中有偷工减料情况的存在，在进行结构设计的时候，对于混凝土的强度等级计算会高出一个等级。这样一来看似楼板十分安全，但其实混凝土的强度等级过高会为建筑带来负面的影响，因为混凝土强度越高，混凝土的水化热就会越大，从而使得混凝土产生有害性裂缝的可能性大大增加。有的设计人员还会考虑到施工方面而降现浇楼盖的混凝土强度与建筑中的梁柱取为一致的。这样做的危害在于建筑的实际受力与设计时的受力相去甚远，因此会导致在真正的运用过程中，建筑中混凝土的受力远远大于设计受力，从而导致混凝土裂缝的产生。另外，在设计的过程中，对于温度应力的重视可能不到位，因此，在隔热层以及保温层等方面没有良好的设置，导致混凝土会因为温度的变化而产生开裂。或是出现伸缩缝设置不够合理的情况，在温度应力以及收缩应力的双重作用之下，混凝土很容易产生开裂。楼盖边缘的约束的加强也会导致混凝土的开裂。

混凝土楼板如果能够进行自由的变形与收缩，混凝土内部不会产生应力。因此，也不会有裂缝的产生，但是由于楼盖边缘的约束有所加强，因此，混凝土的收缩变形以及温度导致的变形都会大大增加，从而导致在混凝土楼板的中部产生的最大的约束应力大于了混凝土所能承受的抗拉强度，使得混凝土产生裂缝。有的建筑结构设计人员在砖混的结构中采用了现浇混凝土的方式进行楼盖的浇筑，出于抗震方面以及建筑结构方面的考虑，通常会将墙边的支座按照简支梁进行近似的估算。而建筑中混凝土楼板的实际受力却与估算结果不一致，如果混凝土楼板的跨度比较大的时候，在板顶的支座处会产生一定的裂缝，有时楼板的边角以及中央都会出现收缩裂缝。另外，如果在建筑结构设计中忽略了建筑中边角柱以及构造柱对于建筑的影响，则会增大混凝土可能产生的裂缝。

4混凝土裂缝的有效处理措施

在进行混凝土裂缝的处理时，除了加强设计人员的安全责任意识之外，更重要的是在进行建筑结构设计时，加强设计人员对于混凝土裂缝的重视。另外，设计人员采取的结构形式一定要科学合理，为了保证其合理性，要在建筑结构设计前建立严格的审查制度，严格防止建筑结构设计中对混凝土裂缝的忽视。首先，在选择建筑混凝土时，一定要按照建筑的功能与需求进行混凝土的选择。如果混凝土的强度过低，则会对建筑的质量造成影响，而混凝土强度过高，会为建筑带来负面的影响，因为混凝土强度越高，混凝土的水化热就会越大，从而使得混凝土产生有害性裂缝的可能性大大增加。不能为了简便施工而将楼板的混凝土强度的等级与建筑中梁柱的强度等级取为同一等级，更好的做法应该是对混凝土收缩的量进行减少，此外对于混凝土中水泥的用量以及外加剂的用量都提出具体的要求。如果建筑设计中，对于楼板的周边约束是有必要的加强，那么与此同时还要加强构造钢筋，以防止由于楼板所受到的约束应力的增大而导致的混凝土的裂缝的增大，对建筑结构造成影响。为了防止楼板的边角产生斜裂缝，可以在楼板的边角外侧的上下两层中都设置一定数量的钢筋，需要注意的是增加的钢筋长度一定要超过混凝土楼板长度的三分之一。另外在建筑结构的设计中，需要合理设置建筑的保温层以及隔热层，并且保证保温层隔热层使用的材料以及厚度都是科学合理的。在建筑结构中一般都会设置温度伸缩缝抵消温度变化会对混凝土产生的影响。因此温度缝的设置需要足够的合理，才能避免温度对混凝土产生裂缝等的影响。

5结束语

混凝土结构设计范文第15篇

1耐久性设计因素分析

1．1环境作用影响

混凝土结构的使用时间和混凝土所在的环境是联系非常密切的，根据不同级别的建筑物来进行耐久性的设计工作，在整个设计流程中要非常关注混凝土结构所在的环境。在特定的环境中，使用结构的材料随着时间的变化而发生改变，会缩短使用寿命，只有在不良的环境下进行结构的技术手段，才可以更好的保证设计的使用时长的标准。所以，为了更好的进行混凝土结构耐久性的设计工作，要根据整个混凝土结构所在的环境进行设计。

1．2寿命设计

和普通的产品是相同的，建筑混凝土的结构拥有使用寿命。按照不一样的角度来分成几个部分，根据外国的建筑物的耐久性能来进行分类:要求使用寿命、预期使用寿命、设计使用寿命。

1．3构造设计

就是对混凝土结构的特殊部分进行耐久性的设计工作，混凝土结构中非常重要的一个部分就是构造了，所以，构造设计工作相当的关键，一旦没有做好构造设计工作，就会导致整体的混凝土的结构受到重大的影响，同时就会增加建筑物的维修周期和维修费用，更有甚者就会影响到混凝土结构的耐久性和使用时长。

1．4可修复能力设计

在进行经营状态的混凝土的构成要件要进行平常的检验维修工作，怎么保持这个混凝土在进行经营的状态下保持可以自己修复的能力，是可修复能力设计需要注意的要点。进行混凝土的可修复能力的设计，不仅仅可以保证在进行运行的过程中性能和设计性能水准相差无几，同时还可以保证对于那些并没有进行可修复设计的结构增加正常的维修时间，降低维修的花费，对那些平常维修的混凝土构件有非常大的帮助。

1．5材料制备设计

混凝土的结构耐久性设计工作在我国乃至是国外都应用非常多，当前，非常多的耐久性设计办法都是针对材料提出来的耐久性办法，就打比方说，通过材料来保证材料设计的耐久性要求。材料制备设计主要包含混凝土的高性质，环境的改变，材料的惰性选择等等。由于材料的制备设计工作，要按照环境以及时间来保证设计手段。

2建筑工程混凝土结构耐久性设计

2．1降低环境方面对混凝土造成的负面影响

非常容易就可以发现，自然环境、水、材料等不同原因的影响了混凝土结构的耐久性能，要施工单位非常关注这些原因，实施相对应的比较科学的解决方式，保证提高混凝土结构的耐久性能。所有人都清楚，科学的混凝土结构，可以解除局部积水问题的出现，防止出现区间水汽凝聚问题，同时，在不良环境的影响中，保证混凝土结构形式非常简单，防止使用薄腹与薄壁混凝土结构型式，降低棱角与表面积的程度，实现混凝土振捣工作与养护工作的高效性。另外，在进行施工流程中，经常出现裂缝问题，特别是伸缩缝合施工缝，这些地方容易出现渗漏以及侵蚀的问题，所以，要防止在不良环境下出现施工缝。要在非常适合施工的地方进行施工，对拼缝的密闭性能加以改善，减小伸缩缝的数量值。

2．2施工质量规范与结构养护措施

工作人员需要根据有关的质量规定，就比方进行拌制混凝土的同时，要进行施工工艺的选择，包括对裹砂法以及裹砂石法的选择，为了更好的保证混凝土拌合材料的容易拌合、整体材料的强度以及保存水的能力的提高，同时，施工人员还要根据施工为了达到的目的、施工的环境、水泥的品种、混凝土的性质等等来更好的建立有效合适的结构养护系统。使用混凝土结构的时候，要非常清晰的知道结构的重要位置以及维护检测的时间周期。建立健全混凝土结构的检测体制，要及时发现问题，做好及时进行维修工作，保证混凝土结构的安全使用。

2．3改进建筑工程结构材料的设计

第一，非常清晰的知道建筑工程耐久性设计以及建筑工程结构使用时长的标准，就是设计使用年限;第二，要非常清楚的知道，材料使用之后，那就行材料时效之后的规范规定。第三，要按照建筑工程混凝土结构的设计规范来看，然后再进行混凝土结构材料的挑选工作，选择最为合理的一种，保证可以将建筑工程成本减少到最少的情况下，还可以应用到最经济质量最好的耐久性最优的建筑工程混凝土结构设计材料。

2．4规范建筑工程结构的耐久性设计

大部分时间来，我国没有并没有对建筑工程结构使用寿命的标准，在这两年进行制定并实行的《建筑结构设计规范》中才非常清晰的对建筑结构的使用时间进行了规定，主要分为四种，可是对于促进建筑工程结构耐久性并没有非常大的帮助，尽管结构的使用时间可以根据维修工作进行增加，可是结构的主体并不一定能够保证到达使用年限，主要表现在桥梁的混凝土结构中，规定设计中应用的可以应用30年的索都达到不了20年的使用时长，就会非常大的减少结构的使用时长。所以，要进行结构的耐久性的设计工作，要根据规范来将，这些规范中的耐久性设计标准要符合，才能非常好的满足建筑工程结构耐久性设计使用时长。

2．5提高混凝土结构地基基础的设计

一旦在整个建筑工程过程中有着不一样的沉降的标准，就是关于地基以及基础方面的设计，处理的方式也是不一样的，一旦沉降量比较低，就要按照褥垫的施工方式来进行处置，在整个建筑物的地下地带和持力的地方。在出现沉降的地方，混凝土的保护地带还会保证另一部分的附加力量，这样，非常方便的保证地下室的地板的安全，不会出现因为外部力量而导致的表面出现裂缝，或者再次出现沉降的现象，与此同时，还更好的保证了地基的设计。更好的解决了地基的保养问题。

3结束语

综上所述，只有非常严谨的保证混凝土结构耐久性的设计工作，特别是注意在不良的环境中的混凝土结构，要保证其耐久性的工作设计。按照不同的结构和构成原理，使用对应的混凝土结构。一旦混凝土出现比较小的变化的时候，就表示已经出现问题，这时再来进行补救就来不及了。混凝土结构耐久性的设计要应用到施工过程的每一个流程中，只有这样，才能更好保证其作用，才根本上保证混凝土结构的使用寿命。

作者:徐晓霞 朱林 单位:中国石油天然气管道工程有限公司东北分公司

参考文献:

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［3］陈琳，屈文俊，朱鹏．混凝土结构全寿命等耐久性设计的理论框架［J］．建筑科学与工程学报，2016(03):93－103．