结构设计论文

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的1篇结构设计论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

结构设计论文:砖混结构设计详解

1. 结构设计说明

主要是设计依据，抗震等级，人防等级，地基情况及承载力，防潮做法，活荷载值，材料等级，施工中的注意事项，选用详图，通用详图或节点，以及在施工图中未画出而通过说明来表达的信息。如：正负零以下应采用水泥砂浆，以上采用混合砂浆。等等。

2. 各层的结构布置图，包括

（1）、预制板的布置（板的选用、板缝尺寸及配筋）。标注预制板的块数和类型时， 不要采用对角线的形式。因为此种方法易造成线的交叉， 宜采用水平线或垂直线的方法， 相同类型的房间直接标房间类型号。应全楼统一编号，可减少设计工作量，也方便施工人员看图。板缝尽量为40， 此种板缝可不配筋或加一根筋。布板时从房间里面往外布板， 尽量采用宽板， 现浇板带留在靠窗处， 现浇板带宽最好≥200（考虑水暖的立管穿板）。如果构造上要求有整浇层时， 板缝应大于60.整浇层厚50， 配双向φ6@250， 混凝土C20.应采用横墙或横纵墙（横墙为主）混合承重方案，抗坍塌性能好。构造柱处不得布预制板。建议使用PMCAD的人工布板功能布预制板，自动布板可能不能满足用户的施工图要求，仅能满足定义荷载传递路线的要求。对楼层净高很敏感、跨度超过6.9米或不符合模数时可采用SP板，SP板120厚可做到7.2米跨。

（2）、现浇板的配筋（板上、下钢筋，板厚尺寸）。尽量用二级钢包括直径φ10的二级钢。钢筋宜大直径大间距，但间距不大于 200， 间距尽量用200.（一般跨度小于6.6米的板的裂缝均可满足要求）。跨度小于2米的板上部钢筋不必断开，钢筋也可不画，仅说明钢筋为双向双排φ8@200.板上下钢筋间距宜相等，直径可不同，但钢筋直径类型也不宜过多。顶层及考虑抗裂时板上筋可不断，或50%连通，较大处附加钢筋。一般砖混结构的过街楼处板应现浇，并且钢筋双向双排布置。板配筋相同时，仅标出板号即可。一般可将板的下部筋相同和部分上部筋相同的板编为一个板号，将不相同的上部筋画在图上。当板的形状不同但配筋相同时也可编为一个板号。宜全楼统一编号。当考虑穿电线管时，板厚≥120，不采用薄板加垫层的做法。电的管井电线引出处的板因电线管过多有可能要加大板厚。宜尽量用大跨度板，不在房间内（尤其是住宅）加次梁。说明分布筋为φ6@250，温度影响较大处可为φ8@200.板顶标高不同时，板的上筋应断开或倾斜通过。现浇挑板阳角加辐射状附加筋（包括内墙上的阳角）。现浇挑板阴角的板下应加斜筋。顶层应建议甲方采用现浇楼板，以利防水，并加强结构的整体性及方便装饰性挑沿的稳定。外露的挑沿、雨罩、挑廊应每隔10～15米设一10mm的缝，钢筋不断。尽量采用现浇板，不采用予制板加整浇层方案。卫生间做法可为70厚+10高差（取消垫层）。8米以下的板均可以采用非预应力板。L、T或十字形建筑平面的阴角处附近的板应现浇并加厚，并双向双排配筋，附加45度的4根16的抗拉筋。现浇板的配筋建议采用PMCAD软件自动生成，一可加快速度，二来尽量减小笔误。自动生成楼板配筋时建议不对钢筋编号，因工程较大时可能编出上百个钢筋号，查找困难，如果要编号，编号不应出房间。配筋计算时，可考虑塑性内力重分布，将板上筋乘以0.8~0.9的折减系数，将板下筋乘以1.1~1.2的放大系数。值得注意的是，按弹性计算的双向板钢筋是板某几处的最大值，按此配筋是偏于保守的，不必再人为放大。支承在外墙上的板的负筋不宜过大，否则将对砖墙产生过大的附加弯距。一般：板厚>150时采用φ10@200；否则用φ8@200.PMCAD生成的板配筋图应注意以下几点：

1.单向板是按塑性计算的，而双向板按弹性计算，宜改成一种计算方法。

2.当厚板与薄板相接时，薄板支座按固定端考虑是适当的，但厚板就不合适，宜减小厚板支座配筋，增大跨中配筋。

3.非矩形板宜减小支座配筋，增大跨中配筋。

4.房间边数过多或凹形板应采用有限元程序验算其配筋。T.板一般可按塑性计算，尤其是基础底板和人防结构。但结构自防水、不允许出现裂缝和对防水要求严格的建筑， 如坡、平屋顶、橱厕、配电间等应采用弹性计算。室内轻隔墙下一般不应加粗钢筋，一是轻隔墙有可能移位，二是板整体受力，应整体提高板的配筋。只有垂直单向板长边的不可能移位的隔墙，如厕所与其他房间的隔墙下才可以加粗钢筋。坡屋顶板为偏拉构件，应双向双排配筋。

（3）、圈梁、构造柱布置及其剖面详图。圈梁要浇圈闭合拉通，穿过中间走廊，并隔一定距离将截面加强。注意圈粱（包括地基圈梁）在外墙楼梯、入口等处可能被截断，应在相应位置附加一道并满足搭接长度。坡屋顶为双层圈梁。单层空旷房屋层高超过 4米宜在窗顶处增加一道圈梁。说明圈梁、构造柱纵筋的搭接及锚固长度。构造柱箍筋在上下端应加密。说明构造柱生根何处，当地面为刚性地面时，应将构造柱伸至基底。较大洞口两侧宜加构造柱（2.4米以上）。构造柱与下层相同的，可不标构造柱编号，但应在图中说明。圈梁、构造柱纵筋宜采用一级钢筋。为减少圈梁受温度变化的影响，和清水砖墙的立面效果，360外墙圈梁的外侧宜有120砖墙。设置构造柱后必须设置圈梁或暗圈梁。设置圈梁不一定设构造柱。斜交砖墙的交接处应增设构造柱，且构造柱间距不宜大于层高。建筑四角包括阴角，考虑到应力复杂和应力集中，应增大截面和配筋。请参照《设置钢筋混凝土构造柱多层砖房抗震技术规程JGJ/T13-94》

（4）、过梁布置。核算圈梁下的高度是否足够放预制过梁，如果不够，则应圈梁兼过梁或圈梁局部加高。尽量采用过梁与圈梁整浇方式。此法方便施工并对抗震有利。当过梁与柱或构造柱相接时，柱应甩筋，过梁现浇。过梁配筋不得过小，以考虑地震时过梁上墙体出现裂缝不能形成拱的作用。当有大梁压在过梁上时，过梁一般用较大截面，兼梁垫用。过梁支承长度改360，并应验算过梁下砌体的局部承压。360墙可用一120矩形过粱加一120带挑沿过粱。现浇过梁荷载取值参见《砌体结构设计规范GBJ3-88》

（5）、雨蓬、阳台、挑檐布置和其剖面详图。注意：雨棚和阳台的竖板现浇时，最小厚度应为80，否则难以施工。竖筋应放在板中部。当做双排筋时，高度<900，最小板厚100；高度>900时，最小板厚120.阳台的竖板应尽量预制，与挑板的预埋件焊接。雨棚和阳台上有斜的装饰板时，板的钢筋放斜板的上面，并通过水平挑板的下部锚入墙体圈梁（即挑板双层布筋）。两侧的封板可采用泰柏板封堵，钢筋与泰柏板的钢丝焊接，不必采用混凝土结构。阳台的门联窗处窗台应使用轻体材料砌筑，方便以后装修时凿掉。挑板挑出长度大于2米时宜配置板下构造筋。挑板内跨板上筋长度应大于等于挑板出挑长度，尤其是挑板端部有集中荷载时。内挑板端部宜加小竖沿，防止清扫时灰尘落下。当顶层阳台的雨搭为无组织排水时，雨搭出挑长度应大于其下阳台出挑长度100.挑板配筋应有余地，并应采用大直径钢筋，防止踩弯。挑板内跨板跨度较小，跨中可能出现负弯距，应将挑板支座的负筋伸过全跨。

（6）、楼梯布置。采用X型斜线表示楼梯间，并注明楼梯间另详。尽量用板式楼梯，方便设计及施工，也较美观。

（7）、板顶标高。可在图名下说明大多数的板厚及板顶标高，厨厕及其它特殊处在其房间上另外标明。

（8）、梁布置及其下的梁垫布置。也可在梁支座处将梁加宽至500来代替梁垫。

（9）、板上开洞（厨、厕、电气及设备）洞口尺寸及其附加筋，附加筋不必一定锚入板支座，从洞边锚入La即可。板上开洞的附加筋，如果洞口处板仅有正弯距，可只在板下加筋；否则应在板上下均加附加筋。留筋后浇的板宜用虚线表示其范围，并注明用提高一级的膨胀混凝土浇筑。未浇筑前应采取有效支承措施。住宅跃层楼梯在楼板上所开大洞，周边不宜加梁，应采用有限元程序计算板的内力和配筋。板适当加厚， 洞边加暗梁。

（10）、屋面上人孔、通气孔位置及详图。

（11）、在平面图上不能表达清楚的细节要加剖面，可在建筑墙体剖面做法的基础上，对应画结构详图。

3. 基础平面图及详图

（1）、在墙下条基宽度较宽（大于2米，部分地区可能更窄）或地基不均匀及地基较软时宜采用柔性基础。应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素，适当加宽基础。

（2）、当基础上留洞、首层开大洞的洞口宽度大于洞底至基底高度时，如要考虑洞口范围内地基的承载力，洞口下基础应做暗梁。或将基础局部降低。

（3）、素混凝土基础下不必做垫层，但其内有暗梁时应注明底部钢筋保护层厚为70，或做垫层。地下水位较高时或冬季施工时，不得做灰土基础。刚性基础一般300厚。

（4）、建筑地段较好，基础埋深大于3米时，应建议甲方做地下室。地下室底板，当地基承载力满足设计要求时，可不再外伸。地下室内墙可采用砖墙，外墙宜用混凝土墙。每隔30~40米设一后浇带，并注明两个月后用微膨胀混凝土浇注。不应设局部地下室，且地下室应有相同的埋深。地下室顶板应考虑施工时材料堆积荷载。

（5）、地面以下墙体如被管沟消弱较多，应考虑抗震的不利影响，地下墙体宜加厚。

（6）、抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设缝。但沉降缝两侧墙体基础一定要分开。

（7）、新建建筑物基础不宜深于周围已有基础。如深于原有基础，其基础间的净距应不少于基础之间的高差的1.5至2倍。

（8）、条形基础偏心不能过大，柔性基础必要时可作成三面支承一面自由板（类似筏基中间开洞）。一般情况下，基础底部不应因荷载的偏心而与地基脱开。

（9）、当有独立柱基时，独立基础受弯配筋不必满足最小配筋率要求，除非此基础非常重要，但配筋也不得过小。独立基础是介于钢筋混凝土和素混凝土之间的结构。

（10）、基础圈梁在建筑入口处或底层房间地面下降处应调低标高。当基础圈梁顶标高为-0.060时可取消防潮层。当地基不均匀时基底应增设一道基础圈梁。

（11）、基础平面图上应加指北针。

（12）、基础底板混凝土不宜大于C30.

（13）、在软土地基上的建筑应控制建筑的总沉降量，在地基较不均匀地区应控制建筑的沉降差，砖混结构对差异沉降很敏感。因建筑的实际沉降和计算值是有差异的，很难算准，所以应从构造上入手，采用整体性强的基础形式。

（14）、可用JCCAD软件自动生成基础布置和基础详图。应注意，在使用砖混抗震验算菜单产生的砖混荷载生成基础图时，其墙下荷载为整片墙的平均压力，墙体各段的荷载差异较大时，荷载较大处的墙下基础是不安全的，应人工调整。生成的基础平面图名为JCPM.T，生成的基础详图名为JCXT？。

请参照《建筑地基基础设计规范GBJ7-89》和各地方的地基基础规程。

4. 暖沟图及基础留洞图

（1）、沟盖板在遇到楼梯间和电线管时下降（500），室外暖沟上一般有400厚的覆土。

（2）、注明暖沟两侧墙体的厚度及材料作法。暖沟较深时应验算强度。

（3）、基础留洞大于400的应加过梁，暖沟应加通气孔

（4）、基础埋深较浅时暖沟入口底及基础留洞有可能比基础还低，此时基础应局部降低。

（5）、首层有门洞处不能用挑砖支承沟盖板

（6）、湿陷性黄土地区或膨胀土地区暖沟做法不同于一般地区。应按湿陷性黄土地区或膨胀土地区的特殊要求设计。

（7）、暖沟一般做成1200宽，1000的在维修时偏小。

5. 楼梯详图

（1）、应注意：梯梁至下面的梯板高度是否够，以免碰头，尤其是建筑入口处。

（2）、梯段高度高差不宜大于20，以免易摔跤

（3）、两倍的梯段高度加梯段长度约等于600.幼儿园楼梯踏步宜120高。

（4）、楼梯折板、折梁阴角在下时纵筋应断开，并锚入受压区内La，折梁还应加附加箍筋

（5）、楼梯的建筑做法一般与楼面做法不同，注意楼梯板标高与楼面板的衔接。

（6）、楼梯梯段板计算方法：当休息平台板厚为80～100，梯段板厚100～130，梯段板跨度小于4米时，应采用1/10的计算系数，并上下配筋；当休息平台板厚为80～100，梯段板厚160～200，梯段板跨度约6米左右时，应采用1/8的计算系数，板上配筋可取跨中的1/3～1/4，并不得过大。此两种计算方法是偏于保守的。任何时候休息平台与梯段板平行方向的上筋均应拉通，并应与梯段板的配筋相应。

（7）、注意当板式楼梯跨度大于5米时，挠度不容易满足。应注明加大反拱。

6. 梁、柱详图

（1）、梁上集中力处应附加箍筋和吊筋，宜优先采用附加箍筋。梁上小柱和水箱下， 架在板上的梁， 不必加附加筋。

（2）、折梁阴角在下时纵筋应断开，并锚入受压区内La，还应加附加箍筋

（3）、梁上有次梁时，应避免次梁搭接在主梁的支座附近，否则应考虑由次梁引起的主梁抗扭，或增加构造抗扭纵筋和箍筋。

（4）、有圆柱时，地下部分应改为方柱，方便施工。圆柱纵筋根数最少为8根，箍筋用螺旋箍，并注明端部应有一圈半的水平段。方柱箍筋宜使用井字箍，并按规范加密。角柱应增大纵筋并全柱高加密箍筋。幼儿园不宜用方柱。

（5）、原则上柱的纵筋宜大直径大间距，但间距不宜大于200.梁纵筋宜小直径小间距，有利于抗裂，但应注意钢筋间距要满足要求，并与梁的断面相应。布筋时应将纵筋等距，箍筋肢距可不等。

（6）、梁高大于300，并与构造柱相连接的进深梁，在梁端1.5倍梁高范围内箍筋宜加密。端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上的次梁，梁端支座可按简支考虑，但梁端箍筋应加密。

（7）、考虑抗扭的梁，纵筋间距不应大于300和梁宽，即要求加腰筋，并且纵筋和腰筋锚入支座内La.箍筋要求同抗震设防时的要求。

（8）、反梁的板吊在梁底下，板荷载宜由箍筋承受，或适当增大箍筋。梁支承偏心布置的墙时宜做下挑沿。

（9）、挑梁宜作成等截面（大挑梁外露者除外）。与挑板不同，挑梁的自重占总荷载的比例很小，作成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋，每个都不一样，难以施工。变截面梁的挠度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁时，注意要附加箍筋或吊筋。

（10）、梁上开洞时，不但要计算洞口加筋，更应验算梁洞口下偏拉部分的裂缝宽度。一般挑梁根部不必附加斜筋，除非受剪承载力不足。梁从构造上能保证不发生冲切破坏和斜截面受弯破坏。

（11）、梁净高大于500时，宜加腰筋，间距200，否则易出现垂直裂缝。挑梁出挑长度小于梁高时，应按牛腿计算。

（12）、梁应按层编号，如L-1-XX，1指1层，XX为梁的编号。

7. 关于墙体问题： 楼梯间的墙体水平支撑较弱，顶层墙体较高，在8度和9度时， 顶层楼梯间横墙和外墙宜沿墙高每隔500设2φ6的通长筋，9度时，在休息平台处宜增设一钢筋带。顶层， 为防止墙体裂缝， 可采取如下措施： 保温层聚苯板由45加厚。为防止聚苯板在施工时被踩薄，可用水泥聚苯板代替普通聚苯板。圈梁加高， 纵筋直径加大。架设隔热层， 不采用现浇板带加预制板（为了解决挑檐抗倾覆）的方式。顶部山墙全部、纵墙端部（ 宽度为建筑宽度B/4范围）在过梁以上范围加钢筋网片。构造柱至洞口的墙长度小于300时，应全部做成混凝土的，否则难以砌筑。小截面的墙（<600）如窗间墙应做成混凝土的。否则无法砌墙或受压强度不够。注意：在砖混结构中（尤其是3层及以下），可以取消部分横墙，改为轻隔墙，以减轻自重和地震力，减小基础开挖，也方便以后的房间自由分隔，不必每道墙均为砖墙。多层砌体房屋的局部尺寸限值过严，一般工程难以满足，在增设构造柱后可放宽。

8. 重点注意

（1）、抗震验算时不同的楼盖及布置（整体性）决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算。抗震验算时应特别注意场地土类别。大开间房屋，应注意验算房屋的横墙间距。小进深房屋，应注意验算房屋的高宽比。外廊式或单面走廊建筑的走廊宽度不计入房间宽度。应加强垂直地震作用的设计，从震害分析，规范要求的垂直地震作用明显不足。

（2）、雨蓬、阳台、挑沿及挑梁的抗倾覆验算，挑梁入墙长度为1.2L（楼层）、2L（屋面）。大跨度雨蓬、阳台等处梁应考虑抗扭。考虑抗扭时，扭矩为梁中心线处板的负弯距乘以跨度的一半。

（3）、梁支座处局部承压验算（尤其是挑梁下）及梁下梁垫是否需要（6米以上的屋面梁和4.8米以上的楼面梁一般要加）。支承在独立砖柱上的梁，不论跨度大小均加梁垫。与构造柱相连接的梁进行局部抗压计算时，宜按砌体抗压强度考虑。梁垫与现浇梁应分开浇注。局部承压验算应留有余地。

（4）、由于某些原因造成梁或过梁等截面较大时，应验算构件的最小配筋率。

（5）、较高层高（5米以上）的墙体的高厚比验算，不能满足时增加一道圈梁。

（6）、楼梯间和门厅阳角的梁支撑长度为500，并与圈梁连接。

（7）、验算长向板或受荷面积较大的板下预制过梁承载力。

（8）、跨度超过6米的梁下240墙应加壁柱或构造柱，跨度不宜大于6.6米，超过时应采取措施。如梁垫宽小于墙宽，并与外墙皮平， 以调整集中力的偏心。

（9）、当采用井字梁时，梁的自重大于板自重，梁自重不可忽略不计。周边一般加大截面的边梁或构造柱。

（10）、问清配电箱的位置，防止配电箱与洞口相临，如相临，洞口间墙应大于360，并验算其强度。否则应加一大跨度过梁或采用混凝土小墙垛，小墙垛的顶、底部宜加大断面。严禁电线管沿水平方向埋设在承重墙内。

（11）、电线管集中穿板处，板应验算抗剪强度或开洞。竖向穿梁处应验算梁的抗剪强度。

（12）、构件不得向电梯井内伸出， 否则应验算是否能装下。

（13）、验算水箱下、电梯机房及设备下结构强度。水箱不得与主体结构做在一起。

（14）、当地下水位很高时，砖混结构的暖沟应做防水。一般可做U型混凝土暖沟，暖气管通过防水套管进入室内暖沟。有地下室时，混凝土应抗渗，等级S6或S8，混凝土等级应大于等于C25，混凝土内应掺入膨胀剂。混凝土外墙应注明水平施工缝做法（阶梯式、企口式或加金属止水片），一般加金属止水片，较薄的混凝土墙做企口较难。

（15）、上下层（含暖沟）洞口错开时，过粱上墙体有可能不能形成拱，所以过粱所受荷载不应按一般过粱所受荷载计算，并应考虑由于洞口错开产生的小墙肢的截面强度。

（16）、突出屋面的楼电梯间的构造柱应向下延伸一层，不得直接锚入顶层圈梁。错层部位应采取加强措施。出屋面的烟筒四角应加构造柱或按97G329（七）P3地震区做法。女儿墙内加构造柱，顶部加压顶。出入口处的女儿墙不管多高，均加构造柱，并应加密。错层处可加一大截面圈梁，上下层板均锚入此圈梁。

（17）、砖混结构的长度较长时应设伸缩缝。高差大于6米和两层时应设沉降缝。

（18）、在地震区不宜采用墙梁，因地震时可能造成墙体开裂，墙和混凝土梁不能整体工作。如果采用，建议墙梁按普通混凝土梁设计。也不宜采用内框架。

（19）、当建筑布局很不规则时，结构设计应根据建筑布局做出合理的结构布置，并采取相应的构造措施。如建筑方案为两端较大体量的建筑中间用很小的结构相连时（哑铃状），此时中间很小的结构的板应按偏拉和偏压考虑。板厚应加厚，并双层配筋。

（20）、较大跨度的挑廊下墙体内跨板传来的荷载将大于板荷载的一半。挑梁道理相同。

（21）、挑梁、板的上部筋，伸入顶层支座后水平段即可满足锚固要求时，因钢筋上部均为保护层，应适当增大锚固长度或增加一10d的垂直段。

（22）、应避免将大梁穿过较大房间，在住宅中严禁梁穿房间。

（23）、构造柱不得作为挑梁的根。

9. 常用砖墙自重（含双面抹灰）：120墙：2.86，240墙：5.24，360墙：7.62，490墙：9.99 KN/M2.

10.关于降水问题：当有地下水时，应在图纸上注明采取降水措施，并采取措施防止周围建筑及构筑物因降水不能正常使用（开裂及下沉），及何时才能停止降水（通过抗浮计算决定）。

11. 进行普通砖混结构设计时，设计人员还应掌握如下设计规范：建筑结构荷载规范、抗震规范、混凝土结构设计规范等。并应考虑当地地方性的建筑法规。设计人员应熟悉当地的建筑材料的构成、货源情况、大致造价及当地的习惯做法，设计出经济合理的结构体系。

结构设计论文:关于桥梁结构设计问题综述

[论文关键词]桥梁设计 结构安全 理论研究

[论文摘要]现代桥梁设计技术的发展，使得众多国家对加大对桥梁结构设计理论方面的研究。通过简要说明桥梁设计的注意事项。对现代桥梁结构设计的理论和设计中常见的问题做简单探讨。

目前国内的桥梁结构设计普遍有这样的倾向：设计中考虑强度多而考虑耐久性少；重视强度极限状态而不重视使用极限状态，而结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现；重视结构的建造而不重视结构的维护。实际上，目前的桥梁设计中，对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注，既没有明确提出使用年限的要求，也没有进行专门的耐久性设计。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果；也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背；也不符合结构动态和综合经济性的要求。

一、我国桥梁设计现状

总体来讲我国的桥梁设计理论和结构构造体系仍不够完善，在桥梁设计领域，特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多可以改进的地方。结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。

许多设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。

二、桥梁设计的注意事项

(一)应该更加重视结构的耐久性问题。国内从上世纪90年代开始重视了对结构耐久性的研究，也取得了不少成果。这些研究大多是从材料和统计分析的角度进行的，对如何从结构和设计的角度及如何以设计和施工人员易于接受和操作的方式来改善桥梁耐久性却很少有人研究。而且，长期以来，人们一直偏重于结构计算方法的研究，却忽视了对总体构造和细节处理方面的关注。结构的耐久性设计与常规的结构设计有着本质的区别，目前需要努力将耐久性的研究从定性分析向定量分析发展。国内外的研究和实践都表明，结构耐久性对于桥梁的安全运营和经济性起着决定性作用。

(二)重视对疲劳损伤的研究。桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载，会在结构内产生循环变化的应力，不但会引起结构的振动，还会引起结构的累积疲劳损伤。 由于桥梁所采用的材料并非是均匀和连续的，实际上存在许多微小的缺陷，在循环荷载作用下，这些微缺陷会逐渐发展、合并形成损伤，并逐步在材料中形成宏观裂纹。如果宏观裂纹不得到有效控制，极有可能会引起材料、结构的脆性断裂。早期疲劳损伤往往不易被检测到，但其带来的后果往往是灾难性的，故而对疲劳损伤的研究需要引起足够的重视。

(三)充分重视桥梁的超载问题。桥梁的超载一方面可能引发疲劳问题。超载会使桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧，甚至会出现一些超载引发的结构破坏事故。另一方面，由于超载造成的桥梁内部损伤不能恢复，将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化，从而可能危害桥梁的安全性和耐久性。因此需要对超载带来的后果进行研究、分析。

(四)积极借鉴国外的经验和成果。国内桥梁设计存在的主要问题是结构正常使用性能差、耐久性和安全性差（包括使用寿命短、维护费用高、安全事故较频繁等）。这些问题的产生固然与目前国内施工质量和管理水平较低有关，但平心而论，既然这种现状不能在短期内得到解决，那么作为工程设计人员就应该在正视这一问题的前提，充分考虑到现阶段的施工和管理水平和材料工艺水平，采用适当的安全度、适当的设计方法来保证桥梁使用性能的达到，这才是更为主动和有效的方法。特别是桥梁存在的耐久性和安全性问题很多与结构体系或使用材料选择不合理及结构细节处理不当有关。

在欧洲国家，非常重视对结构物进行性能设计（即PBD， Performance Based Design），内容包括结构的变形、裂缝、振动、强健性、美观、耐久性能、疲劳性等。PBD研究主要是为了使结构在运营过程中除了保证最低的安全性要求外，尚应有良好的使用性能（包括寿命和耐久性、抗腐蚀、耐疲劳性、美观等）。就其本质而言，欧洲国家的PBD理论，主要研究结构在使用过程中表现出来的服务性能，分析使性能受到弱化的原因和其发生的机理、规律，寻求新的结构设计理念和方法。

三、可以深入研究的方向

(一)结构系统的可靠度分析。对于结构系统可靠度分析的非常复杂的研究课题，许多学者对此从不同角度进行了研究，提出了一些概念和方法。如结构可靠度分析的一阶矩概念及荷载为Ferry Borges Castanheta组合情况下的计算方法问题；利用系统系数，针对结构各种破坏水平所对应的极限状态不同，计算系统可靠度并进行结构设计的方法；利用蒙特卡洛（Monte-Carlo）法采用重要抽样技术计算结构系统的可靠度等，同时，一些学者还研究了系统可靠度界限的问题。总之，系统可靠度分析研究内容丰富，难度较大。

(二)人为差错的分析。许多结构的失效并非由荷载、强度的不确定性造成，而往往是设计、施工、使用等环节中人为差错造成的，这方面事例很多，已成为目前研究热点之一。

(三)在役结构的可靠性评估与维修决策问题。对在役建筑结构的可靠性评估与维修决策正成为建筑结构学的边缘学科，它不仅涉及结构力学、断裂力学、建筑材料科学、工程地质学等基础理论，而且，与施工技术、检验手段、建筑物的维修使用状况等有密切的关系。同时，经典的结构可靠性理论，在在役结构的可靠性评估中也必将得到相应的发展。

(四)模糊随机可靠度的研究。模糊随机可靠度理论研究是工程结构广义可靠度理论研究的重要内容，随着模糊数学理论与方法的完善，模糊随机可靠度理论也必将进一步完善和发展。

四、结束语

桥梁设计是一个复杂的，系统的工程。需要丰富的理论知识，并且尽量避免主观经验因素对设计的影响。在桥梁设计过程中仍然有许多重大的理论问题需要解决。总之桥梁结构设计、评估及维修决策之中尚有许多细致的工作要做。

结构设计论文:关于桥梁结构设计问题综述

[论文关键词]桥梁设计 结构安全 理论研究

[论文摘要]现代桥梁设计技术的发展，使得众多国家对加大对桥梁结构设计理论方面的研究。通过简要说明桥梁设计的注意事项。对现代桥梁结构设计的理论和设计中常见的问题做简单探讨。

目前国内的桥梁结构设计普遍有这样的倾向：设计中考虑强度多而考虑耐久性少；重视强度极限状态而不重视使用极限状态，而结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现；重视结构的建造而不重视结构的维护。实际上，目前的桥梁设计中，对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注，既没有明确提出使用年限的要求，也没有进行专门的耐久性设计。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果；也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背；也不符合结构动态和综合经济性的要求。

一、我国桥梁设计现状

总体来讲我国的桥梁设计理论和结构构造体系仍不够完善，在桥梁设计领域，特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多可以改进的地方。结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。

许多设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。

二、桥梁设计的注意事项

(一)应该更加重视结构的耐久性问题。国内从上世纪90年代开始重视了对结构耐久性的研究，也取得了不少成果。这些研究大多是从材料和统计分析的角度进行的，对如何从结构和设计的角度及如何以设计和施工人员易于接受和操作的方式来改善桥梁耐久性却很少有人研究。而且，长期以来，人们一直偏重于结构计算方法的研究，却忽视了对总体构造和细节处理方面的关注。结构的耐久性设计与常规的结构设计有着本质的区别，目前需要努力将耐久性的研究从定性分析向定量分析发展。国内外的研究和实践都表明，结构耐久性对于桥梁的安全运营和经济性起着决定性作用。

(二)重视对疲劳损伤的研究。桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载，会在结构内产生循环变化的应力，不但会引起结构的振动，还会引起结构的累积疲劳损伤。 由于桥梁所采用的材料并非是均匀和连续的，实际上存在许多微小的缺陷，在循环荷载作用下，这些微缺陷会逐渐发展、合并形成损伤，并逐步在材料中形成宏观裂纹。如果宏观裂纹不得到有效控制，极有可能会引起材料、结构的脆性断裂。早期疲劳损伤往往不易被检测到，但其带来的后果往往是灾难性的，故而对疲劳损伤的研究需要引起足够的重视。

(三)充分重视桥梁的超载问题。桥梁的超载一方面可能引发疲劳问题。超载会使桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧，甚至会出现一些超载引发的结构破坏事故。另一方面，由于超载造成的桥梁内部损伤不能恢复，将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化，从而可能危害桥梁的安全性和耐久性。因此需要对超载带来的后果进行研究、分析。

(四)积极借鉴国外的经验和成果。国内桥梁设计存在的主要问题是结构正常使用性能差、耐久性和安全性差（包括使用寿命短、维护费用高、安全事故较频繁等）。这些问题的产生固然与目前国内施工质量和管理水平较低有关，但平心而论，既然这种现状不能在短期内得到解决，那么作为工程设计人员就应该在正视这一问题的前提，充分考虑到现阶段的施工和管理水平和材料工艺水平，采用适当的安全度、适当的设计方法来保证桥梁使用性能的达到，这才是更为主动和有效的方法。特别是桥梁存在的耐久性和安全性问题很多与结构体系或使用材料选择不合理及结构细节处理不当有关。

在欧洲国家，非常重视对结构物进行性能设计（即PBD， Performance Based Design），内容包括结构的变形、裂缝、振动、强健性、美观、耐久性能、疲劳性等。PBD研究主要是为了使结构在运营过程中除了保证最低的安全性要求外，尚应有良好的使用性能（包括寿命和耐久性、抗腐蚀、耐疲劳性、美观等）。就其本质而言，欧洲国家的PBD理论，主要研究结构在使用过程中表现出来的服务性能，分析使性能受到弱化的原因和其发生的机理、规律，寻求新的结构设计理念和方法。

三、可以深入研究的方向

(一)结构系统的可靠度分析。对于结构系统可靠度分析的非常复杂的研究课题，许多学者对此从不同角度进行了研究，提出了一些概念和方法。如结构可靠度分析的一阶矩概念及荷载为Ferry Borges Castanheta组合情况下的计算方法问题；利用系统系数，针对结构各种破坏水平所对应的极限状态不同，计算系统可靠度并进行结构设计的方法；利用蒙特卡洛（Monte-Carlo）法采用重要抽样技术计算结构系统的可靠度等，同时，一些学者还研究了系统可靠度界限的问题。总之，系统可靠度分析研究内容丰富，难度较大。

(二)人为差错的分析。许多结构的失效并非由荷载、强度的不确定性造成，而往往是设计、施工、使用等环节中人为差错造成的，这方面事例很多，已成为目前研究热点之一。

(三)在役结构的可靠性评估与维修决策问题。对在役建筑结构的可靠性评估与维修决策正成为建筑结构学的边缘学科，它不仅涉及结构力学、断裂力学、建筑材料科学、工程地质学等基础理论，而且，与施工技术、检验手段、建筑物的维修使用状况等有密切的关系。同时，经典的结构可靠性理论，在在役结构的可靠性评估中也必将得到相应的发展。

(四)模糊随机可靠度的研究。模糊随机可靠度理论研究是工程结构广义可靠度理论研究的重要内容，随着模糊数学理论与方法的完善，模糊随机可靠度理论也必将进一步完善和发展。

四、结束语

桥梁设计是一个复杂的，系统的工程。需要丰富的理论知识，并且尽量避免主观经验因素对设计的影响。在桥梁设计过程中仍然有许多重大的理论问题需要解决。总之桥梁结构设计、评估及维修决策之中尚有许多细致的工作要做。

结构设计论文:对混凝土结构设计安全度和规范修订的几点看法

摘 要 对混凝土结构设计安全度和规范的修订，提出了以下三方面看法：①规范中的安全度设定水平需要大幅度提高；②关于可靠度设计理论；③关于设计规范的强制性。

关键词 混凝上结构 设计规范 可靠度设计 安全度设定水平

对于混凝土结构设计规范中的安全度设置水平，我在1998年7月提交规范修订组领导的一封信中和1999年年初刊出的一篇文章[1]中已经表达了看法。

这篇题为《要大幅度提高建筑结构设计安全度》的文章，代表了一部分同志的看法，原本是应约撰写，从不同角度为规范修订提供参考意见。这份材料中有两处不妥，一是对抗震设计的“小震不坏”原则提出了质疑而又未做详细解释。我在原稿寄出后不久就写信通知要求删去，但最后还是未能及时转到杂志社并刊了出来。另外，这篇文章冠以“建筑结构”的标题也不合适，因为文中只论及混凝土结构，而钢、木等结构的安全度可能是另一回事。

1、规范中的安全度设定水平需要大幅度提高

我对规范低安全度的看法，最早源于从事高强混凝土结构科研和推广应用工作中的感受。用现行规范设计C50～C60级高强混凝土结构，其安全储备比普通强度的混凝土还要低，给推广造成困难和阻力，何况一项新技术的开始应用会存在经验不足等问题，更需要有较为宽松的安全度环境；过低的安全度难免捉襟见肘，对新技术推广不利。我国规范安全度与国外的差别已有不少资料作过报道，现在再看我国规范安全度从解放后的演变，以受弯构件为例，将安全度统一折算成解放初期按破损阶段设计方法时的总安全系数K，则在最早的东北人民政府设计规程中K等于2.0；后改为与当时的苏联规范相同即1.8，但钢材强度取值仍低于苏联；约在1956年后，按三系数极限状态方法的苏联规范设计，K降到约1.55～1.6，1965年我国颁布的BJG21-66规范与此相同；1974年颁布TJ10-74规范，受弯构件K值又略有降低；1989年颁布的现行规范，K值大体保持在1965年规范的水平。这里需要指出的是，50年代设计时所用的楼层活荷载标准值基本参照了苏联荷载规范的取值，而在1959年颁布我国的荷载规范后，不少类型建筑物的楼层活荷载标准值都降低了，导致这类结构安全储备的进一步降低。

横向比较各国规范以及竖向纵观我国规范的演变，可以深切体会到规范作为上层建筑，必然反映时代社会经济的特色和需要。在这次规范修订中，除了必需从专业的技术角度对安全度作细致分析外，如何从社会经济的角度进行深入探讨可能更为重要。这是因为我国正处在从短缺型的社会主义计划经济体制过渡到社会主义市场经济体制的转型期，而整个世界正面临科技和生产飞速更新时代的到来。近十年来，我国的社会经济状况发生了从未有过的根本性变化，而我们现在设计的建筑物又必需适应今后几十年乃至上百年内生产和生活水平的发展。

规范和标准如何从短缺型计划经济影响下走出来，使之更好地为社会主义市场经济基础服务，这是本次规范修订不同于以往历次修订的主要区别，理应作为本次修订中首要考虑的问题。随便举例来说，我们对普通公寓住宅的层高标准作了限制，在北京地区规定为2.7m（净空仅2.55m），也不准设计人员或用户提高房屋抗震设防等级，这些限制是否反映了过去短缺经济年代的特色？短缺经济的主要倾向是竭尽全力去约束消费和限制投资，并伴以过多的行政干预来加以保证。过去讲节约，偏重于初期一次性投资和用料的节省，较少顾及长期和整体效益，更少考虑用户的利益和要求；设计规范的低安全度和某些荷载标准值的过低取值，也是短缺经济造成的。在今天的市场经济体制下，如果只需花相对较少的钱，换得更为结实耐久的房子住，应属合理消费受到鼓励，为此而必须多花一些钢材也属于合理使用，说不上有违节约原则。安全度的设置本来就是用来对付比较意外的情况，低安全度的房子尽管在一般情况下安全可靠，但是抵御外界不确定性作用的能力相对较弱。房子结实些，寿命长些，符合国家提高人民生活质量的要求；万一发生不测地震，可以减少生命财产损失；再说这种合理消费并不要政府掏钱，而且合理的多用些钢材、水泥又能促进生产发展，从眼前讲，还多少能缓解通货紧缩的困难。这些说法从短缺经济的立场上看是格格不入的，但符合眼前和长远利益以及市场经济的需要。

当然，节约作为人类可持续发展的需要和一种美德，应该是结构设计人员的重要守则。这里提出探讨的只是计划经济年代曾经盛行一时的片面的节约，但即使是那种节约在过去短缺经济下仍是合理和必需的，问题是将它搬到今天的社会经济状况和体制下，有时就不再适宜。

提高结构的安全性能需要从结构选型、结构构造、结构布置、材料选择等多个方面作出努力，以加强结构的整体性、延性和耐久性，提高其抗御不测之灾和防止倒塌、特别是抵抗连续倒塌的能力。也许基于概念设计的这些措施，对于增进结构安全更为有效且更符合经济节约的原则。比如这次规范修订组提出的用新Ⅲ级钢替代Ⅱ级或Ⅰ级钢，就能带来立竿见影的效果。可是为了增强延性和防倒塌能力，主要还得靠合理加大构造用钢量。上述与结构安全性能有关的众多因素较难用数值形式加以度量，而我们在这里所讨论的安全度，则仅限于截面强度的安全度和与之有关的荷载标准值和材料强度标准值等能够用数值度量的那些参数。

提出要大幅度提高设计安全度，无非是基于客观形势变化和对现行安全度进行初步分析比较后的一种宏观的定性估计。究竟需要提高多少，则需经过课题立项研究才能确定。对于规范修订组这次提出的设计可靠度改进意见[2]，总的趋势是往高处调，对此我表示拥护；虽然幅度不够大。我国幅员广阔，各地经济发展很不平衡，象京、沪、穗等国际性大都市，建筑结构的安全度应高些，经济不发达的边缘地区允许适当低些。规范修订时是否尚可通过结构重要性系数，或者荷载标准值取值，或地方性标准予以区别对待，大城市的结构安全储备是否能再高些，当然也可以分步渐进。钢材的分项系数过去偏低，似不宜再低于1.1。梁的最小配筋率一般根据截面抗弯屈服能力不低于截面拉区混凝上抗裂能力的原则来定，具体计算时所用的材料强度似宜采用平均值而不是标准值，否则从概率保证的角度不能符合要求。

2、关于可靠度设计理论

将可靠度设计理论用于设计规范，不论在学术或工程界一直有分歧意见[3]。我倾向于多安全系数的极限状态设计法，因为其中对安全度的表示比较灵活又易于理解，而且在确定各项安全系数时并不排斥利用可靠度理论手段进行分析对比，然后再综合考虑其它因素加以修正。

由于现行建筑结构设计规范业已采用了可靠度设计理论，其在规范中的计算表达形式又与多安全系数方法相似，在实用上姑且将它理解为多安全系数也并无不可。在这种情况下，我赞成承认现实，在这次修订中还是保留现有的设计方法体系为好。可靠度理论对于不同类型工程结构的适用程度肯定会有很大差别，用于混凝土建筑结构尚没有解决不了的大问题，所以不宜再变。至于尚未使用的规范似宜适当放慢“统一”步伐，实在难以使用的更不宜通过行政手段去统一。可靠度理论还在发展，这方面的学术讨论希望能够深入开展下去。

结构安全度需要考虑的因素过于综合，尤其是规范中的结构安全度，它不同于某个具体工程，需要考虑和照顾的方面更多，包括非技术性的社会经济因素、政策因素等等。可靠度设计理论有其先进的一面，也有其不足之处；可靠度理论也有某些假定和约束条件，会有意或无意地省略某些本应考虑而用这一理论又难以处理的一些因素。技术科学理论一般擅长于分析，而规范安全度的设定除了要用分析外更需要综合，因此经验和判断更为重要。

可靠度理论强调三个“正常”作为前提，即正常设计、正常施工和正常使用。这三个正常带有较大的模糊性，有时甚难界定。比如野蛮施工绝非正常，很容易确认；可是针对我国施工中的上千万农民队伍以及管理水平薄弱的现状，这种状况是否正常？这个问题带有普遍性，而且要改变这一状况需有较长的过程。如果在设定规范安全度水平时完全不予理采，不考虑它会增加某种程度人为失误的可能性及其对工程质量的影响，显然是不合适的。规范面对的是群体而不是某个具体建筑的施工现场。我们不能因为不好统计、不好用理论分析处理，就将某些应该考虑的问题列入不正常。再举居民装修房屋用地板砖压裂了预制混凝土楼板的事例，有的同志认为这是不正常使用，因为设计时并没有考虑过装修地面；或者认为这是不正常设计，因为设计人员在设计时漏掉了地板砖这项恒载，而规范则无责任。但是用户则认为现在城市里家家搞装修，不装修才是不正常使用。而设什人员也说地面装修应属活载，因为今天地板砖，明天拆掉改成木地板，不能作为恒载，仍反正常设计。这个问题其实出在规范荷载标准值的统计上，规范的荷载统计样本取自过去不搞装修的短缺经济年代里。所以单凭过去或现有样本所得出的荷载统计值，理论上看来完整无缺，但用到规范仍需通过经验和判断加以修正，因为这些数据尚不能代表未来可能的发展。但如规范的安全度比较宽裕，就不至于出现这种问题。这次规范修订组提出了今后要加列装修荷载，对于这一规定，似乎还可商榷，因为随着生产、生活水平的发展，类似装修荷载那样的其它小型荷载，在今后几十年内还有可能出现。我们现在很难加以充分想象和估计，这类小型荷载应该通过提高活载的标准值和相应的分项系数来解决。国外规范的楼板荷载中还考虑偶然撞击的影响。作出这些改进其实都容易办到，因为每平米造价可能增加不了5元钱。

前些时候有报纸报道，有些房管部门给住户发通知，规定住户室内荷载不许超过1.5kPa，即规范确定的标准值。这种做法损害了住户的利益，荷载标准值是按正常使用情况统计出来的，统计对象中有的就超过标准值，否则就用不到荷载分项系数。这一房管部门的做法不知出于何种考虑，也给住户带来心理压力。但是这种现象是否从另一个侧面反映了设计安全度过低所带来的不必要麻烦。

3、关于设计规范的强制性

我国的设计规范是强制性的。对于设计人员来说，规范就是法律，只要不违反规范要求，即使设计出了问题，设计人就有可能不负任何法律责任。而国外发达国家的许多设计规范则是指导推荐性的，设计出了问题得自己负责，休想将责任推向规范。所以我国规范的编制工作有着更高的要求，同时也会遇到一些不好解决的困难。以往的最小配筋率为例，国外规范中是0.8％～1％，这个数值作为指导值是比较适宜的，而设计人员可以根据具体情况取用更低的配筋率。例如国际知名的芝加哥Water Tower大厦，其上层柱的轴力甚小，而截面和承载力很大，所以一些柱的配筋率就远低于ACI规范的最小配筋率，但如换成我国规范，也采用0.8％～1％的最小配筋率，遇到这一情况就不能合理降低配筋率。可是如将柱的最小配筋率定得低了，当柱的轴力与承载力相比业已达到相近的程度，那么0.4％的最小配筋率显然偏低，因而出现高也不是、低也不是的困难。又如我国规范并没有明文规定设计人员不准采用高于规范设定的安全度水平，但在过去计划经济时代的影响下，缺乏经验的设计人员有时还是不善于针对具体工程对象的需求和具体的施工环境条件，必要时加以灵活运用；而与此相反，某些故意钻规范空子的人则会沿着规范允许的最低边缘路线行事，以达到其不良目的并推卸责任。

要解决这些难题，根本的办法是逐渐淡化规范的强制性质。强制性规范还不利于人们发挥创造性。在今天市场经济体制下，尤其要求设计人员有更强的创新精神，去适应日益丰富多彩和功能千奇百怪的工程建筑物以及迅速发展变化的生产和生活方式。一本比较简明的规范，再加上各种各样正规的指导性专题技术文件（指南、建议等）与之配套，对设什人员来说可能更为好用和更有帮助。不过这又会牵涉到规范管理体制上的改革，已是超出这次规范修订的题外话了。

结构设计论文:关于提高建筑结构设计安全度的意见

摘要 对提高建筑结构设计安全度问题，提出了以下几点看法：①当前的建筑物安全事故，与结构设计可靠度无关；②结构设计，仍宜提倡节约；③我国建筑设计规范中的构造规定，尚属恰当：④规范与国际市场并无直接联系；⑤规范要根据国家政策而定。

关键词 建筑结构 设计安全度

最近在建筑工程界，有些同志提出，要大幅度提高建筑结构设计的安全度，引起一些议论。现将我个人对此问题的一些看法提出来，请诸位指正。

1 当前的建筑物安全事故，与结构设计安全度无关

50年代的结构设计方法，与现在近似，当时所用的混凝土强度很低，只有110~140号，比现在的C15还低。50年代初期施工手段也很落后，混凝土用体积配合比，人工搅拌，没有振捣器……而当时施工发生安全事故的较少。有一些建筑物，如王府井百货大楼、北京饭店等，使用至今已逾45年，而且经过了唐山地震影响的考验。因此可以说，现在的安全事故，与结构设计安全度是没有连带关系的。

2 结构设计，仍宜提倡节约

关于节约钢材的问题。作为一个结构设计工程师，重要职责之一，就是以较少的材料去完成建筑物各种功能的要求。如果将构件截面任意加大，材料用量任意增多，这个工作，建筑师也能做。

在发达国家，节约材料也是工程师所追求的。1998年美国《商业周刊》登载由美国建筑师学会（AIA）举办的最佳建筑设计竞赛，"节省材料"是该次竞赛的主题之一。纽约时报新印刷厂的设计，因采用规则的矩形平面和常规材料，节约五千万美元而获奖：又如香港中国银行（贝聿铭设计）因其结构方案布置得当，比同样高度的其他结构大量节约钢材，所以若干个杂志上都发表文章加以表扬。

3 我国规范中的构造规定，并非都比别国低

我国规范规定的是最低用钢量，设计者一般根据结构重要性，予以适当提高，所以下能以此来判定我们在工程中的材料用量，更不能以我们的最低值来与人家比。我国规范规定的柱子最小含钢量力0.4％，是不考虑抗地震时的数量，我们大多数城市设计时都考虑抗震，高层建筑更是都要考虑，这时柱子的最小含钢量就是0.5%~1.0%.而且设计单位在设计高层建筑的柱子时,用钢量常比规范要求的还大,因此与国外相比，实际用钢量并不太小。

我们有些构造要求，已与国外持平，如剪力墙的最小配筋率为0.25%，与美国相同。至于墙的暗柱配筋量，在许多方面已是世界领先。

我国规范对于梁受压钢筋的配筋率，有明确规定。且数值与美国基本相等，并非"无此规定"。至于受拉钢筋的最小配筋率，有设计经验的人都知道，在一般梁板构件中，此值并不起作用，有影响的是在类似基础厚板一类构件中。这种构件中，我国规范与国外规范相比，在某些情况下配筋更多。因为如美国或新西兰规范，对于控制最小配筋量还有一些放松要求的措施，可使配筋减少，所以在一定情况下，配筋可以比我们更少。因此也不能一概而论，说我国的构造配筋比国外如何的少。

4 关于能否进入国际市场

最近在北京大北窑建成的航华中心，其中三栋最大的办公楼，为三家外国大公司买去，即美国的惠普公司、摩托罗拉公司和韩国三星公司。这些工程都是按我国规范设计建造的，建成主体结构后，先后被这三家公司卖下。其他国际知名的公司购买或长期租用我国建筑物者还很多。这些大公司都愿意购买，说明我们的设计，能为国际接受。

有人以为，低安全度有损于我国建筑业的国际形象.有损于国际形象的事情有,但不是结构设计安全度问题。我曾多次遇到在华投资的外商来向我咨询,所提问题，一是施工质量低劣，二是结构设计大浪费。后者都是用钢量大高或混凝土构件截面过大，超过了他们国家的常用水平！有一个工程，单是基础就多用了钢筋500吨！

5 规范要根据国家政策而定

一个国家的规范，不仅仅是技术性的，还有根强的政策性，许多方面，是一个国家经济条件的直接反映。因此，我国规范的材料用量，当然应该比发达国家低,也即安全度应该低一些。这方面我们完全可以理直气壮地说，我们过去的设计标准，是符合我国国情的，是安全的。当然某些局部有不足，要不断修改。国外的规范也不是十全十美，也在不断的修改。我们过去的结构成功地经受了几十年的考验,那就是说,我们的规范,基本是正确的,安全度基本是能满足要求的。

至于抗震规范，更与政策密切相关。美国抗震专家Mark Fintel说过，一个国家的抗震政策（体现在规范上），实际上是一个国家的政府愿意为他的人民在抗震方面投多少保险。所以国家富了，可多投些保险费，穷国只能适当少投。

不能单看这些年我国沿海地区的经济发展，我国广大中西部地区，还是相当穷的。我国钢产量虽已与日本齐平，但人均产量只有日本的1/10，而且品种不全，质量较低.所以；我不赞成说现在就可以大量用钢。

中小城市现在还在发展冷轧变形钢筋，这种钢筋性能并不太好，就因为能省钢，所以还在发展，这就是我国的国情。

再回到抗震。地震的情况各国不同，日本的地震发生很频繁，有的城市每三、四十年就会有一次大地震；美国的加州也是每几十年就有一次大地震。我国虽是多地震国家，但同一个地区发生大震的机遇一般不很频繁。例如北京，根据历史记载，大约每300年有一次大震。地震的机率不同，设计所用的抗震规范当然也不同。

但是，按照我国规范没计的抗震工程，还是安全的。近年云南省发生过几次较强地震，凡是按规范正常设计、正常施工的工程，都经受住了考验。

6 不容忽视设计中的浪费现象

当前建筑结构设计存在的问题中，有一个方面不容忽视，就是设计中的浪费现象。我们有不少钢筋混凝土高层建筑的用钢量，已超过国外同等高度钢结构的用钢量，其不合理可见一斑!

现在这种关于建筑结构设计安全度的讨论，是正常的，但我担心会不会引起误导，使一些设计人员误以为按我国规范进行设计会造成不安全，以致盲目加大构件截面，增加用钢量，造成不必要的浪费。这种可能性，是不能不防的。

结构设计论文:结构设计安全度专题讨论综述

1999年5月14日。中国土木工程学会邀请在京的部分专家，举行了为期一天的结构设计安全度专题讨论会。来自设计、科研，高校。政府部门等16个单位共28名专家参加了会议。中国土木工程学会秘书长唐美树，常务副理事长。国家建设部总工姚兵。建设部科技司司长李先逵先后在会上致词，强调了对安全度问题展开讨论的重要性，中国土木工程学会并将于明年5月在杭州召开第九次年会，结构安全度将作为年会的主要议题。

讨论会由中国土木工程学会学术委员会副主任刘西拉教授主持。与会专家各抒已见，其中既有共识，也有不同乃至对立的意见。以下是讨论发言的简要归纳。

1、关于可靠度设计理论

可靠度理论是分析结构安全性的一种有效手段。我国已颁布统一标准，要求结构设计规范按可靠度理论设计。70年代的我国混凝土结构、木结构和钢结构设计规范分别采用不同的设计方法体系，在安全度的表达形式上互不相同，给设计或教学都造成不便，80年代用可靠度理论率先加以统一。但是，对规范采用可靠度理论，以及这一理论能否将各种结构的安全度都统一在同一体系中，专家们持不同意见：

（1）认为我国规范采用了先进的可靠度理论，用失效概率度量结构的可靠性，通过将抗力和作用效应相互独立。将随机过程化为随机变量并以经验为校准点，成功地将这一理论用于建筑结构设计规范中，这是我国规范先进性的一种表现。工程设计采用可靠度理论为国际标准组织（ISO）所提倡，是国际上大势所趋；多次国际安全度会议也倾向于采纳ISO提出的在设计规范中采用可靠度理论的原则。可靠度理论一样重视经验，可靠度取值用校准法确定。

（2）认为可靠度理论是分析和度量结构安全性的一种先进手段，但在应用上还有其局限性，理论本身也有一些方面未能突破，比如结构可靠度分析的三个约束条件：将抗力与作用效应分离，将随机过程变为随机变量，以及将截面承载力的安全指标β作为结构的可靠指标，随着认识的发展都值得质疑。用概率可靠度理论需要进行大量数据统计，但不论荷载统计或抗力统计都还存在一些问题，规范安全度还需考虑将来可能出现的荷载变化。概率可靠度理论会有意或无意地简化、忽略本应考虑但又无法用这一理论处理的因素，如一定程度的人为失误以及社会。经济因素等。可靠度理论强调三个正常，即正常设计。正常施工和正常使用，但正常和不正常有时不易界定。匆忙地将可靠度理论推广于各种规范，会带来一些不必要麻烦，比如地基基础规范中，地基承载力强度的设计值竟比标准值还高，抗震设计规范中不得不引入调整系数。又如地下结构的荷载与其作用效应高度耦合，其不确定性远大于荷载本身的不确定性、结构构件尺寸的不确定性。以及材料强度不确定性的总和，而前者又难以估计，这时勉强采用可靠度设计往往徒有形式而无实效。有的专家指出，水工结构的大坝设计目前只有苏联用可靠度理论，其它国家都用安全系数k大坝在不同工作条件下的温度。渗透压力很难用统计确定，影响坝基稳定的地基软弱夹层及其分布也很难凭少数钻孔取样确定其统计特性，所以用可靠度理论估计不了坝体的安全度。将可靠度理论用于铁路工程结构规范要确定火车的荷载谱，现在花了很大力气已取得上万条荷载谱，统计出了50年最大可能荷载，可是今后铁路上的火车荷载及其变化，更多地由铁路部门指令所确定，与那些统计多不相关。

（3）认为分项多安全系数设计方法要比可靠度方法更为灵活实用。在确定安全系数时，同样可以利用可靠度理论一起作分析，最后选定合适的系数值。鉴于现行建筑结构设计规范已经采用了可靠度理论，不足之处可继续改进，而其设计公式的表达形式又与分项多安全系数基本相似，所以也不必再回到老路上去。现行可靠度设计规范中的分项系数，其含义可以模糊些，考虑更多的经验因素，这在可靠度理论中也是说得过去的。规范采用可靠度理论应采取实事求是的态度，能用的尽量用，尚不成熟的将来再用，不宜用行政手段一刀切去追求“统一”。

（4）认为可靠度理论是美国专家于40年代最早提出的，这方面的研究工作和成果也远远超过我们，可是到现在为止，他们大部分的重要规范都还没有用可靠度方法。在西方，主张可靠度理论用于规范的主要是可靠度理论家们的观点，搞工程实践的人多持反对或怀疑态度。所请国际标准《结构可靠性总原则》，主要也是一些理论工作者提出的、是参考性的，并无约束力。前不久，曾长期担任过美国混凝上设计规范ACI-318委员会主席的国际著名学者Siess教授，就在《Concrete lnternational》杂志上谈了为什么不用可靠度设计理论的见解。可靠度理论是否己完善到可以用于规范的程度，这个问题在国际上是有争论的。确定工程的安全度在一定程度上需以概率和统计为基础，但更多的须依靠经验、工程判断及综合考虑。所以在可靠度用于规范这一点上，我们大可不必去争天下先。建筑结构设计规范还是用安全系数方法好，对于工程设计人员来说用分项安全系数表达安全度要比可靠指标β更直观。更明白。可靠指标虽然有一个相应的失效概率，可是这个所谓的失效概率其实也不是真实的，但在一定程度上可用于相对比较。

2、多大的安全度才算够

多大的安全度才算够？这是一个探讨已久的国际性课题。所谓“安全”，包括保证人员财产不受损失和保证结构功能的正常运行，即所谓的“强度”和“功能”二原则，结构安全度还应保证结构有修复的可能，加上“可修复”则为三原则。

与国际上一些通用标准相比，我国混凝土结构规范设定的安全度水平偏低，有的偏低较多。由于不同标准对安全度的表示方法不一样，所采用的抗力计算公式也不一致，要准确估计不同标准之间安全程度的差异比较困难。有的专家认为，我国规范与欧洲模式规范相比，可靠度只是偏低一些，并在可接受的范围内；另有专家认为，我国规范的安全度要比欧美规范低20％～40％；也有专家认为，如果再考虑到荷标准值的差异，对于有些建筑物楼层，安全储备相差远不止40％。解放后，我国结构设计安全度历次变更，现在的安全度低于50年代。

确定结构的安全储备或安全度水平，应考虑到国家和社会的经济、技术水平，结构的生命周期，结构的功能需求，以及增加安全度与增加费用之间的关系。在当前历史条件下，如何对规范的设计安全度进行调整，专家们有不同的见解：

（1）认为现行规范的设计安全度在总体上是合适的，只要施工质量保证，设计不出错误，安全程度已能满足要求。所以不必作出全面的变更，个别地方有不够的，则可作局部修补。规范对安全度的要求只是最低值，设计人员完全可以根据不同的工程对象，必要时采用高于规范规定的数值。我国是发展中的国家，还是要尽量提倡节约，即使在美国，省钢也是受表扬的。我国规范中的构造要求，并非都比外国低。有的已经超过。外国大企业在北京买了按我国规范设计的大楼，说明我国规范不是进不了国际市场。现在对安全度进行讨论，应注意不要引起误导，以为规范安全度不够而在设计中盲目加大构件截面，造成不必要的浪费。

（2）认为现行规范安全度与国际相比虽然偏低，但使用十年来已成功建成约100亿m2的建筑物，实践已经证明，现行规范安全度是可以接受的，这是重要的经验，不能轻易放弃。但考虑到客观形势变化，国家经济实力增强和住宅制度改革现状，可以将现行设计可靠度水平适当提高一点，这样投入不大，却对国家总体和长远利益有利。

（3）认为设计安全度应大幅度提高。由于环境变了，对结构功能和安全程度的需求增强了，比如现在出现事故造成的损失已非昔日可比。规范要适应从计划经济体制到市场经济体制的转变，从短缺经济年代的影响下走出来。现在，建筑物商品化，结构造价在建筑物售价中的比例愈来愈低，用相对较少的钱换得更为可靠和更为好用的房子，应属合理消费，为此而多用一些钢筋也属合理使用，说不上有违节约。如果既不要国家出钱，又能刺激生产，也不浪费资源，就不要限制合理消费，限制对商品高质量和高标准的追求。所谓“大幅度”提高，只是一个宏观估计。我国幅员广阔，各地经济发展很不平衡，提高幅度可区别对待。经济发达的大城市，建筑物功能要求和售价都高，设计安全度应相对高些。

（4）认为设计安全度水平应尽量与国际接轨，比如混凝土结构能够与美国混凝土学会（ACI）的规范接近。即使达到相同的安全度水平，由于施工和材料的管理水平尚与国外有较大差距，结构的实际安全储备仍会偏低。我国现行规范的低安全度水平是历史条件造成的，在60年代初编制我国混凝土规范时，对当时工程事故频繁状况，不少专家曾提出增大安全度，但限于当时政治形势和经济状况而未能实现。现在条件变了，安全度应该提高。

（5）我国目前的建筑业队伍有3500万人，其中2000万来自农村，在确定结构设计安全度时，确实不能不考虑施工队伍平均受教育水平低的现状。对于设计和施工，也不能不考虑难以避免的一定程度的人为差错（human error）。要提高施工质量和管理水平，牵涉到人员素质和技术的发展，需有一个长期的过程。不能认为这些问题完全是施工的而在设定规范的安全度水平时不予理睬。也有专家指出：一些有经验的设计人员，能够针对具体工程和施工的特点，需要时能选用高于规范规定的最低要求，可是没有经验的设计人员就不一样，还要提防故意钻规范最低要求空子的。确定规范的设计安全度水平时，应该考虑这些现实。

（6）关于工程事故与设计安全度的关系，专家们一致认为：当前频繁的工程事故主要是野蛮施工和管理腐败所致。有些专家认为，国内发生的工程事故与现行规范的安全度没有关系，规范的安全度是够的。不过也有专家指出，一些工程事故往往由多种因素综合造成，施工质量差、设计有毛病、结构安全储备又偏低，加在一起终于酿成大祸，这类情况不是由于野蛮施工和管理腐败，较高的安全度总是与较低的失效概率相联系，这是客观规律；例如铁路工程结构的设计比较保守，安全度大，施工管理也比较严格，到现在没有发生一例倒塌事故。建筑工程安全事故由来已久，只是不象现在这样可以爆光而已。

3、设计要从多个方面来保证结构的安全性

结构设计的首要任务是选用经济合理的结构方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，并取用规范规定的安全系数或可靠指标以保证结构的安全性。结构的安全度通常指安全系数或可靠指标，实际上只是对结构截面强度安全的一种度量，与此相关的还有荷载和材料强度标准值的取值。影响结构安全性的因素大多，安全度是保证结构安全性的重要方面但不是全部。有些设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视从结构体系。结构构造。结构材料、结构维护、结构耐久性、以及从设计，施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。有的结构整体性和延性不足，抗偶然作用和防倒塌能力差；或者计算图形和受力路线不明确，造成局部受力过大：或者混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄，消弱了结构耐久性；这些都会严重影响结构的安全性；有的城市桥梁虽然满足设计规范的强度要求仅用了5-10年就因耐久性出了毛病影响结构安全。结构耐久性不足已成为最现实的一个安全问题，设计时要从构造、材料等角度采取措施加强结构耐久性，并要对施工单位提出具体要求。现在有这样的倾向：设计中考虑强度多而考虑耐久性少，重视强度极限状态而不重视使用极限状态，重视新建筑的建造而不重视旧建筑的维护。设计人员不能只套规范，应该根据不同的设计对象，不同的环境和使用条件，发挥自己的才智和创造性；规范再详细也不能包罗本来应由设计人员自己去解决的各种问题。此外，不同的结构体系针对其特点需有特殊的布局与构造，例如预制预应力多孔空心板的楼面结构，板端应考虑墙的嵌固约束，并配置负钢筋以防止端部开裂而造成脆性剪切破坏，可是过去多按简支设计而出现端部裂缝，造成大面积隐患。在新材料。新工艺。新技术应用中，有许多专门技术需有专业公司合作配合，如有特殊防腐蚀要求的后张预应力筋或混凝土等。

4、关于设计规范的操作和管理

国际上的结构设计规范有二种体制，一种是推荐性的，另一种是强制性的。发达国家的规范多是推荐性的，对设计人员只起帮助指导作用，结构工程千变万化，规范不可能取代设计人员所必需的理论知识。经验和判断，设计人员必须自己承担设计的全部责任，可以不受推荐性规范的约束。我国的设计规范则是强制性的，是设计人员必须遵守的法律，如有违反，一切责任由设计人自负，而出了事故，设计人员也可凭规范推卸责任。几十年来，这种做法已在工程设计界深入人心，因而对规范的制订工作也就提出了很高的要求。强制性规范的不足之处是，不能灵活适应设计中遇到的各种情况，难以照顾到设计者可能遇到的各种特殊问题，而且客观上不利于发挥调动甚至限制设计人员的创造性。强制性规范的利弊值得仔细探讨。

长期以来，我国规范由政府部门管理，随着政府机构精简和政府功能转变，有人担心在规范管理的力度上会否削弱。今后可否借助各种学会、协会的积极性，委托学会、协会来编制和管理，而政府部门则起批准监督作用。如果将规范的课题研究，规范的编制和规范的批准分成独立的不同层次，是否会更好一些。在规范的编订和管理上，如何能更好地适应既是社会主义。又是市场经济的体制，有必要作细致的研究。

结构设计论文:某公寓结构设计中的若干问题

摘要：商业公寓是一座设备先进，管理现代化的高级公寓式写字楼，93年开始施工，96年5月建成使用。本文总结了此工程结构设计及施工中采用的新技术，新材料和新方法，重点介绍了无粘结预应力宽扁梁，钢-砼组合结构以及新型无机铝盐防水剂等的应用。

关键词：无粘结预应力 钢-砼组合结构 刚性防水剂

一，工程简介

1，工程概况

本工程地下两层深9.0m，地下二层为战时人防地下室；地上二十八层，出屋顶四层，共计三十四层，其中裙楼四层，一至三层为商场，四层为写字楼使用的多功能大厅及其它房间，五层为设备层及屋顶平台花园六~二十八层为标准写字楼，屋顶上四层分别为设备用房和高位水池。占地面积为6343.75平方米，总建筑面积72290平方米，标准层面积为1559.5平方米，大楼总高度122.1米。

2，地基与基础

根据地质勘查报告，本工程地质自上而下分为两部分，上部为第四系的人工堆积，冲击，残积土层，下部为白恶系上统大朗山组黄花岗段的沉积基岩，其岩性可分为粉砂质泥岩（含砾），泥质粉砂岩，砾岩等，基岩部分的一般规律是随着深度的增加而风化程度减弱，岩面强度增大，微风化带岩体较完整，整体稳定性可靠，一般埋深20.30~30.20m ,桩端承载力标准值0.5mpa.据此，结合本工程的荷载要求，采用人工挖桩基础，以微风化岩为持力层，周边采用一柱一桩，核心筒则采用大底板加群桩，最大桩径为3000。

3，结构及施工方法

结构按7度地震设防，筒体与框架的抗震等级为二级，地基类别2类，基本风荷0.45kN/平方米。本工程主楼采用框架和筒体协同工作体系（框-筒结构），主楼中部（楼梯间和电梯间）纵横向剪力的墙组成抵抗纵横向剪力的核心筒。裙房采用框架结构，在主楼和裙楼房间加后浇带。地下室至五层为普通砼梁板结构，六~二十八层受层高限制，采用后张无粘结预应力宽扁梁结构，楼板为普通钢筋砼板。本工程结构计算程序采用TBSA4.2软件。

二，结构设计新技术

1，后张无粘结预应力宽扁梁结构

本工程结构设计的最大特点是在七~二十九层采用了后张无粘结预应力宽扁梁结构。设计思路如下：

(1) 设计原则

A、无粘结预应力筋主要用于平衡楼板和扁梁自重，并满足梁的抗裂度及变形要求。

B、为保证构件延性，按照《无粘结预应力砼结构技术规程》梁内配置适当普通钢筋。

C、耐火极限为两小时，无粘结预应力筋的保护层厚度不小于40mm。

（2）计算模型

楼板厚150mm，扁梁尺寸bxh=1000x500(1500x500)，计算模型取柱与扁梁组成的刚架，并假定扁梁与内筒连接为固接，扁梁截面为T形。

（3）预应力设计

楼板、扁梁的砼为C35，扁梁采用无粘结预应力砼结构体系，无粘结预应力筋为7f5钢丝束，抗拉强度标准值为1570Mpa，普通钢筋采用II级螺纹钢，锚固体系采用中国建筑科学研究院的无粘结预应力锚固体系。张拉控制应力取scon=0.7x1570=1099mpa, 张拉时超张拉到1.03scon=1132mpa，同时采用张拉力与伸长值双控制。

抗裂验算根据《无粘结预应力砼结构技术规程》要求，扁梁按二级裂等级设计，适当放松；强度验算中，外荷载在扁梁内产生的弯矩取TBSA程序内力组合结果并考虑预尖力产生的次弯矩。

当对扁梁施加预应力是，柱中的轴向压力很小，因此对柱子要进行大偏压或纯弯强度绝对值算，并在柱子强度设计的荷载组合中考虑次内力的影响。

扁梁采用单根无粘结预期应力筋张锚体系QMU，张拉端为夹片式错具，固定端为挤压锚具，任取一根典型扁梁。

（4）经济效益

1、取标准层一层作为计算单元，将无粘结预应力宽扁梁结构与普通钢筋砼梁结构相比较，前者砼用量（包括柱、梁和砼墙）及钢筋用量（不包括预应力筋）增加约20%左右，介从整体平看，由于采用无粘结预应国力宽扁梁可以降低层高，虽然建筑物高度受到限制不允许提高，却可以增加了建筑面积，有很现实的经济意义，本工程原设计标准层层高3.6m，因为规划高度限制100m，因此仅能建26层，现在采用无粘结顾应力宽扁梁结构后，标准层层高3.3m，则可以建28层。

2、型钢奏在普通钢筋砼中的应用

五层楼面亦即裙楼天面，其建筑使用功能较多，有屋顶花园、光棚，还有游泳池及更衣室等，楼面标高变化多，荷载大。另外分别有两根16M跨和两根20M跨框架梁，由于承受荷载很大，经TBSA程序计算，梁端弯矩过大，按普通钢筋配已严重超筋，为了解决这个能量，经研究决定将个四根梁改为型钠砼梁，由此梁两端的柱相应也改为型钢砼柱，以便于梁柱节点连接，普通砼中局部采用型钢砼组合结构，给设计和施工带来了一定的麻烦，但我们最终成功发解决了这两者之间复杂的节点构造成。型钢砼梁与型钢砼柱及普通砼框及普通砼框架梁的节点连接，非常复杂，纵筋、箍筋和腰筋交错，而且框架梁1与型钢砼梁与型钢砼柱顶面标高不同，如果按原设计框架梁1的纵筋全部焊接在型钢柱的翼缘上，纵筋过于密集，将造成框架梁1的纵筋施工无法顺利进行，达不到设计强度要求，所以我们将框架梁1的截面由原来的300X800改为500X800顶部的纵筋全部越过型钢柱焊接在型钢梁翼缘上，对底部的纵筋，如果焊在型钢柱的翼缘上，为仰焊，且此节点钢筋密集，不方便焊接施工，质量很难保证，所以在底纵筋与型钢柱连接处焊接一块钢托，纵筋直接平焊在钢托上即可，为防止与钢托焊接处，型钢受削弱，在此处增设三角形加劲板，加劲板与框架梁1的底纵筋平齐。

三、新材料

1、新型防水材料

地下室防水工程中，改变了传统的柔性防水做法，采用了建设部国家科委一九九三年、一九九五年国家级科技成果重点推广的新型刚性防水材料，即广西大新建材化工总厂生产的无机铝盐防水剂，达到了刚性防水的目的，该项产品是多功能系列防水材料，具有微膨胀、减水、缓凝、提高抗压强度，节约水泥用量，降低砼水化热等功能，本工程采用的无机铝盐防水剂BSⅡ型，是一种砼结构自身防水材料，在具体施工过程中，特点如下：

（1）材料性能好、施工工艺简便，使用时，只需在砼中掺入水泥用量百分之三的无要铝盐防水剂BSⅡ型，即可使普通砼坍落度由5-6提高到14-16左右，缓涨时间可处长4-6小时，微膨胀达到万分之三点八左右，抗压强度在同等水泥用量的情况下可提高20%以上，比按照普通砼施工可节约10-12%水泥用量，砼不透水性，由S6可提高到S12，抗渗率提高了100-200%，使结构自身具有较好的防水性和防裂效果。

（2）防水效果好，两层地下室底板，侧墙只有30cm厚，但从施工完毕到面在一年多的时间来看，内墙体和底板干燥无水迹，防水效果很好。

（3）经济造价低，采用新型无机铝盐防水剂，按照水泥用量的百分之三加入防水剂可节约10-12%水泥用量，经过详细计算，采用无机铝盐防水剂比采用柔性材料每平方米可节约造价为20元左右，这还不包括柔性材料施工人工费和结构砼其它外加剂，给投资商方速写为了较高的经济效益，给施工也带来了方便。

2、机关报型墙体材料

广东省墙体改革中大力推广新型墙体材料，本工程标准层仙隔墙采用预制件轻质嵌墙板，该墙板经高科技研制而成，设计独特，质量和工艺技术指标抱均符合国际标准和要求且符合国家测试标准，其表层为高强度纤维水泥板，内含高强水泥及聚苯乙烯发泡珠作蕊材料，蕊实而质轻，特有企口及凹凸槽位，易于安装接合，它可作固定或活动的功能间隔，具有防火、防水、耐冲击、隔声、隔热等特点，有安全轴心上，每米可承受52KN荷载，而重量比一般同等厚度的砖墙要轻一半以上；板材厚度分三种：50mm-38kg/m2;7500-55kg/;100mm-72kg/，它可替代传统市面上的石屎墙、砖、轻质砌块墙、石膏板及其它轻质材料中空间墙。

四、新型施工工艺

六层楼面（转换层）周圈转换大梁底面受力钢筋由通长密集Ф40钢筋组成，闪光对焊连接直径40mm钢筋，目前几乎办不到，对大截面钢筋只有机械连接才可靠，再由于为了加强建筑物刚性，所有钢筋拉通于梁内（包括弯钢筋），接头处连接困难，基于以上原因，最后采用香港的\"BAR-TEC\"钢筋套筒联接方案来解决难题。

钢筋套筒联接技术是近几年研制和发展起来的一种新型钢筋对接工艺，其特点是：将钢筋端部加工成螺纹，然后旋入带有螺纹的套筒中，从而将两根钢筋连接起来。\"BAR-TEC\"钢筋联接器强度及螺纹强度都有实验保证，试验下全部是钢筋破坏，钢筋纹螺纹采用先将钢筋冷加压国大钢筋头截面，再纹螺纹，故钢筋截面保持不变，此联接器价格相对于烛接较高，但使用中有很多优点：质量严格保证；施工简易，设备简单；联接器体积小，给砼浇捣提供更大的空间，因接头强度远高于钢筋强度，所以接头位置随意，可尽量避开节点不便处，同时最大效率使用钢筋。

结构设计论文:江口电厂清污机结构设计的特点

摘要：水电站进水口处的清污设备对安全运行、经济效益影响很大，尤其对于低水头大流量的贯流式电站来说，此问题更为突出关键。清污机布置恰当、设计合理，将为运行管理带来方便，能创造更高的效益。论述江口电厂清污机设计及布置特点，介绍了清污机投运概况。图2幅，表1个。

关键词：水电站 金属结构 拦污栅 结构设计 实例

1前言

江口电站位于广东省西江支流贺江上，距封开县城江口镇3．5km，是贺江上最后一个梯级水电站。电站安装两台单机容量为20MW的灯泡贯流式机组，两台机组分别于1998年11月、1999年9月投运。水轮机主要技术参数如下，型号GZA391a－WP－640；设计水头7．3m；最高水头12．1m；最低水头3．0m；设计流量316．74m3/s；额定出力20．8MW；额定转速78．95r/min。

为了防止有碍于水轮机正常运行的杂物进入流道，保护机组安全运行，在每台机组的进水口设置一道倾斜式拦污栅。栅面向下游倾角为70°，底槛高程为－10．7m，检修平台高程28．0m，拦污栅斜面高度41．8m，宽度为12．8m。拦污栅拦住的垃圾由一台安装在高程37．18m的移动式清污机清理及卸污。

2清污机技术特性

清污机由大车、小车、清污耙斗三部分组成。大车沿着垂直水流方向移动，行程覆盖两台机拦污栅、中墩、卸污位置约有40m；小车沿着水流方向移动，最大行程为2m；小车上布置着牵引和开合机构，该机构通过钢丝绳悬吊着清污耙斗，控制耙斗的升降、开合。清污机具体的技术特性（见表1）。

3结构设计特点

3．1耙斗部分

清污耙斗自重3．9t，由耙体和活动耙两大部分组成（见图1）。耙体长2750mm，宽3730mm，总共有12个锯齿形耙齿，耙齿长为380mm，齿根宽140mm，齿间距220mm。耙体两边装置有四只直径320mm、宽度为280mm的滚轮，滚轮中间有宽20mm高20mm的凸缘，因为耙斗在下降过程中，有较强的横向水流作用时，耙斗会发生横向移动，滚轮的凸缘可以在栅条槽里限住耙斗左右偏移。前、后滚轮布置使耙体前底后高，令耙体与栅面间有一倾角，使得耙齿尖较贴近栅面，能够清除贴附在栅面的垃圾。耙体两边设有导轮、导槽，导轮只能在导槽内上下移动，牵引钢丝绳连到导轮，导轮再经连杆接至活动耙的端头。这样设计的目的是：耙斗悬空且拉紧开合钢丝绳开斗卸污时，有导轮、导槽限制作用不会令耙体跟随转动，可以顺利地开斗；抓到垃圾要放松开合绳合斗时，有牵引绳的拉力作用可使活动耙合得紧、抓得牢，提升时不会掉垃圾。

活动耙侧视呈镰刀状，共13个耙齿，与耙体的耙齿同样间距错开分布。活动耙可以绕转动轴心转动，当开合钢丝绳拉紧时，耙斗呈打开状态；当开合钢丝绳放松时，在活动耙的自重及牵引钢丝绳的拉力作用下，耙斗呈闭合状态。为了避免活动耙闭合过头而钩到栅体的横隔环，在两边的侧封板焊上两个限位块，限定全闭合的位置。活动耙上的齿设计有过载保护功能（见图2），每个耙齿有一个板弹簧压住，在耙斗上升过程中，假如某个齿勾到卡在栅槽的杂物或拦污栅的横隔环时，如卡阻力大过板弹簧的弹力，超过设计允许回转力矩，则该齿A点就转动张开至A′点，令该耙齿滑过杂物，避免因强行提升而损坏清污机或拦污栅。整个耙斗设计做成空格网状，既能抓捞垃圾，又能疏水减小水压力的作用。

3．2大车部分

大车主体采用4条主梁式焊接框架结构，在上下游端梁安装移动机构。移动机构由电动机通过蜗轮蜗杆减速器、链传动来驱动主动轮组。主、从动轮组均采用宽面轮缘车轮，为了避免大车行走时偏移出轨，在梁底部各安装两套导向侧轮组，在移动时起导向作用。在下游端梁底部装有行程开关，使大车移到两端极限位置时能自动停止。在大车顺着水流方向的两条主梁面上布置两条钢轨，用来承载小车，小车可在上面沿着水流方向移动。驾驶室布置在左侧主梁底下，操作人员坐在里面可看到耙斗在栅面的升降情况。

3．3小车部分

小车由牵引机构、开合机构、机架、车轮装置、推移机构等部件组成。牵引机构由电动机、制动弹性联轴器、双输出轴减速器、中间轴、左右两个卷筒组成，开合机构比牵引机构少一个卷筒及中间轴，其余部件相同。牵引机构和开合机构通过电气控制协联，开合机构可以单独动作，用于操作耙斗的开合；牵引机构动作时，为了保证两个机构的同步性，开合机构必须也相应同向动作。小车推移机构由两端双伸出轴的电动机、两个蜗轮蜗杆减速器、两个螺杆螺母传动副组成，其中螺母跟小车机架固定在一起，其余装在大车上，电动机通过减速器带动螺杆转动，利用螺杆螺母这种螺旋传动副，将回转运动转变为直线运动，达到小车移动的目的。采用螺旋传动不但使小车移动平稳，而且具有自锁作用。

4运转情况

原来拦污栅是由一台小型清污机兼人工清除的方法来清污，由于清污速度慢、效率低，仅能勉强完成单机发电时清污，但不能满足两台机发电时清污要求。在2000年4月贺江第一场洪水到来时，由于清污速度跟不上，垃圾越积越多导致拦污栅堵塞，最高水头差达3．6m，威胁到机组的安全运行，最后不得已唯有停机清污。2001年3月经本厂技术人员重新设计的清污机正式投运，清污力强、效率高。在实际运行中，能抓捞起沙包、直径20cm的树干等较大较重的异物。特别值得一提的是，即使在机组带满负荷水流最湍急的工况，清污机都能下到栅底槛抓捞垃圾，证明清污机疏水性能恰到好处，既能减小水压力，又能有效地抓装垃圾。牵引、开合机构采用双速电动机，使全行程下降仅需3分钟，上升为4．5分钟，上升时用慢速档可保证较大的牵引力。旧清污机是单速而且速度慢，下降、上升均要8分钟，两者相比新清污机大量缩短清污时间，耙斗的容量也相对加大，提高效率。自投运至今，拦污栅的水头差一般都在其自身的水力损失0．2m以内，保证机组在较高水头下运行。总之，经过两年的运行实践表明，江口电厂清污机的设计是可行的、是成功的。

结构设计论文:结构设计师到底该如何利用计算机

计算机是知识、经验和思维的替代品。纵观当今世界，这种非常令人不安的观点正在结构工程师中逐渐蔓延。人们似乎越来越愿意相信计算机使他们能对工程作出正确的判断，而根本不去想一想，如果没有计算机同样的工作需要哪些必要的知识和经验。按百分比计迅速增加的工程师相信，解决工程问题的专业知识就是怎样使用计算机以及计算机本身的专业知识。在结构工程界，把使用计算机的能力当成能胜任工作的证明，作为一种观点正在象传染病一样到处蔓延。大量的结构工程师确实相信，他们仅仅简单地依靠计算机就可以“解决”工程问题了，而没有认识到高质量的工程只能是渊博的工程理论知识，大量的经验，以及艰辛的脑力劳动相结合的产物。

问题是过分强调自动化技术是以削弱实际知识为代价的，过分强调也演变成了不学习实际知识的借口。从教育和实践两方面来看，如此过分强调计算机带给朝气蓬勃的年轻工程师们一个错误的信息，工程学习和工程实践就是轻松地使用菜单和用计算机生成五颜六色的图画。

在工程设计环境中利用信息自动化技术有很严重的负面影响，信息自动化技术象一样能轻易地诱使大脑相信其虚幻的安全性，知识性和能力。在这些自动化技术实现其真正的价值以前，设计工程师必须不依赖计算机，而用学识和经验去解决工程问题。非常不幸，我们变得如此依赖于计算机，以至于正在迅速丧失不依赖计算机进行计算工作的技能。

与那些只有依赖计算机才能“解决”工程问题的人讨论问题时，一个称职的结构工程师什么样的痛苦和挫折没有经历过？这些人（不要把他们跟真正的工程师混为一谈）已不再有能力，或者从来没学过，不依赖计算机解决工程问题。从根上他们不懂得，计算机不可能记录有关模型、分析和设计的一些技巧。可以这样认为，除了具有快捷的计算速度以外，计算机程序只是一些离散的知识。这些人没有认识到，知识已经远远超过了有限的计算机指令所能编程的界限。真正的工程知识是经验，直觉，灵感，领悟力，创造力，想象力和“认知”的巨大综合体，它超越了任何计算机程序和程序员对结构工程的“理解”。恰恰相反，这些人认定世界是一个巨大的有限元模型，而计算机能够并且也应该自动地建立模型，进行分析，完成设计，打印出最终结果。“工程师”能做的，仅仅是区分规格和需求，给顾客开发票，牟取利润，并且迅速找到新项目。

今后，只有越来越少的工程师能独立地（即不依赖计算机）找出结构工程问题的正确解答，这种对计算机的依赖性将会带来巨大的麻烦。随着对计算机的依赖程度的不断上升，谁来解决工程问题？是那些没有或只有很少的结构工程知识和实践经验的程序员，或是有其他专业学位而不是结构工程学位的程序员来做？计算机现在不是，也永远不会是解决工程问题的源泉。只有合格的工程师才能正确地解决工程问题。如果结构工程师们继续制造这样的氛围，在结构工程实践中，首先靠计算机，而不是靠有学识、有创新和有丰富经验的结构工程师本身，就能够解决大部分结构工程问题，那他们就是自欺欺人，也欺骗了他们的服务对象。

在今天的现实生活中，结构工程师发现了一种既非常有效又方便的方式去为顾客服务，它不需要花费大量的时间和金钱去学习或理解结构工程模型，分析和设计的细节。这种“方式”就是计算机。工程师们现在的行为方式符合宇宙的自然规律，即用最低的能量消耗前进。现在，越来越多的结构工程师对自动化技术的响应就是让计算机工作，同时让自己不再去操心细节了。

现代工程具有复杂的理论细节，依靠计算机的工程不能，根本不能，让人们学习有意义的经验。现代计算机的运算范围和速度，太容易使工程设计变得毫无生气。试问，有谁能抵抗激动和解脱的感觉——不用太多的艰辛就能求解成千上万个方程？又有谁能抵抗诱惑——让自动化技术来“解决”工程问题？真正的结构工程师，不用计算机就能工作的真正的结构工程师就有这样的抵抗力。这些真正的工程师看到了实质，计算机是一种很不完善的工具，它只能处理大量信息。以光速执行的指令大多是没有经验的程序员编制的，它们的可靠性值得怀疑。在计算中，对于受动力载荷的作用的曲壳结构发生非弹性变形时，不正确的结果一样可以在屏幕显示，它们的等应力图看上去也是如此这般地赏心悦目。这样下去，只要手上有计算机软件的使用说明，就可以用计算机得到结果了。或者更方便，只需在图形用户界面上选择合适的菜单，就得到结果了。事实上，如果“靠相互交谈来探讨怎样分析梁和柱，靠双手找出闭合解”会更有利。

也许有人推测，以上论调只能证明本文作者从根本上是反计算机的，或是他没有认识到现代信息技术美好的未来，或是他对那些在神奇的创意中利用这种技术的专家不屑一顾。然而，并不仅仅是这样。即使认识到计算机的潜力，工程师也对危险熟视无睹。结构工程是对安全性吹毛求疵的职业。在世界各地，结构的特性是由结构工程设计的质量决定的。由于在实践中采用了计算机，越来越多的结构工程师正在制造以幻想为基础的信仰系统，正在发展难以置信的危险期望。随着这一趋势的延续，工程失效的威胁也会按指数形式增长。

一个简单的例子就是世界各地越来越多的工程公司都期盼CAE/CAD软件能将结构工程设计程序完全自动化。现在，越来越多的结构工程师希望在解决问题时他们只需区分类型和条件，让CAE/CAD程序自动生成必要的数学模型，完成复杂而重复的分析和设计过程。最后，由制图工具完成生产图和施工图。在这种环境中，结构工程师唯一的责任就是明确所要解决的问题，然后评价最后的设计“结果”。这种设计方式注定是灾难性的。数不清的软件开发商为满足市场的需求，不断开发和推销注明有各种用途的软件。于是，不那么称职的工程师就相信了广告，即使用这种软件只要投入很少的人力就能进行工程设计。

软件开发商经常被要求改进结构分析和设计软件，以使用户在不详细了解技术细节的情况下就能够使用软件。例如，这些用户要求开发商创造出不用阅读使用手册的环境。因为高质量的结构工程软件的用户参考手册包括软件的技术细节，限制范围，以及计算所依据的理论和假设，结构工程师们不愿意使用这样的高质量软件。现实是，结构工程师们不希望了解细节。他们所希望又愿意购买的是窗口界面，这种界面能让他们处理信息见得到，然后把结果以彩色图表形式展示。最好还有动画功能，还可以用漂亮的图表打印数值结果。而对于是否能可靠地检测重特征值；或在用反映谱进行分析时是否用了足够的模态；或非线性索单元的理论是否正确；或分析结果对网格的形状和单元的选择是否敏感；或部分固定端刚度是否确切等等方面，如今使用计算机的工程师表示，他们几乎不考虑这些细节问题。

不少人认为他们没有时间，或没人付给他们费用去关心细节。越来越多的结构工程师都持这样的看法。但是，他们确实相信，依靠计算机他们的设计能够达到顾客要求。为什么不能如此简单地相信？？？/！！！输入数据，然后击键，就有了结果。而且，这种方式几乎没有人力消耗。

当然，计算机技术本身并不坏。然而，问题的核心是结构工程计算中计算机的使用方法，以及滥用计算机不断增加的趋势。在道义上资深工程师和工程管理人员有义务特别强调工程实践中知识，专业技能，以及经验的重要性，而非计算机使用者的“性别”。在结构工程实践中，仅仅关心“怎样”使用计算机是不够的，了解“为什么”这样设计才是关键。专业的结构工程师必须重视手工求解的原理，基本原则和提炼模型，识别计算结果中的错误，解决问题的其他方法，判断计算结果的有效性。对计算机要又敬又畏，对计算结果应持批评态度，尊重工程实践经验，通过工程实践（而不是通过“世界的有限元分析”，或是靠过分的简化去满足那些不合格的结构工程软件的限制条件）学习工程。强调从那些资深的或更有经验的结构工程师（即数量急剧减少，但仍记得不依赖计算机，怎样解决工程问题的真正的工程师）那里学习结构工程。只有通过训练专业工程师，而不是通过训练技术员（即计算机操作员），结构工程界将完全能担负起服务大众的责任和义务。

到底该不该如此担心计算机的不当使用？担心那种怠惰？担心工程界默许这种危险作法？虽然计算机对人类有很大的应用价值，但如果结构工程师们继续象现在这样破坏性地使用计算机，这些价值就得不到实现。

有什么办法才能使结构工程界改变过分依赖计算机的情况？不再滥用计算机？这些都没有简单的答案。然而，所有称职的，经验丰富的资深工程师都有机会用危险的计算机这一思想去影响年轻人。一个真正的工程师所需要的是不依赖计算机解决工程问题的能力。经常怀疑计算机；在没有深入的论证以前决不使用计算机的结果。在被工程师证实正确之前，假设计算机提供的结果是错误的。在用计算机求解之前，必须先“知道”答案。不崇拜计算机，而崇尚知识和经验；提倡全面了解工程理论和实践中的所有细节；避免为那样的雇主工作，他们仅有的学习机会是通过计算机学，而不是通过有实践经验的真正工程师的深入训练。

计算机不可能，而且永远不可能，成为人类知识，经验，远见，灵感，创造力，独立思维，以及自古以来的勤奋的替代品。虽然在结构工程实践中计算机是非常有价值的工具，但是结构工程师必须认识到对工程学的细节（即原理，方法，标准，道德等等）的全面了解，比懂得怎样在计算机屏幕上游逛不知道要重要多少。警告实际工程师，如果没有计算机他们的结构工程知识不足以胜任工作，他们也没有资格使用计算机（如若不然，那不仅是不道德，而是犯罪）。

所有称职的，经验丰富的工程师都意识到，好的计算机程序造就不出称职的结构工程师，而只有称职的工程师才能使用好的计算机程序。可悲的是，虽然上面的结论似乎是不言而喻的，但它并不是今天计算机应用的现实。因此需要让危险曝光，并实现和完善保护措施。

不幸的是，计算机时代的现实是，所有（即无一例外）商业应用的计算机和计算机软件都受制于许多因素，这些因素在不同程度上影响了工程软件作出结构工程问题的正确解答的能力。更值得注意的是，当不正确的结果产生时，它们通常并没有“错”到立即被识别出来的地步。更进一步，有时结果有重大错误，但如果工程师对“正确”的结果是什么直觉也没有（无论是因为无知，还是缺乏经验），也就不可能意识到结果的错误。计算机的危险在于，很多工程师假设（并且几乎所有的工程师确实希望）计算机总是产生“正确”的结果。这样的假设和希望常常会使工程师对潜在的和经常的错误放松警惕性和敏感性！

虽然对软件的质量和可靠性存在着严重的忧虑，但你会吃惊地发现很多结构工程师对这些忧虑表现得多么天真、无知或不负责任。这些天真、无知或不负责任在许多结构工程师购买和使用软件时表现得最突出。例如，选择结构工程软件的最基本标准包括：软件广告出现的频率；肆意宣扬超凡技术能力的大幅精美广告；低售价；用引人注目的可视性窗口菜单和生动的界面形式来衡量的易用性；用结构系统自动建模的简单性来衡量的易用性；只需很少或根本不用学习；简单的使用说明和手册（一两本使用说明就够了，而9本10本使用说明简直是糟糕透顶！）；五彩缤纷的包装。而下面的标准却鲜见。例如，软件开发者和其技术支持者的技术资质证明；软件质量的保证；软件开发商的质量保证（QA），质量控制（QC）QA/QC过程的严格评价；软件中所用技术的理论依据的严格评价；简单和复杂例题测试结果的严格评价及其与其他独立求解结果的比较；通过专职技术核查员和经验丰富的结构工程师的一系列独立和规范性核查制订工程软件国际标准，并按一个或多个工程软件国际标准定期地对软件进行校核。

在软件的实际应用方面，那些只有极少经验，极少学识，最年轻的结构工程师被赋予依靠计算机软件来解决极度复杂的结构分析和设计问题的主要责任。而那些经验丰富的资深工程师正忙于经营和管理自己的公司。经常可以看到，缺乏经验的年轻工程师在使用计算机时对所用的结构力学基本原理和设计规范的背景知识了解甚少。这些工程师最困难的地方在于判断程序的算法所蕴含的假设和步骤；接下来判断计算机运算结果的质量和其他方方面面。他们的困难还在于怀疑计算机作出的所有结果，以及用独立的例题校验结果。由于受到挫折或一知半解，缺乏经验的的工程师宁愿相信计算机程序产生的任何结果都是正确的。我们令人难堪地观察到，结构工程师多么频繁多么容易，有意识或下意识地把自己的无知藏进计算机的黑匣子里。

结构设计论文:组织结构设计中知识管理的影响分析

摘 要：一个组织采用集权还是分权组织结构,关键在于知识在组织中的分布状态以及信息成本与成本的比较问题。组织设计过程也就是信息成本与成本之间的权衡过程。知识管理促进组织结构向分权和扁平化的转变。

关键词：知识管理 组织结构 信息成本 成本

一、问题的提出

考察组织状态的历史演变不难看出：组织状态由强健到肥胖再到强健是一条具有普遍意义的发展轨迹。这是令人困扰而又难以摆脱的问题。从组织演变中可以看出组织类型大致分为两种：机构精简、人员精干、流程高效的强健型组织和机构臃肿、人员冗余、流程低效的肥胖型组织。首先，从对组织的影响因素来看，组织所处的环境是一项十分重要的因素。组织所处的环境可以分为两种：有利环境和不利环境。

因此，根据组织类型和所处的环境的组合，一个组织可能处于4种状态，组织在4种状态转变具有显著的规律性：

转变一 强健的组织处于有利的环境。会表现强劲的状态。增长的客户加速组织的成长。越来越多的优秀人才使组织能力提高，投资者的关注使组织资金充裕。

转变二 有利的环境不会一直持续下去。成功也潜藏着危机，如员工的加薪幅度大于公司的生产力，办公室日渐奢侈。这样，强健的组织变得日益臃肿。一旦出现市场萎缩，组织很难维持原先的市场优势与成功。于是渐渐听不到客户的声音，组织变得摇摇欲坠。

转变三 这时，组织面临两个选择：死亡或者生存。为了继续生存下去，组织必须彻底改变其原有的工作习惯、文化、员工的工作态度与行为。

转变四 组织经过市场的锤炼，总结出最好的管理策略以及合适的组织结构。经过痛苦的转型阶段后，组织从新变得强健起来。

彼得.圣吉认为：组织之所以出现上述的演变现象，关键在于组织本身没有从系统结构层次来考虑问题，缺乏系统思考能力，基本上是一种面向环境的就事论事的行为，随着环境的变化，而被动的改变着组织结构。我们需要拨开复杂事件的迷雾，透视背后的简单结构。如何才能避免组织陷入“强健—肥胖—强健”的死循环状态呢？那就需要重塑组织结构，而组织结构重塑的本质就是通过知识管理，使企业成为一个学习型组织，通过不间断的终身学习而始终保持活力。

二、影响组织结构重组：知识与权力匹配

在组织结构中，权力往往与其职位是分不开的。职位越高，所获得的信息量就越大。权力也就越大。对组织来说，创新是企业生存和发展的原动力。但是，当信息流按照一定的规则进行流动时，当合法行为只有通过权力部门授权的特定领域才能获得时，知识市场或者说创意市场流动性就被限制了,于是组织就会变得保守。随着技术的发展，知识量越来越大，对知识的收集也变得简便，组织向扁平化发展。随着层级的减少，权力在信息流转的过程中，起到了导向而不是限制作用。

哈耶克(F·A·Hayek)首先提出了经济效率取决于决策权威和对决策起支撑作用的知识之间的匹配关系。他认为，某些与特定地点、时间和环境相关的知识,本质上不能进入统计,并很难以统计的方式传送到任何集中的权威那里，因而最终的决策必须由那些熟悉具体情况、直接了解有关变化、并知道资源可迅速满足他们需要的人来做出，即采取权利分散化的方法来解决问题。Jensen和Mecking(1992)进一步发展了哈耶克的思想。他们认为，尽管有关特定时空环境的知识不能被概括成统计数字，但他们却能被传送到决策机构中的其他位置。问题不在于知识能否被转移，而是以多大的代价转移以及是否值得转移。保证有利于决策的知识与决策的结合有两种基本的方法：一是将知识传递给有决策权的人，另一种是把决策权传递给拥有相关知识的人。一方面在将知识传递给具有决策权的人的过程中，面临着由知识传递导致的信息成本；另一方面，将决策权分配给组织中拥有较多相关专门知识的人时，面临着由委托关系所产生的成本。在这里，信息成本指决策者在决策过程中由于缺乏相关知识而进行知识传递引起的成本；而成本则是由决策授权的人具有与委托人自身利益相背离的目标而产生的，指的是在合作行为中，由于这种目标冲突所引起的成本(我们认为，在组织内部上下层决策者之间，实际上也是一种委托关系。相对于上层决策者而言，下层决策者就是人，上层决策者就是委托人)。一般来说，随着集权程度的提高,信息成本增大，委托成本减少；而分权程度提高，信息成本减少，成本增加。决策总成本即信息成本与成本之和，组织设计过程也就是信息成本与成本之间的权衡过程。提高决策效率的关键在于将决策权转移到某一层次上，从而使信息成本与成本之和最小。

三、组织结构调整方向的建议

彼得.德鲁克曾说：创造财富的活动既不是为生产性使用配置资本，也不是配置劳动，现在价值来源于生产率和创新，两者都是知识的运用。知识应当是一项得到妥善管理的重要资源，对知识的管理应当如同管理生产资料、人力资源那样。特别是对那些使用建立学习型组织的企业来说，知识管理更是经理人员关注的一项关键工作。学习型组织能在整个组织内有效获得、创造和传递知识，并且依据新的知识和见识来调整每个人的活动。

知识管理是关于如何组织和共享企业智慧和创造力的一种新的思维方式。指这样一种努力，即系统地发现，组织和运用企业的智力资本，培育持续学习和共享知识的文化。从而使组织的活动建立在已有知识的基础之上。这里，企业的智力资本是拥有的信息经验、见解、关系、流程、创新、发现等的总和。

哈耶克说：哪个体制更有效，主要取决于在什么体系下，我们能更全面地利用存在的知识。反过来，这取决于在单一集中权威下，处理这些最初分散于许多不同个体中的，本应使用的知识，我们更有可能成功，还是把个体需要的额外知识传递给他们，以使他能够把自己的计划与其他人配合好，我们更有我可能成功。对于组织结构调整，企业组织的效率是至关重要的。企业组织质量将直接体现在过程性、时间性、关系性方面的能力。

组织的过程质量 表现为组织的纵向结构被逐渐压扁，从直线制组织结构到直线职能制组织结构、再到扁平化矩阵结构。以及网络化的以人为中心的结构，它是组织的过程质量不断改善和提高的过程。

组织的时间质量 表现为组织决策方式的变化，存在3种基本决策方法，即独立的分散式决策由于通信需求的限制，无法充分感知外界的变化，难以实现即时响应，而集中式决策由于考虑了多方面的信息，相对于独立的分散式决策能够做出更为合理的决策，但是，以牺牲决策的灵活性和实时性为代价。连接的分散式决策由于网络技术的进步和广泛运用而得到实现，为提高组织的时间质量创造了条件。

组织的关系质量 表现为企业内部和外部的各种障碍的消除，最终实现无障碍、无界限。如果将制造企业比喻为一间房子。无界限就是要打破“三维障碍”。首先，是水平界限——墙将房子水平隔开，在企业中，它指的是职能之间、部门之间、产品线之间或地理位置之间的界限。应该将墙打倒，市场营销应该与产品、产品应该与设计结成紧密的关系并在一起工作。其次是垂直界限——天花板和地板将房子垂直分开，在企业中就表现在等级的分隔阻碍了开放的交流，应该打通天花板，实现和谐的上下关系。第三是外部界限——外部的围墙将房子和邻居分隔开。在企业中，基于网络平台的支撑，要与顾客、供应商、零售商、合作伙伴等其他人结成密切联系、充分交流，这就需要拆除围墙。

经过重塑企业组织结果，使其在形态上具有了结构扁平化，网络化，决策分散化、实时化，多维关系紧密化、开放化等特点，而知识管理则是企业实现组织过程、时间以及关系质量指标持续改进的推动器，它通过确立终生学习机制，使组织实现可持续改善，在这种知识型组织中，大到整个企业、小到企业内部的各个个体都是一个有生命力的细胞，具有自我管理和控制能力，具有三维知识的输入和输出，没有固定的上游企业和下游企业，也没有恒定的价值链，输入输出是在世界范围内动态展开的。同时，就像人类身体复杂的神经和循环系统可以联系各部分细胞组织一样，知识型组织的互联结构为在组织不同的细胞之间传输血液——知识提供了基础，另一方面，知识型组织的学习机制作为造氧机、净化器为细胞以及整个组织的发育、成长提供了连续不断的养料，最终使企业走上茁壮成长之路。

结构设计论文:论多层工业厂房的结构设计

[论文关键词]多层工业厂房 结构设计 结构计算

[论文摘要]分析多层厂房结构设计的特点及结构计算中应注意的问题，以做到合理、经济的最佳结构设计。

一、引言

随着国民经济的迅速发展，工业建筑要不断满足现代大工业生产，工艺不断更新的要求，过去那种单一功能，单一建筑形式已经不适应生产方式改变的需要，联合车间、灵活车间、工业大厦等多功能厂房应运而生。另外，建设用地的紧张以及工艺流程的需要，越来越多地多层厂房甚至高层厂房出现。多层厂房的特点是跨度大、荷载大 、开洞多 、有多层吊车，在设计过程中，有些问题值得总结和探讨。

二、多层工业厂房结构设计要点

多层厂房因为工艺布置的要求，一般都需要大空间，结构通常采用框架结构，在层数较多、工艺条件许可的情况下也可以采用框剪结构。结构布置的原则是：尽量使柱网对称均匀布置，使房屋的刚度中心与质量中心相近，以减小房屋的空间扭转作用，结构体系要求简捷、规则、传力明确。避免出现应力集中和变形突变的凹角和收缩，以及竖向变化过多的外挑和内收，力求沿竖向的刚度不突变或少突变。

1. 控制横向框架与纵向框架的周期。由于多层厂房跨度方向、尺寸较大，柱子少；而柱距方向尺寸较小，柱子多。一般都是横向控制，使纵横向的抗震能力大致相同，不仅有利于抗震，也使设计更为经济合理。

2. 合理布置电梯间的位置。多层厂房由于设备、货物很重，竖向运输的需要，均要设置电梯。钢筋混凝土电梯井筒刚度很大，应充分考虑电梯井筒对建筑物的偏心影响，在结构布置上尽量避免电梯井筒布置在建筑物的角部和端部。当工艺布置需要而不可避免时，应对周围的楼板及框架采取加强措施。

3. 地震区的多层厂房宜少或不设防震缝。地震区房屋的伸缩缝是合一的，当房屋较长时，宜采取下列一些构造措施和施工措施以少设伸缩缝及防震缝；施工中，每隔40m设置一道800mm一个1400mm宽的后浇带，后浇带的位置设在结构受力影响最小的区段；在温度影响较大的顶层、底层、山墙和内纵墙端开间的墙体等部位，适当提高配筋率；加厚屋面隔热保温层或设置架空层形成通风屋面。

三、常用的结构体系

1.框架一支撑体系。即横向设计成刚接框架，纵向设计成柱一支撑体系，用柱间支撑抵抗水平荷载。这种体系经济节约，但柱问支撑可能会影响使用。这种形式特别适用于纵向较长，横向较短的厂房。

2.纯框架体系。把厂房纵横两个方向都设计成刚接框架，不设置柱间支撑。其优点是使用空间不受影响，缺点是柱不宜采用工字型柱，而要采用两个方向惯性矩差别不大的 截面形式(如箱形柱)，使用钢量增加。

3.钢架加支撑的混合体系。这种形式与第一种形式不同之处在把纵向设计成钢架和支撑混合的型式，靠两者共同抵抗水平力。这种形式可以有效地减少柱的纵向弯矩，但要求楼面刚度大，否则柱子间的变形不协调，无法充分发挥柱间支撑的作用。

四、结构设计中应注意的问题

1.结构设计与工艺设计的协调。厂房都是为生产服务的，厂房设计中结构专业作为配套专业首先应满足工艺要求，结构设计也只能服从于工艺条件。而工艺设计人员在工艺布置时，经常与结构设计发生矛盾，要开洞的地方是框架梁，设备本来可以沿梁布置却布置在了跨中等。所提荷载也经常偏大，有时甚至把设备的荷载作为均布荷载提出。尤其在方案阶段，结构设计人员应多与工艺协调，尽量了解工艺布置，使设计和施工都减少了许多不必要的麻烦。

2.结构计算。随着计算机软硬件的迅速发展，解决了复杂的结构计算问题，使结构工程师们从繁重的琐碎的计算工作中解脱出来。他们可以把大量的精力放在结构方案的选择比较上，合理的确定结构方案及结构布置，从而提高设计水平及质量，降低工程成本。

（1）楼面等效荷载的计算。荷载计算是结构计算的条件，荷载取值的准确性直接关系到计算结果的准确性，工艺条件中的荷载问题，如某个工程工艺提出楼面均布荷载为15 kN/m2，而根据工艺的设备布置图和设备的重量，根据规范给出楼面等效荷载的计算方法，计算出的楼面均布荷载按10 kN/m2考虑即可。

由于多层工业建筑与一般多高层民用建筑结构形式、楼面活荷载等有许多不同之处，多层工业建筑楼面活荷载大于多高层民用建筑。有的中小型机床上楼层、柱上、梁上还有吊车荷载，它的跨度柱网一般比民用建筑大，层高相对较高，最大特点是整个平面几乎没有内隔墙。多层工业建筑一般采用现浇钢筋掘凝土板梁柱结构，板厚比一般民用建筑厚，楼板的平面刚度可视为无穷大，电梯货梯间，如不用剪力墙：整个刚度重心移向剪力墙，而电梯或货梯一般设在端头，结构刚度布局就不合理，所以电梯货梯间就使用框架填充墙结构。

（2）节点核心区的抗剪验算。框架节点的设计应遵循“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。由于多层厂房的梁柱中心线往往不能重合，加之柱的截面比较大，节点偏心也比较大，对柱节点核心区的构造和受力都有较大的不利影响。因此，大跨度、大空间、大荷载的多层厂房的节点核心区的抗剪验算显得更为重要。

（3）裂缝宽度、罕遇地震的验算。裂缝宽度的验算是为了满足正常使用状态的要求，规范规定混凝土梁的裂缝宽度不应大于0.3mm，如计算中超过，可以通过减小钢筋截面、增加钢筋根数来调整，如果还不满足要求，应修改柱梁截面重新计算。抗震设计的原则是三不准，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。所进行的抗震验算仅满足“小震不坏”，构造上加强来满足“中震可修”，罕遇地震的验算则是满足“大震不倒”。规范规定79度时楼层屈服强度系数小于0.5的框架结构宜进行高于本地区设防烈度预估的罕遇地震作用下薄弱层(部位)的抗震变形计算，并且规定结构薄弱 (部位)层间弹塑性位移角应小于1/50。多层厂房的设备投资经常远远大于土建投资，罕遇地震的验算应属必要。

（4）与电梯井筒相连框架的考虑。过去设计按纯框架计算，电梯井壁按构造配筋，这样偏低不安全，框架部分应按壁式框架计算出的数值进行配筋，电梯井壁则应按剪力墙配筋。

另外，多层厂房一般有多层多台吊车，在设计中采取的办法是将一层吊车作为吊车荷载输入，而将其余层的吊车荷载作为活荷载考虑。

五、小结

综上所述，做好多层工业厂房结构设计的关键在于：概念应清楚，结构选型应做到合理；施工图的设计应与施工相结合，避免施工困难；结构计算要准确，计算中应反复试算，调整截面，以达到最佳设计。

结构设计论文:对混凝土结构设计中一些问题的讨论

论文关键词:概念设计；结构计算；配筋构造；保护层厚度

论文摘要:使结构安全适用、经济合理、是结构工程师的任务和责任。根据长期工作体会从概念设计的观点出发，介绍抗震设计中遵循的原则，提高房屋抗震性能的措施。结合工程实际介绍了环境类别和保护层厚度的确定、按简支梁计算构造钢筋的设置等问题。

一、概念设计和结构构造

抗震设计中，影响整个结构抗震能力的因素很多，如：结构构件的承载力和变形能力;非结构构件的材料性能及提供的强度储备；结构的连接构造；结构的稳定性；结构的整体性能在经受第一次地震后多次余震反复作用下的抗破坏能力。目前只对第一种因素作了计算，其它因素尚无法进行计算，靠概念设计和结构构造做到结构体系具备必要的承载力、刚度、稳定性、能力吸收及耗能能力，也就是具有足后的延性。对复杂结构，七分计算三分构造，更重要的是概念设计。

（一）概念设计

材料性能、构件性能、连接构造、结构体系通过实验、实践检验，但还不能计算，称为概念设计，抗震设计中应遵循以下原则：(1)结构的承载力、刚度、质量在平面内和沿高度应均匀、对称和连续分布，避免应力集中：(2)应尽可能设置多道抗震防线，布置超静定结构及延性较高的耗能构件，注意适当加强静定结构部位、关键部位和薄弱环节；(3)注意结构的连接整体性，结果单元应采用牢固连接，不同结构单元应遵守彻底分开的要求；(4)估计和控制塑形铰区出现的范围和部位，有针对性的进行构造布置，掌握结构的屈服过程以及最后形成的屈服机制；(5)做到强柱弱梁、强剪弱弯；(6)采取有效措施防止过早的混凝土剪切破坏，钢筋锚固滑移和混凝土压碎等脆性破坏；(7)构件和节点连接的承载力和刚度要与结构的承载力和刚度相适应，节点连接的承载力不低于构件的承载力；(8)应该避免盲目增加钢筋，某一部分结构设计承载力超强或不足，都可能造成结构的相对薄弱，梁端、柱端及抗震墙的加强部位受弯配筋在满足承载力和抗震构造要求的条件下，应减少钢筋超配；(9)考虑非结构性部件对主体结构抗震产生有利和不利的影响。

（二）结构构造

结构体系靠力学计算保证构件的承载力及变形，又靠构造措施将构件连接在一起，形成结构体系，合理的构造保证构件传力明确；保证在力的多次作用下能力的吸收及耗散；避免因部分构件破坏而使结构体系丧失承载能力及抗震能力；保证在设计使用年限内的耐久性。可以说结构构造是概念设计的具体化。我国通过几十年的实践，特别是唐山地震所总计的经验教训，后来试验研究都有完整的结构构造措施。但是认识在不断提高，概念设计在不断发展，结构设计除正确运用目前的构造措施，同时还需要不断总结、充实、提高。

二、结构计算

（一）荷载要准确

荷载包括结构自重，建筑材料做法，设备荷载（设备自重、管道重），建筑功能需要的活荷载，风、雪荷载、地震力、温度变化产生应力以及其它偶然作用等。有的荷载规范有所规定，可作依据，有的需要各专业提高。建筑专业提高的不仅仅是荷重，而应该是具体的材料做法，设备专业则应提供所选用的样本。由于建筑做法和设备一般要到订货时才能落实，在这以前变换的可能性很大，结构设计人员应该意识到这一点，并要求有相关的知识，准确计算所采用的荷载。

隔墙荷载占总荷载的比例较大，隔墙材料品种繁多，但尚无十分理想的隔墙材料，不是荷重偏大就是隔音差、抗撞击差或板块之间易出现裂缝。当隔墙位置固定且隔墙材料确定时，预留荷载是必要的，但考虑过重的隔墙会使结构用钢量过大。一般可与建筑专业配合，易采用轻质材料并在施工图中说明隔墙材料，允许荷载值及位置。

结构计算最忌讳漏掉荷载，他将使计算白费或使结构存在隐患，应引以为戒。

（二）应分析计算结果

对复杂或重大工程一般需要用两种不同单元模型的程序进行分析和比较，对特殊工程应选择适当的计算程序。建立的模型，边界、支撑条件应尽量符合实际。程序中的输入数据应弄明其缘由，弄清其概念，对提高设计质量是不可缺少的。

（三）环境类别与保护层的确定问题

混凝土设计规范第3.4.1条规定了耐久性设计的原则及构件环境类别的分类标准。规范第9.2.1条给出了各类环境条件下的构件纵向受力筋保护层最小厚度。这是新规范重视耐久性问题的具体体现。由于规范是依据构件所处的环境类别来确定纵向受力筋保护层最小厚度的，对于处在两种环境交界部位的构件，如地下室墙，迎水面侧一般为二类环境，而其室内一侧一般为一类环境，两侧面的受力筋保护层最小厚度也应有所区别。因此笔者认为，对于处在两种环境交界部位的构件，在选用最低混凝土级别、确定混凝土配合比等耐久性基本要求（规范第3.4.2～3.4.8条）时应接交界面上两种环境类别中的最不利环境类别确定，在确定受力筋保护层最小厚度时，则应按构件表面所处的环境类别分别考虑。否则，对于基础地板、地下室外墙，随着保护层厚度的增大，采用商品混凝土时，构件表面出现早期收缩缝的机率也随之增大，而构件表面开裂后，反而影响构件的耐久性。所以保护层厚度不是越大越好，而应构件表面所处的环境类别有针对性地选用。

（四）安简支计算的梁端部上部构造钢筋设置问题

混凝土结构设计规范第10.2.6条对实际受约束的简支梁端上部构造筋作了规定。此时梁端实际受到部分约束，如按梁端的实际约束条件采用弹性理论进行整体内分析，计算所得的实际弯矩除与梁上承受的荷载大小有关外，更与梁端的约束构件即边梁或构件柱的相对刚度有关。将梁端构造钢筋的截面面积与梁跨中下部纵向受力钢筋计算所需截面面积相关联，只体现了梁上承受荷载的大小，而没有考虑梁端实际约束程度，如果梁端实际约束程度很弱，非常接近于简支，即使梁上承受的荷载很大，梁端实际弯矩仍很小，因而没必要配置太多钢筋，这是其一。其二，条文所指部分约束梁端的构件通常是指砖混结构的构造柱、框架和主次梁体系中的边梁，如果梁端实际配筋较大，梁承受的负弯矩也较大，与之平衡的构造柱弯矩或边梁的扭矩也较大，当约束构件是构造柱时，由于构造柱配筋较小，一般为4φ12，很可能造成构造柱的配筋不足；当约束构件是框架或主次梁体系中的边梁时，虽然按弹性理论计算边梁有较大的扭矩，但国外的试验资料表明5，边梁开裂后，其抗扭刚度约相当于弹性抗扭刚度的1/10。塑性内力重分的结果使得边梁扭矩和梁端实际弯矩值都很小，没比要配置太多的钢筋。新的混凝土结构设计规范实施前，我院设计的大部分工程终于边梁相交的梁端实际配筋统一为2φ12（四肢箍为4φ12），20世纪六七十年代设计的部分工程甚至为2φ10或2φ8这些工程已正常使用了30年综上所述，规范所给的这种配筋策略是否合适值得商榷。