混凝土结构设计标准模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇混凝土结构设计标准，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。

篇1

1引言

任何混凝土结构设计都是为实现某些特定功能。随着建筑业迅速发展，建筑功能也不断丰富,建筑新颖造型、精美外观，这样要求工程设计越来越复杂,同时，设计周期普遍较短,也使结构设计中存在一些质量问题，所以在混凝土结构设计过程中，影响混凝土重要质量问题，必须引起工程结构设计者高度重视。

2混凝土结构设计基本要求

2.1遵守设计规范要求

混凝土结构设计师在对建筑结构进行设计过程中，首先，应该做到按国家与地方有关结构设计法规、规程、规范以及设计标准中规定要求执行。尽管目前我国各行业混凝土结构设计规范，在设计理论方面还不是很统一，但是混凝土建筑结构设计通常参考规范有《混凝土结构设计规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》、《建筑结构荷载规范》、《建筑地基基础设计规范》、《建筑抗震设计规范》等等，在结构设计时，结构工程师应遵守这些规范最基本原则来进行混凝土结构设计。

2.2考虑现场施工材料质量

为能够满足混凝土结构功能殊性能要求，再设计时应充分考虑到现场施工材料资料，混凝土结构材料质量与现场所用水泥品种与粗骨料径大小有直接关系。因此，设计者还应了解施工工艺，机械设备使用情况，对水泥性能与凝结时间要求等因素，在施工现场决定选用外加剂以及其参入数量都应该了解。

3常见混凝土结构设计问题以及解决方案

3.1在结构计算与分析阶段常见问题

目前，在混凝土结构计算与分析阶段，如何高效地、准确地对工程进行内力分析，同时按照规范要求进行结构设计与处理，这是决定工程结构设计质量好坏关键。因此，混凝土结构设计者，应该对这一阶段常见问题，必须清醒认识。

在结构总体设计阶段，经常受到困扰问题是对设计结构整体计算软件选择问题。不同软件采用计算数学模型不同，所以不同软件计算最终计算结果也有所不同。虽然结果差别较小，但是对结构设计标准与规范却有很大影响。现在比较流行结构计算软件并不少，SATWE、TBSA、TAT、ETABS、SAP等都有其各自特点。然而，设计师在选择软件时要么只单一考虑设计模型特点，而忽视设计结构类型，要么只考虑结构类型而忽视对结构设计计算软件本身分析，所以导致在结构总体设计计算阶段，设计结构工程就出现很多问题。

对于结构设计师，应该考虑到一个科学合理计算软件，绝对不仅仅取决于软件系统本身优越与否，还应该分析这种计算软件是否与设计结构类型相适应。因此，结构设计工程师必须做到，对各个结构设计计算软件数学模型特点进行分析、对比与系统研究，熟悉结构设计类型，从而进行科学合理选择计算软件。

3.2地基与基础设计存在问题

1）在设计时缺少工程实地勘察报告或者临近建筑勘察报告；对基础设计必须按照“勘察——设计——施工”流程进行，要坚决杜绝缺少地质勘察报告，而进行设计情况。如果地质勘查不够细致、全面、内容模糊情况时，设计单位必须告知建设单位同时要求勘察单位重新勘察或者进行补勘。

2）未考虑地基变形影响；有很多混凝土结构设计都未对处理后地基进行变形验算，而根据有关规定，当结构设计等级为甲或乙级时，应按照地基变形进行设计；当为丙级时，如采取地基处理，处理应按照《建筑地基基础设计规范》相关规定；而对地基处理后情况，必须进行变形验算。

3）下卧层验算中问题

在计算下卧层顶地基承载力时，只能进行深度修正，修正系数应根据土层来决定。当扩散角所取数值满足有关规范中规定时，可直接采用；当不满足时可根据规范附录中，平均应力系数来进行计算。对复合地基来说.选取承载力较高土层来当持力层，而当软弱下卧层时，必须对承载力进行验算；如果是软弱下卧层控制承载力，那么说明持力层需要进行调整。

3.3上部混凝土结构设计过程中存在问题

目前，作为混凝土结构设计中，上部结构设计是最为关键的部位,也是体现特殊功能，特定力学结构性质的部位。主流混凝土结构有框架结构、剪力墙结构、框剪墙结构以及框支剪力墙结构，而这些混凝土结构在实际设计时，往往出现配筋不够、超配筋等情况。这样容易造成混凝土结构设计中的上部结构等工程强度不足。

1）框架柱；在设计计算时，切勿忽视角柱，必须要对角柱自行定义。如出现未进行定义，而实际配筋率又满足计算结果，那么在实际施工中就会出现配筋率无法满足最小配筋率问题。作为短柱来说，在一级抗震设计时，沿着短柱全高箍筋间距应小于纵筋直径6倍。框架柱程序可以进行自行判定。这种框架柱不可以进行直接替换，不同强度箍筋应满足不同结果。对超短柱来说，在整个结构设计中应尽量避免，如避免不了，就采用性能较好箍筋、采取控制轴比、在整个框架柱中添加芯柱等方法。

2）框架梁：框架梁在计算是容易出现实际配筋大于计算结果情况，主要原因有：绘图时只标注支座一侧配筋；当配筋率大于2%时，箍筋并没有随着支座处配筋增加而增大；跨中配筋与支座配筋比例超出正常范围。同时还应注意各抗震等级下，纵筋直径的要求以及穿过中柱及剪力墙的纵筋直径。

3）连梁：在地震作用下，为保证剪力墙不发生剪切破坏，即墙肢与连梁满足“强剪弱弯”的原则降低连梁弯矩设计值，使部分连梁先于墙肢出现弯曲屈服，降低连梁屈服弯矩的同时也降低了连梁的剪压比，可改善连梁的延性性能。一般控制连梁折减系数在0.5~1之间，抗震设防烈度越高，延性要求越高，设防水准要求越高，就可以折减多一些。这样才能够保证连粱在正常使用下不现开裂、屈服等问题。当连梁跨高比不大于2.5时，要注意不要把墙体水平分布筋当做连梁腰筋来计算，否则会出现连梁的腰筋配筋率不满足标准情况。

4）框支剪力墙；在结构设计中应该重点考虑转换层，因为转换层是整个框支剪力墙中比较薄弱楼层结构，在相关计算时，应根据相关规定将其地震剪力乘以增大系数来计算相关参数。框支柱、框支梁的纵筋各项系数都应满足有关规定的要求。

3.4混凝土结构设计中其他问题

1）各专业间配合：由于专业分工发展，一个结构设计团队由各个不同领域专业人才构成，整个项目从设计到施工也是由很多不同团队负责，因此，专业间配合问题显得尤为突出。混凝土结构设计与施工组织之间，涉及到结构设计与施工技术之间衔接与配合。配合得好坏直接关系到整个项目的质量，甚至整个设计理念与风格。结构设计专业人员不可只专注于设计，而忽视配合施工工艺技术，否则就会出现很多大的问题。

2）混凝土设计耐久性：混凝土结构功能有三方面内容：适用性、安全性、耐久性，目前，混凝土结构设计在适用性与安全性方面研究较深入，设计方法相对明确，因此，混凝土结构设计在这两方面做得比较好。结构耐久性方面研究还不是很成熟，在实际操作中也存在很多问题。混凝土结构因耐久性不足而失效的现象已经屡见不鲜，为正常使用，必需进行维护，而这样所付出维护费用是非常高昂的。影响混凝土结构耐久性因素主要有内部与外部两个方面。再结构设计时应该区别进行考虑。这真对不同结构功能需要，考虑避免降低结构耐久性的影响因素。这样设计出来的混凝土结构才是最科学，最合理的。

结语

混凝土结构设计本身是个长期、循环、复杂兼具深度和广度的专业。对于企业来讲讲究的是效率和效益，因此，目前混凝土结构设计问题产生的主要原因在于设计时间短、设计任务大而重。混凝土结构设计质量密切关系到人民生命财产安全，责任重大。因此，我们必须从根本做起，做好混凝土结构设计，总结设计经验不断改进设计理念，设计时充分考虑各种因素影响，这样来保证整个工程质量。以上仅仅是笔者的一些浅薄认识，只有不断地学习、对实践经验不断进行总结才能做出较好的作品

参考文献

[1] 周克荣等编著.混凝土结构设计[M].同济大学出版社.2001.8.

[2] 贾慧麟.混凝土结构的耐久性[J].华章,2011（05）：47-47.

篇2

0引言

钢骨混凝土结构是指在钢筋混凝土结构的基础上加入钢骨，使两者形成整体而充分发挥各自优势、达到共同工作的组合结构。这种结构在日本称为钢骨钢筋混凝土结构（Steel Reinforced Concrete Structure，简称SRC）[1-2]，在英、美等西方国家称之为混凝土包钢结构（SteelEncasedConcreteStructure）[3-4]，我国过去一直将其称为劲性钢筋混凝土结构。

在钢骨混凝土结构中，钢骨与外包钢筋混凝土形成整体，共同承担荷载的作用，可以充分利用各自优点，其受力性能优于这两种结果的简单叠加。这种结构优点有：（1）配置钢骨使构件的承载力大为提高，尤其是配置实腹式钢骨柱的抗剪承载力有很大提高，有利于减小构件截面尺寸和结构抗震；（2）具有更大的刚度和阻尼，有利于控制结构的变形；（3）外包混凝土提高了结构的耐久性和耐火性。

1钢骨混凝土结构的发展

钢骨混凝土的研究始于20世纪的欧美。1904年在英国，为满足钢结构的防火要求，在钢柱表面包裹一层混凝土，形成包钢结构，是SRC柱的雏形。1908年Burr完成了空腹式钢骨混凝土柱的试验，发现型钢在外包了混凝土后强度和刚度大大提高。

从1960年起，英国开始改进组合柱设计方法的研究，以此为基础形成了英国规范B55400：part5（1979）。1981年德国制定了SRC柱设计草案，1984年形成正式版本。1985年英、德、法、荷四国共同制定了欧洲组合结构设计规范Eurocodes，此规范假定型钢与混凝土完全交互作用，构成截面仅有一个对称轴，将型钢和混凝土均按照矩形应力块理论考虑，采用极限强度设计方法进行设计。

1979年美国由SSLC提出了基于纯型钢的允许应力设计方法；1989年的美国混凝土规范ACI-318中将型钢视为等值的钢筋，然后再以钢筋混凝土结构的设计方法进行SRC构件的设计；1993年，钢结构设计规范AISC-LRFD则采用了极限强度的设计方法来设计SRC结构，将钢筋混凝土部分转换成等值型钢，按照钢结构的设计方法进行设计；1994年NEHRP建筑业抗震设计规则的建议草案中设置了专章讨论组合结构的设计，综合了ACI与AISC-LRFD设计方法，并增加了组合结构的设计内容。

前苏联于1949年建筑科学技术研究所编制了《多层房屋劲性钢筋混凝土暂行设计技术条件》（BTY-03-49），1951年苏联电力工业部出版了《劲性钢筋混凝土设计规范》，1978年制定并颁布了《劲性钢筋混凝土结构设计指南》。

日本由于客观条件原因在建筑中多采用抗震性能较好的钢骨混凝土结构形式。早在1905年，白石直野设计的和田东京仓库的柱就采用了钢骨混凝土柱。1921年东京建成了高30m的日本兴业银行，就是日本典型的全钢骨混凝土结构，在1923年的东京大地震中表现出良好的抗震性能。从此钢骨混凝土结构被大量采用，1951年开始对SRC结构进行系统研究，1958年制定了《钢骨混凝土结构设计标准》。日本标准以“强度叠加法”作为理论基础，没有考虑钢骨与混凝土之间的相互作用，设计偏于保守。

我国在上世纪80年代以后，冶金部建筑研究总院率先进行了钢骨混凝土轴压短柱、偏压短柱、偏压长柱和钢骨混凝土梁的试验研究。另外，中国建筑科学研究院、清华大学、同济大学、东南大学、西南交通大学等单位先后对各种形式的钢骨混凝土构件进行了试验研究。在这些研究成果的基础上，1997年11月冶金工业部建筑研究总院负责编制了《钢骨混凝土结构设计规程》（YB9082-97）。

2钢骨混凝土的工程应用

钢骨混凝土结构具有良好的力学性能，早就得到了广大结构工程师的重视，特别是在一些多震的发达国家和地区。

美国：休斯顿得克斯商业中心大厦，79层，305m高，均采用钢骨混凝土外框架一钢骨混凝土内筒结构；休斯顿海湾大楼，52层，221m高，采用钢骨混凝土柱一钢梁框架结构。

其它地区：香港中银大厦，72层，363m高，下部为钢骨混凝土结构，上部为钢结构；悉尼恺特斯中心，198m高，采用钢筋混凝土内筒、型钢混凝土刚性悬挂内部楼层、型钢混凝土外柱结构；新加坡财政部大楼，55层，242m高，型钢混凝土核心筒结构。

前苏联在二战后的厂房及桥梁设计中采用大量此结构，并出版了“设计指南”。

日本在经历几次大地震后，钢骨混凝土结构经受了考验，更加促进了钢骨混凝土结构在日本的研究和发展。1981-1985年之间日本所建造的六层以上的建筑，钢骨混凝土结构的占了45.2%，占总面积的62.8%，其中10-15层的高层建筑中，钢骨混凝土结构占了90%。

我国从50年代开始主要在工业厂房方面应用钢骨混凝土结构。20世纪80年代以来，我国在北京、上海等地相继建了一批该种结构的高层建筑。如北京香格里拉饭店，地上24层，地下2层，高82.7米，为钢骨混凝土和钢筋混凝土混和结构一钢骨混凝土框架、钢筋混凝土核心筒，底层外柱尺寸为800mm*1000mm，内柱为800mm*800mm；上海瑞金大厦，地上27层，地下1层，总高度107米，1到9层为钢骨混凝土和钢筋混凝土混和结构，9层以上为钢柱一钢筋混凝土内筒结构；北京的国际贸易中心大厦、上海的金茂大厦、深圳的鸿昌大厦等都部分或者全部采用了型钢混凝土结构。随着我国多、高层建筑的迅速发展，钢骨混凝土在我国的应用将越来越广泛。

3结语

随着我国现代化建设的发展，高层、超高层建筑迅速发展，钢骨混凝土结构的应用越来越广泛。目前，国内外对钢骨混凝土结构有诸多方面的研究，也取得了许多科研成果。但在一些设计和计算方法上仍略显落后，应适时引进一些先进的结构设计理念，进一步完善钢骨混凝土结构设计理论，为钢骨混凝土在工程上推广应用提供科学依据。

参考文献

[1]日本建筑学会.钢骨钢筋混凝土结构设计标准及解说.冯乃谦，叶列平等译.北京：能源出版社.

篇3

型钢混凝土结构在日本的应用和研究

SRC结构在日本应用较早，应用极为广泛，相关研究和试验也在国际上处于领先地位。20世纪20年代，日本在一些工程中开始采用SRC结构。1930年以前，日本的SRC结构以钢骨为主要配筋，钢筋只是辅的。从1930～1970年，日本的SRC结构以空腹式钢骨为主要形式；1970年以后，日本的SRC结构则以实腹式钢骨为主。1964年以前SRC结构主要应用在6～10层的建筑物上，1964年以后开始应用到超高层建筑上。根据统计：1981～1985年间，6层以上的建筑物中，采用SRC结构的栋数占总栋数的45.2%，采用SRC结构的栋数占总面积的62.8%。截止到目前，SRC结构的工程应用日益广泛，它与钢结构、木结构、和RC结构并列为四大结构之一。

19世纪20年代，日本就开始做SRC结构的有关试验。1928年齐田时太郎做了轴心受压柱试验，1929年槟田捻做了偏心受压柱试验，1932年内藤多仲做了梁柱节点试验，1937年棚桥做了梁的试验。1951年日本建筑学会成立了SRC结构分会，开始对SRC结构进行了全面系统的研究。1958年第一次制定了《钢骨混凝土结构设计标准》，并前后进行了三次修订，基本上形成较为完整的设计理论和方法。

型钢混凝土结构在欧美的应用和研究

SRC结构在欧美的应用虽不及在日本广泛，但是欧美应用SRC结构的时间更早。欧美国家的工程技术人员最初是为了满足钢结构的防火要求，在钢结构外包上混凝土，称为混凝土包钢结构。1902年加拿大学者Mackay进行了混凝土内埋型钢的空腹式SRC梁的试验，认为混凝土与型钢具有协同工作的性能。1908年Burr做了空腹式SRC柱的试验，发现混凝土外壳使柱的强度明显提高。但是，在很长的时间内，混凝土包钢结构仍按照普通钢结构设计，并不考虑混凝土外壳对构件强度和刚度的提高。19世纪40年代后，欧美国家的工程技术人员开始意识到外包混凝土对提高刚度的有利作用，在考虑折算刚度后仍按照普通钢结构设计。美国在《钢筋混凝土房屋建筑规范》（ACI318～89）中有“组合受压构件”的专门规定。英国在《英国标准BS5400》（1978～83）规程中也列有SRC柱的技术规定。折算刚度法一直沿用，并编入1985年欧洲统一规范EC4《组合结构》。

型钢混凝土结构在东欧国家的应用和研究

前苏联在二次世界大战后，为了加快恢复重建，采用了大量的SRC结构。1951年苏联电力建设部出版了劲性钢筋混凝土结构设计规范，主要是关于空腹式钢骨混凝土梁和柱以及框架结构的设计规定，但是钢骨混凝土构件中没有设置柔性钢筋和箍筋。1978年苏联混凝土结构研究所编制了（劲性混凝土结构设计指南》（CN3-78），它是以实腹式SRC构件为主要内容，强调必须设置柔性钢筋和箍筋。对SRC梁的正截面计算根据中和轴不经过型钢、经过型钢和经过型钢翼缘3种情况而定。对SRC柱采用将型钢折算成等效混凝土，由此求其偏心距增大系数。在计算临界荷载时，考虑荷载偏心距，柱子长细比，荷载作用时间等影响。

型钢混凝土结构在我国的应用和研究

50年代初，我国从前苏联引进了SRC结构，内蒙古电厂的主厂房和鞍山钢铁公司的沉铁炉基础是由前苏联设计，由我国施工的SRC结构，后来由于片面追求节省钢材，其应用只限于少量工业厂房和特殊结构，并于60年代末，这种结构几乎停止使用。80年代后，随着我国建筑业迅猛发展，SRC结构又一次在全国兴起。北京的国际贸易中心和京广大厦等超高层建筑的底部几层都是SRC结构；北京香格里拉饭店高24层，其柱子为型钢混凝土柱，而梁采用组合梁；北京燕莎中心、大连渤海大酒店以及上海的金茂大厦等都采用了型钢混凝土结构。其中金茂大厦是目前我国采用SRC结构的最高建筑物。但总体来说，SRC结构在我国应用相当有限。

我国对型钢混凝土的研究起步较晚，自20世纪80年代才开始对型钢混凝土结构进行较系统的研究。西安建筑科技大学与原冶金部建筑研究总院最早开始研究。1986年国家计委工程建筑国家标准规范重点科研项目“混凝土结构设计规范第四批科研课题”将“型钢混凝土结构性能及方法”列为研究课题之一，组成专门研究课题组，进行了一系列的试验研究，并负责编写技术规程。经过多年的试验研究和工程实际应用，参考日本的SRC结构设计标准，1998年冶金工业部颁发了我国第一部型钢混凝土结构行业标准《钢骨混凝土结构设计规程》（YB9082-97）。

型钢混凝土现有设计方法简介

目前国内外型钢混凝土结构计算理论主要有三种：

基于钢结构的计算方法并考虑混凝土作用。这种方法主要是欧美国家采用。适用于用钢量较大的情况。

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引言

新建铁路广州至珠海(含中山至江门)城际快速轨道交通桥梁具有类似城市轨道交通桥梁的特点，且在我国刚刚起步，无相应的设计方法与规范。我们有必要对国内外相关规范和设计方法进行充分的研究分析比较，加强对本线的桥梁结构的设计计算方法的认识，才能有利于推进城际快速轨道交通桥梁设计技术的进步与发展。本文着重根据各国极限状态法的一些规定，对相应的技术参数进行分析比较，并与其他计算方法进行荷载效应的对比。

国内自2000年上海明珠线一期建成通车以后，北京、广州、武汉等城市也相继进行城市轨道交通建设。目前国内尚无城市高架轨道交通桥梁的设计规范，结构设计参照铁路桥涵设计规范按容许应力法进行计算。

国外的轨道交通在七十年代就得到了发展，且各国相继修订设计规范，纳入了结构设计最新的成果，计算方法也从容许应力法、破坏阶段法发展到极限状态法。国外除了个别规范外，一般都采用极限状态设计，运用荷载分项系数法作为设计表达式。

经过对本线桥梁设计荷载图式的初步研究认为采用0.6UIC较为合适，其实，本线设计概化的运营车辆荷载对简支梁的跨中换算静活载效应与0.4UIC的作用效应相当，因此，活载相对来说较轻，欧洲联盟的设计方法是完全值得借鉴的；同时本线的桥梁比重占全线95%以上，在对设计方法进行初步分析比较的基础上，认为采用极限状态法进行桥梁结构设计其经济效益可观，从投资方面考虑也有必要对极限状态法进行论证。

1极限状态法技术参数比较与分析

极限状态法中各规范技术参数差别较大，但分类基本一致，即：荷载、材料与工作条件等，着重从这三个方面技术参数，综合分析国内外规范取值，寻求适合本线技术参数。国内外规范使用阶段极限状态工况其技术参数取值均为1，承载能力极限状态工况下的技术参数取值

恒载参数各种标准的差别很大。同时一个国家不同时期的差别也是很大的(其中带*者为原有规范)。但是结构自重在桥建成以后，基本是不变的，误差可能性较小，因此取1.2作为自重恒载参数。

各国规范的活载参数取值如表3,活载是桥梁设计中最基本的技术条件。比较各国规范当中的活载参数，根据活载在桥梁设计当中所起的主导作用，在不同的组合方式下，分别取1.4、1.2、1.0等不同的值。

按极限状态法设计的桥梁结构设计，根据规定须进行两类极限状态计算，以保证结构安全、适用、耐久。由于城际快速轨道交通在国内刚刚起步，不可能从可靠度理论分析来制订各技术参数取值，主要参考国内外现有设计规范，按荷载的离散程度不同制订相应参数。推荐的技术参数取值

2荷载分类与组合

2.1荷载分类

荷载的分类按荷载随着时间变化性能的不同以及出现机率的大小,将作用在城际轨道交通桥梁上的荷载分为下列几类:永久荷载、可变荷载和偶然荷载。

2.2荷载组合

（1）按承载能力极限状态组合:

组合Ⅰ：永久荷载的一种或几种与基本可变荷载的一种或几种效应组合；

组合Ⅱ：永久荷载的一种或几种与基本可变荷载的一种或几种与其它可变荷载的一种或几种效应组合；

组合Ⅲ：永久荷载一种或几种与施工、养护、维修状态荷载的效应组合；

组合Ⅴ：永久荷载的一种或几种与基本可变荷载的一种或几种,再加上一种偶然荷载的效应组合。

（2）按正常使用极限状态组合组合Ⅳ:永久荷载的一种或几种与基本可变荷载的一种或几种效应组合。

3算例

3.1基本资料

在不同的活载形式作用下，计算示例一为一轻轨30m双线预应力混凝土简支梁，梁部采用C50混凝土，检算跨中截面进行强度；计算示例二为钢筋混凝土连续刚构，计算跨度为(10.28+2×12.56+10.28)m，梁部采用C50混凝土，墩身采用C35混凝土，检算其墩顶梁截面与墩顶墩身截面。轻轨活载图式如图1，广珠城际运营车辆荷载图式如图2，动车组荷载图式与图2相同，轴重≤150KN。

3.2计算结果

计算结果如表8～表10。从表8可以看出，轻轨与汽—超20活载效应相当，采用按极限状态法，在轻轨活载作用下，可节约钢材约24%，在广珠城际快速轨道车辆荷载作用下节省钢材14%。表9的计算结果表明，要满足规范要求，截面钢筋的最小根数，采用容许应力法计算需60Φ25Ⅱ级钢筋,极限状态法需53Φ25Ⅱ级钢筋。表10的计算结果均满足规范要求，截面有足够的安全储备。

3.3计算分析及结论

以上示例，分别对钢筋混凝土的受弯构件、偏心受压构件以及预应力混凝土构件进行了检算，包含了桥梁结构设计的大部分内容。经过以上计算，可以看出：

(1)对推荐的各项技术参数进行的极限状态法与容许应力法、破坏内力法进行了计算比较，结果表明满足规范要求。

(2)采用极限状态法比采用容许应力法、破坏内力法要节省材料。当然，在实际的工程设计当中，不仅仅是按截面的最大承载能力去进行桥梁结构设计，还要考虑截面砼和钢索应力以及位移等要求。

(3)推荐的技术参数虽然是在参照各国结构设计规范或桥梁设计规范的基础之上选取，但是荷载与材料的分项安全系数、工作条件系数的取值，在安全度方面的保证率比较明确，较之容许应力法、破坏内力法对内力凭经验取安全系数设计，要科学、明确。

(4）将结构的受力区分为两类极限状态来计算，既保证了结构的安全，又保证了它的使用功能和耐久性，概念清楚，计算目标明确，兼有按容许应力法和按破坏内力法设计的优点。

4结语

广珠城际快速轨道交通工程桥梁设计采用采用极限状态法的计算方法，通过上面的计算，无论是对广珠城际快速轨道交通工程运营车辆荷载还是对动车组荷载，结果表明都是可行的。随着结构设计理论不断发展以及极限状态设计法的日趋成熟，对于高架轨道交通桥跨结构来说，荷载和结构抗力的变异性小，计算模式确定性好，更适合采用极限状态的设计方法。

参考文献

[1]BS5400—1980,英国标准钢桥、混凝土桥及结合桥.西南交通大学译.

[2]黄黎丽译、严国敏校.台湾高速铁路桥梁设计规范（有关桥梁部分）.铁道部大桥设计院内部资料,1997.10

[3]苏联混凝土和钢筋混凝土结构设计规范(СНиП2.03.01-84).冶金建筑研究总院钢筋混凝土结构技术情报研究室,1986.7

[4]日本铁路结构设计标准和解释———混凝土结构[R].铁道部第三勘测设计院译.东京:日本混凝土结构设计标准委员会,1996

[5]JTJ023—85,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范.

[6]GB50157—2003地铁设计规范

[7]国外高速铁路标准及规程汇编.第七册.铁道部标准计算研究所,1995.11

[8]AASHTOLRFD—1994,美国公路桥梁设计规范———荷载和抗力系数法.交通部公路规划设计研究院译.

[9]国际铁路联盟规范(有关桥梁部分)(UICCODEINTERNATIONALUNIONOFRAILWAYS)铁道部大桥工程局桥梁科学研究所.1981.10

篇5

自改革开放以来，我国的土建工程取得了翻天覆地的变化，现代的建筑如雨后春笋一样出现，这给土建设计带来了巨大的困难和挑战，本文结合土建具体施工，分析了土建结构设计中存在的一些具体问题，并针对这些问题提出了相关改进措施。

1 土建结构设计存在的主要问题

1.1 施工材料设计方面

在土建设计材料方面，设计人员经常忽略材料选择规范和相关技术标准，同时也忽略了实际施工中的各种问题和具体的工程环境，从而造成材料使用不规范问题。例如混凝土强度方面，当混凝土应用到一定的厚度需要设计人员在设计时，对混凝土的强度系数优化设计，这样才能够满足工程质量要求，否则工程质量不能够达到标准，容易出现混凝土坍塌等安全事故。另外混凝土的标准出现问题，应该选择C15标准设计的混凝土强度，设计图纸上选择的是C10标准，在C10设计标准的区域却选择了C15标准，局部区域混凝土标准不一，给后期施工质量留下安全隐患，同时一定程度上也造成施工浪费。

1.2 土建结构间距设计方面

土建工程构造设计是结构设计的重要方面，这关系到整个工程质量安全。结构设计主要问题在于间距设计，根据设计规范标准，伸缩缝的大小有相应的规定，我国目前建筑设计方面，存在许多建筑设置了伸缩缝还是出现温度裂缝的状况，同时隔热层的间距设计也没有按照相关设计标准进行，间距过大容易造成施工材料和施工成本浪费，间距过小，又不能满足使用要求。间距设计人员对现代化的建筑没有能够做到与时俱进，也是造成间距设计问题的一个重要原因[1]。

1.3 土建结构保护层厚度设计方面

目前在保护层厚度设计方面的标准相对于以前来说提高了很多，但是由于提高了保护层的厚度，土建结构的水溶性又产生了新的问题。混凝土结构长期在水的浸泡下，它的强度会逐渐下降，严重影响土建工程的质量安全。实际设计过程中，设计人员经常忽视这方面的问题，给整个土建工程设计和后期施工埋下了一颗地雷。

1.4 土建结构荷载设计

土建结构荷载是工程的一个重要方面，超过荷载限度工程就会出现坍塌危险，因此，设计人员在进行荷载设计前，一定要进行详细周密调研，合理制定荷载值，保证荷载范围的准确性。但是在土建结构荷载设计过程中，设计人员为了省事，经常将不同层面的荷载统一取值，导致土建工程存在荷载严重不稳定，容易给施工质量带来安全隐患。

2 优化土建结构设计策略

2.1 施工材料优化设计

严格按照相关设计标准合理设计施工材料、混凝土强度等，具体设计过程中还要根据当地的地形、地质和周围环境，合理选择混凝土的强度，同时不同层面的混凝土强度也不一样，基础位置、承重大小不同的位置混凝土的强度设计也不一样，例如基础层垫的混凝土强度为C10等级，选择C15强度等级在一定程度上浪费了资源，同时核心位置的混凝土强度要乘上一定的系数，这样才能保证工程质量。其他材料的设计中也要严格按照设计标准进行，例如给排水管道的直径距离、施工水泥的型号、水泥配比标准等，合理设计施工材料，为工程质量奠定基础[2]。

2.2 优化土建工程间距

根据土建工程的位置合理设计伸缩缝的间距，比如在我国南方地区，天气炎热，隔热层的间距不能太低，否则达不到隔热的效果；我国北方地区，一年中冬季的时间较长，设计过程中要重点考虑墙体之间的间距，因为太薄容易造成建筑内部热量的散失。设置伸缩缝的目的是为了减少墙体的裂缝，因为混凝土结构使用一定时间后，由于外界温度的变化，混凝土结构会发生收缩或者膨胀，从而发生混凝土裂缝，设计人员也应该根据建筑的具置合理设计伸缩缝的大小宽度。只有做到理论和实践相结合，才能够保证工程质量。

2.3 保护层厚度优化设计

保护层的厚度和选择的混凝土强度和耐久息相关，盲目追求保护层厚度或者混凝土强度的做法都是错误的，如果混凝土的耐久性很低，就算保护层厚度再厚也抵挡不住水溶产生的质量问题，因此设计人员在设计过程中一定要重视基础混凝土水溶性问题，保证浸水混凝土设计的耐久性，保障该部位的混凝土不会因为长期被水浸泡而发生报废，根据具体情况，可以适当增加基础混凝土的保护层厚度。从而在整体上保证土建工程质量。

2.4 优化结构荷载设计

荷载设计不能根据自己的经验随便定值，设计人员一定要做好严格的调查分析，对测量的数据进行具体分析讨论，并聘请相关专家和当地的居民进行讨论，确定荷载值的可行性。同时不同建筑层面的荷载值不能统一定论，要根据土建结构的层数和不同层面的使用功能再结合每一层的载重详细计算得出结论，在设计过程中，保证土建结构荷载值的准确性和范围的合理性。另外顶层的荷载值也要考虑气候条件，例如雪灾等状况，全面分析积雪荷载范围和积雪分部均匀与不均匀等情况，从而保障屋面结构的安全性。基础荷载值设计过程中也要考虑地震、洪水、泥石流等自然或者人为因素带来的影响。

2.5 土建工程结构优化设计

土建工程结构优化设计要根据工程的位置以及当地的气象、气候、地质等条件，合理设计框架、现浇、预制、或者多种方式结合的砌体结构，从而保障结构的持久耐用。另外，也要根据建筑本身不同区域选择不同的砌体结构，例如地下室、厨房、卫生间的设计和其他房间的位置砌体结构选择上肯定有所区别。综合考虑各个方面的因素，全面保障工程质量[3]。

3 提高土建结构设计的其他措施

3.1 培养优秀的设计人才

科学的发展需要专业的人才，土建结构设计过程中要优化人才结构，加强设计人员的培训和职业再教育，培养一批理论和实践能力都合格的人才，理论知识丰富，在设计过程中能够完全按照设计标准进行设计；实践能力强，在设计过程中会少走很多弯路，节约成本。同时，政府和企业也要完善设计人员的成长机制，建立人才激励机制，鼓励设计创新，运用现代化的设计手段，加强不同区域和不同领域设计人员的交流和沟通，完善设计作品，整体上提高设计人员的设计水平，保证土建结构设计的合理安全。

3.2 认真做好设计调研

土建结构设计是一项复杂的工作，仅仅依靠理论知识难以设计出合格的作品，因此在工程设计前一定要做好充分的调研工作，对当地的气候、建筑位置的地形地质地貌做好周密调研，并收集相关数据，设计人员要对收集到的数据、信息进行分类汇总，综合考虑各种因素，在砌体结构、基础的荷载、建筑间距、材料的水溶性等方面做到调查取证，不盲目下结论，一切用数据说话，没有调查就没有发言权，理论和实践相结合，保证土建结构设计安全，为后期工程施工做好基础保障；另外，设计部门也要做好监督工作，及时处理好设计人员在设计中出现的疏忽问题，设计方案优中选优，最终合理优化设计方案[4]。

4 总 结

综上所述，土建结构设计工作纷繁复杂，设计人员一定要严格按照我国法律法规和相关的设计标准进行设计工作，同时明确标准的适用范围，在设计过程中，综合考虑土建工程的位置和周边环境以及当地的气象、地形、地质地貌因素，保证设计质量。

参考文献

[1]张养青.土建结构设计存在的问题与针对性措施分析[J].城市建筑，2013，18：55.

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中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

前言

本文主要介绍了《混凝土结构设计规范》修订的指导原则，以及相关的新增和重大改进的主要内容。从修订内容看，逐步提高了结构的安全度，同时有效地促进了高强度钢筋的应用。本文将自己对新混凝土结构设计规范的理解以及学习心得，结合工程实践探讨新规范的相关问题。

一、混凝土结构设计新规范的优越性分析

1、新规范提高了结构安全储备。随着我国经济实力的逐年提升，与原规范对比发现，新规范显然在结构安全储备方面更加严格，所采取的设计措施均体现其目的是有效提高结构的安全储备。 主要体现在以下几方面：（1）斜截面受剪承载力公式的修改；（2）调整了混凝土结构构件纵向受力钢筋最小配筋率的要求；（3）调整混凝土柱的轴压比限值，增加了四级抗震等级柱的轴压比限值；（4）调整了混凝土柱的最小截面尺寸要求和最小配筋率的规定，增加了三级抗震等级剪力墙的相关规定，突出体现“强柱弱梁”的设计，增大底层柱，将角柱的配筋增大系数适用于各级框架等等。

2、高性能、高强度材料的应用。为贯彻“四节一环保”（节能、节地、节水、节材和环境保护）的要求，提倡应用高强、高性能钢筋，以较少钢材用量。此次规范开始推广HRB500、HRBF500钢筋的应用，同时开始淘汰 HPB235 钢筋，限制并逐步淘汰 HRB335 钢筋。这主要是考虑到现阶段欧洲常用的钢筋强度为500MPa，美国为 550MPa，而我国为400MPa，通过本次规范的修订目的显然是促进我国结构设计与国际接轨，同时也考虑到使用高强钢筋来促进我国结构设计体现节能、环保的要求。值得注意的是，通过工程实践，笔者认为虽然此次规范推广具有较好的延性、可焊性、机械连接性能及施工适用性的HRB 系列普通热轧带肋钢筋，同时也列入了采用控温轧制工艺生产的 HRBF 系列细晶粒带肋钢筋。但是, 对于 RRB 系列预热处理钢筋笔者认为应当慎用，毕竟这类钢筋由轧制钢筋经高温淬水、预热处理后提高强度，其延性、可焊性、机械连接性能及施工适应性都有所降低，对于设计变形性能及加工性能要求不高的构件则可适当采用。

3、促进技术进步及产业化。从本次规范修改可发现，新增了“装配式结构”章节，显然该章节的增加是根据节能、减耗、环保的要求及建筑产业化的发展，而更多的建筑工程量将转为以工厂构件化生产产品的形式制作，再运输到现场完成原位安装、连接的施工。混凝土预制构件及装配式结构将通过技术进步、产品升级而得到发展。在这方面主要是住宅在做。

二、混凝土结构设计新规范中关于裂缝与挠度计算问题分析

1、RC 结构中采用高强钢筋（HRB500，HRBF500），其用钢量一般由裂缝或变形控制，限制了高强钢筋的应用。新规范规定了裂缝计算按荷载效应的标准组合（PC） 或准永久组合（RC）并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度(mm)可按下列公式计算：

其中，标准组合一般用于不可逆正常使用极限状态；频率组合一般用于可逆正常使用极限状态；准永久组合一般用在当长期效应是决定性因素时的正常使用极限状态。对钢砼构件：按荷载准永久组合，并考虑长期作用影响的效应计算。对预应力砼构件：按荷载标准组合，并考虑长期作用影响效应计算。

2、另外，对于结构挠度计算，新规范调整正常使用极限状态挠度设计的荷载组合，以及预应力构件的验算要求。由原规范3.3.2 条的“标准组合并考虑荷载长期作用影响”改为新规范 3.4.3 条“应按荷载的准永久组合，并应考虑荷载长期作用的影响”。但需注意的是“预应力混凝土受弯构件的最大挠度应按荷载的标准组合”。

三、混凝土结构设计新规范改进了钢筋锚固和连接的方式

本次新规范提出了 lab即基本锚固长度，取代了原先的la，而从基本锚固长度的计算公式来看，新规范的公式并没有改变，而是改变了 ft的取值，新规范提出当混凝土强度等级高于 C60 时，ft按 C60 取值，而旧规范则是当混凝土强度等级高于 C40 时，ft按 C40 取值。这主要是根据实验研究表明，高强混凝土的锚固性能被低估，原先的最高强度等级取 C40 偏于保守，其实这也是为推广高强度钢筋，如果采用原先的公式计算，高强度钢筋的基本锚固长度有些长。另外，新规范删除了原规范中锚固性能很差的刻痕钢丝，同时还提出了当混凝土保护层厚度不大于5d 时，在钢筋锚固长度范围内配置构造钢筋的要求。新规范 8.3.3 条同时补充完善了机械锚固措施的方法，相比原规范增加了末端90°弯钩、两侧贴焊锚筋以及采用螺栓锚头。第 8 章第 4 节（106 页）是钢筋的连接，其中 8.4.2 条搭接钢筋直径的限制较原规范略有减小，说明绑扎的要求严格了。同时在8.4.3 条中明确了“当直径不同的钢筋搭接时，按照直径较小的钢筋计算”。此次修改同时对受拉、受压搭接连接区段内箍筋直径、间距提出了构造要求。受拉统一取值而对受压搭接较 02 版规范要求适当严格。原先 02 版规范 9.4.5 条（117页）受压箍筋是受拉的两倍。调查研究表明，箍筋对约束受压钢筋的搭接传力更为重要，故取与受拉相同的间距。这主要是由于汶川地震的时候，柱子钢筋在搭接处破坏的比较严重，柱子虽然是受压，但是破坏的还是比较多，这次规范修改就统一了。

四、、混凝土结构设计新规范使结构构件安全性能提高

新规范考虑配筋特征值调整钢筋最小配筋率，增加安全度，同时控制大截面构件的最小配筋率。从新规范第 8.5.1 条可发现，增加了强度等级为500MPa 的钢筋，同时对于强度等级为400MPa 的钢筋，最小配筋率由原先的 0.5%提高到了0.55%，因此可见还是增加了安全度。同时给出了“对结构中次要的钢筋混凝土受弯构件，当构造所需截面高度远大于承载的需求时，其纵向受拉钢筋的配筋率”，其实这个规范是参照的我国的水工钢筋混凝土规范而来。同时新规范还调整柱的轴压比限值、最小截面尺寸、最小配筋率，适当提高了安全储备。对柱的最小截面尺寸进行了调整，要求柱子的构造截面变大，对柱子纵向受力钢筋的最小配筋率进行了调整，这张表是按照 500MPa 钢筋设置的，另外由此也看出国家想推广高强度钢筋的意图。同时新规范增加了四级抗震等级的各种框架柱、框支柱的轴压比限值（框架结构的柱轴压比限值为 0.9），显然框架结构的柱轴压比略为加严。

五、结语

混凝土结构规范已更新替换，与旧混凝土结构设计规范相比，新规范更新的内容既有混凝土结构的再设计问题和结构分析方法(弹塑性损伤本构模型、结构计算模型等)，同时也有关于温差、收缩等引起的间接作用效应及裂缝控制计算,还有钢筋综合抗力（强度、延性等）及对结构破坏的影响，以及各种配筋构造（并筋、锚固、连接、最小配筋率等）的试验研究等。本文谈了谈自己的观点和看法，可与同行共同探讨。

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钢筋在混凝土结构中主要承受拉力，补偿混凝土抗拉强度低、易开裂和易脆断的缺陷，混凝土主要承受压力并保护内部钢筋不锈蚀，混凝土结构的安全性就是结构能够抵抗外力作用保护人员和设备不受损伤的能力。由于混凝土结构安全质量事故频繁发生，引起对混凝土结构的安全性问题的重视。文章分析混凝土结构安全性现状，探索解决的途径、方法和对策。

1.混凝土结构安全事故原因分析

1.1现行技术标准安全系数设置偏低

按照我国现行结构设计规范所采用的可靠度设计方法，结构安全性的可靠度定义为“规定”荷载作用下的强度保证率，不仅不能反映不同设计不规范在荷载标准值上存在的巨大差异，也不能体现结构整体上的差别，设计规范中的结构可靠度只是对结构的构件而言，构件的安全性很大程度取决于荷载的取值，设计时安全系数设置水平与荷载系数取值有关。据有关资料，我国规范中的动荷载安全系数比美、英等国家规定低14%～21%，比欧洲低7%；静载安全系数比美国和英国低17%，比欧洲低13%；在强度安全系数方面，我国规范中规定的混凝土强度安全系数比欧洲和美国低15%，钢材强度安全系数低6%。

1.2人为因素

由于部分设计安全系数使结构或构件没有足够的承载能力，导致结构开裂或坍塌。出现设计差错往往是主要与设计人员素质不高、调查研究不细致、基础资料不全、设计参数的选取不合理、计算能力差、缺乏合理的设计周期，再次勘测设计的全过程监理尚未全面展开及设计监理把关不亚造成的。混凝土结构安全事故相当一部分是由于施工质量差造成的。

在我国现行工程项目建设招标和理体制下，或多或少存在高资质中标、低能力施工的现象，工程转包、施工材料以次充好、偷工减料，为工程质量埋下重大隐患。同时由于施工和管理水平低下，从业人员素质较低，难以及时发现和消除因人为差错造成的安全事故。

1.3火灾和爆炸等突发事件因素

火灾和爆炸对混凝土结构的破坏力巨大，易导致灾难性后果。2001在石家庄发生的爆炸，造成整栋房屋所有单元连续倒塌是由于混凝土结构遭火烧后，混凝土和钢筋抗拉强度降低，导致结构的承载能力降低，特别是爆炸，瞬间巨大冲击力超过结构的极限承载能力，造成结构破坏。

1.4自然灾害

地震、滑坡、泥石流、飓风、洪水、海啸等自然灾害一旦发生都会造成灾难性的破坏。据调查统计，全球自然灾害导致结构倒塌的数量相当惊人，1976年的唐山7.8级地震，80%的建筑物倒塌或遭到毁灭性的破坏。但是要完全避免自然灾害对结构的破坏是不现实的也是不可能的，随着科学技术的进步，提高对灾害的预测水平和结构抗灾能力是完全必要的，并应以此作为改进结构安全质量的重点。

1.5缺乏系统的约束体系

（1）混凝土结构工程建设和使用在管理上缺乏立法约束，重视项目建设，轻视使用过程中的日常维修、保养，忽视保养维修基金设置，结构的保养维修缺乏强制性措施，由于保养不及时或长年失修造成结构损伤，最终导致结构破坏；（2）设计、施工、保养及维修技术不配套，过于依赖技术规范的作用，缺乏指南、工法等较为具体详尽的技术标准；（3）对规范、标准的修订不及时，造成混凝土结构安全性降低。

2.改善混凝土结构安全性的方法与途径

2.1提高混凝土结构安全系数的设置标准

提高结构安全系数的设置标准有利于提高结构安全性，合理设置安全系数既有利于提高结构整体可靠性，又能适应建设单位承受能力，应从客观实际出发，选择安全系数设置标准，提高结构抗突发事件的能力，提高抗震等级，增强结构整体牢固性。对重要部位、重点场所，应设置特别安全系数。设计荷载等级和结构、构件的承载能力应有必要储备，并结合长远考虑荷载等级和使用功能的变化。

2.2完善结构耐久性设计标准

结构耐久性是指结构、构件发挥使用功能的能力。我国现行的设计规范和施工规范主要局限于荷载作用下结构、构件的安全性问题，对于结构、构件在长期使用过程中由于环境作用导致材料性能劣化的影响，被置于比较次要或从属地位，对耐久性认识不足。而在环境作用下结构耐久性问题比较复杂，存在很多不确定性，现阶段只能通过预测、估计的手段来判断，随着研究的深入，对混凝土结构耐久性的预测已有可能。

2.3加强施工过程中工程质量的监督

工程质量的优劣直接关系到结构的安全性能和耐久性能，加强施工过程中工程质量的监管是有效遏制结构安全事故的重要手段。建设单位、设计单位和监理单位应各司其职，互相配合共同完成施工过程的监理，保证混凝土结构的耐久性。

2.4强化使用过程中的安全检测

应建立质量保证体系和制度，加强结构、构件在使用过程中的安全检测，通过有效的安全检测，及时发现问题，采取整改措施，避免事故的发生，把安全事故的发生率降低到最小。要结合结构、构件的使用情况编制安全检测计划，配备检测仪器，安排检测经费，对一些衙点的结构、构件要进行强制性检测。

2.5提高材料的耐久性

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1. 工程概况

太古汇为太古汇广州发展有限公司在广州市天河路与天河东路交汇处的西北角建造的大型综合式项目。本项目的净用地面积为43980平方米，总建筑面积约为457584 平方米。项目包括三座塔楼：一号塔楼为一座主体39层高的办公楼，二号塔楼为一座主体29层高的办公楼，酒店A为一座主体28层高的酒店；一座约58米高的文化中心(包括剧院、图书馆、展览厅等)，及用作商场、电影院、宴会厅、停车场的裙楼及四层地库。地库深度为21米，开挖深度约为23米。

办公楼1为太古汇项目最高的一栋塔楼，其中主体结构高度182.6米，并在顶部设29.4米钢结构屋顶，建筑总高度212米。主体结构采用混凝土框架－核心筒结构体系。办公楼1平面大致成正方形；东南及西北角做切角设计，切角尺寸每层变化，营造出弧形建筑立面；同时为配合弧形外立面，办公楼1东南及西北角4根柱子设计为斜柱，最大斜率约6°。办公楼1标准层层高4.2米；一层大堂部分贯通二层，层高达14米；四层层高8.4米，中段设两个设备层/避难层，层高达8.1m。

1）办公楼1标准层结构平面图

2）办公楼1剖面图

2. 设计标准确定

1）结构设计标准确定

办公楼结构安全等级为二级；结构设计使用年限为50年；根据《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2004），办公楼1为标准设防类（丙类）建筑。

2）高层建筑类别确定

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)4.2.1条要求，钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度和宽高比应分为A级和B级。B级高度高层建筑结构的最大适用高度和高宽比可较A级适当放宽，其结构抗震等级、有关的计算和构造措施应相应加严，并应符合相关条文规定。

办公楼1为框架－核心筒结构，7度设防。根据“高规”表4.2.1-1，A级高度，7度抗震框架－核心筒结构的最大适用高度为130米；根据“高规”表4.2.1-2，相同条件B级高度的最大高度为180米；办公楼1主体结构高度182.6米，属于超B级高度超限高层。同时，由于办公楼1采用型钢混凝土柱设计，根据《广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)补充规定》（DBJ/T15-46-2005）表10.1.2规定，型钢混凝土框架-钢筋混凝土筒体结构的最大适用高度为190米，本工程并未超限，所以，办公楼1仍按B级高度高层建筑进行设计。

3）抗震等级确定

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)表4.8.3规定，B级高度，7度设防的框架－核心筒结构的框架及核心筒抗震等级均为一级。

3. 设计荷载

1）楼面设计荷载

楼面设计荷载基本上按照建筑结构荷载规范取值，然而有部份位置按太古汇广州发展有限公司要求增加活荷载。本项目的附加恒载及活载取值见下表。

2）风荷载

a)规范取值

根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2006）规定，广州市地区50年重现期基本风压为0.50KN/m2 ; 100年重现期基本风压为0.60KN/m2。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)第3.2.2条要求，对于对风荷载比较敏感的高层建筑，基本风压按100年重现期风压值考虑。根据“高规”附录规定，办公楼1属于对风荷载比较敏感的高层建筑，基本风压需按100年重现期风压值考虑。同时，根据《广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)补充规定》（DBJ/T15-46-2005）第2.2.2条，计算高层结构水平位移时，按照50年重现期的风压值计算。

结合上述规范，办公楼1计算位移时，按50年重现期的风压值计算；进行截面及配筋设计时，按100年重现期的风压值计算。

b)风洞实验

本项目聘请加拿大的RWDI风洞测试顾问进行风洞测试，以验证风荷载及塔楼结构是否符合舒适度之要求。有关风荷载方面，风洞试验得出结构风压小于规范要求，故此采用规范风压作结构分析及设计。有关行人舒适度方面，风洞模型于太古汇项目周边及范围之内共设有76个测试点用以分析行人舒适度。结果显示，于受风情况下，太古汇及周边的行人舒适度满意(超过80%时间，不论坐下或站立，都会感到舒适)；行人不会因烈风受到安全威胁(不会出现强于88km/hr风速的烈风)。

3）地震荷载

a)规范取值

计算地震影响时，办公楼1采用考虑扭转耦连的振型分解反应谱法，主要采用设计参数如下：

抗震设防烈度 7度

地震影响系数最大值 多遇地震 αmax=0.08*

罕遇地震 αmax=0.50

抗震设防类别 丙类

安全等级 二级

地震的分组 第一组

场地类别 II

设计基本地震加速度值 0.10g

特征周期 0.35s

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中图分类号：TL372+.3 文献标识码：A

案例：

某质检部门检查国有投资新建工程，检查中发现施工单位将HPB300型设计钢筋代换成HPB235型钢筋，由此要求施工单位执行原设计标准，施工单位称钢筋代换系经过设计单位设计变更没有违规，检查人员称按国家标准HPB235钢筋已停止使用，如不执行指令不能进入下一道工序，因施工单位对该指令有异议，工地停工半月之久，建设单位考虑停工已对建设工期产生影响，遂同意施工单位钢筋签证要求，给予费用补偿及工期补偿，工程由此顺利实施。

以上案例笔者从建筑结构设计原则及工程造价管理事项两方面进行分析。

一、建筑结构设计原则

（一）钢筋代换原则

1、钢筋代换，实质上就是不同种类的钢筋之间的代换。在施工过程中，施工单位由于缺乏设计所要求的钢筋品种、级别或规格而进行钢筋的代换，例如HPB300级、HRB335级、HRB400级之间的代换。钢筋代换的总原则是保证钢筋代换之后的结构在强度、抗裂度、裂缝宽度、挠度等各个方面性能均不低于原设计结构。在实际钢筋代换过程中，要保证上述总原则的实现,并不是一件很容易的事，需要在强度、构造、变形三个方面逐一满足。为此国家在《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204 - 2002的5．1．1条文中规定 ：当钢筋的品种、级别或规格需作变更时，应办理设计变更文件。5．1．1条文说明中：在施工过程中，当施工单位缺乏设计所要求的钢筋品种、级别或规格时，可进行钢筋代换。为了保证对设计意图的理解不产生偏差，规定当需要作钢筋代换时应办理设计变更文件，以确保满足原结构设计的要求，并明确钢筋代换由设计单位负责。本条为强制性条文，应严格执行。

通过以上《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204 - 2002可以了解施工单位可以要求进行钢筋代换但必须经设计单位同意。可为什么检查人员认为HPB235型号钢筋已停止使用，并且不能代换呢，这需要了解钢筋型号设计原则。

钢筋型号设计原则

《混凝土结构设计规范》GB 50010—2010条款4．2．1中规定混凝土结构的钢筋应按下列规定选用：1 、纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋，也可采用HPB300、HRB335、HRBF335、RRB400钢筋；2、 梁、柱纵向受力普通钢筋应采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋；3、 箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500钢筋，也可采用HRB335、HRBF335钢筋；

通观《混凝土结构设计规范》GB 50010—2010条款4．2．1没有使用HPB235型号钢筋内容，即2011年7月1日以后设计图纸将不再出现HPB235型号钢筋。可是在2011年8月1日起实施的《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002 局部修订的条文中却没有将HPB235钢筋去除，究其原因

从《混凝土结构设计规范》GB 50010—2010条款4．2．1条的条文说明去找：

4.2.1 本次修订根据“四节一环保”的要求，提倡应用高强、高性能钢筋。根据混凝土构件对受力性能要求，规定了各种牌号钢筋钢筋的选用原则。

1增加强度为500MPa级的热轧带肋钢筋；推广400MPa、500MPa级高强热轧带肋钢筋作为纵向受力的主导钢筋；限制并准备逐步淘汰335MPa级热轧带肋钢筋的应用；用300MPa级光圆钢筋取代235MPa级光圆钢筋。在规范的过渡期及对既有结构进行设计时，235MPa级光圆钢筋的设计值仍按原规范取值。

通过以上分析发现检查人员提出按《混凝土结构设计规范》2010HPB235型号钢筋已停止使用，并且不能进行下一道工序的认识是错误的，规范条文明确说明《混凝土结构设计规范》GB 50010—2002与《混凝土结构设计规范》GB 50010—2010在过渡期内可以继续使用，检查人员不了解条文发出错误指令是导致八吨钢筋报废的真正原因，其实不是2011年7月1日以前使用HPB235钢筋不满足建筑设计要求，而是通过修订规范使用HPB300、HRB400、HRB500等高强钢筋达到节约建筑钢材耗用量的目的，是国家“四节一环保”中节能、节材、一环保内容的体现，但显然国家并不提倡浪费，所以条文说明提到了规范过渡期的问题。

工程造价管理事项

本工程为国有投资建设工程，《建设工程工程量清单计价规范》GB50500-2013的3.1.1条规定：使用国有资金投资的建设工程发承包，必须采用工程量清单计价。本工程适用《建设工程工程量清单计价规范》GB50500-2013内容。

工程量清单计价规范一般规定

3.3.2 承包人应按合同约定将采购材料和工程设备的供货人及品种、规格、数量和供货时间等提交发包人确认，并负责提供材料和工程设备的质量证明文件，满足合同约定的质量标准。

3.3.3 对承包人提供的材料和工程设备经检测不符合合同约定的质量标准，发包人应立即要求承包人更换，由此增加的费用和（或）工期延误应由承包人承担。对发包人要求检测承包人已具有合格证明的材料、工程设备，但经检测证明该项材料、工程设备符合合同约定的质量标准，发包人应承担由此增加的费用和（或）工期延误，并向承包人支付合理利润。

此案例中合同并未约定采用HPB235钢筋，施工单位也未将采购钢筋的品种规格提交发包人确认，建设单位有权要求施工单位更换HPB300型钢筋，增加的费用和延误由施工单位承担，

工程量清单计价规范合同价款调整一般规定

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中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

一、混凝土结构设计的内容 

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。 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。 

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。 

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。 

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。 

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。 

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。 

二、混凝土结构设计的问题 

1、 结构计算方面的问题 

在混凝土结构设计中，结构计算与分析的重要性是不容忽视的，特别是提高内力分析的准确性，对于设计质量的优劣有着重要的影响。在国内现阶段的混凝土结构设计中，结构计算方面的问题主要表现在专业软件的选择与应用，目前国内外建筑市场中提供的专业计算软件较多，由于各种计算软件采取的计算模型与方式不同，其计算结果会有所差异。虽然各种专业软件的结构计算结果差别较小，但是对于设计标准与规范却有着很大的影响。国内在混凝土结构设计中，常用的结构计算软件主要有：TBSA、SATWE、SAP、TAT、ETABS等，如果设计人员在选用时只是关注设计模型的特点，而忽略了结构类型，必然会导致结构计算中出现纰漏。另外，在混凝土结构计算软件的实际应用中，设计人员的操作能力和水平也是很重要的，前期的数据采集、整理、录入与分析中存在的问题较为常见，在应用软件进行结构计算时，其结果的准确性、真实性也自然难以保证了。 

2、地基与基础设计方面的问题 

对于基础设计来说，基础设计必须按照勘察—设计—施工的流程来进行，要坚决杜绝出现缺少地质勘察报告而进行设计的情况出现。而如果出现地质勘查不够全面，或者内容模糊的情况时，设计单位必须告知建设单位并要求勘察单位重新勘察或者进行补勘。在混凝土结构设计中，地基与基础设计是其重要项目之一，也是决定主体结构安全性、稳定性、抗震性的关键因素。在混凝土结构建筑的地基与基础设计中，由于柱下独立基础、地下室底板会受到建筑上部整体重力的沉降作用，产生较大的附加应力，如果地基与基础设计中不能进行准确的计算，并且采取有效的加固处理措施，将导致混凝土结构建筑出现局部不均匀沉降、变形的问题。在混凝土结构建筑的地基与基础设计中，设计人员必须考虑到在共同受力的情况下，有可能产生的附加应力，特别是底板负载能力必须满足要求，否则建筑的稳定性会受到较大的威胁。 

3、下卧层验算中问题 

在计算下卧层顶地基承载力时，只能进行深度修正，修正系数应根据土层来决定。当扩散角所取数值满足有关规范中规定时，可直接采用；当不满足时可根据规范附录中，平均应力系数来进行计算。对复合地基来说.选取承载力较高土层来当持力层，而当软弱下卧层时，必须对承载力进行验算；如果是软弱下卧层控制承载力，那么说明持力层需要进行调整。 

4、上部混凝土结构设计过程中存在问题 

4.1框架柱

在设计计算时，切勿忽视角柱，必须要对角柱自行定义。如出现未进行定义，而实际配筋率又满足计算结果，那么在实际施工中就会出现配筋率无法满足最小配筋率问题。作为短柱来说，在一级抗震设计时，沿着短柱全高箍筋间距应小于纵筋直径6倍。框架柱程序可以进行自行判定。这种框架柱不可以进行直接替换，不同强度箍筋应满足不同结果。对超短柱来说，在整个结构设计中应尽量避免，如避免不了，就采用性能较好箍筋、采取控制轴比、在整个框架柱中添加芯柱等方法。 

4.2框架梁

框架梁在计算是容易出现实际配筋大于计算结果情况，主要原因有：绘图时只标注支座一侧配筋；当配筋率大于2%时，箍筋并没有随着支座处配筋增加而增大；跨中配筋与支座配筋比例超出正常范围。同时还应注意各抗震等级下，纵筋直径的要求以及穿过中柱及剪力墙的纵筋直径。

4.3连梁

在地震作用下，为保证剪力墙不发生剪切破坏，即墙肢与连梁满足“强剪弱弯”的原则降低连梁弯矩设计值，使部分连梁先于墙肢出现弯曲屈服，降低连梁屈服弯矩的同时也降低了连梁的剪压比，可改善连梁的延性性能。一般控制连梁折减系数在0.5~1之间，抗震设防烈度越高，延性要求越高，设防水准要求越高，就可以折减多一些。这样才能够保证连粱在正常使用下不现开裂、屈服等问题。当连梁跨高比不大于2.5时，要注意不要把墙体水平分布筋当做连梁腰筋来计算，否则会出现连梁的腰筋配筋率不满足标准情况。 4.4框支剪力墙

在结构设计中应该重点考虑转换层，因为转换层是整个框支剪力墙中比较薄弱楼层结构，在相关计算时，应根据相关规定将其地震剪力乘以增大系数来计算相关参数。框支柱、框支梁的纵筋各项系数都应满足有关规定的要求。 

四、强化混凝土结构设计有效对策 

1、要加强效应计算，在工程结构设计中，利用结构力学知识，结合设计规范的要求，提高结构可靠度，同时，还要保证设计统一性，以此来提高结构的抗震效果，避免结构剪力变形。 

2、强化截面设计，在实际工作中，根据各个控制截面的面积，合理控制基本构件的抗力，并且要处理好截面面积与抗力的关系，设计人员可以根据结构设计要求，提高截面设计的合理性。 

3、重视构造设计，设计人员要采取有效的构造设计措施，强化混凝土结构的承载力，既要满足建筑的功能需求，也要满足抗震要求，并且在设计图上详细标明。 

结束语

总之，在混凝土结构的设计中，必须采取有效的控制措施，其设计质量是否达标之间关系到人民生命财产安全，如果出现重大安全事故，能造成严重的经济损失和人员伤亡。混凝土结构设计涉及到的项目与内容较多，设计人员必须综合考虑各方面的影响因素，不断提高自身的专业素质与能力，熟悉各种专业软件的使用要求与技巧，从而有效提升混凝土结构设计关注的效率与质量，保障工程项目施工的顺利开展与进行。 

参考文献

[1]黄仕建.建筑结构设计实例及其探析[J].科技与企业，2012(5).