發布時間：2023-08-14 17:08:05
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的混凝土結構的設計方法樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
關鍵詞：鋼筋混凝土結構；施工短暫狀況；時變結構；設計分析；安全檢驗
中圖分類號： TV331 文獻標識碼： A
1 引言
現澆鋼筋混凝土結構施工期間，由模板支撐與早齡期混凝土結構所組成的臨時承載體系是材料性能、結構形式、空間位置均隨時間變化的時變結構體系 (下文稱為施工時變結構體系)，是現澆鋼筋混凝土結構施工短暫狀況設計的對象。鋼筋混凝土結構施工期設計方法，A.M.EL-Shahhat, D.V.Rosowsky，W.F.Chen提出與建筑結構設計方法協調的分項系數方法。但對施工短暫狀況設計分析原則與模板支撐施工誤差的統計研究較少。本文通過理論分析和現場測試研究，探討現澆混凝土建筑施工短暫狀況設計分析原則。
2 現澆鋼筋混凝土結構施工短暫狀況的特性
2.1 施工期現澆鋼筋混凝土結構的受力特性施工期現澆鋼筋混凝土結構，是由模板支撐體系和早齡期混凝土結構組成的臨時承載體系，它承擔新澆樓板混凝土自重荷載和施工活荷載。假定模板支撐體系為線彈性，則施工時變結構體系中的每一層樓板可視為彈性地基上的連續板或梁，基于此，作者建立了施工時變結構體系分析的彈性支撐連續梁模型，其基本方程為：
式中：度 k0之比表示的彈性支撐連續梁的彈性特征值，即施工時變結構體系的彈性特征值，它是樓板混凝土齡期的函數。
式(1)是一個標準的 4 階常微分方程，直接求解即可獲得本層(i 層)樓板及支撐的內力。按式(2)對 i層彈性支座剛度0k 進行修正，以 i 層彈性支座內力作為 i-1 層彈性支撐連續梁的外力，求解時變結構體系中的結構構件的內力。
式中：iγ ――i 層彈性支撐連續板或梁支座剛度修正系數, i=1, 2, 3, m；iw ――i 層彈性支撐的支座位移；i−1w ――i-1 層彈性支撐連續板或梁支座位移;m――模板支撐設置層數。研究發現施工期現澆鋼筋混凝土結構各層樓板承擔的施工荷載具有波動特性；承擔最大施工荷載的樓層位置受施工時變結構體系的彈性特征值和拆模時間(頂層混凝土澆注后底層模板支撐拆除時間)影響的規律和樓板承擔的施工荷載隨施工時變結構體系的彈性特征值以及拆模時間而變化的規律。
b) 施工時變結構體系的彈性特征值 s=550
圖 1 標準層不同位置支撐內力時程
2.2 施工時變結構體系中模板支撐受力的均勻性
為考察模板支撐受力的均勻性，采用彈性支撐連續梁模型，分析了三層模板支撐體系，7 天施工周期，頂層混凝土澆注后第一天拆除底層模板支撐的時變結構，獲得了標準樓層模板支撐從支撐架設到拆除的一個施工循環內，不同位置支撐的內力時程，如圖 1 所示(圖中 D 表示單位面積樓板自重，并假定新澆樓板混凝土自重全部傳給支撐，圖中所有支撐內力的第一點均為 1(D))。從圖 1 可以看出，同一樓層不同位置支撐內力明顯不同。工程實測結果也表明了模板支撐受力的不均性。表 1 所示為三層模板支撐，7 天施工周期，頂層混凝土澆注后的第一天拆除底層模板的支撐施工方案下，某高層建筑施工期間標準層支撐承擔的最大荷載的實測統計分析結果。
表 1 某建筑模板支撐傳給樓板的最大荷載實測統計結果
3 現澆鋼筋混凝土結構施工短暫狀況設計驗算原則
3.1 早齡期混凝土結構承載力驗算
(1) 早齡期混凝土結構的承載能力
現澆鋼筋混凝土結構施工時變結構體系中的早齡期混凝土樓板，其抗力隨混凝土強度的增長而增長。假定在早齡期混凝土結構中，鋼筋不會發生粘結滑移破壞，根據施工條件和混凝土配合比確定早齡期混凝土強度的增長規律后，即可確定任一時間早齡期混凝土結構的承載能力：
式中：tR ――齡期 t 的混凝土結構的承載能力；28R ――混凝土達到 28 天后具有的極限設計承載力；cλ ――早齡期混凝土結構抗力增長百分率。也可以早齡期混凝土的參數直接用建筑結構設計的極限承載力公式計算。
(2) 靜荷載
施工期現澆鋼筋混凝土結構樓板承擔的施工靜荷載，按照施工時變結構分析確定。
(3) 活荷載施工期現澆鋼筋混凝土建筑施工短暫狀況設計驗算對象― 模板支撐臨時結構構件與混凝土永久結構構件，其有效承載面積差別大，宜按各類構件有效承載面積統計施工活荷載。根據對某工程模板支撐內力的現場實測結果分析，獲得作用于新澆混凝土樓板上的施工活荷載為：對于有效支撐面積 A ≤1m2的結構設計，施工活荷載標準值取 5.25kN/m2；對于有效支撐面積A ≥15m2的結構設計，施工活荷載標準值取
2.25kN/m2；當 1m2
A――面積，m2；Lq ――活荷載標準值，kN/m2。需要進行安全檢驗的樓板主要為施工時變結構體系中的底層樓板，其分擔的施工活荷載按照施工時變結構分析確定，獲得檢驗樓板上的施工活荷載效應CL 。
(4) 樓板承擔的施工荷載效應設計值對于施工期間現澆鋼筋混凝土結構施工時變結構體系的安全，目前多采用現行建筑結構設計安全度水平。根據樓板承擔的施工荷載比率 q 以及樓板承擔的施工活荷載，計算樓板可能承擔的施工荷載效應設計值 F：
式中：DFγ 、LCγ ――施工靜及活荷載分項系數，分別取 1.2 和 1.4；q――施工荷載比率；G――施工靜荷載效應(標準值)；CL ――施工活荷載效應(標準值)。(5) 樓板的承載力驗算根據上述分析，對于給定的施工方案，現澆鋼筋混凝土結構各樓板承擔的最大施工荷載呈有規律的波動特性，樓板的承載力驗算，應選擇其中的最不利的樓板以及標準層樓板進行分析。若 RFt≥ 則被驗算樓板早齡期混凝土結構是安全的，否則，樓板結構安全不能保證，應調整施工方案。
4 工程應用案例
案例 1：施工期現澆鋼筋混凝土樓板安全性檢驗
某現澆鋼筋混凝土結構，層高 3 米，樓板厚
110mm。采用三層模板支撐，5 天施工周期，頂層
混凝土澆注后第二天拆除底層模板支撐。圖 3 給出了施工期標準層典型樓板承擔的荷載效應時程以及樓板的抗力發展時程曲線。從圖中可以看出，施工期樓板的支座截面，即板邊承擔的施工荷載效應有時會超過樓板的抗力，因此，樓板會沿支座截面開裂。分析結果與樓板現場檢測開裂情況一致，表明該現澆鋼筋混凝土結構所采用施工方案不合理。
案例 2：模板支撐體系設計
某現澆鋼筋混凝土結構，混凝土樓板厚110mm(D=2.75 kN/m2)，層高為 4m，標準層施工采用三層模板支撐，選用φ48×3.5mm 鋼管模板支撐，支撐中設水平拉桿一道，有效承載面積設計為0.8m2。其承載能力分析如下：模板支撐承載面積：
An=0.8×1.121=0.897m2模板支撐承擔施工靜荷載標準值：
=0 .897×3.218×2.75=7.938kN
G= An×q×D
=0 .897×3.218×2.75=7.938kN
圖 3 施工期間典型樓板的荷載彎矩(內力)和開裂彎矩(抗力)的時程
新澆注混凝土樓板上的施工活荷載Lq 按5.25kN/m2取值，按照施工時變結構分析確定模板支撐承擔荷載，此處按樓板剛度，將施工活荷載按比例分配到時變結構體系中的樓板近似確定，兩層樓板分擔，底層支撐承擔 1/2，Lsq =2.625kN/m2。支撐承擔施工活荷載效應為：
根據式(5)計算出模板支撐壓力設計值為：N=12.82kN，彎矩設計值為 M =0. 68kN⋅m。模板支撐有效長度 1.8m，荷載初偏心距為53mm 。 支 撐 面 積 A=489mm2， 截 面 抵 抗 矩W=5080mm2，截面回轉半徑 i=15.8mm，長細比λ =114， ϕ =0.534，強度 f=205N/mm2。則模板支撐截面應力為：
滿足要求。
5 結語
對現澆鋼筋混凝土結構施工短暫狀況設計分析原理進行了研究，取得以下成果：
(1) 現澆鋼筋混凝土結構施工短暫狀況設計驗算，應采用早齡期混凝土結構驗算和模板支撐設計相結合，獲取最優施工方案。
(2) 基于現行建筑結構設計的基于概率統計原理的極限狀態方法，建立早齡期混凝土結構驗算和模板支撐設計的分項系數方法。
(3) 根據理論分析和工程測試成果，給出了施工荷載統計參數和模板支撐施工誤差統計參數。
參考文獻：
[1] 劉西拉. 結構工程學科的現狀與展望[M]. 北京: 人民交通出版社, 1997.
【關鍵詞】結構設計；現澆混凝土；控制
從長期的建筑施工狀況看，我國的建筑施工普遍存在著各種結構裂縫問題，其對于整個項目工程質量有著重要的影響。為了避免這一現象的發生，需要采取多項措施進行處理，這樣才能保證裂縫有效處理。造成混凝土裂縫產生的原因是多方面的，主要有材料、設計、施工和溫度等。此次研究從結構設計方面進行分析，以掌握好裂縫處理的有效策略。
1. 現澆混凝土建筑結構設計對裂縫控制的策略
1.1 裂縫對于建筑結構的影響是眾人皆知的，但在處理裂縫時必須要從早期環節開始，這樣才能有效控制裂縫的形成。工程單位應在設計的方案階段和施工圖階段則要樹立較強的裂縫意識，根據工程具體情況制定處理方案。
1.2 遇到荷載裂縫時則要把裂縫大小控制在有效范圍，需選擇“抗”的方法，從計算、構造上保證混凝土結構的有效強度，這樣可以避免各類載荷造成的質量問題。遇到變性裂縫時則需選擇“抗”或“放”的方法，“抗”主要是對結構構件的某些部位從構造上添加配筋，配筋可提升混凝土的彈性極限拉伸，對混凝土的塑性變形加以約束。適當增強配筋能改善混凝土內部結構的性能，例：在梁側增加縱向鋼筋，屋面板角部和跨中上部的地方添加雙向鋼筋網，對磚混結構的樓面板設置圈梁，能夠加強混凝土結構抵抗變形裂縫的能力。混凝土板發生收縮變形后，盡管通過添加配筋能有效地提高混凝土的抗裂性，而配筋數量的增多會影響到裂縫的處理性能。若收縮變形較大時，隨意增設配筋則難以維持裂縫寬度處于有效控制范圍內，這樣會使得整體結構性能受到約束。而選擇“抗”的原則控制裂縫則需要投入更大的成本，且這類方法處理裂縫的效果不是很好。此時，則要換成“放”的方法進行處理，即合理的設置伸縮縫、沉降縫和滑動層。根據國家標準制定裂縫處理方案。
1.3 對于變形因素影響較大的結構，采用“抗放”結合的原則，在施工時設置后澆帶，在完成大部分變形后，再對后澆帶進行澆筑，使結構形成整體，來抵抗尚未完成的收縮和沉降變形，具體在如下幾個方面進行：
1.3.1 混凝土結構的概念。
混凝土結構概念設計在混凝土結構裂縫控制中起著重要作用，設計的思路可通過概念設計來實現，發揮和利用結構總體體系與各基本構件之間的關系，能迅速、有效地對總體結構體系進行構思、比較和選擇。結構工程師在項目中的任務就是用整體概念來設計總體結構體系。同時，基本結構構件的力學性能又在整體結構中起著重要作用，通過概念設計和創新，可獲得受力明確、抗裂性能良好、造價較低的結構總體方案。
1.3.2 設計概念。
概念設計可以創造一個性能良好、安全和經濟的結構總體方案。設計概念，是指在施工圖階段，對工程結構計算所需的材料性能、力學知識和結構分析方面，必須有一個正確的概念，這對實現總體設計方案，確保施工圖設計質量是至關重要的。
1.3.2.1 結構電算中的設計概念：
現在的結構分析都借助于計算機，在電算過程中，除了數據檢查和計算結果的電算判斷外，結構計算的程序選擇和應用分析，也是非常重要的人為判斷環節。程序選擇是指判別程序的計算原理及適用范圍是否符合實際工程設計的情況。應用分析是指判別結構周期、變形、內力和配筋的計算是否正確及滿足有關設計規范的規定。這些判斷均與設計概念是否正確密切相關。
1.3.2.2 結構計算方法：
結構的計算模型要進行必要的簡化，簡化程度與計算程序有關。簡化模型要盡量符合真實受力情況，包括結構構件的空間布置、荷載的分布、結構構件的剛度、形式、約束、連接、位移變形特征等，實際結構的簡化模型應與軟件假定的力學模型相符。
1.3.2.3 樓面整體性及其水平剛度：
現在結構計算在考慮側向荷載分配時，主要有3種方法：（1）按各榀抗側力結構的受荷面積進行分配。（2）按各榀抗側力結構的剛度單向協同工作進行分配。（3）按所有抗側力結構的剛度雙向協同工作進行分配。
1.3.2.4 具體采用那種方法進行計算，和結構的樓（屋）面的整體剛度有關，剛性樓（屋）面應采用（3）進行計算，半剛性樓（屋）面應采用（2）進行計算，柔性樓（屋）面應采用（1）進行計算。樓（屋面）板是傳遞水平力的主要構件，程序計算中采用的簡化模型，必須符合實際情況，樓面剛度的大小，應根據樓（屋）面結構板的厚度、配筋、開洞和錯層情況，經過設計者用概念來判定。
1.3.2.5 其它：
在結構電算過程中，還應根據具體情況，對結構計算的自振周期進行折減。對軸向變形和剪切切變形的影響，現澆樓（屋面）板對樓面梁慣性矩的系數增大，梁端彎矩調幅，柱構件的計算長度等問題的考慮，都必須建立在正確的設計概念的基礎上，不可盲目套用程序或不做分析按計算結構進行設計，否則后果不堪設想，應引起設計人員的高度重視。
2. 房屋構造設計中的裂縫控制的方法
2.1 結構裂縫設計。
2.1.1 平面布置：
（1）設計建筑平面時要保持規則狀態，防止平面出現異常變化。當平面出現凹口時，則要對凹口處邊緣添設拉梁，凹口周邊的樓板要增大厚度且添設配筋。對房屋長度的控制要嚴格按照標準進行，當長度超出標準范圍且超出較小時，可對中部設置收縮后澆帶。后澆帶之間的距離在30m，位置在梁和樓板的1/3跨處，寬度在900mm左右。徹底分開后澆帶應將梁、墻和板，鋼筋之間要保持良好的搭配。在房屋長度超出標準范圍且超出較大時，則要添加變形縫。若建筑物群房和主樓之間的高差值較大，則需要對中間部位設置沉降縫或后澆帶，以此縮小由基礎沉降造成的裂縫。
（2）針對外露的相關構件，在水平長度大于12m后要添加伸縮縫，間距需小于12m，如：掛板、欄板、檐口、雨棚等。若房屋長度超過40m時，則需在樓板中部添加后澆帶，以此降低混凝土收縮應力及溫度影響。而磚混結構需把單元分戶墻下的樓板斷開澆筑。鋼筋切斷，圈梁不斷開。
2.1.2 構件厚度：
設計時要把握好鋼筋錨固和耐久性等方面的內容，嚴格限制現澆構件的最小厚度，而現澆板板厚最好控制在≥L/30～L/35（L為板的計算跨度），通常對于民用建筑不要控制在100mm以上。從當前的施工作業狀況看，板厚較薄時則會造成收縮裂縫，這就需要施工人員根據具體的構建狀況進行處理，保證各類建筑指標在有效范圍內。
2.1.3 混凝土強度等級選用：
混凝土強度等級越高，水泥用量就越多，水灰比越大，出現裂縫的可能性更大。現澆板因其平面尺寸較大，一般現澆樓板的強度等級不宜大于C30，現澆梁與樓板的混凝土強度等級宜一致。當柱和墻的混凝土強度等級高于梁和板時，節點核心區的混凝土強度等級應與柱和墻相同。
2.1.4 配筋設計：
（1）適當的提高構件的配筋率，對控制構件的裂縫寬度很有效。在《混凝土結構設計規范》（GB50010.2002）中，對受拉鋼筋的最小配筋率作出了明確規定：0.2和45ft/fy中的較大值。對梁和板等不同構件，規范對其配筋率和鋼筋間距都有明確規定，對板的受力鋼筋的配置，宜選用直徑較小間距較密為原則，這樣可以相對減小構件裂縫。所以嚴格按規范的規定進行構造配筋和設置間距（包括受力和構造配筋），對混凝土結構的裂縫控制起至關重要的作用。
（2）建筑的屋面傳熱系數宜≤1.0W/（m2.K），屋面板的結構配筋宜采用雙層雙向配筋，對板面無負筋的區域，可以將板的支座負筋拉通，也可以在板無負筋的區域配置雙向鋼筋網，與板負筋搭接。
（3）四邊嵌固的現澆樓板，板的收縮受雙向約束，宜在板的4大角產生45°的裂縫，中部產生貫穿裂縫，在房屋屋面板陰陽角變形應力集中的地方，宜增設雙層雙向間距100mm的配筋，其范圍為板跨度的1/4，或增設510mm放射鋼筋。
2.1.5 管線和洞口布置：
（1）當樓板中有預埋管線時，應在管線的上面布置鋼絲網片，板中的預埋管線直徑不得大于板厚的l/3，且不應超過50mm，管壁至樓板上下邊緣的凈距不應小于25mm，板中預埋的管線在交叉時，應采用線盒，不應將管線交叉疊放在一起。當樓板上有開洞時，洞口周邊必需做必要的加強措施，洞口尺寸≤300mm時，板內鋼筋應從洞口繞過，不得切斷；當300mm﹤洞口尺寸≤1000mm時應設洞邊加強筋；當洞口尺寸﹥1000mm時，應在洞口邊增設邊梁。
（2）當剪力墻的洞口尺寸≤800mm時，為防止剪力墻的小洞口角裂，應沿洞口周邊進行水平筋和縱向鋼筋的補強，并加設斜筋，配筋構造；當剪力墻的洞口尺寸﹥800mm時，應在洞口兩側配置邊緣構件，洞口上下邊緣宜配置構造縱向鋼筋。
（3）當在梁腰上預留孔洞時，應盡可能布置在拉力和剪力較小的部位，梁跨中的2/3范圍內，梁高中間的1/3范圍內，且洞口周邊增設箍筋和斜筋。
3. 結語
總而言之，建筑行業施工時常會遇到裂縫問題，這就需要施工人員對整體混凝土結構采取有效的處理措施，保證裂縫問題得到有效解決，這樣才能維持正常的建筑結構性能，對混凝土裂縫的處理也是保證建筑項目創造經濟價值的基礎。
參考文獻
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中圖分類號：TV331文獻標識碼： A
近年來伴隨著國民經濟的快速發展，人們日益增長的物質文化水平使得建筑工程類型變得多樣化起來，與此同時，在建筑結構設計存在的問題也跟隨而至，在多層混凝土鋼結構設計中也存在一些細節問題。型鋼混凝土結構（Steel Reinforced Concrete）是指通過在型鋼周圍布置鋼筋并且進行澆筑得到的混凝土結構。通常可以分為實腹式型鋼混凝土結構和空腹式型鋼混凝土結構兩種。實腹式型鋼混凝土結構相比空腹式型鋼混凝土結構要更為出色。同時制作成本也更高。要發展型鋼混凝土結構在建筑工程中的應用和技術，首先要對其特點進行了解。
一、型鋼混凝土結構的特點和發展
1、型鋼混凝土結構的發展
型鋼混凝土結構最早出現在20世紀歐美國家。由于鋼筋混凝土在建筑工程中的應用逐步替代了木材和石料，歐美國家開始對如何進一步增強鋼筋混凝土結構的強度和鋼性做了研究。直到20世紀初，經過眾多國家的實驗，發現型鋼混凝土結構的強度和鋼性十分出色。同時針對型鋼混凝土結構的生產工藝，進行了詳細的規范和設計。在此之后，直到20世紀中期，我國開始接觸到型鋼混凝土結構的相關技術，然而受到我國當時經濟建設的限制，片面的為了節約鋼材，型鋼混凝土結構在我國一度停止使用。直到20世紀末期，隨著我國經濟建設的迅速發展，大型建筑和高層建筑在建筑工程中的比例大幅度上升。
為此，型鋼混凝土結構被重新應用于建筑中并且在實際工程項目的建設中取得了良好的成效。為了實現型鋼混凝土結構在大型承重建筑當中的經濟價值，我國針對型鋼混凝土結構進行了一系列的系統研究，并取得了相當的成績。
2、型鋼混凝土結構的特點
型鋼混凝土結構是鋼材混凝土組合結構中的一種，我國最早引用蘇聯的稱法，將型鋼混凝土結構稱為勁性鋼筋混凝土。型鋼混凝土結構同傳統鋼筋混凝土相比具有強度高、鋼性大、延展性好的特點，彌補了地震區建筑采用的鋼筋混凝土對于抗震能力不足的問題。所以，型鋼混凝土結構在實際建筑工程中，特別適用于高層建筑和抗震系數較高的建筑。
同時，型鋼混凝土結構是在型鋼布置鋼筋進行澆筑而成的，在建筑工程混凝土構件當中屬于高強度類。型鋼混凝土結構本身不僅有出色的強度和韌性，并且由于型鋼混凝土結構本身的鋼材原因，型鋼混凝土結構的體積較相同規格的鋼筋混凝土的要小，橫截面積也要少，為此，在建筑中使用型鋼混凝土結構大大提升了建筑物內的空間。
并且，型鋼混凝土結構的鋼結構穩定，整個結構的承受能力和抗老化能力很出色，減少了建筑的維修費用和安全隱患。
二、我國型鋼混凝土結構的設計方法和應用
1、我國型鋼混凝土結構的設計方法
我國型鋼混凝土的相關技術正在不斷發展和逐步成熟。型鋼混凝土的研究方向也從傳統的單一混凝土結構轉向了新型的型鋼、鋼筋、混凝土相結合的新型結構，為了深度研究型鋼混凝土結構，預應力的相關技術也得到了長足的發展，針對型鋼混凝土結構的設計方法有很多種，不同類型型鋼混凝土結構的設計方法主要區別在結構制作的規范規程上。目前，型鋼混凝土結構設計時主要參考的規范規程有兩個，分別是1998年我國冶金部出臺的《YB9082297鋼骨混凝土結構設計規程》以及2002年我國建設部出臺的《JGJ13822001型鋼混凝土組合結構技術規程》。其中《YB9082297鋼骨混凝土結構設計規程》在制定的初期是參照日本型鋼的相關規范中的疊加方法，在傳統型鋼計算的疊加方法的基礎上提出了型鋼混凝土結構在軸力分配上較為準確的方法，我們將之稱作“改進簡單疊加法”。
如果參照《YB9082297鋼骨混凝土結構設計規程》的規范標準，在對型鋼混凝土結構的承載力和剛度等方面進行計算都十分簡單方便。而2002年我國建設部推出的《JGJ13822001型鋼混凝土組合結構技術規程》在型鋼結構的承載力計算方面采用了新的技術，即是對型鋼結構進行平截面假定，對橫截面的移動量進行計算，在最后可以得到結果準確可靠的型鋼構件的承載力。
2、我國型鋼混凝土結構的研究方向和應用
在我國，型鋼混凝土結構的研究工作在建國時期存在著較長的空白階段，由于當時片面性的強調節約鋼材，型鋼混凝土結構的研究和應用一直被擱置，這導致我國型鋼混凝土的相關技術較國外相比有著一定的差距，針對我國型鋼混凝土技術相對落后的現狀，型鋼混凝土結構的研究工作面臨著幾點發展的障礙。
首先，我國現有建筑大部分仍然采用的是鋼筋混凝土結構，建筑工程單位對于型鋼混凝土的施工技術了解較少。國家缺乏對于型鋼混凝土結構的支持力度和相關文件。由于型鋼混凝土結構在實際的建筑應用中還未普及，導致型鋼混凝土結構的相關研究工作發展緩慢。為此，要加強型鋼混凝土在建筑中的應用和技術普及。
其次，我國對于型鋼混凝土結構的設計計算方面的相關技術理論還不完善。上文已經提到了，我國的型鋼承載力計算的方法是參照日本的疊加方法進行計算的。而在全世界關于型鋼結構的計算理論中，日本的疊加方法相對來說過于保守。所以發展我國型鋼混凝土結構設計計算中相關技術理論是我國型鋼混凝土結構的一個研究方向。
三、我國型鋼混凝土結構的研究發展前景
由于一些歷史原因，我國型鋼混凝土結構的相關研究起步較晚，但是經過二十多年的發展，我國的型鋼混凝土結構研究工作在建筑建材的研究者的不懈努力下，仍然形成了一套適合我國建筑行情的，較為規范的型鋼混凝土施工建設技術理論。
當然，由于型鋼混凝土結構在我國的建筑業仍然處在推廣當中，在相關領域中尚且缺乏型鋼混凝土結構的相關國家政策和規范。對此，我型鋼混凝土結構研究領域當前的重要目標就是盡快完善和出臺一套適合我國型鋼混凝土結構發展現狀的相關規范，促進型鋼混凝土結構在我國建筑行業中的發展和應用。
同時，隨著我國經濟建設的不斷發展，我國一線和二線城市的高層和超高層建筑鱗次櫛比的建設起來，這其中，傳統的鋼筋混凝土結構并不能夠滿足高層和超高層建筑物的設計實際建筑需求，型鋼混凝土結構將會得到很大的發展和應用空間，即將面臨的巨大需求和我國現有的型鋼混凝土結構技術和規范不完善的實際情況，需要加強型鋼混凝土結構相關技術的研究工作。
四、總結：
綜上所述，型鋼混凝土結構是一種在承載力、鋼性、延長性、抗震性都要優秀于傳統鋼筋混凝土結構的新型建筑構件。型鋼混凝土結構的研究和發展對于我國高層建筑和防震功能的建設和發展有著重要的意義。要發展型鋼混凝土結構，完善我國相關規范規定和推進相關應用技術，是當務之急。
參考文獻：
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申明:本網站內容僅用于學術交流，如有侵犯您的權益，請及時告知我們，本站將立即刪除有關內容。 摘要：在建筑工程中，混凝土結構工程往往由于不能滿足設計規范的要求，大量混凝土結構老化以及受水泥質量等因素的影響，造成混凝土強度偏低，并因設計、施工、使用及火災、地震等主客觀原因，導致產生缺陷及安全隱患時，須對其進行鑒定加固。本文針對混凝土結構加固的原因、加固補強的常用方法及配套改造所使用的相關技術進行探討。
關鍵詞：混凝土結構 加固補強 施工 改造 中圖分類號：TU375 文獻標識碼：A
當工程結構遭受自然災害破壞，或因結構設計與建筑使用功能或施工過程造成失誤時，都要對結構進行鑒定加固，以能保證結構能具有足夠的安全性。已有建筑物的鑒定、加固和改造已經成為經濟發達國家的建設重點之一，由此也產生并大幅度推動了加固技術的發展和成熟。我國在經歷了幾十年的大規模基本建設后，已有建筑的維修、改造及加固必將占據其應有的地位。按照混凝土結構的老化規律，我國需加固的建筑物逐年增多，在今后，國家用于舊建筑物維修、改造和加固的費用將持續增加。
一、混凝土結構加固原因
（1）設計規范的修訂和標準的提高，按照原規范標準設計的結構不能滿足設計標準的要求，結構封頂尚未使用就需要改造而引起的加固；
（2）設計基礎資料和設計方法的不準確，導致設計出來的建筑物存在安全性問題。尚未建成但由于施工質量問題、施工方法錯誤、施工管理不善等原因，使得建筑物存在質量問題；
（3）原有建筑物使用功能及要求的改變，結構老化后需對其進行改造加固；
（4）因自然災害引起的加固，如高溫酸堿環境、溫差、凍融等影響以及地震、流沙等災害的作用，導致建筑物發生嚴重損壞。
二、混凝土結構加固原則
結構加固是通過一些有效措施，使受損結構恢復原有結構功能，或是在原有結構基礎上，提高其結構功能，以滿足新的使用條件下的結構要求。建筑物維修、加固的主要目的是：提高結構、構件的強度、剛度、穩定性和耐久性，恢復結構的使用功能和安全性，減少事故隱患并能延長使用壽命。建筑結構的加固應遵循先鑒定后加固的原則，加工方案應合理可靠、經濟適用、方便施工，盡量減少對原有建筑的損壞。
需要加固的結構是已建成的，受到客觀條件的制約，加固方案也需根據具體條件進行選擇。不同結構形式和不同的損傷程度要求所采用的加固方法也不同。在選擇結構加固方法時，要根據需要加固的建筑物的可靠性鑒定結果、建筑物所處場地條件、加固原因，通過綜合分析、比較才能確定。
三、混凝土結構加固方法
（1）加大截面法
在我國，加大截面法是一種應用較廣的傳統加固方法。該方法是在原有構件表面新作鋼筋混凝土或鋼筋網砂漿層，用以增加結構的截面面積，達到提供結構承載能力的目的。其優點是工藝簡單，適用面廣，適用于一般梁、板、柱、墻、橋梁及路面等混凝土結構的加固。采用加大截面法加固時，可根據原構件的受力性質、構造特點和加固要求的不同，選用單面加厚、兩面加厚、三面加厚和四面加厚等構造形式。加大截面法的一個主要問題是在設計和施工方面必須解決好新加部分與原有部分的整體工作問題。研究表明，加固結構在受力過程中，新舊混凝土的結合面會出現拉、壓、彎、剪等各種復雜應力。新舊結構的結合面為受力的薄弱環節，一旦界面開裂，將導致新舊兩部分過早分離而單獨受力，降低結構的整體剛度和承載能力，直接影響加固效果。研究新舊混凝土界面的粘結性能，建立新的計算理論和方法，改進界面的粘結工藝做法，對推動既有建筑加固改造業的發展具有很大的現實意義及工程應用價值。
（2）外包鋼加固法
外包鋼加固法是把型鋼或鋼板等材料包在被加固的鋼筋混凝土結構外側，通過外包鋼與原有構建的共同作用，提高構件承載能力和剛度，達到加固目的。此方法主要是通過約束原構件來提高其承載能力和變形能力，可大幅度提高構件承載力，多用于柱子加固、梁的加固。對于矩形截面柱，一般在其四角外包角鋼，橫向用綴板焊接成整體；對于圓形截面柱，多用扁鋼加套箍；對于梁可僅在受拉邊外包角鋼加固。外包鋼加固法又分為干式和濕式兩種：干式外包法是角鋼直接外包于被加固構件四周；濕式外包法是在角鋼和被加固件間留有一定間距，中間澆筑混凝土，這實際上是一種外包鋼和外包混凝土相結合的復合加固方法。濕式外包鋼加固由于可大幅提高構件的承載能力，主要用來加固承受很大載荷的受壓構件。外包鋼加固法受力可靠，施工簡便，現場工作量較小，但用鋼量較大。適用于在使用上不允許顯著增大原構件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結構構件加固。
（3）直接粘貼碳纖維布加固
FRP材料具有抗拉強度高、自重小等優點，過去一直應用于運載火箭、宇宙飛船、飛機等航空航天設備。將FRP材料應用于結構加固工程是近年來新舉措。FRP材料的彈性模量與建筑鋼材非常接近，但由于抗拉強度比鋼材高很多，所以這就意味著工程要達到相同大的總拉力，FRP材料所需的材料截面積及自重將大大小于鋼材。通常所用的FRP材料指碳纖維、玻璃纖維等。碳纖維的強度和彈性模量是最高的，在實際工程中應用的也最廣。現階段與碳纖維相關的加固市場和生產工藝是最成熟和最完善的。
（4）外加預應力加固法
預應力加固法是采用外加預應力鋼拉桿或型鋼撐桿，在被加固構件體外增設預應力拉桿或撐桿，通過施加預應力，使體外的拉桿或壓桿與被加固的構件共同受力，改變原有截面的受力特征，消除加固部分的應力滯后現象，并使后加部分與與原構件能較好地協調工作，實現內力重分布，以提高原結構的承載力和剛度的方法。此方法的優點是：可在幾乎不改變使用空間的條件下，改變原結構內力分布并降低原結構的應力水平，使結構構件的正截面及斜截面承載能力得到提高。該方法被廣泛應用到加固混凝土梁、板等受彎構件以及混凝土柱等，特別適用于大跨度結構的加固及采用其他方法效果不佳的較高應力應變狀態下的大型結構加固。
（5）增設支點加固法
增設支點加固法是在梁、板等構件上增設支點，在柱子、屋架之間增設支撐構件，減少結構間跨度，增加結構穩定性，達到加固目的。梁、板在跨中增設支點后，減小了跨度和內力，相應提高結構總體承載力，并能減小和限制梁、板的撓曲變形。該方法簡單可靠，但容易損害建筑物的使用功能和原貌，并能減小使用空間，適用于具體條件下所允許的混凝土受彎構件的加固。
（6）外部粘貼鋼板加固法
此法亦稱粘鋼加固法。是指使用特別的建筑結構膠將鋼板粘貼于構件外部，提高其承載能力。該法始于20世紀60年代，在國際上是一種使用范圍較廣的加固方法，不僅在建筑房屋中廣泛應用，在公路橋梁建設中也普遍采用。該方法具有施工簡單、快速、現場無濕作業或僅有少量抹灰等少量濕作業，對生產和生活影響較小，且加工后對原結構外觀和功能無顯著影響等優點。粘鋼結構加固中裂縫數量明顯增加，但裂縫的總寬度小于加固之前；結構的剛度大幅度提高，抗剪性能也有所增加；粘接層的長期工作穩定性可靠。但由于鋼板自身易受自然環境如酸雨等自然災害的腐蝕破壞，使加固效果大打折扣，這就使人們去尋求更好的抗腐蝕性材料來取代已有的加固材料。
（7）纖維復合材料嵌入式加固法
嵌入式加固法是一種通過粘結材料將加固材料嵌入加固構件表面預先鑿好的槽中，使之與加固構件形成整體，從而改善結構性能的加固方法。與傳統的結構加固方法相比，嵌入式加固法除具有粘貼FRP材料加固法具有的優點外，還具有FRP材料與原結構粘貼性能較好、可防止火災對FRP材料的破壞，可有效地進行負彎矩加固、可以充分利用FRP材料的強度，能有效地提高結構構件的極限承載能力等優點。
由于加固技術出現的歷史并不長久，在各種不同的加固方法中，我們對修復與加固技術的實質經驗有限，很多加固方法特別是較新型的加固技術缺少必要的實驗數據，設計施工標準及試驗標準。對各種方法的受力特性及施工要點還需要進一步的深入研究。如加固結構的二次受力工作機理及計算方法研究；各種加固材料及外包和粘貼形式對原有結構的抗彎、抗剪、抗疲勞、延展性、耐久性等試驗研究，結構膠的力學性質，是保證鋼筋混凝土結構與各種加固板材料能否形成一個整體聯合工作的關鍵，但對結構膠本身的力學特性如其本身與結構的關系、抗拉性能、抗剪性能、流變性能有待進一步研究。
關鍵詞：鋼筋混凝土；結構設計；問題；措施
中圖分類號：TV331文獻標識碼： A
合理而全面地發揮鋼筋混凝土結構的整體作用和經濟價值必須做好鋼筋混凝土結構的設計工作，要在設計過程中有針對性地加強基礎、上部的機構控制，提高鋼筋混凝土結構抵御裂縫的能力，在鋼筋混凝土結構體系、結構、形狀、布置上達到科學化和合理化，進而實現鋼筋混凝土結構的設計目標。
一、鋼筋混凝土結構設計環節常見的問題
1、 鋼筋混凝土結構地基設計問題
鋼筋混凝土結構設計過程中經常忽視建筑物的沉降而引起附加應力的增加，這會導致鋼筋混凝土結構出現沉降而產生變形，進而產生鋼筋混凝土結構底部和基礎出現承載能力的下降，導致鋼筋混凝土結構出現開裂。特別是在天然土壤的情況下，軟弱土和流沙會在鋼筋混凝土結構重量下產生更為顯著的變形，再加上地下水位的季節性變化就會出現鋼筋混凝土結構地基問題的進一步積累和擴大，形成對鋼筋混凝土結構的進一步影響。
2、鋼筋混凝土結構上部設計問題
鋼筋混凝土結構上部是主要的功能部位，一般以框剪結構和剪力墻等常見形式為主，在設計這些構筑物時應注意均勻布置，而一些設計者容易設計出剛度過大的單支剪力墻，這會出現應力的過度集中，如果因應力過大而產生破壞將會直接導致剪力墻管關聯的構件設計難度的增加，進而大宗鋼筋混凝土結構出現嚴重的后果。在做鋼筋混凝土結構上部延性設計的過程中沒有考慮到剪力墻級別的設計，沒有使用小級別剪力墻結構維護整個建筑物變形控制，如果出現地震將會容易造成各種級別剪力墻的破壞，進而導致建筑物梁柱完整性喪失，縮短了鋼筋混凝土結構維持形狀的時間，增大了建筑物內人員的傷亡。
3、 鋼筋混凝土結構的裂縫問題
裂縫是鋼筋混凝土結構的主要問題，在設計的過程中應該對鋼筋混凝土結構裂縫問題進行全面控制，以避免鋼筋混凝土結構出現裂縫后，安全問題和事故的發生。常見的鋼筋混凝土結構裂縫原因有：一是應力裂縫，在鋼筋混凝土結構中，不同部位、不同功能的構件之間會有不同的剛度和應力，這樣會在鋼筋混凝土結構的整體上形成若干個剛度薄弱區和應力集中區，如果薄弱區和集中區出現了重疊，很容易在鋼筋混凝土結構出現裂縫和破壞，較為典型的鋼筋混凝土結構應力裂縫在墻角處和板端處。二是溫度裂縫，鋼筋混凝土結構在施工中最為常見的裂縫就是溫度裂縫，溫度裂縫的形成原因比較簡單，就是鋼筋混凝土結構內外溫度出現大溫差，進而引起混凝土出現收縮應力的差別，在薄弱位置出現裂縫。三是構造裂縫，鋼筋混凝土結構構造裂縫的最主要成因是拌制混凝土的過程中選用了較大的水灰比，進而在澆筑時產生混凝土在模板的滑動，鋼筋混凝土結構澆筑時未充分振搗、有氣泡的存在也是出現構造裂縫的原因。
二、加強鋼筋混凝土結構設計的措施
1、合理選擇鋼筋混凝土結構
我國是個幅員遼闊的國家，不同地區的經濟發展水平和地質條件也存在著很大的差異，這就使得我國不同地區的建筑結構設計不盡相同。因此，在對建筑結構進行設計的過程中，必須對鋼筋混凝土結構進行合理的選擇，始終堅持以地區的建筑特點為前提和依據。在建筑設計中，通常情況下，建筑設計師會選擇剪力墻結構進行施工。剪力墻能夠最大范圍的擴大建筑的空間和面積，建筑房間能夠不將梁柱等露出來。而且使用混凝土剪力墻這種結構，不僅具有較好的隔音效果，而且還能夠節省很多施工成本和精力，縮短建筑施工的周期，加快施工進度，提高對房屋建筑的抗震能力。因此，剪力墻結構已經被廣泛應用在建筑結構設計中去。
2、 妥善處理鋼筋混凝土的剛度
鋼筋混凝土的剛度是對建筑進行結構設計時必須重視的一個因素。隨著經濟的不斷發展，我國建筑取得了很大的發展成效，建筑的層數也呈現逐漸上升趨勢，建筑物的剛度直接關系著建筑的施工質量。只有不斷控制建筑物的位移，才能使得建筑物的剛度符合相關設計要求。在對建筑結構進行設計時，需要對建筑物的剛性和延展性進行良好的控制，這也需要建筑設計的密切參與和配合，根據自己的設計理念和設計風格對建筑物的剛度和延展性進行適當的調整。隨著高樓大廈的不斷興起，在對剪力墻進行布置時，可以適當的增加剪力墻的數量，并確保剪力墻的厚度能夠滿足相關建筑設計要求。
3、 對鋼筋混凝土進行及時加固
對鋼筋混凝土進行及時的加固也是建筑結構設計的重要環節之一，主要有兩種加固方法。第一種加固方法是利用碳纖維對鋼筋混凝土進行加固。通過這種方式，可以極大的該混凝土的剛度、強度，并且促進鋼筋混凝土抗裂能力的增加。第二中加固方式是通過預應力對鋼筋混凝土進行加固，這也可以在一定程度上延長鋼筋混凝土的使用壽命，在建筑結構設計充分發揮其應用的作用。
4、提高鋼筋混凝土結構的安全性
設計鋼筋混凝土結構的過程中要將結構自身的抗震性能及外部人為因素可能造成的破壞考慮周全，切實提升鋼筋混凝土結構的抗震和抗損的性能。設計鋼筋混凝土結構過程中要考慮鋼筋混凝土結構荷載的變化問題，實現鋼筋混凝土結構的安全與穩定。
5、提高鋼筋混凝土結構的抗震性
設計人員要以抗震概念設計為依據，對鋼筋混凝土結構體系、平立面設計、結構構件延展性等進行優化設計，以使鋼筋混凝土結構的抗震能力得到有效的提升。
6、提高鋼筋混凝土結構的耐久性
首先，要選擇質量良好的鋼筋混凝土結構的材料，從穩定性能、抗侵入性能、抗裂性能等幾個方面入手，選擇堅固、耐久、潔凈的骨料，含堿量與水化熱反應較低的水泥，減少對于硅酸鹽水泥與用水量的應用，并適當地將礦物摻合料加入到材料中。
其次，優化鋼筋混凝土結構的設計，設計人員要根據實際的使用環境，明確建筑中不同結構構件的使用界限與注意事項。最后，應用合理的鋼筋混凝土結構形式，要在鋼筋混凝土結構設計出混凝土保護層，并通過協調構件的截面積與表面積，避免侵蝕性物質集中停留區域的形成，同時注意高侵蝕度的環境中，混凝土墻板的通風效果，并注意配筋間距的合理設計，以減少鋼筋銹蝕、保護層剝離等問題在鋼筋混凝土結構的出現。
7、提高對鋼筋混凝土結構裂縫的控制
鋼筋混凝土結構裂縫控制采取防治措施。對于易出現裂縫的屋面及樓面鋼硅構件，在結構設計時可采用預應力混凝土，在樓面板預埋管線時，對管線進行支架固定，在管線交叉處要采用專門設計的接線盒以減少鋼筋混凝土板的剛度削弱。
綜上所述，建筑結構設計質量，密切關系到人民生命財產的安全，責任重大。而且結構專業是一個既有深度又有廣度的專業，我們必須在工作中，不斷地學習、總結，才能有所進步，才能成為一名合格的工程師。這也是我把我在設計過程中的一些認識寫出來的原因，希望與同行們一起討論、共同提高。
參考文獻：
[1] 曹士偉,隋晶.鋼筋混凝土結構設計中的常見問題分析[J]. 科技創新與應用. 2013(17)
[2] 張衛娜. 淺析建筑結構設計中的鋼筋混凝土構造的主要方法[J]. 黑龍江科技信息，2012（18）.
【關鍵詞】混凝土結構；耐久性；對策
到了20世紀末，我國的建筑物已有近半進入了老化階段，合約23.4億平方米的建筑面積出現了不同程度的耐久性問題。隨之而來的即是掀起了土木工程領域對老化建筑的耐久性和經濟性評定及建筑壽命預測的研究熱潮。
一、混凝土結構的耐久性概述
堅硬、密實，能長久使用，是人們對混凝土最直觀的認識，特別是混凝土所澆筑石體在強堿性環境中使用內部鋼筋，對鋼筋會起到保護作用，使其免遭氧化銹蝕。然而，其耐久性且總是被忽略，由此造成的人身傷害和財產損失可謂不可估量。
關于混凝土結構耐久性的研究，早在19世紀40年代就已出現。是由法國工程師維卡研究并得出結論的。而我國對混凝土結構碳化和鋼筋腐蝕等問題的研究，最早則在20世紀60年代，目前已取得了顯著的成效。但要想與世界發達國家相比，尚顯不足。
二、施工現場混凝土結構耐久性問題的分析
1.混凝土因孔隙滲透造成結構破壞
當前的建筑設計中，混凝土材料和結構的設計已經從傳統的強度設計慢慢轉向耐久性設計。在研究調查中發現：在所有影響混凝土耐久性的各種破壞因素里，也就是說，混凝土建筑結構的耐久性好壞，與混凝土的滲透性有著直接的聯系，每一種都離不開對其孔隙組成的滲透破壞。此外，混凝土的腐蝕性也決定了其耐久性，與微觀結構（特別是漿體的孔隙率）有關。一旦采用高性能混凝土作為基礎的結構材料，其本身的微裂縫就會提供侵蝕基礎，增加外界負荷。
2.混凝土碳化引起鋼筋銹蝕
新澆筑的混凝土會在堿性值不達標的環境中發生碳化，進而鈍化，最終銹蝕。導致混凝土碳化程度出現不同的因素主要包括：第一，混凝土所處環境中CO2濃度增加，碳化過程隨濃度比例增強。第二，混凝土所處環境的濕度和溫度增加，加速碳化過程。第三，混凝土的配比，特別是水灰比如果較低的話，混凝土出現碳化的概率相對越小。
3.混凝土凍融破壞引發混凝土耐久性差
混凝土凍融現象的出現也會破壞混凝土結構的耐久性。而該現象發生必須同時具備三個條件，缺一不可。第一：設計中未列出混凝土配比產生凍融時的有力措施；第二，混凝土環境的溫度必須出現正負交替現象；第三，混凝土結構必須保持潮濕或者與水環境接觸密集。特別是在北方，一旦出現這些條件并存，就會給混凝土結構的耐久性帶來嚴重影響。
4.其他問題
除了上述問題外，還應該考慮到混凝土結構本身所處的負荷狀態，這一負荷應力起著不同作用，如果壓應力小，就會避免混凝土結構出現裂縫，對其耐久性具有一定的保護作用；同樣，較小的拉應力也不會影響混凝土結構的耐久性，一旦壓應力、拉應力增大，超出了混凝土結構的負荷能力時，均會給結構耐久性帶來威脅，混凝土結構更易在環境中遭受腐蝕，最終影響其耐久性。
三、能有效改進混凝土結構耐久性的應對措施
1.強化對混凝土材料的選擇
混凝土的耐久性好壞，是由所選水泥材料的強度和工程性能來決定的。在具體的選擇中，一定要根據建筑設計方案的要求，因地制宜地選擇合適性能的水泥品種，基本要求是，堿含量低、水化熱低、干縮性小、耐熱性和抗腐蝕性強、抗水性和抗凍性好的。此外，集料的選擇要認真比對材料的堿活性、吸水性和耐蝕性。合理的配比、科學的摻合，是有效提高混凝土的有效方法，該法也是當下較為流行的高性能混凝土的主要生產方法。
2.加強對混凝土結構的設計工作
要想讓混凝土的結構有超強的耐久性，就可以從其外部保護層的厚度增加上下工夫。這是延長混凝土結構使用壽命的一種重要手段和方法。此外，還可以通過合理的設計混凝土結構和構造上入手，保持混凝土結構的耐久性的方法之一，即要保持混凝土的干燥，除了使用高效滲水劑之外，就需要在將設計重點放在結構布置和地基處理上，使其排水方便，能有效降低因地基不均造成沉降裂縫出現的幾率，ρ映せ炷土結構建筑物的使用壽命提供良好的保障。
3.注重對混凝土質量的生產控制
質量的好壞是保證生產的基礎，現場施工中混凝土結構耐久性的質量控制，要首先控制好結構保護層的厚度，一般規定，在室內正常環境中，設計的建筑物使用年限若在100年的話，所應用的混凝土保護層的厚度應在相關建筑規范標準的基礎上，增加40%的比例，并最好采用整體澆筑的形式，杜絕留有施工縫，能有效的避免外界侵蝕。如能配以高效減水劑，則結構耐久性的使用效果更佳。
4.重視日常維護
維護，也是保持混凝土結構耐久性的一個必備措施。無論是剛完工時的檢測和維護保養，還是后期使用中的修理，都是確保其正常使用的有效手段。特別是對已經發現問題的結構部分，要特別重視，及時查處破壞原因，并采用科學方法加以維修和加固補救，避免出現安全隱患。
結語：眾所周知，混凝土結構已經被廣泛應用到土木工程的建筑施工中，主要源于其較好的整體性、耐久性和可塑性強等特點。但不可否認，在越來越多的領域應用中，混凝土結構建筑使用年限低等問題也較為突出，只有查明混凝土結構失效的真實原因和影響因素，采取有效的措施來積極應對，才能保持混凝土結構建筑的原有壽命，真正打造出“百年品質”的金牌建筑物。
參考文獻：
關鍵詞：高層建筑，鋼筋混凝土結構，設計，方法
中圖分類號：TU97文獻標識碼： A 文章編號：
一、高層建筑鋼筋混凝土結構設計原則
鋼筋混凝土結構平面設計要盡量使平面規則、簡單、對稱、長寬比適當，這樣可以使平面剛度、承載力、質量分布均勻，質量中心與剛度中心接近重合，提高鋼筋混凝土結構的抗震能力。具體應遵循以下原則：盡量采用規則的高層建筑結構，保證建筑平面、立面及結構布置對抗震有利；具備合理的傳力途徑，使作用在上部結構的水平力和豎向力能夠直接、不間斷地傳遞到基礎，避免中斷和迂回；具有整體的可靠性和牢固性，當高層建筑結構受到作用力使部分結構構件損壞造成局部倒塌時，不能導致整體的承載力喪失致使整個結構的倒塌；確定構件與構件之間、結構與結構之間，該徹底分離的絕不似分非分，該牢固連接的絕不似接非接；處理好結構單元與結構構件承載能力之間的關系，盡量設置多道抗震防線，增強結構的抗震能力。
二、優化高層建筑中混凝土結構的具體方法
1.高強度混凝土和高強鋼筋的合理使用。建筑的總造價包括上部結構的材料、基礎及施工等費用，構件的截面尺寸和用鋼量對造價的影響很大，設計中合理使用高強鋼筋（如梁、板筋采用三級鋼）可有效降低用鋼量，節約成本。如果高層建筑位于深厚軟弱地基上，由于作用于地基上的荷載很大，合理使用高強度混凝土和高強鋼筋，可優化構件截面尺寸，減輕結構自重，將會降低基礎施工的難度和造價，取得顯著的經濟效果。同時，對于地震區的高樓，地震作用的大小幾乎與建筑自重成正比，減輕自重能夠減小結構的地震荷載，有利于提高結構的安全度。在設計中合理的使用高強度混凝土和高強鋼筋，能快速、有效的減少墻、柱、梁、板等構件的截面尺寸，降低用鋼量，減輕建筑自重，最終達到降低造價的目的。
2.確保建筑結構設計均勻。在高層建筑的一個獨立結構單元內，宜使結構平面形狀簡單、規則，剛度和承載力分布均勻，平面長度不宜過長，突出部分長度不宜過大；高層建筑的豎向體型宜規則均勻，避免有過大的外挑和內收，結構的側向剛度宜下大上小，逐漸均勻變化，不應采用豎向布置嚴重不規則的結構。相信大部分的結構工程師都曾遇過類似情況：當一幢高層建筑的結構平面布置和豎向布置簡單、規則、均勻，那么其各項指標的校驗驗算會很容易滿足規范的要求，反之，則需花一番苦功才能令各項指標勉強滿足規范要求。結果可能是墻柱截面尺寸大得驚人，單位面積重量嚴重超標，不僅造價上去了，而且還影響部分建筑功能的使用。結構設計人員一定要注重概念設計，在建筑方案階段就應積極介入，運用自己的專業知識提出建議，在滿足美觀、適用的前提下，盡可建筑結構的平面布置和豎向布置簡單、規則和均勻。這樣一來，結構體系就會具有合理的剛度和承載力分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產生過大的應力集中或塑性變形集中。只有這樣，到擴初設計和施工圖設計階段的截面尺寸優化才會有實質性的意義。
三、采用新型的高層混凝土結構設計方法
1、高層鋼筋混凝土柱的設計。隨著建筑物向高層發展，單個柱子承受荷載必然加大，這樣的結構導致高層建筑柱子截面尺寸加大，使得建筑的有效使用面積減少。另一方面，由于層高的限制，往往造成高層建筑的若干層柱出現短柱，短柱對抗震是不利的。
2、普通鋼筋混凝土柱。采用普通鋼筋混凝土柱，一般在30層左右的高層鋼筋混凝土建筑中就很難避免出現短柱現象。為了增強短柱的延性，目前設計中主要采取箍筋加密和設置復合箍筋的辦法。同時，為了盡量減小柱截面尺寸，需盡可能地提高混凝土強度等級。
3、密排螺旋箍筋柱。采用密排螺旋箍筋柱既可提高柱子的延性，又能提高柱核心混凝土的強度。由于施工方法同于普通鋼筋混凝土柱，因此，較受歡迎。在設計中如采用高強混凝土和密排螺旋箍筋將進一步減少柱的截面寸。
4、高強混凝土。在我國C50以上混凝土稱為高強混凝土。在國內已有一些高層建筑使用高強混凝土，得到可觀的經濟效應.但目前推廣應用上遇到幾種困難：首先施工量的控制，其次是開發商不愿意使用高強混凝土。其實其雖比普通混凝土價格貴一些。但由于柱子斷面減小也帶來的使用面積增大的經濟效益。
5、鋼管混凝土和型鋼混凝土。鋼管混凝土結構的研究在我國相對比較成熟，在高層建筑柱子的使用上有著廣泛的前景，但目前還需加強兩方面的工作：（1）在設計上盡量規范一些梁柱節點做法，最好有一本權威性的圖集供設計人員參考：（2）是施工技術隊伍的培養。型鋼混凝土在我國已進行了大量的科學試驗工作，但目前尚無統一的設計規程，已建的型鋼混凝土柱的設計大都參照國外建筑的規范。
6、鋼管混凝土和型鋼混凝土。鋼管混凝土結構的研究在我國相對比較成熟，在高層建筑柱子的使用上有著廣泛的前景，但目前還需加強兩方面的工作：（1）在設計上盡量規范一些梁柱節點做法，最好有一本權威性的圖集供設計人員參考。
（2）是施工技術隊伍的培養，型鋼混凝土在我國已進行了大量的科學試驗工作，但目前尚無統一的設計規程，已建的型鋼混凝土柱的設計大都參照國外建筑的規范。
7、高層建筑與裙房之間的處理。目前高層建筑和裙房之間的處理有兩種觀點：（1）高層鋼筋混凝土結構在主樓和裙房之間。由于受力差異大等原因，需設置變形縫；（2）認為設縫會帶來地下室防水、上部建筑立面處理等一系列的困難。最好是采取其它辦法取消變形縫。當高層建筑位于建筑物平面中部時，且建筑物不是太長，能不設縫，盡量不設。而當高層建筑位于建筑物的邊部和角部時，尤其是位于角部，應當適當設置變形縫。
四、結語
高層建筑鋼筋混凝土結構設計是—個復雜且又循環往復的過程，這就要求設計者嚴格按照設計規范進行設計。建筑結構設計質量密切關系到人民生命財產的安全，結構設計人員必須在工作中，不斷地學習、總結，不斷的進步與完善。
參考文獻：
關鍵詞：混凝土；裂縫；檢測；安全評價；構造措施；分布鋼筋
1.引言
混凝土是一種多組分的混合材料從配料、攪拌、成型至養護諸工藝環節，無不影響混凝土的質量。近年來，隨著我國工程建設質量管理的加強，混凝土無損檢測技術的作用日益明顯，從而也促進了該項技術的迅猛發展。
2.國內鋼筋混凝土結構檢測方法
2.1混凝土結構檢測常用方法的分類和特點
1）檢測結構構件混凝土強度值；
2）檢測結構構件混凝土內部缺陷如混凝土裂縫、不密實區和孔洞、混凝土結合面質量、混凝土損傷層等；
3）檢測幾何尺寸如鋼筋位置、鋼筋保護層厚度、板面、道面、墻面厚度等；
4）結構工程混凝土強度質量的勻質性檢測和控制；
5）建筑熱工、隔聲、防水等物理特性的檢測。
2.2鋼筋混凝土結構檢測方法的選擇
鋼筋混凝土結構檢測著重對混凝土強度等級和缺陷、鋼筋保護層厚度和位置、混凝土構件幾何尺寸、樓板厚度等進行檢測。對混凝土構件強度的檢測，可采用回彈法、超聲一回彈綜合法等檢測方法。一般工程優先采用回彈法，對大型工程如采用回彈法檢測仍達不到設計要求或對回彈法檢測有懷疑時，應采用超聲一回彈綜合法檢測。對構件混凝土內部不密實區、空洞等缺陷的位置和范圍的檢測，可采用帶有波形顯示功能的超聲波檢測儀，測量超聲脈沖波在混凝土中的傳播速度、首波幅度和接收信號主頻率等聲學參數，并根據這些參數及其相對變化，判定混凝土中的缺陷情況。對板厚的檢測，可采用雷達波法、沖擊一回波法、沖擊共振法、超聲脈沖回波法等檢測方法。
3.鋼筋混凝土結構裂縫檢測與分析
3.1鋼筋混凝土結構裂縫的基本概念
結構試驗表明，裂縫的出現和開展是結構破壞的先兆。建筑物中裂縫的存在預示著結構承載力可能不足，過大的裂縫會促使鋼筋銹蝕而降低結構耐久性，會造成房屋滲漏，影響建筑物美觀。所以，習慣上都不允許建筑物產生裂縫。但客觀現實，鋼筋混凝土結構物的裂縫很難完全避免，就經濟及科學觀點，一定程度的裂縫是可以接受的。裂縫成因比較復雜，危害程度不僅與裂縫大小有關，而且與裂縫性質、產生原因及結構功能要求的不同各不相同。不同類型的裂縫處理方法各異。
3.2裂縫調查
1）外觀檢測
裂縫外觀檢測主要包括裂縫的形式、裂縫部位、裂縫走向、裂縫寬度、裂縫深度、裂縫長度。裂縫發生及開展的時間過程，裂縫是否穩定，裂縫內有無鹽析、銹水等滲出物，裂縫表面的干濕度，裂縫周圍材料的風化剝離情況，等等。裂縫外觀檢測常用的儀器有刻度放大鏡。對于活動裂縫，應進行定期觀測，專用儀器有接觸式引伸儀、振弦式應變儀等，最簡單的辦法是騎縫涂抹石膏餅觀察。
2）裂縫成因調查
裂縫成因調查是為裂縫原因分析提供依據，包括對材質、施工質量、設計計算與構造，使用環境與荷載等方面的調查。材質，主要是水泥品種及安定性，砂石質量，是否存在堿性骨料，外加劑性能及用量。施工質量，主要是混凝土的強度、密實性、養護情況，鋼筋位置及數量，模板剛度及支撐情況。材質與施工質量調查方法，主要是核查保證資料、有針對性地輔以現場檢測核對。使用環境與荷載，主要是分析結構在使用中的溫度、濕度變化，是否存在有害介質作用。
3.3裂縫檢測方法
混凝土結構的裂縫寬度、數量、深度、走向和位置是判斷結構受力狀態和預測剩余使用年限的重要特征之一。對混凝土結構作可靠性鑒定必須對結構的裂縫狀態進行檢測和分析。產生裂縫的原因很多，從工程鑒定和處理的角度可以將其歸納為受力裂縫和非受力裂縫兩大類，檢測時應注意區分。裂縫的形態各異，能否正確區分要依靠檢測人員的理論知識，掌握鑒定規程的水平和工程經驗。實際工程中常有兩種類型裂縫的混合體。
3.4裂縫成因分析
裂縫成因分析是為裂縫危害性評定及修補方案提供依據，若不經分析或忽略成因分析就進行裂縫處理，往往會導致決策錯誤，使本不需要加固的結構而花費了大量的人力、物力去補強加固，使己處在危險狀態、本應該拆除的結構，卻因草率處理而潛藏著突發事故的危險。
4.鋼筋混凝土結構的安全性評價
結構安全性是結構可靠性的一部分（結構可靠性包括安全性、適用性和耐久性）結構安全性是指結構在正常施工和正常使用條件下，承受可能出現的各種作用的能力，以及在偶然事件發生時和發生后，仍保持必要的整體穩定性的能力。結構安全性是結構防止破壞倒塌的能力，是結構工程最重要的質量指標。結構工程的安全性主要取決于結構的設計與施工水準，也與結構的正確使用（維護、檢測）有關。對結構工程的設計來說，結構的安全性主要體現在結構構件承載能力的安全性、結構的整體牢固性與結構的耐久性等幾個方面。
5.鋼筋混凝土構件安全性評價
5.1鋼筋混凝土結構構件安全性評價概述
在影響現有結構（構件）的可靠性狀態的各種因素中，對結構安全性起決定性作用的是構件的極限承載能力，而其它因素諸如裂縫、變形、偏差等，其影響可以體現在構件的承載能力下降上。根據現有結構（構件）的極限承載能力及結構（構件）所受外力，可計算出可靠性指標，從而得出構件的安全等級。
5.2鋼筋混凝土結構構件安全性評價的內容
鋼筋混凝土結構構件的安全性評價包括構件的承載能力、構造和連接、裂縫、變形四個子項的評定。承載能力和構造與連接是重要子項，裂縫和變形是次要子項。鋼筋混凝土結構的承載力，取決于混凝土、鋼材的材質。
5.3鋼筋混凝土結構裂縫評定等級
構件裂縫控制等級的劃分主要考慮結構的功能要求，結構所處的工作環境，鋼筋種類對腐蝕的敏感性；現行設計規范的裂縫控制等級；國內外試驗資料和國外規范的有關規定；工程實踐和調查等4個因素。
5.4鋼筋混凝土結構構造和連接子項評定
預埋件的錨板和錨筋的構造合理，經檢查無異常（無變形或位移）者，可根據承載能力評為a級或b級；當預埋件的錨板有明顯變形或錨板、錨筋與混凝土之間有明顯滑移、脫落現象時，根據其嚴重程度可評為c級或d級。連接節點的焊縫或螺栓符合國家現行規范規定和使用要求者，可評為a級或b級；當節點焊縫或螺栓連接有局部拉脫、剪斷、破損或較大滑移者，根據其嚴重程度可評為c級或d級。
6.結語
病害建筑物的挽救，關乎國計民生，是關系到保護既有建筑物、構筑物的正常使用，保護廣大居民的人身安全和正常生活條件，使各類病害建筑物轉危為安，延長建筑物使用壽命的重要工作。對于已經發生病害和造成損壞的建筑物、構筑物，首先應通過檢驗、鑒定判別事故原因，進行結構和構件安全性的評價，然后有針對性地采取加固措施進行挽救，使建筑物的使用安全性獲得保證。
參考文獻