導語：如何才能寫好一篇房屋結構設計論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

在房屋設計中實際應用的現狀隨著人們對于房屋建設的要求的提高，人們也逐漸的認識到將建筑結構優化方法運用到房屋設計中的重要意義。從目前的房屋建造來看，部分的建造商開始將建筑結構優化方法應用到房屋設計中以滿足購房者的實際需求，從目前的房市狀況來看，對于這些應用了建筑結構設計優化方法而設計出的房屋在銷售中得到了大多數購房者的青睞，并且能夠得到購房者的一致好評。由此看來，建筑結構設計優化方法應用到房屋設計中具有較強的實際意義。但是依舊存在部分建造商對于將建筑結構設計優化方法運用到房屋設計中沒有較強的意識，因此在這種情況下設計出的房屋難以得到購房者的贊賞，一般此類房屋可能在適用性、安全性、易施工等方面表現較為突出，但是在可觀性上則難以令人感到滿意。由此看來，建筑結構優化方法在房屋設計中的應用還有待推廣，此外在對建筑結構優化方法進行推廣時注意其在房屋設計以及房屋建設的實際情況對其進行改進，使得其能夠更好的服務于房屋設計。

2結構設計優化技術的現實意義

結構設計優化技術能夠在很大的程度上滿足人們對于房屋的多方面要求，具有較強的現實意義。作為購房者希望能夠得到一所價格適中，外觀美，安全的房屋，而通過結構設計優化技術應用后的房屋則能夠保證房屋的適用性、經濟型、安全性，能夠建造出滿足人們要求的房屋。此外作為房屋的建造商來說，能夠使建造出的房屋迎合購房者的胃口，并且能夠在很大的程度上降低建造的成本，實現經濟效益的最大化是其根本目的是可遇而不可求的。以往的房屋設計很難滿足建造上的所有要求，經常出現不可兼得的局面，但是當結構設計優化技術得到運用后，建造商的一系列愿望都得以實現。由此看來，結構設計優化技術具有加強的現實意義。

3結構設計優化技術

在建筑結構設計中的步驟房屋工程結構優化通常包括以下幾個方面:基礎結構方案的優化設計、屋蓋系統方案的優化設計、維護結構方案的優化設計以及結構細部設計的優化設計。這些方面的設計優化內容還包括選型、受力分析、造價分析等，在實際的施工中密切的結合實際的施工情況，追求優化的實際應用性，圍繞提升房屋的綜合價值進行優化設計。使設計出來的房屋造型美觀同時還能夠滿足人們對于安全、經濟的要求，設計出真正的經濟適用房。

3．1建立結構優化模型

結構優化設計通常情況下分為兩部分，一部分是結構優化設計模型，另一部分就是結構優化計算方案。所謂的結構設計優化就是變量中選擇出主要的參數，然后根據數據分析建立起函數模型，運用函數模型借助較為科學的方法計算出最優解。建立模型的步驟一般有以下幾步:一、選擇合理的設計變量。設計變量的選擇對于模型的構建具有重要的意義，設計變量的選擇將會影響到對設計要求影響較大的參數的選擇，進一步涉及到參數重要性的區分問題。選擇出了合理的設計變量在很大的程度上能夠減少計算編程的工作量;二、確定目標函數。首先找出滿足函數條件的最優解，然后確定約束條件。在房屋的優化設計中存在著很多的約束條件，其中有:應力約束、裂縫寬度約束、結構強度約束、尺寸約束、從彈塑性約束等，在進行優化設計時要確保所有的約束條件都在規定的范圍內，能夠滿足設計規范，即在規范條件內滿足約束條件。

3．2設定優化設計

計算方案結構的優化涉及到很多的約束條件以及變量，因此在進行計算時需要將所有的約束條件轉化成非約束條件，充分的考慮變量因素，運用各種數學計算方法做好計算方案的設計工作。

3．3程序設計

在構建好結構優化模型、設定好優化設計計算方案后就可以在以上基礎上進行程序的編寫，然后將編寫好的程序導入計算機中，在進行計算時只需要將相關的數據輸入相關的變成或者是系統中，通過計算機程序的自行計算便能得出相關的結果。

3．4結果分析

在得出計算結果后，對其進行分析，進而確定出最佳的方案。在實施結構設計優化技術在建筑結構設計中的步驟時，要注意各方面的因素，要能從多方面進行考慮，保證所有的問題的難度降到最低。房屋的建設本身就是一項花費資金較多、耗費人力較大的工程，實施結構設計優化技術的主要目的就是為了將相關的成本降到最低，同時保證房屋的質量以及美觀。因此在建造是要注意以下幾個方面:處理好經濟與技術之間的矛盾。在進行設計時，肯定會涉及到經濟的問題，并且技術在一定的程度上與經濟也會存在這矛盾，技術的引用和實施必然會涉及到經濟因素，但是最為建造商對此要有充分的認識，能夠認識到經濟與技術之間矛盾存在的必然性，能夠理解到技術做帶來的經濟方面的節約量將會遠遠超過耗費量，要大力的引用技術。

4結構設計優化技術的實踐應用

中要注意的問題結構設計優化技術的實踐應用能夠帶來巨大的經濟效益，但是要注意的是實踐應用的過程中有很多的問題是不能夠忽略的，作為設計者和建造者對于這些問題應該要投入一定的關注。

4．1前期的參與

前期方案的制定將會直接的關系到建筑的總投資問題，但是，當前房屋建設工程中存在的問題就是結構設計優化技術并沒有參與到前期方案的確定中，這種情況下，設計人員往往會忽略其實際應用性和經濟性，在最后的實踐過程中得以證實的是結構設計優化技術根本就沒有發揮到節約建造成本的目的，導致這個問題的主要原因就是缺乏前期的參與，因此一定要注意結構設計優化在方案制定時的前期參與。

4．2概念設計

結合細部結構設計優化概念設計與結合實際情況進行設計具有重要的區別，一般概念設計都是脫離實際數據的，不具有準確性，因此在進行計算式難免會出現較大的差異。在進行概念性設計時，作為設計人員要充分的認識到數據的重要性，將相關的數值運用到設計中，作為輔助依據。在設計時，設計人員既要在宏觀上把握整體的設計，與此同時在細節方面也要注意，做好細部結構的設計優化工作，保證細部工作的無誤，從而保證整體的效果。比如:材料強度、抗拉能力等多方面細部因素的考慮能夠在很大的程度上保證結構優化設計技術的實踐應用。

5結語

篇2

關鍵詞：鋼結構現場施工

1．前言

《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》公布以來已經快三年。這幾年，這類工程發展，《規程》起了很大推動作用，但也陸續聽到一些令人不安的情況。今冬雨水較大，降雪較多，有些地方雪特別大，結構壓壞恐怕很難避免，但有的地方雪不大房子也有垮的，漏水的更多。最近某廠屋頂漏水解決不了，找到鋼結構委員會來了，不是雨水，是冷凝水，以前還沒有碰到過。另外，也看到一些工程，有的框架梁太細，令人擔心，遇到大雪很可能出問題。有的骨架立起來搖搖幌幌，沒有支撐，說裝上墻板就好了，好象有了墻板就可以不要支撐。現在排架多起來。用鋼筋砼柱、輕鋼梁，造價較低，但有的嚴重不合規定。現在是市場驅動，有些企業搞承包能省就省，盡量壓低造價，管它是否符合規定。有的連規定也不清楚。利用開年會的機會，結合了解到的一些情況，就門式剛架房屋設計施工中的問題，作一個發言，拋磚引玉，希望和與會代表交流，取得一致看法。

2．設計方面

1）屋面活荷載取值

框架荷載取0.3kN/m2已經沿用多年，不打算修改。但屋面結構，包括屋面板和檁條，其活荷載要提高到0.5kN/m2。《鋼結構設計規范》征求意見稿規定不上人屋面的活荷載為0.5kN/m2，但構件的荷載面積大于60m2的可乘折減系數0.6。門式剛架一般符合此條件，所以可用0.3kN/m2，與鋼結構設計規范保持一致。國外這類，要考慮0.15-0.5N/m2的附加荷載，而我們無此規定，遇到超載情況，就要出安全問題。現在有的框架梁太細，檁條太小，明顯有克扣荷載情況，今后應特別注意，決不允許在有限的活荷載中“挖潛”。

2）屋脊垂度要控制

框架斜梁的豎向撓度限值一般情況規定為1/180，除驗算坡面斜梁撓度外，是否要驗算跨中下垂度？過去不明確，它可能講課時說過不包括屋脊點垂度。現在了解到，美國是計算的。他們作框架分析，一般是將構件分段，用等截面程序計算，每段都要計算水平和豎向位移，不能大于允許值，等于要驗算跨中垂度。跨中垂度反映屋面豎向剛度，剛度太小豎向變形就大。要的度本來就小，脊點下垂后引起屋面漏水，是漏水的原因之一。有的工程由于屋面豎向剛度過小，第一榀剛架與山墻間的屋面出現斜坡，使屋面變形。現在打算做個規定，剛架側移后，當山尖下垂對坡度影響較大時（例如使坡度小于1/20），要驗算山尖垂度，以便對屋面剛度進行控制。

3）鋼柱換砼柱

少數單位設計的門式剛架，采用鋼筋混凝土柱和輕鋼斜梁組成，斜梁用豎放式端板與砼柱中的預埋螺栓相連，形成剛接，目的是想節省鋼材和降低造價。在廠房中，的確是有用砼柱和鋼桁架組成的框架，但此時梁柱只能鉸接，不能剛接。多高層建筑中，鋼梁與墻的連接也是如此。因為混凝土是一種脆性材料，雖然構件可以通過配筋承受彎矩和剪力，但在連接部位，它的抗拉、抗沖切的性能很并，在外力作用下很容易松動和破壞。還有的單位，在門式剛架設計好之后，又根據業主要求將鋼柱換成砼柱，而梁截面不變。應當指出，砼柱加鋼梁作成排架是可以的，但將剛架的鋼柱換成砼柱，而鋼梁不變，是不行的。由于連接不同，構件內力也不同，要的工程斜梁很細，可能與此有關。建筑結構是一門科學，如果不按科學辦事，是要吃苦頭的。今后國家要執行建筑法，實行強制性條款，違反其中一項，出了工程事故，是要受罰的。

4）檁條計算不安全

檁條計算問題較大。檁要是冷彎薄壁構件，受壓板件或壓彎板件的寬厚比大，在受力時要屈曲，強度計算應采用有效寬度，對原有截面要減弱，不能象熱軋型鋼那樣全截面有效。有效寬度理論是在《冷彎薄壁型鋼構件技術規程》中講的，有的設計人員恐怕還不了解，甚至有些設計軟件也未考慮。但是，設計光靠軟件不行，還要能判斷。軟件未考慮的，自己要考慮，否則就不需要高級工程師了。再有，設計人員往往忽略強度計算要用凈斷面，忽略釘孔減弱。這種減弱，一般達到6-15%，對小截面窄翼緣的梁影響較大。剛架整體分析采用的是全截面，如果強度計算不用凈截面，實際應力將高于計算值。《規程》3.1.7條規定：“結構構件的受拉強度應按凈截面計算，受壓強度應按有效截面計算，穩定性應按有效截面計算，變形和各種穩定系數均可按毛截面計算”。曾有人問，這條規定是什么意思？如果有人再提這樣的問題，我想問他，鋼結構學過沒有？因為這是鋼結構的基本概念問題。如果這樣的問題都簽不出，說明他還不具備鋼結構的設計資格的。有的單位看到國外資料中檁條很薄，也想用薄的。國外檁條普遍采用高強度低合金鋼，但我國低合金鋼Q345的沖壓性能不行，只有用Q235的。人家是按有效截面計算承載力的。如果用Q235的，又想用得薄，計算時還不考慮有效截面，荷載稍大時檁條就要垮。

3．施工方面

1）柱子拔出

有的剛架在大風時柱子被拔起，這是實際中常出現的事故。主要原因不是剛架計算失誤，而且設計柱間支撐時，未考慮支撐傳給柱腳的拉力。尤其是房屋縱向尺度較小時，只設置少量柱間支撐來抵抗縱向風荷載，支撐傳給柱腳的拉力很大，而柱腳又沒有采取可靠的抗拔措施，很可能將柱子拔起。，因此，在風荷載較大的地區剛架柱受拉時，在柱腳應考慮抗拔構造，例如錨栓端部設錨板等。

2）沒有柱間支撐

這種情況最近較多，需要大聲疾呼，這樣不行。蒙皮作用雖然各國都在研究，但沒有任何一本規范允許不設支撐。蒙皮作用的影響因素太多，并非在任何情況多能發揮作用。特別是柱間支撐，受力較大，絕不能省略。蒙皮作用最多只能視為一種剛度儲備。

3）端板合不上

端板連接是結構的重要部位。由于加工要求不嚴，而腹板與端板間夾角又，有的工程兩塊端板完全對不上，合不起來。強行用螺栓拉在一起，仍留下很寬縫隙，嚴懲影響工程質量。

4）錨栓不鉛直

框架柱柱腳底板水平度差，錨栓不鉛直，柱子安裝后不在一條直線上，東倒西歪，使房屋外觀很難著，這種情況不少。錨栓安裝應堅持先將底板用下部調整螺栓調平，再用用無收縮砂漿二次灌漿填實，國外此法施工。最近在上海討論輕鋼施工驗收規程，不少專家強調了這種方法。

5）保溫材吸水超重

有些房屋雪不大就垮了，究其原因，是屋面防水施工太差，雪融化后水逐漸滲入，為保溫村所吸收。今年冬季落雪多次，遷延時間較長。屋面的設計荷載很小時，當吸水量達至一定程序，超過了結構的承載能力，就要倒塌。

6）保溫材料胡亂安裝

保溫材料一般采用玻璃棉，其厚度根據熱功計算確定。正規做法是采用背面帶鋁箔隔汽層的玻璃棉，有的不用鋁箔，用牛皮紙，我不清楚牛皮紙是否可作隔汽層，如果可以，也比不用任何隔汽層好。防止冷凝水向室內滴水，是房屋的使用要求之一。有人以為鋁箔只是為了美觀，或承受拉力，實際上它的主要作用是作隔汽層。承受懸掛時的拉力還可以用玻璃纖維布或鋼絲網。現在看到有些工程，玻璃棉不用任何隔汽層。另外，當采用內層鋼板吊頂時，不是將保溫卷材壓在檁條上，而是為了施工方便，將保溫材剪斷，放在檁條之間的吊頂上，形成冷橋。某工程在這樣處理的同時，又將吊頂鋼板搭接方向弄反。加之，冬季混凝土地坪施工作業時，將周邊門窗關閉，由于室內外溫差大，大量水汽在屋頂凝集，由吊頂鋼板搭接處流下，形成了“外面不下里面下”的狀況，使工程不能交工。經驗告訴我們，當保溫卷材有隔汽層并保持接縫處密封時，卷材是干燥的，無隔汽層時卷材是濕的。在水份的長期浸泡下，隨著時間的推移，保溫棉將被逐漸壓實，最終失去應有的保溫作用，因此安裝方法是否對頭，關系很大。

4．其它

篇3

關鍵詞：工程能力；培養；教學改革；課程

Reform and practice on course of building structure design facing engineering ability training

Liu Jianping, Jia Zhirong, Shi Jun

Shandong university of technology, Zibo, 255049, China

Abstract: College students' engineering capacity cultivation of higher engineering education is the important part. Articles combining CDIO engineering education concept, to building structure design course students' engineering capabilities in the process of teaching and improving students' creativity as a starting point, from reforming course system, optimization of teaching contents, improving teaching methods, strengthening practice teaching, attention to teacher training for project explores ways and means of building structure design course construction.

Key words: engineering capacity; training; teaching reform; course

重視學生工程能力的培養已成為世界各國高等工程教育的共識和趨勢。CDIO是國際上先進的教育教學理念，也是近年來國際工程教育改革的最新成果。CDIO培養大綱將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面，大綱要求以綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標[1]。隨著現代科學技術的學科交叉、滲透與綜合，現代工程的社會性、復雜性、實踐性、創新性等特點更加突出。土木行業的發展對人才的素質和創造能力提出了越來越高的要求。在這樣的環境下，如何以工程能力培養為主線，進行教學改革，調動學生學習的積極性、主動性，重視學生的個性發展，提高學生的創新意識和探索精神，是值得我們深入研究的課題[2]。

房屋結構設計是土木工程專業建筑工程方向的專業課，是混凝土結構基本原理的后續課程，在土木工程本科培養計劃中有著舉足輕重的地位。該課程內容包括緒論、梁板結構、單層廠房結構、多層框架結構和砌體結構等五部分，內容豐富，理論性、實踐性和綜合性強，從改革課程體系、優化教學內容、改進教學方法、加強實踐教學、重視教師工程能力的培養，尤其是注重學生工程能力的培養等方面探索了房屋結構設計課程建設的途徑和方法。

1 面向工程實際，改革課程體系

基于CDIO培養大綱要求，以強化學生工程素質和創新能力培養為主線，按照房屋結構設計課程知識的內在邏輯結構，將房屋結構設計課程的教學分為結構概念設計、結構分析、結構設計和新結構新技術四大模塊，對其知識模塊進行優化組合。將土木工程傳統知識與最新技術進展相結合，將專業知識與現代信息技術相結合，將書本知識與教師的科研成果相結合，將基本概念與工程案例教學相結合。同時，對課程設計、生產實習、畢業設計和課外實踐教學等環節，按“分階段、遞進式”模式進行了研究和改革，形成了“多模塊、多類型協同發展”的課程體系。

2 優化教學內容，增強工程意識

CDIO教育模式重視培養學生的工程能力，因此知識的連貫性、承接性和互補性變得非常重要，在教學中要緊貼工程實際，優化教學內容，適時、適量地補充新技術、新方法、新規范、新標準等，充分體現教學內容的適應性和時效性。

2.1 整合教學內容，優化知識結構

在教學中以“結構布置―計算簡圖―截面設計―構造處理―施工圖繪制”為主線，避免重復，重講概念、講思路、講動向，剔除或減少與力學、高層房屋結構設計等課程內容重復或相近的成分。如框架結構的內力計算方法(分層法、反彎點法、D值法)、肋梁樓蓋結構連續梁按彈性理論的內力計算方法、單層廠房排架結構的內力計算方法，其基本的計算方法在結構力學中已經學習，再將理想狀態下的力學方法引入具體的結構中來，需要一個過渡和熟練應用的訓練。因此，將此內容安排在房屋結構設計課程中，只講計算要點，過程不重復，遇到建筑抗震設計、高層房屋結構設計等此類問題，就可略去不講。

2.2 教學內容與現行規范相結合，注重知識的融會貫通

作為一個土木工程師，必須掌握國家的有關規范、規程。本課程的教學涉及了混凝土結構設計規范、建筑結構荷載規范、建筑地基基礎設計規范等，學生學習本課程的基本原理有助于理解這些規范。因此，教學中既要對結構設計方法進行重點講解，又要介紹規范條文，引導學生對規范條文在理解的基礎上靈活運用，培養學生正確運用規范的能力。

2.3 加強概念設計內容，注重學生概念設計能力培養

結構概念設計不是某種具體方法[3]，它貫穿在結構設計的整個過程中，包括結構方案的選定和布置、荷載傳遞路徑的設置、關鍵部位和薄弱環節的判斷和加強以及承載力和結構剛度沿高度的均勻分布等，它是結構工程師的基本功。一個合理的結構設計往往是結構概念設計、結構計算分析、構造措施三部分內容的有機結合，概念設計是結構設計的靈魂。因此，教學中應重視概念設計，引導學生從整體上把握結構布置和細部構造的關系。

2.4 增設新結構、新技術模塊，拓寬學生的工程視野

從CDIO的角度上改造房屋結構設計課程的教學內容和體系設置，除了要大力加強課程間的橫向聯系和交叉綜合外，還要考慮根據房屋結構設計課程的工程應用背景，增設新結構、新技術教學模塊作為該課程的延續和深入，如增加了現澆混凝土空心樓蓋、混凝土疊合箱網梁樓蓋、新時代下的辦公建筑、商業建筑、多功能綜合建筑的概念設計等新技術專題，并給出相應典型實例，既提高了學生的學習興趣，又拓寬學生的工程視野。

3 改進教學方法，培養工程思維能力

3.1 基于工程實際的案例教學

在教學中將大量的工程圖紙、圖片和資料引入課堂，在教學中增加工程因素、工程內容，使理論知識具體化、實體化，培養學生工程意識和工程思維方式。同時，介紹國內外典型的建筑結構設計實例，開展課堂討論，引導學生積極參與，主動學習，通過多方案比較解決問題，提高學生主動學習能力、交流能力和創新能力。

3.2 基于項目的“做中學”教學方法

在課程教學過程中，全面探索基于項目的教學方法，采取以問題為導向，以大作業、課程論文、文獻綜述報告等為載體的探索式學習模式，培養學生從工程全局出發，綜合運用多學科知識和工具解決工程實際問題的能力，培養學生的自學能力、創新能力、動手能力、協作能力和探索未知的能力。

3.3 基于問題的啟發式、討論式和講評式教學

積極實踐啟發式、討論式和講評式的教學方法，注重發揮學生在教學中的主體地位，調動學生學習積極性、主動性和創造性，按照“提出問題、分析問題、解決問題、結論和討論”的思路，組織課堂教學[4]。

4 加強實踐教學，強化工程能力培養

4.1 將CAD/CAE軟件引入實踐教學中，提高學生計算機軟件應用能力

實踐教學環節是培養學生綜合素質和工程實踐能力的重要階段，在課程設計、畢業設計階段，開展專項訓練和引導，培養學生綜合運用專業基本理論和基本技能，使學生受到結構工程師所必需的綜合訓練，如查資料、結構方案布置、結構分析、結構施工圖繪制等，并將PKPM，天正建筑CAD，ANSYS等CAD/CAE軟件引入課程設計、畢業設計、課外科技活動中，提高學生工程素質和計算機軟件應用能力。

4.2 搭建結構設計大賽平臺，提升學生工程實踐能力與創新精神

積極引導學生參加學科前沿講座和學術交流活動，不斷開闊視野，激發學習興趣，增強活力；鼓勵學生積極參加結構設計大賽、大學生創新立項等第二課堂活動，培養學生的工程意識、科學思維、合作精神、實踐能力、創新能力。

4.3 通過參與教師的科研項目，提高學生研究問題的能力

學生參與教師科研項目，是我們培養學生應用能力和創新意識的另一有效途徑。通過把在課內實踐性教學環節中表現出研究興趣和潛質的學生組織起來，有針對性地指導他們參與教師科研課題的研究，進一步培養他們研究問題的能力，提高他們的創新意識。

5 重視教師工程能力的培養

教師工程素質的高低是工程教育成敗的關鍵因素之一。課程組每個青年教師都制定了相應的培養計劃，實行指導教師責任制，青年教師通過組織、指導學生的設計競賽、課外科研及其他實踐性環節，使自身的知識面得以擴大，并提高了工程實踐能力；積極鼓勵專業教師取得相關的執業資格證書，在理論知識達標的基礎上，檢驗教師工程實踐能力是否達標；鼓勵教師到國內相關行(企)業參加工程實踐、科技開發或兼職，在搞好技術服務的同時使得自身的工程實踐能力得到提高。

6 基于注冊考試制度的試題改革

土木工程行業已實行注冊師執業制度，結合國家一級注冊結構工程師專業考試大綱要求[5]，本課程考試中，試題題型、覆蓋率接近注冊工程師考試試題，且大幅度增加連鎖計算題、綜合概念題的比例。比如混凝土結構的設計，涉及計算簡圖、內力計算、內力調整、內力組合、正截面承載力計算、斜截面承載力計算、鋼筋直徑、間距、根數等構造要求的確定等方面，每個題目涉及內容廣泛，需要綜合知識和技能，注重對學生綜合能力的考察。

7 結束語

房屋結構設計課程在土木工程專業本科生工程能力的培養中起著至關重要的作用，通過以上各種途徑的教學改革，激發了學生的學習興趣，使學生在理論知識、綜合應用、工程能力等方面得到了很好的訓練，提高了教學效果。

參考文獻

[1] 郝智秀,季林紅,馮涓.基于CDIO的低年級學生工程能力培養探索―機械基礎實踐教學案例[J].高等工程教育研究,2009,5:36-40.

[2] 吳鳴,熊光晶.以工程能力培養為導向的橋梁工程教學改革[J].廣東交通職業技術學院學報,2010,4:83-86.

[3] 謝群,胡偉.將概念設計融入高層建筑結構教學的必要性與方法[J].高等建筑教育,2008,3:70-73.

篇4

關鍵字：磚混房屋結構；抗震；設計

Abstract: the multi-layered brick houses in our country at present is most widely in building an architectural form, it has the material convenient, simple construction and time is short, the cost low characteristic. Vibration resistance for housing construction structure design is an important factor should consider when, this paper mainly discusses the multi-layered brick building structure in the seismic design process should be noted.

Keyword: brick building structure; Seismic; design

中圖分類號：TU973+.31文獻標識碼：A 文章編號：

磚混房屋結構是目前我國多層建筑中應用最廣泛的建筑形式，據統計，我國民用住宅建筑中有90%以上是采用這種形式。因磚混結構選材方便、施工簡單、工期短、造價低，因此在農村地區，幾乎所有的房屋都采用磚混結構這種建筑形式。磚混結構是指采用粘土磚和混合砂漿砌筑而成的建筑結構，屬于砌體結構的一種。多層磚混房屋的建筑材料及連接方式是決定建筑抗震性能的主要因素。2008年5月12日，我國四川省汶川縣發生了里氏8.0級地震。汶川地震是中國近年來破壞性最強的地震災害，汶川地震中倒塌的學校大都是磚混結構，砌體結構材料的整體性差是導致校舍坍塌的主要原因。因此，在房屋的抗震設計過程中，我們主要是考慮建筑的整體性、抗剪能力以及結構的延性。根據現行建筑抗震設計規范、砌體結構設計規范，本人從事房屋建筑結構設計多年，我認為，多層磚混房屋抗震設計應注意以下幾個方面。

一、科學合理布局建筑的平面和立面

建筑平面和立面的設計是房屋設計中的基礎內容。抗震設計中，建筑平面和立面應該遵循簡潔、規則的原則，要保持結構質量中心和剛度中心一致。如果房屋的平面和立面設計不規則，那么建筑的結構質量中心和剛度中心不重合。一旦發生地震，由于地震產生的扭轉效應，這樣會加大地震的破壞力度。對于體型不規則的房屋，結構設計時我們要注意偏離結構剛心遠端墻段的抗震驗算。設計的時候，應該盡可能的降低房屋的重心，不能采用錯落的立面。雖然按照人們的習慣，建設設計的造型應該力求新穎，但是考慮到抗震設計要求，通常建筑設計不應采用嚴重不規則的設計方案。對于體型復雜，平面又特別不規則的建筑，我們通常將建筑布局分割成幾個相對規則的小單元，然后在適當的部位設置防震縫。在實際的建筑設計中，在滿足使用功能要求的前提下，設計師應盡可能的兼顧建筑造型，使建筑的平面和立面盡可能設計得比較規則、簡潔，從而提高房屋建筑的抗震性。

二、房屋的總層數及總高度不應該超限值

實踐證明，砌體房屋的總層數與它的地震程度成正比，即房屋的總高度越高，那么發生地震時，它的破壞性也越大。因此，在建筑的設計過程中，我們要適當控制建筑的高度設計。我國多層砌體房屋的總高度及層數應滿足現行建筑抗震設計規范（GB50011—2001），見表1：

建筑每增加一層對底部的傾覆力矩就會增大，如果傾覆力矩過大，就會使底部墻體產生過大的壓力或剪切力而被破壞。因此，減少房屋層數是抗震性設計的有效途徑之一。

三、增強房屋的剛度及整體性

多層磚混房屋結構的抗震性設計主要是考慮空間剛度結構體系的整體剛度和整體穩定性。樓板要有較大的水平剛度，盡量采用現澆鋼筋混凝土樓板,不宜采用預制樓板。現澆鋼筋混凝土樓板及屋蓋是目前應用最廣泛的抗震構件，具有整體性好、水平剛度大的優點，而且可以消除滑移、散落等問題。現澆鋼筋混凝土樓板及屋蓋可以增加房屋的整體性、增大樓板的剛度。而且采用現澆鋼筋混凝土樓板及屋蓋設計后，對平面上墻體對齊的要求也可以適當放寬。因為砌體結構是以剪切變形為主的，這種情況下，層間變形是我們可以控制的。較強的樓板及屋蓋還是良好的荷載傳遞的良好構件，當上下墻體不對齊時，現澆樓板及屋蓋能起到一定的傳遞水平力的作用。總之，現澆樓板及屋蓋是一種較理想的抗震構件，能夠提高房屋結構整體的穩定性，從而提高抗震性能。

四、合理布置縱墻和橫墻

縱、橫墻體是多層磚混房屋的主要承重構件，合理布置縱、墻體是提高房屋抗震性能的有效途徑。多層磚混房屋的縱、橫強體的應布置均勻，使得縱橫墻共同承擔房屋的重量。上面我們已經說到了抗震性能的高低取決于房屋空間整體剛度和整體穩定性。但是我們看到農村地區的許多多層磚混房屋大多采用縱墻或橫墻承重，非承重方向的約束墻體少，這樣的房屋空間剛度和整體性較差，抗震能力低。墻體布置時，我們應在兩個方向適當布置縱橫墻混合承重，這樣一來限制了縱、橫墻的側向變形，對抗彎、抗剪都非常有利。我們通常采用縱墻貫通的平面布置方式，某些特殊情況下，縱墻不能貫通布置時，我們可以采用在縱、橫墻交接的地方適當增設構造配筋，必要的時候還可以每隔一定高度放置水平拉結構筋。

五、適當增加墻體面積與合理提高砂漿強度

歷次震害表明，墻體面積越大，砂漿強度等級越高，多層磚混房屋的抗震能力就越強，因此，提高墻體面積和砂漿強度能夠減輕地震的破壞程度。實驗證明，若是6層磚混房屋，上面幾層的地震作用較小，底下一層、二層的地震影響比較大，如果改變墻體的承載面積，如將部分的240mm寬的承重墻改為360mm，提高砂漿的強度等級，如將砂漿等級從M5體高到M10，則能夠滿足抗震要求。同樣的，高層建筑也可以通過增加底部墻體面積和提高砂漿強度提高房屋的抗震性能。

六、有效設置房屋圈梁和構造柱

圈梁和構造柱是多層混轉房屋一種有效的抗震措施。在多層磚混房屋中設置水平圈梁，可增加內外墻的連接，從而提高房屋的整體性。設置圈梁和構造柱以后，可以使樓蓋與縱、橫墻構成整體的箱形結構，尤其對于預制的樓板，可以增加預制板的穩定性，防止預制板的散落，使磚墻出平面倒塌的可能性大大降低，以充分發揮各片墻體的抗震能力。設計的時候，圈梁一般作為邊緣構件，它對裝配式樓、屋蓋在水平面內有約束作用，可以提高樓蓋、屋面的水平剛度。圈梁和構造柱一起可以限制墻體裂縫的開展，提高墻體的抗剪能力。我國現行建筑抗震設計規范（GB50011—2001）對構造柱的設置也有相關要求，見表2：

七、在合理位置的墻段內設置水平鋼筋

在抗震演算過程中，多層磚混房屋的底層往往不容易滿足抗震要求，因此，我們要采取適當的措施增強底部的抗震能力。

我們常采用的方法是在抗震力不夠的承重墻內配置水平鋼筋，使得地震力由砌體和水平筋共同承擔。而且在墻內設置水平筋可以減少墻體的脆性，增加延性，從而提高抗震能力。實驗表明，水平鋼筋宜采用HPB235、HRB335鋼筋，配筋率不應小于0.07%，也不宜大于0.17%，間距不應大于400mm；鋼筋錨固長度不宜小于180mm。

八．其他措施

以上七個內容是多層磚混房屋建筑抗震設計總體時應該注意的總體方向，下面我們再介紹一些設計過程中要注意的細節問題。例如，多層磚混房屋的樓梯間應設置在每個單元中部，不能靠近山墻處，對于突出屋頂的樓梯間設計，構造柱應延伸到頂部與頂部圈梁連接。如果需要設置電梯，電梯對樓板有較大的削弱作用，布置時應盡量避開端角和凹角。房屋的局部尺寸應滿足抗震規范的限值要求。

總之，地震是破壞程度極大的自然災害，給國家和人民帶來巨大的損失，我們要吸取汶川地震的教訓，防患于未然，建筑設計必須考慮房屋的抗震性。本文從八個方面，對多層磚混房屋結構抗震設計過程中應該注意的問題進行了總結，僅供同行參考。

參考文獻

［1］鮑雷T;普里斯特利MJN;;鋼筋混凝土和砌體結構的抗震設計[M];中國建筑工業出版社;1999年

［2］謝禮立;馬玉宏;; 現代抗震設計理論的發展過程[J] ;《國際地震動態》; 2003 第10期

［3］龔思禮;建筑抗震設計[M];中國建筑工業出版社;1994年

［4］劉偉慶;王曙光;;建筑結構隔震減震設計的現狀與發展趨勢[A];第六屆全國工程結構安全防護學術會議論文集[C];2007年

篇5

關鍵詞：穩定；結構設計

中圖分類號：TU2文獻標識碼： A

1對梁、柱的截面尺寸的選擇

在框架結構設計中，梁、柱的截面尺寸選擇是重點。我們不但要滿足國家的基本規定，還應使柱的線剛度與梁的線剛度的比值大于1，以達到在罕遇地震作用下，梁端形成塑性鉸時，柱端處于非彈性工作狀態而沒有屈服，節點仍處于彈性工作階段的目的，這就是規范中要求的“強柱弱梁強節點”。

2框架計算簡圖的不合理性

在我國的房屋建筑中，很多鋼筋混凝土多層框架房屋沒有建筑地下室，所以該房屋的獨立基礎埋置比較深，當發現，0.5m處設有基礎拉梁時，我們應將該基礎拉梁按照層1輸入。下而我們以某學校的學生宿舍為例，該學校的要求是建設三層的鋼筋混凝土框架結構住房，其屬于乙類建筑，建筑場地為Ⅱ類，樓層高度為3.6m，基礎埋深4.0m基礎高度，0.8m,室內外高差，0.45m。根據我國《抗震規范》中的有關規定，在8度地震區域內，該建筑框架結構的抗震等級屬于一級。建筑者在進行房屋建設時，應對其進行規劃與設計，按照該工程的3層框架房屋結構設計計算，第一層高度我們定為3.65m，這個高度的確立是我們假設框架房屋的嵌固在一層，0.5m處的基礎拉梁頂面，基礎拉梁的斷而和配筋按構造設計。

基礎按中心受壓計算。顯然，選取這樣的計算簡圖是不妥當的因為，第一，按構造設計的拉梁無法平衡柱腳彎矩;第一，《混凝土結構設計規范》（GB50010―2010）第6.2.2，-2條規定，框架結構底柱的高度應取基礎頂面至首層樓蓋頂面的高度。工程設計經驗表明，這樣的框架結構宜按4層進行整體分析計算，即將基礎拉梁層按層1輸入，拉梁上如作用有荷載，應將荷載一并輸入這樣，計算剪力的首層層高為H 1=4-0.8+0.45-0.05=3.6m,層2層高為3.6m,層3、4層高為3.6m。根據《抗震規范》第6.2.3條，框架柱底層柱腳彎矩設計值應乘以增大系數1.7。當設拉梁層時，一般情況下，要比較底層柱的配筋是由基礎頂面處的截面控制還是由基礎拉梁頂面處的截面控制。考慮到地基土的約束作用，對這樣的計算簡圖，在電算程序總信息輸入中，可填寫地下室層數為1，并復算一次，按兩計算結果的包絡圖進行框架結構底層柱的配筋。

3對框架柱的配筋方式進行適當調整

在框架柱的配筋方式中，其配筋率是非常低的，雖然在某種情情況下電算的結果被稱為構造配筋，但在實際的工程中一般不會按這樣進行配筋，原因是框架柱的角柱，一般情況下，一旦發生地震，就會使其受到較大的扭轉剪力，此外，由于受到雙向變矩的作用影響，還會使得衡量的計算變小，當框架的角柱處于正常的工作狀態時，配筋就會處于雙向偏心的受壓狀態，由此可以看出，在地震過程中受到傷害最大的就是內柱，在框架結構中，由于質量分布的不均勻和不合理，就會使得這種現象尤為明顯。為了避免在地震過程中內柱受到嚴重的傷害，應該在對框架進行計算時，選擇最不利的方向。除此之外，還可以采用另一種有效方法對框架結構進行計算，即采用從縱、橫兩方面進行計算的方式，在計算過后還應對同一側而的配筋進行比較，在遵循對稱配筋的原則下，選擇計算值較大的配筋在對配筋進行計算的過程中，要想做到框架適應多種內力組合作下的強度，必須注意幾個問題:

角柱、邊柱和抗震墻端柱在地震作用組合下產生偏心受拉時，端柱內縱筋總截面的面積應比計算值增大百分之二十五;而框架柱的配筋可增大1.2~1.6倍，其中角柱為1.4倍，邊柱為1.3倍，中柱為1.2倍;柱的縱向鋼筋宜對稱，總的配筋率不應大于百分之五，當剪跨比不大于2的一級框架柱，每側縱向鋼筋配筋率不宜大于百分之一點二。框架柱的箍筋在進行形式選擇時，應首先考慮菱形或者井字形的形式，這兩種形式的采用可以促進和加強箍筋對混凝土的強大約束力;為了保證一、二、三級框架的連接質量，應該在各框架的低層柱底和底部的縱筋采用一般焊接的連接方法，但是，使用焊接的方法并不在所用條件下都可以使用的，其的使用也需要一定的約束條件，例如，當框架的縱向鋼筋的總配筋率沒有達到百分之三，而箍筋的直徑又大于1，的情況下，就可以使用焊接的方法。

另外，在對多層框架進行電算時，往往會忽略很多細節問題的存在或者考慮的方面不全面，如，在電算的過程中，對于溫度應力和基礎沉降的均勻程度考慮的不全面;在多層框架中，會存在多層框架的水平尺寸和垂直尺寸相差較大;地基中的軟弱土層較厚或者土質不均勻等。在而對這些問題和情況'時，可以首先考慮對框架柱的配筋進行適當的放大，其次應在縱橫兩個方向中設置基礎梁，但是在設置過程中，還應注意的細節問題是，配筋不能按照構造進行設置，而是應該按照框架梁的特點及要求進行設計，最后，則應按照規范的要求對設置的箍筋進行加密。

4調整框架梁的裂縫寬度和斜截面的配筋

在框架的配筋方式進行調整之后，還應在配筋之后加強框架梁的裂縫寬度的計算，同時也應該在滿足梁端斜截面的各種要求下進行配筋的調整為能夠保證調整的合理性，在對框架梁的裂縫寬度和斜截面進行調整之前，應首先明確影響裂縫寬度的兩種主要因素，一方面是構件的混凝土強度的等級，另一方面是在施工過程中使用的鋼筋級別和直徑。由于混凝土的強度等級與鋼筋的級別存在著一定的關系，這種關系的存在就使得兩者之間能夠相輔相成。因此，高等級的混凝土對裂縫寬度的影響是比較小的，在一般情況下，都是增大梁的配筋率來增加大梁的截面尺寸，從而減小框架梁的裂縫寬度。此外，為了方便內力組合和裂縫寬度的準確計算，在對數據進行輸入時，應該使用計算機將恒、活載數值進行分開。

為能夠最大程度的滿足框架結構設計中，地震時框架梁的斜截面受彎承載力的規定和要求，應在設計中使用以下方法:加大梁的跨中受力鋼筋，把它盡量放大為1.1-1.3倍，而不適用放大梁端負彎矩鋼筋。在支座地方我們一般使用箍筋來承受支座剪力，不會選用彎起鋼筋。

5框架結構設計中存在的問題分析

為了保證框架結構的穩定性，一般使用的都是一種結構型式，框架結構屬于柔性結構體系，我們不應使用磚墻承重因為它屬于剛性結構。不同的建筑，其要求也會有所區別，有些建筑將框架梁進行外挑，同時能夠在框架梁下設置相應的鋼筋混凝土柱。有的計算人員由于對柱的受力概念不清楚，經常會把這樣的柱認為是構造柱，并把配筋視為構造配筋，這樣只會為建筑埋下安全隱患。為避免這些安全隱患的存在，在實際建筑中，由于鋼筋混凝柱是偏心受壓構件，在與梁端交接的地方與框架梁和柱節點非常相似，因此，在建筑過程中應該全面考慮懸臂梁梁端的調節變形方面的問題。

6結束語

綜上所述，結構設計員在設計多層框架房屋結構時，不僅需要對設計的基本要求熟悉掌握和認識，還應遵循設計的規范，最后可根據時間經驗的積累，設計出最合理的框架結構體系，能夠準確的處理框架結構設計存在的問題，進而提高建筑框架結構的設計質量，滿足用戶需求。

參考文獻

篇6

關鍵詞：建筑結構 抗震技術

一、抗震技術提出背景

基于抗震性能的設計理論，在20世紀90年代由美國提出并開始這方面的研究。隨后該項理論研究在日本，澳大利亞，中國等國家開始受到重視。該種理論重在對建筑物的抗震能力的研究，對于如何預防強大的破壞力極強的地震，是該項研究面臨的主要問題。目前，世界上建筑物抗震能力相對較高的應數日本了。這個國家由于地理位置很是特殊，他處于世界上兩大地震活躍帶之一的環太平洋地震帶。活躍的地殼運動經常為日本帶來災難性的打擊，整個日本島國甚至面臨毀滅的境地。盡管如此，日本還是依然在頑強地和自然災害做抗爭。強大的具有毀滅性的地震成就了日本抗震建筑設計的輝煌。為了抵御地震發生后帶來的毀滅性破壞，日本國內的建筑物大都經過精心設計，抗震能力相當高，一般的地震根 本就不足為慮的。日本這樣一個彈丸之國，雖然有些時候狂妄自大，但其自身確實是具備很多值得我們借鑒的東西，建筑物防震技術就很值得我們學習和借鑒。

我國地理位置比較特殊，處于世界兩大地震活躍帶之間——環太平洋地震帶和環地中海喜馬拉雅地震帶。因此，我國的地震多發性相對于世界其他國家來說也是很頻繁的，如1976年唐山大地震、2008年汶川大地震、2010年玉樹地震。每一次地震破壞性都相當大，每一次都是慘痛的教訓。在地震中，許多居民房屋倒塌，流離失所，無家可歸。雖然事后國家舉全國之力恢復了重建，但慘痛的教訓是無法抹去的。每一個人或許都在思考：為什么有的房屋倒塌了而有的房屋依然矗立？答案明確得再明確不過。關心這一問題除了大眾輿論之外，恐怕最為關心的莫過于建筑設計師們。于是，在建房屋必須具備抗震能力的要求在建筑行業成了明確的理念。

二、房屋抗震技術的概念及其特征

（一）房屋抗震技術的概念

房屋抗震技術主要是指建筑物或者構筑物在設計和施工中必須應用到的具備預防和抵抗破壞性地震的技術能力。現代建筑業的發展引入了抗震防震的理念，并且抗震強度提升，不再是一般的震級，而是能夠抵抗強度更大的地震。目前，國內有相當一部分學者致力于抗震技術的研究，并取得了豐碩的成果。相關的文獻資料為抗震技術的應用提供了理論指導和技術支撐。

（二）房屋抗震技術的特征

1.房屋結構的合理性。建筑物需要能夠具備抵抗地震的能力，設計者首先應當追求房屋結構的合理性設計原理。房屋設計結構的合理性要求建筑材料的選取，建筑物的設計、施工都應當有步驟，有計劃的進行，追求每一個環節，每一個角度的精密性。

2.房屋主體的抗震性。房屋抗震技術的應用主要就是預防地震，因為地震的破壞力非常大，能夠摧毀地面不穩固的一切建筑物。房屋的設計施工注入抗震理念后，首先應當具備的能力就是抗震能力。而抗震性主要體現在房屋的主體結構上面，只有把建筑物的主體結構設計和施工好了，才能夠從根本上具備抗震的基本要求，然后才是對建筑物墻體等設施的要求。

3.設計施工的復雜性。對于建筑物的抗震防震要求，首先就得從設計上面下功夫，要使其真正具備抵御強度較大的地震破壞，設計者們在設計的前期需要做大量的論證工作，做到合理、充分的論證，使其具備科學性和合理性。設計者們完成了論證和設計工作后，這就需要施工者在施工中嚴格按照建筑的設計模式進行施工，并且精確度要求很高。要知道，再好的設計圖紙，如果沒有精良的施工者也是徒勞。

三、建筑行業引入抗震技術的意義

（一）提高人類抵御自然災害的能力

經過我國幾代人不懈努力地發展，我國人民居住的房屋的安全性能越來越高，特別是抗震技術的應用更是提升了我國居民對建筑物抗震的理解與控制的能力。回望歷史，一個多世紀以來的歷次大地震總是給人類社會造成出乎意料的損失，尤其是特大地震中房屋建筑的倒塌所造成的重大人員傷亡。1976年唐山大地震與2008年汶川大地震對我國簡直是破壞性的打擊，這使得我國建筑設計者們不得不考慮房屋建筑結構的抗震安全性問題。抗震技術的應用，使得我國房屋建筑結構性能大大提高，并且提升了抵御大地震的能力。

（二）改善我國居民的生存環境

現代工業飛速發展，無論是城市還是農村，一座座高樓拔地而起。這一切既預示著現代化的發展進程，同時也為人們的生存帶來危機。因為地震活動的頻繁，高樓要是發生倒塌，那就等于是致命的攻擊。而隨著抗震技術的發展與應用，使得房屋建筑的抗震能力大大提升，這直接改善了人們的生存環境。有了牢固的建筑，人們不用再惶惶不可終日。人們可以在較為安全的環境下學習、工作，而不用擔心建筑物隨時倒塌。

（三）促進我國建筑行業的新發展

我國的建筑業一直停留在傳統的設計施工技術上。傳統的建筑安全性能較低，那時對于抗震性能的要求不是很高，或者說是還沒有引入抗震的理念。隨著地震活動的頻繁，災害性帶來的損失的巨大，建筑設計、施工者們意識到了必須提高房屋的抗震性能，這時候，抗震理念應運而生。抗震理念在維持現行結構抗震設計原則的前提下，更加突出地明確結構在強烈地震下的損傷破壞部位，并通過這些預期部位的損傷與破壞，達到保證建筑結構內人員安全的目標，從而大大提高房屋內人員的安全性。隨著抗震理念應用的日趨推廣，這就促使建筑行業邁上了新的臺階，不斷向著更好的方向發展。

參考文獻：

篇7

【關鍵詞】多層砌體結構；裂縫；控制

施工時多層磚房通常會發生開裂現象。房屋建成后一年.有的2―3年.甚至更長一段時間后。墻體產生裂縫，裂縫的形態有斜縫，垂直裂縫。水下裂縫，八字縫等，影響了建筑的功能和美觀，嚴重的導致結構安全度降低，抗震性能差。因此防止房屋建筑開裂十分重要。

1 概述

砌體結構是我國應用較廣的房屋建筑，在多層住宅中有廣泛的應用。隨著住宅建筑商品化，為了滿足其基本功能和它的特殊性，對建設和設計者提出了新的要求，住宅建筑已從過去的單一滿足使用安全功能延伸到滿足視覺安全功能，在規定的使用年限內不出現建筑病害。住宅建筑中出現的裂縫問題便是其病害之一，墻面裂縫引起建筑飾面受損、脫落，影響建筑物的裝飾和使用效果，嚴重的會給使用者造成心理上的恐懼。

砌體結構房屋墻面裂縫的產生原因有以下幾種：①地基不均勻沉降；②結構荷載過大；③ 材料質量差；④施工方法不當，施工質量低劣；⑤ 自然界溫度的影響；⑥ 設計構造措施不完善等。對于前① ～④ 項原因在相關的設計、施工規范文件中已有了具體規定，只要嚴格執行，即可以避免。對于后兩項原因，現行的結構設計規范還沒有提出具體的計算方法，只是依照設計者的實踐經驗和對建筑結構裂縫的認識程度，采取一些構造措施來保證。這些因素往往容易被設計者所忽視和疏漏，須引起高度警惕。本文主要談一談由溫度原因引起裂縫的控制措施。

2 施工因素

2.1 施工速度過快，有的一周一層，甚至更快，此時砌體的強度尚未達到設訓強度，且地基快速變形，土應力調整滯后，使地基土過早產生沉降不均勻。導致在砌體內部已產生過大的初始應力和應變，形成潛在的裂縫因子，主體完工裝修，居民入產后.進一步加載.裂縫因子發生作用，導致墻體開裂。

2.2 砂漿未充分攪拌，和易性差，操作時。飽滿度不夠，水下灰縫厚度不均勻，造成砌體強度下降。

2.3 砂漿強度不符合要求，如砂子含泥量較大，不均勻，不嚴格訓量，配合比不準，甚至根本未采用施工現場材料進行試配，由實驗室來確定配合比，僅依據某些資料提供的參考配合比施工。

2.4 施工工藝錯誤。砌體施工縫處留直，甚至陰搓。澆筑構造柱時，外檐墻無支頂，由于流動狀混凝土的側壓力造成外墻向外傾斜，形成窗洞口下角部水平裂縫。

2.5 夏季施工磚缺乏浸水，水分過早被吸收，水泥水化反應不足。在冬季，機磚內吸收水分，未注意砌體蓄熱保溫，導致發生凍脹，嚴重時產生凍脹裂縫。

3 設計因素

3.1 基礎剛度和強度不足，甚至內縱墻基礎末拉通，從而造成房屋整體剛度較差，而導致整體彎曲變形過大。

3.2 建筑物過長，內縱墻過少，在垂直荷載作用下，整體彎曲變形過大，產生墻體開裂。

3.3 外墻設置暖氣爐窯，墻體局部減薄，該處室內外溫差增大。墻體易開裂墻采用240墻，外保溫措施不滿足熱工要求，外墻的內外面溫差梯度較大。

3.4 門窗洞口開得過寬，房屋整體剛度和強度下降，洞口部位應力集中加劇。

3.5 進深梁或具他支承梁跨度過大，墻體局部承壓承載力不足，或砌體對梁端的約束變形不協調造成墻體水下開裂。

3.6 電線及具他管線暗埋在墻內處理不當，造成局部墻體強度減弱。

4 常見裂縫的形式及原因

4.1 斜裂縫

由于多層砌體屬于脆性結構，其抗壓強度一般比較高，而抗拉強度比較低，在剪切應力超過其抗剪強度后首先表現的就是與主拉應力垂直的斜裂縫。

在大多數情況下，斜裂縫主要在墻體開口處、轉角處、縱向外墻兩端出現的概率比較高，如：門窗洞的轉角、窗問墻、外強與內墻的交接處。裂縫的表現形式一般為：裂縫往往通過窗口的兩個對角，且窗口處裂縫較寬，向兩邊逐漸縮小，在縱墻上呈現為正八字形，在靠屋頂下的外墻上或者在內橫向隔墻上和山墻上的斜裂縫一般也呈八字形，有時也成對角“X”形，裂縫跨越水平灰縫和豎直灰縫甚至橫穿砌塊而延伸。 轉貼于 中國論文下載中心 htt

4.2 水平裂縫

由于砌體結構的抗拉強度和抗剪強度比較低，而且不均勻，外墻上的斜裂縫往往與水平裂縫互相結合出現，形成一段斜裂縫和一段水平裂縫相結合的混合裂縫，水平裂縫有時沿灰縫錯開使人們錯誤地認為是斜裂縫，造成原因分析錯誤和處理方法失當。

4.3 豎向裂縫

這種裂縫常出現在窗臺墻或窗洞兩個下角，有的出現在墻的頂部，上寬下窄，窗臺墻豎直裂縫多數出現在底層，二層以上較少發現。裂縫一般在施工后不久就開始出現，并隨時間而發展，有些要延續數年才能穩定。有些建筑物在承重墻的中部出現豎向裂縫，上寬下窄，比如：由于地基不均勻沉降或相鄰結構變形等原因而承受負彎矩作用的墻體。

4.4 裂縫產生的主要原因

砌體結構的裂縫形式多種多樣，有的建筑物裂縫形式單一、走向規則、寬度有規律，一般引起這樣裂縫的原因也比較明確簡單；而有些裂縫形式多樣且走向變化，不同部位寬度規律不明顯，一般這樣的墻體裂縫原因也較為復雜。

5 墻體裂縫的措施

在工程設計中，設計者大都習慣于從強度方面考慮問題，而忽視了溫度這一導致裂縫的主要因素。結構設計中首先考慮的是滿足在承載力、抗震、風荷載條件的強度要求，如在選擇砌塊及砌筑用砂漿的強度等級時，一般是底層砌體選用強度較高的砌塊和砂漿，樓層越向上選擇的砌塊及砂漿強度等級越低，建筑頂層及女兒墻甚至選用MU10磚、M2.5砂漿砌筑。這種習慣作法雖能滿足重力荷載作用下的強度要求，但遠不能滿足頂層砌體在溫差應力下所需要的強度。為此，控制砌體結構溫度裂縫可以從以下幾個方面進行：

（1）提高頂層及女兒墻砌體的強度，以加強整體抗剪能力。砌體受剪破壞有兩種形式：

一種是沿灰縫破壞，另一種是沿灰縫及砌塊破壞。砌體結構的抗剪強度計算公式：

V≤（？v+αμσο）A

式中，V為截面剪力設計值； ？v為砌體抗剪強度設計值；a和μ分別為與荷載類別、砌體類別相關的修正系數。σo 永久荷載設計值產生的水平截面平均壓應力；A為水平截面面積。

根據計算公式，砌體結構的抗剪主要取決于砌體的抗剪強度 ？v ，而 ？v 的高低又取決于砌體砂漿的強度等級。在工程實例中，砌體溫度裂縫多是沿砌體水平灰縫或階梯形灰縫發生的，即為砌塊的強度高于砂漿的強度所致。為此頂層砌體所用的砂漿強度等級不得低于M5，且必須為混合砂漿。

篇8

近年來，通過大量試驗結果及已建造的隔震結構工程經驗，在大地震發生時，隔震系統一般可使上部結構承受水平地震作用降低約60%。隔震系統減震效果明顯優越于一般傳統結構，建筑的總造價相比傳統的抗震加固方法增加很少，對于高烈度區尤其適用[2]。基礎隔震技術對上部結構的平面、立面、體型等限制較小。首先上部結構的層間位移、加速度已經很小，其次可以人為調整隔震支座的布置使隔震層的剛度中心和上部結構（上部結構作為一個剛體）的質心盡量重合，以減少扭轉效應。這對于不規則的建筑物尤其適用，它使地震區的建筑物的外觀視覺效果及結構設計從很多嚴格的限制中解脫出來，輕而易舉地解決了超高層建筑、大空間大開窗建筑、及平面不規則建筑的結構設計。若設計合理，地震作用后無需對建筑物進行修復，具有明顯的經濟效益和社會效益。 疊層橡膠支座基礎隔震體系

在建筑物基礎和上部結構之間設置疊層橡膠隔震支座，通過利用橡膠剛度小的特點能夠延長建筑物的固有自振周期，遠離場地卓越周期，從而達到減小結構地震反應的目的。目前，常用的疊層橡膠支座有以下四種類型[3-4]：普通夾層橡膠支座、鉛芯橡膠隔震支座、高阻尼橡膠隔震支座、加各種阻尼裝置的夾層橡膠支座。

夾層橡膠墊是目前國內外應用最為廣泛、技術最為成熟的隔震裝置。夾層橡膠墊隔震技術的優點，主要體現在下述幾個方面：

1、具有較高的豎向承載能力，作為建筑物的支承墊具有較高的安全儲備。目前，我國一些隔震器材生產廠家生產的夾層橡膠墊的豎向承載力安全系數甚至能夠超過6.0。

2、具備穩定的彈性復位功能，能在多次地震中自動瞬時復位。

3、具備明顯、穩定的隔震效果。夾層橡膠墊具有穩定的剛度及阻尼性能，理論計算、實驗結果及現場實際情況三者能夠較好的相互吻合。

4、構造簡單，安裝方便。夾層橡膠墊具有水平滑動、彈性恢復力和阻尼等特性，施工時安裝方便簡潔，在工程應用上具有較好的可行性。

5、耐久性較好。具有較好的抗低周疲勞性能、抗臭氧老化、耐火性、耐水性等性能，即在50～70年使用期間內具有較好的物理和化學穩定性，耐久性能遠遠的優越于其他各種隔震裝置。

6、對于不均勻沉降夾層橡膠墊受其影響較小，并且可以根據需要安裝在各個標高位置處。

二、基礎滑移隔震體系

滑移隔震的基本原理是：當結構遭受較小的地震和風荷載作用時，隔震層所受水平地震剪力小于靜摩擦力，摩擦力會阻止上部結構滑動，使建筑物保持穩定;當隔震層承受水平地震剪力大于靜摩擦力時，滑動面開始滑移，因為結構滑移使得結構無固定的自震周期，從而能夠有效的避免共振現象發生。

近些年基底滑移隔震研究取得了突飛猛進的發展：

1、摩擦力模型。國內外學者根據試驗研究和實踐結果提出了一些摩擦力理想模型，間斷型和連續型兩種模型是目前最為常用的摩擦力模型。

2、結構模型分析。分為三類：剛體隔震、單質點隔震、多質點隔震。

3、抗傾覆穩定性計算。由于滑移隔震結構在支座處上下斷開，所以極易產生傾覆失穩問題，因而有必要確定結構的抗傾覆條件，當不滿足這一條件時，應對座采取附的參數選擇上。

4、動力可靠度。眾多學者利用隨機響應分析對滑移隔震結構的可靠性進行研究分析。

5、隔震層參數。合理的確定隔震層的參數是設計工作的重中之重。

6、能量分析。結構地震響應通過能量分析進行衡量。

三、組合隔震體系

疊層橡膠墊隔震體系具有理論分析簡單、結構性能可靠、較好的自動復位性能等優點，但是這種結構體系在地震作用下不能完全有效的避免共振，而且工程造價較高;滑動摩擦隔震技術能夠有效的避免發生共振，并且主要是其施工簡單、造價低，受到較大的歡迎。但是在地震作用后，滑動摩擦支座可能發生不可控制的位移，不能夠自動復位。各國學者不斷嘗試將摩擦滑移支座和疊層橡膠支座進行組合，使兩種隔震支座在結構體系中能夠各自發揮優勢。組合隔震體系按夾層橡膠墊和滑板的組合方式的不同將其分為串聯組合隔震體系和并聯組合隔震體系。

1、串聯組合隔震體系

將摩擦滑板與夾層橡膠支座上下串聯稱為串聯組合隔震體系，摩擦滑板能可利用摩擦力消耗地震能量，且起到隔離地震的作用。采用串聯組合隔震體系，在多遇水平地震作用下，其水平剛度較小，在罕遇地震下，滯回曲線具有明顯的彈塑性性質，滑移板產生滑動，由于沒有設備可以提供復位力，隔震層在地震作用結束后將保留殘余位移。目前對這種串聯基礎隔震體系的研究較少。

2、并聯組合隔震體系

并聯隔震支座采用夾層橡膠墊與摩擦滑移支座并列設置，由兩者共同承受上部結構重力荷載。它克服了橡膠墊價格高、摩擦滑移支座不能自動復位的弊端，橡膠墊能夠提供足夠的彈性恢復力、并且使結構剛度減小、周期延長，與此同時摩擦滑移支座可增大阻尼、具有良好耗能能力和經濟效益。在實際工程運用中，根據建筑結構形式、安全經濟性，采用并聯組合隔震體系，合理設計，具有較大優越性。

并聯組合隔震體系中，豎向荷載由橡膠隔震支座和摩擦滑移支座共同承擔，鉛芯橡膠隔震支座提供阻尼和恢復力，摩擦滑移支座提供阻尼，在水平地震作用下隔震層的滯回環更加飽滿，結構的隔震耗能效果更優。

參 考 文 獻

[1]日本免震構造協會.圖解隔震結構入門[M].北京：科學出版社，1998.

[2]尚守平.結構抗震設計[M].北京：高等教育出版社，2003.

篇9

會議收到論文報告58篇并印發了文集，有140人參加會議，在第一天的大會和第二天的分組會上分別有17位和26位專家作了報告，另外還安排了半天時間進行自由發言和討論。會議氣氛熱烈，取得了預期的效果，不同觀點之間也進行了較為充分的交流。

鑒于這一會議的論壇性質，以下僅就會上提出的一些問題及建議作一歸納，提交與會專家考慮并審議。



一、土建結構工程的安全性

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決定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，而這些又與土建工程法規和技術標準（規范、規程、條例等）的合理設置及運用相關聯。



1．我國結構設計規范的安全設置水準

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。我國建筑物和橋梁等土建結構的設計規范在這些方面的安全設置水準，總體上要比國外同類規范低得多。



1.1構件承載能力的安全設置水準

與結構構件安全水準關系最大的二個因素是：1）規范規定結構需要承受多大的荷載（荷載標準值），比如同樣是辦公樓，我國規范自1959年以來均規定樓板承受的活荷載是每平方米150公斤(現已確定在新的規范里將改回到200公斤)，而美、英則為240和250公斤；2)規范規定的荷載分項系數與材料強度分項系數的大小，前者是計算確定荷載對結構構件的作用時，將荷載標準值加以放大的一個系數，后者是計算確定結構構件固有的承載能力時，將構件材料的強度標準值加以縮小的一個系數。這些用量值表示的系數體現了結構構件在給定標準荷載作用下的安全度，在安全系數設計方法(如我國的公路橋涵結構設計規范)中稱為安全系數，體現了安全儲備的需要；而在可靠度設計方法(如我國的建筑結構設計規范)中稱為分項系數，體現了一定的名義失效概率或可靠指標。安全系數或分項系數越大，表明安全度越高。我國建筑結構設計規范規定活荷載與恒載（如結構自重）的分項系數分別為1.4和1.2，而美國則分別為1.7和1.4，英國1.6和1.4；這樣根據我國規范設計辦公樓時，所依據的樓層設計荷載（荷載標準值與荷載分項系數的乘積）值大約只有英美的52%（考慮人員和設施等活載）和85%（對結構自重等恒載），而設計時據以確定構件能夠承受荷載的能力（與材料強度分項系數有關）卻要比英美規范高出的10~15%，二者都使構件承載力的安全水準下降。日本與德國的設計規范在某些方面比英美還要保守些。一些發展中國家的結構設計多根據發達國家的規范，就如我國解放前和建國初期的結構設計方法參照美國規范一樣。至于中國的香港和臺灣，至今仍分別以英國和參考美國規范為依據。這里需要說明的是，在其他建筑物的活荷載標準值上，與國外的差別并沒有象辦公樓、公寓、宿舍中這樣大。不同材料、不同類型的結構在安全設置水準上與國際間的差距并不相同，比如鋼結構的差距可能相對小些。

公路橋梁結構的情況也與房屋建筑結構類似，除車載標準外，荷載分項安全系數（我國規范對車載取1.4，比國際著名的美國AASHTO規范的1.75約低25%）與材料強度分項安全系數均規定較低。

盡管我國設計規范所設定的安全貯備較低，但是某些工程的材料用量反而有高于國外同類工程的，這里的問題主要在于設計墨守陳規，在結構方案、材料選用、分析計算、結構構造上缺乏創新。



1.2結構的整體牢固性

除了結構構件要有足夠承載能力外，結構物還要有整體牢固性。結構的整體牢固性是結構出現某處的局部破壞不至于導致大范圍連續破壞倒塌的能力，或者說是結構不應出現與其原因不相稱的破壞后果。結構的整體牢固性主要依靠結構能有良好的延性和必要的冗余度，用來對付地震、爆炸等災害荷載或因人為差錯導致的災難后果，可以減輕災害損失。唐山地震造成的巨大傷亡與當地房屋結構缺乏整體牢固性有很大關系。2001年石家莊發生故意破壞的惡性爆炸事件，一棟住宅樓因土炸藥爆炸造成的墻體局部破壞，竟導致整棟樓的連續倒塌，也是房屋設計牢固性不足的表現。



1.3結構的耐久安全性

我國土建結構的設計與施工規范，重點放在各種荷載作用下的結構強度要求，而對環境因素作用（如干濕、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學介質侵蝕）下的耐久性要求則相對考慮較少。混凝土結構因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導致的結構安全事故，其嚴重程度已遠過于因結構構件承載力安全水準設置偏低所帶來的危害，所以這個問題必須引起格外重視。我國規范規定的與耐久性有關的一些要求，如保護鋼筋免遭銹蝕的混凝土保護層最小厚度和混凝土的最低強度等級，都顯著低于國外規范。損害結構承載力的安全性只是耐久性不足的后果之一；提高結構構件承載能力的安全設置水準，在一些情況下也有利于結構的耐久性與結構使用壽命。



2．調整結構安全設置水準的不同見解

我國結構設計規范的安全設置水準較低，與我國建國后長期處于短缺經濟和計劃體制的歷史條件有關。但是，能夠對土建結構取用較低的安全水準并基本滿足了當時的生產與生活需求，而且業已歷經了較長時間的考驗，這是國內土建科技人員經過巨大努力所取得的重大成就；但是，由于安全儲備較低，抵御意外作用的能力相對不足。如果適當提高安全設置水準將有利于減少事故的發生頻率和提高工程抗御災害的能力。國內發生的大量工程安全事故，主要是由于管理上的腐敗和不善以及嚴重的人為錯誤所致。現在提出要重新審視結構的安全設置水準，主要是基于客觀形勢的變化，是由于我們現在從事的基礎設施建設要為今后的現代化奠定基礎，要滿足今后幾十年、上百年內人們生產生活水平發展的需要，有些土建結構如商品房屋則更要滿足市場經濟條件下具備商品屬性的需要。國內近幾年來已對建筑結構安全度的設置水準組織過幾次討論，在如何調整的問題上存在較大的意見分歧，這次科技論壇上同樣反映了這些不同的見解：

1）認為我國現行規范的安全設置水準是足夠的，并已為長期實踐所證明，而國外就沒有這種經驗。我國取得的這一成功經驗決不能輕易丟掉，在安全度上不能跟著英美的高標準走；安全度高了是浪費，除個別需調整外，總體上不必變動。

2）認為我國規范的安全度設置水準盡管不高，但在全面遵守標準規范有關規定，即在正常設計、正常施工和正常使用的“三正常”條件下，據此建成的上百億平米的建筑物絕大多數至今仍在安全使用，表明這些規范規定的水準仍然適用；但是理想的“三正常”很難做到，同時為了縮小與先進國際標準的差距以及鑒于可持續發展和提高耐久性的需要，在物質供應條件業已改善的市場經濟條件下，結構的安全設置水準應適當提高。這種提高只能適度，因為我國目前尚屬發展中國家。

3）認為我國規范的安全設置水準應該大體與國際水準接近，需要大幅度提高。這是由于隨著我國經濟發展和生活水平不斷提高，土建工程特別是重大基礎設施工程出現事故所造成的風險損失后果將愈益嚴重，而為了提高工程安全程度所需要的經費投入在整個工程（特別是建筑工程）造價中所占的比重現在已愈來愈低，材料供應也十分充裕。過去的低安全水準只是適應了以往短缺型計劃經濟年代的需要，但決不是沒有風險，如果規范的安全水準較高，曾經發生過的有些安全事故本來是可以避免的，而規范的這一缺陷在一定程度上為“三正常”的提法所掩蓋。在建的工程要為將來的現代化社會服務，安全性上一定要有高標準。低的安全質量標準在參與將來的國際競爭中也難以被承認，即使結構設計的安全設置水準能夠提高到與發達國家一樣，由于我們的施工質量總體較差，結構的安全性依然會有差距。

3、結構設計規范的概率可靠度設計方法

自1984年國家建委和國家建設部頒布了建筑結構設計統一標準以來，我國的建筑結構設計規范已從80年代末期起拋棄了傳統的多安全系數設計方法，從而統一采用以概率理論為基礎的可靠度設計方法；其它的工程部門如公路、鐵路、港口、水利的結構設計規范也正在或計劃作這樣的轉變。我國規范的可靠度設計方法是參考國際上的相應標準ISO2394并經過國內科技人員努力后得以實施的。將可靠度設計方法用于結構設計規范，在國際學術界內通常被看成是一種發展趨勢，但在工程內界則存在不同看法。盡管有了ISO2394，國外卻鮮有重要或著名的結構設計規范已直接采用了可靠度設計方法，至今仍采用多安全系數設計方法或稱荷載抗力系數法。在我國，對于建筑結構設計規范中的可靠度設計方法以及企圖將我國各個行業的各種結構設計規范都用可靠度方法統一起來的做法，雖然工程設計界頗有微詞，但學術界持贊成和肯定者是主流，不過仍不時有人對可靠度方法用于設計規范的適用性提出質疑。這次科技論壇上則較為集中地反映了對規范可靠度方法的意見分歧。

對我國規范的可靠度設計方法持肯定意見的專家認為這是重大的科技進步，可靠度方法對安全度的概率定義要比定值的安全系數更清晰、更科學、更合理，當然概率可靠度設計方法本身尚有不少缺陷，有待進一步修改完善。持相反意見的人則認為，結構設計規范所面向的是類型多樣的復雜群體，在安全度上需要考慮的不確定性與不確知性非常復雜，并不是“從統計數學觀點出發的概率定義”所能科學描述或處理；規范可靠度方法在我國十多年的實踐表明，它并沒有給結構設計的安全性帶來明顯實效，反而造成了安全概念上的某些混亂；對工程技術人員來說，結構的安全度用可靠指標和虛假的失效概率表達后變得更加不可揣摩和模糊不清，不如安全系數那樣從安全儲備出發的度量方法更為直觀和便于處理具體工程的安全問題；現行設計規范中的可靠度方法很不成熟，存在不少根本缺陷；他們認為半概率的多安全系數方法更適用于規范，也不排斥可靠度分析的結果可以作為一種參考，在綜合判斷安全系數的合理取值時予以考慮。



二、土建結構工程的耐久性



土建結構工程的耐久性與工程的使用壽命相聯系，是使用期內結構保持正常功能的能力，這一正常功能包括結構的安全性和結構的適用性，而且更多地體現在適用性上。



1、土建結構工程的耐久性現狀

大多數土建結構由混凝土建造。混凝土結構的耐久性是當前困擾土建基礎設施工程的世界性問題，并非我國所特有，但是至今尚未引起我國政府主管部門和廣大設計與施工部門的足夠重視。

長期以來，人們一直以為混凝土應是非常耐久的材料。直到70年代末期，發達國家才逐漸發現原先建成的基礎設施工程在一些環境下出現過早損壞。美國許多城市的混凝土基礎設施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的時期內就出現劣化；據1998年美國土木工程學會的一份材料估計，他們需要有1.3萬億美元來處理美國國內基礎設施工程存在的問題，僅修理與更換公路橋梁的混凝土橋面板一項就需800億美無，而現在聯邦政府每年為此的撥款只有50～60億美元。另有資料指出，美國因除冰鹽引起鋼筋銹蝕需限載通行的公路橋梁已占這一環境下橋梁的1/4。發達國家為混凝土結構耐久性投入了大量科研經費并積極采取應對措施，如加拿大安大略省的公路橋梁為對付除冰鹽侵蝕及凍融損害，鋼筋的混凝土保護層最小厚度從50年代的2.5cm逐漸增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm，而混凝土強度的最低等級也從50年代的C25增到后來的C40，橋面板混凝土從不要求外加引氣劑、不設防水層到必須引氣以及需要設置高級防水膠膜并引入環氧涂膜鋼筋。而我國遭受鹽凍侵蝕地區的公路橋梁在耐久性設計方面至今仍無明確要求，對混凝土保護層和強度的要求僅為2.5cm與C25，與上面提到的加拿大50年代水準一致。國內按這種標準設計的一座大橋，建成后僅8年，由于鹽凍侵蝕，現已不得不部分拆除重建。我國建設部于80年代的一項調查表明，國內大多數工業建筑物在使用25～30年后即需大修，處于嚴酷環境下的建筑物使用壽命僅15～20年。民用建筑和公共建筑的使用環境相對較好，一般可維持50年以上，但室外的陽臺、雨罩等露天構件的使用壽命通常僅有30～40年。橋梁、港工等基礎設施工程的耐久性問題更為嚴重，由于鋼筋的混凝土保護層過薄且密實性差，許多工程建成后幾年就出現鋼筋銹蝕、混凝土開裂。海港碼頭一般使用十年左右就因混凝土順筋開裂和剝落，需要大修。京津地區的城市立交橋由于冬天灑除冰鹽及冰凍作用，使用十幾年后就出現問題，有的不得不限載、大修或拆除。鹽凍也對混凝土路面造成傷害，東北地區一條高等級公路只經過一個冬天就大面積剝蝕。我國鐵路隧道用低強度的C15混凝土作襯砌材料，密實度和抗滲性差，不耐地下水與機車廢氣侵蝕，開裂與滲漏嚴重；對幾個路局所轄的隧道進行抽樣調查表明，漏水的占50.4%，其中1/3滲漏嚴重，并導致鋼軌等配件銹蝕以及電力牽引地段漏電，影響正常運行，而1999年頒布的鐵路隧道設計規范仍未能對隧道的耐久性問題采取適當的對策，如適當提高混凝土的最低強度等級和在混凝土中摻入化學纖維等。

耐久性問題的嚴重性和迫切性在于我們許多正在建設的工程仍未吸取國際和國內的大量慘痛教訓，還沿著老路重蹈覆轍。一些北方城市新建成的立交橋和高速公路橋，仍沒有在材料性能和結構構造等方面采取必要的防治凍融和鹽害的綜合措施。甚至大型工程如2000年投入運行的珠海蓮花跨海大橋，其主體結構在浪濺區仍采用不耐海水干濕交替侵蝕的C30混凝土與3～4cm厚的保護層厚度。

有專家估計，我國“大干”基礎設施工程建設的還可延續20年，由于忽視耐久性，迎接我們的還會有“大修”20年的，這個可能不用很久就將到來，其耗費將倍增于當初這些工程施工建設時的投資。

使混凝土結構的耐久性問題進一步加劇的原因有：

1)由于混凝土的質量檢驗習慣上以單一的強度指標作為衡量標準，導致水泥工業對水泥強度的不適當追求，使水泥細度增加，早強的礦物成份比例提高，這些都不利于混凝土的耐久性。我國對水泥質量的檢驗在強度上只要求不低于規定的最低許可值，而國外則同時還要求不高于規定的最高值，如果強度超過了也被認為不合格，這種要求還有利于水泥產品質量的均勻性。

2)工程施工單位不適當地加快施工進度，尤其是政府行政領導對工程進度的不適當干預。混凝土的耐久性質量尤其需要有足夠的施工養護期加以保證，早產有損生命健康的概念同樣適用于混凝土。國內媒體上大加宣傳的所謂幾個月就修成一條大路、建成一座大橋、或蓋成一幢高樓的工程以及搶工獻禮工程，很可能就是今后注定要花掉更多資金進行大修的短命工程。提前完成合同規定施工期的在國外要被罰款，因為意味著工程質量有遭到損害的可能。

3)環境的不斷惡化，如廢氣、酸雨，我國的酸雨面積已超過國土的30%。

當前迫切需要進行的工作是盡快編制橋梁、隧道、港工等基礎設施工程耐久性設計的技術條例，修訂補充現行規范中對結構耐久性的要求。首先需要明確的是各種基礎設施工程的設計工作壽命，在重要工程的設計文件中必須有使用壽命的要求和論證。當前在建的眾多工程在耐久性上之所以仍然沿著重蹈覆轍的道路走，很重要的一個原因是工程設計施工技術人員在耐久性上沒有可資遵循的新依據。更為嚴重的是現行規范中的有些條文，本身就對耐久性有害。為了提高混凝土耐久性，在混凝土中合理使用粉煤灰、礦渣等礦物摻合料是重要的技術手段，國外有的規范甚至規定在橋梁等混凝土結構中必須加入粉煤灰等摻合料，而我國的鐵路混凝土橋隧施工規范仍在明文禁止使用。此外，工程技術界還存在長期形成的一些過時的看法，對改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如，顧慮會影響混凝土強度而不愿使用引氣劑，而引氣本應作為改善混凝土耐久性和工作性的常規手段；又如，希望加大水泥用量來保證混凝土強度，而盡可能低的水泥用量本應是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途徑。

在修訂規范的耐久性要求上，交通部于2001年頒布的港工混凝土結構防腐蝕技術規范已為其它土建工程行業起到較好的示范作用。我們一方面要參照國內外已有的資料和經驗，盡快編寫出相應的設計施工技術文件以應急需，另一方面則要安排系統的研究項目，加大耐久性研究工作的支持力度；混凝土結構的耐久性是當前國際上結構工程學科最為重要的前沿研究領域之一，而我國在這一方面相當落后。混凝土的耐久性研究離不開原材料和環境等特定條件，需要考慮本國的特點，是不能完全依賴國外研究成果的。

重視混凝土結構的耐久性也是可持續發展的需要。生產混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗國土資源并破壞植被與河床，水泥生產排放的二氧化碳已占人類活動排放總量的1/5～1/6，而我國排放的二氧化碳量已居世界第二。我國現在每年生產5億多噸水泥，與之相伴的是年耗20多億方的砂石，長此以往實難以為繼。延長結構使用壽命意味著節約材料，而耐久的混凝土一般又應是水泥用量較低和礦物摻合料(工業廢料)用量較高的混凝土，所以耐久的混凝土正適應環境保護的需要。國際上對橋梁、隧道等土木工程的設計工作壽命多為100年，有的如英國為120年。考慮到耐久性不足所造成的巨大經濟損失和資源浪費，國際上近年來有要求將這些工程的最低工作壽命進一步延長的趨勢，如提出城市環境中的橋梁至少應有150年。



2．土建結構工程使用階段的正常檢測與維護

結構耐久性和使用壽命的概念，與使用階段的檢測、維護和修理不能分割，對處于露天和惡劣環境下的基礎設施工程來說尤其如此。為了保證結構安全性和耐久性，一些工程在建成后的使用過程中，應該進行定期檢測和維護。我國有結構工程的設計規范與施工規范，但沒有如何使用的規范。有些工程倒塌事故，例如最近四川宜賓的南門大橋發生橋面坍落事故，就是因為橋面結構與主拱之間的吊桿在連接處發生銹蝕，如果有定期的檢測要求，這樣的事故很有可能避免。有些國家對于結構的損壞可能導致公眾安全的建筑物與橋、隧等公共工程，強制規定必須定期檢測；即使是建筑物的玻璃幕墻和外墻面磚等建筑部件，因其墜落后容易傷及公眾，也有強制定期檢測的要求。我國由于施工管理水平和事故操作人員的素質相對較差，質量控制與質量保證制度不夠健全，規范對結構安全與耐久性的設置水準又相對較低，已建的工程中往往存在較多隱患，所以更有必要從法制上確定土建工程的正常使用和定期檢測的要求。對于土建結構工程的安全質量，雖然政府已作出了設計與施工的責任單位和個人需對其“終身負責”的規定，但是這種要求執行起來缺乏可操作性。要將結構安全質量事故減少到最低程度，還應以預防為主，通過例行檢測及時發現問題。

現在國內有大量土建工程因步入老化期需要診治，也有大量已建的違章工程需要評估，更有許多工程發生病害需要診斷和加固，各地已涌現了不少從事土建工程診斷、治理與加固的隊伍，并有蓬勃發展成為一種新興行業的趨勢。出現問題和病害以后再來治理固然重要，但是我們應該更加強調預防。對于在役土建工程的檢測和評估，要建立相應的法規和標準，要有從業人員的注冊和從業機構的資質認證制度，在管理體制上予以規范。

從國家對公共工程建設的投資和對工程設計的要求來看，需要有工程整個使用期限即全壽命費用支出的論證。只注意工程項目建設的一次投資支出，很少考慮工程建成后需要正常維護與修理的長期費用，不但可能損害工程使用壽命和正常使用功能，而且經濟上算總賬會很不合算。在發達國家，由于新建工程少，用于維修的費用往往更為主要，英國1978年的土建維修費上升到1965年的3.7倍，1980年的維修費占當年土建費用總支出的2/3。我國雖是發展中國家，現在正大興土木，可是過去建成的大量工程已經或過早老化。國內40％公路橋梁的橋齡已大于25年，加上進入90年代以后交通量猛增，超載嚴重，以往的設計標準又低，路、橋的維修問題十分突出。由于養護維修費用得不到保證，造成工程安全隱患并在以后需要支出更多的大修費用。在土建工程的投資上，希望有關部門能加大已建工程維修的費用。

為加速路橋等公共工程建設，國家現在鼓勵投資公司出資并給以一定期限如30年的經營收入作為補償。如果對重要土建工程有必須進行定期檢測與評估的法規，就能保證這些工程在一定期限后歸還國家管理和經營時的良好功能，對于設計工作壽命為100年的橋梁，至少還可正常使用70年，而不至于30年到期后國家接收的已是一個破舊的工程。



三、技術規范的作用與管理



這次科技論壇對于土建結構工程技術規范的定位、作用與管理也進行了討論并提出了一些看法。

長期以來，受計劃經濟體制的影響，我們往往視技術規范為法，將規范的具體規定和要求等同于法律條文來對待。技術規范或規程，與各種技術條例、技術要求、工法、指南等技術文件一樣都是技術標準，本身不具有法律作用，只當工程各方（業主、設計、施工企業）認同作為設計與施工的依據并在契約的基礎上，才能作為法律仲裁的依據。將技術問題法制化并強制執行，不利于技術進步和創造性的發揮，反而容易成為推卸責任的借口。當然，政府部門從國家和公眾的整體利益出發，需要在安全、環保等重大原則上對土建工程的設計施工提出必須滿足的最低要求并制定相應的法規，但法規一般并不需要提供如何達到這些要求的具體技術途徑和方法，后者是技術標準的任務。政府也可以原則認可或批準某些重要的技術規范或其中某些內容使用。

土建工程有著強烈的個性，需要工程技術人員針對具體特點去解決設計與施工問題。所以規范作為技術標準宜強調其指導性而不是強制性。如果規范條文看作為一般意義上的法律條文，就有可能束縛設計施工人員的主動創造性并阻礙新技術的應用。。我國土建工程在結構設計上與國外相比的最大差距就在于方案與技術上的創新，這與以往過分強調規范的法律地位從而形成所謂“結構設計就是規范加計算”的傾向不無關聯。我國的技術規范在編寫風格上也有模仿法律的傾向，極少提及使用者需要注意規范可能存在的某些不足之處或允許并鼓勵使用者在某些問題上可以另辟蹊徑。如果在設計施工中要取代規范中已經落后過時甚至有害的技術規定，則無異于違法行為。相反，只要墨守規范，即使出了事故，就可不負法律責任。這樣就在客觀上降低了對工程技術人員的業務技能要求與職責要求，不利于提高我國建筑企業和從業人員的素質以及參與今后的國際競爭。為了消除這些負面影響并杜絕鉆規范條文的空子進行偷工減料，應有必要建立這樣的共識并作出規定，即遵守了規范條文并不意味著就可免除法律責任。國外有些規范就是這樣規定的。

企圖不斷加強技術規范的強制性來解決屢禁不止的工程事故，不是解決問題的有效途徑。現在，有關主管部門將建筑結構設計規范中的部分條文抽出來，明確列為強制性條文，同時規定各個設計單位完成的設計，須通過有關部門或其授權委任的其他企事業設計單位的審查，而審查的主要內容就在于對照規范強制性條文的要求，其任務已類似于執法；這種做法是否明智似可商榷。我國土建工程事故頻繁的原因，主要在于管理不善，特別是管理環節上的腐敗；其次是施工操作人員素質低，又難以短期解決；過分強調規范的地位與作用，未能建立與規范配套的完整標準體系，比如缺乏指南、工法等更為詳盡具體的技術文件，可以用來指導和規范設計與施工的各個具體環節，也有一定的關系。從設計角度看，出現事故主要不是由于沒有按照規范強制性條文的規定，而是方案性的錯誤或忽略主要的設計條件；也有一些工程則因過去的設計標準過低，耐久性不足，在使用過程中又缺乏應有的例行檢測而導致失效。其實，要做到設計規范強制條文的要求最為容易，為此請專業人士審查似無必要。重要的工程設計應規定請專業單位全面審核，其要點也應在結構方案、構造方法與計算分析的原則上。從結構設計的國家規范中抽出的強制性條文不免支離破碎，個別條文的規定也不一定適合某些地區和某些工程的具體特點，反而造成麻煩。我國幅員廣闊，各地經濟發展很不平衡，技術力量懸殊，環境條件各異，客觀上要求規范能給設計人員更多靈活性，少一些強制性，這樣才能更好地在規范的指導下，根據工程的特點和具體條件去解決問題。總之，在規范標準上，要擺脫計劃經濟年代遺留下來的過分強求統一、較少考慮個性和缺乏實事求是靈活性的傾向。要提倡和鼓勵各省市編制地方性規范，在工程的安全性和耐久性標準上，可有不同的設置水準。比如上海、北京、廣州這些大城市應該高些，在抗震防災要求上，更應區別對待。全國性的規范訂得愈詳細，其適用性可能變得愈差，造成的混亂也可能愈多；特別象巖土工程那樣的規范更是如此。

技術標準中的強制性越多，也意味著政府有關部門在具體技術問題上需要承擔的責任越重，而這些本來不該是政府部門的職責。規范中的要求是最低要求，在安全設置水準上，政府需要干預的也應是保證公眾安全的最低要求。對于土建結構的抗震設計，政府有關部門至今仍規定任何部門和個人不得隨意提高抗震的設防標準(建抗586號文件)。事實上，如將商品房的抗震設防烈度提高1度，抗震能力可提高約1倍，而增加的房屋造價相當有限，在眾多城市中可能僅及居民用于室內裝修費用的幾分之一。政府的這一規定無異于限制居民只能購置抗震安全質量標準最低的房屋，如果發生地震造成損害，有關部門如何解釋？

規范等技術標準的管理體制亟待改善。建國以來，由政府部門負責統管并指定有關企事業單位分別承擔每本規范編寫和修訂工作的做法已越來越不能適應當前的形勢，有些在經費和人力上得不到保證，平時基本上沒有專門人員去搜集了解規范使用中的問題并及時修改補充規范條文；面對新的結構型式、新的材料和新的工藝，規范的過時條文不但成為推廣新技術的阻力，而且有被誤用或盲目套用而造成工程質量安全事故。

發達國家有關土建結構工程的規范及與之配套的各類技術標準多由行業協會或專業學會編制及管理，規范的翻新周期短，不象我們要長達10年以上。我國的學會與協會重復設置，分工不明，并且至今還依附于某一政府部門，基本上只起到政府職能部門非官方代言人的作用，距離獨立和富有活力的健全機構還差的很遠，如何發揮這些機構在技術標準編寫和管理中的作用也是值得探討的一個問題。建議隨著改革的深入，整頓合并有關的學會、協會，加強其職能，并逐漸成為技術標準編制管理的主體。



四、準備提交政府有關部門考慮的建議



為了改善我國土建結構工程的安全性與耐久性，這次論壇中提出了以下建議供政府有關部門考慮，：

1、橋梁、隧道、道路、港口等基礎設施工程的混凝土結構耐久性，已是當前亟待采取措施應對的重大問題。否則，一些工程的正常使用功能和安全性將得不到有效保證，我國的現代化建設和國民經濟會蒙受巨大損失，并將給生產和公眾生活帶來長期困擾。

建議國家建設部、交通部、鐵道部主管土建工程設計標準的部門，能對工程的耐久性要求作重點審查，明確土建工程的設計應有最低使用壽命的要求，重要工程的設計文件中應有正常使用壽命和耐久性設計的獨立章節與論證；

建議國家自然科學基金委員會能在今后一段時期內對混凝土工程耐久性的基礎理論研究給予重點支持；

建議國家安全生產監督管理局為在近期內編訂有關法規標準給以立項資助；

建議中國工程院土木水利建筑學部在其咨詢研究項目中，聯絡國內有關專家，促進土建結構耐久性設計指導性技術條例的編制。



2、土建工程使用過程中的安全性，應有定期的檢測和正常的維護修理加以保證。對于重要土建工程，我國尚無必須進行安全檢測的法規。在基礎設施工程的投資上有重新建、輕維修的傾向，不利于工程壽命和投資效益。

建議對橋、隧等重要公共基礎設施和公共建筑物，在其使用期內實施強制性的定期安全檢測。為此，需要制定法規，編制相應的技術標準；對于土建結構工程的檢測與評估，需要建立從業人員的注冊制度和從業機構的資質認證與監管體制。凡屬已建工程的安全診斷也可一并歸入這一行業。

建議政府有關部門在橋、隧、道路等土建基礎設施工程投資上，根據需要，加大工程維修費的比例。



3、完善技術標準體系與管理體制，發揮學會、協會在技術標準編制、修訂和管理中的作用；逐步淡化技術規范條文的強制性質；鼓勵編制地方性規范(標準)和企業標準，適應不同地區在環境地質和經濟、技術水平上的差異，并鼓勵科技創新和技術進步。

篇10

論文關鍵詞：膨脹加強帶；后澆帶；膨脹劑；應用

1 工程概況

池州市質量技術監督局綜合辦公樓工程總長55.07米，寬32.49米，地下一層，地上十六層，建筑面積13138.4m2。地下室底板厚度1.1米、0.7米，混凝土強度等級C35，抗滲等級P8。混凝土約2200立方，屬于典型的大體積混凝土。本工程屬于辦公用房，工程質量要求嚴格，由于該工程地下室混凝土底板超厚、超長。如采用常規的施工方法，會遇到許多的技術難題。因此，根據工程實際情況和施工技術要求，該工程采用連續無縫施工，在整個基礎平面圖中設計“#”字形膨脹加強帶，橫向軸線設置在A軸線至B軸線之間、D軸線至E軸線之間，縱向軸線位置設置在2軸線至3軸線、5軸線至6軸線之間。而主體結構圖中縱向方向每層設計兩條膨脹加強帶，位置設置在2軸線至3軸線、5軸線至6軸線之間，而且尺寸對稱。

2 技術原理

由于普通混凝土存在收縮，導致開裂破壞，結構設計一般是以設置臨時性收縮變形縫的方法釋放大部分收縮應力，經過一段時間后再以較大膨脹量的混凝土回填此縫。膨脹加強帶的技術原理是在帶內混凝土中摻加適量膨脹劑，通過水泥水化產物與膨脹劑的化學反應，使混凝土產生適量膨脹，在鋼筋和混凝土的約束下，在鋼筋混凝土中產生一定的預壓應力，使結構的收縮拉應力得到大小適宜的補償，從而達到防止混凝土結構開裂破壞的目的。膨脹加強帶設置在混凝土收縮應力發生最大的地方，通常是房屋長度方向的中間，對于超過普通混凝土伸縮縫設置距離過長的且要求連續無縫施工的混凝土結構，可以在適當部位設置多條膨脹加強帶。大量的工程實踐證明，采用膨脹加強帶，可以連續施工超長混凝土結構不留縫而不裂，減少了分縫處理帶來的麻煩，大大縮短了工期，取得了顯著的經濟效益。混凝土采用預拌泵送商品混凝土。

3 膨脹加強帶施工做法：

膨脹加強帶的做法主要有三個要點：1、加強帶寬度2.0m，加強帶兩側用雙層2～3mm孔眼密目鋼絲網分隔，并按200mm設一根豎向螺紋16mm的鋼筋和受力主筋焊接予以加固，其上下均應留出不小于2.5cm混凝土保護層，鋼絲與鋼絲網、上下水平鋼筋及豎向加固筋必須綁扎或焊接牢固，不得松動。以免澆筑混凝土時被沖開，影響加強帶的效果。2、帶內采用設計強度等級比相鄰非加強帶混凝土強度等級高一級的混凝土進行澆筑，加強帶外側位置混凝土摻適量小膨脹劑。3、帶內混凝土外摻12%膨脹劑，比帶外混凝土膨脹劑摻量高2%（帶外混凝土膨脹劑摻量為10%）。

4 施工要點

1.原材料

1.1 水泥：本工程采用的水泥強度等級為425；

1.2 砂：中粗砂，細度模數2.6～2.9，含泥量小于1%；

1.3 石子：5mm～31.5mm連續級配碎石或碎卵石，含泥量小于1%；

1.4 粉煤灰：二級分選粉煤灰；

1.5 膨脹劑：安徽省廬江縣冶山混凝土外加劑有限公司生產的UEA膨脹劑。

1.6 減水劑：淮北市強盛混凝土外加劑公司生產的QS-2緩凝高效減水劑

2.泵送混凝土要求

1.1 坍落度：出機坍落度16cm～18cm，運至施工現場1h左右為14cm～16cm，以滿足泵送要求,

1.2 凝結時間：4h～6h,

1.3 限制膨脹率：水養14d，膨脹率大于0.03%；

5 混凝土配合比

混凝土配合比經過試配合格后才能使用，并按JCJ55-2000普通混凝土配合設計技術規程標準執行。

6 混凝土的拌制與質量控制

項目部技術人員和混凝土攪拌站技術人員對使用的輸送和計量設備進行檢查，確保施工期間的正常使用，進場的原材料進行嚴格的把關，必須符合國家有關標準，現場加強管理，有明確的生產記錄，并對混凝土質量控制要求如下：

1、各種原材料必須符合有關標準，并檢驗合格后才能入庫。

2、定期校驗計量設備，水泥、粉煤灰、用水量、UEA膨脹劑及減水劑計量誤差不得超過±1%，石子不得超過±2%。

3、投料順序為：砂、石、水泥、UEA膨脹劑、粉煤灰、QS-2減水劑及水。攪拌時間應比普通混凝土延長30s～60s。

4、由于砂、石材料的含水率經常變化，因此拌和混凝土應以坍落度為準，施工技術人員并技術交底嚴禁更改配合比所設計的含水量。

5、混凝土按施工圖做好供應計劃，保證運輸及時連續。

6、必須做好地下室電氣、空調、給排水、消防、人防等各專業施工單位預留孔洞或套管以及預埋構件。施工前派專人校對各專業圖紙與預留孔施工總圖是否相符。

7、注意控制混凝土振搗時間，不得過振、漏振、少振。

8、底板混凝土振搗密實后，采用木方刮平表面。在混凝土接近初凝時，安排專業混凝土工進行混凝土磨面工作，防止混凝土表面龜裂。

9、混凝土澆筑過程中，應及時清理混凝土表面的泌水。

10、現場按規范規定留取混凝土及抗滲試塊。

7 混凝土的澆筑

混凝土的澆筑采用連續施工方式施工。澆筑施工時嚴格按施工專項方案要求施工，開始從一側澆筑混凝土，分層梯式前進，每層混凝土振搗密實，不得漏振或過振。加強帶外2米范圍內混凝土采用小膨脹混凝土澆筑，當澆筑到加強帶時采用上述配合比的混凝土施工，澆筑至另一側時又改用小膨脹混凝土澆筑，如此循環下去，直至連續澆筑完畢。

8 混凝土養護

混凝土的收縮變形主要發生在早期，因此前期的養護工作至關重要。在混凝土初凝前，進行2次抹壓，防止表面裂縫的出現。其養護時間從混凝土初凝后開始，采用蓄水或蓋麻袋澆水，保濕保溫養護14d，既保證混凝土水化用水又控制混凝土內外溫差在25℃以內。混凝土的養護是保證混凝土質量的最重要的措施之一，養護期間必須有專人負責，杜絕出現干燥情況，確保混凝土硬化的順利進行。同時對大體積混凝土及時測溫，前七天每各兩小時測一次，后七天一天測四次，并保留原始數據。