混凝土結構設計案例精選(九篇)
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第1篇：混凝土結構設計案例范文
土木工程專業是實踐應用比較強的專業。為體現國民經濟和社會發展對土木工程專業人才的現實和長遠需求，必須要學以致用。獨立院校作為應用型本科院校，結合土木工程專業培養目標，以CDIO能力培養為理念的《土木工程專業應用型卓越工程師培養計劃》及寬口徑土木工程專業培養方案，以注重提高學生綜合素質和創新能力，注重加強學生專業基礎知識和優化基本理論知識結構，向培養土木工程師從事設計、施工與管理等應用方向拓展。混凝土結構設計原理課程體系龐雜，需要加強其與材料力學、建筑材料等基礎課的聯系，綜合知識結構，理清課程的脈絡精髓，使學生更透徹地理解混凝土構件受力機理，并對構件整個受力過程有更全面了解，讓主要知識點的掌握有如一氣呵成之感。結合本課程的特點，理清“實驗———基本假定———應力簡圖———基本公式———適用條件———應用”這一思路。對于各類受力構件，首先根據大量實驗資料分析實驗結果，闡明基本假定，據此推出核心應力簡圖，再結合力學知識，基本公式及適用條件則隨之導出，計算步驟也順應確定。實現幫助學生理清學習思路，有計劃有步驟的主動學習本課程的目的。
二、合理統籌教學內容，編制工程師計劃的培養體系
（一）加強對設計規范的學習
混凝土結構設計原理課程主要涉及的規范是《混凝土結構設計規范》和《砌體結構設計規范》。每一次新規范的頒布[2]，都迫切要求有關的工程技術人員、教師和學生學習掌握新規范。作為教師，尤其要盡可能地將新規范融入到混凝土結構設計原理課程教學實踐中，加強學生對規范條文的學習和理解，特別是修訂部分的內容，增加了[3]結構整體性和防連續倒塌設計、結構耐久性設計、裂縫寬度驗算調整、高強度材料的推廣等，最好能讓學生理解其修訂內容的科研或工程背景，以便學生更好地掌握。根據《混凝土結構設計規范》（GB50010———2010）和《砌體結構設計規范》（GB50003———2011）的頒布及教學思路，對每一章給出教學要求，分為基本概念、計算能力和構造要求三方面，并分三個檔次：對概念，分為“深刻理解”、“理解”和“了解”；對計算能力，分為“熟練掌握”、“掌握”和“會做”；對構造，分為“熟悉”、“領會”和“識記”。全面修改和補充計算例題等。并在內容上涉及不少注冊執業資格相關規范條文和算例，為培養學生畢業后獲得注冊執業資格做準備。
（二）優化課程內容，處理好重點和難點的關系
在與基礎課程聯系的基礎上，結合教學大綱合理安排并優化教學內容，在此基礎上重視對本課程重點與難點的處理。教師首先要明白學生在學習這些知識前需要的先導知識（包括先修基礎課程）。其次結合獨立學院培養應用型人才和學生力學等基礎相對較差的情況，要清楚學生學習的重點和難點，然后認真備課，針對具體模塊內容，精心設計問題，有目的的引領學生梳理學習思路、幫助學生漸漸主動融入課程內容角色；讓學生掌握重點，理解難點。混凝土結構設計原理課程涉及許多構造措施，如混凝土的最小保護層厚度，鋼筋的錨固長度、搭接長度，鋼筋間的凈距或間距，受力鋼筋的最小配筋率等。這部分內容規定性的東西多，內容比較零散，在講授時應進行適當歸納與分類，盡量使其條理化和簡單化，并介入實體模型，便于學生理解和記憶。
（三）制訂本課程基于CDIO工程教育模式的培養體系
本課程基于CDIO工程教育模式的培養體系，需在土木工程專業的工程師培養體系的基礎上制訂。以土木工程專業的教學規范為依據，保留專業基本的理論教學和實踐教學，結合行業不同單位的工作性質和學生興趣及未來計劃的發展去向增加與工程師培養相適應的理論教學和實踐教學。統籌我院土木工程專業開設課程實際，針對設計院就業方向，還可增設施工圖預算、混凝土結構工業廠房設計、砌體結構設計等實踐環節，由校內教師和校外工程師綜合指導。針對施工企業就業方向，還可增設工程預決算實踐環節，由校內教師和校外工程師綜合指導。針對咨詢公司就業方向，增設工程項目現場實習，包括工程招投標流程、招投標文件編制、監理規劃大綱編制等，由校內教師和校外工程師綜合指導。
三、構建實踐教學新模式
（一）引入工程案例教學法，營造課堂工程氛圍
為達到教學目的，實現教學內容，運用教學手段而進行，引進新的教學方法勢在必行。本課程采用案例分析法，以教師指導下的分組討論方式進行。教師根據課堂教學要求、內容關聯性及學生興趣選擇案例，說明理論在實際中的具體運用。結合案例提供的信息，運用混凝土結構設計原理知識進行針對性地分析和論證。學生在辯論中學習，充當主角。案例教學是理解和深化理論知識的有效途徑。通過教師的引導和啟發，提供和評估備選方案，培養學生運用混凝土結構設計原理的知識和方法，模擬解決實際問題實現知識由抽象到具體的飛躍。
（二）將實體模型引入教學實踐
為增強學生對土木工程結構的空間想象力，在原有的結構與材料實驗室建立比較系統的土木工程專業系列課程，如混凝土結構設計原理、鋼結構、房屋建筑學、土木工程材料、土木工程施工等課程教學實體模型。針對本專業開設方向和課程要求，需配置包括混凝土結構和道路與橋梁工程結構在內的結構教學模型。其中混凝土結構有梁（含簡支梁、連續梁、懸臂梁、矩形梁、T形梁）、樓（板）蓋、柱、工業廠房等模型。將實體模型引入課程教學實踐，模擬“施工現場”，將“工程搬進課堂”，增強學生的感性認識，提高學生對土木工程體系概念的整體思維能力和空間想象力，從而大大提高課堂教學效率和效果，同時為后續的試驗研究，制作混凝土結構構件模型做準備。
（三）組織施工現場參觀，加強感性認識
結合本學院合作辦學方的優勢，提供與寶坻區產學研合作項目，開辟“專業實踐教學基地”。如在現澆混凝土結構施工現場，學生能較深刻地了解主、次梁的立體交叉關系和鋼筋布置應注意的問題，及鋼筋的錨固、搭接、彎起等構造要求；學習預應力混凝土知識時，可組織學生參觀預應力張拉工藝及過程，了解預應力筋的種類、錨具等，以增強學生的感性認識。通過這一系列實踐教學，使學生深刻理解課堂教學的內容。除此之外，基于CDIO工程教育模式的培養體系中的工程實例講座，與理論課程和施工現場參觀等穿行。通過課堂視頻和實體模型及工程案例教學、安排工程實例講座、到施工現場參觀實習等，讓學生親身接觸實際工程，進一步增強感官認識，并逐步過渡到理性認識，大大提高學生分析問題、解決問題的能力。
（四）加強試驗研究，制作混凝土結構構件模型
鋼筋混凝土結構材料性能的不確定性、離散性，使鋼筋混凝土結構基本理論須由鋼筋和混凝土材料性能以及結構構件的受力性能的試驗研究來驗證。利用結構與材料實驗室，通過試驗觀識結構構件從開始加荷到破壞的過程，構件內部應力、應變的變化，裂縫的發生、發展以及裂縫的分布等特征，分析構件的受力狀態，以及鋼筋和混凝土在受荷過程中所表現出來的特性。教師通過啟發、引導學生從現象出發，主動思考找出事物本質，訓練學生分析問題和解決問題的能力。利用結構與材料實驗室，可模擬現場施工，實現仿真教學，制作混凝土結構構件模型。結合混凝土結構設計原理先修課程如土木工程材料、土木工程施工等，從水泥、石子、砂子、鋼筋等原材料選取到配筋計算、水灰比計算、鋼筋的綁扎、支模、混凝土澆筑及養護、試塊制作等，模擬施工的全過程，預制鋼筋混凝土梁，對其強度進行測試，并引導學生對試驗結果進行分析，鼓勵自主實驗。可大大提高學生的學習積極性。
四、結束語
第2篇：混凝土結構設計案例范文
本文首先簡單介紹了一個實際工程案例，針對建筑結構的裂縫問題深入的探討一下，可以為建筑工程設計的工作人員提供參考資料。
關鍵詞:
結構設計;預控工程;混凝土結構;裂縫現象
1建筑結構工程簡介
1．1工程基本概況某一建筑工程為兩層混凝土結構，靜壓柱基礎，樓層和屋面使用鋼筋混凝土，截面形狀為矩形，東西長度為78米，南北寬度為25米，一層樓高為5.5米，二層樓為4.5米，整個建筑高度為11.5米，整個建筑面積3828平方米。建筑結構在2013年5月已經完工。
1．2建筑結構質量鑒定分析經過檢查，基礎混泥土埋深符合施工要求，表面完整，沒有出現裂縫或者其他缺陷。二樓鋼筋混凝土結構構件和設計保持一致，但是面板出現貫穿性的裂縫問題，裂縫最嚴重的寬度為1.4mm，主要集中在現澆板的負彎矩區。通過測量，板面負彎矩區保護層厚度達到了60－70mm之間，嚴重超過了施工要求。對每層結構的混凝土抗壓強度進行測試，滿足施工要求。
1．3對這項工程的思考建筑結構設計會有很多種結構設計的方式，比如說，混凝土結構是施工中經常使用的一種結構形式，在這種結構使用期限內也一定會出現裂縫問題。從實際的調查來看，裂縫現象產生的因素有很多，比如，外部的綜合環境、氣溫的變化、地基的下沉、工程控制不到位、施工材料不合格等都會對建筑結構產生影響，如果在建筑設計時或者施工之前對這些可能會出現的因素提前做好預控措施，就會減少裂縫問題。
2建筑結構的裂縫類型
2．1結構裂縫在建筑結構設計中，現澆樓板的承受能力基本上可以滿足工程施工的要求，但是如果將預制多孔板進行改造以后，會影響整個墻體的承載能力，墻面的剛度加大但是減小了樓板的剛度。所以，在同樣的墻面使用不同板面在接頭部分就可能會出現裂縫問題，尤其是墻體的四角處，承載力比較集中部分的45度方向出現裂縫，面板的兩端負彎矩的部分都會出現裂縫問題。
2．2應力裂縫建筑結構的收縮就會引起應力裂縫現象，比如說自身收縮、干燥收縮等。在施工中尤其是混凝土需要進行硬化的時候，就會因為水分的蒸發，使混凝土結構體積出現收縮，使結構的周圍受到支座的控制，不能發揮伸展作用。如果混凝土硬化時這種收縮應力大于混凝土結構抗裂承受力時就會出現裂縫現象。混凝土制作時在沒有達到規定的使用強度就進行拆模或者是沒有達到可以承受的凝固能力范圍內就加入了荷載能力，這些情況的出現都會對混凝土結構造成變形現象，使混凝土在使用的過程中失去了抗拉能力，在受到壓力或者應力時出現裂縫現象。
2．3塑性收縮產生裂縫在混凝土處于凝固狀態之前，具有塑性特點，這時混凝土上層組成部分沉降能力受到很大限制，如果是含有很大的鋼筋或者制造面積比較大的混凝土時，水平方向上的收縮難度很大，會出現沒有規律性的深層裂縫現象。建筑結構的塑性收縮現象一般是相互平行的，距離是在0.2－1.2米左右。
2．4溫度應力裂縫在混凝土進行澆筑以后，集中在內部的熱量不容易被揮發出去，這時內部的溫度會相當高，表面的溫度下降快、溫度低，外部和內部的溫度差別很大，內部形成的壓應力與外部形成的拉應力成為鮮明對比。如果外部的溫度不同，拉應力表現的會更大，對應的抗拉程度比較低。這種內外溫度的不同形成的壓應力和拉應力大大高于混凝土的穩固程度，因此，就會出現混凝土裂縫問題。
3建筑結構設計對裂縫的控制
3．1建筑設計階段對建筑結構的整體設計要按照規則性或者風格簡單等要求進行設計，對凸凹不平的結構盡量不要設計進去，尤其是一些斷面結構，它會使應力集中造成裂縫。如果在實際的應用中，需要這種斷面結構，就可以轉變另一種方式，比如可以把直角設計成圓角，斷面突變的情況設計成可以逐漸過渡的形式，避免應力過于集中會形成開裂情況。對房屋建筑進行設計時，將它高度和寬度產生的應力設計在可以控制的范圍內。房屋的寬度要達到溫度伸縮值，以確保建筑的整體穩定性，避免墻體的應力集中產生裂縫。房屋的垂直方向要減少門窗的設計，門窗的高度和寬度不要太大，這樣會增加墻體的抗剪能力，也能相對的減少門窗周圍的應力。溫度產生的裂縫主要是墻體自身的溫度差異形成的拉力和應力，室內的溫度變化對頂層墻面的裂縫情況會有一定的影響，因此，室內的溫度或者隔熱層一定要按照施工要求進行。針對需要保溫的墻體，使用的保溫材料一定要符合施工標準，保溫材料的厚度要增加一些，已達到保溫效果。
3．2結構設計方面房屋建筑的頂層設計，需要將砂漿的砌筑力度進一步提高，以滿足自身的抗剪能力，將墻體的垂直方向和水平方向的頂端設計圈梁，使整體增加穩固性。頂層墻體設置圈梁，尤其是垂直方向上的圈梁的高度要盡可能的小一些，使圈梁和墻體之間減小相互約束力，使面板堆墻體的平面推力盡可能減小。另外，建筑的頂層設置構造柱，以滿足抗震的需求，在墻體的兩端增加抗裂構造柱，以保證房屋的垂直方向產生的應力在可控范圍內，增加整體結構的穩定。在建筑工程施工過程中，對鋼筋的配置也要非常注意，對于一些房梁、墻板等比較薄的構造要選擇合適的鋼筋直徑和使用的數量。為了加強整體的抗裂能力，需要在一些薄弱部位設置鋼筋配置，在一些比較容易產生應力集中的結構面配置鋼筋。基礎結構要設計成水平面，對一些基礎面比較寬的底面要留有伸縮縫，以免基礎面出現開裂情況。另外可以在建筑底面和地基層之間做油氈瀝青滑動層，盡量減少底面的開裂現象。
4控制裂縫的方法
第一，建筑工程施工過程中使用的混凝土強度控制在合理范圍內，一般不要太高，在達到承載力和防水效果時，選擇的范圍控制在C25－C36之間就可以。第二，工程中使用的水泥可以選擇收縮性比較小的種類，比如可以選用礦渣硅酸鹽這種水泥，在施工中也經常用到。使用這種水泥早加入一定量的外加劑，進一步降低水灰比例，控制水泥用量，做好保溫、保水養護效果。第三，可以選擇粉煤灰作為施工材料，它的水泥成分在16%－30%之間，可以增加混凝土的收縮性或者和易性，大大降低水泥的使用量。第四，在結構設計時，注重考慮建筑結構的伸縮縫，伸縮縫之間的間距控制在合理范圍內。第五，如果施工中需要面積比較大的混凝土，可以選擇六十五天齡期強度值的混凝土，同時加入一定的膨脹劑，以調節混凝土的收縮性。第六，處在外部環境下的底層墻面需要增加保溫并且隔熱效果，或者進一步提高構造配筋比值，使外部溫度和內部溫度差異減小。
5總結
從以上敘述的內容，可以了解到產生裂縫的因素有很多，在建筑結構設計時對裂縫問題深入的考慮和分析對以后裂縫控制非常重要。建筑結構裂縫控制是一個比較難的課題，但是在設計階段、施工過程、監理階段做好全面的考慮和分析，就能使裂縫問題盡可能減少出現.
參考文獻
［1］劉曉紅．淺析混凝土結構的裂縫問題［J］．工程建設與設計，2012(90)．
第3篇：混凝土結構設計案例范文
耐久性措施必須貫穿到設計、施工、維修保養的整個動態過程中來進行考慮。在設計時應充分考慮混凝土拉應力限制和最大裂縫寬度限制；施工中，應確保保護層厚度達到設計要求以及混凝土振搗的密實程度。只有從設計、施工上采取相應的技術措施，才能夠使隧道結構在整個設計使用壽命期間始終具有良好的耐久性。本文將主要分析影響建筑結構耐久性的因素及施工措施。
關鍵詞：
建筑結構；耐久性；施工措施
建筑結構是指建筑物中由承重構件（梁、柱、桁架、墻、樓蓋和基礎）所組成的結構體系，用以承受作用在建筑物上的各種荷載，應具有足夠的強度、剛度、穩定性和耐久性，滿足使用要求。根據所用材料的不同，常見的建筑結構有鋼筋混凝土結構、砌體結構、鋼結構和木結構等。建筑結構的安全耐久性建筑結構設計應該把安全性和耐久性放在首要位置。結構安全與堅固耐久性關系到人民的生命財產安全。堅固耐久的建筑壽命的延長，雖然會使造價上略有提高，但從建筑全生命周期的角度看，無疑能帶來巨大的節約[1]。
1建筑結構耐久性的概述
結構耐久性理論主要研究結構材料在機械、物理、化學、生物等方面的損傷，包括鋼材、混凝土、砌體塊材和砂漿、木材等結構材料的腐蝕，混凝土的堿-集料反應和凍融循環損傷，砌體材料的風化，結構表層的磨損，鋼材表面的空蝕等，其目的是通過對這些損傷現象的分析和控制，保證結構在足夠長的時間內保持良好的性能。在結構耐久性的研究中，一般將混凝土碳化深度達到規定限值的狀態也視為某種極限狀態，但是，混凝土的碳化深度超過設定的限值時，可能并不會直接導致混凝土構件開裂，即直接導致構件喪失規定的適用功能，這與目前對混凝土構件受力裂縫的控制類似。對于嚴格要求不出現裂縫的鋼筋混凝土和預應力混凝土構件，一般要求混凝土中不出現拉應力，但是，與混凝土碳化類似，出現拉應力時可能同樣不會直接導致混凝土開裂，即直接導致構件喪失規定的適用功能。結構可靠性控制的核心目標是保證結構完成其預定功能，極限狀態則是為保證這一目標而設立的物理標準。為保證結構具有更高的可靠度，在具體的控制過程中可選擇結構達到相應極限狀態前的某個中間狀態作為具體的控制標準，而并非必須是結構的極限狀態，其核心目標是以更高的可靠度保證結構完成預定的功能，目前對嚴格要求不出現裂縫的鋼筋混凝土和預應力混凝土構件的可靠度，正是按照這種方法控制的。因此，對于混凝土碳化深度的限值，也應將其視為對中間狀態的一種控制，其極限狀態仍然應是混凝土表面不出現裂縫[2]。
2影響建筑結構耐久性的因素分析
目前對結構耐久性的研究主要是從時間的角度考察結構性能的變化，但這只是研究的方式，并不是界定結構耐久性問題的標志，因為在結構安全性、適用性的研究中，同樣應從時間的角度考察結構性能的變化，如鋼筋混凝土構件剛度隨時間的變化。就研究內容而言，結構耐久性問題均涉及結構性能隨時間的變化，但涉及這方面內容的問題并不一定都屬于耐久性問題，如混凝土構件的收縮與徐變并不被列入耐久性問題中，因此，界定結構耐久性問題的標志也不是結構的性能是否隨時問發生變化。結構性能是結構可靠性的內在影響因素，它們的變化往往會對結構的可靠性造成顯著的影響。在傳統的結構可靠性分析中，人們通常關注的是結構的幾何、力學性能，因為它們對結構可靠性的影響顯著；但在一些情況下，如結構承受較大的溫差作用時，或者長期遭受較嚴重的化學侵蝕時，結構物理、化學性能對結構可靠性的影響便不可忽略。在分析結構的可靠性時，宜全面考察結構的幾何、力學、物理和化學性能[3]。長期的工程實踐說明，結構物理、化學狀態的變化同樣不可忽略。諸如二氧化碳在混凝土中的滲透與擴散、混凝土中孔隙水的結凍與溶化、材料組分的結晶和溶解等，雖然在初期不會引起結構狀態的顯著變化，但是經過較長時間之后，它們的影響便會逐漸顯露出來，最終導致結構物理、化學狀態的顯著變化，并引起結構性能的變化。
3提高建筑結構耐久性的施工措施
現代混凝土由膠凝性材料、水、骨料和外加劑拌合而成。由于具有良好的抗水性、可塑性和取材制作的相對便捷性，因而從年消耗體量、地域范圍和適用的結構類別多樣性諸方面，混凝土都堪稱當今應用最為廣泛的建筑材料。盡管人們嘗試開發混凝土的外飾用途，但其更多地被作為一種結構基料加以使用。混凝土結構因在土木工程中的廣泛應用，被賦予了極為特殊和顯著的社會與經濟屬性，確保混凝土結構的服役可靠性具有重大的社會經濟意義。結構的可靠性應綜合體現安全性、適用性和耐久性，要求結構的設計、施工、使用以及基于檢測評估的維護加固措施科學合理[4]。結構安全性和適用性的范疇界定較為明晰，由強度、變形和整體穩定性多方面的限制性要求加以體現，而耐久性概念的定義則存在異議或延伸空間。耐久性通常作為保證結構安全性和適用性的一種時效性能，在結構設計中不作專門考慮。但由于嚴重侵蝕性作用下混凝土結構劣化的加速與形態異化，結構性能隨時間的劣化機制與控制體現了現代混凝土結構耐久性問題及其研究的主要特征[5]。劣化對于混凝土結構安全性和適用性的危害與早期人們較少關注其耐久性而未做出合理預期密切相關，劣化結構在強風、地震作用下的破壞常常導致災難性后果。巨大的人民生命財產損失案例幾乎遍布世界各大洲、發達和發展中國家，涉及所有結構類型和腐蝕環境。需要用全新的視角審視混凝土結構耐久性問題。值得慶幸的是，世界各國政府、專業技術人員已就其重要性達成全面共識。人們從不斷發生的混凝土結構腐蝕劣化所致的突然失效和高昂的維修加固成本等慘痛代價中強烈意識到，應該深化混凝土結構耐久性基礎研究，從整體化角度合理設計混凝土結構以保證系統的服役可靠性。
結論
完善結構耐久性的設計標準。建立和推廣結構設計使用壽命的概念，從混凝土材料、結構設計、結構構造、防腐防護等方面建立混凝土結構耐久性設計的系統方法。深入研究提高混凝土耐久性的綜合技術，如減少水泥用量、提高礦物摻合料摻量、提高混凝土密實性等，提高結構混凝土的耐久性。
參考文獻：
[1]葉鵬.基于耐久性的建筑工程結構設計分析[J].四川水泥，2015，11：117.
[2]杜星凌.淺談房屋建筑結構的安全性與耐久性施工質量控制[J].工程質量，2014，11：71-75.
[3]宋衛中，宋衛杰.建筑工程結構的安全性與耐久性的探討[J].中小企業管理與科技(上旬刊)，2015，06：110.
[4]賀川江.試論建筑結構設計安全度與結構構件耐久性[J].科技視界，2015，25：129.
第4篇：混凝土結構設計案例范文
【關鍵詞】建筑結構設計；綠色；設計思路
前言
近年來，城市霧霾、溫室效應等影響人類居住的生態危機進一步加劇，這給正在快速發展的城市敲響了警鐘，人們對城市未來發展方向也有了更多的思考，此時，提出了綠色建筑這一概念。從綠色建筑的設計風格和方法探討到綠色建設中生態影響的計算，從各種建筑材料對環境影響的綠色分類到不同綠色建筑評估指標系統的分析，綠色建筑作為第三代建筑思潮正涌動在建筑設計界。相比于此，建筑結構設計對“綠色”的響應就沒有那么激烈，這符合了結構設計師的沉穩性格。但面對現今的社會和生態，可持續發展、節能減排的綠色建筑結構是必然的發展趨勢，需要更多的人加以關注并投入研究。
一、綠色建筑結構的特點
綠色建筑與其他一般的建筑有明顯的不同，主要有節能性、審美和諧性、系統綜合性、健康性和環保性五大特性[1]，而綠色建筑結構設計也應符合綠色建筑的這些特點要求，要求結構設計最大程度地輔助綠色建筑本身達到節能減排、環保的目標。綠色建筑結構除了上述綠色建筑特點要求外，還應結合結構設計的兩個重要特性，安全性和經濟性。經分析，綠色建筑結構相比一般建筑結構應有以下三個特點。
1.節能性
據統計，全球能量的50%用于工業、交通和其它行業，45%用于建筑物的采暖、空調和照明，5%則用于建筑物的構造。可見，與建筑相關的能耗約占全球全部能耗的一半。因此，建筑節能研究在綠色建筑體系營造中占有突出的地位。綠色建筑結構必須具備節能特性。
2.環保性
綠色一詞表面意思就是生態環保，不對自然環境產生過多的污染。綠色建筑結構充分利用合理的結構類型、材料，在建筑物建成后，在較長的時期保持環保。
3.經濟可持續性
建筑如果過分追求外觀，不考慮強制使用高成本的某種結構體系帶來的經濟問題，那么這樣的建筑勢必給社會和人民帶來過重的負擔，違背了綠色建筑的節能環保、經濟適用的原則。為支持起綠色建筑的這一目標，綠色建筑結構也具備經濟性和可持續性。
二、綠色建筑結構的設計原則
根據建設的實際需要和人們對綠色建筑追求，設計理念隨之不斷提升，建筑的結構形式是豐富多彩的，高層建筑結構形式更是復雜化、多樣化，綠色建筑結構概念更加清晰，結構形式也越發多樣，其中綠色高層建筑結構的設計方式也逐步成熟。相比一般建筑結構設計，綠色建筑結構設計應遵循建筑結構整體性原則、合理適中原則、尊重自然原則等。
1.結構整體性原則
綠色建筑設計應把自身當做一個開放的體系與自然界構成一個整體，應追求環境效益最大化，局部利益應當服從整體利益，暫時性利益應當服從長遠利益。在綠色建筑結構設計中，應與建筑設計構成一個有機整體，結構充分符合建筑的整體效應。綠色結構可以使綠色建筑達到設計的各項目標。如綠色建筑招商局的南海意酷的屋項實現拔風目標對屋頂結構的要求，又如華南理工大學圖書資料的夏式遮陽（由夏昌世先生設計）要求窗體附近結構如何處理等等。
2.合理適中原則
綠色建筑結構遵循合理適中的原則，合理的結構體系，適中的經濟成本，這些要求也是對結構具備綠色特性的表現。如果結構體系富余度大，勢必造成過多的建設成本，對社會形成了過多的資源浪費，無法達到節能的效果，就談不上綠色了。所以綠色結構是在保證結構安全性的情況下合理的節省資源消耗，特別是對自然依賴性較強的資源。
3.尊重自然原則
綠色建筑的顯著特點就是能夠與環境完美的相融合，使二者和諧統一。建筑結構設計中優先考量自然、生態，改變過去人類是自然中心的錯誤意識，尊重自然法則，維護生態平衡，注重生態環保。建筑結構設計中每一步都應力求做到與環境和諧統一，因為建筑本就取之于自然，所以最終必定會回歸到自然中去，這也是第三代建筑思潮的核心。
4.綠色建筑結構設計思路
1.綠色建筑結構選型
結構選型對于綠色建筑的呼應可以發生在更高的層面上以確保建筑在與自然共生條件下的可持續建造性。事實上，一個基于綠色設計的結構體系相比傳統建造體系可以極大減輕建筑活動對環境負荷的壓力，同時結構選型在建筑生命周期的規劃中可以承擔非常積極的角色。正確的結構選型能有效地形成環保節能的結構體系，為綠色建筑提供“健康的骨骼”。綠色建筑結構選擇正確的選型是關鍵。
2.選擇綠色結構建材
綠色建材是綠色建筑各項功能目標實現的基礎支撐，對綠色建材的選用很大程度上決定了建筑的綠色程度。同樣選擇綠色結構建材形成的結構設計方案更加有效產生綠色效果。綠色結構本身材料應為綠色建材，具有可持續發展的潛力，從而確保建筑可持續發展，同時綠色結構的構成單元具有可代替性，即當結構出現缺陷時，能及時方便有效地更換，因而結構的使用年限得以延長，同時維修的頻度和造價大大降低[2]。
3.重點開發鋼結構的綠色性
鋼結構擁有其他結構類型所不具備的優秀特點，可以成為綠色結構的重要結構類型。力學性能清楚，抗震性能好，鋼材延性好，耐久性好，這使得能利用鋼材塑性變形耗能，建筑震害少、震害輕；鋼結構建筑自重較輕，減輕地基受力。節能、節水、環保、減排、安裝簡單、建設工期短，運輸過程中對環境污染小，易拆除，可重復利用、材料可循環利用等優點，符合了綠色建筑的要求。綜上所述，鋼結構具有輕、快、好、省的優點，目前是綠色建筑最佳的結構形式，應重點開發鋼結構的綠色性。
4.開拓創新，開發新的綠色結構設計軟件
當今，科學技術突飛猛進，綠色建筑的興起，對結構計算的要求也越發復雜，結構設計理論和程序有時達不到設計要求，需要高新科技設計軟件來完成設計。由于力學模型比較復雜，難以精密計算結構構件的受力情況，或對綠色建筑結構目標的效果分析無法精確，則綠色結構得不到保證。這就需要重新開發新的設計軟件，使結構設計達到進一步完善。
5.工程案例分析
1.綠色結構選型案例分析
法蘭克福商業銀行，在這個歐洲第一棟生態高層建筑的項目招標書中業主明確提出應創造出“與使用功能的價值同樣重要的建筑使用環境”，要求設計師在規定的三角形基地內保證所有銀行員工在辦公區均能欣賞到大樓中的空中花園。法蘭克福銀行大樓首創的角筒—錯層空腹桁架結構體系，它取消中央核心筒而代之以建筑平面角區處的三個豎向角筒，大樓的整體空間形式因此改成在三角形大樓的每一側都由每8層辦公樓區之間加插一4個層樓凈高的空中花園所組成，而大樓三面的空中花園都是按順時針方向往上盤旋錯層相接來設置，每一層的任何位置，辦公人員都可以抬頭欣賞到綠色花園。這就是綠色建筑結構選型，正是對綠色設計目標的執著追求，史無前例地設計出這樣的一種綠色結構體系。現代建筑許多經典高層結構體系出現，但很多都無法達到生態綠色的效果，這值我們在結構選型關注和思考。
2.綠色結構建材案例分析
綠色建筑結構體系主要分為幾大類型：一是從節約能源與資源的角度出發，以粉煤灰、礦渣等工業廢渣為主要成分的砌體結構；二是以綠色高性能混凝土為主要成分的混凝土結構（包括預應力混凝土結構）；三是高性能鋼結構。
以上所提建筑結構的建材目前階段都是初步探索，或是原有建材上的優化升級，都局限于現有結構體系與理論，沒有充分挖掘綠色建材的潛能。特別是綠色高性能混凝土，人們只研究了它的材料性能、工程性能，而沒有研究其力學性能。理論上，綠色高性能混凝土結構應有更優的力學性能和耐久性能，相比普通的混凝土有著不同數量級的飛越。綠色高性能結構體系應該作為一種獨立的、新型的結構體系加以研究。綠色高性能混凝土結構減少環境污染并提高其抵抗污染的能力，延長建筑的使用年限，是今后發展的核心。
結語
總而言之，綠色建筑結構設計是綠色建筑的重要組成部分，是今后結構設計的必然發展趨勢。建筑結構設計者要遵守相關規范下，具有與時俱進的思想，不斷探索更新設計理念，開創新的技術，建立綠色建筑結構體系。綠色建筑結構是建筑業可持續發展的又一核心，是綠色建筑的有力保障。
參考文獻
第5篇：混凝土結構設計案例范文
【關鍵詞】混凝土；裂縫；水池；溫度應力
一、裂縫形成的原因及危害
混凝土因其取材廣泛，價格低廉，抗壓強度高，可澆注成各種形狀，并且耐火性好，不易風化，養護費用低，成為當今世界建筑結構中使用最廣泛的建筑材料之一。但是，混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他材料經不同配合比混合后，繼而澆筑養護，最后硬化成型的材料，所以硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙及裂縫。大量的工程和實踐理論分析也表明，鋼筋混凝土構件基本上都是帶裂縫工作的，只是有些裂縫很細，甚至肉眼看不見（縫寬
二、裂縫的預防
一般來說，設計中要求不出現拉應力或者只出現很小的拉應力，這可以通過以下幾種措施來預防：
（1）增配構造筋提高抗裂性能，配筋應采用小直徑、小間距。全截面的配筋率應在0.3%～0.5%之間；
（2）避免結構突變產生應力集中，在易產生應力集中的薄弱環節采取加強措施；
（3）在易裂的邊緣部位設置暗梁，提高該部位的配筋率，提高混凝土的極限拉伸；
（4）在結構設計中應充分考慮施工時的氣候特征，合理設置后澆縫，在正常施工條件下，后澆縫間距20～30m，保留時間一般不小于60天。如不能預測施工時的具體條件，也可臨時根據具體情況作設計變更。
三、鋼筋混凝土水池裂縫的類型及措施
在工作中，也實際接觸到了一些設計案例，特別是關于鋼筋混凝土水池的設計。鋼筋混凝土水池的滲漏多由裂縫開始，裂縫的預防和控制，是鋼筋混凝土水池設計中的要點。水池產生裂縫的原因多種多樣，與設計、施工、使用過程中的諸多因素均有關聯。水池設計中的裂縫控制從完整準確收集相關的基礎資料開始，到采用合理的結構受力體系、準確細致的分析計算、全面可靠的結構截面設計與構造措施、對施工養護階段的技術要求，直至復核出圖，最終實現設計全過程的裂縫控制。
1. 荷載引起混凝土出現裂縫。
結構在外部荷載（各種恒、活載；水、土壓力；地基反力等）作用下，因受力性能不足，產生了過大變形，使裂縫發生并發展為破壞性裂縫。所以，在設計中要正確采用基礎資料；周全考慮水池在各種工況下的水位變化、空滿情況、地質資料、水溫及氣溫等各種環境參數；內力計算不能出現失誤，特別是變形控制點、應力集中點以及構件對內力分配影響的準確把握。具體要做到以下幾點：
（1）基礎梁、板計算時采用的地基假定是否合理。應根據各種假定的適用條件，采用與實際情況最為接近的理論進行計算。
（2）支座假定是否合理。池體頂板、壁板、底板連接部位的支承條件決定了各構件的支座假定，采用合理的支座假定才能據此計算出正確的內力分布。
（3）荷載最不利組合是否選擇正確。一般比較容易疏漏的是施工、試水、檢修階段的荷載組合。
（4）極端溫（濕）差出現的部位及取值是否有誤等。
2. 混凝土收縮和溫濕差變形造成裂縫
混凝土在其硬化期間放出的大量水化熱，使得混凝土結構內部的溫度不斷上升，以致在結構表面引起拉應力；在其后期的降溫收縮過程中，又由于受到支座及周邊混凝土的約束而在混凝土結構中出現拉應力。此類造成混凝土結構溫度應力的原因，在水池設計中一般表現為壁面溫（濕）差。這種壁面溫（濕）差應作為一種荷載作用，在結構設計中應進行相應的結構裂縫驗算。此類裂縫的控制首先應根據規范規定，嚴格掌握混凝土配比及其用料的品種規格和級配，同時對混凝土灌筑和養護提出設計要求。另外，對大型水池可采取設伸縮縫、摻添加劑和設加強帶、后澆帶等措施。
3. 由于構造不良造成的裂縫。
有關水池結構的節點等細部構造要求在《石油化工鋼筋混凝土水池結構設計規范》[3]中有明確的規定。設計時應注意使水池結構的整體滿足結構選型及布置的合理性外，同時還應保證所采用的水池結構的計算模型與水池的實際受力狀態一致，這就需要通過構造措施來實現。所以，在設計中要采用正確的構造措施，避免在結構中形成薄弱部位以致產生破壞性裂縫。
裂縫控制通過抗裂度驗算、裂縫開展寬度驗算和構造措施來實現。設計時一般先根據強度計算結果初步確定配筋，然后進行裂縫寬度驗算。在水池結構中，根據水池的盛水性質（清、污水）及其使用功能，最大裂縫寬度一般應控制在0.2mm或0.25mm。進行驗算時，可歸納出一些在相同配筋率下有利于裂縫控制的因素。例如，采用直徑較細的鋼筋，或較高抗拉強度的混凝土等。
綜上所述，水池設計中的裂縫控制貫穿設計的整個過程。從完整準確收集相關的基礎資料開始，到采用合理的結構受力體系、準確細致的分析計算、全面可靠的結構截面設計與構造措施，直至最后的復核出圖，對實現設計全過程的裂縫控制都非常重要。同時，設計中也要對材料的使用和水池的施工養護提出明確要求，以避免由此引發裂縫。在設計中只有盡可能多地考慮到裂縫可能產生的因素，并通過各種措施消除隱患，才能最大限度地避免水池產生破壞性的裂縫。
四、結論
混凝土裂縫問題一直嚴重困擾著混凝土的施工質量，在混凝土生產以及施工過程中有針對性地采取預防措施，盡可能采取有效的技術措施控制裂縫，使結構盡量不出現裂縫，或盡量減少裂縫的數量和寬度，特別是避免有害裂縫的出現，以確保工程質量，使建筑物具備良好的耐久性和結構穩定性。
參考文獻：
[1]沈蒲生.混凝土結構設計.高等教育出版社，2003。
第6篇：混凝土結構設計案例范文
關鍵字：建筑結構、建筑美學、設計原則
Abstract: The construction industry is the important material production sectors, with the entire country's economic development, improving people's lives have a close relationship. Development of advanced design theory, to strengthen the application of advanced technologies, to accelerate the research of new high-strength, lightweight, environmentally friendly building materials, to make the design of building structures safer, suitable, reliable and economic is the direction of development of the design of building structures.Key words: building structure, architectural aesthetics, design principles
中圖分類號：TU3文獻標識碼：A 文章編號：
建筑結構分類概述
建筑結構是指在建筑物（包括構筑物）中，由建筑材料做成用來承受各種荷載或者作用，以起骨架作用的空間受力體系。狹義的建筑指各種房屋及其附屬的構筑物。建筑結構是在建筑中，由若干構件，即組成結構的單元如梁、板、柱等，連接而構成的能承受作用（或稱荷載）的平面或空間體系。
（一）建筑結構因所用的建筑材料不同可以分為如下幾類：
1.混凝土結構：（以混凝土為主要材料的結構）包括：
a、鋼筋混凝土結構―配置受力的普通鋼筋，鋼筋網或鋼骨架；
b、預應力混凝土結構―配置預應力鋼筋的混凝土結構；
c、素混凝土結構―沒有配置受力的鋼筋的混凝土結構。
2.鋼結構：以鋼材（鋼材、型鋼）為主制作的結構 3.砌體結構：由塊材通過砂漿砌筑而成的結構
4、木結構：指全部或大部分用木材制作的結構
5、混合結構：由兩種及兩種以上材料作為重要承重的房屋。
（二）根據承重結構類型可分為：
1. 框架結構：梁柱剛接而成的受力體系，（鋼筋混凝土或者鋼材）預制柱、梁、板裝配；現澆混凝土柱、梁，預制板；全現澆鋼筋混凝土。
2.剪力墻結構：利用建筑物的縱向和橫向鋼筋混凝土作為墻體的主要承重構件，再配以梁板組成的承重結構體系。
3、框架―剪力墻結構：框架結構的基礎上，沿框架縱、橫方向的某些位置，在柱與柱之間設置數道鋼筋混凝土墻體作為剪力墻。
4.筒體結構：全現澆（大模板、滑模）；內外各做成筒，一般內筒為全現澆；外筒（現澆混凝土、鋼）做成密柱深梁形成筒體
（三） 此外還有一些其他的分類：
根據建筑所體現的民族風格，可分為中國式、日本式、意大利式、英吉利式、俄羅斯式、伊斯蘭式、印第安式建筑等；
根據建筑的時代風格，可分為古希臘式、古羅馬式、哥特式、文藝復興式、巴洛克式、古典主義式、國際式建筑等；
根據建筑流派的不同，分類就更復雜了，僅“二戰”后，西方就有野性主義、象征主義、歷史主義、新古典主義、新方言派、重技派、怪異建筑派、有機建筑派、新自由派、后期現代空間派等。
但在通常情況下，人們較多地是根據使用目的的不同而將建筑分為住宅建筑、生產建筑、公共建筑、文化建筑、園林建筑、紀念性建筑、陵寢建筑、宗教建筑等.
二、建筑結構美學
正如前文中所提到的，建筑物早已不再單單只是遮風擋雨的遮蔽物，在被建設的同時它也被賦予了文化及時代的特征，所以在建筑物的結構設計時不單單要根據每個建筑物的結構要求的不同、功用的不同、地理環境及周邊位置的不同，選擇合適的建筑材料及施工方法，同時由于結構系統在建筑領域的功能，是不同于土木工程或機械工程等領域上的，他有自身的藝術含義，所以在結構設計時需由建筑美學為出發點，結構系統系輔助達成美學目的的元素，同時兼具力學功用；有許多出色的建筑案例，就是由于力學原理的合諧性，進而導引出建筑設計的概念；所以結合美學與力學，結合觀賞與實用，為建筑與結構之共同目標。
建筑之美在于其根植于自然環境，又服從于自然環境。多樣的建筑形式，各異的建筑風格適宜于不同的自然環境，與風景林木地形溶為一體，形成了各種建筑文化自己的美的語言。不同的地域，不同的自然環境，作為人與自然總結的建筑，向植物一樣落地生根。合天時，合地利，適宜于各種地區自然環境的要求，與大自然融為一體。同時建筑之美在于科學技術對藝術和建筑創作的影響，這是20世紀藝術和建筑發展中，最鮮明的有益于以往時代的特征。藝術的作用表現與人與自然，社會的關系，使生活的爆滿，從感性上體驗自然和人生的韻律和詩意。這時候的建筑界逐漸形成了“反形式美學”“高技美學”“生態美學”和“可維持發展的美學”為代表的新興建筑美學體系。建筑物與自然的和諧，與城市的發展主題，與城市的歷史背景皆有著諸多聯系，能夠從城市自身出發，發現城市的代表元素，將其與建筑物相結合，則建筑美便自然就會體現出來。
三、建筑結構設計原則
在以建筑的美學為出發點之后，接下來應該就是在建筑結構設計時要考慮的根本任務了，結構設計的目的是使建筑物安全并能夠適應使用的要求，就像人類的發展要與自然及其規律相和諧的原則一樣，萬事萬物都有其自身的原則，當然建筑物的結構設計也不例外的擁有自己的原則：
1、剛柔相濟
有時候覺得建筑物的設計，就好像為人的一聲設計藍圖一樣，人們在遇到不同的人不同的事情時，需要有能屈能伸的品質，同樣合理的建筑結構體系也應該是剛柔相濟的。結構太剛則變形能力差，強大的破壞力瞬間襲來時，需要承受的力很大，容易造成局部受損最后全部毀壞；而太柔的結構雖然可以很好的消減外力，但容易造成變形過大而無法使用甚至全體傾覆。結構是剛多一點好，還是柔多一點好？剛到什么程度或柔到什么程度才算合適呢？這些問題歷來都是專家們爭論的焦點，現今的規范給出的也只是一些控制的指標，但無法提供“放之四海皆準”的 精確答案。最后，專家們達成難以準確言傳的共識：剛柔相濟乃是設計者的不變追求。
2、多道防線
安全的結構體系是層層設防的，災難來臨，所有抵抗外力的結構都在通力合作，前仆后繼。這時候，如果把“生存”的希望全部寄托在某個單一的構件上，是非常非常危險的。多肢墻比單片墻好，框架剪力墻比純框架好等等，就是體現了多道防線的設計思路。也許我們會自信計算的正確性，但更要牢記絕對安全的防備構件是不存在的，還是應該多多考慮：當第一道防線跨了，應有第二道、第三道防線來頂住。盡力做到有備無患。
3、抓大放小
“強柱弱梁”、“強剪弱彎”等是建筑結構設計中非常重要的概念。有人問：為什么不是“強柱強梁”“強剪強彎”呢？為什么所有構件都很強的結構體系反而不好，甚至會有安全隱患呢？這里面首先包含著一個簡單的道理：絕對安全的結構是沒有的。簡單地說，雖然整個結構體系是由各種構件協調組成一體，但各個構件擔任的角色不盡相同，按照其重要性也就有輕重之分。一旦不可意料的破壞力量突然襲來，各個構件協作抵抗的目的，就是為了保住最重要的構件免遭摧毀或者至少是最后才遭摧毀，這時候犧牲在所難免，讓誰犧牲呢？明智之舉是要讓次要構件先去承擔災難。如果平均用力，可能會“玉石俱粉”，損失則更大！在建筑結構中，柱倒了，梁會跟著倒；而梁 倒了，柱還可以不倒的。可見柱承擔的責任比梁大，柱不能先倒。為了保證柱是在最后失效，我們故意把梁設計成相對薄弱的環節，使其破壞在先，以最大限度減少可能出現的損失。如果梁柱等同看待，企圖讓他們都“堅不可摧”，則可能會造成同時破壞，后果會更糟糕，損失會更大。所以關鍵時刻要分清主次，抓大放小，也就是要取大舍小。
4、打通關節
在結構體系中，所謂關節，是指變化相聚之處，或變化出現的地方。不同類型的構件相接處，同一構件截面改變之處，是關節。廣義上，諸如結構錯層之處，體量改變之處，轉換層亦是關節。關節無處不在，因為結構體系乃是變化的統一。外力突然襲來之時，對于單一的構件，力量的傳遞簡明，因而容易控制。對于復雜的結構體系，關節的復雜性難于預測和控制,即使從理論上保證了每個組成構件的強度和剛度，但因關節的普遍存在，力量的傳遞往往不能暢通而出現集中甚至中斷，破壞由此而發生。歷次災害表明，從節點開始破壞的建筑占了相當大的比例。
四、總結
房屋建筑結構設計是個系統、全面的工作。以上四項原則是建筑機構設計時首要考慮的前提，只有合理利用力學知識，及自然的規律，根據不同的地理特點，發揮創新能力，以安全建設，合理利用為前提，加深對當前房屋建筑結構設計中常見問題的認識與研究，不斷提高建筑的結構設計水平，才能使設計的作品比現階段的其它建筑具有更高的水準、更合理和更經濟的結構形式。
參考文獻：
【1】：宗蘭、宋群《建筑結構》機械工業出版社2010-08-12；
第7篇：混凝土結構設計案例范文
關鍵詞：高層混凝土建筑；杭震；結構設計
1 高層混凝土建筑抗震結構設計的要求
就現在的情況而言，要想使高層混凝土建筑達到良好的抗震效果，例如，在地震較弱的時候，整體結構保持穩定牢固不會破損；遇到中等程度的地震，能夠經過相關的維修仍可投入使用；地震較為嚴重時，高層建筑要做到不會傾倒，就需要在設計時，綜合考慮剛柔配合，結構各方受力科學合理，根據具體的情況來進行規劃，必須按照“強剪弱彎”的設計規范標準來提高建筑結構的整體穩定性。一方面，高層混凝土建筑在設計規劃時，一定要把握好結構剛度值的大小，經過精確的計算分析，充分了解地質地形條件、所用建材性能、機械設備運行參數、物理力學知識等內容，最終確定高層結構的整體剛度強弱或者某個結構設施的剛度，依靠連接設置的調節作用，力求保證抗震能力的提高，盡量讓整個建筑波動受力保持在地質所能支持的范圍之間。也就是說，如果其基礎結構產生小幅度的變形，結構的自我調節功能就會使得整體結構不發生大幅度改變，在經過維護工作之后，仍然具有使用價值。另一方面，在結構設計以及規劃時，結構工程師一定要著重關鍵構件和連接點的受力情況，采取相關措施進行有效調節，可以達到消災減震的目的，盡最大程度地降低地震災害帶來的損失。根據有關地震災害統計，剛度過于柔和的高層混凝土建筑受到強大的震動作用后，其主體結構受到了一定程度的損毀，然而在余震的相繼作用之下，就會受到持續損壞導致崩塌。總之，對于高層混凝土建筑抗震結構的設計，一定要保證其結構具備適宜的剛度，還要改善其延性等特點，進而增強其整體結構的抗震性能。
2 高層建筑抗震設計中經常出現的問題
部分建筑物高度過高。按我國現行高層建筑混凝土結構技術規程（JGJ3 ― 2002）規定，在一定設防烈度和一定結構型式下，鋼筋混凝土高層建筑都有一個適宜的高度。在這個高度，抗震能力還是比較穩妥的，但是目前不少高層建筑超過了高度限制。在震力作用下，超高限建筑物的變形破壞性態會發生很大的變化，建筑物的抗震能力會下降，很多影響因素也發生變化，結構設計和工程預算的相應參數需要重新選取。
地基的選取不合理。由于城市人口的增多和相對空間的縮小，不少建筑商忽略了這一問題，哪里商業空間大就在哪里建。高層建筑應選擇位于開闊平坦地帶的堅硬土場地或密實均勻中硬土場地，遠離河岸，不應垮在兩類土壤上，避開不利地形、不采用震陷土作天然地基，避免在斷層、山崖、滑坡、地陷等抗震危險地段建造房屋。高層建筑的地基選取不恰當可能導致抗震能力差。
材料的選用不科學，結構體系不合理。在地震多發區，采用何種建筑材料或結構體系較為合理應該得到人們的重視。由于我國建筑結構主要以鋼筋混凝土核心筒為主，變形控制要以鋼筋混凝土結構的位移限值為基準。但因其彎曲變形的側移較大，靠剛度很小的鋼框架協同工作減小側移，不僅增大了鋼結構的負擔，而且效果不大，有時不得不加大混凝土筒的剛度或設置伸臂結構，形成加強層才能滿足規范側移限值。
較低的抗震設防烈度。現在許多專家提出，現行的建筑結構設計安全度已不能適應國情的需要，建筑結構設計的安全度水平應該大幅度提高。我國現行抗震設防標準是比較低的，中震相當于在規定的設計基準期內超越概率為10%的地震烈度，較低的抗震設防烈度放松了高層建筑的抗震要求。
3 改善高層混凝土建筑抗震結構設計的有效對策
3.1 選定建設位置
根據地震災害情況的綜合分析，我們得出，如果建筑物所處的位置不同，那么其承受地震作用也會有很大的差別，究其原因就是所處地質條件存在不同點。這就需要，在建設項目位置選定時，應該注意以下兩點內容：一是工程項目建設位置的地質環境應該具有良好的抗震能力；二是應該遠離有重大威脅的場地，例如變電站、大型石油保存設施等等，防止除地震外其他因素帶來的安個隱患問題。
3.2 改進結構設計方案
結構工程師所采用的方案要求設計出的建筑能夠滿足國家規定建筑抗震能力的標準，實現主體結構有足夠的空間進行調節變形，并且能夠在結構的強大延性作用下，自動回復到正常狀態，這樣就大大削弱了主體變形對整個建筑結構帶來的不利作用，達到高層混凝土結構長期處于穩定牢固的平衡狀態。在計算不同程度的地震作用力對結構造成的影響，對其構件開展科學合理的布局，盡量協調高層混凝土建筑結構各種設施之間的受力情況，維持平衡，加大其承受外力的能力，著重考慮結構豎向重力作用的情況，使其平和勻稱，達到剛度規劃的要求目標，盡可能讓設計結構有條理、不紊亂、有層次、不交錯，根據實際要素在設計中融入相應的防震措施，對關鍵微小部分要嚴加處理應對，使整體結構由上到下所承受的重力均勻一致的降低，保持建筑整體的對稱情況，這種一目了然的重力變化能夠大大削弱地震帶來的水平與豎向不規則的作用力，因而有了相應的抗震效果。
3.3 控制扭轉效應
地震作用有水平作用、豎向作用以及扭轉作用，在多種受力的綜合下，就會產生難以估量的破壞力，如地裂、房屋倒塌、地勢波動較為強烈等。由于地震爆發具有隨時性，其中包含很多不穩定的地方，這就要求對于高層混凝土建筑抗震方面的結構設計方面，強調地震帶來扭轉效應。如果沒有設置相關結構位移的標準，就應該選取所測定的最大位移部分的剛度以及減弱最小位移帶的剛度，保持結構在整體方面位移的一致性，保證每一個細節都達到相關的設計要求，一旦發現不合理的地方，就應該及時做出有效的調整，盡量地控制地震扭轉作用帶來的不利影響。
3.4 研究高層混凝土建筑各層結構參數設置
對各層參數的設置主要是在模擬地震時各種受力作用帶給結構設施受力分析的計算，例如，墻體承載能力、柱梁變形方面計算等等。在高層混凝土結構設計的預處理階段，在充分了解所建項目的位置、地形條件、所選材料、施工工藝、質量檢測等多個方面的基礎上，把握其中要點，建立建筑設計的基本框架，應用自身的設計理念和專項技能來進行詳實的設計，并對此關鍵地方做出十分重要的說明，來完成建筑抗震結構設計的工作，最好能夠建立系統的完善的建筑結構設計信息數據庫，便于結構工程師查詢相關案例，總結經驗，采取先進的設計方法開展工作。在研究建筑復雜結構綜合受理情況時，要選出相應的力學模型，例如建模理論和主拉應力理論，來對建筑結構受力是否合理進行判斷。應該對計算機運算結果開展深入的調查研究，估算其有效程度，為以后的結構抗震能力的設計提供依據。高層混凝土建筑結構所要處理的參數包括整體的震動周期、扭轉角度、相關剛度比等。因此，對于高層結構的設計不能一蹴而就，應該經過反復的計算研究和多次協調，在保證其結構具有抗震能力的基礎上，確定結構方面的有關參數。
4 結束語
綜上所述，地震發生具有隨機性、強破壞、伴隨余震次數多等特點，給社會帶來巨大的損失，而建筑抗震能力的強弱直接關系著人們的生命財產安全。因此，結構工程師在規劃高層混凝土建筑結構時，應該充分研究以往地震對建筑作用的資料，在各方面了解建筑的施工技術、工藝流程、管理、經濟、實用性能的基礎上，采取合理有效的對策增強其結構的抗震性能，使其具有良好的抗震效果。
參考文獻：
第8篇：混凝土結構設計案例范文
關鍵詞:公路橋梁 混凝土裂縫 荷載
中圖分類號:U445 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(a)-0057-01
近年來,隨著我國公路交通運輸業的發展,推動了公路橋梁的發展速度,大量路橋工程隨之不斷增多。與此同時,橋梁裂縫問題也逐步凸顯。裂縫是混凝土工程中極其普遍的病害之一,也是危害性最大的一種病害。如若不加以防治,任由裂縫發展和蔓延,極有可能引發嚴重的后果。為此,必須對公路橋梁裂縫加以重視,并采取相應的措施予以防治。基于此點,本文就公路橋梁產生裂縫的原因及其防治進行淺談。
1 案例分析
1.1 工程概述
地處某省公路上的一座橋梁,該橋全長750m,上部結構采用的是8m～30m的連續預應力混凝土箱梁,下部結構為柱式墩臺,橋梁基礎為混凝土鉆孔灌注樁。該橋自2003年投入運營以來,已使用接近10年,通過前期對橋梁進行檢測發現,橋身多處出現各種不同形式的裂縫。
1.2 裂縫位置及現象
(1)箱梁底板。經檢測該橋梁的箱梁底板位置處,僅橫向裂縫就有10條左右,全長共計7200mm,其中有9條總計約6800mm的超限裂縫,其最大寬度為1.5mm;縱向裂縫共計115條,約為523152mm,其中有47條約399878mm的超限裂縫,其最大寬度為1.5mm。
(2)箱梁腹板。在該位置處的豎向裂縫共計49條,全長總計50430mm,其中最大裂縫的寬度約為0.8mm,并且有些局部裂縫呈豎向貫通排列;縱向裂縫總計21條約32640mm,其中有7條共計9120mm的超限裂縫,最大裂縫的寬度約為0.3mm左右。
(3)箱梁橫隔板。該部位的橫向裂縫僅有1條,全長總計498mm;豎向裂縫總計89條,全長共計88796mm,其中超限裂縫86條。下面本文根據該橋梁的檢測數據,對其裂縫產生的原因進行系統分析。
2 公路橋梁產生裂縫的具體原因分析
2.1 荷載裂縫
荷載裂縫是公路橋梁工程中最為常見的一種裂縫,導致這類裂縫產生的原因主要有以下幾個方面:其一,設計和施工階段結構計算不合理或是少部分出現漏算等;其二,橋梁結構的受力假設與投入運營后的實際受力嚴重不符;其三,結構內力以及配筋方面出現計算失誤,從而導致結構安全系數不足;其四,結構設計階段未能全面、充分地考慮施工過程中可能出現的一些可能性,致使斷面不足、結構剛度不足、鋼筋配置不足或布置錯誤等等。
2.2 溫度裂縫
由于公路橋梁都是以鋼筋混凝土作為主體結構,而混凝土本身具有熱脹冷縮的性質,一旦外部環境或是結構內部出現溫度變化時,都有可能造成混凝土變形,如果這種變形受到一定的約束和限制,那么結構內部便會產生一定的應力,當這部分應力超出混凝土本身的抗拉強度時,溫度裂縫也就隨之出現。通常情況下,引起混凝土結構溫度裂縫的主要原因有如下幾個方面。
(1)水泥水化熱。由于公路橋梁的混凝土結構多為大體積混凝土,當澆筑完成后,結構內部的水泥會出現水化熱現象,從而導致內部溫度升高,這樣一來結構內外的溫差便會增大,最終便會在混凝土結構表面形成裂縫。
(2)日光照射。當橋梁上的主梁、橋面板以及橋墩等受到陽光長時間照射后,這些部位的溫度會明顯高于其它部位。由于結構受到自身約束的作用,從而會造成局部拉應力過大,這樣便會產生裂縫。
(3)降溫。由于降雨和冷空氣侵襲等情況,會使橋梁結構的外表面溫度突降,但它的內部溫度變化卻相對比較緩慢,從而使內外形成溫度梯度,這也是溫度裂縫產生的主要原因之一。
2.3 收縮裂縫
由于混凝土收縮產生的裂縫在各大橋梁工程中都是比較常見的現象。這類裂縫屬于表面裂縫的一種,其寬度較細,多為龜裂狀,并呈縱橫交錯分布,基本沒有任何規律。導致混凝土收縮裂縫產生的主要原因有:水泥標號不足或用量不當、骨料品種選擇不當、配合比設計不合理以及養護不到位等等。
2.4 設計、施工原因導致的裂縫
公路橋梁的結構設計與裂縫產生有著直接關系,如果結構設計的不合理,施工質量再好也會在投入使用后出現裂縫,這在很多工程中都得到了驗證。同樣的,無論結構設計多合理,如果施工不按設計要求進行,那么仍然會產生裂縫。如,混凝土澆筑、構件制作、拼裝以及吊裝等不按照相關標準及設計要求進行施工,也會導致裂縫產生。
3 公路橋梁裂縫的防治措施
3.1 結構設計防裂措施
首先,為了盡可能避免荷載裂縫的產生,就必須防止結構發生突變或斷面突變,一旦結構突變無法避免時,應當通過細部處理來降低裂縫的產生幾率,如將轉角設計成圓角、將容易發生突變的部分做成漸變過渡。也可通過增加配筋或斜向鋼筋的方法來控制結構突變;其次,為進一步防止混凝土溫縮和收縮裂縫,可在設計階段適當增加結構的配筋數量,以此來增強混凝土的抗裂性,特別是對于一些薄壁結構,采用該方法更加有效;再次,為避免因鋼筋銹蝕而導致混凝土產生裂縫,在設計階段應當嚴格按照有關規范的要求,采用厚度足夠的保護層以及防腐混凝土;最后,對于大體積的混凝土結構,可以采取鋼骨架內設冷卻水管的方法來增加進出水口,以此來快速降低承臺混凝土內部的溫度。
3.2 加強施工養護
加強對橋梁結構混凝土的養護能夠有效地降低裂縫產生的幾率,可以采取灑水、覆蓋以及薄膜保濕等方法進行養護,以此來避免混凝土溫度急劇變化、干燥過快等情況發生。混凝土在終凝后養護時間不得少于7d。需注意的是若在冬季施工,不可對裸漏在外的混凝土進行灑水養護,應當采用塑料薄膜進行保溫養護。
3.3 橋梁裂縫的治理方法
對于已經出現裂縫的公路橋梁可以采用以下方法進行治理。
(1)填充法。該方法是目前橋梁裂縫常用的處理方法之一,專用于修補寬度較寬的裂縫(縫寬在0.3mm以上),其優點是施工簡單快捷、成本較低。在具體施工過程中,可先在裂縫位置處進行開槽,然后將槽內殘留的碎片清除干凈,如有必要時,可以噴涂底層結合料,填充完畢后,待填料充分硬化應達到一定強度后,使用拋光機對其表面進行打磨即可。對于寬度不足0.3mm且深度相對較淺的裂縫,可在裂縫的位置處開V形槽,其余步驟同上。
(2)表面處理法。該方法采用的材料主要為環氧類樹脂,在施工過程中,先用鋼絲刷對混凝土表面進行打毛處理,然后用清水將表面沖洗干凈,再用樹脂將混凝土表面的氣孔填平,最后在其上鋪設薄膜即可。這種方法適合處理裂縫較窄、漿液難以灌入、深度未涉及鋼筋表面的發絲狀裂縫。
(3)灌漿法。該方法的應用范圍較廣,無論是細小裂縫還是寬度及深度較大的裂縫都可以采用該方法進行處理,并且效果良好。在施工時,先將橋梁結構上的裂縫或是空隙與外界進行封閉隔離,只需要預留進漿口和排氣孔即可,隨后利用壓漿泵將濃度較低的漿液以一定的壓力注入到裂縫當中,并使漿液在裂縫中擴散、固化,這樣能夠達到恢復橋梁結構整體性、抗滲性以及耐久性的目的。
參考文獻
第9篇：混凝土結構設計案例范文
【關鍵詞】多層框架；結構設計；用鋼量
【 abstract 】 frame structure with steel amount of how much depends on many factors, reduce the use amount of steel multilayer frame structure design is one of the important indexes. Reduce steel quantity is the premise of reasonable structure layout, foundation depends on the correctness of the load determination, the calculated parameters discreet choice, of course, the appropriate structural measures is also design researchers designed a safe and economic structure of the necessary steps. This article from the multilayer frame structure of the basic principle, the structure design of multilayer frame in reducing the dosage of steel all sorts of measures to talk about their attitudes to the everybody can be reference.
【 key words 】 multilayer frame; Structure design; Steel quantity
中圖分類號： TU318 文獻標識碼：A 文章編號：
前言
新的鋼筋混凝土結構設計規范剛剛實施不到一年，新規范中提出了在提高結構的可靠度之上加大了10%～15%的用鋼量，這引起了相關的設計人員的重視，設計人員對這超出范圍的鋼材用量提出了疑問和思考。那么，設計人員必須在滿足規范的前提下，降低鋼材的用量成為設計人員的主要任務。
一、多層框架結構設計中框架結構優化的基本目標與原則
在多層框架結構設計中對框架結構進行優化設計其目標是旨在保證結構安全性的前提下，最大程度地降低結構設計中的含鋼量，并可以使得結構位移最小化，進而有效的控制結構造價成本。然而在具體優化設計中，構件的截面尺寸和截面高度很大程度上決定了框架的用鋼量、結構位移程度以及造價成本。因此，在滿足強度、剛度、穩定性前提下，如何做到截面面積盡可能的小、形狀盡可能的優化，進而對截面的尺寸做出最經濟合理的選擇，最終實現減少結構用鋼量最省和造價最低的優化目標。
二、多層框架結構設計中減少鋼材用量的措施
1、結構布置要合理
在結構設計的行業中，設計人員都追求合理的結構布置。那么只有結構工程師有著豐富的設計經驗和高度的敬業精神，最重要的是有扎實的結構力學的基礎，這樣才能在滿足建筑設計的要求下做出合理的結構布置，這是每一個結構工程師必須注重思考的事情。
例如長沙河西某工程，地上為多層框架結構，地下為一層地下車庫，因抗浮水位較高，需進行整體抗浮設計，考慮了三種方案進行比較：
方案一：采用抗浮錨桿；方案二：采用較稀的8mx8m的人工挖孔樁抗浮；方案三：采用較密的5mx5m的人工挖孔樁抗浮。經過計算比較：方案一（錨桿）工程費用2267萬元；方案二（較稀的人工挖孔樁）工程費用為4486.18萬元；方案三（較密的人工挖孔樁）工程費用3531.82萬元。通過比較得知，采用錨桿方案造價相對挖孔樁方案經濟，在施工時間許可的前提下，錨桿方案最經濟，否則加密樁方案較可取。通過以上案例可見不同的結構布置對用鋼量及造價的影響相當大。
如果一個結構設計人員對建筑設計有一定的理解能力，那么結構設計人員在就可以參與一定的建筑設計，這樣就使得之后可能存在的建筑和結構設計之間的矛盾得到有效的解決，當與建筑師有了更深的溝通之后，就可以獲得更合理的結構布置方案，但是實際情況是，做建筑的不懂結構，做結構的不懂建筑。在新實行的抗震規范中，對建筑設計有了更高的要求，比如一個豎向不規則的建筑、平面極為不規則、平面的大開洞等這些本身建筑方案就存在缺陷的設計，即使建筑設計再美觀，那也是不合理的。
2、荷載的取值要正確選取
在設計計算中，正確的荷載取值是減少用鋼量的基礎，它也關系到整個工程用鋼量的多少，所以設計人員在進行計算時要充分的對待這個問題。建筑結構中的附加恒荷載值必須按照建筑大樣的詳圖來計算，建筑附加的活荷載值嚴格按照《建筑結構荷載規范》GB50009-2001（2006版）來取值，對于設計人員，不能擅自放大取值，當遇到具有一些特殊的功能的建筑時，比如超市、倉庫，設計人員應該和甲方一同測算活荷載的取值；當遇到工業建筑時，必須按照工業建筑中相應的設備荷載來取值，此時不應將活荷載進行折減；當遇到一些規范中荷載可折減的建筑時，應該嚴格按照規范的給定的折減系數進行折減。當按照GB50009-2001中的附錄C中給出的取值，相應的活載不做折減，但是設計人員應該按照板、梁和柱墻基礎進行分步的計算，從而對其進行相應的結構配筋。當工業建筑的活載不進行具體取值計算時，計算出來的結果不夠精確和安全。
3、計算參數的選擇要慎重
現在的結構設計軟件中，設計人員只需要輸入大量的參數后就可以進行相應的結構設計計算，這些參數的取值和選擇也直接影響著整個結構中的用鋼量的多少，所以，設計人員在進行結構計算時，必須清楚每個設計參數的含義，這樣才能正確的選擇。
1）周期折減系數的選擇
周期折減系數的選擇影響著結構豎向構件中的配筋，當設計人員不清楚周期折減系數的具體折減問題，隨意的進行折減就會影響到結構的剛度，最后影響到梁柱配筋的取值。實際上，周期折減系數應該根據填充墻的分布來進行適當的取值。在《建筑抗震設計手冊》中給出了較為合理的取值方法，也就是應該根據有填充墻框架榀數和框架總榀數的比值，并且考慮有沒有門窗洞口來選擇。如果一個5層的辦公樓框架體系，周期折減系數采用0.7要比采用0.85的用鋼量提高了10%～20%。所以周期折減系數的正確選擇是至關重要的。
2）梁端彎矩的放大系數
這個參數是早期的設計軟件中沒有活荷載不利布置而設置的。現在的結構計算軟件中都裝上一相應的活荷載不利布置的功能模塊，所以梁端彎矩放大系數不需要再進行放大，但是現在的設計人員還是按照之前的對其進行放大，從而造成了不必要的浪費。
4、構造措施一定要適度
結構的構造措施在結構的安全可靠性方面起到了相當重要的作用，設計人員在設計時應該嚴格按照規范的要求進行構造設施的設計，這樣才能提高結構的安全性。《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2010）中寫到了，在過去的規范中，規定應該沿梁的全長配置貫通的鋼筋，筆者認為這個規范是不妥當的。因為，在實際的應用中，鋼筋不可能全長的貫通，每根鋼筋的長度是有限的，所以在實際工程中，鋼筋必須要進行搭接，所以必須進行分段布置。在支座處宜將負筋拉通，這樣就節省了鋼筋的用量，也符合了我們在最初想要節省用鋼量的目的。另外《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）中在板的最小配筋率方面做出了相應的規定，當在配置現澆板的簡支邊的負筋時，應該滿足《混凝土結構設計規范》,所以不能按照最小配筋率計算配筋，這也會導致鋼筋用量的增多，造成不必要的浪費。
5、地震信息的正確選擇
目前結構計算軟件在地震信息的輸人中都有3個選項：1）耦連，2）偶然偏心，3）雙向地震，這三個不同的選項，其結構豎向構件有不同的用鋼量。據SATWE（中國建筑科學研究院 PKPM CAD工程部 應現代高層建筑發展的要求，專門為高層結構分析與設計而開發的基于殼元理論的三維組合結構有限元分析軟件）開發人員統計，框架結構考慮雙向地震作用的柱配筋比單向地震作用時增加了5%-8%，框剪結構增加了20%-50%，因此我們并不能盲目地選擇，而是需要充分地理解三個選項的意義，做到有的放矢。耦連、偶然偏心、雙向地震三個概念均是為考慮水平地震作用下結構產生的扭轉效應而提出的，應視結構在水平地震作用下產生扭轉效應的輕重而定。如何判斷結構是否扭轉嚴重，目前很多專家及一些新規范的講座都一致認為，用層位移比來表達較為合適。筆者認為，當樓層最大彈性水平位移(或層間位移)與該層兩端彈性水平位移(或層間位移)的平均值比值大于1.2較多，一般A級高度大于1.4，B級高度或復雜高層大于1.3，則可認為結構扭轉比較明顯，需要考慮雙向地震作用。多層結構參考高層取值。當多層框架層位移比超限時，也可通過以下措施作調整:(1)加強外邊框架梁；(2)加大柱截面;(3)改變柱的方向，盡量使位移比小于1.4，從而也就不用考慮雙向地震作用了。
三、結語
總之，在整個結構設計的過程中，一方面，設計人員應該在不違反規范的基礎上利用多種途徑來降低用鋼量；另一方面，設計人員只有深刻的理解相關的規范才能進行對結構的優化，從而做出更合理經濟的結構。
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