混凝土结构设计案例

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混凝土结构设计案例范文第1篇

关键词：混凝土结构设计原理；教学方法；土木工程

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）41-0267-02

混凝土结构设计原理是土木工程专业重要的专业基础课，在专业教学中具有承上启下的作用，先修课程有建筑制图、土木工程材料、理论力学、材料力学、结构力学等，对后续的混凝土结构设计、高层建筑结构设计等课程的学习有重要影响，也是课程设计、毕业设计等实践环节的重要基础。课程内容涉及混凝土结构材料的基本性能，构件承载力计算，构件的裂缝、变形和耐久性以及预应力混凝土构件设计[1]。

混凝土结构设计原理这门课程，具有材料的不确定性、解答的多样性、设计的综合性等特点[2]，课程内容中的实验现象多、假定多、概念多、公式多、系数多、条件多、构造要求多，且逻辑性、系统性差，较为零散[3，4]，但理论性与实践性较强，与先修课程相比差异性大，导致教师教起来不易、学生学起来困难。笔者结合近几年的教学，在以下几个方面进行了一些思考和实践，取得了较好的效果。

一、熟悉材料性能

钢筋混凝土由钢筋和混凝土两种物理、力学性能很不相同的材料组成，只有熟悉钢筋和混凝土这两种材料的性能，才能较好地理解与解释实验现象。混凝土抗压强度高，抗拉强度低，因此结构构件处于承载力极限状态时，只考虑混凝土抗压，不考虑抗拉。混凝土由水泥、骨料、水等材料拌合而成，强度的离散性大，且混凝土的破坏属于脆性破坏，因此在确定其强度设计值时，材料分项系数取值较大。钢筋力学性能较好，抗拉强度高，在结构构件中主要承担拉力；在柱与双筋受弯构件中，也用于受压，其抗压强度与抗拉强度相当，但钢筋用于受压时，容易失稳，因此需要合理配置横向约束，即箍筋。钢筋及混凝土的应力-应变曲线是较为重要的，它是钢筋混凝土构件应力分析、建立强度和变形计算理论必不可少的依据。此外，还应熟悉钢筋和混凝土之间粘结力的相关知识，这是钢筋截断、锚固、弯起等构造措施的依据。

二、抓住教学主线

构件承载力计算是这门课程的重点，涉及到拉、压、弯、剪、扭等基本受力形式及其复合受力形式，但钢筋和混凝土均为弹塑性材料，且离散性大，因此无法根据先修力学课程采用纯理论的方法直接建立承载力计算公式。通常是在试验的基础上，引入合理的基本假定，画出应力图形，借助力学知识或回归分析等方法建立承载力计算公式（包括其适用条件），然后用于工程设计，对于计算公式中未考虑的一些不利因素，通过构造措施进行补充。因此，在承载力计算章节中，要牢牢抓住“试验现象分析―引入基本假定―画出应力图形―建立基本公式―进行工程设计”这一主线，其中试验与假定是基础，应力图形是关键，基本公式是结论，工程设计是目的[4]。值得注意的是，工程设计既包含计算，也包含构造措施。

在计算过程中，初学者往往习惯于联立解方程，实际上应用基本公式也是有主线可依的，如单筋矩形截面设计，按的步骤计算，思路清晰，每一步都可以检验适用条件。

三、进行对比分析

大多数教材将构件承载力计算分为多个章节，各章节之间看似没有联系，知识信息处于零散状态，学生学起来比较困难。教师需找出各章节之间的内在联系，对比讲解，便于学生掌握。

受弯构件中，单筋矩形截面较为简单，大多数学生能较好地掌握。与单筋矩形截面相比，双筋矩形截面在受压区配置了受力钢筋，图1（a）为双筋矩形截面，抵抗的极限弯矩为Mu。从受力的角度，可以将受压区的混凝土和钢筋分开，并配置相应的受拉钢筋，如图1（b）、（c）所示，其中图1（b）为单筋矩形截面，抵抗的极限弯矩为M1，图1（c）为纯钢筋部分，抵抗的极限弯矩为M2，根据叠加原理，有Mu=M1+M2。

四、引入案例教学

混凝土结构设计原理是一门实践性较强的课程，引入案例教学，可以增强学生对这门课程的认识和理解。设计案例应符合教学目标的要求、符合工程实际、符合混凝土结构设计的发展趋势[5]，有一定的启发性和适用性。根据学生的实际情况合理设置案例的难度，选择现实生活中关心或常见的问题，可以提高学生的兴趣，使教学效果更好。在实施案例教学前，需要学生准备好相应的理论知识。呈现案例后，应明确要解决的问题。然后，寻找解决问题的方法，这是案例教学的核心部分，教师应当做适当的引导，对于学生提出的解决方案，应进行点评与总结，并对案例进行拓展与深化。案例教学过程中的重点在于学生的思路与讨论的质量，结果可以是多样化的。

五、培养实践能力

混凝土结构设计原理的理论体系不完善，很多公式是由试验结果回归而成，实践性强，问题抽象，理解起来较为困难。培养实践动手能力对于学好这门课程大有裨益，对今后从事相关工作也奠定了良好基础。实践能力可以从以下几个方面着手：①现场观摩，安排学生参观建成或在建的混凝土结构，加强对梁、板、柱等混凝土构件的感性认识；②参与试验，本课程中涉及大量的试验，应尽可能让每位学生参与到试验过程中，若学校不具备这样的试验条件，可以通过观看试验录像，加强对各种构件破坏机理的理解；③编制计算程序，教材中有各种承载力计算的框图，按框图写出程序（采用Excel表格也可以），可以加深对本课程的理解，也为毕业设计奠定了一定的基础；④理论联系实际，在学习相关内容后，可以让学生寻找相关破坏的工程实例，并分析其原因，具备这种能力后，毕业后可以较迅速地适应相关的工作。

六、板书与多媒体并重

当前，大多数教师习惯于采用多媒体进行教学，这种教学手段形象、信息量大，可以较好地调动学生学习的兴趣，加深对所学知识的理解。混凝土结构设计原理这门课程，涉及到大量的实验现象，大多数学校不具备开展各类型构件破坏试验的条件，但可以通过图文、录像资料重现试验过程，增加学生的感性认识，将枯燥的内容变得生动起来，再结合老师讲解，就能较好地理解实验过程中所蕴含的力学知识。但对于大量的公式推导，在黑板上一步步演示推导过程，可以加强学生对公式的理解和记忆。总之，在教学过程中，合理的结合板书和多媒体，可以提高学生的学习积极性，提高教学效果。

通过在上述几个方面的努力，这几年的教学效果逐渐提高，在今后的教学中，还需要在创新教育教学方法，培养实践动手能力，增强概念设计意识等方面进行进一步探索，进一步提高教学水平和教学效果。

参考文献：

[1]沈蒲生，梁兴文.混凝土结构设计原理（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2012.

[2]关萍.《混凝土结构设计原理》课程建设[J].大连大学学报，2010，（5）：116-118.

[3]李书进，沈少波.混凝土结构课程教学探讨[J].建筑结构，2008，38（9）：204-206.

混凝土结构设计案例范文第2篇

关键词:工业厂房；钢混凝土；结构设计

钢混凝土组合结构是由钢梁和混凝土板通过栓钉组合起来的新型结构形式，是当前工业厂房建设所采取的主要结构形式之一。根据以往工作经验，钢筋混凝土结构在使用的过程中容易受到环境等方面影响而出现钢筋锈涨开裂而导致的耐久性下降，影响厂房的使用寿命，造成安全事故，因此优化钢与混凝土组合结构设计是提高厂房质量，提高其使用寿命的重要举措。本文以某工业厂房建设为例，该工业厂房属于水泥选粉机车间，车间框架结构上装有多个电机，厂房噪音比较大，因此需要对钢与混凝土组合结构进行优化设计，以此保证厂房的整体质量。

1某厂房使用钢与混凝土组合结构的优势

钢与混凝土组合结构是当前我国建筑结构设计所采取的主要技术之一，由于该厂房框架上需要安装多个电机，而且车间机械噪音比较大，形成的震动会对厂房的整体质量产生影响，根据以往的案例，此种作业模式对厂房的使用寿命会形成严重的影响，因此该厂房使用钢与混凝土组合结构具有以下优势:(1)起到很好的抗震效果，钢与混凝土结构具有很好的延伸性和吸收性，在外界震动负荷力的作用下，通过钢与混凝土组合的性能可以缓解震动队厂房的影响，从而起到良好的抗震效果，更为重要的是通过此种结构设计能够提高厂房的稳定性;(2)耐火性。工业厂房设计必须要考虑火灾因素，由于钢与混凝土结构中的混凝土具有较高的热容量，因此一旦出现火灾混凝土就能吸收这些热量，从而降低因为火灾而对厂房构成的影响;经济性强。经济性一方面体现在使用寿命上，另一方面体现在成本费用上。由于钢与混凝土结构设计一定程度上减少了钢筋的使用量，但是其整体质量却没有降低，反而增强了，因此准确的使用钢与混凝土组合结构可以有效地为工业企业减少费用支出，延长了厂房的使用寿命。

2某厂房钢与混凝土组合结构设计

该厂房钢与混凝土组合结构主要包括:(1)横向框架。横向框架是整体厂房的主要承重结构体系，其需要承受各种外界负荷力的作用，保证厂房的整体结构稳定性，一般由柱、和屋架以及屋盖横梁等构成;(2)屋盖结构，屋盖结构主要是承担屋盖所带来的负载，例如横梁、托架等等;(3)支撑体系。支撑体系也是厂房的主要组成部分，其主要是防止厂房出现倾斜、垮塌等现象。因此该厂房的设计:

①荷载计算设计。由于该厂房的车间顶盖采取的是钢网架结构，安装通风的天窗，因此需要对荷载进行计算，以此确定具体的施工方案。荷载系数取用荷载风压的1.0，基本的风压为0.62kN/m2。荷载计算:屋顶盖部分:静载有彩钢和网架，是1.40kN/m2，活载为0.9kN/m2;吊车:最上层的吊车荷载主要对作用于柱上，其荷载为Rmax=4289kN，Rmin=2699kN，水平刹车力在97.9kN。第二层吊车的荷载为Rmax=1360kN，Rmin=965kN，水平刹车力在29.5kN。最低下层吊车荷载为Rmax=989.5kN，Rmin=356.7kN，水平刹车力在12.9kN;风荷载:基本的风压主要作用于柱的顶部，对其柱顶的荷载力为375kN，基本风压在0.62kN/m2，风荷载在两边的柱底压力为17.2kN/m和9.98kN/m;

②设缝问题设计。按照相关规定规范，钢筋混凝土现浇框架结构伸缩缝的最大间接为55m，钢筋混凝土剪力墙结构伸缩缝的最大间距为45m，根据工程的实际情况考虑，本设计方案选择不设缝的施工方案，但是由于混凝土存在收缩问题，因此在具体的结构设计时可以从厂房建筑的中部框架部位从基础顶面至屋面设置10m宽的后浇带。同时为了保证质量，还需要在钢框架子结构和混凝土墙体之间进行连接构造，具体可以通过连梁采用刚性连接或铰接。具体的施工策略为:调整结构施工顺序，先浇筑混凝土简体，然后安装钢框架;用刚性连接的钢框架梁柱节点;调整钢管柱的长度等方式进行;

③截面形式及计算。钢管混凝土组合柱结构的截面形式有3种，一种是圆钢管混凝土结构，一种是矩形钢管混凝土姐欧股，还有一种是多边形钢管混凝土结构。在厂房建设中使用最广泛的就是矩形和圆形钢管混凝土组合柱。圆形钢管混凝土组合柱的强度和抗压性是最符合厂房建设的，所以在该厂房车间建设中使用的就是圆形钢管混凝土组合柱。在对厂房的排架进行计算时，采用的设计福软件是中国建筑学院编制的钢结构STS软件，这种软件在计算钢管混凝土组合柱的截面时是根据CECS28B90计算的;

④柱脚设计。柱脚的钢管应该使用封板进行封闭，这样能够减少柱和接面的压力。从本案例中来看，封板和柱脚相连接的地方有劲肋，这是为了更好地提高柱脚的受力。而且，厂房中钢材混凝土组合柱的柱脚有两个杯口插入，在杯口处灌入混凝土，这样有利于提高整个柱的受力荷载;

⑤钢与混凝土组合结构的防火设计。常用的防火措施种类比较多，一般就是将构件利用保护材料进行包裹，以此延续构建的升温速度，为灭火提供时间。基于本工厂的工作环境，本次的设计具体选择的是膨胀型防火涂料保护法，此种方法能够消除传统发生火灾时产生的有毒气体的弊端。具体的设计是选择由有机树脂、发泡剂以及碳化剂等构成的厚度在5mm左右的涂料，一旦发生火灾时，该涂料就会膨胀，形成比原来还要厚几十倍的多孔碳质层，阻挡外部对内包构件的传热，便构件的耐火极限可达(O．5～1.5)小时;

⑥剪力墙子结构体系延性设计。在钢框架一混凝土剪力墙混合结掏体系中，由剪力墙和剪力墙组成的筒体承担了85%以上的水平剪力，应保证混凝土墙体具有足够的延性，因此在连接处设置型钢柱，既能有效防止裂缝的出现或展开，又能方便钢结构的安装，减少钢柱与混凝土墙体之间的竖向变形差异产生的不利影响。设计时应考虑框架具有一定的抗剪承载能力，其值不宜小于带框墙总剪力的20%。同时剪力墙轴压比应根据结构的抗震设防等级确定。该厂房设计剪力墙轴压比控制值按规范要求应小于0.6，以保证其延性。

3工业厂房钢与混凝土组合结构设计的保障

实现对工业厂房与混凝土组织结构设计的优化必须要做好以下工作:一是要把握基本的钢与混凝土组合设计原则，通过设计保证厂房使用寿命，强化对厂房的质量控制以及达到最优化的经济目标，也就是在设计的过程中要综合考虑建筑项目的全寿命期的成本和效益问题。只有把握上述的基本原则才能保证设计的方案具有价值;二是提高工业设计人员的综合素质，提高他们的设计理念更新。钢与混凝土结构设计是新型的设计方案，也是当前工业设计较为常见的一种技术，因此需要设计人员要把握设计的关键问题，强化质量管理意识和安全意识;三是加强施工管理。保证施工工序严格按照设计的要求进行，以此保证工业厂房的质量。通过对该厂房钢与混凝土结构的性能检测，通过设计提高了结构刚度，达到了良好的抗震效果，优化了建筑布局和空间的使用，更为重要是将降低了造价，提高了工厂的经济效益，提升了工厂厂房的使用寿命。

参考文献

［1］郑友柴．管混凝土组合柱在重钢结构工业厂房工程中的应用［J］．中国建筑金属结构，2013(22)．

混凝土结构设计案例范文第3篇

【关键词】大跨度；预应力；混凝土结构；结构设计；大型建筑

1、预应力筋的合理布置

当下我国建筑施工中较为常用的预应力钢筋种类如下：

（1）热处理钢筋，这种钢筋通常具有较高的强度，且松弛较小，同时在进行材料运输时都是以盘式储存并供应，免掉了整直及对焊等工艺，用起来十分方便；

（2）去除应力钢丝，这种钢筋应用于具体的施工时，使用也很方便，且有多种形式可以选择，如光面钢丝、刻痕钢丝等；

（3）钢绞线，此种钢筋通常会由具有较高强度的钢丝绞制而成，通常为三股或七股直径不同的钢丝，这种钢筋形式在使用时十分方便，且能够较好地黏附于混凝土中。

钢筋布置方案是大跨度预应力混凝土结构设计的重点，其布置方式有多种，最常用的是在跨中板带中占1/3左右，另外2/3钢筋布置在柱上板带中。这种布筋方案对普通钢筋的设计来说，不仅能确保板受力合理，同时也最省原材料。但在设计板跨相差超过20%及以上的多跨连续板时，设计采用长跨方向集中布筋，跨中板带布1/3左右或均匀布置，短跨方向柱上板带布2/3的布置方案更节省原材料，同时也能够达到较好的载荷承载能力。实际设计过程中也应根据边跨板的受力特点，更多考虑采用二段抛物线或三段抛物线形式布置。

在具体的施工中应注意以下环节的操作：

（1）预应力筋的铺放顺序及位置，必须正确处理好钢筋铺放顺序与管道敷设、钢筋铺放顺序与钢筋绑扎顺序之间的关系。铺放时，应尽量减少交叉穿束，严格按设计图纸中要求的细部构造执行，布置并固定好承压板及梁端钢筋网片等；

（2）必须保证钢筋的保护层厚度；

（3）应在上、下层钢筋间设置专门保证矢高的措施，注意防止钢绞线的互相缠绕，以保证预应力筋的矢高；

（4）钢绞线每隔一定距离（约500mm）应进行固定，以防止浇捣混凝土时变位；

（5）当钢绞线与预埋管路系统发生矛盾时，应以钢绞线优先。

2、抗震性能设计

不论是何种建筑，其本身都要具有一定的抗震性，而在全球的混凝土结构工程研究界中，都十分重视预应力混凝土结构的抗震问题，而大跨度预应力混凝土结构多是用于一些大型的公共建筑之中，在其建成使用后多为人员密集型环境，如果相应的大跨度预应力混凝土结构没有达到一定的抗震等级，那么一旦发生地震等自然灾害就会造成大量的人身及财产损失，因此在进行大跨度预应力混凝土结构设计时，尤其要注重抗震性能设计。目前国际混凝土结构研究领域都十分关注预应力混凝土结构的抗震问题。经过大量的研究后得出，这种大跨度预应力混凝土结构是可以在地震区使用的，但其与一般的钢筋混凝土结构一样都要进行相应的抗震设计及施工。

3、连续构件设计

对大量的工程建筑实践案例进行详细的分析后，得出在大跨度预应力混凝土结构设计中采用单跨预应力梁截面延伸的方式，可以有效地实现连续结构，进而完成连续结构件的设计。这种设计方式具有很多的优点，特别是在多跨结构超载、内力重力分布能力较强时，能够有效提高弯承载能力。此外，一束预应力筋能够用于正弯及负弯两种弯矩筋，这种形式相应地降低了支座处附加弯矩对柱的有害影响，且其受力情况更趋于合理性。当有预应力施于大梁时，就会使大梁较易发生附加弯矩并弯形，这时可对大梁使用多跨连续布置，多排柱共同工作可相应地削弱这预应力。

4、防火设计

在进行建筑设计时，很多情况下都会忽略到钢筋混凝土的防火性能，因为钢筋混凝土本身并不可燃，即可忽略其防火设计，但事实上并不是这样，钢筋混凝土虽然自身不易燃，但它的防火隔热性能非常差，当温度过高并达到钢筋强度临界点时，预应力钢筋就会出现屈服点下滑的现象，使得其相变及蠕变加快，进而造成预应力板强度和刚度都急剧下降，并出现结构裂缝，使其丧失了原有的结构功能，同时，处于高温环境下的混凝土也会发生挠度变化的情况，同样造成了结构失稳，如果达到一定的温度和时间，那么这种大跨度预应力混凝土结构就会表现出明显的不稳定状态，甚至发生坍塌等危险事故。因此在进行大跨度预应力混凝土结构设计时，应特别注意所设计的结构要符合国家的设计防火相关规范及规定内容，如《建筑设计防火规范》等。

5、工程实例

5. 1 工程概况

某综合楼工程地下室2 层，地上15 层，总建筑面积约31 000 m2。本工程主体结构设计采用无粘结预应力钢筋混凝土板―柱结构，主体部分柱网布置8 m×8 m，地下室底板采用无粘结预应力混凝土板结构，其中长72 m×48 m。

5. 2 结构设计方案及特点

本工程在结构设计上全部采用后张部分预应力混凝土结构。

目前，现浇预应力混凝土结构最常用的施工技术为后张法，后张法预应力混凝土结构施工分为有粘结法及无粘结法两种。有粘结法通过灌浆实现有粘结，有粘结筋的最大应力出现在最大弯矩截面处，破坏时临界截面有粘结筋的应力非常接近钢筋的极限强度。有粘结预应力混凝土结构具有极限强度高、抗震性能好，通常应用于框架梁。无粘结法靠端锚建立预应力，无粘结筋的应力沿全长呈均匀布置，当构件遭到外力破坏时，无粘结筋的应力仍低于条件屈服点。由于无粘结筋的应力沿长度均匀布置的特点，预应力钢筋的非弹性性能即构件的能量消散不能得到充分发挥。

本工程在框架梁的预应力度λ≤0. 7，设计中采用有粘结预应力混凝土结构。本工程次梁不需要抵抗地震力，次梁设计采用结构施工简单，适合数量多、吨位不大的次梁的无粘结预应力结构。在同一工程混凝土楼盖采用不同的预应力结构，可利用无粘结结构与有粘结结构的结构优势，不仅保证了工程质量，也降低了施工难度，有利于施工进度的推进。

本工程采用PKPM 计算软件，按照有关规范，预应力混凝土结构等级属于一级或二级。对于一级和二级的抗裂控制，主要是控制构件受拉边缘混凝土产生的拉应力。由于本工程梁跨度为18.7 m，普通梁跨高比为10～15，所以可知，普通梁高为1 240 mm～1 870 mm，可见梁高过大，不满足观众视线的要求。扁梁的宽高比为20～25。本工程扁梁的梁高可选用范围在748 mm～935 mm之间。可见，大大的降低了梁高，适合于本工程的特点。另外，预应力梁与柱子节点区便于布置抗冲切钢筋，抗冲切性能好，相对于板柱体系结构，其冲切破坏锥体的斜截面较大，在荷载较大的情况下，设置暗梁或横向加宽即可解决，而且，预应力扁梁结构抗剪承载力并不小于普通梁柱结构。

5. 3 预应力钢筋张拉及固定端的设计特点

对于框架梁及其固定端，其预应力框架张拉、固定端施工都在梁柱节点的区域范围内进行。在此区域内，由于设计的柱筋、梁筋、局压钢筋等各种钢筋交错布置，在施工时易出现以下问题：

1） 易使柱或梁中钢筋移位，从而降低整个构筑物结构的承载力。

2） 这个区域内的混凝土施工时难以浇捣密实，施工质量无法保证。为克服以上问题，本工程在设计时采取： a. 将预应力钢筋伸过节点区域，在梁中进行锚固与张拉。当预应力钢筋较多时，应采取分批分段进行张拉与锚固。同时在施工时应保证分批张拉的间距，不得小于1 000 mm，预留斜槽在张拉时需利用变角器进行张拉。此种方法缺点是对钢筋等原材料有一定的浪费，但对工程质量安全有保障。b. 设置专门的预应力筋张拉与锚固区，具置可设在梁、柱侧向或底部等位置，以加腋形式体现。此方法要求较高，须保证锚固区有足够大的混凝土面积以及足够多局压钢筋以防止钢筋混凝土结构开裂，而且会对结构的美观产生一定的负面影响。

3） 每层在浇灌柱混凝土时，由于在梁柱节点区柱边进行预应力钢筋张拉，柱顶应比相应楼板层高出300 mm 左右，以节约梁预应力钢筋张拉时间，从而不影响梁拆模。此种方法对施工方要求较高，需各施工方密切配合。

结语

综上所述，虽然该结构具有诸多优点，但也要借助于具有高施工技术水平的施工队伍才能达到最终的建筑要求，因此，施工单位要积极并严格地依照各项技术指标及操作规范进行施工，在工程实践中不断改进原有的施工技术，加大对工程施工的管理，避免质量及安全事故的发生，达到提高施工质量的最终目的。

参考文献

[1]叶修喜，张锦松，赖海斌.双向大跨度预应力混凝土厂房结构设计[J].工程建设与设计，2011，（6）.

混凝土结构设计案例范文第4篇

关键词:建筑;结构设计;优化;工程造价;影响结合

对现阶段国内外有关信息资源查阅之后可知，通常情况下，在一个工程实施过程中，设计费用占整体费用支出约1－3%，但若是确保设计出的项目方案是正确的，那建筑结构设计对工程造价的影响也会十分显著，设计时期的优化是全面控制工程造价的重要内容。

1基础设计与设计优化的重点

地基是建筑物建设工作的重要内容，在某些建筑物中，地基区域的工程造价占据了整体项目投资的三十分之一，同时因为地基是地下隐蔽工程，若是出现了质量安全问题，会导致之后造成的影响较为严重，所以在实际发展的过程中，一定要科学选择地基的设计方案。基础形式的选择一般情况下需要具备所在区域的特点，而在实施基础设计的过程中可以依据所在区域项目建设已经存在的基础设计工作，结合已经获取的信息资源和工作经验对基础形式的选择和设计进行整合研究和分析［1］。在设计时期，选择任何基础方案都会影响项目的工程造价，因此在实际发展过程中需要进行优化，并且结合以下几点原则进行创新:第一，基础质量可靠性原则。例如在深厚饱和土层中，最好的选择就是人工挖孔灌注桩与预制桩型，其中前者的工作质量更为优越;第二，工程造价最低性原则，各种形式的基础方案都与经济性相关，并且经济性注重展现工程造价，符合工程的需求主要是受到桩的承载力数值的影响，因此优化设计信息只能依据工程造价信息来展现，选择工程造价最低为原则。因为桩基础的设计非常简单，并且安全性较高，这会让很多设计单位在基础方案设计中更多的选择桩基础，就算是拥有基础的天然基础方案也不会选择，这一方案会导致工作消耗大量的资源。有证据显示，天然造价一般情况下直到达桩基础造价的三千到七千。在国外很多国家中，应用天然基础的建筑非常多，特别是在高层建筑的设计中都会选择天然基础，但是我国对于这一技术的应用还没有达到日本的一半，就算是应用条形基础或者是交叉梁基础的项目，设计单位也会更多的应用桩基础解决其存在安全的问题，这样导致实际工程成本数量日益增加。

2基础设计优化对工程造价产生的影响

其主要分为以下两方面，一方面是不同的基础形式对工程造价产生的不同影响，因为很多工程项目基础工作造价占据整体建筑物造价的很大范围，由此基础部分工程造价会直接影响整体建筑物的工程造价。在选择建筑物基础形式的过程中，一般是受到建筑物所在地的地基影响，因为地基基础条件较低需要加以整改，这样就会增加实际工程造价。由此在选择基础形式的过程中，需要结合建筑市场建筑素材价格以及现场条件等进行全面的研究和分析。另一方面是建筑物上部结构影响基础工程造价。除了地基基础条件之外，建筑物的上部结构也是影响建筑物基础形式的重要因素。其中包含了混凝土结构，因为实际建筑建设工作大范围应用钢筋和混凝土素材，致使建筑物上部结构非常重，这就需要承载很大的地基才能确保建筑物的整体性能。但是砖混结构虽然构建的建筑层比较矮，但是因为大范围选择应用实心砖填充墙体，促使实际建筑物需要的基础承载水平非常大。同时钢结构因为上部结构过轻，还有的不需要单独解决地基条件下就可以符合建筑物上部结构的承载需求，从而减少基础工作数量和工程造价［2］。

3结构类型选择对工程造价产生的影响

3．1基础结构类型和特点

其主要分为以下几点:第一，砖混结构。这一结构的特点在于素材容易获取，施工技术也非常的简单，这样促使这一结构类别建筑物出现工程造价较低、建筑施工时间过短等特点，而它的缺点是因为这一结构类型建筑物的抵抗能力较低，同时大范围应用砌砖导致建筑物的上部结构自重较大，不可以在高层建筑中应用，同时砖砌体施工技术大都是人工操作，其工作效率较差。现阶段，应用这一结构建设的建筑物大都是农村建筑。在城市中的应用较少。第二，钢筋混凝土结构。这一结构包含了钢筋、水泥以及骨料等为素材构建混凝土结构类型。这一结构具备整体性强、抗震性高等特点，现阶段已经被大范围的推向市场的各个区域，钢筋混凝土结构中是钢筋、水泥以及水等素材构成的混合体，引起其具备整体性强、抵抗腐蚀性强、节约钢材等优点。第三，钢结构。这一结构是以钢素材为基础的结构类型，也是现阶段新兴建筑结构类别的一种。钢结构具备有效性、抵抗地震、自然环保、节约能源以及成本支出较低等优点，大部分建筑物都会选择应用这一结构类别。但是这一结构的平稳性与钢筋混凝土相比存在一定的差异性，同时因为大范围应用钢材，促使实际建筑物的腐蚀性和耐高温性要求非常高，未来的维护工作支出费用也较多［3］。

3．2结构类别对工程造价产生的影响

结合实际案例分析可知，影响砖混结构工程造价的两方面包含了墙体工程和柱梁板工程，实际工作就是墙体素材的选择与柱梁板尺寸的实际设计。结合实际案例分析表明，墙体工程在整体砖混结构中占据的比例非常大，在实际操作中会消耗整体工程建设劳动力的百分之三十五以上。由此可见，墙体工程是砖混结构中工程数量最大的一种建设工作，实际消耗的工程造价也仅次于柱梁板工程的工作。这样在实际发展过程中，需要有效控制砖混结构中的墙体工程造价。实际工作可以结合墙体组合方案设计和墙体工程数量两方面进行。

混凝土结构设计案例范文第5篇

关键词：以工作过程为导向；混凝土结构及砌体结构；教学改革

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2012）11-0099-02

《混凝土结构及砌体结构》是我院建筑施工技术专业的一门重要专业基础课，同时也是建筑施工方向的一门核心课程。该课程理论性和实践性并重，应用性很强。如采用传统教学方法，由于该课程存在先修课程多、教学内容多、试验现象多、概念多、公式多、系数多、符号多、简化假定多、构造要求多、教学环节多的“十多”问题，容易产生教师难教和学生难学的两难问题。为实现高职人才培养目标的要求，提高学生的学习积极性，突出高职教育的职业性，结合院级精品课程建设，我院课程组教师在以下几方面进行了教学改革尝试。

工学结合，知识与能力并重，提高学生学习积极性

课程组教师根据调研和专家审定，提出课程知识目标为：掌握混凝土、钢筋和砌体材料的种类和特性；掌握混凝土结构、砌体结构及其构件的一般构造知识，包括抗震构造知识；掌握一般构件的设计方法；掌握现浇楼梯和现浇钢筋混凝土单向板肋型楼盖的设计方法和步骤；掌握多层砌体结构的基本设计方法。

对应的课程能力目标为：具有进行一般钢筋混凝土构件、砌体结构构件的截面设计与承载力复核的能力；具有在实际工程中熟练运用结构构造知识的能力；具有分析和处理实际施工过程中遇到的一般结构问题的能力；具有正确识读结构施工图的能力；培养行业标准意识、规范意识、质量意识和团结协作意识，进行沟通与表达训练，学会团队工作。

聘请分别来自施工单位、监理单位和设计单位的工程师加入到课程组团队中，全程参与课程建设。与企业工程师共同确定课程标准、课程教学内容、教学方法、工程案例的选取等。聘请企业工程师对学生设计的方案进行指导、把关。团队中的专职教师则必须在每年假期到企业兼职，与企业人员开展技术交流和技术研讨活动。

以院级精品课程建设为契机，开发课程教学网站，重点是使课程教学内容紧密地与主要岗位相结合：设置专题介绍新工艺、新技术、新动态；针对混凝土结构设计规范和抗震设计规范的修订实施，团队教师编制规范解读；开发在线测试，与施工员、二级建造师考试题目及复习思考题挂钩，学生应可随时上网参与自检自测，既巩固所学知识，也为岗位证书考试做好准备。

为了提高学生的动手能力和学习兴趣，除在课程中采用案例教学、小组讨论、参观等多种教学方法和教学形式外，我们一是通过认识实习、生产实习、聘请企业专家和用人单位开设讲座等各种形式的专业教育，提高学生对专业的认识，让学生树立起成为“复合型”人才的观念，避免产生“施工人员只需按图施工，用不着掌握结构构件的计算，学结构没啥用”等错误观念。二是成立学院结构设计兴趣小组，组织有兴趣的学生承担一些设计任务，如PPT课件制作或资料收集等工作，实现部分差异化教学。三是组织两项院级技能大赛：结构设计大赛和钢筋绑扎大赛。比赛不仅锻炼了学生的动手能力，提高了学生学习积极性和成就感，最关键的是深化了学生对力的传递构件、受力特点和结构图识读的理解和掌握。

以工作过程为导向重构课程教学模块

按照以工作过程为导向的课程设计原则，本课程分为四大模块，即课程导入模块、混凝土结构模块、砌体结构模块和抗震基本知识模块。将很多高职院校中单独设立的结构设计基本原理、结构材料、混凝土结构实训、结构施工图识读等模块融入混凝土结构模块和砌体结构模块中。如图1所示，模块又分解为若干个学习情境，每个学习情境再分解为学习任务。在同一个模块中，若干个学习情境之间呈递进关系。同一个学习情境下，不同的学习任务有的呈递进关系，有的呈并列关系。而工作任务中具体学习单元的顺序就是完成工作任务的顺序。

根据课程知识目标和能力目标，我们在钢筋混凝土构件设计、现浇肋型楼盖和楼梯设计三个学习情境中，将实际工程项目、典型工程案例作为载体引入教学中，基于工作过程构建教学过程，采用项目教学法和任务驱动法，在各教学环节融入标准、规范、图集、协作等内容，将课程建设为集能力培养、职业素质养成和创新教育于一体的教学平台。

如图2所示，每个学习情境都以实际工程项目（现阶段的项目来源为典型建筑物，如学校教学楼、实训楼等）构建一个完整的工作过程。如钢筋混凝土构件这个学习情境中，要求学生以小组为单位独立选取一块板、一根梁、一根柱进行设计，最后一个环节是配筋图的识读或绘制，通过一个完整的工作过程来完成课程教学目标，培养学生的专业能力、方法能力和社会能力。

学习情境和学习任务的设计由简单

到复杂，由单项到综合，呈螺旋式上升的特点

课程设计示意图如图3所示。以混凝土结构模块为例，该模块设计了5个学习情境，每个学习情境又划分为多个学习任务。第一个学习情境为钢筋混凝土构件设计，包括理论知识和相应的单项训练，分为三个学习任务，分别是钢筋混凝土板的设计、钢筋混凝土梁的设计、钢筋混凝土柱的设计，由最简单的板开始到梁进而到柱的设计。后4个学习情境为结构设计，分别为现浇肋型楼盖设计、楼梯设计、单层厂房和多层房屋，分别从平面结构体系、简单的空间体系、相对较复杂的空间结构体系到最复杂的空间结构。这样，知识体系和实践体系通过“教、学、做”有机融合在一起，就做到了“做中学，学中做”。

这种设计体现了由构件到结构，由简单到复杂，由单项到综合，符合学生的学习认知规律和职业能力培养的基本规律，也融合了现行规范和构造要求，避免了为讲构造要求而讲构造要求，为了解规范而去讲解规范，将受力特点、计算公式、图纸识读、规范和构造要求融合在一起，让学生通过一个个实训的完成，不知不觉地掌握课程核心能力。

典型工程图纸的应用贯穿教学始终

在混凝土结构模块中，钢筋混凝土构件的每个学习任务，现浇肋型楼盖、现浇楼梯、多层房屋的工程载体都是同一个项目。学生在开学初就以小组为单位拿到整套典型建筑物的图纸，这些典型建筑物都是学校自身的建筑物，有教学楼、实训楼、学生宿舍和食堂等。这些建筑物就在学生身边，可以增强学生的兴趣，并且，教学楼、实训楼等平面布置相对简单规则，有利于课程的项目化教学。最大的优势在于，学生通过完成一个个学习任务，就完成了一块块板、一根根梁、柱，进而到楼盖、楼梯，最后到节点构造，由点到面，由面到整体，如搭积木一般完成了整个建筑物建设的所有工作流程。

课程考核评价体系

课程考核由平时作业成绩、平时表现、期中考试和期末考核共同组成，平时作业成绩占总分的30%，平时表现占总成绩10%，期中考试占总成绩的10%，网络使用情况占总成绩的5%，期末考核占总成绩的45%。总体上是弱化期末考核，突出平时考核。

平时作业由小作业（占10%）和大作业（占20%）组成。小作业为课后练习，要求每名学生独立完成。小作业主要帮助学生对重点、难点内容进行复习和巩固。大作业共五个题目，按照从简单到复杂，从单个构件到平面结构最后到简单的立体结构的思路设计，分别为悬臂板设计、外伸梁的设计、柱的设计、单向板现浇肋型楼盖的设计和现浇板式楼梯设计。大作业以小组为单位完成，既可以按模拟实际工程题目完成，也可以制作助学课件如PPT等。每组学生自行分工合作，完成后由各组选派一名学生代表介绍设计思路、设计中碰到的问题、进行成果展示，并接受教师和其他学生的提问，即类似于答辩环节。由教师、全部组长、课代表三方根据完成情况和答辩情况综合给出一个小组分。再由组长根据组员的贡献对每个组员进行评分，结合学生自评和教师评分得到每个组员每次大作业最终得分。网络使用情况分值根据学生利用网络课程自主学习的时间和自我测试的分值来共同确定，规定学生最低在网时长并通过课程答疑、在线测试等形式确定学生上网质量。

参考文献：

[1]李永梅，赵均.混凝土结构及砌体结构课程的教学改革[J].高等建筑教育，2006，15（2）.

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[4]吕文晓.开放教育专科建筑结构课程教学改革实践[J].高等建筑教育，2008（8）.

[5]刘晓宁，朱显鸽.《建筑结构》课程教学改革实践[J].西安航空技术高等专科学校学报，2007（3）.