混凝土结构设计步骤

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混凝土结构设计步骤范文第1篇

关键词：混凝土结构；基本设计方法；设计优化措施

中图分类号：TU37文献标识码： A

Abstract: The design principles and requirements of the concrete structure is analyzed, the basic method of design of concrete structures, and from the safety, shock resistance, durability starting structure to clarify the structural optimization measures to promote high-rise buildings of concrete structures Optimal design of improvement.

Keywords: concrete structure; basic design methods; design optimization measures

一、引言

在我国建筑工程混凝土结构设计方法中存在技术标准和安全系数差距过大，设计和实施过程中人为的错误，耐久性设计方法存在问题，设计方法中安全检测出现问题。针对这些问题提出以下措施，提高技术标准，加强安全系数，加强结构的耐久性和材料的耐久性，加强设计过程中的质量监管，提高设计方法中的安全检测，相信通过我们的努力，会使问题得到解决，提高混凝土结构设计方法的实施和应用。

二、混凝土结构设计的设计原则与要求

1.设计原则

当前时期，设计人员对高层建筑中的混凝土实施结构设计，必须遵循适用性、安全性、耐久性以及可靠性几个方面的原则，以保证此项结构设计的各项功能均达到预计要求。

2.设计要求

1)延展性。高层建筑的结构柔性比低层的楼房要高，一旦遭遇地震等问题，会发生更大幅度的作用变形，若要避免建筑在地震等作用下发生倒塌变形等问题，就必须在进行混凝土结构的设计时，使其结构具备足够的延展性能。

2)侧向力。目前，高层建筑的结构设计中，其结构内力与变形等问题，主要受到地震的水平作用力及外部环境中的风力等因素的影响，层数的不断增多会带动水平作用力的持续加大。所以，在设计混凝土结构时，必须要充分地将这些侧向力的影响考虑在内。

3) 刚度要求。高层建筑面临着众多的水平作用力影响，容易出现较大幅度的侧向位移，设计人员在进行混凝土结构设计时，必须在保证其具有足够强度的基础上，同时使其具备合理的刚度及自振频率，进而将楼层水平位移控制于允许范围。

三、混凝土结构设计的基本方法

1 完善单元结构的布局设计

独立的结构单元设计，是高层建筑中的主要结构设计内容，此结构设计工作适合采用简单、规则的平面形式，但平面的整体长度与突出部分的长度应当控制于适宜的范围，且具备均匀分布的承载力与刚度，同时，竖向结构适合采取均匀、规则的形式，以保证建筑的外挑与内收问题得到有效的控制。要达到这一目标，混凝土结构的设计者，应当在制定结构设计方案的阶段，便努力地将概念设计的理念与知识作为参考，使建筑的适用性与美观度等要求在得到满足的基础上，通过进行优化设计，使其结构的平面与竖向布局尽可能地实现简单、均匀与规则性，保证其结构刚度与承载力的合理分布，避免建筑独立结构单元出现过于集中的塑性变形或应力。

2 优化高强的混凝土与钢筋使用

高层建筑建设需要耗费较多的混凝土、钢等材料，若混凝土和钢的强度过大，势必会造成建筑材料总造价的超限，同时加大其他构件的造价，从而降低建筑建设的经济效益。因此，混凝土的结构设计人员应当对高强度的混凝土与钢筋的使用进行合理的优化控制。以软土地基上的高层建筑设计为例，该结构地基受到的荷载较高，设计人员可以通过优化高强度的混凝土以及钢筋的使用，使建筑中各构件的截面尺寸得到合理优化，从而减轻建筑的结构自重，使建筑的基础工程建设难度得到大幅度的削减，降低工程的地基处理工作造价。再以位于震区的高层建筑的结构设计为例，建筑的自重与地震作用程度成正比例关系，设计人员通过将高强度的混凝土与钢筋的使用量减少，可以在减轻其梁、板、墙、柱等构件自重的基础上，降低地震的作用力，进而保证建筑结构的安全程度，使建筑的整体安全度得以提升。

3 合理设计剪力墙平面结构

建筑结构设计人员对混凝土结构进行设计，还需要充分地重视剪力墙结构的平面布局问题，以保证建筑整体结构受力的均匀性，并使建筑在侧向力的影响下出现的位移控制于允许状态。具体来讲，剪力墙平面结构的优化设计主要为以下几个方面:1) 以建筑的各项基本结构功能为依据，在满足这些功能的前提下，尽可能地使剪力墙的布置实现相对的集中化与均匀化，对具有较高的恒载或者平面形式变化较大的部位设计剪力墙，应当尽量缩小其间距。2) 以建筑的主轴方向或者是其他方向为基准，对剪力墙进行双向的布置，且墙肢截面适合为具备较小的侧向刚度的简单规则的形式，在设计中还要尽量地减少对短肢剪力墙的使用。

四、混凝土结构设计的优化措施

1. 提高技术标准，加强安全系数

在建筑设计方法中要提高技术标准和安全系数，在设计前要先对技术标准进行相关计划，紧跟技术标准走，技术标准的设计不要过大，也不可过小。要达到安全的效果，并根据设计的技术标准制定相应的安全系数。具体来说，设计人员可以从以下几个方面开展结构的安全性设计:1) 设计人员应当在保证建筑各项功能的同时，通过考虑结构自身的抗震性能及外部人为因素可能造成的结构破坏，有目的地将高层建筑的抗震等级提升。同时，还要从整体上，加强结构设计的稳定性与牢固度，避免将砖砌体承重或者装配式的混凝土结构应用于高层的公用属性较高的建筑中，而要优先选取现浇的钢筋混凝土的结构。2) 设计人员要从建筑建设过程中及投入应用后的各个方面入手，综合考虑其荷载变化的状况，尽可能地将建筑结构的荷载标准值与构件承载力设置出较大的弹性裕度，并且为楼面等部位进行额外的增加荷载的设计，以保证建筑在各级的地震与火灾等灾害中，都可以实现对于自身结构安全的维护。

2. 加强结构的耐久性和材料的耐久性

在设计的方法中要加强对结构和材料的管理，加强材料的选择，材料的质量一定要过关，只有这样才能保证结构上的设计方法过关。使用的材料要经过检测方可实用，结构的混凝土的量一定要到，并且钢筋及混凝土的质量一定要达标，只有这样才能保证结构耐久性。设计中要对结构的耐久性和材料的耐久性制定相关的规程，让质量有规程保证，切记没有规矩不成方圆。耐久性是设计的要求，同样是质量上的要求，要服从大局，让设计方法完美无缺。

3.加强设计过程中的质量监管

在建筑混凝土结构设计方法中要加强设计工程中的质量监管。政府要投入相关的精力去完成。在设计中政府就应宣传质量过关的要求，并随时进行监督，并用相关的工程质量法作为监督的背景，投入到相关的执法中。同时设计人员也应减少人为的错误和差错，要以相关职业道德和职业操守为基础去完成每一次设计工作。要加强相关经验的积累，向经验丰富的设计者学习，并加强自我锻炼。同时设计公司要对每个设计师进行了解，清楚他们擅长的工作，让它们在自己擅长的领域工作，公司应严把质量关，对质量不合格的人员进行惩戒，并对质量合格的优秀员工进行奖励，做到一碗水端平，对质量水平切记不能放宽要求，在相关的质量监管中把设计方法的高质量设计更好的应用到每一次的设计中，做到用质量提高实际生产率，让质量带动设计方法。

4.提高设计方法的安全检测

在设计方法中要提高安检，每一步骤都要经过相应的安全检查，政府也要辅助进行安检。在公司安检后，政府也要相应的进行复查，让安检万无一失不存在任何的问题。设计方法中的安全检查是不可缺少的一个步骤，要加强安全措施，对不符合安全措施的设计要从开始就加以杜绝。安检是设计完成不可缺少的一步，也是关键的步骤，要编入设计流程。在政府和设计者的双管齐下监督下会让安全检测得到保证，为设计方法的正确投入做出贡献。

五、结语

建筑工程混凝土结构设计方法的不断优化为建筑注入了更多的血液，相信在问题的解决中和不断的探索中，我国的建筑工程混凝土结构设计方法将得到更高层次的优化，让建筑事业得到补充和延续，让我国的政治经济文化事业在建筑的强化下得到高度发展，让设计带动建设，让建设带动其他产业，共同蓬勃发展

参考文献

[1]陶必国.混凝土结构设计方法及其优化措施[J].城市建筑,2014,01:37.

混凝土结构设计步骤范文第2篇

【关键词】混凝土结构设计；存在问题；对策；安全度

1.前言

混凝土在我国各项工程中应用广泛，具有可模型好、耐久耐火、造价低等特点，是非常好的建筑材料。然而，近年来，随着建筑业和水利等的发展对混凝土的需求不断加大，且对混凝土结构的应用跨度和高度都不断地增大，但由于混凝土容易出现裂缝，且受季节限制，致使混凝土在结构设计的过程中出现了很多问题。

2.混凝土结构设计的原则

2.1 整体性

混凝土结构设计的整体性是指把各个部分组成一个整体，研究整体的功能和设计规律，从整体和部分中发现整体的特征。

2.2 结构性

在混凝土结构设计过程中，要充分了解其结构及其各要素是非常重要的。建筑结构决定着建筑的性能和质量，影响着它在建筑中的使用和其发展情况，同时它也是性能的载体，还可以反作用于结构。混凝土结构的各要素运动的稳定性与结构息息相关。

2.3 最优化性

混凝土结构设计中存在差异整合，使建筑的各个部分合理的组合在一起，差异的部分相互互补，相互支持，相互需要，保证着整合后的性能。建筑结构的形成也离不开差异整合，充分体现了它的重要性，在设计过程中，我们要重视这一点。

2.4 动态性

混凝土结构设计的动态原则是把握系统的内外联系，以及发展趋势，动力规律、方式等方面，使混凝土在建筑中提供更好地应用，满足需求，把握时代的发展方向，跟随时代的脚步。

3.混凝土结构设计中存在的问题

3.1 基础设计

3.1.1 工程实地勘察报告缺错漏

地基基础是建筑质量的保证，影响着建筑的安全以及所产生的经济效益，若地基建设出现问题，则所造成的不只是经济问题还会带来重大的人员伤亡。建筑物的基础建设过程包括勘察、设计和施工。每一个步骤都是非常重要的环节。在我国设计时常存在勘察不全面，内容含糊不清，地质勘探报告未经审查部门审核，导致建筑物建设当中存在极大的隐患。设计过程应要严格把关，对不合格的勘察报告要及时提出异议，未修改完善的勘察报告不能作为基础设计的依据。

3.1.2 未说明绝对标高的问题

设计单位在工程的设计阶段，要注意在基础图中要说明建筑所定的±0.00与工程地质勘察中绝对标高的关系。在混凝土结构设计中，一些工程未说明±0.00的绝对标高，直接影响到基础底标高的确定，为施工带来许多不必要的麻烦。

3.1.3 基础垫层与保护层

设置混凝土垫层，不但可以保证基础混凝土的浇筑质量，还可以保护钢筋。设计时，配有钢筋的柔性基础宜使用垫层，但要注意的是，垫层向外延伸的面积不能计入基础底面积。

3.1.4 基础的变形计算

（1）设计等级为甲级，乙级的建筑物，均应按地基变形设计。

（2）丙级建筑物有下列情况时，仍应作变形验算：

1）地基承载力特征值小于130kPa，且体型复杂的建筑物；

2）在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生国大的不均匀沉降时；

3）软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时；

4）相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时；

5）地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。

3.2 结构设计

3.2.1 柱设计

⑴框架柱的截面设计

混凝土的框架柱设计中，设计人员很容易忽视角柱的自定义计算，导致配筋率不足。在多层或高层的钢筋水泥结构中，柱的截面尺寸从下到上逐渐减小，以节约资金，合理利用。柱截面的间隔数一般在3～5层，每次每侧减少尺寸100～150比较适宜，既能满足要求，又能节约成本，有利于空间合理利用。

⑵框架柱的箍筋肢距

柱箍筋加密区的箍筋肢距：一级抗震等级不宜大于200mm；二、三级抗震等级不宜大于250mm。箍筋肢距一般应为每肢箍筋的水平距离，不少设计人员在设计时将箍筋肢距都按不大于200mm，这样将会导致混凝土的浇筑发生困难，混凝土的浇筑必须使用导管，将混凝土引导到根部，自上而下浇灌。若箍筋肢距过小则无法使用导管，所以，我们要正确理解箍筋肢距，这样既方便施工又可以符合要求，从而较好地完成建筑任务。

3.2.2 梁的设计

⑴梁端按简支计算但实际受到部分约束

当梁端按简支计算但实际受到部分约束时，应在支座区上部设置纵向构造钢筋，其截面面积不应小于梁跨中下部纵向受力钢筋计算所需截面面积的1/4，且不应少于2根，此举是为了避免出现负弯矩裂缝而采用的构造措施，设计中要给予足够的重视。

⑵侧梁纵向的钢筋配置

侧梁纵向钢筋结构对防止梁侧面的开裂具有非常重要的作用，但是一些设计人员并为意识到这一点，甚至盲目的增大其抗弯能力，严重影响抗震性能。梁侧钢筋的直径一般以Φ12～Φ16为最佳标准。在设计中应该注意避免抗扭纵筋的面积过大，及时做出相应调整。

⑶水平锚固长度

楼层框架梁在边柱非抗震设计上部纵向钢筋和抗震设计的上部及下部纵向钢筋，锚固段当柱截面尺寸不足锚固长度时，纵向钢筋应伸至节点对边向下和向上弯折15倍直径，锚固段弯折前的水平投影长度不应小于0.4la或0.4laE。设计中容易忽略。

4.混凝土结构设计的改进

4.1 改进钢筋锚固和连接的方式

采用基本锚固长度：根据实验表明，高强度混凝土的锚固性能被低估，当混凝土强度等级高于C60时，ft按C60取值，并且不再使用锚固性能很差的刻痕钢丝，同时当混凝土保护层厚度不大于5d时，在钢筋锚固长度范围内配置构造钢筋，并且完善机械锚固的方法。箍筋对约束受压钢筋的搭接传力很重要，根据汶川地震时柱子钢筋在搭接处破坏很严重的情况，为防止粗钢筋在搭接端头的局部挤压产生裂缝，提出了在受压搭接接头端部增加配箍的要求，今后设计及施工要注意。

4.2 提高结构构件的安全性

通过考虑配筋特征值调整钢筋最小配筋率，增加安全度，控制大截面构件的最小配筋率；当构件所需截面高度远大于承载的需求时，可调整其纵向受拉钢筋配比率；调整柱的轴压比限值、最小截面尺寸，适度的提高安全储备，增加四级抗震等级框架柱、框支柱的轴压比限值。混凝土结构材料性能劣化的因素复杂，受天气，气候等的影响较大，建筑的耐久性需根据以往的经验采取措施来解决。

4.3 新规范

4.3.1 提高结构安全储备

新规范在结构安全储备方面更加严格：斜截面受承载力公式的修改；调整混凝土构件纵向受力钢筋的最小配筋率；调整混凝土柱的轴压比限值；调整混凝土的最小截面尺寸；增加三级抗震等级剪力墙的最大轴压比；加强底层柱等等。

混凝土结构设计步骤范文第3篇

关键词：建筑结构设计；质量；问题；途径

中图分类号：TU2文献标识码： A

引言

在我国建筑工程混凝土结构设计方法中存在技术标准和安全系数差距过大，设计和实施过程中人为的错误，耐久性设计方法存在问题，设计方法中安全检测出现问题。针对这些问题提出以下措施，提高技术标准，加强安全系数，加强结构的耐久性和材料的耐久性，加强设计过程中的质量监管，提高设计方法中的安全检测，相信通过我们的努力，会使问题变成优势，提高混凝土结构设计方法的实施和应用。

一、建筑工程混凝土结构设计方法存在的问题

1、技术标准和安全系数存在着差距过大的问题

在建筑工程混凝土结构设计方法中存在技术标准的偏差，技术标准不明确并且偏差过大。在建筑设计中没有制定相应的技术标准。同时又存在着安全系数的问题。根据国内现行混凝土结构设计规范要求，结构安全可靠度是“规定”荷载作用下的强度保证率。设计规范结构可靠度只是对结构构件来说的，其安全性主要取决与荷载取值，安全系数设置与荷载系数取值之间存在着较大的关系。据调查资料显示，国内规范动荷载安全系数要比美国、英国低14%-21%，比欧洲低7%；强度安全系数比欧美国家低大约15%，钢材强度安全系数低6%。比如，根据国内规范设计的柱子若动、静载之比为1:2，因荷载、材料影响承载力较英美国家规范设计承载力大约低35%，而较欧洲国家也低28%。由此可见，技术标准和安全系数存在着差距过大的问题，需要解决。

2、设计方法的安全检测不够

在混凝土设计方法中缺乏相应的安全检测。在设计中各步骤的安全是设计进行的关键。在每个步骤都完成后要跟进安全检测，但在设计方法中很多设计师缺乏对设计的安全检测。相关的政府也对其不够重视，出现了质量问题，为建筑带来了问题。很多设计者没有对设计仪器进行购置，设计仪器出现了不合格的现象，在根源上得不到重视让设计方法出现了问题。政府没有进行设计的安全监管和监督，使设计中安全检测出现了问题，安全监管要出台防范措施，这也是对设计方法的严格要求，防范方法做不好会导致不安全问题出现，让设计得不到安全保证，使设计变成失败，无法真正投入到运营和工作中，使设计偏离了真正的应用。

3、耐久性上设计方法存在问题

很多设计出现耐久性不高的现象。一项工程的耐久性是工程的关键。把耐久性做好体现了设计者的设计水平和完美地设计观念。它要求设计过程的高超技术和实施的完美结合。很多设计者在很多恶劣的条件下不能设计符合恶劣条件的设计成果，设计的成果适应不了恶劣的环境，这样问题的存在让设计失去了所谓的意义，没有很好地为工程服务，出现豆腐渣工程，是设计的败笔。

二、提高建筑混凝土结构设计的有效途径和方法

1、提高技术标准，加强安全系数

在建筑设计方法中要提高技术标准和安全系数，在设计前首先要对技术标准进行相关计划，紧跟技术标准走，技术标准的设计不要过大，也不可过小。跟着规范走，才能使设计不偏离实际同时要加强安全系数。安全系数不过关会使其他一切都为零，在设计中要突出安全的设计。要达到安全的效果可以聘请相关的设计专家制定符合标准的技术，并根据设计的技术标准制定相应的安全系数。要根据相关的产业的要求对建筑的防治自然灾害和人为的灾害进行相应的预防，有的建筑需要防水，在建筑过程中要加强对水的防范，还要加强防震的要求，建筑一定要通过地震检测，真正意义上做到安全系数第一位、技术水平过硬的原则，为建筑服务。

2、提高设计方法的安全检测

在设计方法中要提高安检，每一步骤都要经过相应的安全检查，政府也要辅助进行安检。在公司安检后，政府也要相应的进行复查，让安检万无一失不存在任何的问题。设计方法中的安全检查是不可缺少的一个步骤，要加强安全措施，对不符合安全措施的设计要从开始就加以杜绝。安检是设计完成不可缺少的一步，也是关键的步骤，要编入设计流程。在政府和设计者的双管齐下监督下会让安全检测得到保证，为设计方法的正确投入做出贡献。

3、加强结构的耐久性和材料的耐久性

在设计的方法中要加强对结构和材料的管理，加强材料的选择，材料的质量一定要过关，只有这样才能保证结构上的设计方法过关。使用的材料要经过检测方可实用，结构的混凝土的量一定要到，并且混凝土的质量一定是上品，只有这样才能使结构耐久性。设计方法中要把结构的耐久性和材料的耐久性制定相关的规程，让质量有规程保证，切记没有规矩不成方圆。让设计中规中矩、让设计完美无缺。只有这样才能使结构和材料具有耐久性。耐久性是设计的要求，同样是质量上的要求，要服从大局，让设计方法完美无缺。

4、做好结构计算和地基基础设计工作

施工图设计的最重要的依据就是建筑结构计算的结果，同时这个计算的结构也会对建筑结构的安全性和可靠性带来重要的影响，所以设计设计应高度的重视这项工作。比如说当我们在进行楼板计算时，我们就要选择合适的楼板计算方法，双向板计算时应考虑到材料泊松比的影响，连续板计算时就决不能选取单向板的计算方法。鉴于科学技术水平是在不断的进步的，绝大部分的结构计算都可以采用计算程序进行计算，这种方法与实际的设计经验的紧密性很差，所以为了保证其正确性，我们必须对电算结果进行综合的分析和评价。

5、做好抗震设计的工作

一般情况下，建筑结构的设计人员在进行框架的结构设计工作时，他们通常都是很重视横向框架的设计工作时，却又都不够重视纵向框架的设计工作，在我们的抗震设计的相关规范中明确的指出了水平地震的作用横轴的方向进行计算，也要按纵轴的方向进行计算，并且各方面的地震作用都应由该方向的抗侧力构件进行承担，所以，我们在进行框架结构的设计时，纵向框架的作用与横向框架的作用应该是一样的，它们的重要性是相等的。在对建筑结构进行抗震设计时，抗震设计的原则应为大震不倒、中震可修以及小震不坏的原则，所以就必须将建筑结构设计成延性结构。由于延性结构是具备着很好的变形能力的，地震来临时，它就能够很好的承载地震的作用，从而有效的降低地震对建筑结构造成的破坏力。

6、合理的运用结构设计软件

现阶段，我国对于运用各类计算机结构设计软件已经是很普遍的了，人们早已摆脱了传统的复杂的手工计算方法，同样的设计师们对于计算机软件也是越来越依赖了，但是我们在进行结构设计时，还是不能够完全的信赖计算机的计算结果，对于任何结构都要进行人工的判断和分析，确定其是准确无误的，才可以应用到工程设计中。这就要做好以下几个方面的工作，首先设计师应充分的了解所运用的软件的技术条件和适用范围；其次就是应保证计算的程序与结构的设计图是想吻合的；然后就是所使用的计算数据都应是有据可循的，计算参数也必须是准确的；最后就是计算出的与结构有关的一些内容都应满足有关规定，如刚度比、配筋以及构件的抗裂性能等。

结束语

建筑工程混凝土结构设计方法的不断优化为建筑注入了更多的血液，相信在问题的解决中和不断的探索中，我国的建筑工程混凝土结构设计方法将得到更高层次的优化，让建筑事业得到补充和延续，让我国的政治经济文化事业在建筑的强化下得到高度发展，让设计带动建设，让建设带动其他产业，共同蓬勃发展。

参考文献

[1]刘伟源.浅谈如何有效提高建筑结构设计质量[J].建筑知识，2012.

混凝土结构设计步骤范文第4篇

本专业主要培养具备能从事各类工程建设的场地评价，岩土体特性分析，特种地基加固处理，地质灾害评价与治理等地质工程领域的各项工作的高级工程技术人才。

二、培养要求

毕业生应获得以下几方面的知识和能力：

具有较扎实的自然科学基础，了解当代科学技术的主要方面和应用前景，熟悉地质工程勘察、设计施工。 掌握工程地质、工程力学、岩土力学的基本理论，地下工程、工程材料、结构分析与设计、地基处理方面的基本知识，掌握有关电工、工程测量与试验、施工技术与组织等方面的基本知识。具有工程制图、计算机应用、主要测试和试验仪器使用的能力；具有综合应用各种手段（包括外语工具）查询资料、获取信息的初步能力。熟悉国家有关工程勘察，建筑工程等方面的政策、规范和法规。具有进行工程勘察、设计、试验、施工、管理和研究的初步能力。

三、主干学科 地质工程

四、主要课程

英语、高等数学、大学物理、普通化学、计算机基础、材料力学、结构力学、岩土力学、建筑材料、钢筋混凝土结构、道路勘测与设计、地下结构、施工技术与施工组织、地质工程经济与企业管理。

五、主要实践性教学环节（内容、要求）

设计1——钢筋混凝土课程设计

时间：1周

内容：钢筋混凝土结构

目的与要求：

通过本课程设计，使学生进一步掌握钢筋混凝土结构设计的基本原理、方法和步骤。受到钢筋混凝土结构设计的初步训练。设计分两部分进行，一部分为钢筋混凝土楼盖设计，一部分为单层厂房结构设计。要求学生完成相应的计算说明书及结构设计图纸。

设计2——岩土体工程课程设计

时间：1周

内容：岩土体稳定性评价、岩土体工程设计

目的与要求：

通过本课程设计，使学生进一步掌握岩土体稳定性评价及岩土体工程设计的原理、方法和步骤，受到岩土体工程设计的初步训练。要求学生在教师的指导下，完成相应的计算说明书和设计图纸。

设计3——基础工程设计

时间：1周

内容：根据工程地质勘察报告及有关资料选择基础方案，并进行设计、计算、绘出施工图。

目的与要求：

通过本课程设计，使学生进一步掌握基础工程设计的原理、方法和步骤。受到基础工程设计的初步训练。要求学生在教师的指导下，完成相应的计算说明书和设计图纸。

测量实习，安排在第5学期，时间1周，内容为工程测量，要求学生在实习结束后，编写一份实习报告。

认识实习，安排在第4学期，时间3周，内容为地质认识实习。

教学实习，安排在第6学期，时间7周，内容包括工程地质勘察、原位测试、室内资料分析与整理。要求编写一份实习报告。

毕业实习及毕业设计（论文），安排在第8学期，时间12周。

毕业实习及毕业设计（论文）是实现本科培养目标的重要阶段，是学生学习、研究与实践成果的全面总结，也是对学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验。通过毕业实习和毕业设计（论文），使学生达到工程师工作能力的初步训练。

要求：选题尽可能结合生产实践，做到一人一题，要求学生在教师的指导下，独立完成毕业设计（论文）。

答辩：毕业设计（论文）完成后，由系统一组织答辩。

六、主要实验

室内试验（岩土物理力学性质测试、建筑材料试验等）、野外现场试验（岩土物理力学性质现场原位测试、工程监测及检测等）

七、最低毕业课内总学时：2500学时

最低毕业总学分：模块A：176学分+分 模块B：178学分+7学分

混凝土结构设计步骤范文第5篇

关键词：加固改造设计计算方法注意问题

1 改造加固工程的步骤

1.1 改造鉴定的标准和依据（更新下规范）

现行的规范规程。主要有:《建筑结构荷载规范》(GB50009 - 2001) ;《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010);《混凝土结构设计规范》GB50010-2011;《砌体结构设计规范》( GB50003 - 2001) ;《钢结构设计规范》GB50017-2003;《钢结构加固技术规程》(CECS77∶96) ;《混凝土结构加固技术规程》(CECS25 : 90) ;《多层砖房结构加层技术规范》(CECS78 :96)

1.2 改造加固鉴定步骤

已建工程在改造加固前均需要由专业技术人员对其进行调查鉴定。一般步骤是:

(1) 收集资料。调查了解该项目的状况(包括:设计图纸、竣工资料、使用维护日志、使用环境等) 和准备改造的内容(使用功能、条件等) 。

(2) 现场调查、测试。在现场收集建筑材料资料(主体结构和维护结构材料的损伤情况等) 和建筑结构(结构变形、裂缝等) 资料。

(3) 根据项目实际情况和要求的改造加固方案进行结构验算分析,以及进行相应的构件或模型试验,对改造加固方案加以验证。

(4) 改造加固工程一般应由具备相应资质并有经验的单位来施工完成,在这期间设计、监理单位应严格审查施工方案,并配合相关部门做好质检工作。

2 改造加固方法

2.1 砌体结构改造加固

(1) 对于砖砌体,主要问题可能是砖砌体承载力和稳定性不足,主要加固方法是扶壁柱法和钢筋网水泥法。

(2) 砖柱对应的加固方法主要有增大截面法和外包型钢法。

砖砌体结构中常见的裂缝需要根据情况具体分析处理。由于温度原因造成的裂缝, 可采取填缝封闭和加筋锚固方法; 对裂缝较细又数量较多的, 待裂缝发展稳定后可采用灌浆补强的方法; 而由于结构原因造成的裂缝则需先对承载力或稳定性不足的问题进行加固处理后再处理裂缝问题。

2.2 混凝土结构改造加固

混凝土结构常用加固方法的特点及适用范围见表1。

加固方法 主要特点 使用范围 计算方法

加大截面法

采用原结构材料加大构件截面以提高承载力 梁、柱、板、墙等一般构件

详文献1

外包钢加固法

在混凝土构件四周包以型钢使其与混凝土协同工作,提高承载力。做法有干式和湿式两种。 构件截面增大受限制或需要大幅度提高承载力。当采用化学灌浆外包钢时,型钢表面温度不应高于60 ℃,当环境具有腐蚀性介质时还应有可靠的防护措施。 详文献2

预应力加固法

采用预应力的钢拉杆或撑杆对原结构进行加固,使原结构承受的荷载部分转移到加固结构上。 可有效提高承载力、刚度和抗裂性。同时加固占用空间小,主要适用于梁、板、屋架等。不适用于温度高于60 ℃的环境和混凝土收缩徐变大的结构。 详文献1

增设支点法

增加支点以减少构件的计算长度和变形,提高承载力。有刚性和弹性支点两类。 适用于净空不受限的梁、板、桁架等。

详文献1

粘贴钢板法

在混凝土表面粘贴钢板以提高承载力。 适用于受弯、受拉构件(梁、板) 。不适用于温度高于60 ℃的环境,当环境具有腐蚀性介质时还应有可靠的防护措施。 详文献1

碳纤维织物加固

在混凝土表面粘贴碳纤维织物以提高承载力。

除具有粘贴钢板相似的优点外,还具有耐腐蚀、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点,但需要专门的防火处理。 等效钢筋面积法

详本文

绕丝法

在混凝土构件四周包以钢丝使其与混凝土协同

工作,提高承载力。 适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固,或需对受压构件施加横向约束力的场合。

碳纤维织物加固混凝土梁正截面承载力的计算方法可根据基于平截面假定的混凝土梁受弯基本理论,采用等效钢筋面积法,计算比较简单并偏于安全。首先将碳纤维织物的面积转化为等效钢筋面积,即:

Ase = Acfs fcfs/ f y

其中:Ase为等效钢筋面积; Acfs为碳纤维织物的面积;fcfs为碳纤维织物的抗拉强度; f y 为钢筋的抗拉强度。

对应碳纤维织物的面积: Acfs = ntcfs Bcfs

其中: tcfs为碳纤维织物的计算厚度; Bcfs 为碳纤维织物的幅宽; n 为加固梁时碳纤维织物的粘贴层数。在得到等效钢筋面积后即可采用钢筋混凝土梁受弯构件的正截面承载力设计公式进行计算。

另外根据工程改造的实际情况还可采用增设支撑系统、剪力墙、钢拉杆圈梁等以增加原结构的整体性、改变构件的刚度比、改善构件受力状况、调整结构内力等。

3 改造加固设计中的工具软件

对改造加固工程,在进行现场调查和资料收集完毕后,应对提出加固方案进行结构验算。对于变动较大的工程项目须采用结构软件对其改造前后的结构模型进行计算分析以避免出现改造加固后给原结构带来新的结构安全隐患。砌体结构和混凝土结构可采用PKPM、TBSA ;对于其它一些有限元分析软件使用时需注意构件参数和荷载组合工况的设置等。

事实上在小型改造项目中和局部构件加固设计时,很多工具软件使用十分方便,设计效率也会提高很多。笔者在此介绍一些小型工具软件供参考。

(1) 粘贴钢板计算软件jg gb.exe(http :\\gzdbty.省略)

(2) 地震分析程序PRSDZH. exe

(3) 结构计算软件包SESV1.1 、理正工具箱等。

4 改造加固设计中需注意的一些问题

在改造加固工程中界面处理好坏, 将直接影响加固设计效果, 如果出现空鼓、脱落、“两层皮”等质量问题, 这将关系到结构改造的安全性问题。为此设计的构造措施、施工过程中应对此加以重视, 适当增大安全储备。针对新旧混凝土、新加混凝土与旧砖墙等不同界面, 采用植筋、增设暗销或抗剪件、结构胶等系列界面处理技术, 务必使加固面结合接触紧密, 达到设计要求。

改造加固工程中屋顶改造、加层等往往会加大基础荷载, 在设计时应根据实际情况对地基基础采取加固措施,注意减轻构件自重和调整受力体系。对于增加荷载不大的情况可考虑利用剩余的地基容许承载力。事实上地基在长期荷载作用下, 其容许承载力相应也会提高。根据相关资料, 提高系数K 可依据改造前后基底应力之比( p1 / p2 )参考选用(见表2) 。

表2 地基承载力提高系数 K

目前的加固基本上是针对构造和承载能力不足的构件,而在结构总体上的把握与判别上相对较弱。改造加固要注意局部构件加强后对相邻构件乃至对整体结构的影响。否则有时改造加固后会适得其反。例如: 对连续梁某一段采取增大截面法进行加固后由于刚度的变化会引起相邻跨梁、柱的内力重分布; 对多层砖混结构的某一层墙体采取夹板墙加固, 使得该层墙体的刚度大幅度增加, 形成与相邻楼层的刚度差, 对结构的抗震不利。此外还有加固后构件的承载能力提高, 防火等级大幅度下降等问题。为此, 对改造要求和加固方案在设计要从总体上把握, 满足结构设计理论和现行规范规程的要求(如建筑抗震设计中的概念设计、混凝土结构设计中的强柱弱梁强节点等) 。

结束语

建筑物作为特殊商品,要被使用几十年甚至永久地保存下去。但随着社会的发展对建筑物的要求也在发生变化。为此,目前建筑工程中改造加固项目也逐年增多。有些项目则是改变其外装修以跟进潮流满足城市规划或业主们的新要求;还有些项目是由于存在质量隐患或使用年限已到需要改造加固。

参考文献

[1] 建筑物的检测、鉴定. 加固与改造[M] . 冶金工业出版社,1997.

[2] 建筑结构检测鉴定与加固手册[ M] . 中国建筑工业出版社,2003.