钢结构设计规GB50017-2003 第一章总则 第1.0.1条为在钢结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，特制定本规。 第1.0.2条本规适用于工业与民用房屋和一般构筑物的钢结构设计。 第1.0.3条本规的设计原则是根据《建筑结构设计统一标准》(CBJ68-84)）制订的。 第1.0.4条设计钢结构时，应从工程实际情况出发，合理选用材料、结构方案和构造措施，满足结构在运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求，宜优先采用定型的和标准化的结构和构件，减少制作、安装工作量，符合防火要求，注意结构的抗腐蚀性能。 第1.0.5条在钢结构设计图纸和钢材订货文件中，应注明所采用的钢号（对普通碳素钢尚应包括钢类、炉种、脱氧程度等）、连接材料的型号（或钢号）和对钢材所要求的机械性能和化学成分的附加保证项目。此外，在钢结构设计图纸中还应注明所要求的焊缝质量级别（焊缝质量级别的检验标准应符合国家现行《钢结构工程施工及验收规》）。 第1.0.6条对有特殊设计要求和在特殊情况下的钢结构设计，尚应符合国家现行有关规的要求。 第二章材料 第2.0.1条承重结构的钢材，应根据结构的重要性、荷载特征、连接方法、工作温度等不同情况选择其钢号和材质。承重结构的钢材宜采用平炉或氧气转炉3号钢（沸腾钢或镇静钢）、16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢，其质量应分别符合现行标准《普通碳素结构钢技术条件》、《低合金结构钢技术条件》和《桥梁用碳素钢及普通低合金钢钢板技术条件》的规定。 第2.0.2条下列情况的承重结构不宜采用3号沸腾钢: 一、焊接结构：重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，冬季计算温度等于或低于－20℃时的轻、中级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，以及冬季计算温度等于或低于－30℃时的其它承重结构。 二、非焊接结构：冬季计算温度等于或低于－20℃时的重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构。 注：冬季计算温度应按国家现行《采暖通风和空气调节设计规》中规定的冬季空气调节室外计算温度确定，对采暖房屋的结构可按该规定值提高10℃采用。 第2.0.3条承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度（或屈服点）和硫、磷含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。承重结构的钢材，必要时尚应具有冷弯试验的合格保证。对于重级工作制和吊车起重量等于或大于50ｔ的中级工作制焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材，应具有常温冲击韧性的合格保证。但当冬季计算温度等于或低于－20℃时，对于3号钢尚应具有－20℃冲击韧性的合格保证；对于16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢尚应具有－40℃冲击韧性的合格保证。对于重级工作制的非焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材,必要时亦应具有冲击韧性的合格保证。 第 2.0.4条钢铸件应采用现行标准《一般工程用铸造碳钢》中规定的ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500或ZG310-570号钢。 第2.0.5条钢结构的连接材料应符合下列要求: 一、手工焊接采用的焊条，应符合现行标准《碳钢焊条》或《低合金钢焊条》的规定。选择的焊条型号应与主体金属强度相适应。对重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，宜采用低氢型焊条。
基于耐久性的建筑工程结构设计分析 发表时间：2016-12-01T17:13:17.893Z 来源：《基层建设》2015年第35期作者：卢俊坤 [导读] 摘要：近年来我国社会经济飞速发展，建筑行业也取得了很快发展，这对建筑的耐久性提出了更高的要求。本文主要分析了建筑工程结构耐久性设计的重要性，针对目前建筑工程结构耐久性设计中的主要问题提出了几点的建筑工程耐久性设计技术。 广东省建筑设计研究院广东广州 510010 摘要：近年来我国社会经济飞速发展，建筑行业也取得了很快发展，这对建筑的耐久性提出了更高的要求。本文主要分析了建筑工程结构耐久性设计的重要性，针对目前建筑工程结构耐久性设计中的主要问题提出了几点的建筑工程耐久性设计技术。 关键词：建筑工程；耐久性；结构设计 建筑结构耐久性是现代建筑工程设计的重要内容，也是建筑安全设计的重点内容，建筑结构耐久性直接和建筑功能结构设计、工程材料以及环境等各方面因素密切相关。下面笔者主要基于耐久性的角度分析了建筑工程结构设计要点。 1.建筑工程结构耐久性设计的重要性 我国基础工程建设目前得到了飞速发展，在很大程度上带动了建筑工程行业的发展，工程结构设计技术也有了很大提高。然而，一直以来建筑结构耐久性设计都是其中的重难点内容。当前主要的建筑结构形式是混凝土结构，而且多数人认为混凝土是稳定性、耐久性比较好的建筑材料，然而通过相关的研究显示，混凝土建筑结构在相应的应用环境下极易出现早期失效现象，甚至有的建筑结构应用20-30年后就容易出现稳定性急速下降的现象。近年来很多建筑安全事故都是由于建筑结构早期失效导致的，因此现代建筑工程设计中应该充分重视建筑结构耐久性设计，不断提高建筑结构耐久性设计水平。 2.目前建筑工程结构耐久性设计中的主要问题 现阶段建筑结构耐久性设计的时候，由于没有全面、深入的认识，在实际设计工作中常常会通过经验式方法来补强结构，并没有建立一种系统性的耐久性设计体系，这样很容易导致耐久性建筑工程结构设计中出现以下几点问题：①建筑结构耐久性设计制度、设计规范以及设计标准等有待进一步完善，尚未形成一个可靠、完善、全面的技术体系，虽然针对抗氧离子、混凝土配合比以及结构保护层厚度等容易实现的指标提出了相应要求，然而并未系统性分析混凝土碳化以及钢筋锈蚀等情况。②影响耐久性的相关因素并未得到全面分析，进行建筑结构设计的过程中，并未强调实际的工艺问题以及结构设计细节的影响。③建筑工程结构设计的过程中并没有全面、正确的认识耐久性设计，这样会导致构件截面厚度相对较小、保护层厚度不足、混凝土强度等级降低以及钢筋直径偏小等诸多问题，这样会对建筑工程结构的稳定性、耐久性造成很大的影响。 3.建筑工程结构耐久性设计技术要点 3.1混凝土耐久性的设计及原则 在混凝土结构应用中，其周围的环境能明显的致使混凝土的结构材料的性能发生变化，并且随着使用时间的延长而劣化，所以混凝土的结构耐久性设计是其结构设计中必不可少的重要内容。在进行混凝土耐久性设计方面，设计人员首先要明确这个结构耐久性的目标是什么，也就是预期设计中的使用寿命是多少，然后要清楚耐久性的失效标准是什么。关于结构的预期设计使用寿命情况，我国新修订的《建筑结构设计统一标准》已经明确把结构设计的使用年限划分为4 类（见表1）。 表1 设计使用年限分类 3.2防冻融设计 根据相关研究表明，建筑工程混凝土结构有早期破坏问题主要是由于冻融循环应力所致，这也是评价和衡量建筑混凝土结构设计耐久性的重要指标之一。混凝土实现水化硬结后，混凝土的内部会出现很多毛细孔，在混凝土浇筑的过程中添加的水量往往会多于水泥水化所需水量，从而增强混凝土的和易性。混凝土毛细孔中残留的水处于低温环境中会快速结冰，而且当温度反复、持续变化的时候会使毛细孔中的水分发生体积上的变化，进而破坏混凝土内部毛细孔体积，进而破坏整个混凝土结构。因此，为了有效控制混凝土循环冻融作用，一定要采用相应的混凝土结构设计措施，从而有效增强建筑结构的耐久性。建筑工程结构设计的过程中，一定要选择合理的水泥品种，从而有效提高混凝土抗冻融性能，混凝土适用于0℃左右的低温环境下，比如盐水泥、早强硅酸盐水泥等可以充分、合理的利用自身早期化热强度高、水化热比较大等特点尽可能减少混凝土毛细孔内残留水分。而且制作混凝土的过程中可以将水灰比适当降低，进而加大水泥比重，提高混凝土化热量。 3.3建筑功能结构耐久性设计技术 从某种意义上而言，建筑使用功能结构设计会对整体建筑结构稳定性造成很大影响，因此建筑结构设计的时候，为了有效提高建筑结构耐久性，非常有必要进行科学、合理的功能结构设计。建筑工程结构设计的时候应该做出以下工作： ①科学合理地设置水分侵袭结构。比如防结露、防潮、放水等技术构造，主要是指室内外高差台阶、防水层、踢脚、檐口、腰线、天沟、室内外高差台阶、雨水口、地漏、防潮层以及雨水口等，确保建筑结构都可以处在一种相对干燥的环境。②防止高温、低温的建筑结构措施设置。比如，防火墙、屋面隔热层、墙体保温层以及防火区等技术都可在一定程度上提高建筑结构的耐久性。③有效控制建筑结构裂缝节点构造以及变形缝。具体包括墙体连接位置结构、沉降缝、温度缝以及防震缝等。 3.4钢筋防锈蚀设计 一旦建筑混凝土出现硬化后很容易生成氢氧化钙，这种物质带有碱性性质，这样会导致混凝土孔隙残留水分也带有强碱性质，而且钢
概述: （一）设计依据: 1、XX公司提供的商务区电子版地形图，电子版道路图纸，电子板河道及景观图纸； 2、甲方确定的规划河底宽度为20米，设计最高水位4.8米，设计河底高程2.0米； 3、桥梁方案汇报会确定桥位和桥型布置方案； 4、xx公司其它要求。 （二）工程概况： 二级桥包括涵洞两座，位置分别在规划一路与水街交叉处和规划二路与水街交叉处，新区商 务区水街规划河底宽度为20米，设计最高水位4.8米，设计河底高程2.0米，其中按3-6m 框架涵设计，道路规划宽度为20米，两侧景观带按景观要求设计。框涵俩侧按悬挑结构设 计。 二、桥梁工程场地地质条件、水文地质条件等介绍 （一）自然、气候条件 天津市属于暖温带半湿润季风气候，位于大陆性与海洋性气候的过渡带上，四季分明。冬季 受蒙古冷高气压控制，盛行西北风；夏季受太平洋副热带高气压左右，多为偏南风。气候特 点是：春季干旱多风，冷暖多变；夏季温高湿重，雨热共济；秋天天高云淡，风和日丽；冬 季寒冷干燥，雨雪稀少。 年平均气温11.1~12.3 C,七月平均气温26 C以上，一月份平均气温-4 C以下，偶然最 高温40.3 C，极端最低温-21 C。］ 年平均降水量为550~680mm ，一日最大暴雨量304.4mm 。每年6~9月为汛期，平 均雨日34天左右，占全年总降水量的73%以上，冬季雨雪量只占全年总降水量的 1%~3% 。 （二）拟建场地概况 拟建场地位于华北平原北部，属滨海冲积平原，地貌单一，场地地表略有起伏。本次勘探揭 示埋深50.00m 以上的地层属海相、陆相沉积地层。
（三）地质条件及地下水情况 1、场地地形地貌、场地土土质特征及分布规律 根据《岩土工程技术规范》（DB29-20-2000 ）第3.2节、附录A及本次勘察资料，本次 勘探50.0m 深度范围内，场地土按成因年代可分为9层，按物理力学性质进一步划分为 18个亚层。各层土的土质特征及分布规律描述如下： （1 ）人工填土层（Qml ）） 主要由素填土（地层编号①）组成，厚度0.30?1.20m，黄褐色，主要粘性土组成，含少量植物根系，水平方向分布连续。人工填土填垫年限小于十年。02、04、06号孔夹有厚 度0.3?0.4m的灰黑色坑底淤泥质土。 （2 ）全新统新近组坑底淤积层（Q43Nsi ） 地层编号②，该层土在本场地缺失。 （3）全新统新近组古河道、洼淀冲积层（Q43Nal ） 系北运河洪泛冲积而成，层顶标高为 5.95?1.75m，主要由上部的粘土、粉 质粘土（地层编号为③1）及下部的粉土（地层编号为③2）组成： ③1粘土、粉质粘土，层顶标高为 5.95?1.75m，厚度0.60?4.10m，灰黄色，可塑， 含少量有机质，属中偏高压缩性土，水平方向分布不连续，在02、06#孔附近缺失。 ③2粉土，层顶标高为5.85?1.15m，厚度1.00?2.70m，灰黄色，稍密，饱和，含少量有机质，夹粉质粘土薄层，分布不连续，属中压缩性土。 （4）全新统上组河床?河漫滩相沉积层（Q43al ） 地层编号④，该层土在本场地缺失。 （5）全新统上组湖沼相沉积层（Q43l+h ） 层顶标高为2.35?-0.38m ，主要由上部的粘土（地层编号⑤1），中部的粉土（地层编号 ⑤2 ），以及下部粉质粘土（地层编号⑤3 ）、粉土（地层编号⑤4）组成： ⑤1粘土，厚度0.80?3.00m，灰黑色?青灰色，可塑，含少量有机质及腐殖物，夹粉质粘土薄层，属中偏高压缩性土，水平方向分布连续。 ⑤2粉土，层顶标高为1.55?-2.44m ，厚度0.70?5.70m，青灰色，稍密?中密，饱和，含少量有机质，属中压缩性土，水平方向分布不连续，在20#孔附近缺失。 ⑤3粉质粘土，层顶标高为0.05?-4.29m ，厚度0.50?5.00m，青灰色，可塑，含少量有机质，夹粉质粘土薄层，属中偏高压缩性土，水平方向分布不连续，分布于1#桥、2# 桥和4?6#桥（01?12#、20?23#孔）附近。 ⑤4粉土，层顶标高为-2.58?-7.85m ，厚度0.50?2.50m，青灰色，稍密?中密，饱 和，含少量有机质，属中压缩性土，水平方向分布不连续，在3#桥和6#桥区域（13?19#、 22#、23#孔）缺失。 （6）全新统中组浅海相沉积层（Q42m ） 层顶标高为-4.68?-8.85m ，主要由上部粘土、粉质粘土（地层编号⑥1 ）和下部的粉土 （地层编号⑥2 ）组成： ⑥1粘土、粉质粘土，层顶标高为-4.75?-8.85m ，厚度1.60?4.00m，灰色，可塑， 含少量有机质及贝壳，属中偏高压缩性土，水平方向分布不连续在1#桥局部和5#桥区域 （19#、21#、22# 孔）缺失。 ⑥2粉土，层顶标高为-4.68?-10.85m ，厚度0.50?4.10m，灰色，稍密?中密，砂粘互层，含少量有机质及贝壳，属中压缩性土，水平方向分布不连续，仅在1#桥和2#桥、 6#桥局部（01?05#、17#、08#、10#、24#孔附近），以及5#、6#桥所在区域（19?22#孔附近）有分布。
提高混凝土结构耐久性的技术措施 混凝土结构的设计寿命要求一般为40~50年，有的要求上百年。而现实中，处于腐蚀环境中的混凝土远远达不到设计寿命要求，有的在15~20年就出现了钢筋锈蚀破坏，甚至不足五年就开始修复。此方面的花费是惊人的，已经是一个重大经济问题。因此，提高混凝土结构耐久性的意义是不言而喻的。 提高混凝土结构耐久性措施主要包括两大类：基本措施和补充措施。基本措施的基本内容是：通过仔细设计与施工，最大限度地提高混凝土本身的耐久性，在使用中保持低渗透性，以限制环境侵蚀介质渗透混凝土，从而预防钢筋锈蚀。 ①最大限度地改善混凝土本身性能，是提高混凝土结构耐久性的许多措施中最经济合理的。 （1）结构采用耐久性设计。 （2）提高混凝土保护层厚度和质量。 （3）采用高性能混凝土。 ②补充措施是指：环境侵蚀作用特别严重时，或设计、施工不当，单靠上述基本措施还不能保护混凝土结构必要的耐久性时，需要另外增加的其他防护措施。有以下几方面： （1）采用耐腐蚀钢筋。 （2）对混凝土进行表面处理。 （3）混凝土中掺加阻锈剂。 （4）电化学保护
结构设计 1、结构选型和细部设计 频繁地干温交替会加剧钢筋锈蚀，所以在结构选型和细部设计时，应昼限制混凝土表面、接缝和密封处积水，加强排水，尽量减少受潮和溅湿的表面积。 由于环境侵蚀介质在构件棱角或突出部分可以同时从多方面侵入混凝土，而凹入部分易积存侵蚀介质、应力异常，因此从提高混凝土结构耐久性角度出发，混凝土构件选型应力戒单薄、复杂和多棱角。预计腐蚀破坏严重的构件应便于检测、维护和更换。 2、控制裂缝 不可控制的裂缝包括混凝土塑性收缩、沉降或过载造成的裂缝，常为较宽的裂缝，应针对成因采取措施预防开裂，即使难以预料也应加以引导，使其发生于次要部位或便于处理的位置。 可控制裂缝是靠传统的结构设计知识，按结构几何尺寸与荷载可以合理预防和控制的裂缝。 七、提高海工混凝土耐久性的技术措施 国内外相关科研成果和长期工程实践调研显示，当前较为成熟的提高海洋钢筋混凝土工程耐久性的主要技术措施有： （1）高性能海工混凝土 其技术途径是采用优质混凝土矿物掺和料和新型高效减水剂复合，配以与之相适应的水泥和级配良好的粗细骨料，形成低水胶比，低缺陷，高密实、高耐久的混凝土材料。高性能海工混凝土较高的抗
桥梁结构设计中的耐久性设计王永超 发表时间：2018-04-02T16:23:41.447Z 来源：《基层建设》2017年第36期作者：王永超 [导读] 摘要：桥梁结构设计中耐久性问题一直以来是桥梁设计人员研究的重点问题，在桥梁设计过程中，采用哪种方式提升桥梁耐久性是非常重要的，结合作者实际，从桥梁安全性耐久性存在的问题以及提高桥梁结构耐久性设计的主要措施进行了分析，希望在分析过后能够给广大设计人员提供一些参考。 唐山市交通勘察设计院有限公司河北唐山 063000 摘要：桥梁结构设计中耐久性问题一直以来是桥梁设计人员研究的重点问题，在桥梁设计过程中，采用哪种方式提升桥梁耐久性是非常重要的，结合作者实际，从桥梁安全性耐久性存在的问题以及提高桥梁结构耐久性设计的主要措施进行了分析，希望在分析过后能够给广大设计人员提供一些参考。 关键词：桥梁；结构设计；耐久性 随着现代经济发展，桥梁建筑有了很大的发展空间，在施工过程中，使用建筑材料问题上，要重视混凝土以及桥梁结构的耐久性，两者在建筑过程中起到重要作用，减少施工问题发生的可能性。在设计前，要掌握各个结构的承载力、根据材料使用过程进行设计。在使用混凝土前，要对各个施工结构的承载力进行控制，根据基本原则进行设计。 1影响桥梁安全性与耐久性的因素分析 1.1环境影响不容忽视 现代建设桥梁过程中，其的施工过程以及施工环境问题与设计内容仍然存在着一定的距离，施工人员必须要重视环境影响问题。混凝土实际施工的抗拉强度只是设计抗拉强度的10%，早期水化热现象以及干缩现象都有较大变化，环境的温度以及湿度在加上日晒雨淋不断的冲击荷载力，导致混凝土的总体结构出现裂缝现象，出现裂缝后，遭到水分子以及氯离子进入到其中，使钢筋面层不断出现纯化现象，直至腐蚀，导致钢筋表面和混凝土之间的胶结力达不到化学标准，钢筋与混凝土在后期施工中无法顺利完成作业。混凝土结构的耐久性遭到破坏的主要原因是因为其构件的强度以及刚度都达不到标准。 1.2 施工和管理水平低 目前，大多数桥梁的安全性以及耐久性都达不到设计标准，其主要原因是因为在施工过程中，施工人员没能按照设计要求进行作业，在管理问题上也存在着很多问题。大部分桥梁的施工质量与规范要求以及设计要求存在着一定的差距，施工材料的强度以及施工技术都达不到规范标准，导致桥梁在短期使用中就出现破坏以及倒塌现象；另外，部分桥梁在施工过程中，管理人员没能做好管理工作，导致偷工减料现象发生，对桥梁的安全问题带来很大影响。 1.3设计理论和结构构造体系不够完善 设计过程中，在桥梁的施工过程以及使用过程的安全问题上设计不够全面。在设计桥梁结构时，应当根据合理的结构方案进行设计，做好整个桥梁结构的分析工作，设计出构件连接过程，并按照规范要求，掌握桥梁的安全系数以及指标，确保整个施工结构达到安全性。 在设计过程中，设计人员不能单只按照规范要求满足结构强度的安全度，应当根据结构的体系以及构造和使用材料、维护和耐久性等问题进行设计，总结出设计过程以及施工过程和使用过程出现的问题，在根据总结出的结果进行改进，加强桥梁稳定性的同时不断提升桥梁结构的安全性。 此外，在施工过程中，个别结构的整体性以及延性达不到标准，导致冗余性小；设计的计算图式与实际受力路线不相符，导致局部的受力超出设计标准；混凝土的强度以及保护层的厚度与钢筋直径和构件戴面都达不到设计要求；导致桥梁结构的耐久性达不到预算要求，无法确保桥梁结构的安全性。大部分桥梁结构达到设计规范要求强度的情况下，无法确保桥梁的耐久性，在使用时间上，达不到预算标准，导致结构的安全问题得不到保障。因此，在设计过程中，设计人员应当加强重视桥梁的结构以及使用的施工材料，提高桥梁结构的耐久性。 2桥梁结构耐久性设计 2.1要满足接混凝土耐久性指标 要想提高桥梁结构的耐久性，就要确保混凝土的耐久性能够达到标准。混凝土的耐久性是由混凝土材料决定的，材料中的水灰比例以及水泥的用量和强度等级与混凝土的耐久性有着密切联系。在设计时，应当围绕《桥规JTG1362》制定的标准进行设计，在施工过程中，根据不同的施工环境制定合理的施工方案，并要自觉遵守设计标准进行作业，控制好水灰比例以及水泥用量、了解强度等级以及大氯离子的含量与碱含量，提升混凝土的耐久性。 2.2 重视钢筋混凝土保护层设计厚度 钢筋的锈蚀程度是由混凝土的碳化决定的。一般情况下，混凝土的保护层一旦出现碳化，会直接影响到钢筋表层的钝化膜，导致钢筋出现锈蚀现象。在施工过程中，首先，要注重钢筋混凝土，应当根据标准增加其保护层的厚度，减少钢筋出现锈蚀的可能性，确保混凝土结构的耐久性。其次，相关管理部门制定钢筋混凝土保护层的厚度范围跟以往实际设计范围不同，两者之间存在着一定的距离。在设计过程中，根据现场实际施工情况增加混凝土保护层的厚度，确保混凝土结构的耐久性。 2.3 做好构造配筋设计，减少混凝土裂缝出现 混凝土一旦出现裂缝，桥梁整体结构会受到一定的损害，混凝土的结构在遇到日晒雨淋影响后容易出现裂缝现象，出现裂缝后，混凝土的渗透性有所提高，侵蚀速度不断提高，增加侵蚀力度，导致混凝土结构的耐久性达不到标准。因此，要想提升混凝土结构的耐久性就必须要预防混凝土出现裂缝现象，在施工过程中，必须要按照规范标准进行作业，并掌握实际施工情况围绕混凝土结构制定合理的施工方案，对混凝土施工过程做好监督工作，减少在使用中出来多数裂缝的可能性。 2.4提高后张法预应力钢筋管道压浆质量 根据了解《混凝土结构耐久性设计与施工指南》具体内容得知，在设计钢筋耐久性过程中，必须要重视预应力钢筋的锈蚀程度，在没有任何提示的情况下，其会直接影响到钢筋的整体结构，应根据实际情况制定合理的施工防护措施。对混凝土结构出现预应力氯盐侵蚀程度以及筋和锚具与连接器等钢材做好防护工作，可以运用环氧或锌对钢材进行涂抹，根据施工进度往密封性能方向制定合理的预应力体系，在施工过程中，不允许出现金属螺旋管，应当运用具有密封性能的塑料波形管进行作业，另外，在施工前，管理人员要对管道灌浆材
什么样的桥梁结构承重最大 （春光小组：周鹏徐德闯） 一、项目概述 1. 开展年级：五年级、六年级 2.学科：科学、数学、信息技术 3. 简介： 本学习项目主要对象是五年级至六年级学生，桥梁是他们日常生活中常见事物，但桥梁的承重量有多大，什么样的地理环境适合建造什么结构类型的桥梁等等问题却很少同学去关心。本次项目探究 活动，将从少年儿童身边熟悉的桥梁入手，让他们自己提出有关对桥梁感兴趣的问题，设计探究方法，通过调查、实验、观察、搜集资料、整理信息等方法，培养他们对科学探究的兴趣及数学、信息技术 应用的能力。 二、学习团队 1. 教师： 周鹏：综合实践 徐德闯：科学 2．学生： 旅顺口区迎春小学： 庄河光明山中心小学： 三、学习目标与任务 1. 教学目标分析 认知目标：了解不同结构的桥梁承重力是不同的 能力目标：能通过改变桥梁的结构来改变桥梁的承重力 情感与价值观：培养学生科学探究的方法与能力，知道科学就在我们身边。 信息素养：提高学生利用现在网络技术、高科技手段搜集、整理文字、图片信息的能力。 2. 学习任务
5位同学为一小组，合作完成以下任务: ●任务1：从日常生活中同学们司空见惯的桥梁入手，让学生提一些比较感兴趣、乐于研究的问题， 确立研究主题。 ●任务2：从电视、杂志、互联网等寻找一些有关桥梁的图片、数据信息。 ●任务3：通过信息的整理与分析，从中发现问题及思考解决问题的方案，设计对比实验。 ●任务4：把任务1、2、3的研究成果进行整理，做出一份可以相互交流的项目报告。 四、学习过程 项目学习活动过程（概念图）： 任务一寻找世界各地的桥梁设计
?报章、杂志：你们可以从报章或杂志寻找你们所熟悉的桥梁结构，把图片及设计方案(或有关新闻)剪下，并记录你是从哪一份报章(报章名称)和哪一天(日期)取得的。 ?互联网：你亦可以从互联网上寻找桥梁结构设计并把它打印出来，记录你是从哪个网址中取得的。 ?其他途径：其实，若你能细心观察，亦可以从其他途径发现桥梁结构的设计应用，例如电视节目等。把有关的桥梁结构设计记录下来，并记录你是从哪里获得有关资料。 想一想以下的问题: ?桥梁的整体形状是什么样子? ?桥梁的主体结构是怎样设计的? ?最突出的、最令人印象深刻的桥梁结构设计对你的启发? 任务二设计桥梁结构设计图 学生搜集力学原理，结构以什么样的形式制作最稳定？ 注意：进行访问时，紧记要表现应有的礼貌! 根据搜集讨论得来的思路绘制桥梁设计图（可以是多个设计方案） 从绘制成的桥梁结构设计图中，你们发现什么? 有什么总结? 把你们的发现记录下来。并思考问题: ?桥梁的整体形状及桥体的结构特征? ?你会如何解释你们的发现? ?你们的发现对你有什么启示? 任务三制作项目实践探究整理
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/be2174131.html, 桥梁结构设计中的耐久性设计 作者：张振华 来源：《科学与技术》2018年第13期 摘要：随着城市规模的不断扩大，城市布局错综复杂，为了是人们的出行更方便，城市中的桥梁建设越来越多，桥梁负荷越来越重，这就使得混凝土结构桥梁的耐久性大大降低。在目前的混凝土结构桥梁设计中还存在不少问题，这些严重影响了桥梁的使用寿命。因此，对混凝土结构桥梁耐久性设计进行研究，就显得十分有必要了。本文对桥梁结构设计中的耐久性设计进行了探讨。 关键词：桥梁结构设计；耐久性设计；措施 耐久性是桥梁工程结构设计的重要内容之一，其会受到设计问題和超载问题等因素影响。所以要保证桥梁工程结构设计整体质量，就应在优选结构设计材料的基础上，重视结构冗余设计和桥梁构造设计，确保可以增强其耐久性。 1桥梁结构耐久性的概念与重要作用 桥梁结构设计过程中必须考虑其结构耐久性，为了更有助于相关设计人员采用有效合理的设计方案来保证桥梁的耐久性要求，首先有必要对结构耐久性加以充分仔细的了解，完全掌握领会其含义要求，所谓结构耐久性，是指结构所具备的在有限的使用寿命和维护措施的前提下，针对外界荷载、环境变化以及材料等因素可能受到的各种力的作用，能够有效抵御恶劣影响的能力，而这种能力，无论对于提升桥梁的安全运行效率、经济营收效益，还是促进社会交通秩序发展、百姓日常出行的便利都具有着无比重要的作用，这不再是某个人或某个企业为追求经济利润所做出的工程业绩，而是国家的公共交通基础设施建设的巨大需要，所以其作用意义是深远的。 2影响桥梁耐久性的因素 2.1结构构造与设计体系存在缺陷 桥梁结构的耐久性设计是桥梁设计领域急需解决的一个重要问题。在实际操作过程中，桥梁工程设计人员很容易只重视桥梁结构强度，用结构强度满足工程安全性的需求，而忽视溺寸过程和施工过程中的人为错误，因为人为错误极易使结构耐久性降低。当桥梁工程计算标准不明确、设计标准较低、混凝土强度较低时，会给结构的耐久性带来一定的影响。与此同时，按照工程的使用条件和使用环境的不同，对体系的设计要求也有所不同。要保证桥梁结构具有较强的可靠性，设计过程中一定要严格依据设计规范进御蜀十，确保设计人员深刻了解桥梁结构的本性，仔细判断设计结构是否真正科学合理日。 2.2设计规范存有不足
*第二章混凝土结构设计方法 提要：在以后各章将讨论各种基本构件及不同结构的设计计算，这些构件和结构的型式虽然不同，但计算都采用相同的方法——概率极限状态设计法。因此，在讨论具体的构件和结构设计之前，先介绍概率极限状态设计法。 本章学习要点： 1、了解结构可靠度的概念； 2、了解极限状态设计法的基本原理； 3、掌握荷载和材料强度的取值方法； 4、掌握极限状态设计表达式的基本概念及应用。 §2-1 极限状态设计法的基本概念 一、结构的功能要求： 结构设计的主要目的是保证所建造的房屋安全适用，能够在规定的期限内满足各种预期的功能要求，并且经济合理。《建筑结构设计统一标准》规定，建筑结构必须满足以下四项基本功能要求： 1、结构在正常施工、正常使用条件下，能承受可能出现的荷载及变形。 2、正常使用时的良好工作性能。 3、在正常维护下具有足够的耐久性，如材料风化、老化、腐蚀不超过一定的限度。 4、在偶然事件发生时或发生后，仍然能保持必要的整体稳定性。 上述四项功能要求分别属于安全性、适用性和耐久性。这三者也统称为结构的可靠性。所以可以说“结构的可靠性是安全性、适用性和耐久性的统一”。二、结构可靠性、可靠度的定义 可靠性：结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的能力。 可靠度：指结构在规定时间内，规定条件下完成预定功能的概率，即结构可靠度是可靠性的概率度量。 ﹡“规定时间”及“规定条件”的含义。 ﹡设计使用年限：指设计规定的结构或构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期，即结构在规定的条件下所应达到的使用年限。 注意：①设计使用年限并不等同于结构的寿命；
②这一时期的长短与一个国家在一定时期的国民经济发展水平有关； ③可靠性与经济性的统一是结构设计的基本原则。 三、结构的安全等级 四、结构的极限状态 1、极限状态的概念 整个结构或结构的一部分超过某一个特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为结构的极限状态。 有效状态与失效状态：二者的分界即是极限状态，显然“极限状态提供了判断结构失效与有效的界限标准”。 2、极限状态的分类 （1）承载能力极限状态：p40 被超越的判断； （2）正常使用极限状态：p41 被超越的判断。 五、结构上的作用、作用效应和结构的抗力 1、作用与作用效应 （1）定义：使结构产生内力和变形的所有原因。 ﹡直接作用与间接作用 ﹡作用与荷载的区别与联系 （2）作用的分类： （3）作用效应： 2、结构的抗力 结构的抗力是指整个结构或构件承受内力和变形的能力。 ﹡混凝土结构构件的截面尺寸、混凝土强度等级以及钢筋的种类、配筋数量和方式确定后，构件便具有一定的抗力。抗力可以按一定的计算模式确定。 ﹡影响抗力的因素：材料性能、几何参数、计算模式。
钢结构规范及图集 【国家标准】 1、GB-50017-2003《钢结构设计规范》 2、GB50018-2002冷弯薄壁型钢结构技术规范》 3、GB-50205-2001《钢结构结构施工质量验收规范》 4、GB50191-93构筑物抗震设计规范》 5、GBJ135-90高耸结构设计规范》 6、GB500046《工业建筑防腐蚀设计规范》 7、GB8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和涂装等级》 8、GB14907-2002《钢结构防火涂料通用技术条件》 9、GB-50009-2001《建筑结构荷载规范》 10、GBT-50105-2001《建筑结构制图标准》 11、GB-50045-95《高层民用建筑设计防火规范》(2001年修订版) 12、GB-50187-93 《工业企业总平面设计规范》 【行业标准】 1、JGJ138-2001/J130-2001型钢混凝土组合结构技术规程 2、JGJ7-1991网架结构设计与施工规程 3、JGJ61-2003/J258-2003网壳结构技术规程 4、JGJ99-1998高层民用建筑钢结构技术规程(正修订) 5、JGJ82-91钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程 6、JGJ81-2002/J218-2002建筑钢结构焊接技术规程 7、DL/T5085-1999钢－混凝土组合结构设计规程 8、JCJ01-89钢管混凝土结构设计与施工规程
9、YB9238-92钢－混凝土组合楼盖结构设计与施工规程 10、YB9082-1997钢骨混凝土结构技术规程11、YBJ216-88压型金属钢板设计施工规程(正修订)12、YB/T9256-96钢结构、管道涂装技术规程13、YB9081-97冶金建筑抗震设计规范14、CECS102:2002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程15、CECS77：96钢结构加固技术规范16、YB9257-96钢结构检测评定及加固技术规范17、CECS28：90钢管混凝土结构设计与施工规程18、YB9254-1995钢结构制作安装施工规程19、CECS159：2004矩形钢管混凝土结构技术规程20、CECS24:90钢结构防火涂料应用技术规范21、CECS158：2004索膜结构技术规程22、CECS23:90钢货架结构设计规范23、CECS78:96塔桅钢结构施工及验收规程24、CECS167:2004拱形波纹钢屋盖结构技术规程25、JGJ85-92预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程26、CECS多、高层建筑钢－混凝土混合结构设计规程27、CECS热轧H型钢构件技术规程28、CECS钢结构住宅建筑设计技术规程29、CECS建筑拱形钢结构技术规程30、CECS钢龙骨结构技术规程31、CECS 轻型房屋钢结构技术规程32、CECS冷弯型钢受力蒙皮结构技术规程33、CECS混凝土钢管叠合柱技术规程34、CECS钢管结构技术规程35、CECS预应力钢结构技术规程36、CECS 建筑用铸钢节点技术规程37、CECS钢结构抗火设计规程 【地方标准】1、DB29-57-2003/J10297-2003天津市钢结构住宅设计规程2、DBJ13-51-2003/J10279-2003钢管混凝土结构技术规程（福建省）3、DBJ13-61-2004/J10429-2004钢－混凝土混合结构技术规程（福建省）4、DG/T08-008-2000/J10041-2000建筑钢结构防火技术规程（上海市）5、DBJ08-68-97轻型钢结构设计规程（上海市）6、DBJ01-616-2004/J10411-2004建筑防火涂料（板）工程设计、施工与验收规程（北京市）7、DBJ08-32-92高层建筑钢结构设计暂行规定（上
桥梁设计存在的主要问题 桥梁设计存在的主要问题 现在，国内的结构设计过程中，有这样的倾向：设计中考虑强度多而考虑耐久性少；重视强度极限状态而不重视使用极限状态，而结构在整个生命周期中最重要 。 的问题包括材料强度不足和施工工艺不合格等；也有个别桥梁存在诸如偷工减料、以次充好等严重的管理问题，更是对桥梁安全造成致命的损害。 而大量的桥梁在远没有达到预期使用寿命时，出现了影响正常使用的病害与劣化；特别是一些桥梁在只使用了几年、甚至刚建成不久就出现严重的耐久性不足的问题，这也与施工质量低下有重要关系，典型的问题有钢筋保护层不足及目前
广泛存在于施工现场的严重的构件开裂问题（主要原因包括：水泥选用、混凝土配合比、振捣、养护不当及预应力施加不合理等）。这些施工上的缺陷虽然短期不会对桥梁的正常使用产生明显的影响，但却会对结构的长期耐久性产生非常不利的危害。 2）设计理论和结构构造体系不够完善 在承认施工存在问题的同时，也不可否认，在桥梁设计领域，特别是关于 和构造等方面的要求。规范再详细也不能包罗本应由设计人员解决的各种问题、规范更新得再快也适应不了新认识、新技术、新材料快速发展对结构提出的各种新的要求。因此，合理可靠的结构设计除了满足规范的要求外，还要求设计人员具有对结构本性的正确认识、丰富的经验和准确的判断。 需要改进和努力的方向
1）应该更加重视结构的耐久性问题 桥梁在建造和使用过程中，一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀，并要承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用，同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化，从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。在大跨桥梁领域，国内从上世纪80年代以来，修建了大量的斜拉桥；虽然迄今为止出现倒塌或 强调使结构易于检查、维修，以保证桥梁的安全使用、尽可能地减少维修费用，取得了较好的综合经济效益。实际上，国内外的研究和实践都表明，结构耐久性对于桥梁的安全运营和经济性起着决定性作用。 2）重视对疲劳损伤的研究 桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载，会在结构内产生循环变
中国土木工程学会标准CCES 01－2004 混凝土结构 耐久性设计与施工指南 Guide to Durability Design and Construction of Reinforced Structures 2004年1月
前言 鉴于工程安全性与耐久性对我国当前大规模土建工程建设的重要意义，中国工程院土木水利与建筑学部于2000年提出了一个名为“工程结构安全性与耐久性研究”的咨询项目，旨在联络国内专家，就我国土木和建筑工程结构安全性与耐久性的现状与亟待解决的问题进行探讨，并为政府部门提供技术政策方面的建议。考虑到混凝土结构的耐久性问题最为突出，而现行的设计与施工规范在许多方面又不能保证工程的耐久性需要，所以项目组决定联系各方专家，组织成立编审组，着手编写混凝土结构耐久性设计与施工的指导性技术文件，供工程设计、施工与管理人员使用。与此同时，国家建设部建筑业司和科技司也委托中国土木工程学会与清华大学土木系就建筑物耐久性与使用年限的课题进行研究。这份《混凝土结构耐久性设计与施工指南》，就是依托上述项目和课题，在国内众多专家的共同参与下编审完成的。环境作用下的混凝土结构劣化机理非常复杂，许多方面还认识不清，而且耐久性问题又具有相当大的不确定性与不确知性。在这种情况下，提出指南这样的指导性技术文件，可能更便于设计、施工人员能够结合工程的具体特点使用。《指南》的初稿、讨论稿和送审稿曾分别在2001年、2002年两次学术会议上和在会后广泛征求过意见并经多次修改。由于时间和认识上的限制，不足之处，有待今后定期补充。 2003年6月，中国土木工程学会报请国家建设部组织领导小组和专家组对指南送审稿进行审查和鉴定，并获得通过；经中国土木工程学会研究认定，本指南作为中国土木工程学会技术标准。 本指南将每年做局部修订补充，并发布于中国土木工程学会网站(https://www.doczj.com/doc/be2174131.html,)。 对指南在使用过程中发现的问题，请将意见和建议寄：清华大学土木系结构工程实验室（邮编100084，电子信箱Jiegou@https://www.doczj.com/doc/be2174131.html,）转有关编写人。 指南编审组 2003年
桥梁结构设计问题探讨 摘要：近年来，随着科学技术的发展，桥梁结构设计也得到了相应的发展，但是我国的桥梁设计理论和结构构造体系仍不够完善。本文通过桥梁结构设计中应注意事项，对桥梁结构设计的理论及设计问题进行探讨。 关键词：桥梁结构；设计问题；分析 abstract: in recent years, with the development of science and technology, the bridge structure design also got the corresponding development, but china’’s bridge design theory and structure system is still not perfect. this article through the bridge structure design should note, bridge structure design theory and design issues were discussed. keywords: bridge structure; design problems; analysis 中图分类号：u443文献标识码：a 文章编号： 一、桥梁结构设计现状 目前的桥梁设计中，对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注，既没有明确提出使用年限的要求，也没有进行专门的耐久性设计。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果，也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背，也不符合结构动态和综合经济性的要求。
《钢结构设计规范》（GB 50017━2003）中是根据结构的重要性结构的重要性结构的重要性结构的重要性、荷载特性荷载特性荷载特性荷载特性、焊缝形式焊缝形式焊缝形式焊缝形式、工作环境以及应力状态作环境以及应力状态作环境以及应力状态作环境以及应力状态等情况，按四条原则分别选用不同的质量等级，一共有三个等级。四条原则如下： 1 在需要进行疲劳计算的构件中，凡对接焊缝均应焊透，其质缝等级为: 1)作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T形对接与角接组合焊缝，受拉时应为一级，受限时应为二级; 2)作用力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为二级。 2 不需要汁算疲劳的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝应护焊透，其质量等级当受拉时应不低于二级，受压时宜为二级。 3 重级工作制和起重量Q≥50t的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘之间以及吊车桁架上弦杆与节点板之间的T形接头焊 缝均要求焊透，焊缝形式一般为对接与角接的组合焊缝，其质量等级不应低于二级。 4 不要求焊透的T形接头采用的角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝，以及搭接连接采用的角焊缝，其质量等级为: 1)对直接承受动力荷载且需要验算疲劳的结构和吊车起重量等于或大于50t的中级工作制吊车梁，焊缝的外观质量标准应符合二级; 2)对其他结构，焊缝的外观质量标准可为三级。 对应的就是《钢结构工程施工质量验收规范》和《JGJ 81-2002建筑钢结构焊接技术规程》中所要求的焊缝要达到的质量要求（包括外观和无损探伤等）。 《GB/T3323-2005 金属熔化焊焊接接头射线照相》中的焊缝质量分类是在对焊缝进行射对焊缝进行射对焊缝进行射对焊缝进行射线照相时线照相时线照相时线照相时，根据焊缝缺陷的性质和数量根据焊缝缺陷的性质和数量根据焊缝缺陷的性质和数量根据焊 缝缺陷的性质和数量,将该焊缝的质量分为四级： （1）Ⅰ级焊缝：内应无裂纹、未熔合、未焊透和条状夹渣. （2）Ⅱ级焊缝：内应无裂纹、未熔合和未焊透. （3）Ⅲ级焊缝：内应无裂纹、未熔合以及双面焊和加垫板的单面焊中的未焊透.不 加垫板的单面焊中的未焊透允许长度按表10条状夹渣长度的Ⅲ级 评定. （4）焊缝缺陷超过Ⅲ级者为Ⅳ级. 对于《钢结构设计规范》（GB 50017━2003）所提到的三个级别焊缝，在对一级和二级焊缝进行无损探伤时，对于一级焊缝要达到《GB/T3323-2005 金属熔化焊焊接接头射线照相》中的Ⅱ级以上，对于二级焊缝要达到《GB/T3323-2005 金属熔化焊焊接接头射线照相》中的Ⅲ级以上。关于焊缝等级的定义的部分要求见《钢结构设计规范》GB50017-2003的第7章连接计算。7.1焊缝连接7.1.1 焊缝应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况，按下述原则分别选用不同的质量等级： 1 在需要进行疲劳计算的构件中，凡对接焊缝均应焊透，其质量等级为：1）
中国土木工程学会标准CCES 01-2004 混凝土结构耐久性设计与施工指南 一、 《混凝土结构耐久性设计与施工指南》 CCES 01－2004的2005年修订版，已于2005年10月由中国建筑工业出版社正式出版 2005年修订版说明 根据《指南》第一版(CCES 01－2004)使用过程中征集到的意见、建议以及近期获得的新的信息，这一修订版对原有条文作了局部的修改、补充和必要的订正，并以单印本的形式正式发行，取代原先刊载于文集《混凝土结构耐久性设计与施工指南》（中国建筑工业出版社2004年5月第一版）中的条文。与第一版相比，修订版增添了一些新的条文和附录，篇幅增加近40％。读者如欲继续使用指南第一版中的条文内容，请注意新的修订版中已作出的更改，后者可从以下网站查得： 中国土木工程学会 https://www.doczj.com/doc/be2174131.html, 2005年9月 二、 《指南》2005年修订版的主要修改内容 持有《指南》第一版的读者如欲继续使用或参考第一版的条文，请注意修订版中已作出的局部修改，其中与第一版有较大区别的，可下载修订版中的如下条文。至于修订版中的增加内容，可参阅新出版的指南，主要有：对于不同环境类别和作用等级下的混凝土原材料品种与用量的范围作了限定；对混凝土养护和钢筋保护层厚度的合格验收要求作了补充；新增了附录C（氯离子侵入混凝土过程的Fick模型）和附录D（后张预应力混凝土体系的耐久性要求）。 1 环境类别与环境作用等级 修订版对环境类别和环境作用等级有个别调整，相关条文如下，与之对应的第一版中条文为3.0.4条。
3.1.1 结构所处的环境按其对钢筋和混凝土材料的不同腐蚀作用机理分为5类（表3.1.1）。 表3.1.1 环境分类 类别 名称 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅴ1Ⅴ2Ⅴ3碳化引起钢筋锈蚀的一般环境 反复冻融引起混凝土冻蚀的环境 海水氯化物引起钢筋锈蚀的近海或海洋环境 除冰盐等其他氯化物引起钢筋锈蚀的环境 其他化学物质引起混凝土腐蚀的环境: 土中和水中的化学腐蚀环境 大气污染环境 盐结晶环境 注：氯化物环境（Ⅲ和Ⅳ）对混凝土材料也有一定腐蚀作用，但主要是引 起钢筋的严重锈蚀。反复冻融（Ⅱ）和其他化学介质（Ⅴ1、Ⅴ2、Ⅴ3） 对混凝土的冻蚀和腐蚀，也会间接促进钢筋锈蚀，有的并能直接引起 钢筋锈蚀，但主要是对混凝土的损伤和破坏。 3.1.2 环境作用按其对配筋（钢筋和预应力筋）混凝土结构侵蚀的严重程度分为6级（表3.1.2）。 表3.1.2 环境作用等级 作用等级 作用程度的定性描述 A B 可忽略 轻度