混凝土结构设计方法

混凝土结构设计方法论文

目前在世界范围内,混凝土作为用途最广、 用量最大的一种的建筑材料,研究混凝土的特点和性能可以更方便的应用混凝土,充分发挥混凝土的优势。 要让混凝土更好地为人类服务与环境协调发展,进一步促进混凝土科技进步, 为不断探索发展途径和技术创新奠定基础,必须掌握混凝土的强度、 工作性、耐强度久性等各方面性能。 目前混凝土技术已进入高科技时代, 品种不断增加, 应用领域不断扩大，结构设计方法也在不断完善。然而规范是结构设计的技术文件，在结构设计方面起着重要的指导作用，反映着一个国家和地区技术和经济发展的水平。技术先进、安全适用、经济合理、经久耐用是制定结构设计规范的基本原则，世界各国均是如此。我国与美国和欧洲相比，有着不同的社会历史背景，所以混凝土结构设计方法和规范的发展也经历了不同的过程。

关键词：混凝土结构；设计方法；规范

Abstract

Now in the Worldwide, The most widely used and the largest amount of a

building material of concrete that the study of the characteristics and

properties can be more convenient application and play advantage .To make

concrete better service to humanity and environmental development and

further promote the progress of science and technology and explore

technology innovation and development foundation. We must grasp the

中国混凝土结构设计方法

中国建筑科学研究院建筑结构研究所《钢筋混凝土结构设计规范》管理组组织全国有关高等院校、科研、设计、施工单位，针对当时规范存在的问题和工程建设中存在的带有普遍意义的新技术、新材料、新结构问题，有计划地开展了三批钢筋混凝土结构设计规范课题的研究。对研究成果进行了分级鉴定和审议，出版了《钢筋混凝土结构研究报告选集》，一些研究成果同时发表在国内的相关刊物上。通过这三批课题的研究，获得了大量的试验数据和理论成果，为规范的修订提供了依据。《混凝土结构设计规范》（GBJ10一89）于1989年颁布。修订主要体现在如下几个方面：

1.结构可靠度设计体系

美国、加拿大、英国、德国、澳大利亚等国家在这方面做了很多工作，经过大量的荷载调查、材料性能实测和理论研究，我国于1984年颁布了《建筑结构设计统一标准》（GBJ68—84）。所以，修订组在《统一标准》规定的分项系数设计表达式的基础上，在荷载分项系数、荷载组合系数已由《建筑结构荷载规范》规定的前提下，根据《统一标准》对各类构件可靠指标的要求，首先对轴心受拉构件进行可靠度分析，确定钢材强度分项系数，然后对轴心受压构件按已知作可靠度分析，再确定混凝土强度分项系数。最后，在钢材强度分项系数和混凝土强度分项系数都确定的情况下，分析计算公式的不定性，确定构件承载力计算公式中的系数，从而建立了GBJ10一89规范的可靠度设计体系。

2.正截面承载力计算

TJ10一74规范的受弯和受压（包括大小偏心受压）承载力计算公式基本是根据对试验结果的分析建立的。对于复杂的情况（如腹部配筋、双向受弯、双向受压及任意截面），则不能外推。GBJ10一89规范通过引入平截面假定，并给出理想化的钢筋和混凝土的应力一应变曲线，对常遇的截面形状和配筋形式给出了简化的实用计算公式，给出了按平截面假定确定的受弯构件超筋界限和大、小偏心受压界限条件。引入平截面假定使钢筋混凝土构件正截面承载力的计算建立在科学的体系之上。

混凝土结构的耐久性设计方法

随着国家基础设施工程的推进，混凝土作为建筑材料因其高性能、高耐久性和易于施工的特点得到业内人士青睐而应用普遍。现通过对混凝土结构的耐久性定义下手，从我国混凝土结构现状以及环境现状出发来探讨混凝土结构耐久性，做出合理的设计理念并对其前景加以探讨。

标签： 混凝土结构；耐久性；设计方法

引言：

作为现代建筑技术的重要组成部分，既有建筑物的鉴定、维修和加固改造技术越来越受到国内外的高度重视。混凝土结构因其具有高性能、高耐久性和易于施工的优点，在土木工程中的应用广泛。随着我国经济的发展及大规模的基础设施工程建设的推进，混凝土结构性能不断提高，但其耐久性问题则相应忽视，混凝土结构寿命问题不断出现，我国的很多混凝土结构在使用不到20～30年，就出现了耐久性破坏，有的甚至不到5年就需要大修。在我国经过几十年大规模的基本建设后，既有建筑物的维修、改造和加固技术也已成为工程建设领域特别关注的一个重要课题，需要将其视为一个体系加以研究和探讨。另外，从环境保护、可持续发展以及与国际接轨等角度来看，提高混凝土结构的耐久性同样具有非常重要的意义和迫切性。

一、设计混凝土结构的含义及原则

混凝土的耐久性是指结构在规定的使用年限内，在各种环境条件作用下，不需要额外的加固处理而保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。因为与钢筋之间存在着粘结力，所以人们普遍认为混凝土和钢筋的结合使用大大提高了混凝土的抗拉承载力，混凝土是无比坚固，不会自然损毁，强度很高。但是近几年国内外的工程调查表明，混凝土结构的建筑物在修建十几到二十年的时间里，由于混凝土的耐久性不足而非力学性能不够而导致的破坏非常多，并有越来越严重的趋势。由于混凝土的耐久性造成国家大量的经济损失和安全隐患，所以研究混凝土的耐久性显得至关重要。

混凝土结构耐久性的具体要求是在设计使用的年限内，不需要大范围的维护即能保证混凝土结构的正常使用，在最少投入的情况下提高混凝土的使用寿命。因此，设计过程中要注意以下几点原则：首先，混凝土结构必须要对使用环境。使用年限等内容进行明确规范，这也是保证提高混凝土结构耐久性的前提条件。为了提高混凝土的密实性，在控制水灰比、强度等级、厚度等都要有所重视，这样也就加少了混凝土因为外界物质的侵蚀而发生变质。其次，混凝土的水泥使用量要适当的减少，由于水泥使用过量会导致混凝土在水热过程中产生裂缝，这样就会减少混凝土的使用寿命。同时，保护层的厚度也要适当的减少，否则也容易发生裂缝现象。

工程建筑２０１４年４月（中）　

超长混凝土结构的设计方法　

刘冰　

（辽宁华腾工程设计咨询有限公司，辽宁沈阳１１００００）　

摘要：本文介绍了超长混凝土结构裂缝的分类及原因，重点阐述了温度应力的特点及计算温度应力时应注意的问题，并根据相关规范及规程归纳总结了实际设　

计过程中所采用的措施。本文可作为超长混凝土结构设计的参考。　

关键词：超长混凝土结构；裂缝；温度应力；设计措施　

随着我国综合国力的增强与经济国际　

化程度的加大，大面积混凝土结构的需求日　益增多，国内超大型商业综合体、大型体育　

馆、展览馆等建筑纷纷涌现，因各种原因导　

致建筑超过《砼规》所规定的设置伸缩缝最　大间距的项目越来越多。如何减少和控制混　

凝土裂缝，成为超长建筑设计的一个重要问　

题。　分析导致建筑超长的原因，主要有：１．　

受建筑使用功能的影响。２．受建筑立面造型　

的影响。３．受结构体型、结构布置的影响。　设缝后对结构抗震性能影响较大。针对这几　

个原因，应尽量通过采用设置悬挑缝、滑动　

支座，或通过处理立面装修等方法设置伸缩　

缝，特别是砖混住宅尽量不要超长。　

一、混凝土结构产生裂缝的主要原因　

混凝土结构的裂缝可分为两大类：荷载　

引起的裂缝和变形引起的裂缝。其中，变形　

引起的裂缝又分为混凝土自收缩引起的裂　

缝，外界温度变化引起的裂缝及不均匀沉降　

引起的裂缝等。　

（一）混凝土自收缩裂缝　

由于混凝土的孔隙中存在着大量的水　

份，所以在硬化过程中会产生“硬化收缩”、　

“塑性收缩”（浇注后４—１５小时）、“毛细收　

缩”和“吸附收缩”。自收缩变形在二个月　

时大约完成４０％左右，５－６个月时大约完成　

６０～８０％左右，一年左右趋于稳定。在《工程　

结构裂缝控制》【４】一书中有详细的论述并给　

出了计算公式。设计时，由混凝土自收缩产　生的裂缝可通过对材料的要求和采取一些　

施工措施来避免。　

（二）外界温度变化引起的裂缝　热胀冷缩是一种自然现象。在建筑物发　

生温度变化时，由于受到受约束，上部结构