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混凝土結構設計步驟范文1
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）33-0131-02
《混凝土結構設計原理》是軌道工程本科專業的主要專業基礎課，是學生以后從事軌道工程施工和設計應該必須學習和掌握的基礎專業知識。所以，該專業學生的專業水平是由《混凝土結構設計原理》這一課程的教學質量決定的。同時，《混凝土結構設計原理》這一課程具有很強的理論性和實踐性，因此在教學過程中，為滿足現代社會發展的需要，以及應用型人才培養目標的實現，需要改革教學方法，合理安排教學環節和改善教學內容，對課程進行剖析和定位，努力提高和培養學生在工程實踐方面的認知能力。
我國已經建設、正在建設、正在規劃的軌道交通的城市已有30多個，規劃城市軌道交通網總里程5000多公里，2014年末運營總里程已達到2933公里。我國高鐵總里程達到10000多公里，約占世界高鐵運營里程的46%。隨著我國總理在出國訪問時一直向世界各國推銷我國制造的高鐵，說明我國高鐵逐漸走向世界。軌道交通學院畢業的學生有機會走出國門參與國外高鐵、軌道交通的建設，從而要求學生具備很強的專業基礎能力。因此，軌道工程方向的混凝土結構設計原理課程建設具有重要的意義。本文結合軌道工程專業方向的《混凝土結構設計原理》課程的建設實踐，就課程建設的教學內容進行了探討。
一、課程建設教學內容選擇與安排
目前國內混凝土結構設計原理的教材多達幾十種，表1列出最近幾年各大出版社所出的有關混凝土結構設計原理的主要教材。
從表1所列的教材內容大部分偏向《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTGD62―2004）和《混凝土結構設計規范》（GB50010―2010），而由于我校軌道工程專業的學生主要是從事鐵路、軌道交通行業，因此在選取教材方面主要考慮鐵路、軌道方向。因此大部分教材不適合軌道工程方向的學生。而中國鐵道出版社出版的李喬主編的《混凝土結構設計原理》為普通高等教育“十五”規劃教材，教材質量好，該類教材“強調理論、重視理論”，并且涉及到《建筑結構荷載規范》（GB50009―2001）、《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTGD62―2004）、《混凝土結構設計規范》（GB 50010―2010）、《鐵路橋涵設計基本規范》（TB 10002.1―2005）和《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范》（TB 10002.3―2005），非常適合軌道工程專業學生。像軌道、鐵路交通等施工單位部門是我校這一層次學校軌道工程專業的學生畢業后大多分配到的地方，這類單位需要培養富有創造精神的應用型人才，要求學生掌握能運用基本理論解決實際工程問題的能力，因此選擇該教材在某種程度上可以滿足軌道工程專業學生的人才培養需要。
然而，此教材將第4章“軸心受力構件正截面承載力計算”放在第5章“受彎構件正截面承載力計算”前面，與第8章“偏心受力構件正截面承載力計算”脫節，同時第9章“鋼筋混凝土構件的變形和裂縫驗算”講授的是受彎構件的變形驗算和裂縫寬度計算，又與第5章“受彎構件正截面承載力計算”脫節。因此，根據我校最新修訂的課程教學大綱以及軌道工程專業培養目標的要求，對教學內容進行優化重組應建立在課程組內多方探討該課程的教學內容的基礎上，并對課程的教學內容和教學目標形成基本一致的認識。如把教材的第9章“鋼筋混凝土構件的變形和裂縫驗算”放在鋼筋混凝土受彎構件正截面計算、斜截面承載力計算后面，然后把軸心受力構件放在偏心受力構件承載力計算前面，這樣系統的把鋼筋混凝土受彎構件計算的相關內容串聯起來。
《混凝土結構設計原理》課程具有較強的實踐性和理論性，并且在教學內容上文字敘述太多，構造規定多、構件受力模式多，計算公式多，規范多。尤其是各種規范規定的符號、計算方法不同，因此學生總是覺得做題無從入手，在學習時常常覺得困難重重。所以需要經過精心選編，參考《結構設計原理計算示例》編寫了課程教學的模擬試題集和習題集，內容不僅涵蓋了全部教學內容，并包括可能遇到的所有題型以及一級結構師職業資格考試試題，而且給出標準的參考答案以及詳細解題步驟，為鞏固學生學習內容起到了非常好的作用。
二、課程建設教學方法
（一）課堂形式
為提高教學質量，我們提倡以板書為輔，以多媒體教學為主的教學手段。但是根據課上實踐來看，學生對于公式推導、理論剖析的理解不深，導致采用多媒體課件的效果不理想。因此對于章節重點內容的介紹，可以插入視頻錄像的內容使學生記住知識點。如講解鋼筋混凝土受彎構件破壞模式時，可以放鋼筋混凝土梁靜力加載試驗的錄像，便于學生了解鋼筋混凝土受彎構件適筋梁從開始加載至破壞經歷了哪幾個應力階段，各個應力階段的主要特征以及這幾個應力階段計算依據等。
（二）課堂內容
《混凝土結構設計原理》課程，作為一門實踐性較強的學科，理論聯系實際是一個非常突出的客觀事實。因此，可以在課下帶領學生到建筑工地實地參觀，并利用現場講解鋼筋的結構和構造等施工知識，有機結合理論與實踐。如：近幾年來我校新校區施工項目較多，結合軌道工程實習基地、體育館等相繼開工的方便條件，帶領學生現場參觀梁的支模，鋼筋的錨固、搭接、延伸、彎起，澆筑混凝土等施工過程，以及預應力張拉工藝及過程，了解預應力筋的種類、錨具等，可以極大的豐富了課堂內容，使理論知識在實際工程中得以化解、消化。
（三）理論教學與期末課程設計相結合
《混凝土結構設計原理》這門課程在學期末安排了兩周的課程設計，內容是預應力混凝土簡支T梁設計。在理論教學時就將課程設計題目布置給學生，重點講解預應力混凝土構件設計基本步驟，使得學生帶著任務學習，思考預應力筋的預應力損失等問題。而在期末課程設計時，對于同學們沒有理解的理論問題，也會再次采用講課的形式集中講解。通過實踐，讓學生進一步鞏固所學的內容，培養學生獨立分析和解決問題的能力，為今后從事軌道工程設計打下牢固的基礎。
三、結束語
《混凝土結構設計原理》是一門涉及到結構力學、建筑材料、施工等多方面的內容，并且是理論、課程設計和實踐相結合，同時又起著承前啟后的作用，是多門專業課程的前期課程。
針對軌道工程專業的特點，首先在課堂上采取視頻錄像、動畫等教學手段吸引學生的興趣。其次，在實踐環節方面帶領學生參觀施工工地，使學生深刻理解抽象的書本理論知識。最后將理論教學和課程設計相結合，使學生鞏固所學的知識，為后續課程（橋梁工程）的學習、畢業設計和將來工作及進一步研究打下基礎。
參考文獻：
[1]趙玉新，周清，包華.《混凝土結構設計原理》課程教學建設的幾點體會[J].東南大學學報（哲學社會科學版），2012，14（s）.
[2]孟憲強，王凱英，齊春玲，仲玉俠.高校立體化教學資源建設與實踐――以結構設計原理課程為例[J].高等建筑教育，2010，19（6）.
[3]姚力，葛明蘭，尹冶.“混凝土結構設計原理”課程建設探討[J].中國電力教育，2009，（6）.
混凝土結構設計步驟范文2
關鍵字：混凝土；結構設計；缺陷；解決措施；
中圖分類號：TV331文獻標識碼： A
前言：在中國建筑工程混凝土構造設計方法中存在技術標準和安全系數差距過大，規劃和施行過程中人為的過錯，耐久性規劃辦法存在疑問，設計辦法中安全檢查出現疑問。對于這些疑問提出以下措施，提高技術標準，加強安全系數，加強構造的耐久性和資料的耐久性，加強設計過程中的質量監管，進一步提高設計方法中的安全檢查，信任經過咱們的盡力，會使疑問成為優勢，進步混凝土構造設計方法的施行和使用。
一、混凝土結構設計存在的缺陷
1、安全系數和技術標準差距較大
技術標準的誤差是建筑中混凝土結構設計的一大缺陷，技術標準制定的不夠詳細明確而導致誤差比較大。嚴格的講，在建筑設計過程中并沒有明確的擬定應履行的相關條例說明，安全系數也是又一影響因素。依照我國目前混凝土設計架構的相關說明，混凝土設計架構的牢靠程度占據十分重要的位置。結構設計合理可靠程度只針對于結構的部件，其安全系數還是取決于荷載系數的值。安全系數的標準設置與荷載系數的值之間存在較大的關聯。據相關研究數據表明，美國和英國的荷載安全系數比我國高出15%～22%，歐洲的荷載安全系數比我國高出8%，歐美國家的強度安全系數比我國高出約16%，西方國家的鋼材強度安全系數比我國高6%。如我國規定設計柱子的靜載和若動的比例為2∶1;我國建筑材料和荷載安全系數等影響建筑承受力的值也低于33%，與發達國家相比也低27%。因此，安全系數和技術標準都存在誤差比較大的情況，結構設計師應該給予重視并予以解決。
2、結構設計和實際建造中的人為誤差
人為的誤差也是混凝土結構設計中存在的又一問題。這是由于人為的設計會存在錯誤和偏差，從而在實際建造中出現偏差?，F在有許多設計師在制圖中計算失誤而導致誤差，或者在設計中由于經驗匱乏而導致誤差等。因此，公司在聘請設計師人員時，并沒有按照其所擅長的領域進行工作。每一位建筑設計師們都有其所精通的范疇，在完成具體的工作時，企業需要對每位設計師擅長的區域進行劃分，達到高效高質量的效果。很多企業單位也沒有對于設計做出相關的規定和措施，在一定程度上加大人為誤差的發生率。企業單位應在一定程度上對于建筑師設計方面做出看管和監督，減少人為誤差的發生率。另外，一些設計師的工作態度不夠端正，專業設計能力也不夠，在一定的工作能力上存在問題，還有缺少職業道德和素養等，這都是人為因素給設計造成的損失和缺陷。
3、關于結構設計的耐久性問題
現在的很多設計都折射出一個問題---耐久性差。但是一項好的建筑工程，耐久性是其核心、關鍵。若一個結構設計師能把耐久性做好，就彰顯出這名設計師高超的設計水平和完美的設計理念。耐久性要求結構設計師在結合設計和實施兩方面的情況，共同達到完美。許多的設計師在進行地況復雜曲折的設計時，沒有按照地形的復雜設計出優秀的作品，設計作品不適應復雜的地理環境，這就使得設計喪失其功能，不能為建筑所需要，也會影響建筑物的實用可靠性，可稱之為拙作。而關于結構耐久性方案，我國與發達國家還存在一些差異。如，在我國與外國的設計標準中，水泥的品種分類方式、種類有所區別，其水泥成分也大不相同。對于耐久性而言，外國的規范比我國的更加明確清晰，在西方的說明當中，并沒有指出耐久性的重要性，只是區分在何種情況應使用何種混凝土材料，對于混凝土本身的分類沒有特別說明;我國則是根據周圍的環境來判斷使用哪種類型的混凝土，并且每個等級都有不同的標準控制。
4、設計方法的安全檢測不夠
在混凝土設計方法中缺少相應的安全檢查。在設計中各步驟的安滿是設計進行的關鍵。在每個步驟都完成后要跟進安全檢查，但在設計方法中許多設計師缺少對設計的安全檢查。有關的政府也對其不夠注重，呈現了質量疑問，為修建帶來了疑問。許多規劃者沒有對設計儀器進行置辦，設計儀器呈現了不合格的表象，在本源上得不到注重讓設計方法呈現了疑問。政府沒有進行設計的安全監管和監督，使規劃中安全檢查呈現了疑問，安全監管要出臺防備措施，這也是對設計方法的嚴格要求，防備辦法做不好會致使不安全疑問呈現，讓設計得不到安全確保，使設計變成失利，無法真實投入到運營和工作中，使設計偏離了真實的使用。
二、混凝土結構設計的解決措施
1、提升技術的標準和加固安全系數
設計技術的提高和設計安全系數的提高是在混凝土設計的架構中占據十分重要的地位?；炷猎O計架構前應對設計的相關標準做出一定的規劃和限制，設計步驟和技術要有跡可循，跟著章程走。設計標準的設定范圍不要過大，也不要過小，適中為宜。有章程和規定的限制，在建筑師設計過程中才能減小甚至避免錯誤的發生，同時也加固安全系數。安全系數的不合格，會使得一切設計都毫無意義可言，因此，設計安全系數的重要性可見一斑。設計師應重點關注設計的安全保障性能。公司應當選用專家人才來擬定出適宜規定的安全系數標準，結構設計師按照所設定的標準進行設計，提高建筑物的安全性。還需要對自然災害等相關災害做出防范，如，建筑物防水、建筑物的防震等。要完全按照安全設計的標準進行設計，嚴格做到切實地按照章程規定進行設計，將人們的安全放在首位。
2、在材料和結構中增強耐久性
耐久性也在混凝土設計架構中占據重要地位，其表現在材料和結構兩方面。在材料的選擇方面，要注重材料的質量達到標準，這是保證結構設計的耐久性的基礎。所選用的材料經過完整的程序檢測成功后使用，另外，混凝土的用量也需要達到標準，混凝土的質量也需要經過檢測合格后使用，多方面的共同促進，達到加固建筑材料耐久性和結構設計的耐久性。對于加固建筑材料耐久性和結構設計的耐久性，需要設計一定的章程和規劃，才能使設計保質保量的進行，盡力做到十全十美。同時增強材料和架構的耐久性，才能在混凝土設計中達到耐久性的標準。耐久性不僅被要求在設計上，還要求在質量上。
3、混凝土結構的質量監督
需要提高質量監督在混凝土架構設計中的地位，有關部門要對混凝土的結構設計做出相關的章程和說明，從一定程度上限制設計的失誤，制定適宜的工程法規作為監督的依據，使監督有法可依，從而達到更好地建筑設計的結果。結構設計師也應盡量減少人為的誤差和錯誤，嚴格恪守職業道德規范和職業素養去完成每一次優良的設計。同時作為設計師，應增加學習交流的機會，學習優秀的實際作品，善于總結和歸納，加強自我檢查和督促等。作為企業，應把每位設計師專業擅長的領域都了解掌握，讓其在自己優秀的領域更好地設計發揮，另外，公司也應加強對設計質量的監管，并制定一些規定條例，嚴格執行，對于一些優秀的設計作品，應給予獎勵和展示，讓其他結構設計師從中學習自我提升。
4、提高設計方法的安全檢測
在設計方法中要提高安檢工作，每一過程都要通過相應的安全查看，政府也要輔佐進行安檢。在公司安檢后，政府也要相應的進行復查，讓安檢滿有把握不存在任何的疑問。設計方法中的安全查看是不行短少的一個過程，要加強安全措施，對不符合安全措施的設計要從開端就加以根絕。安檢是規劃完成不行短少的一步，也是要害的過程，要編入設計流程。在政府和規劃者的左右開弓監督下會讓安全檢查得到確保，為設計方法的正確投入做出奉獻。
總之，建筑工程混凝土結構設計辦法的不斷優化為修建注入了更多的血液，相信在問題的處理中和不斷的探究中，中國的建筑工程混凝土結構設計辦法將得到更高層次的優化，讓建筑工作得到彌補和連續，讓中國的政治經濟文化工作在建筑的強化下得到高度發展，讓設計帶動建筑，讓建筑帶動其他工業，一起蓬勃發展。參考文獻：
[1]王保貞.預應力技術在混凝土結構中的應用[J].傳奇.傳記文學選刊(教學研究),2013,03:118-121.
混凝土結構設計步驟范文3
關鍵詞：混凝土結構；設計；本科教學
【中圖分類號】G64.23【文獻標識碼】A【文章編號】
土木工程是一門和人們衣食住行息息相關的學科，范圍非常廣泛，有房屋建筑工程、給水排水工程、公路與城市道路工程、機場工程、水利工程等。其發展取決于兩方面：物質技術方面和科學理論方面。科學理論的目的是認識課題，尋求本質，主要任務是解決“為什么”，表現形態為知識理論；物質技術的目的是用來改造課題，任務是回答“做什么和怎樣做”，表現形態為物質[1]。在土木工程領域科學理論主要表現為材料和結構在作用下的反應與破壞機理、計算原理；物質技術主為材料制作與加工技術、結構技術、施工技術、節能技術等。其中施工和材料，還有理論最為重要，又稱為土木工程的發展的三要素：施工、材料和理論。
房屋建筑工程是土木工程的分支，同樣受二個方面和三要素的制約與促進。科學理論方面每個領域都是基本相同的，由于不同領域的特殊性，其物質技術方面不盡相同。在本科教學中，作者認為應講清理論，來理解和掌握技術；工作中，則要結合現有技術和理論，解決工程問題，創造和使用新的技術。
雖然房屋建筑工程只包含兩個方面――科學和技術，但內容非常多，限于篇幅，本文主要講述物質技術中的結構設計。結構是承重的骨架體系，根據組成材料又可分為混凝土結構、鋼結構、磚混結構、木結構等。不同材料及所組成的結構體系在作用的反應與破壞機理的不同，設計方法又有所不同，本文主要從總體上講述混凝土結構的設計方法的共性與教學改革建議。所謂結構體系是指構件按一定的傳力路徑而組成的結構定式，通常簡稱為結構。目前混凝土結構體系主要有框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構、板柱-剪力墻結構、筒體結構、框架-核心筒結構、筒中筒結構、混合結構。
混凝土結構的材料組成主要是鋼和混凝土，由于兩種材料的組成關系不同，以及結構體系的不同，不同的結構在荷載的作用下有共性，又有其特性。下面就談談結構設計共同的基本原則和步驟。
一、結構設計
設計就是把我們的規劃、構思等，以視覺的形式（聲音、圖像和實物等）表現出來。結構設計通常指把空間以圖紙的形式表達出來。結構設計的基本原則是均勻性、整體性和經濟性。均勻性指結構質量、剛度、幾何尺寸和作用分布均勻。整體性一指結構在作用下，作為一個整體參與抵抗工作，二指在偶然作用下或局部的破壞，結構還能保持整體而不倒塌或緩倒塌。結構均勻，方便估計作用效應，找出薄弱部位，采取加強措施；結構整體好，能提高其抵抗偶然作用的能力及抗災能力，從而提高安全性。具體指導方針：安全適用，經濟合理，保證質量，方便施工，減輕偶然作用，避免人員傷亡，減少經濟損失。實施時從項目選址，（建筑和結構）設計，施工三個階段嚴格把關，科學決策。本文主要談結構設計階段的方法與步驟。
我國現階段的房屋建筑設計模式是建筑設計和結構設計分別由建筑師和結構師完成。通常把結構設計分成三個階段：方案設計，初步設計，施工圖設計。
1.方案設計
本階段結構師根據經驗，結合建筑方案，運用概念設計，初選結構的型式，結構的體系，構件的形式等。所謂概念設計即根據工程經驗等形成的設計原則和設計思想，進行結構總體布置并確定細部構造的過程。
由于結構在各種作用下反應的復雜性，以及實際結構與計算模型的差異，很難有效地算出結構在各種作用組合下的薄弱環節，因此本階段主要是運用正確的結構概念進行設計[2]，且要綜合考慮經濟、施工和技術先進性等。
具體過程結合結構破壞可能產生的后果及對各方面影響后果的嚴重性，根據建筑工程抗震設防分類標準與建筑結構可靠度設計統一標準，確定結構的設防類別及結構和構件的重要性。結合《抗規》（3.4節～3.9節，6.1.1）或《高規》（第3節），確定結構的三維尺寸（長寬高），結構體系及傳力途徑等。通常形成2個以上的方案，以供比較和進一步的優選。
2.初步設計與計算分析
主要是對前面的方案進行優選。初選構件的截面尺寸，材料，確定結構的計算簡圖，包括確定結構體系，桿件類型，桿件之間的連接形式，結構與支座的連接形式，材料的力學性質，荷載的計算。根據計算簡圖進行結構的力學行為分析（內力、變形、穩定性、動力特性等），從強度、剛度和穩定性三個方面對方案進行比較，確定最合理的方案。用極限狀態設計法，求出構件的計算配筋量。
初步估算可以用簡化方法并結合概念設計（如《抗規》3.4～3.6，《砼規》3.1～3.2和3.6，《高規》第3～5章）對多個方案進行初步篩選。再對篩選的方案，利用合法有效的軟件（抗震分析時要符合抗規3.6.6），對結構進一步的分析比較：內力、位移、周期、薄弱部位和復雜部位的應力分析等，綜合考慮施工與經濟，確定最優的方案（結構布置、構件尺寸和材料類型）。對最優方案做詳細的分析與計算（細部應力計算），得出計算配筋量。
3.施工圖設計
本階段主要是根據計算結果，結合概念設計，對結構和構件的構造、連接措施，耐久性及施工的要求，進一步的明確和細化，確定結構及構件的配筋量，細部構造的處理，選定材料。
目前常用的軟件能給出梁板柱墻及基礎的配筋量，并根據設定鋼筋庫進行選筋，并用平面標注。有時軟件的選筋結果不是很合理，還需要設計人員根據計算結果及規范的相關要求，并運用概念設計對配筋進行核查、調整和補充。規范相關章節為：《砼規》3.5，4章，8章～11章，《高規》3.6，3.10，6章～11章，《抗規》3.9節和第6章，非結構構件還要考慮《抗規》3.7節和第13章.基礎部位則要考慮《高規》第12章及《地規》和《樁規》。綜合考慮當地材料的供應和施工水平，書寫施工說明，繪制配筋圖。
二、教學
傳統設計規范以“截面鋼筋屈服”和“混凝土破碎”控制混凝土結構的安全，實際這只屬于安全的較低層次。而結構在偶然作用的倒塌，才是對安全的最大威脅。因此，提高結構的抗災性能，這才是結構安全的根本[3]。而提高結構的抗災性能，就要加強結構的整體性。傳統的房屋混凝土結構的教學也是以構件教學為主――重構件計算，輕概念。課程的安排方面也存在支離破碎的現狀。
作者認為，混凝土結構的教學也應隨著人們對結構設計認識的深化，而改變。指導思想為講清原理（學生和老師），重視概念和整體方案設計的教學，構件的計算作為基本技能掌握。具體為：1.課程的重組，把混凝土設計基本原理，混凝土結構設計，高層建筑結構設計，建筑結構抗震設計，合為混凝土結構設計，分為三部分――基本原理，結構設計（非抗震和抗震）。2.編寫相應的大綱和教學計劃――先進行整體結構的教學（方案設計，效應的計算與組合），考慮到與結構力學的銜接先以框架結構為例。再講基本原理，最后其它結構體系及結構的抗震設計。
三、總結
結構設計的原則是均勻性和整體性：要重視概念和方案設計（剛度、質量和幾何分布均勻），加強結構的整體性，提高結構抗災性能。教學更應該從傳統的構件式教學，過渡到整體式教學：理解原理，重視概念，掌握基本技能。
參考文獻
[1]科學與技術的區別[J].齊齊哈爾社聯通訊，1985，S2期：28.
混凝土結構設計步驟范文4
關鍵字：水工；混凝土；結構設計；
中圖分類號：TV331文獻標識碼： A
一、水工混凝土的特點
與其他結構物不同，由于所處環境不同，水工混凝土結構有其突出特點。水工結構混凝土一般是在流動或靜水的作用下工作的，水的深入、沖刷、冰凍、以及侵蝕造成水工結構物的工作環境十分復雜，混凝土結構的耐久性等問題也變得極為突出。與其它結構相比，水工混凝土存在以下幾個特點：
1、 骨料顆粒徑較大
水工混凝土不僅骨料顆粒徑大，而且所占比例還特別高，一般情況下，大體積水工混凝土最大骨料顆粒徑在150mm 左右。
2、膠凝材料用量較少
除特殊部位之外，水工混凝土的膠凝材料用量通常較低，一般情況下小于等于200kg/m3，同時，應摻加相應的摻合料、減水劑，以改善混凝土和易性和降低水灰比，以達到減少水泥用量，降低水熱化的目的。
3、長期處于潮濕環境
水工結構物大多數面積長期處于水中， 混凝土的拌合水很少失去，即使是通過水泥的水化作用將一部分拌合水消耗掉，外部的水依然可以通過水泥的空隙進行補充。因此，水下水工混凝土長期處于飽水狀態。
4、壽命要求較長
與其他建筑物不同，水工建筑物建設周期長，投資較大，運行期長。
5、 強度等級要求
對于某些部位的混凝土，比如高速水流過水面，容易產生空蝕和泥沙磨損，要求混凝土的強度等級不得低于C40（R400）。
二、水工混凝土結構設計常見問題
1、 高強度的鋼筋替換原設計計算滿足要求的低強度鋼筋問題根據國家相關規定要求，不能用高強度的鋼筋替換原設計計算滿足要求的低強度鋼筋。在使用過程中需要注意以下問題：
（1）在框架結構設計中，為了保證框架的塑性鉸發生在梁內，不宜用強度高的鋼筋替換原設計中的鋼筋，當必須替換時，應按照鋼筋抗拉力設計值相等的原則進行代換；
（2）當構件受裂縫寬度或撓度控制時，代換前后應進行裂縫寬度和撓度的驗算；
（3）鋼筋代換后要滿足混凝土結構設計規范規定的間距、錨固長度、最小直徑、搭接長度等要求。
2、 框架梁結構放大配筋量問題
為了確保結構更加安全，在框架梁配筋時放大配筋量，往往會形成超筋結構，對整體結構安全不利。
3、大直徑鋼筋連接采用綁扎搭接問題
普通的鋼筋不需要嚴格焊接時可以采用綁扎搭接的方法，但對大直徑鋼筋進行連接時，不宜采用這種方法。因為直徑較大的鋼筋采用綁扎連接時，會造成混凝土保護層變薄，鋼筋間距減小，在搭接鋼筋間容易產生裂縫，直徑較大鋼筋不適宜采用綁扎搭接。
4、裂縫寬度解決方式不滿足規范要求問題
在混凝土結構出現裂縫且裂縫寬度不滿足要求時，僅僅采取增加鋼筋用量的方法，這樣做顯然是不對的。根據規定，當裂縫寬度控制不滿足要求的時候，可采用較小直徑的帶肋鋼筋，減少鋼筋間距等方法，其中需要注意的是增加的鋼筋截面面積最好不要超過承載力計算所需縱向鋼筋截面面積的30%。如果效果不明顯可以考慮采取其他措施。
5、現澆箱涵洞的隔墻、邊墻與頂板和底板的鋼筋鏈接問題
《水工混凝土結構設計規范》規定：“對水池或輸水道的邊墻，其底部不屬于大體積混凝土而是一般尺寸的底板時，則其邊墻與底板交接處的受力鋼筋搭接方式應按框架頂層節點的原則處理?，F澆箱型涵洞計算時可簡化為單孔或多孔的框架結構?！币虼?，其節點可以按照框架的梁柱節點進行處理?！端せ炷两Y構設計規范》中關于框架梁柱節點也做了詳細的規定。邊墻與底板交接處按框架梁柱頂層端節點對待，隔墻則按框架梁柱頂層中間節點對待。外墻外側縱向受力鋼筋與底板底縱向受力鋼筋搭接連接，搭接長度應>1.5lae；隔墻和外墻內側縱向受力鋼筋應伸至板底，其錨固長度應滿足要求。
三、水工結構設計的實踐與經驗
1、 原材料的選擇和檢驗工作
混凝土結構主要由碎石、砂、水泥和外加劑等原材料組成。水工混凝土結構施工之時，在選用混凝土原材料前必須對其進行檢驗，只有所有指標都符合設計規范要求的材料才能使用。當材料中存在有害物質時，會影響水泥的水化反應，導致混凝土構建強度的降低。此外，混凝土攪拌施工過程中，質量監管人員需要根據現場測驗的結果對原材料配比進行合理調整。
2、 確定混凝土現場配合比
混凝土原材料配合比發生變化會導致混凝土結構強度發生變化，這主要是由骨料砂子含水率、含泥量的變化和碎石含粉量的變化引起的。
（1）混凝土原材料配合比換算。在混凝土攪拌現場，必須根據現場實際測試的骨料的粒徑變化范圍以及砂石表明的實際含水率，將實驗配合比換算為混凝土現場施工配合比。
（2）混凝土施工配合比的調整。為了確保水利工程水工結構混凝土和易性滿足現場施工條件的要求， 在確保水灰比不變的的基礎上，需要對混凝土含水率及用水量進行相關的調整。
3、混凝土澆筑與振搗施工
水工混凝土結構在施工前，需要科學設計施工計劃，將混凝土按照一定的面積和走向，進行分層、分段澆筑施工，而且需要避免留下明顯的施工縫。
（1）大體積的混凝土結構需要分區、分層澆筑，澆筑厚度必須控
制在振搗深度范圍之內，通常分層澆筑的厚度控制在30cm 之內。
（2）長條狀的混凝土結構的澆筑施工需要分段、分層進行，保證每段混凝土結構都滿足澆筑要求，通常分段澆筑長度最好控制在10-15m。
四、混凝土結構施工工藝
1、混凝土的澆筑
水工建筑的混凝土澆筑，要科學合理的將混凝土按照一定順序，進行分段、分層、分片的澆筑，通常水工建筑的混凝土澆筑都是大體積澆筑，所以在澆筑前要根據模板承重質量，組織澆筑施工步驟，避免在澆灌過程中出現模具開裂、留下明顯的縫隙。對于墩臺等大體積澆筑構建，要進行分層澆筑，控制每一層的澆灌厚度符合后期振搗的深度范圍，一般在30cm 左右。對于擋土墻等長段澆筑，要分段進行混凝土的澆灌，每段的長度在10~15m 之間較好。對于面積較大的建筑構件澆筑，應采用分塊澆筑，每塊的面積以50m2 較為適宜。不論是哪種形式的混凝土澆筑，都要一次性完成，如果澆筑過程中出現停頓會產生凝結縫隙，影響澆筑質量。
2、混凝土的振搗
水工工程澆筑工程量大，混凝土的振搗工作量巨大，不同的澆筑部件要采用不同類型的振搗工具?；炷琳駬v器包括插入式振搗器、平板式振搗器、附著式振搗器等。振搗器在振搗施工中要與模板保持一定距離，確保在振搗施工中不會引起模具共振，影響混凝土整體質量。在處理分層混凝土的振搗工作時，要保證插入式振搗器的插入深度連接不同層次，進行充分振搗，保證混凝土整體混合。在分片振搗中，要進行重疊振搗施工，以確定混凝土的振搗平面被充分覆蓋。振搗施工過程中，當混凝土結構表面的下降運動停止時，并沒有氣泡出現，表面泛漿，光滑平坦，振搗聲音頻率穩定，依據振搗施工經驗可以停止振搗。
3、混凝土變形控制
混凝土變形是水工建筑過程中較常出現的問題，混凝土結構設計、建筑原材料的質量、混凝土配置比以及混凝土的澆筑和振搗等因素都會造成施工過程中出現構件裂縫和變形。要從混凝土結構施工的前期設計到后期的澆筑振搗的各個環節控制質量安全，避免出現裂縫和建筑部件變形?；炷两Y構設計要進行斷面的抗裂、超載、施工驗算，控制混凝土整體強度；選用的混凝土原材料經過專門機構的質量檢測方可使用，水泥要采用相應強度的型號，沙礫的含水率、含土率和超粒徑率要把握在一定范圍之內，混凝土個原材料的配置比要在現場施工中適當調整，保證滿足實際施工條件要求；混凝土的澆筑要根據澆筑的部件采用不同形式進行澆筑施工，澆筑過程要一氣呵成，避免因停頓出現凝結裂縫；要注意施工過程殊天氣造成環境溫度、濕度的變化，要保證混凝土模板的質量安全，防止澆筑或振搗工作中發生開裂，形成漏漿或建筑構件整體坍塌。
總之，混凝土施工會受到各種因素的影響，使建筑物出現裂縫、孔洞和腐蝕等現象，導致混凝土部分產生薄弱的部位，在水的長期壓力下產生滲漏。在水工建筑物中，混凝土是必不可缺的部分，那么水工混凝土也將會出現常見的滲漏現象。滲漏對于混凝土部分是直接產生危害的，并且將影響到水工的使用壽命，所以制定相關的滲漏處理技術也就成為施工單位的首要。
參考文獻：
[1]鄒戰軍. 水工混凝土結構設計若干問題探討[J]. 黑龍江水利科技,2014,03:122-124.
混凝土結構設計步驟范文5
【關鍵詞】 吊車梁； 工程條件；結構計算； 裂縫控制； 技術總結
Abstract With the rapid development of China's thermal power technology, the economics of power plant construction projects more and more attention. As the POWER PLANT installation and maintenance is lifting mainly by the force component of the cost of the crane beam gradually attention. In this paper, the analysis of the main plant of a thermal power plant using the 9m crane beam design process to introduce the general ideas and methods of reinforced concrete crane beam design.
[Keyword] crane beam; engineering conditions; structure calculations; crack control; technical summary
中圖分類號:TM62文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
1.引言
該工程為一(2×300MW)工程，系火力發電項目，主廠房為新建。
2.工程情況
吊車采用兩臺河南省新鄉市礦山起重機有限公司QD75/20-28.5m A3型行車。
行車的基本參數：
G1,k=597.6kN
G2,k=198.8kN
G3,k=750kN
Pmax,k=315kN
說明:G1,k為大車重量，G2,k為小車重量，G3,k為額定起吊重量，Pmax,k為最大輪壓標準值
大車輪距：28500mm
小車輪距：4000mm
大車運行速度：7.5～32m/min
小車運行速度：4.0～18m/min
工作制度：M3
大車緩沖距離：110mm
小車緩沖距離：40mm
大車鋼軌型號：QU100
小車車輪直徑：φ315（重型）
大車車輪直徑：φ400（重型）
3設計方案的確定
結合2011年建筑建材市場原材料價格比較：鋼材7000元/噸，混凝土300元/m3。從結構設計角度比較可知與鋼吊車梁相比，鋼筋混凝土吊車梁體積大、自重大，對結構主體存在不利影響；但從工程經濟性方面比較，在滿足結構功能條件的前提下，鋼筋混凝土吊車梁更為經濟合理。因此該工程在吊車梁設計方案中選擇鋼筋混凝土結構型式。
4設計方案思路及計算
4.設計方案思路
明確計算目標和計算步驟：
4.1計算目標是取得吊車梁的絕對最大彎矩、最大剪力，為吊車梁的配筋提供數據依據。
計算步驟：
4.1.1利用結構力學影響線知識點確定未知參數。
4.1.2確定吊車梁的絕對最大彎矩、最大剪力。
4.1.3根據受力計算結果進行配筋計算。
4.1.4 進行正常使用極限狀態驗算。
4.1.5 疲勞驗算。
4.1.6 得出全部數據作為施工圖依據。
4.2 結構計算
4.2.1吊車梁基本數據計算:
吊車的計算跨度9000mm,梁上部荷載按Pmax,k=315kN
（說明：將吊車作用在吊車梁上，以確定最大輪壓，即中心點最大輪壓）
（說明：確定中心點輪壓，取得各點輪壓的影響線值）
（說明：確定吊車梁的絕對最大輪壓，用以彎矩比較）
（按兩臺車考慮）
4.2.1.1跨中截面C的最大彎矩（Mcmax），臨界荷載為315KN
Mcmax=315×(0.614+1.314+2.25+1.1+0.25)
=315×7.328=2308.32kN.m
4.2.1.2絕對最大彎矩
合力為315×5=1575kN
R至臨界荷載（315kN）的距離a由合力矩定理求得：
a=
(315×2.3+315×4-315×1.873-315×4.173)/1575=0.0508m
Mmax=
1575/9×(9/2-0.0508/2)2-315(1.873+2.3)
=3503.85-1314.5=2189.35kN.m
所以比較可知吊車梁的絕對最大彎矩為2189.35kN.m（標準值）
4.2.1.3對應的水平最大水平推力產生彎矩
M水（吊車梁）= MmaxX T橫向水平,k/ Pmax,k=2189.35X9.5/315
=66.03kN.m
4.2.1.4由剪力包絡圖可知：
（說明：確定吊車梁最大剪力，用以確定吊車梁箍筋配置）
Vmax=Pmax,k∑yi
=315×（1+0.744+0.536+0.281+0.092）
=315×2.653=835.695kN（標準值）
由上可得出吊車梁計算的基本數據：（標準值）
Mmax=2189.35kN.m M水（吊車梁）=66.03 kN.m Vmax=835.695kN
4.2.2吊車梁配筋計算：
吊車梁自重：（0.7×0.2+1.45×0.4）×25=18kN/m
軌道自重：0.9kN/m
∑=18+0.9=18.9kN/m
恒載：M=1/8ql2=1/8×18.9×92=191.4kN.m
V=1/2ql=1/2×18.9×9=85.08kN
4.2.2.1承載力極限狀態
承載力計算（按兩臺車考慮）
M=1.2×191.4+1.4×1.05×2189.35
=229.68+3218.34=3448.02kN.m
判斷T形梁截面類型（參見《混凝土結構設計規范》7.2.2-1）
Mu=
=α1fcbf’ hf’(h0- hf’/2)
=1.0×19.1×700×200(1650-25-200/2)
=4077.85kN.m
>M=3549.018kN.m
所以為第一種類型（受壓區在梁翼緣內部）
選配13三級28（AS=7998.9mm2）
（最小配筋率參見《混凝土結構設計規范》9.5.1）
滿足最小配筋條件
4.2.2.2正常使用極限狀態
正常使用極限狀態驗算（按兩臺車考慮）
標準組合：M標=191.4+2189.35=2380.75kN.m
準永久組合：
M準=191.4+0.5X2189.35=1286.075kN.m
（最大裂縫寬度限值參見《混凝土結構設計規范》3.1.3.2，3.3.4，因其不需做疲勞驗算，裂縫最大限值取0.3mm）
利用PKPM結構計算軟件計算：
** 裂縫寬度驗算 **
受拉鋼筋面積
As (mm2):9229.501
受拉鋼筋等效直徑
deq(mm): 28.000
構件受力特征系數
αcr:2.100
有效受拉鋼筋配筋率
ρte:0.024
標準組合荷載下受拉鋼筋的應力
σsk:184.458
縱向受拉鋼筋應變不均勻系數
ψ:0.743
最大裂縫寬度
Wmax(mm): 0.245
** 剛度撓度計算 **
縱向受拉鋼筋配筋率
ρte: 0.028
考慮荷載長期效應對撓度增大系數
θ:2.000
受彎構件的短期剛度
Bs(kN.m2 /E12):3157655.000
受彎構件長期剛度
Bl(kN.m2 /E12):2050162.500
受彎構件撓度值
(mm): 9.798
受彎構件相對撓度的倒數
(lo/f):918.542
綜上可知梁配筋為15三級28（AS=9229.5 mm2）
滿足條件
（在經濟配筋率范圍）
4.2.2.3箍筋計算：
（參見《混凝土結構設計規范》7.5）
V=1330.53kN
計算得出配置四肢φ10鋼筋
4.2.2.4.水平剎車力對應的翼緣配筋
AS=M/0.9fyh0=1.4×1.05×66030000/[0.9×300×(700-25)]=533mm2
選配2三級20AS=628.4 mm2
（確定翼緣兩側配筋）
4.2.2.5疲勞驗算
根據(GB50010-2010)
3.1.3第二條規定：直接承受吊車的構件；但直接承受安裝或檢修用吊車的構件，根據使用情況和設計經驗可不作疲勞驗算
5. 計算方法總結：
吊車梁計算分為：承載力極限狀態計算、正常使用極限狀態驗算、疲勞驗算三個方面
因火力發電廠主廠房吊車梁主要起檢修起吊的作用，并結合規范，故在此不做疲勞驗算
即：
1. 明確吊車的基本數據。
2. 計算吊車梁的配筋所必須的參數。
3. 進行承載力極限狀態計算。
4. 進行正常使用極限狀態驗算。
5. 進行疲勞驗算（可根據具體情況參見規范要求）
6. 進行施工圖繪制。
特別需要注意在計算吊車梁時吊車計算參數的選取、以及絕對最大輪壓、最大剪力的準確性。
6結論
本次設計在跨度和荷載一定的情況下，計算得出梁高為1650mm，配筋率為1.419%，結合當前的市場價格，可以明顯看出鋼筋混凝土吊車梁的經濟性和可行性，充分體現了結構設計安全適用、經濟合理特點。值得進一步推廣和優化。
參 考 文 獻
［1］《建筑結構荷載規范》(GB50009-2001)
中國建筑工業出版社
［2］《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)
中國建筑工業出版社
［3］《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)
中國建筑工業出版社
［4］《火力發電廠土建結構設計技術規定》(DL5022-93)
混凝土結構設計步驟范文6
關鍵詞：混凝土；框架結構；設計；參考
中圖分類號：TV331 文獻標識碼： A
一、建筑混凝土結構設計原則
建筑工程設計應滿足建筑物的安全性、適用性、耐久性要求，并且經濟合理?！痘炷两Y構設計規范》GB50010-2002中闡述了混凝土結構分析的如下基本原則：
“5.1.1 結構按承載能力極限狀態計算和按正常使用極限狀態驗算時，應按國家現行有關規定的作用（荷載）對結構的整體進行作用（荷載）效應分析；必要時，尚應對結構中受力狀況特殊的部分進行更詳細的結構分析。
5.1.2 當結構在施工和使用期的不同階段有多種受力狀況時，應分別進行結構分析，并確定其最不利的作用效應組合。
5.1.3 結構分析所需的各種幾何尺寸，以及所采用的計算圖形、邊界條件、作用的取值與組合、材料性能的計算指標、初始應力和變形狀況等，應符合結構的實際工作狀況，并應具有相應的構造保證措施。
5.1.4 結構分析應符合下列要求：
1 應滿足力學平衡條件；
2 應在不同程度上符合變形協調條件，包括節點和邊界的約束條件；
3 應采用合理的材料或構件單元的本構關系。
5.1.5 結構分析時，宜根據結構類型、構件布置、材料性能和受力特點等選擇下列方法：
――線彈性分析方法；
――考慮塑性內力重分布的分析方法；
――塑性極限分析方法；
――非線性分析方法；
――試驗分析方法。
5.1.6 結構分析所采用的電算程序應經考核和驗證，其技術條件應符合本規范和有關標準的要求。
對電算結果，應經判斷和校核；在確認其合理有效后，方可用于工程設計?！?/p>
在結構設計中嚴格的執行相關規范、標準進行結構設計，滿足所設計建筑的安全性、適用性、耐久性以及經濟合理性是結構設計的基本原則。
二、 多層框架結構設計中幾點值得注意的問題
1.梁柱截面尺寸的選擇
梁、柱截面尺寸的選擇是框架結構布置的前提。除應滿足規范所需要求的取值范圍外，還應注意盡可能使柱子的線剛度與梁的線剛度的比值大于1。另外在計算以及采取構造措施時應牢記規范所要求的“強柱弱梁”，使得框架結構遭遇地震時，塑性鉸出現在梁端，梁先于柱而破壞，避免建筑結構的整體倒塌。
2、進行結構設計建模時，層高的確定
沒有地下室的多層框架房屋，一般來說基礎埋的較深，對于不同的深淺度，要有不同的設計。在基礎埋的比較深的時候，為了增加房屋底部的整體性，減小位移，有時在±0.000標高以下設置地梁。層高H取基礎頂面至地梁頂面的高度，而把實際建筑的底層作為第二層考慮，層高H取地梁頂面至一層樓面高度?；A埋深較淺時，層高H取基礎頂面至一層樓面高度作為計算長度。根據《混凝土結構設計規范》規定：一般多層房屋中梁柱為剛接的框架結構，底層柱的計算長度取基礎頂面到一層樓蓋頂面的高度H，裝配式框架取1.25H。對于帶地下室的多層框架結構，合理確定上部結構的嵌固位置是一個關鍵問題?！督Y構規范》和《建筑抗震設計規范》都沒有明確地提出具置，需要具體問題具體分析。對于能夠滿足《抗震規范》規定的地下室結構或采用箱型基礎時，可將地下室頂作為框架上部結構的嵌固位置，在利用PKPM軟件進行設計時，樓層總數僅輸入地下室以上的實際層數，底層的層高H取實際層高。這樣計算出的地震作用與實際情況較為接近。對于不能滿足《抗震規范》規定的地下室結構或者采用筏板式基礎時，嵌固位置最好取在基礎頂面。此時，利用電算進行樓層組合時，總層數應為實際的樓層數加上地下室的層數。
3、正確選取多層框架結構的設計參數
為了正確合理地對計算機計算結果進行分析和判斷，在進行多層框架結構設計計算時，在保證提供合理的結構方案和正確的計算簡圖的前提下，如何正確地填寫抗震等級、設定防震系數及如何合理地選取計算機運算結果數據的各重要參數也是多層框架結構投入實際運營實施的一大重要步驟。
1）抗震等級的確定
在工程設計中，很多類房屋建筑都屬于丙類抗震設防，例如常見的辦公樓、民用住宅等基礎建筑等，它們的抗震等級可直接根據《建筑抗震設計規范》來確定，具體則由地震裂度、房屋高度及結構類型決定；而對于乙類某些大型公共建筑設施如交通、消防和醫療類，或者大型百貨商場、體育場館等，則應按照當地區抗震設防裂度加以適當提高，大多為提高一度的要求。
2）地震力振型組合數的選取
通常情況下，較高層建筑在不考慮轉耦聯時，振型組合數應該大于3，但組合數都以3的倍數為宜；如果房屋層數小于等于2，則組合數可以取1或2。而對于不規則的建筑考慮轉耦聯時，組合數應大于等于9才能滿足設計規范；當框架結構較多或者其剛度突變較大時，振型組合數應取大值，例如房屋頂部有塔樓或框架結構有轉換層時，其數值應大于12以上才能滿足抗震需要，而同時還要注意必須小于建筑層數的3倍。
3）結構周期折減系數的確定
由于填充墻的存在，多層框架結構的實際剛度應大于其設計計算剛度，實際周期則應小于相應計算周期。所以，如果計算得出的地震作用效應不夠大，則會使得結構無法滿足安全系數，這嚴重影響了建筑的可靠性，因此合理地折減結構的計算周期是極為必要的。針對多層框架結構而言，如果采用砌體填充墻，那么結構周期折減系數就可以根據其材料和數量進行選取，為0.6或0.7；而砌體填充墻數量較少或采用輕質材料填充時，則可以選取0.9作為其折減系數；而對于無墻填充的框架結構，則可以不折減其計算周期。
4）梁剛度放大系數的確定
在結構設計的計算機運算中，梁輸入的模型大多都是矩形截面，這就使得在設計過程中忽略了由于樓板的存在而形成的T型截面，進而使得剛度增大的結果，最終使得框架結構的計算剛度大于其實際剛度，進而使得其地震剪力也隨之偏小，導致建筑結構存在安全隱患。所以，在結構計算中應將梁剛度進行適當的放大，一般梁適宜取2.0、邊梁取1.5作為其放大系數，以滿足安全指標。
三、 混凝土裂縫控制的幾點結構設計措施
1、配筋時，在滿足設計要求以及考慮施工方便的前提下，盡量采用細而密的鋼筋。特別是設計時構造鋼筋的布置，它對構造抗裂影響很大。比如對混凝土梁腰部增配的構造鋼筋；洞口處配加強筋；外墻轉角處設置拉結鋼筋等等。另外在樓板配筋時，對于大跨度的樓板宜采用雙層雙向布置。
2、嚴格按照國家規范要求，結合工程所處的環境類別，合理的設置混凝土構件的鋼筋保護層厚度。防止當混凝土構件處于不利環境時，由于混凝土保護層過薄，混凝土密實性不夠，造成鋼筋銹蝕，導致混凝土保護層剝落，產生延鋼筋方向的裂縫。
3、按照規范要求，合理的設置變形縫與后澆帶。有效的避免結構因溫度影響、不均勻沉降、混凝土收縮、地基不均勻沉降等因素引起的混凝土裂縫。
結語
建筑混凝土框架房屋的結構設計應嚴格的遵守相應的規范與標準、遵循設計原則。框架房屋的結構設計從方案的布置到施工圖完成，有很多需要注意的地方，以上為筆者一些粗淺的觀點，僅供大家參考。不當之處，歡迎批評指正。
參考文獻 ：
[1]翁益兵.淺析房屋建設中鋼筋混凝土結構設計[J]山西建筑2011，10
[2]馬志紅.淺談鋼筋混凝土結構設計[J]黑龍江科技信息2009，9