混凝土结构设计基本原理篇1
【关键词】混凝土结构设计；概念设计；结构构造；结构设计；结构计算
1、混凝土结构的概念设计
混凝土结构概念设计是将对混凝土结构的想法和意图初步进行检验的过程，主要是对混凝土性能、构件强弱、连接结构构造和混凝土结构体系等关键参数做以仔细试验和检验，由于这一过程的重点在于定性和可行性方面的检验，因此被成为概念设计。混凝土结构概念设计要点应该关注：第一，要确保混凝土结构应力集中，混凝土结构的重量、刚度和承载力应呈现均匀、连续性的分布，特别应该保证在水平面和垂直面的力学稳定性。第二，要注意混凝土结构的整体性，同一结构的混凝土单元应该牢固连接。第三，做到混凝土结构强柱弱梁，概念设计时应该将柱结构的尺寸尽量扩大，确保线刚度比值大于1。第四，做到强剪弱弯，混凝土结构要提高延展性和稳定性，需要加大混凝土结构的抗弯性能，提高其抗剪能力，因此在设计工作中应该采用强剪弱弯的策略，确保剪切性的提高。第五，提高混凝土结构抗脆性破坏的能力，对于钢筋锚固滑块、混凝土压碎和混凝土剪切破坏等问题应该采用提高结构横截面和支撑面等措施进行防护。第六，减少混凝土结构的钢筋使用，在结构应力比较大的区域如果其抗震性能和承载能力已经符合要求，就应该避免钢筋的盲目增加，这会对建筑结构重量带来无谓的提升，也会对建筑造价带来极大的浪费。
2、混凝土结构构造的要点
混凝土结构构造过程是混凝土概念设计的计算步骤和具体化。混凝土结构构造环节中主要是力学计算，达到验证构件承载力及变形的目的，此外，通过混凝土结构体系计算，确定混凝土构造和合理性和传力的明确性。混凝土结构构造的原则为：尽量缩短混凝土结构传力的距离、提高混凝土结构工作的效能，降低混凝土结构的材料耗费。混凝土结构构造应该重点做好如下工作：第一，对于混凝土大跨度的框架结构应该注意楼梯间处框架柱的连接构造，一般将柱体设计为短柱，加密柱体箍筋的密度，且做到于楼梯平台梁项链。第二，对与混凝土框架结构的外立面有带形窗设计时，应该采用连续的窗过梁设计，将外框架柱设计短柱形式，加强混凝土构造的性能。第三，当混凝土框架结构的长度过长时，应该采用后浇带处理技术，避免有害裂缝的产生。第四，混凝土结构后浇带构造部位应该加强处理设计。
3、混凝土结构设计的要点
3.1混凝土结构设计的原则
首先，混凝土结构设计应该坚持科学设计原则，要在混凝土结构设计工作中无时无刻不体现科学性。其次，混凝土结构设计应该坚持节约原则，对于已经达到强度和能力的部位，尽量少用或不用加强措施。最后，混凝土结构设计应该坚持实事求是原则，应该尊重施工实际、原材料实际，以切实有效的设计保证混凝土结构的性能和强度。
3.2混凝土结构设计应与实际施工相一致
混凝土结构的设计首先应满足实际的施工工艺，当出现施工工艺与结构设计发生矛盾时应该更改设计，采用便宜的措施进行处理，因此在混凝土结构设计方案阶段应该多做与实际施工和施工工艺的协调工作，减少不必要的矛盾和麻烦。
3.3混凝土结构荷载要设计精确
混凝土结构荷载包括：混凝土结构自重、设备荷载和设计载荷，混凝土结构设计中还要对风、雨、雪、地震力、温度应力等活性荷载有估算，使混凝土结构设计的计算中不要漏掉各种可能性的荷载，制止可能出现的混凝土结构安全隐患。
4、混凝土结构计算的要点
4.1混凝土结构计算简图的处理技术
混凝土结构简图的计算中应该确保简图选取的科学性，以保证混凝土结构计算结果的准确性。基础梁设置在基础高度范围内，作为基础的一部分，此时结构的底层计算高度应取基础顶面至一层楼板顶面的高度。基础梁仅考虑承担上部墙体荷载，构造满足普通梁的要求即可。当基础埋深过大时，为了减少底层的计算高度和底层的位移，设计者往往在±0.000以下的某个适当位置设置基础拉梁。此时，基础拉梁应作为一层输入，底层计算高度应取基础顶面至基础拉梁顶面的高度，二层计算高度应取基础拉梁顶面至一层楼板顶面的高度。拉梁层无楼板，应开洞处理，并采用总刚分析方法进行计算。基础拉梁截面及配筋按实际计算结果采用。
4.2混凝土结构计算参数的确定
首先，科学选择地震加速度值，在混凝土结构计算中应严格注意地震区的划分，选取正确的设计基本地震加速度值，确保混凝土结构的稳定性。其次，混凝土结构填充墙的计算周期和计算强度应该有效调整，确保混凝土框架结构的稳定，折减系数可根据填充墙的材料及数量选取0.7～0.9。其三，当利用Satwe或tat设计软件进行计算时，应该将梁刚度放大，中梁取2.0、边梁取1.5，以便提高梁体的稳定性。最后，多层混凝土框架结构的梁设计中，应该适当放大弯矩系数，并进行活荷载的布置计算，以便利于多层混凝土框架结构的稳定。
4.3复核混凝土独立梁箍筋的计算结果
通常使用的Satwe软件缺乏独立梁这一情况的设计，都按公式进行计算，有时会造成计算结果偏小，设计中若遇到有独立梁存在的情况，应对梁箍筋的计算结果必须进行手算复核来确保稳定。
4.4混凝土结构节点核心区抗剪的验算
大跨度、大空间、大荷载的核心区节点设计必须经过抗剪演算，应遵循“强柱弱梁更强节点”的原则，一二级抗震等级的节点还应进行受剪承载力计算。由于梁柱中心线重合较难，柱截面比较大，对柱节点核心区的构造和受力都有较大的不利影响，这就更需要抗剪验算进行检验。
参考文献：
[1]尹明，陈绪坤，郑海峰.结构设计中应该注意的问题[J].科技致富向导.2011（05）
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[3]齐书俊，但功水.徐州地区住宅结构设计通病的防范[J].山西建筑.2007（12）
混凝土结构设计基本原理篇2
【关键词】混凝土结构耐久性；等级修复；模糊划分；模糊评估
1前言
目前，我国建筑材料使用最广的就是混凝土材料。虽然混凝土结构具有很强的适应性，但是混凝土结构材料有自身和使用环境的影响，使得混凝土结构存在耐久性的问题。大多数混凝土结构在还没有达到预期的设计年限就出现了问题，原因包括由设计不当造成，但是造成提前失效的主要原因在于混凝土结构耐久性不足。耐久性问题会给工程造成巨大的损失，所以，混凝土结构耐久性的研究已经成为土木工程界研究的一个重点。混凝土结构耐久性的修复的划分和评估是混凝土结构耐久性研究的一个重点。混凝土结构修复性等级的划分和评估不仅为制定修复决策提供指导意见而且还为健康检测提供可靠的理论依据。混凝土结构耐久性的修复指的是混凝土结构在实际的工作环境和材料内部的影响下，受大气影响、有害物质的腐蚀以及其他恶化条件因素导致出现的混凝土结构损伤，并通过物理或者是化学方法被修复的能力。
2混凝土结构耐久性的评估方法
我国目前将混凝土耐久性评估理论分为三类，第一类是传统的概率论作为基础的理论；第二类使用现代不确定的数学工具、建立评估模型；第三类是可以建立专家评估系统。混凝土耐久性评估是很复杂的，虽然有很多学者根据理论和试验建立了不同的模型对混凝土结构耐久性进行了深入的分析，但是混凝土耐久性的信息还不完整、不确定。日本提出了一种建筑物混凝土结构耐久性修复评估的方法，不仅结构严密，条理清晰，根据多次调查再对混凝土结构进行评估，这样很大程度降低了人为因素的影响。
与传统的评估方法相比较具有几点优点，例如：首先，成立调查委员会和调查小组；其次，对调查的项目和内容进行了详细的编制，并且按照要求去执行；再次，运用现代检测手段，对调查的数据结果加以处理；最后，保证结果的可靠性，每一步骤都要有补充调查消除疑点。
对混凝土结构耐久性的修复性评定可以揭示出结构存在的危险，对混凝土结构采取有效的措施进行维修或者是拆除，减少事故的发生，同时得出的结果可以直接用在混凝土结构设计过程中，对混凝土结构耐久性的修复性进行评估，可以及时修改方案，保证混凝土结构的耐久性。
3混凝土结构耐久性修复考核的指标
混凝土结构耐久性的修复性与很多因素有关，例如：修复费用、时间、工作量，恢复性是混凝土耐久性修复后的状况评价。通常情况下，混凝土的修复费用越多，对混凝土的修复级别也越高。但是，混凝土结构耐久性修复在只需要更换较贵的构件时，并且混凝土设计施工较简单，与同类混凝土结构原始造价相比并不高时，尽管混凝土结构耐久性修复的花费较多时，修复的等级也不会很高的。
混凝土耐久性的修复性费用除了与施工费用有关外，还包括由混凝土耐久性修复相关的花费，例如：环境污染费用。
混凝土结构的可靠性是衡量结构是否修复的指标。所以，把可靠性鉴定等级作为混凝土结构耐久性修复的指标。按照混凝土结构的承载能力、混凝土结构的构造、混凝土结构变形和裂缝的开裂程度分别进行等级评估，把最低一级的结构作为可靠性的等级。
4修复等级的模糊划分
根据混凝土结构耐久性损伤情况，把混凝土修复分为多个等级，从较模糊的数学角度分析，对特修、大修、中修、小修划分标准不严谨。从等级定义和考核指标两个方面考虑，往往没有确定性，都是用比较模糊的的概念进行描述。例如：“部分”、“较小”、“较差”等等。
5混凝土结构寿命周期和成本
一般说来，混凝土的结构要经过多个阶段，比如：调查、设计、施工、修复，而且占用时间最长的就是混凝土的修复。混凝土结构在使用的时间内不发生耐久性损伤是不可能的。也就是说，对混凝土进行适当的维修可以延长混凝土结构老化的时间，从而延长混凝土的使用寿命。把混凝土结构的生命周期分为三个阶段，拥有期、结构服役期、结构老化期。第一周期是混凝土结构耐久性最好的时期；第二周期耐久性逐渐降低；第三阶段是混凝土结构耐久性的最低阶段，达到承载能力的极限，甚至有可能导致结构报废。
6修复等级多级模糊综合判断
采用多级模糊评估的方法对混凝土结构耐久性修复性进行评估。将其分为混凝土结构、传力树、构件。传力树系统包括基本构件和非基本构件。基本构件是混凝土结构在失效时会导致传力树其他的构件失效的构件；而非基本构件指的是该构件在失效时不会导致其他构件失效。混凝土结构耐久性损伤不能满足要求的适用性，要经过不断的处理修复才可继续使用。把混凝土结构划分为多个单元进行评定；根据混凝土失效的特点，评定基本构件和非基本构件的等级；也可以根据模糊判断矩阵可信度的权重确定。
7结束语
我国建筑材料使用最广的就是混凝土材料。混凝土结构具有很强的适应性，但是混凝土结构材料也有自身和使用环境的影响，使得混凝土结构存在耐久性的问题。大多数混凝土结构在还没有达到预期的设计年限就出现了问题，原因包括由设计不当造成，但是造成提前失效最根本的原因就是混凝土结构耐久性不足。所以，混凝土结构耐久性问题也越来越成为人们研究的重点。根据混凝土结构的耐久性设计、修复设计和施工方案的不断改进，提出了一套合理科学的混凝土结构耐久性修复性评估方法。
混凝土结构设计基本原理篇3
关键词：地质工程混凝土结构教学方法
中图分类号：G642.3文献标识码：a文章编号：1674-098X（2017）04（c）-0212-02
《混凝土结构设计原理》是一门理论性与实践性并重、综合性强、教学难度较大的课程之一。该课程具有以下特点：（1）前导课程多。学习该课程需要有材料力学、结构力学、建筑制图、建筑材料、房屋建筑学等前导课程。（2）经验性理论内容占有较大的比例。具体表现为经验公式多、基本假定多、规范条款变化多、设计方案不唯一。（3）基本概念和构造要求多，且在不断变化。如混凝土保护层厚度的定义、受弯构件抗剪承载力的计算、最小配筋率的要求等，作者就学及工作以来都经过多次变化。对地质工程专业的本科生来说，往往由于自身缺乏必要的感性认识就更加难于理解。因此，如何在教学中使学生深刻理解最基本的计算理论和设计方法并学以致用，是教学方法的出发点。
1课程开设的意义
近年来随着国家多方向、通用性、复合型人才培养目标的推广以及就业市场的需要，越来越多的非土木工程专业增设了混凝土结构设计原理课程，如地质工程、工程力学等土木工程边缘学科专业。如对地质工程学生来说，毕业后几乎不可能直接完成一般工业与民用建筑的设计，但会在边坡治理、水利水电、基础工程等领域从事挡土墙、坝基、桩基等方面的设计、施工、监理等工作，仍然需要一定的混凝土结构设计原理的基础知识。对非土木工程专业来说，混凝土结构设计原理课程的教学在介绍基本概念、基本原理的同时更要适应不同专业应用领域的特殊混凝土结构的设计要求。
2课程教学中存在的问题
结合该校地质工程专业，就其教学中存在的问题进行论述。
2.1前导课程知识储备不足
对地质工程专业来说，没有开设建筑制图、建筑材料、房屋建筑学等属于土木工程的专业基础课程，导致在正常教学过程中较多专业基础知识的讲授有一定难度，课程设计绘制的图纸不规范。
2.2教学时间短
课程安排在大四第一学期，32学时外加1周的课程设计。由于临近毕业，大部分学生将面临就业、考研等现实问题，降低了学生的学习兴趣和有效学习时间。
2.3所授课程深度掌握尺度不一
混凝土结构设计原理课程一般由土木工程专业教师担任。往往由于授课教师队伍的相对不固定以及教师对地质工程专业的掌握不同，因此对所授内容的删减存在很大主观性，也即简单地把地质工程专业学生视同土木工程专业学生，放宽了一定的教学要求而已。
2.4理论联系实际少
地质工程专业学生由于没有土木工程方面的认识实习，对建筑工地的现场知识也缺乏了解，反映在作业及课程设计图纸中的截面设计的配筋往往不符合一般结构设计的常识。
2.5学生缺乏独立思考解决问题的能力
理论课程结束后的课程设计，结合地质工程的专业背景及今后的就业需要，设计内容是钢筋混凝土挡土墙。考虑挡土墙的高度及上部作用荷载的变化，保证学生一人一题，杜绝抄袭。从这几年的指导情况来看，学生们大都在参考范例上直接修改，很少有人进行必要的思考，更不善于通过查阅规范、文献资料来主动解决问题，而是习惯于向老师求助，直接询问来获取答案。
3教学改革建议
针对上述种种问题，结合其他高校在非土木工程专业混凝土结构设计原理教学中积累的成熟经验，提出以下的改革建议。
3.1了解授课专业的课程设置及内容
授课前要全面了解学生已修的结构方面有关的内容，了解学生掌握的内容及深度。对地质工程专业的学生来说，由于未修过建筑制图、建筑材料、房屋建筑学等前导课程，教学时就必须补充相关知识，从而使学生建立工程结构的基本概念。课堂讲授时，在例题讲解中多介绍相应的工程背景，便于解决基础知识不足的问题。
3.2优化教学内容
教在教学上往往将地质工程专业学生与土木工程专业的学生相提并论，但大多数地质工程专业的学生将来不从事传统建筑结构的工程设计，因而如何在教学内容及深度方面掌握得恰到好处，需要教师对地质工程专业的主要学习内容及就业去向都要比较了解，并由此制定出合适的教学目标，合理规划教学内容。针对课程理论教学学时少又配有课程设计的特点，对混凝土材料的力学性能、受弯构件、受压构件等基础且必须的知识重点讲授，而对受拉、受扭构件简单提及即可，这样才能保证在有限学时内完成基本内容的学习。
3.3丰富教学手段
考虑到地质工程专业课程设置的特点，许多常规的建筑材料、建筑结构试验没法完成，因此学生们学习时对基本概念掌握不清，可以采用多媒体照片、录像的形式进行弥补，不但能使学生产生直接的感官效果，同时又能弥补实践性环节缺乏的问题。同时鼓励学生除课堂学习外，充分利用网络资源，将课程相关的教学要求、教学教案、课件资源共享，延伸了教学内容，丰富了教学形式。另外，在日常教学中注意利用校内的在建工地及投入使用的典型建筑结构作为教学背景，有效地理论联系实际。为了在教学过程中学生能够更深切地将所学理论与工程应用相对应，必要时可以安排学生到周边在建建筑工地进行实地参观学习，使学生了解建筑材料、设计图纸、施工过程等内容，增加学生们的直观认识，提高学生们的学习兴趣，从而达到丰富教学手段、改善学习效果的目的。
3.4稳定教师队伍
地质工程专业的混凝土结构设计原理课程的教学任务主要由建筑工程系的教师担任，虽然其具备了建筑方向扎实的理论及实践功底，但往往对地质工程领域的混凝土结构不甚熟悉，工程背景较为欠缺，打铁尚需自身硬，因此教师自身需要通过不断的学习积累地质领域的必备知识来丰富教学内容、提高教学水平，这也需要相对稳定的授课队伍来保证。
4结语
地质工程专业混凝土结构设计原理课程的教学，不能等同于土木工程专业教学内容的简单删减，它需要在不断的教学过程中逐渐建立科学合理、能用够用的知识内容体系，因而需要在稳定授课教师队伍的基础上，逐步探索行之有效的教学手段，来提高学生的学习兴趣，从而培养学生必要的工程应用能力。
参考文献
[1]GB50010-2010.混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
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混凝土结构设计基本原理篇4
关键词：钢筋混凝土加固设计要点应用
中图分类号：tU37文献标识码：a
1、钢筋混凝土结构建筑加固设计要点
(1)在抗震设防地区，加固设计方案除保障结构或构件满足承载力要求外，还需保证足够的抗震能力，不应出现因局部加强致使构件刚度突变，形成新的薄弱部位对抗震不利，加固后结构刚度的增大也要注意到导致地震效应相应增大带来的不利影响。所以结构加固设计应满足抗震要求，提高和强化结构的整体性和延性。
(2)结构损坏是因地基不均匀沉降、振动、高温、腐蚀等原因造成的，加固设计时应采取措施予以消除，同时还应防范和避免不利因素对结构加固改造后的继续影响，避免再次加固。
(3)除必须对结构进行分析和对承载力进行复核验算外，加固设计还要求构造合理连接可靠；方案应便于施工、安全可靠、切实可行；加固施工时一般已施加荷载构件处于受力状态下，必须考虑加固过程中传力体系稳定、安全、有效，避免发生安全事故，可采取设置临时支撑、进行卸载处理等措施。
(4)对原结构损坏不严重，且通过技术经济比较确实不合理或加固施工确有困难，可考虑采用减少、限制使用荷载或改变结构用途的方法处理。如：上部结构由钢混结构改为轻钢结构，隔墙改用轻质材料；改变房间使用功能，限制楼层的使用荷载等。
2、钢筋混凝土结构建筑加固设计应用
2.1工程概况
某建筑大楼总用地面积约73200m2，东西长250m，南北长306m，其中地上约61860m2，地下约9450m2，建筑总高度95.20m，地上19层，地下1层。由于建筑主要功能为办公用房，结构上有大跨度和大空间的井字楼盖和局部截面高度达2.4m的框架梁，主体结构四层，采用框架结构形式。在进行建筑屋面部（17.30m）标高的混凝土结构浇筑施工时，由于脚手架支撑体系失稳导致屋面部位整体坍塌。
2.2原因分析
从现场的情况来看，导致报告厅屋面部位整体坍塌的直接原因是模板支撑体系的失稳。模板支撑体系失稳是由于施工单位在进行模板支撑施工时未严格按照经专家论证的专项施工方案实施。
(1)支撑排架立杆、横杆间距和步间距不能满足设计和方案的要求，未按要求设置纵横向扫地杆，未设置剪刀撑。
(2)局部支撑杆件落在未到龄期的悬挑构件上，未对悬挑构件承受施工荷载的能力进行复核验算，且悬挑构件下部未按要求采取相应加固支撑措施。
2.3导致的主要质量问题
由于倒塌，周边未振捣的松散混凝土散落在四楼柱头上并凝结在一块；同时由于四楼少数柱头局部混凝土保护层部位混凝土受拉而引起脱落及出现细微裂纹。
(2)四楼部分柱钢筋由于倒塌外力对钢筋的冲击后而被压弯，最大压弯有90°，部分螺纹钢筋受损。
(3)四层一悬臂阳台在倒塌外力的冲击作用下，悬挑梁的根部断裂。
(4)三层部分梁由于倒塌外力对其的撞击后产生裂缝，裂缝最宽处为0.5mm，最深处为300mm。
（5）二层KL25、L9，屋面倒塌时将该梁板砸坏。鉴于以上问题，专家一致认为该观众厅部分梁、柱、钢筋受损比较严重，若不修复将不能保证观众厅建成后正常使用，必须对受损部分进行加固处理。
2.4加固方法选择和方案设计
根据对各种加固方法的综合比较，结合本工程的实际情况，针对存在的质量问题，进行定性分析的同时，委托具有相应资质的检测单位对混凝土构件、钢筋等受损部位进行检测，定量鉴定判断结构构件的损伤情况，并根据检测、分析、鉴定的结果，选择经济合理的修复（加固）方法。
2.4.1混凝土工程
2.4.1.1四楼柱头混凝土结构经检测单位对混凝土柱进行检测，其结构整体性基本完好，混凝土强度符合设计要求；但也存在两个方面的缺陷：①观众厅坍塌事故发生时，未振捣的松散混凝土撒落在柱头周边并凝结成块，影响柱头混凝土的咬藕力；②少数柱头局部钢筋保护层混凝土因撞击受拉出现脱落及细微裂纹现象。针对存在的混凝土缺陷，采用以下的修复方法：(1)将撒落的松散混凝土凿除，直至到原密实的混凝土后，用清水冲洗干净。
(2)混凝土出现脱落及细微裂纹现象；应用扁嘴凿将脱落及开裂部位混凝土凿除，如果剥落位置在钢筋中线位置，应将钢筋周边混凝土全部凿除，以满足混凝土与钢筋之间的握裹力要求。混凝土凿除干净后，应与上部柱子混凝土同时浇捣施工。（3）为了保证混凝土浇捣质量，新旧混凝土面可靠结合，四楼梁、柱接头应凿毛处理、松散混凝土残渣应清理干净，并在处理面增刷界面剂；部分位置为了避免出现分层现象，该处凿除范围应从混凝土外皮向内凿除10cm以上。
2.4.1.2悬臂梁、板混凝土结构
（1）四层悬臂梁、板混凝土结构为事故发生时破坏，悬臂部分与主体结构交接部位发生严重断裂，对此采用清除原有已破坏的混凝土结构，重新施工悬臂部分的加固处理方法。混凝土结合面的处理：新老混凝土结合面正处在悬臂梁根部，为确保该处混凝土结合良好，首先将新老混凝土结合面处的老混凝土面凿毛，并按10cm间距水平凿出10cm宽，5cm深的凹槽以增大新老混凝土之间的咬合力；浇捣前用清水冲洗干净混凝土结合部，并在结合部涂刷界面剂，混凝土使用比原设计高一标号的微膨胀混凝土。确保悬臂梁在梁根部的抗剪性能：由于新浇筑混凝土悬臂结构与主体结构间存在施工缝，且施工缝位于悬挑梁的根部，是剪力最大的不利位置。经验算如按原设计方案施工难以保证该处的抗剪能力，对此必须在原有基础上重新设计，采取相应的提高该部位抗剪能力的有效措施。一是增加悬臂梁的截面尺寸；二是加大纵向受力钢筋，对已拆除的悬臂梁KL26、L16的上排钢筋、下排钢筋下部各植入4根直径25的螺纹三级钢钢筋，如图1、图2所示；三是加密悬臂梁箍筋特别是根部箍筋，间距修改为Φ8@100/140。通过上述措施，可有效增大悬臂梁在梁根部抗剪性能，经计算抗剪设计值可达298kn，大于实际剪切力255kn。
（2）三层KL6（3-J交3-6～3-7）部位由于倒塌时的外力对该梁撞击后产生宽度0.5mm、深300mm裂缝。经检测与观测，从倒塌事故发生到确定加固方案时的5个多月时间里，裂缝一直无发展扩大，同时该处混凝土强度也达到设计要求，并通过对原设计进行计算复核，表明此处结构比较稳定，梁的承载能力基本能够满足设计强度和使用功能要求。鉴于此，为了确保结构承载能力和耐久性的同时尽量加快施工进度、节约加固成本、减少加固工作对今后使用的影响，决定采取粘钢加固法，同时对裂缝进行封闭灌胶处理。
（3）由于屋面结构坍塌时，将二层原观众席KL25、L9梁严重砸伤，经检测和验算复核，该处已不能满足正常的使用要求，考虑到该处并不影响上部结构安全，并通过经济技术综合比较，决定对该处采用全部拆除后重新施工。
结语
总之,结构设计阶段对结构经济性起着至关重要的作用，加固工作做到位会提升建筑的安全系数，对物主的生命有一定保障。更利于建筑业的长久发展。
混凝土结构设计基本原理篇5
关键字：墙体裂缝温差混凝土结构加固进展
中图分类号：tU37文献标识码：a文章编号：
引言
总的来说，我国混凝土结构加固已基本形成了比较系统、配套的技术和工艺，但存在加固技术比较陈旧及技术的配套性不强的劣势。特别是新型纤维增强复合材料在加固工程中的研究应用、相关设计、施工工艺还有待改进和提高。
1.结构裂缝产生的原因
（1）结构设计差错。由于结构荷载计算遗漏，设计差错，构造不合理，荷载过大而构件截面尺寸偏小，砌体受压面积不够原因，造成结构本身先天不足。
（2）因埋设各种管线穿过墙体破坏了砌体整体性，减少了砌体截面面积，削弱了砌体承载力。
（3）砌体施工质量低劣。由于砌筑用砖和砂浆强度等级低，水平灰缝砂浆不饱满，组砌不符合要求，降低了砌体承载能力。
使用不当。由于改变房屋用途，加大使用荷载或增加振动力，破坏墙体。
2.裂缝产生的特征和类型
由于多层房屋的刚度较大、荷载也较大，当地基土中的内力变化小于上部结构传递给它的压力时，地基的膨胀力得不到发挥，因而，由于基础的不均匀沉降印发的裂缝很少在4层及以上的房屋中出现，一般在房屋刚度较小的3层及3层以下的房屋中产生。
3.结构裂缝防治措施（1）正确进行结构计算和设计，设计资料要经过层层把关核算。（2）卸载。对由于荷载过大，砌体强度低，已经产生裂缝的墙体，可采用减轻上层结构自重与使用荷载的方法，或在其顶部砌体内增设钢筋混凝土过梁，承担上部荷载。（3）结构加固补强。对由于荷载较大，砌体截面尺寸较小，承载力不足，并已产生裂缝的墙体，可在不影响主体立面美观的情况下适当加大截面尺寸。
4控制裂缝的方案
要防止因基础不均匀沉降而产生的裂缝，应在下列几种情况下考虑沉降裂缝的设置：①基土中土质压缩性有明显的差异，应在分界处设置沉降缝：②当建筑物的高低差别较大，或由于其他原因，地基所承受的荷载差别较大时，应在荷载变化处设置沉降缝：③同一建筑物的地基处理方案不同时，在地基处理方法不同的部位设置沉降缝。
二．房屋建筑中混凝土出现裂缝的原因
1.房屋建筑设计存在漏洞
对于不同的施工要求和实际情况，房屋建筑混凝土的结构设计存在区别，目前许多施工企业在对待混凝土结构的设计都大同小异，通病是没有很好结合实际情况，如在建筑面积不规则的别墅浇筑混凝土时，在凹口阳角及阴角处未采取相应的构造措施；许多的施工企业为了节省造价，对于现浇楼板的厚度达不到要求，混凝土的配筋计算设置不合理；对于预埋线管的埋设方位缺少合理的规划，预埋线管埋设经常出现重叠和过于集中，从而削弱了混凝土的实际厚度；建筑物长度过长未考虑设置后浇带，也从未进行温度分析等等都会对混凝土出现裂缝提供了条件。
2.配制混凝土时水灰配比不当、过量使用粉砂导致裂缝产生
混凝土配制时的水灰比对于混凝土的质量是至关重要的，混凝土的水泥、水、混合材料及外加剂配比不当会严重影响混凝土的强度，以及粉砂的含泥量过大，配制后会造成混凝土出现收缩的情况，从而混凝土的抗拉强度将会大打折扣，容易出现塑性收缩裂缝。在使用泵送浇筑混凝土浇筑时易出现沙石比例不均，粗骨料少砂浆多的现象，待现浇钢筋楼板脱水干缩时，往往就会出现裂缝的情况。
3、混凝土施工不合理
目前许多施工企业在进行混凝土施工的时候，往往达不到钢筋层保护需要的厚度，施工人员也完全是凭经验施工，毫无科学可言。在浇筑完成后没有及时或未对加其进行压抹，导致混凝土凝结之后会出现细微裂痕。还有后浇带混凝土施工没有按照相关的施工规范，仓促施工，对于混凝土的强度等级也没有根据实际情况做出适当的提高。
4、混凝土浇筑后养护不当
混凝土浇筑完成后，一般会对其进行一段时间的养护，但是要根据混凝土的实际情况确定合理的浇筑时间。若对混凝土进行过早的养护，混凝土的胶结能力会减低，不能很好的凝结；养护的时间过迟，混凝土表面受风吹日晒的影响，混凝土内部游离水分蒸发过快，缺少必要的水份，就会导致出现体积收缩的情况。在不同的季节，尤其是在温差较大的季节，混凝土会受温度的影响，则会产生温差裂缝。
三．温度裂缝的控制。
1.尽可能选用强度等级低的混凝土，将后期的强度充分利用整合，在高层建筑不断出现的下，混凝土的强度也就被要求更高。出现C40-C50等高混凝土，设计强度过高，使用水泥的量是非常大的，而且设工期十分冗长缓慢。混凝土的早龄期，荷载远未达到设荷载值，可以利用混凝土的60d或god后期强度，这样可以减少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土浇筑块体的温度高。
2.进行结构的温度应力分析和设计，应该在设计的时候充分考虑各方面的协调作用，比如度应力的分析情况。将温差最大的位置确定下来，对温度力和收缩力进行验算，这也是充分的证据，能够作为参考理论，同时为合理进行分块分层浇筑混凝土提供指导。
3.选择合理的结构形式和分缝分块，裂缝很多时候也和结构形式方面有着千丝万缕的联系。混凝土的设计阶段应充分考虑这种情况所带来的影响，尤其是寒冷少用薄壁结构，因为薄壁结构很敏感，温度变化会影响到它的正常稳定。
4.再配合比例上要适度，能够将不同的材料最优化配置，强度上面则根据原材料、优化混凝土配合来决定。绝热温升较小、抗拉强度较大、极限拉伸变形能力较大、线膨胀系数较小这些都是混凝土的特征，需要合理分配。
5.后期养护，混凝土浇筑完毕后，应及时洒水养护以保持混凝土表面经常湿润，这样既减少外界高温倒罐，又防止干缩裂缝的发生，促进混凝土强度的稳定增长。一般在浇筑完毕后12～18h内立即开始养护，连续养护时间不少于28d或设计龄期。混凝土表面覆盖防护。在低温季节，混凝土表面覆盖防护可以减少混凝土表面温度梯度及内外温差，保持混凝土表面温度，同时延缓混凝土的降温速度，以减少新老混凝土上、下层的约束温差，最终防止裂缝的发生。夏季高温宜采用流动水养护。冬季低温季节侧模宜嵌入珍珠岩保温板防护，表面宜用油布覆盖。当月平均气温在24d内连续下降6～9℃，未满28d龄期的混凝土暴露表面应进行覆盖保护。
五、结论
经过论证研究不难发现，房屋建筑中混凝土裂缝的产生原因主要有房屋建筑中混凝土设计、施工时的混凝土水灰比以及施工工艺和养护等。有效把握房屋建筑中混凝土浇筑的质量和减少房屋建筑当中混凝土出现裂缝的几率需要从根源入手，施工企业需要充分认识到房屋建筑中混凝土出现裂缝的严重性，加强管理提高施工质量，这样才能为自身赢得良好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]王东海.水工混凝土建筑物裂缝产生原因与处理方法[J]．山西建筑，2007（16）．
混凝土结构设计基本原理篇6
关键词：型钢混凝土设计规程分析比较。
中图分类号：tV331文献标识码：a
型钢混凝土结构（简称SRC结构）是以型钢为钢骨并在型钢周围配置钢筋和浇筑混凝土的埋入式组合结构体系。具有强度高、刚度大、抗震性能强等优点,故而被广泛应用于高层与高耸结构、大跨结构和转换层结构等。
1我国SRC结构设计规范
我国对应用型钢混凝土结构研究起步较晚，20世80年代才开始对型钢混凝土结构进行较系统的研究。西安建筑科技大学与原冶金部建筑研究总院最早开始研究。为了指引我国型钢混凝土结构的发展，1998年原冶金部参考了日本钢骨混凝土规范主持制定和颁布了我国第一部《钢骨混凝土结构设计规程》（YB9082-97）。2002年，由建设部在总结了我国近年来的研究成果的基础上又颁布了《型钢混凝土组合结构技术规程》（JGJ138-2001）。
2我国两部型钢混凝土规程的设计区别
2.1SRC梁承载能力研究
SRC梁承载能力研究有两部规程，都主要针对比较规则、常见的截面形式，但一般不影响实际的工程应用。对于对称性差、较特殊的截面，规程中相应内容不多。
2.1.1JGJ规程
采用钢筋混凝土计算理论，考虑到构件受力后期粘结失效的客观存在，将混凝土的极限压应变取为0.003，并将《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）中的fcm改为fc，以降低构建承受能力，而新的《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）为提高可靠度，统一将fcm改为fc，所以JGJ规程的结果会导致其可靠度较《规范》（GB50010-2002）低。
2.2.2YB规程
采用强度叠加理论，将SRC分为钢结构部分和混凝土部分并分别计算，计算结果为实际承载能力下限值，偏于保守，而且对不对称截面计算精度不高。但计算方便简单，适合于截面试设计
2.2偏心受压构件正截面承载能力
两部规程关于偏压构件的正截面承载能力计算区别较大。“YB规程”采用两种叠加模式简单叠加方法和改进叠加方法。计算比较方便，但计算结果相对保守，计算用钢量偏大。“JGJ规程”采用与钢筋混凝土构件正截面承载力计算相同的基本假定，以钢筋混凝土偏心受压柱正截面承载能力计算理论为基本模式，将型钢腹板的应化简化为拉压矩形应力图，采用极限平衡法推导出简化计算方法，并对大、小偏心受压情况分别给出了不同腹板的守弯承载力和受压承载力的计算公式，在一定程度上保持了与钢筋混凝土结构设计的连贯性。“JGJ规程”的计算方法理论依据比较充分，但一般需要进行复杂的数学计算[1]。
2.3梁柱节点抗剪承载能力
两部规程逗分别对由型钢混凝土柱与框架梁、型钢混凝土梁、钢筋混凝土梁和钢筋组成的节点的设计剪力Vj和节点Vju抗剪承载能力建立了计算公式，并考虑承载力的抗震调整系数。两部规程对于节点核心区剪力设计值的计算，主要差别体现在对节点区柱轴压力有利作用考虑（V）。两部规程虽然逗考虑柱轴压力对节点核心区混凝土约束的有力作用，但“YB规程”在计算公式中直接考虑轴压力的有利作用，而“JGJ规程”则考虑轴压比对混凝土的约束作用、“JGJ规程”更为详细地考虑到在不同抗震等级、不同节点类型情况下轴压力影响的区别，分别建立了不同抗震等级、不同节点类型、不同位置节点（一般层中节点、边节点和顶层节点）的抗剪承载力计算公式[2]。
2.4构造要求
构造要求对型钢混凝土构件的受力性能，尤其是抗震性能的影响很大、两部规程对型钢混凝土构件均提出了详细的构造要求，包括构件的纵筋配置、箍筋加密、保护层厚度、型钢的宽厚比要求和型钢含钢率，以及体积配箍率的要求。相对来说，“JGJ规程”对构造要求的规定更为详细和全面，与“规范”（GBJ10=89）更为接近和相似。
3结束语
“YB规程”以日本规程为基准，主要根据强度叠加原理建立构件承载力计算理论，计算简单方便，但计算结果偏于保守。“JGJ规程”以我国试验研究为依据，基本上以钢筋混凝土模式建立计算方法，计算过程和计算公式比较复杂，但计算结果比较准确。SRC偏压构件正截面承载能力采用“JGJ规程”计算较为准确，但是计算比较繁琐。SRC梁柱节点的设计计算，采用两部规程的计算结果相差不大。“JGJ规程”采用“规范”（GBJ10-89）的模式，将节点的计算更加细化，准确度有所提高。“JGJ规程”相对“YB规程”的构造要求更加严格和细化，与“规范”（GBJ10-89）计较相近。两部规程在很多内容上以“规范”（GBJ10-89）为基准，随着新的《混凝土结构设计规范.》（GB50010-2002）的施行，两部规程应该进行相应的修订和统一。
参考文献
混凝土结构设计基本原理篇7
一、统筹水利工程兼顾混凝土特色，深入探究混凝土性能
全书在兼顾混凝土特征的前提下，结合我国的水利工程行业进行了深入的研究。本书分7个章节探究了水利行业混凝土的结构情况。第一章阐述了水利工程混凝土的内涵与起源，分析了自密实混凝土敏感性内涵，重点讨论了水利行业与其他领域所用钢筋混凝土的异同，提出了水利行业自密实混凝土技术的关键点。第二至三章研究了原材料对水利工程混凝土性能的影响规律，根据技术可行、经济合理的原则，结合我国水利行业钢筋混凝土原材料生产水平，给出了水利行业混凝土原材料的技术指标。第四至五章介绍了自密实混凝土生产质量控制技术，探讨了原材料波动对自密实混凝土性能的影响，提出了自密实混凝土用原材料均质性控制要求;研究了自密实混凝土生产过程的关键参数，阐明了自密实混凝土生产过程投料顺序、搅拌时间以及搅拌功率等建议指标。第六至第七章介绍了自密实混凝土施工过程的关键环节，包括施工设备、施工工艺以及施工控制参数等，重点强调了容易造成自密实混凝土性能敏感性因素的质量控制要点。本书的各章节安排合理，深入浅出地探究了我国水利建筑的混凝土特性，研究分析了混凝土行业的发展规律，为实现我国工程技术蓬勃发展铺垫了理论基础。
二、围绕行业顶尖技术，实现水利行业混凝土结构变革
本书围绕自密实混凝土在我国水利建筑应用中存在的问题，从板式无砟自密实混凝土评价指标与标准(新拌混凝土、硬化混凝土以及实体结构)、原材料要求、配制与性能、施工技术、质量控制以及常见问题与对策等方面，系统阐述了水利行业的自密实混凝土关键技术。并且作者紧密围绕行业先进技术探究混凝土结构的发展，例如本书第二章，根据国内外水利行业自密实混凝土层服役环境、结构特征以及施工方式等，作者分析了自密实混凝土在模腔中的运动状态，提出了水利行业新拌混凝土评价指标;从结构承载力、服役耐久性等方面分析，提出了水利工程混凝土硬化体的评价指标;基于实体结构的客观真实模拟进行了水利行业混凝土工艺性试验;阐述了国内外自密实混凝土性能指标的表征技术，并提出了水利行业混凝土稳定性评定的新方法。除此之外，作者针对混凝土行业结构性变革阐述了多种优缺点，运用了多种技术进行试验，作者指出混凝土的生产成本高，在混凝土成分中胶凝材料成本最高，由于自密实混凝土使用较多的胶凝材料，其原材料成本会相应增加。另外作者提出，为确保自密实混凝土的高抗离析性，还需要根据具体情况，添加黏度改性剂(viscositymodifyingadmixture，Vma)，这样势必会增加自密实混凝土的生产成本。
混凝土结构设计基本原理篇8
1增大截面加固法
(1)受力特征。
在加固混凝土构件中使用的加大截面法,导致原构件内部存在一定的压力,新增混凝土的应力水平低于原有的构件,这主要是由于旧混凝土的收缩不一致而导致相互平衡的张力和压缩应力。试验表明,新旧材料的应力均可按照各自本构关系而增长,这主要是由于新旧混凝土粘结可靠,整个构件截面的应变增量与线形关系基本符合。然而,由于存在受压区的应变滞后的现象,新的混凝土应力要比其抗压强度低,所以没能充分发挥其作用,新增混凝土的应力要比其抗压强度低,导致新增部分的应变滞后现象更严重,所能发挥出的作用会更小。因此,在降低原构件的应力方面,在加固时可以使用临时卸载、支顶等措施降低原构件应力。在共同受力过程中,新旧混凝土同时受到剪应力和一定的拉压应力的影响,由此导致其处于非常复杂的二向和三向的应力场中,在结合面上最先出现的是轴心受压柱的纵向裂缝,由于新旧部分的共同工作能力的降低使得构件的整体刚度和承载能力而降低。在实际加固设计表达式中,用于反映加固中新旧部分共同工作能力采用程度修正系数,它的值一般取0.8～0.9,这与构件受力性质、加固材料种类即原混凝土应力、应变水平相关。
(2)承载力计算。
①轴心受压构件。
在轴向压力下,轴心受压构件同时要考虑新增混凝土,钢筋的承压能力,计算原则和现有的混凝土设计规范基本相同。加固后的构件达到极限承载力的同时,原构件混凝土也将达到极限压应变,这时原构件的混凝土和纵向钢筋的压应力同时达到材料强度值,由于新的混凝土的应力与新增纵向钢筋的应力、应变要滞后于原柱的应力、应变,因此使用新增混凝土及钢筋的强度乘以强度利用系数方式来进行折减。原混凝土的应力,应变水平与新的混凝土,钢筋强度系数都有着直接的关系,新的混凝土,钢筋强度的利用程度较低,那么原有的混凝土应力应变级别越高。根据实验结果,由于抗震规范对轴压比的限制性,与此同时,在《混凝土加固设计技术规范》要求轴压比要小于0.75,在加固过程中,混凝土可以卸载部分外载,轴心受压构件的强度利用系数经综合确定近似取0.8。
②受弯构件。
有两种基本形式用于增大截面法加固梁、板等受弯构件,在加固板的过程中多增大受压区,楼层或屋面允许梁顶面突出时才在梁中使用。在加固楼板时为了确保新旧混凝土结为整体的情况下,在受压区加固受弯构件时可以按照现行的混凝土设计规范来验算和计算加固后的构件。在叠合式的受弯构件中,验算结果表明如果增加混凝土叠合层就可以满足承载力的需要时,那么就可以按照构件的要求来配置受压钢筋和分布钢筋。旧混凝土分为两个独立的组件计算以便来保证新旧混凝土成为一个整体,在新旧部分间分配可以采用后增弯距按挠度相等的变形协调条件,通常的状况下,分布时可以根据截面抗弯刚度来实施。一般增加受拉区加固弯构件即可使新增钢筋屈服,根据“混凝土结构设计规范”中的一般受弯构件的模式来计算加固后受弯承载力,但新增主筋在连接构造和受力状态都会受到各种因素的影响,为了安全起见,一般新增钢筋的抗拉强度乘以折减系数0.9,以及避免构件在使用时出现较宽的裂缝。
③偏心受压柱。
加固钢筋混凝土偏心受压构件时使用增大截面法,将新旧部分作为一个整体,参考轴心受压,受弯构件的基本原则计算,考虑到新钢筋和混凝土的应力应变滞后,工作等方面的共同因素,新增混凝土和新增纵向钢筋强度乘以折减系数0.9,根据混凝土结构设计规范来计算。
2粘贴钢板法
(1)主要特点。
加固混凝土结构可以使用粘钢法,它的优点在于施工工艺简单,质量有保证,对结构自重,构件的外形,使用空间没有影响,原构件的作用可以得到最大的发挥。然而,其中需要使用的粘粘剂不能腐蚀性介质,需要使用环境温度不高于60,相对湿度不大于70%。谨慎使用在承受动力荷载和循环荷载的构件,这主要是由于粘钢加固构件抗动力性能和抗疲劳性能方面试验没有充分的研究。
(2)受力特征。
在加固构件受拉区外缘的粘贴钢,加固构件抗弯刚度得以增加,混凝土受拉变形得到了改善,增加了加固构件开裂荷载,同时外粘钢板的优点在于限制了混凝土的收缩,抑制裂缝的增加和发展。测试表明,在加固梁发生破坏时使用粘钢法这样可以使粘结在梁底的钢板屈服。在适当的钢筋范围内,由于负载的增加,原梁钢筋和粘贴的钢板都能得以屈服,在受压区的混凝土破碎后也随之破碎。测试结果表明,位于梁底部的钢板在梁破坏时没有屈服,由于钢板端部与混凝土基层撕脱而导致梁的破坏,这种情况主要是钢板锚固长度,粘接剂质量低劣或基层处理不当导致的。在整个加载过程中加固组件,因为现有的钢筋有一定的应力,所以存在粘贴钢板的应力滞后现象。
(3)承载力计算。
当采用粘钢法加固梁,板和其他受弯构件时,参考《混凝土结构设计规范》混凝正截面抗弯构件规定计算构件的抗弯承载力的组件,在受力过程中粘贴钢板,增补钢筋都有应力滞后现象,因此,原钢筋屈服时,钢板可能没有屈服,在确定钢板滞后应变时应依据构件在加固初时考虑二次受力影响的情况来进行,因此在计算的过程中,对钢板的抗拉强度设计值应乘以折减系数。在构件达到受弯承载能力极限状态前,外粘钢钢和混凝土不存在粘接破坏,它正截面抗弯承载力的增长幅度在加固钢筋混凝土结构构件后不能超过40％,避免受弯承载力的增加还应检查其受剪承载力,导致构件受剪先于受弯破坏
3结语
根据建设现状和建设的目标要求来设计建筑加固,在现有的规范要求的基础上,采取相应的加固措施,为发挥加固措施的发挥综合效应以及提高加固的效率;在加固计算时要充分考虑结构结构加固构件的应变滞后,新旧材料协同工作和其他工作应力的因素,以避免或尽量减少加固设计对原有结构的负面影响。
参考文献
[1]陈少杰,顾祥林.层次分析法在既有建筑结构体系可靠性评定中的应用[J].结构工程师,2005,21(2),3135
混凝土结构设计基本原理篇9
【关键词】混凝土结构；承载力；加固；应用
引言
钢筋混凝土建筑物、构筑物因功能性改变，如扩建、增加荷载等，或质量问题，如混凝土抗压强度不够、配筋偏小、灾后修补等，都需要进行加固处理。对于需要加固处理的建筑物、构筑物，应根据其不同情况制定不同的加固方案。方案的确定应遵循安全、经济、快捷、施工方便的原则，加固工程方能收到良好的社会效益和经济效益。
一、建筑结构常用加固方法概述
1.加大截面加固法
加大截面加固法是指在钢筋混凝土构件外部外包混凝土（一般在钢筋混凝土受弯构件的受压区增加混凝土），增大混凝土构件的截面积及配筋量，增加截面的有效高度，从而提高其正截面抗弯能力、斜截面抗剪能力和截面刚度，起到加固原构件的作用。采用加大截面加固钢筋混凝土构件时，必须遵守现行的《混凝土结构设计规范》的基本规定，并考虑新增加混凝土与原混凝土结构构件的协同工作，对加固构件进行承载力计算并应满足构造要求。当采取混凝土围套进行加固时，需设置封闭箍筋；当采取单侧或双侧加固时，需设置U形箍筋。
加固施工时，在对受力钢筋施焊前应对其采取卸荷或设置支顶等措施，将原构件表面凿毛或打成深度不小于6mm，间距不大于200mm的沟槽，并将原构件混凝土表面用水冲干净，浇筑混凝土前宜涂刷混凝土界面结合剂一道，随涂随浇，以利于新旧混凝土的粘结。
2.置换混凝土加固法
置换混凝土加固法是指剔除部分陈旧的混凝土，置换成新混凝土，新增混凝土的强度等级应比原结构、构件提高一级，且混凝土强度等级不得低于C20。此方法适用于对钢筋混凝土构件的局部加固处理，有时也用于对受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等钢筋凝土结构构件的加固。
3.粘结外包钢加固法
粘结外包钢加固法是把型钢（钢板）包在需加固构件的外边，采用环氧树脂灌浆等方法把型钢（钢板）与被加固钢筋混凝土构件粘结成整体，使型钢（钢板）与原钢筋混凝土构件整体工作共同受力。加固后的构件，由于受拉、受压区钢材截面积显著增大，从而构件正截面承载力和截面刚度都有较大幅度提高。此方法常用于对原混凝土构件加固后不允许显著增大其截面尺寸，而又要求构件承载能力大幅度提高的钢筋混凝土构件。
4.粘钢加固法
外部粘钢加固法是在原钢筋混凝土受弯构件承载力不足区段（正截面受拉区、正截面受压区或斜截面）表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板，使钢板与原构件整体工作共同受力，从而提高混凝土结构构件承载力的一种加固方法。此方法的实质是一种构件体外配筋，提高原钢筋混凝土构件的配筋量，从而相应提高构件的抗弯、抗拉、抗剪、抗压和刚度等各方面的性能。外部粘钢加固法适用于构件受静力荷载作用并处于正常湿度环境中的受弯和受拉构件的加固。
5.粘贴纤维增强塑料加固法
外贴纤维加固是用特制胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的需加固补强区域，使纤维增强复合材料与被加固构件截面共同工作，整体受力，从而达到提高构件承载能力的目的。目前较为常用的是粘贴碳纤维复合材料加固法。该方法可用于类混凝土构件和一般构筑物构件。
6.绕丝加固法
该方法是直接在原混凝土构件外饶上高强钢丝（钢绞线）。常用于构件斜截面承载力不足以及需要对受压构件施加横向约束力的加固。对有较高防腐要求的构件加固时，利用镀锌钢绞线和防腐砂浆共同组成的复合材料对混凝土构件进行加固补强。镀锌钢绞线和防腐砂浆在加固中起的作用是不同的，镀锌钢绞线起的是抱箍的作用，而防腐砂浆起到保护层和锚固钢丝的作用。
7.增设支承加固法
该方法是在需要加固的结构构件中增设支承点，以减小受弯构件的计算跨度，从而减少作用在需加固钢筋混凝土构件上的荷载效应，达到提高结构构件承载力的目的。增设支承加固法常用于对外观和使用条件要求不高的一些场所。
二、工程实例
1、工程概况
某大厦于1993年8月设计，施工至第六层后烂尾，2011年重新设计施工。建筑总面积57504.12平方米，总高度99.9米，总层数30层，两层地下室，1～8层为裙楼，层高为转换层设在第八层顶。
2、主要问题
由于建筑功能的改变以及建筑层数的增加，使得原设计的框架柱、框支柱轴压比较大，柱钢筋配筋偏小；建筑立面造型的改变，部分悬挑梁配筋偏小；建筑新设计的核心筒比已建核心筒要大出许多；因为建筑使用功能的要求，部分楼板需要开洞。
3、加固方案选择
以最大限度的减少对原结构的变更、减少加固费用、缩短加固时间为原则，对该建筑进行结构受力计算。根据计算结果及多种加固方法的优缺点比较对该建筑不满足设计要求的构件采取不同的加固处理方法：
1）根据桩基检测报告，首先对基础进行复核，经复核，桩基满足现设计要求；2）框架柱、框支柱加固：为了增加框支柱刚度提轴压比以增强框支柱的延性，对其采用湿式外包钢法进行加固处理，对轴压比满足现行规范要求而抗弯强度不足的柱子采用粘钢板法进行加固；3）凿除原有-2～6层的核心筒，按新建筑图位置从底板开始植筋；4）梁加固：对于实际配筋与应配钢筋相差较小的构件，采用粘钢加固法进行加固；对于配筋偏小的悬挑梁，根据计算采用加大截面加固法处理；5）楼板的加固：对楼板板厚偏小、配筋不足的楼板采用板底加次梁以减小板跨的加固方6）对于承载力计算结果满足设计要求，已出现裂缝的构件且裂缝宽度在0.5mm左右，采用环氧树脂灌缝处理措施；7）对于承载力计算结果满足设计要求，但有露筋、钢筋锈蚀等现象的构件，需先除去钢筋污锈，然后浇灌比原有构件混凝土强度等级高一级的新混凝土。
本方案经有关专家论证通过，并委托专业公司进行加固施工，收到了良好的效果。
三、总结
钢筋混凝土结构房屋的加固改造方法有很多种，根据工程实际的不同情况需采取不同的方法，尽量做到结构安全、经济合理，施工简便。随着建筑科学技术的进步，结构设计理论的日趋成熟以及新型材料的不断出现，加固方案的选择也将有更加广泛的空间。
参考文献：
[1]张剑.影响钢筋混凝土框架节点抗震性能的因素[J].科技信息.2008（33）.
[2]葛潇，张华.混凝土框架节点抗震性能研究综述[J].山西建筑.2008（32）.
[3]王杰，赖志乐.碳纤维加固技术在工程中的应用[J].河南建材.2009（02）.
混凝土结构设计基本原理篇10
关键词：人防工程；结构自防水；质量
中图分类号：tU352.4
文献标识码：B
文章编号：1008-0422(2008)04-0151-03
1前言
21世纪是地下空间作为重要资源开发的世纪，人防工程不仅在战争时期是国家防御体系的重要组成部分，在和平时期的经济建设中同样有着十分重要的地位，但是长久以来地下建筑工程的渗漏已是建设者们伤透脑筋的大事，由于地下室不同程度的渗漏水限制了已建人防工程的开发利用，每年不得不投入大量人力、物力、财力进行维修，所以提高防水效果是当前人防工程建设中需解决的重点问题之一。2001年新修订的《地下工程防水技术规范》（GB50108－2001）把结构自防水明确规定为“应选”，而不是旧规范的“宜选”，体现了以结构自防水为主的思想，结构自防水是人防工程防水的治本措施，提高结构自防水质量是提高人防工程最终防水效果的关键。根据自己亲自参与人防工程设计、质监及施工的实践，谈谈提高人防工程结构自防水中应注重的几个问题。想对当前人防建设起到抛砖引玉的作用。
2影响人防工程结构自防水质量的主要因素
2.1工程地质方面。工程地质对基础的均匀沉降有重要影响，是影响人防工程防水效果的关键因素之一。湖南有些城区地质状况较复杂，岩溶和土洞均有不同程度的分布，属地质灾害发育的场地，如果工程地质状况未掌握清楚，地质钻探深度不到位或抄袭相邻的地质报告，工程地质报告未正确反映土层性质、地下水和土工试验情况，则会造成结构设计方案欠佳，施工措施不到位，可能导致基础不均匀沉降，出现人防地下室渗水现象。
2.2设计方面。在认识上，未真正树立以混凝土结构自防水为防水之本的设计理念，在实际工作中往往重防水材料，轻防水混凝土。在设计时，强调防水混凝土的强度等级，而对混凝土抗裂性能未引起足够重视。细部结构和配筋不合理，防水设计与工程结构设计未很好结合，结构形式设计过于复杂。同时，人防专业设计单位缺乏，非专业设计单位的设计人员掌握的人防工程设计知识参差不齐，造成人防工程设计问题较多，使工程质量受到影响。
2.3施工方面。原材料质量控制不良，坍落度控制不好，施工缝等细部结构处理不当，混凝土浇注后未按照施工规范要求进行养护。混凝土结构自防水施工是个精细过程，必须合理地选用配合比、水灰比、坍落度等参数，把好混凝土浇筑、振捣关，注意养护时间和条件，否则将导致混凝土内部出现空隙，结构表面出现裂缝。
2.4监督管理方面。对防水工程质量监督检查不严，未严格按有关规定进行工程全过程监督检查。图纸设计不够规范，设计审查不严。施工前未认真进行图纸技术交底，承包人未掌握防水施工要点，不少人防工程在建设的关键环节和关键部位上，现场监督没有完全到位。对监理公司的监督管理不严，素质和技术管理水平不高，甚至存在无专项资格的监理。
3提高人防工程结构自防水质量的措施
3.1选用合理的结构形式。结构自防水是利用结构本身的密实性、憎水性以及刚度，提高结构本身的抗渗性能，它要求结构本身必须具备一定的刚度，而合理的结构形式是提高结构整体刚度的关键。因此，在结构选型方面，应根据防护要求、平时和战时使用功能、工程地质和水文地质条件等因素综合确定，避免结构平面突变或断面刚度突变，尽量使结构平面选型规整，借以提升结构的整体刚度。
3.2科学设计防止混凝土开裂方案。提高混凝土结构自防水性能关键是控制钢筋混凝土裂缝的产生，在地下工程防水设计中，应特别注重防止混凝土开裂的设计方案，从混凝土强度设计及材料选用、钢筋及拉结筋布置、防止不均匀沉降等方面减少和控制混凝土开裂。
3.2.1选择适宜的主体结构材料强度。提到防水混凝土质量，人们自然想到如何提高强度和抗渗等级，混凝土设计强度、抗渗等级越高，单位水泥用量也就越多，水泥水化产生的热量也高，收缩变形加大，结果导致混凝土结构开裂。因此，要根据使用功能、防水等级、工程埋深等，考虑适宜的人防地下室工程主体结构材料强度，混凝土强度等级不宜低于C30，但也不应过高，抗渗等级应根据工程埋置深度在S6～S12范围内选用。
3.2.2合理选择混凝土原材料及配合比。一是正确选择水泥品种和用量。一般选用水化热较低的水泥，在保证混凝土强度和其他性能的前提下，通过优选砼配合比，尽量减少水泥用量。二是严格骨料质量，特别应重视粗骨料的选择，宜选用表面粗糙、质地坚硬、级配良好、空隙率和含砂率小的石料。三是掺用符合国家标准要求的粉煤灰替代混凝土中的部分水泥制成粉煤灰混凝土，降低水化热，增加密实性，增强砼后期强度，提高砼的抗掺性和抗裂性。四是掺入适量的膨胀剂，配制成补偿收缩混凝土。补偿收缩防水混凝土不但可以减少混凝土在各龄期的收缩值，而且使混凝土在硬化过程中推迟了收缩的产生时间，提高了混凝土抵抗收缩应力的能力，从而减少了收缩裂缝的数量。
3.2.3钢筋布置的设计。一是适当增加墙体水平构造筋。墙体受力钢筋过多，水平构造筋过少是墙体容易开裂原因之一。为了防止这些裂缝的产生，可以采用螺纹钢筋，并适当减少水平构造筋的间距，增加墙体水平构造筋，以提高混凝土极限拉伸强度。二是合理设计拉结筋结构。在设置拉结筋时，采用“梅花型”布置，尽量少而精。双面配筋采用统一的模数确定钢筋间距，保证双面钢筋交叉点连线垂直于钢筋网。在拉结筋中间焊接止水环，或将拉结筋与模板拉杆二者结合起来，合设一个止水环。
3.2.4防止基础不均匀沉降。在开始设计前，要取得全面、准确的工程地质情况资料。在设计时应注意上部结构的均衡布置，以减少上部荷载不均导致沉降差，地基基础设计以控制变形值为主，设计单位必须进行基础最终沉降量和偏心距离的验算。岩溶和土洞有不同程度分布的人防工程，应对持力层范围内的岩溶、土洞进行相应处理，在地基土的压缩性有显著不同处或在地基处理方法不同处设置沉降缝。
3.3提高防水混凝土的施工质量
3.3.1控制好原材料的质量。混凝土的原材料必须符合现行国家标准、施工及验收规范和设计的有关规定。在施工前进场材料必须现场抽样检验，达不到要求不得使用，重点控制好水泥的用量、强度，砂石含泥量及级配，要通过增加优质粉煤灰等来减少水泥用量，避免混凝土实际强度超过设计强度，提高抗裂性能。
3.3.2把好混凝土浇筑、振捣关。混凝土应分层浇筑、分层振捣，相邻两层浇筑时间应根据气温情况合理确定，以确保上、下层混凝土在初凝之前的牢固结合。混凝土泵送入模时，应使其水平均匀入模，并控制其自由倾落的高度。混凝土振捣前应先根据具体的结构物设计振捣点，振捣时间一般为10～30s，以混凝土开始出浆和不冒气泡为准,避免漏振、欠振和超振。
3.3.3选择合理的混凝土坍落度。实践证明，在同等条件下，混凝土坍落度越小，混凝土早期收缩越小，施工后主体结构出现的裂缝越少。用于防水的商品混凝土入模坍落度应控制在120±20mm，目前，人防地下室普遍采用混凝土泵送施工方法，为控制坍落度同时又保证可泵性，应选择质量好的混凝土输送泵，最好选用进口混凝土输送泵。
3.3.4设置、处理好细部构造。混凝土应尽量做到连续浇筑，不留或少留施工缝。施工缝的设置，主要考虑一次混凝土浇筑强度和有效控制混凝土的收缩裂纹，在施工缝处继续浇筑混凝土前，对接缝表面应进行凿毛处理,粘贴遇水膨胀止水条或中埋式止水带。因工程设计需要设置后浇带的地方应提高施工质量，采用补偿收缩混凝土，其配合比应经试验确定，施工前，应将接缝面用钢丝刷认真清理，凿去表面砂浆层，完全露出新鲜混凝土后再浇筑。
3.3.5重视混凝土拆模及养护工作。抗裂防水混凝土由于掺加了大量矿物掺合料，早期强度增长一般较为缓慢，后期强度有较高的持续增长，因此拆模时间和养护制度与普通混凝土不同，混凝土侧模的拆除时间一般比普通混凝土晚2d，严禁过早拆模。混凝土终凝后应进行养护，养护时间不少于14d，以防止在硬化期间产生干裂。
3.4加强质量监督管理，把好设计审查、施工监督、竣工验收关
3.4.1坚持标准，严把设计审查关。要选择有资质的设计单位，提高设计质量。抓好施工图设计审查，对不符合人防工程建设设计规范、强制性条文及行业标准的施工图，提出审查修改意见，由设计单位进行修改，经审核批准后方可施工。进行设计交底和图纸会审，使施工单位熟悉设计图纸，了解工程特点和设计意图以及人防工程施工的质量要求等。
3.4.2跟踪到位，严把施工监督关。人防工程质监部门要对建设、勘查设计、施工、监理单位在工程建设中作出的具体质量行为合法性进行监督检查，对每一项报监工程制定质量监督计划，对关键工序、关键部位、关键环节实行跟踪监督检查，采取法律、经济、行政手段及时纠正问题，严防不合格的工序质量形成或进入下一道工序。建设、施工单位要建立健全质量管理制度，设置工序控制点，把好工程材料进场关，加强施工过程质量控制，杜绝随意变更设计和不按审查批准的设计图纸施工现象的发生，确保设计、施工方案和质量保证措施在实际工作的落实。
3.4.3规范管理，严把竣工验收关。利用人防工程竣工验收备案这一强制手段，强化监督管理，检查设计、施工等环节的工作成效，对存在的问题要求及时整改，使得不合格的工程不能备案，更不能投入使用。
4工程实践
某综合楼地上十二层，地下二层，建筑高度约56m，总建筑面积约10.41万m2，该工程地下一、二层为汽车库及配套设备用房，其中，主楼地下二层设有部分人防地下室，防水等级为一级。近年来，由于结构裂缝影响人防工程地下室正常使用的问题越来越突出，该工程一开始就对结构自防水问题认真对待，确定“综合治理，以混凝土结构自防水为主”的防水原则，重点对结构自防水采取了以下措施：
4.1强化地质状况调查，采用合理的主体结构形式。根据该工程所在地的地质情况，对持力层范围内的岩溶、土洞进行了相应处理，设人防地下室的主楼基础形式通过采用复合地基和调整桩基的桩长、桩数、桩径等来调整各部分的沉降量。地下室布置规整，为现浇钢筋混凝土结构，从结构选型方面提高了结构整体刚度。
4.2优化配合比设计。混凝土配合比经与混凝土厂家反复试配后慎重决定。如C45、S8剪力墙1m3混凝土各种材料用量分别为：水泥340kg、河砂649kg、碎石1058kg、粉煤灰73kg、矿碴73kg、缓凝高效减水剂7.29kg、水180kg，即配合比为1：1.909:3.112:0.215:0.215:0.021:0.529。本配合比最大特点是通过掺入优质粉煤灰和矿碴(每m3混凝土掺入量达146kg)，减少了水泥用量，降低了混凝土最高绝对温升，同时节约了成本。
4.3严格施工工艺和方法。严格控制混凝土坍落度，当坍落损失后不能满足施工要求时，加入原水灰比的水泥浆或二次掺加减水剂进行搅拌，严禁直接加水。严格控制混凝土入模温度，避免在高温时段灌注混凝土。主体结构施工时，采用合理振捣方法，拆模时间不宜过早，混凝土养护及时到位，采用混凝土养护自动喷淋系统。
4.4加强工程质量的监督。对设计中存在的问题提出了审查修改意见，经再次审核批准后施工。制定了该项目质量监督方案，对关键工序进行重点监督抽查验收。
该人防工程地下室建成近一年来，工程质量完好，未出现渗漏水现象，取得了良好的效果。
5结语
以上是多年来自己从理论到实践从事人防工程设计、施工、质监工作中的点滴体会，是对人防工程结构自防水问题的研究和探讨，总的来说可以归纳总结出提高人防工程结构自防水质量的“一个理念、一个重点、四项手段”的解决方案。即树立“混凝土结构自防水为主，防排结合”的理念；以防止混凝土开裂为重点，提高人防工程防水耐久性；采取“四项手段”：一是选择规整的结构平面形式，二是从混凝土强度选择、优化配合比、钢筋及拉结筋布置、防止不均匀沉降等方面科学设计防止混凝土开裂的方案，特别是针对龙岩优质粉煤灰较多情况，在保证混凝土强度的前提下，减少混凝土中水泥用量，增加粉煤灰用量，三是提高防水混凝土施工质量，特别是在许可的范围内尽可能降低混凝土坍落度，把好混凝土浇筑、振捣、养护关，四是加强质量监督管理，做好防水混凝土施工前、施工中和竣工的全过程质量监督管理。希望能对提高人防工程结构自防水有所帮助，不当之外，请批语指正。
参考文献：
[1]中华人民共和国国家标准.GB50038－2005，人民防空地下室设计规范.
[2]中华人民共和国国家标准.GB50134－2004，人民防空工程施工及验收规范.
[3]朱祖熹.浅谈地下工程防水规范实施中的若干问题.施工技术2003.（03）
[4]中华人民共和国国家标准.GB50108－2001，地下工程防水技术规范.