时间：2024-01-25 15:55:44
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇混凝土的结构设计，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
中图分类号：TU7文献标识码：A 文章编号：
混凝土结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程，在这过程中出现任何的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全隐患。因此，我们设计人员应按规范相应的构造要求严格执行，才真正确保设计质量的安全。
1 混凝土结构设计的原则
1.1 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。
1.2 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。
1.3 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。
1.4 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。
2 混凝土结构设计中存在的问题
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。
2.1 基础设计
2.1.1 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。
2.1.2 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。
2.1.3 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。
2.1.4 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。
2.2 结构设计
2.2.1 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。
2.2.2 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。
3 混凝土结构设计改进的措施
3.1 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。
3.2 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。
3.3 新规范
3.3.1 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。
3.3.2 应用高性能高强度的材料
随着经济的发展，环境问题成为人们日益关注的话题，与此同时，建筑也需要实行环保政策，因此要提倡高性能高强度的钢筋，减少钢材的用量，同时促进我国结构设计的节能环保建设。通过工程实践的证明，现规范推广的HRB系列普通热轧带肋钢筋具有较好的延展性及机械连接性，对于RRB系列预热处理钢筋者来说应该合理使用，这类钢筋由高温淬水，预热处理后提高了强度，但其延展性和机械连接性却有所下降，设计者应当合理使用。
参考文献：
关键词：混凝土结构；结构设计
Abstract: in the design of the overall structure, the concrete structure design in relation to the architectural function and safety, affect the life of the building and the benefit, the concrete structure design is basic work for the smooth construction of the whole project. In this paper, the author discussed the concrete structure design.
Keywords: reinforced concrete structure; structural design
中图分类号：文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012
使结构安全适用、经济合理、是结构工程师的任务和责任。随着建筑业的迅猛发展，科技的快速进步，设计逐步转向重视建筑的功能、安全和技术因素。
一、混凝土结构设计的内容
1、关于地震作用的计算：规范规定：在地震作用计算情况下要考虑扭转耦连的影响，而规则结构的情况下不计算扭转耦连时，平行于地震作用力方向的两边要乘以放大系数， 较短边可以乘以 1.15 的系数，长些的边应该乘以 1.05 的系数，而扭转刚度小时要按大于或等于1.3的系数计算，质量、刚度不对称分布的结构要计入双向水平方向的地震作用扭转影响。
2、关于质量系数的计算：在一般工程中药采用质量系数大于等于9，要是两层结构应该采用6，都是选择3的倍数，每层要有自由度3个。并且在计算式要对质量振型参数进行检查，此参数必须大于90%，因为如果在实际中达不到这个要求，则设计结构的安全性将无法得到保障。
3、关于结构的位移、周期的计算：规范要求周期比应该控制在大震下扭转振型不靠前的情况，用楼层竖向最大位移来限制层间最大位移，位移比应该取最大和平均位移比值。
4、关于最小地震剪重比的计算：在规范中强制要求各楼层剪重比不得小于规范给出的标准，如果不满足要求需要检查质量系数，有效的质量系数不够应该增加振型数的计算；有效质量系数得到满足时可能是源于结构设计不合理，因此要合理对结构质量和刚度的分布情况。
5、关于柱的计算：如果弯矩设计值由水平荷载造成且超过总设计值的75%时，框架柱长度按规范内 7.3.11-1 和 -2 公式计算的小值为准。
6、关于柱配筋方式的选定：如若整体计算则建议使用单偏压方式，而在产生具体结果时再用双偏压进行复核。这是由于单偏压方式是按照规范公式计算的，而双偏压则是用数值积分法计算的。
7、关于框架结构：要注重计算系数尤其是柱长度；建议采用单偏压配筋；如果是大截面的柱应该设置刚域位于与梁重叠处。
二、混凝土结构设计的质量控制
1、关于裂纹控制的问题
裂纹是产生不连续的现象的固体材料。多年的现代混凝土试验已充分证实在混凝土和钢筋混凝土结构中的微裂纹的存在下主要是骨料和水泥净浆粘结裂纹，裂纹在水泥浆和骨材料裂纹的附着表面。断裂损伤力学的角度来看，所谓的断裂损伤是广义的外部负载，细观结构的重大变化，所造成的微观缺陷成胚，扩建和汇通，导致宏观经济性能恶化的结构，最终形成的宏观开裂和破坏的结构。因此，混凝土结构的破坏过程实际上是形成于微裂纹的扩展。现代化的混凝土微观研究还表明：微裂纹的扩展源于材料损坏的程度，也是材料损坏的标志，在同一时间，微裂纹也是材料固有的物理特性现状。因此，在钢筋混凝土结构裂缝的存在有其必然性。
从传统力学和断裂力学方面来分析传统的裂缝控制方法的应用，主要是基于“防”的理念，来研究预应力混凝土结构产生裂缝的控制方法。从传统的机械的角度来看，由于预加应力施用到混凝土梁，混凝土梁产生的拉伸应力的所有偏移通过外部负载（或偏移）的下边缘被全部取消，从而避免了混凝土裂缝（或延时裂纹），混凝土梁的全断面（或增加参与的混凝土部分的工作），这是相当于提高混凝土梁的拉伸性能，高强度材料，以充分利用；从断裂力学的角度来看，在混凝土材料的内部，也存在许多微缺陷和微裂纹，这些微缺陷和微裂纹中的外部负载将继续发展，最终形成宏观裂纹。预先的轴向压力施加在混凝土梁，相当于微裂纹的表面产生一对非均匀的压应力的作用，在裂纹尖端的应力强度因子为负。当外部载荷的裂纹尖端的应力强度因子和非均匀的压应力所产生的应力强度因子，裂纹尖端的应力强度因子为零的大小相等。裂纹不稳定的传播与外部负载增加了。在裂纹尖端的应力强度因子达到混凝土材料的断裂韧性，裂纹将是不稳定的传播。因此，源于断裂力学研究，预先对混凝土梁施加的预加应力，减少了在裂纹尖端的应力强度因子的外部负载的作用，以避免混凝土裂缝视图。
2、关于抗震问题的分析
在两种类型的组件之间分配的地震力，应该考虑不同时段的两种类型的组件有关抗推刚度相对的比值变化。主要结构系统即现在使用的钢-混凝土混合结构在钢架和混凝土剪力墙（内管）系统中，钢筋混凝土内筒为主要抗侧力结构而钢架主要负责重力荷载，担负一个较小的平剪切。由于刚性的钢框架的反推远小于所述内筒上凝固的水平地震工程经验，承担水平剪力在除了钢框架的顶部几层为其15％到20％，中部和下部的都约为10％至15％，相应的楼层剪力，有些项目甚至只有约 5％的往复。在结构的弹塑性的阶段，墙体在地震的持续作用下生成裂纹，刚性显着的减少将增加的钢框架的剪切刚度退化。钢框架由于变形，弹性极限的 1/400 以上的角度，是远远大于约1/3000的钢筋混凝土墙的弹性极限变形角度。水平地震作用小于塑性阶段，但仍有可能承担远远大于弹性阶段的水平地震剪力和倾覆力矩。
因此，为了符合要求，需要调整的部分钢架水平剪力，钢框架混凝土结构层框架柱的抗震要求应不小于比底部的结构剪切的25％或框架部分地震剪力最大值的1.8倍，两个选择较小的，以改善的钢框架的承载能力，并采取措施改善混凝土内筒的延展。
关于混凝土的加固
较常用的方法是：粘钢加固法、粘贴纤维加固法、预应力加固发、加大截面加固法、置换混凝土加固法等，这些均为直接加固方法，此外还有间接加固的一般方法如预应力加固法和增加支承加固法等。较常用的技术是：裂缝修补技术、混凝土表面处理技术、托换技术、 植筋技术、 碳化混凝土修复技术等等。由于荷载作用、材料选择或施工不当等原因，结构可能遭受可扩展性或脆性断裂，此时应该努力修复，并且在此之前，应该分析裂缝的产生原因和影响的严重程度，有针对性地采取措施，以改善结构或钢筋，若构件不宜修复或者加固，则应该拆除更换。
三、混凝土结构设计应注意的问题
1、结构选型阶段时，首先应该注意结构的规则性问题；其次应注意新规则有关规定的变更情况，以免在后期工作产生纰漏。再者要注意结构的超高问题，在抗震规范和高规的结构，总高度都有严格的限制，在更改的新规范中，除了原来的高度限制设定为 A 级的建筑高度，还增加了结构的建设 B 级高度，因此必须严格注意，一旦建筑结构高度为B类甚至超过B级高度，设计方法和措施一定会变化很大。最后是要注意嵌固端的设置，因为高层建筑都会带有两层或以上的地下室，嵌入式固定端可以设在地下室的顶板上，或者人防顶板的地方，因此，设计师经常会忽略一些方面，如：设计嵌固侧安装在地板上的端部的刚度比上下限、安装的抗震等级整体一致性、计算结构的嵌固端组、抗震缝和嵌入式固定端位置的协调问题等等，而这些方面忽略任何一个都会为后期设计埋下隐患，产生不可估量的后果。
2、基础设计阶段是应该给与相当重视的方面，因为这个阶段是与后期设计工作直接相关的，它的好坏至关重要，并且是整个项目成本的决定因素，因此这个方面若是产生纰漏一定会带来不可估量的损失。在基础设计中也应注意本地规范的重要性。以《地基基础设计规范》作为国家的标准来看，它具有相当的权威但是却不能明确详细地规定全国各地的各种基础状况，所以当地的基础类型和设计方法的描述和指定更详细和准确，所以在基础设计时， 也要大力研究地方性标准或规范，以免更大的影响在整个结构上的设计或后期工作。由于缺乏工程设计的现场调查报告或附近的建筑物调查报告，必须根据调查-设计- 施工过程的基础上进行设计，要禁止缺乏调查的过程，若是调查不够详细、全面时，设计人员要通知建设单位进行重新调查或者是额外勘探。不考虑地面变形的影响，有一些混凝土结构设计没有关注地基变形后检查，评级为 A或B级的结构设计应按照有关规定进行地基的变形情况进行设计，而c级时，应该根据相关规定对地基进行处理，然后变性检验。在对下卧层的地基承载力计算时，要进行深度的修正，修正系数源于土壤。当扩散角数值符合有关规范，可以直接使用，不符合时，根据附录中的规格，采用平均应力系数来计算。选择复合地基承载力较高的土壤持力层，根据下卧层状况进行调整验算。
3、在计算和分析结构阶段，对于工程内力分析要按照规范要求的设计和加工，并且准确高效，是决定质量的关键环节。因此，新规范推出以来，已经计算和分析的结构作为一个整体的一部分，有相当数量的内容调整和改进，有了更为清晰的进展。首先应该适当选择计算软件，即减少由于模型的差异性带来的结果的不同，这是设计工作的首要进程，以避免不安全的隐患存在。其次要考虑自振周期的影响，由于新规范中提及了各种体系下结构设计中计算自振周期的折减系数。最后是振型数目，在计算阶段要对其结果中的振型参与系数结果进行判断，然后决定振型数目的取值是否调整。
4、在框架-剪力墙结构中，较大的交叉楼面横梁与垂直剪力墙单面相交，按照《高规》 规定要减少梁的弯矩不良效果， 根据剪力墙设置壁柱，暗柱或减少截面的端部截面等等， 或者墙的厚度不符合纵向框架梁锚固钢筋的锚固长度的水平边时，应尽可能减少钢筋直径。
5、如果剪力墙结构要将角窗设置于角部时，适当的加强窗口部件。角窗处楼板上应该适当进行加厚处理，且通长配筋要双层设置进行加固，或者可以设置斜暗梁或斜向集中加固配筋，斜向钢锚入角窗的边缘上的组件，边缘构件应当适当地加固。
四、结语
总而言之，混凝土结构的设计是一个循环的长周期，并且具有专业的深度和复杂性。因此，要结合设计中总结出来的经验，不断完善设计理念，以确保整个工程的质量。
参考文献：
【关键词】长悬臂悬挑 桁架 PK和SATWE
一、工程简介
本项目为一栋地面五层、地下一层建筑，地上总建筑面积3.7万平方米，地下建筑面积1.2万平方米。由一层的商业步行街、二三层的大型连锁超市、四五层的休闲及酒店组成。
本项目采用钢筋混凝土框架结构，房屋总高度为24.00m，抗震设防类别为重点设防类别（乙类），设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，基本风压W0=0.35KN/m2 。为满足建筑功能和立面需求，本项目的东北角二层为架空，三～四层为超过8.4m的双向悬挑，二～四层东北角局部结构布置简图如下图所示：
二、结构方案选型
本项目东北角的双向长悬臂悬挑，已超出常规混凝土构件的适用范围。按一般设计思路，可采用混凝土预应力悬挑梁，该方案具有技术成熟可靠、截面可控等优点，但因预应力体量较小、施工相对较麻烦、施工工期较长且造价高等诸多弊端而被摒弃。结合本项目三～四层均为双向悬挑，且悬挑处为玻璃幕墙的特点，对本长悬臂悬挑拟采用混凝土桁架结构。
本项目三、四层X方向悬挑8624mm，Y方向悬挑8400mm，三～四层层高5400。混凝土桁架拟采用三、四层楼面梁分别作为上、下弦杆，中间设置斜向支撑。为充分利用混凝土构件的抗压强度明显高于抗拉强度的材料特性，在前期试算时，笔者对不同斜腹杆的布置方案进行比较，最终决定采用受拉斜杆数量较少的布置，即设置了一道X型斜撑、一道一字型斜撑，如下图所示：
三、结构计算
混凝土桁架为超静定结构，且各节点均为刚性连接，由于刚性节点的轴力与铰接桁架的轴力相差不大，故一般可简化成按铰接桁架计算。上下弦杆一般可简化为支撑于节点的连续梁，斜腹杆一般可简化为压弯（或拉弯）的斜撑构件。
本桁架上、下弦杆承受着楼面及墙体荷载，由于桁架矢高H（即三层层高）较高，且X、Y方向均采用桁架悬挑行成空间受力体系，所以上下弦杆及斜腹杆截面均较小。
本项目采用中国建筑科学研究院编制的PKPM进行计算，在建模时，上、下弦杆按梁单元输入，斜腹杆按斜杆输入。由于本项目的桁架仅局部设置，且相对较简单，可采用“PK”按单榀框架进行计算，X方向桁架PK计算的立面、荷载如下图所示：
PK可分别输出单榀框架弯矩、剪力、轴力、配筋等包络图（限于篇幅，本文未一一列出）。以上图中斜腹杆A为例，PK计算结果如下：
混凝土 柱 10
截面类型= 1； 布置角度= 0；计算长度： Lx= 5.40， Ly= 5.40
构件长度= 5.40； 计算长度系数： Ux= 1.00 Uy= 1.00
抗震等级： 三级
截面参数： B= 500， H= 400
设计规范： 砼规范GB 50010-2010
柱下端最大配筋对应组合号： 16， M= 15.71， N= -66.28
柱下端单侧计算配筋 As= 231.
柱上端最大配筋对应组合号： 7， M= 16.52， N= 101.99
柱上端单侧计算配筋 As= 287.
柱单侧构造配筋 As= 650.
柱抗剪最大配箍对应组合号： 1， V= 5.21， N= -89.82
柱抗剪计算配箍（按100mm间距输出）：Asv= 123.
柱抗剪构造配箍：Asvmin= 324.
抗震最大轴压比对应组合号： 54， N= -72.93 轴压比= -0.025
按此PK计算结果，斜腹杆A为构造配筋，计算配筋面积As=650mm2，若此计算结果进行构件设计， 根据《混凝土结构设计规范GB50010-2010》，按偏心受拉相关公式计算裂缝宽度，即：
，求得
不满足规范要求。斜腹杆A实际设计配筋为12Φ20，经正常使用极限状态验算，裂缝宽度满足规范要求。
为考虑桁架的整体作用，本项目也采用SATWE进行整体计算（因本项目地处6度设防区，未对长悬臂进行竖向地震力计算）。由于桁架的上下弦杆及斜腹杆均为压弯（或拉弯）构件，为准确计算出桁架杆件的轴力，将上下弦杆所在的相关楼层区域楼板定义为弹性板膜（计算显示与桁架相连的部分梁均出现较大轴力，设计时应引起重视）。X方向桁架的计算内力（立面显示）及变形图如下：
经计算发现桁架的内力分布、变形曲线与方案预期及PK计算均不符。以上图中“下弦杆B”为例，其内力及挠度图更接近于独立悬挑梁特征。据分析发现， 在使用SATWE计算时，选择“模拟施工”的加载方式，软件按楼层分层行成刚度并叠加，使得桁架的下弦杆并没与斜腹杆形成整体而孤立存在。于是，将SATWE楼层刚度及荷载加载方式改为“一次性加载”，计算后发现内力及变形曲线与方案预期一致。“一次性加载”计算后的X方向桁架计算内力（立面显示）及变形图如下：
经比较，在荷载准确、假定合理时，PK和SATWE计算的结果差异较小，均可用于指导结构设计，满足工程精度需要。桁架立面示意图如下：
四、施工图设计
基于长悬臂桁架自身的难点及特点，在施工图设计时，设计者着重注意了如下几方面：
1、为防止施工出错，设计绘图时摒弃传统的平面表示方法，对桁架悬挑绘制了三维线框透视图、立面图、大样剖面图，后期根据工程需要又补充了钢筋放样图。
2、考虑桁架弦杆承受较大轴力的特点，设计要求上、下弦杆及斜腹杆纵筋均应采用整根钢筋，不得采用机械连接或焊接连接，且钢筋在节点处均按受拉要求锚固。
3、为便于节点处钢筋的锚固和防止应力集中，在桁架的弦杆节点交汇处设置转角加腋。
4、此桁架为长悬臂，为空间受力体系，且自重较大，设计要求应在上弦杆混凝土强度达到100%后方可拆模。
五、总结
通过本项目实例，对长悬臂桁架的设计计算方法、构造措施及施工工艺进行归纳总结，可得出如下结论：
1、在条件允许的前提下，通过利用两层或多层楼层空间行成桁架，可实现混凝土构件较大跨度的悬挑，且桁架具有构件截面尺寸小、造价低、施工工艺简单等优点。
2、PKPM软件中PK、SATWE均可对常规混凝土桁架进行计算，其结果可以满足一般工程精度需求，但应注意PK未对构件进行正常使用极限状态验算，SATWE应采用合理的假定及对结果进行有效分析后方可用于工程实际。
3、桁架为超静定复杂结构，设计计算时应根据实际工程情况精心分析，取得最优的结构方案；同时，桁架的受力、变形会对周边相邻的结构构件产生影响，设计中应加强周边梁、柱等构件的分析。
参考文献：
[1]建筑结构荷载规范（GB5009-2012），中国建筑工业出版社
[2]建筑抗震设计规范（GB50011-2010），中国建筑工业出版社
关键词：钢筋混凝土；结构设计；优化
前言
简言之，和其他材料相比，钢筋混凝土具有较强的优势，所以在建筑工程中广泛应用。钢筋混凝土的优势不仅体现原材料上，还体现在设计方法、施工技术，制各工艺等方面。综合其优势分析，使得钢筋混凝土在结构建筑材料领域扮演的角色越来越重要。
一、钢筋混凝土建筑结构设计的现状
20世纪后期以后，在建筑工程行业，由于钢材料的不断提高，钢筋混凝土组合结构得到了发展，建筑造型和功能要求日趋多样化，无论是工业建筑还是民用建筑，都在结构设计中遇到乐各种难题。因此作为一个结构设计人员需要在遵循各种规范的条件下大胆灵活的解决这些问题。在实际设计过程中对于各结构设计人员经常遇到的这些问题，每个人的理解不同，就可能对整个设计带来相当大的区别。因此在规范条文中没有具体规定，往往容易被忽视，给工程质量留下巨大的隐患。
二、钢筋混凝土结构设计的优化措施
钢筋混凝土结构设计优化是在保证建筑使用功能和总体效果的前提下，通过结构体系的合理选择、结构布置的科学优化、结构受力的详细计算分析等，使整个钢筋混凝土结构既安全可靠，又经济合理。优化设计后的建筑结构，既满足结构设计规范要求，又使结构各构件之间达到最佳比例关系，以提高结构整体的抗震、抗风、防火等性能。根据笔者的总结归纳，钢筋混凝土结构设计优化可从五个方面来开展。
1.结构计算方法的优化
钢筋混凝土结构计算分析方法是结构设计优化的关键。首先是对结构体系选择的优化，主要是确定经济合理的结构型式、柱网尺寸和剪力墙布置等；其次是对结构构件进行优化，在已确定结构体系和结构布置的前提下，确定经济合理的构件截面尺寸、混凝土强度等级、钢筋强度等级和配筋量。在传统设计中，结构体系的确定和构件截面尺寸是凭经验假定的，然后进行分析计算，校核是否满足规范要求，是一种被动的设计方法。优化设计也需要先进行假设，但假设目的不一样，所采用的分析方法也不同，优化设计在初始假设后，需按一定的方法通过多次分析和调整，从而获得最优的设计方案。在传统设计中，构件尺寸一般先按经验确定，然后进行强度验算。在优化设计时，应对不同构件布置方式和不同截面尺寸进行配筋计算，并作经济比较，以确定最优构件布置方式和截面尺寸。如抗震等级为三级的较大跨度的梁，支座配筋较大且采用大直径钢筋时，梁面通长钢筋可采用小直径通长钢筋如2根12，与支座钢筋搭接或焊接，以减少钢筋量节约成本。
2.结构设计规范的理解
钢筋混凝土结构优化设计须深入地掌握相关结构设计规范，理解规范实质，并注意规范的适用范围和规范使用的配套性。按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）进行桩基设计时，必须注意所采用规范与参数取值的匹配性。在计算桩数时，荷载效应采用标准组合，对应的抗力采用单桩承载力特征值；在确定承台高度及配筋，验算材料强度时，荷载效应取基本组合，采用相应的分项系数，对应的抗力计算采用材料强度设计值。抗震墙分加强部位和非加强部位，边缘构件分约束边缘构件和构造边缘构件，这两种边缘构件的配筋相差很大，应分别按不同的构造要求进行配筋。设计优化前必须透彻地理解概念，勿盲目提高标准，以免造成设计浪费。
3.设计参数取值的优化
为取得良好的优化效果，在设计参数取值上要进行优化。对毛坯房，要根据各地具体情况和房屋设计标准，合理考虑各功能空间的二次装修荷载。在计算墙体荷载时，应考虑实际墙体高度、长度和开洞影响，墙体高度的取值应扣除钢筋混凝土梁板的高度，墙体长度的取值应扣除钢筋混凝土墙柱的长度，并应扣除洞口面积。消防车等荷载宜按等效荷载取值。楼面活荷载按实际使用功能合理取值，并按规范规定考虑楼面活荷载的折减。正确取用抗震设防烈度、场地类别，合理确定风荷载标准值和风载体型系数，必要时可根据风洞试验确定风载体型系数。根据不同荷载组合和不同计算内容选用荷载分项系数。在进行基础设计时，当上部结构传给基础的荷载为设计值时，应将设计值转换成标准值。
4.高性价比材料的选用
钢筋的选用。在选用钢筋强度等级时，应尽可能采用性价比高的高强度钢筋。对于配筋按强度控制的构件，应优先选用HRB400钢筋。对于按最小配筋率控制配筋的受弯构件，在现版GB50010-2010#混凝土结构设计规范$出台前大家的认知是，当混凝土强度等级大于C30时，采用 HRB400比HPB235 可降低20%用钢量；当混凝土强度等级等于C30时，采用HRB400比HPB235可降低7.5%用钢量；当混凝土强度等级小于C30时，采用HRB400与HPB235的用钢量相同。故对于按最小配筋率控制配筋的受弯构件，当混凝土强度等级大于C30时，应优先采用HRB400钢筋，而当混凝土强度等级小于C30时，宜采用价格较低的 HRB335或HPB235钢筋。现版GB50010-2010《混凝土结构设计规范》在第8.5.1条注解的第二条明确：板内受弯构件（不包括悬臂板）的受拉钢筋，当采用强度等级400MPa、500MPa的钢筋时，其最小配筋百分率允许采用0.15和 45ft/f y中的较大值，比起原规范的0.20和45ft/f y中的较大值，采用HRB400钢筋在采用C30混凝土时的最小配筋率约为0.18，在采用C25混凝土时的最小配筋率约为0.16，远小于采用 HRB235的0.2和45ft/f y中的较大值。由新规范的条文可以看出国家开始提倡采用高强度的钢筋，推广HRB400、HRB500作为主导钢筋。
混凝土的选用。常用强度等级的混凝土强度每提高一级，单价提高5%-18%；混凝土强度对柱及剪力墙轴压比的影响很明显，应优先使用高强度等级的混凝土；对梁来说，混凝土的强度等级对梁的承载力变化不大，应使用低强度等级混凝土；对板来说，虽然提高强度等级对承载力有提高，但强度等级提高后最小配筋率相应增大，楼板开裂的几率也增大，所以板应使用低强度等级的混凝土。
目前设计机构中对混凝土强度等级确定有一种认识：墙柱与梁板强度等级相差在两级以内；关于这一条在旧版规范中有，新版规范中已经去掉了，所以当墙柱混凝土强度等级很高时，梁板混凝土强度等级可以不跟随墙柱变化；但是在施工中要采取严格措施：控制梁柱节点区为高强度等级，保证高低强度等级交界区的混凝土密实性。
实际工程中混凝土强度等级的选择应该注意以下几点：①普通的结构梁板一般宜选用C251C30；②剪力墙、柱混凝土强度等级按轴压比控制，宜选用较高强度等级混凝土，并使轴压比尽量接近规定上限，同时又要使绝大部分竖向构件为构造配筋；③高层建筑墙、柱混凝土强度等级应分段选用不同强度等级。
结语
综上可知，建筑工程的结构优化是一个复杂切急需解决的的难题，结构优化带来的经济效益也是巨大的，因此，上文主要研究了钢筋混凝土结构优化设计。
参考文献：
关键词： 钢筋混凝土结构设计
Abstract: The steel frame structure is based on the structure of the steel make give priority to, is one of the main building structure types. Reinforced sustain tension, concrete under pressure.
Keywords: reinforced concrete; structure design
中图分类号： TU375文献标识码：A文章编号：
1钢筋混凝土框架结构设计方案构思需要考虑的问题
1.1 建筑布置在抗震设计中，应提倡平面和立面简单、规则、对称的原则，合理的建筑布置是最重要的。“规则”包括了对建筑的平面和立面外形尺寸、抗侧力构件布质量分布、承载力分布等诸多因素的综合要求。建筑师需和结构师互相配合，才能设计出抗震性能良好的建筑。在做钢筋混凝土结构的抗震设计时, 要注意：(1) 平面宜简单、规则、对称, 减少偏心，否则应考虑其不利影响；(2)刚度中心与质量中心尽量重合；(3)质量大的跨间不宜布置在结构单元的边缘，质量大的设备宜布置在距刚度中心较近的部位；(4)尽量少采用大悬挑结构；(5)围护结构宜采用轻质材料。
1.2 结构的传力路线应简捷明了。在荷载作用下，结构的传力路线越短、越直接，结构的工作效能越高，'所耗费的建材也就越少。
1.3 从力学观点看，在民用和公共建筑的平面布局中，应当尽量使柱网按开间等跨和进深等距（或近似于等距）布置，这样可以相应减少边跨柱距，也可以充分利用连续梁的受力特点以减少结构中的弯距，可以使各跨梁截面趋于一致，而提高结构的整体刚度。
1.4 结构方案还应结合工程地质情况和建筑功能要求综合考虑。
2钢筋混凝土框架结构设计的安全问题
结构设计的安全问题是所有从事结构设计与研究的人们一生都要面对的问题，要掌握保障结构设计安全所必须坚持的基本原则。
2.1 结构设计安全的底线应该清醒地认识到，结构科学和材料科学的发展远没有达到可以令建筑师们的浪漫设计无约无束的境地。在实际结构的建造过程中影响结构安全的因素众多，一方面，建筑结构理论归根结底是一门实验科学，理论与实际的偏差不可避免，另一方面，建造技术的发展水平和区域差异以及施工质量控制等等方面的诸多因素，都会给实际建造完成的建筑结构安全性能带来某种程度的不确定性
所以，建筑师们在通过建筑表达其美学或情感需求的时候，结构工程师们还是要给他们设定一条底线。这条底线不仅依赖于当代人类对自然界的认识水平，而且还依赖于现代结构技术与材料科学的发展水平，依赖于结构分析技术的发展水平。建筑结构设计绝不能突破基本力学准则的底线。
2.2 结构设计安全与结构设计的创造性并不矛盾实际上，对结构设计安全性的忧虑往往会束缚住我们结构设计创造性探索的步伐。结构设计的任务始终是：按照建筑的功能与美学需求确定安全、合理的结构体系；进而依据建筑结构可靠度设计有关标准所确定的原则对结构作用效应与结构抗力进行符合结构实际工作条件( 性能) 的分析；最终应做到在规定的结构设计使用年限内，在现行规范规定的各种荷载作用下，所设计的结构是安全可靠、经济合理、技术先进的。为了实现这样的使命，对结构设计安全的自始至终的关切无疑是必要的，另一方面，结构设计的创造性不但是当今建筑设计发展的必然要求，同时也是结构设计技术自身发展的要求。
3钢筋混凝土框架结构设计应从概念设计上着手注意的几个问题
3.1关于强柱弱梁节点。
这是为了实现在罕遇地震作用下，让梁端形成塑形铰，柱端处于非弹性工作状态，而没有屈服，但节点还处于弹性工作阶段。强柱弱梁措施的强弱，也就是相对于梁端截面实际抗弯能力而言柱端截面抗弯能力增强幅度的大小，是决定由强震引起柱端截面屈服后塑性转动能否不超过其塑性转动能力，而且不致形成“层侧移机构”，从而使柱不被压溃的关键控制措施。柱强于梁的幅度大小取决于梁端纵筋不可避免的构造超配程度的大小，以及结构在梁、柱端塑性铰逐步形成过程中的塑性内力重分布和动力特征的相应变化。因此，当建筑许可时，尽可能将柱的截面尺寸做得大些，使柱的线刚度与梁的线刚度的比值尽可能大于1，并控制柱的轴压比满足规范要求，以增加延性。验算截面承载力时，人为地将柱的设计弯距按强柱弱梁原则调整放大，加强柱的配筋构造。梁端纵向受拉钢筋的配筋不得过高，以免在罕遇地震中进入屈服阶段不能形成塑性铰或塑性铰转移到立柱上。注意节点构造，让塑性铰向梁跨内移。
3.2关于“强剪弱弯”措施
强剪弱弯是保证构件延性，防止脆性破坏的重要原则，它要求人为加大各承重构件相对于其抗弯能力的抗剪承载力，使这些部位在结构经历罕遇地震的过程中以足够的保证率不出现脆性剪切失效。对于框架结构中的框架梁应注意抗剪验算和构造，使其满足相关规范要求。
3.3注意构造措施。
a.对于大跨度柱网的框架结构，在楼梯间处的框架柱由于楼梯平台梁与其相连，使得楼梯问处的柱可能成为短柱，应对柱箍筋全长加密。这一点，在设计中容易被忽视，应引起重视。b.对框架结构外立面为带形窗时，因设置连续的窗过梁，使外框架柱可能成为短柱，应注意加强构造措施。c.对于框架结构长度略超过规范限值，建筑功能需要不允许留缝时，为减少有害裂缝（规范规定裂缝宽度小于0.3mm），建议采用补偿混凝土浇筑。采用细而密的双向配筋，构造间距宜小于150mm，对屋面宜设置后浇带，后浇带处按构造措施宜适当加强。d.其它构造措施限于篇幅，这里不再赘述，请详见新规范。
3.4注意抗震设计。
(1)抗震设计的基点结构。抗震设计的基点是强度和延性。人们现在已经认识到可以利用钢筋混凝土结构屈服后的非弹性变形来抵抗地震，也就是将强度和延性两者相结合来抵抗地震。为保证结构的抗震能力，对结构设计而言, 如果我们给结构设定较低的承载力水准，相应地就要求结构具有较高的延性水准；如果我们给结构设定较高的承载力水准，则结构需要的延性水准就可以较低。在这个问题的具体处理上，各国的理念存在一定的差异。(2)能力设计法。能力设计法的基本思想为：为了使抗震钢筋混凝土结构在地震中形成所追求的“梁铰机构”或“梁柱铰机构”，就需要把不希望出现塑性铰或不希望先出现塑性铰(也就是不希望塑性转动过大)的部位的抗弯能力相对增强；为了不致在结构表现出所需的延性之前在结构的任何部位出现几乎没有延性的剪切失效，也需要相对增强各有关部位的抗剪能力；还需要采取必要的措施使可能形成塑性铰的部位具有足够的延性能力和必要的耗能能力。
4结语
钢筋混凝土结构是指承重的主要构件是用钢筋混凝土建造的。在钢筋混凝土结构设计的过程中， 要明确结构设计对建筑物功能的要求，掌握设计中的基本原理．正确使用结构设计的各种原则，设计出结构可靠的钢筋混凝土建筑物。
关键词：建筑工程混凝土结构设计问题探究
中图分类号：TU37文献标识码： A
前言
在我国建筑工程建设施工的过程中，混凝土已经成为了工程建设中主要的施工材料。不过，从现代化建筑行业发展的情况来看，随着社会的不断发展，人们对建筑功能的要求也越来越高，这就使得建筑结构设计的种类也在不断的增多，这就十分容易使得人们在建筑混凝土结构设计的过程中出现一些问题。下面对混凝土的结构设计进行简要探究。
1、高层建筑结构设计原则
高层建筑结构设计原则，是高层建筑结构设计过程中需要注意的重要标准和准则，也是高层建筑设计单位提高高层建筑结构设计质量与效益的重要保障只有在一定的高层建筑结构设计原则支持下，才可以进行建筑结构设计总体来讲，高层建筑结构设计原则主要包括以下几点:
（1）基础力案合理。建筑结构基础力案是高层建筑结构设计的前提和基础，在实际的建筑结构基础力案设计中，设计单位需要根据实际施工地质条件，根据实际建筑结构施工需求进行设计同时建筑结构基础力案需要配置完善的施工地质调查报告，最大程度的发挥建筑物地基的潜力，必要的情况下设计人员还需要对地基的变形做好相应的演算另一力而，设计单位还需要对建筑物进行综合性分析，尤其是对于建筑物负荷以及上部结构类型，通过对这些综合性分析，最终选定最适合的基础力案，从而可以在提高设计质量的基础上提高设计单位经济效益
（2）计算简图适当。计算简图设计，也是高层建筑结构设计中需要注意的重要问题，主要原因在于高层建筑结构设计时需要对一些基本的数据进行计算分析，而这些计算分析都必须要建立在计算简图的基础之上只有通过计算简图基础之上的数据分析，才可以提高高层建筑结构设计的安全性以及牢靠性举例来讲，建筑物结构节点问题，建筑物结构节点并小是我们传统观念中的铰节点或者是钢节点，设计单位在进行计算简图设计时，需要对建筑物结构节点进行深入研究，提高计算简图计算精确性，进而将计算简图的误差控制在合理的范围内
（3）结构措施完善。除了基础力案合理以及计算简图适当这两大基本原则之外，还有
一条基本原则是设计单位经常忽略的，那就是结构措施完善原则设计单位在进行建筑物结构的设计时，需要注意结构组件的延展性，例如建筑物中钢筋的锚固长度等同时，设计单位还需要注意建筑物薄弱环节以及建筑物本身温度对于建筑物组件的影响，对于这两力而的问题，在实际的设计过程中，需要遵循强柱弱梁、强剪弱弯以及强压弱拉的基本原则，只有这样才可以提高高层建筑结构设计的安全性以及牢靠性
2、建筑结构设计中存在的问题
在建筑结构设计的过程中，难免会由于各种人为或非人为因素的影响，出现某些未定的设计障碍，这小仅阻碍了设计师的想法和策略，如果更加严重，还会影响建筑工程的施工进度，使得施工力的蒙受极大的经济损失接下来笔者将分析几种建筑结构设计中较容易出现的问题，以防广大建筑行业的工作者犯同样的错误。
（1）地下室设计问题。建筑结构设计中必须注重地基的稳固问题，而地基质量一般都是
与地下室的设计直接相关的，所以说地下室在建筑结构设计中占据很重要的地位，而且一日出现问题，就会造成非常严重的影响首先，地下室的设计要求是非常严格的，对于墙体的厚度、混凝土的强度、防水材料的性能以及钢筋支撑架的刚度等等都有明确的标准，但是在具体的施工过程中，却并没有引起广大施工人员的注意，对地下水位的高低和竖向荷载能力都没有经过科学的设计和测量，这样带来的直接后果是大大降低了建筑工程的质量，安全问题也难以得到保障。
（2）设计图纸问题。建筑工程的施工阶段都需要依照具体详细的施工设计图纸来进行施工，具体的施工工序和施工任务都要根据设计图纸的精细程度来决定，可以说设计图纸的好坏直接影响着一个建筑工程竣工质量的优劣但是在现代许多建筑施工团队中的建筑结构设计师并小重视设计图纸的内容.对待施工图纸的设计态度也并小严谨.有一种尽量完成任务的敷衍情绪掺杂在设计过程中，这样的设计图纸只是一份粗制滥造的涂鸦作品，对建筑工程的结构设计更谈小上精密合理总体而言，一份科学合理的设计图纸应该对结构设计的细节有细致的标注或者分析，特别是抗震指数的设计、支撑架的刚度、墙体的材料等等与建筑工程的质量息息相关的因素更是要重点说明但是当前我国的建筑工程团队中，仍然有部分的建筑结构设计极为小合理，譬如在各层梁、柱、墙的平而配筋图中，仍然采用小标准图集，地上地下的结构标高、梁柱编号、结构层高标注小清楚这些小顾后果的设计显然会影响建筑工程的施工质量
（3）浇混凝土楼板问题。由于混凝土是建筑工程中使用量最多的施工材料，所以混凝土的
施工对于建筑结构的设计具有非常重要的意义，在这力而浇混凝土楼板的质量问题则是重中之重，一日没有妥善处理就会出现许多问题，比较常见的是干缩开裂、支座负钢筋倒伏前者往往是由于温差较大，热胀冷缩而出现了崩裂问题后者则与施工人员的技术有着直接关系
（4）建筑选址问题。古语有云:万事开头难可见对于任何事情必须先有一个良好的开始打下基础，那么接下来的事情就好办了，对于建筑结构的设计也是，有一个科学合理的结构设计，先要解这个建筑项日的选址问题，如果选址小稳定，再好的建筑结构也小能保障整个建筑工程的建筑质量可见要想使建筑既安全实用又科学合理，建筑的基础选址是非常重要的如若小然就会使得建筑工程的安全系数极低，建筑质量也会非常差.对住户的生命安全有着严重威肋。
3、基础设计阶段存在的问题及解决办法
基础工程是建筑工程建设的重要环节，既影响着工程整体质量"安全，又在工程造价中占据重要位置。因此基础设计至关重要。
（1）地基承载力问题。在基础设计之前，应选择合适的土层作为基础持力层。持力层承载力决定着基础方案选型和基底面积的大小。不同持力层的承载力差异很大，造成所选基础方案可能完全不同，进而对基础造价造成极大的影响。可见选择合适的持力土层的重要性。当在持力层以下一定深度范围内存在承载力明显偏低土层时，则需按照建筑地基基础设计规范要求，进行软弱下卧层的承载力验算。以往设计中设计人员往往注意到软弱下卧层的变形验算，而忽略了其承载力的验算。当软弱下卧层的承载力不满足要求时，对工程整体的安全
性影响极大，需引起设计人员的足够重视。当下卧层承载力不满足要求时，可采用深基础（如桩基础）穿过软弱土层，或对软弱土层进行地基处理，是其承载力和变形满足要求。
（2）基础设计中的常见问题。对于不同的基础形式，所出现的问题和解决办法也各不相同。
常见问题如下：对于地下车库中的柱下独立基础，基础埋深的计算方法因各地方基础规范有不同的规定，对基础底面积大小影响较大。如辽宁省地方标准2建筑地基基础技术规范3规定，当地库底板厚度满足一定要求的情况下，独立基础的埋深可取自室外地面及室内地面计算埋深的平均值。对于平板筏板基础，上部结构刚度板底地基土的基床系数等都对筏板的计算有一定影响。设计时应将上部结构刚度传给基础，考虑基础与上部结构的共同作用，并合理选取基床系数，有效降低基础工程量。另外，基础底板及地下室的外轮廓
应尽量简洁，有利于防水工程的施工和降低造价。
结束语
混凝土结构的设计与施工关系到整个建筑工程的质量，与人们的切身利益与生命安全息息相关。混凝土结构设计是一项长期而又复杂的工作，工程师只有在实际工作中不断学习，不断创新，力求将所有因素考虑在其中，这样才能够保证混凝土结构设计的质量，保证整个建筑工程的质量。
参考文献：
[1]混凝土结构设计规范(GB500010-2010)北京.中国建筑工业出版社.
关键词：混凝土结构设计原理；教学方法；土木工程
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）41-0267-02
混凝土结构设计原理是土木工程专业重要的专业基础课，在专业教学中具有承上启下的作用，先修课程有建筑制图、土木工程材料、理论力学、材料力学、结构力学等，对后续的混凝土结构设计、高层建筑结构设计等课程的学习有重要影响，也是课程设计、毕业设计等实践环节的重要基础。课程内容涉及混凝土结构材料的基本性能，构件承载力计算，构件的裂缝、变形和耐久性以及预应力混凝土构件设计[1]。
混凝土结构设计原理这门课程，具有材料的不确定性、解答的多样性、设计的综合性等特点[2]，课程内容中的实验现象多、假定多、概念多、公式多、系数多、条件多、构造要求多，且逻辑性、系统性差，较为零散[3，4]，但理论性与实践性较强，与先修课程相比差异性大，导致教师教起来不易、学生学起来困难。笔者结合近几年的教学，在以下几个方面进行了一些思考和实践，取得了较好的效果。
一、熟悉材料性能
钢筋混凝土由钢筋和混凝土两种物理、力学性能很不相同的材料组成，只有熟悉钢筋和混凝土这两种材料的性能，才能较好地理解与解释实验现象。混凝土抗压强度高，抗拉强度低，因此结构构件处于承载力极限状态时，只考虑混凝土抗压，不考虑抗拉。混凝土由水泥、骨料、水等材料拌合而成，强度的离散性大，且混凝土的破坏属于脆性破坏，因此在确定其强度设计值时，材料分项系数取值较大。钢筋力学性能较好，抗拉强度高，在结构构件中主要承担拉力；在柱与双筋受弯构件中，也用于受压，其抗压强度与抗拉强度相当，但钢筋用于受压时，容易失稳，因此需要合理配置横向约束，即箍筋。钢筋及混凝土的应力-应变曲线是较为重要的，它是钢筋混凝土构件应力分析、建立强度和变形计算理论必不可少的依据。此外，还应熟悉钢筋和混凝土之间粘结力的相关知识，这是钢筋截断、锚固、弯起等构造措施的依据。
二、抓住教学主线
构件承载力计算是这门课程的重点，涉及到拉、压、弯、剪、扭等基本受力形式及其复合受力形式，但钢筋和混凝土均为弹塑性材料，且离散性大，因此无法根据先修力学课程采用纯理论的方法直接建立承载力计算公式。通常是在试验的基础上，引入合理的基本假定，画出应力图形，借助力学知识或回归分析等方法建立承载力计算公式（包括其适用条件），然后用于工程设计，对于计算公式中未考虑的一些不利因素，通过构造措施进行补充。因此，在承载力计算章节中，要牢牢抓住“试验现象分析―引入基本假定―画出应力图形―建立基本公式―进行工程设计”这一主线，其中试验与假定是基础，应力图形是关键，基本公式是结论，工程设计是目的[4]。值得注意的是，工程设计既包含计算，也包含构造措施。
在计算过程中，初学者往往习惯于联立解方程，实际上应用基本公式也是有主线可依的，如单筋矩形截面设计，按的步骤计算，思路清晰，每一步都可以检验适用条件。
三、进行对比分析
大多数教材将构件承载力计算分为多个章节，各章节之间看似没有联系，知识信息处于零散状态，学生学起来比较困难。教师需找出各章节之间的内在联系，对比讲解，便于学生掌握。
受弯构件中，单筋矩形截面较为简单，大多数学生能较好地掌握。与单筋矩形截面相比，双筋矩形截面在受压区配置了受力钢筋，图1（a）为双筋矩形截面，抵抗的极限弯矩为Mu。从受力的角度，可以将受压区的混凝土和钢筋分开，并配置相应的受拉钢筋，如图1（b）、（c）所示，其中图1（b）为单筋矩形截面，抵抗的极限弯矩为M1，图1（c）为纯钢筋部分，抵抗的极限弯矩为M2，根据叠加原理，有Mu=M1+M2。
四、引入案例教学
混凝土结构设计原理是一门实践性较强的课程，引入案例教学，可以增强学生对这门课程的认识和理解。设计案例应符合教学目标的要求、符合工程实际、符合混凝土结构设计的发展趋势[5]，有一定的启发性和适用性。根据学生的实际情况合理设置案例的难度，选择现实生活中关心或常见的问题，可以提高学生的兴趣，使教学效果更好。在实施案例教学前，需要学生准备好相应的理论知识。呈现案例后，应明确要解决的问题。然后，寻找解决问题的方法，这是案例教学的核心部分，教师应当做适当的引导，对于学生提出的解决方案，应进行点评与总结，并对案例进行拓展与深化。案例教学过程中的重点在于学生的思路与讨论的质量，结果可以是多样化的。
五、培养实践能力
混凝土结构设计原理的理论体系不完善，很多公式是由试验结果回归而成，实践性强，问题抽象，理解起来较为困难。培养实践动手能力对于学好这门课程大有裨益，对今后从事相关工作也奠定了良好基础。实践能力可以从以下几个方面着手：①现场观摩，安排学生参观建成或在建的混凝土结构，加强对梁、板、柱等混凝土构件的感性认识；②参与试验，本课程中涉及大量的试验，应尽可能让每位学生参与到试验过程中，若学校不具备这样的试验条件，可以通过观看试验录像，加强对各种构件破坏机理的理解；③编制计算程序，教材中有各种承载力计算的框图，按框图写出程序（采用Excel表格也可以），可以加深对本课程的理解，也为毕业设计奠定了一定的基础；④理论联系实际，在学习相关内容后，可以让学生寻找相关破坏的工程实例，并分析其原因，具备这种能力后，毕业后可以较迅速地适应相关的工作。
六、板书与多媒体并重
当前，大多数教师习惯于采用多媒体进行教学，这种教学手段形象、信息量大，可以较好地调动学生学习的兴趣，加深对所学知识的理解。混凝土结构设计原理这门课程，涉及到大量的实验现象，大多数学校不具备开展各类型构件破坏试验的条件，但可以通过图文、录像资料重现试验过程，增加学生的感性认识，将枯燥的内容变得生动起来，再结合老师讲解，就能较好地理解实验过程中所蕴含的力学知识。但对于大量的公式推导，在黑板上一步步演示推导过程，可以加强学生对公式的理解和记忆。总之，在教学过程中，合理的结合板书和多媒体，可以提高学生的学习积极性，提高教学效果。
通过在上述几个方面的努力，这几年的教学效果逐渐提高，在今后的教学中，还需要在创新教育教学方法，培养实践动手能力，增强概念设计意识等方面进行进一步探索，进一步提高教学水平和教学效果。
参考文献：
[1]沈蒲生，梁兴文.混凝土结构设计原理（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2012.
[2]关萍.《混凝土结构设计原理》课程建设[J].大连大学学报，2010，（5）：116-118.
[3]李书进，沈少波.混凝土结构课程教学探讨[J].建筑结构，2008，38（9）：204-206.
【关键词】高层建筑；混凝土结构设计；要点；特点；注意事项
城市化进程的加快，使得高层建筑已成为城市建设的重要组成部分。混凝土结构作为现代化城市发展的一种客观成果，在建筑业发展过程中起着重要的作用。以下就高层建筑混凝土结构设计进行探讨分析。
一.高层建筑混凝土结构设计要点
1、结构选型。建筑结构选型时需要考虑三方面的问题：结构规则性问题、结构超高问题以及嵌固端设置问题。高层建筑的结构规范新旧版本有着很大的不同，在新规范中，对于结构的限制条件也有所增加。并且，新规范明文规定建筑不应采用严重不规则的设计方案。因此，结构工程师需要在执行新规范时多注意不同之处，避免施工设计时处于被动状态。建筑结构的总高度在抗震规范以及高度规范当中都有着严格的限制，新规范中对于超高问题有了新的规定，增加了除了a级高度建筑以外的b级高度建筑。所以在进行结构选型时需要注意控制超高问题。高层建筑往往带有地下室，因此结构设计工程师需要对嵌固端设置进行重视。
2、概念设计.为了保证高层建筑结构具有良好的抗震能力，需要设计人员在设计时采用结构概念设计。这种设计方式对建筑师以及结构设计师有很高的要求，必需严格地遵守结构概念设计的规范规程以及各项规定，设计过程中需要对建筑结构进行全面的分析，不能仅仅依靠计算来进行设计。在进行结构体系设计时，需要对结构选型以及平面布置的规律提高重视程度，选用具有较好的抗震能力以及抗风性能，并且经济性较高的结构类型，并要对结构进行计算简图的设计，保证结构的地震力有合理的传递，并保证在两个主轴方向有相近的动力特性。另外，概念设计可以保证高层建筑受到中等级地震后可以通过修复继续使用，而在遇到高等级地震时可以保证不倒。为保证“中震可修，大震不倒”的目标，需要专家对设计提出具体指标，对建筑的稳定性以及弹性进行完善的设计。
二、高层建筑混凝土结构设计的特点
1、结构应具有良好的延性。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。建筑结构的耐震主要取决于结构的承载力和变形能力两个因素。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免高层建筑在大震下倒塌，必须在满足必要强度的前提下，通过优良的概念设计和合理的构造措施，来提高整个结构、特别是薄弱层（部位）的变形能力，来保证结构具有足够的延性。因此，在结构设计中应综合考虑这些因素，合理设计，使结构具有足够的强度、适宜的刚度、良好的延性。
2、侧向力的把握。在建筑结构、侧向力已成为结构形变，同时内部结构发生变化的主要影响因素，如无论是民用建筑还是在高层建筑，所有在自重、雪活荷载和负荷、负荷力，再加上风、地震和力水平影响都会作用在结构上，水平荷载内力和位移逐渐增加，因此水平荷载和地震力是主要的控制因素。
3、建筑结构的刚度适宜性。随着建筑的高度的不断增长、侧向位移较大的高层建筑越来越多。因此，在高层建筑设计中，不但结构强度的要求非常重要，也不能忽视结构的适用性，确保了结构的合理振动频率、控制水平层位移。
三、高层建筑混凝土结构设计注意事项
高层建筑设计从体系选择、平面布置、竖向布置、抗震概念设计无一不体现设计师的水平，下面叙述几个需注意的问题。
1、结构体系选择。结构体系的选择，应从建筑、结构、施工技术条件、建材、经济等各专业综合考虑。结构的规则性问题。规范在这方面有相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此，结构工程师在遵循规范规定上必须格外注意，避免后期施工图设计阶段工作的被动。结构的超高问题。在抗震规范与高规中，对结构总高度都有严格限制，除将原来的限制高度设定为A级高度建筑外，还增加了B级高度建筑，因此，必须对结构高度严格控制，一旦结构为B级高度建筑或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。
2、侧向位移的限值。高层建筑结构的水平位移随着高度增长而迅速变大，为防止位移过大，规范对顶点位移和层间位移都作了限制。控制顶点位移u/h的主要目的是保证建筑内人体有舒适感和防止房屋在罕遇地震时倒塌。但控制房屋在罕遇地震时倒塌与否的条件是结构极限变形能力而不是u/h限值。另外，为使结构具有较好的防倒塌能力，应在结构计算中考虑相关效应。控制层间位移u/h的主要目的是防止填充墙、装饰物等非结构构件的开裂和损坏。
3、设置缝隙。高层结构设计中重要的构造措施是设置温度伸缩缝、沉降缝、防震缝。温度伸缩缝，其影响因素很多，规范用规定结构伸缩缝的最大间距来控制，还规定了最大间距宜适当减小和适当放宽的情况，应根据实际工程的具体情况执行相关条文。如北京朝阳商业中心等工程地上结构长度均超过100米，由于采取了可靠措施，也未设温度伸缩缝而效果良好。沉降缝由于同一建筑物中各部分基础显著的沉降差产生，在设计中，通常用“放”、“抗”、“调”等办法解决，即设沉降缝、采用刚度大的基础、调整各部分基础形式或施工顺序。目前，广州、深圳等地多采用基岩端承桩，主楼、裙房间不设缝；北京的高层建筑则一般采用施工时留后浇带的做法。设计师应在实际中灵活掌握。防震缝在规范中有明确规定，但应据实际情况适当放宽或缩小。
4、高层建筑结构设计中的扭转问题。建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心，在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用发生扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能使建筑物做到三心合一。在水平荷载作用下，高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀，减轻结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简面形式。在某些情况下，由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制，高层建筑不可能全部采用简面形式，当需要采用不规则L形、T形、十字形等比较复杂的平面形式时，应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内，同时，在结构平面布置时，应尽可能使结构处于对称状态。
四、结束语
在现代建筑过程中，需要严格对高层建筑混凝土结构进行设计，从而确保建筑工程的质量。随着城市的不断发展以及人口密度的增加，近些年我国的高层建筑也越来越多。由于混凝土施工简便且成本较低，在我国的建筑行业中得到了广泛的应用。
参考文献：
[1] 李善雷.高层建筑混凝土结构优化设计的探讨[J].科技风，2011（4）：156.