引論：我們為您整理了13篇混凝土結構設計案例范文，供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發您的創作靈感，讓您的文章更具深度。

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為了全面貫徹落實教育部提出的關于“卓越工程師教育培養計劃“的重大項目，全面提高學生的動手實踐能力和創新能力，許多高校在教學模式和教學內容上作了相應的調整，旨在培養出一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的各種類型的高質量工程技術人才。

一、案例教學緣起

隨著教學的不斷摸索，提出了案例教學法的教學方法。案例教學以學生對案例的運用和討論為特點，幫助學生掌握對實際問題進行分析和反思的方法，重在提高學生的認知水平和解決問題的能力，并發展學生的創新精神，是培養富有分析研究能力和解決實際問題能力及團隊合作精神的高素質人才的一條重要途徑。案例教學法始創于19世紀70年代哈佛大學法學院，最先運用于法學和醫學教學，其后被運用于其它領域。

《混凝土結構設計原理》是土木工程專業的一門重要專業基礎課，是一門基于試驗和理論研究來指導工程應用的課程。將案例教學法引入到鋼筋混凝土結構設計原理教學中，可以使學生對該門課程具有更好的理解和認識，使得他們在今后的工作中遇到相關的問題，可以更好地運用相關的理論知識分析和解決問題。

二、案例教學原理

案例教學法是根據教學目標的需要，以案例為基本素材，把學生帶入特定的事件情景中，進而識別問題、分析問題和解決問題，其最根本的內容就是案例的選取和使用，這也是案例教學區別于其它方法的關鍵。案例是案例教學的核心，離開了案例，案例教學就無從談起。作為案例教學中的案例，應具有以下幾個基本特征：

（1）真實性。對于一個工科課程，案例可以幫助學生認識并了解工程實際情況，加強學生對工程實踐的體驗和感受。因此，案例應取材于工程實際，它是真實發生的，而不是憑空想象和杜撰出來的。

（2）典型性。并不是所有的事例都可以作為案例，案例是具有一定代表性的典型事例，代表著某一類事物或現象的本質屬性。案例要能夠涵蓋眾多理論知識，使學生可以掌握有關的原理和方法，同時要考慮學生知識水平和能力，使教學內容和學生基礎相適應。

（3）規范性。教學案例的選取與設計要注意將相關的行業規范貫穿其中，使案例教學成為對學生進行行業相關規范、規程的學習過程，使得學生在今后的工作中能夠重視規范的重要性。

（4）啟發性。案例應該能夠引入深思，啟迪思路，進而深化教學內容，并能留給學生必要的想象和自主發揮空間。

（5）實用性。案例教學的目的是解決問題，使學生掌握的知識有用武之地。因此，任何案例都不可信手拈來，需要經過充分的篩選、比較、論證，選取最精華的東西，使案例教學取得實效。

三、案例教學方法

1.案例研究法

這種方法是芝加哥大學首先開發使用的，所以又叫芝加哥研究法。其實施過程是：首先給學生分發案例，讓他們進行閱讀，然后學生和教師一起站在客觀的、公正的和旁觀者的角度，討論發生這樣事情的原因，深入分析，從中找出一般規律。

2.案例分析法

也被稱為哈佛教學法，所使用的案例多是現實中發生的復雜問題，其主要目的在于提高學生解決問題的能力和判斷力，重點放在解決問題的過程上。參與者要扮演案例中的角色，以達到身臨其境進行分析和決策的效果。哈佛的案例教學有三類：①問題評審型，即給出問題和解決問題的方案，讓學生去評價；②分析決策，即不給出方案，要求學生通過討論分析提出決策方案；③發展理論型，即通過案例發現新的理論生長點，發展并不斷完善理論體系。

四、鋼筋混凝土結構設計原理教學中的案例教學過程

以“鋼筋混凝土結構設計原理”課程中“混凝土梁的受彎破壞及影響因素”為例，講述本課程案例教學的使用過程。

1.課前案例教學準備

案例教學的成功與否取決于教師與學生的共同努力，需要師生之間的參予和配合。學生在學習本章節之前，首先形成感性知識，激發學習興趣。教師要熟悉案例，仔細研究案例內容以及與之相關的教科書中相關章節課程的內容，通過案例分析，使學生學習和掌握那些原理和知識。其次，要組織學生到工地現場實地觀察，調查鋼筋混凝土梁破壞形式，尤其對于一些已建建筑物，要調查鋼筋混凝土梁在荷載作用下的彎曲變形形狀、裂縫分布特點及鋼筋銹蝕情況等相關內容。

該階段教學目的：利用課間業余時間展示工程現狀，這些具體、直觀、形象的信息，能有效幫助學生形成感性知識，激發他們的學習興趣，活躍課堂氣氛，啟發他們提出各類問題，調動他們積極主動地探求此類工程問題的解決方案。

2.課內案例教學組織與實施

課內的教學要注意以引導學生為主進行討論，而不是由教師為主進行講授。教師要認真傾聽學生的發言，善于發現和捕捉他們發言中的閃光點，及時調動他們的積極性。學生以實際工程為載體，分析工程場地和具體工程參數對混凝土梁破壞的影響，探討如何解決工程實際問題。教師要通過文字、公式推導等方式，引導學生去論證梁破壞的產生原因以及如何預防類似問題發生，這樣可以使學生考慮不同參數對梁的影響。

該階段的目的：以濃厚的工程氛圍、嚴謹的工程語言，向學生傳遞實際工程信息和工程急需解決的問題，增強學生的工程意識、解決工程問題的責任心，集中學生的注意力。同時，讓學生對一些概念有一個理性認識，這樣更便于理解記憶。

3.課后案例教學的總結評析

課后案例的總結和反思是提高案例教學質量的重要措施之一。對于案例中涉及的重要知識點，可以通過課堂講解掌握，而對于其他知識點，則指導學生通過自學去熟悉或了解。學生通過相關案例的學習，可以構建一定的理論知識體系，通過課后案例教學的反思，加深對理論知識的理解與記憶。最后，通過實驗室的鋼筋混凝土梁加載試驗，可以驗證課本的理論知識與實際發生是否一致，讓學生對課本的理論知識進一步加深認識。

通過對理性知識的簡單運用與加深。重新審視本章節內容能夠解決的工程問題，給學生以啟發和引導，通過討論指出解決問題的思路與方向。通過這樣的案例分析，可以培養學生獨立思考的習慣和解決工程問題的意識與能力，培養學生的團隊協作精神，增強學生的實際工程現場意識，及其對課程理論知識的再認識。

五、案例教學的應用效果

案例教學法在鋼筋混凝土結構設計原理課程中的使用，可以大大提高學生主動分析并掌握問題重點的能力，強化學生獨立思考問題的能力，可以通過不斷的探討，使得學生在分析問題、解決問題能力方面得到提高。另外，還可以使學生加深對現實工程情況的了解，通過互相溝通，培養和發揚團隊精神。

案例教學法同樣可以提高教師的綜合業務能力。課程的教學改革，要求授課教師必須具備“雙師資格”（教師資格和工程師資格）。授課教師應該根據專業特點，在具備扎實的理論知識的基礎上，投身工程實踐，通過工程實踐把自己鍛煉成合格的工程師，以便于更好地投入到教學工作中。

案例教學的重點就是對于案例的選取與使用，建立的案例要能覆蓋足夠多的知識點。同時，要具有合適的規模，這樣才能恰到好處。要鼓勵教師進行案例教學法，這對于絕大多數教師來說，是一種相對新穎的教學方法，一時無法讓更多的教師接受，這就需要教師改變傳統思想，接受新的教學理念。最后，案例教學的使用改變了傳統的教學方式，可以大大提高學習效率。

參考文獻：

[1]郭德紅.案例教學：歷史、本質和發展趨勢[J].高等理科教育，2008，（1）.

[2]周云等.案例教學在“計算機軟件技術基礎”課程中的嘗試[J].高等教學研究學報，2007，30（3）.

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混凝土結構設計原理是土木工程專業重要的專業基礎課，在專業教學中具有承上啟下的作用，先修課程有建筑制圖、土木工程材料、理論力學、材料力學、結構力學等，對后續的混凝土結構設計、高層建筑結構設計等課程的學習有重要影響，也是課程設計、畢業設計等實踐環節的重要基礎。課程內容涉及混凝土結構材料的基本性能，構件承載力計算，構件的裂縫、變形和耐久性以及預應力混凝土構件設計[1]。

混凝土結構設計原理這門課程，具有材料的不確定性、解答的多樣性、設計的綜合性等特點[2]，課程內容中的實驗現象多、假定多、概念多、公式多、系數多、條件多、構造要求多，且邏輯性、系統性差，較為零散[3，4]，但理論性與實踐性較強，與先修課程相比差異性大，導致教師教起來不易、學生學起來困難。筆者結合近幾年的教學，在以下幾個方面進行了一些思考和實踐，取得了較好的效果。

一、熟悉材料性能

鋼筋混凝土由鋼筋和混凝土兩種物理、力學性能很不相同的材料組成，只有熟悉鋼筋和混凝土這兩種材料的性能，才能較好地理解與解釋實驗現象。混凝土抗壓強度高，抗拉強度低，因此結構構件處于承載力極限狀態時，只考慮混凝土抗壓，不考慮抗拉。混凝土由水泥、骨料、水等材料拌合而成，強度的離散性大，且混凝土的破壞屬于脆性破壞，因此在確定其強度設計值時，材料分項系數取值較大。鋼筋力學性能較好，抗拉強度高，在結構構件中主要承擔拉力；在柱與雙筋受彎構件中，也用于受壓，其抗壓強度與抗拉強度相當，但鋼筋用于受壓時，容易失穩，因此需要合理配置橫向約束，即箍筋。鋼筋及混凝土的應力-應變曲線是較為重要的，它是鋼筋混凝土構件應力分析、建立強度和變形計算理論必不可少的依據。此外，還應熟悉鋼筋和混凝土之間粘結力的相關知識，這是鋼筋截斷、錨固、彎起等構造措施的依據。

二、抓住教學主線

構件承載力計算是這門課程的重點，涉及到拉、壓、彎、剪、扭等基本受力形式及其復合受力形式，但鋼筋和混凝土均為彈塑性材料，且離散性大，因此無法根據先修力學課程采用純理論的方法直接建立承載力計算公式。通常是在試驗的基礎上，引入合理的基本假定，畫出應力圖形，借助力學知識或回歸分析等方法建立承載力計算公式（包括其適用條件），然后用于工程設計，對于計算公式中未考慮的一些不利因素，通過構造措施進行補充。因此，在承載力計算章節中，要牢牢抓住“試驗現象分析―引入基本假定―畫出應力圖形―建立基本公式―進行工程設計”這一主線，其中試驗與假定是基礎，應力圖形是關鍵，基本公式是結論，工程設計是目的[4]。值得注意的是，工程設計既包含計算，也包含構造措施。

在計算過程中，初學者往往習慣于聯立解方程，實際上應用基本公式也是有主線可依的，如單筋矩形截面設計，按的步驟計算，思路清晰，每一步都可以檢驗適用條件。

三、進行對比分析

大多數教材將構件承載力計算分為多個章節，各章節之間看似沒有聯系，知識信息處于零散狀態，學生學起來比較困難。教師需找出各章節之間的內在聯系，對比講解，便于學生掌握。

受彎構件中，單筋矩形截面較為簡單，大多數學生能較好地掌握。與單筋矩形截面相比，雙筋矩形截面在受壓區配置了受力鋼筋，圖1（a）為雙筋矩形截面，抵抗的極限彎矩為Mu。從受力的角度，可以將受壓區的混凝土和鋼筋分開，并配置相應的受拉鋼筋，如圖1（b）、（c）所示，其中圖1（b）為單筋矩形截面，抵抗的極限彎矩為M1，圖1（c）為純鋼筋部分，抵抗的極限彎矩為M2，根據疊加原理，有Mu=M1+M2。

四、引入案例教學

混凝土結構設計原理是一門實踐性較強的課程，引入案例教學，可以增強學生對這門課程的認識和理解。設計案例應符合教學目標的要求、符合工程實際、符合混凝土結構設計的發展趨勢[5]，有一定的啟發性和適用性。根據學生的實際情況合理設置案例的難度，選擇現實生活中關心或常見的問題，可以提高學生的興趣，使教學效果更好。在實施案例教學前，需要學生準備好相應的理論知識。呈現案例后，應明確要解決的問題。然后，尋找解決問題的方法，這是案例教學的核心部分，教師應當做適當的引導，對于學生提出的解決方案，應進行點評與總結，并對案例進行拓展與深化。案例教學過程中的重點在于學生的思路與討論的質量，結果可以是多樣化的。

五、培養實踐能力

混凝土結構設計原理的理論體系不完善，很多公式是由試驗結果回歸而成，實踐性強，問題抽象，理解起來較為困難。培養實踐動手能力對于學好這門課程大有裨益，對今后從事相關工作也奠定了良好基礎。實踐能力可以從以下幾個方面著手：①現場觀摩，安排學生參觀建成或在建的混凝土結構，加強對梁、板、柱等混凝土構件的感性認識；②參與試驗，本課程中涉及大量的試驗，應盡可能讓每位學生參與到試驗過程中，若學校不具備這樣的試驗條件，可以通過觀看試驗錄像，加強對各種構件破壞機理的理解；③編制計算程序，教材中有各種承載力計算的框圖，按框圖寫出程序（采用Excel表格也可以），可以加深對本課程的理解，也為畢業設計奠定了一定的基礎；④理論聯系實際，在學習相關內容后，可以讓學生尋找相關破壞的工程實例，并分析其原因，具備這種能力后，畢業后可以較迅速地適應相關的工作。

六、板書與多媒體并重

當前，大多數教師習慣于采用多媒體進行教學，這種教學手段形象、信息量大，可以較好地調動學生學習的興趣，加深對所學知識的理解。混凝土結構設計原理這門課程，涉及到大量的實驗現象，大多數學校不具備開展各類型構件破壞試驗的條件，但可以通過圖文、錄像資料重現試驗過程，增加學生的感性認識，將枯燥的內容變得生動起來，再結合老師講解，就能較好地理解實驗過程中所蘊含的力學知識。但對于大量的公式推導，在黑板上一步步演示推導過程，可以加強學生對公式的理解和記憶。總之，在教學過程中，合理的結合板書和多媒體，可以提高學生的學習積極性，提高教學效果。

通過在上述幾個方面的努力，這幾年的教學效果逐漸提高，在今后的教學中，還需要在創新教育教學方法，培養實踐動手能力，增強概念設計意識等方面進行進一步探索，進一步提高教學水平和教學效果。

參考文獻：

[1]沈蒲生，梁興文.混凝土結構設計原理（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2012.

[2]關萍.《混凝土結構設計原理》課程建設[J].大連大學學報，2010，（5）：116-118.

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1 課程特點

（1）課程綜合性很強，要求學生具備扎實的數學和力學基礎知識。

鋼筋混凝土結構設計原理的教學內容從材料的力學性能入手，然后研究基本構件的承載特性和破壞特征。由于混凝土是由水泥、骨料和水攪拌經凝結硬化而形成，因此，混凝土材料的離散性大，力學性能較為復雜，相應的材料參數具有不確定性。為了獲得混凝土材料及其構件的強度設計值，需要學生掌握概率論與數理統計相關的數學知識，理解極限狀態設計方法。在分析構件基本受力過程中，雖然混凝土材料不是均質且非各向同性材料，但仍采用了材料力學分析問題的方法。因此，需要學生具有扎實的數學與力學基礎。

（2）理論與工程實踐相結合，需要培養學生的工程素質。

鋼筋混凝土結構基本原理是一門由理論向工程實踐轉化的學科，也是學生第一次接觸理論與工程實踐都很強的課程。在教學過程中，學生經常有解決問題的結果為什么不是唯一的困惑。因此，需要讓學生明白，影響一個實際工程的參數很多。在滿足《鋼筋混凝土結構設計規范》的前提條件下，很多參數的選取具有一定的主觀性和經驗性。因此，需要在課程教學中，建立學生的工程概念，培養他們的工程素質。

（3）涉及內容多，知識覆蓋面廣。

鋼筋混凝土基本原理內容主要包括：材料特性、構件的承載性能、理論分析、構件設計計算等四個部分。在材料特性中，不僅要掌握混凝土的力學特性，也要掌握其非力學特性，如收縮與徐變。構件的承載性能中，由于混凝土的離散性及脆性特征、鋼筋與混凝土2種材料的配比，以及荷載的加載方式，都會影響著構件的承載性能。通過分析構件的承載性能，建立合理的力學計算模型，進行理論分析，推導出構件的設計計算理論。并與實驗結果相對比，并考慮工程的安全性及舒適性，最終落實到工程實踐中。因此，鋼筋混凝土基本原理涉及內容多，體系龐雜。

2 課堂教學探討

（1）采用案例法，梳理混凝土結構設計原理的內容。

案例教學法是以學生對案例的運用和討論為特點，幫助學生掌握對實際問題進行分析和反思的方法，重在提高學生的認識水平和解決問題的能力。其教學方法是根據教學目標的需要，以案例為基本素材，把學生帶入特定的事件情景中，進而識別問題、分析問題和解決問題，其最根本的內容就是案例的選取和使用，這也是案例教學區別于其它方法的關鍵。其特點有：真實性、典型性、規范性、啟發性和實用性。

（2）樹立正確的設計觀念，培養工程素養。

在剛開始講授鋼筋混凝土結構設計基本原理課程時，學生的概念里仍然是任何問題都只有唯一的精確理論解，學生只會解答嚴格給出條件的問題，但條件設定不完全時，學生往往會無法下手。面對鋼筋混凝土結構基本原理，學生總會設法找到設計結果的唯一性與精確性。這就需要授課老師回答正確的設計觀念。設計是從未知到已知，包括收集資料，方案比較，計算分析，結果評價，反復修改。在收集資料過程，使用材料的屬性只能估算；結構方案分析時，只能進行結構的近似分析；建筑結構物上承受的外荷載并不能準確得知。因此，設計也是一項綜合性的創造性工作，設計不是一次就能成功的。它是一個尋求最佳解的過程。由于材料屬性的離散性和外荷載的不確定性等因素的影響，使得設計結果答案不唯一，但有好壞之分。通過對設計概念的講解，讓學生明白設計一個工程與做一道數學題的區別，從而培養他們的工程素養。

（3）系統介紹研究思路，幫助學生理解實驗性結果的科學性。

與材料力學課程比較，鋼筋混凝土結構的基本理論是建立在大量的試驗數據曲線擬合的基礎上，構件的設計計算內容是建立在實驗和工程實踐基礎上的，故存在很多經驗系數和經驗公式。這可能使得學生懷疑這門學科的科學性，難以讓學生找到學習這門課的方法。因此，需要老師系統地介紹以概率理論為基礎的設計理論方法。針對一個未知的領域，解決問題的主要思路分為以下幾個步驟：①首先通過大量的實驗，觀察實驗現象，找到問題的主要影響因素；②建立合理的數學力學計算模型；③以相關力學理論為基礎，建立相應的設計計算方法；④將理論結果與對實驗經果進行認真對比分析，尋找結果差異的原因；⑤以工程實際需求為目標，對設計計算方法進行修正。然后以某一構件（如抗扭構件）的設計計算理論為例，來講解其設計方法。這就使得學生易于理解規范中的相關構造要求，以及設計參數的上下限值（如最小和最大配筋率）。

（4）注重歸納總結，加強教學的邏輯性

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《混凝土結構設計原理》是土木工程專業的專業基礎課，也是一門必修學位課程，是一門實踐性很強與現行的規范、規程等有關的課程，不僅要培養學生的工程素養，也要培養學生的工程設計能力。

1.課程在土木工程專業的定位和執業資格考試對課程教學的要求

本課程主要研究的是混凝土基本構件的承載能力極限狀態和正常使用極限狀態的設計方法及梁板結構的設計方法。其分析和解決問題的方法，是后續設計類專業課進行設計的基礎，同時對于向其它學科和工程領域擴展也十分必要。

在注冊結構工程師考試中本課程占有非常主要的地位，分別出現在一級注冊結構師基礎和專業考試和二級注冊結構師專業考試中。其中一級注冊結構師基礎考試是放在結構設計課程中，占4～5題，二級注冊結構師專業考試是以一門課程形式出現，占20題，考試內容涵蓋了《混凝土結構設計原理》中從鋼筋混凝土構件至預應力混凝土構件的所有知識點，這些都是人才培養和執業資格考試對課程教學的要求。

2. 課程教學中存在的問題

（1）教學內容上偏重公式的講解和應用而不重視基本概念和構造措施的理解，不注意 結合規范，沒有使學生養成查閱規范的好習慣；（2）教學手段上單一枯燥，以注入式教學為主，不能很好地調動學生學習的主動性和積極性，教學效果不好；（3）教學過程中雖然聯系了一些實際工程，但只是泛泛介紹，學生感覺比較空洞，實際工程能力偏低，即使完成了課程設計，但教學效果并不理想【1】。

3. 教學改革措施

根據本課程要求及特點，結合應用型人才培養的要求，針對課程教學中存在的問題，從優化重組教學內容、改進教學方法、改進實踐教學方法三個方面著手。

（1） 根據教學大綱，結合規范和執業資格考試要求優化重組教學內容

根據我院"雙證通融"的土木工程卓越工程師培養計劃修訂的2014版人才培養大綱，優化重組教學內容首先應考慮加強學生對基本概念的理解，正確理解基本概念是掌握設計

理論，靈活運用計算方法的前提；其次加強對設計規范的學習，根據2011年開始執行的《混凝土結構設計規范》（ GB50010 -2010），教師在講解時應注意新舊規范的不同，加強學生對規范條文的學習和理解，學會如何查閱規范；再次，加強部分內容的講解，這里主要指的是兩部分內容，一是構造措施的講解，學生對基本公式比較容易理解，但在應用時往往將構造措施丟掉了，如在確定縱向鋼筋的根數時忽略了對其直徑、級別及間距等要求，計算是正確的，但結果卻是錯誤的；二是加強對重點章節的講解，如基本構件設計中，受彎構件和受壓構件設計應重點講解【2】；最后，注意與執業資格考試內容相結合，執業資格考試側重于從知識結構、專業體系和某一學科自身的系統性來設計每一道考題，講解時應注意知識的系統化、理論化。

（2）改進教學方法

教師在教學過程中應重視改進教學方法，應引入反復教學法、啟發式、案例教學法等多種課堂教學形式以激發學生的學習樂趣和積極性。對重點內容應采用反復教學法，如結構設計原理，應在基本構件設計的每章中重復講解，加深學生對其的理解；對于概念原理多的內容，采用啟發式教學方法，培養學生分析問題、解決問題的能力，激發學生的自主學習熱情，提高學習興趣，而且通過對解決問題方法的探索，可以激發學生的創造熱情，培養創新能力；案例教學法目前已廣泛運用在土木工程專業課中，通過對實際案例的研究、分析、學生討論及課后總結評析，提高學生主動分析并掌握問題重點的能力， 強化學生獨立思考問題的能力， 另外， 還可以使學生加深對現實工程情況的了解，通過互相溝通， 培養和發揚團隊精神。

（ 3） 實踐教學方法的改進 實踐教學在應用型人才培養中占有重要的定位，是培養學生工程實踐能力的重要教學環

節。應從以下幾點改進實踐教學：為增強學生對土木工程結構的空間想象力，可將實體模型引入課堂教學，提高學生對土木工程體系概念的整體思維能力和空間想象力；課程設計可采用真題真做和假題真做相結合，務必做到一人一題，達到鍛煉學生分析問題解決問題的能力；鼓勵學生積極參加結構競賽，提高學生綜合運用知識的能力，培養學生的創新能力。

綜上所述，通過以上教學改革措施，能有效提高混凝土結構設計原理課程教學質量，達到應用型人才培養目標。

參考文獻：

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1某廠房使用鋼與混凝土組合結構的優勢

鋼與混凝土組合結構是當前我國建筑結構設計所采取的主要技術之一，由于該廠房框架上需要安裝多個電機，而且車間機械噪音比較大，形成的震動會對廠房的整體質量產生影響，根據以往的案例，此種作業模式對廠房的使用壽命會形成嚴重的影響，因此該廠房使用鋼與混凝土組合結構具有以下優勢:(1)起到很好的抗震效果，鋼與混凝土結構具有很好的延伸性和吸收性，在外界震動負荷力的作用下，通過鋼與混凝土組合的性能可以緩解震動隊廠房的影響，從而起到良好的抗震效果，更為重要的是通過此種結構設計能夠提高廠房的穩定性;(2)耐火性。工業廠房設計必須要考慮火災因素，由于鋼與混凝土結構中的混凝土具有較高的熱容量，因此一旦出現火災混凝土就能吸收這些熱量，從而降低因為火災而對廠房構成的影響;經濟性強。經濟性一方面體現在使用壽命上，另一方面體現在成本費用上。由于鋼與混凝土結構設計一定程度上減少了鋼筋的使用量，但是其整體質量卻沒有降低，反而增強了，因此準確的使用鋼與混凝土組合結構可以有效地為工業企業減少費用支出，延長了廠房的使用壽命。

2某廠房鋼與混凝土組合結構設計

該廠房鋼與混凝土組合結構主要包括:(1)橫向框架。橫向框架是整體廠房的主要承重結構體系，其需要承受各種外界負荷力的作用，保證廠房的整體結構穩定性，一般由柱、和屋架以及屋蓋橫梁等構成;(2)屋蓋結構，屋蓋結構主要是承擔屋蓋所帶來的負載，例如橫梁、托架等等;(3)支撐體系。支撐體系也是廠房的主要組成部分，其主要是防止廠房出現傾斜、垮塌等現象。因此該廠房的設計:

①荷載計算設計。由于該廠房的車間頂蓋采取的是鋼網架結構，安裝通風的天窗，因此需要對荷載進行計算，以此確定具體的施工方案。荷載系數取用荷載風壓的1.0，基本的風壓為0.62kN/m2。荷載計算:屋頂蓋部分:靜載有彩鋼和網架，是1.40kN/m2，活載為0.9kN/m2;吊車:最上層的吊車荷載主要對作用于柱上，其荷載為Rmax=4289kN，Rmin=2699kN，水平剎車力在97.9kN。第二層吊車的荷載為Rmax=1360kN，Rmin=965kN，水平剎車力在29.5kN。最低下層吊車荷載為Rmax=989.5kN，Rmin=356.7kN，水平剎車力在12.9kN;風荷載:基本的風壓主要作用于柱的頂部，對其柱頂的荷載力為375kN，基本風壓在0.62kN/m2，風荷載在兩邊的柱底壓力為17.2kN/m和9.98kN/m;

②設縫問題設計。按照相關規定規范，鋼筋混凝土現澆框架結構伸縮縫的最大間接為55m，鋼筋混凝土剪力墻結構伸縮縫的最大間距為45m，根據工程的實際情況考慮，本設計方案選擇不設縫的施工方案，但是由于混凝土存在收縮問題，因此在具體的結構設計時可以從廠房建筑的中部框架部位從基礎頂面至屋面設置10m寬的后澆帶。同時為了保證質量，還需要在鋼框架子結構和混凝土墻體之間進行連接構造，具體可以通過連梁采用剛性連接或鉸接。具體的施工策略為:調整結構施工順序，先澆筑混凝土簡體，然后安裝鋼框架;用剛性連接的鋼框架梁柱節點;調整鋼管柱的長度等方式進行;

③截面形式及計算。鋼管混凝土組合柱結構的截面形式有3種，一種是圓鋼管混凝土結構，一種是矩形鋼管混凝土姐歐股，還有一種是多邊形鋼管混凝土結構。在廠房建設中使用最廣泛的就是矩形和圓形鋼管混凝土組合柱。圓形鋼管混凝土組合柱的強度和抗壓性是最符合廠房建設的，所以在該廠房車間建設中使用的就是圓形鋼管混凝土組合柱。在對廠房的排架進行計算時，采用的設計福軟件是中國建筑學院編制的鋼結構STS軟件，這種軟件在計算鋼管混凝土組合柱的截面時是根據CECS28B90計算的;

④柱腳設計。柱腳的鋼管應該使用封板進行封閉，這樣能夠減少柱和接面的壓力。從本案例中來看，封板和柱腳相連接的地方有勁肋，這是為了更好地提高柱腳的受力。而且，廠房中鋼材混凝土組合柱的柱腳有兩個杯口插入，在杯口處灌入混凝土，這樣有利于提高整個柱的受力荷載;

⑤鋼與混凝土組合結構的防火設計。常用的防火措施種類比較多，一般就是將構件利用保護材料進行包裹，以此延續構建的升溫速度，為滅火提供時間。基于本工廠的工作環境，本次的設計具體選擇的是膨脹型防火涂料保護法，此種方法能夠消除傳統發生火災時產生的有毒氣體的弊端。具體的設計是選擇由有機樹脂、發泡劑以及碳化劑等構成的厚度在5mm左右的涂料，一旦發生火災時，該涂料就會膨脹，形成比原來還要厚幾十倍的多孔碳質層，阻擋外部對內包構件的傳熱，便構件的耐火極限可達(O．5～1.5)小時;

⑥剪力墻子結構體系延性設計。在鋼框架一混凝土剪力墻混合結掏體系中，由剪力墻和剪力墻組成的筒體承擔了85%以上的水平剪力，應保證混凝土墻體具有足夠的延性，因此在連接處設置型鋼柱，既能有效防止裂縫的出現或展開，又能方便鋼結構的安裝，減少鋼柱與混凝土墻體之間的豎向變形差異產生的不利影響。設計時應考慮框架具有一定的抗剪承載能力，其值不宜小于帶框墻總剪力的20%。同時剪力墻軸壓比應根據結構的抗震設防等級確定。該廠房設計剪力墻軸壓比控制值按規范要求應小于0.6，以保證其延性。

3工業廠房鋼與混凝土組合結構設計的保障

實現對工業廠房與混凝土組織結構設計的優化必須要做好以下工作:一是要把握基本的鋼與混凝土組合設計原則，通過設計保證廠房使用壽命，強化對廠房的質量控制以及達到最優化的經濟目標，也就是在設計的過程中要綜合考慮建筑項目的全壽命期的成本和效益問題。只有把握上述的基本原則才能保證設計的方案具有價值;二是提高工業設計人員的綜合素質，提高他們的設計理念更新。鋼與混凝土結構設計是新型的設計方案，也是當前工業設計較為常見的一種技術，因此需要設計人員要把握設計的關鍵問題，強化質量管理意識和安全意識;三是加強施工管理。保證施工工序嚴格按照設計的要求進行，以此保證工業廠房的質量。通過對該廠房鋼與混凝土結構的性能檢測，通過設計提高了結構剛度，達到了良好的抗震效果，優化了建筑布局和空間的使用，更為重要是將降低了造價，提高了工廠的經濟效益，提升了工廠廠房的使用壽命。

參考文獻

篇6

1 引言

現澆鋼筋混凝土結構施工期間，由模板支撐與早齡期混凝土結構所組成的臨時承載體系是材料性能、結構形式、空間位置均隨時間變化的時變結構體系 (下文稱為施工時變結構體系)，是現澆鋼筋混凝土結構施工短暫狀況設計的對象。鋼筋混凝土結構施工期設計方法，A.M.EL-Shahhat, D.V.Rosowsky，W.F.Chen提出與建筑結構設計方法協調的分項系數方法。但對施工短暫狀況設計分析原則與模板支撐施工誤差的統計研究較少。本文通過理論分析和現場測試研究，探討現澆混凝土建筑施工短暫狀況設計分析原則。

2 現澆鋼筋混凝土結構施工短暫狀況的特性

2.1 施工期現澆鋼筋混凝土結構的受力特性施工期現澆鋼筋混凝土結構，是由模板支撐體系和早齡期混凝土結構組成的臨時承載體系，它承擔新澆樓板混凝土自重荷載和施工活荷載。假定模板支撐體系為線彈性，則施工時變結構體系中的每一層樓板可視為彈性地基上的連續板或梁，基于此，作者建立了施工時變結構體系分析的彈性支撐連續梁模型，其基本方程為：

式中：度 k0之比表示的彈性支撐連續梁的彈性特征值，即施工時變結構體系的彈性特征值，它是樓板混凝土齡期的函數。

式(1)是一個標準的 4 階常微分方程，直接求解即可獲得本層(i 層)樓板及支撐的內力。按式(2)對 i層彈性支座剛度0k 進行修正，以 i 層彈性支座內力作為 i-1 層彈性支撐連續梁的外力，求解時變結構體系中的結構構件的內力。

式中：iγ ――i 層彈性支撐連續板或梁支座剛度修正系數, i=1, 2, 3, m；iw ――i 層彈性支撐的支座位移；i−1w ――i-1 層彈性支撐連續板或梁支座位移;m――模板支撐設置層數。研究發現施工期現澆鋼筋混凝土結構各層樓板承擔的施工荷載具有波動特性；承擔最大施工荷載的樓層位置受施工時變結構體系的彈性特征值和拆模時間(頂層混凝土澆注后底層模板支撐拆除時間)影響的規律和樓板承擔的施工荷載隨施工時變結構體系的彈性特征值以及拆模時間而變化的規律。

b) 施工時變結構體系的彈性特征值 s=550

圖 1 標準層不同位置支撐內力時程

2.2 施工時變結構體系中模板支撐受力的均勻性

為考察模板支撐受力的均勻性，采用彈性支撐連續梁模型，分析了三層模板支撐體系，7 天施工周期，頂層混凝土澆注后第一天拆除底層模板支撐的時變結構，獲得了標準樓層模板支撐從支撐架設到拆除的一個施工循環內，不同位置支撐的內力時程，如圖 1 所示(圖中 D 表示單位面積樓板自重，并假定新澆樓板混凝土自重全部傳給支撐，圖中所有支撐內力的第一點均為 1(D))。從圖 1 可以看出，同一樓層不同位置支撐內力明顯不同。工程實測結果也表明了模板支撐受力的不均性。表 1 所示為三層模板支撐，7 天施工周期，頂層混凝土澆注后的第一天拆除底層模板的支撐施工方案下，某高層建筑施工期間標準層支撐承擔的最大荷載的實測統計分析結果。

表 1 某建筑模板支撐傳給樓板的最大荷載實測統計結果

3 現澆鋼筋混凝土結構施工短暫狀況設計驗算原則

3.1 早齡期混凝土結構承載力驗算

(1) 早齡期混凝土結構的承載能力

現澆鋼筋混凝土結構施工時變結構體系中的早齡期混凝土樓板，其抗力隨混凝土強度的增長而增長。假定在早齡期混凝土結構中，鋼筋不會發生粘結滑移破壞，根據施工條件和混凝土配合比確定早齡期混凝土強度的增長規律后，即可確定任一時間早齡期混凝土結構的承載能力：

式中：tR ――齡期 t 的混凝土結構的承載能力；28R ――混凝土達到 28 天后具有的極限設計承載力；cλ ――早齡期混凝土結構抗力增長百分率。也可以早齡期混凝土的參數直接用建筑結構設計的極限承載力公式計算。

(2) 靜荷載

施工期現澆鋼筋混凝土結構樓板承擔的施工靜荷載，按照施工時變結構分析確定。

(3) 活荷載施工期現澆鋼筋混凝土建筑施工短暫狀況設計驗算對象― 模板支撐臨時結構構件與混凝土永久結構構件，其有效承載面積差別大，宜按各類構件有效承載面積統計施工活荷載。根據對某工程模板支撐內力的現場實測結果分析，獲得作用于新澆混凝土樓板上的施工活荷載為：對于有效支撐面積 A ≤1m2的結構設計，施工活荷載標準值取 5.25kN/m2；對于有效支撐面積A ≥15m2的結構設計，施工活荷載標準值取

2.25kN/m2；當 1m2

A――面積，m2；Lq ――活荷載標準值，kN/m2。需要進行安全檢驗的樓板主要為施工時變結構體系中的底層樓板，其分擔的施工活荷載按照施工時變結構分析確定，獲得檢驗樓板上的施工活荷載效應CL 。

(4) 樓板承擔的施工荷載效應設計值對于施工期間現澆鋼筋混凝土結構施工時變結構體系的安全，目前多采用現行建筑結構設計安全度水平。根據樓板承擔的施工荷載比率 q 以及樓板承擔的施工活荷載，計算樓板可能承擔的施工荷載效應設計值 F：

式中：DFγ 、LCγ ――施工靜及活荷載分項系數，分別取 1.2 和 1.4；q――施工荷載比率；G――施工靜荷載效應(標準值)；CL ――施工活荷載效應(標準值)。(5) 樓板的承載力驗算根據上述分析，對于給定的施工方案，現澆鋼筋混凝土結構各樓板承擔的最大施工荷載呈有規律的波動特性，樓板的承載力驗算，應選擇其中的最不利的樓板以及標準層樓板進行分析。若 RFt≥ 則被驗算樓板早齡期混凝土結構是安全的，否則，樓板結構安全不能保證，應調整施工方案。

4 工程應用案例

案例 1：施工期現澆鋼筋混凝土樓板安全性檢驗

某現澆鋼筋混凝土結構，層高 3 米，樓板厚

110mm。采用三層模板支撐，5 天施工周期，頂層

混凝土澆注后第二天拆除底層模板支撐。圖 3 給出了施工期標準層典型樓板承擔的荷載效應時程以及樓板的抗力發展時程曲線。從圖中可以看出，施工期樓板的支座截面，即板邊承擔的施工荷載效應有時會超過樓板的抗力，因此，樓板會沿支座截面開裂。分析結果與樓板現場檢測開裂情況一致，表明該現澆鋼筋混凝土結構所采用施工方案不合理。

案例 2：模板支撐體系設計

某現澆鋼筋混凝土結構，混凝土樓板厚110mm(D=2.75 kN/m2)，層高為 4m，標準層施工采用三層模板支撐，選用φ48×3.5mm 鋼管模板支撐，支撐中設水平拉桿一道，有效承載面積設計為0.8m2。其承載能力分析如下：模板支撐承載面積：

An=0.8×1.121=0.897m2模板支撐承擔施工靜荷載標準值：

=0 .897×3.218×2.75=7.938kN

G= An×q×D

=0 .897×3.218×2.75=7.938kN

圖 3 施工期間典型樓板的荷載彎矩(內力)和開裂彎矩(抗力)的時程

新澆注混凝土樓板上的施工活荷載Lq 按5.25kN/m2取值，按照施工時變結構分析確定模板支撐承擔荷載，此處按樓板剛度，將施工活荷載按比例分配到時變結構體系中的樓板近似確定，兩層樓板分擔，底層支撐承擔 1/2，Lsq =2.625kN/m2。支撐承擔施工活荷載效應為：

根據式(5)計算出模板支撐壓力設計值為：N=12.82kN，彎矩設計值為 M =0. 68kN⋅m。模板支撐有效長度 1.8m，荷載初偏心距為53mm 。 支 撐 面 積 A=489mm2， 截 面 抵 抗 矩W=5080mm2，截面回轉半徑 i=15.8mm，長細比λ =114， ϕ =0.534，強度 f=205N/mm2。則模板支撐截面應力為：

滿足要求。

5 結語

對現澆鋼筋混凝土結構施工短暫狀況設計分析原理進行了研究，取得以下成果：

(1) 現澆鋼筋混凝土結構施工短暫狀況設計驗算，應采用早齡期混凝土結構驗算和模板支撐設計相結合，獲取最優施工方案。

(2) 基于現行建筑結構設計的基于概率統計原理的極限狀態方法，建立早齡期混凝土結構驗算和模板支撐設計的分項系數方法。

(3) 根據理論分析和工程測試成果，給出了施工荷載統計參數和模板支撐施工誤差統計參數。

參考文獻：

篇7

近年來，我國土木工程建設進入了高速發展的新時期，工程建設的投資與規模日益擴大，結構新材料和新體系不斷涌現并得到廣泛應用，工程建設的難度和創新性不斷提高。[1]這給土木工程專業學生的專業素質提出了更高的要求，學生在學好傳統基礎理論知識的同時，還要不斷補充新的知識，更重要的是要提高綜合分析能力，增強發散性思維素質，具備創新精神。在這一重要的歷史時期，如何提高學生分析解決問題的能力以及創新精神，是土木工程專業教學的重要任務。本文結合長沙理工大學結構設計原理課程群的教學實踐，以國家級精品課程和國家級精品資源共享課為實踐平臺，融知識傳授、能力培養、素質提高為一體且協調發展的教學體系，對教學過程進行改革，探索以培養學生分析解決問題和創新探索精神的教學新模式。

一、以學生為主體，培養學生的創新精神

高等學校的教育過程是培養大學生完整的主體性高度發展的教育活動。研究表明，大學生主體性的發展，以其生理和心理品質發展的成熟程度，可以分為三個階段：低年級――“接受性學習”為主階段；中年級――“接受性學習”向“發展性學習”的轉變期；高年級――“發展性學習”為主階段。對于土木工程專業的學生而言，一般在三年級時安排結構設計原理課程，這時學生已處于高年級階段。高年級大學生的主體性地位非常突出，其主體性已有相當發展，他們在此階段的學習主要是以發展性學習為主。發展性學習是突出超越已有知識的學習，其實質就是學生自主性、能動性、積極性、創造性的發揮。[2]

因此，筆者采用“啟發引導、自主學習、重點精講、專題討論”，以學生為主體的主動型教學模式。具體教學方法是：課前列出教學內容中的要點，提出相應的問題供學生進行預習和思考；學生對教材內容開展自主學習，分析老師所提出的要點，并歸納學習過程中所遇到的問題；課堂教學過程中對學生存在疑問的內容進行精講，重點吃透科學問題來源、公式原理的推導以及例題的演算；設計探索性專題供學生獨立思考、推導，在此基礎上安排課堂討論，并外延至本領域前沿研究成果。主動型教學模式改變了傳統教學中單向傳授的局面，把教師的講授和同學的積極思維活動結合起來，加強了教學中的啟發性、探索性和研究性。

二、設計探索性專題，加深學生對理論的理解

結構設計原理是土木工程專業的一門重要專業課程，是該專業中工民建、橋梁、道路、巖土及隧道等方向學生將來從事工程設計、施工和管理工作所必須的專業技術基礎知識。該 課程的教學內容包括材料性能、設計方法、各類構件的受力性能（彎剪壓拉扭）及計算方法和配筋構造等，涉及內容非常廣泛。因此，該課程非常適合設計一些探索性的專題，通過這些專題的學習和探討，不僅能鞏固學生理論知識，加深對基本概念、計算方法、推導過程的理解，同時還能幫助學生理解各部分內容的關系，激發學生對書本未涉及知識的探索欲望，培養學生的創新精神。

以受彎構件正截面承載力計算中的壓區混凝土等效矩形應力圖形為例，[3，4]一般教科書中給出的計算圖式如圖1所示，以圖1（a）所給出的混凝土應力應變曲線為基礎，推導出等效矩形應力圖形的合力以及作用點位置。而在介紹材料的力學性能時，教材給出了幾種不同的混凝土受壓應力應變關系曲線，包括圖2（a）給出的更符合實際情況的應力應變曲線。因此，在講授這一部分內容時，可以安排學生嘗試采用圖2所給出的計算圖式開展推導，并比較計算結果與圖1的有何不同。可以看出，這樣的探索性專題不僅能幫助學生掌握等效矩形應力圖形的概念和推導過程，同時還融合了材料力學性能的內容，使學生從孤立的章節學習轉換為各部分內容的融合貫通，培養了探索與創新精神。結構設計原理課程內容非常廣泛，能夠設置探索性專題的內容很多，可根據學生的興趣和教學計劃進行合理安排。

三、結合工程案例，培養學生工程實踐能力

案例教學法是根據教學目標的需要，以案例為基本素材，將學生帶入特定的事件情景中，進而分析和解決問題，其最根本的內容就是案例的選取和使用，這也是案例教學區別于其他方法的關鍵。結構設計原理作為土木工程本科教學中重要的專業基礎課，案例教學是教學過程中的重要內容。

在結構設計原理教學中運用案例教學法，能更好地調動學生學習的積極性和創造性。教師通過深入挖掘現實工程具體的案例，激發學生的學習積極性，引導他們通過自己的觀察、思考、分析、選擇、領悟去獲取知識，并把所學的知識運用于實踐。首先，設置與課程的基本教學內容緊密相關的案例，案例必須符合教學目標的要求，以保證師生間圍繞案例所進行的活動是有效的，案例必須符合客觀實際，反映實際工程常規做法，能揭示有關混凝土結構設計的原理，[5]結構設計原理案例教學中案例的選擇與設置應遵循真實性、典型性、規范性、啟發性和實用性的原則。

其次，教師應在平時的教學、科研以及工程實踐過程中注重收集各種國內外土木工程方面的技術資料，緊跟本學科前沿知識，掌握本專業范圍的許多新理論、新成果和設計、施工的新方法、新工藝，在課堂教學中可以將新穎的科學研究問題與基本教學內容相聯系，激發學生的興趣，引入到課程的教學中，啟發學生思考。在案例教學的過程中，教師應引導學生運用相關的知識，大膽進行思考和積極參加小組的討論。尤其是最大限度地發揮小組討論的作用，因為它并不是簡單地再現個人的準備過程，而是通過成員積極的參與，將學習提升到一個更高的水平，并使學生學會相互間的協作與交流。

四、加強課程設計過程的指導與管理

課程設計是對課程的一次重新學習，是結構設計原理課程教學的重要環節，是將學習內容有機聯系起來的紐帶，通過課程設計，可以提高學生處理實際問題的能力。同時，課程設計是土木工程專業畢業設計的先導，好的課程設計可以有效地提高畢業設計的質量。筆者認為應將實際工程面對的具體問題加以簡化，從中取出部分內容作為課程設計的內容，這樣可以充分激發學生的興趣，保證課程設計的質量，使學生通過設計對課程的內容有一個全面的了解，更好地提高教學質量。

對于土木工程專業的橋梁方向，目前，結構設計原理的課程設計主要是“鋼筋混凝土簡支T梁主梁設計”。筆者所在教學團隊發現存在如下問題：設計題目比較單一，不夠靈活，學生的選擇性較小；課程設計中，部分學生只是簡單地照搬設計樣板，或抄襲其他同學的設計，不能深刻理解設計原理；施工圖繪制的深度不夠，圖面質量較差。針對這些問題，筆者對課程設計教學的命題、教學進行了改進。

首先，對結構設計原理課程設計命題進行改進。結構設計原理課程設計的命題一直比較單一，而實際上結構設計原理課程所包含的內容很多，如受彎構件、受扭構件、受壓構件、預應力混凝土結構以及圬工結構等。同時，隨著科學技術水平的發展，各種新結構、新材料不斷涌現，為了適應時代對土木工程專業人才的需求，也需要與時俱進，使課程設計的命題多樣化、工程化和時代化。

其次，對學生闡述課程設計題目的目的、意義和內容，深入剖析命題的內涵，使學生有一個良好的開端，避免一開始就產生畏難情緒，盡快進入設計工作狀態。課程設計一般持續1周至2周的時間，在這一過程中，應進一步加強對學生的管理和指導，對于計算書的撰寫，應要求規范統一，使之養成嚴謹的工程素養。另一方面，應鼓勵并要求學生使用AUTOCAD等軟件繪制相應的圖紙，為畢業設計和以后的工程設計與施工工作打好基礎。

五、結語

結構設計原理課程是理論性高、實踐性強的專業課程，教學過程中應加強理論與實際的聯系，使學生掌握結構設計原理的設計方法和原理，培養學生的工程結構意識，提高學生的綜合素質和創新能力，為專業素質的養成打下堅實的基礎。

參考文獻：

[1]袁建波，鄭健龍.普通本科院校應用型人才創新能力培養研究[J].高等工程教育研究，2008，（2）：137-140.

[2]胡弼成.高等教育學[M].湖南：湖南人民出版社，2010.

[3]葉見曙.結構設計原理[M].北京：人民交通出版社，2008.

篇8

當下我國建筑施工中較為常用的預應力鋼筋種類如下：

（1）熱處理鋼筋，這種鋼筋通常具有較高的強度，且松弛較小，同時在進行材料運輸時都是以盤式儲存并供應，免掉了整直及對焊等工藝，用起來十分方便；

（2）去除應力鋼絲，這種鋼筋應用于具體的施工時，使用也很方便，且有多種形式可以選擇，如光面鋼絲、刻痕鋼絲等；

（3）鋼絞線，此種鋼筋通常會由具有較高強度的鋼絲絞制而成，通常為三股或七股直徑不同的鋼絲，這種鋼筋形式在使用時十分方便，且能夠較好地黏附于混凝土中。

鋼筋布置方案是大跨度預應力混凝土結構設計的重點，其布置方式有多種，最常用的是在跨中板帶中占1/3左右，另外2/3鋼筋布置在柱上板帶中。這種布筋方案對普通鋼筋的設計來說，不僅能確保板受力合理，同時也最省原材料。但在設計板跨相差超過20%及以上的多跨連續板時，設計采用長跨方向集中布筋，跨中板帶布1/3左右或均勻布置，短跨方向柱上板帶布2/3的布置方案更節省原材料，同時也能夠達到較好的載荷承載能力。實際設計過程中也應根據邊跨板的受力特點，更多考慮采用二段拋物線或三段拋物線形式布置。

在具體的施工中應注意以下環節的操作：

（1）預應力筋的鋪放順序及位置，必須正確處理好鋼筋鋪放順序與管道敷設、鋼筋鋪放順序與鋼筋綁扎順序之間的關系。鋪放時，應盡量減少交叉穿束，嚴格按設計圖紙中要求的細部構造執行，布置并固定好承壓板及梁端鋼筋網片等；

（2）必須保證鋼筋的保護層厚度；

（3）應在上、下層鋼筋間設置專門保證矢高的措施，注意防止鋼絞線的互相纏繞，以保證預應力筋的矢高；

（4）鋼絞線每隔一定距離（約500mm）應進行固定，以防止澆搗混凝土時變位；

（5）當鋼絞線與預埋管路系統發生矛盾時，應以鋼絞線優先。

2、抗震性能設計

不論是何種建筑，其本身都要具有一定的抗震性，而在全球的混凝土結構工程研究界中，都十分重視預應力混凝土結構的抗震問題，而大跨度預應力混凝土結構多是用于一些大型的公共建筑之中，在其建成使用后多為人員密集型環境，如果相應的大跨度預應力混凝土結構沒有達到一定的抗震等級，那么一旦發生地震等自然災害就會造成大量的人身及財產損失，因此在進行大跨度預應力混凝土結構設計時，尤其要注重抗震性能設計。目前國際混凝土結構研究領域都十分關注預應力混凝土結構的抗震問題。經過大量的研究后得出，這種大跨度預應力混凝土結構是可以在地震區使用的，但其與一般的鋼筋混凝土結構一樣都要進行相應的抗震設計及施工。

3、連續構件設計

對大量的工程建筑實踐案例進行詳細的分析后，得出在大跨度預應力混凝土結構設計中采用單跨預應力梁截面延伸的方式，可以有效地實現連續結構，進而完成連續結構件的設計。這種設計方式具有很多的優點，特別是在多跨結構超載、內力重力分布能力較強時，能夠有效提高彎承載能力。此外，一束預應力筋能夠用于正彎及負彎兩種彎矩筋，這種形式相應地降低了支座處附加彎矩對柱的有害影響，且其受力情況更趨于合理性。當有預應力施于大梁時，就會使大梁較易發生附加彎矩并彎形，這時可對大梁使用多跨連續布置，多排柱共同工作可相應地削弱這預應力。

4、防火設計

在進行建筑設計時，很多情況下都會忽略到鋼筋混凝土的防火性能，因為鋼筋混凝土本身并不可燃，即可忽略其防火設計，但事實上并不是這樣，鋼筋混凝土雖然自身不易燃，但它的防火隔熱性能非常差，當溫度過高并達到鋼筋強度臨界點時，預應力鋼筋就會出現屈服點下滑的現象，使得其相變及蠕變加快，進而造成預應力板強度和剛度都急劇下降，并出現結構裂縫，使其喪失了原有的結構功能，同時，處于高溫環境下的混凝土也會發生撓度變化的情況，同樣造成了結構失穩，如果達到一定的溫度和時間，那么這種大跨度預應力混凝土結構就會表現出明顯的不穩定狀態，甚至發生坍塌等危險事故。因此在進行大跨度預應力混凝土結構設計時，應特別注意所設計的結構要符合國家的設計防火相關規范及規定內容，如《建筑設計防火規范》等。

5、工程實例

5. 1 工程概況

某綜合樓工程地下室2 層，地上15 層，總建筑面積約31 000 m2。本工程主體結構設計采用無粘結預應力鋼筋混凝土板―柱結構，主體部分柱網布置8 m×8 m，地下室底板采用無粘結預應力混凝土板結構，其中長72 m×48 m。

5. 2 結構設計方案及特點

本工程在結構設計上全部采用后張部分預應力混凝土結構。

目前，現澆預應力混凝土結構最常用的施工技術為后張法，后張法預應力混凝土結構施工分為有粘結法及無粘結法兩種。有粘結法通過灌漿實現有粘結，有粘結筋的最大應力出現在最大彎矩截面處，破壞時臨界截面有粘結筋的應力非常接近鋼筋的極限強度。有粘結預應力混凝土結構具有極限強度高、抗震性能好，通常應用于框架梁。無粘結法靠端錨建立預應力，無粘結筋的應力沿全長呈均勻布置，當構件遭到外力破壞時，無粘結筋的應力仍低于條件屈服點。由于無粘結筋的應力沿長度均勻布置的特點，預應力鋼筋的非彈性性能即構件的能量消散不能得到充分發揮。

本工程在框架梁的預應力度λ≤0. 7，設計中采用有粘結預應力混凝土結構。本工程次梁不需要抵抗地震力，次梁設計采用結構施工簡單，適合數量多、噸位不大的次梁的無粘結預應力結構。在同一工程混凝土樓蓋采用不同的預應力結構，可利用無粘結結構與有粘結結構的結構優勢，不僅保證了工程質量，也降低了施工難度，有利于施工進度的推進。

本工程采用PKPM 計算軟件，按照有關規范，預應力混凝土結構等級屬于一級或二級。對于一級和二級的抗裂控制，主要是控制構件受拉邊緣混凝土產生的拉應力。由于本工程梁跨度為18.7 m，普通梁跨高比為10～15，所以可知，普通梁高為1 240 mm～1 870 mm，可見梁高過大，不滿足觀眾視線的要求。扁梁的寬高比為20～25。本工程扁梁的梁高可選用范圍在748 mm～935 mm之間。可見，大大的降低了梁高，適合于本工程的特點。另外，預應力梁與柱子節點區便于布置抗沖切鋼筋，抗沖切性能好，相對于板柱體系結構，其沖切破壞錐體的斜截面較大，在荷載較大的情況下，設置暗梁或橫向加寬即可解決，而且，預應力扁梁結構抗剪承載力并不小于普通梁柱結構。

5. 3 預應力鋼筋張拉及固定端的設計特點

對于框架梁及其固定端，其預應力框架張拉、固定端施工都在梁柱節點的區域范圍內進行。在此區域內，由于設計的柱筋、梁筋、局壓鋼筋等各種鋼筋交錯布置，在施工時易出現以下問題：

1） 易使柱或梁中鋼筋移位，從而降低整個構筑物結構的承載力。

2） 這個區域內的混凝土施工時難以澆搗密實，施工質量無法保證。為克服以上問題，本工程在設計時采取： a. 將預應力鋼筋伸過節點區域，在梁中進行錨固與張拉。當預應力鋼筋較多時，應采取分批分段進行張拉與錨固。同時在施工時應保證分批張拉的間距，不得小于1 000 mm，預留斜槽在張拉時需利用變角器進行張拉。此種方法缺點是對鋼筋等原材料有一定的浪費，但對工程質量安全有保障。b. 設置專門的預應力筋張拉與錨固區，具置可設在梁、柱側向或底部等位置，以加腋形式體現。此方法要求較高，須保證錨固區有足夠大的混凝土面積以及足夠多局壓鋼筋以防止鋼筋混凝土結構開裂，而且會對結構的美觀產生一定的負面影響。

3） 每層在澆灌柱混凝土時，由于在梁柱節點區柱邊進行預應力鋼筋張拉，柱頂應比相應樓板層高出300 mm 左右，以節約梁預應力鋼筋張拉時間，從而不影響梁拆模。此種方法對施工方要求較高，需各施工方密切配合。

結語

綜上所述，雖然該結構具有諸多優點，但也要借助于具有高施工技術水平的施工隊伍才能達到最終的建筑要求，因此，施工單位要積極并嚴格地依照各項技術指標及操作規范進行施工，在工程實踐中不斷改進原有的施工技術，加大對工程施工的管理，避免質量及安全事故的發生，達到提高施工質量的最終目的。

參考文獻

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在這種情況下，廣東技術師范學院天河學院把辦學目標定位在“高度重視實踐教學，堅定不移走校企合作、產學結合人才培養道路”的應用型本科院校，其人才培養宗旨是立足廣東，面向華南，為區域產業轉型和經濟發展服務，培養基礎扎實、知識面寬、動手能力強、富于創新精神的高素質應用型技術人才。

混凝土結構課程包括混凝土結構設計原理和混凝土結構設計兩大部分內容，是土木工程專業中最重要專業課程之一。與很多相關專業課程有密切聯系如高層建筑結構、砌體結構、建筑結構抗震等等。因此混凝土結構課程教學效果直接影響到整個專業教學質量和人才培養的質量。那么如何在混凝土結構課程教學中體現實踐教學、產學結合，達到強化學生工程實踐能力，成為獨立學院土木工程專業教師面臨的一個急需解決問題。筆者結合自己的教學實踐，就混凝土結構課程教學中遇到的一些問題進行了探討與實踐。

2注重加強師資隊伍建設，提高教師自身知識結構

目前，絕大部分獨立學院的師資隊伍都存在“老的老，少的少”現象，即由兩三個退休的老教授和大部分年輕的碩士畢業生所組成。教師的年齡結構很不合理，教師的梯隊很難建設，教師的知識結構和教學經驗也不合理。這樣的師資隊伍很難滿足我們要培養應用型技術人才，尤其是土木工程專業要體現實踐教學、產學結合的需要。因此加快引進實踐經驗豐富，高水平的教師成為師資隊伍建設的重中之重。

同時，注重培養年輕的教師，提高教師的教學水平，完善教師的知識結構。大部分年輕的教師都是從學校畢業直接到高校教書，缺乏實踐經驗。而土木工程專業要求教師不僅要具備豐富的理論知識水平，還要有一定的實踐經驗，才能更好滿足教學需要。因此要求土木工程專業的教師要利用寒暑假期等相對較長時間到一些企業如設計單位、施工單位等進行實習，積累實踐經驗，同時更好把理論知識如何應用到實際的情況教授給學生。另外，建議土木工程專業的教師積極報考相關的注冊師考試，一方面可以鞏固已學的理論知識和學習掌握國家的最新規范內容，一方面可以滿足學院對“雙師型”教師的要求。

3整合教學內容

由于每門課程教材的編寫都是在本課程相對完善的理論體系下進行的，所以從整個土木工程專業課程設置上，混凝土結構課程教材內容難免會有與其他課程重復的地方。這就非常有必要對教學內容整合，把在其他課程已經講授過的內容羅列出來，在教學過程對這部分內容僅進行簡單回顧，甚至不講。節省的課時用在實踐教學及其他內容上。例如鋼筋混凝土結構材料在《材料力學》、《土木工程材料》等課程已進行了詳細介紹；荷載與結構設計方法已經單獨作為一門課程開設；多高層框架結構設計在《高層建筑結構》課程有詳細講解。

4改革教學方法與手段

在教學過程中實現從“滿堂灌”、“填鴨式”、“黑板加粉筆”的教學方法轉變到啟發式、討論式、研究式的教學方法上來，調動學生學習的積極性，積極利用現代化教學手段，提高教學質量和教學效果。

4.1應用案例教學法

在教學過程中要經常結合實際工程例子，講解課本的理論知識。比如在講梁的分類時，結合一些實際工程圖片，告訴學生那些是懸臂梁、簡支梁、外伸梁、兩端固定梁、過梁、圈梁等等。再如講解受彎構件受力三個階段、三種破壞形態，可以考慮應用一些商業軟件，把整個過程在形象再給學生看，加深學生的理解。應用案例教學法可以更好把課本的理論知識和實際工程聯系，增加學生興趣，調動學生的積極性。

4.2重視實踐教學，堅持產學結合

土木工程專業學生畢業后主要從事設計、施工、管理等方面的技術工作，實踐性較強。因此我們在教學過程中一定要重視實踐、走產學結合的路子。而課程設計與畢業設計是與實際工程相結合的主要環節。本課程有“鋼筋混凝土樓蓋設計”、“單層工業廠房結構設計”兩個課程設計。本課程與畢業設計也有緊密聯系，學生畢業設計的計算書內容大部分要運用混凝土結構的知識進行計算。課程設計與畢業設計是學生在教師指導下獨立地分析和解決工程實際問題的重要環節，是訓練學生掌握建筑結構的設計方法，培養學生綜合運用已學的理論知識，提高學生的設計能力和自學能力，培養學生查找和使用設計規范、設計手冊、建筑圖集等專業資料的能力的關鍵一課。

5改革考核學生的方式

目前大多數科目考試采用閉卷的形式。但是由于混凝土結構課程包括很多基本理論、公式、圖表和構造要求等等．如果仍采用閉卷的形式會學生只會死機硬背一些公式，而沒有真正理論公式的內容和含義。因此筆者建議可以嘗試閉卷和開卷相結合進行考核：對于基本概念、基本理論部分可采用閉卷的考試形式；對于圖表、公式的應用和構造要求部分可以采用開卷的形式，開卷時可以參考注冊結構工程師考試，只許帶教材或相關規范。這樣不但能夠提高學生理解并運用知識的能力，而且加強了學生學習和查找規范的意識。

6結論

本文基于獨立學院應用型本科人才培養目標，對本課程師資隊伍建設、教學內容整合、教學方法與手段、實踐教學及考核方式等方面的改革進行了探索和實踐。

參考文獻：

[1]沈蒲生,梁興文.混凝土結構設計原理[M].第3版.北京:高等教育出版社,2009

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當前我國建筑行業得到飛速發展，高層結構的建筑群不斷涌現，使得高層建筑的設計理念、施工技術以及建筑材料都發生了重大的變化。作為現代建筑普遍采用的結構形式，鋼筋混凝土結構具有強度大、穩定性高、耐久性強以及抗震性能好等優點，使其在現代高層建筑結構中得到廣泛應用。要滿足高層建筑中鋼筋混凝土結構的實際需求，其結構設計是至關重要的。因此，探討鋼筋混凝土高層結構設計中存在的問題，了解設計過程中遇到的難點和重點，并采取科學合理的手段來完善和提高鋼筋混凝土高層結構設計，以此提高鋼筋混凝土高層結構設計質量。

一、 鋼筋混凝土高層結構的發展

高層建筑的發展歷程：高層建筑的發展歷史悠久，最早出現應該是古埃及的金子塔和我國古代寺塔建筑等，至今已有幾千年的歷史。隨著社會經濟的不斷發展，人們對于高層建筑的研究也越來越深入，高層建筑結構體系設計也越來越完善，真正意義上的高層建筑最早出現在19世紀末的美國芝加哥，采用框架式結構建造的11層保險商務大樓，被人們稱作是高層建筑結構設計的重要轉折點，從此拉開了現代高層建筑的序幕。

二、鋼筋混凝土高層結構特點

鋼筋混凝土高層結構的設計不同于一般的中層及以下建筑結構的設計，這兩者有本質的區別，高層建筑結構自身水平的荷載因素在設計中占主導地位，因此，在對高層建筑的結構設計和施工中，注意的地方非常多，對技術水平要求也高，隨著建筑高度的增加，水平作用力使得建筑結構的好壞和建筑材料的用量都存在很大的不同。

三、 結構概念設計

建筑結構設計在滿足建筑工程實際效果和使用功能的同時，還需具備良好的質量保障，這也是建筑結構最重要的環節。在現代高層結構設計中，人們提出了“概念設計”的理論，其實建筑結構概念設計是提高結構抗震性能的一種設計方法。在設計過程中，選擇優質的結構設計方案對建筑整體抗震非常有利。對結構設計的各個延性構件，要進行具體的分析。并采取相應的解決措施，避免一些薄弱層出現損壞的現象。在高層結構設計中，強調概念設計也說明其重要性。結構工程師在工程設計過程中必須按照規范和標準，并掌握結構概念設計的相關原則，從宏觀上避免出現設計失誤或者計算失誤的情況，保證工程的本質安全。

四、 鋼筋混凝土高層結構設計常見的問題分析

以下通過實例來分析和探討鋼筋混凝土結構設計中常見的問題。某市一大型超市位于該市東城黃河路南側。該建筑地下一層，地上 17 層。建筑長度 102.4m，寬度為 53.6m，高度為 76.65m，1～3 層高度為 4.5 m，四層及四層以上層高 4.2 m，地下室層高 4.2m，房屋主樓最大跨度 14m，抗震縫以上裙房最大跨度為 20 m。該建筑工程主樓結構為現澆鋼筋混凝土框架剪力墻結構體系，抗震裙房為框架結構。主樓采用樁筏基礎，樁采用預應力混凝土管樁。抗震縫以上裙房采用柱下獨立樁基承臺基礎，主樓上部結構的嵌固端為地下室底板頂部。針對該建筑工程實際情況，分析和研究其結構設計中存在的問題，進而提高和完善該建筑工程結構設計的要求。

4.1. 結構設計問題

確定剪力墻結構加強部位的墻體厚度。在進行高層結構抗震設計過程中，剪力墻的底部加強部位要確定其墻體厚度，采用約束邊緣構件和構造邊緣構件等措施來起到加強抗震的效果。這樣能夠避免薄弱處進行剪切時造成損壞，還能提高整體建筑抗震性能。針對這一問題，應嚴格按照《高層建筑混凝土結構技術規程》進行設計。墻體厚度要按照規范規定取值，同時要根據建筑工程實際情況和抗震等級來確定墻體厚度。確保剪力墻底部加強部位抗震時不屈服，保證其安全穩定。

4.2 地基設計問題

地基與基礎設計一直是結構工程師比較重視的方面，不僅由于該階段設計過程的好與壞將直接影響后期設計工作的進行，同時，也是因為地基基礎是整個工程造價的決定性因素。因此，在這一階段，所出現的問題也有可能更加嚴重甚至造成無法估量的損失。在地基基礎設計中要注意地方性規范的重要性問題。

目前，廣東應用預應力管樁作為鋼筋混凝土高層建筑基礎設計的樓層高度已達到 40 層。凡是采用預應力管樁作為高層建筑地基設計的地區，其地基出現質量問題及事故的發生率明顯降低。采用預應力管樁進行地基基礎設計能夠提高樁基質量，其優點表現在這幾個方面：第一，預應力管樁樁身混凝土強度高、設計選用范圍廣、成樁質量可靠，對持力層起伏變化較大的地質條件適應性強、單樁承載力造價低；第二，管樁運輸吊裝方便，接樁便捷、成樁長度不受施工機械的限制，樁身耐擊，穿透力強，是高層建筑工程中施工速度快、工效高、質量可靠、性價比高的樁型。地基設計要嚴格按照相關規范和標準進行，重視細節部分的規范設計。同時應根據地質情況具體問題具體分析，所有樁基均應進行承載力和樁身強度計算。樁基應選用中、低壓縮性土層作樁端持力層。樁基設計時，應結合地區經驗考慮樁、土、承臺的共同工作。因此，在地基設計過程中，不僅要參考國家設立的地基設計規范章程，也要按照巖土工程勘察報告所提的地質條件，選擇合理的樁型。

五、 結構計算與分析問題

5.1高層結構設計要進行結構計算，針對案例中采用的結構體系，可以采用樓板整體平面內無限剛假定模型進行計算。在計算過程中要根據建筑工程實際情況靈活應用，主體結構及基礎計算采用中國建筑科學研究院 CAD 工程部 PKPM(多層及高層建筑結構空間有效元分析與設計軟件 SATWE)。其中整體分析采用 STAWE 高層版,JCCAD 計算軟件，主樓整體分析計算為多余地震下的彈性計算。

5.2采用振型分解反應譜法，高層建筑整體計算的嵌固部位為地下室頂板。抗震設計是高層結構設計的重點，結合工程實際情況，按照《高層建筑混凝土結構技術規程》來確定該工程項目的抗震等級。然后根據建筑結構要求，對相應的抗震等級進行評估和計算，確定抗震效果滿足高層建筑結構設計的質量標準。

5.3非結構構件的計算與設計。在高層建筑中,往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內的非結構構件。對這部分內容,尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構件進行設計時,由于高層建筑的地震作用和風荷載均較大,因此,必須嚴格按照規范中的非結構構件的計算處理措施進行設計。

六、結語

鋼筋混凝土高層結構設計作為現代建筑行業的主要結構形式，其優勢推動了建筑行業的發展，提高了建筑行業的整體質量。在進行鋼筋混凝土高層結構設計時，不僅要保證高層建筑的使用功能和外觀效果，還應充分考慮設計安全質量的問題，這也是高層結構設計的重中之重。通過本文了解到了鋼筋混凝土高層結構設計過程中常見的問題，并對其問題進行討論和分析，從中分析出高層結構設計需要注重選型設計、地基設計以及結構計算三個方面的內容。因此，在以后的鋼筋混凝土高層結構設計中，應充分考慮這三個方面的制約因素，并在實際工程中將各項工作落實到位，從而進一步提高高層建筑結構設計質量和水平。

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1基礎設計與設計優化的重點

地基是建筑物建設工作的重要內容，在某些建筑物中，地基區域的工程造價占據了整體項目投資的三十分之一，同時因為地基是地下隱蔽工程，若是出現了質量安全問題，會導致之后造成的影響較為嚴重，所以在實際發展的過程中，一定要科學選擇地基的設計方案。基礎形式的選擇一般情況下需要具備所在區域的特點，而在實施基礎設計的過程中可以依據所在區域項目建設已經存在的基礎設計工作，結合已經獲取的信息資源和工作經驗對基礎形式的選擇和設計進行整合研究和分析［1］。在設計時期，選擇任何基礎方案都會影響項目的工程造價，因此在實際發展過程中需要進行優化，并且結合以下幾點原則進行創新:第一，基礎質量可靠性原則。例如在深厚飽和土層中，最好的選擇就是人工挖孔灌注樁與預制樁型，其中前者的工作質量更為優越;第二，工程造價最低性原則，各種形式的基礎方案都與經濟性相關，并且經濟性注重展現工程造價，符合工程的需求主要是受到樁的承載力數值的影響，因此優化設計信息只能依據工程造價信息來展現，選擇工程造價最低為原則。因為樁基礎的設計非常簡單，并且安全性較高，這會讓很多設計單位在基礎方案設計中更多的選擇樁基礎，就算是擁有基礎的天然基礎方案也不會選擇，這一方案會導致工作消耗大量的資源。有證據顯示，天然造價一般情況下直到達樁基礎造價的三千到七千。在國外很多國家中，應用天然基礎的建筑非常多，特別是在高層建筑的設計中都會選擇天然基礎，但是我國對于這一技術的應用還沒有達到日本的一半，就算是應用條形基礎或者是交叉梁基礎的項目，設計單位也會更多的應用樁基礎解決其存在安全的問題，這樣導致實際工程成本數量日益增加。

2基礎設計優化對工程造價產生的影響

其主要分為以下兩方面，一方面是不同的基礎形式對工程造價產生的不同影響，因為很多工程項目基礎工作造價占據整體建筑物造價的很大范圍，由此基礎部分工程造價會直接影響整體建筑物的工程造價。在選擇建筑物基礎形式的過程中，一般是受到建筑物所在地的地基影響，因為地基基礎條件較低需要加以整改，這樣就會增加實際工程造價。由此在選擇基礎形式的過程中，需要結合建筑市場建筑素材價格以及現場條件等進行全面的研究和分析。另一方面是建筑物上部結構影響基礎工程造價。除了地基基礎條件之外，建筑物的上部結構也是影響建筑物基礎形式的重要因素。其中包含了混凝土結構，因為實際建筑建設工作大范圍應用鋼筋和混凝土素材，致使建筑物上部結構非常重，這就需要承載很大的地基才能確保建筑物的整體性能。但是磚混結構雖然構建的建筑層比較矮，但是因為大范圍選擇應用實心磚填充墻體，促使實際建筑物需要的基礎承載水平非常大。同時鋼結構因為上部結構過輕，還有的不需要單獨解決地基條件下就可以符合建筑物上部結構的承載需求，從而減少基礎工作數量和工程造價［2］。

3結構類型選擇對工程造價產生的影響

3．1基礎結構類型和特點

其主要分為以下幾點:第一，磚混結構。這一結構的特點在于素材容易獲取，施工技術也非常的簡單，這樣促使這一結構類別建筑物出現工程造價較低、建筑施工時間過短等特點，而它的缺點是因為這一結構類型建筑物的抵抗能力較低，同時大范圍應用砌磚導致建筑物的上部結構自重較大，不可以在高層建筑中應用，同時磚砌體施工技術大都是人工操作，其工作效率較差。現階段，應用這一結構建設的建筑物大都是農村建筑。在城市中的應用較少。第二，鋼筋混凝土結構。這一結構包含了鋼筋、水泥以及骨料等為素材構建混凝土結構類型。這一結構具備整體性強、抗震性高等特點，現階段已經被大范圍的推向市場的各個區域，鋼筋混凝土結構中是鋼筋、水泥以及水等素材構成的混合體，引起其具備整體性強、抵抗腐蝕性強、節約鋼材等優點。第三，鋼結構。這一結構是以鋼素材為基礎的結構類型，也是現階段新興建筑結構類別的一種。鋼結構具備有效性、抵抗地震、自然環保、節約能源以及成本支出較低等優點，大部分建筑物都會選擇應用這一結構類別。但是這一結構的平穩性與鋼筋混凝土相比存在一定的差異性，同時因為大范圍應用鋼材，促使實際建筑物的腐蝕性和耐高溫性要求非常高，未來的維護工作支出費用也較多［3］。

3．2結構類別對工程造價產生的影響

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中圖分類號：TU-4；G6420 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909(2012)04-0056-03

2001年教育部頒發的《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見》通知中明確提到，要在高校的公共課程和專業課程教學中使用外語。十余年里，高校雙語教學得到了快速發展。作為一種新的教學模式，雙語教學各方面的研究還有待進一步完善，尤其是師資條件和學生英語水平相對薄弱的院校。采用何種教學模式［1-3］才能更好地開展雙語教學，還需要更多理論研究和教學案例的支持。筆者結合土木工程專業混凝土結構設計原理課程4年雙語授課經驗，總結并提出了適合大班授課的問答式授課模式。

一、雙語教學課程準備

選擇教材是開展混凝土結構設計原理課程雙語教學的第一步。根據鄭州航空工業管理學院雙語授課必須使用外文原版教材的要求，初步選擇美國的精品教材A.H 尼爾遜編著的Design of Concrete Structures；但該書是對規范中構件設計部分的詳解，考慮到國內外規范存在的差異和大部分學生在國內就業的事實，該書僅作為教學的參考資料。課程的主干教材最終選擇了劉立新教授主編、K.S.Law等主審的Concrete Structural Fundamentals一書，該書是依據中國現行規范編寫的全英教材，后面附有少量中文翻譯。經過4年的教學實踐，學生對教材認知度調查結果顯示：良好84.2%、一般11.3%、差4.5%。教材內容安排合理，易于被學生接受，英語水平較差的學生可以將吳培明、劉立新編寫的《混凝土結構（上）》作為該教材的同譯本來加深對專業知識的理解。

二、雙語教學課前條件

混凝土結構設計原理是學校2005級土木工程專業開設的第一門雙語課程，同年在其他普通本科院校土木工程專業開設的雙語課程為數不多，所以同條件下可供借鑒的教學經驗較少。結合以往雙語教學的經驗和該課程的特點，筆者把課程準備的重點放在了熟悉專業知識、基本專業詞匯的英文表達，以及培養學生英文的思維方式思考專業知識和課堂的組織形式等方面。希望通過雙語課程的學習，使學生在掌握課程專業知識的同時，也能加強英語的應用能力。

經過多年來雙語授課實踐，教師的課前準備是否充分直接決定著課堂的氛圍；而學生的英語水平、提前預習與否和授課模式等對授課效果都有一定的影響。現以學生英語水平高低（四級通過率）和預習與否（教師是否要求）為條件來定量分析它們

對期終成績分布（授課效果）的影響，具體見表1所示。

從表1可以看出：混凝土結構設計原理雙語課程在期終的成績分布與是否預習影響較大，尤其是對成績一般的學生影響較大。筆者在給2007級和2008級學生授課時強調提前預習，雖然優秀率較2005級和2006級學生沒有明顯的變化，但及格率卻得到了較大程度的提高；而學生英語水平的高低（四級通過率）對授課效果影響不大，原因在于混凝土結構設計原理課程涉及到的專業詞匯量不多，表達方式相對較單一。所以從外語的運用上來說，只要具備基本的英語語言基礎都能很好地完成該課程的學習。

三、問答式教學模式

雙語課程的教學模式是雙語教學能否很好開展的關鍵步驟。目前，國內外常將雙語教學模式分為：“沉浸式雙語教學模式”、“保留式雙語教學模式”和“嵌入式雙語教學模式”三種［4］。前兩種教學模式對語言環境的要求較高，不適用于中國雙語教學目前的狀況；大部分高校雙語教學應該屬于“嵌入式雙語教學模式”，即在課堂上同時用學生所學第二語言加上母語（或本族語）兩種語言進行部分學科的教學，根據學科的特點確定學科的數目及兩種語言使用比例。2002年中國教育部下發的《普通高等學校本科教學工作水平評估方案》(教高司函〔2002〕152 號)規定，雙語教學是指授課課程采用外文教材，并且外語授課課時達到該課程課時的50%以上(含50%)的課程教學［5］。該文件的下發進一步對中國高校非語言類雙語課程的授課模式做出了限定。學校開設的混凝土結構設計原理雙語課程依照教高司函〔2002〕152號文件的規定，在授課方式上也做了一些探索，摒棄最初的傳統灌輸式教學模式，提出適合大班授課的問答式授課模式。現將問答式授課模式實施的關鍵部分總結如下。

（一）課前說明很必要

混凝土結構設計原理是學校土木工程專業教學計劃中開設的第一門雙語課程，所以很多學生對雙語課程并不了解，甚至一無所知。教研組人員曾針對學生關于雙語課程的了解程度進行過調查統計：從未聽說過雙語課程人數竟然占到了32%，不了解的為74.7%，基本了解的占20%，而了解的只占5.3%。由于初次接觸雙語教學，學生會有畏難和不解的情緒，如何學好該課程以及學習中重英語還是重專業等問題，需要教師在首次上課時講解清楚。

其一，明確專業知識的學習是雙語課程學習的最終目的。英語只是作為語言媒介用于教學，是幫助學生從英語的角度加深對專業知識的理解，同時也是對英語知識的應用。

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引言

地震影響因素十分復雜，是一種不能預見的外部作用，目前的計算方法依舊處于半經驗半理論的方法，在實際工作當中，想要對于建筑的抗震性進行精確的計算有很大的難度，因此，建筑設計師在進行高層建筑時，應重返考慮高層建筑的抗震問題，采取相應的安全防患措施，做到真正的防患于未然。

1、高層建筑混凝土結構的特征

混凝土結構建筑的樓層在10層或10層以上，或者建筑高度超過28m，定義為高層建筑。從定義中可看出高層建筑的特點體現在層數和高度上，而高層建筑更本質的特點是水平荷載設計起到關鍵作用。在高層建筑中研究建筑的抗側力能力是抗震設計的重點，地震荷載和風荷載主要作用于建筑的水平力，其中地震荷載起控制的作用。破壞時間短，無規律的作用強度大，水平方向上的振動加以扭轉振動是地震力對建筑的破壞特點。在設計過程完全應用彈性理論來設計以提高建筑的抗震性能是不可行的。因為會增加抗側構件的數量，使結構的自重增加，導致在地震中，由于建筑自身的慣性力過大，使抗震性能降低。

2、建筑抗震級別

我國房屋建筑工程可以分為以下四個抗震設防類別

2.1、特殊設防類

指使用上有特殊設施，涉及國家公共安全的重大建筑工程和地震時可能發生嚴重次生災害等特別重大災害后果，需要進行特殊設防的建筑。簡稱甲類。

2.2、重點設防類

指地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復的生命線相關建筑，以及地震時可能導致大量人員傷亡等重大災害后果，需要提高設防標準的建筑。簡稱乙類。

2.3、標準設防類

指大量的除1、2、4款以外按標準要求進行設防的建筑。簡稱丙類。

2.4、適度設防類

指使用上人員稀少且震損不致產生次生災害，允許在一定條件下適度降低要求的建筑。簡稱丁類。

3、高層混凝土建筑抗震結構設計原則

3.1、結構布置

平面布置是指在建筑設計的平面圖上，將柱和墻的位置以及對樓蓋具有的傳力作用進行合理的設置。依據建筑的抗震性能來看，最關鍵的是盡量將建筑結構平面的剛度中心與質量中心相靠近或相重合，以降低地震力對建筑的破壞力。為了減輕建筑自身的重量，在設計時應以結構的平面規則、對稱為宜。結構的剛度在豎向上應保持均勻，可盡量較為規則的設計豎向結構，少做平面上的變化。在安全規定內設計結構的高度和寬度，并且需限制兩者的比值，以使結構有較好的整體剛度和穩定性。

3.2、防震縫設置

建筑平面結構復雜時，可通過使用防震縫，將復雜面劃分為簡單且規則的平面，但是在高層建筑中，不宜使用防震縫。如果無法避免設縫，那么應根據不同的結構，按照需要較寬的規定來設置寬度。建筑的高度不超過15m，其防震寬度宜采用70mm；高度大于15m，應根據不同的度數相應的增加高度和防震縫寬度。

4、高層建筑混凝土抗震結構設計分析

4.1、選擇場地地基

選擇場地地基首先要依據實際工程需求，同時還要考慮地震活動情況。分析天然地基時的抗震承載力要按照不同的場地來進行，此外，根據不同場地來分析地震所導致的危害度。如果有必要，可使用規范的地基來進行處理。可根據地震強度、場地土的厚度、斷裂的地質歷史來明確避讓距離，從而對場地范圍內的地震斷裂的確定有利。一定要保證避開對不利的建筑地段來進行場地地基的選擇，如果依法避開，可以運用合適的抗震措施來進行。

4.2、增加抗彎結構寬度

增加抗彎結構體系的有效寬度，在高層建筑鋼筋混凝土結構抗震設計中能提高建筑的抗傾覆力矩，并且側移三次方的比例能得到減小，利用結構力學中的彎矩平衡法進行計算可更好的理解這一設計方式。在實際的建筑工程的設計中，豎向構件在結構體系中的良好連接是必須要做到的。在框架結構設計中，設計構件應遵循強壓弱拉、強柱弱梁、強節點弱桿件和強剪弱彎的原則。在實際當中，為實現框架與剪力墻的協同一致需控制各層樓板的變形量。剪力墻的主要受力是彎曲變形，結構的主要受力是剪切變形，將兩者進行有效協調變位，能實現框架抗震。

4.3、設計構件布置方式

結構設計中的抗力構件的布置應發揮最有效的作用，以提高結構的整體協調力，例如斜撐、水平撐及桁架體系等。在實際的設計中，不宜忽略其在結構中的作用，應根據具體受力狀態，發揮桿件的抗拉和抗壓能力。交叉撐或斜撐是最有效抗衡抗側力的鋼骨混凝土構件，其構件可完全適應受拉或受壓的狀態，且可充分是鋼材抗拉能力和混凝土構件的抗壓能力得到發揮的同時，又可在水平方向上增大架構的抗側移剛度，以增強高層建筑緩凝土結構抗震作用。

4.4、高層混凝土建筑各層結構參數設置

通過在模擬地震中對設施的分析，我們能夠根據得到的數據對各層的參數進行設置。例如高層混凝土結構建筑中的墻體承載能力等方面。在預處理階段，應在充分了解羨慕的地形條件、質量檢測等多個方面的基礎上，建立設計的框架，應用設計理念做出說明，完成高層混凝土結構建筑的設計工作。在高層混凝土結構設計工作中，最好能夠建立設計信息庫，便于工程師用查找案例并總結的方法來展開工作。在研究結構綜合受理情況時，應選出相應的模型，并以此對建筑結構的合理性進行判斷。要對計算機運算結構展開研究，為以后的計算機運算提供一句。高層混凝土建筑要處理包括站東周期、扭轉角度等多種參數，因此，對于高結構的設計應經過反復推敲，確保其具有良好的抗震能力。

4.5、重視結構的規則性

在進行高層混凝土結構建筑設計時，應重視高層結構的規則性，對于嚴重不規則的設計方案買，不能進入選擇的行列。合理的布置能夠對結構的抗震起到有效的提升，在設計中應提倡平、立面的對稱。經過對震害的研究我們呢可以發現，對稱建筑在地震中受到的傷害最低，對于采取抗爭措施和處理都較為便利。

4.6、增加承受荷載的構件截面

在實際結構的設計中對承受地震力的構件應增大構件的最大部分截面，主要表現為在底部中應用加強層。通常情況下在剪力墻底部的加強層，其高度應設計與底部兩層的較大值，或1/8的墻肢總高度相接近。高度大于150m的剪力墻，墻肢總高度的1/10是其底部加強部位的高度。為保證結構的延性需要對截面的尺寸進行限制，以防止產生脆性破壞，尤其對于抗震結構的截面限制條件更為嚴格，將x設為混凝土受壓區域梁端截面構建的高度，考慮鋼筋的受力情況，計算結果應符合以下條件;一級，x≤0.25h0；二、三級，x≤0.35h0，H0表示為截面的有效高度。

4.7、發揮樓蓋的水平隔板作用

在建筑結構設計中將豎向的受力構件，也設計為是受彎構件，主要抗傾覆構件能在壓力作用下，保持整體結構的穩定性。同時能減少增加的構件數量，減輕結構自重，降低工程造價。在高層建筑中，實際樓蓋發揮的隔板作用應符合計算假定：假定全部樓層采用剛性樓板。這主要因為結構樓板的剛度足夠，樓板有一定的厚度并配有鋼筋，且在平面內的開洞進行了限制。如果假定不符合，在地震力的作用下樓板會成為薄弱層，結構會在層高處豎向構件發生破壞，導致結構整體發生垮塌。

4.8、對結構體系要合理的選擇

抗震設計要考慮的關鍵問題就是抗震結構體系，建筑是否安全和經濟取決于結構方案是否合理。

4.8.1、在對建筑結構體系進行合理選擇時，要考慮到地震作用有合理的傳遞途徑以及計算簡圖要十分明確，除此以外，受力以及傳力路線等都要符合抗震分析。

4.8.2、在選擇建筑結構體系時，要考慮到贅余度功能和內力重分配功能，這兩個功能是進行抗震概念設計時的重要原則。

4.9、結構構件的延性要得到提高

對各個構件延性水平的提高是抗震概念設計在建筑結構設計中應用的關鍵問題。抗震措施主要有：采用豎向和水平向的混凝土構件，從而對砌體結構加強約束。這樣一來，配筋砌體在地震中產生裂縫后也不會倒塌，讓建筑物在地震中不會完全喪失重力荷載的承載能力。

5、結語

對于高層建筑來說，抗震設計是非常重要的，一個優良的建筑抗震設計，必須是在建筑設計和結構設計相互配合協作共同考慮抗震的設計基礎上完成。隨著社會經濟的發展，很多新型的結構、新的技術不斷出現，設計人員要不斷利用這些新結構和新技術進行抗震結構設計，從而為人們的生命財產安全做好保障。

參考文獻

[1]陳天華.高層混凝土建筑抗震結構設計探析[J].中國科技信息,2011,16:42.