工程結構設計概況匯總十篇

序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇工程結構設計概況范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

2停車場主要單體結構設計總結

停車場內房屋結構安全等級為二級，結構設計使用年限為50年。根據《建筑工程抗震設防分類標準》GB50223－2008，除變電所為重點設防類外，其余均為標準設防類建筑［7］。根據《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011－2010，本實例工程屬于抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度0.05g，地震設計分組為第一組［8］，結合地方管理規(guī)定和場地地震安全性評價報告，場區(qū)特征周期0.35s，地震影響系數最大值0.0765，場地土類別為Ⅲ類。工程材料選擇:主體結構混凝土等級采用C30，地下室結構采用P6抗?jié)B等級防水混凝土，二次澆搗構件(如構造柱和圈梁等)混凝土等級采用C25，鋼梁鋼柱采用Q235B鋼材。主要建筑單體結構布置和基礎選型如下:綜合樓建筑面積約7000m2，總高度為22.35m，五層鋼筋混凝土框架結構，局部有地下室，柱網布置開間7.8m，進深7.2m，抗震等級四級，主要柱截面600×600，主要梁截面300×700。選用直徑500預應力混凝土管樁樁承臺基礎，持力層粉質粘土。

運用庫建筑面積2萬平方米單層工業(yè)廠房，采用門式剛架結構，鋼柱鋼梁抗震等級四級，柱網跨度15m+28m+26.4m+26.8m，柱距離6m，主要柱截面H600×350×8×16，主要梁截面H(1000～700)×350×12×20。柱下基礎選用直徑400預應力混凝土管樁樁承臺基礎，軌道道床基礎選用直徑400預應力混凝土管樁樁筏基礎，持力層粉質粘土。洗車庫和污水處理站為一層鋼筋混凝土框架結構，局部兩層，抗震等級四級，主要柱截面500×500，主要梁截面300×800。選用直徑400預應力混凝土管樁樁承臺基礎，持力層粉質粘土。變電所為兩層鋼筋混凝土框架結構，其中一層為半地下室電纜夾層，抗震等級三級，主要柱截面400×400，主要梁截面300×900。選用直徑400預應力混凝土管樁樁承臺基礎，持力層粉質粘土。人行天橋獨柱鋼筋混凝土框架結構，柱網布置跨度7m+13m+12m+8.5m，抗震等級四級，主要柱截面500×1200，主要梁截面400×1200。選用直徑600鉆孔灌注樁樁承臺基礎，持力層粉質粘土。

3結構設計難點分析

(1)根據場地地質概況的描述，本場地淤泥及淤泥質土較厚，新填土達4m深，場地地面沉降不穩(wěn)定，柱下基礎和庫房內無砟整體現澆道床，對基礎沉降極其嚴格，選用何種加固處理措施，是結構設計難點之一。

(2)運用庫為大跨度工業(yè)廠房，采用何種結構體系，是本工程結構設計難點之二。考慮施工周期和經濟指標，本工程采用鋼梁鋼柱門式剛架結構體系。

(3)剛架梁梁連接節(jié)點計算時，高強螺栓計算中和軸位置的確定是本工程結構設計難點之三。查閱相關資料，中和軸位置的確定有兩種假定:①中和軸在受壓翼緣中心，假定模型:在彎矩作用下，把梁根部截面彎矩簡化為作用于梁上、下翼緣的力偶，同時把梁受拉翼緣和端板作為獨立的T形連接件看待，忽略腹板的扶持作用。此假定螺栓受力與端板厚度關系很大，設計計算較為繁瑣;②中和軸在端板形心，假定模型:高強螺栓外拉力總是小于預拉力，在連接受彎矩而使螺栓沿栓桿方向受力時，被連接構件的接觸面一直保持緊密貼合，認為中和軸在螺栓群的形心軸上。根據《端板連接高強度螺栓群中和軸位置研究》試驗論文結果，螺栓群中和軸介于其端板形心與受壓翼緣內側中心線之間，當所受彎矩越小，則中和軸越接近端板形心軸，越大則越接近受壓翼緣［9］。

4配合施工遇到的問題分析

(1)圍墻開裂。分析原因:新填土4m高，圍墻距離護坡邊僅1m，施工工期較緊，施工單位無法用大型機械分層碾壓，填土密實度達不到設計要求。解決措施:①圍墻基礎選用剛性較大條形基礎，防止不均勻沉降，此方案施工較快，造價便宜。②選用換填處理或水泥攪拌樁加固圍墻基礎下新填土，減小不均勻沉降量，此方案施工周期較長，造價偏貴。綜上所述，本工程選用第一種解決措施。

(2)運用庫庫內柱式檢查坑，軌道下混凝土短柱出現偏柱、歪柱等現象。分析原因:短柱設計由結構和軌道兩個專業(yè)，施工也分別由兩家單位施工。解決措施:①混凝土短柱設計為鋼柱，直接安裝。②混凝土短柱由一家施工單位施工。建議日后設計采用第一種解決措施。

(3)人行天橋柱下管樁無法施工。分析原因:人行天橋跨軌道設置，場地內軌道區(qū)域下被地路專業(yè)設計水泥攪拌樁加固。解決措施:①天橋柱下基礎改為鉆孔灌注樁;②檢驗水泥攪拌樁加固后地基承載力，如不夠采用，采用CFG樁加固后采用柱下獨立基礎。結合現場工期需要，本工程采用鉆孔灌注樁基礎方案。綜上所述，結構設計時，充分運用結構設計難點分析結果，指導結構設計;配合施工時，遇到以上問題，經分析原因，采取我們選用的處理措施，得到明顯改善效果，保質保量，按時完成土建施工。目前，本工程已投入使用2年，沒有出現任何問題，得到業(yè)主單位一致認可。

5結構設計建議

(1)運用庫庫房內軌道道床為無砟整體現澆道床，對基礎沉降極其嚴格，鐵路規(guī)范要求控制在20mm以內，如果道床下地質情況不好，建議采用預應力混凝土管樁樁筏基礎。

(2)運用庫為一層鋼結構工業(yè)廠房，采用何種結構形式，需根據結構計算和經濟比較。結合本工程實例，試算比較后，得出如下經驗:柱跨28m，采用混凝土柱+鋼梁排架結構和鋼梁鋼柱門式剛架結構較經濟，綜合考慮施工工期，選鋼梁鋼柱門式剛架較適用。

(3)剛架梁梁連接節(jié)點設計時，綜合考慮各種因素，高強螺栓群計算中和軸宜選端板形心。

(4)場地平整有大量新填土，新填土下有較厚的淤泥和淤泥質土，計算單樁承載力時一定要考慮樁側負摩阻力。

(5)結合配合施工中的問題，建議結構設計時改進以下措施:①場地內高填方區(qū)圍墻應做剛性較大的條形基礎，以避免圍墻不均勻沉降開裂;②運用庫庫內柱式檢查坑，軌道下混凝土短柱出現偏柱、歪柱等現象，影響傳力和結構安全，建議混凝土短柱設計為鋼柱，直接安裝即可;③被其他專業(yè)加固的場地區(qū)域，柱下基礎結構設計時，建議選用鉆孔灌注樁。

篇（2）

1、工程概況：

某地下汽車庫，周圍與主樓相連，為大地盤多塔結構。主樓為地上27層，地下二層，剪力墻結構，車庫為地下一層，板柱剪力墻結構。車庫單層建筑面積7萬平米，長516.5米，寬211.4米。上部覆土1.9米，考慮10KN/m2活荷載。樓板為現澆混凝土空心樓蓋，基礎形式為柱下獨基和墻下條形基礎并設構造底板。

2、結構設計

2.1、結構設計基本概況

本工程結構設計基準期為50年，設計使用年限為50年，建筑安全等級為二級，建筑抗震設防類別為丙類，地基基礎設計等級為甲級。按《建筑抗震設計規(guī)范》要求，本工程抗震設防烈度7度，設計基本地震加速度值為0.10g；場地類別為Ⅱ類，場地特征周期值Tg=0.40 s。建筑抗震設防類別為丙類。在多遇地震作用下結構阻尼比取0.05。

2.2、結構體系

由于建筑功能要求，主樓和車庫連為一體。車庫主體結構采用板柱剪力墻結構，剪力墻布置一定數量的剪力墻，以保證主樓嵌固于地下室頂板。

2.3、主要構件斷面

剪力墻是本工程主要抗側力結構構件，承擔主要的水平荷載，外墻厚度為350mm，內墻厚度為250mm 。框架柱截面為600x600mm。

2.4 結構計算分析

本工程采用SATWE（墻元模型）計算。

3、結構構造措施

3.1由于本工程與主樓相連接，為解決主樓與車庫沉降差異設沉降后澆帶。沉降后澆帶封閉時間待主樓主體施工完畢后結合沉降觀測資料與有關單位共同確定。再用高一強度等級補償收縮混凝土封閉；封閉前后澆帶跨內不允許拆模及水平支撐等保證主樓側限措施。

3.2本工程超長，施工時設連續(xù)式膨脹加強帶和施工后澆帶，以解決混凝土的收縮徐變問題。施工后澆帶間距不大于90米。加強帶寬度為2.0米，施工間距不大于30米。應嚴格控制混凝土原材料的質量和技術指標，粗細骨料的含泥量應盡量減少(1%~1.5%)。水泥優(yōu)先選用水化熱低的品種，如礦渣硅酸鹽水泥。采用粉煤灰，它可以改善混凝土的黏塑性，并可代替部分水泥，減少混凝土的用水量和水泥用量，從而減少水化熱及混凝土中的孔隙，提高密實性和強度，提高抗裂性。混凝土樓板采用膨脹劑拌制的微膨脹混凝土（補償收縮混凝土），混凝土的澆筑應盡量采用低溫入模，低溫養(yǎng)護，使混凝土終凝時溫度盡量降低，減少水化熱和收縮。澆筑后應及時采用塑料薄膜或噴養(yǎng)護劑及草簾進行保濕和保溫養(yǎng)護。必要時應采取臨時保溫隔熱措施，以防止主體結構長期暴露在高溫或寒冷之下，出現裂縫。

3.3基礎采用獨立基礎并設300厚防水底板，防水板下設50厚聚苯板。防止構造底板出現裂縫。

4、 結語

綜上所述措施， 實現了在保證安全的前提下與建筑功能結合。將建筑與結構統(tǒng)一，實現建筑之美。

參考文獻

篇（3）

引言：

人防工程是戰(zhàn)時防空、保障人民生命安全的重要措施，隨著城市的發(fā)展，人防工程的建設越來越引起人們的重視。防空地下室是人防工程的重要組成部分。與其它類型人防工程一樣，它具有國家規(guī)定的防護能力和各項戰(zhàn)時防空功能，是實施人民防空的物質基礎。如何設計好人防工程，使人防工程在戰(zhàn)時能真正起到防空及保障人民生命安全的功能，這就要求我們設計人員深刻理解并嚴格執(zhí)行《人民防空地下室設計規(guī)范》現將防空地下室設計中常見的問題進行分析和探討。

1.人防結構設計的特點及原則

1.1人防結構設計的特點

人防地下室水平荷載作用及變形特征。（1）風荷載計算均扣除地下室的高度。地下室是否約束、約束的程度與風荷載計算無關。（2）設計設定地下室部分的基本風壓為零；在地上部分的風荷載計算中，地下室頂板作為風壓高度變化系數的起算點。結構在地震作用下的反應受地下室外的回填土約束程度的影響。（3）由地下室質量產生的地震力，主要被室外的回填土吸收。

1.2人防結構設計的原則

（1）對常規(guī)武器爆炸動荷載和核武器爆炸動荷載，設計時均按一次作用。（2）平戰(zhàn)結合，取控制條件，在5級或6級人防設計中，結構的頂板基本上都由戰(zhàn)時控制，而側墻和底板則因地下室結構形式的不同而由實際情況確定。（3）只進行承載力的驗算，由于在核爆炸動荷載作用下，結構構件變形極限已用允許延性比來控制，因而在防空地下室結構設計中，不必再單獨對結構構件的變形與裂縫進行驗算。（4）注意各部位的抗力（強度）協(xié)調，以免因設計控制標準不一致而導致結構的局部先行破壞，失去整個防護建筑的作用。（5）地面與地下承重結構體系要協(xié)調，不能出現兩者強弱相差較大的情況。（6）人防地下室墻、柱等承重結構，應盡量與地面建筑物的承重結構相互對應，以使地面建筑物的荷載通過防空地下室的承重結構直接傳遞到地基上。（7）重視構造要求，人防設計的許多構造要求比一般的建筑要求更為嚴格，應充分保證結構的延性，“強柱弱梁（板）”、“強剪弱彎”。

2.人防結構工程設計內容與方法

2.1人防工程結構設計概況

某甲類防空地下室總建筑面積7350m2，除局部設備用房為非人防區(qū)，其余大部分為人防區(qū)。地下室人防區(qū)分設A、B、C、D共4個六級人防單元，人防單元共計5915 m2。本工程抗震設防烈度為7度，地震加速度為0.1g，采用框架剪力墻結構，框架抗震等級為三級，剪力墻抗震等級為二級。地下室不考慮風荷載作用。地下室梁、板混凝土強度等級為C30，墻柱混凝土強度等級按上部結構整體計算所得，采用C40混凝土。

2.2人防地下室底板設計

（1）地下室底板人防荷載確定。本工程采用先張法高強預應力管樁，屬有樁基鋼筋混凝土底板，且為飽和土，底板人防荷載取值為25 kNm2。（2）地下室底板反向荷載確定。依據建筑總平面布置圖及室外道路標高系統(tǒng)，本工程設計抗浮水位標高9.2米，即相對標高為-1.05米。底板標高-4.550，底板厚度為0.3米，計算水深3.8米。底板疏水層為100～200mm，以均厚150mm計算，底板自重10.5kNm2，計算反向荷載扣除底板自重為（1.35×38-10.5）1.35=30.5 kNm2。（3）底板截面設計。按人防要求，底板最小厚度250mm，因板跨、荷載較大，本工程取底板厚度為300mm，保護層厚度50mm，可滿足底板承載力及裂縫寬度0.2mm的要求。最大水頭H為3.8米，底板厚h為0.3米，依據《高規(guī)》表12.1.9基礎防水混凝土的抗?jié)B等級確定辦法，Hh=3.80.3=12.7，地下室底板設計抗?jié)B等級為0.8MPa。底板設計采用PKPM結構設計軟件進行計算，考慮人防荷載、水浮力的反向荷載并扣除底板自重的倒樓蓋模型進行設計，反向荷載以恒載計算，底板自重為對結構有利恒載，取分項系數1.0，人防荷載為等效靜荷載，分項系數為1.0。

2.3人防地下室頂板設計

（1）地下室頂板概況。頂板為綠化，覆土700mm厚，設計恒載為14 kNm2。小區(qū)內設有消防車道，消防車荷載按荷載規(guī)范取值，頂板人防等效靜荷載標準值為70 KNm2。地下室車庫柱跨為6×8米，經與設備專業(yè)配合后，地下室凈高應不小于2.8米；（2）頂板截面設計。頂板設計采用PKPM結構設計軟件進行計算，考慮人防荷載、覆土荷載，消防車荷載，活載等的單層樓蓋模型進行設計。有限制的梁高，按通常的做法無法滿足大跨度下的大荷載。采用降低底板標高以增加地下室層高為增大梁高拓展空間，這勢必增加地下室的開挖深度，增加工程造價。加大梁寬可以解決配筋率過大的問題，但又造成梁截面過大，形成典型的肥梁胖柱型結構，這也是結構經濟性要求所不容許的。最后經過研究采用框架梁端加掖的構造措施，這既解決了配筋率超限的問題，又滿足地下室凈高的要求，既節(jié)約了工程造價，又為各設備專業(yè)提供了足夠的空間，實現了工程的可行性。（3）嵌固及后澆帶設計。主樓部分地下室頂板作為上部結構的嵌固端，即要滿足人防荷載，覆土荷載及本層活荷載的要求，又要滿足本層結構的側向剛度不應小于相鄰上部結構樓層側向剛度的2倍的要求，且采用軟件時程分析，進行補充計算，局部加強地下室及首層墻柱。在考慮有可能塔樓有對頂板構件水平力的傳遞，所以在地下室頂板主樓部分的設計中，按主樓整體計算的結果進行截面設計。本工程總長度達到136.8米，總寬度為70.4米，如何解決溫度應力引起的收縮裂縫則是不容忽視的問題。傳統(tǒng)的做法，地下室頂板底板以30～40米的間距設置800寬的非上下貫通后澆帶，同時注意后澆帶避開坡道及人防口部，后澆帶在頂板覆土之前封閉，并加以養(yǎng)護。傳統(tǒng)的做法也是最有效的做法，經驗證明這種做法是防止超長結構溫度應力導致裂縫的最經濟的措施。（4）人防口部、人防隔墻及外墻的結構設計。地下室層高3.8米，口部大樣均可套用國標07FG04圖集，人防隔墻及外墻采用單向板模型計算，上部支座為簡支端，下部支座為固定端，人防隔墻按彈塑性模型計算.外墻按彈性模型計算，控制裂縫寬度0.2mm。在外墻施工中施工方反映出一個問題，主樓外側的柱與外墻整澆在一起，且主樓為小柱網，多為3米多的柱距，柱混凝土強度等級為C40，外墻混凝土強度等級為C30，施工中必然會造成外墻大部分都是C40的混凝土，大面積的高強度混凝土是必然造成大量的水化熱，容易產生大量的收縮裂縫。后結合塔樓荷載及塔樓與地下室外墻結合截面，修正為整澆用C35混凝土，有效降低裂縫和水化熱。

3.結語

人防地下室的結構設計既要考慮平時工況又要考慮戰(zhàn)時工況，且目前電算軟件功能都不是很完善，需要更深入地研究人防結構設計的技術問題，總結設計經驗，提高設計水平。

篇（4）

1、工程概況

營口、盤錦忠旺鋁業(yè)有限公司-廠區(qū)位于遼寧。其中A1廠房長度600m，寬度110m。高跨區(qū)域：檐口高度21.200m，寬160m，帶160/50噸吊鉤橋式起重機；低跨區(qū)域：檐口高度17.200m，寬440m，帶20/5噸吊鉤橋式起重機。高跨剖面見下圖。

高跨區(qū)域采用格構柱+焊接H型鋼梁；低跨區(qū)域梁柱均為焊接H型鋼

2、場地概況

1），氣溫

年平均氣溫為9.5℃，最冷的1月份平均氣溫為-8.5℃，最熱的7月份平均氣溫為25.0℃，極端最低氣溫為-28.0℃，極端最高氣溫為34.7℃。

2），降水量

年平均降水量667.4mm，最多年份降水量889.9mm，最少年份降水量387.2mm。

3），凍脹

場地標準凍結深度為1.10米，具有Ⅳ級強凍脹性。

3、規(guī)范概要

《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程》的相關條文：

1.0.2 本規(guī)程適用于主要承重結構為單跨或多跨實腹門式剛架、具有輕型屋蓋和輕型外墻、無橋式吊車或有起重量不大于20t的A1～A5工作級別橋式吊車或3t懸掛式起重機的單層房屋鋼結構的設計、制作和安裝。

4.3.1 門式剛架輕型房屋鋼結構的溫度區(qū)段長度（伸縮縫間距） ，

應符合下列規(guī)定：

縱向溫度區(qū)段不大于300m；

橫向溫度區(qū)段不大于150m 。

《鋼結構設計規(guī)范》的相關條文：

故本工程高跨區(qū)域執(zhí)行《鋼結構設計規(guī)范》，縱向溫度區(qū)段為180米，橫向溫度區(qū)段為100米。低跨區(qū)域執(zhí)行《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程》，縱向溫度區(qū)段為300米，橫向溫度區(qū)段為150米。

4、屋面板、墻面板及檁條分縫

在需要設置伸縮縫處，檁條可采用兩種做法：在搭接檁條的螺栓連接處采用長圓孔，并使該處屋面板在構造上允許膨脹或設雙柱。本工程采用雙柱的做法。板橫向（屋面的縱向）的影響一般是可以忽略的，但主次結構有分縫的地方，屋面也應當設縫。做法如下圖：

5、主結構縱向縫

1），設單柱

在搭接檁條的螺栓連接處采用長圓孔，并使該處屋面板在構造上允許膨脹。此方案具有較好的經濟效益，做法比較簡單，但支撐系統(tǒng)在該跨段要斷開。

2），設雙柱

采用雙柱伸縮縫比較可靠、方便，又不影響車間使用面積，且柱子增加不多，不過影響基建投資經濟指標。房屋設了伸縮縫實際為兩個獨立的單體，對減小溫度應力和結構變形都很有優(yōu)勢。

3），吊車梁

本工程采用雙柱伸縮縫，伸縮縫柱中心距2米。故吊車梁要懸臂1米。伸縮縫節(jié)點板一側為圓孔，另一側為水平橢圓孔。該做法釋放了水平段的約束，同時又提供了豎向的約束，可以調整伸縮縫兩側的不平衡變形。

6、主結構橫向縫

高跨區(qū)域執(zhí)行《鋼結構設計規(guī)范》，要考慮溫度應力的影響。

1），設雙柱

采用雙柱分隔是最簡單的辦法，但影響廠房的使用。

2），釋放鋼梁

通過橢圓孔、變形支座釋放鋼梁的橫向變形。但會改變屋面鋼梁外觀，結構左右也不對稱，總體感官不好。同時結構的變形增大、剛度減小、總的造價會增加。

3），增加溫度應力計算結合構造措施

采用特定滑動夾具，避免了屋面板溫度應力的影響。采用輔助軟件（3D3S）復核溫度應力。這個方案既省用鋼量又便于制作安裝。

7、結束語

對門式剛架輕型鋼結構房屋縱向、橫向溫度伸縮縫的處理除了要滿足規(guī)范要求，還要結合實際情況，這樣才能做到安全、經濟、簡單、合理、美觀。

參考文獻

[1] 鋼結構設計規(guī)范GB 50017-2003 [S]

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中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）44-0112-02

一、引言

受專業(yè)覆蓋面廣及行業(yè)涉及面寬等特點的影響，土木工程對國民經濟的發(fā)展至關重要。在當前“大土木”專業(yè)背景下，培養(yǎng)具有較寬理論基礎、較強適應能力、較廣專業(yè)視野的土木工程專業(yè)人才是土木工程專業(yè)的最終目標[1]。作為工程管理專業(yè)的必修課程――工程結構，集理論與實踐為一體，在工程力學、建筑材料、建筑制圖等課程基礎上，圍繞建筑結構的受力體系闡述各種結構構件的受力性能、計算原理和方法以及結構構造要求等內容[2]。對培養(yǎng)工程管理專業(yè)學生的土木工程專業(yè)素養(yǎng)起著舉足輕重的作用。

二、工程結構課程簡介

1.培養(yǎng)目標。為提高工程管理專業(yè)學生的土木工程專業(yè)素養(yǎng)，工程結構課程要求學生在數學、力學的基礎上，初步掌握建筑結構的設計原理和方法，為將來從事工程管理工作提供充分的結構工程知識背景。通過本課程的學習旨在使學生具備簡單的結構構件設計能力，使其能夠解決工程管理中簡單的結構問題；同時應了解工程結構的基本原理和方法，建立正確的結構概念，保證其充分理解結構設計意圖，為其從事工程施工、造價、監(jiān)理等工作提供良好的結構工程知識基礎。

2.課程概況。工程結構Ⅰ內容如下：建筑結構選型與設計方法講述建筑結構的基本特點與結構選型、建筑結構荷載與設計方法等內容；混凝土結構設計原理講述材料的力學性能、鋼筋混凝土受彎構件正截面承載力計算、受彎構件斜截面承載力計算、軸心與偏心受壓構件承載力計算、軸心與偏心受拉構件承載力計算、受扭構件承載力計算、變形與裂縫寬度計算、預應力混凝土構件；鋼筋混凝土梁板結構講述整體現澆式單向板肋形樓蓋、鋼筋混凝土現澆雙向板肋形樓蓋、鋼筋混凝土樓梯計算；混合結構房屋設計講述剛性、彈性、剛彈性方案房屋的相關計算、混合結構房屋基本構件與構造措施、房屋的靜力計算方案等內容。

工程結構Ⅱ內容如下：鋼結構設計原理講述鋼材的力學性能、鋼結構的連接、受彎構件的計算原理、軸心受力構件、拉彎構件、壓彎構件、節(jié)點設計原理、單層廠房鋼結構、大跨鋼結構與空間結構；地基與基礎工程講述地基土的工程性質及分類、地基基礎設計的基本原理、地基處理等內容；建筑結構新技術講述新型建筑結構、計算機方法、工程結構的事故處理等。

三、工程結構課程教學存在的問題

1.授課課時少，授課內容多。工程結構包含土木工程各專業(yè)課程內容，授課內容眾多。在土木工程專業(yè)課程設置中，混凝土結構設計原理、鋼結構設計原理、地基與基礎、高層建筑結構設計等各專業(yè)課程授課課時均不少于32課時，而工程結構課程的授課課時僅128課時。在有限授課課時內講述眾多課程內容，不可避免地降低了學生的學習效果。

2.章節(jié)內容的重復性與獨立性。工程結構中各章節(jié)內容具有明顯的獨立性。比如，荷載作用類型方面，混凝土結構設計原理、鋼結構設計原理、地基與基礎等章節(jié)，主要講述靜力荷載作用下構件的受力性能與設計原理，建筑結構抗震則重點講述地震作用對建筑結構與構件受力性能和設計方法的影響。此外，工程結構中各章節(jié)內容尚存在一定的聯(lián)系性，從而造成了部分內容的重復。例如，建筑結構選型與設計方法，指出按承重結構的類型分剪力墻結構、筒體結構等，講述各種結構類型的定義與受力特點，并對其變形與受力進行了詳細分析；高層建筑結構設計同樣介紹了剪力墻結構、筒體結構等不同結構類型的定義與受力特點。再如建筑結構選型與設計方法部分，分析了混凝土結構、鋼結構、砌體結構的優(yōu)缺點及所用材料的物理力學性能，而混凝土結構設計原理、砌體結構、鋼結構設計原理同樣介紹了各種結構的優(yōu)缺點及所用材料的力學性能。

3.考核方式單一，學生積極性低。目前，我校工程結構課程的考核方式主要為閉卷考試，最終課程考核成績由平時成績和期末考試成績構成，平時成績與期末考試所占比例為20%和80%。平時成績根據出勤、課堂討論、課后作業(yè)、期中檢查等評定。上述考核方式在有限授課課時條件下，具有良好的效果。但實際教學過程中，存在學生積極性不高、考核方式較單一等缺陷。

四、工程結構課程教改方法

1.授課課時適當增加，授課內容適當刪減。對于土木工程專業(yè)而言，混凝土結構設計原理、鋼結構設計原理、地基與基礎工程等課程授課課時均在32課時及以上。在相同授課范圍的要求下，必然要對授課內容進行適當刪減。在改革的過程中要遵循把握主要內容、突出重點內容、穿插細節(jié)內容的基本原則。以鋼結構設計原理為例，所謂把握主要內容，是指將鋼結構三大連接方式及其計算、鋼結構受彎構件、軸心受力構件、拉（壓）彎構件等內容講述清楚，而有關鋼結構材料生產、節(jié)點設計、鋼結構的塑性設計及抗震設計等內容，則簡單介紹即可；所謂突出重點內容，是指重點講述計算公式的具體運用，有關計算公式的推導可適當講述；所謂穿插細節(jié)內容，是指講述主要計算公式的過程中，對一些構造措施處理進行適當講解。除此之外，在教學大綱不變的前提下，建議適當增加本門課程的授課課時，以提供充足的授課時間。

2.章節(jié)內容適當歸類，重復內容合理整合。工程結構課程各章節(jié)存在內容重復的現象，針對此類問題，需要對該課程各章節(jié)內容進行適當歸類。按照材料進行分類，可劃分為混凝土結構、鋼結構、砌體結構等內容；按照荷載條件，可分為靜力計算、抗震設計；按照受力層次，可劃分構件設計、結構設計兩部分。建筑結構選型與設計方法簡要介紹混凝土、砌體、鋼材等物理力學性能，框剪結構、剪力墻結構、筒體結構等介紹選型，而混凝土結構設計原理、砌體結構、鋼結構設計原理則介紹相應材料的力學評價指標，如沖擊韌性、伸長率、破壞形式、冷彎性能等，高層建筑結構設計則講述剪力墻結構、框架―剪力墻結構、筒體結構等不同類型結構的受力與變形分析。根據上述分類，在實際授課過程中，既要講授各章節(jié)的聯(lián)系，又要避免章節(jié)內容的重復講述，從而達到節(jié)約授課課時的目的。

3.考核方式多樣化，交互式教學的運用。為提高工程結構課程的教學質量，應消除傳統(tǒng)考核方式的弊端，積極探索靈活多樣的考核方式。為此需要豐富考核內容，采取多種手段和方式對學習效果與成績進行評價，如平時考勤、課堂問答、課堂討論、課后作業(yè)、學習心得、課程建議調查、小組試講、授課內容總結等方式，以此彌補單一、枯燥考核方式的不足，逐步形成有利于促進學生綜合素質提高和能力培養(yǎng)的考核評價機制。

結合多種考核方式，開展交互式教學，體現教師的引導作用，突出學生的主體地位，可有效促使教學水平的提高。根據情境和過程的不同，交互式教學以多種形式出現，相互作用以縱向或橫向的方式出現。交互式教學可分為師生交互、人機交互以及一些潛移默化的相互影響、相互啟發(fā)。傳統(tǒng)的交互式教學以反饋和交流為主要特征，目的是構建一個互相信任、尊重和平等的學習氛圍，通過對話和傾聽實現師生之間和學生之間的雙向溝通，進而在合作和交流中加深對學習內容的理解。隨著計算機網絡技術以及白板在教育中的廣泛應用，基于網絡及白板環(huán)境的交互式教學迅速興起，它促使了學生主體地位的真正確立，其學習的自主性、能動性、合作性得到充分發(fā)揮，有利于提高學生的學習積極性。為此，新形勢下交互式教學以問題主導、小組主導、課堂互動、多媒體輔助、網絡交流等多種形式出現，以實現以教為主（教師“滿堂灌”）向以學為主轉變、以課堂為主（過分重課堂）向課內外結合轉變、以結果評價為主（過分重分數）向結果過程結合轉變。與此同時，交互式教學需要教師靈活運用多種教學方法，注重各種教學方法的優(yōu)化組合，熟練處理教材的系統(tǒng)性并突出講授的重點，善于用明白、易懂的語言來表達深度理論、深邃思想、深刻思路，善于應用啟發(fā)式，吸引學生同步思維，從而不斷提高講授的藝術性，調動學生的積極性與主動性。

五、結論

為提高授課效果，需要適當增加授課課時，此外，需要合理調整授課內容，堅持把握主要內容、突出重點內容、穿插細節(jié)內容的基本原則；為避免部分內容的重復講述，需要對該課程各章節(jié)內容進行合理歸類；為保證教學質量，提高學生的學習積極性，需要靈活運用多樣的考核方式，開展交互式教學。

篇（6）

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1. 前言

隨著科學技術的迅速發(fā)展以及時代的不斷進步，廣大人民群眾的生活質量和生活水平得以逐步提高，并且也對建筑物的結構設計提出了更高的要求。為了與人們不斷增長的物質文化需求相滿足，為了與廣大消費者的迫切需求相滿足，在建筑結構方面，我國的建筑行業(yè)的設計也得以發(fā)展與改革。現階段，國外先進設計理念對我國的建筑行業(yè)產生了較大的影響，我國的建筑結構設計人員以此為基礎且結合設計經驗，借助于概念設計的理念來設計建筑結構。所謂概念設計具體指的是在未經過任何計算的基礎上，尤其是在沒有條件將精確的力學分析加以展開的前提下，或者是在沒有明確定義設計規(guī)范的情況下，立足于建筑結構設計的整體，從而將設計工作展開。概念設計給建筑行業(yè)注入了新鮮的活力，需要設計人員提起高度的重視。

2. 建筑結構設計中應用概念設計的重要性

在以往傳統(tǒng)的建筑結構設計工作當中，往往結構工程設計人員按照以往的設計經驗，并經過不斷的追求完善及歸納總結，從而在實際工作中實現設計理念及設計經驗的創(chuàng)新和進步。隨著經驗的不斷豐富、時間的不斷推移以及設計理念的逐步完善，所設計出的產品變得越來越成熟。然而，因而諸多工程普遍的缺乏創(chuàng)新性，習慣于按照傳統(tǒng)的設計手冊及設計規(guī)范，并且借鑒以往的設計手法和設計風格，來將建筑結構設計工作展開，不僅缺乏對國內外先進設計理念和設計技術的高度重視，而且在設計中進行運用及改進，也常常只是忠于傳統(tǒng)設計，對設計程序有著較強的依賴性，擔心手工設計和創(chuàng)新會背離設計要求。另外，有些設計人員對設計程序的運用依賴性過強，過分大膽的使用程序給出的運算數據，沒有以質疑的精神以及認真的態(tài)度對待設計工作，進而導致建筑結構設計中一系列錯誤問題的出現。與此同時，結構設計往往會涉及到許多方面的建筑學知識，有些知識是在實踐工作中總結出來的，有些知識則是自己的領悟及想法，而并非僅僅包括學校所學到的理論性、系統(tǒng)性知識，因而不容易記憶且較為分散，所以，在設計工作中很難綜合的加以運用。

概念設計的必要性及重要性就在于不但能夠結合傳統(tǒng)設計理念的優(yōu)勢，而且能夠改進傳統(tǒng)設計中的缺陷，從而在整體的角度將計算理論中所存在的漏洞加以避免。比如，在混凝土的結構設計工作中，內力設計的理論支持雖然是彈性理論，然而界面設計的計算支持實際上則是塑性理論，該不同便會導致實際情況與計算所得結論的偏差。為了對這樣的情況加以有效的防范，那么就需要熟練的把握良好的概念設計。所以，建筑結構設計人員必須切實的具備先進的概念設計理念及技能，以便于對結構的工作性能更好的加以理解。

3. 概念設計在建筑結構設計中的應用

3.1建筑工程概況

該建筑工程地處市區(qū)，地下一層，地上十二層，其中設計頂上最上面的兩層為坡屋頂和復式屋頂，總體建筑面積超過九千平方米。采取帶短支墻與異形柱的剪力墻—框架結構，二類場地土，七度的場區(qū)抗震設防烈度，0.10克的基本地震加速度。

3.2基礎選型及場地條件

應當盡可能選擇有助于抗震的場地，防止在對抗震危險不利的地段對甲——丙類建筑進行建造，如果確實無法加以避開，則需要采用有效的措施將其不利影響消除或者減少，通常在初步設計之前將選址工作和勘探工作完成。本工程場地有著相對較好的條件，將一層設計成地下室，有利于結構整體的抗震性，所以通過與地址條件相結合，選用質量經濟可靠、施工速度快及穩(wěn)定性好的混凝土預應力管樁。

3.3結構體系的選擇

剪力墻—框架結構、剪力墻結構、框架結構以及筒體結構是高層混凝土結構經常采用的結構體系，設計規(guī)范中詳細的規(guī)定了它們各自的適用高寬比及寬度。設計人員應當對其優(yōu)缺點與設計范圍進行充分的了解，同時與建筑的功能相結合，從而選擇出最佳的結構體系。本工程綜合考慮了抗側力性能與平面靈活布置，選取剪力墻—框架且?guī)М愋椭慕Y構。

3.4結構分析程序及結構計算分析原則的選用

在計算結構位移以及分析結構內力時，在簡化處理、計算假定和分析模型等方面，應當與結構的實況盡可能的接近。按照彈性方法計算位移和內力，采用塑性理論設計截面。如果平面樓板有著無窮大的剛度，則不需要對平面外剛度作過多考慮。如果樓板有著較大開洞的設計，則需要對樓板的彈性變形進行充分考慮，在結構分析程序的選用上提起高度重視，避免計算結果出現誤差。本工程的計算分析采取的是廣廈CAD的SSW程序（本工程的計算分析采取的是中國建筑科學研究院PKPMCAD系列軟件結構軟件,結構計算采用SATWE結果）。

3.5結構立面、平面及外形尺寸

在建筑結構平面的布置上，應當盡可能確保對稱、規(guī)則和簡單，使結構的質量中心與剛度中心重合，以便于將扭轉減小，結構的豎向布置必須切實做到剛度連續(xù)及均勻，防止出現薄弱層及剛度突變。如果有著抗震設計方面的要求，則應當自上而下的減小結構的剛度及承載力，當布置上下層結構出現變化時，應當對結構轉換層加以設置。對于設計規(guī)范明確規(guī)定出的規(guī)則結構，需要對抗震進行進一步驗算，同時實施有效的加強措施于抗震薄弱部位，避免采用不規(guī)則的設計方案。本工程的平面呈現單軸對稱，但是缺乏規(guī)則性，為了防止采取嚴重不規(guī)則的結構設計方案，加設一道拉梁于兩棟突出的角柱，從而更好的切合規(guī)則性要求，避免了立面剛度的突變。

4. 結束語

綜上所述，以往傳統(tǒng)的建筑結構設計存在著較大的缺陷，對建筑物的整體性能有著不利的影響，所以，設計人員應當高度重視概念設計，并且將其切實的應用到建筑結構設計中，從而促進建筑物結構性能、安全性能以及使用性能的提高。

【參考文獻】

[1]劉建立 王禮輝 郭松立.概念設計在建筑結構設計中的應用探究[J].建材與裝飾,2012,3(23):156-158.

篇（7）

中圖分類號：TU318文獻標識碼： A 文章編號：

隨著計算機技術的發(fā)展，工程結構設計電算化，已經成為我國工程結構設計的一個必要手段。盡管工程結構設計軟件也在這發(fā)展過程中逐步“傻瓜”化，但畢竟實際工程千差萬別，結構計算理論、方法也在逐步發(fā)展，結構設計不可能用傻瓜來完成，軟件設計人員也不可能使當前的軟件適用于各種方法、理論與工程。那么，做為一個合格的結構設計人員應當如何正確使用工程結構設計軟件，就成了當前結構設計從業(yè)人員的另一個必備條件。而所有結構計算模型的建立，第一步即是根據建筑布局正確確定與之相適應的結構體系，并合理進行結構構件布置。第二步，就是將建筑荷載正確輸入。下面我們就結構恒荷載的輸入問題，進行一點分析，為從事結構設計工作的“新人”們提供參考。

板面恒荷載的輸入問題。

在結構計算軟件的使用過程中，細心的設計人員會注意到——在國內大多數工程結構設計計算軟件中，板面恒荷載的輸入一般只提供了“均布恒荷載”這一個選頂，而沒有提供更多的荷載輸入方式。那么，結構設計人員應當如何處理實際工程問題呢？下面我們來分析一下各種可能的工程實際情況，并確定如何在現有的條件下，正確運用結構設計軟件：

下面，我們列出了實際工程中樓面板恒荷載形式的所有可能，如圖(為簡化分析，這里只列出了所有的基本形)：

其中F1、E1、D1、C1顯然可以用板面局部荷載的方式求解，不在一般工程設計軟件計算之內，需要工程設計人員進行手工補充計算(注意，除板的內力、強度、撓度、裂縫的核算外，還需要考慮這部分荷載向周邊支承構件的導算問題)；F、E、D、C，的單一形，即使板塊尺寸符合雙向板要求，但因其受荷方式更適用按單向板進行計算，因此，也不在一般工程設計軟件計算之內，需要工程設計人員進行補充設計如前述1型；D的組合形，在實際工程中（用于屋面找坡）往往拆分出的qmax值與均布荷載q的值差較小，也可以用其平均值計算，如下圖：

而B、B1型的情況無論其單一或組合形，在實際工程設計中均按求取平均值后所得的A型荷載進行設計計算了。那么，這種設計方法是否可行呢？我們可以試算一下它的情況：

為方便計算，我們假定有這樣一塊如圖B的方形鋼筋混凝土彈性板，四邊為簡支情況；荷載代換情況如圖A，邊界條件相同。則有Lx=Ly，qmax=2q（qmax為三角形荷載的最大值，q為三角形荷載的平均值、等值代換為A型荷載時的荷載值）。查靜力計算手冊，可得：

代換為均布荷載情況，f=0.00406qL4/Bc。

Mx=My=0.0368qL2；

Mmax=0.0368×(1+1/6)qL2=0.0429qL2。

三角形荷載下，fmax=0.00205qmaxL4/Bc=0.00205×2qL4/Bc=0.00410qL4/Bc。

Mymax=0.0220qmaxL2，Mxmax=0.0185qmaxL2；

Mmax=(0.0220+1/6×0.0185) ×2qL2=0.0502qL2。

其次，再假定一塊Lx/Ly=0.5的極端情況，其余仍如前述條件，則有：

代換為均布荷載情況，f=0.01013qL4/Bc。

Mx=0.0965qL2，My=0.0174qL2；

Mmax=(0.0965+1/6×0.0174)qL2=0.0994qL2。

三角形荷載下，fmax=0.00543qmaxL4/Bc=0.00543×2qL4/Bc=0.01086qL4/Bc。

Mxmax=0.0515qmaxL2，Mymax=0.0210qmaxL2；

Mmax=(0.0515+1/6×0.0210) ×2qL2=0.1100qL2。

從上面計算的情況，可以看出——對于按簡支情況考慮的彈性板，這種平均代換計算的撓度最大可能偏小7.2%；對于強度計算最大可能偏小17%。

下面再以邊界條件為嵌固端是，計算對比以上情況，則有：

Lx=Ly時：

代換為均布荷載情況，f=0.00127qL4/Bc。

Mx=My=0.0176qL2，Mx0=My0=-0.0513 qL2；

Mmax=0.0176×(1+1/6)qL2=0.0205qL2。

三角形荷載下，fmax=0.00064qmaxL4/Bc=0.00064×2qL4/Bc=0.00128qL4/Bc。

Mymax=0.0100qmaxL2，Mxmax=0.0088qmaxL2；

My0max=0.0334qmaxL2，Mx0max=0.0257qmaxL2；

Mmax=(0.01+1/6×0.0088) ×2qL2=0.0229qL2。

Lx/Ly=0.5時：

代換為均布荷載情況，f=0.00253qL4/Bc。

Mx=0.0400qL2，My=0.0038qL2；

Mx0max=0.0829qmaxL2，My0max=0.0570qmaxL2；

Mmax=(0.0400+1/6×0.0038)qL2=0.0406qL2。

三角形荷載下，fmax=0.00147qmaxL4/Bc=0.00147×2qL4/Bc=0.00294qL4/Bc。

Mymax=0.0088qmaxL2，Mxmax=0.0225qmaxL2；

My0max=0.0458qmaxL2，Mx0max=0.0414qmaxL2；

Mmax=(0.0225+1/6×0.0088) ×2qL2=0.0479qL2。

從上面計算的情況，可以看出——對于按嵌固情況考慮的彈性板，這種平均代換計算的撓度最大可能偏小16.2%，強度計算最大板底誤差偏小18%，板頂誤差最小可能偏大19.6%。

這樣看來，這樣的簡化輸入方式對樓板并不可取，需要結構軟件設計公司注意對這方面的研究工作。另外一方面，為了我們結構設計人員，在軟件沒有改進的情況下，能夠準確計算和應用，需要結構設計人員注意對計算結果的調整——平均荷載，對結構總體計算幾乎沒有影響，但對直接承擔這些荷載的構件本身應當合理的予以處理。如對現澆連續(xù)板也可采取調幅的方式進行對經簡化計算的內力進行調整后，再進行配筋，就是一種簡單有效的處理方法，這個幅值，從上面的計算中也可以得到：一般應當為17%，這樣可以保證板計算彎矩的偏差不會大于5%。

梁上恒荷載的輸入問題。

梁上荷載的輸入方式，大多數國內的結構設計軟件都會提供很多的荷載類型供設計者選擇使用。但，往往由于設計人為方便或其它原因而進行了簡化。如將各類型荷載以總值相等的原則簡化成均布荷載，就是比較常見的一種簡化輸入方式。這里僅以簡單的單跨梁計算論證一下，這種簡化方式是否可行：

假定有一簡支梁，荷載情況如下圖，則：

將荷載代換為均布荷載時，q1=qc/L，計算得：

R（左）=R（右）=q1L/2=qc/2；M=q1L2/8=qcL/8；

實際計算值應為：

R（左）=qc/2×[(2d+c)/L]

R（右）=qc/2×[2-(2d+c)/L]

00，d≥0）2L≥2d+c>0,

故有 Rmaxqc；Rmin0。當且僅當2d+c=L時，有R（左）=R（右）=qc/2；

支座反力誤差之大，說明在2d+c≠L時，是不可以做上述簡化處理的。

下面再進一步計算當2d+c=L的情況。雖然，此時前述計算的支座反力相同，但是此時實際彎矩值為：

M=qcL/8（2-c/L），

00；

故有，僅當c=L時，Mmin=qcL/8；c0,MmaxqcL/4；

彎矩差值，最大也有2倍，說明即便有2d+c=L的條件，仍不可以將梁上的荷載以上述方式進行簡化計算。

（撓度及其它荷載情況、支座情況的計算，在這里就不一一證明了。）

篇（8）

2.項目研究背景

所要編寫的結構程序是混凝土的框架結構的設計，建筑指各種房屋及其附屬的構筑物。建筑結構是在建筑中，由若干構件，即組成結構的單元如梁、板、柱等，連接而構成的能承受作用(或稱荷載)的平面或空間體系。

編寫算例使用建設部最新出臺的《混凝土結構設計規(guī)范》gb50010-XX，該規(guī)范與原混凝土結構設計規(guī)范gbj10-89相比，新增內容約占15%，有重大修訂的內容約占35%，保持和基本保持原規(guī)范內容的部分約占50%，規(guī)范全面總結了原規(guī)范實施以來的實踐經驗，借鑒了國外先進標準技術。

3.項目研究意義

建筑中，結構是為建筑物提供安全可靠、經久耐用、節(jié)能節(jié)材、滿足建筑功能的一個重要組成部分，它與建筑材料、制品、施工的工業(yè)化水平密切相關，對發(fā)展新技術。新材料，提高機械化、自動化水平有著重要的促進作用。

由于結構計算牽扯的數學公式較多，并且所涉及的規(guī)范和標準很零碎。并且計算量非常之大，近年來，隨著經濟進一步發(fā)展，城市人口集中、用地緊張以及商業(yè)競爭的激烈化，更加劇了房屋設計的復雜性，許多多高層建筑不斷的被建造。這些建筑無論從時間上還是從勞動量上，都客觀的需要計算機程序的輔助設計。這樣，結構軟件開發(fā)就顯得尤為重要。

一棟建筑的結構設計是否合理，主要取決于結構體系、結構布置、構件的截面尺寸、材料強度等級以及主要機構構造是否合理。這些問題已經正確解決，結構計算、施工圖的繪制、則是另令人辛苦的具體程序設計工作了，因此原來在學校使用的手算方法，將被運用到具體的程序代碼中去，精力就不僅集中在怎樣利用所學的結構知識來設計出做法，還要想到如何把這些做法用代碼來實現，

4.文獻研究概況

在不同類型的結構設計中有些內容是一樣的，做框架結構設計時關鍵是要減少漏項、減少差錯，計算機也是如此的。

篇（9）

大型地下車庫頂板結構設計方案無統(tǒng)一技術措施，往往隨人而定。然而從筆者十多年實際工程實踐中，發(fā)現車庫頂板結構設計方案的選取對建造大型車庫資金投入影響很大，除去施工組織設計、消耗施工費用外，更對大型車庫設計的工程資源消耗關系很大，直接影響建筑成本和環(huán)保要求，筆者現以咸陽新煜置業(yè)有限公司中華世紀城北區(qū)3#車庫為例，按不同結構方案進行設計計算比較。整理成文，發(fā)表于貴刊，供同行們斧正、交流。

1. 不考慮消防車荷載

1.1 工程概況：純地下車庫面積630平方米，X向長32.4米，跨度8.1米；Y向長19.4米。跨度6.1、7.2、6.1米。頂板覆土厚1.5米，頂板活荷載按10KN/m2，抗震等級三級。

（1）頂板次梁按雙向布置，主梁X向400X800，Y向400X800，次梁300X700，最大配筋率控制在2.2左右。板厚180mm。見圖1。

（2）頂板次梁按單向布置，主梁X向400X800，Y向400X1100，次梁400X800，最大配筋率控制在2.1左右。板厚180mm。見圖2。

（3）大板模型，即頂板不布置次梁，主梁X向400X800，Y向400X750，，最大配筋率控制在2.1左右。板厚280mm、270mm。見圖3。

1.2 在不考慮消防車荷載時，以上三種方案鋼筋及混凝土用量對比如表1。

2. 考慮消防車荷載

2.1 工程概況同上，頂板考慮消防車荷載，因消防車荷載取值與板跨度有關，頂板次梁按雙向布置時消防車荷載取30KN/m2；頂板次梁按單項布置時消防車荷載取35KN/m2；頂板不布置次梁時消防車荷載取20KN/m2，將上訴三種方案，進行計算調整，結果如下：

（1）消防車荷載取30KN/m2，頂板次梁按雙向布置，主梁X向500X1000，Y向500X1000，次梁500X800、300X700，最大配筋率控制在2.3左右。板厚180mm。見圖4。

（2）消防車荷載取35KN/m2，頂板次梁按單向布置，主梁X向400X800，Y向500X1150，次梁500X800，最大配筋率控制在2.4左右。板厚180mm。見圖5。

（3）消防車荷載取20KN/m2，大板模型，即頂板不布置次梁，主梁X向450X900，Y向400X750，最大配筋率控制在2.4左右。板厚280、270mm。見圖6。

2.2 在考慮消防車荷載時，以上三種方案鋼筋及混凝土用量對比如表2。. 結論

從上面二類六方案驗算結果可以看出，在不考慮其它因素影響，當無消防車荷載時，單向加梁模型最經濟，當有消防車荷載時，雙向加梁模型最經濟，因此，我們建議：

（1）當消防車荷載范圍相對整個地下車庫比例較小時，亦可考慮單向加梁模型。高低比鋼材：47590Kg-37089 Kg=10501 Kg，相差約10噸鋼材，單位面積節(jié)省鋼材約17Kg。砼；220-198=12（ t），單位面積節(jié)省砼約19Kg。

（2）當地下車庫面積較小，此時大面積均有30 KN/m2消防車荷載，可考慮雙向加梁模型。高低比鋼材；68196Kg-55691 Kg=12505 Kg，相差約12噸鋼材，單位面積節(jié)省鋼材約20Kg。砼；221-242=-21（t），單位面積負值約35Kg。

篇（10）

中圖分類號： TU318 文獻標識碼： A 文章編號：

工程概況

我們選取的這一帶梁式轉換層的超限高層建筑結構設計工程占地面積約5432m2，整個建筑面積46854m2，其分布狀態(tài)呈長條形。這一工程又可以分為地上工程與地下工程，地上工程占地面積約為總占地面積的86%，其地理具有一定的優(yōu)越性。根據相關規(guī)劃局以及開發(fā)商的要求，這一工程主要運用于商業(yè)運營與居民住宅，除此之外，還需要分出一部分面積進行辦公樓建設。為了優(yōu)化這一工程建設，并有效利用優(yōu)越的地理位置，建筑師對多個方案進行了比較，并經過討論分析，最終確定住宅采用“蝶形”的平面布置。

結構選型與結構布置

本工程一共36層，其中地上31層，地下5層，主要為單棟建筑。整個建筑分為4個部分，每個部分都有不同的功能，具體情況見表1。

表1 工程建筑樓層功能表

根據相關規(guī)定與要求，在建筑的第四層，即會所兼轉換層，需要有較大的柱網，其結構形式主要采用框架剪力墻，除此之外，在住宅區(qū)同樣采用剪力墻結構；從第四層向上，所有樓層除了樓梯、電梯間的墻體落地外，其余位置的墻體都不落地，這樣一來，其內力的傳遞需要通過轉換構建來實現。而由于厚板轉換傳力路線較為模糊，受力情況的復雜程度較高，在這種情況下轉換層附近的構件應力較為集中。因此，需要采用主次梁轉換。具體情況見圖1、圖2。

圖1：裙房豎向構件布置圖 圖2：轉換層結構平面布置圖

對于梁式轉換層來說，它與其它結構相比具有受力明確、施工相對簡便的特點。除此之外，在轉換梁受力較小的部位，還可以根據需要開設洞口，只要開設的洞口合理有效，就能對建筑功能以及設備管線布置的要求進行有效的滿足。所以，在本工程的設計當中，采用了梁式轉換層的設計方式，轉換層的層高設計為5.8m，其轉換主梁的最大截面為1400mm×2500mm，典型轉換主梁截面為900mm×2500mm,典型轉換次梁截面為600mm×2200mm和800mm×2200mm。

結構分析

根據建筑類型對本工程進行分類，他主要屬于丙類建筑，抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.1g，其地面粗糙度為C類，建筑體形系數Ls=1.4.采用中國建筑科學研究院PKPMCAD工程部開發(fā)的SATWE(空間桿)墻板元模型)和TAT(空間桿--薄壁桿系模型)程序進行結構計算,并采用PMSAP分析樓板應力，根據相應的分析結果，其自振周期以及剪重比的結果見表2、表3.

表2：采用SATWE計算的結構自振周期

一般情況下，高層建筑的下部樓層的側向剛度較之于上部樓層的側向剛度較大，如若不是，剛度較小的下部樓層就會發(fā)生較大程度上的變形而形成一個薄弱層。為了對這一情況進行有效的避免，相關文件規(guī)定求樓層側向剛度不宜小于上部相鄰樓層的70%或其上相鄰三層側向剛度平均值的80%。而在本工程之中，轉換層的上一層剪力墻的厚度大約在200mm到350mm之間，混凝土強度的等級達到了C45，轉換層及以下結構的剪力墻厚度加大為550~700mm。在新《高規(guī)》出來之后，更加注重對于概念的有效設計。但是，它仍然存在著一些不足之處以及一些問題，突出表現在量化指標安排不合理，為了對其進行進一步的完善，相關部門對文件中的一些條例與細節(jié)進行了進一步的細化，并有針對性的提出了側向剛度規(guī)則性由層間位移角比值控制。

帶轉換層的高層建筑結構設計關鍵問題

①對大空間層的高度進行一定程度的保證，避免出現沿豎向剛度變化過于懸殊的情況，同時，對轉換層上下結構側向剛度比進行嚴格的控制。在進行抗震的設計過程當中，需要對轉換層結構側向的剛度進行保證，要求其值大于上一層結構側向剛度的70%。除此之外，還需要對一定比例的剪力墻落地進行保證，只有對剪力墻的厚度進行一定程度的增加，并對落地剪力墻混凝土強度等級進行有效的提高，才能使設計更為完善。

②對轉換層樓板平面內的整體性與剛度進行有效的加強，在施工的過程當中，主要采用現澆混凝土樓板，，一般情況下，樓板的厚度為200mm較為適宜。與此同時，還應該對轉換層下一層樓板平面內的剛度進行進一步的加強，同樣的要對其厚度進行嚴格控制，一般在150mm。從結構布置的角度來看，最好保證對稱性，并對薄弱部位樓板的厚度以及配筋進行有效的加強。

③按《工程場地地震安全性評價報告》提供的人工合成地震波加速度和選擇兩條典型的地震波加速度記錄,對結構彈性時程進行一定程度上的分析。在分析的過程當中，采用兩個不同力學模型結構空間分析程序進行一定程度的計算。這兩種模型分別是空間桿--薄壁桿系模型以及空間桿--墻板元模型，在計算的過程當中，需要對雙向地震作用下的扭轉影響進行充分的考慮。

④對風荷載和地震作用下結構層間位移角進行有效的控制。在地震的作用之下，要想對建筑物的安全性與穩(wěn)定性進行有效的保證，必須根據相關規(guī)定與規(guī)范對地震基底剪力與重力荷載代表值的比值進行一定程度上的限制。除此之外，還需要對結構底部加強區(qū)剪力墻及其他部分剪力墻、框支柱及非框支柱軸壓比，進行一定程度上的控制。

結束語

本文主要針對帶梁式轉換層的超限高層建筑結構設計進行研究與分析。首先對工程概況、結構選型以及結構布置進行了一定程度上的介紹，然后基于此展開結構分析，并根據分析結果，闡述了帶轉換層的高層建筑結構設計關鍵問題。希望我們的研究能夠給讀者提供參考并帶來幫助。

參考文獻:

[1]中華人民共和國行業(yè)標準.JGJ3-2002高層建筑混凝土結構技術規(guī)程[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002.