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混凝土结构基本设计原则范文1
1.1泵站结构的模型计算
在泵站结构设计过程中要根据泵站的结构特点与功能构成划分为易于计算的部分，进而建立起设计与运算的数字模型。泵站地下部分以钢筋混凝土为建模标准，垂直壁板的计算过程中要注意长宽比，低于0.5的地下部分以单向板结构计算，大于0.5的地下部分以双向板计算；泵站地上部分以框架结构为建模标准，要注意模型构建的合理性和结构的完整性。
1.2泵站结构荷载的计算
要根据泵站设计的基本要求和工程实际，对泵站结构进行平面计算，要重点做好泵站自重、土压、活荷载、静水压力、工作荷载等与泵站结构和强度相关的计算，以便确保泵站结构符合建设的实际情况和运行的基本要求，从负荷能力与抗荷载能力上确保泵站的稳定。
1.3泵站结构设计的原则
一是，泵站结构设计要坚持适当原则，泵站结构设计应该满足当前的工程实际和施工技术水平，以此来确保泵站结构设计的可行性，要尽量控制泵站结构的合理性，受力的明确性，真正实现泵站结构设计的安全与经济等目标。二是，泵站结构设计要坚持安全原则，在泵站结构设计中要通盘考虑地基的稳定性、土壤性质，避免出现泵站结构施工中大量挖掘和填埋，在妥善利用地形地利的情况下，做到泵站结构的安全。三是，泵站结构设计要坚持优化选型原则，要通过泵站结构设计工作来控制整个泵站的结构尺寸，减少泵站结构出现过多的裂缝影响结构功能，同时提高泵站结构对震动、温差、负荷的抵抗能力，确保泵站结构的强度。四是，泵站结构设计要坚持经济性原则，泵站结构设计过程中应该结合施工当地的特点，采用因地制宜的措施与方法，控制泵站结构建设的成本，例如：在泵站结构设计中要注意到材料的选择，通过就地取材来降低泵站结构的建设造价，从成本上进行深入的控制和合理的设计。
2泵站结构设计应该突出和把握的关键问题
2.1强化泵站结构混凝土防腐性能设计
设计工作中应根据泵站混凝土结构的特点做好各方面的处理和强化，做到对腐蚀作用的有效防治。一方面要做好泵站混凝土结构溶解性腐蚀的防治设计，要在设计中控制混凝土pH值，避免在pH值超标而出现腐蚀性离子的溶解，预防泵站混凝土结构外部的“泛硷”，控制腐蚀性离子对钢筋、混凝土结构的腐蚀，确保泵站混凝土结构的强度与耐久性。另一方面要做好泵站混凝土结构周围土壤腐蚀的防治设计，在设计中根据土壤中存在的硫酸根、碳酸根、氯酸根离子的特点，采用化学防护和物理保护向结合的措施，确保混凝土结构的性能，控制钢筋腐蚀的速度，做到从设计的角度实现泵站混凝土结构的高抗腐蚀性能。此外，在设计中可以应用防腐涂料来对抗混凝土腐蚀问题，例如：可以在设计中增加喷涂防腐涂料——环氧粉末，以此来达到提高泵站混凝土结构的抗渗性和防腐性，使泵站混凝土结构对盐碱、水分、二氧化碳等腐蚀性物质的抵御能力大幅度提升，做到对混凝土结构的保证，进而从设计的角度提高了泵站结构抗腐蚀性能。最后，在设计中还可以通过规范施工技术来做到对防腐蚀性能的提升，例如规范施工环境，加强混凝土表面等方式都可以实现对腐蚀的有效防治。
2.2强化泵站结构设计施工间的配合
泵站设计牵涉的专业较多,工艺较复杂,各专业之间的配合就显得尤为重要。工艺及通风、配电等各专业应与土建专业多沟通,例如:池壁与池壁之间、壁板与底板之间的构造加腋(八字角)要求;如水工艺不允许加腋,应向土建设计人员讲明。对于各专业设备需要在板上或池壁上开洞的位置,应提前与土建设计人员沟通,避免与结构发生冲突。另外,土建设计人员应尽量满足水工艺要求,以设计规范为依据,专业之间互相配合,对一些构造措施应区分情况,灵活掌握。设计与施工紧密相连,设计应切合施工、方便施工。例如:水池施工为便于支模及浇筑混凝土,一般在离池底及加腋以上300～500mm处留置施工缝,设计人员应考虑施工要求,在此范围内避免设计有预留洞、预埋管、悬挑梁板等。设计应多了解新的施工工艺、新材料、新技术、新方法。
3结语
混凝土结构基本设计原则范文2
一、高层建筑中混凝土结构设计的原则和要求
（一）设计原则
现阶段，设计人员在设计高层建筑混凝土结构设计时，必须遵循其设计原则，以保障混凝土结构的稳定性和安全性。
1、适用性。主要是指混凝土结构设计必须以高层建筑计划使用年限为前提，保证高层建筑在计划的使用年限中的稳定性和安全性。
2、安全性。主要是指混凝土结构设计必须保障高层建筑在使用年限中的安全性，避免出现较大范围的混凝土裂缝等。
3、耐久性。主要是指高层建筑在是使用年限内，必须保障混凝土结构的耐久性，保障高层建筑工程的质量安全和正常使用。
4、可靠性。主要是指高层建筑在使用年限内，必须达到相关规定的稳定性、安全性和耐久性，有利于延长高层建筑的使用年限。
（二）设计要求
1、延展性。高层建筑混凝土结构的延展性主要作用是在遇到一些地质灾害时，能够有效的避免高层建筑出现较大幅的变形或是坍塌等问题。
2、侧向力。随着层数的不断增加，其高层建筑的水平作用力会不断的增加，其侧向力会发生变化。在高层建筑的结构设计中，需要重视其结构内力、变形等问题，将地震作用、外部环境等因素的影响予以考虑。
3、刚度要求。由于高层建筑容易受到水平作用力的影响，比较容易出现侧向位移的变化。在混凝土结构的设计中，在保证混凝土结构强度的同时，还需要保障混凝土的刚度、自振频率，最大程度的将水平位移的变化控制在允许范围内。
二、高层建筑结构中混凝土结构的具体设计方法
（一）单元结构布局设计的完善
高层建筑的结构设计的主要内容是对各个单元结构进行独立设计。单元结构设计通常应用于一些建筑结构比较简单、规则的平面设计，在设计过程中，需要注意适当的控制平面结构中的整体、突出部分的长度，确保各个部分的承载力和结构强度均匀。在竖向结构的设计中，通常采用一些比较均匀、规则的设计，能够有效的控制建筑外观与内部结构之间的问题。
在其设计过程中，设计人员需要制定结构设计方案，以现有的设计理念和设计专业知识作为依据，以高层建筑实用性、安全性和美观作为前提保障，对混凝土结构进行优化设计，保障其各个单位结构在水平方向和竖直方向的结构强度、承载力等均匀合理的分布。
（二）高强混凝土与钢筋使用的优化
混凝土和钢筋是高层建筑的主要施工原料，在具体的设计过程中，需要保障在高层建筑质量的前提下，对高强度的混凝土和钢筋的使用进行相关的优化，减少混凝土和钢筋的使用量，提高资源的配置效率。
例如，在地壳运动较活跃的地区进行高层建筑设计时，设计人员应该明确高层建筑的重量越大，地震的作用程度就越剧烈，在保障高层建筑的质量的前提下，对其进行优化设计，尽量的减少混凝土和钢筋的使用量，降低振动作用程度，提高其建筑结构的稳定性和安全性，延长其使用年限。
（三）对剪力墙平面结构设计的合理化
设计人员在对高层建筑混凝土结构进行优化设计时，还需要重视剪力墙平面结构布局对高层整体建筑结构承载力均匀程度的影响。在进行剪力墙平面结构的优化设计时，主要是通过以下几点：一是将高层建筑的基本结构功能作为其设计的依据，最大程度的将剪力墙进行集中化和均匀化设计;二是将找准高层建筑的设计基准，对剪力墙进行双向布置，尽可能的减少使用一些短肢剪力墙。
三、高层建筑中混凝土结构优化设计策略
（一）结构安全性
高层建筑的人群密度较高，在灾难发生时，不方便逃生，其灾难后果比一般的建筑要严重很多。在具体的设计过程中，设计人员必须重视混凝土结构的设计，并采取相关的优化策略，最大程度的降低灾难程度。其结构安全性优化策略：一是在保证高层建筑的整体功能和质量的前提下，将能够影响高层建筑结构稳定性、结构自振性和环境因素予以考虑，尽可能的减少混凝土和钢筋的使用量;二是需要综合的考虑高层建筑的承载力，应该将建筑结构承载标准与施工材料的最大承载力进行相关的计算，最大程度的减少高层建筑的自身重量，提高其自身的结构安全性。
（二）抗震性
地震对高层建筑的稳定性具有很大的威胁，在设计过程中，设计人员需要重视高层建筑的抗震性。在具体的设计过程中，设计人员尽可能的选择平面布局比较简单规则的，减少一些不对称或是过长延伸翼的使用，多使用一些对称的结构，对高层建筑的整体结构进行科学合理的规划设计，确保高层建筑的自身重量和结构强度能够均匀的分布，提高其抗震性。
（三）耐久性
耐久性主要体现在其混凝土结构的耐久性，其优化策略主要表现在以下几个方面：
1、混凝土材料的选择。设计人员需要在保障混凝土质量和基本性能的前提下，尽可能的选用一些在稳定性、抗入侵性等方面强的混凝土进行高层建筑的施工，在具体的施工过程中，可以添加一些外加剂增强混凝土自身结构的稳定性。
2、优化结构设计。在具体的设计过程中，需要充分的考虑不同构件所处的环境差异，将其混凝土结构的设计进行差异化的设计和材料的选用，保障其结构的稳定性，延长建筑的使用年限。
3、结构构造设计合理化。设计人员需要结合建筑的使用年限和环境特点，设计并使用45毫米厚的混凝土保护层，减少对高层建筑混凝土、钢筋的腐蚀程度，提高其整体结构的稳定性，延长使用年限。
四、结论
混凝土结构设计对高层建筑的质量具有至关重要的影响。本文从高层建筑中混凝土结构设计的原则和要求出发，对具体的设计方法进行相关的分析，提出了几点优化策略，提高高层建筑的稳定性、安全性和抗震性，延长其使用年限。
参考文献
混凝土结构基本设计原则范文3
【关键词】混凝土结构 教学改革 应用型
【中图分类号】 G642.0
前言
近年来的大学毕业生的就业压力和用人单位对土木工程专业人才的需求，加强对学生执业能力的培养已变得极为迫切。混凝土结构课程作为土木工程专业主干课程，在整个课程体系占有举足轻重的地位，对混凝土结构课程内容、教学方法进行适时顺势的调整和实践是十分有必要的。基于混凝土结构课程特点及以上原因，笔者大胆尝试，对混凝土结构课程内容及教学方法进行了改革，已取得了良好的成效。
1、课程特点及其在土木工程专业中的地位
混凝土结构课程通常按内容的性质可分为“混凝土结构设计原理”和“混凝土结构设计”两部分。前者主要讲述各种混凝土基本构件的受力性能、截面计算和构造等基本理论，属于专业基础课内容，具有概念多、公式多、符号多、计算量大和构造措施繁杂等特点。后者主要讲述梁板结构、单层工业厂房、多层和高层房屋、公路桥梁等的结构设计，属于专业课内容，具有系统性强，概念设计内容多等特点。
混凝土结构是理论性和工程应用性并重的一门课程，土木工程专业学生无论将来从事结构设计、施工监控、结构安全性评价、结构加固等，其实归根结底问题的本质就在于进行不同受力形式的混凝土构件截面的设计和校核，这恰恰是混凝土结构着重解决的问题。它决定了混凝土结构作为土木工程专业核心课程的地位，对混凝土结构知识的掌握和运用也将成为学生在毕业设计和日后从事专业技术工作的一把利器。
2、改革教学内容和教学方法
2.1 教学内容的改革
首先，将“土木工程材料”、“混凝土结构设计原理”、“混凝土结构设计”、“建筑结构抗震设计”、“高层建筑结构”等课程分别进行系列的整合和优化，避免重复，精简混凝土结构课程内容。如将荷载和设计原则等内容从其他同类课程中抽出，单独设一门“荷载和结构设计方法”课程；将混凝土和钢筋的材料性能部分归并于“土木工程材料”课程中，“混凝土结构设计原理”仅简单介绍混凝土和钢筋的力学性能；将构件和结构的抗震设计部分归并于“建筑结构抗震设计”课程中；将框-剪结构、剪力墙结构、筒体结构等部分归并于“高层建筑结构”课程中。当然，在授课过程中，我们也注重了专业课程之间的相互衔接。如在讲解第2章混凝土和钢筋的基本力学性能时，可结合前面课程《土木工程材料》对这部分的内容作以复习和补充，而学生对一些实际结构提取计算简图的能力则需要通过“结构力学”、“混凝土结构设计原理”、后续“房屋建筑结构设计”或“桥梁工程”等诸多专业课程学习来培养[1]。
另外，对土木工程专业的建筑结构和道桥工程方向，由于引用规范的不同导致混凝土结构设计原理的教学内容有较大的差异，如矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算，在《混凝土结构设计规范》和《公路桥规》中是大有不同的，具体见表1。
从表1所列内容可知：《混凝土结构设计规范》和《公路桥规》在偏心受压构件计算时都考虑了构件纵向弯曲引起的二阶弯矩的影响，即采用初始偏心距乘以一个偏心距增大系数来考虑。而在这两个规范中取值是不同的，在结构规范中，为轴向力对截面重心的偏心距与附加偏心距之和，而在桥涵规范中未考虑附加偏心距，初始偏心距就取成。而且，在两个规范中材料强度的表达符号也是有差别的等。
2.2 教学方法的改革
针对混凝土结构设计原理知识的“繁”、“杂”，在“教”的过程中更要注重授课的条理性、重点突出并指明规律。例如繁杂的计算公式主要来源于两个方面：一是基于构件在不同荷载作用下的破坏机理和形态，掌握各个临界状态下构件截面的应力分布情况，然后基于力的平衡条件、力矩平衡条件列出力学平衡方程，进而摆脱记忆公式带来的烦恼；而对于那些通过理论推导不能得出的半经验半理论公式，我们将教材和规范结合，以教材为蓝本分析构件破坏的影响因素，通过查规范得到相关计算方法，使学生在学习的过程中逐步熟悉如何正确使用规范。此外，对于那些琐碎的构造要求，以实际工程的介绍配合规范相关条文的要求，使同学们更加容易理解和记忆。
3、教学效果反馈
2009年以来，基于应用型土木工程人才的培养思路，我们对混凝土结构进行了有益的考试改革。混凝土结构设计原理的考核，采用平时成绩加期末考试成绩的方法，平时成绩主要是量化的练习、作业成绩，占总成绩的30%，期末考试成绩占70%，形式上采用闭卷。对混凝土结构设计采用开卷形式，考试题型和形式模拟国家注册结构工程师执业资格考试，允许学生带入教材、规范等参考资料，使学生在学校里就体验到日后执业考试的要求。表2是2008年（教改前）与2009年以来（教改后）教学效果的对比。
表2中的数据表明，2009年以来的教学改革和实践取得了良好的效果。同时，由于加强了在专业课程教学中对工程软件的学习，使同学们提前对结构设计过程中结构分析、截面设计、施工图绘制等各个过程有了较为深刻的了解。这样以来，一方面使学生在毕业设计中更容易入手，为部分同学考研复习取得了时间，也缓解了毕业设计时间紧、任务重和毕业生求职时间提前间的矛盾；另一方面学生的实际应用能力的强化，毕业生求职的竞争力就得以提升，实现了毕业生和用人单位的无缝连接。
参考文献
[1] 范颖芳，杨刚，刘婷婷.工程软件在《钢筋混凝土结构设计原理》课程教学中的应用初探，第十届全国高校土木工程学院（系）院长（主任）工作研讨会论文集[C]，中南大学出版社，2010，288-292.
混凝土结构基本设计原则范文4
[关键词]高层建筑；钢结构；混凝土结构；经济性分析
混凝土结构和钢结构之间是有相似性的，因此为了使整个建筑工程布置更有技术性和经济性就显得非常有优势，这也是为了促进当前建筑工程的质量和施工效率，文章针对于各项技术的经济指标进行了对比。为了使当前的经济形势能够适应两种结构的发展，文章针对于钢结构和混凝土结构的经济分析进行了阐述。当前建筑商最关注的问题就是建筑施工的质量以及建筑行业的成本，我们一直在探索的问题也是施工成本与质量之间的关系。
1.建筑钢结构和混凝土结构的现状分析
高层建筑结构的质量控制包括设备、人员、材料等多个方面，材料是最重要的一点，只有材料选择的比较合理，才能够保证建筑的质量能够得到提升，选择材料会从产品的优良性能、合格性等多个角度出发。在考虑建筑施工质量的时候，主要是从材料、效率、资金、人员等角度进行分析，要降低材料的使用费用往往就需要尽可能在最短时间内完成，还要尽可能建筑标准化的建筑。无论是从混凝土结构的角度分析经济f生原则还是从钢结构角度分析经济f生原则的发展，最主要的是能够提高技术能力，本着可持续发展的战略将建筑的主要方向转向节能性、低碳理念。在建筑市场竞争力比较激烈的阶段，要将降低施工材料和生产费用作为主要目的。低碳理念的建筑不仅是中国的主要倡导发展思路，同时也是外国等有关建筑行业的主要发展思路，世界的砖生产总量是中国砖生产总量的2倍；水泥的生产总量和标准煤的使用量都不足50%，之所以如此提倡水泥和砖的材料种类，是因为这两种材料都是不可再生的材料，想要处理比较难，回收也比较困难，最主要的发展途径是国民经济的建筑方式中使得技术经济性和低碳环保性发展更强。
2.进行高层建筑时需要注意的事项
高层建筑不仅是大城市的主要建筑类型，还是众多中小城市的主要建筑类型，高层建筑由于海拔比较高，分布相对密集，而且功能也比较复杂，一旦发生火灾，可燃物和火灾的负荷量都是比较严重的。高层建筑的消防安全不同于普通建筑，铺设消防设备比较困难，但是更需要协调各种要素进行科学的、全方位的系统设计。与此同时，所有的设计都离不开以人为本的原则，落实技术措施的同时还要强化自主管理，控制火灾要立足于自防自救，确保人员疏散安全通道。有些高层建筑餐厅中蜡烛的使用要有专门的监管人员进行管理，在使用时还要准备防火措施，以备发生明火造成安全问题。明火作业还包括消防设备、电气设备、燃气设备的维护和保养，定期的保养有助于日后的维修工作开展更加容易。难燃性和不燃性是高层建筑装饰材料应该具有的特性，设计层面以实用性、先进性、针对性为原则选用消防设备，并且还要积极推广不燃材料的使用。屋内局部装饰要使用难燃材料、阻燃材料，有些高层建筑的装饰材料，包括桌椅、橱柜等都要使用阻燃、难燃材料。功能区就要针对不同用途和不同场所进行防火分区。有些楼道会有管道穿过楼板，进行防火分隔时要使用不同的防火材料。对于排水管道、电缆井等竖向井道，应该使用耐火级别较高的防火门、防火阀及隔墙。
3.高层建筑工程中铝模板的施工技术分析
模板工程项目建设施工管理，一定程度上说，虽然铝金模板给建筑商带来了很大的经济效益，但是对于铝合金模板的投资也是不小的，只有保证铝板技术可实施性非常高才能够进一步投入实施。除了铝合金模板，还有钢合金模板，在投入实施之前，对钢模板花费的相对较少，但是整体考虑，铝模板更加具有实施性。任何一个项目在真正施工以前，都是经过长期的策划，模板工程是一项新技术，因此也是需要经过长时间准备的。铝模板的安装是按照一定顺序进行的，先从内墙的模板进行安装，完全结束之后再进行外墙的安装。不同的工程有不同的施工方案，在高层建筑施工中有很多工作重点需要注意，值得一提的就是洞口模板的安装工作。在进行拼装时需要注意脱模过程不是很简单，所以需要一定的物力试剂来帮助铝模板脱模。由于组装过程比较简单，因此在施工之前一定要做好定位工作，在出现偏差时才能更好控制。在高层建筑中，拼装技术是比较难的一项工作，在安装之前要做很多准备工作，才能保C拼装过程的顺利进行。这种情况下，对于铝模板而言就容易很多，因铝模板的各个板块都具有编号设置，按照顺序进行拼装就简化了工作程序。
4.高层建筑钢结构与混凝土结构的技术性对比
合理的计算模型需要建立在一个技术性比较前提下，商业住宅就属于比较常见的建筑框架，同时这个结构的适用性也比较强，除此之外，其他的建筑类型结构都有不同的经济指标和架构体系，分析的结构普遍适用于其他各类建筑，正是因为建筑钢结构和建筑混凝土结构的很多特点都有区别，所以可比性也更强。设计是有一定标准的，比如《建筑结构可靠度设计统一标准》；《建筑地基基础设计规范》；《建筑结构荷载规范》等。抗震设防和安全等级是主要的设计参数，维持在6°或者7°的抗震设防烈度正合适，除此之外，钢材型号和混凝土强度、风荷载基本风压都是需要设定的参数。计算包括多项内容，主要有风荷载计算、特殊荷载计算、地震力计算、竖向荷载计算、水平力夹角、钢材容量等多项内容。对比等级的划分是将钢结构和混凝土结构的很多指标进行分级，然后进行综合统计，最后才能够确定两种基本结构的最终等级，钢结构和混凝土结构是主要的技术指标。柱强度等级的划分、梁强度等级、核心筒墙体强度等级、挡土墙等级、次梁强度等级、次梁截面等级都是划分主要因素。当截面的尺寸比较大时就会选择混凝土结构，在竖向构件方面还要增加基本的长度。但是在梁板柱截面的强度标号问题上要注意提高，因为地震荷载的强度决定混凝土结构的最大内力。
混凝土结构基本设计原则范文5
摘要：高层建筑由于其层数较多、空间结构的变化性较大，对于安全性、耐久性以及抗震性能具有特殊的要求，高层建筑结构设计直接影响建筑质量。因此，高层建筑的建设单位极其注重结构的设计工作。本文根据笔者多年高层建筑结构设计经验对高层建筑结构设计的基本要求、设计原则进行了论述，对其设计方法和优化措施进行了探讨。
正文：
近年来，高层建筑发展很快，结构形式发生了很大变化，无论是内部结构还是外部结构，都越来越符合现代人的生活方式与使用要求，但是在进行建筑结构设计的时候，必须要保证建筑结构的整体性能，否则会造成不可估量的后果。
1 高层建筑结构设计概述
1.1 设计原则
1) 适用性。高层建筑中结构设计的适用性原则，是以该建筑设计时所设定的具体使用年限为参照，保证建筑的结构设计能够在此年限中，使自身的裂缝、变形、振动等各项性能变动，始终控制在允许的限度内，使建筑在各项结构性能的支撑下，得以为建筑用户正常顺利地提供各方面的使用功能。
2) 安全性。高层建筑中结构设计的安全性原则，亦是以设计使用年限为依据，使该建筑的结构设计在预定年限范围内，始终可以达到对内部与外部各项荷载力的有效承受，即使遭遇某些偶然的破坏性事故，也要能够使自身结构控制在整体稳定的状态中，避免出现大范围的结构性损害。
3) 耐久性。高层建筑的耐久性设计原则，是指建筑的结构设计必须在规定的使用年限内，维持足够的结构耐久性，比如，混凝土结构出现的裂缝宽度不得超出允许的范围，且钢筋保护层的厚度不能够变得过于单薄，以免钢筋在遭受外部潮湿空气的状况下出现锈蚀问题。
4) 可靠性。可靠性的设计原则，是指高层建筑的结构设计，必须在设计的基准期与建筑的使用年限范围内，充分达到耐久性、安全性、稳定性、刚度、动力性能等各方面的性能要求，即使超出年限的基准期范围，也能够在各项性能出现不同程度降低的基础上，维持正常的使用。
1.2 设计要求
1) 刚度要求。高层建筑面临着众多的水平作用力影响，容易出现较大幅度的侧向位移，设计人员在进行混凝土结构设计时，必须在保证其具有足够强度的基础上，同时使其具备合理的刚度及自振频率，进而将楼层水平位移控制于允许范围。
2) 侧向力。目前，高层建筑的结构设计中，其结构内力与变形等问题，主要受到地震的水平作用力及外部环境中的风力等因素的影响，层数的不断增多会带动水平作用力的持续加大。所以，在设计混凝土结构时，必须要充分地将这些侧向力的影响考虑在内。
3) 延展性。高层建筑的结构柔性比低层的楼房要高，一旦遭遇地震等问题，会发生更大幅度的作用变形，若要避免建筑在地震等作用下发生倒塌变形等问题，就必须在进行混凝土结构的设计时，使其结构具备足够的延展性能。
2 高层建筑混凝土结构的具体设计方法
2.1 完善单元结构的布局设计
独立的结构单元设计，是高层建筑中的主要结构设计内容，此结构设计工作适合采用简单、规则的平面形式，但平面的整体长度与突出部分的长度应当控制于适宜的范围，且具备均匀分布的承载力与刚度，同时，竖向结构适合采取均匀、规则的形式，以保证建筑的外挑与内收问题得到有效的控制。
要达到这一目标，混凝土结构的设计者，应当在制定结构设计方案的阶段，便努力地将概念设计的理念与知识作为参考，使建筑的适用性与美观度等要求在得到满足的基础上，通过进行优化设计，使其结构的平面与竖向布局尽可能地实现简单、均匀与规则性，保证其结构刚度与承载力的合理分布，避免建筑独立结构单元出现过于集中的塑性变形或应力。
2.2 优化高强的混凝土与钢筋使用
高层建筑建设需要耗费较多的混凝土、钢等材料，若混凝土和钢的强度过大，势必会造成建筑材料总造价的超限，同时加大其他构件的造价，从而降低建筑建设的经济效益。因此，混凝土的结构设计人员应当对高强度的混凝土与钢筋的使用进行合理的优化控制。
以软土地基上的高层建筑设计为例，该结构地基受到的荷载较高，设计人员可以通过优化高强度的混凝土以及钢筋的使用，使建筑中各构件的截面尺寸得到合理优化，从而减轻建筑的结构自重，使建筑的基础工程建设难度得到大幅度的削减，降低工程的地基处理工作造价。
再以位于震区的高层建筑的结构设计为例，建筑的自重与地震作用程度成正比例关系，设计人员通过将高强度的混凝土与钢筋的使用量减少，可以在减轻其梁、板、墙、柱等构件自重的基础上，降低地震的作用力，进而保证建筑结构的安全程度，使建筑的整体安全度得以提升。
2.3 合理设计剪力墙平面结构
1) 以建筑的各项基本结构功能为依据，在满足这些功能的前提下，尽可能地使剪力墙的布置实现相对的集中化与均匀化，对具有较高的恒载或者平面形式变化较大的部位设计剪力墙，应当尽量缩小其间距。2) 以建筑的主轴方向或者是其他方向为基准，对剪力墙进行双向的布置，且墙肢截面适合为具备较小的侧向刚度的简单规则的形式，在设计中还要尽量地减少对短肢剪力墙的使用。
3 高层建筑的混凝土结构具体设计优化措施
3.1 结构安全性
1) 设计人员应当在保证建筑各项功能的同时，通过考虑结构自身的抗震性能及外部人为因素可能造成的结构破坏，有目的地将高层建筑的抗震等级提升。同时，还要从整体上，加强结构设计的稳定性与牢固度，避免将砖砌体承重或者装配式的混凝土结构应用于高层的公用属性较高的建筑中，而要优先选取现浇的钢筋混凝土的结构。
2) 设计人员要从建筑建设过程中及投入应用后的各个方面入手，综合考虑其荷载变化的状况，尽可能地将建筑结构的荷载标准值与构件承载力设置出较大的弹性裕度，并且为楼面等部位进行额外的增加荷载的设计，以保证建筑在各级的地震与火灾等灾害中，都可以实现对于自身结构安全的维护。
3.2 抗震概念
高层建筑的混凝土结构在应用过程中，最容易受到的破坏，便是来自于地震威胁，在进行设计的过程中，设计人员要以抗震概念设计为依据，通过进行抗震试验得出该建筑结构的抗震等级，或者借鉴相似建筑的抗震设计经验等，对高层建筑的结构体系、平立面设计、结构构件延展性等进行优化设计，以使建筑的抗震能力得到有效的提升。
3.3 耐久性
1) 选择良好的混凝土材料。
设计人员应当在保证混凝土材料的质量与基本性能的基础上，重点从结构的稳定性能、抗侵入性能、抗裂性能等几个方面入手，选择坚固、耐久、洁净的骨料，含碱量与水化热反应较低的水泥，减少对于硅酸盐水泥与用水量的应用，并适当地将矿物掺合料加入到材料中。
2) 优化结构使用设计工作。
高层建筑中的混凝土结构物普遍包括多个构件，每一个构件所处的环境存在显著的差别，这就决定了不同构件具备的耐久性寿命存在差异，因此，设计人员要根据实际的使用环境，明确建筑中不同结构构件的使用界限与注意事项。以屋面、阳台及女儿墙的设计为例，这些部位的梁柱构件，耐久性寿命普遍低于室内，必须合理设定这些部件维修或更换的时间。
3) 合理设计结构构造形式。
设计人员根据建筑的具体侵蚀环境与设计使用年限，设计厚度在 20 mm ～70 mm 之间的混凝土保护层，并通过协调构件的截面积与表面积，避免侵蚀性物质集中停留区域的形成，同时注意高侵蚀度的环境中，混凝土墙板的通风效果，并注意配筋间距的合理设计，以减少钢筋锈蚀、保护层剥离等问题的出现。
4 结语
高层建筑结构设计是影响建设质量的关键决定性因素之一，因此，建筑设计人员必须加强对于其设计原则的分析与掌握，立足于具体的设计原则及要求，从整体的设计工作及具体的设计内容等方面入手，采取有效的策略，以推动其结构设计的优化完善。
参考文献:
［1］ 王广辉． 浅析高层建筑中混凝土结构的优化设计［J］． 科技风，2011( 7) :44-45．
混凝土结构基本设计原则范文6
【关键字】混凝土结构，耐久性，设计分析
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
加强对混凝土结构的耐久性设计，可以很好的提高混凝土结构的耐久性，提高工程的质量，保证工程的安全性，这对于我国的经济发展，人民的生命安全都是至关重要的。
二、混凝土结构耐久性定义
这个混凝土结构耐久性的定义实际上包含了三个基本要素：(1)环境:结构处于某一特定环境(包括自然环境、使用环境)中，并受其侵蚀作用;(2)功能:结构的耐久性是一个结构多种功能(安全功能、适用性等)与使用时间相关联的多维函数;(3)经济:结构在正常使用过程(即设计要求的自然物理剩余寿命)中不需要大修。定义中的工作环境及材料内部因素的作用指的是物理或化学作用，根据结构工作环境情况、破损机理、形态以及国内各行业传统经验，可将混凝土结构的工作环境分成6大类:①大气环境;②土壤环境;③海洋环境;④受环境水影响的环境;⑤化学物质侵蚀环境;⑥特殊工作环境。同时，结构耐久性是结构的综合性能，既涉及结构的承载能力、又涉及结构的正常使用以及维修等，反映了结构性能随时间的变化。
三、影响混凝土结构耐久性的因素
1、钢筋的锈蚀
水和氧的存在是钢筋被腐蚀的必要条件，氯离子容易破坏钢筋表面钝化膜，一旦混凝土开裂，形成水和氧的通道，就会加速钢筋锈蚀，造成混凝土裂缝进一步开展和贯通，最终使混凝土构件丧失承载力。钢筋在外部介质作用下也会发生电化反应，逐步生成铁锈，成倍增大自身体积，造成混凝土顺筋裂缝，形成腐蚀介质渗入钢筋的通道，加快了结构破损。此外，钢筋在腐蚀过程中会产生少量的氢气，氢原子沿着钢筋内部缺陷渗入生成氢分子，同时产生很大压力，出现鼓泡现象，使钢筋脆化，这就是钢筋的氢脆现象。
2、混凝土的碳化
混凝土中由于含有氢氧化钙而呈碱性，在高碱环境下钢筋表面形成薄膜，保护钢筋不受酸性介质的侵蚀。但空气中的酸性介质会通过各种孔道、裂隙而渗入凝土，溶于孔中液体，与水泥的水化作用产物发生反应，形成碳酸钙等，中和了混凝土中的碱，这就是混凝土的碳化。碳化本身对混凝土没有危害，甚至会提高混凝土的强度和密实性，但其会使钢筋表面形成
的起钝化保护作用的致密氧化膜遭到破坏。同时碳化的混凝土还会加剧收缩变形，从而产生裂缝，使钢筋保护层脱落。
3、混凝土的冻融破坏
外界水通过毛细孔道渗入混凝土中，在低温环境作用下结冰，体积发生膨胀，在孔隙中产生应力，从内部损伤混凝土的微观结构，产生微裂缝。在冻融循环作用下，损伤积累将使微裂缝逐步发展，同时混凝土剥落而降低强度和抗冻性。
四、耐久性设计的国家规范
1、对混凝土结构的工作环境有特定的要求
对混凝土的耐久性产生重要影响的就是混凝土结构所处的工作的环境，比如说，同样结构的混凝土存在两个不同的工作环境，一个处在日常的空气中，而另一个则处在一个相对酸性较大的环境当中，这样那个处在酸性环境的混凝土的使用寿命肯定要短。目前，我国在对一类环境的规定和三类环境对混凝土的强度要求是截然不同的，在我国的规定当中，对混凝土的工作环境进行了详细的分类，并且对不同的工作环境做了详细的应对策略。
2、对从混凝土构成分析的耐久性做了进一步的要求
影响混凝土的质量有很多因素，而在这些因素当中，混凝土自身的影响较为突出。例如：混凝土的密实性可以从根本上提高混凝土自身的渗透性，这样对于密实性好的混凝土，那些有害物质，如强酸强碱等环境的物质就不可能或者少量的进行透漏，对混凝土本身的质量影响不大。我国目前所执行的《规范》，主要是从混凝土的本身构成方面做了考虑，主要认为混凝土强度、水灰比以及氯离子含量和碱含量等对混凝土的耐久性有非常重要的影响，而这些影响在跨桥建筑或者那些大型建筑当中表现的尤为明显，因此，这个问题需要在施工当中进行解决。
五、混凝土结构耐久性的一般设计原则
1、设计的基本原则和要求采用合适的结构类型、结构布置和结构构造措施;
2、选用耐久性性能优良的材料;
3、增加钢筋的混凝土保护层厚度;
4、注重防、排水和密封等构造措施;
5、混凝土结构耐久设计的基本内容混凝土耐久性设计的内容:一部分为《钢筋混凝土结构设计规范》GB50010-2002中的有关规定的内容。
六、混凝土结构耐久性设计
1、混凝土结构耐久性设计应首先确定结构物的设计使用年限，否则耐久性设计就变成了盲目的行为。我国最新颁布的建筑结构设计统一标准将建筑结构的使用年限分为4类，应根据建筑物的功能、用途等特点对应选取不同的设计基准期。设计人员应该对工程设计对象的全寿命费用进行估计，比较工程建设的一次性投人与今后预期需要进行维修的费用。多数情况下，稍许增加初期的结构造价即可大量节约修理费用，从而改善工程的长期使用效益。
2、应针对结构物所处的环境特点进行耐久性设计。期待一种混凝土适用于各种环境条件是不现实和不经济的。结构通常会受到多种环境作用，不同环境类别的腐蚀作用有很大差异，需采取不同对策。同一结构物不同构件所处的局部环境不同，也应区别对待。
3、提高混凝土结构耐久性，应着力改善混凝土的孔结构，提高混凝土尤其是表层混凝土的密实度，控制结构裂缝的开展等。
（一）增加混凝土保护层厚度
增加混凝土保护层厚度是有效阻止碳化峰面到达钢筋表面的重要措施。我国混凝土结构设计规范中规定对设计基准期为100年的结构，混凝土保护层厚度应增加40%。应当特别提起注意的是，施工中应特别控制保护层厚度的偏差。目前，我国施工单位所采用的保护层混凝土垫块形状极不规范并且质量差异很大。劣质的垫块加快了混凝土碳化和氯离子渗透，所以，应坚持推广使用标准混凝土保护垫块。
（二）掺人外加剂
外加剂可改善混凝土的密实度、孔结构，从而大大增强混凝土的耐久性，在耐久性设计中应用比较多的有:
(1)引气剂
引气剂是具有增水作用的表面活性物质，可以明显降低混凝土拌和水的表面张力和表面能，使混凝土内部产生大量微小稳定的气泡。这些气泡切断了部分毛细管通路，并且阻断混凝土内部毛细管与外界的通路，使外界水分不易侵人，从而减小了混凝土的渗透性。国内外的大量研究成果与工程实践均表明引气后混凝土的抗冻性可成倍提高。
(2)减水剂
使用减水剂可以大幅度降低混凝土的水灰比(水胶比)，提高混凝土的强度和致密性，提高混凝土的抗冻耐久性。研究结果表明:在混凝土中掺人高效减水剂在保持和易性不变情况下，可减水25%，抗渗性提高4}5倍。
（三）加人矿物掺和料
在混凝土中用一些具有活性的矿物掺和料如硅粉、矿渣、粉煤灰等替代一部分水泥，不仅节约了水泥，而且能够大幅提高混凝土的抗冻耐久性。
(1)矿渣
矿渣与水泥水化生成的Ca(OH):结合具有潜在的活性。我国学者张德思、成秀珍通过实验得出在矿渣掺和比例适当时，抗冻性能较普通混凝土有较大改善。
(2)粉煤灰
粉煤灰的应用在国内外都已有几十年的历史。粉煤灰作为一种工业废料，将其掺人混凝土中不仅仅是为了节约水泥，更重要的是其活性可以改善和提高混凝土的性能。国内外学者在大量实验和长期实践的基础上发现:掺量不超过70%时，粉煤灰可以改善混凝土的孔结构，提高混凝土的抗渗、抗冻和抗碳化能力;超细粉煤灰与硅粉相掺时，提高混凝土抗冻耐久性的效果更加显著，在冻融循环300次以后，混凝土的弹性模量与重量基本不变。有观点认为，应用大掺量粉煤灰(或磨细矿渣)是今后混凝土技术进展最有效也是最经济的途径。
（四）施工质量控制
从某种程度上来说，施工因素的重要性对混凝土结构耐久性无论如何强调都不过分。混凝土结构耐久性靠的就是表层混凝土的质量，养护不良可使表层混凝土抗渗性成倍下降;按照现行设计规范规定的墙、板保护层厚度如果仅出现5mm的施工允许误差，就可使钢筋开始锈蚀的年限缩短一半。因此，施工质量控制必须作为实现结构耐久性设计的一个重要保证加以重视。
结语
鉴于混凝土结构的耐久性对于建筑工程的重要性，应该不断的加强对混凝土结构的耐久性设计分析，从而可以提高建筑工程的整体质量，确保居民的生命安全，这是混凝土结构耐久性设计所必须要考虑的。
参考文献：