發布時間：2023-04-23 15:24:49
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的建筑結構工程論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
關鍵詞：建筑工程；結構設計；裂縫控制。
中圖分類號： TU198 文獻標識碼： A
在建筑當中，混凝土等一些建筑材料本身具有一定的特殊物理特性，所以，裂縫的問題不可避免，可是如果這種情況經常發生，那么長此以往，裂縫的程度和數量也會隨之發展惡劣，甚至會引起滲漏或是墻皮脫落的現象，嚴重還會出現混凝土碳化的想象，會導致建筑結構的耐久性和持久性減弱。那么為了避免這種現象發生，就要采取相應的解決措施來防止裂縫的出現，將裂縫的寬度控制好，對有害裂縫進行處理。
一、建筑工程出現裂縫的原因
按產生建筑工程裂縫的原因劃分，可以將裂縫大體上分為以下兩大類：
第一類：由外部靜態或者動態的壓力過重產生的裂縫，或者其有此引發的其他外力導致的建筑裂縫；第二類：由于形態改變而產生的建筑裂縫：如建筑工程內部的溫度或者濕度改變導致其結構的收縮、擴張或者高低不同的沉陷等因素造成的建筑工程裂縫。
二、從工程設計上防止建筑工程出現裂縫的方法
1..現澆混凝土樓板出現裂縫的預防方法
房屋建設與大家的生活有著密不可分的關系。如果建筑物產生了大量的裂縫，對于使用者或者居住者來說是一件非常煩心的事情，從外觀上看有礙觀瞻，從使用上看會造成很多煩惱，甚至有時候因為裂縫過于嚴重有可能危及使用者的安全。因為建筑物的使用者并不清楚房屋的具體結構情況，如果房屋產生了裂縫，就會非常恐懼和擔憂。給用戶帶來許多煩惱。所以建筑工程設計人員要給予工程裂縫高度的注意，細心研究，盡可能在設計中盡量消除建筑裂縫的隱患。基于進行有效預防或降低現澆混凝土樓板出現裂縫，應重點加強以下的措施：
(1)在進行建筑工程的結構設計時，要盡可能確保建筑結構的一體性剛度。為了減少房屋結構抵御溫度應力的效果，必須要預防因結構缺乏均勻性沉降而出現的內部拉應力和剪應力。
(2)要盡可能采取直徑比較小、鋼筋與鋼筋之間距離較小的配筋辦法做現澆混凝土樓板的配筋工作。做到“細一點、密一點”。一般來說，同一層面上的走向相同的鋼筋其直徑的大小至少要多于一個級別。全部選取經過熱軋的有肋鋼筋來提高建筑房屋的握裹力，以此確保裂縫發生的位置；同時，可以選取經過冷軋的鋼筋，同時改變鋼筋的形狀來作為現澆混凝土樓板使用的分布筋以及構造筋來提高鋼筋和混凝土的握裹力，因為這種鋼筋比光圓鋼筋更有利于降低建筑工程的裂縫。邊跨一側支座的負彎矩鋼筋要全跨進行拉伸，最后通向下一個支座，這樣，如果墻體或者混凝土的樓板出現了形狀改變就可以經過全面拉通的負筋不斷地傳導至內跨，使這三個部件因為溫度應力效應出現的改變得到逐漸的協調。一般來說，混凝土樓板一個單位的距離上要設置多于五根的分布筋，如果建筑工程所在地的有較大的溫度差異，要適當增加一定量的分布筋。
(3)當建筑工程屋面層東西跨度之和不小于3.9m的時候，必須配有雙層兩個方向的鋼筋，其陽角地方鋼筋與鋼筋之間的距離應小于1m；如果和跨度不小于3.9m，樓板鋼筋與鋼筋之間的距離就應小于1.5m；如果跨度不大于3.9m時，樓板的負彎矩鋼筋就要進行一隔一拉通的安排。
(4)房屋外側墻角的地方要配備放射筋。其配筋的面積應該大于或者等于板跨的1/3，其配筋的長度不小于2.0m，而且每一個轉角要配備7根以上、鋼筋與與鋼筋之間的距離在1m以內的放射筋，以保證板角應力效應。這樣一來，混凝土樓板所出現的裂縫的應力和放射筋相適應，減少了裂縫的出現。
(5)在建筑施工時，在事先鋪設PVC管的時候要配備穩定的支架，這樣可以謹防這些管線給混凝土樓板帶來的不利影響，兩根電線的PVC管絕對不能交叉或者重疊設置，確實無法避免交叉時，為了避免大量的管線交叉而降低混凝土樓板的厚度，要在交叉的位置配備專業的塑料電線接線盒，而且要在預埋的電線管上方設立鋼筋網片。
2.設計中建筑工程溫度裂縫的預防措施
建筑工程墻體出現溫度裂縫的原因一般是因為面板本身受到陽光的長期照射后，建筑工程的墻體溫度要遠遠低于屋面板的溫度，據統計，夏季一般墻體溫度僅是屋面板溫度的一半；同時，即便溫度上沒有差別，墻體磚砌體的膨脹系數也僅為屋面板混凝土的一半，所以墻體的形狀改變程度要遠遠低于屋頂板膨脹的變形程度，這種不同步的形狀改變，必然會對房屋墻體產生比較強的水平移動力，從而減少屋面和墻體的銜接面。如果離心力比墻體的強度大的時候，建筑工程的墻體就會出現諸如水平、垂直或者斜裂等走向不同的裂縫。如果房屋的地平面是長方形，那么建筑工程最邊上第一個開間的承重墻所承受的溫度應力最為突出，所以，墻體也最容易產生裂縫，而且也最為嚴重。所以，一般房屋兩頭的墻體產生的溫度裂縫最為嚴重，中間部分較輕；有陽光照射的地方最為嚴重，沒有照射的地方就比較輕。所以，溫度裂縫經常存在于磚混結構的建筑房屋上。鑒于建筑房屋裂縫有可能產生的巨大潛在危害，所以應采取以下措施降低危害：
(1)在進行房屋設計的時候，要盡量合理設計房屋的高度，使房屋整體的標高最大可能的一致。如果是錯層的建筑工程，在錯層位置的縱墻和橫墻的交匯處設置墻體構造柱。
(2)為了防止出現由于溫度而引起的裂縫，其最好的處置措施就是設置圈梁。因為構造柱和圈梁配合使用，各個方向的墻體都得到了橫向與豎向的制約，這樣一來，四個方向上的墻體相互連接成了一個類似箱形的穩定性結構。從而通過改變房屋墻體的受力方向和能力，降低了房屋墻體的裂縫情況的發生幾率。為防止應力集中效應，在建筑工程設計的過程中，不要使用半圈梁。建筑工程其他各層設置圈梁的時候也要符合相關要求。
(3)建筑工程結構抵抗溫度裂縫有效方法之一是選取微膨脹混凝土。如果這種混凝土的材料配比適當，養護工作到位，微膨脹混凝土的選取可降低房屋屋面板出現因為溫度差異而引起的裂縫。另外，在建筑工程設計時，超長建筑的混凝土盡量不要選取添加微膨脹劑。
(4) 建筑工程砌體砂漿的強度越高，則砌體的抗托、抗剪的能力就越強，反之則越弱。所以，要加強砌體抵御裂縫溫度效應、降低溫度裂縫的發生幾率，就要盡可能提高房屋頂層砂漿的強度。房屋屋頂砌體的砂漿強度不能低于M5.0，磚強度也不應該低于MUIO，而且磚砌體得厚度要不小于240mm。
(5)因為減小建筑工程屋蓋與建筑工程墻體的溫差是減低溫度裂縫的前提條件。所以，在進行建筑工程屋面設計的時候，一定要采取類似設置架空層等相應的屋面隔熱保溫辦法。
3.在建筑工程裂縫控制設計中的鋼纖維混凝土應用
在設計建筑工程結構時，計算鋼筋混凝土梁有可能產生的裂縫寬度時，往往會出現其裂縫寬度不符合相關規定的要求，這些可以通過許多方式來解決，諸如加強混凝土的強度、提高截面的大小、縮短鋼筋直徑、擴大鋼筋截面的大小等等。運用以上這些措施一般就可以使裂縫的寬度合乎設計的要求。然而因為一些特殊的情形下，以上這些措施滿足不了需要，特別是因為原來建筑工程、建筑結構的制約絕對不能選取這些方式。
三、結語
建筑工程施工與設計有著非常密切的關系。建筑工程施工現場能反饋給設計者非常多的實際信息，以利于及時調整整體設計方案；建筑工程結構設計指導性能夠非常準確地得到落實。建筑工程結構設計人員到建筑施工現場，可以了解具體的、實際的施工工藝及存在的與建筑工程設計相悖的實際問題，能不斷積累經驗，提高建筑工程的結構設計水平。
參考文獻：
[1]張斌，張建政。淺析建筑工程結構設計中的裂縫問題[J].城市建設理論研究，2012，（16）.
關鍵詞：住宅結構設計 磚砌體結構 樓層剛度 基礎設計問題
引 文：在未來的建筑行業競爭中，如果建筑企業要想獲取更多的主動權，就要對建筑結構設計加強重視。這不僅是因為它與居民生命財產安全息息相關，而且它還決定著一項建筑施工項目的質量、安全性、可靠性。因此，這也是建筑企業在這個競爭激勵的建筑市場中獲取更多市場份額的依靠所在。我們必須對土木工程建筑設計加以重視，從各個方面去提高結構設計的質量。
1磚砌體結構問題
在很多建筑工程中都是應用底層框架剪力墻砌體結構， 在這種結構設計中剪力墻的設計是一個關鍵環節， 是利用鋼筋混凝土框架對底層進行設計， 并在建筑物的上部設置多層砌體結構。因為住宅結構設計中的重中之重就是磚砌體結構，但是很多設計人員對建筑立面造過于重視型，并且導致底層結構中出現嚴重的裂縫問題的就是因為將2層及以上樓層的部分橫梁及外層挑墻移到懸挑梁之上，從而將挑梁設計貫穿到各個樓層之中，讓挑梁承載上出現的裂縫更加明顯。其中主要原因就是因為很多設計人員沒有對挑梁的荷載量進行科學化的計算，對建筑使用面積的增加往往過于追求，不能進行科學的設計墻體和樓蓋等部位的荷載，從而導致挑梁出現嚴重的裂縫問題。對于很多的建筑工程來說，建筑結構通常用整體砌筑的方法有懸挑梁上部結構設計，因為上層挑梁的底模也是下部墻體，二者兼并在一起就會導致墻體及樓蓋的荷載通過由上到下的方式傳遞。如果要對底層挑梁出現裂縫的問題進行解決，首先我們要適當的調整計算簡圖和受力路線，其次對施工順序和施工工序還應當合理進行安排。
在建筑工程砌體結構的設計方面，對砌體結構布置方式應當合理地進行選擇，并且對砌體結構抗震進行合理的分析。具體說來，我們在進行設計時應當從以下幾個方面進行，首先對橫墻承重的計算與結構布置應當重視。目前，矩形平面設計是很多建筑物所利用的，因為建筑物的縱向剛度大于它的橫向剛度，所以，我們必須設計較多的橫墻，從而提高建筑工程的抗震性能。另外我們還應該提升橫墻的抗剪強度，從而進一步提高抗震能力。為了打造隔斷與承重兼顧的二合一墻體，我們可以從橫墻的材料入手，對橫墻材料的強度等級進行優化，從而增加豎向承載能力。第二，對縱橫墻的承重應當合理設計，在結構布置上對共同承重要更加重視。如果建筑物的房間面積較大，為了讓縱墻承重，我們可以適當調整沿進深方向的梁支，從而使其能夠承于縱墻之上。此外，為了有效地提高墻體的剪切能力，而且還能夠滿足建筑工程的抗震需求，在樓板上也需要采用縱向擱置的辦法，從而讓橫墻也可以參與承重。第三，在縱墻的承重方面，抗震性能不強的原因就是因為很多建筑工程設計人員在結構布置上往往設計較大的橫墻間距，導致橫墻的數量較少，豎向承載能力也不能達到要求。并且，在縱墻承重的設計方面應當慎重，這主要是因為如果縱墻設計過多，就會導致彎曲破壞的問題。第四，結構布置的方式對于混合承重的建筑物來說有很多種，但是，這種結構體系在材料彈性模量方面以及動力性能方面不能充分滿足建筑工程的抗震需求，并且往往會有很大的差距，但這樣設計可以使建筑使用空間擴大，同時也具有各種優點，比如便于施工、經濟實用等。因此，在結構布置的過程中，對布置方式進行選擇時應當結合建筑抗震需求，從經濟、技術和功能等多方面進行，從而提高建筑工程的防震性能。
2樓層剛度問題
在設計樓層剛度的過程中，很多設計人員對必要的專業知識與業務素質缺乏，并且對于基本的結構設計理念與布置方式也不能熟練掌握，對樓板變形不能利用有效的計算程序進行計算。雖然這種模型對于很多數學與力學的程序來說是一種較為精準的數學力學模型，但是這種模型對樓板的變形程度卻難以準確分析，如果在計算這一環節有失誤出現，那么自然而然地計算結果也會出現失誤，從而使住宅結構設計中存在大量的安全隱患，或者出現安全儲備過大的問題。因此，我們要盡量選擇剛性樓面，盡量不用樓層大開洞的結構設計方案，并且對凹槽過深、外伸翼緣過長和塊體縮頸等問題盡量避免，這主要是為了準確反映真實受力狀況，進一步避免住宅結構設計出現嚴重的失誤。
3屋面梁與配筋問題
在很多住宅結構設計方案中，將下層梁的尺寸標準直接應用到屋面梁的設計中是為了追求建筑結構建模的簡便，并且屋面梁配筋較少的問題通常會出現，因為配筋數量不夠導致裂縫的出現是因為屋面梁所處的環境中出現溫差過大，或者受到混凝收縮的影響，所以，在屋面梁的結構設計中，為了避免出現梁腹等部位出現裂縫，我們應當確保鋼筋骨架的剛度。
4地基與基礎設計問題
整個建筑的各部分之間是相互聯系的，建筑地基以及建筑的內部基礎結構之間更是能夠都成一個穩定的結構，若是能夠有效的發揮這個結構的作用，將對整個高層建筑穩定性和安全性起到關鍵性作用。但是，我國建筑行業在很長一段時間都將這幾個部分分割、分立了，即便是現在，還有部分建筑企業在進行建筑基礎結構設計時存在著這樣設計誤區。當然，這并不能說明我國的建筑設計行業的落后，這一問題的主要原因是相應計算設備和計算方法的先進性不足。在這種科學性和合理性不足的計算方法和計算設備下進行建筑基礎和地基設計往往會忽略建筑建筑基礎結構之間的聯系性，導致設計數據的偏差和基礎結構設計圖紙的不合理，從而造成整個建筑的質量安全存在隱患。
5配筋和構造問題
在結構設計的過程中，應當把握好構件的配筋率，明確構件配筋率的最大值與最小值。在對建筑結構進行抗震設計時，應當確保建筑工程具有足夠的延性，還要達到建筑工程的最小配筋標準。應當嚴格按照現行規范的要求確定配筋數量，并要確保鋼筋的錨固與搭接長度，控制好鋼筋的延伸長度，并要滿足建筑設計應達到的材料剛度要求。此外，為了有效避免墻體開裂的問題，還應當控制好屋面的溫度壓力，利用一系列的措施與方法對屋面進行通風散熱，并使構造柱滿足建筑工程的抗震需求，在滿足建筑高度的基礎上對構造柱進行對準貫通，構造柱與其他部分的拉接也應當滿足相關規范的要求。
6結語
人們對建筑工程的要求隨著經濟的高速發展也越來越高，同時建筑功能也更加多樣化，住宅結構設計的技術水平亟需提高。為此，本文對住宅結構設計中的常見問題進行分析，因為這些問題具有一定的普遍性，容易在很多住宅結構設計中出現。所以，建筑設計人員應當對這些設計問題把握好，使這些問題避免出現，從而消除這些問題對建筑工程的影響，進一步確保建筑工程的順利竣工。
參考文獻：
[1]蒲建海.基于ABAQUS的新型柱-板式結構抗震性能研究[J].蘭州工業學院學報，2015年01期.
關鍵詞：建筑工程設計；裂縫問題；產生原因；改善措施
中圖分類號：TU198文獻標識碼： A
一、引言
在建筑的整體建設過程中，裂縫問題的出現與建筑結構設計有著重要的關系。因此，在分析裂縫產生的原因時，需要重點考慮建筑的結構設計。結構設計作為建筑過程中的關鍵環節，合理性的結構設計對保障建筑的質量有重要的意義，同事對后期建筑物的使用效果也非常重要。但是，在建筑物的使用過程中，經常有裂縫現象等一些常見問題的出現，這些裂縫問題的出現，不僅會對建筑物的使用性能有一定的而影響，還在一定程度上威脅了人類的生命安全和財產安全。因此，在建筑結構設計環節，需要對裂縫問題進行重點設計，確保能夠有效的控制裂縫現象的發生，建設建筑物的安全隱患。
二、建筑工程中裂縫問題出現的原因
隨著我國建筑行業的發展，建筑專家對裂縫問題的研究也不斷的深入，現階段已逐漸講解決措施，轉移到結構設計方面上。一旦建筑物中出現裂縫，則會對整個建筑物的建設質量有較大的威脅，合理的建筑結構設計對改善建筑工程裂縫問題有一定的影響。為了有效的預防建筑工程中裂縫問題的發生，在建筑結構設計過程中，需要嚴格遵循相關標準進行設計。目前，導致建筑工程中出現裂縫的重要原因是不合理性的建筑結構設計。為了在以后的建筑工程中減少裂縫問題帶來的危害，需要從建筑的結構設計方面進行改善。同樣地，有效的預防裂縫問題，還更深層次的分析裂縫出現的原因。
（一）、結構設計中存在的缺陷
第一，隨意提高混凝土強度的等級。在建筑施工過程中，盲目的認為混凝土等級的提高，會對墻體結構的抗滲透性有一定的提高；沒有科學依據的認為混凝強度與安全程度成正比，錯誤的認為混凝土強度等級的提高安全性能也隨之提高，這些都是造成建筑結構設計中不足的重要原因。沒有科學依據的隨意提高混凝土強度的等級，以此來補償施工過程中出現的缺陷，這種現象不但會造成大量的水泥浪費，還會使得混凝土在變干前發生變形，造成墻體出現裂縫。
第二，長期暴露混凝土墻體。在建筑過程中，由于墻體結構比較薄且具有一定的長度，對空氣濕度和溫度的變化較為敏感，因此，一些附加溫度也是導致墻體裂縫出現的重要原因。
（二）、混凝土材料中存在的缺陷
從不同的角度對建筑工程中的裂縫問題進行分析和研究，發現你除了建筑結構設計外混凝土材料也是出現裂縫的重要原因之一。目前，為了規范混凝土的使用范圍，以及充分利用混凝土材料，我國建筑工程中一般都采用商品混凝土。雖然，傳統的混凝土和商品混凝土相比較，商用混凝土具有較多的優勢，但商用混凝土的水灰比和含砂率對建筑工程施工也有一定的影響，這也是導致建筑工程裂縫問題出現的重要原因。
另外，商品混凝土比起傳統混凝土中的水泥用量較高。由于水泥量、水灰比和含砂率的影響，會在一定程度上降低商品混凝土的抗拉強度。混凝土的抗拉強度，對建筑的荷載有一定的影響作用，強度降低則會導致荷載不足，使得建筑工程的墻體出現裂縫。因此，在建筑工程中，需要嚴格依據標準的配合比來使用混凝土材料，只有這樣，才能有效的解決由混凝土自身引起的建筑墻體裂縫問題。
三、改善和控制裂縫產生的措施
在建筑工程結構設計過程中，為了減少裂縫問題的發生，需要針對裂縫產生的主要因素和影響條件，進行不同層次的解決，具體的解決手段如下：
（一）、設計規則的結構形狀
為了確保建筑結構整體的穩定性和剛性，在對結構進行布置時，需要進行規則性設計。如果建筑結構設計中，結構布置不是規則形狀，則會導致建筑物的剛性有一定的差異，在一定程度上會造成建筑物結構的變形。建筑結構設計作為建筑中的關鍵環節，規則的結構設計，對控制和改善剛度薄弱環節有重要存在意義。以此，為了減少和避免結構開裂現象的發生，在進行建筑結構設計時，需要對結構的形狀進行規則性設計。
（二）、選擇符合建筑結構設計的剛性要求
在建筑的結構設計環節中，建筑的整體剛度是通過計算得到的。為了保障建筑物的質量，需要對建筑工程的整體結構進行深入的計算，得出準確結果后再進行結構設計。為確保建筑結構不出現由沉降現象引起的裂縫問題，需要在結構設計之前，對建筑物的整體剛度進行充分計算和分析。
（三）、選用合理的混凝土標號
在建筑物的整體結構中，不同的結構部位具有不同的設計體系，且在結構設計過程中，需要選用不同標號的混凝土。在建筑工程的結構設計過程中，為了保障建筑工程不出現裂縫問題，需要確保結構設計環節中混凝土標號的合理性和正確性。
在建筑工程結構設計中，選用合理的混凝土，對工程的防水需求和承載能力有重要的作用，在建筑施工中，一般使用強度合理的C25-C35混凝土。另外，在設計中，還可以采用一定量的粉煤灰，不僅能能夠減少水泥的使用量，還可以提高和改善混凝土的和易性。為了確保建筑工程的施工質量，在對水泥品種的選擇過程中，一般使用收縮性較小的水泥材料。同時，在控制內外溫度的條件下，還可以添加一定量的外加劑，降低水灰比，增加建筑結構的整體養護效果和保溫效果。
（四）、建筑表面的涂抹法
在建筑結構的表面刷涂一層高分子結構的防水涂料，會在一定程度上減少裂縫問題的出現，防水涂料一般包含氰凝、聚氨酯類、環氧樹脂類和丙烯酸酯等。建筑表面防水涂料的涂抹過程中，對混凝土還有一定的要求，在刷涂之前需要確保混凝土表面整潔、堅實和干燥，只有在滿足這些條件的同時，才能確保表面刷涂的防水材料的防護作用。
（五）、合理的尺寸設計
在建筑結構的設計過程中，尺寸的大小對結構設計有一定的影響，同時也是減少喝預防裂縫出現的重要環節。如果尺寸不合理（過長或過短），建筑的溫差應力不同，最終會導致墻體裂縫的出現。因此，在建筑結構設計中，設計人員需要根據實際的施工要求，對結構的尺寸進行合理控制，全面分析和考慮長度與溫度應力之間的關系，設計出既滿足設計要求，有避免裂縫現象出現的設計方案。
（六）、樓板配筋建筑結構設計中的要求
在建筑結構設計中，為了保證建筑結構的整體剛度滿足要求，不僅需要對混凝土進行合理性的選用，還需要對樓板配筋進行一定的選擇，建筑工程樓板配筋也是影響裂縫問題出現的重要原因之一。在我國的建筑工程中，樓板配筋的直徑大小、鋼筋間距都是影響建筑結構設計的重要因素，為了確保建筑工程在投入使用后，避免出現裂縫現象，需要對樓板配筋進行合理的設計。設計過程中需要嚴格遵循以下原則：第一，使用標準規格的樓板配筋；第二，樓板配筋的直徑在滿足標準規格的條件下，需盡量使用小直徑；第三，樓板配筋的間距盡可能縮小。
（七）、灌漿法的影響
在建筑工程中，灌漿環節也是影響建筑質量的重要步驟。在灌漿過程中，首先需要優化選擇具有不同特性的灌漿材料（一般選用甲基丙烯酸甲酯、環氧樹脂類、氰凝、水溶性聚氨酯和丙凝等）。其中，在灌漿材料中環氧類材料具有較為廣泛的來源，在建筑施工過程中的使用范圍較廣。甲基丙烯酸甲酯類的灌漿材料，不僅具有較高的可灌性和較低的粘度行，還易于擴散，因此，在防滲漏和補強方面有較好的使用意義。
四、結束語
綜上所述，在我國的建筑行業發展過程中，建筑物的裂縫問題是目前建筑工程師急需解決的問題。本文詳細闡述了建筑結構中裂縫問題出現的原因，并對建筑結構設計對裂縫問題出現的原因進行分析，以及提出相應的改善措施來預防裂縫現象的發生。為了確保在未來的建筑工程中不再出現裂縫，我們需要從不同的角度對建筑結構設計進行分析、研究、探討和改進。
參考文獻
[1]呂強，馬琳瑾，混凝土結構裂縫的控制及結構設計構造對其的影響[J]，工程建設與設計，2012年12期
[2]董春玲，李興凱，淺談建筑結構設計中控制裂縫的措施[J]，黑龍江科技信息，2013年28期[3]李宏，試論建筑工程結構設計中的裂縫問題[J]，黑龍江科技信息，2012年03期
關鍵詞：建筑結構設計；建筑裂縫；形成原因；防治措施
1、引言
隨著我國經濟水平的不斷提高，科學技術的不斷進步，城市化進程的腳步也逐漸加快。近幾年，城市建筑的規模不斷擴大增長，我國建筑行業在各方面都取得了顯著成效。然而進步的同時，在建筑施工中我們也發現了一系列的問題，其中最常見的也是最突出的就是建筑裂縫問題。建筑裂縫嚴重的危害到了工程的安全質量，同時降低了建筑工程的結構強度、剛度以及樓層的抗剪能力。為了保障建筑工程的安全質量，有必要在最初進行結構設計的階段就采取預防措施，根據預防原則來減少建筑裂縫的形成，控制裂縫造成的影響。
2、建筑裂縫的特點及其危害性
2.1 建筑裂縫的特點：
2.1.1裂縫多為豎向延伸：
通常情況下，絕大多數的建筑結構裂縫都是沿著豎向進行延伸的。基本上裂縫的長度與墻體的高度相差無幾，在墻體中間的部位裂縫的寬度較大，向兩端延伸寬度逐漸變窄直至消失。
2.1.2 細小的裂縫較多，位置較集中：
在建筑工程中，通常出現的建筑裂縫其寬度都在0.3mm以內，僅有極少部分的裂縫其寬度在0.3mm以上，位置大多集中在墻體中部，而在墻體周圍極少出現裂縫。
2.1.3 裂縫有特定的出現時間：
在建筑工程中，一般在拆除模板后墻體失去外力支持，只靠自身就會很容易出現一些裂縫，在經過一段時間后，裂縫會發生一定程度的變化，有可能是細小的裂縫增多合并為大裂縫，也有可能是一條大裂縫分裂出許多小裂縫。
2.2 建筑裂縫的危害：
2.2.1 降低了建筑結構的強度、剛度：
建筑結構中的裂縫，導致裂縫截面處的中性軸發生上移，在裂縫的情況比較嚴重時，建筑工程的結構變形程度也隨之加重，造成整個建筑結構的強度、剛度降低。同時，建筑工程結構在高壓力的作用下，其相應的疲勞度也隨之降低。
2.2.2 降低了建筑的抗剪能力：
裂縫的出現不但降低了工程結構的強度、剛度，同時整個工程建筑結構的抗剪能力還因此大大降低，建筑物的各個截面都會出現嚴重的開裂情況，嚴重破壞、影響了建筑結構的整體性，使得支撐抗剪作用的界面面積更加減小了，形成惡性循環，導致整個建筑結構的抗剪能力的減弱。
3、建筑結構設計中裂縫形成原因
3.1 產生溫度裂縫的原因：
（1）從建筑結構的設計角度分析，由于目前國內沒有統一的規范技術指標，因此在隔熱層的選用方面隨意性較大，頂層的砌塊強度以及砂漿的標號要求也較低，同時針對溫度裂縫的產生并沒有采取過相應的構造措施，這就給墻體產生溫度裂縫創造了條件；
（2）從施工的角度分析，砌體通縫、豎縫不飽滿，頂層使用大量斷磚、碎磚、砂漿強度低，架空的隔熱層與女兒墻直接頂死，未按設計的要求預留對流空氣的通風口，都會導致隔熱層起不到隔熱作用。因此施工人員、材料、施工工藝、現場管理等，都是可能造成溫度裂縫產生的原因；
（3）定性分析溫度裂縫，屋面板與墻體使用的材料不同，線的膨脹系數也有差異。陽光照射下混凝土的屋頂所受的陽光輻射面積與磚砌體比要大得多，而混凝土屋頂的阻熱能力卻比磚砌體的阻熱能力差，當二者以相同的溫差升降時，不同的線膨脹系數使得在接觸面上產生相對位移，因此產生剪應力。由于通常屋面板受到陽光直射，其溫度變化總是高于墻體，使得剪應力產生的更大、更集中，就在門窗洞口的四角產生豎向、斜向的裂縫。
3.2 現澆混凝土樓板產生裂縫的原因：
（1）從建筑結構的設計角度分析，建筑的結構體型發生突變或者必要的伸縮縫未預留，由于應力較集中，當混凝土的收縮應力大于其抗拉強度時，裂縫便會沿此位置產生并發展。
（2）從混凝土材料本身分析，水泥用量增加，易使得混凝土的抗拉強度減弱，導致混凝土因抗拉強度、抗變形能力不足而出現裂縫。由于現澆混凝土結構，混凝土自身的收縮再加上溫度變化，引起應力作用，很難避免裂縫的出現，尤其在荷載小、跨度小的民用建筑中以及低配筋率的樓、墻板、屋面板中十分常見。
（3）從環境氣候角度分析，施工作業時氣溫的變化會極大影響到建筑工程，溫差會導致混凝土水分喪失過快，混凝土收縮過大引起其表面干縮，產生裂縫。工程實踐證明，天氣因素是導致現澆板混凝土干縮，出現裂縫的主要原因之一。
4、裂縫的控制措施
4.1 溫度裂縫的防治措施：
（1）在建筑結構設計階段，為預防溫度裂縫產生，除應嚴格按照有關的設計規范規定執行外，還要盡可能縮短建筑物的溫度伸縮縫的設置間距；在鋼筋混凝土的梁板柱與墻體的交接處，應該加釘寬200mm的通長鋼絲網，網眼為10×10；重視屋面的保溫隔熱設計，建議推廣使用高效的保溫材料，以滿足建筑的節能設計標準；在設計上還可以考慮采用雙層的屋面或將屋面裝飾綠化成屋頂花園，用以改善住宅的保溫、隔熱條件，既有利于防止溫度裂縫產生，又達到了美化環境的效果。
（2）在建筑結構的施工階段，施工前期就應注意合理安排好施工單位的工程施工的時間，盡量避開在炎熱的夏季以及寒冷的冬季這樣敏感的施工溫度；在屋面板的澆筑工作完成后，應盡快展開保溫隔熱層的施工工作，為確保能達到預期的隔熱效果，所用的隔熱材料都要通過嚴格的質量檢測，并且嚴格按照相關的規范要求進行施工；提高砌體的施工質量，要求：組砌合理、砂漿飽滿、橫豎縫順直、強度達標，確保砌體的抗剪能力。
4.2 現澆混凝土樓板裂縫的防治措施：
（1）在結構設計時，應考慮在構件容易產生裂縫的部位做抗裂設計，適當加強配件的配筋，使得構件的鋼筋除了能抵抗外荷載作用所產生的彎矩、剪力外，還可以抵抗混凝土的收縮以及溫度變化產生的拉應力作用，使得構件既滿足了強度要求，還滿足了溫度變化等多種原因對其的影響。
（2）溫差控制。由于混凝土早期在凝結硬化的過程中，游離在表面的水分蒸發極快，水泥水化放出大量水化熱，內部的水化熱量不易散失，而外部的水化熱量散失較快，使得混凝土內外部溫差較大，由于內漲外縮的互相制約，對混凝土外部產生了拉應力，如補充水分不及時或降溫保溫措施不到位，當這些拉應力超出混凝土的抗拉強度時就會產生裂縫。尤其在冬夏兩季，晝夜溫差大，養護、降溫保溫措施不力，溫度裂縫極易產生。
（3）混凝土的配合比、澆筑方法以及養護措施與混凝土裂縫的產生有著極大的關系。對現場拌制的混凝土，應按照設計圖紙的要求強度等級，根據所用的骨料及其含水率配制施工的配合比，做到每盤過磅，嚴格控制骨料、水泥、水的用量，并在監督工程師的監管下進行隨機取樣，制作混凝土試件；混凝土的澆筑要嚴格遵照澆筑流程，合理安排施工工序，在混凝土澆搗前，應先清理好基層并澆水浸濕模板，澆搗時既要振搗充分又要避免過度，對已澆筑的混凝土，終凝前還應進行二次振動，以減少初凝時收縮形成的裂縫、氣孔，提高其粘結力和抗拉強度；混凝土的養護主要是保持混凝土表面溫度適當以及足夠濕潤，為減少混凝土凝固期間表面的水分蒸發過快，最好覆蓋上麻袋、稻草或者砂等，以防止混凝土干縮產生干縮裂縫。普通的混凝土澆水養護時間不得少于7天，而摻用了延緩型外加劑或是有抗滲性要求的混凝土，養護時間不得少于14天，
5、結束語
在建筑工程中，建筑結構裂縫的產生將嚴重影響到工程的質量，同時也相對減少了建筑物的使用壽命，降低了建筑物的安全保障系數。因此在進行建筑結構的設計時，設計人員應認真負責，將裂縫產生的可能性及原因考慮全面，并及時做好相應的防治措施，降低裂縫對建筑物造成的損害。
參考文獻：
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[4] 盧星星.《對建筑結構設計裂縫原因及措施的探討》.[期刊論文].城市建設理論研究（電子版）.2011年35期
【關鍵詞】工業建筑 結構設計 概念設計 結構概念設計 工業生產 結構
中圖分類號：[F287.2] 文獻標識碼：A 文章編號：
一．引言
結構工程時在進行設計時，有大量的工程需要計算，部分內容計算方式較為繁瑣，工作量較大。隨了計算機技術的成熟和軟件的逐步推廣，建筑的結構分析軟件被應用到建筑結構設計中，解決了結構工程時手工計算的難題，也提高了結構設計的工作效率，提高了設計的準確程度。由于結構計算軟件的節省了大量的傳統工作，被結果設計工程師經常使用。在過分依賴軟件的背后，帶來的是設計的單一，結構設計變成單純的軟件化，結構設計職位也變成了熟悉軟件操作即可的基本要求，這造成建筑墨守成規，缺乏結構創新。
二．工業建筑中的結構概念設計。
1.工業建筑的特點。
工業建筑是進行工業生產的房屋，由于其特有的建筑使用性質，在工業進行建筑設計中，要根據其特點進行設計。
（1）工業建筑要密切結合生產，要滿足工業生產的要求，為生產工人創造良好的勞動衛生條件，工業建筑設計要有利于提高勞動效率和生產產品質量。
（2）工程生產的類別較多，也存在較大的差異。生產類別有輕型也有重型，有熱加工也有冷加工，有的要求開敞，有的要求恒溫，這對建筑在空間布局、體型、室內處理、立面和層數等方面有直接影響。這就要求建筑要根據生產工藝的不同特征來設計不同的建筑廠房。
（3）部分工業建筑和廠房中需要使用起重機械和大量的設備，還有的需要較為高大的敞通空間，在內部通風、采光、屋面排水、建筑構造處理等方面都要比民用建筑復雜。
2.工業建筑中的結構概念設計。
在建筑設計中，通過不斷的設計研究和實踐，結構設計工程師積累了大量的經驗，并在行業形成了一系列的設計規范、標準圖集和設計手冊等。近些年來，計算機技術得到廣泛應用和普及，計算及結構程序被大量應用到建筑結構工程中，設計單位開始拋棄圖版，開始在計算機上揮動鼠標操作。在此表象下，部分結構工程師通常都會形成一種錯覺：建筑結構設計很簡單，僅僅需要遵循設計規范、標準圖集和設計手冊，在根據建造師給出的非結構空間方案，利用計算機完成。在設計中，結構設計師變成了拼圖的玩家，被動的操作著建筑的結構設計。這導致建筑結構無法有效運用結構工程的知識，同時也容易造成和建造師發生交流分歧。
在我國現行的《建筑結構設計統一標準》 （GBJ68-84）采用了概率理論作為基礎來規范建筑結構極限狀態的設計準則，要求建筑在結構設計中要經濟合理、技術先進、安全適用。概率極限狀態雖然較為科學合理，但在運算過程中，還存在一定程度的近似，僅僅能算作近似概率法。建筑結構設計中，無法憑借極限狀態來估計建筑結構的真正承載能力。建筑是一個空間結構，結構總的各種構件通過復雜的方式來共同工作，且不脫離總的結構體系。在目前的建筑結構設計中，在空間結構體系的整體研究上存在一定的局限性，導致待設計中采用了簡化和假定。建筑結構設計工程師要杜絕盲目的抄寫規范，而是要將規范當作實際參考和指南，在實際的項目設計中要進行合理的搭配和選擇，這就要求結構工程師對建筑整體結構體系和建筑結構分體系二者之間存在的力學關系具有較為透徹的認知，在結構設計時，要將概念設計應用到實際設計工作中。
概念設計是通過運用清晰的結構概念，不需經過數值計算，依靠結構整體體系和分體系之間的力學關系、震害、破壞機理、工程經驗和實現現象所獲得的設計原則和設計思想，對工業建筑結構和相關計算結構進行正確分析，綜合考慮結構的實際受力狀況，計算假設間的差異大小，對建筑結構和構造進行設計。工業建筑的結構概念設計是展現建筑結構工程師的設計思想的關鍵，而結構工程師主要任務是要在一定的建筑功能和生產工藝要求下完成建筑的結構設計，要妥善處理建筑和結構、結構和構件、結構和工藝、結構和結構之間的關系，其最終目標是要設計出合理的產品。計算機軟件也存在一定的局限性，無法適應處理所有的建筑結構問題，在實際設計中，也無法大量的運用計算機軟件來準確的進行結構構件分析，這就要求工業建筑設計中要強調概念設計的重要性，通過結構概念設計和結構措施來設計最終的合理的建筑結構。
建筑結構設計中，計算機程序的計算結果是根據設計中的不同工況而提供的不同數據，但到底是何種工況才是最適合的工況，哪種工況結果是最需要的結果，這類問題需要結合不同的工況計算來綜合分析，在此情況下，建筑結構工程師要加強結構概念設計的應用，才能準確判斷出計算機計算結果的準確性和合理性，而最終篩選出需要的結果。
在工業建筑的初步設計階段、方案設計階段中，無法完全借助計算機的結構計算分析軟件來處理，這需要結構工程師對建筑結構布置和結構體系根據工藝的布置方案來做出相應的規劃，必要時候要進行建模計算，提高最終設計方案的合理性和可行性。在確定方案時，要和大工藝的設備選型相輔相成，要滿足大型設備的獨特需求。大型設備的生產制作周期較長，一般在得到相關責任人審查后，施工建設單位才會開始聯系相關的設備制造商，開始提供供貨，在此階段中，相應的結構設計方案要成為下階段施工設計的依據，一旦此時忽略了大型設備的影響，或是對其他項目考慮不周，會導致下階段非常麻煩，更有甚者導致項目無法進行。結構設計工程時在初步設計階段和方案設計階段中，要綜合運行結構概念，結合工業生產工藝的特點，選擇建筑結構性能較好，較為經濟的結構方案，運用結構概念，在深刻了解結構性能的基礎上，靈活運用到結構設計中。結合結構分析軟件，建立合理的簡化模型，利用計算機結構分析軟件的優勢，提供經濟合理的建筑結構設計方案，為施工圖設計做好充分準備。
另外，隨著社會的發展，未來出現大型和超大型的工業建筑會越來越多，其建筑的體型也會越來越復雜，鋼結構會大量的應用到工業建筑中，這就要建筑結構提高設計標準和要求，在滿足工程進步和生產工藝要求的同時，要將鋼筋混凝土結構和鋼結構進行組合使用，在提高施工進度的同時，要便于后期的安裝。要提高建筑結構概念設計，改善計算機分析軟件的滯后性，逐步完善結構分析的功能。在利用計算機軟件的基礎上，融入結構概念，通過恰當的設計、假定、簡化，使計算機分析更接近真值，保證計算分析結果的有效、合理、可行。
五．結束語。
工業建筑結構設計中，在總結設計經驗的基礎上，融入結構概念設計，這要求結構設計工程師要富于創新，并要有豐富的實踐經驗，通過建造師的協同，來提高工業建筑的結構設計質量。
參考文獻
[1]隋翔宇 SUI Xiang-yu 工業建筑中的結構概念設計[期刊論文] 《山西建筑》2011年4期
關鍵詞：綜合樓，建筑，結構，選擇，設計
中圖分類號：TU2文獻標識碼： A
隨著我國社會經濟以及城市化不斷發展，學校綜合樓建筑結構類型越來越多，同時兼具多種功能。鑒于學生的學習狀態日益緊張，為了能夠提高學生的學習效率，必須要為學生提供安靜的、廣闊的學習空間。綜合樓作為中學的一個核心功能建筑，其為形成相對獨立的學習空間奠定了基礎，作為一種公共建筑，學校教學的特性要求綜合樓必須保證一定的質量，合理選擇建筑結構，設計最優建筑施工方案，實現綜合樓與學校環境的有機融合，為學生提供良好的學習環境。建筑結構作為影響建筑工程質量的重要因素之一，必須合理選擇和設計，實現造價與質量的協調統一。
在學校綜合樓建筑結構選擇以及設計過程中，要確保不僅要科學、合理地利用自然資源，還要提高工程建筑的質量，在設計的過程中只有做好前期規劃，避免樓房出現坍塌現象，對學生造成嚴重的影響，做到合理地改造和利用自然，達到建筑和自然共同發展的效果，才是成功的設計。為了能夠為學生提供一個良好的學習環境，學校的綜合樓不僅需要展現出學校自身特色，還必須符合學校建筑的通用要求。本文通過對某中學教學樓實際工程進行介紹，對學校綜合樓建筑選擇及設計提出幾點合理的建議。
工程實例的概述
某中學的教學樓，占地總面積為5000m2，教學樓分4層，每一層高3.5米，綜合樓內主要包括：教室、辦公室、音樂室、多媒體教室、會議室，每一層設男女衛生間，教學樓采用鋼筋框架結構，抗震級別乙級，場地類別為Ⅱ類，建筑物的使用壽命為65年左右。
實例教學樓工程的地質條件分析
教學樓工程的地質條件，地基標準承載力為120kN/m2左右，填土以下的兩米左右為粘土，地基的承載力為250kN/m2左右，地下水處于天然地面以下4m之處，對教學樓造成的影響不大。在建造的時候，工程人員必須多加注意。
教學樓的主體結構設計
主體結構設計主要包括結構的選擇、結構體系、承重方式、結構布置、基礎設計等方面，下文進行詳細介紹：
3.1結構選擇
3.1.1結構形式
教學樓的結構形式主要包括以下幾種結構：混合結構、框架結構以及部分混合部分框架結構等。其中混合結構具有施工簡單的特點，其造價也相對較低，用鋼量也相對較小；然而卻具有整體性較差、難以滿足大跨度的缺點。框架結構具有非常好的整體性，并能夠充分滿足學校教學樓這類建筑對于巨大空間的需求，但造價卻較高，對結構的要求也非常高。經過技術經濟的比較，對于教學樓這樣大型的建筑物來講，推薦使用的結構形式為框架結構形式，該結構形式能夠有效保障框架的整體性。所以本工程采用框架結構，合理設計內部空間，保證建筑結構的完整性和耐久性。
3.1.2教學樓的結構體系
教學樓的結構體系主要包括：框架、簡體、剪力墻這三個方面。其中框架結構的特點主要包括整體性能好、能夠滿足較大的空間，并具有較高的耐久性，其整體的特點主要是承受豎向建筑物的豎向荷載以及側向力，但剪力墻則可以為建筑物提供抗側剛度，有利于提高結構的抗震力，通過減少風荷載，從而減少地震過程中的側向位移。為了能夠更好的提高抗震等級，根據實際的地形，該教學樓主要選用框架體系。
3.1.3教學樓的承重方式
教學樓的承重方式主要包括：框架承重、縱向框架承重、縱橫向框架混合承重這三種。這三種的框架數量較少，對該教學樓的情況進行分析要求布置較小的聯系梁，但是缺點是房屋的橫向抗側鋼度較差，進深尺寸受預制版長度的限制。縱橫向框架混合承重則具有較好的整體工作性能，對抗震有利，由于建筑的橫向框架跨數少，教室對室內的采光要求比較高，該地區抗震等級要求不高，建議選用橫向框架承重。
3.2教學的梁柱界面尺寸
梁柱的主梁計算尺寸，其計算公式為：
H=（1/2-1/16）1，b=（1/2-1/3）b 取值范圍包括：h=500mm，b=250mm
柱的高度計算公式為：
H=1/15（低柱高）h=（1-1.5）b 取值范圍包括：h=400mm，b=300mm
3.3教學樓面的結構布置
由于該實例的綜合樓建筑樓面標高的變化情況不大，大廳和廁所的結構層有所下降。工作人員在進行結構平面布置的時候，主要是從上層結構平面下放到下一層建筑平面進行布置。按照高跨比的條件選擇板厚，在建設的過程中，工程人員在考慮到鋼筋布置和鋼筋布置混凝土的抗裂度之后，將h取值為100mm。
3.4框架柱下的基礎設計
3.4.1選型
為了能夠滿足施工要求，應該選擇階梯形的基礎，鋼筋主要使用一級鋼。在建筑的過程中，應該注意從確定荷載計算、荷載設計等方面進行分析。
基礎梁。本教學樓沒有基礎梁，因此基礎梁的選擇以及荷載不納入計算范圍內。
荷載計算值。荷載計算值主要包括：M=0.52 kN·m。其中N=1106.35kN V=3.39kN。
3.4.2基礎配筋的設計
基礎配筋的設計主要圖1所顯示：
圖1 基礎配筋的設計
3.5其他結構類型
3.5.1樓梯結構類型
樓梯的結構類型選擇可以選擇梁式樓梯，雖然采用板式樓梯顯得比較輕巧，但經過一系列的計算得出，梁式樓梯比板式樓梯更加適合，其公式如下所顯示：
樓梯段的板厚：h=（1/25-1/30）lo，其中lo表示的是梯段的水平跨度，h=120mm
休息平臺梁的板厚：h=（1/8-1/12）l，其中，h=400mm，b=240。
3.5.2雨棚結構
雨棚結構主要采用懸梁的方式進行澆筑，在下雨的時候能進行有組織的排水工作，排水坡度為3%。
結束語
通過分析學校的建設需求，選擇合適的地理環境，認識到綜合教學樓建設所在的環境應該適應自然的發展，并通過探討得出綜合建筑還應該考慮當地的實際情況，包括當地的人文環境、自然景觀等。教學樓的建筑，必須做到自然與建筑之間的和諧統一，既滿足建筑所處的地理位置需求，也滿足學生的學習需求。
參考文獻
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論文關鍵詞：地下建筑結構；多媒體；引導式教學
一、開設地下建筑結構課程的必要性
21世紀是地下空間快速發展的時代，各國對地下空間利用和開發的規模和速度前所未有。近些年，我國在高速公路、水利水電工程、城市地鐵、鐵路工程、礦山工程、城市地下空間利用等方面發展很快，各種大型的地下建筑結構越來越多。這些地下工程的建設，使地下建筑結構的設計和施工水平取得了很大的提高。“地下建筑結構”是巖土工程、地下工程、隧道工程、道路與橋梁等專業的主干課程之一，普遍來講，很多院校開設“地下建筑結構”課程的時間都比較短，不可避免的存在一些問題。因此，該課程應該在教學模式上，教學方法上適應地下工程快速發展的形勢需要，進行必要的教學改革和探索。
二、“地下建筑結構”課程特點
“地下建筑結構”課程一般在大四上學期或者大三下學期開設。雖然在之前已經開設了“土力學”、“ 結構力學”、“ 水力學”、“ 工程地質”等課程，但由于“地下建筑結構”課程的特點與很多課程相差較大，學生學習常常不知所措，感到困難。概括地講，地下建筑結構有三個顯著特點：第一，地下建筑是在地層中修建的，結構和巖土體會相互作用和制約對方的變形；第二，地下建筑的介質——巖土體，是非均質、非線性的，其本身的物理、力學性質會因時而變，因空間不同而各異，這種不確定性給地下建筑結構的設計和施工帶來了很大的困擾；第三，降雨、地下水位的變化，對地下建筑結構的安全性影響也很大，考慮水荷載的變化是一個重要問題。因此，相對于地上建筑，地下建筑結構的這些特點會給設計和施工帶來很大的困難，在講授本課程時，必須強調地下建筑結構和周圍介質的相互作用的特點和環境的不確定性，對學生掌握地下工程的基本概念、計算方法和設計程序是非常重要的。
三、目前教學中存在的問題
1.教材的問題
選擇一本好的教材可以使教學達到事半功倍的效果，然而在實踐過程中，地下建筑結構的教材只有寥寥幾本，使用較多的一本是同濟大學朱合華教授主編的《地下建筑結構》，另外一本是中國地質大學陳建平教授等編寫的《地下建筑結構》。相對來說，前者是在老教材《巖石地下建筑結構》和《土層地下建筑結構》基礎上編寫而成的，體系完整、內容很全面。而后者主要側重于巖石地下建筑結構，內容范圍比較狹窄。教材的種類相對于全國188個土木工程專業，幾十個學校開設地下建筑結構課程來說，明顯偏少。而且由于開設本課程的學校學生水平參差不齊，所以教材是否合適不同層次和水平的高等院校也是一個大的問題。
2.課程內容較難，學生不容易掌握
地下建筑結構研究內容涉及土力學、巖石力學、結構力學、工程數學、水力學、水文地質、工程地質、工程實驗學等多門學科，需要學生具有扎實的基礎和專業知識。根據地下建筑結構所處的介質不同，可以分為土層地下建筑結構和巖石地下建筑結構。而不管是土層還是巖石地下建筑結構，對于荷載、計算模型、計算方法、可靠度理論等則屬于共同的理論和方法，涉及很多具體形式的地下結構，如土層的沉井、地下連續墻、盾構隧道、基坑支護、沉管等。巖石地下建筑結構則主要是隧道、地下洞室、斜井、豎井等結構形式。每種結構形式的計算、設計方法不盡相同，這對學生理解和掌握有一定的難度。但對學生而言這不是最難和最重要的，最難和最重要的是教師如何把這些不同結構形式中帶有共性的理論深入淺出的講透徹，便于學生理解和掌握。
（1）確定地下建筑結構的荷載比較復雜。對土體這種孔隙介質而言，經常由于地下水的存在，要明確什么情況下采用水土合算還是水土分算的問題。如果是巖體，在地下水的影響下，水荷載的確定還跟巖體本身是孔隙介質還是裂隙介質有關系，這就很復雜了。另外，對于地下洞室還會涉及深埋與淺埋的問題，由于深埋結構和淺埋結構對應的荷載差別很大，所以講透深埋隧道和淺埋隧道的判斷標準，可能比簡單講計算公式和應用公式更為重要。
（2）計算方法的選擇。地下建筑結構的計算方法主要兩種，一是荷載-結構法，二是地層-結構法。荷載-結構法與一般地上結構計算方法相同，學生比較容易理解。而地層-結構法要考慮地下結構與周圍介質的相互作用和共同變形，采用的方法很多比如有限元法、有限差分法等，這些方法學生不容易理解和掌握。
（3）地下結構可靠度理論分析是結構計算與數學結合的一種結構可靠度分析理論。由于理論本身以及涉及的驗算點法、JC法以及蒙特卡洛法等非常抽象、學生理解難度較大。加上現有的本科相關教學內容中，這部分基本上是大篇幅的理論介紹和理論推導，學生很難理解，更不要說應用了。
（4）對于具體的結構形式如隧道、盾構隧道、地下連續墻等結構的計算，結合工程實例講解太少，有些則過程過于簡略，不利于本科學生學習。
3.課程學時較少，內容太多
地下建筑結構既包括土層地下建筑結構，也包括巖石地下建筑結構，以同濟大學的《地下建筑結構》為例，課程總共有16章內容，內容幾乎涵蓋了地下建筑結構的絕大部分內容。這么難的一門課程，如此多的內容，在各院校的實際教學中不可能全部講授。西安工業大學（以下簡稱“我校”）開設課時只有40學時，教學工作時間緊，任務重，難度大。因此，對很多章節就只能粗略地介紹。有些經典力學問題的推導過程只能點到為止，僅要求學生掌握其假設條件和使用條件，能正確使用其公式即可。
四、課程教學實踐中的幾點思考
1.優選教學內容
針對教材較少，而且教材主要是根據同濟大學和中國地質大學的學生實際情況編寫的，與很多院校學生情況差異很大的情況，我校在實際教學中主要是根據本科教學大綱和課時安排，科學地編輯教學內容，有意識地將目前國內外的地下工程重大研究進展和工程實踐介紹給學生。例如對比較抽象的可靠度理論，主要結合例子講解中心點法、驗算點法以及JC法在例子中的應用，這樣講學生學習效果比單純的理論推導效果更好。同時，根據學生情況，結合多年的教學實踐，逐步采用自編講義，取得了一定的效果。在地下連續墻設計中，采用某基坑工程進行實例講解，從力學計算，支撐的設計，到與施工開挖的結合進行完整的計算，使學生更直觀地掌握整個設計、計算過程。
2.板書與多媒體教學相結合
傳統板書的優點是條理清晰、推導過程學生可以同步，理論推導學生理解更容易。而缺點是板書占用了大量的課堂時間，傳授的知識量、信息量相對較少，特別對于那些不能生動地用言語描述的內容，例如圖片、聲音和動作等效果較差。而多媒體的優勢是信息量大、可以運用圖片、聲音等生動體現講解內容。因此，對于理論推導部分，如彈性地基梁、可靠度理論等采用板書方式，而對于地下建筑結構的形式、施工過程、設計布置等則采用多媒體，讓學生更直觀和生動的學習，效果更好。另一方面，地下建筑結構重大技術的視頻播放可以給學生以震撼的視覺效果，激發他們的學習熱情。
3.引導式教學培養學生的創新能力
傳統的教育方式中，教師更注重傳授知識本身，這就產生了一個問題，很多時候學生都是被動地接受知識，很少主動思考問題。在教學過程中引出比較有影響的工程或者引起很大爭議的工程，提出這些工程或者工程引起爭議的原因或背景，引導學生積極思考和探討，才能取得較好的實際效果。例如在講盾構隧道時，以2008年杭州地鐵事故為例，列出了業主方、施工方爭議的背景和焦點，并結合工程實際施工和設計進行分析，提出很多問題讓學生自己分析和思考，提高了學生學習的積極性、主動性，產生了較好的效果。
【關鍵詞】高層建筑；梁式轉換層；施工
1 梁式轉換層結構形式
高層建筑結構下部受力比上部大，按常理來說，在高層建筑結構的設計中就要考慮下部的剛度要大于上部結構；采用的措施就是下部增加墻體、增加柱網，而上部逐漸減少墻柱的密度。顯然，這在高層建筑設計中是不現實的，因為高層建筑的使用功能對空間要求卻是下部大空間，往上部逐漸減小，因此對高層建筑結構的設計就要考慮反常規設計方法。在《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2002）中，規范對轉換梁的最小高度和寬度作如下規定：框支梁截面的寬度不宜大于框支柱相應方向的截面寬度，不宜小于其上墻體截面厚度的 2 倍，且不易小于400mm；當梁上托柱時，尚不應小于梁寬方向的柱截面寬度。進行抗震設計時，轉換梁高不小于其跨度的1/6；非抗震設計時，轉換梁高不小于跨度的1/8。從該設計規程中可知，采取這些限制主要是保證轉換梁結構的整體剛度，增強結構的可靠性。
1.1 梁式轉換層結構形式
實際工程中應用的梁式轉換層結構有多種形式，主要原理就是利用下部的轉換大梁來支托上部結構。
1.2 梁式轉換結構受力機理分析
梁式轉換層結構的傳力途徑為墻—梁—柱（墻）的形式，傳力直接，便于分析計算。轉換大梁的受力主要受上部剪力墻剛度、剪力墻與轉換大梁的相對剛度和轉換大梁與下部支撐結構的相對剛度影響。為弄清轉換梁結構與上部墻體共同工作的性能，對轉換梁承托層數對其內力的影響用有限元程序進行了分析，從分析結果中我們知道，對一般結構轉換大梁，上部墻體考慮三層與考慮 4 層、5 層內力的設計控制內力差異不大于 5%，故在分析計算時可只考慮計算 3 層。從計算分析不論轉換大梁上部墻體的形式如何，只要墻體有一定長度，轉換大梁中的彎矩就會比不考慮上部墻體作用要小，同時轉換大梁也會有一段范圍出現受拉區。
2 梁式轉換層的結構設計
2.1 結構豎向布置
高層建筑的側向剛度宜下大上小，且應避免剛度突變。然而帶轉換層的高層建筑結構顯然有悖于此，因此對轉換層結構的側向剛度作了專門規定。對該工程而言，屬于“高位轉換”。轉換層上下等效側向剛度比宜接近于 1，不應大于 1.3。在設計過程中，應把握的原則歸納起來，就是要強化下部，弱化上部。可以采用的方法有以下幾種：1）與建筑專業協商，使盡可能多的剪力墻落地，必要時甚至可在底部增設部分剪力墻（不伸上去）。除核心筒部分剪力墻在底部必須設置外，還與建筑專業協商后，讓兩側各有一片剪力墻落地。這些無疑都大大增強了底部剛度。
2）加大底部剪力墻厚度。轉換層以下剪力墻中，核心筒部分的厚度取為 600mm，其余部分的厚度取為 400mm。
3）底部剪力墻盡量不開洞或開小洞，以免剛度削弱太大。
4）提高底部柱、墻混凝土強度等級，采用 C50 混凝土。
5）適當減少轉換層上部剪力墻數目，控制剪力墻厚度，并可在某些較長剪力墻中部開結構洞，以弱化上部剛度。弱化上部剛度不僅對控制剛度比有利，還可減輕建筑物重量，減小框支梁承受的荷載；增大結構自振周期，減小地震作用力。工程綜合采用上述幾種方法后，轉換層上下剛度比在 X 方向為 0.725，在 Y 方向為 0.813，滿足規范要求，效果良好。雖然上下部剛度比滿足要求，但畢竟工程仍屬于豎向不規則結構，轉換層及其下各層為結構薄弱層，因而應將該兩層的地震剪力乘以 1.15 的增大系數。
2.2 結構平面布局
工程底部為框架—剪力墻結構，體型簡單、規則；上部為純剪力墻結構。在剪力墻平面布置上，東西向完全對稱，南北向質量中心與剛度中心偏差不超過 2m，結構偏心率較小。除核心筒外，其余剪力墻布置分散、均勻；且盡量沿周邊布置，以增強抗扭效果。查閱計算結果，扭轉為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比為0.85，各層最大水平位移與層間位移比值不大于 1.3，均滿足平面布置及控制扭轉的要求。可見工程平面布局規則合理，抗扭效果良好。
3 梁式轉換層結構的設計與構造
由框支主梁承托轉換次梁及次梁上的剪刀墻，其傳力途徑多次轉換，受力復雜。框支主梁除承受其上部剪力墻的作用外，還需要承受梁傳給的剪力，扭矩和彎矩，框支主梁易受剪破壞。對于有抗震設防要求的建筑，為了改善結構的受力性能，提高其抗震能力，在進行結構平面布置時，可以將一部分剪力墻落地，并貫通至基礎，做成落地剪力墻與框支墻協同工作的受力體系。
3.1 轉換梁的設計與構造要求
轉換梁的截面尺寸一般宜由剪壓比計算確定，以避免脆性破壞和具有合適的含箍率。轉換梁不宜開洞，若需要開洞，洞口宜位于梁中和軸附近。洞口上、下弦桿必須采取加強措施，箍筋要加密，以增強其抗剪能力。上、下弦桿箍筋計算時宜將剪力設計值乘放大系數1.2。當洞口內力較大時，可采用型鋼構件來加強。
轉換梁的混凝土強度等級不應低于C30。轉換梁上、下主筋的最小配筋率非抗震設計時為0.3%，轉換梁中主筋不宜有接頭，轉換梁上部主筋至少應有50%沿梁全長貫通，下部主筋應全部貫通伸入柱內。
3.2 框支柱的設計與構造要求
框支柱截面尺寸一般系由其軸壓比計算確定。地震作用下框支柱內力需調整。抗震設計時，框支柱的柱頂彎矩應乘以放大系數，并按放大后的彎矩設計值進行配筋；剪力調整——框支柱承受的地震剪力標準值應按下列規定采用：框支柱的數目不多于10根時，當框支層為1～2層時，每層每根柱承受的剪力應至少取基底剪力的2%；當框支層。為3層及3層以上時，各層每根柱所受的剪力應至少取基底剪力的3%；框支柱的數目多于10根時，當框支層為1～2層時，每層每根柱承受的剪力之和應取基底剪力的20%；當框支層為3層及3層以上時，每層框支柱承受剪力之和應取基底剪力的30%；框支柱剪力調整后，應相應調整框支柱的彎矩及柱端梁的剪力、彎矩，框支柱軸力可不調整。
框支柱全部縱向鋼筋配筋率，抗震等級一級時不小于1.2%，二級時不小于1.0%，三級時不小于0.9%，四級及非抗震設計時不小于0.8%。縱向鋼筋間距抗震設計時不大于200mm，且不小于80mm，全部縱向鋼筋配筋率不宜大于4%。
3.3 轉換梁的截面設計方法
目前國內結構設計工作普遍采用的轉換梁截面設計方法。主要有：應力截面設計方法。對轉換梁進行有限元分析得到的結果是應力及其分布規律，為能直接應用轉換梁有限元法分析后的應力大小及其分布規律進行截面的配筋計算，假定不考慮混凝土的抗拉作用，所有拉力由鋼筋承擔鋼筋達到其屈服強度設計值。受壓區混凝土的強度達到軸心抗壓強度設計值。
4 結語
通過高層建筑轉換層結構設計的工程實踐，體會如下：根據建筑平面及功能要求合理選擇轉換層形式，正確選擇建筑抗震類別是轉換層設計的關鍵點，結合結構布置，正確選擇各分部的抗震等級，構件設計應注重抗震延性設計的概念，對主要構件進行加強是設計的重點。
參考文獻：
[1]期刊論文.帶轉換層的高層建筑結構設計-沿海企業與科技 11/1（11）
