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混凝土結構設計案例范文1

關鍵詞：鋼筋結構設計規范質量驗收規范清單計價規范

中圖分類號：TL372+.3 文獻標識碼：A

案例：

某質檢部門檢查國有投資新建工程，檢查中發現施工單位將HPB300型設計鋼筋代換成HPB235型鋼筋，由此要求施工單位執行原設計標準，施工單位稱鋼筋代換系經過設計單位設計變更沒有違規，檢查人員稱按國家標準HPB235鋼筋已停止使用，如不執行指令不能進入下一道工序，因施工單位對該指令有異議，工地停工半月之久，建設單位考慮停工已對建設工期產生影響，遂同意施工單位鋼筋簽證要求，給予費用補償及工期補償，工程由此順利實施。

以上案例筆者從建筑結構設計原則及工程造價管理事項兩方面進行分析。

一、建筑結構設計原則

（一）鋼筋代換原則

1、鋼筋代換，實質上就是不同種類的鋼筋之間的代換。在施工過程中，施工單位由于缺乏設計所要求的鋼筋品種、級別或規格而進行鋼筋的代換，例如HPB300級、HRB335級、HRB400級之間的代換。鋼筋代換的總原則是保證鋼筋代換之后的結構在強度、抗裂度、裂縫寬度、撓度等各個方面性能均不低于原設計結構。在實際鋼筋代換過程中，要保證上述總原則的實現,并不是一件很容易的事，需要在強度、構造、變形三個方面逐一滿足。為此國家在《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB 50204 - 2002的5．1．1條文中規定 ：當鋼筋的品種、級別或規格需作變更時，應辦理設計變更文件。5．1．1條文說明中：在施工過程中，當施工單位缺乏設計所要求的鋼筋品種、級別或規格時，可進行鋼筋代換。為了保證對設計意圖的理解不產生偏差，規定當需要作鋼筋代換時應辦理設計變更文件，以確保滿足原結構設計的要求，并明確鋼筋代換由設計單位負責。本條為強制性條文，應嚴格執行。

通過以上《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB 50204 - 2002可以了解施工單位可以要求進行鋼筋代換但必須經設計單位同意。可為什么檢查人員認為HPB235型號鋼筋已停止使用，并且不能代換呢，這需要了解鋼筋型號設計原則。

鋼筋型號設計原則

《混凝土結構設計規范》GB 50010—2010條款4．2．1中規定混凝土結構的鋼筋應按下列規定選用：1 、縱向受力普通鋼筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500鋼筋，也可采用HPB300、HRB335、HRBF335、RRB400鋼筋；2、 梁、柱縱向受力普通鋼筋應采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500鋼筋；3、 箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500鋼筋，也可采用HRB335、HRBF335鋼筋；

通觀《混凝土結構設計規范》GB 50010—2010條款4．2．1沒有使用HPB235型號鋼筋內容，即2011年7月1日以后設計圖紙將不再出現HPB235型號鋼筋。可是在2011年8月1日起實施的《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204—2002 局部修訂的條文中卻沒有將HPB235鋼筋去除，究其原因

從《混凝土結構設計規范》GB 50010—2010條款4．2．1條的條文說明去找：

4.2.1 本次修訂根據“四節一環保”的要求，提倡應用高強、高性能鋼筋。根據混凝土構件對受力性能要求，規定了各種牌號鋼筋鋼筋的選用原則。

1增加強度為500MPa級的熱軋帶肋鋼筋；推廣400MPa、500MPa級高強熱軋帶肋鋼筋作為縱向受力的主導鋼筋；限制并準備逐步淘汰335MPa級熱軋帶肋鋼筋的應用；用300MPa級光圓鋼筋取代235MPa級光圓鋼筋。在規范的過渡期及對既有結構進行設計時，235MPa級光圓鋼筋的設計值仍按原規范取值。

通過以上分析發現檢查人員提出按《混凝土結構設計規范》2010HPB235型號鋼筋已停止使用，并且不能進行下一道工序的認識是錯誤的，規范條文明確說明《混凝土結構設計規范》GB 50010—2002與《混凝土結構設計規范》GB 50010—2010在過渡期內可以繼續使用，檢查人員不了解條文發出錯誤指令是導致八噸鋼筋報廢的真正原因，其實不是2011年7月1日以前使用HPB235鋼筋不滿足建筑設計要求，而是通過修訂規范使用HPB300、HRB400、HRB500等高強鋼筋達到節約建筑鋼材耗用量的目的，是國家“四節一環保”中節能、節材、一環保內容的體現，但顯然國家并不提倡浪費，所以條文說明提到了規范過渡期的問題。

工程造價管理事項

本工程為國有投資建設工程，《建設工程工程量清單計價規范》GB50500-2013的3.1.1條規定：使用國有資金投資的建設工程發承包，必須采用工程量清單計價。本工程適用《建設工程工程量清單計價規范》GB50500-2013內容。

工程量清單計價規范一般規定

3.3.2 承包人應按合同約定將采購材料和工程設備的供貨人及品種、規格、數量和供貨時間等提交發包人確認，并負責提供材料和工程設備的質量證明文件，滿足合同約定的質量標準。

3.3.3 對承包人提供的材料和工程設備經檢測不符合合同約定的質量標準，發包人應立即要求承包人更換，由此增加的費用和（或）工期延誤應由承包人承擔。對發包人要求檢測承包人已具有合格證明的材料、工程設備，但經檢測證明該項材料、工程設備符合合同約定的質量標準，發包人應承擔由此增加的費用和（或）工期延誤，并向承包人支付合理利潤。

此案例中合同并未約定采用HPB235鋼筋，施工單位也未將采購鋼筋的品種規格提交發包人確認，建設單位有權要求施工單位更換HPB300型鋼筋，增加的費用和延誤由施工單位承擔，

工程量清單計價規范合同價款調整一般規定

9.1.5 發包人與承包人對合同價款調整的不同意見不能達成一致的，只要對發承包雙方履約不產生實質影響，雙方應繼續履行合同義務，直到其按照合同約定的爭議解決方式得到處理。

混凝土結構設計案例范文2

關鍵詞：建筑工程；混凝土；結構設計；抗裂處理

中圖分類號：TU198文獻標識碼： A

伴隨我國城市化進程的不斷推進，我國建筑工程事業發展迅速，建筑工程中混凝土結構是現階段我國普遍使用的，因為建筑結構設計趨于復雜，因此，為混凝土結構設計提出了新的要求，混凝土裂縫現象是混凝土施工中經常出現的問題，直接影響了建筑工程的整體質量，因此，必須采取相應措施，進行抗裂處理。

一、建筑工程混凝土結構設計產生裂縫的原因

（一）塑性變形的作用

因為塑性變形引起的裂縫，主要在混凝土硬化前出現，其原因是因為在硬化前混凝土本身仍在塑性狀態，其上部結構的均勻沉降會有相應的限制，導致結構出現裂縫。在混凝土結構中，如果骨料的粒徑太大、鋼筋的直徑過粗、混凝土的表面積增大，都可能造成混凝土相對于垂直方向的收縮，其水平收縮比較困難，會出現不規則的裂縫，這些裂縫的表現形式為互相平行，裂縫之間的間距一般為 0.3到1mm，而且裂縫本身會有一個相對的深度。

（二）環境因素

因為混凝土具有熱脹冷縮的特點，因此，如果混凝土內部出現水化熱現象，或者周圍環境產生變化，混凝土內部結構就會因為溫度的變化而發生變形。在建筑工程中，其配件會相互限制，而且會受到溫度的影響，導致溫度應力形成，如果混凝土的抗裂能力小于溫度應力，就會出現因為溫度應力而形成的裂縫。比如混凝土出現大面積的裂縫。因溫度應力產生的裂縫的特點是裂縫寬度不同，但是形成后，不會有大幅度的變化，只有溫度改變時，裂縫寬度才能發生變化。一般情況下，裂縫或者在表面出現或者是比較深的狀態或者是貫穿走向，其中出現在表層的分布沒有規律可循；貫穿走向或者比較深的裂縫分布規律是和主筋接近于平行的狀態。如果混凝土出現的裂縫寬度在規定范圍內，那么都屬于正常的現象。但是，如果混凝土產生的裂縫超出標準寬度，那么就要高度重視起來。其裂縫的形成會影響其穩定性，而且會降低混凝土構件的承載負荷能力，還會降低耐用性。

（三）應力作用

因為應力作用產生的裂縫，其主要原因是因為混凝土結構收縮徐變導致的。其中較為常見的裂縫形式包括結構自身收縮、干燥收縮、塑性收縮以及炭化收縮。在混凝土結構施工中，完成澆筑后，會有一個硬化的過程，在硬化過程中，因為混凝土內部的水分不斷蒸發，會逐漸減小混凝土的體積，使得混凝土收縮產生，因為混凝土在收縮時會受到支座的制約，使其不能任意伸展，當約束應力達到一定程度時，一定會造成現澆的混凝土板開裂，裂縫的位置一般都出現在應力較為集中的地方。另外，若混凝土未達到一定強度時便過早的拆模或是混凝土未完全凝固時便在其上施加荷載，也都會導致混凝土出現裂縫。

（四）地下室及樓板的混凝土結構產生裂縫的原因

在地下室建筑中，要大量使用混凝土，在施工中，很容易會因為混凝土干燥收縮而導致裂縫產生。因此，在地下室建筑中使用混凝土，設計人員在設計時，會在混凝土的配料中摻入纖維膨脹混凝土或者膨脹劑解決這個現象。纖維膨脹混凝土可以防止出現裂縫，針對可以導致危害大裂縫的裂縫可以進行細化處置。摻入的膨脹劑是為了避免混凝土收縮，在施工中普遍運用這種方式。策劃建筑的地下室時，設計人員要提前對地下室的后澆范圍進行科學的規劃。現階段，雖然已經有很多建筑物已經把地下室后澆帶的增加到一百到一百五十米，但是其實踐證明，由于在建筑好地下室之后還要開展回填，所以周圍環境還是沒有太大的改變，這時就不用再考慮收縮方面。因此，現階段，對地下室和樓板進行設計時，工程人員要特別注意對其混凝土進行澆筑，而且要提高養護等工作的重視程度。

二、抗裂處理

（一）合理選擇混凝土原材料

盡可能使混凝土非正常的裂縫減少。首先對于原材料的配置，保證選擇正確的原材料的種類，直接關系到混凝土的開裂情況。由于混凝土自身有的熱脹冷縮特征，在進行材料配比時，水灰水泥量大、大用水量、外加劑失水過多、少粗骨料用量、錯誤的振搗方式、周邊溫度太高、沒有相應的保濕養護都會導致混凝土表面產生裂縫。20世紀初期，為了減低水化熱帶來的溫度升高，將火山灰摻入到混凝土中；20世紀30年代，低水化熱的水泥被研究出來。在混凝土攪拌中減少水泥量、粗骨料的顆粒加粗、熱遇到就會變冷的材料、減低澆筑高度以及冷卻管道等方法，都有效的降低了水化熱溫度，控制因為水化熱產生的裂縫現象。因此，水泥選擇時就要考慮選擇水化熱較低的型號、合理配比水灰、降低混合料中水泥和水的用量，摻入外加劑來控制水泥水化熱現象，使得熱裂縫減少。

（二）提高結構承載力

在建筑工程結構設計中，有時梁板的撓度和承載力都符合相關規定，但是，實際情況卻并非如此，會產生撓度相對大和承載力相對較小的現象，這種偏差也會導致工程項目產生裂縫，這時，其解決方式為促使結構配筋率提高、使得梁截面或板厚加大。根據混凝土的承載力會受到溫度和濕度等自然環境的影響，使其降低承載力，因此對混凝土相關項目的設計必須考慮留有一定的安全余地，從而保障工程項目的安全、持久和耐用。另外，因為建筑地基會產生不均勻沉降，導致受力不均，造成裂縫問題，其對策為促進基礎的整體性能的加強。

（三）地基的不均勻沉降現象盡量減少

即使由于地基的不均勻沉降產生的裂縫的案例少，但是位于采空區的建筑物特別容易發生。那么就要促進基礎的整體性，以減小地基不均勻沉降對結構的影響，例如，在獨立基礎中，設置拉梁。其實在許多工程中有很嚴重的裂縫現象。建議在拉梁兩端各設一道后澆帶，當地質條件良好時，可以設置一道后澆帶，也可以不設置。

（四）對結構的尺寸進行合理設計

溫差變化或材料的變形都可能造成混凝土結構產生裂縫，如果結構的尺寸過長，混凝土結構會因溫差和材料的變形，增大應力作用，這時建筑的墻體和樓板就會產生橫向裂縫，據不完全統計，結構的應力與其長度呈非線性關系，因此，在進行結構設計時，一定要保證結構的尺寸滿足設計規范要求，以防止或減少出現結構裂縫。

結語：

在建筑工程中，混凝土裂縫現象對建筑工程有直接的影響，不但影響建筑美觀，而且會造成安全隱患，甚至會影響建筑工程的質量。因此，在建筑工程混凝土結構設計中，要采取相應的措施對裂縫進行處理，防止因為裂縫產生而影響工程質量，保證工程企業的發展。

參考文獻：

[1] 李振強.混凝土結構抗裂處理探析[J].城市建筑,2013(14).

[2] 王勁.混凝土結構設計與抗裂處理探析[J].建筑?建材?裝飾,2013(11).

[3] 魏若虹.淺談民用建筑工程混凝土結構裂縫處理與結構設計抗裂措施[J].城市建設理論研究（電子版）,2013(12).

[4] 侯國輝.建筑工程混凝土結構設計中存在的問題及對策[J].黑龍江科技信息,2013(28).

混凝土結構設計案例范文3

《混凝土結構設計原理》是土木工程專業必修的專業基礎課，是一門實踐性很強與現行規范、規程等有關的專業基礎課。主要講授：混凝土結構所用材料的性能，混凝土結構設計原則，混凝土結構中常見的種類受力構件（軸心受力、受彎、受剪、偏心受力、裂縫及變形、預應力混凝土構件）的破壞特征、設計模型建立及設計方法。混凝土結構課程包括兩大部分內容：第一部分是基本（構件） 理論， 第二部分是結構（設計）部分。目前， 混凝土結構知識的學習基本上是通過授課答疑作業這一程序完成的， 學生掌握知識程度的判別， 基本上是一次考試確定， 課程設計也是一個題目全班做。由于集中授課人數多，而答疑時間相對少， 學生在學習過程中普遍存在課堂學習理解不夠、課程設計存在抄襲現象。如何把握《混凝土結構設計原理》這門課程內容的主線，在教學中讓學生深刻理解計算理論和設計方法，學以致用；如何在教學實踐中使這門課生動起來，激發學生的學習興趣與熱情，使他們真正掌握這門課程，成為講授該課程過程中值得探索和思考的問題。結合課程教學的經驗，我們認為在教學方法上，應從以下幾個方面著手提高和改進：

1 加強學生對本課程的認識

在第一部分： 基本理論教學中， 學生開始普遍反映不適應， 概念多、符號多、公式多、配筋構造多， 抓不住重點。而在第二部分： 結構設計中， 尤其是在進行工程設計時， 學生都反映聽得懂， 但做不來。因此需要加強學生對本課程的認識。首先， 本課程與先修的力學課存在很大差異， 它所討論的問題都是工程中必須解決的.其次， 學生在材料力學、結構力學課中一直接受的是性能比較單純的構件受力分析， 而混凝土構件的材料性能比較復雜， 盡管如此， 分析方法與材料力學又有許多共共同之處： 它們都是通過幾何關系、物理關系和平衡關系來推導計算公式的； 第三， 力學課中學生習慣于按設定的已知條件去求解， 解答往往是唯一的。混凝土構件設計不僅要進行承載力和變形計算， 而且包括材料、截面選擇、配筋構造， 解答是多種多樣的， 這就需要引導他們選擇設計并優選出最佳配構結果； 第四， 確定結構方案需要綜合考慮建筑功能、經濟適用、便于施工等因素；而模型的建立更需要深入了解結構的受力特點.第五， 混凝土結構是一門還在不斷發展的學科， 要求學生在學習時要不斷了解和掌握這些新理論、新技術。

2 增強工程意識，激發學習興趣

為了增強工程意識、使課程內容與實際工程聯系起來， 從學生身邊的教室、宿舍、樓梯、雨棚等看得見、摸得著的構件講起， 并抽象為力學簡圖； 課前， 教師可以結合所教內容， 列舉一些實際案例， 既可以是成功經驗， 也可以是教訓總結， 讓學生認識到所學內容的重要性極其實際意義。由此明確學習目的， 激發學生的學習動力和興趣。另外， 教師也可以多提一些有意義的問題，這樣學生的學習興趣被激發起來， 教學效果自然就好起來。

3 注意精簡內容，做到融會貫通

在基本理論部分中， 應力分布和應力圖形的采取是非常重要的， 應講深學透。對構造不宜過多羅列， 否則不僅使講授內容增多，影響學生對重點內容的學習和領會。另外， 教師應該找出各章節之間的聯系， 使知識融會貫通， 形成一個網絡。這樣不僅學習起來比較輕松， 而且容易將前后知識點聯系起來， 加深印象， 提高學習效果。

4 重視構造措施

構造措施是人們在長期實踐經驗的基礎上總結出來的，可防止因計算中沒有考慮的影響因素而使結構構件開裂和破壞，同時也是為了使用和施工上的需要而采用的。構造措施可以說是鋼筋混凝土學習中既簡單又難于掌握的一部分內容。簡單在于規范規定很明確，而且表達形式簡單，難于掌握在于規范的條文多，學生不易理清思路和記憶。例如在鋼筋混凝土連續梁中，鋼筋在支座處的斷點與彎起點的構造問題，多數學生在學習時感到非常難于理解和記憶。但是構造措施在混凝土結構的設計中又是非常重要的。因此，教師應在教學中確定重點，幫助學生理解這些構造措施。

5 設計規范與書本內容結合， 重視課程設計

首先是設計規范要與課本的內容相結合。鋼筋混凝土結構設計現行的規范（GB50010 - 2002） 是2002 年出版的版本，一方面，教師在講課過程中，應該使學生認識到：作為實際工程結構設計，既要滿足理論分析計算，還要符合現行規范規定的要求（包括理論和構造兩個方面） 。另一方面，在講課過程中應強調課程與規范的聯系和相關性，使學生通過學習對規范有更深刻的理解；反過來，通過對規范的進一步理解，加強了課程與實際工程的聯系，提高了學生處理實際問題的能力。其次是重視課程設計。通常混凝土設計課程設計安排在學期末進行，由于各門考試都安排在期末，學生經常會忙于復習而對課程設計投入不足，加上學生對課程設計不甚重視，因此建議將課程設計安排在課程結束后的下一個學期初始，這樣學生就會有時間和精力投入到設計中。

6 調整考核方式

混凝土課程中公式、圖表很多，如果單一地進行閉卷考試，一方面學生背公式的工作量太大，有些公式記憶的意義不大；另一方面由于是閉卷，很多內容就不適合作為考試題目，但這些內容在課程和實際工程中又比較重要，這樣就導致考試的范圍不全面，因此開卷與閉卷相結合是一個較好的方法。對概念性和一定需要記憶的內容采用閉卷考試，可以采用填空、選擇、簡答和論述等題型；對計算部分可采用開卷方式，題型和內容也可更豐富和靈活。我們認為，較為合理的成績評定：期末考核（65%）+平時成績（10%）+課程設計（25%）。

混凝土結構設計案例范文4

關鍵詞：結構柱加固結構分析

中圖分類號：TV331文獻標識碼： A

0 前言

工程質量是關系國家財產、人民生命安全的大事。近年來，由于種種原因工程質量事故不斷，引起全國上下極大關注。

結構柱是鋼筋混凝土結構的主要受力構件，屬于壓彎構件，受很大的軸力。結構柱的破壞將引起嚴重后果，不易修復甚至引起結構倒塌。因此對有質量缺陷的結構柱應謹慎對待，全面檢測、認真分析并采取行之有效的加固措施使之滿足承載力及耐久性要求。近年來隨著高層、超高建筑的興起，大截面柱應用越來越多，本文結合鋼筋混凝土大截面柱加固的工程案例，對置換混凝土加固法進行探討。

1 工程概況

該工程位于北方某城市郊外，地勢平坦。結構形式為鋼筋混凝土框架結構，地上十層，地下一層，首層層高10米，結構柱截面尺寸1500mmx1500mm，目前已施工完畢。結構梁、板、柱混凝土強度、鋼筋數量檢測過程中發現部分結構柱混凝土結合面結合不良，經全面檢測發現共有5根結構柱結合面存在質量缺陷。

2 檢測結果

根據檢測報告，框架柱不良結合面主要集中于界面四周，水平長度（從柱邊算起）約300mm~500mm范圍內，中心位置較好。同時結合面上部混凝土密實度低于下部混凝土密實度。具體如圖1、圖2所示，黑點代表結合面不良區域。

圖1 不良結合面分布圖 圖2柱芯樣圖

3 主要設計依據

《混凝土結構設計規范》 GB50010-2010

《混凝土結構加固設計規范》 GB50367-2006

《建筑抗震設計規范》 GB50011-2010

《主體工程檢測報告》

4 主要設計指標

建筑抗震設防類別為乙類，抗震設防烈度7度；土建工程設計使用年限50年；結構安全等級為二級；建筑耐火等級為二級。

5 加固方案研究

建筑加固方案應安全、適用、經濟、技術可行。目前最常用的結構柱加固方案有三類，分別為增大截面加固法，即增大原構件截面面積或增配鋼筋，以提高其承載力和剛度的加固法；碳纖維加固法，即將碳纖維布采用高性能的環氧類粘結劑粘接于混凝土構件表面，使之形成具有整體性的復合截面，以提高其承載力和延性的加固法；外粘型鋼加固法，即對結構柱外包型鋼、扁鋼焊成構架并灌注結構膠粘劑，以達到整體受力，共同約束原構件的加固法。

本工程結構柱為結合面缺陷，以上加固法均不太適用。最終采用置換混凝土加固法進行加固。根據《混凝土結構加固設計規范》GB50367-2006第6.1.2條的要求，應對原結構、構件在施工全過程中的承載狀態進行驗算、觀測和控制，置換界面處的混凝土不應產生拉應力，若控制困難，應采取支頂等措施進行卸荷。

為降低施工難度、縮短施工周期，且考慮到本工程砌體填充墻均尚未砌筑，活荷載也暫時沒有，有必要驗算現階段是否可以不卸荷，直接進行置換混凝土施工。

6 主要驗算過程

6.1 荷載作用

6.1.1 內力標準值：（不考慮荷載分項系數）

6.1.2 內力設計值：（考慮荷載分項系數）

6.2 豎向承載力驗算

根據檢測報告，該結構柱不良結合面主要集中于界面四周，中心位置較好。因此按不利情況考慮，框架柱各邊沿水平方向需要鑿除混凝土約500mm，考慮兩個方向分開施工，框架柱水平截面尺寸1500x500mm，如右圖所示。

混凝土鑿除后，鋼筋退出工作，受力按照素混凝土結構計算，其受壓承載力N0按照《混凝土結構設計規范》GB50010-2010附錄D第D.2.1條公式可得：

＝＞ 受壓承載力不滿足要求，需要采取支頂等措施進行卸荷。

6.3鋼筋應力分析

混凝土未鑿除時，考慮全截面受荷，根據《混凝土結構設計規范》GB50010-2010的7.1.4條公式可得受拉區鋼筋的應力的計算公式：

6.3.1 考慮荷載分項系數

6.3.2 不考慮荷載分項系數

綜上可知，鋼筋在荷載作用下產生了拉應力，根據鋼筋與混凝土協同作業原理，置換界面處的混凝土也會產生拉應力，因此按照《混凝土結構加固設計規范》GB50367-2006第6.1.2條的要求，應采取支頂等措施進行卸荷。

7 結論

通過對結構柱不良結合面的簡單探討，得到以下幾點體會：

（1）結構柱不良結合面的處理方法宜采用置換混凝土加固法。

（2）結構柱采用置換混凝土加固法加固時，一般均需采取支頂措施進行卸荷。

作者簡介：屈玉鳳（1978-），女，工程師。

參考文獻：

混凝土結構設計案例范文5

關鍵詞：工程結構；課程教學；工程造價

中圖分類號：G6423 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2013）02-0061-04

工程結構是工程造價專科專業的一門核心課程，64學時（不含課程設計），也是建筑施工、工程項目管理等課程的先行課程，其內容涵蓋建筑結構設計基本原理、鋼筋混凝土結構、砌體結構、鋼結構、單層工業廠房、道路與橋梁工程結構等方面，知識覆蓋面廣，學習難度較大。

文章針對工程造價專科學生特點及就業趨向，對工程結構課程的教學特點進行分析，結合筆者工程實踐經驗，提出在教學中強調結構概念設計及對設計公式、工程參數的深刻理解，綜合運用實景照片、動畫、視頻、3D模型、計算軟件等多種媒體提升教學效果，并給出了培養學生識圖能力，問題分析處理能力的具體實踐教學方法。

一、工程結構課程的教學特點

（一）針對專業特色，調整教學重點

武漢科技大學工程造價專科畢業生大部分進入土木工程施工、監理、咨詢等領域，能勝任施工員、預算員、材料員等崗位，少有學生從事結構設計工作。因此，對工程結構課程的講授必然有別于土木工程或結構工程本科專業，在教學中應加大建筑結構概念設計及應用的講授學時，降低結構構件計算部分的難度，除鋼筋混凝土結構、砌體結構、鋼結構教學外，還應增加道路橋梁工程結構設計概論，培養學生建立結構體系概念，掌握其基本概念和基本原理。

（二）針對學生學習特點，把握課程難度

工程造價專科學生僅修高等數學（少學時），未修線性代數和概率與數理統計，力學也僅修了一門工程力學（少學時），因此，對工程結構設計理論有關概率論的部分無法深刻理解，結構分析困難。在教學中應減少設計公式理論的推導，重點講解公式的適用條件和參數含義。

（三）形象化與案例教學相結合

工程結構課程與生活聯系緊密，大到高層建筑、橋梁、體育場，小到自行車棚、廣告牌，無不蘊含著結構原理，因此，在教學中應充分利用多媒體手段，采用啟發式教學和案例教學，幫助學生打消顧慮，樹立自信心。

（四）做好前后課程的銜接

工程結構課程教學中要經常回顧建筑材料、建筑構造課程中學習的內容，經常繪制彎矩圖和剪力圖，加強工程力學基本訓練。由于建筑施工課程與建筑結構課程在同一學期開設，通過對樁的吊裝過程受力分析案例講解，將兩門課程聯系起來，讓學生理解工程結構在設計、施工中的廣泛運用。

二、工程結構課程的教學方法

（一）注重結構概念設計

在講解建筑結構設計基本原理章節時，以承載能力極限狀態設計表達式γ0S≤R為核心，從概念設計角度引導學生思考，增加結構（構件）安全儲備的設計方法主要有：一是增加荷載組合效應設計值S，從荷載組合公式可知，恒載乘以系數1.2，意味著恒載增大20%，活載乘以系數1.4，意味著活載增大40%，對于安全等級為一級的重要建筑物，γ0取1.1則意味著整體荷載設計值增大10%；二是減小結構構件抗力設計值R，體現在結構構件承載力設計值均為其標準值除以大于1的材料系數。通過一增一減，保證結構（構件）有足夠的安全儲備。

結構剛度是結構抵抗變形的能力。從結構概念設計的角度看，內力傳遞途徑越直接，結構剛度越大；內力分布越均勻，結構剛度越大；內力越小，結構剛度越大[1]。例如：對于深基坑工程采用鋼管內支撐，若基坑寬度較大（大于20 m），一般考慮在鋼支撐跨中部位增加臨時立柱，通過減小跨度的方法，增大鋼支撐的剛度，防止失穩破壞。

（二）注重理解公式參數的物理含義

鋼筋混凝土結構設計是一門理論結合試驗研究的學科，涉及公式多。在教學活動中，可以簡化公式的理論推導過程，強調對公式的理解，特別是對公式中重要參數的物理含義的理解。例如：在鋼筋混凝土單筋矩形梁正截面承載力計算教學中，首先講解清楚梁正截面受彎的三個階段，然后引導學生理解適筋梁承載力計算公式Mu=α1fcbx（h0-x/2）時，要特別講解清楚參數x的物理含義是梁受壓破壞時受壓區混凝土的高度，其值最大為ξb，進一步啟發學生計算出適筋梁最大配筋率為α1ξbfc/fy。由此還可以引申出以下規律：其一，混凝土強度等級，鋼筋強度等級一定，加大截面的有效高度h0可增大梁的正截面抗彎能力；其二，鋼筋強度等級一定，梁截面一定，其最大抗彎能力為Mu=α1fcbx（h0-x/2），適當采用高等級混凝土對梁正截面抗彎有利；其三，鋼筋盡量布置為單排，在梁截面一定的情況下，不但有利于施工，對增大h0也有利；其四，梁鋼筋、混凝土強度等級一定，截面高度一定，若設計彎矩大于α1fcbξb（h0-ξb/2），則只能采用雙筋截面梁。

（三）注重總結系數表格中的規律

《工程結構》教材[2]中含有大量的表格，指導學生閱讀表格，進行縱向橫向比較，從而得到一定的規律，是教學的一個重要內容。例如：通過閱讀鋼筋混凝土軸心受壓構件穩定系數值表（表1），可以得到以下結論：圓形截面短柱（長細比l0/d≤7）的穩定系數值φ=1.0，圓形截面長柱（長細比l0/d>7）隨著長細比的增大，穩定系數φ值逐步減小。通過閱讀砌體抗壓強度設計值表格（表2），可以得到以下規律：對于同類砌體材料，若材料強度等級一定，砂漿強度等級越高，砌體的抗壓強度設計值越大；若砂漿強度等級一定，砌體材料的強度等級越高，砌體的抗壓強度設計值越大。

（四）注重講解工程參數取值的依據

《工程結構》教材[2]由于篇幅有限，各類設計表格僅列出工程參數取值，但少有解釋其取值的來源或依據，授課教師要擇其重點進行講解。例如：GB5003-2011《砌體結構設計規范》[4] 3.2.3條規定“對于無筋砌體構件，其截面面積小于0.2 m2時，γa（砌體強度設計值調整系數）為其截面面積加0.8”，其原因是砌體構件面積過小，受各種偶然因素影響（截面缺口，構件碰撞），可能導致砌體強度有較大降低，因此，需對砌體強度設計值乘以γa進行折減。這些隱藏在參數背后的道理更值得學習。

三、工程結構課程的教學手段

（一）工程實景照片的應用

工程結構課程實踐性強，盡管教材中給出結構（構件）的布置圖、示意圖，但學生難以深刻地理解，尤其對于單層工業廠房，構件種類多，連接形式復雜，是學習的難點之一。授課教師借助工程實景圖片展示構件及其連接形式，起到了很好的教學效果，如圖1。

（二）動畫及視頻的應用

動畫及視頻能較好地體現結構構件在荷載作用下的破壞過程。通過觀看混凝土偏心受壓長柱破壞試驗，能較好地理解整個破壞過程和破壞特征。采用動畫演示先張法、后張法施工工藝過程，能使對學生預應力混凝土結構的設計目的、受力特點等形成完整認識。

（三）結構模型的應用

由于工程造價專業二年級學生尚未接觸實際工程，尤其對鋼結構工業廠房建筑結構的細部節點構造理解比較困難。在教學中借助3DMax計算機軟件的良好建模功能，通過3D模型能形象地展示鋼結構細部構造及其連接，如圖2。

（四）結構計算軟件的應用

為彌補工程造價專業專科生在結構計算方面的不足，在課堂教學中引入理正結構工具箱軟件，結構計算軟件典型界面如圖3。通過計算軟件驗算教材中的柱、梁、板、墻、樓梯、基礎構件及砌體結構的計算例題，讓學生明白軟件計算的過程，讀懂計算書，同時還能夠根據所學結構知識對結果進行估計和判斷。

四、工程結構課程的實踐教學

工程結構是一門實踐性較強的課程。因此，在大學教學中要特別重視實踐環節，培養學生的基本職業技能，創造機會多接觸實體工程，將理論知識與工程實踐相結合。

（一）培養學生的施工圖識讀能力

工程造價專業畢業生無論從事什么崗位的工作，施工圖的識讀能力是一項必備的基本職業技能。在先導課程建筑制圖中，學生已掌握了建筑施工圖、結構施工圖的一些基礎知識，但還未達到實踐應用水平。在教學中重點講解兩套完整的鋼筋混凝土結構、鋼結構的施工圖，并專門講解平法制圖規則和識圖方法，通過課堂講授和課后作業，讓學生熟練掌握結構施工圖的識讀方法。

（二）培養學生的問題分析能力

在學習完梁構件的受力特點后，以武漢天河機場T2航站樓玻璃幕墻支承結構（圖4）為例，考察學生的問題分析能力，討論玻璃幕墻上的力的傳遞路徑，支承結構的受力特點，支承結構的截面設計，最后授課教師給出點評：大面積的點式玻璃幕墻采用一系列平面桁架梁支承，這些平面桁架梁的工作性能類似于豎向簡支梁，風荷載引起的彎矩在跨中最大，端部最小，桁架梁的截面呈拋物線，與彎矩圖匹配，因此，平面桁架梁設計合理，輕巧美觀。

（三）利用地域優勢進行工程實踐

武漢科技大學位于武漢市青山區，距武漢火車站、武漢天興洲長江大橋、武漢鋼鐵集團公司較近。在工程結構實踐教學中，特別注意發揮地域優勢，引導學生進行工程實踐。例如：布置課后作業考察施工中的武漢火車站屋蓋結構（圖5），繪制簡圖并分析其設計特點。通過實踐，學生能較好地掌握拱結構、網殼結構的受力特點及應用特性。在學習完橋梁的基本組成和分類知識后，要求學生實地考察施工中的武漢天興洲長江大橋（圖6），從而更直觀地了解斜拉橋的結構體系和受力特點。

參考文獻：

[1] 季天健，Adrian B. 感知結構概念[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2] 劉玲.工程結構[M]. 北京：中國計劃出版社，2008.

[3] 中國建筑科學研究院.GB 50010-2010 混凝土結構設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2010.

[4] 中國建筑東北設計研究院有限公司.GB 50003-2011 砌體結構設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2011.

Research on engineering structure course teaching of engineering cost Specialty

YU Hongliang

（School of Management， Wuhan University of Science and Technology， Wuhan 430081， P. R. China）

混凝土結構設計案例范文6

[關鍵詞]工程能力 鋼筋混凝土 實踐教學 應用型人才 土木工程

[作者簡介]馬彩霞（1966- ），女，回族，寧夏銀川人，寧夏大學土木水利學院副院長，副教授，碩士，主要從事土木工程防震減災及教學改革與管理研究。（寧夏 銀川 750021）

[中圖分類號]G642.3 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985（2013）33-0150-02

如何培養符合社會需要的、有較強工作能力和適應能力的高素質工程應用型人才，是大學教學的首要問題。鋼筋混凝土結構課程是土木工程類專業的一門重要課程，其教學質量和教學效果將直接影響到“大土木”專業學生人才的培養質量，對學生的專業素質形成有很大的影響。傳統的鋼筋混凝土結構課程教學已不適應我國經濟發展對土木工程類專業學生知識結構、能力結構、素質結構的要求，為了適應社會需求，以強化素質教育為宗旨，以加強工程應用能力教育、創新教育、理論與實踐相結合為主線，進行教學內容更新、教學模式改革。

一、鋼筋混凝土結構課程的特點及教學現狀

1.鋼筋混凝土結構課程的特點。土木工程學科從鋼筋混凝土課程開始，就進入了專業課的學習。土建類專業的鋼筋混凝土課程包含基礎課程“鋼筋混凝土基本原理”、專業課程“鋼筋混凝土結構設計”和“砌體結構”，以及課程設計三部分內容。該課程涵蓋了本專業70%的內容，涉及建筑材料、建筑制圖、高等數學、理論力學、材料力學、結構力學等先修課程，是一門理論性、實踐性、綜合性都很強的承上啟下課程。

2.鋼筋混凝土結構課程的教學現狀。（1）教學內容脫離實際工程。以往鋼筋混凝土結構課程教學較多側重設計理論和方法的課堂講解，工程實例、工程圖紙引入應用較少，教師的主要精力仍放在傳授理論上，對結構只強調局部而不是整體，只重理論計算，而輕視實驗實踐性教學，其結果是學生只孤立地學習了一些混凝土基本構件的計算方法，而未建立整體工程結構的概念。學生缺乏工程意識和工程系統訓練，不利于學生工程概念和工程能力的培養。（2）實驗實踐教學環節相對薄弱。實踐性教學環節資金投入量跟不上學生人數的擴招速度。實驗資源相對短缺，生均教學儀器設備值偏低，一些需要通過動手實踐才能掌握的內容卻常常用多媒體演示教學取代。實驗開出率較低，在實驗過程中，學生僅僅是觀看，動手操作機會較少，動手能力得不到足夠的鍛煉，難以適應就業崗位的需要。高校和企業間尚未形成有效互惠互利的產學研結合機制，學生去企業實習困難。（3）適應工程能力培養的師資力量較薄弱。高校青年教師學歷層次越來越高，利用現代化教學手段的能力較強，給教學隊伍帶來新的活力，但同時青年教師一般都沒有太多參與工程實踐的經歷，缺乏工程實踐的經驗，指導實踐性教學環節（課程設計、畢業設計、認知實習、生產實習、畢業實習）力不從心，教師隊伍的工程實踐經驗與能力不能很好地適應學生工程能力培養的需要。

二、基于工程應用型人才培養的教學改革思路和措施

1.運用現代多媒體教學手段提高工程教學時效。由于鋼筋混凝土結構課程教學課時有限，但內容卻多而復雜，在遵循教學規律的基礎上，必須采用多媒體教學手段來擴展課堂的信息量。教師在教學中要充分利用網絡、媒體資源有效延伸課堂教學內容，給學生大量的實際工程信息，增加教學中的工程因素、工程內容，培養學生的工程意識和工程思維方式，切實解決理論教學和工程實踐教學的滲透和融合問題。建立工程信息庫，包括工程照片、工程圖片、工程案例、工程圖紙、工程錄像、工程軟件等，突出課程教學的工程特色。

打破現有教材框架體系，按照鋼筋混凝土結構設計的工作過程組織教學，以典型的實際工程為例介紹結構及結構構件的問題，授課順序由原來的先構件再結構整體，改變為先認識結構整體的組成再到具體受力構件計算的教學模式。課堂教學要適時地穿插講解發生在身邊工程實例（案例），介紹最新的工程建設成就和工程建設問題，活躍課堂氣氛，激發學生的學習興趣。

2.完善工程能力培養的實驗實踐教學體系。增加實驗設備臺套數，保證實驗開出率及學生的動手操作訓練。圍繞工程能力的培養，重新設計實驗教學體系與實驗項目，構筑新的實驗教學體系。改革后的實驗教學體系分基本型、綜合設計型和研究創新型三個層次。實驗將不再由教師集中時間和地點進行，而實行開放式的實驗教學，結合課程進度和大學生創新型實驗項目，可以讓學生自己定項目、定時間完成試驗和訓練，使學生真正成為實驗的主體。例如鋼筋混凝土梁正截面受彎性能設計型實驗，一改過去由教師準備好試件與加載設備后，學生僅作測試的模式，而是從混凝土梁的設計、澆筑養護開始，到制訂實驗方案、加載測試，最后進行實驗結果與理論分析對比，均由學生親自獨立完成，教師在全過程中只做輔導工作。

改擴建專業機房，購置土木工程專業方面的應用軟件，如鋼筋混凝土結構CAI（計算機模擬試驗系統）、CAD，PKPM，建筑單體建模軟件、工程概預算軟件、工程招投標模擬仿真系統、管理模擬實驗軟件等，滿足課程模擬實驗、課程設計、畢業設計的需求，提高學生工程設計的應用能力。

3.系列化課程設計模式與畢業設計相結合的教學改革。在傳統的課程設計訓練中，各專業課程設計內容缺少關聯、相對獨立。這種方法雖然便于組織教學，但學生在各課程相互獨立的課程設計學習中得不到良好知識的連貫性、系統性和整體意識的工程訓練。系列化模式的課程設計是將原來互相獨立的各課程設計有機結合起來，以一個綜合性的工程項目實例的設計計算貫穿教學過程的始終，結合課程進度，與其他專業課程結合，系統化、分階段逐步完成土木工程專業的房屋建筑學課程設計（單層廠房建筑設計）、鋼筋混凝土單層廠房課程設計（單層廠房結構設計）、鋼結構課程設計（單層廠房屋架設計）、工程概預算課程設計（單層廠房概預算）、施工組織課程設計，使每個學生都能盡早完成工程設計系統化的訓練、增強學生查找和使用專業資料的能力、處理工程設計問題的綜合能力。

畢業設計是教學的最后環節，是學生在三年半中所學專業知識的綜合檢驗。建議引入團隊合作的畢業設計訓練模式，借助系列化課程設計模式的教學成果，采用多個學生配合完成一棟樓的建筑設計、結構設計、工程概預算、施工組織設計，使學生得到工程設計能力的全面訓練，從而達到培養高素質的工程應用型人才的目的。

4.加強工程能力培養的師資隊伍建設。深化教學改革關鍵在教師。教師要不斷調整自己的知識結構、能力結構和綜合素質，既要具有扎實的專業知識，又要進行科學研究，同時還要積極參與實際工程項目。鼓勵廣大教師到工程設計、施工等企事業單位進行產學研合作，以工程實踐和橫向科研項目豐富教學內容，提高課堂教學質量。聘請設計和施工企業有工程實踐經驗的工程師進入專業的教學環節，給學生授課、講授設計專題，并承擔實踐教學中部分指導性工作，將他們的工程經驗和解決實際工程問題的方法帶給學生，激發學生的學習興趣。

三、結語

通過以上多種途徑的課程教學改革，學生得到了系統的工程訓練，對所學課程的內容和它們之間的關系有了更深刻的理解與認識，同時對工程的復雜性也有了初步的認識，提高了學生的工程應用能力，實現了“建立工程概念、收集工程資料、培養工程能力”的課程教學目標，切實提高了人才培養質量。

[參考文獻]

[1]肖鵬，李琮琦，康愛紅.基于系列化模式的土木工程專業課程設計教學改革[J].高等建筑教育，2010（5）.