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混凝土结构设计案例范文1
关键词：钢筋结构设计规范质量验收规范清单计价规范
中图分类号：TL372+.3 文献标识码：A
案例：
某质检部门检查国有投资新建工程，检查中发现施工单位将HPB300型设计钢筋代换成HPB235型钢筋，由此要求施工单位执行原设计标准，施工单位称钢筋代换系经过设计单位设计变更没有违规，检查人员称按国家标准HPB235钢筋已停止使用，如不执行指令不能进入下一道工序，因施工单位对该指令有异议，工地停工半月之久，建设单位考虑停工已对建设工期产生影响，遂同意施工单位钢筋签证要求，给予费用补偿及工期补偿，工程由此顺利实施。
以上案例笔者从建筑结构设计原则及工程造价管理事项两方面进行分析。
一、建筑结构设计原则
（一）钢筋代换原则
1、钢筋代换，实质上就是不同种类的钢筋之间的代换。在施工过程中，施工单位由于缺乏设计所要求的钢筋品种、级别或规格而进行钢筋的代换，例如HPB300级、HRB335级、HRB400级之间的代换。钢筋代换的总原则是保证钢筋代换之后的结构在强度、抗裂度、裂缝宽度、挠度等各个方面性能均不低于原设计结构。在实际钢筋代换过程中，要保证上述总原则的实现,并不是一件很容易的事，需要在强度、构造、变形三个方面逐一满足。为此国家在《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204 - 2002的5．1．1条文中规定 ：当钢筋的品种、级别或规格需作变更时，应办理设计变更文件。5．1．1条文说明中：在施工过程中，当施工单位缺乏设计所要求的钢筋品种、级别或规格时，可进行钢筋代换。为了保证对设计意图的理解不产生偏差，规定当需要作钢筋代换时应办理设计变更文件，以确保满足原结构设计的要求，并明确钢筋代换由设计单位负责。本条为强制性条文，应严格执行。
通过以上《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204 - 2002可以了解施工单位可以要求进行钢筋代换但必须经设计单位同意。可为什么检查人员认为HPB235型号钢筋已停止使用，并且不能代换呢，这需要了解钢筋型号设计原则。
钢筋型号设计原则
《混凝土结构设计规范》GB 50010—2010条款4．2．1中规定混凝土结构的钢筋应按下列规定选用：1 、纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋，也可采用HPB300、HRB335、HRBF335、RRB400钢筋；2、 梁、柱纵向受力普通钢筋应采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋；3、 箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500钢筋，也可采用HRB335、HRBF335钢筋；
通观《混凝土结构设计规范》GB 50010—2010条款4．2．1没有使用HPB235型号钢筋内容，即2011年7月1日以后设计图纸将不再出现HPB235型号钢筋。可是在2011年8月1日起实施的《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002 局部修订的条文中却没有将HPB235钢筋去除，究其原因
从《混凝土结构设计规范》GB 50010—2010条款4．2．1条的条文说明去找：
4.2.1 本次修订根据“四节一环保”的要求，提倡应用高强、高性能钢筋。根据混凝土构件对受力性能要求，规定了各种牌号钢筋钢筋的选用原则。
1增加强度为500MPa级的热轧带肋钢筋；推广400MPa、500MPa级高强热轧带肋钢筋作为纵向受力的主导钢筋；限制并准备逐步淘汰335MPa级热轧带肋钢筋的应用；用300MPa级光圆钢筋取代235MPa级光圆钢筋。在规范的过渡期及对既有结构进行设计时，235MPa级光圆钢筋的设计值仍按原规范取值。
通过以上分析发现检查人员提出按《混凝土结构设计规范》2010HPB235型号钢筋已停止使用，并且不能进行下一道工序的认识是错误的，规范条文明确说明《混凝土结构设计规范》GB 50010—2002与《混凝土结构设计规范》GB 50010—2010在过渡期内可以继续使用，检查人员不了解条文发出错误指令是导致八吨钢筋报废的真正原因，其实不是2011年7月1日以前使用HPB235钢筋不满足建筑设计要求，而是通过修订规范使用HPB300、HRB400、HRB500等高强钢筋达到节约建筑钢材耗用量的目的，是国家“四节一环保”中节能、节材、一环保内容的体现，但显然国家并不提倡浪费，所以条文说明提到了规范过渡期的问题。
工程造价管理事项
本工程为国有投资建设工程，《建设工程工程量清单计价规范》GB50500-2013的3.1.1条规定：使用国有资金投资的建设工程发承包，必须采用工程量清单计价。本工程适用《建设工程工程量清单计价规范》GB50500-2013内容。
工程量清单计价规范一般规定
3.3.2 承包人应按合同约定将采购材料和工程设备的供货人及品种、规格、数量和供货时间等提交发包人确认，并负责提供材料和工程设备的质量证明文件，满足合同约定的质量标准。
3.3.3 对承包人提供的材料和工程设备经检测不符合合同约定的质量标准，发包人应立即要求承包人更换，由此增加的费用和（或）工期延误应由承包人承担。对发包人要求检测承包人已具有合格证明的材料、工程设备，但经检测证明该项材料、工程设备符合合同约定的质量标准，发包人应承担由此增加的费用和（或）工期延误，并向承包人支付合理利润。
此案例中合同并未约定采用HPB235钢筋，施工单位也未将采购钢筋的品种规格提交发包人确认，建设单位有权要求施工单位更换HPB300型钢筋，增加的费用和延误由施工单位承担，
工程量清单计价规范合同价款调整一般规定
9.1.5 发包人与承包人对合同价款调整的不同意见不能达成一致的，只要对发承包双方履约不产生实质影响，双方应继续履行合同义务，直到其按照合同约定的争议解决方式得到处理。
混凝土结构设计案例范文2
关键词：建筑工程；混凝土；结构设计；抗裂处理
中图分类号：TU198文献标识码： A
伴随我国城市化进程的不断推进，我国建筑工程事业发展迅速，建筑工程中混凝土结构是现阶段我国普遍使用的，因为建筑结构设计趋于复杂，因此，为混凝土结构设计提出了新的要求，混凝土裂缝现象是混凝土施工中经常出现的问题，直接影响了建筑工程的整体质量，因此，必须采取相应措施，进行抗裂处理。
一、建筑工程混凝土结构设计产生裂缝的原因
（一）塑性变形的作用
因为塑性变形引起的裂缝，主要在混凝土硬化前出现，其原因是因为在硬化前混凝土本身仍在塑性状态，其上部结构的均匀沉降会有相应的限制，导致结构出现裂缝。在混凝土结构中，如果骨料的粒径太大、钢筋的直径过粗、混凝土的表面积增大，都可能造成混凝土相对于垂直方向的收缩，其水平收缩比较困难，会出现不规则的裂缝，这些裂缝的表现形式为互相平行，裂缝之间的间距一般为 0.3到1mm，而且裂缝本身会有一个相对的深度。
（二）环境因素
因为混凝土具有热胀冷缩的特点，因此，如果混凝土内部出现水化热现象，或者周围环境产生变化，混凝土内部结构就会因为温度的变化而发生变形。在建筑工程中，其配件会相互限制，而且会受到温度的影响，导致温度应力形成，如果混凝土的抗裂能力小于温度应力，就会出现因为温度应力而形成的裂缝。比如混凝土出现大面积的裂缝。因温度应力产生的裂缝的特点是裂缝宽度不同，但是形成后，不会有大幅度的变化，只有温度改变时，裂缝宽度才能发生变化。一般情况下，裂缝或者在表面出现或者是比较深的状态或者是贯穿走向，其中出现在表层的分布没有规律可循；贯穿走向或者比较深的裂缝分布规律是和主筋接近于平行的状态。如果混凝土出现的裂缝宽度在规定范围内，那么都属于正常的现象。但是，如果混凝土产生的裂缝超出标准宽度，那么就要高度重视起来。其裂缝的形成会影响其稳定性，而且会降低混凝土构件的承载负荷能力，还会降低耐用性。
（三）应力作用
因为应力作用产生的裂缝，其主要原因是因为混凝土结构收缩徐变导致的。其中较为常见的裂缝形式包括结构自身收缩、干燥收缩、塑性收缩以及炭化收缩。在混凝土结构施工中，完成浇筑后，会有一个硬化的过程，在硬化过程中，因为混凝土内部的水分不断蒸发，会逐渐减小混凝土的体积，使得混凝土收缩产生，因为混凝土在收缩时会受到支座的制约，使其不能任意伸展，当约束应力达到一定程度时，一定会造成现浇的混凝土板开裂，裂缝的位置一般都出现在应力较为集中的地方。另外，若混凝土未达到一定强度时便过早的拆模或是混凝土未完全凝固时便在其上施加荷载，也都会导致混凝土出现裂缝。
（四）地下室及楼板的混凝土结构产生裂缝的原因
在地下室建筑中，要大量使用混凝土，在施工中，很容易会因为混凝土干燥收缩而导致裂缝产生。因此，在地下室建筑中使用混凝土，设计人员在设计时，会在混凝土的配料中掺入纤维膨胀混凝土或者膨胀剂解决这个现象。纤维膨胀混凝土可以防止出现裂缝，针对可以导致危害大裂缝的裂缝可以进行细化处置。掺入的膨胀剂是为了避免混凝土收缩，在施工中普遍运用这种方式。策划建筑的地下室时，设计人员要提前对地下室的后浇范围进行科学的规划。现阶段，虽然已经有很多建筑物已经把地下室后浇带的增加到一百到一百五十米，但是其实践证明，由于在建筑好地下室之后还要开展回填，所以周围环境还是没有太大的改变，这时就不用再考虑收缩方面。因此，现阶段，对地下室和楼板进行设计时，工程人员要特别注意对其混凝土进行浇筑，而且要提高养护等工作的重视程度。
二、抗裂处理
（一）合理选择混凝土原材料
尽可能使混凝土非正常的裂缝减少。首先对于原材料的配置，保证选择正确的原材料的种类，直接关系到混凝土的开裂情况。由于混凝土自身有的热胀冷缩特征，在进行材料配比时，水灰水泥量大、大用水量、外加剂失水过多、少粗骨料用量、错误的振捣方式、周边温度太高、没有相应的保湿养护都会导致混凝土表面产生裂缝。20世纪初期，为了减低水化热带来的温度升高，将火山灰掺入到混凝土中；20世纪30年代，低水化热的水泥被研究出来。在混凝土搅拌中减少水泥量、粗骨料的颗粒加粗、热遇到就会变冷的材料、减低浇筑高度以及冷却管道等方法，都有效的降低了水化热温度，控制因为水化热产生的裂缝现象。因此，水泥选择时就要考虑选择水化热较低的型号、合理配比水灰、降低混合料中水泥和水的用量，掺入外加剂来控制水泥水化热现象，使得热裂缝减少。
（二）提高结构承载力
在建筑工程结构设计中，有时梁板的挠度和承载力都符合相关规定，但是，实际情况却并非如此，会产生挠度相对大和承载力相对较小的现象，这种偏差也会导致工程项目产生裂缝，这时，其解决方式为促使结构配筋率提高、使得梁截面或板厚加大。根据混凝土的承载力会受到温度和湿度等自然环境的影响，使其降低承载力，因此对混凝土相关项目的设计必须考虑留有一定的安全余地，从而保障工程项目的安全、持久和耐用。另外，因为建筑地基会产生不均匀沉降，导致受力不均，造成裂缝问题，其对策为促进基础的整体性能的加强。
（三）地基的不均匀沉降现象尽量减少
即使由于地基的不均匀沉降产生的裂缝的案例少，但是位于采空区的建筑物特别容易发生。那么就要促进基础的整体性，以减小地基不均匀沉降对结构的影响，例如，在独立基础中，设置拉梁。其实在许多工程中有很严重的裂缝现象。建议在拉梁两端各设一道后浇带，当地质条件良好时，可以设置一道后浇带，也可以不设置。
（四）对结构的尺寸进行合理设计
温差变化或材料的变形都可能造成混凝土结构产生裂缝，如果结构的尺寸过长，混凝土结构会因温差和材料的变形，增大应力作用，这时建筑的墙体和楼板就会产生横向裂缝，据不完全统计，结构的应力与其长度呈非线性关系，因此，在进行结构设计时，一定要保证结构的尺寸满足设计规范要求，以防止或减少出现结构裂缝。
结语：
在建筑工程中，混凝土裂缝现象对建筑工程有直接的影响，不但影响建筑美观，而且会造成安全隐患，甚至会影响建筑工程的质量。因此，在建筑工程混凝土结构设计中，要采取相应的措施对裂缝进行处理，防止因为裂缝产生而影响工程质量，保证工程企业的发展。
参考文献：
[1] 李振强.混凝土结构抗裂处理探析[J].城市建筑,2013(14).
[2] 王劲.混凝土结构设计与抗裂处理探析[J].建筑・建材・装饰,2013(11).
[3] 魏若虹.浅谈民用建筑工程混凝土结构裂缝处理与结构设计抗裂措施[J].城市建设理论研究（电子版）,2013(12).
[4] 侯国辉.建筑工程混凝土结构设计中存在的问题及对策[J].黑龙江科技信息,2013(28).
混凝土结构设计案例范文3
《混凝土结构设计原理》是土木工程专业必修的专业基础课，是一门实践性很强与现行规范、规程等有关的专业基础课。主要讲授：混凝土结构所用材料的性能，混凝土结构设计原则，混凝土结构中常见的种类受力构件（轴心受力、受弯、受剪、偏心受力、裂缝及变形、预应力混凝土构件）的破坏特征、设计模型建立及设计方法。混凝土结构课程包括两大部分内容：第一部分是基本（构件） 理论， 第二部分是结构（设计）部分。目前， 混凝土结构知识的学习基本上是通过授课答疑作业这一程序完成的， 学生掌握知识程度的判别， 基本上是一次考试确定， 课程设计也是一个题目全班做。由于集中授课人数多，而答疑时间相对少， 学生在学习过程中普遍存在课堂学习理解不够、课程设计存在抄袭现象。如何把握《混凝土结构设计原理》这门课程内容的主线，在教学中让学生深刻理解计算理论和设计方法，学以致用；如何在教学实践中使这门课生动起来，激发学生的学习兴趣与热情，使他们真正掌握这门课程，成为讲授该课程过程中值得探索和思考的问题。结合课程教学的经验，我们认为在教学方法上，应从以下几个方面着手提高和改进：
1 加强学生对本课程的认识
在第一部分： 基本理论教学中， 学生开始普遍反映不适应， 概念多、符号多、公式多、配筋构造多， 抓不住重点。而在第二部分： 结构设计中， 尤其是在进行工程设计时， 学生都反映听得懂， 但做不来。因此需要加强学生对本课程的认识。首先， 本课程与先修的力学课存在很大差异， 它所讨论的问题都是工程中必须解决的.其次， 学生在材料力学、结构力学课中一直接受的是性能比较单纯的构件受力分析， 而混凝土构件的材料性能比较复杂， 尽管如此， 分析方法与材料力学又有许多共共同之处： 它们都是通过几何关系、物理关系和平衡关系来推导计算公式的； 第三， 力学课中学生习惯于按设定的已知条件去求解， 解答往往是唯一的。混凝土构件设计不仅要进行承载力和变形计算， 而且包括材料、截面选择、配筋构造， 解答是多种多样的， 这就需要引导他们选择设计并优选出最佳配构结果； 第四， 确定结构方案需要综合考虑建筑功能、经济适用、便于施工等因素；而模型的建立更需要深入了解结构的受力特点.第五， 混凝土结构是一门还在不断发展的学科， 要求学生在学习时要不断了解和掌握这些新理论、新技术。
2 增强工程意识，激发学习兴趣
为了增强工程意识、使课程内容与实际工程联系起来， 从学生身边的教室、宿舍、楼梯、雨棚等看得见、摸得着的构件讲起， 并抽象为力学简图； 课前， 教师可以结合所教内容， 列举一些实际案例， 既可以是成功经验， 也可以是教训总结， 让学生认识到所学内容的重要性极其实际意义。由此明确学习目的， 激发学生的学习动力和兴趣。另外， 教师也可以多提一些有意义的问题，这样学生的学习兴趣被激发起来， 教学效果自然就好起来。
3 注意精简内容，做到融会贯通
在基本理论部分中， 应力分布和应力图形的采取是非常重要的， 应讲深学透。对构造不宜过多罗列， 否则不仅使讲授内容增多，影响学生对重点内容的学习和领会。另外， 教师应该找出各章节之间的联系， 使知识融会贯通， 形成一个网络。这样不仅学习起来比较轻松， 而且容易将前后知识点联系起来， 加深印象， 提高学习效果。
4 重视构造措施
构造措施是人们在长期实践经验的基础上总结出来的，可防止因计算中没有考虑的影响因素而使结构构件开裂和破坏，同时也是为了使用和施工上的需要而采用的。构造措施可以说是钢筋混凝土学习中既简单又难于掌握的一部分内容。简单在于规范规定很明确，而且表达形式简单，难于掌握在于规范的条文多，学生不易理清思路和记忆。例如在钢筋混凝土连续梁中，钢筋在支座处的断点与弯起点的构造问题，多数学生在学习时感到非常难于理解和记忆。但是构造措施在混凝土结构的设计中又是非常重要的。因此，教师应在教学中确定重点，帮助学生理解这些构造措施。
5 设计规范与书本内容结合， 重视课程设计
首先是设计规范要与课本的内容相结合。钢筋混凝土结构设计现行的规范（GB50010 - 2002） 是2002 年出版的版本，一方面，教师在讲课过程中，应该使学生认识到：作为实际工程结构设计，既要满足理论分析计算，还要符合现行规范规定的要求（包括理论和构造两个方面） 。另一方面，在讲课过程中应强调课程与规范的联系和相关性，使学生通过学习对规范有更深刻的理解；反过来，通过对规范的进一步理解，加强了课程与实际工程的联系，提高了学生处理实际问题的能力。其次是重视课程设计。通常混凝土设计课程设计安排在学期末进行，由于各门考试都安排在期末，学生经常会忙于复习而对课程设计投入不足，加上学生对课程设计不甚重视，因此建议将课程设计安排在课程结束后的下一个学期初始，这样学生就会有时间和精力投入到设计中。
6 调整考核方式
混凝土课程中公式、图表很多，如果单一地进行闭卷考试，一方面学生背公式的工作量太大，有些公式记忆的意义不大；另一方面由于是闭卷，很多内容就不适合作为考试题目，但这些内容在课程和实际工程中又比较重要，这样就导致考试的范围不全面，因此开卷与闭卷相结合是一个较好的方法。对概念性和一定需要记忆的内容采用闭卷考试，可以采用填空、选择、简答和论述等题型；对计算部分可采用开卷方式，题型和内容也可更丰富和灵活。我们认为，较为合理的成绩评定：期末考核（65%）+平时成绩（10%）+课程设计（25%）。
混凝土结构设计案例范文4
关键词：结构柱加固结构分析
中图分类号：TV331文献标识码： A
0 前言
工程质量是关系国家财产、人民生命安全的大事。近年来，由于种种原因工程质量事故不断，引起全国上下极大关注。
结构柱是钢筋混凝土结构的主要受力构件，属于压弯构件，受很大的轴力。结构柱的破坏将引起严重后果，不易修复甚至引起结构倒塌。因此对有质量缺陷的结构柱应谨慎对待，全面检测、认真分析并采取行之有效的加固措施使之满足承载力及耐久性要求。近年来随着高层、超高建筑的兴起，大截面柱应用越来越多，本文结合钢筋混凝土大截面柱加固的工程案例，对置换混凝土加固法进行探讨。
1 工程概况
该工程位于北方某城市郊外，地势平坦。结构形式为钢筋混凝土框架结构，地上十层，地下一层，首层层高10米，结构柱截面尺寸1500mmx1500mm，目前已施工完毕。结构梁、板、柱混凝土强度、钢筋数量检测过程中发现部分结构柱混凝土结合面结合不良，经全面检测发现共有5根结构柱结合面存在质量缺陷。
2 检测结果
根据检测报告，框架柱不良结合面主要集中于界面四周，水平长度（从柱边算起）约300mm~500mm范围内，中心位置较好。同时结合面上部混凝土密实度低于下部混凝土密实度。具体如图1、图2所示，黑点代表结合面不良区域。
图1 不良结合面分布图 图2柱芯样图
3 主要设计依据
《混凝土结构设计规范》 GB50010-2010
《混凝土结构加固设计规范》 GB50367-2006
《建筑抗震设计规范》 GB50011-2010
《主体工程检测报告》
4 主要设计指标
建筑抗震设防类别为乙类，抗震设防烈度7度；土建工程设计使用年限50年；结构安全等级为二级；建筑耐火等级为二级。
5 加固方案研究
建筑加固方案应安全、适用、经济、技术可行。目前最常用的结构柱加固方案有三类，分别为增大截面加固法，即增大原构件截面面积或增配钢筋，以提高其承载力和刚度的加固法；碳纤维加固法，即将碳纤维布采用高性能的环氧类粘结剂粘接于混凝土构件表面，使之形成具有整体性的复合截面，以提高其承载力和延性的加固法；外粘型钢加固法，即对结构柱外包型钢、扁钢焊成构架并灌注结构胶粘剂，以达到整体受力，共同约束原构件的加固法。
本工程结构柱为结合面缺陷，以上加固法均不太适用。最终采用置换混凝土加固法进行加固。根据《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006第6.1.2条的要求，应对原结构、构件在施工全过程中的承载状态进行验算、观测和控制，置换界面处的混凝土不应产生拉应力，若控制困难，应采取支顶等措施进行卸荷。
为降低施工难度、缩短施工周期，且考虑到本工程砌体填充墙均尚未砌筑，活荷载也暂时没有，有必要验算现阶段是否可以不卸荷，直接进行置换混凝土施工。
6 主要验算过程
6.1 荷载作用
6.1.1 内力标准值：（不考虑荷载分项系数）
6.1.2 内力设计值：（考虑荷载分项系数）
6.2 竖向承载力验算
根据检测报告，该结构柱不良结合面主要集中于界面四周，中心位置较好。因此按不利情况考虑，框架柱各边沿水平方向需要凿除混凝土约500mm，考虑两个方向分开施工，框架柱水平截面尺寸1500x500mm，如右图所示。
混凝土凿除后，钢筋退出工作，受力按照素混凝土结构计算，其受压承载力N0按照《混凝土结构设计规范》GB50010-2010附录D第D.2.1条公式可得：
＝＞ 受压承载力不满足要求，需要采取支顶等措施进行卸荷。
6.3钢筋应力分析
混凝土未凿除时，考虑全截面受荷，根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010的7.1.4条公式可得受拉区钢筋的应力的计算公式：
6.3.1 考虑荷载分项系数
6.3.2 不考虑荷载分项系数
综上可知，钢筋在荷载作用下产生了拉应力，根据钢筋与混凝土协同作业原理，置换界面处的混凝土也会产生拉应力，因此按照《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006第6.1.2条的要求，应采取支顶等措施进行卸荷。
7 结论
通过对结构柱不良结合面的简单探讨，得到以下几点体会：
（1）结构柱不良结合面的处理方法宜采用置换混凝土加固法。
（2）结构柱采用置换混凝土加固法加固时，一般均需采取支顶措施进行卸荷。
作者简介：屈玉凤（1978-），女，工程师。
参考文献：
混凝土结构设计案例范文5
关键词：工程结构；课程教学；工程造价
中图分类号：G6423 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2013）02-0061-04
工程结构是工程造价专科专业的一门核心课程，64学时（不含课程设计），也是建筑施工、工程项目管理等课程的先行课程，其内容涵盖建筑结构设计基本原理、钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构、单层工业厂房、道路与桥梁工程结构等方面，知识覆盖面广，学习难度较大。
文章针对工程造价专科学生特点及就业趋向，对工程结构课程的教学特点进行分析，结合笔者工程实践经验，提出在教学中强调结构概念设计及对设计公式、工程参数的深刻理解，综合运用实景照片、动画、视频、3D模型、计算软件等多种媒体提升教学效果，并给出了培养学生识图能力，问题分析处理能力的具体实践教学方法。
一、工程结构课程的教学特点
（一）针对专业特色，调整教学重点
武汉科技大学工程造价专科毕业生大部分进入土木工程施工、监理、咨询等领域，能胜任施工员、预算员、材料员等岗位，少有学生从事结构设计工作。因此，对工程结构课程的讲授必然有别于土木工程或结构工程本科专业，在教学中应加大建筑结构概念设计及应用的讲授学时，降低结构构件计算部分的难度，除钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构教学外，还应增加道路桥梁工程结构设计概论，培养学生建立结构体系概念，掌握其基本概念和基本原理。
（二）针对学生学习特点，把握课程难度
工程造价专科学生仅修高等数学（少学时），未修线性代数和概率与数理统计，力学也仅修了一门工程力学（少学时），因此，对工程结构设计理论有关概率论的部分无法深刻理解，结构分析困难。在教学中应减少设计公式理论的推导，重点讲解公式的适用条件和参数含义。
（三）形象化与案例教学相结合
工程结构课程与生活联系紧密，大到高层建筑、桥梁、体育场，小到自行车棚、广告牌，无不蕴含着结构原理，因此，在教学中应充分利用多媒体手段，采用启发式教学和案例教学，帮助学生打消顾虑，树立自信心。
（四）做好前后课程的衔接
工程结构课程教学中要经常回顾建筑材料、建筑构造课程中学习的内容，经常绘制弯矩图和剪力图，加强工程力学基本训练。由于建筑施工课程与建筑结构课程在同一学期开设，通过对桩的吊装过程受力分析案例讲解，将两门课程联系起来，让学生理解工程结构在设计、施工中的广泛运用。
二、工程结构课程的教学方法
（一）注重结构概念设计
在讲解建筑结构设计基本原理章节时，以承载能力极限状态设计表达式γ0S≤R为核心，从概念设计角度引导学生思考，增加结构（构件）安全储备的设计方法主要有：一是增加荷载组合效应设计值S，从荷载组合公式可知，恒载乘以系数1.2，意味着恒载增大20%，活载乘以系数1.4，意味着活载增大40%，对于安全等级为一级的重要建筑物，γ0取1.1则意味着整体荷载设计值增大10%；二是减小结构构件抗力设计值R，体现在结构构件承载力设计值均为其标准值除以大于1的材料系数。通过一增一减，保证结构（构件）有足够的安全储备。
结构刚度是结构抵抗变形的能力。从结构概念设计的角度看，内力传递途径越直接，结构刚度越大；内力分布越均匀，结构刚度越大；内力越小，结构刚度越大[1]。例如：对于深基坑工程采用钢管内支撑，若基坑宽度较大（大于20 m），一般考虑在钢支撑跨中部位增加临时立柱，通过减小跨度的方法，增大钢支撑的刚度，防止失稳破坏。
（二）注重理解公式参数的物理含义
钢筋混凝土结构设计是一门理论结合试验研究的学科，涉及公式多。在教学活动中，可以简化公式的理论推导过程，强调对公式的理解，特别是对公式中重要参数的物理含义的理解。例如：在钢筋混凝土单筋矩形梁正截面承载力计算教学中，首先讲解清楚梁正截面受弯的三个阶段，然后引导学生理解适筋梁承载力计算公式Mu=α1fcbx（h0-x/2）时，要特别讲解清楚参数x的物理含义是梁受压破坏时受压区混凝土的高度，其值最大为ξb，进一步启发学生计算出适筋梁最大配筋率为α1ξbfc/fy。由此还可以引申出以下规律：其一，混凝土强度等级，钢筋强度等级一定，加大截面的有效高度h0可增大梁的正截面抗弯能力；其二，钢筋强度等级一定，梁截面一定，其最大抗弯能力为Mu=α1fcbx（h0-x/2），适当采用高等级混凝土对梁正截面抗弯有利；其三，钢筋尽量布置为单排，在梁截面一定的情况下，不但有利于施工，对增大h0也有利；其四，梁钢筋、混凝土强度等级一定，截面高度一定，若设计弯矩大于α1fcbξb（h0-ξb/2），则只能采用双筋截面梁。
（三）注重总结系数表格中的规律
《工程结构》教材[2]中含有大量的表格，指导学生阅读表格，进行纵向横向比较，从而得到一定的规律，是教学的一个重要内容。例如：通过阅读钢筋混凝土轴心受压构件稳定系数值表（表1），可以得到以下结论：圆形截面短柱（长细比l0/d≤7）的稳定系数值φ=1.0，圆形截面长柱（长细比l0/d>7）随着长细比的增大，稳定系数φ值逐步减小。通过阅读砌体抗压强度设计值表格（表2），可以得到以下规律：对于同类砌体材料，若材料强度等级一定，砂浆强度等级越高，砌体的抗压强度设计值越大；若砂浆强度等级一定，砌体材料的强度等级越高，砌体的抗压强度设计值越大。
（四）注重讲解工程参数取值的依据
《工程结构》教材[2]由于篇幅有限，各类设计表格仅列出工程参数取值，但少有解释其取值的来源或依据，授课教师要择其重点进行讲解。例如：GB5003-2011《砌体结构设计规范》[4] 3.2.3条规定“对于无筋砌体构件，其截面面积小于0.2 m2时，γa（砌体强度设计值调整系数）为其截面面积加0.8”，其原因是砌体构件面积过小，受各种偶然因素影响（截面缺口，构件碰撞），可能导致砌体强度有较大降低，因此，需对砌体强度设计值乘以γa进行折减。这些隐藏在参数背后的道理更值得学习。
三、工程结构课程的教学手段
（一）工程实景照片的应用
工程结构课程实践性强，尽管教材中给出结构（构件）的布置图、示意图，但学生难以深刻地理解，尤其对于单层工业厂房，构件种类多，连接形式复杂，是学习的难点之一。授课教师借助工程实景图片展示构件及其连接形式，起到了很好的教学效果，如图1。
（二）动画及视频的应用
动画及视频能较好地体现结构构件在荷载作用下的破坏过程。通过观看混凝土偏心受压长柱破坏试验，能较好地理解整个破坏过程和破坏特征。采用动画演示先张法、后张法施工工艺过程，能使对学生预应力混凝土结构的设计目的、受力特点等形成完整认识。
（三）结构模型的应用
由于工程造价专业二年级学生尚未接触实际工程，尤其对钢结构工业厂房建筑结构的细部节点构造理解比较困难。在教学中借助3DMax计算机软件的良好建模功能，通过3D模型能形象地展示钢结构细部构造及其连接，如图2。
（四）结构计算软件的应用
为弥补工程造价专业专科生在结构计算方面的不足，在课堂教学中引入理正结构工具箱软件，结构计算软件典型界面如图3。通过计算软件验算教材中的柱、梁、板、墙、楼梯、基础构件及砌体结构的计算例题，让学生明白软件计算的过程，读懂计算书，同时还能够根据所学结构知识对结果进行估计和判断。
四、工程结构课程的实践教学
工程结构是一门实践性较强的课程。因此，在大学教学中要特别重视实践环节，培养学生的基本职业技能，创造机会多接触实体工程，将理论知识与工程实践相结合。
（一）培养学生的施工图识读能力
工程造价专业毕业生无论从事什么岗位的工作，施工图的识读能力是一项必备的基本职业技能。在先导课程建筑制图中，学生已掌握了建筑施工图、结构施工图的一些基础知识，但还未达到实践应用水平。在教学中重点讲解两套完整的钢筋混凝土结构、钢结构的施工图，并专门讲解平法制图规则和识图方法，通过课堂讲授和课后作业，让学生熟练掌握结构施工图的识读方法。
（二）培养学生的问题分析能力
在学习完梁构件的受力特点后，以武汉天河机场T2航站楼玻璃幕墙支承结构（图4）为例，考察学生的问题分析能力，讨论玻璃幕墙上的力的传递路径，支承结构的受力特点，支承结构的截面设计，最后授课教师给出点评：大面积的点式玻璃幕墙采用一系列平面桁架梁支承，这些平面桁架梁的工作性能类似于竖向简支梁，风荷载引起的弯矩在跨中最大，端部最小，桁架梁的截面呈抛物线，与弯矩图匹配，因此，平面桁架梁设计合理，轻巧美观。
（三）利用地域优势进行工程实践
武汉科技大学位于武汉市青山区，距武汉火车站、武汉天兴洲长江大桥、武汉钢铁集团公司较近。在工程结构实践教学中，特别注意发挥地域优势，引导学生进行工程实践。例如：布置课后作业考察施工中的武汉火车站屋盖结构（图5），绘制简图并分析其设计特点。通过实践，学生能较好地掌握拱结构、网壳结构的受力特点及应用特性。在学习完桥梁的基本组成和分类知识后，要求学生实地考察施工中的武汉天兴洲长江大桥（图6），从而更直观地了解斜拉桥的结构体系和受力特点。
参考文献：
[1] 季天健，Adrian B. 感知结构概念[M].北京：高等教育出版社，2010.
[2] 刘玲.工程结构[M]. 北京：中国计划出版社，2008.
[3] 中国建筑科学研究院.GB 50010-2010 混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[4] 中国建筑东北设计研究院有限公司.GB 50003-2011 砌体结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，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）
混凝土结构设计案例范文6
[关键词]工程能力 钢筋混凝土 实践教学 应用型人才 土木工程
[作者简介]马彩霞（1966- ），女，回族，宁夏银川人，宁夏大学土木水利学院副院长，副教授，硕士，主要从事土木工程防震减灾及教学改革与管理研究。（宁夏 银川 750021）
[中图分类号]G642.3 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2013）33-0150-02
如何培养符合社会需要的、有较强工作能力和适应能力的高素质工程应用型人才，是大学教学的首要问题。钢筋混凝土结构课程是土木工程类专业的一门重要课程，其教学质量和教学效果将直接影响到“大土木”专业学生人才的培养质量，对学生的专业素质形成有很大的影响。传统的钢筋混凝土结构课程教学已不适应我国经济发展对土木工程类专业学生知识结构、能力结构、素质结构的要求，为了适应社会需求，以强化素质教育为宗旨，以加强工程应用能力教育、创新教育、理论与实践相结合为主线，进行教学内容更新、教学模式改革。
一、钢筋混凝土结构课程的特点及教学现状
1.钢筋混凝土结构课程的特点。土木工程学科从钢筋混凝土课程开始，就进入了专业课的学习。土建类专业的钢筋混凝土课程包含基础课程“钢筋混凝土基本原理”、专业课程“钢筋混凝土结构设计”和“砌体结构”，以及课程设计三部分内容。该课程涵盖了本专业70%的内容，涉及建筑材料、建筑制图、高等数学、理论力学、材料力学、结构力学等先修课程，是一门理论性、实践性、综合性都很强的承上启下课程。
2.钢筋混凝土结构课程的教学现状。（1）教学内容脱离实际工程。以往钢筋混凝土结构课程教学较多侧重设计理论和方法的课堂讲解，工程实例、工程图纸引入应用较少，教师的主要精力仍放在传授理论上，对结构只强调局部而不是整体，只重理论计算，而轻视实验实践性教学，其结果是学生只孤立地学习了一些混凝土基本构件的计算方法，而未建立整体工程结构的概念。学生缺乏工程意识和工程系统训练，不利于学生工程概念和工程能力的培养。（2）实验实践教学环节相对薄弱。实践性教学环节资金投入量跟不上学生人数的扩招速度。实验资源相对短缺，生均教学仪器设备值偏低，一些需要通过动手实践才能掌握的内容却常常用多媒体演示教学取代。实验开出率较低，在实验过程中，学生仅仅是观看，动手操作机会较少，动手能力得不到足够的锻炼，难以适应就业岗位的需要。高校和企业间尚未形成有效互惠互利的产学研结合机制，学生去企业实习困难。（3）适应工程能力培养的师资力量较薄弱。高校青年教师学历层次越来越高，利用现代化教学手段的能力较强，给教学队伍带来新的活力，但同时青年教师一般都没有太多参与工程实践的经历，缺乏工程实践的经验，指导实践性教学环节（课程设计、毕业设计、认知实习、生产实习、毕业实习）力不从心，教师队伍的工程实践经验与能力不能很好地适应学生工程能力培养的需要。
二、基于工程应用型人才培养的教学改革思路和措施
1.运用现代多媒体教学手段提高工程教学时效。由于钢筋混凝土结构课程教学课时有限，但内容却多而复杂，在遵循教学规律的基础上，必须采用多媒体教学手段来扩展课堂的信息量。教师在教学中要充分利用网络、媒体资源有效延伸课堂教学内容，给学生大量的实际工程信息，增加教学中的工程因素、工程内容，培养学生的工程意识和工程思维方式，切实解决理论教学和工程实践教学的渗透和融合问题。建立工程信息库，包括工程照片、工程图片、工程案例、工程图纸、工程录像、工程软件等，突出课程教学的工程特色。
打破现有教材框架体系，按照钢筋混凝土结构设计的工作过程组织教学，以典型的实际工程为例介绍结构及结构构件的问题，授课顺序由原来的先构件再结构整体，改变为先认识结构整体的组成再到具体受力构件计算的教学模式。课堂教学要适时地穿插讲解发生在身边工程实例（案例），介绍最新的工程建设成就和工程建设问题，活跃课堂气氛，激发学生的学习兴趣。
2.完善工程能力培养的实验实践教学体系。增加实验设备台套数，保证实验开出率及学生的动手操作训练。围绕工程能力的培养，重新设计实验教学体系与实验项目，构筑新的实验教学体系。改革后的实验教学体系分基本型、综合设计型和研究创新型三个层次。实验将不再由教师集中时间和地点进行，而实行开放式的实验教学，结合课程进度和大学生创新型实验项目，可以让学生自己定项目、定时间完成试验和训练，使学生真正成为实验的主体。例如钢筋混凝土梁正截面受弯性能设计型实验，一改过去由教师准备好试件与加载设备后，学生仅作测试的模式，而是从混凝土梁的设计、浇筑养护开始，到制订实验方案、加载测试，最后进行实验结果与理论分析对比，均由学生亲自独立完成，教师在全过程中只做辅导工作。
改扩建专业机房，购置土木工程专业方面的应用软件，如钢筋混凝土结构CAI（计算机模拟试验系统）、CAD，PKPM，建筑单体建模软件、工程概预算软件、工程招投标模拟仿真系统、管理模拟实验软件等，满足课程模拟实验、课程设计、毕业设计的需求，提高学生工程设计的应用能力。
3.系列化课程设计模式与毕业设计相结合的教学改革。在传统的课程设计训练中，各专业课程设计内容缺少关联、相对独立。这种方法虽然便于组织教学，但学生在各课程相互独立的课程设计学习中得不到良好知识的连贯性、系统性和整体意识的工程训练。系列化模式的课程设计是将原来互相独立的各课程设计有机结合起来，以一个综合性的工程项目实例的设计计算贯穿教学过程的始终，结合课程进度，与其他专业课程结合，系统化、分阶段逐步完成土木工程专业的房屋建筑学课程设计（单层厂房建筑设计）、钢筋混凝土单层厂房课程设计（单层厂房结构设计）、钢结构课程设计（单层厂房屋架设计）、工程概预算课程设计（单层厂房概预算）、施工组织课程设计，使每个学生都能尽早完成工程设计系统化的训练、增强学生查找和使用专业资料的能力、处理工程设计问题的综合能力。
毕业设计是教学的最后环节，是学生在三年半中所学专业知识的综合检验。建议引入团队合作的毕业设计训练模式，借助系列化课程设计模式的教学成果，采用多个学生配合完成一栋楼的建筑设计、结构设计、工程概预算、施工组织设计，使学生得到工程设计能力的全面训练，从而达到培养高素质的工程应用型人才的目的。
4.加强工程能力培养的师资队伍建设。深化教学改革关键在教师。教师要不断调整自己的知识结构、能力结构和综合素质，既要具有扎实的专业知识，又要进行科学研究，同时还要积极参与实际工程项目。鼓励广大教师到工程设计、施工等企事业单位进行产学研合作，以工程实践和横向科研项目丰富教学内容，提高课堂教学质量。聘请设计和施工企业有工程实践经验的工程师进入专业的教学环节，给学生授课、讲授设计专题，并承担实践教学中部分指导性工作，将他们的工程经验和解决实际工程问题的方法带给学生，激发学生的学习兴趣。
三、结语
通过以上多种途径的课程教学改革，学生得到了系统的工程训练，对所学课程的内容和它们之间的关系有了更深刻的理解与认识，同时对工程的复杂性也有了初步的认识，提高了学生的工程应用能力，实现了“建立工程概念、收集工程资料、培养工程能力”的课程教学目标，切实提高了人才培养质量。
[参考文献]
[1]肖鹏，李琮琦，康爱红.基于系列化模式的土木工程专业课程设计教学改革[J].高等建筑教育，2010（5）.