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关键词：混凝土结构；教学探索；体会
作者简介：杨淑红（1969-），女，内蒙古呼伦贝尔人，呼伦贝尔学院，副教授；王建华（1966-），男，内蒙古呼伦贝尔人，呼伦贝尔学院，副教授。（内蒙古 呼伦贝尔 021008 ）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）08-0083-02
混凝土结构是土木工程专业的专业核心课。该课程涉及内容广，包含建筑力学、建筑制图、建筑构造、建筑材料、建筑施工、土力学地基基础、计算机辅助设计等多门学科的知识，有基本构件设计和房屋结构设计两大部分，知识面宽且实践性强。本课程的任务是使学生初步掌握混凝土基本构件的受力和破坏特征，掌握基本计算理论和方法，掌握传力路线，对一般房屋能进行结构选型和构件布置，在正确识读建筑结构施工图的基础上具备一定的结构设计能力，为今后从事开发、管理、设计、施工及监理等与建筑相关的工作打下必备基础。为提高教学质量，加强教学效果，笔者结合多年教学实践对该课程展开探讨，供同行交流参考。
一、结合课程特点，讲清混凝土结构课与力学的联系与区别
力学是混凝土结构的先修基础课，混凝土基本构件在性质上相当于“材料力学”，因而它与材料力学既有联系但又有所区别。材料力学主要研究单一、均质、连续、弹性材料的单纯构件的受力分析，而混凝土结构则是研究钢筋和混凝土这两种力学性质差别很大、复杂构件的受力分析。在裂缝出现以后，特别是临近破坏之前，其受力和变形状态与理想材料有显著不同。这导致学生刚入门时思维产生混乱、混淆。但二者又都是通过几何、物理和平衡关系来建立基本方程这一方法来解决问题的，只是混凝土构件要始终考虑两种材料组成及非均质、非连续、非弹性的特点。
材料力学、结构力学等课程侧重于构件的应力、内力和变形的计算，答案唯一。混凝土结构课程不仅要解决构件强度、变形的计算，更侧重于设计；不仅包括结构方案的确定、构件选型、材料选择、确定计算简图、荷载计算及配筋构造等，还要考虑安全、适用、经济、施工合理可行等因素，是一个综合性的问题，有多种解决的方案。
二、讲好设计原则，掌握结构的基本设计方法
“以概率理论为基础的极限状态设计法以可靠指标度量结构构件的可靠度，采用分项系数的设计表达式进行设计”[1]是混凝土结构的基本设计原则。这部分内容多，关系复杂，信息量大。包括结构的功能要求、极限状态、极限状态方程、结构可靠度、目标可靠指标、安全等级、结构重要性系数、荷载效应组合的设计值、结构构件的抗力设计值，其中荷载效应组合的设计值又有多种组合，适用于不同的极限状态。荷载效应组合设计值与结构构件的抗力设计值的表达式涉及的参数非常多，初学者不易领会理顺。授课时将这部分内容制成教学挂图展示给学生，如图1所示。
其中：γ0 为结构的重要性系数；S为荷载效应组合的设计值，其函数为：S =S（γG，γQi，ψCi，ψqi，SGK，SQik，…）；R为结构构件的抗力设计值，其函数为R=R（fc，fs，αk，…）/γRd；C为结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值。
同时将图中内容归纳为“一个基本要求，两类极限状态，三种性质，多个分项系数”，这样使零散的概念条理化、系统化，宜于理解掌握。
三、构建整体的传力体系，指明设计思路
混凝土结构课的讲授要使学生一开始就建立总的框架结构，明确整体传力体系，这样才能目标明确、思路清晰、抓住构件、整合结构。
房屋结构中的屋（楼）盖（梁、板）是水平承重构件，主要承受直接作用在屋（楼）盖上的竖向荷载及本身自重。柱、墙是竖向承重构件，除承受由屋（楼）盖传来的作用及自重外，尚承受由风和地震所引起的水平作用（对于地震区房屋或高层建筑，水平作用往往是比较大的）。房屋所承受的全部竖向荷载、自重及水平作用等通过柱和墙作用到基础结构上，最后由基础传至地基。
在教学中以图2形式展示直观形象，实践证明教学效果良好。
四、遵循教学规律，加强与工程实践的结合
1.重视构造措施并在工程实践中加深理解
实际工程中的混凝土结构或构件通常受到多轴正应力、剪应力的复合作用，混凝土很少处于单向受力状态。对复合受力情况下的混凝土强度，由于其材料的复杂性，至今未有能同时圆满解释各种现象的强度理论。这导致混凝土结构的设计理论和计算方法至今仍建立在性能试验和工程实践的基础上，其计算公式有边界条件和使用范围；对于在计算中不易详细考虑而被忽略了的因素，往往会通过一定的构造措施加以补充完善。可以说：一个完整的结构设计应是可靠的计算依据、合理的构造措施相辅相成的。计算固然重要，但若缺少构造前提，计算将无法进行；反之，有了计算结果，还需要构造措施加以保证。
构造措施在混凝土结构课中所占比重很大，复杂抽象，单凭课堂教学很难取得良好的教学效果，因此除在思想上提高认识，将构造措施与结构计算并重外，安排多次认识实习并在实践中理解、领会、消化构造措施是切实可行的途径。
2.课程设计保持连贯性，与工程实践紧密结合
土木工程专业有房屋建筑学的课程设计、混凝土结构的课程设计、地基基础的课程设计、施工组织的课程设计、概预算的课程设计等等，它们往往自成体系、各自独立。片面强调本课程的理论和实践、互不衔接既不利于学生综合思考问题能力的培养也影响学生创造性的发挥。
在相互协调的基础上，把建筑、结构、地基基础、施工组织、概预算等各课程设计连贯起来，任务书合成一本，统一下达的教学方法可有效解决上述问题。教学中要注意设计题目应“拆得开、并得拢”，既有工业建筑又有民用建筑，让学生选择自己喜欢的对口方向，尽量做到一人一题，结合实践真题实做。
教学实践证明：通过相互连贯的课程设计既锻炼了学生综合驾驭问题的能力又可为毕业设计及通才加专才应用型人才的培养打下坚实基础。
五、注重连续性、过程性，课程考核方式多样化
考核是教学活动的一个重要环节。20世纪70年代，教育学家O·桑迪在总结前辈们各种理论和实践的基础上提出了现代人才评价的原理，其别强调将过去那种单纯在课程结束时进行考试的评测转化为与课程同时进行的合作性、过程性评价。[2]
在教学初始将课程要求、成绩标准、考核方式介绍给学生，使学生了解合作评价、过程评价的重要性，可激发学生的学习潜能与创新能力。如该课程采用的考核方式：两次笔试占50%（期中占20%、期末占30%），混凝土结构新材料、新工艺、新理论方面的研讨论文占10%，自主到施工现场、科研单位、设计所进行实践性学习的成果占20%，课堂参与占10%，小组讨论占10%。同时各部分的考核分散在课程的各个阶段，有时效性。这种考核方式会保证学生从始至终全神贯注参与教学的全过程，不会出现前松后紧、期末突击的不均衡现象。
六、紧跟时代要求，培养现代化、高素质的工程技术人员
1.增加课堂教学的信息量，构建大土木的混凝土结构
为解决原有的课程设置过于“专业”、学生知识面狭窄、部分课程内容重复、交叉的弊端，教育部明确了宽口径、大土木的培养目标。大土木下的混凝土结构的类型很多，涉及的领域很广，新材料、新技术层出不穷。内容上除基本的材料力学性能、设计原则、受弯（受扭、受拉、受压）构件承载力计算、构件的变形和裂缝宽度验算、预应力混凝土构件、梁板结构及单层工业厂房等内容外，在教学中增加了构件受冲切性能、灾害作用下的混凝土结构性能、新性能的混凝土结构（如：高性能混凝土结构、纤维增强混凝土结构、钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构、钢—钢混凝土组合结构）、体外预应力混凝土等内容的介绍。同时把粘结与锚固列为独立章节，构建粘结应力滑移本构关系，着重掌握基本锚固长度、锚固长度、搭接长度的计算及一系列相关构造要求。
教学过程中结合实例注重新材料、先进施工方法的引入，利用多媒体等现代化的教学手段加大课堂的教学信息量，使学生视野开阔，毕业后适应的工作范围广泛，有后劲。
2. 紧密结合《规范》授课，为注册执业资格考试做好知识储备
执业资格考试是对建筑工程领域从业人员的资格认证考试，如全国注册结构工程师自1998年实行全国统一考试以来极大地提高了我国建筑结构设计人员的理论知识水平和业务能力，保证了我国建筑结构设计总体水平的稳步提升。考试中混凝土结构所占比重很大，因此在学生阶段就要打好基础，为注册执业资格考试做好知识储备。为此在教学中要优化课程内容，不仅注重知识点的试验研究、结论引入，更在教学中结合《规范》注重其边界条件，侧重知识点的实际应用，学会“学《规范》、套《规范》、《规范》与其他规范（如《高层建筑混凝土结构技术规程》、《建筑抗震设计规范》等）的交叉应用”的学习方法，为学生毕业后终身学习、专业发展、参加执业资格考试奠定基础。
七、结束语
目前混凝土仍是我国建房的主要材料，混凝土结构课程的改革与建设仍是一项长期、艰巨、系统的工程。不断提高教学质量，加强学生的综合素养，为社会培养宽口径、厚基础、强实践、有后劲的工程技术人员仍需不断探索努力。
参考文献：
[1] 中华人民共和国国家标准. 混凝土结构设计规范（GB50010-2010）[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[2] 韩峰. 美国评价学生的七项标准[N]. 中国科技报，2001-02-21.
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
关键词：高层建筑；混凝土结构；优化设计
中图分类号：TU972 文献标识码：A
对高层建筑混凝土结构优化设计不仅是提高高层建筑工程质量的重要举措，也是提高企业核心竞争力的必经之路。那么作为新时期背景下的建筑结构设计人员，在实际工作中应如何确保设计的优越性呢？
一、高层建筑混凝土结构设计需要考虑的相关因素浅析
安全始终是一切建筑工程建设的根本前提，尤其是高层建筑更是如此。而对高层建筑混凝土结构进行优化设计就是提高高层建筑工程安全性的重要举措。因而对高层建筑混凝土结构进行优化具有十分重要的意义。但在优化设计之前，笔者认为还应考虑以下相关因素，才能更好的确保设计的优越性，达到优化设计的目的[1]。
（一）充分考虑侧向力因素
所谓侧向力，就是建成之后的建筑物需要承受的各种外力，如垂直荷载、地震力、风力等外力。尤其是高层建筑需要承受的侧向力，会随着层数的增加而增大，而且侧向力对高层建筑结构的变形、工程造价以及结构内力等有着重要的影响，因而在高层建筑混凝土结构优化设计时必须考虑侧向力因素。
（二）充分考虑刚度因素
从胡克定律分析，相同材料刚度的大小主要取决于剪切模量，建筑塑性刚度取决于建筑的形状、构制。因而在高层建筑工程项目施工过程中，其高度是导致一切风险因素形成的原因，在包括侧向力因素的同时还包括侧向位移，同样随着层数的增加而增大，若水平力作用在高层建筑上，就应确保其侧向位移始终保持在一定的范围以内，而这就需要高层建筑具有充足的强度，并严格控制自振周期始终处于最佳范围之内。因而在高层建筑混凝土结构优化设计时必须考虑刚度因素，确保建筑具有合理的刚度。
（三）充分考虑延性因素
当不同高度的建筑同时遭受侧向力的作用时，高度越高的建筑越容易变形，而究其根源就是其柔性较大，抗变形能力差。因而在优化高层建筑混凝土结构设计时，在确保强度充足的前提下，还应考虑如何提高整体和局部结构的抗变形能力[2]。
二、探讨高层建筑混凝土结构的优化设计
分析了高层建筑混凝土结构优化设计应考虑的因素，那么在高层建筑混凝土结构优化设计中应采取哪些措施以达到优化的效果呢？笔者认为应采取以下几点优化设计措施。
（一）精心设计原材料选用方案
在高层建筑混凝土结构中，原材料是影响结构质量的关键因素之一。一般情况下，高层建筑混凝土结构原材料主要有钢筋和混凝土。其中，钢筋用量的多少对工程造价有着决定性的影响。基于此，为降低工程造价，减少钢筋用量，必须在将高强钢筋作为优先选用的材料。在高层建筑工程项目建设过程中，往往由于土地资源的缺乏和实际需要，而不得不建在软土地基上，不仅会提高工程造价，也会给工程带来难度。因而为了降低造价，减少施工难度，减轻建筑对地基的荷载，在选用高强钢筋的同时还应选用高强混凝土，并确保钢筋混凝土构件的界面尺寸得到有效的优化和合理的使用。通常情况下，地震对建筑物造成的破坏程度大小往往取决于建筑物自重的大小。因而尽可能的降低建筑物的自重是主要的减震措施，从而提高自身的安全系数。因而在设计诸如高强混凝土、钢筋时必须合理，才能快速有效地减少各构件截面尺寸，将少钢筋用量，降低建筑物的自重，在降低工程造价的同时提高建筑物的安全性能。
（二）合理设计独立单元结构，注重结构概念的设计
在高层建筑混凝土结构优化设计中，若整个混凝土结构是独立的单元结构。为确保设计的优化，首先应对平面结构性状进行优化设计，即做到简单规则、长度适中、凹凸部分大小适中、竖向体型均匀规则、外挑内收适中。在此基础上，各结构部分的刚度和承载力必须均匀分布，严禁采用竖向布置不规则的结构，而是采用侧向力上小下大、变化均匀的刚度结构。与此同时，在整个混凝土结构优化设计中，虽然能达到上述的各种标准，但是美观性和适用性又降低了，针对这一情况，作为设计人员必须注重结构概念设计，且在整个设计过程中始终以概念设计为底线，在尽可能确保满足外观和适用的建筑结构的原则下，平面和竖向布局应简洁、均匀、规则，以确保各结构部分承载力刚度分布的均匀合理性。
（三）不断优化剪力墙平面布置
对于剪力墙平面布置的优化，笔者认为应采取以下优化措施：第一，布置剪力墙应采取顺周边均匀且集中布置且对建筑原有功能不损坏的基本布置原则，因而建筑剪力墙通常布置在电梯间、楼梯间处和恒载大、平面形状变化大的地方；第二，对于剪力墙的墙肢截面，采取简单规则的原则，且剪力墙结构的侧向刚度较强，但也不能过大；第三，应避免出现过多的短肢剪力墙，尤其是全部均为短肢剪力墙更应避免，这是由于一旦设计过多或全部为短肢剪力墙，其联合剪力效果不佳，抗剪性能差，容易导致结构破裂[3]。
（四）不断优化高程建筑混凝土结构抗震性能
在抗震设计过程中，必须注意混凝土筒体的承载力和延性。对于高程建筑混凝土结构，出于抗震的需要，不同高度的建筑物，型钢柱的设置位置与设置方法是不一样的，型钢柱设置于筒体四角，建筑物高度一般低于130m，并且抗震设防等级多为7级；筒体四角和楼面钢梁与型钢混凝土梁的交接处设置型钢柱，建筑物的高度一般高于130m，同时抗震设防等级为7、8、9级。以此增强框架的刚度及承载力。通过刚性连接框架平面内柱与梁的方法可达到增强框架的刚度和水平承载力的目的。具体可采取如下措施：第一，设置外伸桁架加强层；第二，分段拼装外伸桁架与筒体剪力墙的刚接的方法可以被采用；第三，贯通性的刚接桁架与抗侧力墙体应均匀分布。这样就可以很好地避免楼层在水平力作用下的侧移。
三、结语
综上所述，探讨探讨高层建筑混凝土结构的优化设计具有十分重要的意义。作为新时期背景下的高层建筑结构设计人员，必须以客户需求为导向，以实际情况为基本，在日常工作中不断积累经验和教训，加强自身的学习和锻炼，不断提高自身的专业技术水平，切实做好高层建筑混凝土结构的优化设计工作，以不断提高优化设计效果，提升混凝土结构的稳固性，最终确保工程质量提高，创造更多效益，实现可持续发展。
参考文献：
[1]王艳军.高层建筑剪力墙结构优化设计浅析[J].山西建筑.2010，36(05):73.
【关键词】建筑结构 新版混凝土规范 教学改革
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）03-0019-02
1 引言
《建筑结构》是非土建类专业开设的专业基础课程，内容涵盖混凝土基本原理、钢筋混凝土结构设计、砌体结构、钢结构以及抗震设计，知识面广、内容全面。在"需求导向，能力为本，知行合一，重在创新"的人才培养理念指导下，《建筑结构》课程应紧密结合结构设计规范[1]，以结构设计基本原理为基础，以建筑结构发展最新动向为延伸，强调学生对基本概念和设计方法的掌握，培养学生发现问题、解决问题的能力。
2010年新修订的《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）[2]于2011年7月1日在全国范围内开始实施。新规范在总结今年来全国科研、高校和设计单位的科研成果和工程实践经验基础上，学习借鉴国外先进规范和经验，广泛征求国内有关单位意见，经过反复修订而成，代表了混凝土结构学科在现阶段的技术水平。而《建筑结构》课程体系中最重要的混凝土基本原理和钢筋混凝土结构设计必须遵循新版混凝土规范要求。因此，在新版混凝土规范出台之际，《建筑结构》课程教学应适时进行调整和完善，以确保学生能正确完成钢筋混凝土结构的设计，了解混凝土结构学科发展趋势。
2 《建筑结构》课程特点
《建筑结构》课程授课对象是非土建类学生，这一特殊的教学群体决定了该课程的主要特点：
（1）课程内容繁多。《建筑结构》以"混凝土基本原理"为基础，以"钢筋混凝土结构"、"砌体结构"、"钢结构"为应用，以"抗震设计"为补充，基本涵盖了土建类专业的大多数专业基础课。同时在《建筑结构》的教学环节中，涉及了工程材料、材料力学以及结构力学等多门课程内容，要求学生具备扎实的基础知识。
（2）课程课时少。《建筑结构》课程通常分两学期教学，总课时不足90学时，远低于土建类专业课时数。在内容多、课时少的背景下，必然要求对建筑结构教学内容进行合理分配，结合教学对象，针对专业特点，把握全局，突出重点。
（3）学生基础薄弱。非土建类学生数学、力学基础较差，面对《建筑结构》中大量公式的推导和应用，往往存在心有余而力不足的现象。尤其对一些理论性稍强的内容，学生普遍认为内容太难，无法完全掌握。
（4）学生思想不重视。学生往往只关注本专业的核心课程，不重视《建筑结构》课程，在学习过程中只求应付考试，不求真正掌握、灵活应用，所以即使老师反复强调，教学效果仍然不佳。
因此，《建筑结构》课程只有针对课程自身特点，结合非土建类专业学生基础，因材施教，才能真正实现课程教学目的。恰逢2010版混凝土规范修订，可通过对教学内容和教学方式的改进，突出新旧混凝土规范的差异，促进学生对混凝土规范的认识和理解，提高教学效果。
3 《建筑结构》教学内容改革
（1）采用高强高性能材料
新版混凝土规范提倡高强高性能材料，要求适当提高一般结构的混凝土强度等级，钢筋混凝土强度不应低于C20，采用强度级别400MPa及以上的钢筋时，混凝土强度等级不应低于C25。同时废除23MPa5级钢筋，以300MPa级钢筋代替，新增500MPa级钢筋，大力推广400MPa级、500MPa级高强热轧带肋钢筋作为纵向受力的主导钢筋，并逐步限制335MPa级钢筋。
（2）统一受剪承载力计算公式
在2002版规范[3]中，均布荷载作用下的受弯构件箍筋抗剪承载力为1.25fyv（Asv/s）h0，受集中荷载作用的受弯构件箍筋抗剪承载力为1.0fyv（Asv/s）h0。新版混凝土规范统一了受弯构件抗剪承载力计算公式，均按1.0fyv（Asv/s）h0计算，修订后规范适当提高了斜截面受剪承载力的安全储备。
（3）提高最小配筋率
2002版混凝土规范规定受压构件全部纵向钢筋的最小配筋率取0.6，对400MPa级钢筋可减小0.1。新版混凝土规范中根据抗震设计要求，受压构件全部纵向钢筋的最小配筋率如表1所示，修订后受压构件全部纵向钢筋的最小配筋率有所提高。
表1 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）中最小配筋率规定
受力类型 最小配筋率（%）
受压构件 全部纵向钢筋 0.50（500MPa级钢筋）
0.55（400MPa级钢筋）
0.60（300、335MPa级钢筋）
一侧纵向钢筋 0.2
受弯构件、偏心受拉、轴心
受拉构件一侧的受拉钢筋 0.2和45 中的较大值
表中：ft为混凝土抗拉强度设计值，MPa；fy为钢筋屈服强度设计值，MPa。
（4）调整裂缝宽度计算公式
新版混凝土规范中裂缝宽度计算公式形式保持不变，但对于三级裂缝控制等级的非预应力混凝土构件，最大裂缝宽度可按荷载准永久组合并考虑长期作用影响的效应计算。同时对于非预应力的受弯或偏心受压构件，受力特征系数αcr减小为1.9。修订后计算得到的裂缝宽度值有所减小，解决了采用高强钢筋受裂缝宽度限制的问题。
（5）完善了各种构件的构造要求
新版混凝土规范中对板、板柱结构、混凝土墙、钢筋锚固等构造要求进行了完善修订。包括：正式提出现浇空心楼板的最小板厚200mm；修改了锚固长度的修正系数，将锚固长度的下限值减低为0.6；完善装配式结构的构造要求，增补机械连接、浆锚接头等连接方式等等。
（6）提出新的设计原则
新版混凝土规范为提高结构抵御灾害的能力，提出了结构防倒塌概念设计，介绍了结构防倒塌定量设计方法的原则。同时为完善耐久性设计，针对既有建筑改造的迫切需要，提出了既有结构延长年限、安全复核、改变用途、扩建改造、修复加固的设计原则。
4 《建筑结构》教学方式改革
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）在第六批规范课程研究的基础上，对"从截面计算到结构设计"、"增加结构防倒塌设计的原则"、"耐久性及既有结构再设计"、"提高安全度设置水平"、"采用高强-高性能材料"以及"技术进步标准协调国际接轨"六个方面进行了补充、完善、提高。新版混凝土规范的发展方向代表了混凝土结构领域的发展方向，体现了不断进步、紧密联系工程的精神。因此，作为《建筑结构》课程更应及时贯彻2010版混凝土规范精神，结合工程实践开展教学工作，具体可进行以下几方面的教学改革尝试。
（1）大量运用对比分析法
在众多《建筑结构》课程教改研究成果中，对比分析法可以通过比较，找出事物的相同点和不同点，加深学生对教学知识的理解和掌握[4]。在《建筑结构》课程教学过程中，可采用对比分析法对新旧混凝土规范内容进行举例说明，不仅要突出修订后的内容，也应介绍规范修订的背景、原则，让学生在记住专业知识的同时，也对混凝土学科发展方向有所了解。
（2）开展"现场"教学
《建筑结构》课程中的部分概念性知识，学生往往很难把握。为让学生拥有对混凝土结构的直观认识，可以带领学生参观结构试验大厅，逐一介绍钢筋、水泥、砂石、模板等基本材料；还可带领学生旁观土建类专业学生材料试验课和混凝土试验课，观察钢筋绑扎、混凝土浇筑、振捣以及适筋梁破坏试验。通过"现场"教学把抽象的事物、概念实体化，加深学生的理解，培养学生对《建筑结构》课程的学习热情。
（3）紧密结合工程实例
对于非土建专业学生，大量概念、公式、计算内容的讲授不免显得枯燥，因此需要在教学过程中不时通过生动的工程照片、实例、视频吸引学生注意、强化学生的感性认知，将有助于《建筑结构》课程教学效果的改善。
（4）教师不断自我培训
随着新技术、新工艺、新知识的不断发展，混凝土规范进行了再次修订和完善，以规范为根本的《建筑结构》课程也应紧跟发展趋势，不断自我完善。因此，任课教师必须及时更新知识结构、增长工程实践经验、及时掌握行业发展动向，积极参与课程相关的各项科研、教改研究，不断进行自我培训，提高自身素质。同时在教学环节中，以身作则给学生树立积极向上的榜样。
5 小结
本文以新版混凝土规范为背景，结合非土建类专业学生特点，初步探讨了《建筑结构》课程的教学改革。通过对教学内容和教学方法的改进和完善，以期实现课程教学目的，完成教学任务，达到教学效果，使学生在接受建筑结构设计相关理论知识的同时，了解行业发展方向，提高自身实践能力。
参考文献：
1.王文龙. 高职《建筑结构》课程的教改实践与探索[J]. 长江工程职业技术学院学报. 2006，23（1）：43-45.
2.中华人民共和国住房和城乡建设部. 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）[S]. 中国建筑工业出版社出版. 2010.
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
关键词：混凝土结构；设计；本科教学
【中图分类号】G64.23【文献标识码】A【文章编号】
土木工程是一门和人们衣食住行息息相关的学科，范围非常广泛，有房屋建筑工程、给水排水工程、公路与城市道路工程、机场工程、水利工程等。其发展取决于两方面：物质技术方面和科学理论方面。科学理论的目的是认识课题，寻求本质，主要任务是解决“为什么”，表现形态为知识理论；物质技术的目的是用来改造课题，任务是回答“做什么和怎样做”，表现形态为物质[1]。在土木工程领域科学理论主要表现为材料和结构在作用下的反应与破坏机理、计算原理；物质技术主为材料制作与加工技术、结构技术、施工技术、节能技术等。其中施工和材料，还有理论最为重要，又称为土木工程的发展的三要素：施工、材料和理论。
房屋建筑工程是土木工程的分支，同样受二个方面和三要素的制约与促进。科学理论方面每个领域都是基本相同的，由于不同领域的特殊性，其物质技术方面不尽相同。在本科教学中，作者认为应讲清理论，来理解和掌握技术；工作中，则要结合现有技术和理论，解决工程问题，创造和使用新的技术。
虽然房屋建筑工程只包含两个方面――科学和技术，但内容非常多，限于篇幅，本文主要讲述物质技术中的结构设计。结构是承重的骨架体系，根据组成材料又可分为混凝土结构、钢结构、砖混结构、木结构等。不同材料及所组成的结构体系在作用的反应与破坏机理的不同，设计方法又有所不同，本文主要从总体上讲述混凝土结构的设计方法的共性与教学改革建议。所谓结构体系是指构件按一定的传力路径而组成的结构定式，通常简称为结构。目前混凝土结构体系主要有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、板柱-剪力墙结构、筒体结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构、混合结构。
混凝土结构的材料组成主要是钢和混凝土，由于两种材料的组成关系不同，以及结构体系的不同，不同的结构在荷载的作用下有共性，又有其特性。下面就谈谈结构设计共同的基本原则和步骤。
一、结构设计
设计就是把我们的规划、构思等，以视觉的形式（声音、图像和实物等）表现出来。结构设计通常指把空间以图纸的形式表达出来。结构设计的基本原则是均匀性、整体性和经济性。均匀性指结构质量、刚度、几何尺寸和作用分布均匀。整体性一指结构在作用下，作为一个整体参与抵抗工作，二指在偶然作用下或局部的破坏，结构还能保持整体而不倒塌或缓倒塌。结构均匀，方便估计作用效应，找出薄弱部位，采取加强措施；结构整体好，能提高其抵抗偶然作用的能力及抗灾能力，从而提高安全性。具体指导方针：安全适用，经济合理，保证质量，方便施工，减轻偶然作用，避免人员伤亡，减少经济损失。实施时从项目选址，（建筑和结构）设计，施工三个阶段严格把关，科学决策。本文主要谈结构设计阶段的方法与步骤。
我国现阶段的房屋建筑设计模式是建筑设计和结构设计分别由建筑师和结构师完成。通常把结构设计分成三个阶段：方案设计，初步设计，施工图设计。
1.方案设计
本阶段结构师根据经验，结合建筑方案，运用概念设计，初选结构的型式，结构的体系，构件的形式等。所谓概念设计即根据工程经验等形成的设计原则和设计思想，进行结构总体布置并确定细部构造的过程。
由于结构在各种作用下反应的复杂性，以及实际结构与计算模型的差异，很难有效地算出结构在各种作用组合下的薄弱环节，因此本阶段主要是运用正确的结构概念进行设计[2]，且要综合考虑经济、施工和技术先进性等。
具体过程结合结构破坏可能产生的后果及对各方面影响后果的严重性，根据建筑工程抗震设防分类标准与建筑结构可靠度设计统一标准，确定结构的设防类别及结构和构件的重要性。结合《抗规》（3.4节～3.9节，6.1.1）或《高规》（第3节），确定结构的三维尺寸（长宽高），结构体系及传力途径等。通常形成2个以上的方案，以供比较和进一步的优选。
2.初步设计与计算分析
主要是对前面的方案进行优选。初选构件的截面尺寸，材料，确定结构的计算简图，包括确定结构体系，杆件类型，杆件之间的连接形式，结构与支座的连接形式，材料的力学性质，荷载的计算。根据计算简图进行结构的力学行为分析（内力、变形、稳定性、动力特性等），从强度、刚度和稳定性三个方面对方案进行比较，确定最合理的方案。用极限状态设计法，求出构件的计算配筋量。
初步估算可以用简化方法并结合概念设计（如《抗规》3.4～3.6，《砼规》3.1～3.2和3.6，《高规》第3～5章）对多个方案进行初步筛选。再对筛选的方案，利用合法有效的软件（抗震分析时要符合抗规3.6.6），对结构进一步的分析比较：内力、位移、周期、薄弱部位和复杂部位的应力分析等，综合考虑施工与经济，确定最优的方案（结构布置、构件尺寸和材料类型）。对最优方案做详细的分析与计算（细部应力计算），得出计算配筋量。
3.施工图设计
本阶段主要是根据计算结果，结合概念设计，对结构和构件的构造、连接措施，耐久性及施工的要求，进一步的明确和细化，确定结构及构件的配筋量，细部构造的处理，选定材料。
目前常用的软件能给出梁板柱墙及基础的配筋量，并根据设定钢筋库进行选筋，并用平面标注。有时软件的选筋结果不是很合理，还需要设计人员根据计算结果及规范的相关要求，并运用概念设计对配筋进行核查、调整和补充。规范相关章节为：《砼规》3.5，4章，8章～11章，《高规》3.6，3.10，6章～11章，《抗规》3.9节和第6章，非结构构件还要考虑《抗规》3.7节和第13章.基础部位则要考虑《高规》第12章及《地规》和《桩规》。综合考虑当地材料的供应和施工水平，书写施工说明，绘制配筋图。
二、教学
传统设计规范以“截面钢筋屈服”和“混凝土破碎”控制混凝土结构的安全，实际这只属于安全的较低层次。而结构在偶然作用的倒塌，才是对安全的最大威胁。因此，提高结构的抗灾性能，这才是结构安全的根本[3]。而提高结构的抗灾性能，就要加强结构的整体性。传统的房屋混凝土结构的教学也是以构件教学为主――重构件计算，轻概念。课程的安排方面也存在支离破碎的现状。
作者认为，混凝土结构的教学也应随着人们对结构设计认识的深化，而改变。指导思想为讲清原理（学生和老师），重视概念和整体方案设计的教学，构件的计算作为基本技能掌握。具体为：1.课程的重组，把混凝土设计基本原理，混凝土结构设计，高层建筑结构设计，建筑结构抗震设计，合为混凝土结构设计，分为三部分――基本原理，结构设计（非抗震和抗震）。2.编写相应的大纲和教学计划――先进行整体结构的教学（方案设计，效应的计算与组合），考虑到与结构力学的衔接先以框架结构为例。再讲基本原理，最后其它结构体系及结构的抗震设计。
三、总结
结构设计的原则是均匀性和整体性：要重视概念和方案设计（刚度、质量和几何分布均匀），加强结构的整体性，提高结构抗灾性能。教学更应该从传统的构件式教学，过渡到整体式教学：理解原理，重视概念，掌握基本技能。
参考文献
[1]科学与技术的区别[J].齐齐哈尔社联通讯，1985，S2期：28.
[关键词]：水工砌体 ;结构设计方法
中图分类号：TU318文献标识码： A
一、新的水工砌体结构设计应符合的原则
参考新编《水工砼结构设计规范》编制中具备的原则，新的水工砌体结构设计方法应能符合下述三项基本要求:
1、符合水利水电系统工程结构应遵守的共同准则.术语和符号按《工程结构设计基本术语和通用符号(GBJ3-88 )》规定采用，计量单位采用我国法定的计量单位.根据《水工统标》规足，改用近似概率极限状态设计法计算，并以5种分项系数表达的实用设计表达式表达.
2、尽量与我国其他规范统一衔接，尤其是与即将颁行的新编水工建筑物荷载设计规范、水工硅结构设计规范以及GBJ3一88规范、85桥规等规范统一衔接.
3、能反映水工结构特点，使同类构件在不同荷载组合作用下均具有较准的可靠度.
新编水工钢筋砼构件计算公式的组成与特点
在新编水工砼结构设计规范中，钢筋砼结构构件的计算公式可分为内力设计值、结构系数和极限承载力设计值三部分.例如，钢筋砼轴心受压构件，可按新编水工砼结构设计规范计算:
(公式1）
式中N.(水工)-按水工建筑物荷载设计规范计算的内力(轴向压力)设计值
Yd一一结构系数，按水工砼结构设计规范，取Yd = 1. 20;
为讨论方便，本文称其为轴心受压构件载面极限承载力设计值.
在新编水工砼结构设计规范中，钢筋硅结构构件计算公式的组成具有下列特点:
(1)水工钢筋砼构件载面极限承载力设计道〔例如轴心受压构件的一般与GBJ10一89规范相同;
（2）内力设计值按水工建筑物荷载设计规范规定计算，反映水工结构特点;
(3)由GBJ10一89砼结构设计规范公式〔例如轴心受压构件N(工民建)与新编水工砼结构设计规范公式〔例如式. 1〕对比可知:（公式2）
式中，N(工民建)表示按工民建系统规范计算的内力(轴向压力)设计值，其余符号意义同前.
综上所述，水工钢筋砼结构构件的计算公式，一般是由GBJ10一89公式的内力设计值换成结构系数Yd(= 1. 20)乘水工内力设计值而来的.
二、新水工砌体结构设计方法的设想
式 2本质意义是:工民建系统公式的内力设计值等于结构系数Yd(= 1. 20)乘以水工系统的内力设计值.根据这一观点，参考新编水工钢筋硅结构构件计算公式的组成，可将GBJ3一88砌体结构设计规范中按工民建系统计算的内力设计值，一律换成水工系统的内力设计值与结构系数Yd的乘积，然后用GBJ3一88规范公式计算水工砌体结构.这就是笔者对新的水工砌体结构设计方法的设想.下面进一步论述这种新的设计方法.
1、设计表达式
按《水工统标》采用5种分项系数表达的实用设计表达式.
1）承载能力极限状态计算
・基本组合
承载能力极限状态的基本组合采用下列设计表达式:
（式3）
式中左边诸项的乘积为内力设计值，按水工规范计算，各符号意义及其求算方法与新编水工砼结构规范相同;R(.)表示结构构件抗力函数，可套用GBJ3一88规范的规定和方法计算;
Yd为结构系数.只要能合理确定Yd值，就可用新编水工砼结构设计规范的方法求算内力设计值，用GBJ3一88规范求承载力〔R(・)/Yd}，按式3)进行承载力设计.
・偶然组合
承载能力极限状态偶然组合的设计表达式，采用与新编水工砖结构设计规范相同的原则确定.即偶然作用分项系数可取为1. 0;参与组合的某些可变作用，可根据各类水工建筑物设计规范的规定作适当折减;结构系数Yd的取值可按基本组合的规定取用.
2）整体稳定验算
当水工砌体结构作为一个刚体，需验算整体稳定时(例如验算抵抗倾班、滑移、漂浮等)，可参考85《桥规》,GBJ3一88《砌体结构设计规范》，采用下列实用设计表达式计算:
式中CG.CQ分别为水久荷载与可变荷载的效应系数，其余符号意义同前.
2、关于正常使用极限状态验算的问题
砌体结构除应按承载力极限状态设计外，还应满足正常使用极限状态的要求.由于砌体结构自身的特点，其正常使用极限状态的要求在一般情况下可通过一定的构造措施予以保证.
3、水工砌体结构系数yd的确定
在基本构件载面承载力计算中，水工砌体结构系数Ya的取值，可参照85《桥规》，按水工素砼结构构件计算公式估计.
在85《桥规》中，素砼结构构件与砼砌块砌体结构构件为统一的计算公式.参照85《桥规》的做法，水工砼砌块砌体结构构件可用水工素砼结构构件的公式计算.以砼轴心受压短柱为例:
按水工砼结构设计规范计算:
按本文方法计算
4、水工砌体结构构件的计算
根据本文2所述设计表达式，以及内力设计值按水工方法计算、抗力计算与GBJ3一88相同的原则，不难列出水工砌体结构构件的具体计算公式.以下通过几个算例进一步讨论本文提出的计算方法.
例某钢筋砼梁式渡槽(图1)属Ⅲ级水工建筑物.采用M5水泥砂浆、MU30粗料石砌成等载面石墩支承.墩身载面尺寸:顺渡槽方向b=1.6m,横渡槽方向h=2. 5 m ,最高墩身高25 m.砌体重力密度Y=23 kN/m3，跨槽身自重NK=800kN,满水时水重,NK=1900GkN.试验算石墩支承是否安全.
「解(1)高厚比验算
比照砖柱，取[β=16，则
符合构造要求.
(2)渡槽通水时的验算
按GBJ3一88规范，M5水泥砂浆、NIU30粗料石
则
(3)施工期验算
由和查表得则
三、水工混凝土结构设计
针对传统的混凝土结构设计以强度设计为主的特点，水工混凝土建筑结构设计不仅要注重结构强度设计，还需要更多地考虑建筑结构在长期使用过程中由于水下环境作用引起的结构材料腐蚀对结构性能与适用性的影响,应尽可能通过合理的结构设计延长结构使用寿命。水工混凝土建筑结构的设计应严格按照现行的有关国家、地区及行业标准和规定执行,充分考虑建筑结构在正常使用阶段结构构件的相关检测和维护过程,在进行水工混凝土结构设计时, 应预留足够的工作面为后续工作提供可实施性。值得指出的是,水工混凝土结构在使用过程中遭受病害是不可避免的,只是应将其程度降至最低水平。因此,在设计混凝土结构构件时,在考虑材料受环境侵蚀和老化对性能产生的影响后,还仍然要确保结构和构件存有足够的安全性和整体稳定性。
1、水工混凝土结构的特性
水工混凝土是混凝土学科中带有许多特殊性的领域。将一般混凝土结构设计理论用于水工混凝土结构,常会遇到不少无法解决的困难。水工混凝土结构的特殊性有如以下5个方面。
1） 结构尺寸较大,常为大体积结构,或为跨高比很小的短杆件。
2） 强度所需的配筋率小于一般混凝土结构设计理论中规定的最小配筋率,但其配筋量仍极大。
3） 大体积混凝土结构的水泥水化热较大,在外界温度变化时,常不可避免地发生温度裂缝。为限制裂缝宽度需配置较多的温度钢筋。
4） 结构有的全浸于水中,有的处于承压或干湿交替的状态,有的尚有渗漏、冻融或冲刷气蚀等作用,耐久性常成为水工混凝土的严重问题。
5）不少结构为非杆件体系,无法象弯、压、拉等标准杆件那样按极限强度理论进行配筋分析。
为适应水工中这种大体积、低配筋和非杆件的特殊性态, 我国工程界曾作过多方面的探索,如按应力图形配筋、非线性钢筋混凝土有限元分析、大体积混凝土温度配筋等,并有了不少进展。
2、水工混凝土结构的可靠度分析
水工统一标准已规定水工结构设计必须采用以近似概率法为基础的可靠度理论。但在引用这一理论时,注意到水工混凝土结构的某些特殊性是完全必要的。例如：
1） 水工大体积混凝土的实际强度与实验室小试块强度的差异就比工民建的混凝土来得更大些,其中尺寸效应、持久强度和水饱和时的强度降低及后期强度的增长等因素造成的混凝土强度不定性就有深入研究的必要。
水工中一些主要荷载的实测和统计工作做得还很不够。有些荷载如土压力、围岩压力、
渗透压力、地基反力等还是用理论公式计算出来的,与实测值有多大差异还不十分清楚。有些荷载还具有人工控制的特点,如有溢洪或闸门设施时的挡水压力,就具有确定的上下限,它的分布概型就具有很大特殊性。
2） 水工中荷载与荷载效应之间的关系常随所采用的分析方法的不同而有根本性的差别。例如：尾水管,采用一般框架分析或带刚性域框架分析或用有限元分析,得出的荷载效应值将有极大差别,甚至会使截面内力发生变号。因此计算简图正确程度的不定性将严重影响结构实有的可靠指标。但这种不定性目前还难于统计分析。
3）房屋建筑或桥梁工程等失事后果仅在于建筑物本身以及本身范围内的人身及经济损失。但挡水大坝等水工建筑物失事后将危及下游广大范围内的村镇及农田,其损失远大于建筑物本身。因此对这种会导致严重后果的结构是不能用一个结构重要性系数并简单地取 就能了事的。在它的可靠指标分析中应该把造成后果的严重程度考虑在内。目前,水工统一标准（初稿）把水工建筑物的安全等级也类似房屋建筑那样分为三级,分别取。但水工中的大型建筑物如葛洲坝、刘家峡工程与一些小型渠系涵管之间,其失事后果严重性的差别,决不是1.0， 0.9 之比。我们认为水工建筑物的安全等级宜分为五级,对于挡水建筑可分属于1,2,3个级别,对于一般钢筋混凝土结构构件则可分属于3,4,5三个级别。因为最重要的钢筋混凝土构件也无法与3级挡水闸坝相比。
3、 水工混凝土结构的耐久性
过去,工程技术人员所关心的常常只是工程的设计和建造。但工程结构在长期使用过程
中会逐渐损坏这一客观规律迫使人们把注意力转向已建结构的可靠性评估及维修加固技术方面来。人们除了关心工程的初始造价外,还应从大系统出发考虑工程的维护费用及遇到风险时的损失期望值。这方面的研究已成为结构工程学科发展的重要分支。
目前,国内不少50年代的建筑物,已进入“老年期”,对其继续使用寿命作出鉴定和书评估,以及采取最佳的加固补救技术是十分重要的。国内在房屋建筑方面已制定了相应的法规
和条文,编制了可靠性鉴定标准和加固技术规范。水工混凝土建筑的病害比房屋建筑严重得多,除混凝土碳化钢筋诱蚀引起顺筋开裂外,还有冻融、低强度风化、渗漏、冲刷气蚀、水质侵蚀、碱骨料反应等严重病害。仅“七五”期间,部属大中型水电工程需要修补的就耗资数亿元。
但目前水工钢筋混凝土设计规范中, 对耐久性还只以荷载直接作用下的受力裂缝的宽度作为衡量的指标,这显然是很不全面的。有关水工建筑物调查显示：967根构件中因钢筋锈蚀顺筋开裂（先锈后裂）的占56% ,但未发现一根是由于受力裂缝（横向裂缝）引起的。钢筋混凝土构件的耐久性主要决定子保护层厚度、水泥品种和讯量、水灰比、结构类型、施工质量、表面防护等。大体积混凝土结构则还与混凝土强度、抗冻性、抗渗性、抗腐蚀性和抗冲刷能力等有关。因此,在设计阶段就应该把这些因素加入进去加以考虑,以改变设计人员只重视强度的片面观。
结语：
1)当前我国工程结构总的基本设计原则是“概率极限状态设计原则”.从长远的观点看，水工砌体结构继续沿用《桥规》设计是不适宜的.
2)尽管GBJ3一88规范也是采用“概率极限状态设计原则”，但不是以5种分项系数表达的实用设计表达式，不完全符合水利水电系统工程结构应共同遵守的GBJ5099一94《水工统标》，用GBJ3一88规范设计一般的水工砌体结构有不足之处.
3)本文方法本质上是GBJ3-88规范方法.由于内力设计值改用水工方法计算，因此，可与其它专业的水工规范统一或衔接，使用方便、安全可靠，具有水工特点.鉴于目前研究的深度和广度，建议用于中小型水利水电工程中的砌体结构设计.
参考文献：
【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.
关键词：建筑工程技术；钢筋混凝土；现浇混凝土裂缝
随着建筑工程技术的发展，钢筋混凝土房屋建筑结构在我国城市房屋建筑中得到了广泛的应用。钢筋混凝土结构的抗震性强，建筑的承载力高，所以其在城市建设中的普及度比较高。钢筋混凝土结构一般采用的现浇混凝土工程技术，这种技术由一个显著的确点，那就是混凝土裂缝，而这个问题也一直困扰这建筑工程设计、施工人员。由于建筑工业以及混凝土本身的原因，现浇混凝土裂缝是不可避免的，但是其裂缝的程度以及裂缝产生的影响完全可以控制到最低。本文将对此进行讨论分析。
1、 预防控制把握在设计阶段
现浇混凝土裂缝主要是由于荷载、变形而产生，我们应该在设计阶段或者是工程项目的施工阶段对其进行预防，并且在头脑中时刻保持预防裂缝意识。
荷载裂缝是由于建筑结构承载物过重而产生的裂缝变化。现浇混凝土裂缝不可避免，所以在设计阶段应该把裂缝控制正常范围以内。主要通过对建筑结构进行力学计算分析、构造可以抵抗的房屋结构，以此来突出“抗”裂缝的原则，使建筑物的“抗”性满足国家的规定标准，除此之外，还应该满足现浇混凝土的抗形变要求。
变形裂缝主要是由于现浇混凝土由于环境原因而产生的形变造成。在其抗承载力的时候我们可以采取“抗”的原则进行减少裂缝，所以在变形方面，我们可以采用“放”的原则进行。钢筋可以加强房屋建筑的延展性和韧性，所以在房屋建筑结构的特殊模块加强钢筋的配额，有效的约束由于气候原因造成的混凝土变形。事实表明，合理的添加钢筋，可以有效加强混凝土结构的抗裂性。在实际设计阶段，我们通常在房屋的梁侧添加纵向钢筋，而在屋面板角部增加双向钢筋网，以此来提高建筑结构和构件抵抗变形裂缝的能力。在对房屋主要构件进添筋作业的时候，需要把握添筋度，太多就会适得其反，太少就会达不到设计要求，至于添加钢筋的数量应该根据建筑结构的大小，以及使用的建筑材料而定。
对于混凝土结构设计，应该从房屋建筑的整体去考虑，以大局的维度去考虑问题可以有效的预防混凝土结构裂缝问题。从整体考虑建筑结构，可以有效的发挥、利用建筑整体结构和各基本建筑构件之间的关系，从而能够有效、快捷的对整体建筑模块进行构思、选择、比较适合的技术和方案。地对总体结构体系进行构思、比较和选择。通过全局分析后，然后对局部构件进行详细分析，最主要的还是力学分析可以明确的得出基本构件的抗裂性，而基本控件和主题框架又存在着必然的联系，从而得出整个建筑的抗裂性。从而对整个设计思路进行调整，对设计方案进行改进，避免在施工时才发现问题所在，这样做不但能够很好的提升房屋设计的质量，而且还能有效的降低工程造价成本。
2、房屋建筑结构设计中裂缝控制措施
通过实际工作表明，在设计阶段控制混凝土结构裂缝主要体现在建筑结构设计、建筑构件的配筋去分析考虑。
2.1 注意建筑结构的平面布置
建筑结构的平面设置应该布局规则，片面忌出现凹口现象，如果平面不够平整，出现了凹凸现象，应该在其边缘设置拉梁，而其周边楼板需要加厚，并且加强配筋数量。
建筑结构的承重范围有限，应该尽量控制平面结构的宽度，其宽度应该在规定的范围以内，如果超过规范不大，可对建筑平面中部设置收缩后浇带。混凝土浇带的间距应该保持在25m为宜，其位置在梁和楼板的1/3跨处。如果房屋建设平面的长度超出规范规定数值较大时，可以设变形缝。如果建筑物群房和主楼存在较大的落差，可以在它们之间设置沉降缝或后浇带，这样可以减小裂缝的产生。对于现浇钢筋混凝土的女儿墙体其水平长度大于12m时，应该对其设置缩缝。如果房屋长度不小于40m时，需要在楼板中部设置后浇带，减少混凝土收缩应力和温度影响。
2.2 注意配筋设计
钢筋混凝土结构中，添加合理的配筋数量，可以有效的控制构件的裂缝宽度。在我国《混凝土结构设计规范》（GB50010.2002）中对其进行了明确的规定。建筑结构中的梁、板等不同构件，其配筋率和钢筋间距各不相同。板的受力钢筋的配置应该遵循直径较小间距较密为原则，这样可以相对减小构件裂缝。
建筑物的配筋数量与环境有关，如果屋面的传热系数宜不大于1.5W/（m2．K），则屋面板的结构配筋宜采用双层双向配筋，对房屋板面无负筋的区域，可以将板的支座负筋拉通。四边嵌固的现浇楼板，板的收缩受双向约束，宜在板的4大角差产生45°的裂缝，中部产生贯穿裂缝，在房屋屋面板阴阳角变形应力集中的地方，宜增设双层双向间距100mm的配筋，其范围为板跨度的1/4，或增设5Φ10mm放射钢筋。
总之，除了在3个维度上去控制混凝土结构裂缝现象外，还应该注意建筑物凸凹尺寸、体积结构变化，我们应该在尽量保证建筑物在形状规则、刚度均匀和构件能够发生连续变化，以此来增强其对温度环境的变化，以此来降低裂缝程度，从而保证了房屋的质量。
参考文献：
[1]罗国强．混凝土与砌体结构裂缝控制技术[M]．北京：中国建材工业出版社，2006.
