土建结构论文十篇

土建结构论文篇1

结构安全性是各种作用下结构防止破坏倒塌、保护人员不受伤害的能力,是结构工程最重要的质量指标。结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准,也与结构的正确使用(维护、检测)有关,而这些又与土建工程法规和技术标准(规范、规程、条例等)的合理设置及运用相关联。

1.1我国结构设计规范的安全设置水准。对结构工程的设计而言,结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的安全耐久性等几个方面。

1.1.1结构构件承载能力的安全性。与结构构件安全水准关系最大的两个因素:一是规范规定结构需要承受多大的荷载(荷载标准值),比如同样是办公楼,我国规范自1959年以来均规定楼板承受的活荷载是1.5KPa（在新修订的规范里已改为2KPa）,而美国、英国则分别为2.4KPa和2.5KPa;二是规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小,前者是计算荷载对结构构件的作用时,将荷载标准值加以放大的一个系数,后者是计算结构构件固有的承载能力时,将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这样根据我国原有规范设计办公楼时,所依据的楼层设计荷载(荷载标准值与荷载分项系数的乘积)值大约只有英国、美国的52%(考虑人员和设施等的活载)和85%(对结构自重等的恒载),而设计时据以确定构件能够承受荷载的能力却要比英国、美国规范高,两者都使构件承载力的安全水准下降。这里的问题主要在于设计墨守成规,在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。

1.1.2结构的安全耐久性。我国土建结构的设计与施工规范,重点放在各种荷载作用下的结构强度要求,而对环境因素作用(如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀)下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故,其严重程度已远大于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害,所以这个问题必须引起格外重视。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求,如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级,都显著低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一;而提高结构构件承载能力的安全设置水准,在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。

1.2调整结构安全设置水准的不同见解。我国结构设计规范的安全设置水准较低,与我国建国后长期处于短缺经济和计划体制的历史条件有关。这种作法能够对土建结构取用较低的安全水准并基本满足了当时的生产与生活需求,并历经了较长时间的考验,这是国内土建科技人员经过巨大努力取得的重大成就。但是,由于安全储备较低,抵御意外作用的能力相对不足。如果能够适当提高安全设置水准,将有利于减少事故的发生频率和提高工程抗御灾害的能力。国内发生的大量工程安全事故,主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。现在提出要重新审视结构的安全设置水准,主要是基于客观形势的变化,是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础,要满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要,有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。

2.土建结构工程的耐久性

土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系,是使用期内结构保持正常功能的能力。这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性,而且更多地体现在适用性上。

2.1土建结构工程的耐久性现状。当今大多数土建结构由混凝土建造。混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施工程的世界性问题,并非我国所特有,但是这一问题至今尚未引起我国政府主管部门和广大设计与施工单位的足够重视。长期以来,人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料。直到上世纪70年代末期,发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境因素影响下出现过早损坏。美国许多城市的混凝土基础设施工程和港口工程建成后不到二三十年甚至在更短的时期内就出现劣化;据1998年美国土木工程学会的一份材料估计,美国国内基础设施工程中仅为修理与更换公路桥梁的混凝土桥面板一项就需800亿美元,而现在联邦政府每年为此拨款只有50亿～60亿美元。发达国家为混凝土结构耐久性投入了大量科研经费并积极采取应对措施。我国建设部于20世纪80年代的一项调查表明,国内大多数工业建筑物在使用25～30年后即需大修,处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15～20年。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好,一般可维持50年以上,但室外的阳台、雨篷等露天构件的使用寿命通常仅有30～40年。

2.1.1由于混凝土的质量检验习惯上以单一的强度指标作为衡量标准,导致水泥工业对水泥强度的不适当追求,使水泥细度增加,早强的矿物成分比例提高,这些都不利于混凝土的耐久性。我国对水泥质量的检验在强度上只要求不低于规定的最低许可值,而国外则同时还要求不高于规定的最高值,如果强度超过了也被认为不合格,这一要求还有利于水泥产品质量的均匀性。

2.1.2不适当地加快施工进度,尤其是对工程进度不适当的行政干预。混凝土的耐久性质量尤其需要有足够的施工养护期加以保证,“早产有损生命健康”的概念同样适用于混凝土。国内一些媒体大加宣传的所谓几个月就修成一条大路、建成一座大桥或盖成一幢高楼的工程以及抢工献礼工程,很可能就是今后注定要花掉大量资金进行大修的短命工程。提前完成合同规定施工工期的工程在国外要被罚款,因为意味着工程质量有遭到损害的可能。

2.1.3环境的不断恶化,如废气、酸雨,我国的酸雨面积已超过国土的30%

2.2土建结构工程使用阶段的正常检测与维护。结构耐久性和使用寿命的概念,与使用阶段的检测、维护和修理不能分割,对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程来说尤其如此。为了保证结构安全性和耐久性,一些工程在建成后的使用过程中,应该进行定期检测和维护。我国有结构工程的设计规范与施工规范,但没有如何使用的规范。有些国家对于结构的损坏可能危及公众安全的建筑物与桥、隧等公共工程,强制规定必须定期检测;即使是建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件,因其坠落后容易伤及公众,也有强制定期检测的要求。我国由于施工管理水平相对较差,施工操作人员的素质不高,质量控制与质量保证制度不够健全,规范对结构安全与耐久性的设置水准又相对较低,已建的工程中往往存在较多隐患,所以更有必要从法制上确定土建工程的正常使用和定期检测的要求。对于土建结构工程的安全质量,虽然政府已做出了设计与施工的责任单位和个人需对其“终身负责”的规定,但是这种要求执行起来缺乏可操作性。要将结构安全质量事故减少到最低程度,还应以预防为主,通过例行检测及时发现问题。现在国内有大量土建工程因步入老化期需要诊治,也有大量已建的违章工程需要评估,更有许多工程发生病害需要诊断和加固,各地已涌现不少从事土建工程诊断、治理与加固的队伍,并有蓬勃发展成为一种新兴行业的趋势。出现问题和病害以后再来治理固然重要,但是我们应该更加强调预防。对于在役土建工程的检测和评估,要建立相应的法规和标准,要有从业人员的注册和从业机构的资质认证制度,在管理体制上予以规范。从国家对公共工程建设的投资和对工程设计的要求来看,需要有对工程整个使用期限即全寿命费用支出的论证。只注意工程项目建设的一次投资支出,很少考虑工程建成后需要正常维护与修理的长期费用,不但可能损害工程使用寿命和正常使用功能,而且经济上算总账会很不合算。在发达国家,由于新建工程少,用于维修的费用往往更为主要,例如英国1980年的维修费占当年土建费用总支出的2／3。我国虽是发展中国家,现在正大兴土木,可是过去建成的大量工程已经或过早老化。在土建工程的投资上,希望有关部门能增加已建工程维修的费用。为加速路桥等公共工程建设,国家现在鼓励投资公司出资并给以一定期限如30年的经营收入作为补偿。如果对重要土建工程有必须进行定期检测与评估的法规,就能保证这些工程在一定期限后归还国家管理和经营时仍具有良好功能,对于设计工作寿命为100年的桥梁,至少还可正常使用70年,而不至于30年到期后国家接收的已是一个破旧待拆的工程。

3.建议

为了改善我国土建结构工程的安全性与耐久性,提出了以下建议。

3.1土建工程使用过程中的安全性,应有定期的检测和正常的维护修理加以保证。对于重要土建工程,我国尚无必须进行安全检测的法规。在基础设施工程的投资上有重新建、轻维修的倾向,不利于保证工程寿命和投资效益。建议对桥、隧等重要公共基础设施和重要的公共建筑物,在其使用期内实施强制性的定期安全检测。为此,需要制定法规和编制相应的技术标准;对于土建结构工程的检测与评估,需要建立从业人员的注册制度和从业机构的资质认证与监管体制。凡属已建工程的安全诊断也可一并归入这一行业。建议有关部门在桥、隧、道路等土建基础设施工程投资上,根据需要,加大工程维修费的比例。

3.2完善技术标准体系与管理体制,发挥学会、协会在技术标准编制、修订和管理中的作用;逐步淡化技术规范条文的强制性质;鼓励编制地方性规范（标准）和企业标准,以适应不同地区在环境地质和经济、技术水平上的差异,并鼓励科技创新和技术进步。

3.3合理设置土建结构设计的安全水准,必须考虑工程失效的风险后果、社会的财富与资源供给乃至公众的意向等多种因素。随着我国经济形势的巨大变化,有必要重新审视现行土建结构工程设计规范的安全设置水准,建议主管部门组织论证。桥梁等交通土建结构的风险后果较大,且由于车流、车载、车速的快速发展,在设计荷载标准值和承载力安全度的设置水准上似乎应比一般的建筑结构有更高的安全储备。在建筑结构的安全设置水准上,建议进一步收集不同意见,包括商品房消费者的意向。我国不同地区的经济发展水平相差悬殊,在建筑物安全性和耐久性的要求上是否需要区别对待也值得探讨。

3.4我国建筑结构设计规范采用可靠度设计方法的经验及问题值得总结。可靠度方法用于不同类型结构的先决条件和难度不一。建议有关部门在推广可靠度方法于各类设计规范时,应广泛征集各种看法,实事求是,稳慎对待。

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参考文献

［1］《土建结构工程的安全性》

［2］《土建结构工程的耐久性》

［3］《土建结构工程结构设计规范》

［4］《结构构件承载能力设计规范》

土建结构论文篇2

在利用混凝土施工技术时应当注意严重控制混凝土的温度应力，避免混凝土结构因温度差异，致使混凝土结构受温度应力作用而出现裂缝问题。对于混凝土施工中，混凝土温度应力控制需要注意的方面有：严格控制水泥质量。水泥是构成混凝土重要原材料之一，其能够发生水化反应。水泥水化反应过程中，会释放大量的热量。当大量的热量存在混凝土的内部结构中时，处理不当，容易导致混凝土产生温度应力。在选取水泥材料时应当对水泥水化反应进行测试，确定水泥水化反应程度，从而选择水化反应程度较低的高质量水泥。重点控制混凝土温度。外界温度过高或过低，都可能影响混凝土浇筑温度，促使混凝土结构受温度应力作用。所以，在进行混凝土结构浇筑之前，一定要确定当前外部温度，尽量避免在高温下进行混凝土结构浇筑作业。如若一定要在高温环境下进行混凝土浇筑，需要采取综合降温措施，尽量保持混凝土浇筑相对稳定的温度下作业。

（二）降低地基对混凝土的约束力

在实际工作中，降低地基对混凝土的约束也是混凝土结构施工中需要注意的问题，如若地基的约束力作用在混凝土结构上，也会降低凝土结构施工质量。

（1）进一步降低混凝土内部约束力为了保证混凝土结构施工质量不受混凝土内部约束力的影响，在应用混凝土施工技术时一定要估算混凝土结构内部温度。在具体施工过程中，注意控制混凝土结构内部温度，如若出现温度超过估算范围时，应当采用覆盖法或蓄水发法等来降低混凝土结构内部温度。

（2）减少外部地基约束力在土木工程建筑混凝土结构施工过程中，应用混凝土施工技术进行混凝土浇筑时作用在地基上的作用力较大，会增加地基需要承受的压力，相应的地基约束力将会作用在混凝土结构上，促使混凝土结构施工质量降低。对此，在混凝土结构浇筑时尽量采用滑动层浇筑，通过滑动浇筑，缓解低级所承受的作用力，相应的降低地基外部约束力，确保混凝土结构施工质量达标。

（三）结束语

土建结构论文篇3

关键词：钢筋混凝土梁；受剪承载力；桁架拱模型；混凝土结构设计规范

中图分类号：TU375.1

文献标志码：A

文章编号：1674-4764（2013）04-0007-06

钢筋混凝土构件斜截面受剪承载力计算是混凝土构件设计中的重要课题。由于影响钢筋混凝土构件抗剪强度的因素众多，破坏形态复杂，对混凝土构件受剪机理的认识尚不完善，至今未建立一套较为完整的理论体系[1]。目前要做到定量分析钢筋混凝土构件的斜截面受剪承载力还存在很多困难，当然试验研究是一种最为直接和有效的方法，但全面的试验对比研究耗资巨大，一般难以实现。到目前为止，尽管各国学者进行了大量的关于钢筋混凝土梁的受剪承载力理论分析和试验研究，但由于各学者研究的侧重点不同且该问题本身具有复杂性，致使至今钢筋混凝土构件的抗剪问题没有得到很好地解决。包括中国在内的多国规范都是采用半经验半理论的计算方法进行构件受剪承载力设计，该方法具有计算简单且不易出错等优点，但缺点是缺乏明确的力学模型，且当结构材料与原建立规范计算公式时的材料差异较大时，规范公式的计算结果的可信程度遭到质疑。因此，迫切需要建立混凝土构件的受剪理论模型和模型理论计算公式，以解决受剪承载力的设计问题。采用桁架拱模型理论分析钢筋混凝土构件的受剪机理，给出了钢筋混凝土梁的受剪承载力计算公式，探讨了有关计算参数的取值，并结合收集的136根关于钢筋混凝土梁受剪承载力研究的试验数据，验证桁架拱模型理论的有效性。

1桁架拱模型

桁架拱模型是一种在桁架模型基础上加以考虑混凝土的受压拱体效应发展演化而来的模型。桁架拱模型认为，构件的所受总剪力由桁架模型和拱模型共同承担，即构件中受压混凝土既起受压上弦杆的作用又起斜压腹杆和拱的作用，如图1所示。

1.1桁架模型

桁架模型最早由德国的Ritter所提出，也称古典桁架模型[2]。后经众多学者研究和发展，形成了多种桁架理论并被多国规范所采用，如拉压杆模型（美国规范[3]）、变角桁架模型（欧洲规范[4]）等。该模型的缺点是没有考虑混凝土的抗剪能力对构件受剪承载力的贡献，全部剪力由腹筋承担。

桁架模型认为桁架的受压上弦杆为受压区混凝土和上部受压纵筋，受拉下弦杆为下部受拉纵筋，腹杆则由受拉的箍筋及斜裂缝间的受压混凝土斜杆构成。如图2，图中h为构件截面高度、z为构件截面高度方向上两边缘纵筋之间的距离，可取为z=0.9 h。

5.1与试验结果的对比分析

共收集了136根关于钢筋混凝土梁受剪的试验数据[11-15]，文献[11]为集中荷载作用下有腹筋连续梁的抗剪强度试验数据，文献[12]、[14]为集中荷载作用下简支梁的抗剪强度试验数据，文献[13]为逆对称荷载作用下钢筋混凝土框架梁抗剪强度的试验数据，文献[15]为钢筋混凝土构件试验数据集（中国建筑科学研究院），钢筋混凝土梁的加载方式有集中荷载作用和均布荷载作用2种，所有钢筋混凝土梁均为单方向单调加载，其发生的破坏形态有主筋屈服后剪切破坏、主筋屈服前斜压剪切破坏形态和弯剪型破坏，试件有普通箍筋约束混凝土梁和高强箍筋约束混凝土梁。钢筋混凝土梁的基本设计参数：混凝土轴心抗压强度为10.4～62.78 N/mm2，箍筋强度为212～1 442 N/mm2，配箍率为006%～1.15%，平均约束应力为0.406 4～16.08 N/mm2，截面尺寸为b=110～400 mm、h=190～1 000 mm，钢筋混凝土梁的形式有连续梁、简支梁、框架梁3种。

图8为桁架拱模型公式的计算值（Vcal）和试验值（Vexp）的对比结果（图中斜直线为Vcal/Vexp=1），计算值与试验值比值的平均值为0.926 8，标准偏差为0.208 9，变异系数为0.225 4，最大值为1853 0，最小值为0.555 0。表1给出了Vcal/Vexp分布情况，计算值小于1.15Vexp的试件占试件总数的88.97%，且计算值小于0.6倍的试验值的试件仅占试件总数的2.94%。

综上所述，用桁架拱理论模型公式计算的结果与试验结果吻合较好，桁架拱模型可以作为钢筋混凝土梁剪切破坏的理论模型，其为中国规范建立关于钢筋混凝土构件受剪承载力计算的理论模型奠定基础。

6结束语

经理论分析和试验验证，可以得到以下结论：

1）当使用高性能或高强度的结构材料时，中国混凝土结构设计规范中的受剪承载力公式的计算结果不安全。

2）桁架拱理论模型分析钢筋混凝土构件的受剪机理是合理的，且基于该理论模型的钢筋混凝土梁的受剪承载力公式，当结构材料性能差异较大时，依然能保证计算结果的有效性。

3）箍筋应力发挥水平是有上限的，同时桁架拱模型公式的计算结果也验证了日本关于平均约束应力取值的正确性。

4）对于钢筋混凝土梁的受剪承载力计算，美国规范较中国规范保守。

参考文献：

[1]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.

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[3]American Concrete Institute. Building code requirements for structural concrete and commentary [S]. 2008.

[4]EN1992-1-1 Design of concrete structures-Part 1-1： General rules and rules for buildings [S]. 2004.

[5]ACI-ASCE committee 426. The shear strength of reinforced concrete members [J]. Journal of the Structural Division Proceeding， 1973，99（6）： 1019-1187.

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[8]Paulay T， Priestley M J N. 钢筋混凝土和砌体结构的抗震设计[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2011：493.

[9]日本建筑学会.鉄筋コンクリート造建物の終局強度型耐震設計指針.同解説[S]，1990.

[10]高木仁之，田中礼治，狩野芳一.高強度鉄筋をぃた鉄筋コンクリート部材の設計上の问题点—せん断補強筋として利用场合[J].コンクリート工学，1990，28（5）：85-88.

[11]卫纪德. 集中荷载作用下有腹筋连续梁的抗剪强度[J]. 哈尔滨建筑工程学院学报，1985（4）：1-12.

[12]Kang S K. Shear behavior of reinforced concrete beams and prestressed concrete beams [D]. The University of Illinois at Urbana-Champaign， 2004.

[13]福原正志，黒正清治. 鉄筋コンクリート部材における高強度せん断補強筋補強效果に關する實驗研究[C]//日本建築学会論文報告集，昭和57年.

[14]李娟.HRB500级箍筋混凝土梁斜截面受力性能试验研究[D].长沙：湖南大学，2007.

[15]中国建筑科学研究院.钢筋混凝土构件试验数据集-85年设计规范背景资料续编[M].北京：中国建筑工业出版社，1985.

土建结构论文篇4

关键词：垄断土地制度；土地结构；福利损失

文章编号：2095-5960（2016）06-0007-10；中图分类号：F740；文献标识码：A

一、问题的提出

2004年3月31日，国土资源部和监察部联合下发了《关于继续开展经营性土地使用权招标拍卖挂牌出让情况执法监察工作的通知》（简称“71号令”）要求各地必须在2004年8月31日前，将经营性土地使用权协议出让的历史遗留问题处理完毕，并在此后全面实施城市经营性用地招标拍卖挂牌出让方式，业界称之为“831土地大限”。自此，市县政府成立垄断收储机构直接掌握城市土地，然后以“招拍挂”的方式协议出售成为最常见的供地模式，标志着垄断性的土地供给制度正式建立。那么垄断性土地供给制度对土地结构会产生什么影响？社会福利又会发生什么样的变化呢？

目前国内学者针对垄断性土地供给制度的研究主要集中在对房地产市场影响的讨论上。平新乔和陈敏彦（2004）认为政府管制土地供应导致房价上涨。[1]周彬（2010）通过构造一般均衡模型发现：“土地财政”必然推动房价上涨，政府具有推高房价的内在激励。[2]任超群、张娟锋和贾生华（2011）基于35个大中城市数据的实证研究得到一个符合直觉的结论：土地供应量对住房供应量和房价有长期、稳定的影响，限制土地供应导致住房供应量减少，房价上涨。[3]邵新建等（2012）提出，“招拍挂”的土地出让方式使得原来多头、分散供给的城市土地市场逐渐转变为地方政府控制下的垄断性土地市场，地方政府通过控制土地供给量来最大化土地出让收益，导致土地及房产价格大幅上涨。[4]

政府土地出让行为的经济学分析是与本文相关的另一类文献。对于政府土地出让行为，现有文献主要从“土地财政”和“土地引资”两个视角来进行分析。

“土地财政”假说主要是指政府通过高地价获得高额土地出让金来维持地方财政支出。周飞舟（2006）认为地方政府在住宅及商业用地市场上采取“招拍挂”是由于地方政府的行为模式从分税制改革前的“经营企业”转变到改革后的“经营土地”。[5]陶然等（2009）认为土地出让可以给政府带来直接收入和间接收入，由于制造业企业流动性比较高，所以采用成本地价留住企业以期获得后续稳定的税收收入，而服务业企业流动性低可以采用“招拍挂”形式高价出让土地。[6]李学文，卢新海（2012）分析发现地方政府之所以热衷于土地出让，并在工业用地和商住用地出让上采取差别化策略，根源在于地方政府对土地财政的追求。[7]周飞周（2013）利用省级年度数据验证了分税制和土地财政之间的关系。[8]

“土地引资”假说认为政府不仅面临财政激励，同时也面临政治激励，“土地财政”不是理解政府出让行为的唯一视角。地方政府官员的晋升与其辖区内的经济增长水平显著相关（张军，2005）[9]，所以地区之间地方官员的晋升锦标赛自然转化为招商引资的竞争（周黎安，2007）[10]。张莉等（2011）通过实证研究发现地方政府热衷于土地出让的主要动因是“土地引资”而非“土地财政”。[11]

这些研究基本上都忽视了中国现行的特殊土地供给结构，特别需要指出的是，2014年2月22日上海市政府下发了《关于进一步提高本市土地节约集约利用水平的若干意见》，意见表示：（1）上海市要逐步减少新增建设用地规模，对新增建设用地实行稳中有降、逐年递减的办法；（2）优先保障基础设施、公共服务设施和民生项目用地，有效控制新增工业用地；（3）有序推进存量建设用地优化利用。“控增量调存量”成为今后建设用地使用的指导思想，在新增建设用地少增加或者不增加的情况下，要缓解大城市的土地供需矛盾，保障民生需求，只能从盘活现有的低效利用土地方面入手，调整土地结构是唯一的出路。

与上述两类文献不同，本文专注于研究垄断性的土地供给制度对我国土地结构及社会福利水平的影响。本文的边际贡献有以下两点：（1）本文以土地结构为切入点，讨论了垄断性土地制度的影响，对现有土地结构的合理性做出了分析。大多数已有文献主要关注垄断性土地制度对于土地价格及房产价格的影响或强调开发商市场垄断对房价的影响；（2）本文系统地讨论了垄断的土地制度对社会福利水平的影响，我们发现垄断程度越高，社会福利水平损失也越大。这一结论为我国土地市场政策的制定提供了理论基础。

二、我国城市建设用地结构变化分析及国际比较

（一）我国城市建设用地结构变化分析

城市建设用地类型主要分为：居住用地、工业用地、仓储用地、公共设施用地、道路广场用地、绿地等，本文主要集中讨论居住用地与工业供地的相对结构与住宅地价，所以主要列出2002―2012①①2002年5月9日国土资源部出台《招标拍卖挂牌出让国有土地使用权规定》，规定指出商业、旅游、娱乐和商品住宅等各类经营性用地，必须以招标、拍卖或者挂牌方式出让。前款规定以外用途的土地的供地计划公布后，同一宗地有两个以上意向用地者的，也应当采用招标、拍卖或者挂牌方式出让。2002年是土地资源由政府垄断供应的时间节点。年居住用地比例与工业用地比例的变化趋势。从图1我们可以观察到，2002―2012年居住用地比例总体保持在30%左右，其中只有两个年份低于30%，而工业用地比例总体保持在20%以上。为了能更清楚地看到我国居住用地比例与工业用地比例的相对变化，我们将居住用地比例与工业用地比例的比值作为一个指标来观察。从图2可以看到居住用地与工业用地比值在2002―2009年呈现下降趋势，说明：（1）从绝对量来说，居住用地与工业用地比值过低（参阅后文香港、东京等城市数据），居住用地仅为工业用地的14―15倍；（2）从变化趋势上来说，居住用地相对比例先降后升且仍处于较低水平。工业用地比例相对过高，会对经济产生一些负面影响：（1）在城市土地资源有限的条件下，工业用地比例过高必然挤占居住用地，造成住房供应紧张和房价上涨；（2）低成本的工业用地导致工业企业对土地的粗放使用，造成土地资源浪费；（3）低成本的工业用地使得一些低效率的企业得以存活，加剧一些行业的产能过剩。

（二）我国特大型城市建设用地属性国际比较

本文选取了北京、上海、广州三个城市来进行国际对比，因为这三个城市与我们所选取的对比样本性质上更为相近，具有较高的可比性。与国际大都市相比，我国城市的用地结构表现出明显的结构失衡。一方面，工业用地比例过高。国际大都市的工业用地比例一般保持在5%以下，而我国北京、上海和广州三个城市的工业用地比例均超过20%，是国际同类水平城市的4倍以上。另一方面，生活用地水平偏低。与纽约、东京等地相比，我国城市的生活用地水平仅占建设用地50%左右。城市不仅仅是进行工业生产的地方，更是人们居住生活休闲的场所，生活用地水平过低造成了城市生活质量降低，在居住、绿地、交通等生活用地无法保障的情况下，城市如何创造更美好的生活？北京、上海和广州的工业用地比例要高于全国平均工业用地水平，但是这些城市同时又存在着较一般城市来说更高的住房需求，特大型城市住房市场的土地供需矛盾日益加剧。

通过上文对我国城市建设用地的统计分析及国际比较，发现我国的土地供给结构存在一些不合理。我们提出下面的理论模型来分析这种土地供给结构内在原因。

三、理论模型

本文效用函数与生产函数的设定以Antras 和Caballero（2007）[13]为基础，本文的修正包括：第一，增加了政府对两个部门采取差异化土地价格政策这一假定；第二，放松了两部门生产技术相同这一假定。

（一）没有政府参与的市场均衡

假设经济中存在两个生产部门及两种生产要素（资本K和土地L），其中两个生产部门分别是：房地产部门和工业企业部门。我们假设部门1为房地产生产部门，部门2为工业企业部门。资本K和土地L在两个部门之间都可以自由流动。

（二）政府垄断供应下的市场均衡

随着土地收储制度以及土地“招拍挂”制度的正式确立，政府已经成为土地市场中的唯一供给者。地方政府在土地供应上不仅面临财政激励而且还面临政治激励（比如地方的GDP总量及增速都是考核官员的重要指标），地方政府官员会对激励做出理性反应，在不同的土地市场上采取不同的供地策略。政府的供地动机包含两个：土地财政和土地引资，在房地产市场上的土地供给动机为土地财政（周飞舟，2006[7]，2013[8]；陶然，2009；[6]吕炜，2012[14]），而在工业用地市场上的供地动机为土地引资（周黎安，2007[10]；张莉，2011[11]）。

假设政府的土地成本为C，主要包括征收土地费用及对土地进行的基建投资。房地产市场及工业用地市场的土地价格分别用R和δ来表示。由于政府在不同土地市场上的土地政策，均衡条件下的土地价格分别为：R=错误！未找到引用源。C>C和δ=C（地方政府之间进行引资竞争）。其中1ρ（0

（7）式和（8）式说明在均衡条件下，土地垄断供应造成了两个市场产品的相对价格发生变化，较多土地资源分配给部门2，造成部门2（工业企业部门）的产品产量过多，价格下降，而部门1（房地产部门）产品产量不足，价格上升。

根据公式（7）可以直接得到：

命题1：垄断的土地制度建立后，土地资源的配置发生了变化：部门1（房地产部门）土地要素投入减少，部门2（工业企业部门）土地要素投入增加。

命题1解释了我国现有土地结构的成因。政府对房地产部门和工业企业部门采取差异化的价格政策以及政府在一级土地供应市场上的绝对垄断地位是我国现行土地结构的根本原因。

根据公式（8）可以直接得到：

命题2：在垄断性的土地供应制度下，城市的房价与地价将保持正相关关系，房价会出现显著提高。

命题2背后的经济学含义较为直观。土地供给制度是高房价的一个重要原因，这与以前文献中所得出的结论一致（平新乔，2004[1]；邵新建，2012[4]）。以往政府进行房地产市场调控所采取的政策往往都集中在需求方面，那么我们是不是可以在进行房产调控的时候更多的关注土地供给制度呢？

（三）福利水平变化比较

本文采用消费者效用来表示社会福利水平，根据公式（3）我们可以得到没有政府参与时的社会福利水平W：

这说明，在放松两部门技术相同这一假定下，政府参与下的市场均衡的福利水平低于没有政府参与时的市场均衡。关于福利状况的分析结论与上文相同。

四、 结论及政策建议

本文以土地结构为切入点，讨论了垄断性土地制度的影响，主要得出以下几个结论：（1）垄断土地制度建立后，土地资源的配置向工业部门倾斜。（2）垄断性土地制度是高房价的一个重要原因。（3）在垄断性的土地供应制度下，社会福利水平下降，且垄断程度越高福利损失越大。

针对以上结论笔者提出如下政策建议：

1.打破土地垄断格局，建立多头供应机制。根据《土地管理法》规定，我国城镇建设用地只有国有性质的土地才能进入土地一级市场，而集体土地只有通过征用之后转化为国有性质，才能进入城镇建设用地市场。因此地方政府是土地出让过程中的唯一供给者，并拥有垄断定价权。为了打破当前的一元土地供给模式，必须引入多元土地供给主体。可以考虑农村集体建设用地有序直接入市，农地入市可以降低地方政府对一级市场的垄断程度，缓解当前严重的土地供需矛盾。但是政府应该强化土地产权，税收等方面的立法规范，以保障农村建设用地有序、规范入市。

2. 加快工业用地市场化进程，提高工业用地效率。与经营性用地市场相反，工业用地长期以来仍然以划拨和协议供地为主，使得工业用地一直处于低价格水平，2010年全国105个城市工业地价平均水平为629元/平方米，而同期的住宅地价与商业地价则分别为4244元/平方米和5181元/平方米①①数据来自国家统计局2010年《国土资源统计年鉴》。价格是市场经济中调节资源的一种重要信号，由于工业用地定价很低，使得工业企业在土地利用过程中存在土地资源粗放使用、土地单位产出过低等问题。因此，应尽快推进工业用地的市场化进程，以提高工业企业的土地使用成本，淘汰一些生产效率低、产能过剩行业的企业。这样不仅提高了工业用地的使用效率，而且可以释放出一些土地资源，对缓解当前城市土地资源供给紧张有非常重要的作用。

我国正处在城市化进程加速及工业产能过剩的特殊阶段，增加城市住宅供应、减少过剩产能是我们的必然选择，一增一减符合我们国民经济的发展方向。新中国成立后计划经济年代形成重生产轻生活的经济发展指导思想，使得政府在土地资源分配上向工业用地严重倾斜，造成住房建设用地以及住房供应的巨大缺口，近些年虽有所调整，但原有工业用地多、住房用地少的比例失调格局仍未根本改观。在下一步的国家经济发展中，需改变现有的土地供给制度，通过市场力量来调整工业与住房用地的比例，以平衡生产与生活消费的比例关系，提升社会福利水平。

参考文献：

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[4] 邵新建，江萍，等. 中国城市房价的“坚硬泡沫”――基于垄断型土地市场的研究[J].金融研究，2012（12）：67-81.

[5]周飞舟. 分税制十年：制度及其影响[J]. 中国社会科学，2006（6）：100-115.

[6]陶然，苏福兵，陆曦，等. 经济增长能够带来晋升吗？――对晋升锦标赛理论的逻辑挑战与省级实证重估[J]. 管理世界，2010（12）：13-26.

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[8]孙秀林，周飞舟.土地财政与分税制：一个实证解释[J].中国社会科学，2013（4）：40-59.

[9]张军. 中国经济发展： 为增长而竞争[J]. 世界经济文汇， 2005 （4）： 101-105.

[10]周黎安. 中国地方政府官员的晋升锦标赛模式研究[J].经济研究，2007（7）：36-50.

[11]张莉，王贤彬，徐现祥. 财政激励、晋升激励与地方官员的土地出让行为[J]. 中国工业经济，2011（4）：35-43.

[12]石忆邵，彭志宏，陈华杰，等. 国际大都市建设用地变化特征、影响因素及对上海的启示[J]. 城市规划学刊，2008（6）：32-39.

土建结构论文篇5

关键词：发展阶段；大型土木工程

中图分类号： K826.16文献标识码：A 文章编号：

土木工程的建设由来已久。由原来的伐木采石，模仿天然掩蔽物建造居住场所，到现在的美轮美奂的超高层建筑、雄伟的水利水电工程和超高超长跨度的桥梁，土木工程经历了一个漫长的发展历程。在这个漫长的发展历程中，无论是土木工程结构的理论方法、力学分析、施工手段 , 还是土木工程的地基基础处理 , 都有了非常大的突破和发展。

一、土木工程发展历史

1．古代土木工程

公元前 5000 年开始至 17 世纪中叶时期，称为古代土木工程阶段。土木工程的古代时期是从新石器时代开始的。人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动，后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料，使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至 18 ～ 19 世纪，在长达两千多年时间里，砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料，为人类文明作出了伟大的贡献，甚至在目前还被广泛采用。历经漫长的古代大型土木工程的发展，土木工程建设内容更加丰富，建设工具有了新的发展，同时人们积累了丰富的土木工程建设的经验，为大型土木工程建设的发展打下了坚实的基础。

2. 近代土木工程

产业革命的开始是近代土木工程发展的开端。随着近代工业的发展，人类的生活需求也不断增长，这些不仅反映在吃穿行上，还反映在房屋建筑及市政工程方面。而电力的应用，使高层建筑实用化成为可能；电气照明、给水排水、供热通风、道路桥梁等市政设施与房屋建筑结合配套，开始了市政建设和居住条件的近代化；在结构上要求安全和经济，在建筑上要求美观和适用。随着大型土木工程近代工业化的进一步发展，在 19 世纪中叶为满足科学技术发展和分工的需要，土木和建筑开始分成为各有侧重的两个单独学科分支。工程实践经验的积累促进了理论的发展。材料力学、静力学、运动学、动力学等学科逐步形成，各种静定和超静定桁架内力分析方法和图解法得到很快的发展。这为大型土木工程建设的理论提供了很好的交流平台，有利于促进土木工程建设理论的进一步发展。理论上的突破 , 反过来极大地促进了工程实践的发展，这样就使近代土木工程这个工程学科日臻成熟。第一次世界大战以后，近代土木工程发展到成熟阶段。这个时期的一个标志是道路、桥梁、房屋等大规模建设的出现。另一个标志是预应力钢筋混凝土的广泛应用。

3. 现代土木工程时期

第二次世界大战的结束刚好是现代土木工程发展的开端。第二次世界大战结束后，社会生产力出现了新的飞跃，现代主义运动取得了全面胜利。现代科学技术突飞猛进，土木工程进入一个新时代。在近 40 年中，前 20 年土木工程的特点是进一步大规模工业化，而后 20 年的特点则是现代科学技术对土木工程的进一步渗透。

二、土木工程理论、材料及技术的发展

通过多年来实践探索，土木工程的发展日臻完善。在科学理论方面，理论研究精密化，计算力学、结构动力学、动态规划法、网络理论、随机过程论、滤波理论的成果，随着计算机探讨土木工程发展趋势的普及而渗进了土木工程领域。结构动力学也已发展完备，荷载不再是静止的和确定性的，而被作为随时间变化的随机过程来处理。静态的、确定的、线性的、单个的分析，逐步被动态的、随机的、非线性的、系统与空间的分析所代替。电子计算机使高次超静定的分析成为可能，进而使得高层建筑中框架 -剪刀墙体系、筒中筒体系空间工作和大跨度的桥梁得以实现。大跨度建筑的形式层出不穷，薄壳、悬索、网架和充气结构覆盖大片面积，满足种种大型社会公共活动的需要。从材料特性、结构分析、结构抗力计算到极限状态理论，在土木工程各个分支中都也得到了充分发展。理论研究的日益深入，使现代土木工程取得了许多质的进展。在工程材料方面，标号为 500 ～ 600 号的混凝土已在工程中普遍应用，而轻质、高强化的混凝土成为大跨、高层、结构复杂的工程的新要求。高强钢材与高强混凝土的结合使预应力结构得到较大的发展，先张法和后张法的预应力混凝土屋架、吊车梁和空心板在工业建筑和民用建筑中广泛使用。同时铝合金、镀膜玻璃、石膏板、玻璃钢等工程材料以现代科学技术的进步为背景发展迅速，为大跨、高层、结构复杂的工程建设提供了全新的支持。在施工技术方面，种种现场机械化施工方法发展得特别快。同步液压千斤顶，滑模，直升机安装天线，用一群小提升机同步提升大面积平板的升板结构等一系列施工方法广泛应用。此外 , 钢制大型吊装设备与混凝土自动化搅拌楼、输送泵等相结合，形成了一套现场机械化施工工艺，使传统的现场灌筑混凝土方法获得了新生命，在高层、多层房屋和桥梁中部分地取代了装配化，成为一种发展很快的方法。

三、土木工程发展新方向

飞速的经济发展，使得大城市及超级大城市的数量急剧上升，人们对空间的概念日趋强烈，寸土寸金普遍成为人们的共识。因此为了满足人们对日益发展的空间需求，高层、超高层建筑的建设得到普遍重视。同时高层、超高层建筑的建设也是解决人们空间日趋紧张问题的重要途径。飞速经济的发展不仅仅是空间需求的问题，更有电力、能源等多方面的需求。大型水利水电工程的建设，大型矿山资源的开发，石油、天然气等重要能源的运输等都成为影响经济发展的重要因素。因此，大型公益土木工程的修建，显得极为重要。而鉴于我国能源、电力多分布于西南地区，多为山区、丘陵、高原等复杂地形，同时该地区地质条件复杂。为使水利水电建设、矿山资源开发以及重要能源运输等大型土木工程的建设得以实现，大跨度桥梁、隧洞等工程成为整个工程中的关键。由上述可知，高层、超高层建筑的建设，水利水电设、矿山资源的开发、重要能源的运输等大型公益土木工程的建设以及配套的大跨度桥梁、超长隧洞等工程将成为经济发展的必须。而精密化的理论研究、全新的工程材料和先进的施工技术，又使得大跨、高层、结构复杂的大型土木工程的建设得以实现。可见，大型土木工程的普及建设必将成为未来土木工程发展的新方向。

土建结构论文篇6

关键词：钢筋混凝土、结构设计、房屋建筑、保障措施

Abstract: With the rapid development of society and economy, people in the building's appearance and practical functions and other aspects of a higher demand, but also has many other, functional diversification trend. At the same time in the reinforced concrete engineering are encountered in many practical problems. In order to solve these problems, this paper based on the author's experience for many years, the simple description of the principles that should be followed in the housing building concrete structure design process and requirements, and puts forward some corresponding countermeasures, in hope of providing some reference value for the concrete design.

Key words: reinforced concrete, structure design, building construction, safeguard measures

中图分类号：TU37 文献标识码：A文章编号：

0.概述

不言而喻，钢筋混凝土在房屋建设过程中有着极其重要的地位，钢筋混凝土构成了房屋建筑的整体结构构件，因此在进行房屋结构设计过程中，应当认识到钢筋混凝土的重要性。然而在实际的结构设计过程中，不同的设计人员由于自身知识的限制以及学习能力的影响，在进行钢筋混凝土构件的设计过程中，在相关设计文件以及政策方面有着不同的理解，这样就会带来不同的设计处理方法，很容易出现设计问题。因此十分有必要对混凝土结构设计的方法和原则进行着重阐述。

1.钢筋混凝土结构设计的发展历史

混凝土结构设计理论对建筑结构物的可靠性与经济性有重要的影响。自从19世纪末混凝土结构在建筑工程中应用以来，随着生产实践的经验积累和科学研究的不断深入，混凝土结构的设计理论也在不断地发展。

最早的混凝土结构设计理论是采用以弹性理论为基础的容许应力计算法。这种方法要求混凝土结构构件在规定的标准荷载作用下，按弹性理论计算的应力不大于规定的容许应力。容许应力是由材料强度除以安全系数求得的，安全系数则根据经验和主观判断来确定。由于混凝土结构构件并不是一种弹性体，而是有着明显的塑性性能。因此，这种以弹性理论为基础的计算方法不能正确地反映混凝土结构构件的实际应力状态，也就不能正确地计算出混凝土结构构件的承载力。

20世纪30年代，出现了破坏阶段计算方法。这种方法考虑了材料塑性性能对结构构件承载力的影响，要求按材料平均强度计算的承载力必须大于计算的最大荷载产生的内力。计算的最大荷载是由规定的标准荷载乘以单一的安全系数得出的。安全系数仍是根据经验和主观判断来确定的。

20世纪50年代，在对荷载和材料强度的变异性进行研究的基础上，又出现了极限状态计算法，它规定了结构的极限状态，并将单一安全系数改为三个分项系数(即荷载系数、材料系数和工作条件系数)，故又称为“三系数法”。“二系数法”将不同的材料和不同的荷载用不同的系数区别开来，使不同的构件具有比较一致的可靠度，而部分荷载系数和材料系数基本上是根据统计资料，用概率的方法确定的。我国1956年颁布的BJG 21-1965《钢筋混凝土结构设计规范》即采用这一方法，1974年颁布的T1 10-1974《钢筋混凝土结构没计规范》也是采用这种计算法，但在承载力计算中采用了半经验、半统计的单一安全系数。由上述可见，在容许应力计算法和破坏阶段计算法巾，都是采用定值的安全系数来表达结构的安全度，而这些系数主要是根据经验确定的。极限状态计算法中部分地应用了概率理论以确定荷载、材料强度的特征值(标准值)和分项系数，这是设计方法上的很大进步。

2.钢筋混凝土建筑结构含义

所谓的钢筋混凝土建筑结构，指的是在混凝土结构中配加相应的钢筋，有效提升相应受力能力的一种建筑结构，在工程中常常将薄壳结构、大模板现浇结构等承重构件设计为钢筋混凝土构件。钢筋混凝土与钢结构相比，具有的特点为节省钢材，造价水平较低。因此在房屋建筑以及工业厂房施工过程中有着较为广泛的应用。在实际工程中常见的施工方式为首先预制钢筋混凝土构件，施工过程中，运输到现场进行拼装。钢筋主要承受拉力作用，而混凝土主要承受压力作用。

预应力钢筋混凝土的承载力作用原理为在混凝土的受拉区域布置一定数量的钢筋，钢筋与混凝土粘结为整体，这样才承受外力作用时候，混凝土内部产生相应的锚固作用，而钢筋则产生相应的摩擦力。承载压力原理是在混凝士受拉区域内或相应部位加人一定数；钢筋的端部加设弯钩、弯折或者在相应的锚固区焊接短钢筋或者碎钢筋才增强钢筋混凝土整体的锚固能力；钢筋与混凝土会在相应的接触面形成相应的胶结力，这样能够在彼此形成良好的化学吸附效果。当钢筋表面凹凸不平时候，会与混凝土形成相应的机械咬合力。

3混凝土结构的功能设计的想要求以及极限状态

3.1结构的功能要求

结构设计基本目的是在一定的经济条件下，使结构在预定的使用期限内能满足设计所

预期的各种功能要求。结构的功能要求包括安全性、适用性和耐久性。《统一标准》规定，建筑结构必须满足下列各项功能要求:

(1) 能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用(如荷载、温度和地震等)。

(2) 在正常使用时具有良好的工作性能(例如，不发生影响使用的过大变形或振幅，不发生过宽的裂缝等)。

(3)在正常维护下具有足够的耐久性(例如，混凝土不发生户，眨重风化、脱落，钢筋不发生严重锈蚀等)。

(4)在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。

3、2混凝土结构的极限状态

极限状态是区分结构工作状态可靠或失效的标志。在使用巾若整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，则此特定状态称为该功能的极限状态。极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。

(一)承载能力极限状态

承载能力极限状态是指结构或结构构件达到最大的承载力，出现疲劳、倾覆、失稳、漂浮、连续倒塌等破坏或不适于继续承载的变形。当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态:

(1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆、漂浮、滑移等)。

(2)结构构件或连接因达到材料强度而破坏(包括疲劳破坏)，或因过度的塑性变形而不适于继续承载。

(3 )结构转变为机动体系。

(4)结构或结构构件丧失稳定(如月、屈等。

(二)正常使用极限状态

正常使用极眼状态是指对应于结构或结构构件达到正常使用和耐久性能的某项限值。当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态:

(1) 影响正常使用或外观的变形。

(2) 影响正常使用或耐久性的局部损坏(包括裂缝)。

(3)影响正常使用的振动。

(4)影响正常使用的其他特定状态。

3.3混凝土结构的设计状况

建筑结构设计时，应根据结构在施工和使用巾的环境条件和影响，区分以下三种设计状况:

(1)持久状况:在结构使用过程巾一定出现，且持续期很长的状况。持续期一般与设计使用年限为同一数量级。

(2)短暂状况:在结构施工和使用过程中出现概率较大，而与设计使用年限相比，持续期很短的状况，如施工和维修等。

(3)偶然状况:在结构使用过程中出现概率很小，且持续期很短的状沉，如火灾、爆炸、撞击等。

对建筑结构的三种设计状况均应进行承载能力极限状态设计;对持久状况，尚应进行正常使用极限状态设计;对短暂状况，可根据需要进行正常使用极限状态设计。

4.混凝土结构耐久性设计

混凝土结构在预期的自然环境的化学和物理作用下，应能满足设计工作寿命安求，即混凝土结构在正常维护下应具有足够的耐久性。因此，对混凝土结构，}涂进行承载能力极限状态计算和正常使用极眼状态验算外，尚应进行耐久性设计。

4.1设计内容

混凝土结构应根据设计使用年限和环境类别进行耐久性设计，耐久性设计包括下列内容: (1)确定结构所处的环境类别; (2)提出材料的耐久性质量要求; (3)确定构件中钢筋的混凝土保护层厚度; (4 )满足耐久性要求响应的技术措施;(5 )在不利的环境条件下应采取的防护措施;(6)提出结构使用阶段检测与维护的要求。对临时性的混凝土结构，可不考虑棍凝土的耐久性要求。

4.2混凝土环境类别

根据工程经验，并参考国内外相关规范，《规范》规定，混凝土结构的环境类别划分应符合相应的规范要求。

4.3混凝土构件的设计

影响混凝土结构耐久性的主要内因是棍凝土材料抵抗性能退化的能力。因此，从建筑材料的角度控制混凝土的质量是保证结构耐久性的根本措施。设计使用年限为5年的混凝土结构，其混凝土材料宜符合相应的规范规定。

在一类环境中，设计使用年限为100年的混凝土结构应符合下列规定:

(1)钢筋混凝土结构的最低强度等级为C30;预应力混凝土结构的最低强度等级为C40。

(2)混凝土中的最大氯离子含量为0.050% 。

(3)宜使用称碱活性骨料，当使用碱活性骨料时，混凝土中的最大碱含量为3.0kg/m3

(4)混凝土保护层厚度应按附表18的规定增加400Ja ;当采取有效的表面防护措施时，混凝土保护层厚度可适当减小。

(5)在设计使用年限内，应定期进行检测和维修。

5.房屋钢筋混凝土建筑结构的设计要求

在房屋钢筋混凝上结构设计过程中，设计者往往具有不同的设计经验，因此在问题处理时候往往会采取不同的处理方法。但是无论什么设计方法都应使房屋建筑满足稳定性的结构要求。对于房屋建筑的结构设计应着重做好房屋的高宽比，巨大的倾覆力矩会在柱和基础中产生相应的拉力和压力作用。作者根据多年以来的工程实践经验，认为为了使房屋建筑达到相应的安全性和可靠性，应配合相应的施工机械和施工技术，这样才能最终满足房屋建筑的使用功能。

6房屋钢筋混凝土建筑结构设计措施

为了保障房屋建筑施工质量水平，应在混凝土结构设计过程中遵循下面的几个方面：

6.1地基与基础的设置

房屋建筑的地基和基础结构的设计应该引起相关结构设计工作者的重视。具体来说，一是应重视地方性的设计规范，我国是一个幅员辽阔的国家，地域条件也不尽相同，因此在进行地基基础的结构设计时应结合当地的实际情况，同时配合地方性的设计规范，进行科学配置。

6.2要采取必要的构造措施

对于一些跨度较大的柱网框架结构，在楼梯间位置的框架柱，由于房屋梁体以及楼梯平台的阻隔作用往往会形成几段短柱，在结构设计过程中应对这些柱进行全长箍筋加密，这样才能保证柱子的稳定性。当框架结构的外立面为带形窗时候，会在窗的上方设置相应的过梁，这样会使外框架柱形成相应的短柱，针对这种情况，应对外框架柱进行箍筋加密，进行构造加固；当框架结构的实际长度超过了规范要求值，同时建筑的功能要求不允许留缝隙时候，为了减少有害裂缝，可以使用补偿性混凝土进行浇筑，同时用较细的钢筋进行双向配置，构造间距应小于150毫米；此外对于设置后浇带的部位，也应采取必要的构造措施。

6.3传力路线的设计应简化。

一般而言，混凝土结构所设置的传力路线越直接，越简单，那样构件相应的工作性能越好，同时建材消耗也越少，因此在进行混凝土结构设计时候应力求平面、立面简单化。

但是在进行钢筋混凝土抗震结构设计过程中，设计应使结构满足相应的抗震规范要求，即为：当地基主要受力层范围内没有软弱粘性土层时，对于高度小于8层，同时在25米以下，的民用建筑或者具有相当荷载的多层框架厂房，可以不用进行地基基础的抗震承载力的计算。

6.4碳纤维加固法的应用

在碳纤维片材的延伸长度范围之内应该通长设置一些垂直于纤维方向的压条。这些压条应该在相应的延伸锚固长度方向进行均匀布置，同时在延伸长度不应小于加固碳纤维布条带的宽度的一般。同时相应的压条的厚度不应小于受弯加固碳纤维布条厚度的一半。

碳纤维加固法是一种近几年发展起来的新型混凝土结构加固技术，这种技术通常将高强度碳纤维织物或者成型板材通过改性的环氧树脂粘贴在构件的表面，进而有效增强混凝土结构的受力性能。这种混凝土加固技术的缺点为受环境温度的影响较大，同时需要进行专门的防护以及处理工作，当使用不当时，很容易发生火灾或者人为的破坏。

6.5预应混凝土加固法。

这种混凝土结构加固方法能够有效改变混凝土构件的内力分布，便于卸载和加固，能够有效消除混凝土构件中常见的应力应变滞后现象。正是由于这种优点，预应力钢筋混凝土结构在重型结构、大跨度构件以及高应力、高应变构件的加固中有着较为普遍的应用。

此外在进行围护结构设计时候应着重采用轻质材料，这是因为，在民用建筑以及公共建筑的平面布局之中，应使柱网按照相同的开间和跨度进行布置，这样能够有效减少边跨柱距，进而能够减少混凝土构件的弯矩，各个跨梁截面趋于一致，这样能够有效提高混凝土结构的笔整体刚度。

总结

通过上文的论述和分析，我们可以得出这样的结论，即为在房屋建筑工程最基本骨架的钢筋混凝上建筑的结构设计的质量水平，会对工程的施工质量产生显著的影响作用，同时还会对业主的经济利益产生影响作用。因此在进行房屋钢筋混凝构件的结构设计时，应切实加强对于整个设计过程的质量控制工作，同时相应的施工人员应严格按照相应的设计文件进行施工，问题出现时候应积极与设计人员进行沟通交流，这样才能够充分保证房屋建筑的施工质量水平，满足房屋建筑建设的相应功能。

参考文献

[1]李杰等,钢筋混凝土房屋结构设计浅析[j]城市建设理论研究，2012(04)

[2]蔡一鸣，框架结构申钢筋混凝土施工质量控制初探[j].品质理论月刊2010(12).

土建结构论文篇7

关键词：钢筋混凝土钢筋锈蚀温度时变可靠度

中图分类号：TU37文献标识码： A

1.概述

钢筋混凝土时变可靠度研究是目前很受关注的课题。由于钢筋锈蚀造成结构过早破坏或功能衰退，已成为目前世界普遍关注的重大灾害之一。如美国标准局1975年的调查表明，美国全年各种腐蚀的损失为700亿美元，其中混凝土中钢筋锈蚀损失占40%。日本每年仅用于房屋结构维修的费用即达400亿日元。近年来，在我国有钢筋锈蚀导致结构失效的现象大量出现，而且涉及的工程面非常广泛。据资料表明，无论在路桥结构、工业与民用建筑中，还是在水利工程、海港工程中，钢筋锈蚀现象均非常普遍，造成的损失也非常巨大。

随着经济的稳定增长，近年来我国的城乡基本建设得到迅速发展，道路、桥梁、住宅以及一些国家重大基础性建设项目陆续建成，投入使用或即将投入使用。但随着时间的推移，根据调查，我国30%~50%以上的建筑已经出现安全性或者进入功能衰退期，并以混凝土结构和砌体结构为主。事实上，我国已进入工程建设改造和新建并重的一个重要发展阶段，正确对待和处理既有结构关系到人民生命财产安全以及实施节约资源、保护环境、建设节约型社会和可持续发展的重大问题。因此，对既有建筑结构可靠度性研究具有非常现实和紧迫的意义。

2.温度对钢筋混凝土中钢筋锈蚀的影响

目前，国内外于温度对钢筋混凝土中钢筋锈蚀影响的研究相当匮乏，而每个学者之间的研究结论之间也存在较大的差异。有研究认为，混凝土中钢筋的锈蚀速度与温度成正比。如果相对湿度为90%的大气中，从20~40℃混凝土锈蚀面积率增大4倍，从40~60℃增大1倍。总之无论增大多少，温度升高均会加剧钢筋的锈蚀。Baccay等和Otsuki等的实验证实，随着温度上升，钢筋腐蚀速率和侵蚀性物质的扩散加剧，总腐蚀速率的自然对数与绝对温度的倒数成线性关系，设为：。但本文为了体现锈蚀量与多种因素的关系，选用文献给出的预测公式：

（1）

式中：――――开裂前的锈蚀速率，/a；

t――――预测锈蚀量时的时间；

――――钢筋位置修正系数，角部钢筋取1.6，中部钢筋取1.0；

――――小环境修正系数，建议：潮湿环境地区室外环境取3.0~4.0，潮湿地区室内环境取1.0~1.5，干燥地区室外环境取2.5~3.5，干燥地区室外环境取1.0.

由于本文研究的是时变可靠度，又由于二氧化碳的温室效应，当大气二氧化碳浓度升高550ppm，大气温度将升高2.1℃；二氧化碳浓度升高700ppm，大气温度将升高3.0℃；二氧化碳浓度升高1000ppm，大气温度将升高4.4℃。所以可以将（1）式进行温度调整，可设为：

其中，是温度调整系数：

式中：

T――――月平均温度，K；

E――――扩散过程活化能，40kJ/mol；

R――――气体常数，。

3.既有钢筋混凝土梁承载力时变分析

郑怡等，分析了目前既有结构时变可靠度计算理论和现行规范计算公式建立了单筋矩形截面既有钢筋混凝土梁时变抗力计算模型，在此基础上将（2）式代入（4）式和（5）式中可得到新的变抗力计算模型。

式中：

――――钢筋初始面积；

――――钢筋锈蚀速度；

――――钢筋初始半径；

――――锈蚀开始时刻；

――――钢筋抗拉强度；

――――混凝土抗压强度；

――――梁截面宽度；

――――截面有效高度。

钢筋开始锈蚀时间：

式中：

――――混凝土碳化系数；

――――碳化残量；

――――混凝土抗压强度标准值。

4.时变动态可靠度分析

本文在建立筋矩形截面混凝土梁的变抗力简化计算模型的基础上，将计算模型代入到既有结构的功能函数中，得到一个新的时变性既有结构功能函数：

式中：

――――结构的时变抗力；

――――荷载效应；

――――结构服役时间。

杜斌等在假定恒荷载概率模型不变的基础上，提出采用以下的迭代法来计算既有结构的时变可靠度指标：

①假设初始目标评估期；

②建立考虑材料老化与损伤的既有结构抗力概率模型；

③计算初始目标评估期内的活荷载效应最大值分布参数值；

④由第②步建立的抗力模型，以及拟建结构的恒荷载概率模型，初始评估目标期内活荷载最大值分布计算时变可靠度指标；

⑤对比时变可靠度指标与目标可靠指标得出新一轮的评估目标期；

⑥重复步骤①～⑤进行迭代计算，得到结构的不同服役期对应的时变可靠度指标。

在t时刻的“时变可靠度”为：

相应的时变可靠度指标为：

并将其研究结果代入实际工程中应用验证，其验证结果良好。

5.结论

（1）在原有文献考虑混凝土损伤、钢筋损伤和材料强度衰退的情况下的既有结构钢筋混凝土梁的承载力时变简化计算模型的基础上，同时主要考虑温度的时变性，提出了新的既有单筋矩形截面混凝土梁的承载力时变简化计算模型，并给出了关于温度的时变抗力计算简化公式和时变可靠度指标。

（2）在既有结构整个生命全过程中，影响既有结构安全的因素结构抗力一直在变化着，且受到不确定性及不确知性因素的影响，从而造成了既有结构可靠性变化的复杂性。

（3）近年来，既有结构的可靠性评估时结构工程学科研究的热点问题，受到工程界的普遍关注与重视。如何找到一种简便易行的钢筋混凝土结构剩余寿命的预测方法，综合考虑结构的耐久性、安全性和经济性，并有机地结合起来，从而为既有结构的维修加固决策和新建结构的寿命设计提供依据，已成为当今混凝土研究的迫切任务，所以我们还应该更进一步的研究探索。

参考文献：

邵旭东，彭建新，晏班夫.基于结构可靠度的劣化桥梁维护方案成本优化研究.工程力学，2008，25(9)：149-155.

郑怡，刘明，沈小俊，张延年.既有钢筋混凝土梁时变可靠度计算模型.交通运输工程学报，2009,15：45-49.

杜斌，向天宇，赵人达.基于时变可靠度理论的既有桥梁结构动态可靠度指标计算.东北林业大学学报，2009,25:69-71.

刘均利，方志.排放和气候变化对混凝土结构开始锈蚀时间的影响.公路交通科技，2012,15:104-130.

土建结构论文篇8

关键词：土木工程；系统性和综合性；论文和科研训练；创新实践改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）01-0036-03

为进一步推进工程教育教学改革，借鉴世界先进国家和地区高等工程教育的成功经验，树立“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育理念；以社会需求为导向，以实际工程为背景，以工程技术为主线，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，培养适应我国经济社会发展需要的工程技术人才；选择土木工程专业进行“卓越工程师培养计划”的工程实践与创新能力改革与实践研究势在必行。为推进土木工程专业“卓越工程师培养计划”的实施，建立以创新能力为核心的人才培养模式，改革课程内容、知识学习方式、考核方式和评价标准，加强实践教学及能力培养方式等关键环节。实施“全过程、递进式”的实践教学体系，建立稳定的大型企业实习基地，培养学生的动手能力、基本技能、表达能力和工程综合能力，创建高校和行业企业联合培养人才的新机制，旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量土木工程技术人才。

一、土木工程专业培养目标

根据土木工程行业特征和土木工程教育特色以及企业培养目标，要求学生将所学的理论知识和工程实践紧密结合，在工程设计的实践过程中，能够运用科学的方法和手段，以及所学的基础理论和专业知识，去发现、分析和解决实际工程问题，能够参与项目开发和工程设计，能够进行项目立项阶段、可行性研究阶段、设计方案比选、初步设计、技术设计、施工图设计阶段的设计工作，具有专业软件的应用和开发能力，具有从事科学研究和科学实验的能力，具有一定的判断能力和创新能力，具有独立的分析问题和解决问题的能力，具有一定的市场经营和开拓能力，因此有必要要求学生在企业工作和学习，结合工作实践，进行论文选题，完成论文的研究工作。

二、土木工程专业培养标准及培养体系

在企业的学习和工作，应使学生具有良好的思想品德、道德修养；具有高度的社会责任感和吃苦耐劳的敬业精神；能够运用科学的方法和手段进行独立分析问题、解决问题的能力；掌握土木工程领域有关技术标准、规范并熟练使用；熟练掌握专业软件的应用，并初步具有专业软件的开发能力；具有一定的科研能力和实践创新能力；具有项目规划及工程管理能力；具有一定的行政能力，能有效地与人沟通与交流，能够与人协调以及整合可利用资源的能力；了解国内外建筑工程承包市场，具有开拓国内外建筑工程承包市场的意识和能力；掌握本领域最新技术发展趋势，具备收集、分析、判断、归纳和选择国内外相关技术信息的能力；能够应用外语交流，具有良好的国际观，了解国际先进的建筑材料、建筑技术和设计标准，与国际同行业接轨。在培养学生终身学习、勤奋、进取、不断创新，企业、行业和社会发展，自己的人生观和价值观等方面获得能力。学生在企业学习阶段，将在学校聘任的、具有高级技术职称的企业设计工程师以及学校指派的业务水平高、责任心强、具有工程实践经验的教师（双导师）的指导下，完成毕业论文（设计）的工作。毕业论文（设计）选题直接来源于企业工程设计实际或者具有明确的工程背景和应用价值，能够使学生通过工程设计中关键问题的研究，获得较全面的基本训练，培养能综合运用科学技术理论、方法和手段，独立解决工程实际问题和担负专门技术工作的能力。论文应在双导师的指导下由学生独立完成，论文形式主要是工程设计类、结构分析软件应用类、结构监测和试验类或工程管理类，论文评阅人和答辩委员中均应至少有一名来自企业部门的专家。

三、土木工程专业论文和科研训练的基本要求

根据土木工程专业培养目标、标准和培养体系，学生论文选题和科研综合训练应直接来源于土木工程实际或具有明确的工程背景，其研究成果要有工程实际应用价值，拟解决的问题应有一定的技术难度和工作量，也要求具有一定的理论深度和先进性。因此可从大土木工程领域中多方面选取，如：（1）工程结构设计与静动力力学分析；（2）大型构筑物的施工技术研究与应用；（3）大型构筑物现场监测与试验研究；（4）应用基础性研究、预研专题，如结构抗震与防灾减灾；（5）一个较为完整的土木工程技术项目或工程管理项目的规划或研究；（6）高层建筑结构或大跨钢结构设计；（7）桥梁设计和施工监测；（8）路基路面设计和施工监管；（9）高边坡与深基坑工程设计；（10）隧道结构分析与工程设计；（11）地铁区间和车站结构设计等。对于论文形式可以是工程设计性或研究性论文。论文主要应包括以下部分：中英文摘要、关键词；独立完成与诚信声明；选题的依据与意义；国内外文献资料综述；论文主体部分：研究内容、设计方案、分析计算、实验研究等；结论；参考文献；必要的附录（包括企业应用证明、项目鉴定报告、获奖成果证书、设计图纸、程序源代码、等）和致谢等。对于论文的内容可以要求有：（1）文献综述应对选题所涉及的工程技术问题或研究课题的国内外状况有清晰的描述与分析；（2）综合运用基础理论、科学方法、专业知识和技术手段对所解决的工程实际问题进行分析研究，并能在某方面提出独立见解；（3）论文工作应有明确的工程应用背景，有一定的技术难度或理论深度，论文成果具有先进性和实用性；（4）论文工作应在导师指导下独立完成。论文工作量饱满，一般应至少有一学年的论文工作时间；（5）论文写作要求概念清晰、结构合理、层次分明、文理通顺，版式规范。对于不同领域或形式的工程专业论文应有不同的具体要求，如：（1）工程结构设计类论文，应以解决基础建设或工程实际问题为重点，设计方案正确，布局及设计结构合理，力学分析数据准确，设计符合土木行业标准，技术文档齐全，结构设计方案能够投入实施或通过了相关业务部门的评估；（2）应用基础性研究类（包括应用基础研究、应用研究、预先研究、实验研究等）项目论文，综合应用基础理论与专业知识，分析过程正确，实验方法科学，实验结果可信，论文成果具有先进性和实用性；（3）工程结构力学分析和设计软件应用类的论文，针对实际工程结构应用背景，要求分析合理，总体结构力学建模正确，应用程序编制或工程软件应用正确，文档规范，并通过结构工作状态测试或可进行现场演示；（4）土木工程和施工技术管理类的论文，应有明确的工程结构应用背景，建立项目管理过程和经济概算预测及评估，研究成果应具有一定经济或社会效益，统计或收集的数据可靠、充分，理论建模和分析方法科学正确；（5）工程结构施工监测和结构试验类论文，针对实际工程结构施工现场，如桥梁、道路和大型结构物施工过程监测，关键结构的强度和动力学性能试验等。掌握试验和监测设备的使用技术，监测和试验数据可靠、翔实。论文阐明试验结果在具体结构现场的应用和有效建议。

四、土木工程专业论文和科研训练的质量评价体系探讨

如何评价学生的学习效果是关系到土木工程专业教育是否能达到培养目标的至关重要的问题。因此，有必要研究和科学制定有效的评价指标，来对学生的各种能力进行综合评价，实现多样化考核方式，包括产业界专家对学生实践能力的评价。通过引入企业质量管理理论，探索土木工程专业“卓越工程师培养计划”的实践教学质量管理模式，加强对实践教学各环节的全员、全程和全方位质量管理与监控。然而对学生论文和科研综合训练的质量管理则要对不同领域或形式的论文，根据论文内容的重要性给予不同的权重系数进行论文的质量评价与控制，见表1、表2。

五、结论

在我国经济发展转型升级与全面提升国际竞争力的关键时期，培养造就一大批创新能力强、适应我国经济社会发展需要的工程技术型人才，是增强我国核心竞争力、建设创新型国家、走新型工业化道路的必要条件。改革现有的工程技术人才培养模式，实现理论教学与实践教学有机统一、学校学习与企业实践有机结合，学生的知识、能力、素质有机协调发展是必要的。根据自身实际和专业特点，改革人才培养模式，根据社会需求和人才培养规律，制定相应的培养方案；重新构建课程体系，并进行整体优化，着重处理好知识传授与能力培养、理论教学与实践教学、基础课程与专业课程、培养口径与和职业要求等关系，形成有利于培养工程师应具有的知识、素质和能力的课程体系和实践教学体系。改革教学内容，删繁就简、推陈出新，增加新兴科学技术和工程应用知识；充分利用行业优势与特色，进行产学研合作，建立互动共赢、各负其责的校企联合培养体系，充分发挥企业在土木工程专业学位论文和科研综合训练等实践环节培养过程中的重要作用。

参考文献：

[1]黄锐清，曾宝成，刘涛.研究生培养过程中存在的问题及对策[J].当代教育论坛，2005，（17）.

[2]张式谷.撰写学位论文琐谈[J].理论前沿，1992，（15）.

[3]胡召音，李艳艳，祁石磊.硕士研究生现状分析与管理对策研究[J].黑龙江科技信息，2008，（28）.

[4]沈红，吴国娟，邓桂馨，等.高校研究生教育教学改革的思考[J].北京农学院学报，2008，（S2）.

[5]温凤媛，马立红.我国研究生教育快速发展中存在的问题与思考[J].辽宁教育研究，2006，6（01）.

土建结构论文篇9

关键词：高耸钢筋混凝土结构烟囱；爆破拆除；数值模拟；本构关系；有限元模型

1.引言

随着城市化进程和产业升级的不断推进，在城市建设和企业技术改造中，经常要开展烟囱、水塔等废弃高耸建筑物的控制性拆除爆破工作。拆除爆破既要达到预定拆除目的，又必须有效控制爆破振动影响、飞石抛掷距离和破坏范围等，以保障周围环境安全[1]。目前，国内外已广泛应用爆破方法拆除高耸建筑物，定向爆破拆除烟囱的高度已达210米[2]。

本文基于弹塑性力学和有限元基本理论，针对一150m高耸钢筋混凝土结构烟囱定向爆破拆除工程，对该烟囱爆破拆除的力学条件、烟囱爆破倾覆时间、烟囱爆破倾覆时的支座内力以及烟囱爆破倾覆时的本构关系进行研究，并采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA，通过分离式共节点建模，建立高耸钢筋混凝土烟囱有限元模型，对烟囱爆破拆除过程进行了有限元模拟。

2.爆破拆除方案

烟囱爆破拆除的原理是在烟囱倾倒一侧的烟囱支承筒壁底部炸开一个爆破缺口，破坏烟囱结构稳定性，导致整个结构失稳和重心外移，使烟囱在自重作用下形成倾覆力矩，进而使烟囱按预定方向倾倒。若烟囱爆破缺口长度过短，上部结构产生的倾覆力矩可能小于下部支撑结构可以承受的弯矩，爆破时结构不易发生破坏；若烟囱爆破缺口尺寸过长，下部支撑结构不能承受上部结构的自重，上部结构将直接压塌下部结构，影响烟囱倒塌方向，产生严重后果。因此烟囱爆破缺口尺寸对烟囱控制爆破拆除至关重要。

某电厂一个150m高度的钢筋混凝土结构烟囱，烟囱底部壁厚400mm，外径为5.83m、内径为5.43m；110m高度处烟囱璧厚为180mm，外径为3.68m、内径为3.5m；烟囱顶部壁厚200mm，外径为2.905m、内径为2.705m；烟囱体积为1299.87m3，质量为3.37966×106Kg，烟囱自重为33121KN。图1为该电厂150m高度的钢筋混凝土烟囱。

在爆破缺口中部长度7.5m范围内，采用137发瞬发导爆管雷管，总装药量8.22kg；第二段起爆雷管布置在爆破缺口余下的炮孔，采用140发导爆管毫秒延期雷管，总装药量8.4kg。此外，为保证烟囱顺利倒塌，在烟囱爆破缺口两端各开设了1个高1.46m、长4m的三角形作为定向窗。

3.烟囱爆破倾覆时间历程

烟囱爆破倾覆时间是烟囱爆破过程控制的一个重要因素，烟囱爆破倾覆时间可由烟囱倾覆过程的角加速度ε与烟囱倾覆过程的角速度求得，即：

在公式（1）中，dt为烟囱爆破倾覆时间。针对论文中150m高度的钢筋混凝土结构烟囱，其爆破倾覆时间为：

4.烟囱爆破拆除过程有限元模拟

4.1有限元模型

鉴于钢筋混凝土烟囱由钢筋和混凝土两种不同性能的材料组成，采用分离式共节点有限元建模，可事先分别计算混凝土和钢筋的单元刚度矩阵，然后统一集成到结构整体刚度矩阵中，可按实际配筋划分单元，并可在钢筋混凝土之间嵌入粘结单元。因此，论文针对该150m高度钢筋混凝土结构烟囱，基于ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件[11]，采用分离式有限元建模方法建立钢筋混凝土烟囱有限元模型。论文建立的烟囱有限元整体模型如图3所示。

建模过程时，为模拟烟囱倾覆过程，通过在特定时间定义爆破缺口处材料失效的方法来模拟爆破缺口的形成。筒体之间以及筒体与地面之间采用自动单面接触，钢筋与地面之间采用点面接触模拟烟囱倾覆触地。其中在ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件环境下可通过在K文件中加入使材料失效的命令流来模拟爆破形成缺口，并可修改K文件使烟囱筒体和缺口处的材料具有失效准则功能。

4.2数值模拟结果

图4为烟囱爆破倾覆历程数值模拟结果，图5为实际烟囱爆破倾覆历程图，图6和图7为有限元计算得到的烟囱顶部、质心及缺口等不同部位在爆破倾覆过程中的位移、运动速度随时间的变化曲线，图8为有限元计算得到的烟囱爆破倾覆历程不同时刻的烟囱等效应力场分布图。

由图4和图5可知，烟囱爆破倾覆历程数值模拟结果与实际烟囱爆破倾覆过程吻合较好。由图6和图7可知，计算得到的烟囱顶部、质心及缺口等不同部位在爆破倾覆过程中的位移、运动速度随时间的变化情况较符合实际。图7中烟囱顶部、质心及缺口部位在爆破倾覆过程中的运动速度随时间变化出现振动是因为爆破倾覆初期烟囱筒体出现晃动，图7中烟囱顶部、质心及缺口部位运动速度在5.8秒出现突变是因为烟囱爆破倾覆过程中爆破缺口发生闭合，图7中烟囱顶部、质心及缺口部位运动速度在5.8秒出现跃变是因为烟囱爆破倾覆触地造成的。

5.结论

（1）采用数值模拟方法对烟囱爆破拆除过程进行模拟分析，可较全面地研究烟囱倾覆历程、烟囱倾覆历程的应力、位移、烟囱倾覆时间和速度、烟囱爆破倾覆时的支座内力等，可开展烟囱模拟爆破拆除实验，以指导烟囱爆破拆除设计。

（2）采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA可模拟烟囱控制爆破拆除过程，采用分离式共节点有限元建模方法建模，实际烟囱倾覆历程、倾覆方位、倾覆长度与有限元数值模拟结果吻合较好。

（3）论文提出的烟囱爆破倾覆历程的本构关系符合实际；论文采用的材料塑性随动硬化模型以及可Cowper-Symonds材料应变率模型可较好地反应烟囱爆破倾覆过程的钢筋及混凝土材料力学性能。

（4）数值模拟结果与理论计算结果存在一定差别的主要原因是理论计算所采用的模型没有考虑烟囱爆破过程形成的塑性铰对烟囱倾覆运动的影响作用。数值模拟结果与实际烟囱爆破倾覆过程存在一定差别的主要原因是数值模拟所用材料参数与实际烟囱爆破倾覆过程材料力学性能存在偏差。

参考文献

[1] 张成化、罗惠敏、谢斌等.城市改造建设中拆除爆破安全管理的几点做法[J].采矿技术，2001.11（5）：178-179.

[2] 王希之、谢兴博、谭雪刚等.210m高烟囱爆破拆除技术.工程爆破，2011.17（2）：53-55.

[3] 汪浩、郑炳旭.拆除爆破综合技术[J].工程爆破，2003.9（1）：27-31.

[4] 叶海旺、薛江波、房泽法.基于LS-DYNA的砖烟囱爆破拆除模拟研究[J].爆破，2008.25（2）：39-42.

[5] 言志信、叶振辉、刘培林、曹小红.钢筋混凝土高烟囱定向爆破拆除倒塌过程研究[J].振动与冲击，2011.30（9）：197-210.

[6] 王斌、赵伏军、林大能、谷建新.筒形薄壁建筑物爆破切口形状的的有限元分析[J].采矿技术，2005.9：95-97.123.

[7] 赵根、张文煊、李永池.钢筋混凝土定向爆破参数与效果的DAA模拟[J].工程爆破，2006.12（3）：19-21.49.

土建结构论文篇10

关键词：大体积混凝土 ；混凝土施工； 施工质量； 混凝土质量；裂缝； 保证措施

中图分类号：TU278.3 文章编码：

一．引言

近些年来，我国的建筑行业飞速发展，各类建筑高度越来越高，相应的建筑基础也越来越厚，工程对混凝土的强度要求越来越高。各类大型建筑结构中的大体积混凝土由于内部的水化热，形成高温差，导致大体积混凝土容易出现温度裂缝及产生其他病害。由于大体积混凝土结构物或构件的体积相对比较庞大，混凝土的用量也较大，同时由于大体积混凝土结构较为复杂，在施工过程中工程条件呈现复杂多样化，导致大体积混凝土的质量控制存在一定的难度。

二.大体积混凝土产生裂缝的原因及危害。

1.大体积混凝土产生裂缝的原因。

根据大体积混凝土裂缝深度不同，可以分为表面裂缝、深层裂缝及贯穿性裂缝。大体积混凝土出现裂缝的原因主要有两个方面：

（1）大体积混凝土结构出现由于收缩、温度、不均匀沉降及膨胀等原因引起变形变化而形成的裂缝，此种裂缝也称变形裂缝。

（2）重力荷载的直接作用，大体积混凝土超过极限拉应力而引起的裂缝，也称作结构性裂缝或荷载裂缝。

大体积混凝土产生裂缝的因素较多，但主要是混凝土自身因素、人为操作因素及环境因素三个方面。混凝土自身因素主要包括水泥在水化放热后，在混凝土的降温过程中产生的温度裂缝、大体积混凝土干燥时产生的干缩导致的裂缝、水泥浆硬化过程中大体积混凝土收缩所产生的硬化收缩裂缝。人为原因主要包括施工设计不合理、材料质量不合格、混凝土配比不当、施工质量较差等原因。环境因素主要包括外界温度的升降和外界的约束导致大体积混凝土出现干缩或膨胀导致产生裂缝。

2.大体积混凝土产生裂缝的危害。

大体积混凝土产生的裂缝影响了建筑物的使用功能。由于大体积混凝土结构多为筏板基础、地下连续墙、箱型基础及坝体等，这些结构中一旦出现裂缝，直接造成结构渗漏。结构的修补堵漏施工困难，处理难度较大，同时需要花费大量的资金。结构渗漏造成建筑结构功能受到影响，不利于建筑结构安全。另外，大体积混凝土裂缝的产生，尤其是贯穿性裂缝的出现，导致结构刚度降低，影响到结构物正常功能的发挥，不利于建筑物安全。大体积混凝土裂缝的出现，无论是表面裂缝、深层裂缝还是贯穿性裂缝，都会造成侵蚀介质进入混凝土内部，导致钢筋锈蚀、混凝土出现碳化，最终造成混凝土的耐久性降低。

三.大体积混凝土施工质量保证措施。

1.大体积混凝土施工前对材料的控制。

在大体积混凝土浇筑施工前，要严格检查搅拌站原材料的准确情况，要确保原材料质量、数量都要满足连续浇筑施工的要求，要检测现场的施工机具，要具有足够的振动和找平以及后备的机具。检测施工现场的人员分布情况，要确保人员充足，并且各类人员的操作水平能达到现场施工的要求。

严格检查和控制原材料是生产合格混凝土的必要条件，同时也是保证大体积混凝土质量的基本措施。

（1）水泥。由于在大体积混凝土施工中，水泥的水化热作用引起的温升较高，而降温幅度也较大，容易造成温度裂缝，因此在大体积混凝土施工时，要选择水化热较低的水泥，在混凝土中同时应该尽量降低单位水泥用量。一般来说，应当选择28天的水化热为300KJ/Kg左右的低热矿渣硅酸盐水泥。由于单位水泥用量每增减10Kg，温度相应的升降1℃。因此一定要采取后续措施，来尽量减少单位水泥用量。在工程施工过程中，如果低热矿渣硅酸盐水泥的供应得不到保证，可选择普通42.5硅酸盐水泥来替代，但必须要采取如内降外保等措施来控制混凝土的水化热。

（2）外加剂。

大体积混凝土采用泵送混凝土，为了确保浇筑工艺的正常进行和连续浇筑的质量要求，一般情况下混凝土要具有120mm以上的坍落度。不能单纯依靠增加单位用水量来调整混凝土的坍落度，过多的用水量导致需要增多水泥用量，同时也加剧了混凝土的干燥收缩，加剧了水化热，更容易导致开裂。因此在施工前要科学合理的选择混凝土的减水剂。减水剂要具有兼顾补偿收缩的功能，同时要明显改善混凝土的工作性状，要能减少拌合用水，减少水泥用量，达到降低水化热的目的。若外加剂兼有补偿收缩功能，就可以大幅度减少混凝土的收缩特性，有效减少发生开裂的可能性。

（3）粗细骨料。

大体积混凝土中，一般适宜选择粒径为5-40mm的石子作为粗骨料，选择细度模数在2.6以上，平均粒径在0.38以上的中、粗砂作为细骨料。增大的骨料粒径，可以有效减少水泥用量，同时也减少了混凝土的收缩和泌水，由于水泥用量的减少，降低了水化热。中粗砂能有效减少每立方米混凝土内的用水量，可以有效降低混凝土的干缩。但值得引起注意的是：过大粒径的骨料容易造成混凝土离析。因此在施工中要重视级配的设计，在大体积混凝土浇筑过程中，要加强振捣作业。

2.大体积混凝土浇筑施工的质量保证措施。

（1）优化建筑结构设计，避免应力集中，改善约束条件。

大体积混凝土结构尺寸过大，结构在连续浇筑过程中会产生较大的温度应力，容易产生裂缝。由于温度的变化和混凝土的收缩变形，容易在转角部位和断面突变位置等应力较为集中的区域产生裂缝，因此，要合理设计建筑结构方案。在现场施工时，也可以在墩身或承台的断面突变位置进行过渡处理，在过渡区和转角位置设置构造抗裂钢筋。其次，要设计合理的浇筑方案，避免建筑墩身、承台、转角等位置出现开裂。出现贯穿性裂缝的主要原因是由于结构在降温过程中，收缩变形受到基础的约束而产生的拉应力，在进行建筑结构设计时，要在满足结构使用要求的前提下，综合考虑基础的约束情况，减少结构开裂。

（2）合理安排施工，提高浇筑水平。

在大体积混凝土浇筑过程中，要合理安排施工顺序，要采用分段分层浇筑，浇筑过程中要避免混凝土的堆积过高，避免产生过高的水化热。在浇筑时，下料口高度要按施工规范要求严格控制，避免出现离析现象。在混凝土浇筑时，可在内部预先埋设冷却管，要控制混凝土浇筑时的温度，同时要适当增加浇筑厚度来增加混凝土的强度等级。浇筑后，采用振捣棒振捣时，要增加混凝土和钢筋的握裹，要确保钢筋充分约束住混凝土。要根据施工现场的具体情况，调整施工过程中的配合比，施工现场要做好协调工作，确保混凝土连续浇筑。在混凝土养护过程中，要采用科学的方法，对混凝土内部温度进行实时监测，要适当提高养护环境温度，防止混凝土出现温度裂缝。

四.结束语：

大体积混凝土施工较为复杂，为避免出现开裂现象，要从材料入手，通过优化设计、改善材料性能、合理控制混凝土配合比、科学施工，提高大体积混凝土的施工质量。参考文献：[1] 吴德锦 大体积混凝土施工质量保证措施 [期刊论文] 《甘肃科技纵横》 -2011年6期

[2]陈哲 刘瑞春 CHEN ZheLIU Rui-chun 大体积混凝土施工质量保证措施 [期刊论文] 《山西建筑》 -2008年14期

[3]杨中山 大体积混凝土施工技术要点及质量保证措施 [期刊论文] 《健康必读(上半月·综合版)》 -2008年4期

[4]王华伟 分析大体积混凝土的浇筑方法及质量保证措施 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年26期

[5]赖浩泉 大体积基础底板混凝土施工技术 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年8期