发布时间：2023-03-13 11:17:44
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的结构工程论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
关键词：人防工程；结构自防水；质量
1前言
21世纪是地下空间作为重要资源开发的世纪，人防工程不仅在战争时期是国家防御体系的重要组成部分，在和平时期的经济建设中同样有着十分重要的地位，但是长久以来地下建筑工程的渗漏已是建设者们伤透脑筋的大事，由于地下室不同程度的渗漏水限制了已建人防工程的开发利用，每年不得不投入大量人力、物力、财力进行维修，所以提高防水效果是当前人防工程建设中需解决的重点问题之一。2001年新修订的《地下工程防水技术规范》（GB50108－2001）把结构自防水明确规定为“应选”，而不是旧规范的“宜选”，体现了以结构自防水为主的思想，结构自防水是人防工程防水的治本措施，提高结构自防水质量是提高人防工程最终防水效果的关键。根据自己亲自参与人防工程设计、质监及施工的实践，谈谈提高人防工程结构自防水中应注重的几个问题。想对当前人防建设起到抛砖引玉的作用。
2影响人防工程结构自防水质量的主要因素
2.1工程地质方面。工程地质对基础的均匀沉降有重要影响，是影响人防工程防水效果的关键因素之一。湖南有些城区地质状况较复杂，岩溶和土洞均有不同程度的分布，属地质灾害发育的场地，如果工程地质状况未掌握清楚，地质钻探深度不到位或抄袭相邻的地质报告，工程地质报告未正确反映土层性质、地下水和土工试验情况，则会造成结构设计方案欠佳，施工措施不到位，可能导致基础不均匀沉降，出现人防地下室渗水现象。
2.2设计方面。在认识上，未真正树立以混凝土结构自防水为防水之本的设计理念，在实际工作中往往重防水材料，轻防水混凝土。在设计时，强调防水混凝土的强度等级，而对混凝土抗裂性能未引起足够重视。细部结构和配筋不合理，防水设计与工程结构设计未很好结合，结构形式设计过于复杂。同时，人防专业设计单位缺乏，非专业设计单位的设计人员掌握的人防工程设计知识参差不齐，造成人防工程设计问题较多，使工程质量受到影响。
2.3施工方面。原材料质量控制不良，坍落度控制不好，施工缝等细部结构处理不当，混凝土浇注后未按照施工规范要求进行养护。混凝土结构自防水施工是个精细过程，必须合理地选用配合比、水灰比、坍落度等参数，把好混凝土浇筑、振捣关，注意养护时间和条件，否则将导致混凝土内部出现空隙，结构表面出现裂缝。
2.4监督管理方面。对防水工程质量监督检查不严，未严格按有关规定进行工程全过程监督检查。图纸设计不够规范，设计审查不严。施工前未认真进行图纸技术交底，承包人未掌握防水施工要点，不少人防工程在建设的关键环节和关键部位上，现场监督没有完全到位。对监理公司的监督管理不严，素质和技术管理水平不高，甚至存在无专项资格的监理。
3提高人防工程结构自防水质量的措施
3.1选用合理的结构形式。结构自防水是利用结构本身的密实性、憎水性以及刚度，提高结构本身的抗渗性能，它要求结构本身必须具备一定的刚度，而合理的结构形式是提高结构整体刚度的关键。因此，在结构选型方面，应根据防护要求、平时和战时使用功能、工程地质和水文地质条件等因素综合确定，避免结构平面突变或断面刚度突变，尽量使结构平面选型规整，借以提升结构的整体刚度。
3.2科学设计防止混凝土开裂方案。提高混凝土结构自防水性能关键是控制钢筋混凝土裂缝的产生，在地下工程防水设计中，应特别注重防止混凝土开裂的设计方案，从混凝土强度设计及材料选用、钢筋及拉结筋布置、防止不均匀沉降等方面减少和控制混凝土开裂。
3.2.1选择适宜的主体结构材料强度。提到防水混凝土质量，人们自然想到如何提高强度和抗渗等级，混凝土设计强度、抗渗等级越高，单位水泥用量也就越多，水泥水化产生的热量也高，收缩变形加大，结果导致混凝土结构开裂。因此，要根据使用功能、防水等级、工程埋深等，考虑适宜的人防地下室工程主体结构材料强度，混凝土强度等级不宜低于C30，但也不应过高，抗渗等级应根据工程埋置深度在S6～S12范围内选用。
3.2.2合理选择混凝土原材料及配合比。一是正确选择水泥品种和用量。一般选用水化热较低的水泥，在保证混凝土强度和其他性能的前提下，通过优选砼配合比，尽量减少水泥用量。二是严格骨料质量，特别应重视粗骨料的选择，宜选用表面粗糙、质地坚硬、级配良好、空隙率和含砂率小的石料。三是掺用符合国家标准要求的粉煤灰替代混凝土中的部分水泥制成粉煤灰混凝土，降低水化热，增加密实性，增强砼后期强度，提高砼的抗掺性和抗裂性。四是掺入适量的膨胀剂，配制成补偿收缩混凝土。补偿收缩防水混凝土不但可以减少混凝土在各龄期的收缩值，而且使混凝土在硬化过程中推迟了收缩的产生时间，提高了混凝土抵抗收缩应力的能力，从而减少了收缩裂缝的数量。
3.2.3钢筋布置的设计。一是适当增加墙体水平构造筋。墙体受力钢筋过多，水平构造筋过少是墙体容易开裂原因之一。为了防止这些裂缝的产生，可以采用螺纹钢筋，并适当减少水平构造筋的间距，增加墙体水平构造筋，以提高混凝土极限拉伸强度。二是合理设计拉结筋结构。在设置拉结筋时，采用“梅花型”布置，尽量少而精。双面配筋采用统一的模数确定钢筋间距，保证双面钢筋交叉点连线垂直于钢筋网。在拉结筋中间焊接止水环，或将拉结筋与模板拉杆二者结合起来，合设一个止水环。
3.2.4防止基础不均匀沉降。在开始设计前，要取得全面、准确的工程地质情况资料。在设计时应注意上部结构的均衡布置，以减少上部荷载不均导致沉降差，地基基础设计以控制变形值为主，设计单位必须进行基础最终沉降量和偏心距离的验算。岩溶和土洞有不同程度分布的人防工程，应对持力层范围内的岩溶、土洞进行相应处理，在地基土的压缩性有显著不同处或在地基处理方法不同处设置沉降缝。
3.3提高防水混凝土的施工质量
3.3.1控制好原材料的质量。混凝土的原材料必须符合现行国家标准、施工及验收规范和设计的有关规定。在施工前进场材料必须现场抽样检验，达不到要求不得使用，重点控制好水泥的用量、强度，砂石含泥量及级配，要通过增加优质粉煤灰等来减少水泥用量，避免混凝土实际强度超过设计强度，提高抗裂性能。
3.3.2把好混凝土浇筑、振捣关。混凝土应分层浇筑、分层振捣，相邻两层浇筑时间应根据气温情况合理确定，以确保上、下层混凝土在初凝之前的牢固结合。混凝土泵送入模时，应使其水平均匀入模，并控制其自由倾落的高度。混凝土振捣前应先根据具体的结构物设计振捣点，振捣时间一般为10～30s，以混凝土开始出浆和不冒气泡为准,避免漏振、欠振和超振。
3.3.3选择合理的混凝土坍落度。实践证明，在同等条件下，混凝土坍落度越小，混凝土早期收缩越小，施工后主体结构出现的裂缝越少。用于防水的商品混凝土入模坍落度应控制在120±20mm，目前，人防地下室普遍采用混凝土泵送施工方法，为控制坍落度同时又保证可泵性，应选择质量好的混凝土输送泵，最好选用进口混凝土输送泵。
3.3.4设置、处理好细部构造。混凝土应尽量做到连续浇筑，不留或少留施工缝。施工缝的设置，主要考虑一次混凝土浇筑强度和有效控制混凝土的收缩裂纹，在施工缝处继续浇筑混凝土前，对接缝表面应进行凿毛处理,粘贴遇水膨胀止水条或中埋式止水带。因工程设计需要设置后浇带的地方应提高施工质量，采用补偿收缩混凝土，其配合比应经试验确定，施工前，应将接缝面用钢丝刷认真清理，凿去表面砂浆层，完全露出新鲜混凝土后再浇筑。
3.3.5重视混凝土拆模及养护工作。抗裂防水混凝土由于掺加了大量矿物掺合料，早期强度增长一般较为缓慢，后期强度有较高的持续增长，因此拆模时间和养护制度与普通混凝土不同，混凝土侧模的拆除时间一般比普通混凝土晚2d，严禁过早拆模。混凝土终凝后应进行养护，养护时间不少于14d，以防止在硬化期间产生干裂。
3.4加强质量监督管理，把好设计审查、施工监督、竣工验收关
3.4.1坚持标准，严把设计审查关。要选择有资质的设计单位，提高设计质量。抓好施工图设计审查，对不符合人防工程建设设计规范、强制性条文及行业标准的施工图，提出审查修改意见，由设计单位进行修改，经审核批准后方可施工。进行设计交底和图纸会审，使施工单位熟悉设计图纸，了解工程特点和设计意图以及人防工程施工的质量要求等。
3.4.2跟踪到位，严把施工监督关。人防工程质监部门要对建设、勘查设计、施工、监理单位在工程建设中作出的具体质量行为合法性进行监督检查，对每一项报监工程制定质量监督计划，对关键工序、关键部位、关键环节实行跟踪监督检查，采取法律、经济、行政手段及时纠正问题，严防不合格的工序质量形成或进入下一道工序。建设、施工单位要建立健全质量管理制度，设置工序控制点，把好工程材料进场关，加强施工过程质量控制，杜绝随意变更设计和不按审查批准的设计图纸施工现象的发生，确保设计、施工方案和质量保证措施在实际工作的落实。
3.4.3规范管理，严把竣工验收关。利用人防工程竣工验收备案这一强制手段，强化监督管理，检查设计、施工等环节的工作成效，对存在的问题要求及时整改，使得不合格的工程不能备案，更不能投入使用。
4工程实践
某综合楼地上十二层，地下二层，建筑高度约56m，总建筑面积约10.41万m2，该工程地下一、二层为汽车库及配套设备用房，其中，主楼地下二层设有部分人防地下室，防水等级为一级。近年来，由于结构裂缝影响人防工程地下室正常使用的问题越来越突出，该工程一开始就对结构自防水问题认真对待，确定“综合治理，以混凝土结构自防水为主”的防水原则，重点对结构自防水采取了以下措施：
4.1强化地质状况调查，采用合理的主体结构形式。根据该工程所在地的地质情况，对持力层范围内的岩溶、土洞进行了相应处理，设人防地下室的主楼基础形式通过采用复合地基和调整桩基的桩长、桩数、桩径等来调整各部分的沉降量。地下室布置规整，为现浇钢筋混凝土结构，从结构选型方面提高了结构整体刚度。
4.2优化配合比设计。混凝土配合比经与混凝土厂家反复试配后慎重决定。如C45、S8剪力墙1m3混凝土各种材料用量分别为：水泥340kg、河砂649kg、碎石1058kg、粉煤灰73kg、矿碴73kg、缓凝高效减水剂7.29kg、水180kg，即配合比为1：1.909:3.112:0.215:0.215:0.021:0.529。本配合比最大特点是通过掺入优质粉煤灰和矿碴(每m3混凝土掺入量达146kg)，减少了水泥用量，降低了混凝土最高绝对温升，同时节约了成本。
4.3严格施工工艺和方法。严格控制混凝土坍落度，当坍落损失后不能满足施工要求时，加入原水灰比的水泥浆或二次掺加减水剂进行搅拌，严禁直接加水。严格控制混凝土入模温度，避免在高温时段灌注混凝土。主体结构施工时，采用合理振捣方法，拆模时间不宜过早，混凝土养护及时到位，采用混凝土养护自动喷淋系统。
4.4加强工程质量的监督。对设计中存在的问题提出了审查修改意见，经再次审核批准后施工。制定了该项目质量监督方案，对关键工序进行重点监督抽查验收。
该人防工程地下室建成近一年来，工程质量完好，未出现渗漏水现象，取得了良好的效果。
5结语
以上是多年来自己从理论到实践从事人防工程设计、施工、质监工作中的点滴体会，是对人防工程结构自防水问题的研究和探讨，总的来说可以归纳总结出提高人防工程结构自防水质量的“一个理念、一个重点、四项手段”的解决方案。即树立“混凝土结构自防水为主，防排结合”的理念；以防止混凝土开裂为重点，提高人防工程防水耐久性；采取“四项手段”：一是选择规整的结构平面形式，二是从混凝土强度选择、优化配合比、钢筋及拉结筋布置、防止不均匀沉降等方面科学设计防止混凝土开裂的方案，特别是针对龙岩优质粉煤灰较多情况，在保证混凝土强度的前提下，减少混凝土中水泥用量，增加粉煤灰用量，三是提高防水混凝土施工质量，特别是在许可的范围内尽可能降低混凝土坍落度，把好混凝土浇筑、振捣、养护关，四是加强质量监督管理，做好防水混凝土施工前、施工中和竣工的全过程质量监督管理。希望能对提高人防工程结构自防水有所帮助，不当之外，请批语指正。
参考文献：
[1]中华人民共和国国家标准.GB50038－2005，人民防空地下室设计规范.
[2]中华人民共和国国家标准.GB50134－2004，人民防空工程施工及验收规范.
[3]朱祖熹.浅谈地下工程防水规范实施中的若干问题.施工技术2003.（03）
[4]中华人民共和国国家标准.GB50108－2001，地下工程防水技术规范.
框支结构工程技术目前普遍应用于高层建筑中，它是以钢筋混凝土为主要原料，制成的承重梁，同时配以浮石等原料制成的轻质隔墙的一种施工技术。建筑工程框支结构技术应用于高层建筑中具有其必然性：①现代高层建筑的施工程序比较简单，主要是通过混凝土的直接浇筑，实现对建筑工程主体的一次成型，不再需要对每层的混凝土建筑工程进行单独的承重墙施工，避免了重复施工的现象；②框支结构施工技术要求高层建筑要先进行房梁、楼板等部门的浇筑与施工，然后在进行填充墙体的施工，这样的施工环节有利于根据用户不同的空间要求，对墙体进行灵活施工，同时也便于对房屋内部空间结构的二次调整。分析框支结构的最大特点就是具有抗震性。因为框支结构会将所受的力向纵横两个方向转移，从而降低了建筑物的承载力。
2建筑工程框支结构施工工艺
建筑工程框支结构施工工艺流程主要分为：一是轴线放样定位。也就是讲框支结构的轴网控制线确定下来，一般采取经纬仪进行定位，然后再按照主轴线测量轴线间距；二是捆扎钢筋和搭设模架。在进行钢筋捆扎时要对钢筋的捆扎位置进行校正，然后再采取焊接、搭接等方式延长钢筋长度之后在进行绑扎；三是柱混凝土浇筑，此环节可以选择混凝土泵送方式进行浇筑，提高操作的自动化，实现混凝土的一体化程度，避免因为浇筑时间的不同而出现的裂缝等问题；四是对浇筑混凝土进行养护以及填充墙砌筑。施工人员要对浇筑的混凝土进行及时的养护，并且要砌筑填充墙。
3建筑框支结构工程技术面临的问题
3.1混凝土质量问题因为混凝土问题而影响建筑工程框支结构技术发展的现象非常普遍，也是当前建筑工程施工需要给予解决的问题之一，分析混凝土质量问题主要体现在：一是混凝土强度等级不同的问题，为了满足建筑工程质量需要，柱子需要选用强度等级较高的混凝土，而后对于以受弯为主的楼层梁板则不宜使用强度过高的混凝土，因此高强度的混凝土对构件承受的非负载应力会产生不利的影响，但是在具体的施工过程中建筑工程框支结构使用高强度的混凝土现象还普遍存在；二是混凝土的浇筑质量问题，在框支结构混凝土浇筑过程中，施工人员为了个人私利他们会在混凝土中参杂各种添加剂，影响了混凝土的质量，而且混凝土浇筑施工一般采取的施工工具是泵送方式，施工企业为了节省时间与成本他们会同时对竖向构件和水平构件进行集中浇筑，这样的施工工艺会影响框支结构的质量；三是框支结构混凝土的配合比比例不科学。在框支结构施工技术施工中，混凝土的配合比比例有着严格的要求，即砂率每下降2个百分点，混凝土的强度就会下降15个百分点，同样水和石灰的比重每增加10个百分点，混凝土的强度就会降低5个百分点；四是对于混凝土浇筑后的养护工作落实不到位。在施工现场对混凝土浇筑后的养护工作不严格按照养护流程与要求进行，导致混凝土出现各种病害，影响建筑工程框支结构的质量。
3.2保护层问题我国有关规章规定：受力钢筋保护层厚度梁柱允许偏差5mm。但是在具体的施工中，只重视对主筋的保护，而忽视了对箍筋的保护，我们都知道混凝土的保护层作用不仅体现在对框支结构的支撑加固作用，而且还对钢筋的防锈起到关键的保护作用，因此在具体的施工过程中为了保护受力钢筋，将受力钢筋的保护层设定为d+30mm，虽然这种方法有效地保护了钢筋，但是其削弱了框支梁载面所承受的压力，导致其受力过重，引起混凝土开裂。
3.3钢筋框支结构技术问题钢筋框支结构技术是影响建筑工程质量的重要因素，其问题主要体现在梁柱节点箍筋施工的复杂性，比如节点构造复杂、钢筋分布密集导致施工难度比较大，再比如使用的钢筋规格与设计的要求不符、钢筋接头焊接存在弯折等问题，这些问题的存在都会影响框支结构的质量，如果再对这些问题进行修正，就会对框支结构的整体形状造成改变。
4建筑框支结构工程技术问题的对策研究
4.1严格控制框支结构混凝土质量首先要基于不同的框支结构构件采取不同强度的混凝土，在施工前要对框支结构施工进行整体规划，设定不同构件结构所需要混凝土的工程量等，从而在具体的施工中直接应用，避免出现错误；其次加强对混凝土源头的控制，在进入施工现场前对混凝土的质量进行严格检查，避免一些质量不达标的混凝土进入施工现场，同时也要严格控制混凝土的配合比比例，并且根据不同的施工要求进行混凝土配比实验，以确保混凝土的配合比比例符合施工要求，对于配合比结果不符合施工要求的要及时进行调整，坚决杜绝使用参杂添加剂的混凝土；最后做好混凝土的养护工作。在混凝土进行浇筑完成后，要保证框架柱浇捣10小时后在进行侧模的拆除，并且要用塑料膜对混凝土进行包裹，并进行保湿养护，当然模板的拆除要避免过早，以此避免出现裂缝等病害。
4.2科学设计保护层众所周知，建筑工程框支结构技术在施工过程中会优先保护主筋，这样的施工技术对于建筑工程的整体抗震效果而言非常不利，因此为了可以保护主筋，有效提高建筑工程的整体抗震性，在设计保护层框支结构时可以框支梁端保护层超过30mm的区域内增加一道直径间距和框架梁箍筋相等的双支箍，并且铺设4根12mm的纵向钢筋加以固定。
4.3钢筋工程施工技术钢筋工程施工技术是框支结构施工技术中的重要一部分，首先要做好钢筋施工准备工作，将绑扎好的钢筋放置到安全、干燥的地方，对于已经放置在安好的梁上的，则要做好固定工作，避免发生安全事故；其次要进行钢筋焊接技术，对每批次的钢筋都要进行严格检查，在具体的焊接时，一定要做好焊接头的处理，避免焊接头出现弯曲、打结的现象；最后在进行钢筋的放样过程中，应该预留一定的空间，避免焊接处由于受到收缩作用而出现拱起作用，具体的余量为：当受弯构件超过24m时，放样余量应该为5mm，如果受弯构建总长超过24m时，放样余量就应该为8mm。
4.4填充墙砌筑建筑框支结构技术要求施工人员按照预定的施工方案对建筑物的填充墙进行砌筑，砌筑的技术要求为：①砂浆灰缝控制在8-12mm之间，并且砂浆的饱满度不能低于80%；②填充墙、剪力墙以及框架柱之间的交汇处根据间距在上面打入膨胀螺母，并且将拉结钢筋焊接并埋设到砌体的灰缝中；③当砌到距离框架梁200mm处，要等待1周时间，随后在采取粘土砖将其斜砌在梁底。
5结束语
关键词：结构计算设计软件设计制图
计算机是知识、经验和思维的替代品。纵观当今世界，这种非常令人不安的观点正在结构工程师中逐渐蔓延。人们似乎越来越愿意相信计算机使他们能对工程作出正确的判断，而根本不去想一想，如果没有计算机同样的工作需要哪些必要的知识和经验。按百分比计迅速增加的工程师相信，解决工程问题的专业知识就是怎样使用计算机以及计算机本身的专业知识。在结构工程界，把使用计算机的能力当成能胜任工作的证明，作为一种观点正在象传染病一样到处蔓延。大量的结构工程师确实相信，他们仅仅简单地依靠计算机就可以“解决”工程问题了，而没有认识到高质量的工程只能是渊博的工程理论知识，大量的经验，以及艰辛的脑力劳动相结合的产物。
问题是过分强调自动化技术是以削弱实际知识为代价的，过分强调也演变成了不学习实际知识的借口。从教育和实践两方面来看，如此过分强调计算机带给朝气蓬勃的年轻工程师们一个错误的信息，工程学习和工程实践就是轻松地使用菜单和用计算机生成五颜六色的图画。
在工程设计环境中利用信息自动化技术有很严重的负面影响，信息自动化技术象一样能轻易地诱使大脑相信其虚幻的安全性，知识性和能力。在这些自动化技术实现其真正的价值以前，设计工程师必须不依赖计算机，而用学识和经验去解决工程问题。非常不幸，我们变得如此依赖于计算机，以至于正在迅速丧失不依赖计算机进行计算工作的技能。
与那些只有依赖计算机才能“解决”工程问题的人讨论问题时，一个称职的结构工程师什么样的痛苦和挫折没有经历过？这些人（不要把他们跟真正的工程师混为一谈）已不再有能力，或者从来没学过，不依赖计算机解决工程问题。从根上他们不懂得，计算机不可能记录有关模型、分析和设计的一些技巧。可以这样认为，除了具有快捷的计算速度以外，计算机程序只是一些离散的知识。这些人没有认识到，知识已经远远超过了有限的计算机指令所能编程的界限。真正的工程知识是经验，直觉，灵感，领悟力，创造力，想象力和“认知”的巨大综合体，它超越了任何计算机程序和程序员对结构工程的“理解”。恰恰相反，这些人认定世界是一个巨大的有限元模型，而计算机能够并且也应该自动地建立模型，进行分析，完成设计，打印出最终结果。“工程师”能做的，仅仅是区分规格和需求，给顾客开发票，牟取利润，并且迅速找到新项目。
今后，只有越来越少的工程师能独立地（即不依赖计算机）找出结构工程问题的正确解答，这种对计算机的依赖性将会带来巨大的麻烦。随着对计算机的依赖程度的不断上升，谁来解决工程问题？是那些没有或只有很少的结构工程知识和实践经验的程序员，或是有其他专业学位而不是结构工程学位的程序员来做？计算机现在不是，也永远不会是解决工程问题的源泉。只有合格的工程师才能正确地解决工程问题。如果结构工程师们继续制造这样的氛围，在结构工程实践中，首先靠计算机，而不是靠有学识、有创新和有丰富经验的结构工程师本身，就能够解决大部分结构工程问题，那他们就是自欺欺人，也欺骗了他们的服务对象。
在今天的现实生活中，结构工程师发现了一种既非常有效又方便的方式去为顾客服务，它不需要花费大量的时间和金钱去学习或理解结构工程模型，分析和设计的细节。这种“方式”就是计算机。工程师们现在的行为方式符合宇宙的自然规律，即用最低的能量消耗前进。现在，越来越多的结构工程师对自动化技术的响应就是让计算机工作，同时让自己不再去操心细节了。
现代工程具有复杂的理论细节，依靠计算机的工程不能，根本不能，让人们学习有意义的经验。现代计算机的运算范围和速度，太容易使工程设计变得毫无生气。试问，有谁能抵抗激动和解脱的感觉--不用太多的艰辛就能求解成千上万个方程？又有谁能抵抗诱惑--让自动化技术来“解决”工程问题？真正的结构工程师，不用计算机就能工作的真正的结构工程师就有这样的抵抗力。这些真正的工程师看到了实质，计算机是一种很不完善的工具，它只能处理大量信息。以光速执行的指令大多是没有经验的程序员编制的，它们的可靠性值得怀疑。在计算中，对于受动力载荷的作用的曲壳结构发生非弹性变形时，不正确的结果一样可以在屏幕显示，它们的等应力图看上去也是如此这般地赏心悦目。这样下去，只要手上有计算机软件的使用说明，就可以用计算机得到结果了。或者更方便，只需在图形用户界面上选择合适的菜单，就得到结果了。事实上，如果“靠相互交谈来探讨怎样分析梁和柱，靠双手找出闭合解”会更有利。
也许有人推测，以上论调只能证明本文作者从根本上是反计算机的，或是他没有认识到现代信息技术美好的未来，或是他对那些在神奇的创意中利用这种技术的专家不屑一顾。然而，并不仅仅是这样。即使认识到计算机的潜力，工程师也对危险熟视无睹。结构工程是对安全性吹毛求疵的职业。在世界各地，结构的特性是由结构工程设计的质量决定的。由于在实践中采用了计算机，越来越多的结构工程师正在制造以幻想为基础的信仰系统，正在发展难以置信的危险期望。随着这一趋势的延续，工程失效的威胁也会按指数形式增长。
一个简单的例子就是世界各地越来越多的工程公司都期盼CAE/CAD软件能将结构工程设计程序完全自动化。现在，越来越多的结构工程师希望在解决问题时他们只需区分类型和条件，让CAE/CAD程序自动生成必要的数学模型，完成复杂而重复的分析和设计过程。最后，由制图工具完成生产图和施工图。在这种环境中，结构工程师唯一的责任就是明确所要解决的问题，然后评价最后的设计“结果”。这种设计方式注定是灾难性的。数不清的软件开发商为满足市场的需求，不断开发和推销注明有各种用途的软件。于是，不那么称职的工程师就相信了广告，即使用这种软件只要投入很少的人力就能进行工程设计。
软件开发商经常被要求改进结构分析和设计软件，以使用户在不详细了解技术细节的情况下就能够使用软件。例如，这些用户要求开发商创造出不用阅读使用手册的环境。因为高质量的结构工程软件的用户参考手册包括软件的技术细节，限制范围，以及计算所依据的理论和假设，结构工程师们不愿意使用这样的高质量软件。现实是，结构工程师们不希望了解细节。他们所希望又愿意购买的是窗口界面，这种界面能让他们处理信息见得到，然后把结果以彩色图表形式展示。最好还有动画功能，还可以用漂亮的图表打印数值结果。而对于是否能可靠地检测重特征值；或在用反映谱进行分析时是否用了足够的模态；或非线性索单元的理论是否正确；或分析结果对网格的形状和单元的选择是否敏感；或部分固定端刚度是否确切等等方面，如今使用计算机的工程师表示，他们几乎不考虑这些细节问题。
不少人认为他们没有时间，或没人付给他们费用去关心细节。越来越多的结构工程师都持这样的看法。但是，他们确实相信，依靠计算机他们的设计能够达到顾客要求。为什么不能如此简单地相信???/!!!输入数据，然后击键，就有了结果。而且，这种方式几乎没有人力消耗。
当然，计算机技术本身并不坏。然而，问题的核心是结构工程计算中计算机的使用方法，以及滥用计算机不断增加的趋势。在道义上资深工程师和工程管理人员有义务特别强调工程实践中知识，专业技能，以及经验的重要性，而非计算机使用者的“性别”。在结构工程实践中，仅仅关心“怎样”使用计算机是不够的，了解“为什么”这样设计才是关键。专业的结构工程师必须重视手工求解的原理，基本原则和提炼模型，识别计算结果中的错误，解决问题的其他方法，判断计算结果的有效性。对计算机要又敬又畏，对计算结果应持批评态度，尊重工程实践经验，通过工程实践（而不是通过“世界的有限元分析”，或是靠过分的简化去满足那些不合格的结构工程软件的限制条件）学习工程。强调从那些资深的或更有经验的结构工程师（即数量急剧减少，但仍记得不依赖计算机，怎样解决工程问题的真正的工程师）那里学习结构工程。只有通过训练专业工程师，而不是通过训练技术员（即计算机操作员），结构工程界将完全能担负起服务大众的责任和义务。
到底该不该如此担心计算机的不当使用？担心那种怠惰？担心工程界默许这种危险作法？虽然计算机对人类有很大的应用价值，但如果结构工程师们继续象现在这样破坏性地使用计算机，这些价值就得不到实现。
有什么办法才能使结构工程界改变过分依赖计算机的情况？不再滥用计算机？这些都没有简单的答案。然而，所有称职的，经验丰富的资深工程师都有机会用危险的计算机这一思想去影响年轻人。一个真正的工程师所需要的是不依赖计算机解决工程问题的能力。经常怀疑计算机；在没有深入的论证以前决不使用计算机的结果。在被工程师证实正确之前，假设计算机提供的结果是错误的。在用计算机求解之前，必须先“知道”答案。不崇拜计算机，而崇尚知识和经验；提倡全面了解工程理论和实践中的所有细节；避免为那样的雇主工作，他们仅有的学习机会是通过计算机学，而不是通过有实践经验的真正工程师的深入训练。
计算机不可能，而且永远不可能，成为人类知识，经验，远见，灵感，创造力，独立思维，以及自古以来的勤奋的替代品。虽然在结构工程实践中计算机是非常有价值的工具，但是结构工程师必须认识到对工程学的细节（即原理，方法，标准，道德等等）的全面了解，比懂得怎样在计算机屏幕上游逛不知道要重要多少。警告实际工程师，如果没有计算机他们的结构工程知识不足以胜任工作，他们也没有资格使用计算机（如若不然，那不仅是不道德，而是犯罪）。
所有称职的，经验丰富的工程师都意识到，好的计算机程序造就不出称职的结构工程师，而只有称职的工程师才能使用好的计算机程序。可悲的是，虽然上面的结论似乎是不言而喻的，但它并不是今天计算机应用的现实。因此需要让危险曝光，并实现和完善保护措施。
不幸的是，计算机时代的现实是，所有（即无一例外）商业应用的计算机和计算机软件都受制于许多因素，这些因素在不同程度上影响了工程软件作出结构工程问题的正确解答的能力。更值得注意的是，当不正确的结果产生时，它们通常并没有“错”到立即被识别出来的地步。更进一步，有时结果有重大错误，但如果工程师对“正确”的结果是什么直觉也没有（无论是因为无知，还是缺乏经验），也就不可能意识到结果的错误。计算机的危险在于，很多工程师假设（并且几乎所有的工程师确实希望）计算机总是产生“正确”的结果。这样的假设和希望常常会使工程师对潜在的和经常的错误放松警惕性和敏感性！
关键词：结构工程计算；结构计算软件；计算机应用技术；工程计算机制图
从20世纪八十年代开始，在水利、水电、建筑、公路等各种工程建设的勘察设计工程中，就开始引入了计算机替代人工进行计算的计算机应用技术的应用，但是现在很多刚离校就业的大学生们，完全依赖着计算机，以计算机的计算数据为准，进行工程设计，这对工程建设的安全是极大的威胁。对工程勘察设计工程师进行正确应用计算机技术进行工程勘察设计工作的教育和提醒，是当前应该注意的比较突出的一个问题。
一、结构工程中计算机技术应用现状
随着计算机硬件技术、软件技术的高速发展。各种计算机应用程序的开发形成了这一批结构工程师从走出校门，就在计算机上进行结构工程计算、设计。他们不再经历老一代结构工程师们通过手工计算的过程。甚至迷信计算机，以为计算机是解决工程问题的源泉，简单地信赖计算机。随着大量的计算机软件的开发，但又缺乏对计算机软件的质量的保证，包括对软件开发者和其技术支持的技术资质证明；软件开发商的质量保证、质量控制过程的严格评价，软件中所用技术的理论依据的严格评价；简单和复杂例题测试结果的严格评价及其与其他独立求解结果的比较；等等很多威胁到工程结构安全的问题，被计算机软件应用的发展所掩盖了。
在当今世界，计算机的滥用开始日益威胁着公众的安全，计算机被抬高到了是知识、经验、思维的替代品。人们越来越愿意相信计算机使他们能对工程作出正确的判断，而很少有人在想，特别是年轻的结构工程们更很少去想，如果没有计算机，结构设计工程中需要哪些必要的知识和经验。大家都相信，解决工程问题的专业知识就是怎样使用计算机以及计算机本身的专业知识。甚至把使用计算机的能力当成能胜任工作的能力。大量的结构工程师们相信，他们仅仅依靠计算机就可以“解决”工程问题。没有人认识到高质量的工程只能是渊博的工程理论知识、丰富的工程实践经验、以及艰辛的脑力劳动、高质量的设计思想相结合的产物。
在工程结构设计计算中利用计算机自动化技术已有了很严重的负面影响，它使年轻的一代结构设计工程师们相信计算机的安全性、知识性和能力。他们变得如此依赖计算机，以至于丧失了不依赖计算机进行计算工作的能力。他们不懂得，计算机不可能记录有关模型、分析和设计的一些技巧。在现实工程实践经验中，工程结构，特别是水利水电工程结构的模型是千差万别的，计算机不可能识别上千万种工程设计思想，除了具有快捷的计算速度以外，计算机程序只是一些离散的知识。而真正的工程知识是经验、直觉、灵感、领悟力、创造力、想象力和“认知”的巨大综合体，它超越了任何计算机程序和程序员对结构工程的“理解”。
现代工程具有复杂的理论依据、集体的设计思想，依靠计算机是不可能让人们学习有意义的经验的。越来越多的工程师们都期盼计算机软件能将结构工程设计程序完全自动化。希望在解决工程问题时他们只需要区化类型和条件，让程序自动生成必要的数学模型，完成复杂而重复的分析和设计过程。最后由制图工具完成设计图纸。这样，结构工程唯一的责任就是明确所要解决的问题，然后评价最后的设计“成果”。而对于是否能可靠的检测特征值，在进行分析时是否用了足够的模型、状态，或计算机建立数学模型的理论是否正确，是否符合工程实际的特征，分析结果对工程结构敏感部位是否敏感，计算结果是否在条件允许范围之内，是否能根据实际的工程结构模型对某些边界条件进行调整。这些在年轻一代的结构工程师们心中，都变得模糊不清。
很多软件开发商，在对计算机知识的精通之外，毕竟不是结构工程师，专业技术知识肯定有着各种方面的欠缺。计算机是一种工具，不可能替代人的脑力劳动、人的知识、经验的积累，计算机能处理大量的信息，但计算机程序是没有多少工程实际工作经验的程序员编制的，程序对工程建立的数学模型也不会很完善，在计算中，即使是错误的信息，计算机也不可能识别，同样的都在计算机上显示给专业技术工程师们。这就要求专业技术工程师们自己能通过专业技术知识的掌握，来控制设计计算中的偏差。
在软件的实际应用方面，那些只有极少经验、极少学识、年轻的结构工程师依靠计算机软件来解决极度复杂的结构分析和设计问题。他们对结构力学基本原理和设计规范的背景知识了解很少。无法判断程序算法所蕴含的假设和步骤，也无法判断计算机运算结果的质量。宁愿相信计算机程序产生的任何结果都是正确的，无法怀疑计算机作出的所有结果，以及用独立的例题校验结果。
二、在工程结构设计计算中正确合理的应用计算机技术
首先，在年轻一代的结构工程师中，应让他们对工程设计的危险性、对公众安全的威胁、对工程建筑设计的责任感有一定的认识，结构工程师应该知道，工程结构特性是由结构工程设计的质量决定的。真正的结构工程师，应该不用计算机就能工作，计算机应用技术本身并不是坏事，问题的核心是在结构工程计算中计算机的使用方法，不能滥用计算机。要强调工程实践中知识、专业技术以及经验的重要性，了解“为什么”这样设计才是关键。专业的结构工程师应在参加工作的最初一段时间内，对结构工程设计计算进行手工求解，了解手工求解的原理、基本原则和提炼模型、识别计算结果中的错误，解决问题的其他方法，判断计算结果的有效性。对计算机的计算结果应持批评态度，尊重工程实践经验，通过工程实践学习工程设计，强调从那些资深的或有经验的结构工程师那里学习结构工程设计。不依赖计算机解决工程问题，经常怀疑计算机，在没有深入的谁以前不使用计算机的结果。在被工程师证实正确之前，假设计算机提供的结果是错误的。在用计算机求解之前，必须先知道答案。不崇拜计算机，而崇尚知识和经验，提倡全面了解工程理论和实践中的所有经验。:
现在的建筑结构模型基本都是应用在高校中的建筑制图等课程中，这些建筑结构模型大多是由一些相应厂家生产的，但是现存的一些模型大多存在着一些问题：首先，由于运输、制作、安装和结构稳定等因素的影响，这些厂家在生产建筑结构模型时，经常使用有机玻璃对材料进行替代建筑中的实际材料钢筋，这样生产的模型虽然在外型上看起来没有很大差别，但是实际作用却打了很大的折扣，某些重要内容无法得以体现，如钢筋梁柱之间的锚固、钢筋材料本身的材料特征、钢筋的实际搭建方式等都无法真实呈现出来。其次，只有单纯的硬件模型还无法达到很好的教学效果，还需要结合配套软件，也就是模型的说明，用来反应模型的具体内容及相关知识的延伸，但是实际情况下，由于技术力量的有限性导致模型反映内容比较单一，大多数厂家并没有提供模型相关说明，制作的模型也大多只是反映了简单的结构构造。单纯使用模型进行教学，教师自身的水平很大程度就影响了教学效果，导致了一些教学水平一般的教师无法真正体会到模型的作用。如果模型出厂时能够配套相应的说明，结构模型就不仅是用来反映简单的建筑构造，而是对建筑材料、实验、预算、施工等内容进行综合反映，有利于教师对整个施工过程进行有效讲解，也就能够更充分地体现出模型的作用。
2建筑结构模型研制
（1）建筑结构模型设计
研制建筑结构模型，首先需要对建筑结构模型进行设计，下面以一个建筑结构模型为例。模型设计为两层，每层两个方向各为两跨的结构，下层采取一半高度置于土中的设计，来增加其稳定性，从而也方便观看。梁柱断面采用1:2的比例，梁长和柱高都采用缩小比例2:1，从而保证更好地反映相关内容。梁柱锚固处的钢筋采用焊接的方式进行固定，保证整个结构更加稳定，如果梁的挠度过大，则需要采用有机玻璃模板来进行固定。
（2）建筑材料及实验
工程中购买的钢筋，一级小规格的钢材大多是圆盘形式，二级和三级的钢筋大多是直线线材形式，其一般长度为9米。而且钢材表面上也经常有相关标示，如厂家的商标、钢材的规格及直径，这些标示一般是每隔2米出现一次。钢材表面的形式分为光圆和带肋，带肋又分为螺纹肋和月牙肋两种。因此制作模型时对于板筋选用时应选用光圆钢筋，梁处的钢筋应选用螺纹肋，柱筋应选用月牙肋。从厂家购买钢材后应当注意厂家提供的出厂合格证，这为以后的工程验收提供了非常重要的保证。出厂合格证一般也分为两种，一种是厂家提供的盖有厂家公章的原始合格证，另外一种是在厂家的原始合格证上也可以加盖经销商的红章。钢筋是建筑工程中必不可少的材料，因此使用时应当对其材料进行见证取样检查。取样时可以按照相关规定取一定长度的钢筋到检测单位进行检查，并要求其出具相关检测结果报告。检测内容通常分为屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯性能的检测，前两项为力学性能的检测，后两项为塑性性能的检测。
（3）建筑结构构造施工
在建筑结构构造施工中，钢筋的连接形式主要分为绑扎连接、焊接和机械连接三种，在实际的建筑工程施工中，前两种更加常用，机械连接形式使用比较少。在进行模型制作时，可以将这三种连接方法在不同部位都出现，从而便于学生对这三种连接形式有直观的认识。可以在板筋的连接中采用绑扎的形式，边柱和角柱可以采用机械连接中的套丝对接连接，中柱中可以采用电渣压力焊连接，梁筋则采用闪光对焊连接。对于焊接工程也需要出具相应的检测报告。
3建筑结构模型在建筑工程教学中实际应用
建筑施工图纸大多采用的平法标注形式，对于建筑结构模型来说，则可以将图纸和模型进行对比，使学生能够更直观地认识到钢筋的布置。比如梁KL1(2A)，表示这个梁的编号为KL1，并且该梁有两跨，一端是悬臂，梁的断面是200*600，箍筋为8双肢箍，间距是200MM，加密区的间距是100MM，上部布置2根通长18钢筋，负弯曲处设置5根18钢筋，布置形式分为上下两排进行布置，上排断点为净跨径的1/3，下排断点为净跨径的1/4。腰部设置两根16的抗扭构造的钢筋，下部布置3根通长的20钢筋。另外，梁柱锚固连接处的构造是以平法图集中的规定为要求的，具体选用的是《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》，按照此规定要求，柱顶处和梁锚固分别采用其43页非抗震KZ边柱和角柱柱顶纵向钢筋构造中详图B和44页非抗震KZ中柱柱顶纵向钢筋构造中详图B的做法，梁采用57页非抗震楼层框架梁KL纵向钢筋构造弯锚的做法，悬臂端则采用66页各类梁的悬臂端配筋构造详图C的做法。
4结语
关键词：城市道路；工程路面；结构设计
道路修建是城市现代化发展中的核心工程，与车辆通行、运输的安全存在直接的联系。城市道路在路面结构设计方面，考虑到交通、行人等因素，提出了安全要求，在保障城市道路路面结构稳定的基础上，维护路面的安全与强度，消除路面结构设计中潜在的风险因素。设计人员遵循道路修建的根本要求，完善路面结构的具体设计。
1城市道路工程的路面结构设计
城市道路工程在进行路面结构设计之前，需要重点研究城市道路，深入分析城市道路的实况，进而才能真实的设计出路面结构的方案。设计人员要选择有代表性的城市道路进行研究，路线、路段需属于典型城市道路，由此才能提升路面结构的设计水平[1]。路面结构设计时，按照《城市道路路面基层施工技术规范》中的要求，提前选择一定年龄的路面，约3年或以上年龄，调查路面的性能状况，尽量包含不同类型的路基结构，所以针对城市道路路面结构设计的调查工作，提出三点要求。第一，路面结构设计和调查的过程中，需要反馈不同调查路段的具体情况，特别是城市道路的修建水平，以便优化方案的设计，进而为路面结构设计提供详细的依据。第二，掌握道路路面结构设计部分的土基实况，尤其是强度等级、回弹模量范围等项目内容，各项参数之间的关系如表1所示，促使设计人员掌握路面设计中的各项要点内容，有效控制路面结构设计中的影响因素，一方面控制结构设计时的沉降，另一方面优化路面的设计过程。第三，根据路面结构设计的要求，确定结构的设计类型，维护路面设计组合的优质性，以免路面结构工程中出现误差，体现设计的科学性。
2城市道路工程中路面结构的方案设计
2.1设计原则
设计原则是城市道路路面工程中的主要部分，专门用于约束路面设计，确保路面设计的规范性[2]。例举路面结构设计的原则，如：（1）站在经济、技术角度上分析城市道路路面的整体设计，改进方案中的不足点，选择最优的结构设计方案；（2）路面结构材料的选择，必须考虑到城市道路所处的环境，包括交通环境、气候环境等，有针对性的选择路面材料，维护路面结构的稳定性；（3）设计人员着重分析沥青的面层结构，在质量、力学等方面评价路面结构设计，为路面结构提供优质的级配方案，强化路面的结构；（4）路面结构设计中，设计人员要遵循环保、节能的原则，既要保障城市道路的质量和性能，又要落实相关热的原则。
2.2结构材料
结构材料是路面结构的一大设计因素，需依照城市道路工程路面的设计实况，挑选恰当的结构材料。以某城市路面结构设计为例，该工程是城市路网的重要组成部分，总长0.72公里，宽30m，分析其在主要材料上的选择方式。如：（1）面层材料，分为上、中、下三部分，均以沥青材料为主，该路面结构设计，按照常用沥青的级配，合理分配其在不同面层部分的应用；（2）下封层材料，用于加强面层、基层的连接，防止相连层面发生侧滑，该工程将改性沥青做为吸收膜，降低侧滑的发生机率；（3）基层材料选择，该工程通过试验分析的方式，选择基层强度的指标，以指标为基础选择可用的材料，以水泥稳定砂砾此项材料为根本，逐步提升基层结构的密实性强度和刚度，保障路面设计材料的科学使用。
2.3设计方案
2.3.1新建路面结构的方案设计。城市新建的公路工程内，路面设计新可分为4个部分，分析如：（1）主线行车道设计方案，其为新建道路路面结构设计中的主要部分，按照城市道路的要求，主线行车道的不同层面，使用了不同的混合材料，以混凝土为主进行分析，新建路面的上面层部分，使用改性沥青混凝土，厚度为5cm，同时使用75cm的应力吸收膜，中间结构选择中粒式沥青混凝土，保持4~6cm的厚度，下方厚度要大，基本可以设计为8cm，材料为粗粒式混凝土，用于稳定路面的结构基础，其中基层要求达到30cm，垫层也要达到30cm厚度，具体厚度依照实际情况分配；（2）地面铺道行车设计中，仅仅分为上下两部分，取消了中间部分的设计，上方设计5cm的细粒式沥青结构，下方可以根据实际情况设计，一般为5cm的粗粒式，基层与垫层的厚度保持30cm；（3）非机动车道设计方案内，分为20cm的垫层，采用天然的砂砾材料，基层厚度控制在20cm，选择含有5%水泥成分的砂砾，而且砂砾材料要具备足够的稳定性，防止影响基层的结构性能，面层厚度为4.5cm，路面结构的全部非机动车道的结构厚度，不能超出44cm；（4）人行道的结构设计方案，与非机动车不同，面层同样需要分为上面层和下面层，使用材料为：预制混凝土透水砖、水泥砂浆，厚度是7cm、4cm，基层、垫层及非机动车道结构设计中，材料一致，厚度范围是15~20cm。
2.3.2改建道路路面结构设计方案。城市道路工程中，存在部分需要改进的道路，同样需要设计路面结构。一般情况下，城市道路改建道路路面结构设计时，涉及到结构翻挖、结构挖除的情况，需要先处理旧路面的结构，再实行新路面结构设计[3]。分析需要修改建设的道路，其在路面结构上的设计方式，如：（1）吸收膜结构，根据修改要求，分为基层、底基层两个部分，基层厚度30cm，底层按照实际情况设定；（2）车行道结构，下方部分的设计厚度是7cm，材料粗粒式沥青混凝土，上方结构4cm，材料细粒式混凝土，上、下面层的相互稳定，划分为两层施工，材料为砂砾，底基层厚度30cm，选择天然砂砾，用于确保底基层的稳定性。
3城市道路工程中路面结构设计的注意事项
城市道路在路面的结构设计项目上，还要考虑到工程指标的差异，特别是城市自身规定与国家规定的差别，其中各项设计指标均有细小的差别，应该遵循路面结构设计的实际情况，由此才能保障结构设计的真实度。不同规定中的设计指标，对路面结构设计有一定的限制，所以设计人员综合分析设计指标，按照城市道路路面结构的设计需求，选择可遵循的指标项目[4]。除此以外，路面结构设计中，还要注意试验路的铺筑和养护，以试验路为标准，落实路面结构的设计方案，严格遵循结构设计的方案要求，落实设计要求，最主要的是依照试验路的设计方法，完善路面结构的具体设计，尽量避免出现不良的影响因素，强化城市道路的路面结构，进而提升城市交通的安全水平，保障路面通行的良好性能。
4结束语
道路路面修建工程中，提高了对结构设计的重视度，根据道路路面的基础特性，如：强度、抗滑、耐久性等，都需合理的设计路面结构，改善城市道路的特性，最主要的是保障城市道路的稳定与安全，全面体现路面结构设计的优点，防止干扰城市的车辆通行。路面设计过程内，必须依照城市道路的实际情况，安排规划设计的工作，提升城市道路的设计能力。
作者:崔君 单位:苏州市晓阳市政建设设计有限公司
参考文献：
[1]崔永日.浅析半刚性城市道路路面结构设计[J].才智，2011，36：225.
[2]张翼.城市道路工程路面结构设计研究[J].科技视界，2015，24：302+322.
【关键词】建筑工程；结构设计；裂缝；问题；对策
引言
建筑的质量安全直接关系着使用者的生命财产安全，所以保障建筑的质量安全是每个建筑单位的责任和义务。由于近年来，关于建筑质量安全造成的人员伤亡和财产损失等新闻报道层出不穷，且社会反响和关注度非常高，说明大家对建筑的质量安全十分关心，如果建筑单位不能保证建筑的质量安全，可能会严重削弱建筑单位的市场地位和企业形象。但是在实际施工过程中，大多数建筑单位一味的重视经济效益，从而忽视建筑工程的结构设计，导致建筑大面积存在裂缝问题，不仅严重影响了建筑的质量，还大大的增加了建筑的居住风险。因此，必须要及时了解裂缝的成因和影响因素，并制定详细的解决措施，才能有效的降低裂缝的危害，避免为建筑单位带来不必要的经济损失和舆论压力。
一、建筑工程结构设计中可能出现的裂缝类型和原因分析
（一）、塑性收缩裂缝
塑性裂缝是指混凝土未凝结硬化前，处于塑性状态时发生的收缩，而这种状态下的收缩对水分的要求非常严格，且容易产生裂缝。一般情况下，塑性收缩裂缝的成因主要受水分的影响较大，通常建筑在浇筑时混凝土表面的水分如果蒸发的较快，就会导致混凝土的体积出现收缩不均的现象，从而出现局部裂缝，因此我们把这种成因的裂缝叫做塑性收缩裂缝[1]。塑性收缩裂缝主要出现在混凝土的表面并且裂缝主要呈现龟裂状（如图1），且裂缝深的度不会太深。但是如果建筑的主体结构中大面积出现塑性收缩裂缝，同样会威胁到建筑的质量安全。
（二）、塑性沉降裂缝
塑性沉降裂缝的主要成因是因为建筑在混凝土浇筑的过程中，由于骨料在沉降时受到外界因素或辅材料（模板、钢筋等）的阻碍，形成的连带性裂缝，并且沉降裂缝的裂缝两边高低不齐，且裂缝的深度和长度跨度较大，通常会大面积呈现横向或纵向分布。所以，塑性沉降裂缝对建筑的质量影响较大，因此在建筑结构设计时必须要充分考虑到材料的质量和特性，并制定详细的解决对策才能有效的减少骨料沉降过程中受到其他不利因素的影响。
（三）、温度应力裂缝
建筑在施工过程中，由于其施工地点和施工季节没有固定性，并且混凝土浇筑对温度的要求非常高，所以混凝土凝固时会受到来自强温差的影响。因此，混凝土浇筑时必须要掌握外界温度和散热温度的平衡值，才能有效的控制裂缝的蔓延。并且温度应力裂缝主要受早晚温差、季节性温差等不定项温度因素的影响较大，导致混凝土表面出现散热不均的现象，从而加速了温度应力裂缝的表面裂缝、贯穿裂缝、及深层裂缝的产生（如图2）[2]。并且，混凝土浇筑时温差越大，伴随的裂缝深度就越深（如表1）。
（四）、结构裂缝
结构裂缝主要受建筑的施工技术和材料影响较大，并且多出现在单体结构的建筑中。由于现在大部分建筑都使用框架结构建造，所以可以保证建筑的结构主体有足够的承载力。但是也有部分建筑单位偷工减料用承载力较小的预制板代替钢筋混凝土的浇筑，导致建筑的承重墙受力不均，从而使得墙体的截面或较薄弱的受力墙角集中出现大面积的结构裂缝，严重影响建筑的整体质量安全。
二、建筑结构设计中裂缝的控制措施
（一）、加强混凝土浇筑的养护工作
加强混凝土养护工作的主要目的是为了及时的发现混凝土在凝固过程中出现的问题，并及时采取相应措施解决问题，从而有效的控制裂缝的蔓延和恶化。因此，必须要制定详细养护管理机制，才能保障混凝土浇筑工程中不受其他因素的影响。并且养护工作一般在混凝土浇筑后的两小时进行，养护的内容主要包括控制混凝土的浇筑温度、散热温度、及湿度和水分蒸发等常见任务[3]。同时，还要根据建筑材料的不同质地和特点进行相应的护理，便于提高材料的使用效率。
（二）、严格控制建筑材料的质量
材料的质量安全直接关系到建筑的整体质量安全，所以加强材料的质量控制是控制建筑结构设计裂缝的主要措施之一。因此，必须要制定详细的材料管理制度和完善的施工规章制度，才能有效的预防偷工减料的现象。还要根据建筑的施工要求把握好材料的采购和选择，从而有效的控制施工进度和施工质量，避免出现裂缝的可能。总的来说，要想提高建筑材料的质量必须要组建一支集材料采购、运输、管理于一体的专业队伍，才能从整体上提高建筑的施工质量和施工水平。
（三）、强化结构设计人员的技术和人才培训机制
由于目前的建筑大多是高层建筑或大体积混凝土浇筑项目，所以对建筑施工人员的技术要求非常严格，并且大多数结构设计裂缝的产生和施工技术有直接关系，因此要想减少结构设计裂缝就必须要强化施工人员的整体技术水平，才能为提高施工质量奠定基础[4]。所以建筑单位要建立完善的人才培训机制，便于定期对施工人员进行专业技能培训和综合素养教育。而且大量的实践证明，提高施工技术可以有效的减少施工过程中的基础性失误，并且完善的施工技术还可以提高施工人员的现场危机处理能力，从而加强施工人员妥善的处理施工中的细节问题和棘手性问题。
（四）、加强施工现场监督管理力度
监督管理的主要目的是为了端正施工人员的工作态度，从而有效的提高施工人员的工作积极性。因此建筑单位必须要建立健全的监督管理体系和完善的监督管理措施，才能有效的约束建筑现场的施工秩序。并根据施工现场的施工特点制定科学的规章制度，便于在监督的过程中提供基本的依据。同时，还可以把监督管理和奖惩制度相结合，通过对表现有效的施工人员进行奖励起到激励作用，对表现不好的施工人员进行相应惩罚起到警示作用，从而更好地实现监督的目的和任务。
结语
综上所述，目前我国大多数建筑单位的建筑工程结构设计依然存在许多棘手的问题，严重影响了建筑的质量和使用寿命，因此必须要不断地改进设计理念，并在失败的基础上总结经验，才能逐渐的加强建筑结构设计的整体水平。随着社会的快速发展以及市场经济体制的不断冲击，导致建筑单位面临巨大的市场挑战和竞争压力。所以，必须要建立完善的结构设计体系，健全质量安全管理措施，才能有效的控制裂缝问题的恶化。总的来说，要想保障建筑物的整体质量安全，不仅要提高结构设计的创新理念和建筑施工技术，还要加强建筑单位对裂缝问题的重视，才能进一步为延长建筑的使用寿命创造条件，才能为建筑单位谋取更宽、更高、更广的发展空间提供帮助，才能更好地为建筑单位提高市场竞争力和企业形象奠定基础。
参考文献
[1]梅晔.试论建筑结构设计中控制裂缝的措施[J].科技创新导报.2014年01期
[2]李宏.试论建筑工程结构设计中的裂缝问题[J].黑龙江科技信息.2012年03期
关键词：建筑工程；结构设计；裂缝；控制措施
中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：
随着国内城市化进程的加快，工业、基础设施和商品住宅建设的飞速发展，在建筑工程中遇到的混凝土裂缝问题越来越多，由于裂缝问题产生的纠纷也不断增加，成为一直困扰工程设计人员的问题。根据大量的工程实践和对近代工程材料的微观研究，混凝土结构建筑的裂缝是不可避免的，其危害程度是可以控制的，我们可以通过各种方法，使裂缝产生的影响，满足规范和正常使用的要求。
结构设计主要由承载力极限状态控制，但很多情况下正常使用极限状态下的变形（裂缝、挠度、位移等），尤其是裂缝，起控制作用。由于混凝土等建筑材料的自身物理特性原因，裂缝（包括微观裂缝和宏观裂缝）不可避免，但裂缝的数量和宽度如果过多发展，就会引起渗漏、保护层脱落、钢筋锈蚀、混凝土碳化等，严重影响结构耐久性、持久强度和美观。所以，结构设计尤其是大体积、超长混凝土结构设计，采取措施预防出现裂缝，控制裂缝宽度，对有害裂缝进行处理是一个值得探讨的重要课题。
一、建筑工程结构设计中裂缝产生的主要原因
通常情况下，在建筑工程结构设计当中，裂缝的产生主要是针对混凝土而言的，基于此点，下面对混凝土结构裂缝形成的具体原因进行分析。
1、 由温度应力导致的裂缝
形成此类裂缝的主要原因为混凝土在浇筑完成以后，由于聚积在混凝土内部的水泥水化热很难散发出去，从而导致混凝土内部的温度较高，同时混凝土表面与外界接触时，表面的温度因外界环境的作用散热较快，此时便会使混凝土内外的温差过大，最终混凝土内部会产生压应力，而表面则会出现拉应力。混凝土由于刚刚浇筑完毕，其龄期较短，抗拉强度也相对较弱，当表面的拉应力超过混凝土自身的极限抗拉强度时，混凝土表面便会出现裂缝。
2、 应力裂缝
形成此类裂缝的主要原因是混凝土结构收缩徐变造成的。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。混凝土结构在浇筑完成之后，其将会进入硬化过程，在这一过程中，由于混凝土内部的水分不断蒸发，从而使混凝土的体积逐渐缩小，进而产生收缩，混凝土在收缩时由于受到支座的约束，无法自由伸展，当约束应力达到一定程度时，势必会导致现浇的混凝土板开裂，开裂的位置一般都出现在应力较为集中的地方。此外，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。
3、由塑性变形引发的裂缝
这种类型的裂缝一般出现在混凝土硬化前，形成原因是混凝土在硬化前本身处于塑性状态，由于上部结构的均匀沉降受到一定限制，致使结构出现裂缝。在混凝土结构当中，若骨料的粒径过大或钢筋的直径过粗以及混凝土的表面积加大时，均会导致混凝土的水平收缩较之垂直方向的收缩更加困难，进而形成不规则的裂缝，这些裂缝的表现形式为互相平行，裂缝之间的间距一般为0.3～1.0mm 左右，同时裂缝本身存在一定的深度。
4、结构裂缝
随着施工技术水平的不断提高，在一些采用现浇楼板的建筑工程中，浇筑完成后的楼板承载能力基本上都能够满足设计要求。但如果将预制多孔板改为现浇楼板时，则会导致墙体的刚度增大，从而是原有楼板的刚度减弱，这样有可能一些墙体的截面突变位置或是较为薄弱的地方产生裂缝。如墙角应力比较集中的位置等。
二、建筑工程结构设计中裂缝的控制措施
针对上述影响混凝土结构收缩裂缝的因素，设计中可根据工程特点采用以下裂缝控制措施。
1、混凝土强度等级不宜过高。 在满足承载力及防水要求的条件下，宜采用C25~C35 混凝土。
2、选用低水化热 、收缩小的水泥品种，如矿渣硅酸盐水泥等。 掺加适量外加剂，减少水泥用量，降低水灰比，严格控制砂石骨料含泥量，控制因水化热内部升温过高，控制外部降温速度，及时保水、 保温养护。
3、采用粉煤灰（掺量为水泥用量的 15%~30%），改善混凝土和易性，减少水泥用量。
4、设置伸缩缝（考虑满足沉降缝 、防震缝要求），间距不可过长。
5、在合适部位设置后浇带，带宽 0.8m~1.0m，间距30m~40m，减少硬化收缩。 后浇带混凝土宜 2个月后采用较高标号（提高 5MPa~10MPa）微膨胀混凝土浇灌。
6、基础、 筏板、 底板等大体积混凝土采取分层浇筑、 阶梯推进施工，但要注意避免冷缝。
7、对于大体积混凝土、 超长结构，混凝土中宜掺加膨胀剂，采用补偿收缩混凝土。
8、较长墙体，尤其是有防水要求的较长地下室外墙，应适当提高水平构造钢筋的配筋率 (0.4%~0.6%)，采用细而密的配筋原则，间距 150mm 墙顶及中部设水平暗梁；墙与柱交接处设水平附加筋（配筋率为通长配筋的 10%~15%），伸入墙内 1.5m~2.0m，以减小应力集中。
9、露天的地下一层外墙及屋面等应加强保温隔热，减小温差；适当提高构造配筋率。 外露边梁应加强腰筋配置，梁侧宜设保温隔热面层。
10、地下室顶板及屋面可采用部分预应力，使混凝土预压应力达到 0.2MPa~0.7MPa。
11、外露挑檐、 阳台、女儿墙等每隔 12m 设伸缩缝，水平分布筋适当加大。
12、超长混凝土结构可采用无缝设计：由于温度应力只是在一定长度范围内是逐渐增大的，超过一定长度后温度应力趋于不变定值 根据这一规律，超长混凝土结构可以实现无缝设计。 具体做法如下：
在应力集中处设膨胀加强带，间距 40m~60m，宽度 2m，两侧铺设密孔钢丝网或快易收口网，并用立筋 8mm@100mm 加固，防止混凝土流入加强带，加强带外侧混凝土采用小膨胀混凝土（水中养护 14d的限制膨胀率0.02%~0.03%），加强带采用大膨胀混凝土（水中养护 14d 的限制膨胀率 0.04%~0.06%） ,强度等级比两侧高5MPa~10MPa。 可以连续浇筑，也可以采用间歇式无缝施工法，在加强带一侧留台阶式施工缝 。无防水要求时，楼板加强带两侧可采用无收缩混凝土（水中养护 14d 的限制膨胀率为 0.01%~0.02%）。 墙体宜采用后浇加强带，先分段浇筑小膨胀混凝土，养护 14d 后再用大膨胀混凝土浇筑加强带。这样可以更有效地释放收缩应力，避免出现裂缝。采用的掺加膨胀剂的补偿收缩混凝土应在设计图纸中注明强度等级、抗渗等级及水中养护 14d 的限制膨胀率(一般 >0.015%或更高)。 膨胀剂的质量、 掺量及膨胀混凝土限制膨胀率应通过试验确定。
13、对于重点工程，当不宜设缝时，可以通过计算得出混凝土结构的最大温度应力，验算会否开裂及裂缝宽度，根据情况采取相应的裂缝控制措施。
14、在结构设计中应用钢纤维混凝土控制结构裂缝在钢筋混凝土梁的底部加人适当的钢纤维，使其与钢筋混凝土梁中的钥筋共同抵抗开裂，可明显提高抗裂能力，使其达到设计要求，同时符合《混凝土结构设计规范》中有关抗裂度或裂缝宽度的规定。对于钢筋钢纤维混凝土梁而言，当掺人钢纤维的体积率在1.0%~1.5%，受拉区钢纤维混凝土层达到0.3 倍的截面高度时，钢纤维就能很好的降低裂缝宽度。同时，受拉区钢纤维混凝土层达到0.3 倍的梁截面高度后，弯拉性能将接近全截面钢纤维混凝土梁。钢纤维混凝土构件的正常使用性能比钢筋混凝土构件有明显改善的主要原因为钢纤维依靠粘结力给混凝土基体裂缝尖端应力场施加了一个反向的应力场，缓和了混凝土基体裂缝尖端的应力集中阻止了裂缝的进一步发展，使荷载作用下的裂缝开展滞后，使构件开裂较晚。钢纤维与未裂混凝同承担裂缝截面上的部分拉力，降低了裂缝截面上的钢筋应力，对裂缝开展起着约束作用，提高了裂缝之间混凝土的整体性和构件的刚度。
在实际工程结构中，混凝土出现裂缝是—个普遍性的现象，也是长期令技术人员困扰的—个复杂的技术难题。裂缝在大多工程中虽然不可避免，但却可以控制。只要在设计过程中针对各影响因素考虑全面、细致，严格遵守设计规范，一定能把裂缝控制在设计所要求的范围内。
参考文献：
[1] 刘伟. 结构设计优化在建筑设计中的应用[J]. 中国新技术新产品. 2012(04)
[2] 朱海峰. 浅议混凝土结构工程施工中存在的问题[J]. 中国新技术新产品. 2011(07)
