时间：2022-10-21 00:23:27
????会议收到论文报告58篇并印发了文集，有140人参加会议，在第一天的大会和第二天的分组会上分别有17位和26位专家作了报告，另外还安排了半天时间进行自由发言和讨论。会议气氛热烈，取得了预期的效果，不同观点之间也进行了较为充分的交流。
??鉴于这一会议的论坛性质，以下仅就会上提出的一些问题及建议作一归纳，提交与会专家考虑并审议。
??
??一、土建结构工程的安全性
??结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力，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．我国结构设计规范的安全设置水准
??对结构工程的设计来说，结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性与结构的耐久性等几个方面。我国建筑物和桥梁等土建结构的设计规范在这些方面的安全设置水准，总体上要比国外同类规范低得多。
??
??1.1构件承载能力的安全设置水准
????与结构构件安全水准关系最大的二个因素是：1）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每平方米150公斤(现已确定在新的规范里将改回到200公斤)，而美、英则为240和250公斤；2)规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小，前者是计算确定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，后者是计算确定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。这些用量值表示的系数体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度，在安全系数设计方法(如我国的公路桥涵结构设计规范)中称为安全系数，体现了安全储备的需要；而在可靠度设计方法(如我国的建筑结构设计规范)中称为分项系数，体现了一定的名义失效概率或可靠指标。安全系数或分项系数越大，表明安全度越高。我国建筑结构设计规范规定活荷载与恒载（如结构自重）的分项系数分别为1.4和1.2，而美国则分别为1.7和1.4，英国1.6和1.4；这样根据我国规范设计办公楼时，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）值大约只有英美的52%（考虑人员和设施等活载）和85%（对结构自重等恒载），而设计时据以确定构件能够承受荷载的能力（与材料强度分项系数有关）却要比英美规范高出的10~15%，二者都使构件承载力的安全水准下降。日本与德国的设计规范在某些方面比英美还要保守些。一些发展中国家的结构设计多根据发达国家的规范，就如我国解放前和建国初期的结构设计方法参照美国规范一样。至于中国的香港和台湾，至今仍分别以英国和参考美国规范为依据。这里需要说明的是，在其他建筑物的活荷载标准值上，与国外的差别并没有象办公楼、公寓、宿舍中这样大。不同材料、不同类型的结构在安全设置水准上与国际间的差距并不相同，比如钢结构的差距可能相对小些。
????公路桥梁结构的情况也与房屋建筑结构类似，除车载标准外，荷载分项安全系数（我国规范对车载取1.4，比国际著名的美国AASHTO规范的1.75约低25%）与材料强度分项安全系数均规定较低。
????尽管我国设计规范所设定的安全贮备较低，但是某些工程的材料用量反而有高于国外同类工程的，这里的问题主要在于设计墨守陈规，在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。
??
??1.2结构的整体牢固性
????除了结构构件要有足够承载能力外，结构物还要有整体牢固性。结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力，或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度，用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错导致的灾难后果，可以减轻灾害损失。唐山地震造成的巨大伤亡与当地房屋结构缺乏整体牢固性有很大关系。2001年石家庄发生故意破坏的恶性爆炸事件，一栋住宅楼因土炸药爆炸造成的墙体局部破坏，竟导致整栋楼的连续倒塌，也是房屋设计牢固性不足的表现。
??
??1.3结构的耐久安全性
????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，其严重程度已远过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；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。
??
??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。但是，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，而且业已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所取得的重大成就；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。国内近几年来已对建筑结构安全度的设置水准组织过几次讨论，在如何调整的问题上存在较大的意见分歧，这次科技论坛上同样反映了这些不同的见解：
????1）认为我国现行规范的安全设置水准是足够的，并已为长期实践所证明，而国外就没有这种经验。我国取得的这一成功经验决不能轻易丢掉，在安全度上不能跟着英美的高标准走；安全度高了是浪费，除个别需调整外，总体上不必变动。
????2）认为我国规范的安全度设置水准尽管不高，但在全面遵守标准规范有关规定，即在正常设计、正常施工和正常使用的“三正常”条件下，据此建成的上百亿平米的建筑物绝大多数至今仍在安全使用，表明这些规范规定的水准仍然适用；但是理想的“三正常”很难做到，同时为了缩小与先进国际标准的差距以及鉴于可持续发展和提高耐久性的需要，在物质供应条件业已改善的市场经济条件下，结构的安全设置水准应适当提高。这种提高只能适度，因为我国目前尚属发展中国家。
????3）认为我国规范的安全设置水准应该大体与国际水准接近，需要大幅度提高。这是由于随着我国经济发展和生活水平不断提高，土建工程特别是重大基础设施工程出现事故所造成的风险损失后果将愈益严重，而为了提高工程安全程度所需要的经费投入在整个工程（特别是建筑工程）造价中所占的比重现在已愈来愈低，材料供应也十分充裕。过去的低安全水准只是适应了以往短缺型计划经济年代的需要，但决不是没有风险，如果规范的安全水准较高，曾经发生过的有些安全事故本来是可以避免的，而规范的这一缺陷在一定程度上为“三正常”的提法所掩盖。在建的工程要为将来的现代化社会服务，安全性上一定要有高标准。低的安全质量标准在参与将来的国际竞争中也难以被承认，即使结构设计的安全设置水准能够提高到与发达国家一样，由于我们的施工质量总体较差，结构的安全性依然会有差距。
??
??3、结构设计规范的概率可靠度设计方法
????自1984年国家建委和国家建设部颁布了建筑结构设计统一标准以来，我国的建筑结构设计规范已从80年代末期起抛弃了传统的多安全系数设计方法，从而统一采用以概率理论为基础的可靠度设计方法；其它的工程部门如公路、铁路、港口、水利的结构设计规范也正在或计划作这样的转变。我国规范的可靠度设计方法是参考国际上的相应标准ISO2394并经过国内科技人员努力后得以实施的。将可靠度设计方法用于结构设计规范，在国际学术界内通常被看成是一种发展趋势，但在工程内界则存在不同看法。尽管有了ISO2394，国外却鲜有重要或著名的结构设计规范已直接采用了可靠度设计方法，至今仍采用多安全系数设计方法或称荷载抗力系数法。在我国，对于建筑结构设计规范中的可靠度设计方法以及企图将我国各个行业的各种结构设计规范都用可靠度方法统一起来的做法，虽然工程设计界颇有微词，但学术界持赞成和肯定者是主流，不过仍不时有人对可靠度方法用于设计规范的适用性提出质疑。这次科技论坛上则较为集中地反映了对规范可靠度方法的意见分歧。
????对我国规范的可靠度设计方法持肯定意见的专家认为这是重大的科技进步，可靠度方法对安全度的概率定义要比定值的安全系数更清晰、更科学、更合理，当然概率可靠度设计方法本身尚有不少缺陷，有待进一步修改完善。持相反意见的人则认为，结构设计规范所面向的是类型多样的复杂群体，在安全度上需要考虑的不确定性与不确知性非常复杂，并不是“从统计数学观点出发的概率定义”所能科学描述或处理；规范可靠度方法在我国十多年的实践表明，它并没有给结构设计的安全性带来明显实效，反而造成了安全概念上的某些混乱；对工程技术人员来说，结构的安全度用可靠指标和虚假的失效概率表达后变得更加不可揣摩和模糊不清，不如安全系数那样从安全储备出发的度量方法更为直观和便于处理具体工程的安全问题；现行设计规范中的可靠度方法很不成熟，存在不少根本缺陷；他们认为半概率的多安全系数方法更适用于规范，也不排斥可靠度分析的结果可以作为一种参考，在综合判断安全系数的合理取值时予以考虑。
??
??二、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。
??
??1、土建结构工程的耐久性现状
????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，但是至今尚未引起我国政府主管部门和广大设计与施工部门的足够重视。
????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，他们需要有1.3万亿美元来处理美国国内基础设施工程存在的问题，仅修理与更换公路桥梁的混凝土桥面板一项就需800亿美无，而现在联邦政府每年为此的拨款只有50～60亿美元。另有资料指出，美国因除冰盐引起钢筋锈蚀需限载通行的公路桥梁已占这一环境下桥梁的1/4。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，如加拿大安大略省的公路桥梁为对付除冰盐侵蚀及冻融损害，钢筋的混凝土保护层最小厚度从50年代的2.5cm逐渐增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm，而混凝土强度的最低等级也从50年代的C25增到后来的C40，桥面板混凝土从不要求外加引气剂、不设防水层到必须引气以及需要设置高级防水胶膜并引入环氧涂膜钢筋。而我国遭受盐冻侵蚀地区的公路桥梁在耐久性设计方面至今仍无明确要求，对混凝土保护层和强度的要求仅为2.5cm与C25，与上面提到的加拿大50年代水准一致。国内按这种标准设计的一座大桥，建成后仅8年，由于盐冻侵蚀，现已不得不部分拆除重建。
????我国建设部于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、雨罩等露天构件的使用寿命通常仅有30～40年。桥梁、港工等基础设施工程的耐久性问题更为严重，由于钢筋的混凝土保护层过薄且密实性差，许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。海港码头一般使用十年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落，需要大修。京津地区的城市立交桥由于冬天洒除冰盐及冰冻作用，使用十几年后就出现问题，有的不得不限载、大修或拆除。盐冻也对混凝土路面造成伤害，东北地区一条高等级公路只经过一个冬天就大面积剥蚀。我国铁路隧道用低强度的C15混凝土作衬砌材料，密实度和抗渗性差，不耐地下水与机车废气侵蚀，开裂与渗漏严重；对几个路局所辖的隧道进行抽样调查表明，漏水的占50.4%，其中1/3渗漏严重，并导致钢轨等配件锈蚀以及电力牵引地段漏电，影响正常运行，而1999年颁布的铁路隧道设计规范仍未能对隧道的耐久性问题采取适当的对策，如适当提高混凝土的最低强度等级和在混凝土中掺入化学纤维等。
????耐久性问题的严重性和迫切性在于我们许多正在建设的工程仍未吸取国际和国内的大量惨痛教训，还沿着老路重蹈覆辙。一些北方城市新建成的立交桥和高速公路桥，仍没有在材料性能和结构构造等方面采取必要的防治冻融和盐害的综合措施。甚至大型工程如2000年投入运行的珠海莲花跨海大桥，其主体结构在浪溅区仍采用不耐海水干湿交替侵蚀的C30混凝土与3～4cm厚的保护层厚度。
????有专家估计，我国“大干”基础设施工程建设的高潮还可延续20年，由于忽视耐久性，迎接我们的还会有“大修”20年的高潮，这个高潮可能不用很久就将到来，其耗费将倍增于当初这些工程施工建设时的投资。
????使混凝土结构的耐久性问题进一步加剧的原因有：
????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，早强的矿物成份比例提高，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，这种要求还有利于水泥产品质量的均匀性。
????2)工程施工单位不适当地加快施工进度，尤其是政府行政领导对工程进度的不适当干预。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。国内媒体上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更多资金进行大修的短命工程。提前完成合同规定施工期的在国外要被罚款，因为意味着工程质量有遭到损害的可能。
????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%。
????当前迫切需要进行的工作是尽快编制桥梁、隧道、港工等基础设施工程耐久性设计的技术条例，修订补充现行规范中对结构耐久性的要求。首先需要明确的是各种基础设施工程的设计工作寿命，在重要工程的设计文件中必须有使用寿命的要求和论证。当前在建的众多工程在耐久性上之所以仍然沿着重蹈覆辙的道路走，很重要的一个原因是工程设计施工技术人员在耐久性上没有可资遵循的新依据。更为严重的是现行规范中的有些条文，本身就对耐久性有害。为了提高混凝土耐久性，在混凝土中合理使用粉煤灰、矿渣等矿物掺合料是重要的技术手段，国外有的规范甚至规定在桥梁等混凝土结构中必须加入粉煤灰等掺合料，而我国的铁路混凝土桥隧施工规范仍在明文禁止使用。此外，工程技术界还存在长期形成的一些过时的看法，对改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如，顾虑会影响混凝土强度而不愿使用引气剂，而引气本应作为改善混凝土耐久性和工作性的常规手段；又如，希望加大水泥用量来保证混凝土强度，而尽可能低的水泥用量本应是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途径。
????在修订规范的耐久性要求上，交通部于2001年颁布的港工混凝土结构防腐蚀技术规范已为其它土建工程行业起到较好的示范作用。我们一方面要参照国内外已有的资料和经验，尽快编写出相应的设计施工技术文件以应急需，另一方面则要安排系统的研究项目，加大耐久性研究工作的支持力度；混凝土结构的耐久性是当前国际上结构工程学科最为重要的前沿研究领域之一，而我国在这一方面相当落后。混凝土的耐久性研究离不开原材料和环境等特定条件，需要考虑本国的特点，是不能完全依赖国外研究成果的。
????重视混凝土结构的耐久性也是可持续发展的需要。生产混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗国土资源并破坏植被与河床，水泥生产排放的二氧化碳已占人类活动排放总量的1/5～1/6，而我国排放的二氧化碳量已居世界第二。我国现在每年生产5亿多吨水泥，与之相伴的是年耗20多亿方的砂石，长此以往实难以为继。延长结构使用寿命意味着节约材料，而耐久的混凝土一般又应是水泥用量较低和矿物掺合料(工业废料)用量较高的混凝土，所以耐久的混凝土正适应环境保护的需要。国际上对桥梁、隧道等土木工程的设计工作寿命多为100年，有的如英国为120年。考虑到耐久性不足所造成的巨大经济损失和资源浪费，国际上近年来有要求将这些工程的最低工作寿命进一步延长的趋势，如提出城市环境中的桥梁至少应有150年。
??
??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。有些工程倒塌事故，例如最近四川宜宾的南门大桥发生桥面坍落事故，就是因为桥面结构与主拱之间的吊杆在连接处发生锈蚀，如果有定期的检测要求，这样的事故很有可能避免。有些国家对于结构的损坏可能导致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和事故操作人员的素质相对较差，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，虽然政府已作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，各地已涌现了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，英国1978年的土建维修费上升到1965年的3.7倍，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。国内40％公路桥梁的桥龄已大于25年，加上进入90年代以后交通量猛增，超载严重，以往的设计标准又低，路、桥的维修问题十分突出。由于养护维修费用得不到保证，造成工程安全隐患并在以后需要支出更多的大修费用。在土建工程的投资上，希望有关部门能加大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的良好功能，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的工程。
??
??三、技术规范的作用与管理
??
????这次科技论坛对于土建结构工程技术规范的定位、作用与管理也进行了讨论并提出了一些看法。
????长期以来，受计划经济体制的影响，我们往往视技术规范为法，将规范的具体规定和要求等同于法律条文来对待。技术规范或规程，与各种技术条例、技术要求、工法、指南等技术文件一样都是技术标准，本身不具有法律作用，只当工程各方（业主、设计、施工企业）认同作为设计与施工的依据并在契约的基础上，才能作为法律仲裁的依据。将技术问题法制化并强制执行，不利于技术进步和创造性的发挥，反而容易成为推卸责任的借口。当然，政府部门从国家和公众的整体利益出发，需要在安全、环保等重大原则上对土建工程的设计施工提出必须满足的最低要求并制定相应的法规，但法规一般并不需要提供如何达到这些要求的具体技术途径和方法，后者是技术标准的任务。政府也可以原则认可或批准某些重要的技术规范或其中某些内容使用。
????土建工程有着强烈的个性，需要工程技术人员针对具体特点去解决设计与施工问题。所以规范作为技术标准宜强调其指导性而不是强制性。如果规范条文看作为一般意义上的法律条文，就有可能束缚设计施工人员的主动创造性并阻碍新技术的应用。。我国土建工程在结构设计上与国外相比的最大差距就在于方案与技术上的创新，这与以往过分强调规范的法律地位从而形成所谓“结构设计就是规范加计算”的倾向不无关联。我国的技术规范在编写风格上也有模仿法律的倾向，极少提及使用者需要注意规范可能存在的某些不足之处或允许并鼓励使用者在某些问题上可以另辟蹊径。如果在设计施工中要取代规范中已经落后过时甚至有害的技术规定，则无异于违法行为。相反，只要墨守规范，即使出了事故，就可不负法律责任。这样就在客观上降低了对工程技术人员的业务技能要求与职责要求，不利于提高我国建筑企业和从业人员的素质以及参与今后的国际竞争。为了消除这些负面影响并杜绝钻规范条文的空子进行偷工减料，应有必要建立这样的共识并作出规定，即遵守了规范条文并不意味着就可免除法律责任。国外有些规范就是这样规定的。
????企图不断加强技术规范的强制性来解决屡禁不止的工程事故，不是解决问题的有效途径。现在，有关主管部门将建筑结构设计规范中的部分条文抽出来，明确列为强制性条文，同时规定各个设计单位完成的设计，须通过有关部门或其授权委任的其他企事业设计单位的审查，而审查的主要内容就在于对照规范强制性条文的要求，其任务已类似于执法；这种做法是否明智似可商榷。我国土建工程事故频繁的原因，主要在于管理不善，特别是管理环节上的腐败；其次是施工操作人员素质低，又难以短期解决；过分强调规范的地位与作用，未能建立与规范配套的完整标准体系，比如缺乏指南、工法等更为详尽具体的技术文件，可以用来指导和规范设计与施工的各个具体环节，也有一定的关系。从设计角度看，出现事故主要不是由于没有按照规范强制性条文的规定，而是方案性的错误或忽略主要的设计条件；也有一些工程则因过去的设计标准过低，耐久性不足，在使用过程中又缺乏应有的例行检测而导致失效。其实，要做到设计规范强制条文的要求最为容易，为此请专业人士审查似无必要。重要的工程设计应规定请专业单位全面审核，其要点也应在结构方案、构造方法与计算分析的原则上。从结构设计的国家规范中抽出的强制性条文不免支离破碎，个别条文的规定也不一定适合某些地区和某些工程的具体特点，反而造成麻烦。
????我国幅员广阔，各地经济发展很不平衡，技术力量悬殊，环境条件各异，客观上要求规范能给设计人员更多灵活性，少一些强制性，这样才能更好地在规范的指导下，根据工程的特点和具体条件去解决问题。总之，在规范标准上，要摆脱计划经济年代遗留下来的过分强求统一、较少考虑个性和缺乏实事求是灵活性的倾向。要提倡和鼓励各省市编制地方性规范，在工程的安全性和耐久性标准上，可有不同的设置水准。比如上海、北京、广州这些大城市应该高些，在抗震防灾要求上，更应区别对待。全国性的规范订得愈详细，其适用性可能变得愈差，造成的混乱也可能愈多；特别象岩土工程那样的规范更是如此。
????技术标准中的强制性越多，也意味着政府有关部门在具体技术问题上需要承担的责任越重，而这些本来不该是政府部门的职责。规范中的要求是最低要求，在安全设置水准上，政府需要干预的也应是保证公众安全的最低要求。对于土建结构的抗震设计，政府有关部门至今仍规定任何部门和个人不得随意提高抗震的设防标准(建抗586号文件)。事实上，如将商品房的抗震设防烈度提高1度，抗震能力可提高约1倍，而增加的房屋造价相当有限，在众多城市中可能仅及居民用于室内装修费用的几分之一。政府的这一规定无异于限制居民只能购置抗震安全质量标准最低的房屋，如果发生地震造成损害，有关部门如何解释？
????规范等技术标准的管理体制亟待改善。建国以来，由政府部门负责统管并指定有关企事业单位分别承担每本规范编写和修订工作的做法已越来越不能适应当前的形势，有些在经费和人力上得不到保证，平时基本上没有专门人员去搜集了解规范使用中的问题并及时修改补充规范条文；面对新的结构型式、新的材料和新的工艺，规范的过时条文不但成为推广新技术的阻力，而且有被误用或盲目套用而造成工程质量安全事故。
????发达国家有关土建结构工程的规范及与之配套的各类技术标准多由行业协会或专业学会编制及管理，规范的翻新周期短，不象我们要长达10年以上。我国的学会与协会重复设置，分工不明，并且至今还依附于某一政府部门，基本上只起到政府职能部门非官方代言人的作用，距离独立和富有活力的健全机构还差的很远，如何发挥这些机构在技术标准编写和管理中的作用也是值得探讨的一个问题。建议随着改革的深入，整顿合并有关的学会、协会，加强其职能，并逐渐成为技术标准编制管理的主体。
??
??四、准备提交政府有关部门考虑的建议
??
????为了改善我国土建结构工程的安全性与耐久性，这次论坛中提出了以下建议供政府有关部门考虑，：
??1、桥梁、隧道、道路、港口等基础设施工程的混凝土结构耐久性，已是当前亟待采取措施应对的重大问题。否则，一些工程的正常使用功能和安全性将得不到有效保证，我国的现代化建设和国民经济会蒙受巨大损失，并将给生产和公众生活带来长期困扰。
????建议国家建设部、交通部、铁道部主管土建工程设计标准的部门，能对工程的耐久性要求作重点审查，明确土建工程的设计应有最低使用寿命的要求，重要工程的设计文件中应有正常使用寿命和耐久性设计的独立章节与论证；
????建议国家自然科学基金委员会能在今后一段时期内对混凝土工程耐久性的基础理论研究给予重点支持；
????建议国家安全生产监督管理局为在近期内编订有关法规标准给以立项资助；
????建议中国工程院土木水利建筑学部在其咨询研究项目中，联络国内有关专家，促进土建结构耐久性设计指导性技术条例的编制。
??
??2、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，不利于工程寿命和投资效益。
????建议对桥、隧等重要公共基础设施和公共建筑物，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，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。
??建议政府有关部门在桥、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、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，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。
所谓的建筑结构主要是指在建筑物中，由各类建筑材料混合制成的一种用于承载建筑体的框架结构，以保证建筑物的受力能力及空间体系。在建筑结构中，由于材料及建筑物本身的不同需求，建筑结构可分为混凝土结构、钢结构、木结构、砌体结构以及轻型钢结构、组合式结构等。
2、建筑结构加固的重要性
（1）建筑结构的加固与修补有着本质上的区别。建筑的修补主要是对建筑物外观进行修复与改进，使其从外观上更具观赏性。而建筑结构加固则是对老的建筑物内部结构因老化问题以及人为原因所造成的问题、自然原因所造成的结构损伤问题等进行稳固性处理，从而使建筑物的安全系数提高。
（2）建筑结构加固时对所需材料的使用没有一个明确的限定，因此在一定的程度上降低了建筑企业的成本。虽然建筑结构加固所使用的材料相比于新建成的建筑物结构材料质量偏低，但就成本而言，建筑结构加固所支出的财力物力成本也远远低于新建成的建筑物结构成本。而从建筑物的稳定安全性来说，则是基本相同的。因此就这一点而言，大大节约了建筑企业的资源浪费。
（3）建筑结构加固更有利于对材料资源的合理利用，避免不必要的浪费。一般来说，建筑结构加固是在现有建筑物之上采集门、窗等结构参数，然后通过所采集的参数对加固材料量进行分析设计，并制定出最合理的加固技术措施，从而在材料更可能少的基础上最大限度保障建筑的结构安全。
3、建筑结构的加固方法
根据建筑结构的不同，其加固方法也不同。主要分为以下几种：
（1）混凝土加固法，顾名思义，所谓的混凝土加固法主要是采用混凝土材料及其它材料混合而成的。在混凝土加固法中又包括了：加大结构截面积的加固方法、结构外包钢材料加固法、预应力混合结构加固法、粘钢式加固法、改变建筑结构的承载及传力途径的加固法、全焊接补筋式结构加固法、碳纤维混合物质结构加固法，喷射式混凝土补强结构加固法以及局部结构加固法等。
（2）砌体结构加固立法，也就是用修补结构外侧的方式进行堵塞式加固。砌体结构加固方法又分为：钢筋水泥混合砂浆式结构加固法、扩大结构截面积加固法、扶壁柱式加固法、外包钢筋加固法以及外包钢混凝土混合加固法等。
（3）钢结构加固方法，此类方法也是高层建筑结构加固中最为常用的一种方法。钢结构加固法主要是采用改变建筑结构计算参数，加强结构连接和扩大结构截面积等方式进行加固，另外需要注意的是，采用钢结构对建筑进行加固时，必须根据建筑结构的实际情况及加固使用要求选择合适的结构加固方式，以保证建筑结构安全性能达到最高。
4、建筑结构加固的施工技术
要建筑结构加固中，主要是采用混凝土加固方式，其主要的施工技术如下：宋良瑞四川建筑职业技术学院四川德阳618000
（1）托换式结构加固施工技术。所谓的托换工结构加固是混凝土加固方式中一种综合性的加固技术，它主要是对相关结构以及建筑的上下结构、顶升与废弃结构的拆除等进行技术处理，是建筑结构加固或改造中最常用的一种技术措施。另外，托换式结构加固法具有工期短、成本低等特点，因此对建筑正常使用及人均正常工作生活不会带来太大的不便之处。然而托换式结构加固施工也是一项要求技术含量较高的施工项目，因此，在施工中必须由专业性及技术水平、工作责任心都较强的人员来完成，以最大限度保障建筑安全性。
（2）植筋式结构加固施工技术。所谓的植筋式结构加固技术就是指在建筑中利用钢筋植入法对结构进行加固。因它对混凝土混合结构的要求较为简单，且操作较为灵活，因此常被用于建筑结构的连接及锚固中。在植筋式结构加固施工中，可以植入普通的混凝土钢筋，也可植入螺栓式的锚筋。在施工技术中具体需用哪种钢筋进行结构加固，是根据建筑物的使用特性以及结构的分布来确定的。
（3）裂痕修补式结构加固施工技术。所谓的裂痕式结构加固技术主要是指在加固中根据建筑结构裂痕的大小及发生裂痕的原因、性状等对结构进行堵塞式修补加固施工，从而延长建筑结构的使用年限以及提升建筑结构的稳固和安全性。裂痕式结构加固法主要应用于建筑结构出现不同程度的裂痕修补加固中。但是需要注意的是，对于因外界受力不均等问题所产生的建筑结构裂痕，单单只用裂痕式结构加固技术施工是不能达到加固结构稳定性的作用的，必须要在裂痕式结构加固技术施工的同时采用其它加固技术措施进行结构稳固，以保证建筑达到最佳的安全状态。
（4）碳化混凝土修复式结构加固施工技术。所谓的碳化混凝土修复式结构加固施工技术主要是指通过对混凝土结构内碱性物质的恢复达到建筑结构加固的目的。该技术主要是以增强混凝土结构阻抗能力为主，从而使建筑结构中混凝土因碳化物质所造成的钢筋等腐蚀情况得到改善或抑制。
（5）混凝土表面处理式结构加固施工技术。所谓的混凝土表面处理式结构加固施工技术主要是指通过采用各类方式对混凝土表面的腐蚀性物质进行清理，以确保结构的坚固性。此类方法目前在我国建筑结构加固中得到了广泛的应用。混凝土表面处理式结构加固施工技术主要有：各类化学方式、喷砂方式、机械方式、射水方式以及真空吸力方式等，使其对混凝土结构表面的各种酸碱性腐蚀类附着物进行彻底的清除。从而保证建筑结构的使用安全性。
5、结语
【关键词】钢管混凝土；轴心受压承载力；计算理论
钢管混凝土结构是指在钢管内充填素混凝土形成的组合结构，它凭着高承载力、塑性和韧性好、耐火性能好、经济效益好和施工方便等优点在实际工程中得到了广泛的应用，同时也引起了国内外诸多学者的关注，通过长期深入的研究，取得了巨大的成果。目前，国外关于钢管混凝土构件的设计规程主要是欧洲EC4（1994）、德国DINI8800（1997）、美国SSLC（1979）、LRFD（1999）和ACI（1999）以及日本AIJ（1997）等，这些规程中都同时给出了圆形截面和方、矩形截面钢管混凝土构件的承载力设计计算有关条文，其中尤以欧洲EC4、美国LRFD和日本AIJ最具代表性。尽管国内对钢管混凝土的研究工作相对落后，但随着经济的发展，我国学者在这一领域所取得的研究成果也令人瞩目，制定的设计规程包括CECS28：90（1992）、DB29-57-2003和DL/T5085-1999（1999）等。本文对国内外已有的几种钢管混凝土轴压构件的设计规范做了整理介绍，并对三种轴心受压承载力的计算理论进行了比较与分析。
一、轴心受压构件
（1）EC4规范。欧洲EC4（1994）是CEN提出的关于钢—混凝土混合结构的设计规范，能同时适用于圆形和方、矩形截面钢管混凝土设计计算。（2）LRFD规范。LRFD（1999）为美国钢结构协会制定的设计规程，它考虑了构件的整体稳定，先将混凝土强度折算到钢材中，得到其名义抗压强度，再用计算钢管混凝土轴压构件的承载力。（3）AIJ规范。AIJ（1997）是日本建筑学会在大量试验研究的基础上提出的设计规范，它同时给出了极限状态设计法和允许应力设计法，其截面形式包括圆形和方、矩形。（4）DBJ13-51-2003。《钢管混凝土结构技术规程》为福建省工程建设标准，能同时适用于圆形和方、矩形钢管混凝土设计计算。从上述各种规范给出的钢管混凝土轴压构件承载力设计计算公式不难看出，因各种规范制定的思路和出发点不同，所得计算公式也各不相同。有的是建立在钢结构的计算方法基础上，有的是建立在混凝土的计算方法基础之上，还有的则是把两者结合起来视为一个整体对其进行分析。
二、三种轴压承载力计算理论及公式的比较研究
综合以上各种规程所提到的计算方法，目前用于钢管混凝土的计算理论主要有三种：统一理论、拟钢理论和拟混凝土理论，现分别做简要介绍。
1.统一理论。“统一理论”是钟善桐1993年在总结以往研究成果的基础之上提出的，该理论认为钢管混凝土在承受各种荷载作用时的工作性能是随材料的物理参数、统一体的几何参数、截面形式和应力状态的改变发生改变的，变化是连续相关的，计算则是统一的。它将钢管混凝土视为一个整体，按单一材料研究其组合性能，计算构件的承载力时，不再区分钢管与混凝土。这种基于组合理论的计算方法物理意义比较明确且计算简单，适用于实际设计，但它没考虑钢管与混凝土之间的相互工作效应，使其计算结果偏于安全，而且该计算公式是在回归分析的基础之上建立的，缺乏试验验证，还需进一步研究。
2.拟钢理论。拟钢理论是同济大学基于钢结构规范提出的一种计算理论，它将混凝土折算成为钢，再按照钢结构规范进行设计。这种方法是在不改变钢管横截面面积的条件下，将管内填充的混凝土看成是对钢管壁屈服强度和弹性模量的提高，以此换算得出等效钢管的性质，并以该等效钢管的承载力作为原钢管混凝土的承载力；在计算时，不考虑内填混凝土对构件的抗拉和抗弯承载力影响，只加入其对轴压承载力提高的相关部分。拟钢理论是采用换算模量，将混凝土折算成钢进行计算，在对高层、超高层建筑进行结构设计时，是忽略了剪切模量再采用换算模量对其进行内力分析的，所以会出现分析结果和构件设计不准确的情况；另外，将钢管和混凝土统一成整体后，不易明确混凝土的分担作用和结构行为，所以具有一定的局限性。
3.拟混凝土理论。拟混凝土理论认为钢管混凝土是由钢管对核心混凝土实施套箍强化后的一种套箍混凝土或约束混凝土。在计算时，只考虑核心混凝土二向应力状态下的受力情况，将钢管壁看成是处于核心混凝土周围的等效纵向钢筋，其面积按照钢管的形状和截面积而定。该理论从概念上要比较适合圆形钢管混凝土，对于方、矩形钢管混凝土，因钢管对混凝土提供的约束能力比较小，其套箍混凝土的概念已不再适用。实际上，“约束效应系数”对套箍作用的发挥至关重要，但这种理论不能拟合出一条具有代表性的曲线来例证它的有效性，因此不是十分可靠。目前，对钢管混凝土构件有着不同的研究方法，以上三种理论是研究者们从不同的角度对其进行分析而得出的，由于钢管混凝土力学性能的复杂性，使得三种理论具有一定的缺陷和不足，因理解不同，导致估计的准确程度不同，所获得的计算方法和计算结果也就有所出入。因此还有待做进一步的研究。
三、结语
钢管混凝土这一组合结构因其独特的优势，在工程中已得到广泛的应用，并引起国内外诸多学者的关注，通过长期深入的研究，编制出了相应的设计规程，其成就令人瞩目。本文就国内外已有的几种钢管混凝土轴压构件承载力的设计规范做了整理介绍，且对目前适用于钢管混凝土的三种计算理论进行了评述，指出其不足之处，并通过算例结果比较了三者的差别，说明对钢管混凝土构件还有待做进一步的研究。
参 考 文 献
[1]钟善桐，钢管混凝土结构[M].北京：清华大学出版社，2003：28～32
[2]韩林海，杨有福.现代钢管混凝土结构技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2004：5～6
[3]韩林海.钢管混凝土结构[M].北京：科学出版社，2000：3～8
[4]European Commitee for Standardization.Eurocode 4.Design of com
posite steel and concrete structures[S].London.British.1994
[5]American Institute of Steel Construction（AISC）.Load and resistance
factor design specification for structural steel buildings[S].Chicago.U.S.
A.1999
[6]Architecture Institute of Japan（AIJ）.AIJ Recommendation for design
and construction of concrete filled steel tubular structures[S].Tokyo.Japan.1997
[7]福建省工程建设标准《钢管混凝土结构技术规程》（DBJl3-51-2003）[S].福州.2003
[8]钟善桐.钢管混凝土统一理论——研究与应用[M].北京：清华大学出版社，2006
[关键词]浅层土，工程结构，围压应用，地基
中图分类号：TU47 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）05-0111-01
1 前言
在千米厚度以上的松散沉积地层中，进行高层建筑地基基础的设计受到关注的焦点内容莫过于解决如何经济合理地做好地基基础设计。随着高层建筑的规划建设，传统的设计理论和方式已经难以对高层建筑地基基础的设计给出满意的解释和诠释。这些建立在桩基和复合地基原理上的设计理论，特别是对于河湖相沉积的、呈薄层及互层状的饱和粉土及粉质粘土层，则是把基础底板下一定厚度的承载力小于130KPa的该类土层用高强度、低变形量的桩基础方法或高强度加强体为主的复合地基加以处理，这无疑确保了高层建筑的安全，但是在经济、施工便利、简单等方面失去了优越性。软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。当地基压缩层主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成时应按软弱地基进行设计。在建筑地基的局部范围内有高压缩性土层时，亦应按局部软弱土层考虑。
2 高层建筑地基及设计现状分析
1.高层建筑地基及设计历史
每次高层建筑的空间和平面的拓展，都为地基基础的设计理论提供了新的研究课题和方向，同时也为土力学研究成果的工程实现提供了应用空间。上世纪80年代初期，在大厚度松散土上建筑高层建筑，基本上以结构力学的理论为依据，提出了以桩内全置换土为主的桩基和列成熟设计理论，施工工艺，检测措施等。但存在的不足：①虽然桩基系列具有明显的安全性，但是由于舍弃浅层有一定承载能力、抗变形能力的软弱土，无疑要求基础的刚度，长度，整体强度加大，故此直接导致基础的工程造价飙升以及施工工艺的复杂化；②由于桩结构体在地基土内所占的面积比例为10%左右，却承担100%的建筑荷载作用，桩的应用集中效应明显；③桩体表面与土的接触面积有限，大多情况下桩的承载力由土的摩阻力和端阻力，而影响范围之外的土并不能充分提供其强度试验和真三轴剪切试验，对土力学性质和行为的深入探讨有一定的积累，土的宏观、微观试验研究，对于土的微观结构从认识方面进一步深化，开始注意到土的应力应变特征。
2.多层软弱土基础设计方式
到目前为止，对于浅层土的利用有三种设计方式：①沿袭结构力学理论和集中荷载方式发展下来的桩基础设计，几乎是基础的代名词，绝大多数软弱地层中的基础采用桩孔内部分或全部的置换土并填充人工高强度材料和实现，籍此将上部荷载通过桩、土的端阻力等传递到土深部以及借助于桩表面与土的摩擦力消散于土内。②以土力学对土应力应变规律研究的最新成果，采用复合地基加固原理力依据的地基加固设计，利用率由原来的10%上升到20%以上。它源于三轴剪切试验对于土在受力过程中变形特性和破坏，特点的微观描述和认识及对土固结机理的深化认识。出现了以桩侧摩阻力和桩端阻力联合贡献于桩承载力的，在原位半置换土的粉喷桩、高压施喷桩、深层搅拌桩等渗透性设计。这些设计虽然对浅层软弱土的工程实践产生积极的推动作用，但是广泛的利用于高层建筑地基中的地基处理设计尚在探索阶段。③结构力学和土力学理论相对融合的思路，即桩基础和地基处理相结合的混合设计，由此部分地实现了经济、安全、高效的地基基础设计要求和土利用率提高，显然受到现代土力学研究成果的影响，地基与基础设计方面又前进了一步。然而，这些地基基础的设计均忽略了三轴强度试验中的围压对于土强度和变形的控制作用，或只针对土的某些特殊性质提出相应的处理措施，更是忽略了土中围压作用整体性改变土的力学属性的围压结构地基基础形式。
3.软弱土层应用新思路
新的围压结构地基应该是这些认识的实质性，结合性反映。新的围压结构地基设计，无疑需要现代土力学中最新研究成果的支持，势必可以为地基基础设计增添新的设计方法以及改善长期以柔土力学研究成果与工程实践的脱节观象。因此，在探讨浅软弱土应用高层建筑之间，必须建立如下几点认识：（1）软弱土不能直接作为地基。原因在于没有考虑土中应力场会随着土中应力状态的改变而变化，更没有考虑到软弱土塑性变形方向大小与应力场改变的关系，甚至一个公认的三轴强度试验土围压力增加直接导致主应力产生的应变减少，抗剪强度增加的试验事实被忽略。（2）土是由固相颗粒孔隙（含浓相、气相、胶结物质等）组构，在通常的工程范围内，可以认为岩矿颗粒、粘土围粒构成了固相颗粒的基本强度单元，并假设基本强度单元在通常的围岩条件下不发生颗粒破坏。（3）三轴强度试验中，土的初始孔隙比对土的应力应变有很大的影响，初始孔隙 比越小，围压力越大，最大主应力越大。相同的土大于不同围压（σ2=σ3=χ1）作用下，主应力σ1不变，且σ1>σ2=σ3条件下，①峰值强度和屈服强度随着围压（σ2=σ3=χ2）的升高（即χ1>χ2）而增加；②主应力对应的变形？1则随着围压（σ2=σ3=χ2）升高相应的减少。（4）松散土样因孔隙比较大，应力应变曲线中没有峰值应力升观。但是在足够围压力和最大主应力的作用下，体积首先垂直压缩并且压缩变形的增加量的逐渐减少，而无侧向变形的增量。（5）对于无偏向荷载作用的软弱地基土，控制土的侧向变形要比限制垂直沉降意义更大。大量测试资料表明，地基土的侧向变形是沉降、差异变形、倾斜的决定性因素。
5.结论
（1）把当代土力学研究成果应用到地基基础设计中是研究的最终目标。将土变形及强度地过程属性作为地基基础设计的思路显然比一味地采用高强度、深部硬土作为地基更加重要。浅层土作为高层建筑地基虽然有不同的缺陷，但是采用围压结设计后，直接作为地基满足建筑要求，同时减少地基基础的加固和处理的深度。
（2）围压工程设计必须对浅层土的结构强度，影响结构强度的各种因素，工程结构强度、土与工程结构之间相互作用进行全面分析和合理认识后进行。
（3）围岩结构并非单纯的原位水泥搅拌桩一种，而是以其结构深度与土层相匹配、与土结合程度高、经济、安全、易行为标准选用，这方面继续探索的空间相当宽广。可在任何形状的基础、任意深度的薄层软土层中使用。
（4）浅土层作为地基的设计方法很多，但满足高层建筑要求的设计方法还没有系统化。本文把围压增加土强度效应与工程结构巧妙结合一起，用简单的方法解决了困扰的、复杂的问题，可见进一步深化探索意义显著。
参考文献
[1]宰金珉，宰金璋。高层建筑基础分析与设计北京：中国建筑与工业出版社，1994：1―10.
关键词:建筑基坑基坑支护安全性
在建筑基坑施工时，为确保施工安全，防止塌方事故发生，必须对开挖的建筑基坑采取支护措施。建筑基坑支护设计与施工应综合考虑工程地质与水文地质条件、基坑类型、基坑开挖掘深度、降排水条件、周边环境对基坑侧壁位移的要求，基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素，做到合理设计、精心施工、经济安全。
1 深基坑支护存在的问题。
1.1 支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当。深基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全度，但由于地质情况多变且十分复杂，要精确地计算土压力目前还十分困难，至今仍在采用库伦公式或朗肯公式。关于土体物理参数的选择是一个非常复杂的问题，尤其是在深基坑开挖后，含水率、内摩擦角和粘聚力三个参数是可变值，很难准确计算出支护结构的实际受力。在深基坑支护结构设计中，如果对地基土体的物理力学参数取值不准，将对设计的结果产生很大影响。土力学试验数据表明：内磨擦角值相差5°，其产生的主动土压力不同；原土体的内凝聚力与开挖后土体的内凝聚力，则差别更大。施工工艺和支护结构形式不同，对土体的物理力学参数的选择也有很大影响。
1.2 基坑土体的取样具有不完全性。在深基坑支护结构设计之前，必须对地基土层进行取样分析，以取得土体比较合理的物理力学指标，为支护结构的设计提拱可靠的依据。一般在深基坑开挖区域内，按国家规范的要求进行钻探取样。为减少勘探的工作量和降低工程造价，不可能钻孔过多。因此，所取得的土样具有一定的随机性和不完全性。但是，地质构造是极其复杂、多变的、取得的土样不可能全面反映土层的真实性。因此，支护结构的设计也就不一定完全符合实际的地质情况。
1.3 基坑开挖存在的空间效应考虑不周。深基坑开挖中大量的实测资料表明：基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小。深基坑边坡的失稳，常常以长边的居中位置发生。这足以说时深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。对一些细长条基坑来讲，这种平面应变假设是比较符合实际的，而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大。所以，在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计时，支护结构要适当进行调整，以适应开挖空间效应的要求。
1.4 支护结构设计计算与实际受力不符。深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论，但支护结构的实际受力并不那么简单。工程实践证明，有的支护结构按极限平衡理论设计计算的安全系数，从理论上讲是绝对安全的，但有时却发生破坏；有的支护结构安全系数虽然比较小，甚至达不到规范的要求，但在实际工程中却满足要求。极限平衡理论是深基坑支护结构的一种静态设计，而实际上开挖后的土体是一种动态平衡状态，在设计中必须充分考虑到这一点。
2 深基坑支护设计中的注意事项
2.1 彻底转变传统的设计理念。我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验，收集了施工过程中的一些技术数据，已初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律，为建立深基坑支护结构设计的新理论和新方法打下了良好的基础。但是，对于深基坑支护结构的设计，国内外至今尚没有一种精确的计算方法，多数是处于摸索和探讨阶段，我国也没有统一的支护结构设计规范。土压力分布还按库伦或朗肯理论确定，支护桩仍用“等值梁法”进行计算。其计算结果与深基坑支护结构的实际受力悬殊较大，既不安全也不经济。由此可见，深基坑支护结构的设计不应再采用传统的“结构荷载法”，而应彻底改变传统的设计观念，逐步建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系。这是设计人员需要加强科研攻关的方向。
2.2 建立变形控制的新的工程设计方法。设计人员用的极限平衡原理是一种简便实用的常用设计方法，其计算结果具重要的参考价值。但是，将这种设计方法用于深基坑支护结构，只能单纯满足支护结构的强度要求，而不能保证支护结构的刚度。众多工程事故就是因为支护结构产生过大的变形而造成的，由此可见，评价一个支护结构的设计方案优劣，不仅要看其是否满足强度的要求，而且还要看其是否产生环境问题，关键在于其变形大小。鉴于上述实际，在建立新的变形控制设计法时，应着重研究支护结构变形控制的标准、空间效应转化为平面应变和地面超载的确定及其对支护结构的影响等问题。
2.3 大力开展支护结构的试验研究。正确的理论必须建立在大量试验研究的基础上。但是，在深基坑支护结构方面，我国至今尚未进行科学系统的试验研究。一些支护结构工程成功了，也讲不出具体功之处；一些支护结构工程失败了，也说不清失败的真实原因。在支护工程施工的过程中积累的技术资料很丰富，但缺少科学的测试数据，无法进行科学分析，不能上升到理论的高度，这是一个很大的缺陷。开展支护结构的试验研究（包括实验室模拟试验和工程现场试验），虽然要耗费部分资金，但由于深基坑支护工程投资巨大，如经过科学试验再进行设计时，肯定会节省可观的经费。因此，工程现场试验是非常必要的。通过工程实践积累大量的测试数据，可对同类工程的成功打好基础，为理论研究和建立新的计算方法提供可靠的第一手资料。
2.4 探索新型支护结构的计算方法。高层建筑的飞速发展给深基坑支护结构带来一场技术革命。在钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩挡墙、地下连续墙等支护结构成功应用后，双排桩、土钉、组合拱帷幕、旋喷土锚、预应力钢筋混凝土多孔板等新的支护结构型式也相继问世。但是，这些支护结构型式的计算模型如何建立、计算简图怎样选取、设计方法如何趋于科学，仍是当前新型支护结构设计中急需解决的问题。
目前，深基坑支护结构正在向着综合性方向发展，即受力结构与水结构相结合、临时支护结构与永久支护结构相结合、基坑开挖方式与支护结构型式相结合。这几种结合必然使支护结构受力复杂。所以，建立新型支护结构的计算方法，已成为深基坑工程技术的当务之急。
建筑基坑的开挖与支护结构是一个系统工程，涉及工程地质、水文地质、工程结构、建筑材料、施工工艺和施工管理等多方面。它是集土力学、水力学、材料才学和结构力学等于一体的综合性学科。支护结构又是由若干具有独立功能的体系组成的整体。正因如此，无论是结构设计还是施工组织都应当从整体功能出发，将各组成部分协调好，才能确保它的安全可靠、经济合理。
参考文献：1赵志缙，赵帆.高层建筑施工.北京：中国建筑工业出版社.1997.
关键词：型钢混凝土结构；抗震性能水平；容许变形值；量化指标
abstract
combining with performance grades of reinforced concrete structures at home and abroad, the seismic
performance of steel reinforced concrete (src) structures can be induced into four levels: normal service, temporary service, life safety and collapse prevention. the failure modes and characteristics of src columns are introduced, and limit states of the four seismic performance levels and their dominating parameters are put forward. on the basis of the experiments and results of src frames and columns, the story drifts angle limitation and range of crack width on the column end are obtained for four different seismic performance levels. finally considering ideas of performance based seismic design, problems needed much further study about src structures are proposed.
keywords: steel reinforced concrete (src) structures, seismic performance levels, tolerantdeformation values, quantitative index
1. 引 言
型钢混凝土结构（src 结构）又叫劲性钢筋混凝土结构或钢骨混凝土结构，是钢-混凝 土组合结构的一种形式。src 结构通过把钢和混凝土巧妙地组合在一起，充分发挥了这两 种材料的特性，其具有比传统结构承载力高、强度刚度大、稳定性和抗震性能好等优点。随 着超高层建筑的发展和理论研究的深入，src 结构在我国将具有非常广阔的应用前景。目 前国内外对 src 结构的研究工作和成果主要集中在构件的承载能力，即针对强度计算开展 研究[1]。随着基于性能抗震设计理论的提出和发展，人们意识到这种传统基于力的设计方 法还存在缺陷，开展基于性能的 src 结构抗震设计理论则更加科学合理，既符合当代抗震 设计理念的发展趋势，又为工程实践应用和推广型钢混凝土结构提供基础。
确定 src 结构在不同性能水平下的容许变形值是实现其基于性能抗震设计理论的前提 和关键。由于结构的性能与破坏状态有关，而结构的破坏状态又可由结构的反应参数或者某 些定义的破坏指标来确定，所以，结构性能水平可以用这些主要的参数来划分。容许变形值 被认为是比较重要的反应参数，但对此方面的研究还比较欠缺，本文即在此背景下研究 src 结构功能失效的判别参数和容许变形值的大小。
2. src 结构的性能水平和抗震设防目标
2.1 性能水平划分
结构的抗震性能水平是指建筑物在某一特定设防地震水准下预期达到的最大破坏程度， 或容许的损坏极限状态。目前对钢筋混凝土结构性能水平的划分比较明确，比如我国现行抗 震规范[2]将其分为三档，美国 vision2000、fema273 和 atc-40 分为四档，当然还有学者 提出其他不同的划分标准。
性能水平为基于性能的抗震设计和震后修复加固提供依据，对于 src 结构，结合已有 的划分方法和试验理论研究成果[2]，将其性能水平分为四档，见表 1 所示。
表 1 src 结构四个性能水平及其宏观描述
tab.1 target performance levels and damage control of src structures
2.2 抗震性能目标确定
结构的性能目标是指一定超越概率的地震发生时，结构期望达到的某种功能水平。我国 现行抗震规范采用小震不坏、中震可修、大震不倒的三水准设防目标，但在表 1 提出的 src 结构性能水平背景下，已有的三水准抗震设防目标需要更加细化。按照小中大三个地震作用 水平和“四档”性能水平，可对 src 结构建立表 2 所示的抗震性能目标。
表 2 src 结构抗震性能目标
tab.2 seismic performance objectives
(其中：①为基本目标，指一般使用要求的建筑应具备的最基本性能目标；②为重要目标，指重要性很高
或地震后危险性较大的性能目标；③为非常重要目标，指对安全有十分危险影响的性能目标)
可以看出，排除掉不符合实际工程的情况，这里对 src 结构建立了 10 个抗震性能目标，
其比钢筋混凝土结构的三水准设防目标有所提高，且“中震可修”的性能目标变得更加具体 化。以上三个地震作用水平、四档结构性能水平和 10 个抗震设防目标的提出为实现 src 结 构基于性能的抗震设计理论奠定了基础。
3. src 框架柱的破坏模式及描述
src 构件是在混凝土中主要配置型钢，同时配有受力和构造钢筋。型钢分为实腹式和 空腹式，实腹式型钢主要有 i 字钢、h 形钢和 l 形钢等。理论和实践均证明，实腹式 src 构件具有较好的抗震性能，而空腹式 src 构件的抗震性能与普通 rc 构件的抗震性能基本 相同。因此，这里主要研究含钢率为 4%～8%的实腹式 src 构件。
3.1 破坏模式和特点
src 柱在水平荷载作用下主要产生三种破坏模式，破坏形态按剪跨比的不同大致分为 三种。当剪跨比小于 1.5 时，src 柱发生剪切斜压破坏，首先剪跨段产生许多大致平行的斜 裂缝，将混凝土分成斜向受压短柱，钢骨腹板此时基本处于纯剪应力状态，最后钢骨腹板在
近似纯剪应力状态下达到屈服强度，剪压区混凝土压碎而破坏；当剪跨比为 1.5~2.5 时，src
柱在反复荷载作用下发生剪切粘结破坏，首先在最大弯矩处出现剪切斜裂缝或竖向粘结裂 缝，随着荷载的增加与往复循环，粘结裂缝扩展成两条沿型钢翼缘的竖向粘结主裂缝，最后 裂缝处混凝土保护层剥落，剪切承载力下降，构件破坏；当剪跨比大于 2.5 时，src 柱的承 载力往往由弯曲应力起作用，一般发生弯曲破坏，其首先在最大弯矩截面处形成水平裂缝， 随着荷载增加，柱底纵筋屈服，紧接着型钢翼缘屈服，随之腹板屈服，混凝土不断剥落， 纵筋和型钢翼缘压屈，最后 src 柱达到最大承载力而破坏。
3.2 与 rc 柱破坏的主要区别
试验研究表明，src 柱比 rc 柱具有更优越的抗震性能，其优越性主要在于型钢的影响。 型钢的存在使构件的变形能力增强，破坏时吸收的能量增大，延性也相应得到提高。rc 柱 的最终破坏是由于压区混凝土的压酥，src 柱由于设置较强劲的钢骨，压区混凝土逐渐压 酥后，rc 部分的承载力将向钢骨转移，其后期仍有相当大的变形能力来延缓破坏。可见， 无论在承载能力和刚度方面，还是在延性和耗能能力方面，src 构件均体现了良好的抗震 性能，其在不同性能水平下的变形容许值也将大于传统 rc 结构，这方面的研究工作值得深 入开展。
4. src 结构功能失效的判别标准和容许变形值大小
4.1 四个性能水平及其极限状态
目前关于结构性能水平的划分方法很多，美国 vision2000、fema273 和 atc-40 均将 其划分为四种性能水平，日本和墨西哥则采取三重性能水准，参照已有的划分标准和我国新 的“建筑工程抗震性态设计通则（试用本）”，本文按照我国抗震设计的需要和建筑损伤加重 的程度，对 src 结构采用正常使用、暂时使用、生命安全和接近倒塌四个性能水平。
传统基于力的抗震设计理论将 rc 结构的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用 极限状态，基于性能的抗震设计考虑到“投资-效益”因素，从结构受力和业主损失两方面出 发，对应于所提的四个性能水平，将 src 结构的破坏极限状态分为正常使用极限状态、暂 时使用极限状态、生命安全极限状态和接近倒塌极限状态。
4.2 不同性能水平的失效判别标准和参数
为了确定 src 框架柱在四个性能水平下的容许变形值，首先应该能够对各种性能水平 的损坏极限状态进行描述，相应的就必须建立 src 柱不同性能水平的失效判别标准和参数。 传统的 rc 结构采用层间位移角这种单一指标作为量化参数，对于 src 结构，可以利用层 间位移角、裂缝宽度、塑形耗能、塑形转角和延性系数等加以描述和量化。
src 压弯构件经历了混凝土开裂、裂缝延伸扩展，直到压区混凝土剥落，受压纵筋和 型钢受压翼缘屈服，承载力达到峰值的一系列过程，构件最终以受压区混凝土破碎作为丧失 承载力的标志。为了与上述四档性能水平相对应，可将其整个受力过程划分为弹性阶段、带 裂缝工作阶段、弹塑性工作阶段和破坏阶段。
在前述 src 柱破坏形态与剪跨比的定量关系基础上，可以建立 src 柱三种破坏模式各 自的失效判别标准。经过分析，发现得出的三种失效判别标准之间有很多共同点，因此可将 其归纳为统一的判别标准以便应用。对于 src 柱，从开始加载到沿柱身出现剪切斜裂缝或 弯曲裂缝为正常使用性能阶段，此为弹性工作阶段，以开始出现斜裂缝或弯曲裂缝为正常使
用性能极限状态；从混凝土开始出现裂缝到受拉钢筋或型钢受拉翼缘屈服为暂时使用性能阶
段，此阶段是带裂缝工作阶段，以受拉纵筋或型钢翼缘屈服为暂时使用性能极限状态；从型 钢开始出现屈服到混凝土剥落，纵筋压屈且水平荷载达到最大值为生命安全性能阶段， 此为弹塑性工作阶段，以水平荷载达最大值为生命安全性能极限状态；从 src 柱承载力达 最大值到混凝土保护层严重剥落，直至核芯混凝土发生局部破碎且承载力严重下降为接近倒 塌性能阶段，此阶段为塑形阶段，以核芯混凝土发生局部破碎为接近倒塌性能极限状态。
4.3 不同性能水平的容许变形值
结合上述判别标准，可分别以层间位移角、裂缝宽度、塑形耗能和延性系数等作为 src 结构四个性能水平极限状态的判别参数。考虑到其中一些指标计算的难度，并为了与我国抗 震规范的性能指标相一致，这里以层间位移角和框架柱的裂缝宽度作为各种性能水平极限状 态的判别指标。
为了得到各种性能水平的层间位移角范围，本文对国内外 src 试验柱、src 平面框架 试验共约 90 个数据进行了统计分析，试验框架柱大部分为实腹式 src 构件，轴压比范围为
0.3~0.8，体积配箍率为 0.8%~2.2%。通过分析文献[4]-[20]中试验柱和平面框架的变形性能， 以及对各个性能水平极限状态的层间位移角统计结果来看，所有试件在未开裂弹性阶段的层 间位移角分布范围为 1/400～1/185，其中 1/400 对应的 src 柱仅有不到 4%的配钢率且轴压 比较高，大部分试件的弹性位移角集中在 1/350～1/200 范围内；仅有少数试件测到 src 柱 受拉钢筋或型钢屈服时的层间位移角，分布范围为 1/120～1/100，有的学者统计为 1/133～
1/100，但大部分集中在 1/120 左右；所有试件均得到了 src 构件在接近倒塌极限状态的层 间位移角，其分布范围为 1/53～1/11。
表 3 src 结构各性能水平的层间位移角分布范围及分布比
tab. 3 distribution range and proportion of inter-storey drift
正常使用阶段
从上表各性能阶段的层间位移角分布情况来看，src律性较好。按照各个性能水平层间位移角的分布比例，在达到一定安全保证率的情况下，将
src 框架结构正常使用、暂时使用和接近倒塌三个性能水平极限状态的层间位移角限值定
为 1/350、1/120 和 1/35；同时，将生命安全状态的层间位移角限值设在 1/120 和 1/30 之间， 取为 1/75。
另外，框架柱的裂缝宽度也易于作为各种性能水平极限状态的判别指标。文献[4]-[20]
所做的 src 框架柱抗震性能试验中，在对层间和柱端位移角测量的同时，考察到的柱端裂
缝宽度 在正 常使用 、暂 时使用 、生 命安全 和接 近倒塌 四个 性能水 平的 分布范 围为
0.05~0.1mm、0.5~1mm、1~2mm 和大于 2mm。
综上所述，本文提出的 src 框架结构在不同性能水平时的层间位移角限值和柱端裂缝 宽度可总结为表 4。
表 4 src 框架结构性能水平量化指标限值
tab. 4 limit value of quantitative index for src structures
5. 结论及建议
1) 提出基于性能的 src 结构抗震设计理论这一新课题，结合国内外对钢筋混凝土结构 性能水平的划分标准，将 src 结构的性能水平划分为正常使用、暂时使用、生命安全和接 近倒塌四个等级，在此基础上建立了 src 结构的 10 个抗震设防目标；
2) 总结了 src 柱在不同剪跨比时的破坏形态，提出了四个性能水平的失效判别标准和 参数，建议各自的层间位移角限值分别取 1/350、1/120、1/75 和 1/35，并将对应的柱端裂缝 宽度范围定为 0.05~0.1mm、0.5~1mm、1~2mm 和>2mm；
3) 本文所提四个性能水平的容许变形值仅建立在少量试验基础上，还需要将试验量测 结果和大量数值模拟结合起来，从理论上建立容许变形值的计算公式；同时，已有的 src 结构试验研究主要针对框架结构，目前迫切需要开展型钢混凝土组合件和型钢混凝土剪力墙 的试验研究，以便为全面实现 src 结构性态抗震设计提供依据。
参考文献
[0]免费论文网
[1] jgj138—2001/j130-2001. 型钢混凝土组合结构技术规程[s]. 北京：中国建筑工业出版社，2001.
[2] gb50011－2001.抗震结构设计规范[s]. 北京：中国建筑工业出版社，2002.
[3] 李俊华, 王新堂等. 低周反复荷载下型钢高强混凝土柱受力性能试验研究[j]. 土木工程学报.2007,
40(7):11~18.
[4] 贾金青,姜睿,厚童.钢骨超高强混凝土框架柱抗震性能的试验研究[j].土木工程学报,2006,39(8):14～18.
[5] 闻洋.钢骨高强混凝土柱受力性能的试验研究[j].混凝土,2006,(9):25～26.
[6] 薛伟辰,胡翔.钢骨混凝土框架滞回分析研究[j].地震工程与工程振动,2005,25(6): 76～80.
[7] 李斌,闻洋,李云云.钢骨高强混凝土柱受力性能的试验研究[j].包头钢铁学院学报,2006,25(2):197～199.
[8] 蒋东红 , 王连广 , 刘之 洋 . 钢 骨高强 混凝土框 架 柱开裂荷 载 的试验研 究 [j]. 四川建筑 科 学 研 究,2002,28(3):7~9.
[9] 曹万林等.异性截面钢骨混凝土柱抗震性能试验研究[j].世界地震工程,2004,20(2):64~68.
[10] 白国良,石启印.空腹式型钢混凝土框架柱的恢复力性能[j].西安建筑科技大学学报,1999,31(1):32~34.
[11]黄亮.深圳时代财富大厦超高层建筑结构若干问题研究[j].工程抗震与加固改造,2006,28(3):60~64.
[12] 薛建阳,赵鸿铁.型钢混凝土框架模型的弹塑性地震反应分析[j].建筑结构学报,2000,21(4):28~33.
[13] 徐培福等.带转换层型钢混凝土框架—核心筒结构模型拟静力试验对抗震设计的启示[j].土木工程学 报,2005,38(9):1~8.
[14] 杨勇, 郭子雄, 聂建国. 型钢混凝土竖向混合结构过渡层抗震性能研究综述[j]. 工程抗震与加固改 造,2006,28(5):78~86.
[15] 李丕宁, 秦荣.基于性能的高层钢—混凝土混合结构住宅设计 [j].工程力学, 2007, 24(sup1):87~93.
[16] 田玉基等.钢骨混凝土梁式托柱转换层结构的研究[j].工业建筑,2000,30(2):54~57.
[17] 刘阳.核心型钢混凝土柱抗震性能实验研究[硕士论文].华侨大学硕士学位论文,2006.
[18] 庄云.src 柱—rc 梁组合件抗震性能试验研究[硕士论文]. 华侨大学硕士学位论文,2006.
[19] 王妙芳 , 郭子 雄 . 型钢混凝土柱抗震性态水平及极限状态的讨论 [j]. 工程抗震与加固改造 .2006,
28(3):31~36.
[20] mizuo inukai, kazuya noguchi, masaomi teshigawara, and hiroto kato. seismic performance composite columns using core steel under varying axial load [j]. 13th
world conference on earthquake engineering, 2004:598～606.
关键词：混凝土结构课程；高职学生；工程造价；教学改革
中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）26-0279-02
混凝土结构课程是高职院校工程造价专业的专业必修课，要求掌握结构基本构件的基本理论和结构的设计方法，最终目标是让学生能够熟练识读结构施工图。能否掌握好该门课程的内容直接影响到工程造价专业后续专业核心课程的学习效果。采用“教师讲、学生听”的传统“注入式”教学方法，不利于学生对理论知识的分析与理解，使学生普遍感觉本门课程较难，容易导致学生对学习的懈怠情绪，不利于建立学生学习的信心，造成教学效果不理想。因此，有必要改进混凝土结构课程的教学，以便达到预期的教学效果。为此，本文首先详细分析了混凝土结构课程的特点，然后分析了高职学生的特点，最后通过重新定位该课程在工程造价专业中的作用，结合本课程和学生的实际情况提出一系列针对高职院校工程造价专业混凝土结构课程的教学改进措施。
一、混凝土结构课程的内容和特点
混凝土结构课程的内容包括基本构件理论、结构设计和结构施工图识读三大部分。第一部分为基本构件理论，主要探讨钢筋混凝土基本构件――受弯构件、受拉构件、受压构件及受扭构件的截面设计和截面复核，主要目的是要求学生掌握基本计算理论和配筋构造要求。第二部分为结构设计部分，主要包括楼盖结构、单层厂房结构和多层框架结构房屋的设计，主要目的是使学生了解结构设计基本步骤，学会将结构分解成结构构件，再采用基本构件理论进行配筋计算。第三部分为结构施工图识读，此部分内容主要目的是培养学生熟练识读结构施工图的能力。对于高职院校工程造价专业，其专业及岗位性质决定了此部分内容显得更为重要。
课程特点是选择教学方法的重要影响因素之一，因此，在改进教学方法之前需要深入分析课程的特点。本文认真分析了混凝土结构课程并总结出该课程具有以下特点：
1.理论性强。混凝土结构课程包含大量的基本概念、计算公式和计算方法，涉及建筑材料、建筑制图、高等数学、理论力学、结构力学等先修课程，具有很强的理论性。
混凝土结构课程的理论性强的特点要求学生必须具备较强的理论计算能力，但目前高职院校的学生实际情况表明理论计算能力正是学生的薄弱环节[1]，这直接影响到该门课程的教学效果。
2.综合性强。混凝土结构课程是继建筑力学、建筑材料、建筑构造等专业基础课后开设的专业核心课，即该课程融合了理论力学、材料力学、结构力学、建筑材料、建筑制图等课程的内容，具有很强的综合性。
这种综合性强的特点要求学生在学习该门课程之前必须熟练掌握先修专业基础课程，这些课程特别是三大力学对于高职学生来讲在短时间内要达到熟练掌握的程度是不现实的。
3.实践性强。混凝土结构课程的内容表明了结构设计理论转化为用于工程实践的结构施工图的过程。同时，设计的过程中也采用大量的经验公式、构造要求，这些内容主要来源于实验结果和以往工程实践经验总结，这表现为经验公式多、基本假定多、法定条文多、设计方案不唯一[2]。
这种实践性强的特点要求教材的选用应紧跟国家规范、教学过程中注重实践教学及学生熟悉现行混凝土结构设计规范。
二、高职学生特点分析
因材施教是教学中一项重要的教学方法，在教学中根据不同学生的认知水平、学习能力以及自身素质，教师选择适合不同学生特点的学习方法来有针对性地教学，发挥学生的长处，弥补学生的不足，激发学生学习的兴趣，树立学生学习的信心，从而达到更好的教学效果[3]。因此，学生的特点是课程教学的影响因素之一，在进行课程教学改进之前有必要分析学生的特点。本文根据多年教学经验仔细分析了高职学生的现状并总结出高职学生的如下特点：
1.学生基础知识薄弱，理解能力差。由于高职院校生源主要为高中阶段基础较差的学生，部分还是文科学生，还有相当部分来自单招学生，这造成学生的基础知识薄弱，理解能力差。针对这种情况，有必要对现有教学内容进行精简，注重实用性。
2.没有良好的学习习惯。据笔者调查，高职学生普遍没有课后复习的习惯，再加上本门课程知识点多且分散，极易造成在学习过程中讲完就忘。有必要在课堂上尽量做到边学习理论知识边进行实践，尽可能做到课堂内当场把知识点消化掉，并且在完成该门课程后，以课程实训的形式进行强化。
绝大多数学生都存在不爱算、不会算的问题。主要原因是学生厌恶计算，这导致抄袭成风。为避免此类问题，可以多采用课堂练习的方式，让学生在实际操作中学习，以学生之间的交流或教师帮助的形式解决学习中的困难，并及时敦促学生的学习。
3.学习目标不明确，缺乏学习积极性。现实社会大环境存在的严峻就业形势导致学生的学习目标不明确，学生基础差的特点造成学生缺乏学习积极性。
三、课程教学改革
现有的混凝土结构课程教学，在一定程度上忽略了学生的实际情况，更注重将基本构件理论和结构设计方法完整地讲授给学生，这容易造成达不到预期教学效果。为了提高教学效果，有必要结合本课程的特点和高职学生的特点，改进现有的教学，寻找适合高职院校工程造价专业学生的混凝土结构课程教材、教学内容、教学方法和教学手段。
1.教材的选用要紧跟国家规范。考虑到学生将来毕业后在工作岗位所用的施工图纸设计依据均为国家最新规范，教师在选用教材时需要符合国家最新规范要求。
2.重新定位课程在工程造价中的作用和课程教学内容的调整。在定位混凝土结构课程在工程造价中的作用时，需注意课程的实用性。在高职工程造价专业开设混凝土结构课程的主要目的并不是为了让学生毕业后能够从事结构设计的工作，而是培养学生熟练识读结构施工图的能力，以便他们在实际工作中能够胜任工程造价岗位。
在定位混凝土结构课程在工程造价中的作用时，还需注重课程的技术性和技能性。高职工程造价专业的人才培养目标是在具有必备的理论基础知识和专门知识的基础上，重点掌握从事本专业领域工作的基本能力和基本技能，具有较快适应建筑业生产、造价管理等一线岗位所需要的实际工作能力和素质的应用型技术人才。
为了达到注重混凝土结构课程的实用性、技术性和技能性的目的，有必要对现有该课程的内容进行适当删减，对于基本构件理论可以侧重于帮助学生对基本概念的理解，对于结构设计部分内容可以将其删除，对于结构施工图识读部分应不断细化、加强实训和实践教学环节，以达到熟练识读结构施工图的目的。
3.课堂采用“互动式”教学方法。根据高职院校学生特点和混凝土结构课程的特点以及该课程在工程造价专业中的作用，全面把握教学内容，明确教学重点。
理清每一次课的教学内容，把握好关键知识点，针对每一个关键知识点设计课堂强化练习。每讲完一个关键知识点及时进行课堂强化练习。练习时采用学生之间和师生之间的讨论“互动式”教学方法。教师及时对课堂练习进行过程检查，其过程检查结果与本课程考核结果相结合，同时注意发现学生学习过程的共性问题并统一解答。
4.采用适合课堂内的实践教学的教学手段。对于高职院校土木工程类学生，混凝土结构课程的教学过程需注重实用性、技术性和技能性。为了达到此目的，采用实践教学是一种行之有效的手段，如何进行实践教学一直是教育工作者关注的问题，目前一般认为到现场工地参观能够帮助学生对结构施工图纸的直观理解，增强如何由施工图纸转化为建筑产品过程的感性认识，是一种很好的实践教学方式[4]。
然而，现场工地参观会带来一些现实问题。首先，最大的问题是在工地现场学生的人身安全难以完全得到保障；其次，在现场工地实践不便于组织管理；最后，工地现场散乱，易造成学生参观重点不明确，参观的结构施工过程一般不可重现，其结果就是学生仍然对一些问题还是一知半解。基于这些问题的考虑，有必要采用课堂内进行实践教学的方式来取代传统的工地现场参观。
课堂内的实践教学环节可以选用的教学手段有：对于课程中的实验部分可增加实验视频教学环节；增加结构施工图实训环节，具体可以从结构施工图纸查错、施工图纸各构件符号含义解释和混凝土构件钢筋类别、数量、长度分析计算几个方面入手来提高学生对结构施工图的识读能力；采用基于BIM技术的仿真软件，使学生以生产者角色充分参与到“工程实践”中，既能增强工程感性认识，又能将课程理论与工程实践联系起来。该类基于BIM技术的仿真软件能够让学生理解采用混凝土结构平法标注法的结构施工图与照图施工以后的结构构件情况的关系，并且可以反复操作，让学生不用到实际工地现场也能将结构施工图与工程施工结果联系起来，在一定程度上克服了现场工地参观所带来的问题。
四、结束语
本文分析总结了混凝土结构课程和高职学生的特点，并结合这两方面的各自特点，分别从教学内容、教材选用、教学方法和教学手段方面提出了一系列课程教学改进措施。教学内容考虑了高职学生的实际情况，有针对性地进行了删减，体现了混凝土结构课程的实用性、技术性和技能性，这更有利于教学过程中把握好基础、突出重点。教材选用紧跟最新国家规范的要求，使课程教学能为学生将来更好地适应专业工作岗位服务。教学方法采用学生之间和师生之间的“互动式”教学，强调学生的主体地位，充分发挥学生的主动性。教学手段注重课堂内的实践教学，有助于在保证学生安全的前提下更好地理解和掌握教学内容，建立学生的学习自信心，调动学生学习的积极性，以达到提高课程教学效果的目的。
参考文献：
[1]姜铭阅，李春柳，金喜平.混凝土结构教学改革初探[J].科技资讯，2012，（29）.
[2]朱敏.高职工民建《混凝土结构》课程的教学改革[J].闽西职业技术学院学报，2006，8（1）.
【关键词】混凝土结构；设计原理；设计规范；设计安全度
混凝土结构可以就地取材，造价低，可塑性强，耐久性好，比较适合我国的国情。解放以前，旧中国经济技术落后，没有自己的标准规范。沿海和大城市中建造的混凝土结构都是直接引用国外规范进行设计、施工。随着我国大规模基本建设的发展以及经济增长模式的转变，各类大型复杂、功能特殊的结构越来越多，同时还面临着既有建筑的结构耐久性、抗灾性等问题。因此规范将不断修订，为修订规范而进行的试验研究也将持续进行，从而混凝土结构理论也将得到发展。
1 钢筋混凝土结构设计方法
钢筋混凝土结构设计方法，从学术上讲可以有多种，施行百家争鸣，然而对实际设计起控制作用的却是国家颁布的钢筋混凝土结构设计规范规定的设计方法。采用以概率理论为基础的极限状态设计方法。对承载能力极限状态，采用分项系数设计表达式。材料标淮强度采用国际标准。其中对混凝土标号做出了更为明确和科学的定义，在极限平衡理论的基础上引进了平截面假定，使基本构件(弯、拉、压)的正截面强度计算模型，建立起有较明确概念的计算体系。增加了钢筋混凝土构件抗震设计内容。其中包括地震作用下构件和韦点的截面强度设计和保证变形要求的配筋构造，以适应广大地震区建筑的需要。进一步完善了构造要求，如从耐久性角度调整了保护层厚度，从变形角度调整了最小配筋率，根据粘结锚固理论与国产钢筋外形，以锚固长度为基淮，调整了不同状态下的钢筋锚固、搭接、延伸长度。钢筋混凝土结构设计规范将为实现钢筋混凝土结构设计方法体系的目标完成重要的基础工作，使我国钢筋混凝土结构设计水平提高到一个新的高度。
2 混凝土结构科研方式的改进
首先要提倡研究的原创性科研的精髓在于其原创性，探索未知领域的研究成果必须具有新意。即对传统认知的突破，甚至否定。不能苛求新的思维尽善尽美，应采取宽容态度允许其逐渐完善。减少无原创性的重复研究，更应杜绝抄袭行为或各种窃取公有知识而垄断专利、标准的不正当行为。其次要减少盲目的低水平重复。目前为解决学位、职称等功利目的而进行的科研及发表的论文数量不少，大多是没有明确目标的，空泛议论或低水平重复。这类研究多凭想象建立不可靠的基本假定。然后进行繁琐的推导，得出似是而非的结论。既无理论上的意义又没有工程价值，浪费了宝贵的科研资源。再就是加强基础理论研究，应充分意识到这种现象可能造成的长期不利影响。应重视基础理论研究，并及时给予充分的经费和人力支持。还要提高工程应用研究水平、提倡深入浅出的成果表达、提倡学术争鸣和讨论。
3 混凝土结构加固技术
混凝土结构加固技术的研究与应用在我国作为一个新兴的学科领域得以迅猛发展仅仅是近十来年的事。混凝土结构加固技术是结构进行检测、评价、维修、加固或改造等技术的总称，包括结构检测技术、结构可靠度评估技术和结构加固方法等方面的内容。本文将着重研究混凝土结构的加固技术方面的问题。我国先后编制适合于混凝土结构加固的相关的标准和规范，这些专业的加固标准和规范初步形成了混凝土结构加固领域的标准体系，对我国该领域的发展和各种最新科研成果的推广应用起到了积极作用。混凝土结构加固技术还存在很多问题，但是经过十几年的快速发展已经初步形成了规模体系，很多混凝土结构加固技术经过了大量的深化研究和工程的实际应用，证明了其加固的安全性和使用性。现阶段混凝土结构加固技术主要是针对结构的承载能力和耐久性的加固处理，己经比较成熟的提高低强度混凝土结构构件承载能力加固的基本方法主要有增大截面法、粘碳纤维和钢板法、外包钢法、置换混凝土加固法等。
4 混凝土结构设计安全度与规范
对于混凝土结构设计规范中的安全度设置水平，最早源于从事高强混凝土结构科研和推广应用工作。由于现行建筑结构设计规范业已采用了可靠度设计理论，其在规范中的计算表达形式又与多安全系数方法相似，在实用上姑且将它理解为多安全系数也并无不可。至于尚未使用的规范宜适当放慢“统一”步伐，实在难以使用的更不宜通过行政手段去统一。可靠度理论还在发展，这方面的学术讨论希望能够深入开展下去。提高结构的安全性能需要从结构选型、结构构造、结构布置、材料选择等多个方面做出努力,以加强结构的整体性、延性和耐久性,提高其抵御不测之灾和防止倒塌、特别是抵抗连续倒塌的能力。也许基于概念设计的这些措施，对于增进结构安全更为有效且更符合经济节约的原则。
我国钢筋混凝土结构设计规范经历了三个不同的发展阶段。
4.1 引进规范的早期应用
旧中国的钢筋混凝土结构设计未有本国自己的设计规范。那时，结构设计方法均属容许应力设计法。解放后，我国在一穷二白的基础上展开了大规模经济建设。在当时的条件和环境下，在结构设计上直接采用苏联的钢筋混凝土结构设计规范。
4.2 规范自主化的最初探索
早于1961年原建工部和原国家建委就已着手组织编制我国钢筋混凝土结构设计规范，由于起步晚，缺乏自己的基础资料和必要的科研工作，这本规范的设计方法仍只能在苏联55年规范的基础上做少量修改和对名词术语做必要推敲。但这次实践，对我国钢筋混凝土结构设计规范的发展是十分有益的，迈出了重要的一步。
4.3 结构理论及规范的逐步完善
提高水平，形成体系的阶段。完善的钢筋混凝土结构设计方法和规范体系的形成，从根本上讲依赖于钢筋混凝土结构科学术技的发展，是把各种环境条件与钢筋混凝土的性能关系以及实践经验上升到规律性认识的过程，这就需要扎实的、系统的科研工作。中国建筑科学研究院结构所连续组织了三批钢筋混凝土规范科研课题。通过这三批科研课题，使建国以来长期处于薄弱或空白状态的量大面广的工程技术问题，得到了解决或初步解决，获得了一大批珍贵的关系到工程结构设计合理性与可靠性的基础数据，大大提高了我国钢筋混凝土结构设计理论水平，同时也增强了引进与消化国外先进设计方法的能力。
5 混凝土结构的发展方向
5.1 试验研究将未来的发展的一个支撑
半个多世纪以来,我国混凝土结构理论及规范标准经历了从无到有，逐步发展完善的历程。随着我国大规模基本建设的发展以及经济增长模式的转变，各类大型复杂、功能特殊的结构越来越多，同时还面临着大量低安全度的既有建筑和结构耐久性、抗灾性等问题。因此规范将不断修订，为修订规范而进行的试验研究也将持续进行，从而混凝土结构理论也将得到发展。
5.2 结构试验方向的调整
传统以单一构件(板、梁、柱、墙等)进行的试验研究，结论有很大的局限性，难以反映由这些构件组成结构体系(楼盖、框架等)的真正受力状态及规律，若以结构组件或结构体系的方式进行试验，则可更真实地反映其受力状态；构件间的连接构造是传统试验研究中比较薄弱的环节，且对结构安全有着重要的影响，应加强这方面的研究；加强结构抗灾性能的试验研究，提高试验研究的分析水平，要提倡先分析后试验，多分析少试验。基本假定应有可靠的依据，机理分析应深入透彻，应充分利用已有的试验资料；应用非线性有限元及概率统计等手段，提高试验和分析水平；通过试验研究开发约束混凝土的巨大潜力，具有实际工程意义。
6 结语
混凝土结构加固技术的研究与应用在我国作为一个新兴的学科领域得以迅猛发展仅仅是近十来年的事。随着该领域技术应用和研究工作的深入发展，我国先后编制适合于混凝土结构加固的相关的标准和规范，这些专业的加固标准和规范初步形成了混凝土结构加固领域的标准体系，对我国该领域的发展和各种最新科研成果的推广应用起到了积极作用，大大促进了我国在该领域的发展。我国混凝土结构理论及规范从无到有，逐渐丰富和完善，完全依靠独立自主的科研试及工程实践积累。目前我国大规模基建极需结构理论及标准规范的持续发展，转变科研形式，调整研究方向极为重要。
参考文献：
[1]GBJ 21―66 钢筋混凝土结构设计规范[S].
【关键词】高层建筑，工程施工，深基坑，支护施工，技术探讨
中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：
一.前言
深基坑支护之所以存在的目的就是为了保护高层建筑的稳固性，具体的作用就是通过为高层建筑的地底承担挡土、截水的任务从而保证坑底稳定，能够承担必要的施工荷载，保证地下结构工程的顺利全面施工。深基坑支护结构是为了保证施工顺利，所以在施工期间搭建的临时支挡结构，但是并不能因为它是临时结构而小瞧它，它的型号的选择、工程的计算和施工正确与否，对施工的安全、工期、经济效益有巨大的影响，是保证高层建筑施工顺利的关键技术之一。同时基坑支护水平的好坏也决定着工程建设周围环境的好坏，包括地表建筑的安全性和地下管道和工程设施的安全。
二．深基坑工程的主要内容分析
1.测定坑底处的岩土，从而进行工程勘察与工程调查。具体来说就是确定坑底岩土的参数与地下水参数； 测定坑底周围的建筑物，周围地下埋设物的具体情况，了解建筑物周围道路等工程的建设和工作情况，并依据测定的信息对它们随着地层能够进行位移的限制做出估算分析，为建筑物的建设提供可靠的参考消息。
2.支护结构设计。包括挡土墙围护结构(如连续墙、柱列式灌注桩挡墙)、支承体系(如内支撑、锚杆)以及土体加固等。支护结构的设计必须与基坑工程的施工方案紧密结合，需要考虑的主要依据有：当地经验，土体和地下水状况，台坝四周环境安全所允许的地层变形限值，可提供的施工设施与施工场地，工期与造价等。
3.基坑开挖与支护的施工。包括土方工程、工程降水和工程的施工组织设计与实施。
4.地层位移预测与周边工程保护。地层位移既取决于土体和支护结构的性能与地下水的变化，也取决于施工工序和施工过程。如预测的变形超过允许值，应修改支护结构设计与施工方案，必要时对周边的重要工程设施采取专门的保护或加固措施。
5.施工现场量测与监控。根据监测的数据和信息，必要时进行反馈设计，用先进的信息化来指导下面的施工。
三.高层建筑工程深基坑支护施工中存在的问题分析
1．土体物理力参数难以选择和确定
深基坑支护结构的安全性能的好坏很大程度是受所能承受的土体压力大小影响的，但是在实际工程中由于地质情况变化无穷，存在很多的不确定性，这使得要选择一个适宜的土体物理力参数来精确计算实际土体压力，以目前的技术来看还是一个大难题，尤其内摩擦角、含水率和粘聚力这三个重要参数在深基坑开挖后更是一个可变值，这样就提高了准确计算支护结构实际受力的难度。除此之外，土体物理力学参数的选择还受支护结构形式及施工工艺等因素的影响。
2．对基坑土体取样不够完全
设计前对地基土层进行取样分析是深基坑支护结构设计的必要步骤。由于地质情况变化无穷，随机取得的土层样本不可能准确地反映土层的真实情况。故支护结构的设计并不能完全符合基坑的实际地质情况。
3．基坑开挖后的空间效应考虑不够周密
大量的深基坑开挖实例表明：基坑的四周朝内侧发生水平位移，且常常是中间比两边大，这种情况使得深基坑边坡失稳，故深基坑开挖还存在一个空间的问题。
4．理论计算受力与实际受力不符
在很多实际工程中，设计人员按极限平衡理论来确定安全系数及设计计算支护结构，这从理论上讲是绝对安全的，但这样会加大支护结构的建设成本，且不一定就完全适应工程；而有的工程虽然选择规范中较小的安全系数来设计支护结构，但却能满足实际工程的要求。
四．高层建筑施工过程中深基坑支护的设计与选择
一个基坑支护工程的能否成功，设计是很关键的。在深基坑所发生的事故中，由于设计原因造成的大约占了近一半的比例，由此可见设计的重要性了。具体要求如下。
1.主持设计的人员必须具备较高的专业知识，还要有丰富的支护设计的实际经验，对所要施工的地点的水文地质的特点要把握准确，对周边环境要熟悉。综合以上情况设计出科学合理的支护施工方案。
2.在设计选用深基坑支护结构时，应优先选择与工程基础桩相同类型桩作为基坑支护结构，若是本工程的基础桩采用的是钢筋混凝土灌注桩，那么基坑支扩结构也要最好采用这种桩型，不过它的尺寸可适当选用较小一点的，目的是为了节约进场成本。
（一）如果基坑比较深而围护桩布置允许的情况下，就要使用两排支护桩，因为用这样的方式，它的力学性最好并使两排桩和桩顶部的圈梁组成钢架结构，而桩间的砂石也与支护桩一起受力，这样就可使基桩的配筋量有所减少，从而降低了成本。
（二）如果围护桩必须达到防渗的需要时，而基坑的深度又小于七米，且回填土中又多是较碎的砖瓦时，就不适合使用水泥搅拌桩，而应该选用水泥注浆。北方地区，如果基坑较深，又有粘土，则可使用钢筋混凝土桩加锚杆支护形式，而其他地区一般采用大直径钢筋混凝土灌注桩，桩顶加钢筋混凝土圈粱，转角处加斜支撑。
（三）如果建筑的地基土是淤泥，而基坑又比较深时，则一般采用钢筋混凝土地下连续墙。如果工程造价较高，则可选用大直径两排钢筋棍凝土灌桩，中间加水泥搅拌桩，这各支护方式可防渗，又具有很好的力学性。总之，在选用围护桩时应设计多种方案，结合现场实际，考虑施工条件和土质水文情况，来选择最切实际的支护方式。
3. 在对高层建筑工程深基坑开挖时要遵循以下原则：自上而下，分层开挖、先撑后挖以及严禁超挖，在此基础上也要确保施工的连续性，确保基坑支护的暴露时间最少
4.相关人员在平整场地、修整坡面或者清理坑底需要使用机械设备时，要保持处于机械的回转半径之外，如果是在其内，必须停止机械工作，待调整好确认安全之后再进行施工。施工时如果离电缆线的距离是1m 之内必须严禁土方机械设备的运作。在机械设备使用过程中坚决不能对其检修，修整时，确保停机在最低位置，悬空的部位垫土。
5.挖掘机施工时，要在机械设备的性能的规定条件下工作，对开挖的深度以及高度都不能超过机械设备本身。
五．结束语
深基坑支护技术在中国的岩土工程中一个古老而又年轻的领域，我国环境的复杂性和多样性，对基坑技术的发展是一个挑战也是一个契机，说是挑战，在面对这些复杂的地质环境时只有不断地想办法才有可能把工程建设成，说是契机，在这一次次的想法子中，我们的技术不断的得到了进步。未来，只要把握好了方向，找到了突破点，再结合我国岩土的特性，基坑支护技术在中国将会得到突破性的发展，就目前我国基坑支护技术发展的现状，再综合其未来发展的趋势，摆在我们面前的问题还有很多很多，相信在各界共同努力，不断追求的精神下，深基坑支护技术在未来一定会得到新的发展和质的突破。
参考文献：
[1]伍喜群 对高层建筑工程深基坑支护施工技术的探讨 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年8期
[2]付国军 探讨高层建筑工程深基坑支护施工技术 [期刊论文] 《新建设：现代物业上旬刊》 -2012年1期
[3]欧顺成 探讨高层建筑工程深基坑支护施工技术 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2011年21期
[4]张伟 有关高层建筑工程深基坑支护施工技术研究 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年9期
[5]钱中华 高层建筑深基坑支护施工技术研究 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年12期
[6]裴翔宇 论现代建筑工程深基坑支护施工技术控制 [期刊论文] 《中国新技术新产品》 -2012年9期
【关键词】公路工程 桥梁工程 预应力技术 公路桥梁 公路施工 预应力
中图分类号：F540.3 文献标识码：A 文章编号：
一．引言
随着我国改革开发的不断深入，交通运输事业得到空前发展。在公路桥梁建设中，预应力混凝土桥梁因自重轻、跨度大、承载能力高、设计经济合理、施工较为简单、施工工艺较为成熟、对临时设施要求不高等优点，在公路桥梁建设中得到广泛应用。为了减少预应力混凝土对桥梁施工中造成的病害，预应力技术在公路桥梁中的应用受到了大量学着的关注和研究，本文结合施工、养护工作对公路桥梁预应力技术应用进行了分析研究。
二．预应力技术在桥梁中的应用。
1.应用。
近几年来，预应力技术得到迅速发展，同时在预应力混凝土桥梁中，其设计、结构分析和实验研究、预应力施工工艺设备、预应力材料、施工工艺等方面都得到深入研究。在预应力桥梁中，预应力混凝土连续桥是其中一种，它具有结构刚度大、整体性能好、结构变形小、抗震性能好、桥面伸缩缝少、主梁变形绕曲线较为平缓、桥面行车舒适度高等诸多优点。在我国，目前已建成上海黄浦江奉浦大桥、山东东明黄河公路大桥、云南六库怒江大桥等预应力混凝土连续桥。经过20多年的发展，我国已建成跨径大于120米的预应力桥梁74座。
2.作用。
预应力混凝土技术在桥梁的结构中使用，提高了桥梁构件的刚度和抗裂度，极大的改善了构件的使用性能，增加了桥梁结构的耐久性；节省了混凝土和钢材的用量，对于大跨径桥梁来说，具有显著的优越感；减少了混凝土梁的主拉应力和竖向剪力，可便于减小梁的腹板厚度，能进一步减轻梁的自重。预应力混凝土技术作为结构构件的连接手段，促进了桥梁结构的施工方法和新体系的发展。
三.预应力混凝土结构性能与构造。
1938年，德国的E.Hoyer成功研究了一种不用靠专用锚具来传力的先张法预应力施工工艺，并在德国建设了世界上第一座粘结预应力混凝土桥梁，此桥梁的建设，为预应力混凝土桥梁工程构件工厂化生产提供了简单而又可靠的方法。20世纪50年代，预应力混凝土桥梁技术开始在我国发展起来，并先后在1956年和1957年建成了第一座预应力混凝土铁路桥梁和预应力混凝土公路桥梁，这两座桥梁的结构都为有粘结后张预应力混凝土结构。从70年代开始，我国修筑的各类大桥基本上都是预应力混凝土结构，而且基本上都采用了有粘结预应力混凝土技术。有粘结预应力混凝土结构，是将一种预加应力的预应力筋同混凝土完全粘结的预应力混凝土结构，混凝土构件和预应力筋形成了组合截面，在外荷载作用下截面共同受力、应变协调。体内有粘结预应力混凝土技术是预应力筋和混凝土粘结的共同作用，其具有以下优点：
（1）使用面较广。后张有粘结预应力混凝土结构是一种对结构跨度、施工方法、体系等各方面适用程度最广的预应力混凝土结构。
（2）抗剪效果好。有粘结预应力混凝土结构在正常使用阶段对结构提供了可以抵抗荷载剪力需要的预加剪力，保护在剪力较大区段弯曲的预应力筋。在极限荷载状态下，通过和混凝土粘结的共同作用，阻滞了斜裂缝的形成，增大了混凝土的剪压区高度，改善了斜截面的抗剪性能，提高了承载能力。
（3）抗裂性能好。采用体内有粘结预应力混凝土结构，其体内的预应力筋容易改变线形，以适应各种应力要求，预加应力直接作用在混凝土截面的受拉方向上，通过和混凝土之间的粘结作用来限制裂缝的发生。即使是在荷载过重而发生开裂时，所产生的裂缝也都是以细而密的方式出现的，有利于恢复整体的受力性能。
（4）系统可靠。采用先张或后张预应力筋，通过与混凝土的粘结后，具有非常可靠的锚固作用，由于在锚固区段内预应力筋的应力增量较小，在正常使用过程中一般不可能出现预加应力失效的情况。同时，先张预应力筋和后张预应力筋（孔道压浆质量好）也是简单可靠的防腐措施。另外，预应力筋和混凝土的粘结作用，能在构件最不利受力截面上充分发挥材料的强度，提高了系统的可靠性。
根据预应力的施工工艺不同，有粘结预应力通常分为两类：由预应力筋和粘结锚固系统组成的先张预应力体系；由预应力筋和锚具组成的后张预应力筋。这两种预应力体系分别形成了先张预应力混凝土结构和后张预应力混凝土结构。其基本结构如图所示：
（a为先张预应力混凝土结构；b为后张预应力混凝土结构）
1.先张预应力混凝土结构。
先张预应力混凝土结构是在构件的预制过程中建立起来的预应力结构，其建立中在预加应力时需要使用专门的支架或台座，张拉状态下的预应力筋可直接观察到。先张预应力混凝土一般由具有一定规模的预制厂进行成批的生产，一般不适用于需要在现场制造的大型预应力混凝土构件。先张预应力混凝土结构中所采用的预应力筋通常为高强度的钢丝、粗钢筋或是钢绞线等，按照直线或是折线进行线形布置。在先张预应力筋的锚固过程中，主要是靠端段和混凝土之间的粘结力来实现的，锚固的大小和预应力筋的种类和混凝土的强度息息相关。
先张预应力筋布置方式采用直线或折线形式，采用直线布置适合长线预制施工，能够满足构件的基本受力要求，但不适合大跨径的预应力构件。直线布筋时，由于无预剪力作用，非预应力筋对截面的抗剪强度影响较小，在构件的跨径较大，剪力也较大时，由于主拉应力的影响，无法有效客服，容易产生不利影响。
2.后张预应力混凝土结构。
后张预应力混凝土结构能够在预制厂或是现场来实现，所采用的预应力筋通常为钢丝束、粗钢筋或钢绞线束等，按照直线或曲线进行线形布置，预应力筋布置在预留孔道内，其锚固要靠专用的锚具等机械锚固装置来实现。后张预应力相比先张预应力体系来将，具有更大的适用范围。根据后张预应力混凝土结构的施工工艺特点，其适合大跨度、大型、需要现场施工、预应力筋布置复杂的预应力混凝土构件。采用后张预应力混凝土结构，其后张预应力体系是在混凝土结构成型后开始建立的，混凝土采用预制或现浇施工时，需要先预设预应力筋的孔道，要预埋锚具，而后再穿预应力筋，进行张拉的施工过程。每根预应力筋需要两个锚具，
后张预应力筋在进行预应力筋布置时，需要控制三个要素：预应力筋锚固截面的位置、预应力筋在梁弯矩控制截面的位置、控制截面和锚固截面间的预应力筋线形。通过控制以上三个要素，能充分保障预应力筋的实际效果，能够满足构件受力要求。
四．结束语。
预应力技术从理论知识到工程实践，都经历了许多学者的共同研究和努力，进行不断创新和完善，已成为比较成熟的技术。在桥梁施工中，进行预应力施工要合理应用科学技术，依靠科技进步，解决深层次的问题，逐步完善我国的公路桥梁工程质量。
参考文献
[1] 阳成齐 论公路桥梁施工中预应力技术的探讨 [期刊论文] 《科技与企业》 2012年5期
[2] 阮金贵 叶玉琴 关于公路桥梁施工中预应力技术的探讨 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 2012年8期
[3] 张丽红 周敏 公路桥梁施工中若干预应力技术问题的探讨 [期刊论文] 《城市建设与商业网点》 2009年30期
[4] 徐志强 体外预应力技术加固桥梁的研究与发展 [期刊论文] 《公路与汽运》 ISTIC 2007年6期
[5] 曾磊 公路桥梁施工中预应力技术的研究 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 2012年11期
【关键词】土木工程；建筑；力学；材料。
引言
土木工程这门学科是极其古老的，在人类有了自己的文明之时就已经有了这一方面的知识，它与人类的生产生活密切相关。其中土木工程的三要素有“材料、施工、理论”，在这三要素之间的相互促进与渗透，我们的土木工程才能发展到今天这种地步，而其中最为关键的是材料。但是时到今日，土木工程的理论仍有很多地方不是很完善，理论与实际也有格格不入的地方，需要通过我们的努力，是土木工程的技术水平更上一层。
1.对土木工程历史、现状的认识
古代土木工程的时间跨度大致从旧石器时代到17世纪中叶。在这一时期修建各种设施主要依靠经验，没有什么设计理论。所用工具也很简单，只有斧、锤、刀、铲和石夯等手工工具。随着后期的发展，在房屋建筑、桥梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了辉煌的成就。一些文明古国的不少传世杰作，至今巍然屹立。
近代土木工程的时间跨度从17世纪中叶到20世纪中叶，前后约300年时间。在此期间，建筑材料从以天然材料为主转向以人造材料为主，建造理论也从主要以总结长期建造经验向重视科学兼顾经验转变。建造技术方面，一些性能优异的大型机械伴随着各种极为有效的施工方法的出现，使得人们开始能建造结构复杂或所处环境恶劣的土木工程。1687年牛顿总结出力学三大定律，为土木工程奠定了力学分析的基础。随后，在材料力学、弹性力学、和材料强度理论的基础上，土木工程的结构设计有了比较系统的理论指导。
现代土木工程起始于20世纪中叶，发展至今，土木工程在建筑材料、结构理论和建造技术方面都取得了极其巨大的进步。建筑材料方面，高强度混凝土、高强低合金钢、高分子材料、钢化玻璃越来越多地出现在建筑上。结构理论方面，利用电子计算机强大的运算和绘图能力，力学分析和计算的结果更加符合结果的实际情况，使得在结构设计上更为可靠。
2.土木工程的技术
土木工程是“民用工程”，它是建造各种工程的统称。它的原意是与“军事工程”相对应的。历史上土木工程、机械工程、电气工程、化工工程都属于民用性的。它还包括水利工程、港口工程；而在我国，水利工程和港口工程也成为与土木工程十分密切的相对独立分支。
最早的土木工程的材料用的是泥土、木料和其他的天然材料，后来在人们的反复实践中才出现瓦砖等人工材料，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。从十九世纪中叶开始，冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材，随后又生产出高强度钢丝、钢索 。随着这种新材料钢材的出现，是土木工程建筑物的结构形式变得各式各样。
十九世纪20年代，波特兰水泥制成后，混凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材，混凝土构件易于成型，但混凝土的抗拉强度很小，用途受到限制。不能制造大跨度的建筑结构，但是，从三十年代开始，出现了预应力混凝土，这是通过实践与理论的力学分析之后，出现在土木工程领域的新技术。现代的建筑多用钢筋混凝土或者预应力混凝土结构，混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式，这是土木工程的又一次飞跃发展。
土木工程作为一个重要的基础学科，有其重要的属性：综合性，社会性，实践性，统一性。土木工程为国民经济的发展和人民生活的改善提供了重要的物质技术基础，因此，建筑业和房地产成为许多国家和地区的经济支柱之一。
3.土木工程的展望
在这个“世界村”的年代，我们首先考虑到的问题不是经济利益，而是当今世界的环境问题，土木工程的发展路线必然走得是可持续的科学的发展路线。随着我国改革开放的不断深入和经济的迅速发展，中国将面临一个更大规模的建设高潮。而且这样一个优良的发展环境已经受到并将继续受到西方国家的急切关注。
放眼世界，美国的现代化进程可谓先进，而现今资料表明：未来美国要投入16000亿美元来解决已建工程的不安全状态，譬如，氯离子所引发的建筑锈蚀等等。作为当代土木工程师，在传承前人辉煌成就的同时，也必须多多吸取已出事故的教训，在今后的工作中进行创新改良，实现可持续发展。
作为跨世纪的一代，这一大好形势为我们提供了空前难得的施展才干、向国际水平冲击的良好机遇。当代土木工程自动化正向着全面化发展，而计算机的运用，将使其变为现实。土木工程的信息化是用计算机、通信、自动控制等信息汇集处理高新技术对传统土木工程技术手段及施工方式进行改造与提升，使其更加科学、合理，有效地提高效率，降低成本； 实现土木工程的信息化将引起土木工程企业管理方式的深刻革命，促使企业管理理念和手段的革新；还能使项目管理层与企业管理层及劳务作业层信息收集渠道畅通、信息资源共享。
当然，可持续发展，绝不是一味地追求节省，而是要寻求一种最合理的中间状态，既要保证建筑有足够的创意，也要追求完美的技术经济指标，以最少的投入获得最大的效益。现今，建筑世界已经进入到生态美学的时代，注重文化、生态、工程与环境之间的关系，注重人性化、节能与可持续发展，才是当代工程师的着眼方向。
4.结束语
总的来说土木工程是一门古老的学科，它已经取得了巨大的成就，未来的土木工程将在人们的生活中占据更重要的地位。土木工程师总是在不断的求索中。设计出一个最简单的结构，最少的耗费，最大的功用。这真是作为一个土木工程师所应当承受的责任与义务。作为一个未来的土木工程师，我们的道路依然相当艰辛，我们要为国家的土木工程事业发展献出属于自己的一份微薄之力。
参考文献：
[1]罗福午主编.土木工程（专业）概论.武汉.武汉理工大学出版社.2007年。
[2]丁大钧，蒋永生主编《土木工程概论》中国建筑工业出版社.2009年。
[3]江见鲸，叶志明主编.土木工程概论.北京.高等教育出版社.1992年。
关键词： 深基坑支护； 理论分析； 经济对比
一.前言
随着我国经济建设的发展，对城市建筑物的高度和荷载都提出了更高的要术， 因此对地基承载能力的要求越来越高，基础的埋置越来越深，使深基坑及其支护技术变得越发重要。本着能够指导工程实践及将成果实用化的目的， 采用科学的理论分析方法， 揭示在西北地区的黄土或湿陷性黄土的条件下， 理论分析土钉和单支点桩板支护结构的受力情况， 并结合具体情况， 尽可能准确地确定相关参数， 使理论计算尽量与实际吻合，从而为土钉墙、 悬臂式排桩和单支点桩板支护结构的设计提供参考。
二．支护结构的计算理论
基坑支护是由支撑、 挡墙和土体相互作用而形成的复杂结构体系， 而这个结构体系的形成又经历了建立挡墙一逐层开挖土方一逐层安装支撑， 这样一个复杂的过程，因此，更精确地分析其受力是比较困难的， 随着基坑支护实践的理论的发展， 目前其计算理论大致有如下几类。
1 极限平衡理论
该理论基于土体的极限平 衡 ， 即“ 刚塑性理论” ， 假定破坏的土体是刚体，而滑移面上的正应力 和切应力服从莫尔-库伦条件。这种理论在支护上应用，不考虑支护自身的变形， 只根据支护移动的趋势，假定作用于基坑面以下支护两侧的作用力为主动土压力或被动土压力，也就是说，开挖面下面支护的受力是已知的，未知数仅仅是支护的人土深度和基坑面以上各层支撑的支反力。
2 弹性支点法
由于深基坑支护结构侧向土压力是基于刚塑体理论，无法计算承载力极限状态以前的变形， 该理论对于破坏状态以前应力―应变关系无从解释， 因此人们不得不求助于刚塑体理论以外的方法，弹性地基梁法正是这样一种方法 弹性地基梁理论基于土体的弹性平衡。由于多层支护挡墙人土部分的位移量较小，难于达到出现被动土压力所产生的位移，该理论把挡墙的人土部分作为弹性地基梁来分析。
3 弹性有限元方法
该理论基于土体、 挡墙和支撑的共同变形， 把开挖面上下的土体作为弹性介质， 对土压力的分布不作假定， 把挡墙前后一定范围内的土体化为平面应力单元， 挡墙为梁单元， 水平支撑为杆单元。由于土体属于半无限平面， 对土体的边界条件要作适当处理。
4 非线性有限元方法
对于土体考虑非线性性质， 其本构关系可以采用莫尔一库仑理论弹塑性模型、 剑桥模型等，以考虑应力历史，为了模拟围护结构与土体的共同作用， 在土体与挡墙之间， 设置接触单元，而挡墙和支撑，仍按弹性材料考虑。有限元方法的优点是不仅能计算支护变形， 也能计算土体本身的变形，能处理复杂的土质条件， 加荷历史和边界条件等。但是有限元方法，尤其是非线性有限元方法， 由于参数难以准确取值及计算工作量大等原因， 目前我国在基坑支护结构设计中尚无直接利用平面有限元方法的计算结果作为设计依据的实例。有时结合重大工程技术问题的处理， 把它作一种辅助手段。目前，在基坑支护的计算方面， 有限元方法主要用于理论研究。
三． 三种支护结构选型的经济对比分析
通过对三种不同支护结构计算( 计算从略) ，现将结果对比分析如下。
1 单支点桩板支护结构计算结果
单支点桩板支护结构每米宽度工程造价包括锚杆工程造价、桩身混凝土造价、桩身钢筋造价、面板混凝土造价、 面板钢筋造价， 按锚杆150米/米、 钢材 4000元/ 吨、 混凝土300元/吨计算， 考虑到成桩工艺较土钉墙面层复杂， 故桩板支护结构的工程造价计算中混凝土提高到400元／吨。
该计算结果是运用上述的单支点桩板支护计算程序的计算结果， 该次计算的输入参数为： 填土表面超载q= 2 0 k N／m2 ， 填土重度 Rt = 2 0 k N／m3，填土内摩擦角=2 0 o， 土体粘聚力 C=1 0 k P a ， 桩柱间距S1 =1.5m。
表 1 不同开挖深度时单支点桩板支护结构的计算结果
2 悬臂桩支护结构计算结果
悬臂桩支护结构每米宽度工程造价包括桩身混凝土造价、 桩身钢筋造价， 按钢材 4000元/吨、 混凝土500元/ m3计算， 考虑到成桩工艺较复杂， 故桩板支护结 构 的工 程 造价计算中混凝土提 高 到6 00元/ m3 。该计算结果是运用上述的悬臂式板桩支护计算程序的计算结果， 该次计算的输人参数为：填土表面超载q= 2 0 k N／m2 ， 填土重度 Rt = 2 0 k N／m3，填土内摩擦角=2 0 o， 土体粘聚力 C=1 0 kP a 。
表2 不同开挖深度时悬臂桩支护结构的计算结果
3 土钉墙支护结构计算结果
土钉墙每米宽度范围工程总造价包括土钉工程造价、 面板钢筋造价， 面板混凝土造价， 土钉钢材4 0 0 0元／吨、 混凝土 300元／ 吨计算。该计算结果是运用上述的土钉墙支护计算程序的计算结果， 该次计算的输入参数为：填填土表面超载q= 2 0 k N／m2 ，
边坡坡度 =80o，土钉与水平面的夹角=10 o ，填土重度 Rt = 2 0 k N／m3，填土内摩擦角=2 0 o， 土体粘聚力 C=1 0 k P a ， 土钉竖向间距S1 =1.5m，土钉横向问距 S2=1 . 5 m， =1 .0结构重要性系数， 可以用来调整圆弧滑移面的稳定性数。
表 3 不同开挖深度时土钉墙支护结构的计算结果
4 对比分析
如表 1 、2 , 3和曲线图1所示。
图 1 三种支护结构工程造价对比图
从上述计算结果的图和表可以看出当基坑开挖深度超过时， 单支点桩板支护的单方工程总造价才超过土钉墙， 随后随着基坑开挖深度的逐渐增大。单支点桩板支护的单方工程总造价增长速率逐渐远大于土钉墙支护结构的单方总工程造价。但由于众所周知， 土钉墙支护结构的基坑顶部位移要远大于单支点桩板支护结构的顶部位移， 因此作者认为在支护结构总工程造价相差不大的情况下， 优先选择单支点桩板支护结构。不过究竟具体在基坑开挖深度超过几米时， 使用土钉墙比单支点桩板支护结构更具有优越性， 这不能仅仅依靠简单的结构本身的材料造价， 还要综合两者的施工周期、 基坑的重要性等级、 基坑周边环境对变形的要求等诸多的因素了，这也是可以进行进一步的深入研究的问题。目前根据上述的对比表格， 作者综合多方面的因素， 建议基坑开挖深度在6~7 m及以下时， 采用单支点桩板支护结构较适用而且比较经济， 开挖深度在6～7 m以 上时， 采用土钉墙支护结构比较经济( 限于与单支点桩板支护结构比较) ， 但要注意控制土钉墙支护结构的地表变形值。而对于悬臂桩板桩支护结构，由上述图表可看出， 存在造价偏高的倾向， 基本上到6 m以上就很难去计算该结构形式， 而且由于悬臂式板桩结构由于结构受力为悬挑式受力结构， 结构体受力形式比较不好， 因此建议应在支护深度不大 ( < 4 m) 的情况下使用， 另外， 在有条件的情况下， 尽量使用单支点或多支点支护等结构受力比较好的结构形式。
参考文献 ：
[ 1 ] G B 5 000 7― 2 00 2 ， 建筑地基基础设计规范[ S ]
