混凝土结构设计规范(6篇)
混凝土结构设计规范篇1
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=0.9h。
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10.4～62.78N/mm2，箍筋强度为212～1442N/mm2，配箍率为006%～1.15%，平均约束应力为0.4064～16.08N/mm2，截面尺寸为b=110～400mm、h=190～1000mm，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0.9268，标准偏差为0.2089，变异系数为0.2254，最大值为18530，最小值为0.5550。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：
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混凝土结构设计规范篇2
关键词：建筑；地基基础；耐久性；
中图分类号：TU47文献标识码：A文章编号：
0、引言
建筑结构的耐久性是指在设计规定的环境作用和维护、使用条件下，结构构件在设计使用年限内保持其适用性和安全性的能力。结构的耐久性设计，应该包括两部分主要内容:一是要满足建筑在设计使用年限内的使用要求;二是在超过设计使用年限时，其使用功能要具有可改造性，结构要具有可修复性，延长建筑使用寿命。目前我国规范的要求主要是满足建筑的设计使用年限要求，而对于提高建筑物的使用寿命则是近年国际上建筑设计上的新思想。
1、建筑的地基基础重要性
地基基础作为房屋建筑结构的一部分，由于其工作环境要求，几乎所有高层建筑基础均采用钢筋混凝土结构。地基基础的设计使用年限不应小于建筑结构的设计使用年限，是其耐久性设计的最基本要求。地基基础的耐久性设计应根据环境类别符合现行的有关国家标准的规定。大量工程实践证明，地基在长期荷载作用下承载力有所提高;基础材料在完全地下水、土环境中，其施工满足耐久性设计要求后的使用情况良好。对于建筑地基基础在规定的建筑寿命完成后，不论是拆除重建，还是鉴定加固后再使用，其特殊性应赋予耐久性设计新的内容。首先，上部结构需拆除重建时，地下结构拆除对周边环境的影响大，采取保护措施的费用高，工期长;其次，既有建筑的桩基础，拆除难度大，对于长桩基础是几乎办不到的;其三，对于既有建筑的地基基础再利用，应在充分鉴定分析基础上设计，要求既有建筑的地基基础有更长的使用年限;其四，从工程建造的工期、费用考虑，应充分考虑原地基基础再利用。因此，有必要对我国建筑地基基础的耐久性设计内容和要求进行总结，与国外先进技术水平进行比较，使我国地基基础的耐久性设计、施工技术符合今后发展的要求。针对地基基础是隐蔽工程，出现问题不宜修复，以及重复使用需求的考虑，地基基础工程应该是建筑结构耐久性设计要求较高的结构部分。
2、国内外对钢筋混凝土基础结构耐久性设计要求的比较分析
针对影响钢筋混凝土基础结构耐久性设计的几个因素，对目前国内外基础设计耐久性的要求进行比较分析，确定考虑可持续发展要求的基础结构耐久性设计要求。
2.1国内外地基基础设计规范规定的比较
根据我国《混凝土结构设计规范》GB50010-2010、《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008、美国ACI318规范(2008)、欧洲岩土设计规范EN1997、《高耐久性钢筋混凝土结构设计施工指南》(1991)有关混凝土结构耐久性设计的规定进行了分析比较。各国基础结构混凝土的水胶比、最低强度等级、保护层厚度、氯离子含量的设计要求见表1;
表1混凝土结构基础耐久性设计要求
中、美、欧、日对混凝土基础裂缝限值为：0.2、0.3、0.3、0.2ωmax(mm)
从表中数值可知，我国规范对基础结构混凝土的耐久性要求，与其他国家要求相当，但混凝土强度设计等级略低于美国、欧洲。日本的高耐久性钢筋混凝土的设计使用年限为100年，混凝土保护层厚度要求较高。我国混凝土结构允许裂缝宽度的规定与国外基本相当。对于混凝土耐久性有较大影响的混凝土含气量，我国规范与美国、欧洲、日本的标准基本一致，但其所指含气量为减少冻胀、碱蚀对混凝土结构破坏的适宜含量。对于地下结构混凝土，这
部分内容应该考虑，但对混凝土耐久性有较大影响的混凝土的密实性，更应引起重视。目前我国规范对于混凝土密实性的要求限于施工振捣或混凝土自密实要求，对于有防渗要求的混凝土才进行混凝土渗透性试验。
2.2国内有关规范混凝土在腐蚀性环境下的设计规定对比
《岩土工程勘察规范》［9］对不同环境类型的土、水对混凝土结构的腐蚀性评价做出了规定，《工业建筑防腐蚀设计规范》［10］对地下水、土环境对钢筋混凝土结构的防腐蚀设计提出了要求。除工业生产的过程及产品环境对结构的腐蚀影响除外，原场地地下水、土腐蚀环境对混凝土结构的设计要求，对民用建筑应具有指导意义。我国大量存在的海相、河相、湖相沉积的土地，包括盐渍土、淤泥、淤泥质土等，以及近年填海、填沟造地形成的建设用地，大多存在地下水、土的腐蚀性，工程设计中应重视防腐设计的要求，提高地基基础的耐久性设计水平。《工业建筑防腐蚀设计规范》中对地基基础的耐久性设计的有关要求如下:
1)在腐蚀环境下，结构混凝土的基本要求有所提高，上述表1的要求相当于表中腐蚀性等级中等的要求。
2)钢筋混凝土构件的裂缝控制等级和最大裂缝宽度允许值，上述表1的要求相当于表中腐蚀性等级中等的要求。
3)基础钢筋的混凝土保护层最小厚度，不应小于50mm，略高于表1中的要求。
4)混凝土桩基础的结构设计应符合下列规定:
①预制钢筋混凝土桩的混凝土强度等级不应低于C40，水灰比不应大于0.4;腐蚀性等级为中、弱时，抗渗等级不应低于S8;腐蚀性等级为强时，抗渗等级不应低于S10;钢筋的混凝土保护层厚度不应小于45mm。
②预应力混凝土管桩的混凝土强度等级不应低于C60，抗渗等级不应低于S10;钢筋的混凝土保护层厚度不应小于35mm;桩尖宜采用闭口型。
③混凝土灌注桩的混凝土强度等级不应低于C35，水灰比不宜大于0.45，抗渗等级不应低于S8;钢筋的混凝土保护层厚度不应小于55mm。规范同时对已污染或可能污染场地的地基处理方法选择，腐蚀环境中基础的防护措施等也进行了规定。
通过对比分析可知，目前《混凝土结构设计规范》的规定相当于《工业建筑防腐蚀设计规范》中中等腐蚀环境的要求。
3、设计使用年限不小于100年的基础混凝土耐久性设计要求的建议
根据国际上对于基础耐久性设计的理念以及控制指标，参考《混凝土结构耐久性设计规范》的有关规定，笔者提出对于设计使用年限不小于100年的基础混凝土耐久性设计要求的建议见表2。
表2设计年限不小于100年的混凝土结构耐久性设计要求
另外，对耐久性设计年限为100年的混凝土结构建议采用非碱活性骨料，严格控制混凝土中最大碱含量，对于采用无活性骨料且处于潮湿的土壤环境，最大碱含量应控制在3.0kg/m3以下。混凝土允许裂缝宽度要求应小于等于0.2mm。
为保证混凝土的密实性，减少混凝土中有害气泡对耐久性的影响，增加抗渗等级不应低于S8的要求。
4、提高基础耐久性使用的若干研究课题
通过对基础结构混凝土耐久性设计的国内外规范规定的比较，以及国际上对可持续重复使用基础设计的新理念的认识，可以认为地基基础的耐久性设计不仅应满足上部结构设计使用年限的要求，而应有更高的耐久性设计要求。从这个认识出发，笔者提出应进行如下研究课题。
1)地基基础受力条件与工作环境对耐久性影响的试验研究;
2)基础混凝土保护层、裂缝宽度对耐久性影响的试验研究;
3)控制混凝土抗渗等级与混凝土含气量对混凝土耐久性影响的试验研究;
4)强腐蚀环境提高混凝土使用耐久性的工程措施研究;
5)保证基础混凝土耐久性设计指标的工程检验方法的研究。
混凝土结构设计规范篇3
【关键词】劣化；耐久性；渗透性；碳化；碱骨料反应；冻融循环；钢筋保护层
1、耐久性设计的理由
混凝土的耐久性是在外部和内部不利因素的长期作用下，保持其原有设计性能和使用功能的性质，在各种多样性的使用环境下抵抗各种物理和化学作用破坏的能力。结构的设计使用年限通过安全性、适用性和耐久性来实现。而耐久性是实现预期使用年限中适用性和安全性的基础。因混凝土耐久性不足而引起结构性能劣化，造成各种损失、降低建筑物的使用寿命，混凝土劣化是内外因素及相互作用的结果，主要表现为：
混凝土中的气体、液体和离子在渗透、扩散和迁移中使得渗透性对结构性能有本质的影响；多孔-裂缝-缺陷间有着复杂的联系，是水灰比、水泥用量、掺合料、骨料、外加剂与成型工艺、养护条件综合作用的结果。环境的物理化学作用对混凝土有劣化作用，如材料与环境的磨损、冲蚀、荷载、温度作用外，土壤和地下水中存在的硫酸盐等腐蚀性介质导致混凝土膨胀和开裂，增大了渗透性，加速了混凝土的劣化。空气中二氧化碳气渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低即混凝土碳化，又称作中性化，当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋的保护，促成钢筋开始生锈。严重的锈蚀膨胀使钢筋与混凝土黏结衰减失效、随着混凝土保护层开裂甚至脱落，钢筋的锈蚀加剧，进一步促使混凝土的劣化。北方严寒地区混凝土中结冰的水会体积膨胀而过冷的水会发生迁移，产生的压力会引起混凝土开裂和剥落，而温度回升后冰随着融化更多的水被吸入裂缝中，这种冻融与渗透性加速了混凝土劣化，而除冰盐在北方地区的使用带来对混凝土耐久性的降低。混凝土骨料中的活性矿物成分（活性二氧化硅）与碱性氢氧化物在潮湿环境下发生化学反应生成膨胀性碱硅胶，即碱骨料反应引起混凝土强度和弹性模量损失，其膨胀和开裂形成裂纹和裂缝或宏观错位。而水气引入的过量氯离子会引起结构中钢筋严重锈蚀。环境温度和湿度变化，导致混凝土湿胀干缩、热胀冷缩，引起混凝土中各组成材料因弹性模量不一致而涨缩不一致，产生微裂纹。所以，要防止混凝土碳化、限制碱含量、控制水胶比和混凝土中氯离子含量、控制温湿度、选择合适的骨料及级配、在规范基础上选择最外层钢筋的混凝土保护层厚度是结构耐久性设计中的重要内容。
2、耐久性设计的原则
结构设计规范中的要求是基于公共安全和社会需要的最低限度要求。工程都有各自的特点和环境及施工方式，所以有时仅仅满足规范的某些最低要求往往不能保证具体设计对象的耐久性从而保证设计使用年限。不同技术标准规范对同一问题规定不同，这时就需要设计人员运用力学、物理化学知识具体问题具体分析，有针对性、有理有据采取措施。工程技术人员的专业分析判断能力往往比规范的规定更可靠。水泥用量要适当，主要控制水胶比、采用最佳矿物掺合料的参量和比例，掺减水剂和引气剂，骨料的粒径不宜过大，粗骨料一般不超过30mm为宜，而混凝土施工或与预制构件制作中要加强养护来控制温度、塑性和干缩等裂缝的产生和发展，从而制作成低孔隙、界面结合良好和少裂缝混凝土，达到耐久性目的。为了避免混凝土碳化的影响需要使钢筋有足够的混凝土保护层厚度，避免钢筋因碳化锈蚀而影响钢筋混凝土的性能。
北方地区为了抗冻融，要对地下水文地质情况做到心里有数，因混凝土孔隙水受冻结冰、遇热融化的反复等交替的累计效应，会引起混凝土破坏，除了上面提到的因素外吸水饱和度和环境状况在这种破坏中具有更加特殊的作用。降低水灰比、掺硅灰等抗冻性高的掺合料、用坚固的吸水率低的优质骨料及合理的骨料级配，在必要时用减水剂、引气剂等来减缓冰冻压力。盐溶液、干湿、冻融循环等各种因素的交互作用则将是更加不利的情况。因碱骨料反应发生往往在潮湿环境中，所以限制混凝土中碱含量，尤其是在地下工程、路桥工程、潮湿环境中根据情况不同程度的严格限制，这是防止碱骨料反应的重要措施；此外矿物掺合料、掺入引气剂等也可有效的减轻碱骨料反应。耐久性和结构承载力设计有时对混凝土最低强度有不同要求，这就要同时考虑二者中要求偏高的要求，有些地下工程往往是耐久性起控制作用，同时应注意混凝土强度与钢筋级别的匹配，从现行规范看，基础及地下工程不能使用HPB300级钢筋，而应使用比此级别高的钢筋。所以耐久性设计应以解决混凝土劣化，保证结构的使用寿命为基本原则。
3、耐久性设计的一般内容
3.1结构的设计使用年限、环境影响
结构设计使用年限除考虑结构的重要性外，还与业主的要求、结构及基础类型、环境状况、布置方式和构造措施等有关，一般为50年，也有100年的。在北方地区，对刚性阶梯形条形基础，采取坡形并抹面的形式有利于减轻冻胀，这是从环境的冻胀角度来减轻基础劣化；有条件或要求较高时，水泥宜采用硅酸盐或普通硅酸盐水泥；而地下和潮湿环境等宜采用碱含量受控水泥，特别是地下潮湿的环境；对于如工业项目中的设备基础等大体积混凝土则宜采用中低热硅酸盐水泥或低矿渣硅酸盐水泥；此外粗细骨料也应根据特殊要求做相应的控制，但粗骨料级配应连续，细骨料对抗渗抗冻和海砂等均有相应的耐久性方面的要求，这些在《混凝土质量控制标准》GB50164-2011中都有明确要求。地面以上环境类别不都是一类环境，如工业厂房不采暖的情况，一般不属于一类环境，采暖的工业建筑或民用建筑，室内和室外也不是同类环境。一个构件的不同面，如屋面板靠外侧及靠外侧的墙梁面在没有有效的保护措施时等都不属于一类环境。同属于室内的淋浴间也不属于一类环境。
3.2钢筋的混凝土保护层厚度
现行规范规定的钢筋保护层厚度是指箍筋、分布筋等最外层的钢筋保护层厚度，这与以往的规定不同，这种规定更加合理，具体保护层厚度国家标准规范均有规定。
钢筋的混凝土保护层厚度达不到要求和波动较大是施工中的质量通病，设计中应有明确的可控措施，《混凝土结构钢筋间隔件应用技术规程》JGJ/T219-2010的做法是比较实用的控制保护层厚度的有效尝试，保护层控制可依据环境类别、使用部位的不同而采用金属类、塑料类、砂浆水泥基类或混凝土水泥基类的间隔件来保障，保护层采用钢筋间隔垫的措施，虽然投资略有一点点增加，但操作宜控，提高了保护层的准确率，从而提高了耐久性。对于柱墙等竖直构件，地下部分的钢筋保护层因环境类别的变化需要加厚，底层柱和往地面以下延伸的柱，应注意不宜采取同一截面，因为若采取同一截面，按底层柱的保护层，如25，但按地面以下则为40，势必造成要地面以下的柱承载能力降低。宜钢筋位置不变，将上下保护层的差加到地面以下延伸柱上，使底层柱略微扩大，这应在施工图设计别给予关注的地方。
3.3混凝土裂缝控制要求
屋面板的配筋一般是受力配筋，当屋面较长或温差较大时就应该同时考虑温度作用，尤其是比较吸热的卷材屋面等，尤其要考虑。屋面的保温材料的使用年限与结构的使用年限不一致，温度对长度较长的屋面的影响是很大的，某些部位超出了受力的影响，钢筋配置不能仅按荷载计算，而应叠加温度作用，钢筋的200间距的排布有时不够，可为100-150间距，满足强度的前提下有时调整钢筋直径，缩短间距也是一种可行的办法。碱骨料反应、冻胀以及碳化等引起的裂缝的防治应有针对性。尤其是地下工程，如混凝土剪力墙等耐久性问题突出，应积极预防，如控制混凝土中碱含量、选择低碱活性骨料、改善混凝土所处的环境，隔绝湿气进入、掺矿物混合材、外加剂等，均简单宜行。需要明确的是，水泥用量多在控制碱含量方面不是有利的。
3.4混凝土其他劣化的治理
基础及地下结构和室外雨棚等属于恶劣环境情况，防排水构造等要加强，如保护层普遍加厚，做防水防潮层，构件形状有利于排水等；其实这些措施也有益于减轻碱骨料反应。碱、活性骨料和水是碱骨料反应的三因素，减少其中的任何一因素均可控制碱骨料反应。严重环境作用下合理采取防腐蚀附加措施或多重防护策略；耐久性需要的施工养护制度与保护层厚度的施工质量验收要求。结构使用阶段的维护、修理与检测要求（图纸应该明确，包括必要的检测通道。预留检测维修的空间和装置）等。设计文件中应增加对混凝土养护、使用期的检查和维护等内容。
3.5混凝土强度等级取值
配筋混凝土结构满足耐久性要求的混凝土最低强度等级，设计使用年限30年-50年1-A环境C25，一般情况下，地面以下的混凝土的强度等级为C30，但地下室顶板一般应以C35比较合适，所以与环境类别密切相关。
4、混凝土耐久性规范的应用
《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008适用于常见环境下房屋建筑物和构筑物及其连接件的耐久性设计，是达到设计使用年限的具有必要保证率的最低要求；此外还有《混凝土结构耐久性设计与施工指南》（CCES01-2004）；《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中第3.5节的耐久性设计是根据环境类别使用年限对房屋建筑结构耐久性设计的简化和调整后的基本设计内容，混凝土保护层在8.2节；《混凝土质量控制标准》GB50164-2011则包含了混凝土耐久性方面通常的主要影响因素的材料控制内容等；《混凝土结构钢筋间隔件应用技术规程》JGJ/T219-2010是针对影响混凝土耐久性的质量通病钢筋的保护层的控制技术，《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011对原材料、骨料含水率、最大水胶比、最小胶凝材料用量、矿物掺合料、水熔性最大氯离子含量、引气剂掺量以及对预防碱骨料反应的措施等都有明确、简洁可操作的规定。对于泵送混凝土还要执行《泵送混凝土技术规范》JGJT10-2011。对于地下、外墙、坡屋面处于环境比较差的结构部位，分别有《地下工程防水技术规范》GB50108-2008和《建筑外墙防水技术规范》JGJT235-2011、《坡屋面工程技术规范》GB50693-2011可供执行；对于冻土地区因冻胀性的影响须执行《冻土地区建筑地基基础设计规范》JGJ118-2011，根据冻土类别有着不同的勘察和设计要求；再有《混凝土结构工程施工规范》GB506666-2011结束了混凝土结构无施工规范的历史。对于工业中经常遇到的大体积混凝土问题，有《大体积混凝土施工规范》GB50496--2009等等，这些近年来的技术标准，无异在促进混凝土耐久性提高方面发挥着越来越重要的作用。
5、结论
通过对混凝土外部使用环境和结构内部因素的分析，探讨了结构耐久性设计的基本理由、原则、设计内容和相应的规范，因混凝土耐久性的影响因素异常复杂，本文仅能对结构混凝土耐久性设计提出抛砖引玉之作用，旨在实现对房屋结构不需要花费大量资金加固就能保证安全、使用功能和外观要求，在加强结构耐久性设计方面提供一些技术交流和参考。
参考文献
[1]混凝土结构耐久性设计与应用第2章混凝土结构性能劣化机理第3章混凝土结构耐久性设计出版：2011年8月第一版.邢锋.编著.
混凝土结构设计规范篇4
关键词：浅析；建筑；混凝土；结构设计
建筑结构设计规范是国内结构设计的法规，是建筑结构做到技术先进、安全适用、经济合理的指导文件。为了更好的遵循这一法规，对结构设计规范应该熟悉，更应该正确理解，保证土建结构设计质量。
1结构材料选择
1.1混凝土结构设计规范
在设计工作中，在对混凝土的强度等级的理解与应用存在以下两方面的问题与争议：
1.1.1规范4.1.2条规定：钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15。与此条相呼应在4.1.3条和4.1.4条中不再列入了C10混凝土的强度标准值、设计值。这里存在一个对上述规范条文的正确理解与应用的问题，这就是作为基础垫层的素混凝土是否可以采用C10混凝土，是否也必须采用C15混凝土。对这一问题存在很广泛的争议。在某些工程中对基础垫层的混凝土采用C10后，不仅有的监理公司的监理人员对此置疑，甚至有的图纸审查人员也表示反对，都认为这违反了规范的要求，要求改正为C15。混凝土垫层采用C10等级的混凝土，如改为C15级混凝土没有必要而且增加造价造成经济上的浪费。分歧的原因是置疑的人员没有正确理解规范的条文，因为规范的4.1.2条是指钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15，而作为垫层的混凝土是素混凝土不属于钢筋混凝土，垫层混凝土的作用是保护地基土在施工中不扰动，同时为基础的施工创造有利的工作条件，C10混凝土完全可以达到。
1.1.2规范4.1.4条例表规定了各个强度等级的混凝土的轴心抗压强度设计值。其中有一个注释，因是用小字表达常被设计人员忽视，这个注是指当轴心受压及偏心受压构件的截面长边或直径小于300mm，则表中的混凝土强度设计值应乘以系数0.8。该注释是不能忽视的，因为当构件的截面尺寸越小，混凝土构件的缺陷带来的强度损失越大。
1.2砌体结构设计规范（GB50003-2011）
在砌体结构设计规范中，对结构材料选择的规定方面容易忽视的主要是第6.2.2条对地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间的墙，所用材料的最低强度等级提出的要求，其目的是为了保证结构的耐久性。例如对于地基土很潮湿的砌体，砖至少要求MU15，砂浆必须是水泥砂浆而且不低于M7.5。但在实践中很多设计人员单从砌体的强度要求出发采用MU10砖、M5水泥砂浆。这是违背规范要求的，应予改正以保证结构的耐久性。此外，上述这一要求不仅针对地面以下砌体，还针对地面以上的潮湿房间，例如卫生间等。
2结构构造要求
2.1砌体结构伸缩缝的最大间距
在建筑设计中，为了防止或减轻房屋在正常使用条件下，由于温差和砌体干缩引起的墙体竖向裂缝，应在墙体中设置伸缩缝。在砌体结构设计规范（GB50003-2011）中第6.3.1条规定了砌体房屋伸缩缝的最大间距，例如钢筋混凝土屋盖当屋面设有保温层或隔热层时，伸缩缝的最大间距为50m。我国很多房屋长度在40m～50m的砌体房屋，按上述规定没有设置伸缩缝，但不少房屋还是出现了温度裂缝，有的甚至比较严重。原因在于设计人员没有全面理解该规范条文。首先该规定是针对烧结普通砖的，对于目前墙体改革中新使用的混凝土砌块等房屋，该规范已强调由于混凝土有干缩性，应该将伸缩缝的最大间距乘以0.8系数，也就是说应将伸缩缝的最大间距调整为50m×0.8=40m。其次该规范在注释中还强调了对于白天和夜晚温差较大地区，伸缩缝的最大间距应予以适当减小，因此，对于我国昼夜温差较大的地区来说，应适当减小伸缩缝的最大间距，使用烧结普通砖的上述砌体房屋，伸缩缝的最大间距应降为45m，使用混凝土砌块的上述房屋，伸缩缝的最大间距应降为35m。按调整后的伸缩缝的最大间距设计的砌体房屋再辅以其它措施后，很少再出现温度裂缝了。
2.2混凝土结构中钢筋的混凝土保护层厚度
现行混凝结构设计规范（GB50010-2012）中，比89规范更加重视对混凝土耐久的要求，而混凝土结构的耐久性与混凝土保护层的厚度是密切相关的，因此现行规范比原规范对混凝土保护层的厚度要求有所增加。例如在一类环境柱的混凝土保护层的厚度由25mm增加到30mm。特别对于基础，混凝土保护层的厚度增加得更多，因为基础与水有接触，所处环境更为不利。但在设计实践中往往有些设计人员忽略了这一变化，因而不能满足混凝土耐久的要求，造成混凝土质量下降。
3结构荷载取值
3.1屋面可变荷载的取值和分布
并非在屋面全跨布置可变荷载产生的内力一定最大，往往在半跨布置可变荷载时结构可能更为不利。因此对于屋架和拱壳屋面除了全跨布置可变荷载时做出计算外，还应考虑半跨布置可变荷载，并做出相应的计算，然后按最不利的情况进行设计。对屋面可变荷载的取值应十分谨慎，特别是对于屋架和拱壳屋面，因为这类屋面荷载的分布对结构的内力很敏感。例如积雪荷载应按全跨均匀分布、不均匀分布，半跨均匀分布的几种情况进行设计，这样才能保证屋面结构的安全。
3.2基础设计时的荷载取值
在建筑地基基础设计规范（GB50007-2012）中第3.0.4条明确做出了以下规定：计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的永久值组合，不应计入风荷载和地震作用。计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，分项系数均为1.0。按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。在设计实践中上述的各方面经常有设计人员没有正确执行。
3.2.1计算地基变形时将荷载取值错误地取为荷载设计值而不是荷载的准永久组合值。由于荷载的设计值大约为荷载准永久组合值的1.4～1.6倍，因此这一错误取值造成的影响更多，常常使原本地基变形不超过限值，错误的判断为地基的变形不满足设计要求。错误地将基础加深或将基础的底面积扩大，造成很大的浪费。
3.2.2在确定基础底面积或确定桩数时，荷载取值错误地取为荷载的设计值而不是荷载的标准值，由于荷载的设计值大约为荷载标准值的1.25倍左右。因此这一错误将导致约20%的浪费，对整栋建筑而言，这一浪费是相当大的。
3.2.3计算挡土墙的土压力、地基或斜坡的稳定时，荷载的取值错误地将永久荷载的分项系数取1.2，将可变荷载的分项系数取1.4，而忽视了规范别说明了的分项系数均为1.0的规定。
4结束语
在结构设计工作实践中部分结构设计人员对现行结构设计规范缺乏正确理解或常有疏忽，给工程带来安全隐患或者增加不必要的造价。在建构筑物的设计中，结构设计关系到建筑结构的安全、耐久、适用和经济等多个方面，因而结构设计工作是十分重要的。
参考文献：
[1]砌体结构设计规范.GB50003-2007.中国建筑工业出版社.2007.
混凝土结构设计规范篇5
关键词：水运工程；混凝土结构；构造设计
中图分类号：TV331文献标识码：A
一、水工设计的内容
工程设计是指在工程开始施工之前，设计者根据设计任务书，为具体实现拟建项目的技术、经济要求，拟定建筑、安装及设备制造等所需的规划、图纸、数据等技术文件的工作。由于设计方案及其所采用的材料、结构形式决定了施工方案，因此，工程设计的内容对工程造价的影响显著，成为控制项目工程造价的主要因素。
水运工程设计的内容主要包括：根据项目建设需求，论证项目建设必要性，同时结合项目建设的社会环境条件和自然环境条件，拟定项目建设技术方案，并进行项目建设的工程投资估算与经济效益分析，分别从不同的角度论述项目实施的技术可行性与经济合理性。
水运工程设计的过程是在外部环境各种前提条件约束下为达到预期目的――实现船舶顺利通航、安全靠泊作业――而在多种方案中间进行选择的过程，方案比选包括总平面布置方案、装卸工艺方案以及水工建筑物结构方案等。在进行水运工程设计时，外部环境的约束分为强制性约束和非强制性约束。强制性约束主要包括国家法律、法规及地方各级政府的规定、要求，规范中的强制性条款，工程设计范围，建筑物的具体使用功能要求等；而非强制性约束主要指陆域范围和水工建筑物及港池航道的平面布置形态、设计红线范围内建筑物具置和所采用的结构形式等。一般情况下，施工条件属于非强制性约束，但在某些特定的情况下，作为强制性约束。
二、水工钢筋混凝土结构设计
工程设计的最终目的不仅是完成文字报告和设计图纸，最主要的是通过具有技术可行、经济合理的设计方案，由施工过程将设计图纸转化成建设单位所需要的建筑实体，从而实现其使用功能价值，满足其社会效益。因此，在水运工程设计过程中，尤其是水工建筑物结构设计时，要充分考虑其结构能够满足安全性、适用性、耐久性标准，使得设计结构在外部荷载作用下能够满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求。
大多数水运工程中，水工建筑物都以钢筋混凝土结构形式为主。水工钢筋混凝土建筑结构设计不但要注重结构强度设计，更要重视在结构使用年限内，正常使用极限状态下，建筑结构由于外部荷载作用、水下环境等因素引起的结构变形、混凝土开裂、材料腐蚀等影响。因此，应尽可能通过合理的结构设计，延长构件使用寿命。
水工钢筋混凝土建筑结构设计应严格按照现行的有关国家、地区及行业标准和规定进行水工钢筋混凝土建筑结构的设计,除了满足承载能力极限状态下的设计，更要充分考虑建筑结构在正常使用极限状态下的设计，因此，水工钢筋混凝土结构构造设计也十分重要。
水工钢筋混凝土建筑结构设计要兼顾结构可靠性和工程经济性，在保证达到相关规范要求的基础上，尽可能减少工程量。所以，在进行水工钢筋混凝土结构构造设计时，要考虑材料老化和受环境侵蚀等因素对结构性能产生的影响，还要确保结构和构件存有足够的整体稳定性和安全性，同时兼顾其在施工阶段为后续工作提供可实施的预留工作面。下面就几个常见的水工钢筋混凝土结构构造设计问题进行阐述和分析。
三、水工钢筋混凝土结构构造设计常见问题
(一)不重视腐蚀对裂缝的影响，尤其是纵向顺筋裂缝的问题
水工建筑物往往处于水下环境和大气环境交界处，大部分钢筋混凝土构件都会受到腐蚀。在水运工程设计中，腐蚀对构件变形性能会产生较大的影响。而实际设计过程中，部分设计人员往往不重视重视腐蚀对裂缝的影响，尤其是纵向顺筋裂缝的问题。
当水工建筑物投入使用后，构件可能在受力作用下开裂。随后，受外部环境腐蚀作用的影响，钢筋截面减小、产生滑移，钢筋混凝土构件的受力横向裂缝可能变宽，进而超过规范规定，无法满足耐久性要求。混凝土构件钢筋被腐蚀后的一个明显特征是沿被腐蚀钢筋会出现明显的顺筋裂缝，钢筋锈蚀越严重，顺筋裂缝越宽，在潮湿或有水的环境中，经常可以看到从纵向裂缝流出的锈液形成的锈斑。与受力产生的横向裂缝及其他收缩、温度裂缝不同，顺筋锈胀裂缝对钢筋混凝土构件耐久性和使用性能的影响要严重得多。首先，出现顺筋裂缝就意味着钢筋已经锈蚀到一定的程度；其次，出现顺筋锈胀后，顺筋锈胀成为外部腐蚀介质进入混凝土内部钢筋附近的直接通道，增大了腐蚀介质进入混凝土内部的含量，严重时导致混凝土保护层剥落，钢筋直接暴露在腐蚀环境中；第三，沿顺筋锈胀的钢筋容易形成一个宏观阳极，将进一步加快钢筋的锈蚀速率；第四，锈胀裂缝的形成减弱了混凝土对钢筋的握裹力，降低了钢筋与混凝土的协调工作能力，若混凝土剥落，则混凝土将完全丧失对钢筋的握裹。
由于钢筋混凝土构件力学性能明显降低是在锈胀裂缝出现之后，所以出现锈胀裂缝是钢筋混凝土构件耐久性失效的一个重要标志，锈胀裂缝对结构使用性能的影响要比对安全性的影响严重，从耐久性和使用性能考虑锈蚀对混凝土结构的影响及对设计使用年限确定的影响也更为合理。因此，在设计阶段，重视重视腐蚀对裂缝的影响，满足水工钢筋混凝土构件的各项构造设计要求。
（二）水工钢筋混凝土构件混凝土保护层的设计问题
根据前一个问题的分析可知，腐蚀会构件裂缝造成很大的影响，要尤为重视，因此，在水工钢筋混凝土构件设计时，其混凝土保护层厚度需要达到一定要求才能满足其构造设计规定。而实际工程设计中，部分设计人员将所有构件的混凝土保护层按照统一厚度设计，这是十分不合理的。
由于构件所在区域不同，受到腐蚀程度也不同，且受力钢筋与构造钢筋对混凝土保护层的要求也不同，应区分设计。根据《水运工程混凝土机构设计规范》（JTS151-2011）7.2节规定，钢筋混凝土结构受力钢筋的混凝土保护层应按海水环境、淡水环境、构件所在部位等条件分别达到相应的最小厚度，同时，宜配构造钢筋的素混凝土结构，构造筋的混凝土保护层最小厚度，海水环境不应小于40mm，且不应小于2.5倍构造筋直径，淡水环境不应小于30mm。
在设计过程中，如果按照统一值设计保护层，选用某一最大要求设计值，会使得部分构件混凝土保护层过大，构件有效受力面积减小，构件所需配筋面积增加，造成工程量增加，造价提高，影响工程经济性。因此，设计人员应对构件混凝土保护层区别设计。
(三)高强度的钢筋替换原设计计算中满足要求的低强度钢筋问题
在实际工程设计中，部分设计人员因图设计方便，在正常使用极限状态设计时，当构件裂缝宽度或挠度不能满足规范要求时，直接用高强度的钢筋替换原设计计算中满足要求的相对较低强度钢筋，认为这样做对工程安全没有问题。
显然，不能简单的用高强度的钢筋替换原设计计算满足要求的低强度钢筋来解决问题，需要特别注意以下两点：一是当构件受裂缝宽度或挠度控制时，代换前后应根据采用的新的钢筋强度重新进行裂缝宽度和挠度的验算；二是钢筋代换后要满足混凝土结构设计规范规定的间距、锚固长度、搭接长度、截面最小配筋率等要求。
实际设计中，当构件受裂缝宽度控制而不能满足规范要求时，首先应校核该构件所在区域与其最大裂缝宽度限制是否匹配，当构件在水位变动区和水下区时，其限制比大气区和浪溅区较大；其次，当需要确实所配钢筋不满足要求时，尽量通过增加钢筋数量来解决，从而避免引起设计调整后对钢筋间距、锚固长度、搭接长度和截面最小配筋率等造成影响。
(四)大直径钢筋连接采用绑扎搭接问题
由于水运工程通常所受的外部荷载较大，且要考虑波浪、强风、地震等极端自然条件的影响，因此水工钢筋混凝土构件的配筋直径较大。钢筋的连接可采用绑扎搭接、机械连接或焊接。一般钢筋不需要严格焊接，仅采用绑扎搭接来进行连接，而部分设计人员对大直径钢筋连接时也像一般直径的钢筋一样对待，造成实际构件强度无法满足要求。
根据《水运工程混凝土机构设计规范》（JTS151-2011）7.4节规定：轴心受拉及小偏心受拉杆件的纵向受力钢筋不得采用绑扎，不应采用绑扎搭接接头。受拉钢筋直径大于25mm，不宜采用绑扎搭接接头。
因此，大直径钢筋采用绑扎搭接是不合适的，这是因为较粗的钢筋采用绑扎连接时，混凝土保护层相对变薄或钢筋间距相对变小，在搭接钢筋间容易产生较宽的劈裂裂缝或滑移。设计人员在设计过程中应严格按照规范执行，避免造成因钢筋连接方式错误而造成构件损坏，甚至引起更严重的工程事故。
结语
水运工程是我国的基础性产业，是目前正在进行大力开发建设的重点工程，而且其中大多数工程都以钢筋混凝土结构形式为主；就通常的水工建筑结构而言，建筑结构的荷载承重和防渗功能等均主要由混凝土结构承担，因此，混凝土结构的设计与施工质量的好坏直接关系到工程结构的运行安全、效益发挥和使用寿命等，其设计阶段的质量控制也就显得尤为重要。
根据本文的介绍和阐述，分析了水工钢筋混凝土结构构造设计的重要性，并强调了设计人员在设计过程中应当重视的几个问题，希望能借此提高设计质量和水运工程的经济效益。
参考文献
[1]水运工程混凝土机构设计规范（JTS151-2011）
[2]陈磊.港口工程混凝土结构全寿命设计指标体系研究[D].大连理工大学,2013.
[3]张春宇.港口工程结构可靠度分析[D].大连理工大学,2005.
混凝土结构设计规范篇6
关键词：高层建筑钢结构结构体系核心筒竖向差异变形措施
前言
钢结构具有轻质高强、抗震性能好、工业化程度高、施工速度快、符合环保要求、符合可持续发展概念和科技含量较高等优点。随着我国实行积极采用钢结构的政策以及我国钢总产量进―步提高，建筑钢结构得到迅速的发展，特别是在住宅、办公和旅馆等钢结构建筑中得到越来越广泛的运用，使结构有较好的抗震性能。在建筑钢结构中，钢框架结构是一种多高层建筑常用的结构形式，但钢框架结构容易失稳，且钢结构设计方法存在着结构弹性内力分析与构件弹塑性极限状态设计、把强度与稳定分开来进行设计等不合理现象，因此，对解决以上问题进行研究具有理论和现实意义。随着多高层轻型钢框架的广泛应用，它的设计理论与方法是目前学术界和工程界普遍关注的热点问题。
一、工程概况
以某住宅小区为例，小区由两幢一梯四户18层钢结构住宅组成，每幢建筑地上l8层、局部19层，一层为商铺层高3．9米，2层至18层为住宅层，层高3．0m，19层为楼电梯机房高4．5米。单幢建筑长31．2m，宽17．8m，建筑面积7400m2。工程采用钢管混凝土框架一混凝土核心筒结构，填充墙采用加气混凝土砌块。
二、结构设计与构件、节点设计
2．1结构设计特点
本工程结构采用钢管混凝土框架一混凝土核心筒结构，较混凝土结构有结构构件尺寸小、结构自重轻、抗震性能好等优点；较钢管混凝土框架一支撑结构有侧移小、居住舒适度好，楼电梯间（混凝土核心筒）耐火性能好，火灾时有更宽裕的安全疏散时间等优点。
2．2构件设计
2．2．1钢管混凝土柱
该住宅小区框架柱采用钢管混凝土柱，钢管型号Ø0450×16mm、Ø400×14mm、Ø400×12mm、Ø400×10mm，材质为Q345B；钢管内混凝土强度等级从下到上逐次为C40、C35、C30；钢管混凝土柱有如下优点：
1)钢管混凝土柱是钢材和混凝土两种结构的完美结合，钢管的约束使混凝土处于三向受压状态，混凝土抗压强度大为提高。
2)核心混凝土的存在限制了钢管的局部屈曲，充分发挥钢材的强度。
3)钢管不仅兼框架柱纵向钢筋、箍筋、混凝土模板的作用，而且钢管位置处于构件抗弯的最佳位置。
4)核心混凝土的吸热、阻热作用使钢管混凝土柱耐火性能较钢柱提高显著。
5)刚度和阻尼大，有利于控制侧移。
2．2．2楼面体系
楼屋面采用100mm、110mm、120mm的厚钢筋混凝土板，楼板通过抗剪栓钉与钢梁连接成组合楼盖。钢梁采用焊接H型钢。
2．2．3钢骨混凝土剪力墙
本住宅小区工程核心筒采用C30、C40钢筋混凝土，混凝土核心筒四角构造设置钢骨柱，混凝土核心筒剪力墙在连梁内设置通长钢骨暗梁与钢骨柱刚接连接。
2．3节点设计
框架梁与框架柱、剪力墙暗柱采用刚接连接，及梁翼缘与柱采用二级熔透焊缝连接，梁腹板通过高强螺栓与柱连接。主次梁节点一般采用铰接连接。柱脚采用埋入式柱脚。钢管柱埋入基础深度≥3h，钢管柱轴力通过抗剪栓钉传递，弯距通过钢骨混凝土柱纵筋传递给桩基承台。
三、结构整体计算分析
3．1结构计算参数
该住宅小区Z1、Z2结构形式为钢框架一混凝土筒体结构，框架抗震等级一级，混凝土简体抗震等级一级，结构使用年限50年。
抗震设防烈度为8度、第二组，建筑场地类别为Ⅱ类，特征周期0.4，多遇地震影响系数最大值0.16，罕遇地震影响系数最大值0.9。
基本风压0.3kN/m2，地面粗糙度B类。
楼面恒载按实际计算；一般楼面活载2.0Kn/m2，楼梯间及前室3.5kN/m2，电梯机房7.0kN/m2，阳台2.5kN/m2，上人屋面2.0kN/m2，不上人屋面0.5kN/m2。
3．2结构计算模型
建筑结构的整体分析采用我国建筑科学研究院编制的PKPM系列的STS、SATWE。
3．3计算结果分析
3．3．1振型数与周期比
结构计算振型数取18个，X方向的有效质量系数97.68％，Y方向的有效质量系数95.90％，满足规范JGJ3―20025.1.13规定。
结构第一振型X向平动，第二振型Y向平动，第三振型扭转，T3/T1=0.80，满足规范JGJ3―2002,5.1.13规定。
3．3．3总质量、最小剪重比
结构总质量9257.75t。
X向最小剪重比为4．58，Y向最小剪重比为5.51，满足规范GB50011―20015.2.5规定。
3．3．4平面规则性
Satwe计算结构显示，楼层的最大层间位移/楼层的平均层间位移为1.395，满足规范JGJ3―2002,4.3.5规定。
3．3．5竖向规则性分析
Satwe计算结构显示，结构竖向层刚度比满足3.4.2.2要求，无结构薄弱层，结构为竖向规则结构。
3．3．6结构整体稳定分析
X向刚重比为9．62，Y向刚重比为10．68，满足规范要求JGJ3―20025．4．1规定。
四、地震作用补充计算
4．1结构的弹性动力时程分析
根据规范JGJ3―2002，4.3.5条规定，在考虑偶然偏心影响的地震作用下楼层竖向构件的最大位移不应大于该楼层平均位移的平均值的1.4倍。该高层钢结构住宅由于建筑平面不规则结构质量中心和刚度中心未能重合，楼层竖向构件的最大位移为该楼层平均位移的平均值的1.395倍，已经接近规范限值，为慎重起见设计院按照规范JG50011―20015.1.2条规定进行弹性动力时程分析。
弹性动力时程分析选用两组实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线，选取地震加速度时程曲线的最大值70cm/s2，场地特征周期为0.35s。弹性动力时程分析采用PKPM的SATWE模块进行分析计算。
计算结果显示，三条时程曲线计算所得的结构底部剪力分别为振型分解反映谱法的84.1％、76.8％、88.9％，平均值为83.3％，满足规范JG50011―20015.1.2条规定，位移和层间位移角满足规范要求。
4．2中震弹性分析
为了保证结构具有良好的抗震性能，真正实现“大震不倒、中震可修”的抗震设防要求，设计院对结构一、二层剪力墙和框架柱进行中震弹性分析。
水平地震影响系数最大值取0.46，荷载和材料取设计值，不考虑风载组合，不考虑构件内力调整。
分析结果显示一、二层剪力墙和框架柱在中震作用下处于弹性，在中震作用下部分框架梁进入塑性阶段，设计实现了强柱弱梁、强节点弱杆件和塑性耗能等抗震设计理念。
五、结构抗震性能分析与抗震构造措施
5．1钢框架柱与混凝土核心简结构抗震性能分析
中国建筑科学院1991年进行的1：20的23层钢一混凝土混合结构模型试验，1999年同济大学进行的1:20的23层钢一混凝土混合结构模型试验，中国建筑科学院2004年进行的1：10的30层钢一混凝土混合结构模型试验结果表明钢一混凝土混合结构具有良好的抗震性能，能实现我国现行规范“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防要求。但在罕遇地震下存在混凝土筒体延性不足，底部剪力墙部分墙体、连梁开裂，框架二道防线作用不显著，框架柱梁柱个别节点开裂等问题。
5．2框架柱一混凝土核心筒结构的抗震构造措施
针对上述模型试验结果，并结合1964年美国阿拉斯加地震，1995年日本坂神地震灾害情况，在进行该高层钢结构住宅结构设计过程中采取了如下抗震构造措施。
1)提高混凝土核心筒的延性
在混凝土核心筒四角沿全高埋设钢骨柱，各层混凝土核心筒周边、筒内隔墙连梁内设置钢骨暗梁，钢暗柱与暗梁、钢框架梁刚接连接，这样不仅提高了混凝土核心筒的延性和抗弯抗剪能力，还提高了结构的整体变形能力。
2)提高钢框架的承载能力
根据JGJ3―200211.1.5规定，钢框架一混凝土核心筒结构各层框架柱所承担的地震剪力不应小于底部总剪力的25％和框架部分地震剪力最大值的1.8倍二者的较小值。该高层钢结构住宅结构设计时在1轴15轴全高设置两道型钢支撑以加强钢框架部分的抗震承载力，反复调整钢管混凝土柱断面尺寸、钢板壁厚以满足规范规定。
3)实现强柱弱梁
强柱弱梁、强节点弱杆件是我国抗震规范的基本要求，是实现大震不倒、结构塑性耗能的前提，但汶川地震的实践证明，部分结构设计文件对现浇板在框架梁抗弯承载力的贡献考虑不足，没有真正实现强柱弱梁这一抗震规范的基本要求。
该高层钢结构住宅结构设计中实现了强柱弱梁。以顶层最大跨度框架为例，框架柱为Ø40矩形钢管混凝土柱钢管型号Ø400X10mm，钢梁型号H450×150×8×12，矩形钢管混凝土柱极限抗弯承载力大于钢梁抗弯承载力两倍以上。
4)强节点弱杆件
1964年美国阿拉斯加地震，1995年日本坂神地震灾害情况表明，等截面梁与柱栓焊连接的高层钢结构在遭受大震后其破坏部位往往在框架梁的下翼缘与柱的工地焊缝连接处，致使钢结构的延性没有发挥出来，高层钢结构住宅结构设计中采用楔型盖板加强框架梁梁端与钢柱的刚性连接节点，钢柱内在框架梁翼缘对应位置设置厚度为16mm（较梁翼缘厚度大4mm）的横隔板，梁柱刚接区域及梁翼缘上下600mm范围全部采用全熔透坡口焊缝以保证强节点弱杆件的抗震设计要求。
六、钢框架柱与混凝土核心筒结构设计中存在的问题及措施
6．1混凝土核心简收缩、徐变等竖向差异变形的不利影响和应对措施
核心筒混凝土在凝固过程中体积会收缩、在长期荷载下混凝土会徐变，而钢柱无此收缩和徐变，核心筒和钢框架柱的不协调变形在结构内产生较大的内力。
为消除核心筒和钢框架柱的不协调变形在结构内产生的内力，设计采取如下措施：
1)核心筒轴压比控制在0.4以下。
2)钢筋混凝土核心筒超前施工5～6层。
3)现浇混凝土楼面在核心筒设置后浇带。
4)控制混凝土的水灰比，使用减水剂，采用弹性模量较大的骨料如石灰岩。
6．2钢框架柱与混凝土核心筒基础差异沉降的不利影响和应对措施
建筑物地基沉降一般为碟形分布及建筑基础的沉降量中间大、四周小，而框架核心筒结构地基的不均匀沉降更为显著。地基的不均匀沉降在上部结构中产生内力，严重时引起结构和构件的破坏。