1、现行建筑结构抗震（理论）技术存在的错误：世界各国采用的抵抗地震破坏的建筑物体的基本类型，都是以吸收地震能量为主的插入式整体结构（对地球而言），即将建筑物的基础和上部结构设计为绝对不可分割的刚体插入地球，因而建筑物抵抗地震破坏力的受力分析和设计，就不得不从结构整体考虑建筑物的抗震性能，地震破坏力是通过土层和岩石冲击建筑物的基础并直接将冲击力传递给上部结构，上部结构的作用力（荷载）加上地震产生的内力又反作用于基础，因而建筑物基础的强度设计要求，应是地震力和上部结构反作用力的叠加。
地震破坏力是往覆水平剪切力，上部结构的反作用力是垂直于地面的。这样两个方向互相垂直，并处于运动冲击状态的作用力，在一个平面上会交了。地震破坏力以强大的往覆水平推动力，推动着（抓住）建筑物基础做水平往覆运动，因而很容易分析，在这两种力的会交面上，实质上形成了远大于地震破坏力的往覆剪切力。因此，建筑物的抗震能力在插入式整体结构中是很难达到实际抗震设计要求的，现在的建筑物一般都是偏于保守的理想设计和建造，因而投资也在大大增加，即便如此，在实际的地震灾害中，建筑物受破坏的程度依然是很严重的，进而也无法摆脱和减轻地震灾害，给人民的生命和财产造成的巨大损失。
历史的教训足已充分说明，插入式建筑结构体系受到了严峻的检验，即似地球为相当好的惯性参考系，又将建筑物体插入地球，形成不可分割的刚体。在过去的年代，建筑物还处于低层范围时，问题还不严重，而在现代化高层、重型建筑中，仍然是采用插入式刚箍捆住内力的结构，在实际的地震灾害中存在着严重的隐患。插入式整体建筑物结构体系在正常情况下，即非地震静止状态，是没有问题，而在地震灾害爆发时，插入式整体建筑物体系的结构受力传力路线明显发生混乱，建筑结构设计的极其重要的力学原则：
（1）、不论在任何情况下，结构的传力路线必须清楚。
（2）、以当地的最不利外界因素为设计依据，如很多地区必须考虑可能发生的最大地震破坏力。这就是说建筑物抵抗地震破坏的正确条件是：运动中建筑结构内力的传递必须正确、清楚。
插入式整体建筑结构在地震时，将地震破坏力直接传递给上部结构，使上部结构发生摇晃，由于上部结构是刚箍捆住内力的结构，因而在摇晃中产生的巨大能量没有释放点，而被迫返回基础，地震又很快的不断的冲击建筑物的基础，向上部结构输送地震能量。这样上部结构返回的作用力，同基础传来的地震内力发生冲撞，冲撞最厉害的集中点，就是能量集中释放的突破点，也是结构的破坏点，通常都在基础与上部结构的交面上，破坏的形式是剪切破坏，而整个建筑物不是倒塌就是倾斜。
目前，许多国家在高层建筑的抗震设计方案中，已经出现了新的结构，如：美国纽约的42层高层建筑物，建在于基础分离的98个橡胶弹簧上，日本的建在弧型钢条上防地震建筑物，前苏联的建在与基础分离的沙垫层上的建筑物，以及在中国已经获得了美国、中国和英国发明专利权的，刚柔性隔震、减震、消震建筑结构与抗震低层楼房加层结构，都十分成功的应用于工程实践中，都明显的在建筑结构体型上，改变了传统的插入式刚箍捆住内力（吸收地震能量）的结构体系。总之都在建筑设计的结构方面设法摆脱在地震灾害时，严重威胁着人们的生命安全的插入式刚箍捆住内力的结构体系。其实质都反映了对“似地球为相当好的惯性参考系”为指导理论，所制定的现行抗震硬抗、死抗地震打击设计规范的动摇，本质上也是改变了建筑结构受力体系，而不在似地球为绝对静止不动的惯性参考系了。
1、现行建筑结构抗震设计与地震场地效应的问题现行建筑结构的抗震设计，是根据结构力学和建筑结构设计的理论基础而来的。结构力学和结构抗震设计规范，将地震破坏力简化并规定为在建筑物上部结构中的水平运动力，对建筑物的水平作用力与反作用力的硬抗平衡，这一规定实质上存在着严重的问题和错误。
其一：地震爆发时，首先是大地在做往覆水平运动，由于建筑物基础插入大地，因而必然随大地的往覆水平运动而运动，建筑物上部结构也因此被迫运动，但是建筑物上部结构的运动形式不是水平运动（因而根本就没有受水平的作用），而是因基础在受地震水平力运动中，产生的运动力传递到上部结构，迫使上部结构沿地震受力方向，作反方向S形式倾斜摆动；
其二：地震爆发时的冲击波只有两个方向，而现在所有城市的建筑物的规划设计，是根据城市的道路按东西南北方向和建设的需要各自排列的。将建筑物上部结构视为受水平运动，也只能有30%的建筑物的结构抗震设计受力方向与地震冲击波受力方向相同，而70%的建筑物的抗震设计受力方向与实际地震冲击波的冲击方向，处于非常不利的位置，当地震爆发时，只有少数正好与地震冲击波方向协调一致的建筑物不一定破坏，而大多数与地震冲击波方向不一致的建筑物，自然就很难逃脱地震冲击破坏倒塌的后果。地震对建筑物的冲击破坏，主要是对建筑物基础产生的水平往覆冲击剪切力，从而使基础被冲击破坏失去稳定后，造成上部建筑物的破坏和倒塌，地震冲击波首先是破坏了基础，而不是破坏上部建筑结构，所谓万丈高楼从地（基）起，就是这个道理。基础都破坏了，上部建筑自然就保不住了；
其三：城市中建筑物的类型是多种多样的，主要反映在超高层、高层、多层和轻重型建筑之分，而这些不同类型的建筑，又以基础深度的差别体现在地震冲击波的大小上，基础越深、越大，受地震冲击波的冲击自然很大，在加上城市地下建筑设施不少（如：地下建筑、地铁、地下大型管道等），都是构成城市地震场地效应发生互相变化的种种直接因素。现行抗震设计中，都没有考虑地下建筑设施的自身抗震，以及对地面建筑物基础和地基的地震场地效应所产生的严重问题。
2、现行建筑结构抗震桩基设计与地震场地效应的严重问题现行抗震设计中的桩基础的设计有两种类型，一种是端承桩类型，另一种是摩擦桩类型。端承桩是将深层的地基反作用力通过桩传递给地面，构成对上部建筑物作用力（压力）的平衡。摩擦桩是通过桩基础与一定深度的地基土层十分紧密的挤压结合中产生足够的反作用力，通过桩传递到地面，构成对上部建筑物的作用力（压力）的平衡。这里必须指出的是，这两种类型的桩基础在对上部建筑物的作用力（压力）构成平衡的充分条件是：静力荷载，即在没有外力的作用下成立的。
在端承桩中，端桩是反作用力的顶点，桩身是传递反作用力的通道，桩身四周的土层是给桩身起到了极其重要的稳定作用，由此，可以定义：桩端的承载力，桩身的强度是和桩身四周的土层构成了端桩基础的整体，缺一不可。
在摩擦桩中，桩身的强度与桩身四周土层紧密挤压所产生的反作用力，构成了摩擦桩基础的整体，也是缺一不可的。这两种类型的桩基础在地震爆发时，强大的地震水平往覆冲击波，完全改变了上述状态，使端承桩在地震冲击波中，使端承桩的承载力发生水平往覆运动，不但失去对桩身的稳定，反而对桩身构成了往覆水平冲击，其结果：端承桩不是破坏，就是下沉失稳。随着端承桩的破坏和失稳，建筑物上部结构自然也就处于破坏倒塌的危险境地，而摩擦桩的危险就来的更快了，地震冲击波迫使摩擦桩桩身必须与四周土层与桩基松开，失去摩擦桩身必须与四周土层紧密挤压的必要条件，并且土层对桩身构成水平冲击力，随着摩擦桩中四周土层与桩身摩擦力的解除和改变，桩不是破坏就是失稳，其上部建筑物随之处于时刻会破坏和倒塌的危险之中。
3、现行予应力建筑结构在地震中的严重问题所谓予应力建筑结构，是人为的在建筑结构的主要承力构件中，对主要承力构件中混凝土施加予应力，一般是通过对结构中承力构件的钢筋进行张拉，利用钢筋的回弹力挤压混凝土来实现的。根据对承力构件中钢筋的张拉，与混凝土的先后关系，又可分为先张法和后张法两大类。
从建筑结构中的予应力构件，到予应力结构的发展，已经有较长的时间了，在建筑结构中应用予应力构件和发展予应力结构的优势，在很多城市的建设中，得到了较广泛的应用。在城市建设和发展中，推广和应用予应力构件和予应力结构，的确能起到一定的积极作用。但是，有一个十分重要的结构动力学问题需要特别注重，所谓建筑结构动力学方面的问题，也就是地震爆发时，地震冲击波迫使建筑结构产生振动的动态反应，地震冲击波冲击建筑结构，使其产生的内力在结构中传递，而予应力构件和予应力结构的力学模型是：1）予应力张拉两端的固端成支座，是不允许有任何改变的；2）予应力构件或予应力结构在使用过程中，其构件和结构是不允许发生水平推动，振动弯曲和上下振动的。也就是说，予应力构件和予应力结构，只有在没有任何外力的情况下，才能达到予应力构件和予应力结构设计的使用要求。因此可以定义：予应力构件和予应力结构的安全使用条件，是不能承受任何外力（尤其是地震冲击力）的静力使用状态。
地震冲击波在建筑结构中，将无情的迫使建筑结构中的所有梁、柱、板、墙体等受力构件发生变形，即地震冲击力能完全改变予应力构件和予应力结构的两端边界条件，使其构件和结构中的予应力偿失。任何在使用中的予应力构件和予应力结构，当予应力衰退和偿失后，其构件和结构必然破坏。因此，在地震设防城市的建设中，是不能使用予应力构件和予应力结构的。但是，现在许多城市的建设中都使用了予应力结构，这是十分危险的。因此，应尽快在地震爆发之前，采取补救措施，否则，后果一定是十分严重的。
综上所述，现行世界各国所实行的建筑结构体系，是与地震冲击波相对抗、硬抗（死抗）的捆住地震内力的结构体系。从结构动态平衡的根本原理来分析，这种与地震力相对抗的结构体系的静态平衡在地震中完全破坏了。也就是说，现行的建筑结构体系，只能满足静态（无地震冲击波）状况下的作用力与反作用力的平衡。当地震爆发时，建筑结构内力的静态平衡被破坏了。这就是现行建筑结构体系抵抗不了地震冲击破坏的根本原因所在。现行建筑结构的抗震设计，只是加大了建筑结构的刚变，使其增加了对地震冲击力的对抗力（死抗力），没有从结构动态平衡的基础上去寻求，建筑结构与地震冲击波的动态平衡，建立一个与地震内力相适应（不是相违背）的“释放地震内力的建筑结构动态平衡体系”。
总之，几百年来，人类所推行的静态（加大刚度）的建筑结构体系，违背了地球地震的客观规律。因此，给人类自己造成了巨大的灾难。人类为了在地球上更好的生存和发展下去，就得从根本上解决适应地球地震客观规律的建筑结构体系。因此，一种与地震力相适应的“释放地震内力的建筑结构动态平衡体系”的动态平衡的力学理论的建立，并制定新的建筑结构释放地震冲击波的设计标准（在也不是对抗的标准），将是人类发展的方向和目标。
二、释放地震内力的建筑结构体系1、释放地震内力建筑结构体系的理论基础我们从现代地球物理学家关于地球板快运动理论的力学分析中，以及对地震客观规律的不断揭示，更进一步对地球的认识，有了新的力学见解，我们认为地球是一个在运动中自身求得内力平衡的结构体系，它有两个阶段的运动规律：
（1）、地球内力的平衡阶段：地球结构体，在自转和围绕太阳周转运动的过程中，所产生的内力，在平衡阶段，地表运动处于内力平衡，地球运动处于静止状态，此阶段可似地球为惯性参考系阶段。
（2）、地球结构体系处于内力平衡阶段后，其内力仍然在不断的增加，而地球结构体不能承受日益增大的内力，而在运动中，通过地球板快的运动，地震和火山等形式释放出来，以求得新的内力平衡，这个阶段是地表的活跃阶段。其不断增加的内力将在地球内力集中点释放出来，此阶段可似为非惯性参考阶段。地球内力平衡过程中的这两个阶段，在地球内部不断循环下去，形成了地球生态平衡的必然规律。
人类是在地球生态的环境中生存的，因此，人类必须遵循地球生态环境中的各种自然规律去发展。从人们开始认识到对过去认识的不足，即理论上的不足和错误，又不断的在生活实践中，提高了对地球生态环境的认识，进而不断的揭示自然规律，掌握和运用规律为现代人类和将来造福。应该明确的指出，人类对地球认识的提高和深化，其指导人类如何适应地球生态的科学理论，也就随之进入了更高的阶段。
2、释放地震内力建筑结构体系新技术的应用：已经获得中国、美国和英国发明专利权的新技术“建筑物抗震减震装置”、“建筑物消震装置”和“高层建筑隔震消能装置”完全改变了传统的插入式刚箍捆住地震内力的建筑结构体系，将建筑物整体有机的隔离成两个受力体系，这样地震破坏力的传递媒介改变了，由直接传递转化为间接传递。不言而喻，“建筑物抗震减震装置”将大大减少地震对上部结构的冲击，反之，上部结构对基础的作用力也大大减小。
新技术的设计依据是以柔克刚的动态平衡原理，该技术的主要特点是：能十分有效的大大减弱地震灾害对建筑物的打击破坏。目前，发展中国家和发达国家的科学家们在研究抵抗地震灾害方面，都从过去只是单纯考虑建筑结构加大刚度的硬抗（死抗）方式，而向建筑结构隔震减震的方面发展了。原因十分清楚，过去几百年来建筑物硬抗地震灾害方法的不断失败，告诉和启发人们要寻求一种适应地震客观规律的抗震方式。用一句通俗的话来讲，以柔克刚，才能达到建筑物在地震冲击中的动态平衡，而不被破坏，反之，以硬抗来对抗地震的打击，即以刚克刚设计的建筑物是根本抵抗不了地震的打击的。因为人们设计建筑物的刚度，不可能达到（保证）比地震破坏力还要大得多的程度。否则现代的专家们去研究建筑物的消震、隔震与减震，不就失去意义了吗？
面向建筑学专业本科教学的建筑结构课程体系总体构思为:以定量分析为辅助手段，定性综合认识为根本目的，从建立简单杆件力学性能的基本概念入手，结合材料性质，认识结构体系的力学特性以及构筑结构传力途径的基本规则，最终建立对结构固有力学逻辑所赋予的结构空间特性的认识，了解结构与建筑空间创作结合的途径。传统建筑力学教学所强调的量化分析与计算技能在此仅仅是掌握结构力学性能的手段和依据而非目的，是进入结构性能及其空间特性这一庙堂的台阶。课程体系框架如图2。上述体系中的课程相互衔接、循序渐进、各有侧重、相互衔接、要求各异，分三个层次予以实现。第一层次———建筑力学。它是整个教学体系的基础和出发点。该部分课程本着结构的基本性能是传递荷载的思想，遵循结构整体—构件—构件截面—结构整体的教学思路，在不同尺度上认识结构的传力方式与特性。以概念为主、计算为辅，结构为主、材料为辅，力学性能为主、使用功能和形态特性为辅，以杆件为主要对象，将传统教学体系中相互隔离的三大力学知识(理论力学、材料力学和结构力学)完全融合、有机统一。该部分教学体现了量化，概念是为了使结构的力学特性明晰，计算是为了对结构性能的把握具体的目标。定量计算技能的难易程度以注册建筑师的结构计算要求为基准。此外，还注重密切结合典型建筑材料的性能，阐述各类杆的形态与功能特性及其相互转化关系。第二层次———结构选型。正如线的移动和转动可以构成任意形式的面、面的组合可以形成空间形体一样，结构选型以直杆的力学特性为基础，提供了结构体系演变的认知线索，即通过直杆的组合、密排、重叠和弯折等定性认识框架、网架、板、墙以及拱、壳体、索、膜及其他空间结构的力学性能，把握结构演化的规律与线索，认识构筑结构传力路径的基本要求与方法，了解典型结构体系如墙板结构体系、框架结构体系、框剪结构体系、筒体等的力学特性，了解基于极限状态的结构设计思想与结构生命全周期的设计理念，强调从经典的建筑案例中认识典型结构形式，初步认识结构固有形态与建筑空间要求的关系。第三层次———建筑中的结构艺术。在前两个层次的基础上，该课程更深入地挖掘和揭示结构由其固有力学特性与逻辑所决定的形态美。艺术的本质是创造，结构设计的本质也是创造。通过对现代建筑作品中建筑空间形态与其结构形态相互关系的深入探讨，了解从空间形态和传力方式出发构筑合理而优美的结构的途径，认识框架、平板和“方盒子”并非结构存在的主要形式(更不是唯一形式)，体会结构在满足其科学性、合理性和力学效率的基础上具有巨大的创造空间，具有再现建筑空间形态乃至创造新的空间形态的可能。
二、实践与收获
针对上述三个层次的内容和要求特点，教学实践中采取了不同的教学方法和考核方式。建筑力学与结构选型为必修课，为此笔者编写了教材《建筑力学与结构选型》(中国建筑工业出版社，2012年出版)。教材编写及其教学实践不再停留于结构的内力图绘制和强度、刚度的计算校核上，而力求达到力学分析服务于对结构特性的认知，挖掘结构的组合和演变规律，以结构源于工程，服务于工程为宗旨。建筑力学课程着重于结构的基本概念、基本分析方法与杆件结构的基本力学特性，以定性认识为目的，定量计算为手段。强调结构源于工程而服务于工程，遵循感性—理性—高层次的感性认知规律，每一种结构形式的引入都从实际工程入手，并尽量以工程意义明确、形象易懂的方式介绍力学基本概念，避免生硬的数学力学概念和繁琐的演算。自始至终贯穿力的传递这一认知线索，使力这一抽象概念形象化、动态化，使不同结构的传力特性直观明确。如图3所示，从荷载在结构整体(典型如梁柱结构体系)的传递路径入手，建立对力的传递的感性认识，再由定量分析揭示杆件截面内力与应力分布特性(如梁的内力和截面应力分布)，逐步深入地认识结构的传力本质，最终通过力流的概念把握不同结构的力学特性。在这一认知过程中，定量分析可将模糊的感性认识导向理性，是不可或缺的台阶和拐杖。但若缺乏对量化分析结果的总结、对比和反馈，又将使分析陷入盲目并流于数字游戏。图4比较了桁架、索和拱的传力机制，形象地展示了桁架、拱和索的各自特点，使学生克服了对结构与力学的恐惧心理，使力变得可以触摸，力的传递变得有迹可循，使后续课程中结构的演化有规律可依。
此外，还将材料特性、结构几何特性、支撑方式与结点联结方式等也融入结构传力机制中，综合全面认识结构的传力特性。在建筑力学课程把握杆件结构力学性能与形态功能特性的基础上，结构选型课程从结构体系的几何特点、构成方式、力学特性及其空间特性等多方面定性认识结构的综合性能，将建筑力学部分通过量化分析得到的简单构件的力学概念在典型规则的结构体系中得到定性应用与拓展，使学生了解构筑结构体系的合理传力路径的规则与方法。该部分采用课堂讲授与讨论相结合的方式，遵循从结构体系的整体传力基本要求、规则结构的水平和竖向分体系的几何特点、构成方式、传力特性乃至基本构件的力学性能在分体系中的应用这一由整体而局部的认知途径，使学生对结构体系的力学及空间形态特性的认识有迹可循，并得以了解典型结构体系的组成规则、特点和传力特性。本阶段教学强调结构的演变性，即以直杆的力学特性为出发点，定性阐述各类基本结构(墙、板、拱、索以及曲面和空间网架结构等)与直杆的关联，从而建立定性把握复杂结构力学特性的认知途径。如图5所示，从柱的密排认识墙体的性质、梁的重叠认识板的性质、墙体—柱—筒体的相互转化认识高层建筑结构的竖向和水平传力机制，并初步认识曲面和空间网格结构等的演变规律和特性。从高层建筑结构、大跨空间结构以及现代科学技术与新材料的应用等角度分别选取现当代经典建筑案例，探讨结构体系的构筑与应用、结构空间形态与建筑空间形态之间的关系。结构选型综合学生课堂讨论参与情况、PPT讲述与综合作业情况进行考核，综合作业包括课程开始时浅述结构形式的演变与建筑材料应用的结合、课程结束后任选具体建筑案例分析其结构形式、材料运用与建筑功能的结合，课程进行中分组针对建筑案例进行PPT演讲。学生所表现出的活跃思路、生动多样的PPT讲述手法、对结构的浓厚兴趣以及被激发出的结构直觉令人惊喜(图6)。
建筑中的结构艺术作为该教学体系的最后环节，为任选课，共32学时，采用针对主题的分组课后准备、课堂研讨的方式，引导学生思考和探究建筑结构曾经发生了什么、正在发生什么、将来会怎样，建筑结构所固有的空间形态美之所在。考核成绩以课堂参与、讲述情况以及书面讨论作业等进行综合评价。该课程教学包括两个阶段:第一阶段主要针对结构的传力特性和构件的空间形态，讨论主题包括优美的结构、杆件的变形、组合与运动、结构体系的均衡与延性、平衡或反平衡等，学生分组选取案例展开分析与讨论，在结构的合理性、整体均衡性以及平衡稳定性的认识基础之上，总结表现结构固有逻辑所决定的形态美的方法，并认识某些当代建筑结构在形式上虽然反常规、反稳定与反平衡，而在构筑传力路径时仍严格遵循结构固有逻辑的特性。第二阶段的主题相对宏观、综合，侧重于结构与人类社会文明发展的关系，艺术、文化、经济与科学技术等对结构发展的影响，并针对目前颇受热议和关注的仿生、绿色、可持续等观点和建筑案例探究建筑结构仿生的意义和目的，引导学生挖掘结构整体与局部、规则与不规则的关系。该课程同时探索了一种全新的探讨式开放式的过程教学方法，教师不再以讲台的占有者和宣讲者的姿态出现，而是扮演了引导者、参与者、旁观者和听众的角色，学生对于各种主题的积极参与、活跃开放的思维达成了教学的互相激发，教与学的双方真正实现了自我发现与互相发现。以上构建的新的建筑结构教学体系以结构固有的特性及其本质为出发点、以量化分析为手段、以对结构体系的力学性能、结构演化的规律性与创造的可能性的认识为目的，避免了流于对现代建筑结构形式感的肤浅的讨好。已历5届的教学实践表明，新的建筑结构课程体系保障了内容的连贯性和整体性，弥补了传统建筑力学中三大力学划分造成的内容和教学安排的隔离、间断与冗长。所编教材，力求使力学理论与结构认知密切衔接。学生克服了对结构力学知识及分析技巧的畏惧和抵触，认识到力之于结构的形象特性———力流，把握了基本构件和典型杆件体系的力学性能。对结构传力特性的认识不再停留于结构的表面形式，而深入其力学本质。通过上述课程的学习，学生认识到建筑形式的自由源于内在结构骨架和材料的突破，而后者以技术和理论的发展为支撑，对结构形态及其功能的认识促进了学生在后续专业课程中建筑造型设计上的创新(图8)。正如学生的体会:“每一种结构都有着自己独特的品质，它同时会深深影响着建筑的外部形态和内部空间，甚至会给予你一些意想不到的收获，这或许也是结构最吸引人的地方。”(建筑学本科生———于思)。“建筑师提升自己的结构素养，寻求和结构师的更紧密合作，看来是未来更震撼人心的建构美学作品的必然前提。”
三、体会与冀望
实际工程托换结构中，预应力托换梁采用C40混凝土，抗压强度为26.8MPa，弹性模量为3.25GPa。非预应力托换梁采用C30混凝土，抗压强度采用20.1MPa，弹性模量3GPa。钢筋采用HRB400钢筋，屈服强度实测值为465MPa。混凝土本构关系采用《混凝土结构设计规范》附录C建议的本构关系，钢筋采用双折线本构关系。预应力钢绞线张拉控制应力为1395MPa，考虑预应力的摩擦损失σl2、钢筋松弛损失σl4和混凝土的收缩徐变损失σl5，最终预应力筋的实际预应力为843MPa。采用ANSYS软件建立托换结构的实体模型，建模选用单元类型为solid65单元、link8单元和solid45单元。主要研究对象为下部托换结构，只建立托换结构的实体有限元模型，上部塔体简化为均布荷载施加在托换结构上。有限元模型中预应力梁、非预应力梁和托换底座筏板混凝土均采用solid65单元用来模拟，钢筋混凝土采用整体式模型，非预应力钢筋弥散在混凝土单元中。预应力钢绞线采用link8单元模拟，预应力通过降温法施加。在边托梁下设置钢滚轴，作为托换结构的支座。边托梁下部钢滚轴采用solid45单元模拟，钢滚轴与托换边梁之间的连接方式采用刚性连接，模型采用自由网格划分，施加在托换结构上的荷载主要是上部的塔体自重、混凝土护筒自重和托换结构自重。其中上部结构自重按照均布荷载施加在托换结构筏板顶面，三阶混凝土护筒下的等效均布荷载分别为:第一阶护筒下荷载73.5×10－3MPa，第二阶护筒下荷载49×10－3MPa，第三阶护筒下荷载为26.95×10－3MPa。托换结构自重荷载通过施加重力加速度得到，托换结构总重量为2.42×105kg，重力加速度取为9.8N/kg。托换结构边托梁下部以200mm等间距布置直径为100mm的钢滚轴，有限元计算时将边托梁下部的钢滚轴作为托换结构的竖向支座，为托换结构提供竖向约束。为确保上部结构的安全，使平移工程中托换结构具有足够的安全储备。文中以托换结构混凝土开裂作为极限状态，对托换结构的混凝土开裂前安全储备进行了分析。在分析中，由于预应力托换梁承受大部分的上部荷载，预应力托换梁会比非预应力托换梁开裂早。分析中将预应力托换梁的开裂荷载作为托换结构的承载力极限荷载。分析中采用的方法是通过在有限元模型加载面上逐级增加荷载，直到托换结构预应力托换梁开裂。为保证托换结构在平移过程中不发生开裂。
2计算结果和分析
在计算过程中当荷载施加到475.01×10－3MPa时，预应力托换梁跨中最大拉应力达到混凝土抗拉强度2.39MPa，当再施加下一荷载子步时，托换结构预应力托换梁混凝土开裂，出现了拉应力释放现象。这说明托换结构的开裂荷载为475.01×10－3MPa，此开裂荷载即为托换结构的承载力极限荷载，极限荷载对应的上部结构自重为490t。文中研究的古塔平移工程中设计的托换结构承载能力安全储备系数为1.58。托换结构的承载力安全储备系数的评判标准现今还没有一个明确的标准，文中参考规范中采用的单一安全系数法和《预应力混凝土结构设计与施工》一书中预应力受弯构件的安全系数，考虑托换结构是临时结构只在平移施工过程中起作用。文中分析过程中，将托换结构的承载力安全储备系数安全值定义为1.5。托换结构的承载力安全储备系数为1.58，大于定义的安全储备系数1.5。说明托换结构具有足够的承载力安全储备，能够抵抗平移施工过程中可能出现的超载或其他不利的状况，为古塔的平移施工提供一定的安全保证。
3结语
在整个建筑结构设计当中，地下室外墙设计是很重要的一部分，但是也是问题出现最严重、最频繁的区域。在地下室外墙的设计当中，对于防水、墙的厚度、混凝土强度等都有着明确的范围标准，但是很多施工人员没能够注意到其严重性，因此在施工过程当中没有考虑到地下水的水位、现场施工条件、地下总层数等。从而一味地垒墙，导致建筑的质量降低。随着建筑行业的飞速发展，一些建筑商为了将经济效益最大化，从而不惜降低成本，追求材料的低含钢量，忽视结构设计当中的设计情况，这样虽然对于经济效益的提高有一定的帮助作用，但是在建筑施工过程中，不仅严重影响了结构设计人员工作的正常开展，也降低了施工安全性，威胁到了施工人员的生命安全，也为后期的使用埋下了安全隐患。
2建筑房屋结构设计对策
2.1设计建筑图纸应做到完善、详细
在建筑设计当中，图纸是重要的体现；在施工当中，图纸是重要的依据。在建筑结构设计师进行图纸的设计当中，需要严格的按照规范标准来完成，不能为了自己的轻松，而不标注或者是进行简单的标注。另外，对于结构设计当中的细微以及复杂之处，需要详细的进行重点的标注；当然，也不能够忽略的结构相对简单的地方。在整个设计当中，设计师需要树立严谨的工作态度，当图纸设计完工后，需要再一次的进行自我审核，查找其中可能存在的问题，避免不必要损失的出现，从而让图纸设计更加的科学、合理、详细。
2.2建筑基础选型需要具备科学性
建筑结构的选型受到了当地地质情况以及建筑外形设计的影响。因此，当提资图纸拿到之后，不能够盲目地开始进行建模计算，而需要考虑当地的实际地质以及建筑的外形。建模计算的盲目设计只存在工作量的增加以及建筑完工后出现问题这两个局面。而我们都不愿意看到这两种结果的出现，因此，就需要与其他相关专业的人员进行合理的商定，从而制定出具备可行性的建筑施工方案。而设计方案的科学、合理、正确，也能够取得良好的效果，从而将工作量降低。
2.3浇砼楼板质量的提高
改善混凝土的水灰比，能够解决浇砼楼板的裂缝问题。由于混凝土供应商为了便于运送混凝土以及让其保持可泵性，因此水灰比都相对较大。但是在实际使用当中，所需要的水灰比偏小，我们就可以加入一定量的石灰来提高水灰比。温差也可能导致浇砼楼板的裂缝出现。所以就需要在季节性温差较大的情况下做好保温措施，当裂缝出现之后需要立刻的进行补救。
2.4地下室外墙合理地设计
作为建筑物的根基所在，地下室外墙支撑了很重的质量。因此，不合理的地下室外墙设计就可能导致建筑物出现失稳的情况。在地下室外墙的设计当中，首先就需要注重建筑物整体的质量，并且还需要结合当地的地下水水位和当地地质。一般来说，较高的建筑物，其地下室外墙厚度不得小于250mm，并且所使用的混凝土的强度不能够过高，过高会导致裂缝的产生。
2.5设计规范需要严格的遵守
在如今建筑行业发展的形势之下，建筑商不能一味的追求最大化的经济效益，而需要按照规定，严格的遵守法律法规。作为建筑结构设计师，不仅需要认真的学习有关的结构设计规章制度，还需要遵守结构设计规范条文，将每一个设计细节进一步完善，从而将建筑结构设计逐渐的朝着法制化、规范化的方向快速的发展，并避免在建筑中发生安全隐患。
[论文摘要]主体钢结构工程由于其造价低、结构性能好、施工速度快，在高层建筑领域被广泛应用，施工质量的好坏就直接影响工程结构的安全，如何控制工程施工质量已引起业内人士的重视。
随着中国国民经济发展和人口城市化进程加快，我国高层建筑建设持续空前发展。钢结构体系因其本身所具有的自重轻、强度高、施工快等优点，与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势。中国已成为第一产钢大国，钢结构住宅适宜工厂大批量生产，工业化、商品化程度高，可以将设计、生产、施工、安装一体化，提高建筑产业化水平。钢结构应用于高层建筑已有数十年的历史。首先采用钢结构建造高层建筑的是美国，战后经过经济恢复，高层钢结构工程建设再度兴起，随着炼钢技术和成型制造工艺的发展，给钢结构工程的应用带来新的活力：工程建设日益增加，相应又推动了钢结构设计与施工技术的不断进步积完善。现对超高层钢结构施工技术进行简要总结。超高层钢结构施工技术主要包含如下几方面内容：（1）做好施工前的准备工作；（2）塔吊的选择与布置；（3）严格原材料；（4）钢构件验收；（5）螺栓安装；（6）钢柱安装；（7）焊接；（8）门窗工程安装。
一、做好施工前的准备工作
首先是强化施工图纸的会审工作，图纸是工程施工的依据，工程开工前项目监理机构要组织监理人员熟悉工程图纸与项目有关的规范标准、工艺技术条件，充分领会设计意图。同时，要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审，检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”，力争把问题解决在施工之前，减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。其次是认真审查钢结构安装施工组织设计，施工组织设计是施工单位全面指导工程实施的技术性文件，施工组织设计的完善程度直接影响工程的质量、进度。因此，钢结构安装工程施工组织设计审查要针对性和重点，主要内容有：①质量保证体系和技术管理体系的建立；②特殊工种的培训合格证和上岗证；③新工艺的应用；④对工程项目的针对性；⑤质量、进度控制的措施和方法；⑥施工计划(工期)的安排。
二、塔吊的选择与布置
塔吊是超高层钢结构工程施工的核心设备，其选择与布置要根据建筑物的布置、现场条件及钢结构的重量等因素综合考虑，并保证装拆的安全、方便、可靠。在塔吊的选择上应优先考虑内爬式塔吊，因为钢结构建筑采用内爬式塔吊不需要对楼层进行加固，并且在起重机布设位置上有较大的自由度。另一方面，采用内爬式塔吊进行钢结构高层建筑吊装施工，对塔吊起重能力和幅度要求不像采用附着式塔吊那样苛刻。从经济上考虑，为节约成本，优先选用内爬式塔吊进行钢结构超高层建筑的施工。
三、严格原材料
钢结构有很多优点，但其缺点是导热系数大，耐火性差。随着冶金技术的提高，耐火钢的研究成功并投入生产，为钢结构的进一步发展创造了条件。在选择中，首先钢筋的质量证明文件应齐全有效，且进场检验应符合规范和设计要求。连接套筒应有出厂合格证，材料一般为低合金钢、优质碳素结构钢，其设计抗拉承载力标准值应不小于被连接钢筋的受拉承载力标准值的1.2倍，套筒长为钢筋直径的二倍。
四、钢构件验收
钢构件住进入安装现场后，由专业质量检测人员对构件的质量进行检杏。弹出钢柱的安装轴线，若发现在运输过程中钢构件发生变形缺陷后，马上进行矫正和处理。同时还需要对构件纵横两个方向的安装中心线进行验收，对中心线不清晰的要重新弹上安装线。
五、螺栓安装
钢结构工程中螺栓连接一般用高强螺栓和普通螺栓，普通螺栓连接，每个螺栓一端不得垫2个以上垫片，螺栓孔不得用气割扩孔，螺栓拧紧后外露螺纹不得少于2个螺距；高强螺栓使用前我们检查螺栓的合格证和复试单，安装过程中板叠接触面应平整，接触面必须大干75%，边缘缝隙不得大干0.8mm，高强螺栓应自由穿入，不得敲打和扩孔；高强螺栓不得作为临时安装螺栓，螺栓拧紧应按一个方向施拧，当天安装的应终拧完毕，终拧完毕应逐个检查，对欠拧、超拧的应进行补拧或更换。
六、钢柱安装
按结构平面形式分区段绘制吊装图，吊装分区先后次序为：先安装整体框架梁柱结构后楼板结构，平面从中央向四周扩展，先柱后梁、先主梁后次梁吊装，使每日完成的工作量可形成一个空问构架，以保证其刚度，提高抗风稳定性和安全性。为了便于调整柱的垂商度，在预埋螺栓上先拧上数个螺母全部拧到接触基础面，并用水平仪找平后，开始吊装钢柱。吊装钢柱时，为了防止意外事故出现，在柱的上端活系两根缆风绳，可以从多个方向临时固定，也可用来调整垂直度。测量校正，钢柱吊装就位后，用两台经纬仪和水平仪对钢柱进行测控，微调通过调整柱底脚板下的螺母来实现。七、焊接
钢结构使焊前，对焊条的合格证进行检查，按说明书要求使用，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤，一、二焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹，一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷，一、二级焊缝按要求进行无损检测，在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。原则是采用结构对称、节点对称、全方位对称焊接。多层焊接宜连续施焊，每一层焊道焊完后应及时清理检查，清除缺陷后再焊。焊接接头要求熔透焊的对接和角接焊缝多层梁柱焊接时，应根据安装情况先焊顶层柱与梁节点，其次焊底部柱与梁节点，最后焊中间部分的柱与梁节点。在焊接顶层梓与梁节点时，应先焊梓顶垂直偏差较大的部位，以利用焊接后收缩变形应力达到减少柱顶垂直偏差。焊接顺序宜从中间轴线柱向四周扩散施焊。
八、门窗工程安装
钢窗安装质量的控制重点有两点，一是，钢窗进场合格证、产品试验报告及外观的检查。二是，钢窗和固定钢窗的立柱之间的间隙控制。先施工固定钢窗的立柱，有可能出现钢窗与立柱之间缝隙过大或钢窗安不上。我们在控制过程中，要求施工单位先固定钢窗一边的立柱，待钢窗完全固定就位后，再焊接另一边的立柱，这样保证钢窗与立柱之间无缝隙。
总之，我国正在大力发展钢结构高层民用建筑，我们应及时组织考察总结已建成的钢结构住宅工程的经验，满足住宅在适用性能、环境性能、经济性能、安全性能、耐久性能方面的综合要求，形成完善的建筑体系。但愿我国的钢结构高层民用建筑能够经得住历史的考验。
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以特定要求为目标，政府和建筑企业研究和测评建筑工程及其质量的过程就是建筑工程质量检测。通过力量资料的收集和查阅，本文对建筑工程质量检测的特点进行了如下概括和总结:
(1)合法性。建筑工程质量检测以国家颁布的《建设工程质量检测管理办法》为法律依据。
(2)公正性。根据国家的法律法规，第三方检验机构受相关利益者的委托检测建筑工程的质量，以检测结果出具检测报告。因而，建筑工程质量的检测更公正、公平。
(3)真实性。检测机构出具的检测报告是检测和评估建筑工程的真实情况的结果，因而，具有真实有效性。
(4)准确性。检测机构的检测以质量工程质量的法律规定为原则，保留了所有检测的凭据和资料，因而具有准确性。
(5)独特性。建筑工程检测报告的质量评估是针对某一工程而进行的，因而建筑工程具有差异，某一建筑工程的质量评估只能代表本工程的质量检测结果，所以决定了其特有的性质。
2建筑工程主体结构质量检测的内容与技术措施
2．1外观检测
因为从直观上看，工程的整体可以从建筑工程的外观上展现出来，所以，检测建筑工程主体结构质量的过程中，检测建筑的外观其中的重点。就工程建筑的混凝土结构构造方面来看，墙面坑洞及裂纹、结构疏松和混凝粗糙等都是外观检测必须包含的内容，从这些方面上来看，建筑工程存在的问题和缺陷都可以在质量问题上体现出来。其中，外观的检测内容包含两个方面，一方面是尺寸度量，它是分析建筑结构中多方面的基础构建，其中包含有工程结构中支柱的直径何高度、墙体侧面深入地下的深度等内容。正是因为这些准确的数据测量，因而建筑工程的外观施工能够严谨的完成得到充分的保证。另一方面，估算测量的内容包含有测量和评估精确度不明的部件，不但确保控制好工程部件尺寸的变动幅度，而且保证了按照要求设计建筑工程的外观。
2．2钢筋保护层的检测
工程建筑结构的抗压强度，也就是检测钢筋的保护层，直接决定了其稳定和巩固的程度，所以，充分保证工程的质量重视工程结构抗压强度的重要性。测量工程建筑抗压强度包括两方面，其一是静态抗压检测和动态抗压检测，它主要是利用雷达或超声波等工具检测工程结构的脉冲压，推导结构部件的抗压强度是通过发射脉冲与反射脉冲的脉冲波形质检异同的比较完成的。其二是共振测定和钻芯取样法，前者判断结构强度利用的原理是将适当的振幅和频率的检测波发射到工程构件上，进而得出工程构件以及检测波产生多大的共振，最终得出判断。另一种钻芯取样则就是在钻孔检测直接检测主体结构的强度得出结论。但是因为多样化的建筑结构，同时缺乏完善的检测手段，因而必须具体问题具体分析，选择和建筑工程本身相适应的检测方法，这样才能得出精准的工程结构抗压检测结果。
2．3混凝土的检测
(1)回弹法。回弹法测量工程结构质量采用的重锤必须具有一定动量，进而通过对结构表面锤击的方式得出测量结果。工程结构不一定能够吸收所有捶打的动能，这主要是因为受到外界振动的影响，工程结构的混凝土只能吸收一部分，而重锤受到其余部分的动能产生反弹，从工程结构的表面离开。接着在比较重锤的反弹高度并与重锤的初动量的测量结果之后得出工程结构中的混凝土结构。例如，通常使用随机抽样的方式进行回弹法的抽样检测，抽样检测必须选择不少于十个检测构件进行。如果是检测区域比较大的结构，可以将检测区域划分为若干小区域独立存在。如果样本容量尺寸为4.5×0.3m以下的构件，那么可以将其划分为五个部分。测量的过程中，测区位置的安排要以构件的类型为依据，同时，要保持在2m的范围内布置测区。回弹仪在使用的过程中要保持水平，测区的面积最好不能超过0.04㎡的范围，还要根据不同的区域记录相应的数据，避免出错。
(2)超声回弹法。超声回弹法的方法原理是以回弹法为前提，充分运用超声的优点，以超声仪器为测量工具，将待测物体中的传播时间以及超声在物体内的传播速度都计算出来，而且在上述基础上测量主体结构表面的硬度参数，最终主体结构的硬度参数就在结合回弹值和声速两者的计算中得出。与其他检测方法相比，超声回弹法的特点较为突出，尤其是利用超声回弹法，主体结构中的水分不会再成为测量的影响因素。因为现在建筑结构基本上都是利用混凝土建造主体结构，所以仅仅使用其中一种方法，主体结构中的水分很容易影响测量。因而必须结合超声检测法和回弹法，保证检测结果尽可能不受主体结构中水分的影响，进而保证主体结构检测的准确性。
3建筑工程主体结构质量检测的管理措施
3．1建立监督小组
保证测量的精确度不但需要正确的检测方法，同时也不能忽视对测量的监督，做好监督工作可以充分保证有效的建筑工程主体结构质量检测。和具体的质量验收相比，监督工作具有随机性的特点，但是建筑工程主体结构质量检测也可以有效的借鉴监督的结果。监督工作的作用是可以保证建筑工程主体结构的质量在检测工作中反映的有效性，同时，监督部门要对随机抽查实体建筑检测结果给予高度重视，与此同时，也不能忽视检测时产生的损害建筑主体的行为，并及时遏制这种检测手段的实施。和具体的质量检测有所不同，监督检测工作的目的在于通过简单有效的检测手段，对实体质量验收的具体效果充分掌握。通常由监督部门专门建立监督小组，利用精密的仪器，采用正确的测量手段，有效处理和检测现场产生的问题。
3．2根据结构的形式抽样
建筑工程主体结构的质量检测手段必须科学、合理，以此确保产生准确有效的检测结果。一般而言，利用抽查的方式检测数量较大的待检对象，其中抽样数量的合理性直接关系到抽样检测结果的准确性。因而必须以待检结构的形式分类抽样，进而准确测量主体结构质量。例如，抽样检测不同的结构类型，包括检测钢结构、钢筋混凝土结构，还要测量砌体结构，其中，每一个结构中又有具体的结构类型划分，分别进行抽样检测。
3．3根据检测物的容量选择合适的样本容量
选择合适的样本容量也是建筑工程主体结构质量检测时必须重视的。按照相关的规定，监督部门必须检验检测方式的合理性，一般而言，只要要选取待检物总体容量的10%以上的容量作为样本容量，若不满总体容量的10%，则可信度不高。
4结束语
一、必须正视现状,增强调整的紧迫感
———布局趋同分散。县级建筑业起步于70年代初,当时主要依靠手工操作,小打小敲,粗浅简陋。进入90年代以来,状况虽有好转,但尚未根本改变,低层次重复现象仍较严重。行业层次比较单一,自我配套,自成体系;地区层次,不仅乡镇公司和县属建筑企业布局结构相似,而且各乡镇之间也存在着严重的组织结构、产业内部结构趋同的现象,建筑生产布局分散,综合费用较高,难以形成行业特色,既削弱了建筑经济的互补性,又导致了过度的盲目竞争。
———规模发展滞后。目前,县级建筑业仍以中小型企业为主,且大多属于集体特别是乡镇集体企业,龙头、骨干企业发展不理想:“盘子”小,辐射带动能力有限;数量少,实力弱,缺少再发展的后劲。这种结构特点,在建筑业发展的初始阶段,也曾发挥了“灵活、便捷”的作用,但随着市场经济新体制的建立,竞争力不强的问题便明显暴露出来。县级亟缺能够起优化资源配置、带动中小企业和行业发展作用的龙头企业群。
———专业水平偏低。县级建筑行业小企业居多、专业水平低下,其主要症结就在于人才匮乏,企业资质等级低,生产技术和设备落后,专业化水平差,“小而全、小而低、小而散”的现象普遍。现在建筑企业正朝着“以土建工程为龙头,安装与装璜为羽翼”的方向发展,而我们有许多企业仍在沿袭“一把瓦刀打天下”的格局,长期在低水平上徘徊。
———效益提高不快。县级工业与民用建筑产品数量较大,资金、技术密集型产品相对较少;一般性工程项目较低,高、大、难、新项目较少,同时,由于行业结构单一,多元化经营发展不快,也影响到经济效益的提高。
上述情况表明,产业内部结构失衡,已成为直接掣肘县级建筑业持续、快速、健康发展的一个突出矛盾;大力调优结构,加速提高县级建筑经济的运行质量,是县级建筑企业面临的一项紧迫任务,应当切实抓好。
二、必须科学决策,明确需调整的内容
1.调整组织结构。根据建筑业自身的发展特点,县级建筑业较理想的组织结构,应当是少量的大型企业和众多的中、小企业的有机结合,在市场竞争中,逐步形成以总包为龙头,以分包为纽带,专业分包和劳务承包为依托,大中小企业协调发展,城乡一体的新型产业组织结构。应按照“抓大放小”的精神,切实抓好两头,即一头抓大,抓“关键的少数”、围绕规模化,花大力气,下硬功夫,培育大企业,发展大集团,使之具有资金和技术密集、管理现代化水平高,以及有总承包能力和跨国经营能力,多产业综合发展,业绩和信誉卓著等特点,成为全县建筑业的“龙头”。另一头是放小,放活小企业,主要是抓专业化,向适应性强,小而专、小而精和小而特企业组织形态的发展,努力提高专业化、协作化水平。组织结构调整的核心是资产重组,但资产重组不是一味地组“大”,中小企业的专业化过程也是个资产重组的过程。组织和引导中小企业主动投靠大集团,为大企业配套,分包劳务,促其成为“小型巨人”。通过专业化,提高建筑经济的集中度。
2.调整门类结构。应当按照我国国民经济行业的新分类标准,界定建筑业,调整建筑业的内部结构。现代建筑业应由勘察设计(包括工程勘察、工程设计)、建筑安装业(包括土木建筑业,线路、管道基础和设备安装业,建筑物和装修装饰业)和建筑工程管理、监督及咨询业等三大类别组成。我们必须从县级建筑业的实际出发,积极壮大勘察设计业;稳建筑、拓安装;加快发展建筑工程管理、监督和咨询业,做到三业并举,协调前进,努力形成专业配套、门类齐全、综合实力较强的建筑业发展新格局。
3.调整体制结构。通过深化改革,努力在调整和完善所有制结构方面有新的突破,从战略上调整建筑企业布局。首先大力支持、鼓励和帮助城乡发展多种形式的集体建筑经济。应着眼于整体上搞活集体资产,以产权制度改革为重点,调整和完善乡镇集体所有制结构,大胆发展多种形式的集体建筑经济。其次积极探索公有制建筑业的多种实现形式。一切反映社会生产规模的经营方式和组织形式都可以大胆利用。对公有制来说,什么形式更有利、更有效,就可以运用什么形式。如企业公司制、承包、租赁、托管、托管经营、股份制和股份合作制等等都可以采用;作为资本流动的方式,联合、收购、兼并、出售、破产等也可以采用。第三,继续鼓励和引导非公有制建筑经济的发展。非公有制建筑经济包括私营经济、个体经济和外资经济等。放手发展个体、私营建筑经济,具体应在两个层面展开:一是可以将部分国有和集体小建筑企业,通过出售、拍卖转为个体、私营企业;二是应大力支持群众新办的集体和私营建筑企业,政府部门要主动为之创造公平竞争的市场环境,让其脱颖而出。第四,理顺管理体制。县级建筑业由于多年的历史原因,目前仍是多头管理的状况。这种欠顺的管理体制亦应结合结构调整而妥善加以解决。
三、必须审时度势,落实调整的举措
第一,抢抓市场,搞好调整扩份额。必须十分重视抓好和发挥市场对资源配置的基础性作用,围绕市场这个中心来调整建筑生产结构和产品结构,利用市场经济的手段和方法,把资源配置到效益好的门类和企业中去,实现优胜劣汰。同时,随着对外开放的扩大和全球经济一体化进程的加快,建筑业国内外市场的联系亦日益密切,建筑业的结构调整不能再满足于低层次、粗放型,而应提档次、上台阶;树立敏锐的市场观念,坚持始终瞄准市场调结构,优素质,强后劲,倾力扩大建筑业的市场份额。
第二,分类促进,加快调整壮规模。继续走“培育规模企业,承包规模工程,建立规模基地,创造规模效益”的路子,坚持扶优、扶强、扶大不动摇。对有市场潜力和特色产品的优势企业,对生产集中度和专业化程度高的大企业,以及市场竞争力强的企业,继续给予积极的扶持,尽可能促使资产存量向这些企业流动,以实现资源的优化配置。深化企业改革,对重复布点,特别是经营不善,扭亏无望的小企业,应采取改组、联合、兼并、股份合作制、租赁、承包经营、出售和破产等多种形式,促使生产要素合理流动,搞好资产重组,以利实现企业规模大型化,生产经营集约化,内涵拓展专业化,对外延伸协作化。通过优胜劣汰,产权重组,开发和培育新的经济增长点,实现经济效益和市场竞争力的最大化,使建筑规模效益和结构效益同步发展。
关键词：建筑结构检测加固修复
引言：纵观世界各国火灾发生规律.建筑火灾一般要占火灾总数的60%左右，而居住建筑火灾在建筑火灾中所占比例则更高，就此类火灾而言.建筑结构均遭到不同程度的损害，有的需要简单修复或需要进行加固，有的则需要拆掉重建。目前，由于国际建筑结构灾害工程学刚刚起步，现行建筑结构火灾后的检测与加固工作尚不规范，而在消防监督工作实践中经常要接触到类似情况，本文粗浅的介绍目前通用的建筑结构火灾后的检测与加固方法和程序。
1火灾对建筑结构损害的机理和破坏作用
对建筑结构实施科学的检测和加固，首先必须了解火灾对建筑结构造成损害的机理和破坏作用。混凝土是以水泥为胶凝材料，加粗骨料(石子)、细骨料(砂)、掺和料、外加剂等用水和，硬化而成的人工石。它在火作用下的机理可归纳为以下三个方面:第一，表面受火处温度升高比内部快，内外温差引起混凝土开裂。火灾时，混凝土中各种水分迅速汽化，体积明显膨胀，冲破障碍迅速逃逸，导致强度下降;第二，水泥石受热分解，使胶体的粘结力破坏，出现裂缝，表面发毛、起砂、呈蜂窝状、出现龟裂、边角溃散脱落等现象;第三，骨料和水泥石间的热不相容，水泥石受拉，骨料受压，导致应力集中和微裂缝的开展。破坏的程度取决于温度升高的速率、最高温度和火作用持续的时间:当温度低于500℃时，浇水冷却的混凝土强度低于自然冷却后的强度，而高于600℃时，浇水冷却后的强度高于自然冷却后的强度火对钢材的主要影响，表现在原子热振动加剧并扩散.产生软化，到一定程度后可抵消硬化的影响。高温时，原子间的结合力也有所降低.从而增加滑移变形，减少了抗滑能力。在1400℃时，钢筋进人液态，失去了抵抗荷载的能力。火灾时，钢筋与混凝土间的粘结强度随温度升高呈下降趋势，且对光圆钢筋的影响比螺纹钢筋更为突出。火灾对砌体的作用由砖块材质和砂浆性能决定，砂浆的弹性模量比砖的弹性模量小，热膨胀比砖大，因而在高温受压时产生比砖块更大的横向变形。
2建筑结构的灾后检测
建筑结构加固前的检测十分重要，它可以避免加固中的盲目性。但是，通过检测所作的鉴定只能大概地确定结构的现状。为此，鉴定检测工作必须尽可能多的调查、实测资料，以便对结构的现状作出较客观的判断。鉴定工作包括资料收集、现状的检测、抗力的验算和加固的建议。
2.1资料的收集即对建筑物的情况详细地进行调查，包括建筑结构图纸、建造年代、上部结构概况、基础结构及地质资料、荷载状况、施工概况等。
2.2现状的检测具体到建筑结构材料的检测，主要有:
2.2.1回弹法:用回弹仪弹击混凝土表面，由反射面的硬度决定回弹值。在混凝土表面存在石子、水泥石和水泥胶体，当水泥标号较高时，水泥石强度高，回弹值也高，混凝土强度也高。
2.2.2拉拔法:通过专门的工具锚人混凝土中，通过抗压强度推算抗拉强度以评定其质量。
2.2.3超声法:在正常混凝土中弹性模量与强度有稳定的关系，超声波通过发射、接收装置测出波速，波速可以通过材料弹性模量进而评定其强度。
2.2.4钻进法:在恒压下用等速冲击钻钻入混凝土表面，由钻进速度确定混凝土的内在质量。
2.2.5岩芯取样法:是一种较好的强度测量方法，但取芯太小影响测量，取芯太大易加大损害。
2.2.6动力法:通过激振或脉冲动测出结构的动力特性，由频率可以确定弹性模量，进而评定其强度:
2.2.7现场结构加载试验:是一种费用较高的检测方法，一般要加到超过设计荷载的5%~10%，但要小于极限荷载，否则易引起结构损坏。
2.2.8敲击法:回弹法和钻芯法是基本的检测方法，可以定量地测出混凝土的强度变化数值。由于这两种方法的检测点有限，而结构各部位的火灾温度相差很大，且没有规律，所以当测得数据后，在具体确定加固范围、加固深度时，又往往采用敲击法验证。混凝土抗压强度与敲击后的状况见。
上述方法，由于检测工具、操作方法等原因，检测结果往往有较大差异，需要采用“综合评定”和“对比评定”的方法来提高检测效率和可靠性。
发生火灾后，首先应由业主会同消防、设计、质检等部门对建筑物受损情况进行调查及检测，主要内容应包括:火灾温度，结构材料性能，受损结构外观及变形情况等见。
2.3抗力的验算
对现有结构的抗力进行验算，以确定加固的水平：
2.3.1结构材料的现有强度，火灾后要考虑材料的强度折减和沿截面分布。
2.3.2结构现有的实际刚度.这对确定超静定结构的弯矩分布至关重要。
2.3.3混凝土结构以实际配筋按规范验算抗力和提供允许荷载值.用混凝土加固砌体结构时，按砌体规范验算其抗力。
2.3.4当结构无法测定其配筋时，可根据现有荷载及结构裂缝和变形状况进行抗力验算各项资料及检测数据收集齐全后，才能根据加固要求、结构现状的可能性、施工场地及条件、材料供应的可能性等，作出鉴定结论.提出一个或几个方案，从而进行加固设计。
3建筑结构的加固和修复
3.1火灾损害大致可以分为下列几类:①轻度损害:在局部范围内的表面损害，边沿剥落和产生裂缝;②中度损害:结构部件没有塑性变形，但有严重的截面损害以及钢筋强度降低;③在单个建筑部件和结构范围中的严重损害:承重构件部分或完全失去作用，但不致倒塌;④.化学损害:目前最重要的情况是聚氯乙烯燃烧气体对混凝土结构的侵蚀。
3.2受损构件的修复加固
3.2.1基本原则
修复加固设计应简单易行、安全可靠、经济合理;要注意被加固构件的节点构造和施工方法，保证加固部分与原结构共同工作并考虑加固对建筑物总体应力变化的影响。
在确定方案时有两种倾向值得注意:
(l)掉以轻心。认为火灾后构件并未完全丧失承载力，未考虑火灾隐患对构件长期使用的影响，不予认真处理。
(2)过于保守。任意加大处理范围，任意决定“打掉重建”。其实，“打掉重建”有时是不安全的，比如连续梁，随意打掉某一跨就会对相邻跨的内力分布产生不利影响。
3.2.2确保施工质量
由于修复加固的构造及施工方法与正常建设时不同，故必须强调精心施工，确保质量。如某一框架梁用“加大截面法”修复加固，要求在原构件表面外包5cm左右一层混凝土，施工难度较大，需采用专门的施工设备和工艺，如用小直径振捣棒振捣或用人工插捣等。
3.3结构加固方法
3.3.1各种结构加固方法的原则是，铲除损坏的混凝土，必要时加钢筋来保证结构部件具有完全的承载力，按照需要的尺寸用相应的混凝土给截面复原，加固可采用置换、绕丝、粘钢和粘玻璃钢等方式。对于不影响结构部件的承载能力的轻度损害，只要铲除松弛的混凝土部分，再进行填补，作好混凝土表面，以保证钢筋不受锈蚀。火灾区混凝土在受热后因水泥石收缩变形而产生的内应力和由于火灾升温、降温阶段的温度分布不均匀所产生的温度应力等，使其烧伤区内微观结构发生一系列的变化，导致混凝l土内部出现微细裂缝，降低混凝土强度，增大其三塑性变形。为确定混凝土被破坏的程度，采用超J声脉冲法进行了烧伤深度的检测，采用拔出法辅以钻取混凝土芯样，对梁、柱混凝土强度进行检测。对于能够造成结构承载能力降低的中度损害，应小心地铲去损害的混凝土层。这种混凝土层从火烧的颜色即可看出，不必对其强度作精确的调查，而火烧颜色因混凝土组成和达到的温度不同而不同。一般来说，受损的混凝土呈储红色存留的混凝土表面最好利用喷砂清洗干净并弄粗糙.如果钢筋强度降低，需要置放附加钢筋。最后用相应强度的新混凝土给截面复原。新、旧混凝土之间必须有良好结合，钢筋必须有良好结合，并且握裹力强另外采用粘结钢和玻璃钢结合的方法有很大的优越性，根据结构部件的不同。大多采用喷射混凝土或者模板浇注。严重损害应该根据现场情况个别处理，常常需要局部加固或拆掉重建，上述原则也可以在这类情况下酌情处理:
3.3.2各类建筑部件的加固有不同的特点。
3.3.2.1柱子的加固一般是采用安放圈套进行的，圈套尺寸的选择应保证能有足够地方放置附加钢筋，并能顺利浇灌混凝土:圈套大都做成模板，柱子较高时可分节制作加固时小亡谨慎地铲去全部受损松弛的混凝土，保证柱子中不留内部裂缝，必要时采取加支架等安全措施。柱子的加固还应按照应力要求放置附加钢筋，要采用细钢筋做箍筋，布置密度要大。
钢结构建筑是一种新型的建筑产业体系,其融合了建筑、钢铁冶金业以及目前炙手可热的房地产业。钢结构建筑不仅解决了钢铁业的产品渠道问题,也提升了建筑业的科技含量,在一定程度上解决了建筑业的能耗和污染难题,此外,钢结构建筑为房地产业注入了新的血液。在2l世纪,钢结构建筑作为绿色建筑、低碳建筑成为建筑业关注的焦点。
一、钢结构建筑的发展现状
钢结构建筑在欧美市场已有了几十年的历史,并以其自身的优势得到了普遍应用。据调查,全世界101栋超高层建筑中,纯钢结构的有59栋,达半数以上。同时,国外60%以上的高档住宅也都采用了钢结构。国外有专家认为,钢结构建筑能保护环境、节约能源。是21世纪房地产产品的黑马。
在我国,钢结构建筑的发展和应用滞后于国外。由于钢结构建筑的成本比之混凝土结构的建筑稍高,我国钢结构的使用还主要是高层建筑、公共建筑等大型建筑,钢结构住宅目前还比较少。钢结构住宅在发达国家占到住宅总量的65%-70%,而在我国这一比例还不足5%。但随着近年来经济的发展,质量、品质成为人们消费的亮点。对于钢结构建筑的市场需求也在逐步提升。据相关业内人士指出,由于钢结构建筑优点突出,与美日等发达国家相比,我国在建筑结构中使用钢结构的比例仍有6倍提升空间,预计未来5年钢结构产量复合增速在15%以上。
从短期来看,钢结构建筑的行业需求主要为新建厂房、体育场馆、歌剧院等公共建筑。这些公共建筑不受地产调控影响,且地产调控使钢价稳中有降。这就使得钢结构公司可能在成本端受益,更促进了钢结构建筑的发展。2010上海世博会吸引了国内外人士的眼球,在这个占地5.28平方公里的园区内场馆使用钢结构的建筑比例高达80%,无疑是钢结构建筑发展的锦上添花之作,也印证了钢结构的历史舞台已经铺开。
二、钢结构建筑的特点
节能环保是钢结构建筑的主要特点,符合21世纪的生活理念与方式
随着低碳理念的日益深入人心,建筑行业也刮起了节能减排的低碳旋风。从材料上来说。越来越提倡绿色节能环保的装修材料;从房屋结构上来说,大家越来越青睐轻钢结构和木结构;而从节能减排的角度说,越来越多的人把节能和环保放在首位。
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