建筑方案布置选择在很大程度上可以对工程的结构成本造价产生重大影响，这些影响具体体现在房屋开间和进深的大小、建筑物的层高及层数、柱网的尺寸及疏密、结构抗侧力构件的布置、楼梯及电梯在平面中的位置、建筑平面的凸凹错落、建筑物竖向收进或挑出、楼面大开洞、错层、转换、弱连接等等。就建筑设计效果而言，一定程度的不规则是必需的。“参差多态乃幸福之本源”，体现在建筑设计上就是建筑物体型的变化所带来的韵律美，赋予建筑物独特的风格和生命力。然而，从有利于抗震的角度来说，建筑平面及竖向布置均宜尽量简单、规则，力求对称、减少偏心，控制建筑物的扭转效应，以相对较低的单方含钢量及单方混凝土量达到满足抗震设计要求的目的。因此，建筑设计意图的落实与结构含钢量的控制是一对必然存在的矛盾。要妥善解决这一矛盾，实现综合平衡，结构专业与建筑专业之间贯穿设计全过程的沟通、反馈、协调就极为重要。
1建筑高度对含钢量的影响
从2010年12月1日起实施的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）为配合《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）对多层与高层建筑的高度分界，将框架结构不同抗震等级的建筑分界高度由30m调整为24m（见表1）。以Ⅶ度区为例，这意味着高度同样是24～30m的框架结构，2010版抗规实施之前可以按抗震等级为三级进行设计，实施之后则需按抗震等级为二级进行设计，抗震等级提高了，含钢量自然增加。而对于Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ度区的框架-剪力墙结构、剪力墙结构以及部分框支剪力墙结构，2010版抗规增加了24m高度分界，除框支层框架外，高度≤24m时其抗震等级比2008年版抗规的要求降低一级（四级不再降低），这意味着在Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ度区，高度≤24m、结构体系为框架-剪力墙结构或剪力墙结构的建筑，以及部分框支剪力墙结构中的剪力墙，2010版抗规实施之后，抗震等级比以前降低，含钢量有可能减少（但在其他构造措施方面有可能引起含钢量增加）。因此，对于超过分界高度因而需要提高抗震等级的建筑，有必要进行方案比较，对含钢量的增加与使用面积的增多，也就是所谓“投入产出比”进行成本分析，合理确定建筑高度。
2建筑体型的规则性对含钢量的影响
当建筑物严重不规则甚至非常不规则、平面立面都较为复杂、平面或竖向刚度存在突变时，其含钢量肯定比将体型的不规则控制在合理程度的建筑要大。如某多层工业厂房办公楼及车间，结构体系为框架结构，建筑平面大致为细长不规则T形条带，中部为大开洞形成的封闭回形，总长度71m，宽度9、5～20m，无分缝，平面、立面体型均较复杂（见图1）。施工图审核时发现主要楼层在各种工况下的最大层间位移比为3、5，远远超出规范允许的最大值，结构抗扭转能力极差。如单靠加大构件尺寸（刚度）的方式调整，不仅事倍功半，而且势必大大增加单方含钢量和单方混凝土量。因此要求结构设计人与建筑专业协商，在不影响建筑使用功能和主要立面效果的位置增设永久缝。建筑布置调整后，结构主要楼层的最大层间位移比为1、25～1、48，相应最大层间位移角为1/786～1/874，各项设计指标均满足规范要求且趋于合理。
3建筑立面处理手法对含钢量的影响
建筑立面处理手法与结构成本造价是设计工作中经常出现的矛盾。悬挑较多或挑出长度较大的建筑立面往往较为美观，然而需要付出的经济代价也较高。如某15层办公楼，结构体系为框架-剪力墙结构，平面长边方向临街侧各层净挑出长度3m，局部柱网范围最大挑出长度3、2m（见图2）。建筑立面采用落地窗，外立面水平饰线在楼面以下的高度为200mm，反上高度为200mm。结构初步设计审核中发现该部位按建筑剖面采用了200mm厚板悬挑，板面筋需配准14@100，且相邻的内跨板厚亦需加大到200mm，相邻第2跨板厚加大到160mm，配筋量随之增加。因此建议结构设计人与建筑专业共同研究协商，在施工图阶段改为梁板式挑出，边梁高取300mm，框架悬臂梁在无隔墙处采用宽扁梁或采用变截面挑梁，尽量减少对建筑使用空间和外观的影响；板厚由200mm和160mm减小到100mm，只需按最小配筋率配筋，单方含钢量和单方混凝土量均得到有效控制，亦能满足建筑专业对外立面造型的要求。
4建筑平面布置对含钢量的影响
对于剪力墙结构，大开间往往比小开间的布置更为经济合理，但竖向构件的绝对间距较大或疏密不匀的建筑，其结构含钢量往往大于竖向构件间距合理、布置均匀的建筑。例如某16层商品房住宅，结构体系为剪力墙结构，边跨两片剪力墙之间净距9m，且在边跨框架梁中间布置挑出阳台（见图3）。由于底层平面中有一半面积布置了商铺，另一半为住宅，底层的房间分隔与二层以上相应位置的房间分隔不同，因此首层该跨内不能增加竖向连续的抗侧力构件，限于层高及建筑使用要求也难以采用框支转换。该处受使用功能限制，允许最大梁截面为200mm×800mm，虽然结构计算能通过，但支座最大需配筋面积为28cm2，且限于梁宽需分三排放置，实际配筋时需考虑面积折减加大钢筋，额外增加了用钢量。而另一幢11层剪力墙结构的商品房住宅，抗侧力构件的布置受到建筑平面布置的严重制约，结构设计人不得不在两榀框架之间分别设置三道净跨为1～3、55m的内挑纯悬臂梁，方能形成明确的传力路径（见图4）。上述两工程因建筑布置已经定型且出图进度要求紧迫，审核时仅提请结构设计人注意，并未硬性要求调整。后来甲方经过预算认为含钢量过大，要求进行优化设计，但“巧妇难为无米之炊”，建筑布置一旦定型，结构的可调整空间已甚小。如在建筑方案选型阶段，能适当调整底层商铺及上部住宅的布局，允许在合适位置增加竖向连续的抗侧力构件，将跨中承受较大荷载的大跨度单跨梁处理为荷载、跨度均较小的连续梁，将内挑大跨度纯悬臂梁处理为框架梁，含钢量应可有较显著的降低。
结语
关键词 建筑结构；结构设计；常见问题
中图分类号 TU318 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)062-0130-01
随着经济的发展，人们生活水平的升高，人们对建筑工程的质量要求越来越高，而建筑工程的质量主要受到建筑结构设计的影响，所以建筑结构设计对建筑工程质量起着至关重要的作用。有些建筑由于建筑建筑结构不合理，导致许多安全隐患的存在。建筑结构设计的安全度无法保障，建筑工程质量问题严重，对人们的生命和财产安全造成很大的威胁。建筑结构设计问题主要包括建筑抗震设计、箱、筏挑板的设计、梁板设计、基坑沉降及梁加筋等。建筑结构设计人员要时刻保持高度的责任心，对工作认真负责，保证建筑概念的正确、工程计算的准确，结构设计的科学合理，提高建筑结构设计的安全度和可靠性，保证建筑工程的质量，人们的生命财产安全得到保障。
1 建筑结构设计常见问题
1、1 建筑结构的抗震设计
在建筑结构设计中，不仅要保证设计的科学合理性，还要充分考虑建筑结构的抗震作用，提高建筑工程的安全度。建筑结构抗震性的强弱主要依据建筑结构的承载能力和变形能力来判断的。建筑结构在承载能力和变形能力设计足够的情况下，具有很好的抗震作用。当遇到地震灾害时，建筑结构的塑性变形能够吸收能量，提高建筑结构的延伸性和抗震性，可以有效降低地震对建筑物的影响。在建筑结构抗震设计中，最重要的就是受力要均衡，保证建筑结构的刚度和承载力平衡。一些建筑工程由于没有考虑到建筑结构的抗震性，在面临地震灾害时，抗震性较弱，倒塌现象严重。所以建筑结构设计人员在要考虑建筑结构的抗震性。
1、2 建筑结构的挑板设计
建筑结构挑板可以均衡建筑物跨底板的钢筋，尤其就是跨底板的钢筋呈通长布置的时候，建筑结构不会因为跨底板钢筋的变化而扩大建筑物整个底板钢筋的通长，这样可以节省建筑材料，降低建设成本[3]。同时挑板可以减少建筑基底的受力，建筑工程在选择基础基底的时候，常徘徊在天然地基和人工地基上，如果添加了挑板设计，那就要选择天然地基。当建筑结构荷载发生偏移的时候，在适当的位置设立挑板，可以对建筑物的沉降进行调整，有效减少建筑物的沉降。然而一些设计人员在进行建筑结构设计的时候，没有正确认识到挑板设计的重要性，或者挑板计算发生偏差，对建筑结构造成很大的影响。
1、3 建筑结构的跨度设计
在普遍意义上，大多数人认为建筑跨度计算中含义和规定只能适应于常规的建筑结构设计，而在面对较为复杂的结构设计时却不适用。例如宽扁梁的使用，在梁板结构中，于梁的中间线上有一个刚性的支撑座，使其不再存在梁板的概念，而形成变截面板的定义。扁梁结构计算中，当梁的高度和板的厚度相差较小时，就把结构长度计算到梁的中心位置，量出建筑梁的弯距及梁的厚度，还有梁变的弯矩及板的配筋厚度，然后选择最大的值进行配筋。建筑结构跨度设计的问题很多，设计人员在计算的时候容易出错，导致建筑跨度或大或小，影响建筑物的安全使用。
1、4 建筑结构的基坑设计
基坑设计关系到建筑物的沉降问题，在基坑施工的时候，处于摩擦范围的基坑边底土不能够反弹，而基坑中间的地基土却可以反弹，反弹的部分由施工人员进行清理。当基坑基础较小的时候，导致基坑底部受到限制，不能进行反弹，在计算建筑物沉降时，要充分考虑基坑底的应力。在基坑较大的时候，基坑底不会受到太过的束缚，在计算建筑物沉降时，要按照基坑底部压力进行计算。但是如果计算不正确就会造成实际沉降小于计算沉降的现象。
1、5 建筑结构主次梁加筋设计
主次梁加筋设计主要是在主梁的箍筋无法再次梁的截面上添加箍筋，只能造次梁的两边添加，被普遍称作附加筋。严格意义上讲，处于梁下方或者梁截面的高度内的荷载都是由附加钢筋来承受的，这样一来处于梁上方集中荷载力就不用添加钢筋，梁下方的集中荷载力必须添加钢筋。如果主梁和次梁的截面都过大，而主次梁所要求的荷载力不大，就可不必添加钢筋。如果主梁上方的次梁出现开裂的现象，而次梁受压的地区到主梁截面的混凝土处添加箍筋后，可以承受来自次梁的剪力，那么主梁就不用添加钢筋。主次梁加筋涉及主次梁各个方向的受力情况，设计人员要充分考虑主梁和次梁的受力情况，适当的添加钢筋。
2 建筑结构设计的要点
2、1 加强各部门的协调合作
建筑结构设计人员在进行设计的时候，不要急于结构的建模计算和施工图纸绘画。首先与各部门的人员进行有效的交流和沟通，了解建筑结构的使用功能和结构选型，对建筑设计图纸进行认真的审核，了解建筑图纸设计概念。加强各部门的协调合作，发挥各部门的优势，优化建筑结构设计方案，保证建筑结构设计的合理性。
2、2 建筑结构资料的收集
建筑结构的计算对建筑结构起着至关重要的作用。为了保证建筑结构计算的准确性，要进行资料的收集，从建筑资料中获取计算的参数。结构计算参数设计的方面有很多，主要包括建筑风压、建筑雪压、地震强度、场地类型等。结构设计人员要收集相关的资料，了解建筑工程实质的参数。由于建筑材料的墙体荷载都有所差异，设计人员要按照实际经验和同类建筑的参数作为参考值。收集结构设计所需资料、工程类型等资料，为建筑结构的计算提供重要的依据，防止计算错误，造成的返工现象。
2、3 计算参数及软件的应用
结构设计人员在进行设计的时候，要正确认识到计算参数的重要性。不能随意修改参数，即使要进行修改，也好有充分的依据。计算参数有一定的适用性，并不是每个参数都符合建筑工程的结构设计。设计人员要认真审核计算的参数，找到相符合的参数。计算机软件的应用，可以提高计算参数的准确性，提高结构计算的效率。但是设计人员不能完全依赖计算机软件，为确保计算参数的准确无误，设计人员在计算机软件的辅助下，深入实际调查，减少计算参数的误差。
2、4 结构设计的合理简化
定期对设计人员进行培训和考核，提高设计人员的综合素质。当遇到结构较为繁杂的设计时，可以采用力学的相关知识解决，合理简化设计的难度，减少结构计算程序。例如，建筑结构荷载的计算，严格按照建筑结构设计要求来判断悬挑和转换层的构件运营的荷载力，是否对建筑楼梯荷载有影响。通过荷载多方面的考虑，节省计算的麻烦，简化结构设计程序。
3 结束语
结合自身的实践经验，了解建筑结构设计存在的常见问题，并针对常见问题提出相应的解决措施。同时加强与各部门的协调合作，资料的收集，计算的准确，保证建筑结构设计的质量，防止因设计不足导致的质量问题，保证建筑结构的合理性及建筑物的安全使用。
参考文献
[1]刘兆声、浅析建筑结构设计中存在的常见问题与解决措施[J]、魅力中国,2009,29:56-57、
【关键词】结构设计；含铜量；限额设计
引言
建筑设计单位及开发企业为了获得更好的经济效益。在各环节各方面应做好建筑成本控制。目前的土地价格持续增长，土地成本相对增加，那就要在单体建筑物的成本控制方面多下工夫、来控制建筑的单方造价，将建筑物选择材料、施工工艺和设计优化等方面作为控制成本的重点。设计阶段是决定建设项目投资控制效果的关键阶段、工程设计是影响和控制工程造价的关键环节，建筑单方造价中结构主体部分约占总造价的50%-70%、结构主体造价中钢筋与混凝土的用量占主要部分、结构含钢量的高低成为成本控制的主要因素。
1、运用价值工程进行限额设计
价值工程是通过对产品的功能分析。不断创新，使之以最低的总成本可靠地实现产品的必要功能、从而提高产品价值的一套科学的经济技术方法。它是处理工程造价和功能矛盾的一种现代化手段，运用这一方法，就可以通过功能细化，把多余的功能去掉，对造价高的功能实施重点控制，从而最终降低工程投资。按照总概算造价限额进行施工图设计。在保证各专业达到使用功能的前提下，各专业按分配的投资额控制设计，结构专业要对钢筋与混凝土的用量进行优化、并考虑施工工艺简单。在整个工程设计过程中。设计人员要有强烈的工程造价控制意识，精心设计、结合材料市场价格情况。大胆采用新工艺、新材料、新技术，不任意提高设计标准和扩大设计规模、一切从节约的角度出发，把技术与经济结合起来，严格控制不合理的设计。
2、选择优秀的设计合作单位
房地产开发企业的项目设计要选择具有质量保障体系的设计单位，优秀的设计企业是有良好信誉，通过优质高效的设计团队。才能保障设计出优秀的建筑作品。加强经济论证，对设计方案进行择优选取，不仅从技术上，更重要的是在技术与经济相结合的前提下。对各种方案的技术指标和经济指标进行定量分析和科学论证，保证建筑物功能合理、经济、安全、适用。由于建筑结构设计使用年限为50年、建筑产品为终身负责制，这些方面的保障要通过有信誉、质量体系、管理体制完善的设计单位去实现。
3、影响结构含钢量的主要因素
（1）建筑平面布置尽量简单，对凹凸部分要进行控制。避免出现复杂的平面形状。例如平面凹凸比较多时，增加了外墙面的面积。不仅影响节能保温造价，而且结构的钢筋含量增加，结构设计的各项指标也会趋于不合理，影响结构的总含钢量。
（2）建筑物所处抗震设防烈度不同，结构设计含钢量也不同。建筑物按抗震设防烈度7度与8度设计时，结构所承受地震作用相差30%一50%。不同的设防烈度建筑结构的抗震等级不同、钢筋（配筋率、锚固长度）的构造要求相差较多。所以结构的含钢量也相差较大。
（3）建筑场地类别及地基承载力影响，结构设计计算中不同的场地类别对地震作用的影响有区别。如Ⅲ类场地与Ⅱ类相比，结构水平内力相差20%-30%左右。结构钢筋含量也相对增加。地基承载力较高时。基础所需底面积相对小，基础混凝土及钢筋用量会减少。当高层建筑所处场地承载力较低时。可以采用复合地基处理方法来提高地基承载力，减小沉降量，节约材料降低造价。在设计中要合理地减小基础的埋置深度。
（4）合理地控制建筑物的高度，当住宅为剪力墙体系时、抗震设防烈度7度、结构高度在80m以内时，抗震等级为三级；高度超过80m时。抗震等级为二级，由于结构抗震等级不同，混凝土构件（墙、梁等）的最小配筋率不同，钢筋的锚固长度也不同，影响结构的含钢量。当超过80m时要对面积增多与钢含量增加进行总价分析、来决定建筑物高度与层数。地下室设计时，应根据嵌固条件，合理确定地下室的抗震等级。控制构造钢筋的影响。
（5）钢筋材料的选择对含钢量的影响，钢筋材料的选择目前常用有三种：HPB235、HRB335和HRB400。采用高强度HRB500级钢筋也是一种趋势。在设计中尽量采用较高强度等级的钢筋，能够减少钢筋用量，节约能源，例如采用HRB400级钢筋可比HRB335级节约8%～10%左右。
（6）建筑功能分隔及装饰材料的影响，目前建筑材料品种繁多，选择余地较大，建筑设计时，要尽量选择重量比较轻的材料，重量轻，结构构件受力小，地震作用减小，钢筋用量也小，楼房总重量变轻、基础设计能够减小截面及配筋。
（7）结构计算中荷载取值要符合规范及实际要求，不能随意加大荷载数据，荷载数值与结构钢筋量为倍数关系。结构采用计算机软件分析时。所选计算模型要与实际相吻合。并多方案进行优化。尤其是一些参数选择对结构配筋影响很大、例如梁板跨中弯矩增大系数，一般情况可以不增加。在实际中有的工程取值取1、3、这样一来跨中钢筋增加了30%。虽然增强了安全储备、同时也增加了钢筋用量，设计时应根据有利及不利因素适度调整。再如水平地震力影响系数基本上不调整。有的工程进行了放大、增加了钢筋用量。根据工程的重要性及客户的要求。可以对一些重要构件采用中震弹性或中震不屈服设计，增强重要构件的安全储备。
（9）楼板设计选取计算模式符合双向板时，要按双向板设计。举例：双向板或单向板按简支考虑，双向板跨中弯矩系数约为2 X 1/27，单向板跨中弯矩系数为1/8、两者相差40%，并且双向板板厚取值不一样。双向板约为（1/40—1/45）板跨，单向板约为（1/30一1/35）板跨。当楼板符合塑性楼板条件时。应按塑性设计，例如人防楼板设计，但正常使用应满足弹性设计要求。、
论文关键词:混凝土 抗震 经济性
作为从桥拱建筑中发展而来的混凝土大跨度板柱,发展历史悠久,应用广泛,特别是经过现代科学技术的运用,发展为一种新型建筑体系,由于其结构设计较容很符合抗震设计理念,混凝土大跨度板柱只要设计、构造措施得当,对改善框架节点的延性、增加节点区在地震作用下的变形能力有非常大的作用。同时会有效避免混凝土灌注中出现的许多现实问题:诸如在施工过程中由于框架节点区钢筋过于密集,混凝土难以灌注的问题,振捣困难的问题等等。由此,大跨度板柱体系在结构设计中越来越得到更为广泛的应用。伴随着我国混凝土行业、高层建筑业的蓬勃发展,行业规范越来越严格,对混凝土制品的品质的标准也更高,这在一定程度上也加快和推广了大跨度版主的发展和应用。再就是大跨度板柱体系在经济方面和混凝土密肋梁板相比较也具有很大优势。在下文中,对大跨度板柱体系和混凝土密肋梁板体系在抗震性能和经济性方面作计算分析比较。
一、结构方案概述及计算分析结果
本工程处于8度抗震设防烈度区,属三类场地,基本风压0、35kN/m2,框架抗震等级三级。X方向总长7、3x6=43、8米,Y方向总长8、2x3=24、6米。大跨度板柱体系:结构总高度为3、0米x9层=27米,框架柱600x600,框架梁考虑到门窗洞口的设置以及避免形成边框架扁梁偏心的因素,采用300x600,其余内框架梁800x400,次梁400x400;混凝土密肋梁板体系:结构总高度为3、3米x9层=29、7米,框架柱600x600,框架梁300x600,次梁250x500。
现在用中国建筑科学研究院PKPM系列SATWE软件依次对它们进行计算分析,来研究大跨度板柱与普通混凝土密肋梁板两种方案的地震作用效应。我们通过数据数据明显看到:当地震作用时,两种板柱体系表现出近似的地震效应,特别是处于两个方向同时产生地震平动效应。混凝土密肋梁板体系拥有较高的空间抗侧强度,而大跨度板柱体系又具有相对高的空间抗扭强度。原因在于:处在水平地震受力下,混凝土密肋梁板具有很高的抗弯强度,柱端受到的约束作用力相对较强,完全抵消了高空间的影响后表现出更大的空间强度;但大跨度板柱在建筑平面内的约束却拥有更大的强度,因而展现出更好的结构整体抗扭性能,当抵抗地震扭转作用时充分发挥了这些强度的平衡作用。以上结论对我们具有一定的参考价值,对这两方面的地震反应特点进行结构概念设计,结构方案选择时应予以重视。
二、通过比较来看两种结构方案的经济性
我们通过数据可以分析出,选择混凝土密肋梁板体系比采用大跨度板柱体系节省钢筋用量28%左右,节省混凝土用量10%左右,如果采用大跨度板柱体系当可以将高度差范围的维护结构(框架填充墙以及玻璃幕墙等)的费用节省。如果放弃结构总高度的因素下,运用混凝土密肋梁板体系具有相对的经济优势,相反,如果是结构总高度设为确定值的状况下,运用大跨度板柱体系当拥有可以在本来建筑基础上再递增一重的经济效应,这对现在寸土寸金的购地建筑中能大大降低成本,具有明显的优势!
三、大跨度板柱的设计构造要求
在构造设置过程当中,大跨度板柱的宽高比不能过大,即使能符合当下《建筑抗震设计规范》第6、3、2条的规定:a)梁截面宽度≤2倍柱截面宽度;b)梁截面宽度≤柱截面宽度+梁截面高度;c)梁截面高度≥16倍柱纵筋直径的规定,而规定所允许的条件,是大跨度板柱设置的最低限度准则。在大跨度板柱宽高比过大(接近规定要求限定值)的时候,它的传力机理更加多变,节点外关键区抗扭变数成为关键难题。因为当下的试验数量不多,和大跨度板柱柱节点相关的研究还在不断的研究和完善之中,故而对构造设置的工作人员来说,运用宽高比过大的设置,对于强度和裂缝控制层面是需要冒一定的风险的。当前面对大跨度板柱的设置方案通常采用比较严格的设计要求配筋,最后再按照结构分析计算结果对比复核。其设计要求为:
1、关于框架节点关键区中水平抗剪箍筋的设计:大跨度板柱框架节点关键区水平抗剪箍筋除了于内核心区柱内按照实施的混凝土结构设计规范要求设计之外,另外要在外核心区周边设计:二级抗震等级≥€%o13@100;二、三级抗震等级≥€%o9@100;非抗震等级≥€%o7@100;可利用大跨度板柱腰筋双向贯通设置双向大跨度板柱节点。可利用大跨度板柱腰筋双向贯通附加另向水平拉结筋设置单向大跨度板柱节点。
2、关于板柱节点关键区抗扭纵筋设置:双向大跨度板柱柱高相等时,应运用计算标准增加板柱纵向钢筋配置;双向大跨度板柱柱高不等时,应在矮大跨度板柱方向外关键区底部增加朝上开口箍筋配置底部抗扭纵筋;单向混凝土大跨度板柱时,应通过设置节点关键区附加封闭箍筋构成。应当运用附加箍筋形式时,其构造要求为:二级抗震等级≥€%o13@100;二、三级抗震等级≥€%o9@100;非抗震等级≥€%o8@200。
3、关于板柱节点外关键区周边抗扭封边箍筋设置:节点外关键区大跨度板柱纵向钢筋和节点外关键区角部附加垂直拉筋焊接或搭接配置,附加垂直拉筋的配置要求:二级抗震等级≥€%o13@100;二、三级抗震等级≥€%o9@100;非抗震等级≥€%o8@100。
四、采用大跨度板柱体系应注意的几个问题
1、在一定条件下,大跨度板柱的设计会由强度控制转化为由构件裂缝宽度和挠度控制,这个条件就是:大跨度板柱一侧的受拉钢筋配筋率达到3、0%左右。依据现行《混凝土结构设计规范》中第8、1、1条规定,当按照结构所处环境情况和结构不同来确定相对的裂缝控制等级和最大裂缝宽度限值。因此对于一般混凝土建筑进行验算的控制要求是:裂缝宽度限值应按0、25mm,屋顶负弯矩区应按0、18mm的标准进行。挠度验算有时候会起到决定性的作用,这是因为大跨度板柱对竖向荷载的抗弯强度相对较弱,所以,在建筑顶层永久荷载相对较大而活荷载相对微弱,必须考虑荷载长久效应受力影响的长久强度BL=MsBs/[ML(€%a-1)+Ms]计算的时候,永久荷载所占据比例越大,那么BL就越小,挠度就会越大。
2、在大跨度板柱的设计过程中,大跨度板柱的裂缝宽度及挠度的控制常常趋近现行规范所规定的限定值。假如在混凝土固化、养护中间由于施工因素导致的微弱伤损在之后结构交付使用后会更加容易增大,会对结构的安全运用产生很不利的影响,严重的会危急到结构安全,因此在施工中间需要强化对大跨度板柱的混凝土养护状态的监测和必要的保护。如果需要,应在梁柱节点区应用在混凝土中加入一定量得钢纤维的做法,从而加强大跨度板柱柱节点初裂承载力以及极限承载力,从而优化混凝土的裂缝形态,让裂缝更均匀、更细。
3在裂缝同挠度于具体施工当中形成主要冲突时,当前我国大多采用后张法预应力混凝土大跨度板柱的设计方案,在使用这种结构方案时,由于大跨度板柱的截面惯性矩相应比较小,因此预应力张拉施工期间常常是使用此方案体系受力的最不适宜的阶段。
五、结论
1、大跨度板柱和混凝土密肋梁板体系于一样的地震效应情况下表现出相似的地震平动效果:肋梁体系拥有相应稍高的建筑抗侧强度,大跨度板柱体系拥有相应稍高的建筑抗扭强度。
2、因为当前阶段对于大跨度板柱柱节点的研究还不全全面,因此现在在使用大跨度板柱体系构造设计时应该按照较为严谨的结构设计标准。
3、使用大跨度板柱体系比使用混凝土密肋梁板体系方案能够明显减小建筑层高,实现结构净高目的,如果放弃结构总高度的限制效应,使用后者方案的单位工程总造价将节省将近6%。当在乎结构总高度限制效应的状况
下,大跨度板柱体系会拥有更大的经济综合效益。因为大跨度板柱体系中空间内梁底同现浇板底的高差相差不是太大,构造比较美观,通常情况下当可节省空间内内顶的装饰成本。
4、在使用大跨度板柱体系中,挠度和裂缝的把握是构造设计进程的关键,在现实条件不能合乎设计普通钢筋混凝土大跨度板柱体系时,应使用预应力钢筋混凝土、钢纤维混凝土技术从而改善混凝土材料的构成关系、改变梁的受力效应等方案来处理。
支撑结构的强度严重影响了大跨度板柱空间网格的受力效应。在空间网格被托起在西昌的柱子上时,它相当于一块连接在柔性柱顶的刚性横隔板,彼此合理衔接,承托拉紧。这种空间结构的横向拉伸由柱子的竖向悬臂作用和通过柱间剪刀撑得到支持。当构造柱间支撑时需要小心切勿把这种空间结构的温度伸缩变形过分约束,要留有合理的效应伸缩空间。要达到这种目的,通常是运用在矩形板柱平面的各边中部的柱间加设剪刀撑。如此水平地震力就会依据柱子的各自相对强度进行比例分配。
近几年,大跨度建筑大量涌现,特别是大跨度板柱体系和混凝土密肋梁板这两种新的结构体系的较多应用,大跨度建筑已逐渐商品化,作为投资者,希望所建的工程价廉物美,在满足市场需要的同时,个人或企业有所发展,而作为客户需求方则既考虑造价,又考虑建筑物的质量,也就是综合考虑结构的抗震性能及经济指标。通过抗震及经济性能分析,寻找合理的使用范围,对更好的发展大跨度大空间建设、满足社会长远的生活需要、建设更好更多的绿色大跨度建筑体系具有重要意义。
大跨度板柱体系空间结构具有结构合理、造型丰富多彩等优点,被广泛应用于各类大跨度公共建筑中。诸如体育馆、展览馆、机库、候车厅、候机库、大型内游乐中心、商业中心等大跨度建筑,这类建筑重要性等级通常较高,一旦破坏,将对人民的生命财产造成严重危害,所以,对空间结构进行谨慎、细致的抗震设计具有十分重要的意义。
对于地震力与所要求的结构延性建立对应关系,国外一般有如下三种设计方案:
(1)较高地震力——较低延性方案;
(2)中等地震力——中等延性方案;
(3)较低地震力——较高延性方案。
关键词：屋面钢结构；选型；空间钢管桁架
一、工程概况
某工程站楼造型新颖、独特，分为主楼、南北两侧过街楼、南侧两个指廊及连接楼、北连接楼四部分；站坪机位数29 个，航空业务量预测为设计目标年2020年满足年旅客吞吐量3100 万人次，典型高峰小时里可以得到国际航空运输协会认可的 C级服务水准。T3A 航站楼作为西安乃至西北地区对外交流的窗口之一，不仅造型上必须体现 “城市第一眼”，要求视线开阔、简洁明快、具有现代交通建筑的快捷感，而且要展现出现代中国建筑新风貌，并充分体现西安的地域特色和深厚的历史文化。
二、大跨度选型关键因素
在满足了基本的建筑功能后，我们仍然会面临着很多的结构选择，这是因为经过单纯建筑功能的选型是不够精准的，是仍然有很大的进步空间的。在这之后的选型才是现代建筑结构选型的关键之处，它可以使结构更完美更理想化。
1、造型美观
首先，将大尺度的结构部分在造型上感性的地呈现出来。在旧时代，也有一些大跨度的建筑，例如古罗马的万神庙的大穹顶，但是在那个时代，大跨度建筑结构往往都在立面上被弱化了，没有发挥出真正的造型价值。但是现在人们早就意识到，在大跨度建筑中，其大跨部分的外部造型不应只是简单地视为内部结构和空间的自然结果。人类对大尺度的事物有着本能的敬畏，在大跨度建筑的巨大体量面前，人感受到自己的渺小，同时感动于人类力量的伟大。
2、实用耐久
结构的实用耐久是一项既基本又有着很高要求的因素。一是与建筑造型结合紧密有序合理，没有不必要的花俏结构。不同的使用功能要求不同的建筑空间，处理好建筑功能和建筑空间的关系，才能做到结构的真正实用，好用。二是对自然因素要有良好的抵御能力，例如台风，地震，火灾等。这点要求结构的稳定性与各种抗性。
3、结构轻巧
这一点主要是由大跨度结构本身的特性及建筑材料所决定的。新型技术和新型材料的运用都有效地使得结构越来越轻巧实用。从外观上来分析，膜结构最为轻巧，很多膜结构的建筑都有一种轻薄飞翔的动态感。悬索结构多用在桥梁上，也看起来比较飘逸而有韵律。但是相比之下，网壳薄壳相网架结构则略显古老而呆板而厚实。从材料上来研究，它们几乎都是钢结构，用钢量小的就是更为轻巧的。
4、受力合理
大跨结构形式很多，如拱、悬索、薄壳等等。组成结构的材料有钢、木、砖、石、混凝土以及钢筋混凝土等。结构的合理性首先表现在组成这个结构的材料的强度能不能充分发挥作用。随着工程力学理论和建筑材料的发展，结构形式也不断地发展，用最少的材料获得最大的效果是人们一直追求的。应该选择能充分发挥材料性能的结构形式，合理的选用结构材料。结构形式必须做到受力合理、传力明确，并不是复杂的结构就一定是最优的结构形式，应力求用简单的结构形式实现复杂的建筑外形。
三、屋面钢方案选型
本工程顶层柱子较下层少很多，层高也较之高很多，所以顶层刚度较下层小很多，毫无疑问，选择较轻的屋面结构体系对结构的整体抗震性能是有利的，而且本工程屋面形状曲线复杂，平面尺寸较大，因此结构方案选型采用了圆型钢管空间桁架体系，主要基于它有以下几个特点：
1、结构重量轻，钢材强度高。钢材的容重虽然是钢筋混凝土容重的约3倍，但钢材的强度却很高，当承受的荷载和条件相同时，钢结构的自重轻，更易于建造大跨度结构，通常在结构的跨度和荷载都相同时，钢屋盖的重量仅为钢筋混凝土屋盖的1/ 3～1/ 4。
2、钢管桁架刚度大，几何特性好。钢管桁架的管壁较薄，但截面回转半径很大，故抗压和抗拉性能好，
3、外形美观。钢管桁架外形简单、美观、轻盈的特点，适宜本工程建筑造型和内部空间及视觉效果的要求。
另外，根据建筑的布置及要求，结合结构的合理性，主楼屋面结构支承体系采用钢管混凝土柱 + 树形支承钢柱系统。主楼顶层出发大厅的钢管混凝土框架柱网沿航站楼纵横向均为 36m 的柱距，柱顶的四根树形支承钢柱再将 36m 的钢管混凝土柱网转换成为中部18m的网格，树形支承柱顶支承双向倒三角形空间钢管桁架系统（即桁架支点双向间距为18m）。
四、钢结构设计计算
本工程结构采用同济大学《空间钢结构系统 CAD软件 3D3S》与 MIDAS/ GEN 两套程序同时进行整体计算（建模和内力计算与分析） ，并对两个软件产生的计算结果进行综合对比与判断。本工程荷载及主要参数取值：结构计算的荷载由恒荷载、活荷载、风荷载组成，同时考虑了温度效应和地震作用。
① 恒荷载。除钢结构构件的自重由程序自动计算外，屋面恒荷载取1、0kN/ m2（主檩条以上的恒荷载）。
② 活荷载。屋面的活荷载取 0、5kN/ m2。
③风荷载。基本风压为 0、4 kN/ m2（按 100 年一遇风压取值）。风载体形系数根据风洞实验的成果取值，经综合归类，进行不利组合，最小值在跨中为0、2，最大值在挑檐边缘的顶部为3。
④温度效应。由于本工程属于大跨钢结构，温差的取值按《钢结构设计规范》第210、 2条注，取温差Δt = ±15 ℃。
⑤地震作用。按8度、Ⅱ类场地计算。除考虑水平地震作用外，还应考虑竖向地震作用。
⑥结构重要性系数：1、 1。本工程钢材选用 Q345B 无缝钢管，经计算，管径规格最小Φ146 ×6、最大Φ273 ×16、理论用钢量约为 63kg/ m2，比一般钢结构的经济性能更为优异。在各种荷载组合作用下，最大挠度处为桁架悬挑端头处，挠度值为 60mm（约1/ 383），故在制作及加工中考虑了起拱 50mm，满足了规范要求。通过本工程的实践，可以看出：采用钢管树形柱+空间钢管桁架系统，可以实现大跨度、满足建筑及使用要求，且整体性好，用钢量小。
五、主要节点设计
本工程桁架节点主要有三类：一是直接焊接的相贯节点。这种节点由于没有节点板，节约钢材，为保证支管端部的切割精度和焊接质量，要求采用空间全自动抛物线切割机进行切割加工，桁架上弦为 “K” 型节点，下弦为双 “K” 型节点；二是树形柱支座采用了半球形节点。对于钢管混凝土柱顶支座节点采用常规的空心球节点，使得众多杆件汇交于球面，避免杆件间的焊缝重叠。在球下部与柱顶间采用了成品抗震固定铰支座，这种支座的优点是允许节点可以有任意方向的一定转动角，以减小树形柱对钢管混凝土柱的水平推力； 三是树形柱支撑主桁架采用的是销轴连接。它的加工制作相对简单，与计算简图较为吻合，是本工程极为重要的节点。
六、结语
大跨度结构选型和设计是一个复杂而多元化的建筑研究问题。本工程造型独特，功能复杂，只有通过全面和精心的设计，才能在保障建筑结构安全性和实用性的基础上实现建筑的功能性要求和经济合理性，其结构设计经验可以在同类大空间和大跨度建筑的建设过程中推广应用。
参考文献：
[1]钢结构设计规范、、（ GB 50017 - 2003）
关键词：大跨度钢结构；施工工艺；质量控制
中图分类号：O213 文献标识码： A
引言
随着建筑行业的发展，施工技术要求越来越高，大跨度空间钢结构顺应了这种发展潮流，为建筑发展做出了很大的贡献。大跨度空间钢结构是具有绿色环保的性质，这种技行业的术在建筑中运用的理念通常是仿生态自然，表现出自然生态和谐之美。大跨度空间钢结构技术将会更多地应用到建筑施工中，从而促进建筑行业的发展。
一、大跨度空间钢结构的特点
1、大量运用钢材，钢材等级要求高
技术的进步和建筑行业的发展使得建筑施工对钢材的要求越来越高，钢结构的空间跨度越来越大。大跨度空间钢结构建筑在施工中会增加对钢材的厚度要求，从而增强钢材的强度。现在，新型的钢材越来越多，其强度的增大可以提高建筑的质量。
2、结构形式多样化
大跨度空间钢结构建筑形式多种多样，涌现了很多奇形怪状的建筑。大多数符合自然的生态绿色的理念，如“鸟巢”的设计就是根据自然中鸟巢的形状采用复杂的空间钢结构技术建造的。
3、现代预应力技术的运用
在大跨度空间钢结构建筑施工中，运用现代预应力，可以提高钢材的强度，增加建筑的安全性。现代预应力是一种新型的应用技术，在建筑中运用可以增强建筑的坚固性，延长建筑的使用年限。
4、施工技术难度大
大跨度空间钢结构建筑需要很多的节点支撑，为了满足建筑的结构形式和坚固性，各种各样的节点需要焊接，是一个大工程。大型的建筑工程，往往有上万个构件，而且构件的大小、尺寸各不相同，加大了施工难度。而国家的重点工程建设对工程的质量有严格的要求，对施工的精准度要求非常高。
二、大跨度钢结构施工要点
大跨度钢结构建筑不仅仅是工程建设和进步发展的重要组成部分，还是综合运用现代生物工程、计算机科学、物理学工程等“结合体”。在塑造上以建筑物形式表现出来，所以，大跨度钢结构施工要点不单单要分析土木工程施工技术。
1、大跨度钢结构施工运用现代生物工程与计算机科学
2、大跨度钢结构施工运用新型技术和材料是工程建设基础内容
大跨度钢结构施工需要进过严密计算与模拟建造实验。但是在实际工作中仍然存在影响因素，包括技术和材料，例如：钢结构建造过程中使用炼钢技术与优质原材料，为大跨度钢结构整体性能提供安全保障。大跨度钢结构的构件到整体框架，再到具体结构是一种循环过程，需要不同焊接技术完成。大跨度钢结构对于承载力的要求也非常高，给接缝衔接带来极大技术挑战。所以，现代化焊接设备和电焊技术人才是施工重要影响因素之一，应与各大应用型院校合作交流，为我国工程建设发展提供大批人才。
3、结构模型与虚拟实验是大跨度钢结构施工的前提保障
为了避免在工程中构件错位与施工技术错误给建筑物带来安全隐患，需要借助于现代化计算机虚拟构建功能和监控设施，保证大跨度刚结构施工安全质量，同时减低工程建设经济成本。例如：在施工中可能由于构件吊装或安装过程中受力点发生转移，改变了工程整体受力结构问题。采用模拟技术可有效避免钢结构建筑出现这种问题，尤其是大跨度钢结构这种复杂工程。
三、大跨度钢结构的施工质量控制方法
1、材料、设备等等准备环节的质量控制
大跨度钢结构的施工本身就是一个综合性强、施工技术复杂的工程，所以在施工前期的准备环节一定要确保好材料、设备、施工组织以及各项文件的质量。工程所用的材料选择必须满足工程设计要求，选择符合国家标准、施工要求的材料，对于材料的选购必须进行严格的检查，进场前必须严格验货，需要特别注意的是，对于工程中所用到的型钢的化学成分、机械性能、焊接材料以及防火涂料等都要进行检查与验收。
首先，厂商的选择必须按照要求，选择品牌信誉好的、质量过关的供应商，也可以通过招投标的方式，不仅保证了供应商的资质，还能保证材料选购的经济性。选好材料后，在相关材料与设备进场前，还必须要有相关的检验证书，这就需要材料部门针对材料、设备的型钢、高强螺栓、焊接材料等一些列的材料进行性能与质量的检验。然后向施工单位提供相关的材质证明书、合格证、材料相关文件以及质量保证书。此外，监理单位还必须监督施工单位严格对材料进行抽样检查，对材料的化学成分、性能等进行多次抽检，保证材料的质量。
2、地脚螺栓、钢柱安装的质量控制
地脚螺栓的预埋质量很大程度上决定着钢结构工程的安装质量。施工建设中，一般使用6-10mm厚的钢板来制作定位钢板，再进行地脚螺栓定位。定位钢板的制作尺寸和钢柱底的垫板尺寸必须一致，最后还必须在钢板的底部螺栓上加上拥有止退调节功能的螺栓，相应的上部还要有固定调节的螺母。与此同时，钢板上还应设置一些浇捣孔，保持其直径在150mm之间。在进行钢板下部的绑扎梁钢筋时，要将地脚螺栓焊接在柱筋上，实现二者一体化。以上的施工流程确认无误后，才能进行其他钢结构的施工操作，最后再将裸露的地脚螺栓严密的包起来，保证地脚螺栓的预埋质量。 工程建筑中钢结构的安装施工最重要的部分是确保节柱的标高、定位轴线以及垂直度的偏差，此外，第一节柱和第二节柱之间的重点是不一样的，第一节柱的精制重点是标高和定位轴线，而第二节柱则是垂直度和轴线位置以及标高，因此，实现他们控制重点的方式也不同，前者可以通过调节节柱定位钢板和螺母来实现，后者可以通过调节丝杠来完成。钢柱的垂直度校正和定位轴线的确定是钢柱安装流程中关键的部分，需要重点关注。
3、钢结构的焊接质量控制
在实际的大跨度钢结构施工过程中，由于工期紧、施工结构复杂、工程量太大的因素，钢结构的焊接作业规模也相对较大、较难，而钢结构的焊接有属于整个施工过程非常重要的一个环节。所以控制好大跨度钢结构中的钢结构焊接是控制工程整体质量的关键，是保证工程优质、安全、稳定完成的核心技术。
对于钢结构施工中位于外部、斜向发生的焊缝处理，首先必须结合焊缝的位置，进行多次的工艺试验，选择好最佳的施工工艺参数，并且要有技术好的施工人员来进行。同时，在施工作业时，还必须做好施工安全防护措施，保证焊接操作一次成型，减少返工带来的麻烦与损失。而对于钢柱、钢梁之间的对接焊缝处理而言，可以通过提高焊接质量或者避免焊接变形等工艺的方式来处理。比如，可以采取焊前预热、对称焊接或者焊后保温、层温控制等施工手段来避免焊缝的产生，有效的保证了钢结构的焊接质量。
关键词：高架桥；设计原则；美化；连续梁中图分类号：U448、28 文献标识码：A 文章编号：
1概述
随着我国公路交通事业的发展，近年来互通式立交桥和跨线高架桥越来越多。这些立交桥和高架桥不仅是公路交通的枢纽，而且已经成为现代化城市的标志性建筑。一个好的桥型设计，能使立交桥在发挥其自身通行能力的同时，体现出对周围环境的美化作用，有的甚至被看作现代建筑中的艺术品。因而在选择桥型时，既要考虑实施的可行性，符合经济适用的原则；同时，又要考虑建筑造型艺术，满足美观要求。这一点已经被当今越来越多的设计者所重视，并且成为现代工程设计的一个重要特征。本文结合笔者对“桥南村”跨线高架桥的设计，提出应该在适用的基础上，对结构进行美化设计，并针对跨线高架桥桥型设计中一些认识问题进行探讨。
2工程实例
某高架桥是机场高速公路处一座跨主线的分离式桥梁，和高速公路呈现10的角度，桥梁设计荷载汽车-20，挂车-100，此桥在R=2500m处的左右纵坡对称，坡度均为3%，桥下净空高度按略超于5m设计。本实例桥上部采用5×20m普通钢筋混凝土等高度连续箱梁结构，下部采用无盖梁独柱式桥墩及肋板式桥台，基础为钻孔灌注桩。
3桥型选择
通常，选择桥型应根据适用、美观、经济合理以及设计施工的难易程度等因素进行综合分析，以最终确定工程实施方案。对于跨线高架桥而言，经过国内工程技术人员多年的实践，目前所采用的型式已基本集中为预制空心板梁和等高度连续箱梁。这中间尤其以空心板梁居多。但是笔者认为，在设计方案时应该以首先考虑等高度连续箱梁方案为佳。其原因是：
⑴在当今社会，人们对于美的要求越来越高，对周围的建筑物，也同样要求美观。如今的设计师应该顺应这种要求，在对结构本身强度进行设计的同时，也应该对结构进行美化设计。作为跨线高架桥，因为下边要通车，就更为引人注目。因而要尽量减少横向墩的数量，加强下部空间的透视度，增加墩的纤细感，这对整个跨线高架桥是否美观并具有现代的气势，起着很重要的作用。而就这一点来说，只有当采用箱形连续梁方案时才能做到，因为箱形截面抗扭刚度很大，对于需要在其梁底下设置独柱单支点的支承形式特别有利。这时，下部结构可以根据美观要求，做成无盖梁的独柱式结构。但如果上部结构采用预制拼装式板梁的话，下部就只能做成传统形式的有盖梁式墩台结构，难以达到美观要求。
⑵等高度连续箱梁桥整体性好，耐久性强，行车舒适。箱梁顶板和底板都具有较大的面积，能在效地抵抗弯矩，受力合理。桥墩处也不需要设置伸缩缝，梁长伸展，加上梁高一致，整个桥梁外型简洁优美，线条流畅。
⑶对现代跨线高架桥来说，弯、坡、斜桥已越来越多。如采用预制板桥，那对弯、坡、斜的平面布置处理就比较复杂，设计和施工随之也带来一些问题。譬如，如何使桥梁各部位、各板块之间准确地组合，斜弯桥的各板端细部处理、端部与端部的联结构造以及墩台长度、墩台轴线交角、墩台横坡和各点高差计算等等都比较繁琐，施工中对于诸特征点的座标及高程控制要求非常严格。再者，如果是预应力空心板，那么实际施工中每片预应力板梁在力筋张拉后的上拱值，由于混凝土龄期的不同往往会有较大差别，以至于造成板梁间连接不顺畅，或是桥面铺装层厚度不能统一、甚至摊铺困难等较为严重的后果，施工质量难以保证。与斜交空心板梁相比，如采用等高度连续箱梁配以独柱墩，则结构轻巧，由于其上部为整体化结构，下部又无盖梁，细部构造比弯斜板桥好处理得多，上述一些不利之处几乎都可以避免，有其独到优点。并且，等高度连续箱梁桥斜交跨越主线时，采用独柱单点支承则可将斜桥改为直桥，实际增大了主线两侧的有效净空，相应地加大了桥梁的跨径。因此，这种独柱式结构非常适合于弯、斜桥。
⑷采用等高度连续梁体系，由于在桥墩支点处负弯矩的存在，使得其跨中正弯矩同简支空心板体系的跨中正弯矩相比显著减小，这就意味着可以节省上部结构的材料数量，减轻梁体自重，也使得下部结构桥墩部分的工程数量相应减少。这些都可以从实例桥中得到验证。实例桥曾对预应力空心板梁方案作了较为详细的技术经济比较，同样是5孔20m的上部构造，采用预应力空心板梁的上部所需主要材料用量为：砼(50号)数量546、9kg，钢绞13236、1kg，普通钢筋29042、2kg；而最后采用的实施方案—等高度连续箱梁的上部主要材料用量为：砼(30号)数量361、7kg，普通钢筋105068、2kg。相比之下，如果考虑钢绞线及其工艺特点，两种方案的综合用钢指标相差不多，但是在砼量上，即使不考虑标号差异(板梁砼标号相对更高一些)，普通钢筋砼等高度连续箱梁比简支空心板梁竟少用砼将近1/3。这样，上部构造的重量大大减轻了，随之当然也节省了墩台和基础的材料用量，体现出技术经济上的优越性。还要指出的是，跨线高架桥目前一般常用的跨径在16～25m之间，上述20m跨径两种桥型间的对比应该说具有较强的代表性。因此可以讲，同等桥长时，在跨线高架桥的通常跨径范围内，等高度连续箱梁型式比预应力空心板梁主要材料节省、重量轻，上、下部构造均十分轻巧，具有很好的技术经济指标。
4结构造型
结构造型与各部位尺寸比例应相互协调。例如跨径与梁高及桥下净空比例，墩柱直径与高度及桥梁跨径的比例，主桥箱梁翼缘板悬挑长度与梁高的比例等。在这些方面，实例桥做得非常成功，墩柱和梁体结构简洁流畅，纤细轻巧，连续和谐(见图1～2)。
5横截面设计
常用的箱形梁截面有单箱单室、单箱双室、双箱单室和双箱双室截面等几种，实际采用何种横截面形式，一般应根据桥的宽度和施工方便性来决定。对实例桥来说，采用单箱单室截面，可以方便施工，同时也节省了材料，其箱顶宽为8、5m，箱底宽4、0m，两侧翼板各挑出2、25m，并采用直腹板。用支架法现场浇筑施工时，这种单箱单室的截面设计有利于全断面一次浇筑成型，设计成直腹板则对施工更加有利。实例桥采用较大的翼板挑出长度，主要是为了美观，同时也考虑到要充分利用箱梁受力特性的变化情况，减小箱底宽度以适当提高正弯区截面重心，充分发挥底板受力筋的作用，减轻箱梁自重。需要指出的是，虽然大挑臂的翼板设计有利于美观效果，但对于类似本桥这样的普通钢筋砼连续箱梁桥，如果想用施加横向预应力来增大翼板的挑出长度，则并不可取，那样既不经济，又使施工工艺变得复杂，而且箱室太窄，箱梁在局部荷载作用下，横向弯曲应力往往很大，这样箱梁的横向配筋就要大大增加。
图1 墩柱结构
图2 梁体结构
6下部构造
下部构造应能满足上部结构对支承受力的要求，同时在外形上要做到与上部构造相互协调、布置匀称。实例桥采用无盖梁独柱式桥墩，与连续箱梁的大挑臂结构相配合，能够充分利用桥下空间，简洁明快，外形美观，通透性好，施工方便。对于墩柱的截面型式，一般来说取作圆形看起来更美观一些，墩柱的直径要根据其同上部结构的协调关系及所需盆式橡胶支座的平面尺寸来定。对于一般的跨线高架桥，墩柱直径可在1、0～1、6m之间，本实例桥实际采用柱直径1、1m。实例桥还将其中间的3号墩作为制动墩，墩顶设固定支座，并加强了3号墩的墩柱及桩基配筋，来抵抗汽车制动力作用。实例桥的独柱墩基础设置为单排双钻孔桩，桩径1、0m，承台按斜桥向布置，这种布置型式能使承台在主线中央分隔带位置顺应主线走向，较合理。另外，桥台的型式采用肋板式，这种型式的桥台适用性较强。
7结构施工
跨线高架式砼连续箱梁桥所采用的支架立模、现场浇筑方法，能广泛采用现代施工技术和设备，尤其能适应弯桥和有竖曲线的连续箱梁，施工中上部结构的几何位置易于调整。此方法在梁体施工时，支架工程是主要的一项工作，目前多采用组合式钢管支架。其质量稳定可靠，搭设速度快，可以多次周转使用。除此以外，如能使用砼泵车等较先进的设备，则更能体现“省”和“快”。这种非预应力的等高度连续箱梁结构，施工并不复杂，其整体现浇式梁更为经济，而且非常美观，工期也较短，经济及社会效益明显。也因为此法是在桥位上现浇施工，可免去大型的运输设备，省去了预制吊装用的架桥机、贝雷桁架或龙门等一些大型安装设备，其优势还在于一次可以进行多孔桥的连续浇筑施工，一气呵成，桥梁整体性好，结构的耐久性强。
8结束语
在实际工程高架桥的设计中，应当注意以下几点：
⑴在进行跨线高架桥设计时，应该把对结构的美化设计放在突出位置；在考虑结构自身强度的同时，应注重桥梁造型艺术。
⑵结构造型与各部位尺寸比例应相互协调，梁体结构要舒展流畅，讲究其线型，下部构造要简洁轻巧，通透性好。
⑶多跨等高度连续箱梁配以无盖梁独柱式桥墩，具有现代建筑风格和特色。此桥型整体性好、耐久性强、行车舒适，所用材料省，工期较短，并且非常适合于弯、坡、斜桥形式，富有强大的生命力。在支架法就地浇筑可以实现的情况下，应将其作为跨线高架桥优先考虑的桥型。
参考文献：
关键词：桥；建筑中的“桥”；内涵；类型；建构
中图分类号：U448、15 文献标识码：A 文章编号：1008－0422(2007)09－0030－04
1 桥的概念与本质
通常见到的工程桥梁无疑是人类改造自然的成果。从早期的独木桥，悬索桥到现今各种样式的桥，人类依靠掌握的力学原理，材料特性，构筑出各种形式的桥，用以跨越水体或是峡谷等自然天堑或是一些人工的构筑物以利通行。辞海中对室外工程桥的解释为：“供铁路，道路，渠道，管线等跨越河流，山谷或其他交通线时使用的建筑物”。
而关于桥涵盖更广的概念是“架在水上或空中以便通行的建筑物”。其本质在于以跨越障碍和连接通行。
2 现代建筑中的“桥”
随着建筑技术与设计理论的发展，同时也由于现代建筑功能的需要，很多建筑中引入了原本是室外工程的桥。桥不单用于室外建筑物之间的连接――如西萨・佩里所设计的吉隆坡重佩斯双塔中部联系天桥，在室内也大量的被采用，其形态构成也日益丰富――如斯蒂文-霍尔设计的名作芬兰现代艺术博物馆中设置悬空的桥体以组织展览流线。
从建筑概念来说：现代建筑中桥的实质是一种两边悬空的独立空中步廊。由于与寻常意义的工程桥有着相似的空间形态和本质，因此也可将其看成是建筑这个微型世界中的桥。与工程桥所不同的是桥下方不：是水体，而是通高的空间，所连接的不是自然山体而是建筑的两部分空间，其尺度也小得多。
一方面由于同属于桥的范畴，建筑中的桥很多设计理念和结构方式都借鉴了室外工程桥的相关理论。另一方面建筑中的桥在具体用途，跨度，桥本身的尺度上都与室外工程桥有差别，而且由于与它相接的界面与工程桥有着很大的不同，因此有很多自身的独特之处。
3 现代建筑中桥的内涵
在建筑中设桥，除了跨越障碍连接通行这个最基本的作用之外，还有很多独特的内涵。
3、1 从功能的角度来说，桥作为公共空间的一部分，增加了功能空间之间更加便捷的联系方式。
3、2 从流线组织的角度来说，桥使得建筑流线便捷和有趣味，也便于在建筑中组织一些立体的交通。
3、3 从空间的角度来说，这种水平向的流动与通高空间垂直向的穿透使得空间更加丰富。桥的设置较弱地划分了空间，桥后的空间若隐若现，而非一览无余，使得整体空间更具有层次。
3、4 从人感受和体验建筑的角度来说，桥提供了人感受建筑的特殊视点，增加了人体验建筑的平台。而且，如同中国园林中的桥一般，桥既是观景的地点，同时往往也是被观察的焦点，往往有互视的乐趣。
3、5 从建成环境意义的角度来说，桥增加了建筑的人文内涵。由于桥很早就出现并存在于人们的意识当中，如同一些能体现传统文脉的图案一样，建筑中的桥同样也给人传统意象的联想。
建筑中的桥由于呈现一种比较特殊的空间形态，往往能创造一些非常独特的空间效果。较为典型的例子如马里奥・博塔设计的旧金山现代美术馆在建筑顶部的斜切圆柱体通高空间中设置了一座通往室外平台的钢桥，增加了整个空间的层次。自然光从天窗泻下，产生极为丰富的光影变化。桥底板由于铺设了白色钢丝网而呈现半透明的效果，桥上与桥下的人互望，产生一种非同寻常的对话与交流。
4 现代建筑中桥的类型
现代建筑中的桥按其与建筑物的位置关系来分大致有几种类型。
4、1 建筑物室外的桥
一类是建筑入口的引桥，用于跨越自然或人工物，连接外部空间与建筑。跨越障碍的同时也增加进入建筑的空间序列。实例如：马里奥・博塔住宅前的引桥。
另一类是建筑室外用于连接两个建筑或多个建筑的廊桥，各建筑独立而用桥相联系。实例如：丹麦皇家图书馆连接两幢建筑的天桥。
还有一类是用在单体建筑室外连接建筑相邻部分的桥，往往配合建筑主体一起参与建筑形态的构成而成为建筑整体有机的一部分，如崔恺设计的外研社办公楼大楼一期中，采用的室外空中廊桥与主体形态配合形成一个巨大的景框洞，增加了空间层次的同时又使得建筑的整体感更强。
4、2 建筑室内的桥
用在建筑室内连接建筑各功能空间的桥，按数量和分布分好几种类型。
一类是建筑室内单独的桥，通高的空间中只有一座，往往成为视觉焦点，典型的例子如丹麦皇家图书馆室内中庭中的桥，将室内的两大功能区域连接了起来。
另一类是在垂直方向上有多座的桥，如皇家丹麦使馆中厅中的多座桥。
还有一类是在水平方向上多座的(其实是放大的走廊，局部挑空，由若干短桥进入功能空间)，实例如北京怡海中学中庭空间中所设的桥。
当然，分类只是为了系统化和分析研究的需要，在具体的创作中只应借鉴和参考而不应受类型的限制。各种组合和变异往往产生意想不到的空间效果。如黑川纪章设计的和歌山现代艺术博物馆中将连接建筑物的钢桥一直延伸到建筑的室内，模糊了室内外桥的界限。
5 现代建筑中桥的建构
从建筑中的桥本身主要由受力体和围护结构组成，受力体的结构形式和维护结构的材质构造做法都会影响到桥的形态形式。受力体的支撑有些是依靠桥体下的支柱(多用于不是很高的桥)，有些是依靠与桥体连接建筑部分(多用于高处跨度不是非常大的桥)，跨度较大的还可以采用悬索结构或杆件悬拉来支撑，悬拉方式可以采用斜拉的(如金茂大厦裙房中采用多根钢索斜拉平面曲折的桥再现中国传统园林中曲折桥的意境)，也可以是下悬的，如同济大学医学院主楼底部二层的桥就用杆件与上部建筑结构固定。受力体的结构形式可有很多的不同：可以用梁板结构，也可以用框架结构，还可以用拱结构(如旧金山现代艺术馆顶层圆柱体内的天桥)。从建筑中桥受力体所采用的材料看，跨度小的可采用钢筋混凝土，跨度较大的多采用钢材。实际设计中应该根据具体的情况，选择适宜的结构选型和材质构造。
建筑中桥可以封闭也可以开敞，室内的桥多为开敞，围护结构多为拦板和栏杆，具体做法节点细部也显示桥的个性。室外的桥多为封闭，其具体的做法也可以有很多的创新，如国外某建筑连接天桥就采用三维曲线的造型体现高科技与新结构的形式美。
在具体的桥的营造中，桥在建筑中的位置及桥所连接的两边界面的作法也影响着建筑中桥的造型形态。
6 结语
现代建筑中的桥由于其空间形态的独特性，往往成为建筑中具有特色的空间而产生戏剧性效果。在建筑中设桥解决功能需要的同时无疑也增加了建筑的空间语汇和造型语言，桥所具有的场所感也往往给人以非凡的体验。