【正文】 設(shè)計(jì)階段所作的決定仍可以反饋回取使方案概念進(jìn)一步改善，或甚至可能有重大變化。 當(dāng)設(shè)計(jì)者和顧問工程師對初始階段設(shè)計(jì)方案的可行性滿意時，就意味著全部設(shè)計(jì)的基本 問題已經(jīng)解決，不會再因細(xì)節(jié)問題而發(fā)生大的變化。這是工作重點(diǎn)將再次轉(zhuǎn)移，進(jìn)入細(xì)部設(shè)計(jì)。在這一階段將重點(diǎn)完善各分體系的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。此時包括結(jié)構(gòu)工程在內(nèi)的各個領(lǐng)域的專家的作用將十分突出，應(yīng)為所有施工的細(xì)節(jié)都必須設(shè)計(jì)出來。這一階段的決定，可能會反饋到第二階段并導(dǎo)致一些變化。如果第一階段和第二階段的設(shè)計(jì)做的深入，那么在最 初兩個階段所得到的總體結(jié)論和最后階段的細(xì)節(jié)的重新設(shè)計(jì)不再是問題。當(dāng)然，整個實(shí)際過程應(yīng)該是逐步發(fā)展的過程，從創(chuàng)造和細(xì)化（改進(jìn)）總體設(shè)計(jì)概念直到做出精確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和細(xì)部構(gòu)造。 綜上所述：在第一階段，建筑師必須首先用概念的方式來確定基本方案的全部空間形式的可行性。在第一階段，專業(yè)人員的合作是有意義的，但僅限于行程總的構(gòu)思方面；在第二階段，建筑師應(yīng)該能夠用圖形來確定各分體系的需求，并且通過估計(jì)關(guān)鍵構(gòu)件的性能來證明其相互作用的可行性。也就是說，主要分體系的性能只須做到一定深度，需要驗(yàn)證他們的基本形式和相互關(guān)系是協(xié)調(diào)一 致的。這需要與工程師進(jìn)行更加詳細(xì)與明確的合作；在第三階段，建筑師和專業(yè)人員必須繼續(xù)合作完成所有構(gòu)件的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，并制定良好的施工文件。 當(dāng)然，這些設(shè)計(jì)的成功來源于建筑材料的發(fā)展與革新。 素混凝土是由水泥、水、細(xì)骨料、粗骨料（碎石或；卵石）、空氣，通常還有其他外加劑等經(jīng)過凝固硬化而成。將可塑的混凝土拌合物注入到模板內(nèi)，并將其搗實(shí)，然后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以加速水泥與水的水化反應(yīng)，最后獲得硬化的混凝土。其最終制成品具有較高的抗壓強(qiáng)度和較低的抗拉強(qiáng)度。其抗拉強(qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度的十分之一。因此，截面的受拉區(qū)必須配 置抗拉鋼筋和抗剪鋼筋以增加鋼筋混凝土構(gòu)件中較弱的受拉區(qū)的強(qiáng)度。 由于鋼筋混凝土截面在均質(zhì)性上與標(biāo)準(zhǔn)的木材或鋼的截面存在著差異，因此，需要對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原理進(jìn)行修改。將鋼筋混凝土這種非均質(zhì)截面的兩種組成部分按一定比例適當(dāng)布置，可以最好的利用這兩種材料。這一要求是可以達(dá)到的。因混凝土由配料攪拌成濕拌合物，經(jīng)過振搗并凝固硬化，可以做成任何一種需要的形狀。如果拌制混凝土的各種材料配合比恰當(dāng)，則混凝土制成品的強(qiáng)度較高，經(jīng)久耐用，配置鋼筋后，可以作為任何結(jié)構(gòu)體系的主要構(gòu)件。 澆筑混凝土所需要的技術(shù)取決于即將澆筑的構(gòu)件 類型，諸如：柱、梁、墻、板、基礎(chǔ)，大體積混凝土水壩或者繼續(xù)延長已澆筑完畢并且已經(jīng)凝固的混凝土等。對于梁、柱、墻等構(gòu)件，當(dāng)模板清理干凈后應(yīng)該在其上涂油，鋼筋表面的銹及其他有害物質(zhì)也應(yīng)該被清除干凈。澆筑基礎(chǔ)前，應(yīng)將坑底土夯實(shí)并用水浸濕 6 英寸，以免土壤從新澆的混凝土中吸收水分。一般情況下，除使用混凝土泵澆筑外，混凝土都應(yīng)在水平方向分層澆筑，并使用插入式或表面式高頻電動振搗器搗實(shí)。必須記住，過分的振搗將導(dǎo)致骨料離析和混凝土泌漿等現(xiàn)象，因而是有害的。 水泥的水化作用發(fā)生在有水分存在，而且氣溫在 50176。 F 以上的條件下。為 了保證水泥的水化作用得以進(jìn)行，必須具備上述條件。如果干燥過快則會出現(xiàn)表面裂縫，這將有損與混凝土的強(qiáng)度，同時也會影響到水泥水化作用的充分進(jìn)行。 設(shè)計(jì)鋼筋混凝土構(gòu)件時顯然需要處理大量的參數(shù)，諸如寬度、高度等幾何尺寸，配筋的面積，鋼筋的應(yīng)變和混凝土的應(yīng)變，鋼筋的應(yīng)力等等。因此，在選擇混凝土截面時需要進(jìn)行試算并作調(diào)整，根據(jù)施工現(xiàn)場條件、混凝土原材料的供應(yīng)情況、業(yè)主提出的特殊要求、對建筑和凈空高度的要求、所用的設(shè)計(jì)規(guī)范以及建筑物周圍環(huán)境條件等最后確定截面。鋼筋混凝土通常是現(xiàn)場澆注的合成材料，它與在工廠中制造的標(biāo)準(zhǔn)的鋼 結(jié)構(gòu)梁、柱等不同，因此對于上面所提到的一系列因素必須予以考慮。 對結(jié)構(gòu)體系的各個部位均需選定試算截面并進(jìn)行驗(yàn)算，以確定該截面的名義強(qiáng)度是否足以承受所作用的計(jì)算荷載。由于經(jīng)常需要進(jìn)行多次試算，才能求出所需的截面，因此設(shè)計(jì)時第一次采用的數(shù)值將導(dǎo)致一系列的試算與調(diào)整工作。 選擇混凝土截面時，采用試算與調(diào)整過程可以使復(fù)核與設(shè)計(jì)結(jié)合在一起。因此，當(dāng)試算截面選定后，每次設(shè)計(jì)都是對截面進(jìn)行復(fù)核。手冊、圖表和微型計(jì)算機(jī)以及專用程序的使用，使這種設(shè)計(jì)方法更為簡捷有效，而傳統(tǒng)的方法則是把鋼筋混凝土的復(fù)核與單純的設(shè)計(jì)分別進(jìn)行處理。 由于和土木工程中任何其他工種的施工方法與費(fèi)用相比較，土方挖運(yùn)的施工方法與費(fèi)用的變化都要快得多，因此對于有事業(yè)心的人來說，土方工程是一個可以大有作為的領(lǐng)域。在1935 年，目前采用的利用輪胎式機(jī)械設(shè)備進(jìn)行土方挖運(yùn)的方法大多數(shù)還沒有出現(xiàn)。那是大部分土方是采 用窄軌鐵路運(yùn)輸，在這目前來說是很少采用的。當(dāng)時主要的開挖方式是使用正鏟、反鏟、拉鏟或抓斗等挖土機(jī)，盡管這些機(jī)械目前仍然在廣泛應(yīng)用，但是它們只不過是目前所采用的許多方法中的一小部分。因此，一個工程師為了使自己在土方挖運(yùn)設(shè)備方面的知識跟得上時代的發(fā)展，他應(yīng)當(dāng)花費(fèi)一些時間去研究現(xiàn)代的機(jī)械。一般說來，有關(guān)挖土機(jī)、裝載機(jī)和運(yùn)輸機(jī)械的唯一可靠而又最新的資料可以從制造廠商處獲得。 土方工程或土方挖運(yùn)工程指的是把地表面過高處的土壤挖去（挖方），并把它傾卸到地表面過低的其他地方（填方）。為了降低土方工程費(fèi)用，填方量應(yīng)該等于挖 方量，而且挖方地點(diǎn)應(yīng)該盡可能靠近土方量相等的填方地點(diǎn)，以減少運(yùn)輸量和填方的二次搬運(yùn)。土方設(shè)計(jì)這項(xiàng)工作落到了從事道路設(shè)計(jì)的工程師的身上，因?yàn)橥练焦こ痰脑O(shè)計(jì)比其他任何工作更能決定工程造價是否低廉。根據(jù)現(xiàn)有的地圖和標(biāo)高，道路工程師應(yīng)在設(shè)計(jì)繪圖室中的工作也并不是徒勞的。它將幫助他在最短的時間內(nèi)獲得最好的方案。 費(fèi)用最低的運(yùn)土方法是用同一臺機(jī)械直接挖方取土并且卸土作為填方。這并不是經(jīng)?？梢宰龅降?，但是如果能夠做到則是很理想的，因?yàn)檫@樣做既快捷又省錢。拉鏟挖土機(jī)。推土機(jī)和正鏟挖土機(jī)都能做到這點(diǎn)。拉鏟挖土機(jī)的工作半徑最大 。推土機(jī)所推運(yùn)的圖的數(shù)量最多，只是運(yùn)輸距離很短。拉鏟挖土機(jī)的缺點(diǎn)是只能挖比它本身低的土，不能施加壓力挖入壓實(shí)的土壤內(nèi)，不能在陡坡上挖土，而且挖。卸都不準(zhǔn)確。 正鏟挖土機(jī)介于推土機(jī)和拉鏟挖土機(jī)的之間，其作用半徑大于推土機(jī)，但小于拉鏟挖土機(jī)。正鏟挖土機(jī)能挖取豎直陡峭的工作面，這種方式對推土機(jī)司機(jī)來說是危險的，而對拉鏟 挖土機(jī)則是不可能的。每種機(jī)械設(shè)備應(yīng)該進(jìn)行最適合它的性能的作業(yè)。正鏟挖土機(jī)不能挖比其停機(jī)平面低很多的土，而深挖堅(jiān)實(shí)的土壤時，反鏟挖土機(jī)最適用，但其卸料半徑比起裝有正鏟的同一挖土機(jī)的卸料半徑則要小很多。 在比較平坦的場地開挖，如果用拉鏟或正鏟挖土機(jī)運(yùn)輸距離太遠(yuǎn)時，則裝有輪胎式的斗式鏟運(yùn)機(jī)就是比不可少的。它能在比較平的地面上挖較深的土（但只能挖機(jī)械本身下面的土），需要時可以將土運(yùn)至幾百米遠(yuǎn)，然后卸土并在卸土的過程中把土大致鏟平。在挖掘硬土?xí)r，人們發(fā)現(xiàn)在開挖場地經(jīng)常用一輛助推拖拉機(jī)（輪式或履帶式），對返回挖土的鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)行助推這種施工方法是經(jīng)濟(jì)的。一旦鏟運(yùn)機(jī)裝滿，助推拖拉機(jī)就回到開挖的地點(diǎn)去幫助下一臺鏟運(yùn)機(jī)。 斗式鏟運(yùn)機(jī)通常是功率非常大的機(jī)械，許多廠家制造的鏟運(yùn)機(jī)鏟斗容量為 8 m179。，滿載時可達(dá) 10 m179。最大的 自行式鏟運(yùn)機(jī)鏟斗容量為 19 立方米（滿載時為 25 m179。），由 430 馬力的牽引發(fā)動機(jī)驅(qū)動。 翻斗機(jī)可能是使用最為普遍的輪胎式運(yùn)輸設(shè)備，因?yàn)樗鼈冞€可以被用來送混凝土或者其他建筑材料。翻斗車的車斗位于大橡膠輪胎車輪前軸的上方，盡管鉸接式翻斗車的卸料方向有很多種，但大多數(shù)車斗是向前翻轉(zhuǎn)的。最小的翻斗車的容量大約為 立方米，而最大的標(biāo)準(zhǔn)型翻斗車的容量大約為 179。特殊型式的翻斗車包括容量為 4 m179。的自裝式翻斗車，和容量約為 m179。的鉸接式翻斗車。必須記住翻斗車與自卸卡車之間的區(qū)別。翻斗車車斗向前傾翻而司機(jī)坐 在后方卸載，因此有時被稱為后卸卡車。 規(guī)范的主要目的是提供一般性的設(shè)計(jì)原理和計(jì)算方法，以便驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的安全度。就目前的趨勢而言，安全系數(shù)與所使用的材料性質(zhì)及其組織情況無關(guān)，通常把它定義為發(fā)生破壞的條件與結(jié)構(gòu)可預(yù)料的最不利的工作條件之比值。這個比值還與結(jié)構(gòu)的破壞概率（危險率）成反比。 破壞不僅僅指結(jié)構(gòu)的整體破壞，而且還指結(jié)構(gòu)不能正常的使用，或者，用更為確切的話來說，把破壞看成是結(jié)構(gòu)已經(jīng)達(dá)到不能繼續(xù)承擔(dān)其設(shè)計(jì)荷載的“極限狀態(tài)”。通常有兩種類型的極限狀態(tài)，即： （ 1） 強(qiáng)度極限狀態(tài)，它相當(dāng)于結(jié)構(gòu)能夠 達(dá)到的最大承載能力。其例子包括結(jié)構(gòu)的局部屈曲和整體不穩(wěn)定性；某此界面失效，隨后結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)構(gòu)；疲勞破壞；引起結(jié)構(gòu)幾何形狀顯著變化的彈性變形或塑性變形或徐變；結(jié)構(gòu)對交變荷載、火災(zāi)和爆炸的敏感性。 （ 2） 使用極限狀態(tài)，它對應(yīng)著結(jié)構(gòu)的使用功能和耐久性。器例子包括結(jié)構(gòu)失穩(wěn)之前的過大變形和位移；早期開裂或過大的裂縫；較大的振動和腐蝕。 根據(jù)不同的安全度條件，可以把結(jié)構(gòu)驗(yàn)算所采用的計(jì)算方法分成： （ 1） 確定性的方法，在這種方法中，把主要參數(shù)看作非隨機(jī)參數(shù)。 （ 2） 概率方法，在這種方法中，主要參數(shù)被認(rèn)為是隨機(jī)參數(shù)。 此外 ，根據(jù)安全系數(shù)的不同用途，可以把結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法分為： （ 1） 容許應(yīng)力法，在這種方法中，把結(jié)構(gòu)承受最大荷載時計(jì)算得到的應(yīng)力與經(jīng)過按規(guī)定的安全系數(shù)進(jìn)行折減后的材料強(qiáng)度作比較。 （ 2） 極限狀態(tài)法，在這種方法中，結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)是以其最大強(qiáng)度為依據(jù)來衡量的。由理論分析確定的這一最大強(qiáng)度應(yīng)不小于結(jié)構(gòu)承受計(jì)算荷載所算得的強(qiáng)度（極限狀態(tài)）。計(jì)算荷載等于分別乘以荷載系數(shù)的活載與恒載之和。 把對應(yīng)于不乘以荷載系數(shù)的活載和恒載的工作（使用）條件的應(yīng)力與規(guī)定值（使用極限狀態(tài)）相比較。根據(jù)前兩種方法和后兩種方法的四種可能組合，我們可 以得到一些實(shí)用的計(jì)算方法。通常采用下面兩種計(jì)算方法： 確定性的方法，這種方法采用容許應(yīng)力。 概率方法，這種方法采用極限狀態(tài)。 至少在理論上，概率法的主要優(yōu)點(diǎn)是可以科學(xué)的考慮所有隨機(jī)安全系數(shù)，然后將這些隨機(jī)安全系數(shù)組合成確定的安全系數(shù)。概率法取決于： （ 1） 制作和安裝過程中材料強(qiáng)度的隨機(jī)分布（整個結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能數(shù)值的分散性）； （ 2） 截面和結(jié)構(gòu)幾何尺寸的不確定性（由結(jié)構(gòu)制作和安裝造成的誤差和缺陷而引起的）； 對作用在結(jié)構(gòu)上的活載和恒載的預(yù)測的不確定性； 所采用的近似計(jì)算方法有關(guān)的不精確性（實(shí)際應(yīng)力與計(jì)算應(yīng)力的 偏差）。 此外，概率理論意味著可以基于下面幾個因素來確定允許的危險率，例如： 建筑物的重要性和建筑物破壞造成的危害性； （ 2） 由于建筑物破壞使生活受到威脅的人數(shù)； （ 3） 修復(fù)建筑的可能性； （ 4） 建筑物的預(yù)期壽命。 所有這些因素均與經(jīng)濟(jì)和社會條件有關(guān)，例如： （ 1） 建筑物的初始建設(shè)費(fèi)； （ 2） 建筑物使用期限內(nèi)的折舊費(fèi)； （ 3） 由于建筑物破壞而造成的物質(zhì)和材料損失費(fèi)； （ 4） 在社會上造成的不良影響； （ 5） 精神和心理上的考慮。 就給定的安全系數(shù)而論，所有這些參數(shù)的確定都是以建筑物的最佳成本為依據(jù)的。但是，應(yīng)該 考慮到進(jìn)行全概率分析的困難。對于這種分析來說，應(yīng)該了解活載及其所引起的盈利的分布規(guī)律、材料的力學(xué)性能的分散性和截面的結(jié)構(gòu)幾何尺寸的分散性。此外，由于強(qiáng)度的分布規(guī)律和應(yīng)力的分布規(guī)律之間的相互關(guān)系是困難的。這些實(shí)際困難可以采用兩種方法來克服。第一種方法對材料和荷載采用不同的安全系數(shù)，而不需要采用概率準(zhǔn)則；第二種方法是引入一些而簡化假設(shè)的近似概率方法（半概率方法）。