建筑结构设计论文范文

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第1篇

结构设计的安全问题是所有从事结构设计与研究的人们一生都要面对的问题，本文作者结合自己的工程设计实践，简述了当代建筑师的设计思维对结构设计安全所提出来的挑战，并且，通过一个结构设计师对当今建筑设计潮流的感悟与认识，提出了保障结构设计安全所必须坚持的基本原则。文章最后，对参与当代中国结构设计实践的结构设计工作者们提出了一些期望。

关键词建筑表达结构设计安全建筑情感争议结构设计实践

■前言

一段时间以来，由法国巴黎戴高乐机场2E侯机厅通道部分倒塌事故引起的对结构安全问题的讨论成为业界甚至各种传媒的热门话题，由之引起的对国家大剧院以及各奥运在建项目进行结构安全再认识的声音也不时传起。特别是对正在设计施工中的奥运项目，按照政府决策部门的意见，建设单位组织结构有关专家逐个项目地进行了更为严格的结构设计安全评估。

结构设计安全是我们所有从事结构设计与研究工作者必须面对和回答的问题，巴黎戴高乐机场事故是结构在其设计使用寿命初期（投入运营一年），在常规荷载作用（没有恐怖袭击、没有恶劣的区域突发自然灾害）的情况下发生的，就是说，一定是在结构设计或施工的某个环节给结构留下了致命的内部缺陷才造成的，这一缺陷既可能是结构设计理论方面的，也可能是结构设计构造方面的，既可能是结构材料使用方面的，还可能是建造过程中的施工质量控制方面的，等等。无论什么原因，这种结构破坏形态都是结构设计原则所不允许的，引起我们的警觉也是应该的。

另一方面，我们也还是应该理性地、科学地、全面地分析和把握结构设计的安全问题。其实，追溯人类改造自然、改造世界的历史足迹，我们还是有理由对当代结构设计理论和建造技术的发展水平感到自豪的。虽然我们现在感觉是越来越累，越来越难，但是在力学和材料科学发展的有力支撑下，我们所从事的结构设计与建造技术的发展还是基本上满足了那些满脑子求新求奇，求高求广的所谓当代建筑师的表达欲望与需求的。

■世界上没有自由的结构设计师，但假如没有我们，也就没有建筑表达的自由

建筑师设计东西，无非表达两种需求，一种是传统意义上的功能需求，另外一种就是表达建筑情感，或者说是通过建筑表达情感。这种情感表达方面的需求可能是来自公众的，也可能是来自政府或领导意志的，还可能就是直接来自建筑师的美学修为的。建筑师可以利用建筑特有的元素，比如建筑材料的材质、装饰材料的色彩等进行其建筑情感的表达，但是这种表达的效果和能力是有限的，建筑师更重要的手段则是借助结构的能力完成这一表达需求，从这个意义上说，建筑师丰富的想象力既给结构设计提出了课题、带来了挑战，同时也就给结构工程师带来了风险。

国家大剧院超大超深的地下结构体量，椭球抛物面壳体屋顶和围绕壳体的环形水池都是安得鲁实现其剧院功能需求与其情感表达需求的手法和元素。为了在不超越人民大会堂的限定高度内，完成剧场功能对竖向尺度的需求，“深入地下”是其自然的（也许是无奈的）选择；椭球抛物面壳体屋顶罩住其下的三个功能剧场是建筑师进行区域空间整和的一种手段，在这块区域上的建筑物进行这样的整和处理我认为是必要的；建筑师设置环形水池的目的在于其制造区域宁静气氛的需要，这种建筑情感表达上的需求也是必要的。

国家大剧院总平面图

同样的，在建的国家体育场（简称“鸟巢”）以及国家游泳中心（简称“水立方”）等标志性建筑，她们不单单是承载着满足举办奥运会各单项体育功能方面的需求，也还要承载着通过其“别样”的建筑形象来表达全国人民百年奥运梦想成真的情感需求，承载着要为最出色的一届奥运会留下最出色的“建筑遗产”的使命。

自然的，建筑师是无法单独承担这样的使命的，必须依靠结构工程师的支持来实现其“特别”的表达需求。或者说，结构工程师在这个时侯是没有选择的自由的，只有绞尽脑汁为建筑师的这种需求寻找“解决方案”，于是，百年之前的理论物理学命题“泡沫理论”被结构师拿来经过有趣的数学变换，最终成了表达建筑师“看似无序的水分子结构”的最好载体。

国家游泳中心总平面图

■建筑结构形式的争议多半不是“好与不好”的问题，而是“值与不值”的问题

为了满足建筑师们的“浪漫”需求，在传统的结构构成方式无能为力的时候，结构设计师就必须探索新的、非传统的结构构成方式。结构系统的基本形式，可以说已经被我们认识的差不多了，但是，这种说法只是限于基本体系，并不意味着创造新的结构形态可能性的减少，在拥有无限多样的物种的丰富多彩的世界里，限定结构形态的类型显然是不恰当的。

结构工程师的任务就是在既要保证结构安全同时又要满足建筑美学需求的杠杆上寻找一个平衡点。只是，世界上终究没有免费的午餐，当各种或是张扬的、或是陌生的结构形态出现的时候，在结构材料科学还没有长足的发展的时候，在我们还不得不用传统的结构材料去实现这样一个个“浪漫”的需求的时候，对结构安全的关注也就从来没有象现在这样引起一端又一端的“争议”。

从一个结构设计与研究工作者的角度看待这些“争议”，我认为很多时候我们是可以在力学或规范的原则内寻找到这个“平衡点”的，随后的问题是，这会要我们付出多大的“代价”，或者说要我们支付多大的“结构成本”？我认为对这个我们要支付的成本“值与不值”的不同看法是对建筑结构形式“争议”的焦点问题。

其实，作为一个结构工程师，常常是不能判断建筑的形象与情感“效益”与结构实现的“成本”之间到底谁高谁底的，因为前者是很难量化的。我们所能做的就是在保证建筑功能与美学需求的诸种可选择的结构实现方式中找到成本较低的解决方案。

国家游泳中心南北剖面图

国家大剧院南北剖面图

例如，在国家大剧院工程结构的第一轮初步设计时，法国ADP公司确定的结构底板的顶面标高为-26.0米，这个标高受到了中国建筑与结构工程师的质疑，如此深的基槽，且不说开挖与降水的成本会很高，结构寿命期内的抗浮设计成本更是一项很大的投入，为此，我们建议在保证其建筑功能需要的前提下，尽可能提高建筑底面标高，法方在修改后的初步设计中将这一标高提高到了-22.0米。

与上述情形相反，国家游泳中心工程的建筑设计由于采用了ETFE双层充气膜，这种膜材的造价很高，所以，在相对深挖（增加基础开挖与结构抗浮成本）和抬升建筑总高度（增加围护膜材的用量）的比较选择中建筑师完全依赖的就是综合成本最小化的原则。

■结构工程师要给浪漫的建筑师和建筑师的浪漫设定一条底线

作为一名结构工程师，我们还应该清醒地认识到，结构科学和材料科学的发展远没有达到可以令建筑师们的“浪漫思维”无约无束的境地。在实际结构的建造过程中影响结构安全的因素众多，一方面，建筑结构理论归根结底是一门实验科学，理论与实际的偏差不可避免，另一方面，建造技术的发展水平和区域差异以及施工质量控制等等方面的诸多因素，都会给实际建造完成的建筑结构安全性能带来某种程度的不确定性。

所以，建筑师们在通过建筑表达其美学或情感需求的时候，结构工程师们还是要给他们设定一条底线。这条底线不仅依赖于当代人类对自然界的认识水平，而且还依赖于现代结构技术与材料科学的发展水平，依赖于结构分析技术的发展水平。在某种程度上，我们可以允许他们突破某些“规范”条文的底线，但是不能允许他们突破“基本力学准则”的底线。尤其是当我们面对国外建筑师的时候，这一点做起来很难，譬如在和安德鲁的法国ADP团队合作设计国家大剧院的过程中，我们就经历了多次的“争执与说服”的过程。

国家游泳中心的设计过程也给了我们很多启示，在建筑师浪漫的创意和结构的可实现之间还是有较长的一段路要走的，因此，我们投入很多精力进行了这种新型多面体空间钢框架结构的试验研究，最终才可以保证这种结构的安全、可靠。

钢骨架结构效果

ETFE充气枕结构

■不能认为结构设计安全与结构设计的创造性是永远的矛盾

实际上，对结构设计安全性的忧虑往往会束缚住我们结构设计创造性探索的步伐，虽然这种忧虑不是多余的。发生巴黎机场结构倒塌事故后，我们听到的几乎都是对安德鲁主持设计的建筑的一片怀疑之声，结构设计工程师们，尤其是从事重要公共建筑结构设计的工程师们更是增添了更多的谨慎与小心。

我认为，结构设计的任务始终是：按照建筑的功能与美学需求确定安全、合理的结构体系；进而依据建筑结构可靠度设计有关标准所确定的原则对结构作用效应与结构抗力进行符合结构实际工作条件（性能）的分析；最终应做到在规定的结构设计使用年限内，在现行规范规定的各种荷载作用下，所设计的结构是安全可靠、经济合理、技术先进的。

为了实现这样的使命，对结构设计安全的自始至终的关切无疑是必要的，另一方面，结构设计的创造性不但是当今建筑设计发展的必然要求，同时也是结构设计技术自身发展的要求。国家大剧院、国家体育场、国家游泳中心以及新中央电视台等建筑在结构设计方面的创造性探索可以为我们跟踪当今世界先进的结构设计理念提供一些线索，也可以让我们检视一下很多经验的、传统的结构设计思维是否还适应现代结构设计发展的要求。

“水立方”内外效果图

第2篇

1.1剪力墙结构设计的概述

通常来说，一般剪力墙结构的建设规模较大，可实际厚度较小。因此，这种特点也决定了剪力墙结构的具体形状以及承受能力的大小。其中，剪力墙结构的组织形状相似于板状，自身具备了较高的承受能力，与柱子的受力程度非常相似。然而，在其他方面上，这两者有着十分明显的差异。并且，剪力墙结构是建筑结构中不可或缺的核心部分，设计人员在对其进行设计时，不仅要充分发挥剪力墙结构固有的承载力大和平面内刚度大的优点，还应该按照不同场所要求，设计出科学合理的剪力墙结构设计方案，使其发挥最大化的使用性能。

1.2剪力墙结构的分类

（1）虽然实体墙与截面剪力墙在某些方面，有着较大的差异。可是，这两者的开通面积与不开通面积是基本相同的。并且，这种剪力墙结构形式在发生变化时，也是呈现了曲线状态，是一种固定不变的形态。

（2）即使剪力墙开口不大，但因为剪力墙开通面积已经远远超出了规定范围。所以，此时的剪力墙结构呈现的是弯曲状态，并且无任何的阻挡点，从而导致其位置和形态均发生了不同程度的变化。

2.剪力墙建筑结构的厚度和长度的选取

剪力墙墙肢截面的高度就是剪力墙墙肢的长度，这个长度一般不应超过8m。在剪力墙结构设计中应确保剪力墙结构的延性，为了避免脆性的剪切破坏，可将高宽比大于2的细高剪力墙设计成弯曲破坏的延性剪力墙。但是有的墙体长度很长，为了确保墙体的高宽比值大于2，就要采取开设洞口的方法将长墙分成均匀的、长度较小的连肢墙，而其洞口则最好采用约束弯矩比较小的弱连梁。

3.剪力墙建筑结构设计计算的原则

设计人员在对剪力墙结构进行设计时，应该遵守相应的设计原则，真正做好考察工作，坚决不可以采用盲目的设计方法。只有这样，才能确保剪力墙结构设计的规范性，这也是保证建筑结构安全可靠性的重要表现。

3.1楼层之间最小剪力系数的调整原则

一般情况下，为了防止安全隐患的发生，减轻建筑结构的自身重量，设计人员在对建筑工程进行设计的过程中，可以采用减少剪力墙布置的方法。但是，这种设计形式有一个必要的前提条件，那就是短肢剪力墙的力矩必须保持在规范的标准要求内。同时还可以应用大开间的剪力墙结构，以此来提高建筑结构的强度，充分保证楼层剪力系数的安全性，并从一定程度上，大大降低了工程造价成本。

4.剪力墙结构优化设计的几点建议

我们知道，剪力墙结构作为建筑结构设计中至关重要的一个环节，其设计质量的好坏将会对建筑工程建设质量产生非常大的影响。而这种建筑结构形式因为具备较高的强度以及良好的延展性的优点，因此得到了十分广泛的应用，充分发挥了自身的有效价值。但是，在实际应用过程中，由于建筑工程存在很多的不确定性，当剪力墙结构发生明显的变化状态时，常常会受到一些外力因素的破坏，使得剪力墙结构的抗震性能遭到了一定的影响，同时也大大降低了建筑结构的稳定性。一般情况下，剪力墙结构最大的优点是具备了十分理想的承载能力。并且，在剪力墙结构的侧面部分，也拥有着较大的平面内刚度，这就充分保障了建筑物的安全性。另外，在建筑内部的剪力墙结构设计中，石柱与房梁都是隐蔽起来的，有效的提高了建筑室内的美感。但是，剪力墙结构也存在着较大的缺陷，无法为人们提供更多的可利用空间，经常会给人们的日常生活造成许多的不便。通过相关调查数据表明是刚韧性较强的剪力墙，在地震发生时，房屋所受到的损坏是最小的。但是，建筑设计人员一定要注意将其控制在合理的范围内，不允许其随意的扩散发展。从而确保剪力墙结构设计工作的质量和效率。其次，由于剪力墙结构成本费用较高，这无疑会对建筑工程建设成本上造成一定的压力。因此，建筑企业要采取及时有效的解决对策，尽可能减少工程成本的浪费，促剪力墙结构能够正常运行。

5.结束语

第3篇

在建筑形式和数量不断增多的前提下，工程项目中所涉及的信息量也越来越大，这些信息如果得到及时收集，并加以利用，那么对于其他建筑工程的建设将会具有极大的推动作用。不但能够缩短工期，还能够加有效节约成本，提高施工质量，除此之外还能够更好的避免很多施工事故的发生，因此，信息技术在我国建筑工程中的优势非常显著。但是现阶段，我国还是应该采取一定的措施更好的发展和推广这项技术，这样才能够将次技术的优势充分发挥出来，有效的节约成本，提高施工效率以及施工安全保障。在这个基础之上，我国相关技术人员应该全方面，高效率的对BIM技术的核心技术原理进行研究，可以说，此项技术是我国建筑设计领域的新起点，是一次革命性的开始，因此具有非常巨大的现实意义。

二、BIM模型所包含的设计项目

1.构件方面

BIM技术在建筑结构构件设计中具有非常重要的作用，其中内容很丰富，包括构建材料、几何尺寸以及荷载等信息，这些信息能够非常直观的显示出来，相关的设计人员能够随时进行使用和分享。尤其是在结构节点设计方面，BIM技术的使用，能够快速和直接进行构件作用的判断，将梁、板以及墙、柱等部分的信息进行定义，同时能够对连接构件做出更加合理的判定，这样是为了更好的将其与节点的进行匹配，这样就能够将所建立模型的信息进行科学地参数计算。比如，建筑设计中的混凝土构件，BIM技术能够将其使用量的多少以及钢筋的用量进行准确预测，并将其现实在模型信息中。

2.整体层次关系

使用BIM技术，必须要建模，而模型的构件需要大量的信息数据，在虚拟的条件下，模型能够非常正确完整将结构进行优化调整，为人们提供最合理、最具可行性的施工方案，同时，还可以缓解施工过程中所产生的突发问题，协调各部分施工之间的关系，BIM技术可以及时搜集并整理各种施工信息，并实现分享，施工人员以及技术人员在需要的时候可以随时进行查阅和使用，为建筑结构整体分析计算提供更多依据。

三、BIM模型的层次应用

1.BIM模型的集成化应用

BIM模型采用的是参数化的描述方式，这种方法是目前最合理的信息单元描述方式，能够非常准确的将建筑结构中的梁、墙以及柱等部分建立模型，在建立模型的时候，建筑物实际上就是真实的展现过程中，其内部信息以及内涵都会被描述出来。另外，在建立模型的这个过程中，系统还会对结构中大量物理信息进行全面的分析，进行分类处理。技术人员能够更加直观，便捷、多方位的对建筑物的构造情况进行了解，从而有效避免很多设计上失误，以及事故的发生。

BIM技术的核心就是利用数据库模型体现出各个设计参数，这使很多结构模型都和实体结构参数相互一致，参数在形成模型化后，会根据不同的构件特征形成相互的规则性，使模型设计能够和实际施工相互联系。

3.信息共享和交换

在结构设计完成后，BIM模型能够直接读取结构设计中的信息，并且结合这些信息建立完整的结构分析模型。三维模型的结构布置保持与分析模型相互一致的状态，使结构状态得到高度的统一，建筑信息模型在传统的模型分析上往往以数据作为基础，BIM在读取数据的过程中，使数据文件转换为自身的结构形式，最终实现设计流程中的资源共享，以此提高资源的协调应用能力。

四、结构设计中BIM应用的难点

1.应用BIM技术的三维设计工具软件（Revit釆等）用了较多的模块参变量和系统参数，与二维创建视图技术有很大的不同，软件需要兼顾与二维设计习惯的一致性，所以模块参变量和系统参数比常规工具软件要复杂很多倍，这就使得应用中因为系统参数设置不当或参数与参数之间不匹配而导致很多意想不到的问题。

2.在进行结构设计时，很多结构形式十分特殊，这就需要特殊的结构模块对其进行控制，但是三维图形和剖面视图不能形成理想的施工效果，很多设计者会因此放弃BIM技术，而使用原始的二维绘图设计方案

3.结构工程师在建立BIM模型时，注重的问题主要是物理模型能否自动生成平法施工图文档，以及能否正确转化为可以被结构分析软件认可的结构分析模型。在结构设计中，安全性分析计算是首要环节和重要问题。BIM建立的是完全的数据库式模型，从理论上来说，实现BIM物理模型与结构分析模型之间的双向链接是完全可行的。

五、BIM在结构设计中的处理办法

1.建立完整的项目样板

在建筑结构设计中，项目样板是所有设计中的基础，而项目样板设计所包含内容很多，具体为标准化处理的线型、字体以及符号等方面。而BIM技术的应用，能够快速有效的建立完整的样板，并且能够避免很多必要的重复，减少无用功，提高工作效率，现阶段，我国已经建立了一套符合我国实际情况的设计标准，这项标准能够对我国结构设计中的各个环节进行监控并能够更具不同用户的需求，有针对性的进行指导。

2.设计符合要求的结构构件

在建筑结构中，梁、柱以及楼板等都是非常重要的基础部件，因此这些部件对于建筑来说，有着非常重要的支撑作用，通常来说，它们一般为预制部件、现浇部件以及各种更结构部件等。设计的时候，要从建筑物的实际情况出发，根据不同需要进行设计。在这些形式中，比较常用的就是现浇部件。设计的时候，设计人员应该严格进行设计方案的选择，部件功能不同，浇筑的方式也不同，要最大限度减少不同因素之间的冲突反映。保障结构部件的作用能够得以有效发挥。

3.钢筋混凝土结构中的平法表示

在钢筋混凝土施工图绘制中，通常采用平面方法进行表示，在图纸上采取特殊的标点符号进行标注，施工技术人员通过工艺转换形成样图。BIM技术可以使平面表示法的内容多环节和多角度展示，BIM模型能够更加轻松的提取出关键数据和核心信息，以满足施工时间和放样需求。

六、结束语

第4篇

煤炭工业中的建筑是煤矿生产需要配置的设施，具有多方面的用途，对结构建筑的设计能够在综合建筑各方面需要的同时强化建设的合理性，使煤炭工业建筑的综合效应达到最大化。建筑的实际建设完成，必须有整体的规划，结构设计既起到了对建筑的规划作用，并实现了与煤炭工业特点的结合，使建筑与工业相适应，增强建筑的价值体现。通过设计方案的对比，形成最优设计方案，能够降低建设成本，在性能上也更加有技术保障，同时各项建筑指标的达成，也确保了建筑的安全性，满足了煤炭工业的生产要求。随着煤炭工业的现代化发展，煤矿生产方式不断发生新变化，煤炭工业建筑理念也在不断更新，建筑结构设计能够及时运用最新的理念，加以体现到具体的施工建设当中，确保煤炭工业建筑的现代性，使其适应生产，保障矿区的人身安全和财产安全[2]。

2煤炭工业矿井建筑结构设计中的改进措施

煤炭工业中的建筑结构设计必须体现安全性，因而其设计要求较一般的建筑设计高出很多，同时由于以往建筑设计对功能、安全等指标的过于注重，而忽视了其他方面的考虑，使得设计上存在一些问题，需要在具体设计中加以改进，以实现更高的发展要求。

2.1明确建筑结构设计指标，建立标准模型

煤炭工业建筑设计的成型由各项具有重要作用的指标数据决定，这也是在设计中的重要参考依据，对设计方案的最终完成有着重大影响[3]。建筑设计的各项参数包括目标参数、控制参数等的设定都要结合煤矿的实际情况，将波动幅度小的参数选择出来，作为指标形成参照标准，能够在设计中更加精准地得出与目标参数相符的数据。在设计中，建筑材料以及结构构件尺寸、面积等指标需要在建设前设定出来，对各项参数前处理。相似的函数应当设计多组，以便在比较中找出最优化的方案。通过函数分析煤炭工业建筑结构的性质，为工程建设最大限度地节省了时间、材料等。同时，建筑结构的稳定安全性与使用年限等的硬性规定，设计要权衡约束条件，结合力学等科学确定架构的刚性、结构形变限度等，确保符合规定标准。当设计各项重要指标都确定之后，以此为参考建立标准模型，使结构设计更加直观化，有助于煤炭工业建筑的最终建设。

2.2综合计算数据，选择最佳设计方案

煤炭工业的建筑结构设计除了庞杂的数据确定外，还设计多项计算程序的运行，这也是改进设计的一个重要环节[4]。由于煤炭工业建筑要求高，变量复杂，多种设计条件在其中需要综合考虑，因而对其进行数据的计算，以实现建筑建构的精确化。在计算当中，结合实际需要，采取不同方法对数据进行演算，转化约束条件，节省时间，恰当的计算方式能够推动程序的最优化，使其用途更加齐全，运行更加高效，多个小程序的有机组合，形成程序的综合化，使结构设计更有保障。通过程序的运算，结合计算结果，在模型的矫正下，根据现实要求，选择煤炭工业建筑结构设计最佳的方案。通过对这个方案进行可行性的评估以及安全性等的结合，进行具体实施建设。同时，在以往建设中对煤矿建筑美观因素考虑不足的具体情况下，将外观等参数置入计算当中，在方案中加以体现，从而提高结构设计的人性化。

2.3综合分析计算结果，保证结构设计质量

由于在结构设计中参数的复杂性，导致计算结果也多样化，主要的设计人员要将计算结论加以统计，进行综合分析，通过各个设计方案优劣的比对，形成科学的认识[5]。在此基础上，从多个角度抓住方案细节，分析异同点，避免因疏忽而遗漏了关键点，致使出现结构设计的漏洞。煤炭工业的建筑建设是一项综合的工程，需要动用大量的资源，因此，设计上必须精益求精，在考虑节省成本的同时，对建设技术也要相应地加以改进。通过对数据计算结果的综合分析，设计方案的比对，消除了建设中的各项弊端，使结构设计更加趋于科学性，从而保证了建筑结构设计的质量，为设计的优化提供了重要的保障。

3结语

第5篇

建筑设计在进行高层居民建筑墙建筑时，在建筑断肢结构墙之前，必须满足以下的几个条件：一方面，在对结构墙进行地震设计时，应该确保断肢结构墙所承担的最低层振底部地震的破坏力不能超过种地不的一半；另一方面，对于断肢结构墙的下限，在断肢结构墙数量较少的情况下，如果不能满足底部地震抗拒力，应该把断肢结构墙当作一般结构墙来进行设计；最后，如果在结构墙的结构中，只存在少数的小墙枝，设计时应该对小墙枝进行一半的结构墙处理。

2高层居民建筑短肢结构墙的结构设计

对高层建筑断肢结构墙进行结构墙的设计之前，首先要对建筑的整体的结构墙进行设计规划，以确保合理、足够长度的长肢结构墙与短肢结构墙共同构建高层建筑。设计师在进行设计时，应该对短肢墙进行异形柱的设计，也就是断肢结构墙的变形特征框剪结构。设计师在经过准确的计算以及测量后，仅仅只有结构墙的结构形式符合短肢架构墙的条件而且应该将结构墙的参数设定为段式结构强的标准参数。由于是在居民建筑房间的间隔墙教会胡设置成断肢结构墙，因为是依据建筑间隔墙的位置进行规划设计所以断肢结构强对建筑产生不了阻碍。在短肢墙输两天不变的情况下，应该根据建筑结构的抗压力进行确定。不要把断肢结构墙设计的过多或者过少，这样都会使建筑变得太过软或硬，要坚持适度的原则，而且短肢墙的布置要均匀，以保障建筑结构钢心与质心相统一。在某些情况下，往往会出现高层民居进驻负荷过重或者是造型不规则的情况，断肢结构强应该被设计在平面之外的边角或者是建筑结构的周边，进而使建筑架构的整体性稳固，保持结构刚度的适度。另外，应该保证墙肢的厚度薄厚适宜，使间隔墙的表面没有突出的墙肢。最后，设计师要按照高层居民建筑平面抗侧刚度的标准，设计适合的中心剪力抢在高层建筑结构构中。

3高层居民建筑短肢结构设计中的要点

3.1对短肢墙的轴压比进行合理的控制

现阶段，在进行建筑设计的过程中，如果短肢结构墙在负荷的作用下，小偏差的条件下，说明短肢结构墙的延差，如果是大的偏压就是在大的轴压的情况下。因此，在进行施工建筑时，要特别关注混凝土的约束力以及裂缝情况。

3.2提高短肢结构墙的抗震性能

高层居民的建筑结构中，建筑的外边缘、角点的短肢结构墙的抗震性能相对较弱，在地震来临的时候就会遭到破坏。在高层短肢结构发生变形时，结构墙原有的变形就会得到加剧，进而导致墙体的裂缝。在进行设计的时候，设计师应该着重注意短肢结构的结构性能，采取科学合理的措施进行有效的防范。比如：设计师应该减少高层建筑边角周围短肢结构墙的轴压比例，增加钢筋的配筋率，适当的对小墙肢的抗震能力进行加强，以保障建筑结构的安全与实用。

3.3正确判断短肢结构墙结构内梁的属性

在短肢结构墙的墙梁设计过程中，假如墙开洞时墙梁的跨高比小于五，应该依据梁的实行对梁进行设计。在墙梁跨高比大于五的情况下，应该依据框架梁进行设计。因为高层家主结构的整个刚度以及抗侧度都是受到短肢墙墙梁的刚度影响的，因此，有关短肢墙梁的截面选择、梁的配筋以及设计都必须科学合理，进而提高建筑结构抗震性能。在高层居建筑短肢结构墙的结构设计中，建筑设计师可以对短肢墙的刚度进行适当的减少，使短肢墙的设计符合梁截面的要求，以保障短肢结构墙结构的稳定性与安全性。

4结语

第6篇

关键词:土木工程；结构设计；安全性

1土木工程结构设计概述

土木工程的结构设计在设计过程上大致可以划分为三个阶段，即结构方案阶段、结构测算阶段、施工图设计阶段。在结构方案阶段中，主要是根据要施工的地区的地质勘测报告设计相应的工程公安，包括抗震防裂程度、工程高度、工程结构形式等等。当工程设计方案相对确认下来狗，就根据方案的具体要求进行下一步的布置和测算工作。在结构测算过程中，主要是对工程负载的情况进行计算。包括外部负载和内部负载的计算。负载的计算主要根据负载的要求确定相应工程配件的使用，根据组合值系数和标准值系数的测定来确定施工参数，构造施工措施要求。对于内力的测算，来完成构件截面参数的确定。内力的测算要根据构件截面、负载值确定。这包括弯矩、剪力、扭矩等等。最后，根据构建的计算、要根据之前确定的内力计算的要求，保证测算构件是否达到了相关要求。这时也可针对需求对构件截面参数加以调整。在施工图设计阶段，就是根据前两步的结构方案设计阶段、结构测算阶段，进行施工图的设计。在此过程中要将设计者的要求和设计意图通过图纸表达出来，施工图是施工的依据，施工图中要包括建设项目各部分工程的详图以及零件使用、、结构部件明细表、验收标准方法等。民用的工程施工图应具备设计图纸、包括图纸目录必要的设备、材料表、工程预算书。施工图设计文件，应满足设备材料采购，非标准设备制作和施工的需要。

2土木工程结构设计中存在的问题

土木工程结构设计中存在的问题主要集中在两个方面、一方面是专业角度的问题、另一方面是安全角度的问题，下面将分别从这两个方面进行阐述。从专业角度来说在土木工程设计中，箱、筏基础底板挑板的设计过程、梁、板的跨度计算、摩擦角区域的处理、抗震缝距离的设计、基础板厚度的确定都需要进行测算考量。对于箱、筏基础底板挑板的设计，首先要假设出挑板可以将边跨底板钢筋进行调整，出挑板后，能降低基底附加应力，当基础形式处在天然地基和其他人工地基的坎上时，加挑板就可能采用天然地基。从土木工程建设角度来说，如果取消挑板，能够方便柔性防水的处理，在建设多层建筑时，结构设计中可兼顾到下层建筑。梁、板的跨度计算中，梁、板的跨度计算计算跨度，又叫计算长度，应当根据计算时要求、构件的组成形式、支承端约束刚度、支承反力等因素综合考虑，摩擦角区域的处理，内摩擦角，是土的抗剪强度指标，是工程设计的重要参数。基层开挖时，会应用到摩擦角区域处理的问题，如果魔草叫区域中边基地的土会受到影响较小，不会反弹。但中心部位，基土反弹情况较为明显，回弹部分需要人工进行清除。抗震缝距离的设计中，主要通过增加抗震缝的距离来对地震时产生的结构碰撞的风险降低。基础板厚度的确定要根据房间设计的不同大小来选定相应的基础板厚度。如果基础板的厚度都按照大房间的标准进行设计、势必会造成浪费。如果都按照小房间的标准进行设计则会造成安全问题。所以实际的应用中，通常是在大房间中垫聚苯，小房间设定基础板的厚度。从安全角度来说，目前土木工程设计中存在的问题有:(1)工程设计规范的安全水平比较低，与国际同类作业相比，由于没有设定规范的视屏问题，会造成工程施工的进行难度的加大，最终导致了施工质量较低;(2)工程设计规范的整体牢固性差;(3)土建结构工程的耐久安全性差、正确使用与维护意识相对较差。

3加强土木工程建设的建议和对策

从具体而言可以从两方面进行考虑:从设计的安全性上，应从管理首要保证设计的安全性，尽量选择资质等级较高、管理先进、实力雄厚的设计单位进行设计、这样就可以掌握先进的设计方法和设计理念，设计设备也会较好、设计人员的素质和专业能力强、设计经验丰富，设计出的建筑安全性较高。再设计时也要加强理论学习，使设计人员和施工人员对于设计理论和设计标准能够很好的掌握。对于设计过程中，涉及到工程造价、工程量的统计、计算、所以在此类工程量计算过程中，要严谨、认真，对于每一笔数据都要认真核对。设计图纸要详细，以便施工者能够根据设计图纸准确掌握设计意图，从而进行施工，这样能够降低因图纸问题造成的施工不明确的现象，避免了事故的产生。在施工过程中，要注意过程监管，设计单位与施工单位要保持联系，对于设计图纸中不明确的问题，要进行及时的沟通和设计核对，以便发现错误。设计人员对于施工人员提出的建议，要给予足够的重视。从土木工程行业标准角度来说，要根据全面性因素来对土木工程结构设计的方案进行评估。因为土木工程的方案是工程实施的基础，对设计方案的评估要满足安全性、经济型合理性。等等。可通过对设计方案屏蔽、论证的方法，提高设计的水平。设计过程中，不一味的追求标准图，虽然采用标准图能够减轻工作量，加快设计进度，但为了保证设计的安全性，设计人员应该认真的对设计方案进行审核，对于可能存在压缩费用的过程进行仔细的成本核算，在保证基础、满足行业标准的前提下，保证设计的合理性、高效性、创新性。

4总结

本文首先对土木工程设计的基本情况进行了概要阐述，根据工程设计的几个阶段展示了土木工程的工作范围和工作要求。之后提出了现阶段我国土木工程设计中还存在的问题，从具体设计过程和安全性两个角度提出了相关的问题。最后在此基础上，根据存在的具体问题对土木工程的建设提出了建议和相应的对策。本文的研究对我国土木工程结构设计的发展提供了一种新的思路。

作者:董旭 单位:徐州工业职业技术学院

参考文献:

［1］高宇．我国土建结构工程的安全性与耐久性分析［J］．吉林大学学报，2005．

［2］张林．土建结构工程的安全性与耐久性［J］．高新技术，2006．

［3］侯力更主编．砌体结构设计［M］．北京:中国计划出版社，2006．

第7篇

我国当前主要通过常微分方程求解器对高层建筑结构力学进行分析。高层建筑结构力学常微分方程求解器功能强大，自适应求解效果非常好，可以有效满足对用户进行预先解答，提高解答的精度，降低解答指定的误差限。当前我国在高层建筑结构分析通过对常微分方程求解器的应用，有效实现了对高层建筑结构楼板变形时的动力计算、稳定计算和静力计算，实现对数据的整体分析和处理。建筑人员通过使用常微分方程求解器的分析，有效降低了在进行高层建筑结构分析时的处理量，降低了高层建筑结构分析中的方程组数，有效提高运算效果，从本质上实现了对建筑结构的优化。

在对高层建筑结构常微分方程求解器进行深入研究的过程中，清华大学教授包世华和袁驷有效提高了常微分方程求解器的应用，实现了对常微分方程求解器的深化研究。袁驷教授利用有限元技术，对偏微分方程的半离散化进行控制，有效实现了对常微分方程组的求解，提高了对结构线性函数的应用。通过常微分方程求解器的直接求解，对有限元线进行实际应用，有效对一般力学问题进行计算，在很大程度上提高了一般力学问题的计算效果。而包世华教授对半解析-微分方程求解器方法进行分析深化，有效将半解析-微分方程求解器方法应用到高层建筑结构结构静力、动力、稳定性的分析验证中，提高了对高层建筑结构力学分析的效果。

2高层建筑结构弹塑性动力分析方法

高层建筑结构弹塑性动力分析方法在高层建筑结构力学分析中又被称为时程法。高层建筑结构弹塑性动力分析方法主要是对地震波直接输入结构，完成结构的弹塑性性能分析。这种方法要求结构力学分析人员建立专门结构弹塑性恢复性动力方程，通过逐步积分法实现对地震过程中速度、加速度、位移等的时程变化，完成对建筑结构的描述。高层建筑结构弹塑性动力分析方法对建筑结构在强震的作用下弹性及非弹性阶段的内力变化进行深入研究，有效对高层建筑构件可能出现的损坏、开裂、屈服、倒塌进行分析，提高建筑结构力学的分析效果。当前在国内的高层建筑结构弹塑性动力分析方法主要输入地震波为随机人工地震波，结构模型的计算多采取层模型。除此之外，高层建筑结构弹塑性动力分析方法还加大了对楼板结构变形的分析，使用并列多质点计算模型进行计算，对高层建筑结构的基础转动和评议进行研究，有效提高了对土体、基础及上部结构耦合振动的模拟效果。

近年来我国还高层建筑结构弹塑性动力分析方法中对扭转振动进行分析，取得显著进展。高层建筑结构弹塑性动力分析方法能够有效对高层建筑结构中存在的薄弱环节进行分析，提高对结构延展性、变形的实际分析效果。高层建筑结构弹塑性动力分析方法预计的破坏形态与实际地震的破坏效果非常接近，有效对地震危害进行防护处理，提高了高层建筑结构的防震效果。但是当前对高层建筑结构弹塑性动力分析方法的整体看法不一。部分人员认为采取大型高速计算机对典型地震波进行分析；但是部分人员认为典型地震波本身不一定能代表真正的地震，因此在进行研究的过程中要对研究算法进行简化，对近似方法进行研究。随着高层建筑结构弹塑性动力分析方法的逐渐发展，越来越多国家在进行高层建筑结构力学分析的过程中开始对地震波根据实际情况进行选取，模拟效果大幅提高。

3基于最优化理论的结构分析方法

基于最优化理论的结构分析方法主要是通过数学上的最优化理论及计算机技术实现对高层建筑结构设计的一种新方法。基于最优化理论的结构分析方法有效实现了对结构设计的被动分析道主动设计的转变，提高了高层建筑结构设计的灵活性，对设计具有非常好的促进效果。基于最优化理论的结构分析方法对空间的要求较为严格，设计过程中要保证以最小的质量产生最大的刚度。因此，设计人员要对框架剪力墙结构中的剪力墙进行充分分析，实现墙体的优化布置和数量选取，提高基于最优化理论的结构分力学析效果。基于最优化理论的结构分析方法中要求保证适度的刚度，对刚度要进行严格控制。尤其是在分析剪力墙与地震作用的时，要对剪力墙刚度进行优化设计，确保建立正确的最优化刚度模型，提高基于最优化理论的结构分析方法的模型实际应用效果。目前我国的基于最优化理论的结构分析方法发展还不全面，在进行单位建筑面积上剪力墙惯性矩度量指标设计的过程中还存在较多问题。我国的基于最优化理论的结构分析方法仍处於研究和发展阶段。高层建筑结构力学分析人员要对基于最优化理论的结构分析方法中的数学模型进行深入研究，对剪力墙最优刚度进行有效分析，从本质上提高数据分析处理效果，拓宽基于最优化理论的结构分析方法的应用前景。

4基于分区广义变分原理与分区混合有限元的分析方法

在进行分区的过程中，高层建筑结构力学分析人员要对有限元进行全面分型。有限元中杂交元和非协调元的发展在很大程度上促进了分区广义变分原理的发展，为分区广义变分原理奠定了坚实的理论基础。清华大学龙驭球教授对分区广义变分原理进行研究，实现了对分区广义变分原理的深化。龙驭球教授的分区混合有限元法将分区广义变分原理进行拓展，实现了继位移法、杂交元法之后的改革和完善。分区混合有限元法对弹性体分类，对势能区使用位移单元能量分析，将结点位移作为基本未知量。而余能区使用应力单元，将结构应力函数作为基本未知量，实现对能量项的交界面附加。分区混合有限元法在满足位移和力的基础上保证了位移的连续和收敛性，有效对总能量泛函驻值分区混合进行方程选取。分区混合有限元法适应性非常强，分区较为灵活，在很大程度上保证了函数的收敛性，对高层建筑结构力学的分析具有非常好的促进效果。

第8篇

1．1合理的选址在建筑结构抗震水平设计中，合理的选址是最基本的先决条件。为了保证选址的正确、合理性，我国政府部门已经出台了《中华人民共和国减灾抗震法》等法律条文，其中明确规定“对于有可能发生的重大建设性工程以及次生灾害进行严格的地震安全指标评价，按照地震安全评价结果，明确相关建筑物的抗震设防要求，并对其进行分别设防”。建筑结构的设防标准根据其实际质量可分为四个标准，其中:甲类:地震时间或大型建筑工程可能发生的次生建筑类灾害;乙类:地震中不能中断使用功能，且必须要逐步恢复的建筑类型;丙类:除甲、乙两类建筑外的其他普通建筑类型;丁类:抗震级别相对较低的建筑。根据对相关法规的分析，在进行建筑物结构设计时，必须要选择对建筑有利的场地，避免在不利地段建设大型民用建筑，以防止地震破坏隐患的出现。对于一些软基地段，也必须要进行充分的处理，才能够进行合适的建筑设计。另外对于地震可能引起的次生灾害问题，也必须要予以正确的处理，进一步保证选址的正确性。

1．2科学的设计当地震发生时，不同的建筑结构所受到的地震影响是不同的，为了最大限度降低地震灾害的影响，建筑设计人员在抗震设计环节中，要根据当地地段的实际情况来进行建筑结构的选择。目前，我国常用的鹅建筑结构可以分为“钢筋混凝土结构”、“砌体结构”、“钢混结构”和“钢结构”四种类型。通过对四种结构的比较分析得出，钢筋混凝土结构的抗震能力相对较强，因为其自身具有较好的柔韧性，所以当建筑物因地震灾害而出现应力变形时，钢筋混凝土结构能够依靠自身良好的承载力对其进行一定程度的控制，这是其它三种结构所不具备的优势。近年来，高层建筑建设的增多，大大增大了其在地震灾害影响下的水平位移和抗侧移刚度，这在无形之中就加大了地震灾害的影响，为了避免地震灾害影响程度的增大，在设计和审核高层建筑抗震设计时，必须要考虑结构的侧移度。

1．3坚实的质量地震作为破坏性超强的自然灾害，想要最大限度降低其对建筑的破坏，保证建筑设计坚实的质量是最基本的防护措施。相比较而言，我国建筑设计水平发展较为缓慢，在地震设计方面也存在不够合理的情况，这使得很多建筑结构都出现了地震安全隐患，过大的自身重量也加大了地震危害。为了保证建筑结构抗震水平，必须要在建筑抗震设计环节中科学的运用抗震理论，根据相关设计原则，利用有效措施来提高建筑结构的可靠性与安全性。

2实现建筑结构抗震水平设计的措施

2．1基础性防震措施应用基础性防震措施根据建筑的结构的不同位置有着不同的措施:(1)地基隔震。地基隔震是在建筑地基与土层之间设置缓冲层，以便在地震发生时减小建筑与土层之间的震动碰撞，实现对震能的有效吸收和反射作用，减小地震对建筑物的破坏。目前，我国最常使用的地基隔层为沥青原料隔震层。(2)基础隔震。基础隔震是整个建筑结构抗震设计中的关键，想要降低地震对建筑物的破坏，就必须要做好基础隔震措施。在对建筑基础采取抗震措施时，为了减小地震对上部结构的破坏，需要在建筑物的上部结构和基础位置接触处设置隔震层，防止地震力由地基处向上部结构传播，降低地震对建筑上部结构的破坏。基础抗震装置一般采用混合隔震装置、基底滑移隔震装置和夹层橡胶隔震装置等。(3)间层隔震。间层隔震是为了吸收地震的冲击余力而设置的，间层隔震的有效设置能够对震力进行再次削减，以达到降低地震对建筑的破坏作用。间层隔震一般都安装在原始结构层上，其实我国最早使用的的抗震措施，具有施工操作简单的优势。(4)悬挂隔震。悬挂隔震是通过悬挂的方式，将建筑物全部或部分结构脱离地面，从而在地震出现时，降低地面震动与建筑物之间的震力作用。目前，此种抗震措施多用于大型钢结构建筑当中，收到了较为不错的抗震效果。

2．2机敏减震支撑体系机敏减震支撑体系是集成现代科技技术的防震系统，其利用活塞运动的原理，对建筑结构进行设计。在地震灾害发生时，保证建筑结构中的内、外钢能够通过不断的滑动来消减地震的破坏力，减轻震力破坏和消耗地震作用力的传导。目前，这项技术还在不断的研究和完善当中，相信其很快就能够实现有效的应用，为建筑抗震设计水平的提升做出贡献。

2．3效能减震技术应用效能减震是实现对地震所产生动能的消耗，来减轻地震能的传导大小，从而降低其对建筑物的破坏程度。目前，在此技术方面一般采用消能器和阻尼器，两种器械都能够实现地震能量的有效消耗和吸收，减小震力对建筑主体的破坏，以达到对建筑主体结构安全、稳性定的保护。目前，效能减震技术在我国建筑防震设计中得到了有效的应用，其在新建筑的防震设计和旧建筑的抗震加固方面，都起到了良好的效果。

3总结

第9篇

建筑设计实质就是设计师在遵循美观实用等原则的前提下，根据建筑地区不同的情况进行综合利用，运用建筑学设计理论进行设计。就建筑学的设计理论而言，主要有两个体现部分：于建筑工程的结构设计；于建筑结构优化设计。房屋建筑工程结构优化设计包括了对内部结构细微部分的优化设计、对围护结构的优化设计、对房屋顶部的优化设计，还包括了工程造价方面对建筑造价的分析、对建筑物的受力分析以及对周围设施的布置等方面。房屋结构设计不仅需要在设计前期加以重视，还需要在施工和建设后期的关注。在进行具体建筑施工中，需要根据建筑的实际情况不断的改进方案选择最佳方案，将房屋建筑综合指数最佳的设计方案作为施工建筑的蓝本。现在的建筑设计环境对于设计人员来说是一项新的挑战和要求，因此，作为一个设计人员，要用于应对挑战，在设计的过程中不断的进行对比分析，从中选择出最优方案。在设计一些建筑的时候，设计师要根据自己学过的设计理论，在结合建筑当地的环境和建筑条件，遵循安全实用、大方美观、节省材料的原则，开展方案设计工作，从而达到房屋建筑的最佳效果。设计人员根据工程情况，在工程的过程中对方案进行具体设计和步骤的优化。在设计平面上，建筑物需要尽量保持对称，尽可能地缩小差异。

2.优化建筑结构设计的措施

2.1.本文结合大量的实践工作以及自己多年工作经验

总结出优化建筑结构设计的措施具体表现在以下几方面，下面，我们就来详细了解下。

第一，不断加强剪力墙的优化设计。其中连梁是剪力墙设计的重点，这就要求我们将联肢墙的应用重视起来，联肢墙是利用连梁之间的各个墙通过连接形成，把墙肢的约束条件增加了。这种设计不仅可以有效的提高建筑物抗震能力，还使墙体的各个部分得到了更多的内力，虽然在具体施工中会造成一定建材的浪费，但是其所取得的效果是显而易见的。另外，当我们对建筑结构进行设计的时候，还要在保证结构刚度和变形要求的同时，从经济方面和抗变形等角度进行综合的考虑，这样才能做到最优化。

2.2.第二，要求设计人员要重视细部的优化

设计人员在注重整体结构协调的同时，也经过将细部结构设计重视起来。如在现浇板设计工作中，我们可以将异形板划分为方形版，这样就可以使得建筑物受力均匀，避免日后出现断裂现象。如在建筑基础设计中我们应该选取冷轧钢筋作为材料，这样既可以提高建筑的抗震性能，又可以有效的减少钢筋使用数量，降低成本投入。

2.3.注重利用计算机技术

随着计算机技术的成熟发展，计算机技术已经广泛的应用到了建筑的结构设计中。通过建筑结构优化设计和计算机技术的结合，设计师利用计算机仿真的设计优化方法对建筑结构优化设计带来了很多新的思路。建筑设计师能够利用计算机软件建立各种便于分析的模型，并通过计算机的优化计算，为设计师提供精确的数据，最后达到建筑设计的优化。计算机技术的运用可以说把建筑结构优化设计这样一个工程的问题转变成一个数学的问题。特别对于大型的复杂的建筑结构设计中，计算其技术拥有人脑不可替代的优势。对于一些超高建筑的抗震、抗风等等设计问题，计算机技术的合理运用能够分析得到很多精确的数据，为建筑设计师在具体的设计中提供可靠的参考数据，可以大大提高建筑设计师的工作效率。

3.结语

第10篇

关键词:概念设计;建筑结构设计;应用

作为建筑工程项目开展中的一个重要环节，建筑结构设计不但会关系到建筑工程项目的顺利开展，而且还会影响到整个建筑工程质量。所以，相关单位要充分重视建筑结构设计工作，并且采取科学有效的方法有效提高建筑结构设计水平。在其中合理地运用概念设计方法，可以有效地优化建筑结构设计方案，提高建筑结构设计水平。因此，设计人员要在建筑结构设计中要积极、合理地运用概念设计方法。

1概念设计概述

所谓的概念设计即为在尚未经过数值计算，特别是在一些很难通过相关的规范制度做出明确规定或者是很难进行精确理性分析的问题当中，根据整体结构体系以及分体系彼此之间存在的力学关系、试验现象等总结获得的设计思想与设计原则，以此来从整体上来完成对建筑结构的总体规划与布置，有效管理与控制抗震细部方法等［1］。在建筑设计方案制定的时期，这一设计方法可以更加科学、合理地完成对结构体系的构思、建立以及选择等，进而能够获得更加准确以及概念清晰的方案，从而为后期的设计奠定坚实的基础，进而提升其经济性以及安全、可靠性。

2概念设计在结构设计中的重要作用

2．1有效弥补计算机设计中存在的缺陷

在采用计算机完成建筑结构设计方案的时候是会存在许多缺陷的，其无法正常完成方案初步设计工作。这是由于计算机设计往往会为设计师造成一定的错觉，会使得设计人员觉得计算机程序的运用简单易行，因此就会对计算机软件产生过度依赖的心理，于是就不会去专心地研究与学习结构概念的相关知识，进而影响到其设计能力的提升。另外，一些设计人员会存在一种习惯，即会在设计过程中应用分析程序。然而其却没有充分意识到假如采用正确的软件会使得设计效率与设计水平得到有效提升，而假如选择的软件是错误的，那么就会造成结构设计发生问题，会留下潜在的隐患。因此，为了能够有效弥补计算机设计存在的缺陷，那么就应该合理运用概念设计，要鼓励与引导设计人员积极地学习结构概念的相关知识，进而充分利用概念设计的基本原则制定出最为理想化的结构方案。

2．2有效优化结构设计

对于每位建筑设计人员而言，其都需要充分地了解与掌握结构概念。因为利用结构概念可以帮助其创造出新的灵感以及更加准确、清晰的思路，可以帮助设计人员在充分遵循正确设计基本原则的基础上，有效地防止概念混乱以及定性不正确等诸多问题的出现［2］。除此以外，工作人员在面对一些技术问题的时候，假如其可以充分了解概念设计，那么就能够准确地找到问题的原因所在，然后再采取科学、有效的方法解决问题。在当前实行的《建筑结构设计统一标准》当中就涉及到概念理论，而且标准中明确提出了一个围绕概念理论而制定的结构极限状态设计准则，这一种设计方法会更加科学、严谨，进而可以有效提高结构设计的完善性与可靠性，有效地实现结构设计方案的优化。

3概念设计在建筑结构设计中的应用策略

3．1在建筑场地选择中的应用

为了可以有效地提升建筑结构设计的有效性与科学性，那么就必须要做好建筑场地的选择工作，因为只有充分保证建筑场地的科学、合理性，那么才可以也使得后续建筑设计工作更加顺利地开展，有效地确保其工作价值的实现。因此，在选择建筑场地的过程中要合理应用概念设计。具体而言，必须充分注意以下要素:(1)地形因素。因为不同的地形也会对建筑结构产生不尽相同的影响，而且在大多数的情况下还会对其产生极大的制约，所以在开展建筑结构设计的过程中，必须要充分考虑到建筑结构设计的要求，考虑到建筑的实际情况，进而综合考虑选择出最为合适的地形。(2)地质因素。由于地质因素也会在很大程度上影响的建筑结构设计税票，特别是对基础结构设计具有较大的影响。因此，在选择建筑场地的过程中，需要积极地开展全面、科学合理的评估以及分析，进而充分确保施工场地的地质能够有效地满足建筑施工的要求［3］。(3)抗震性因素。由于抗震性也会在很大程度上影响到建筑结构设计水平，因为只有在充分确保建筑结构有着良好的抗震能力以后，那么才能够有效地确保建筑的使用安全。因此，在选择建筑场地的时候，也要合理地应用概念设计，进而尽量防止在在那些极易发生震动的地方开展建筑操作。

3．2在基础设计中的应用

建筑结构的设计人员根据建筑物的具体结构形式以及所处的地理位置，然后再充分遵循概念设计的基本原则，对基础设计类型进行选择。例如筏型基础以及箱型基础等等［4］。在具体采用箱型基础的过程中，需要充分确保建筑物的负载能力，可以及时、均匀地传递给地基，这样就能够对地基不均匀沉降现象产生有效地抵御作用，而且使其可以有效地完成对周围土体的协作互助，进而有效地提升建筑物的抗风以及抗震能力。在选择使用筏型基础的时候，就会使得建筑物上部结构存在着非常大的荷载。对于建筑而言，其具有非常小的承载能力，这一结构类型能够使得建筑物上部得到有效的分散，而且使得地基获得更大的承载能力，在此状况下就会使得极不均匀沉降现象得到了有效的避免。

3．3在高层结构设计中的应用

在受到水平负荷作用时候，会造成高层建筑结构侧移现象的发生，这是高层建筑设计的一个重点与难点问题，每位建筑设计工作人员都必须要给予充分重视。在具体开展结构设计工作的过程中，设计人员要充分遵循概念设计基本原则，不但要充分考虑相关的要求与标准，与此同时还必须要选择更加科学、合理的抗侧力体系，不但要对建筑物四周存在的其他建筑物的位置、结构等进行综合、全面的分析与考量，而且还要对这些建筑物对所要建设建筑物的风压布局所、造成的影响进行综合的考量［5］，进而要在具体开展结构设计的时候，采取有效的措施努力提升建筑物的竖向荷载及其抵抗力，要合理地运用概念设计基本原则，努力加强建筑结构的抗震力，使其能够保证平面结构的简单性以及规范性。总之，在当前科学技术快速发展的时代背景下，也使得我国建筑行业获得了跨越式的发展。然而，其在建筑结构设计方面还存在着诸多问题，那么为了能够有效地提升建筑结构设计水平，就应该合理地应用概念设计方法，以此来有效地提升结构设计的完善性与可靠性，有效弥补在结构设计中存在的问题，优化结构设计方案，有效促进建筑结构设计水平的不断提升。

作者:杨涛 单位:中信建筑设计研究总院有限公司

第11篇

关键词：建筑结构设计 常见问题 解决方法

中图分类号：TU3文献标识码： A

随着社会经济的不断高速发展,越来越多造型奇特、功能多样的建筑出现在我们的生活环境中, 建筑结构设计质量的优劣性与人们的生命财产安全有着直接重要的联系, 而高质量的建筑产品必是源自于科学、合理的建筑结构设计及施工标准程序之上。因此，我们必须正确认识到重视建筑结构设计中常见问题的重要性, 针对存在的一些问题, 本文就建筑结构设计中应该引起高度重视的几点与大家共同研究。

一、地基基础设计中常见问题及解决方法

（一）施工检测现状地貌与地质勘查报告不符

在近几年对诸多建筑工地施工现场技术检查中我们发现: 施工方具体施工工程与设计方的图纸与施工要求并不相符，主要表现在建筑施工方基本按设计图纸要求开挖建筑基槽，但是却经常出现在已达到设计要求深度时却还没有达到设计持力层或已经开挖过深。经调查了解，有的是地址勘察工作做的过早，经过较长时间，在勘察后建设方就已对原有要施工的场地进行了修缮平整，而设计方、施工方却并不知情；有的是因为施工场地土层复杂，土层变化较大，土层结构不稳定，但是勘察报告却没有完全准确、详细的对这种情况加以解释或注明该情况。

为了避免这一问题出现所带来的建筑施工问题，设计人员应该在开始进行基础设计时就及时向勘察部门、建设方、施工方详细了解这方面的准确信息，在设计阶段就尽量避免这种情况的出现，及时发现问题，与施工方良好沟通，杜绝出现安全隐患。

（二）忽视地质勘察报告中所报标高与总平面图设计图标高的对应关系问题

有些刚刚参加建筑设计的工作人员，没有具体的设计经验，对建筑设计中的一些关键问题不能很好处理。很多设计员在设计师不重视勘察报告中所提供的标高与建筑设计总平面图所标标高的对应关系，只简单的把勘察报告中所标示出的勘察时的地表面作为实际室外地坪，结果往往会造成基础实际出现错误重大或造成安全隐患，不利于建筑施工。对于建筑坐落于低洼、坡地等需要大量填挖土方进行平整的施工场地经常出现此类问题。

还有一种情况是设计师在进行基础设计时就没有根据建筑总平面图所要求的标高，将基础底标高和基础范围体现在详细的地址勘察报告中，就不能准确明白的察觉出基础设计师所存在的设计问题。

二、混凝土结构设计中常见问题及解决方法

（一）结构布置不合理，形状不规则

近些年来许多建筑设计只片面追求自身的建筑特点，却不考虑设计结构布置，出现了许多形状不规则的平面设计布置，同时很多结构设计人员在设计过程中不注意抗震方面的设计，不按《建筑抗震设计规范》的基础要求对平面不规则或竖向不规则的结构设计布置采用合适的计算模型计算，并不能对相关的计算参数进行有效调整，不也不针对性修改部分梁柱的计算结果，同时忽视也部分楼板的加强处理。

（二）计算构件实际受力所采用的模型和程序不合理

根据对剪力墙和楼板所假设的的模型化条件不同，目前最常采用的的多高层结构分析软件主要有以下三类1）薄壁柱模型；2）板-梁墙元模型；3）壳元，板壳墙元模型。不同的计算模型根据其自身特点有其不同的使用范围。通常使用的薄壁柱模型较多采用7个自由度（6个空间自由度和一个截面翘曲自由度）。当剪力墙的上下两截面形状变化较大或上下薄壁柱的形心产生了较大的差异时，即使6个空间自由度可以通过下端的水平刚域来进行调整装换，但第7个的翘曲自由度却无法做到连续。所以当剪力墙结构布置复杂，上下洞口分布不连续，特别是存在框支剪力墙时，就不能满足薄壁柱理论软件的基本假设。

即便设计人员选用了适合的结构计算软件计算所做工程计算模型的结构，但由于计算软件在编制过程中所做的各种假设条件可能会与结构中某些构建的实际受力状态不相符，这就可能导致某些局部构件的实际受力状态与计算的结果出现很大的误差，这使就十分需要结构设计人员根据自身的设计经验进行人工调整。但也有些设计人员由于过分相信计算机软件的计算结果，没有对具体构件的受力状态有很好的了解，缺乏对所用计算软件的适用条件的了解，就不会对计算机的计算结果进行调整而直接根据软件编制出建筑设计图，从而造成关键部分构件如梁、柱等的实配钢筋与其真实的受力状态不相符、浪费建设方的建筑资金、影响建筑安全度，这是就需要设计人员对软件计算的结果进行准确的判别，并针对不同的情况进行相应的有效调整。

三、砖混机构设计的常见问题及解决方法

（一）底框上砖房房屋的计算、绘图问题存在误差由于底框上砖房结构上刚下柔的特点，其对抗震的能力是十分有限的，这就要求建筑设计人员应在方案设计阶段就根据这类工程的具体特点，考虑下部柱网的布置并按要求进行平面布置。而实际设计施工过程中有些建筑设计人员却仅按普通住宅来进行平面布置，这就会给结构设计人员带来很大的难度。实际配筋时板顶筋，主梁、次梁上部筋的布置由于底框结构托墙梁受力大，配筋率高，钢筋直径比大等问题容易导致梁实际受力截面较计算截面出现削弱，这种情况下设计人员就应该根据建筑施工的实际情况来决定是否应在计算后进行手工调整。在画梁图时则应着重注意梁顶底面每层钢筋的排放数量，从而保证施工的质量，结构的安全。

（二）构造柱兼作承重柱用

构造柱在当今建筑设计中经常被作为承重柱使用，但这种作法会引起以下几个问题：

1、当构造柱作为承重柱使用时，就会导致构造柱提前受力，且当这种结构遭遇地震作用时，构造柱位置必然会形成应力集中，首先遭到破坏。这样构造柱非但起不到其应有的作用，反而会成为房屋结构安全中的一个薄弱的部位。

2、构造柱一般布置在地圈梁中，无另设基础，当构造柱兼作承重柱使用后，柱底基础的抗冲切、抗弯部及局部承压强度就不能满足要求。这时承重大梁下的柱子就应该按承重柱设计。但当梁上荷载和跨度都较小时，构造柱也可以布置于梁下，此时必须按不考虑构造柱作用下计算，经验算满足墙体的局部承压和抗弯强度来，方可在梁下布置构造柱。

（三）忽视了纵向框架只考虑横向框架

现行建筑抗震设计规范应按两个主轴方向分别计算水平地震作用，各方面所有的地震和用力应由该方向的抗侧力构件来承担。也就是说，在框架结构设计中，纵向框架与横向框架有着同样的重要地位。一些结构设计人员仅纵向地按普通的连续梁进行建筑设计，却忽视梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置不符合框架的构造要求。由于不考虑地震时的纵向作用力，在实际设计工程中经常会出现梁的支座负筋、跨中纵筋及箍筋的配筋置都出现不足。

（四）承重柱截面高度设计过小

许多结构设计人员误认为六度设防地震结构就是不设防，就图受力分析方便，故意将柱子的截面高度设计过小，使加大梁柱的线刚度。这样就把梁简化为铰支梁，柱就按轴心受压计算。虽然这种做法易于进行结构受力分析，但却忽略了梁柱间的刚结作用，加之柱截面的配筋都较小，这种结构一旦受力后，必然导致柱顶抗弯强度不足，柱子梁底附近就会出现一条或多条水平的裂缝，这样不但影响房屋的耐久性，也会引起住户的心理恐惧。当这样的结构一但遭遇地震时，毫无疑问将会倒塌，这就违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。

四、楼板设计常见问题及解决方法

（一）双向板有效高度取值存在误差

双向板会在横纵个方向均产生弯矩，因此双向板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放，短跨方向的跨中钢筋则应放在下面，长跨方向的跨中钢筋应置于短跨钢筋的上面，计算时应取两个方向的各自的有效高度进行计算。有的设计人员为图省事或对板受力认识不足，只取两上方向的有效高度进行配筋计算，导致长跨有效高度偏大，就会配筋降低，使结构构件存在严重质量隐患。

（二）对楼板受力状态认识不足

有些经验欠缺的建筑设计人员在设计时为了计算方便或对板的受力状态认识不到位，就简单地将双向板作用单向板进行计算。这就导致计算假定与实际受力状态不符，出现一个方向配筋过大，而另一方向仅按构造配筋，造成配筋严重不足的情况，进而致使板出现裂缝。

参考文献：

[1] 韩绍娟著：《建筑结构设计中的几个问的观点》，《辽宁建材》，2008年3期

第12篇

高层建筑的结构设计最开始出现的是比较简单的框架结构，随后又出现了钢筋混凝土构造的剪力墙结构，由框架部分与剪力墙部分共同作用的框剪结构，由筒体体系构成的筒体结构以及不同结构相结合而形成的组合结构和一些巨型结构(巨型梁结构、巨型柱结构等等)。这些结构各有受力特点，适用于高度不同的结构体系，不同建筑结构的选择也影响着后续的建筑结构设计。高层建筑的结构形式与工程施工、工程造价、建筑设备安装等诸多因素密切相关，所以结构设计时应该注意设计特点和设计要点。第一，高层建筑相对低层建筑整体上会导致受力增加，相对于竖直荷载，水平荷载地位提高，成为决定性因素，必须考虑基于水平荷载的建筑荷载能力，水平荷载主要包括地震和风荷载，高层建筑应该有更加优秀的抗震能力。第二，高层建筑的侧移是结构设计的重要因素，也是重要的控制指标。第三，高层建筑的柱中容易产生竖向变形，这会造成连续梁的长度变化和预制构件的下料长度变化，忽略轴向变形是潜在的危险因素。第四，高层建筑结构设计应注意有较大的结构延性，作为一种预防措施保证整体结构在高荷载作用产生巨大变形下不至于倒塌。

2高层建筑设计的一般原则

2．1关于高层建筑结构计算简图的选取原则在高层建筑的结构设计和受力分析过程当中，要进行相关的计算，而计算简图是进行结构设计计算的基础，所以计算简图的选取恰当与否关系着高层建筑的结构设计是否合理，也关系着高层建筑的使用是否安全可靠。在进行高层建筑结构计算简图的选取时，要特别的仔细认真，这样才能保证结构设计计算结果的可靠，保证高层建筑的安全建设和使用。同时，计算简图要有一定的构造措施和构造方法来保证安全，尤其是建筑节点在图纸上和实际中略有差别，必须保证计算简图的误差在允许的设计误差范围内。此外，设计工程师要仔细的分析软件计算的结果，避免因为不同计算软件的计算结果而造成比较大的计算偏差和失误。

2．2关于基础设计和建筑结构设计的方案选取原则高层建筑的基础比较深，基础设计要考虑多种因素。高层建筑的基础设计必须参考详细的地质勘探报告，然后结合地区的地质条件进行基础的合理设计。同时，采用哪种高层建筑的结构类型也影响着基础的设计工作，不同的建筑类型的荷载不同，高层建筑的基础设计必须与结构类型和荷载分布相一致。综合考虑各种因素来确定基础的设计工作的目的是使地基的稳定性能和承载能力发挥到最大。建筑结构的设计方案一般要满足两方面的要求，一是受力特性和建筑的力学性质的合理性，对于整个高层建筑的结构体系的受力和荷载要明确，力的分析与计算必须简单。二是要满足经济成本合理性的基本要求，建筑结构的设计方案直接决定了后续的施工方案的选取工作和施工设计，这个过程必须考虑整体建筑施工成本合理的要求。另外，高层建筑的结构设计方案也必须考虑当地的地质条件、地理地形条件、工程施工的要求、施工方案和建筑设备安装等具体的因素，在各种因素相互协调的情况下，确定结构设计的最优方案。

2．3关于计算结果正确性分析的原则随着计算机技术的不断进步，计算机应用软件不断地加入到高层建筑结构设计的分析计算当中，但是与建筑结构设计有关的软件的品种数量众多，不同的软件品种的计算方法、流程和编程实现方法不一定相同，导致了有关结构设计的计算结果存在着许多差异。设计工程师要正确认识和分析这些计算结果的差异，充分了解所采用的计算软件的计算范围和计算条件，要在仔细审核的基础上进行仔细的判断，排除人工数据输入的错误，才能够得出所需要的正确结果。

3高层建筑结构设计相关问题分析

3．1高层建筑的基础设计相关问题高层建筑的地基设计既是高层建筑结构设计的前提性工作，也是建筑设计师非常重视的一个问题。地基设计的重要性不言而喻，地基设计的质量直接影响着基础的类型选择和工程的造价。基础的设计工作包含了基础的类型设计和对地基的处理工作。地基类型的选择要考虑到上部结构的荷载、地基的承受荷载的能力以及工程的整体造价等因素，其中比较重要的是上部建筑荷载的准确计算和结构选型。另外在地基的设计和相关计算中一定要遵守国家规范和地方性规范，因为就全国来说，各地的地质条件差别很大，国家规范没有办法作出统一全面的规定，所以在地基的设计工作中要注意遵守地方性的设计规范的问题。

3．2高层建筑结构设计中的剪力墙设置问题高层建筑中的剪力墙的数量要求和位置的设置问题也是高层建筑结构设计的重要因素之一。第一，在现行的建筑规范中，具体描述了短肢剪力墙的定义问题，短肢剪力墙是指截面的高度和厚度的比在5－8的墙体，在具体的建筑应用中，短肢剪力墙的使用受到诸多限制，结构设计中应尽量少使用这种墙体结构，避免后续的设计上的诸多问题。第二，剪力墙的位置设置除了在建筑的两端以外，在建筑的纵向中轴线还应该增加剪力墙结构，并调整剪力墙中心的位置，合理设置厚度以及截面，使建筑的结果位移保持在合理的范围之内。

3．3高层建筑中的结构规则性问题关于高层建筑的结构设计的新旧质量规范在诸多问题的内容描述上都存在着一定的变化和改动，这主要体现在两个方面，第一，新的建筑规范中针对旧的建筑规范的高层建筑结构设计的规则性问题，增加了许多的限制条件，比如建筑结构设计中的平面规则性问题和结构嵌固端的刚度比问题。第二，新的建筑规范中采用强制性的条文规定了严重不规则的结构设计方案是不能采用的。所以，结构设计师要注意到新旧规范的的内容改动，严格遵守规定的限制条件，合理的规划自己的结构设计，避免为后续的施工设计和施工图的设计工作带来不必要的麻烦。

4结语

第13篇

传统的结构设计方法一个很大的局限在于所按照要求得到的截面并非是最佳截面，而且建设完成后的工程结构存在一些缺点，例如质量大、造价高等，这与其设计过程密不可分。一般而言，传统的结构设计遵循以下程序：参照——估计——分析——验算——调整。也就是所使用的设计方案是在已有工程设计实践经验的基础之上提出来的，之后，在从强度、刚度以及稳定性等多个方面采用力学分析的方式对其进行安全校核，如果验算结构不满足要求就要进行设计调整。然而该验算时所假定的计算模型难以保证合理，最后得到一组截面，在很大程度上取决于最初假定的误差程度，再者，设计时迫于时间及结构计算的复杂性往往决定了调整的次数是有限的，因而设计出的最终产品难以保证是最优的。而结构的优化设计虽然与传统的结构设计有一样的设计过程，但产品的良好性能、产品所具备的的高安全性以及高经济性是其设计的主要目的。并且产品的高经济性与高安全性是从结构的体积最小、质量最轻以及产品造价最低等三个方面进行衡量的。而且，结构优化设计的一个最大特点是对设计中出现的一系列问题按照数学规划的方式对其解决，然后再利用计算机，对众多方案进行比较，并从中选出最优的设计方案，这是传统设计过程所不能比拟的。框架一剪力墙结构以其良好的受力性和适用性在现代高层建筑领域中应用非常广泛。现阶段，随着建筑行业的快速发展，高层建筑物的数量只增不减，面对这种情况，框架—剪力墙结构的合理选择以及优化对降低造价、提高建筑质量有着重要的指导意义。然而目前在《高层建筑混凝土结构设计规程》中，对高层建筑的结构选型、合理布置等的相关规定尚未完善，存在一些不足，这就为高层框架结构的优化设计提供了充足的设计理由。

2.抗震性能的结构设计

首先，为了有效提高高层建筑的抗震性能，可以将剪力墙设计成四周有梁柱的并且带有边框的墙。主要是因为，边框墙可以使斜裂缝向相邻墙面扩展的现象得以避免，而且当墙板遭到破坏后，还看将其作为承重构件，起到承重的作用。除此之外，设计的边框还能够对因墙身通裂对边框梁柱而产生的附加剪力起到承载的作用。其次，对每肢墙的高宽比进行合理的控制。双肢墙或多肢墙的设计,可以使出现在结构竖缝和洞口连梁处的裂缝和屈服部位得到有效的控制，同时还能够降低其刚度，从而避免剪切破坏或者是底部墙体过早屈服现象的发生。最后，剪力墙的刚性连梁，其跨高比一般为1。当连梁的跨高比为5时，具有较好的延性和耗能，并且连梁两端相对竖向位移的延性系数都高于8，滞回曲线的饱满度也比较高；当跨高比降至1时，延性系数则也会随之降低，达到3，并且滞回曲线远远偏离饱满度，最终导致弯剪遭到破坏。因此，需要对其组成和构造进行相应的改进。即在梁高的一半位置处留一水平通缝，并在缝的上、下两侧各埋置一个开有椭圆形螺栓的钢板，最后用高强螺栓将两个钢板连结在一起，从而使连梁具有一定的“刚性”功能。如果在大震的作用下,导致两钢板有相对滑动现象的发生，此时就会使刚性桥梁工作时跨高比由1变为2，并且延性系数提高了3倍多。

3.高层框剪结构设计技术

在现阶段的高层建筑中，其结构设计大多采用高层框剪结构。该结构主要是由两部分组成，框架结构以及剪力墙结构。高层框剪结构在高层建筑结构中得到了广泛应用，主要是因为该种结构不仅具有较强的抗侧力刚度，还能为建筑的使用提供一个更大的平面空间。但是在对该结构进行设计的过程中出现的一些问题会导致结构方案存在缺陷,致使浪费现象严重。因此，在设计中应该对框剪结构的受力和变形特点引起高度的重视。高层框架结构主要是由梁柱线性杆件组成的。剪力墙和竖向悬臂弯曲结构相似,并且呈弯曲变形。在剪力墙结构中,所有抗侧力构件具有的抗弯曲刚度较大,并且侧移变形相同，其中水平力按其等效刚度EI比例进行分配。

4.高层建筑框剪结构的设计优化

第14篇

关键词：建筑结构设计问题

建筑设计是指建筑物在建造之前，设计者按照建设任务，把施工过程和使用过程中所存在的或可能发生的问题，事先作好通盘的设想，拟定好解决这些问题的办法、方案，用图纸和文件表达出来。作为备料、施工组织工作和各工种在制作、建造工作中互相配合协作的共同依据。便于整个工程得以在预定的投资限额范围内，按照周密考虑的预定方案，统一步调，顺利进行。并使建成的建筑物充分满足使用者和社会所期望的各种要求。

1.建筑结构设计的基本过程：

建筑结构设计大体可以分为结构方案、结构计算和施工图设计三个部分，下面分别对其进行介绍。

1.1 结构计算

荷载的计算荷载包括外部荷载和内部荷载上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。其次，构件的试算。根据计算出的荷载值，构造措施要求，使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。

1.2 设计方案

根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工程地质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系和受力构件。

1.3 施工图设计

内力的计算，根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算，包括弯矩，剪力，扭矩，轴心压力及拉力等等。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。

2.建筑结构设计常见问题：

建筑结构设计经常会出现一些技术上或者施工上的问题，下面介绍几个常见问题：

2.1 挑板问题

当基础形式处在天然地基和其他人工地基的坎上时，加挑板就可能采用天然地基；能降低整体沉降，当荷载偏心时，在特定部位设挑板，还可调整沉降差和整体倾斜；窗井部位可以认为是挑板上砌墙，不宜再出长挑板。从结构角度来讲，如果能出挑板，能调匀边跨底板钢筋，特别是当底板钢筋通长布置时，不会因边跨钢筋而加大整个底板的通长筋，较节约；出挑板后，能降低基底附加应力，虽然在计算时此处板并不应按挑板计算。当然此问题并不绝对，当有数层地下室，窗井横隔墙较密，当地下水位很高，出基础挑板，有利于解决抗浮问题；且横隔墙能与内部墙体连通时，可灵活考虑；从建筑角度讲，取消挑板，可方便柔性防水做法。

2.2 理论实践有差距

一般来说，梁板结构可认为是在梁的中心线上有一刚性支座，取消梁的概念，将梁板统一认为是一变截面板。关于梁、板的计算跨度 一般的手册或教科书上所讲的计算跨度，这些规定和概念仅适用于常规的结构设计，在应用日广的宽扁梁中是不合适的。柱子也可认为是超大截面梁，所以梁配筋时应取柱边弯距。在扁梁结构中，梁高比板厚大不了多少时，应将计算长度取至梁中心，及梁边弯距和板厚配筋，选梁中心处的弯距和梁厚，选取其中的最大值配筋。

2.3 关于回弹的问题

当坑底受到很大约束，基础较小，回弹可以忽略不计，在计算沉降时，应按基底附加应力计算。当基坑开挖时，摩擦角范围内的坑边的基底土受到约束，不反弹，坑中心的地基土反弹，回弹以弹性为主，回弹部分被人工清除。当基坑很大时，相对受到较小约束，计算沉降时应按基底压力计算，被坑边土约束的部分当做安全储备，这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一。

3.结构设计优化技术：

首先，对于同一建筑方案，可以有许多不同的结构布置设计；而判断只能在结构设计的一般规律指导下，根据工程实践经验进行，这便是前面所说的概念设计。刚度均匀、对称是减小地震在结构中产生不利影响的重要手段；延性设计则能有效地防止结构在地震作用下发生脆性破坏；多道设防思想能使建筑在特大地震作用下次要的构件先破坏，消耗一部分地震能量。因此，概念设计存在于设计师对多种备选方案进行选择的过程中。

其次，建筑设计过程中就应该未雨绸缪，从计算及构造等各个方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施，不利于抗震的作法则应尽量避免。确定了结构布置的建筑物，即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法；分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是惟一的：建筑物细部的处理更是不尽相同，这些问题是计算机无法完全解决的，都需要设计人员自己作出判断。这些抗震设防思想在整个设计过程中都应该作为概念设计的重要指导思想。

最后，结构设计优化方法和技术的应用具体体现在房屋屋工程分部结构的优化设计和工程结构房总体的优化设计两方面。其中房屋工程分部结构的优化设计包括：基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。对以上几个方面的优化设计还包含选型、布置、受力分析、造价分析等内容，并应在满足设计规范和使用要求的前提下，结合具体工程的实际情况，围绕其综合经济效益的目标进行结构优化设计。

第15篇

【关键词]】建筑结构设计：常见问题：解决措施：分析

随着时代的进步， 我国建筑行业的发展在一定程度上对社会的进步以及经济的发展都有着直接的影响， 使人们的生活居住环境得到了相对有效的改善。但是， 随着人们日益提高的物质文化需求， 人们对建筑结构设计方面的要求也越来越高。另外，在建筑行业发展的过程中， 依旧有许多的问题存在，相关人员在对建筑结构设计的过程中要注意对问题进行合理设计和解决。笔者结合自身的工作经验， 简要介绍了建筑结构设计中容易出现的一些问题。

一 、建筑结构设计的基本内容

1.建筑结构设计程序

在对建筑物进行设计的过程中， 要对其进行充分的考虑， 其相关的设计主要包括， 结构设计、电气设计、建筑设计、给排水设计以及暖气通风设计等。其中， 在对这些设计开展的过程中， 要注意对美观、功能、环保以及经济等方面的要求进行严格遵守。另外， 建筑物对自身所具有的使用功能进行发挥的基础条件就是建筑结构， 其在建筑物的设计过程中占有极为重要的作用。

2.建筑结构的分类

在建筑结构设计中， 可以根据不同的划分标准对建筑结构进行分类。从建筑物的高度和层数上进行划分， 主要分为单层、高层、多层以及超高层的建筑物； 从建筑物实际的使用性能的方面进行划分，主要分为民用建筑和工业建筑； 从建筑物在施工建筑的过程中所使用材料方面进行划分， 可以分为砌体结构、钢结构、混合结构、木结构以及混凝土结构等； 最后， 还可以从建筑物结构形式的方面进行划分， 主要划分为剪力墙结构、排架结构、大路结、筒体结构以及框架机构等。

3.建筑结构的设计原则

在对建筑物进行建筑结构设计的过程中， 要注意对经济、适用、安全、便于施工以及美观等方面的原则进行遵守， 优秀的建筑结构设计通常是这五个方面的完美结合。在设计的过程中， 要对传统的设计方式进行一定程度的改革， 减少其中无用浮夸的成分， 增加建筑物的实用性； 还要注意对建筑物的质量进行严格的把关， 使建筑物的质量得到保证，从而使居住者的人身安全得到保证。

在对建筑物建筑结构进行设计的过程中， 要注意在设计方案中对科学进行贯彻落实， 使投入资金得到一定程度的节省； 还应在设计中对美学原理进行合理融入， 从而使建筑物的观赏性得到一定的保障。最后， 要注意对建筑物的实际情况进行全面考虑， 保证相关的结构设计具有可想性， 从而使施工难度降低。

二、建筑结构设计中常见的问题与解决措施

1.地梁中存在的问题

在对建筑结构进行施工的过程中， 地梁中的问题是普遍存在的， 地梁作为建筑中的关键， 对建筑的整体结构都有着重要的影响。因此， 相关人员在对地梁问题进行处理的过程中， 要注意对其进行小心处理。在建筑结构中， 地梁是与基础相连的， 具有拉接的作用， 可以在一定程度上对基础中不均匀沉降的问题具有调节作用。另外， 在基础被埋的比较深的时候， 使用地梁还能对其框架柱的计算高度进行降低， 在一定情况下影响着其内力分析。

为了使地梁问题得到较好的解决， 相关人员通常会对以下两种方法进行采用。

其一， 就是把结构设计中的地梁当做是一层框架梁进行计算， 忽略地基土所带来的影响， 用框架柱承载筑全部荷载， 但是， 这样的处理方法在实际操作的过程中具有相当大的难度。

其二， 在设计的过程中把地梁单独隔出来， 不参与对结构框架的整体计算， 在不计地梁弯矩的影响下使地梁的剪力传给框架柱， 这样的方法具有一定的合理性， 有利于在实际施工中的应用。

2.伸缩缝中存在的问题

对在建筑物进行结构设计的过程中， 混凝土在一定情况下会根据温度的变化出现收缩情况， 从而导致混凝土竖直和水平方向的墙面产生变形。而且，在对建筑物进行设计的时候， 对混凝土的变化很难进行相对精确的计算， 这以现象就导致了按弹性结构计算出的值严重大于内力。因此， 相关人员在设计的过程中， 针对这一现象采取了相应的措施， 在房屋的长度超过一定的范围时， 按照要求规范对伸缩缝进行建设。

但是， 伸缩缝会在一定程度上对建筑物的美观造成影响， 所以， 有些建筑物不建设伸缩缝。

针对这一情况进行探讨分析， 在对混凝土进行运用的过程中， 可以对其进行设置后浇带， 还有一种方法就是在混凝土中添加一定量的为膨胀剂， 从而使温度而导致的收缩应力得到一定程度的减少。在建筑物的实际施工过程中， 相关人员通常习惯将两种方法进行结合， 从而使综合效果得到提高。

3.钢筋锚固中存在的问题

随着时代的发展， 建筑行业也得到了相应的发展， 其中， 钢筋建筑混凝土框架的应用越来越广泛，其对整个建筑的结构都有着直接的影响。在对建筑结构进行实际设计过程中， 其建筑的剪力墙的厚度达不到相关的要求， 从而导致钢筋水平锚固的具体长度也达不到相关的要求。而且， 这个问题还得不到相关人员的重视， 从而导致钢筋扎帮的困难以及混凝土浇捣的条件达不到等情况的发生。在对这一问题进行解决的过程中， 相关人员需要在剪力墙中对暗梁进行设置， 把框架梁在纵向钢筋锚入暗梁之中， 从而使其达到相关的要求规范。

三、有效防护建筑钢结构

对建筑钢结构进行必要的防护工作也是确保建筑工程顺利进行的重要环节之一。对钢结构进行防护主要有两种情况，第一种是防止建筑钢结构被腐蚀，第二是防止建筑钢结构出现火灾等恶劣现象。钢结构由于材质的特殊性很容易被腐蚀，因此可以在其表面喷射一定的涂料，并明确除锈的等级，去肉包涂料的材质和涂层厚度，使得能够对钢结构进行彻底的除锈，提高钢结构的使用寿命。另一方面，还必须做好钢结构的防火工作，严格按照耐火等级以及建筑不同构件的耐火极限对钢结构进行设计，并且对钢结构采取隔热防护措施也是十分必要的。通过这种方式可以极大的起到防火的作用。另外，在对钢结构进行设计的过程中，还应该提高钢结构的抗震能力。与传统的混凝土建筑相比，钢结构建筑并没有对抗震等级进行划分，而是按照设防烈度对钢结构进行科学而合理的设计，充分重视板件的宽厚比是否符合一定的比例，只有这样，才能使得建筑工程的安全性和稳定性得到保障，为人们提供舒适的住宅环境，提高建筑工程的质量。

四、结语

综上所述， 随着人们的经济水平以及生活水平大幅度的提升， 人们对住房的需求也越来越高， 从而使我国的建筑行业得到了相应的发展。在建筑施工的过程中， 要注意对建筑结构施工设计工作的重视， 对设计水平进行最大程度的提高， 对经济、安全、适用、便于施工以及美观等原则进行严格遵守，从而使人们的生活水平得到一定的质量保证， 促进建筑行业的科学持续发展观。

参考文献

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