導(dǎo)語：如何才能寫好一篇建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全問題是所有從事結(jié)構(gòu)設(shè)計與研究的人們一生都要面對的問題，本文作者結(jié)合自己的工程設(shè)計實踐，簡述了當(dāng)代建筑師的設(shè)計思維對結(jié)構(gòu)設(shè)計安全所提出來的挑戰(zhàn)，并且，通過一個結(jié)構(gòu)設(shè)計師對當(dāng)今建筑設(shè)計潮流的感悟與認(rèn)識，提出了保障結(jié)構(gòu)設(shè)計安全所必須堅持的基本原則。文章最后，對參與當(dāng)代中國結(jié)構(gòu)設(shè)計實踐的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作者們提出了一些期望。

關(guān)鍵詞建筑表達(dá)結(jié)構(gòu)設(shè)計安全建筑情感爭議結(jié)構(gòu)設(shè)計實踐

■前言

一段時間以來，由法國巴黎戴高樂機場2E侯機廳通道部分倒塌事故引起的對結(jié)構(gòu)安全問題的討論成為業(yè)界甚至各種傳媒的熱門話題，由之引起的對國家大劇院以及各奧運在建項目進行結(jié)構(gòu)安全再認(rèn)識的聲音也不時傳起。特別是對正在設(shè)計施工中的奧運項目，按照政府決策部門的意見，建設(shè)單位組織結(jié)構(gòu)有關(guān)專家逐個項目地進行了更為嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)設(shè)計安全評估。

結(jié)構(gòu)設(shè)計安全是我們所有從事結(jié)構(gòu)設(shè)計與研究工作者必須面對和回答的問題，巴黎戴高樂機場事故是結(jié)構(gòu)在其設(shè)計使用壽命初期（投入運營一年），在常規(guī)荷載作用（沒有恐怖襲擊、沒有惡劣的區(qū)域突發(fā)自然災(zāi)害）的情況下發(fā)生的，就是說，一定是在結(jié)構(gòu)設(shè)計或施工的某個環(huán)節(jié)給結(jié)構(gòu)留下了致命的內(nèi)部缺陷才造成的，這一缺陷既可能是結(jié)構(gòu)設(shè)計理論方面的，也可能是結(jié)構(gòu)設(shè)計構(gòu)造方面的，既可能是結(jié)構(gòu)材料使用方面的，還可能是建造過程中的施工質(zhì)量控制方面的，等等。無論什么原因，這種結(jié)構(gòu)破壞形態(tài)都是結(jié)構(gòu)設(shè)計原則所不允許的，引起我們的警覺也是應(yīng)該的。

另一方面，我們也還是應(yīng)該理性地、科學(xué)地、全面地分析和把握結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全問題。其實，追溯人類改造自然、改造世界的歷史足跡，我們還是有理由對當(dāng)代結(jié)構(gòu)設(shè)計理論和建造技術(shù)的發(fā)展水平感到自豪的。雖然我們現(xiàn)在感覺是越來越累，越來越難，但是在力學(xué)和材料科學(xué)發(fā)展的有力支撐下，我們所從事的結(jié)構(gòu)設(shè)計與建造技術(shù)的發(fā)展還是基本上滿足了那些滿腦子求新求奇，求高求廣的所謂當(dāng)代建筑師的表達(dá)欲望與需求的。

■世界上沒有自由的結(jié)構(gòu)設(shè)計師，但假如沒有我們，也就沒有建筑表達(dá)的自由

建筑師設(shè)計東西，無非表達(dá)兩種需求，一種是傳統(tǒng)意義上的功能需求，另外一種就是表達(dá)建筑情感，或者說是通過建筑表達(dá)情感。這種情感表達(dá)方面的需求可能是來自公眾的，也可能是來自政府或領(lǐng)導(dǎo)意志的，還可能就是直接來自建筑師的美學(xué)修為的。建筑師可以利用建筑特有的元素，比如建筑材料的材質(zhì)、裝飾材料的色彩等進行其建筑情感的表達(dá)，但是這種表達(dá)的效果和能力是有限的，建筑師更重要的手段則是借助結(jié)構(gòu)的能力完成這一表達(dá)需求，從這個意義上說，建筑師豐富的想象力既給結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了課題、帶來了挑戰(zhàn)，同時也就給結(jié)構(gòu)工程師帶來了風(fēng)險。

國家大劇院超大超深的地下結(jié)構(gòu)體量，橢球拋物面殼體屋頂和圍繞殼體的環(huán)形水池都是安得魯實現(xiàn)其劇院功能需求與其情感表達(dá)需求的手法和元素。為了在不超越人民大會堂的限定高度內(nèi)，完成劇場功能對豎向尺度的需求，“深入地下”是其自然的（也許是無奈的）選擇；橢球拋物面殼體屋頂罩住其下的三個功能劇場是建筑師進行區(qū)域空間整和的一種手段，在這塊區(qū)域上的建筑物進行這樣的整和處理我認(rèn)為是必要的；建筑師設(shè)置環(huán)形水池的目的在于其制造區(qū)域?qū)庫o氣氛的需要，這種建筑情感表達(dá)上的需求也是必要的。

國家大劇院總平面圖

同樣的，在建的國家體育場（簡稱“鳥巢”）以及國家游泳中心（簡稱“水立方”）等標(biāo)志性建筑，她們不單單是承載著滿足舉辦奧運會各單項體育功能方面的需求，也還要承載著通過其“別樣”的建筑形象來表達(dá)全國人民百年奧運夢想成真的情感需求，承載著要為最出色的一屆奧運會留下最出色的“建筑遺產(chǎn)”的使命。

自然的，建筑師是無法單獨承擔(dān)這樣的使命的，必須依靠結(jié)構(gòu)工程師的支持來實現(xiàn)其“特別”的表達(dá)需求?；蛘哒f，結(jié)構(gòu)工程師在這個時侯是沒有選擇的自由的，只有絞盡腦汁為建筑師的這種需求尋找“解決方案”，于是，百年之前的理論物理學(xué)命題“泡沫理論”被結(jié)構(gòu)師拿來經(jīng)過有趣的數(shù)學(xué)變換，最終成了表達(dá)建筑師“看似無序的水分子結(jié)構(gòu)”的最好載體。

國家游泳中心總平面圖

■建筑結(jié)構(gòu)形式的爭議多半不是“好與不好”的問題，而是“值與不值”的問題

為了滿足建筑師們的“浪漫”需求，在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成方式無能為力的時候，結(jié)構(gòu)設(shè)計師就必須探索新的、非傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成方式。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的基本形式，可以說已經(jīng)被我們認(rèn)識的差不多了，但是，這種說法只是限于基本體系，并不意味著創(chuàng)造新的結(jié)構(gòu)形態(tài)可能性的減少，在擁有無限多樣的物種的豐富多彩的世界里，限定結(jié)構(gòu)形態(tài)的類型顯然是不恰當(dāng)?shù)摹?/p>

結(jié)構(gòu)工程師的任務(wù)就是在既要保證結(jié)構(gòu)安全同時又要滿足建筑美學(xué)需求的杠桿上尋找一個平衡點。只是，世界上終究沒有免費的午餐，當(dāng)各種或是張揚的、或是陌生的結(jié)構(gòu)形態(tài)出現(xiàn)的時候，在結(jié)構(gòu)材料科學(xué)還沒有長足的發(fā)展的時候，在我們還不得不用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)材料去實現(xiàn)這樣一個個“浪漫”的需求的時候，對結(jié)構(gòu)安全的關(guān)注也就從來沒有象現(xiàn)在這樣引起一端又一端的“爭議”。

從一個結(jié)構(gòu)設(shè)計與研究工作者的角度看待這些“爭議”，我認(rèn)為很多時候我們是可以在力學(xué)或規(guī)范的原則內(nèi)尋找到這個“平衡點”的，隨后的問題是，這會要我們付出多大的“代價”，或者說要我們支付多大的“結(jié)構(gòu)成本”？我認(rèn)為對這個我們要支付的成本“值與不值”的不同看法是對建筑結(jié)構(gòu)形式“爭議”的焦點問題。

其實，作為一個結(jié)構(gòu)工程師，常常是不能判斷建筑的形象與情感“效益”與結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的“成本”之間到底誰高誰底的，因為前者是很難量化的。我們所能做的就是在保證建筑功能與美學(xué)需求的諸種可選擇的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)方式中找到成本較低的解決方案。

國家游泳中心南北剖面圖

國家大劇院南北剖面圖

例如，在國家大劇院工程結(jié)構(gòu)的第一輪初步設(shè)計時，法國ADP公司確定的結(jié)構(gòu)底板的頂面標(biāo)高為-26.0米，這個標(biāo)高受到了中國建筑與結(jié)構(gòu)工程師的質(zhì)疑，如此深的基槽，且不說開挖與降水的成本會很高，結(jié)構(gòu)壽命期內(nèi)的抗浮設(shè)計成本更是一項很大的投入，為此，我們建議在保證其建筑功能需要的前提下，盡可能提高建筑底面標(biāo)高，法方在修改后的初步設(shè)計中將這一標(biāo)高提高到了-22.0米。

與上述情形相反，國家游泳中心工程的建筑設(shè)計由于采用了ETFE雙層充氣膜，這種膜材的造價很高，所以，在相對深挖（增加基礎(chǔ)開挖與結(jié)構(gòu)抗浮成本）和抬升建筑總高度（增加圍護膜材的用量）的比較選擇中建筑師完全依賴的就是綜合成本最小化的原則。

■結(jié)構(gòu)工程師要給浪漫的建筑師和建筑師的浪漫設(shè)定一條底線

作為一名結(jié)構(gòu)工程師，我們還應(yīng)該清醒地認(rèn)識到，結(jié)構(gòu)科學(xué)和材料科學(xué)的發(fā)展遠(yuǎn)沒有達(dá)到可以令建筑師們的“浪漫思維”無約無束的境地。在實際結(jié)構(gòu)的建造過程中影響結(jié)構(gòu)安全的因素眾多，一方面，建筑結(jié)構(gòu)理論歸根結(jié)底是一門實驗科學(xué)，理論與實際的偏差不可避免，另一方面，建造技術(shù)的發(fā)展水平和區(qū)域差異以及施工質(zhì)量控制等等方面的諸多因素，都會給實際建造完成的建筑結(jié)構(gòu)安全性能帶來某種程度的不確定性。

所以，建筑師們在通過建筑表達(dá)其美學(xué)或情感需求的時候，結(jié)構(gòu)工程師們還是要給他們設(shè)定一條底線。這條底線不僅依賴于當(dāng)代人類對自然界的認(rèn)識水平，而且還依賴于現(xiàn)代結(jié)構(gòu)技術(shù)與材料科學(xué)的發(fā)展水平，依賴于結(jié)構(gòu)分析技術(shù)的發(fā)展水平。在某種程度上，我們可以允許他們突破某些“規(guī)范”條文的底線，但是不能允許他們突破“基本力學(xué)準(zhǔn)則”的底線。尤其是當(dāng)我們面對國外建筑師的時候，這一點做起來很難，譬如在和安德魯?shù)姆▏鳤DP團隊合作設(shè)計國家大劇院的過程中，我們就經(jīng)歷了多次的“爭執(zhí)與說服”的過程。

國家游泳中心的設(shè)計過程也給了我們很多啟示，在建筑師浪漫的創(chuàng)意和結(jié)構(gòu)的可實現(xiàn)之間還是有較長的一段路要走的，因此，我們投入很多精力進行了這種新型多面體空間鋼框架結(jié)構(gòu)的試驗研究，最終才可以保證這種結(jié)構(gòu)的安全、可靠。

鋼骨架結(jié)構(gòu)效果

ETFE充氣枕結(jié)構(gòu)

■不能認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計安全與結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)造性是永遠(yuǎn)的矛盾

實際上，對結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性的憂慮往往會束縛住我們結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)造性探索的步伐，雖然這種憂慮不是多余的。發(fā)生巴黎機場結(jié)構(gòu)倒塌事故后，我們聽到的幾乎都是對安德魯主持設(shè)計的建筑的一片懷疑之聲，結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師們，尤其是從事重要公共建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的工程師們更是增添了更多的謹(jǐn)慎與小心。

我認(rèn)為，結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務(wù)始終是：按照建筑的功能與美學(xué)需求確定安全、合理的結(jié)構(gòu)體系；進而依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所確定的原則對結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)與結(jié)構(gòu)抗力進行符合結(jié)構(gòu)實際工作條件（性能）的分析；最終應(yīng)做到在規(guī)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限內(nèi)，在現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的各種荷載作用下，所設(shè)計的結(jié)構(gòu)是安全可靠、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進的。

為了實現(xiàn)這樣的使命，對結(jié)構(gòu)設(shè)計安全的自始至終的關(guān)切無疑是必要的，另一方面，結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)造性不但是當(dāng)今建筑設(shè)計發(fā)展的必然要求，同時也是結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)自身發(fā)展的要求。國家大劇院、國家體育場、國家游泳中心以及新中央電視臺等建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的創(chuàng)造性探索可以為我們跟蹤當(dāng)今世界先進的結(jié)構(gòu)設(shè)計理念提供一些線索，也可以讓我們檢視一下很多經(jīng)驗的、傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計思維是否還適應(yīng)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)展的要求。

“水立方”內(nèi)外效果圖

篇2

煤炭工業(yè)中的建筑是煤礦生產(chǎn)需要配置的設(shè)施，具有多方面的用途，對結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計能夠在綜合建筑各方面需要的同時強化建設(shè)的合理性，使煤炭工業(yè)建筑的綜合效應(yīng)達(dá)到最大化。建筑的實際建設(shè)完成，必須有整體的規(guī)劃，結(jié)構(gòu)設(shè)計既起到了對建筑的規(guī)劃作用，并實現(xiàn)了與煤炭工業(yè)特點的結(jié)合，使建筑與工業(yè)相適應(yīng)，增強建筑的價值體現(xiàn)。通過設(shè)計方案的對比，形成最優(yōu)設(shè)計方案，能夠降低建設(shè)成本，在性能上也更加有技術(shù)保障，同時各項建筑指標(biāo)的達(dá)成，也確保了建筑的安全性，滿足了煤炭工業(yè)的生產(chǎn)要求。隨著煤炭工業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，煤礦生產(chǎn)方式不斷發(fā)生新變化，煤炭工業(yè)建筑理念也在不斷更新，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠及時運用最新的理念，加以體現(xiàn)到具體的施工建設(shè)當(dāng)中，確保煤炭工業(yè)建筑的現(xiàn)代性，使其適應(yīng)生產(chǎn)，保障礦區(qū)的人身安全和財產(chǎn)安全[2]。

2煤炭工業(yè)礦井建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的改進措施

煤炭工業(yè)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計必須體現(xiàn)安全性，因而其設(shè)計要求較一般的建筑設(shè)計高出很多，同時由于以往建筑設(shè)計對功能、安全等指標(biāo)的過于注重，而忽視了其他方面的考慮，使得設(shè)計上存在一些問題，需要在具體設(shè)計中加以改進，以實現(xiàn)更高的發(fā)展要求。

2.1明確建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計指標(biāo)，建立標(biāo)準(zhǔn)模型

煤炭工業(yè)建筑設(shè)計的成型由各項具有重要作用的指標(biāo)數(shù)據(jù)決定，這也是在設(shè)計中的重要參考依據(jù)，對設(shè)計方案的最終完成有著重大影響[3]。建筑設(shè)計的各項參數(shù)包括目標(biāo)參數(shù)、控制參數(shù)等的設(shè)定都要結(jié)合煤礦的實際情況，將波動幅度小的參數(shù)選擇出來，作為指標(biāo)形成參照標(biāo)準(zhǔn)，能夠在設(shè)計中更加精準(zhǔn)地得出與目標(biāo)參數(shù)相符的數(shù)據(jù)。在設(shè)計中，建筑材料以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸、面積等指標(biāo)需要在建設(shè)前設(shè)定出來，對各項參數(shù)前處理。相似的函數(shù)應(yīng)當(dāng)設(shè)計多組，以便在比較中找出最優(yōu)化的方案。通過函數(shù)分析煤炭工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，為工程建設(shè)最大限度地節(jié)省了時間、材料等。同時，建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全性與使用年限等的硬性規(guī)定，設(shè)計要權(quán)衡約束條件，結(jié)合力學(xué)等科學(xué)確定架構(gòu)的剛性、結(jié)構(gòu)形變限度等，確保符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)設(shè)計各項重要指標(biāo)都確定之后，以此為參考建立標(biāo)準(zhǔn)模型，使結(jié)構(gòu)設(shè)計更加直觀化，有助于煤炭工業(yè)建筑的最終建設(shè)。

2.2綜合計算數(shù)據(jù)，選擇最佳設(shè)計方案

煤炭工業(yè)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計除了龐雜的數(shù)據(jù)確定外，還設(shè)計多項計算程序的運行，這也是改進設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)[4]。由于煤炭工業(yè)建筑要求高，變量復(fù)雜，多種設(shè)計條件在其中需要綜合考慮，因而對其進行數(shù)據(jù)的計算，以實現(xiàn)建筑建構(gòu)的精確化。在計算當(dāng)中，結(jié)合實際需要，采取不同方法對數(shù)據(jù)進行演算，轉(zhuǎn)化約束條件，節(jié)省時間，恰當(dāng)?shù)挠嬎惴绞侥軌蛲苿映绦虻淖顑?yōu)化，使其用途更加齊全，運行更加高效，多個小程序的有機組合，形成程序的綜合化，使結(jié)構(gòu)設(shè)計更有保障。通過程序的運算，結(jié)合計算結(jié)果，在模型的矯正下，根據(jù)現(xiàn)實要求，選擇煤炭工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計最佳的方案。通過對這個方案進行可行性的評估以及安全性等的結(jié)合，進行具體實施建設(shè)。同時，在以往建設(shè)中對煤礦建筑美觀因素考慮不足的具體情況下，將外觀等參數(shù)置入計算當(dāng)中，在方案中加以體現(xiàn)，從而提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的人性化。

2.3綜合分析計算結(jié)果，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量

由于在結(jié)構(gòu)設(shè)計中參數(shù)的復(fù)雜性，導(dǎo)致計算結(jié)果也多樣化，主要的設(shè)計人員要將計算結(jié)論加以統(tǒng)計，進行綜合分析，通過各個設(shè)計方案優(yōu)劣的比對，形成科學(xué)的認(rèn)識[5]。在此基礎(chǔ)上，從多個角度抓住方案細(xì)節(jié)，分析異同點，避免因疏忽而遺漏了關(guān)鍵點，致使出現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計的漏洞。煤炭工業(yè)的建筑建設(shè)是一項綜合的工程，需要動用大量的資源，因此，設(shè)計上必須精益求精，在考慮節(jié)省成本的同時，對建設(shè)技術(shù)也要相應(yīng)地加以改進。通過對數(shù)據(jù)計算結(jié)果的綜合分析，設(shè)計方案的比對，消除了建設(shè)中的各項弊端，使結(jié)構(gòu)設(shè)計更加趨于科學(xué)性，從而保證了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量，為設(shè)計的優(yōu)化提供了重要的保障。

3結(jié)語

篇3

我國當(dāng)前主要通過常微分方程求解器對高層建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)進行分析。高層建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)常微分方程求解器功能強大，自適應(yīng)求解效果非常好，可以有效滿足對用戶進行預(yù)先解答，提高解答的精度，降低解答指定的誤差限。當(dāng)前我國在高層建筑結(jié)構(gòu)分析通過對常微分方程求解器的應(yīng)用，有效實現(xiàn)了對高層建筑結(jié)構(gòu)樓板變形時的動力計算、穩(wěn)定計算和靜力計算，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的整體分析和處理。建筑人員通過使用常微分方程求解器的分析，有效降低了在進行高層建筑結(jié)構(gòu)分析時的處理量，降低了高層建筑結(jié)構(gòu)分析中的方程組數(shù)，有效提高運算效果，從本質(zhì)上實現(xiàn)了對建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

在對高層建筑結(jié)構(gòu)常微分方程求解器進行深入研究的過程中，清華大學(xué)教授包世華和袁駟有效提高了常微分方程求解器的應(yīng)用，實現(xiàn)了對常微分方程求解器的深化研究。袁駟教授利用有限元技術(shù)，對偏微分方程的半離散化進行控制，有效實現(xiàn)了對常微分方程組的求解，提高了對結(jié)構(gòu)線性函數(shù)的應(yīng)用。通過常微分方程求解器的直接求解，對有限元線進行實際應(yīng)用，有效對一般力學(xué)問題進行計算，在很大程度上提高了一般力學(xué)問題的計算效果。而包世華教授對半解析-微分方程求解器方法進行分析深化，有效將半解析-微分方程求解器方法應(yīng)用到高層建筑結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)靜力、動力、穩(wěn)定性的分析驗證中，提高了對高層建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)分析的效果。

2高層建筑結(jié)構(gòu)彈塑性動力分析方法

高層建筑結(jié)構(gòu)彈塑性動力分析方法在高層建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)分析中又被稱為時程法。高層建筑結(jié)構(gòu)彈塑性動力分析方法主要是對地震波直接輸入結(jié)構(gòu)，完成結(jié)構(gòu)的彈塑性性能分析。這種方法要求結(jié)構(gòu)力學(xué)分析人員建立專門結(jié)構(gòu)彈塑性恢復(fù)性動力方程，通過逐步積分法實現(xiàn)對地震過程中速度、加速度、位移等的時程變化，完成對建筑結(jié)構(gòu)的描述。高層建筑結(jié)構(gòu)彈塑性動力分析方法對建筑結(jié)構(gòu)在強震的作用下彈性及非彈性階段的內(nèi)力變化進行深入研究，有效對高層建筑構(gòu)件可能出現(xiàn)的損壞、開裂、屈服、倒塌進行分析，提高建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)的分析效果。當(dāng)前在國內(nèi)的高層建筑結(jié)構(gòu)彈塑性動力分析方法主要輸入地震波為隨機人工地震波，結(jié)構(gòu)模型的計算多采取層模型。除此之外，高層建筑結(jié)構(gòu)彈塑性動力分析方法還加大了對樓板結(jié)構(gòu)變形的分析，使用并列多質(zhì)點計算模型進行計算，對高層建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動和評議進行研究，有效提高了對土體、基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)耦合振動的模擬效果。

近年來我國還高層建筑結(jié)構(gòu)彈塑性動力分析方法中對扭轉(zhuǎn)振動進行分析，取得顯著進展。高層建筑結(jié)構(gòu)彈塑性動力分析方法能夠有效對高層建筑結(jié)構(gòu)中存在的薄弱環(huán)節(jié)進行分析，提高對結(jié)構(gòu)延展性、變形的實際分析效果。高層建筑結(jié)構(gòu)彈塑性動力分析方法預(yù)計的破壞形態(tài)與實際地震的破壞效果非常接近，有效對地震危害進行防護處理，提高了高層建筑結(jié)構(gòu)的防震效果。但是當(dāng)前對高層建筑結(jié)構(gòu)彈塑性動力分析方法的整體看法不一。部分人員認(rèn)為采取大型高速計算機對典型地震波進行分析；但是部分人員認(rèn)為典型地震波本身不一定能代表真正的地震，因此在進行研究的過程中要對研究算法進行簡化，對近似方法進行研究。隨著高層建筑結(jié)構(gòu)彈塑性動力分析方法的逐漸發(fā)展，越來越多國家在進行高層建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)分析的過程中開始對地震波根據(jù)實際情況進行選取，模擬效果大幅提高。

3基于最優(yōu)化理論的結(jié)構(gòu)分析方法

基于最優(yōu)化理論的結(jié)構(gòu)分析方法主要是通過數(shù)學(xué)上的最優(yōu)化理論及計算機技術(shù)實現(xiàn)對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的一種新方法?；谧顑?yōu)化理論的結(jié)構(gòu)分析方法有效實現(xiàn)了對結(jié)構(gòu)設(shè)計的被動分析道主動設(shè)計的轉(zhuǎn)變，提高了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的靈活性，對設(shè)計具有非常好的促進效果?；谧顑?yōu)化理論的結(jié)構(gòu)分析方法對空間的要求較為嚴(yán)格，設(shè)計過程中要保證以最小的質(zhì)量產(chǎn)生最大的剛度。因此，設(shè)計人員要對框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻進行充分分析，實現(xiàn)墻體的優(yōu)化布置和數(shù)量選取，提高基于最優(yōu)化理論的結(jié)構(gòu)分力學(xué)析效果。基于最優(yōu)化理論的結(jié)構(gòu)分析方法中要求保證適度的剛度，對剛度要進行嚴(yán)格控制。尤其是在分析剪力墻與地震作用的時，要對剪力墻剛度進行優(yōu)化設(shè)計，確保建立正確的最優(yōu)化剛度模型，提高基于最優(yōu)化理論的結(jié)構(gòu)分析方法的模型實際應(yīng)用效果。目前我國的基于最優(yōu)化理論的結(jié)構(gòu)分析方法發(fā)展還不全面，在進行單位建筑面積上剪力墻慣性矩度量指標(biāo)設(shè)計的過程中還存在較多問題。我國的基于最優(yōu)化理論的結(jié)構(gòu)分析方法仍處於研究和發(fā)展階段。高層建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)分析人員要對基于最優(yōu)化理論的結(jié)構(gòu)分析方法中的數(shù)學(xué)模型進行深入研究，對剪力墻最優(yōu)剛度進行有效分析，從本質(zhì)上提高數(shù)據(jù)分析處理效果，拓寬基于最優(yōu)化理論的結(jié)構(gòu)分析方法的應(yīng)用前景。

4基于分區(qū)廣義變分原理與分區(qū)混合有限元的分析方法

在進行分區(qū)的過程中，高層建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)分析人員要對有限元進行全面分型。有限元中雜交元和非協(xié)調(diào)元的發(fā)展在很大程度上促進了分區(qū)廣義變分原理的發(fā)展，為分區(qū)廣義變分原理奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。清華大學(xué)龍馭球教授對分區(qū)廣義變分原理進行研究，實現(xiàn)了對分區(qū)廣義變分原理的深化。龍馭球教授的分區(qū)混合有限元法將分區(qū)廣義變分原理進行拓展，實現(xiàn)了繼位移法、雜交元法之后的改革和完善。分區(qū)混合有限元法對彈性體分類，對勢能區(qū)使用位移單元能量分析，將結(jié)點位移作為基本未知量。而余能區(qū)使用應(yīng)力單元，將結(jié)構(gòu)應(yīng)力函數(shù)作為基本未知量，實現(xiàn)對能量項的交界面附加。分區(qū)混合有限元法在滿足位移和力的基礎(chǔ)上保證了位移的連續(xù)和收斂性，有效對總能量泛函駐值分區(qū)混合進行方程選取。分區(qū)混合有限元法適應(yīng)性非常強，分區(qū)較為靈活，在很大程度上保證了函數(shù)的收斂性，對高層建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)的分析具有非常好的促進效果。

篇4

1.1學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，學(xué)習(xí)興趣不夠?qū)τ诟呗殞W(xué)生而言，一般基礎(chǔ)比較薄弱，特別是高等數(shù)學(xué)及工程力學(xué)是建筑結(jié)構(gòu)課程學(xué)生的基礎(chǔ)課程，有些學(xué)生這兩門課的基礎(chǔ)很差，又缺乏工程經(jīng)驗，學(xué)習(xí)建筑結(jié)構(gòu)就有很大的難度，其后果是直接導(dǎo)致部分學(xué)生畏難情緒嚴(yán)重，甚至厭學(xué)。同時，學(xué)生的學(xué)習(xí)目的不夠明確，學(xué)習(xí)過程中缺乏主動性，只做被動接受知識，缺乏思考，無法應(yīng)用。

1.2教師教學(xué)方法單一，反思調(diào)整不及時教師主要是為完成教學(xué)任務(wù)，在目前各高職院校強化動手能力，采取2+1學(xué)習(xí)方式，即2年在校內(nèi)學(xué)習(xí)理論知識，1年校外實習(xí)，這樣學(xué)生的理論課學(xué)習(xí)課時數(shù)就有所減少，若還按原來傳統(tǒng)的教學(xué)模式，采用滿堂灌的方式，在有限的時間內(nèi)將全部知識都傳授給學(xué)生；甚至有些教師試圖通過多媒體授課，將大量的知識信息放到課件中，不停給學(xué)生展示，學(xué)生根本來不及思考就硬性地接受，可想而知，這樣得到的知識無法應(yīng)用到實踐中。

1.3重視理論學(xué)習(xí)，缺乏動手能力建筑結(jié)構(gòu)課程理論性與實踐性都很強，傳統(tǒng)做法是將全部理論知識講授給學(xué)生，而學(xué)生動手參與設(shè)計能力的培養(yǎng)較少，很多學(xué)生課程學(xué)得不錯，但不會應(yīng)用，真正進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，就無從下手，高分低能現(xiàn)象比較嚴(yán)重。

1.4教學(xué)內(nèi)容更新較慢新時期的高職教學(xué)理念是培養(yǎng)高技能人才，因此在教學(xué)內(nèi)容上也應(yīng)適應(yīng)技能培養(yǎng)方面的調(diào)整，但教材更新還達(dá)不到這個要求，很多課本上還沒有體現(xiàn)設(shè)計理念。

2以設(shè)計為導(dǎo)向的建筑結(jié)構(gòu)課程教學(xué)方法

2.1引入以設(shè)計案例為導(dǎo)向的教學(xué)模式根據(jù)高職高專以就業(yè)為導(dǎo)向的辦學(xué)理念，改革課程教學(xué)體系，突出以實踐教學(xué)為重點的相關(guān)內(nèi)容，針對不同就業(yè)崗位群，將建筑結(jié)構(gòu)各章節(jié)內(nèi)容歸納整理成各具體的、切合實際的工程設(shè)計案例。即將課程內(nèi)容項目化，將項目分解成各任務(wù)，針對不同任務(wù)對應(yīng)于實際工程案例，各案例均來自工程設(shè)計任務(wù)。每當(dāng)學(xué)生完成一個項目課程，就能針對該課程項目完成一項實際工程中的設(shè)計任務(wù)，將教材中單一算例用工程設(shè)計案例來代替，避免學(xué)生學(xué)習(xí)課程時的盲目性，即所學(xué)知其所用，真正調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，通過真正的工程設(shè)計案例，更好地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)建筑結(jié)構(gòu)課程理論，促進學(xué)生主動思維，培養(yǎng)學(xué)生以設(shè)計為導(dǎo)向的建筑課程教學(xué)模式，更好地為學(xué)生走向工作崗位提供保障。

2.2以設(shè)計案例為向?qū)У慕虒W(xué)方法與教學(xué)手段改革傳統(tǒng)教學(xué)方法是以教師課解為中心，學(xué)生被動接受知識。課堂上主要是教師唱主角，學(xué)生缺乏參與熱情，有的學(xué)生上課無精打采，甚至上課玩手機，根本聽不下去課。以設(shè)計為導(dǎo)向的教學(xué)方法就是要轉(zhuǎn)變這種狀況，授課以學(xué)生為中心，學(xué)生參與到課堂的教學(xué)中，每個學(xué)生都是承擔(dān)設(shè)計案例的設(shè)計者，完成一堂課的教學(xué)需要由學(xué)生、主講教師、設(shè)計室及實訓(xùn)中心多個方面配合完成。由于建筑結(jié)構(gòu)課程是以設(shè)計為主的，其教學(xué)目的也是要讓學(xué)生掌握工程結(jié)構(gòu)設(shè)計理念，達(dá)到進行結(jié)構(gòu)設(shè)計及能識讀工程結(jié)構(gòu)施工圖。那么為了達(dá)到這上目標(biāo)，有設(shè)計室參與到教學(xué)中是最好不過的了，因為可以通過設(shè)計室的實際工程項目作為授課的直接案例，這部分列入教師備課教案的一部分，每次課教針對相關(guān)內(nèi)容進行案例布置，當(dāng)然這需要教師通過事先將學(xué)生分組形式，將本次課程內(nèi)容分組布置成設(shè)計任務(wù)，學(xué)生要完成設(shè)計任務(wù)需要掌握的理論知識，就是學(xué)生要主動探究的內(nèi)容。教師可以借助于多媒體演示以及建筑結(jié)構(gòu)模型實訓(xùn)室，讓學(xué)生參與到理論知識學(xué)習(xí)中來，如設(shè)計任務(wù)解決需要的理論依據(jù)、設(shè)計原理、計算公式、公式的適用條件、以及設(shè)計規(guī)范等，學(xué)生都會感興趣，此時教師講授這部分知識，恰好與學(xué)生探究的知識達(dá)到一致，教與學(xué)的互動效果也達(dá)到了統(tǒng)一。同時充分利用實訓(xùn)室的教學(xué)條件，實現(xiàn)講課、實訓(xùn)一體化。學(xué)生所學(xué)到的理論知識，通過實訓(xùn)室模型，達(dá)到了理論與實踐的結(jié)合，學(xué)生的工程設(shè)計成果，交由設(shè)計室參與評定，這樣能給學(xué)生營造出一種真實的工程設(shè)計氛圍，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生被動學(xué)習(xí)變成了主動學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效果也就體現(xiàn)出來了。

2.3以設(shè)計案例為導(dǎo)向的學(xué)生成績評定以設(shè)計案例為導(dǎo)向的教學(xué)方法，需要從根本上改變以往的期末一次考試定成績的方法。既然強調(diào)設(shè)計，那么考核方法重在設(shè)計過程的考核，通過考核及時了解學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對理論知識的認(rèn)知程度、對實踐知識的掌握程度，每個設(shè)計任務(wù)完成情況、設(shè)計方案的取舍、小組學(xué)生的協(xié)調(diào)配合等都能很好地反映出來，這樣通過各小組對比，以及設(shè)計任務(wù)完成的時間、質(zhì)量，根據(jù)事先確定的學(xué)習(xí)過程考核細(xì)則，可以對學(xué)生學(xué)習(xí)過程進行綜合評定。

3結(jié)語

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關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計規(guī)范;結(jié)構(gòu)設(shè)計

隨著國民經(jīng)濟的快速增長，建筑行業(yè)也得到了巨大的發(fā)展控制，隨著房屋建筑從單層、多層朝著高層建筑發(fā)展，房屋結(jié)構(gòu)形式也逐漸變得多樣與復(fù)雜。但是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的問題依然無法得到有效規(guī)避，至今都影響著房屋建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與安全。所以，解決房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題所具有的現(xiàn)實意義不容忽視。

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題的原因分析

1.1 由于過于籠統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，導(dǎo)致設(shè)計人員在理解上出現(xiàn)了差異

業(yè)內(nèi)人士都清楚，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，都需要參照《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》、《荷載規(guī)范》、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進行系統(tǒng)的研究分析。但是在實際的操作過程中，卻發(fā)現(xiàn)這一類型的綱領(lǐng)非?；\統(tǒng)，沒有將規(guī)范表達(dá)細(xì)致，導(dǎo)致設(shè)計人員在進行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時由于對設(shè)計因素的量化從而產(chǎn)生困難。特別是隨著現(xiàn)代化理念的改革以及科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，這一類屬于綱領(lǐng)性的規(guī)范就很到滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計面面俱到的要求。對于這一類規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的理解，設(shè)計人員也是“仁者見仁，智者見智”，使得理解上出現(xiàn)了過多的偏差，這樣對設(shè)計出來的作品質(zhì)量也會產(chǎn)生不同程度的影響。

1.2 設(shè)計人員盲目的結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而導(dǎo)致惡性循環(huán)出現(xiàn)

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，由于設(shè)計人員自身的主觀原因或是客觀原因，就很可能造成結(jié)構(gòu)設(shè)計上過于盲目，從而出現(xiàn)惡性循環(huán)?？紤]到社會大眾對房屋建筑結(jié)構(gòu)要求的提升，及房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特殊性，科學(xué)、合理的設(shè)計理念就顯得尤為重要。但是，在實際的設(shè)計過程中，大多數(shù)設(shè)計人員在設(shè)計中常常會用到“大約”二字。比如：在使用附加鋼筋時，出于對建筑整體牢固性的考慮，很多設(shè)計人員會設(shè)置附加鋼筋。但是在設(shè)計過程中卻沒有在腦海中內(nèi)化科學(xué)的設(shè)計理念，由于只有通過力學(xué)的分析之后，才能夠科學(xué)地設(shè)置附加鋼筋。如果沒有通過力學(xué)分析，僅僅依靠自身的經(jīng)驗，就會大大提升設(shè)計的盲目性，這樣不僅會導(dǎo)致附加鋼筋出現(xiàn)不必要的浪費現(xiàn)象，同時還會出現(xiàn)意識上的錯誤，影響到后續(xù)的設(shè)計。

2 地基與基礎(chǔ)方面

由于多層房屋建筑沒有是事先進行地質(zhì)勘察，無法取得詳細(xì)的勘察報告，在施工圖紙設(shè)計僅僅是依靠建設(shè)單位的口頭闡述或者是參照附近建筑物的基礎(chǔ)資料。想要做到地基與基礎(chǔ)設(shè)計的合理性、安全性、適用性，設(shè)計人員就需要對地質(zhì)勘察資料進行系統(tǒng)分析，對基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)進行綜合統(tǒng)一的分析，僅僅憑借地基承載力這一項數(shù)據(jù)不僅缺乏安全性，而且也欠缺完整性。當(dāng)然，也不能盲目地認(rèn)為將地基承載力的特征值取小一點就可以做到?jīng)]有缺陷了，這些都是需要規(guī)避的。

對于軟弱地基通過換土墊層法進行處理，完全憑借經(jīng)驗，沒有考慮到換土墊層的設(shè)計。由于設(shè)計人員沒有認(rèn)識到軟弱地基所造成的危害，在承載力的提升上僅僅是簡單地采用砂石墊層。因此，首先需要對墊層的厚度與寬度加以計算，驗算軟弱下臥層，才能確保其安全性與經(jīng)濟性。

在房屋建筑的中柱設(shè)計中，基礎(chǔ)與梁的負(fù)荷都沒有按照荷載規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進行基表。在多層房屋建筑的設(shè)計中，在計算基礎(chǔ)、梁、柱的負(fù)荷時，只有按照現(xiàn)行的荷載規(guī)范乘以有關(guān)荷載組合相應(yīng)的分項系數(shù)才能確保荷載值的準(zhǔn)確性。

3 上部結(jié)構(gòu)方面

3.1 梁

做好框剪結(jié)構(gòu)連梁的設(shè)計對于房屋建筑整體結(jié)構(gòu)而言非常重要，但是很多結(jié)構(gòu)設(shè)計上卻是忽略了這一點。重視程度、認(rèn)識程度的不足，都是影響其設(shè)計的因素之一。簡單來說，連梁就是連接兩片剪力墻，一旦遇到了中大地震時，就會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，起到一定的耗能作用，以此讓建筑物具有一定延性的梁。只有滿足這一要求，才能夠稱之為連梁，或者說我們在設(shè)計上才能夠讓其按照連梁進行設(shè)計。

3.2 板

在設(shè)計上，由于對板受力狀態(tài)的認(rèn)識度不夠或是為了方便計算，就會講雙向板當(dāng)作單向板來計算。這樣的計算假定就會與實際狀態(tài)存在差異，就容易出現(xiàn)配筋不足，導(dǎo)致板出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象。因此，在設(shè)計上，不能憑借主觀意愿，方便計算，避免一個方向的配筋過大，另一個方向僅僅按照構(gòu)造配筋的情況出現(xiàn)。當(dāng)板承受線荷載時對彎矩的計算。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，一般都會講一些非承重隔墻設(shè)置在樓板上，因此，在設(shè)計大樓板時就會將該部分的線荷載換算成為等效的均布荷載之后，再對板的配筋加以計算。但是在設(shè)計中，要注意避免出現(xiàn)將隔墻綜合再除以板總面積這種情況。

雙向板有效高度取值相對偏大。在兩個方向上，雙向板都會有彎矩產(chǎn)生，所以，雙向板跨當(dāng)中的正彎矩鋼筋都是縱橫疊放的。其中，短跨方向的跨中鋼筋應(yīng)當(dāng)放置于下部位置，長跨方向的跨中鋼筋就應(yīng)當(dāng)放置在短跨鋼筋的上部，在計算時也需要應(yīng)用兩個方向上的有效高度，一般來說，短向方向的有效高度都要比長向方向的大。在設(shè)計中，要注意避免設(shè)計人員沒有充分認(rèn)識到板的受力或是圖省事的情況出現(xiàn)，避免為結(jié)構(gòu)構(gòu)件埋下質(zhì)量隱患。

3.3 柱

一般來說，在6 度抗震設(shè)防區(qū)常常會出現(xiàn)承重柱截面高度設(shè)計過小的情況。很多房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員誤以為6 度設(shè)防區(qū)域就不用考慮設(shè)防，為了方便受力分析，設(shè)計人員估計將柱子截面高度設(shè)計的過小，這樣能夠增大梁柱的線剛度比，在計算簡圖中將梁柱節(jié)點簡化為鉸支，將梁簡化成為鉸支梁，梁柱也按照軸心受壓來進行計算，雖然這樣對于接受受力分析很簡單，但是卻忽視了這樣會給房屋結(jié)構(gòu)埋下質(zhì)量隱患，這主要是因為忽略了梁柱之間的剛結(jié)作用，也就是將柱對梁的約束彎矩忽略了，再加上柱截面配筋一般都不會很大，一旦結(jié)構(gòu)受力，柱頂抗彎剛度必定就會存在不足的情況，這樣在梁底附近的柱子就會出現(xiàn)一條又一條的水平裂縫，從而有塑性鉸的形成。

4 目前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題與策略

4.1 建筑物超高問題

高層建筑物最明顯的特征就是樓層多，建筑物本身高。但是，隨著建筑物高度的不斷加大，在抗震性能和建筑質(zhì)量方面都面臨著更嚴(yán)峻的問題。出于高層建筑抗震性能的較高需要，建筑規(guī)范對建筑物的高度作出了嚴(yán)格的規(guī)定，在高度設(shè)計方面要確保滿足抗震的實際需要。在目前的高層建筑市場中，仍然存在著嚴(yán)重的超高問題。針對建筑物的超高問題，建筑規(guī)范逐漸將限制的高度設(shè)為A 級高度，還在一定程度上細(xì)化了高度規(guī)則，增加了B 級高度。這種較為明細(xì)化的建筑物高度規(guī)范使得高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法和措施有了一定的改進。

4.2 短肢剪力墻設(shè)置問題

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，需要重視短肢剪力墻設(shè)置問題。在我國新的建筑規(guī)范中，明確規(guī)定了短肢剪力墻的定義，也對短肢剪力墻的使用作出了相關(guān)限制。短肢剪力墻是指建筑物墻肢截面的高度比和厚度比在5～8 的墻，根據(jù)實際經(jīng)驗和相關(guān)數(shù)據(jù)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該盡量使用短肢剪力墻。

5 結(jié)語

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，只有嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)與構(gòu)造要求，才能夠避免設(shè)計出現(xiàn)質(zhì)量隱患，才能促進房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加趨于完善。

參考文獻(xiàn)

[1]張磊.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中常見問題探討[J].中國城市經(jīng)濟，2011（24）.

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關(guān)鍵詞: 建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計；安全性

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性的必要性

在現(xiàn)在的社會經(jīng)濟不斷發(fā)展的狀況下，加強建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計相對較為重要，簡單的說也就是保障建筑使用的安全與實用，以下對其進行說明。

1．1 加強建筑結(jié)構(gòu)安全性的必要性

首先建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計安全程度將對工程的質(zhì)量以及造價產(chǎn)生直接的影響。由此，就應(yīng)該加強建筑結(jié)構(gòu)的安全性，這對建筑的施工以及使用都是至關(guān)重要的。近幾年，我國的發(fā)展逐漸加快，人們的生活水平也得到大幅度的提高，人們對建筑的要求也逐漸的提高，這也就必須要加強建筑設(shè)計的安全性，以此來保障人們生活的穩(wěn)定與健康發(fā)展。此外，建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性的提升，也可以在一定的程度上促進建筑行業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代化的建筑結(jié)構(gòu)在進行設(shè)計的過程當(dāng)中對風(fēng)格等外在形態(tài)較為重視，這就要求在建筑材料以及施工的過程中對安全性進行控制，在保障外觀的美化與建筑質(zhì)量的基礎(chǔ)上，注重建筑的安全性。

1．2 建筑結(jié)構(gòu)安全性的重要性

由于近幾年我國的建筑行業(yè)發(fā)展較為迅速，對各個方面的控制與管理也逐漸的趨于完善，這就要求加強對結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制，因為建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計是工程施工的基礎(chǔ)與依據(jù)，因此，建筑的設(shè)計安全就是工程施工安全以及建筑質(zhì)量的前提。由此可見，建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計安全是工程的關(guān)鍵，這也在一定的程度上體現(xiàn)出工程造價的管理。在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程當(dāng)中，應(yīng)保障設(shè)計的科學(xué)化與合理化，以此來為人民營造一個較為舒適的生活環(huán)境，也可以對自然災(zāi)害進行抵御，可以確保建筑無論在何種環(huán)境下都應(yīng)具有安全性以及穩(wěn)定性。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

雖然我國的建筑行業(yè)逐漸的趨于穩(wěn)定化的發(fā)展，但在對結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中仍然存在一系列的問題，以下對其進行分析說明。

2．1 抗震性相對較低

我國的相關(guān)法律法規(guī)對建筑的設(shè)計進行規(guī)范，明確要求建筑應(yīng)具有一定的抗震性，而在實際的建筑過程當(dāng)中，大部分的抗震性沒有達(dá)到國家的要求，就從近幾年我國出現(xiàn)的地震來看，大部分的建筑物都沒有滿足國家的抗震標(biāo)準(zhǔn)，這也就對人民的人身以及財產(chǎn)產(chǎn)生一定的安全威脅。同時，相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對建筑的抗震性認(rèn)識不到位，所以在對建筑進行設(shè)計的過程當(dāng)中也就沒有對這一問題進行考慮，將其流于形式。由于我國的范圍較廣，各個區(qū)域之間有其獨有的特點，所以在對建筑物的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程當(dāng)中，應(yīng)保障設(shè)計人員對地區(qū)的狀況進行充分的了解，并按照不同的特點進行設(shè)計。

2．2 設(shè)計的過程中出現(xiàn)偷工減料

隨著市場經(jīng)濟的轉(zhuǎn)變，建筑行業(yè)的競爭較為激烈，這也就造成部分的建筑類商家為了獲取更大的經(jīng)濟效益，在對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程當(dāng)中出現(xiàn)以次充好，偷工減料的狀況，以下對其進行說明: 首先，有的建筑企業(yè)為了獲取更大的經(jīng)濟利益，節(jié)約成本，在對建筑的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程當(dāng)中，對成本過于克扣，對建筑的安全以及質(zhì)量并不重視，這也就為建筑的使用造成了一定的安全威脅，例如在對鋼筋進行配筋的過程當(dāng)中偷工減料，導(dǎo)致其使用的期限較短，并且容易出現(xiàn)變形。

2．3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理

對建筑進行設(shè)計的過程由于設(shè)計單位的員工經(jīng)驗的不足或者是員工的專業(yè)技能水平較差的原因，也就導(dǎo)致對建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)不合理、不科學(xué)的狀況，這在一定的程度上會直接影響建筑的正常使用，為建筑埋下安全隱患。同時也有的設(shè)計人員對外觀過于重視，在進行設(shè)計的過程當(dāng)中明知道建筑公司對外觀的要求是行不通的，但為了利益，沒有提出異議，這也就導(dǎo)致建筑的危險性，雖然這一狀況在設(shè)計單位相對較少，但仍是存在的。此外，由于設(shè)計人員的素質(zhì)相對較低，對現(xiàn)代化的建筑設(shè)計知識并沒有進行專業(yè)化的培訓(xùn)，也就導(dǎo)致其對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計存在一定的風(fēng)險。

3 如何提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平

對建筑的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計是工程施工的前提，也是工程的關(guān)鍵工序，這就應(yīng)該加強對設(shè)計的重視，從設(shè)計中來加強建筑的安全性，保障設(shè)計的安全以及實用性，更好地為人民服務(wù)。以下對建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的不足之處進行改善，加強建筑的安全性建設(shè)。

3．1 嚴(yán)格遵守建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范

想要加強建筑的質(zhì)量，并保障建筑的安全問題，就應(yīng)該按照我國對建筑行業(yè)的法律法規(guī)來對結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，加強建筑的質(zhì)量。國家對建筑設(shè)計的規(guī)范不僅是從技術(shù)上，而且是從各個方面對其進行控制，具有一定的強制性，這可以對建筑市場進行規(guī)范，對建筑設(shè)計單位進行約束。隨著近幾年建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，相應(yīng)的法律法規(guī)在不斷的實踐過程中逐漸的趨于完善化發(fā)展，建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計師在進行設(shè)計的過程中也逐漸的向著規(guī)范化的方向發(fā)展。同時，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的不規(guī)范，不合理的行為應(yīng)進行監(jiān)督，并采取相應(yīng)的獎勵措施來鼓勵相關(guān)的人員進行舉報，降低安全隱患發(fā)生的可能性，加強建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性。

3．2 提高建筑設(shè)計的抗震性

在進行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程當(dāng)中，應(yīng)保障建筑的抗震性達(dá)到國家的要求與標(biāo)準(zhǔn)，并要求相關(guān)的人員對工作認(rèn)真負(fù)責(zé)。同時對我國近幾年所發(fā)生的地震區(qū)域的建筑物進行分析，對抗震因素進行了解，保障建筑物可以對自然災(zāi)害進行抵抗，保障建筑物的安全性發(fā)展。此外，相關(guān)的設(shè)計人員應(yīng)對建筑物的抗震性進行了解與掌握，并對其有足夠程度的重視。

3．3 加強設(shè)計師的質(zhì)量意識

對建設(shè)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計是一項相對較為復(fù)雜的工作，這就對設(shè)計師有一定的要求，對理論知識、工作態(tài)度、創(chuàng)新思維以及實踐經(jīng)驗等方面都應(yīng)進行嚴(yán)格的把關(guān)。同時，還要求設(shè)計師對相應(yīng)的法律法規(guī)進行了解，并做到按規(guī)范設(shè)計，在保障結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的前提下，加強設(shè)計的安全性。此外，還要求設(shè)計師有良好的學(xué)習(xí)能力，加強對新事物的學(xué)習(xí)與接受，并對建筑中的抗震進行正確的認(rèn)識，確保建筑的安全。

3．4 提高設(shè)計人員的專業(yè)水平

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展逐漸的加快，相應(yīng)的規(guī)范也在不斷的完善，但現(xiàn)代化的建筑設(shè)計與傳統(tǒng)的建筑有著很大的區(qū)別，這就要求相關(guān)的設(shè)計人員的專業(yè)技能水平較高。由于科技的發(fā)展逐漸的加快，信息化的技術(shù)水平發(fā)展較快，在建筑行業(yè)中也逐漸的融入了先進的技術(shù)，但是有很多的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作人員對先進的技術(shù)不能進行熟練的使用，這也就阻礙了先進技術(shù)的應(yīng)用，并在一定的程度上阻礙了建筑行業(yè)的發(fā)展與進步。由此，就應(yīng)該在設(shè)計單位定期的進行培訓(xùn)與教育，加強設(shè)計人員的相關(guān)技能水平，促進建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全，建設(shè)一批高素質(zhì)、專業(yè)化的設(shè)計隊伍，以此來加強我國建筑行業(yè)的發(fā)展。

4 結(jié)語

隨著我國的發(fā)展，建筑行業(yè)的安全與質(zhì)量逐漸的受到重視，由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是影響建筑安全性的主要原因，所以應(yīng)該對其進行有效的控制。雖然建筑行業(yè)的發(fā)展逐漸的趨于完善，但仍存在著一定的不足之處，對建筑的安全性帶來一定的影響。

參考文獻(xiàn):

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［2］ 周超． 試論如何在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中提高建筑的安全性［J］． 建材與裝飾，2013( 3) : 36-38．

篇7

關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能；外墻外保溫；保溫隔熱

1保溫隔熱材料設(shè)計原理

保溫隔熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為基層處理-保溫隔熱層-抗裂保護層-飾面層?；鶎犹幚恚焊鶕?jù)不同建筑基體表面情況分別采用相應(yīng)的處理方式，包括采用普通水泥砂漿找平、聚合物水泥灰漿拉毛或者不處理。以聚苯為主要原材料來生產(chǎn)保溫隔熱材料在世界各地均比較盛行，產(chǎn)品形式主要有聚苯板、聚苯復(fù)合材料、聚苯乙烯顆粒等，其中聚苯板目前使用比較多。然而，聚苯板不適合外形不規(guī)則的建筑部位保溫，聚苯板之間粘結(jié)處易開裂，聚苯板與罩面砂漿親和力差，綜合成本較高，因而使用受到限制。將聚苯乙烯顆粒與膠粉料混合制成的不定型涂抹式保溫隔熱材料可以克服聚苯板的這些不足。膠粉聚苯顆粒保溫隔熱灰漿設(shè)計主要考慮原則如下：

(1)對聚苯乙烯泡沫顆粒的級配(粒徑為2-5mm，容重為20-30kg/m3)、以及它和膠凝材料的配比的優(yōu)化設(shè)計，使得此材料的密度、導(dǎo)熱系數(shù)、蓄熱系數(shù)、收縮率以及強度等各性能指標(biāo)都得到了優(yōu)化。

(2)添加了硅鋁玻璃空心球體料(比表面積為400-1500m2/kg，球體粒徑為5m-60m，氧化硅的含量在50%以上)，它和聚苯乙烯泡沫顆粒都屬于輕質(zhì)多孔材料，起到了保溫隔熱作用；另外，“滾珠效應(yīng)”改善了材料的和易性、整體性，一次施工達(dá)4cm以上，并且不需二次找平，顯著提高了施工效率。

(3)由于外加劑的作用，引入了1%-5%的氣泡，隔斷了熱傳輸通道，既達(dá)到了保溫隔熱的效果，也起到了保水的效果，提高了水泥水化程度，增強了保溫層的強度。

(4)主要原料是廢舊聚苯乙烯泡沫，既利用再生資源，又減少了白色污染，所以此灰漿材料既是很好的環(huán)保產(chǎn)品，也很大程度的節(jié)約了資源。

(5)采用干粉料預(yù)混合干拌技術(shù)與聚苯泡沫顆粒分裝工藝，現(xiàn)場只需按比例加水?dāng)嚢杓纯墒┕?，解決了傳統(tǒng)工藝中生產(chǎn)攪拌期長、運輸成本高、存放周期短、現(xiàn)場配料計量不準(zhǔn)確、施工不方便等技術(shù)經(jīng)濟問題。

2抗裂砂漿設(shè)計原理

隨著國家墻體材料的革新和節(jié)能建筑推廣應(yīng)用工作的深入，傳統(tǒng)砂漿所暴露出的許多缺陷，如因墻面空鼓、開裂、脫落等而引起墻體滲漏、透風(fēng)、剝落等問題，在建筑工程中越來越突出，嚴(yán)重影響了工程質(zhì)量和正常使用，也制約了保溫隔熱材料的推廣應(yīng)用。大量資料表明，造成這些問題的主要原因，除了地基不均勻沉降等引起的結(jié)構(gòu)裂縫外，主要可以歸納為以下兩個方面：一是墻材自身吸水率高、收縮大；二是所用砂漿保水性差、收縮變形大、粘結(jié)強度低、耐候抗裂性差及匹配不合理等。所研制的抗裂砂漿主要從以下幾個方面對普通砂漿性能進行改善：

(1)材料補償收縮機理。

為達(dá)到抗裂砂漿早期零收縮的目的，在原料中引入體積穩(wěn)定劑，由于在水化后生成大量膨脹性晶體，產(chǎn)生體積膨脹，體內(nèi)產(chǎn)生壓應(yīng)力和壓應(yīng)變，補償了各類收縮變形，抵消或部分抵消了相應(yīng)的拉應(yīng)力，從而提高了整體的抗裂性。

(2)聚合物改性機理。

在水泥砂漿中摻入聚合物后，會引起水泥砂漿性質(zhì)的一系列變化，諸如，抗折強度提高、抗壓強度降低、彈性模量降低、剛性降低、柔性增加、變形能力提高、耐磨性增加、粘結(jié)強度提高、耐久性提高等。

(3)應(yīng)力分散機理。

在抗裂砂漿施工中引入耐堿網(wǎng)格布，可以使抗裂砂漿的應(yīng)力分散均勻，從而避免因應(yīng)力集中引起的開裂。還可以通過引入纖維達(dá)到應(yīng)力分散的目的。

(4)提高砂漿的保水功能。

在抗裂砂漿中加入保水劑，可以有效防止表面水分散失；同時在抗裂砂漿施工完成后，馬上在表面刷防水養(yǎng)護液，也能有效防止水分散失，同時形成新的抗裂層，具有雙層抗裂功能。

3保溫隔熱層厚度設(shè)計

國家標(biāo)準(zhǔn)GB50176-1993《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》對圍護結(jié)構(gòu)保溫和隔熱性能指標(biāo)(K，R，0；，max)計算方法和計算參數(shù)做出了規(guī)定；行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ26-1995《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑部分)》對帶有抗震柱、圈梁等熱橋部位的復(fù)合墻體的外墻平均傳熱系數(shù)K的計算方法做出了規(guī)定：行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ134-2001《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》對夏熱冬冷地區(qū)節(jié)能50%目標(biāo)時的外墻傳熱系數(shù)和蓄熱系數(shù)也做了規(guī)定。

作者簡介：李磊躍(1975-)，男，溫州市經(jīng)濟建設(shè)規(guī)劃院，研究方向：工程項目建筑經(jīng)濟學(xué)、建筑施工技術(shù)與組織、工程合同管理、安全與風(fēng)險管理等；楊遠(yuǎn)程(1986-)，女，溫州市經(jīng)濟建設(shè)規(guī)劃院，碩士。

式中：Ri為窗戶、空氣層等熱阻.上述K的計算方法適用于不帶抗震柱、圈梁等熱橋部位的多層結(jié)構(gòu)。對于該保溫隔熱層結(jié)構(gòu)，根據(jù)對材料層厚度、導(dǎo)熱系數(shù)和蓄熱系數(shù)的測定值，按公式(1)、公式(2)和公式(3)可以計算得到該保溫隔熱材料與其他主體建筑配合使用形成的圍護結(jié)構(gòu)熱阻R、熱惰性指標(biāo)D、傳熱系數(shù)K以及達(dá)到節(jié)能50%的目標(biāo)時墻體的最小厚度的值.使用加氣混凝土砌塊作為墻體結(jié)構(gòu)，若圍護結(jié)構(gòu)其他部分(窗戶、屋面等)能達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，外墻不需要保溫隔熱施工即可達(dá)到50%的節(jié)能目標(biāo)；而對于混凝土砌塊或粘土實心磚，保溫隔熱層厚度需要分別增加到29.4mm和20.1mm才能滿足節(jié)能目標(biāo)，同時這些傳統(tǒng)材料尤其粘土實心磚，既浪費能源，又對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，不滿足現(xiàn)階段我國推廣的“四節(jié)”節(jié)能產(chǎn)品的節(jié)能要求。鋼筋混凝土主要用作建筑的梁和柱等承重、框架結(jié)構(gòu)，其熱阻較小，為達(dá)到節(jié)能50%的節(jié)能目標(biāo)，其表層保溫隔熱層厚度不得小于30.7mm；可見鋼筋混凝土梁、柱是建筑物中最主要的“熱橋”部位，保溫隔熱施工中一定要盡量消除該種“熱橋”。

參考文獻(xiàn)

[1]王晶.淺談幾種建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計[J].甘肅科技，2006，(7)：87-89.

篇8

【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)；設(shè)計；探討

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的原則

1.1 選用適當(dāng)?shù)挠嬎愫喗Y(jié)構(gòu)計算式在計算簡圖的基礎(chǔ)上進行的，計算簡圖選用不當(dāng)則會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的事故常常發(fā)生，所以選擇適當(dāng)?shù)挠嬎愫唸D是保證結(jié)構(gòu)安全的重要條件。計算簡圖還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來保證。實際結(jié)構(gòu)的節(jié)點不可能是純粹的鉸結(jié)點和剛結(jié)點，但與計算簡圖的誤差應(yīng)在設(shè)計允許范圍之內(nèi)。

1.2 選擇合適的基礎(chǔ)方案：基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件，上部結(jié)構(gòu)類型與載荷分布，相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進行綜合分析，選擇經(jīng)濟合理的基礎(chǔ)方案，設(shè)計時宜最大限度地發(fā)揮地基的潛力，必要時應(yīng)進行地基變形驗算?；A(chǔ)設(shè)計應(yīng)有詳盡的地質(zhì)勘察報告，對一些缺少地質(zhì)報告的建筑應(yīng)進行現(xiàn)場查看和參考臨近建筑資料。通常情況下，同一結(jié)構(gòu)單元不宜用兩種不同的類型。

1.3 合理選擇構(gòu)方案：一個合理的設(shè)計必須選擇一個經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)方案，也就是要選擇一個切實可行的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)受力明確，傳力簡捷。同一結(jié)構(gòu)單元不宜混用不同結(jié)構(gòu)體系，地震區(qū)應(yīng)力求平面和豎向規(guī)則。總而言之，必須對工程的設(shè)計要求、材料供應(yīng)、地理環(huán)境、施工條件等情況進行綜合分析，并與建筑、電、水、暖等專業(yè)充分協(xié)商，在此基礎(chǔ)上進行結(jié)構(gòu)選型，確定結(jié)構(gòu)方案，必要時應(yīng)進行多方案比較，擇優(yōu)選用。

1.4 正確分析計算結(jié)果：在結(jié)構(gòu)設(shè)計中普遍采用計算機技術(shù)，但是由于目前軟件種類繁多，不同軟件往往會導(dǎo)致不同的計算結(jié)果。因此設(shè)計師應(yīng)對程序的適用范圍、條件等進行全面了解。在計算機輔助設(shè)計時，由于結(jié)構(gòu)實際情況與程序不相符合，或人工輸入有誤，或軟件本身有缺陷均會導(dǎo)致錯誤的計算結(jié)果，因而要求結(jié)構(gòu)工程師在拿到電算結(jié)果時應(yīng)認(rèn)真分析，慎重校核，做出合理判斷。

1.5 采取相應(yīng)的構(gòu)造措施：結(jié)構(gòu)設(shè)計始終要牢記“強柱弱梁、強剪弱彎、強壓若拉原則”，注意構(gòu)件的延性性能；加強薄弱部位；注意鋼筋的錨固長度，尤其是鋼筋的執(zhí)行段錨固長度；考慮溫度應(yīng)力的影響力。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點

2.1 軸向變形不容忽視：高層建筑中，豎向載荷很大，能在柱中引起較大的軸向變形，對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩減小，跨中正彎矩和端支座負(fù)彎矩值增大；此外還會對預(yù)測構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計算值，對下料長度進行調(diào)整；另外對構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會得出偏于不安全的結(jié)果。

2.2 結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計指標(biāo)：相對于底層建筑而言，高層建筑的結(jié)構(gòu)更柔和一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使高層建筑結(jié)構(gòu)在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧瑏肀ＷC結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

2.3 水平荷載成為決定因素：一方面，因為高層建筑樓房自重和樓面使用荷載在豎構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩以及由此在豎構(gòu)件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面，對某一定高度樓房來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)動力特性的不同而有較大幅度變化。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)問題分析

3.1 結(jié)構(gòu)的超高問題：在抗震規(guī)范和高規(guī)范中，對結(jié)構(gòu)的總高度有著嚴(yán)格的限制，尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設(shè)定為A級高度以為，增加了B級高度，處理措施與設(shè)計方法都有較大改變。在實際工程設(shè)計中，出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問題，導(dǎo)致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設(shè)計或需要開專家會議進行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。

3.2 短肢剪力墻的設(shè)置問題：在新規(guī)范中，對墻肢截面高厚比為5～8的墻定義為短肢剪力墻，且根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和實際經(jīng)驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制，因此，在高層建筑設(shè)計中，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設(shè)計工作增加不必要的麻煩。

3.3 嵌固端的設(shè)置問題：由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設(shè)計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計算時嵌的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計工作的大量修改或埋下安全隱患。

3.4 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題：新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動，新規(guī)范在這方面增添了相當(dāng)多的限制條件，例如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規(guī)范采用強制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計方案?！币虼?，結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意，以避免后期施工圖設(shè)計階段工作的被動。

4 結(jié)語

近些年來，我國的高層建筑建設(shè)發(fā)展迅速。但從設(shè)計質(zhì)量方面來看，并不理想。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，結(jié)構(gòu)工程師不能僅僅重視結(jié)構(gòu)計算的準(zhǔn)確性而忽略結(jié)構(gòu)方案的具體實際情況，應(yīng)作出合理的結(jié)構(gòu)方案選擇。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)具體情況進行具體分析掌握的知識處理實際建筑設(shè)計中遇到了各種問題。

參考文獻(xiàn)

[1]梅洪元，付本臣．中國高層建筑創(chuàng)作理論發(fā)展研究[R]．高層建筑與智能建筑國際學(xué)術(shù)研討會，2002.

篇9

關(guān)鍵詞：建筑鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性能工程造價優(yōu)化設(shè)計

1、引言

由于國家政策、鋼材生產(chǎn)、構(gòu)件制作、設(shè)計研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范修訂等方面的有利因素，近幾年我國的建筑鋼結(jié)構(gòu)進入了一個全新的發(fā)展時期。新材料、新部品、新結(jié)構(gòu)體系不斷出現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計研發(fā)、制作安裝能力日益強大，建筑鋼結(jié)構(gòu)向多樣性、適用性、經(jīng)濟性方向發(fā)展。

建筑鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性能一直是大家最為關(guān)注的一個問題。如何控制工程造價，充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)經(jīng)濟上的綜合優(yōu)勢，工程設(shè)計階段是關(guān)鍵階段。據(jù)權(quán)威資料統(tǒng)計分析，在初步設(shè)計階段，影響工程造價的可能性為75%-95%；在技術(shù)設(shè)計階段，影響工程造價的可能性為35%-75%；在施工圖設(shè)計階段，影響工程造價的可能性為5%-35%。因此設(shè)計質(zhì)量的好壞、設(shè)計是否優(yōu)化對工程造價將產(chǎn)生直接的影響。下面以門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)廠房和多、高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計為例，在材料選用、結(jié)構(gòu)體系等方面進行簡要分析，探討在設(shè)計階段控制工程造價，提高建筑經(jīng)濟性能的可行性。

2、材料選用方面工程造價控制

由于我國鋼產(chǎn)量已經(jīng)突破兩億噸，鋼材品種更趨于多樣化。各種新型建材，如輕質(zhì)保溫墻板、彩涂壓型鋼板、樓承板等不斷開發(fā)出來并推廣應(yīng)用。建筑鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計階段材料的選擇上有了更大的空間。材料選擇不同，工程直接費不同，總造價不同。設(shè)計階段合理選擇建筑材料，控制材料單價或工程量，是控制工程造價的有效途徑。試舉例如下：

（1）彩涂鋼板：彩涂鋼板一般用于輕鋼廠房屋面板和墻面板，有不同板型、不同基板厚度和鋼號、不同鍍鋅板類別和鍍鋅層厚度以及不同的彩涂層類別，在形式上又可選用單板、保溫復(fù)合板、單板加內(nèi)保溫層等，其中保溫層又有超細(xì)玻璃絲棉、硬質(zhì)巖棉、聚苯乙烯等類別及厚度的不同，這些不同都造成單方材料價格的差異，從而影響廠房工程總造價。所以設(shè)計時要根據(jù)廠房性質(zhì)、大氣環(huán)境等因素綜合考慮，合理選用板材，控制工程造價。

（2）多、高層住宅鋼結(jié)構(gòu)體系的墻體材料：墻體材料造價一般占土建工程造價的15%-25%。對于多、高層住宅鋼結(jié)構(gòu)體系來說，選用配套、經(jīng)濟、節(jié)能的墻體材料至關(guān)重要。目前，設(shè)計選用的外墻材料主要有水泥保溫外墻板、輕質(zhì)加氣混凝土砌塊、NALC板等；內(nèi)墻材料主要有改性石膏板、GRC內(nèi)墻板、水泥保溫復(fù)合板等。萊鋼集團自主研發(fā)的LCC-A系列、LCC-B系列和LCC-C系列輕質(zhì)保溫復(fù)合墻板也已應(yīng)用于在建鋼結(jié)構(gòu)節(jié)能住宅工程中，逐步使鋼結(jié)構(gòu)住宅體系走向標(biāo)準(zhǔn)化、定型化和工業(yè)化，為降低綜合造價創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。

（3）多、高層鋼結(jié)構(gòu)建筑樓（屋）面的樓承板：設(shè)計時，根據(jù)在樓（屋）蓋結(jié)構(gòu)體系中的作用，樓承板可采用兩種形式，即①樓承板只作為永久性模板，一般采用普通鍍鋅壓型鋼板即可，對最小鍍鋅量和耐火時間要求較低，價格較便宜；②施工時作為模板，在使用階段則替代受拉鋼筋，即組合樓板。由于在設(shè)計中考慮樓承板作為受拉筋，其使用壽命必須與主鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命保持一致，所以對其最小鍍鋅量和耐火時間要求較高，單方價格相對較高。

（4）鋼材規(guī)格及材質(zhì)：由于鋼材品種的增多，結(jié)構(gòu)設(shè)計時可選擇的構(gòu)件形式也多了。比如框架柱，可采用熱軋H型鋼、焊接H型鋼、螺旋焊接圓鋼管、焊接方鋼管以及組合截面等形式，鋼梁可采用等截面、變截面等形式。材質(zhì)可采用Q235普碳鋼，也可采用Q345低合金鋼。設(shè)計時應(yīng)盡可能采用高強度等級的材料，比如采用Q345鋼比采用Q235鋼就可節(jié)約鋼材15%-25%，用于受拉或受彎構(gòu)件節(jié)約比例較大。設(shè)計時要選用經(jīng)濟截面型材，比如熱軋H型鋼、T型鋼等。在某些情況下，采用熱軋H型鋼柱、梁可能比采用焊接H型鋼用鋼量稍多，但從加工成本、施工進度等方面綜合考慮，其造價可能更有優(yōu)勢。

3、結(jié)構(gòu)體系方面工程造價控制

不同的結(jié)構(gòu)體系和平、立面布置對工程造價的影響較明顯。在設(shè)計階段只有根據(jù)建筑物的使用功能要求，確定合理的平、立面布置和結(jié)構(gòu)體系，才能有效控制工程造價，做到經(jīng)濟適用。列舉如下：

（1）根據(jù)有關(guān)資料測算分析，對于多層建筑，不同層數(shù)對土建工程造價的影響為10%-25%；不同層高對土建工程造價的影響為1.5%-12%。

（2）門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計，同樣存在經(jīng)濟跨度和剛架最優(yōu)間距。在工藝要求允許的情況下，盡量選擇小跨度的門式剛架較為經(jīng)濟。一般情況下，門式剛架的最優(yōu)間距為6m-9m，當(dāng)設(shè)有大噸位吊車時，經(jīng)濟柱距一般為7m-9m,不宜超過9m，超過9m時，屋面檁條、吊車梁與墻架體系的用鋼量也會相應(yīng)增加，造價并不經(jīng)濟。下表（表3.3）是按《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS102:98）進行設(shè)計的廠房主鋼用鋼量，通過橫向、縱向比較，可以看出各影響因素在設(shè)計階段合理確定的意義。設(shè)計荷載取值：恒載0.3KN/m2、活載0.5KN/m2、基本風(fēng)壓0.55KN/m2、不考慮吊車及懸掛荷載。

柱距7.5m

檐高6.0m

用鋼量

（kg/m2）

柱距7.5m

檐高6.0m

用鋼量

（kg/m2）

柱距7.5m

檐高6.0m

用鋼量

（kg/m2）

跨度

Q345

Q235

跨度

Q345

Q235

跨度

Q345

Q235

1×18.0m

7.20

8.72

2×18.0m

7.16

8.92

3×18.0m

7.38

8.95

1×21.0m

8.41

9.90

2×21.0m

8.45

10.28

3×21.0m

8.43

10.12

1×24.0m

9.22

11.43

2×24.0m

9.68

11.75

3×24.0m

9.29

11.36

1×27.0m

10.54

12.72

2×27.0m

10.86

13.12

3×27.0m

10.35

12.96

1×30.0m

11.57

13.95

2×30.0m

11.92

14.53

3×30.0m

11.35

13.54

1×33.0m

12.86

15.10

2×33.0m

13.21

16.58

3×33.0m

12.46

15.61

（3）在多、高層鋼結(jié)構(gòu)中，樓板結(jié)構(gòu)體系的工程量占有較大比重，對結(jié)構(gòu)的工作性能、造價都有重要影響。在確定樓板結(jié)構(gòu)方案時，主要考慮要保證樓板有足夠的平面整體剛度，能減輕結(jié)構(gòu)的自重及減小結(jié)構(gòu)層的高度，有利于現(xiàn)場安裝方便及快速施工，還要有較好的防火、隔音性能，并便于管線的敷設(shè)。常用樓板做法有：壓型鋼板組合樓板、預(yù)制樓板、疊合樓板和普通現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板等。目前最常用的做法為壓型鋼板組合樓板和普通現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。當(dāng)采用這兩種做法時，考慮現(xiàn)澆板與鋼梁組合成為共同受力的組合梁，能有效降低鋼梁高度，較多地節(jié)約鋼材。

（4）在高層鋼結(jié)構(gòu)中，框架柱采用圓形鋼管混凝土柱，梁、板采用鋼-砼組合結(jié)構(gòu)，總用鋼量比普通鋼結(jié)構(gòu)用鋼量有大幅度減小，能有效降低工程造價。

4、結(jié)束語

鋼結(jié)構(gòu)建筑所具有的優(yōu)點決定其必將具有強大的生命力。設(shè)計階段技術(shù)創(chuàng)新、選材配套、設(shè)計優(yōu)化是控制造價、促進建筑鋼結(jié)構(gòu)走向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵階段。為此，強調(diào)以下幾點：

（1）提高設(shè)計人員的素質(zhì)，重視設(shè)計人員的繼續(xù)教育和業(yè)務(wù)知識的更新培訓(xùn)。同時，要強調(diào)技術(shù)與經(jīng)濟相結(jié)合，設(shè)計中注重價值工程的運用，要做多方案比較，把控制工程造價放到重要位置。

篇10

【關(guān)鍵詞】 剛結(jié)構(gòu)；穩(wěn)定性；設(shè)計

工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題在設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)該注重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性能，以免在設(shè)計過程中發(fā)生不必要的失穩(wěn)損失；其次，隨著新型結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，設(shè)計人員對其性能認(rèn)識的不足，從而導(dǎo)致構(gòu)件的失穩(wěn)，就這個問題闡述了新型結(jié)構(gòu)現(xiàn)存的問題，并且針對問題論述了產(chǎn)生的原因。

1建筑鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計、在各種類型的鋼結(jié)構(gòu)中，由于結(jié)構(gòu)失穩(wěn)造成的傷亡事故時有發(fā)生、為了更好地保證鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計中構(gòu)件不失穩(wěn)定，保證工程質(zhì)量及使用安全，有必要對鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計進行詳細(xì)探討。

1.1鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的概念。鋼結(jié)構(gòu)強度小或失穩(wěn)都會造成結(jié)構(gòu)破壞，但是強度與穩(wěn)定的概念并不相同、鋼結(jié)構(gòu)的強度是一個應(yīng)力問題，指結(jié)構(gòu)或者單個構(gòu)件在穩(wěn)定平衡狀態(tài)下由荷載引起的最大應(yīng)力(或內(nèi)力)是否超過建筑材料的極限強度、鋼材以其屈服點作為極限強度、而穩(wěn)定是一個變形問題，構(gòu)件所受外部荷載與結(jié)構(gòu)內(nèi)部抵抗力間是不穩(wěn)定的，關(guān)鍵是找出這一不穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，避免變形急劇增長而發(fā)生失穩(wěn)破壞。

1.2鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計要點。在符合鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般原則前提下，要保證鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性還需滿足以下條件：

1.2.1鋼結(jié)構(gòu)布置必須從體系和各組成部分的穩(wěn)定性要求整體考慮，目前鋼結(jié)構(gòu)大多是按照平面體系進行設(shè)計，如桁架和框架、保證平面結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)平面外失穩(wěn)，要求平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面穩(wěn)定計算需與結(jié)構(gòu)布置相一致，如增加必要的支撐構(gòu)件等。

1.2.2實用計算方法所依據(jù)的簡圖與結(jié)構(gòu)計算簡圖保持一致中層或多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計框架穩(wěn)定分析通常是省略的，只進行框架柱的穩(wěn)定計算、由于框架各柱的桿件穩(wěn)定計算的常用力法、穩(wěn)定參數(shù)等是依據(jù)一定的簡化典型情況或假設(shè)者得出的，因此設(shè)計者要能保證所有的條件符合假設(shè)時才能應(yīng)用。

2建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1基本原則。建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須符合一定的原則，確保所設(shè)計的結(jié)構(gòu)合理，安全可靠。①所做結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)符合建筑物的使用要求，有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，有良好的耐久性；②所設(shè)計結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能節(jié)約鋼材，減輕鋼結(jié)構(gòu)重量；盡可能縮短制造、安裝時間，應(yīng)便于運輸、便于維護，減少成本；③盡量注意美觀，對于外露結(jié)構(gòu)有一定建筑美學(xué)要求。

2.2設(shè)計過程。

2.2.1收集資料：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程的前期準(zhǔn)備工作首要的就是要收集相關(guān)資料，包括各種環(huán)境資料、相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)等、目前我國實行的是《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》gb50017-2003其次，還需要了解結(jié)構(gòu)設(shè)計的習(xí)慣做法，根據(jù)以往的設(shè)計經(jīng)驗找出最優(yōu)設(shè)計方案。

2.2.2確定結(jié)構(gòu)體系、柱網(wǎng)：鋼結(jié)構(gòu)體系的確定主要考慮兩個方面:橫向結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和縱向結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。橫向系統(tǒng)需要綜合考慮建筑使用要求、剛度要求、結(jié)構(gòu)受力情況、材料選用等具體情況來確定；縱向系統(tǒng)一般由相關(guān)構(gòu)件如柱及其支撐、壓架、車梁及制動梁或桁架、墻梁等組成、柱網(wǎng)則需要依據(jù)建筑使用要求、經(jīng)濟柱距及跨度、建筑美觀等方面要求來設(shè)計、其它方面的考慮還包括造價、跨度、制作安裝難度等。

3建筑鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢與不足

3.1鋼結(jié)構(gòu)的材料優(yōu)勢。鋼結(jié)構(gòu)是用鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼制造而成的，和混凝土等其它材料的結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)具有諸多優(yōu)勢：首先，鋼材的強度高，塑性和韌性好、強度高使其適用于跨度大或荷載很大的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)，而塑性和韌性好對動力荷載的適應(yīng)性較強，不會輕易因超載而突然斷裂、鋼結(jié)構(gòu)還具有良好的吸能能力和延性，這賦予了鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)越的抗震性能。其次，鋼材內(nèi)部組織接近于勻質(zhì)和各向同性，在一定的應(yīng)力幅度內(nèi)鋼材的反應(yīng)幾乎是完全彈性的，加之冶煉和軋制過程中材質(zhì)波動的范圍小，因此，鋼結(jié)構(gòu)的實際受力情況和工程力學(xué)計算結(jié)果比較符合，有助于提供設(shè)計施工的精確性。

3.2鋼結(jié)構(gòu)在建筑上的應(yīng)用優(yōu)勢。鋼結(jié)構(gòu)所具備的上述特點使其在建筑應(yīng)用上具有磚混結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)所沒有的獨特優(yōu)勢。首先，鋼結(jié)構(gòu)自重輕，且延性好，因此所建建筑的抗震性能優(yōu)良，因其總質(zhì)量小，地震力效應(yīng)相應(yīng)也小，而其良好的延性也能對地震效應(yīng)起到緩沖作用、混凝土施工時管道般需要在梁底通過，這樣會占用較大空間，使樓層凈高減少、而使用鋼結(jié)構(gòu)可在梁腹板處開孔走管道，因此建造相同的樓層高度，采用鋼結(jié)構(gòu)可達(dá)到提高層間凈高的效果。此外，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)需要“肥梁胖柱”才能建造較大開間相比，由于鋼結(jié)構(gòu)輕質(zhì)高強，因此可以簡中實現(xiàn)大跨與復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造開放式住宅。

3.3鋼結(jié)構(gòu)的不足。鋼結(jié)構(gòu)因其優(yōu)勢而得到廣泛應(yīng)用，近年來產(chǎn)生的鋼結(jié)構(gòu)住宅也促進了住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展進程，尤其鋼結(jié)構(gòu)使用過程的環(huán)保性還符合社會可持續(xù)發(fā)展的需要，帶來了良好的綜合效益、但鋼材也存在其固有不足、比如鋼材的耐腐蝕性和耐火性較差，因此鋼結(jié)構(gòu)使用時需要進行較嚴(yán)格的防護，其防護時費用高于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼材雖有一定的耐熱性，但在溫度達(dá)150℃以上時，鋼結(jié)構(gòu)需要加隔熱層加以保護、鋼材不耐火，重要的結(jié)構(gòu)必須注意采取防火措施、鋼材的強度高，所做構(gòu)件多數(shù)壁薄且截面較小，受壓時為了在強度與穩(wěn)定之間取得最優(yōu)，往往滿足了穩(wěn)定的要求，而使得強度不能充分發(fā)揮等。

4建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注意的問題

4.1鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計。鋼結(jié)構(gòu)住宅有低層和多層之分、低層一般用于別墅，而多層用于公寓、根據(jù)抗震規(guī)范gb50011對12層以下和以上房屋的不同要求，建造鋼結(jié)構(gòu)住宅一般不宜超過12層。鋼結(jié)構(gòu)住宅抗震性能受結(jié)構(gòu)布置規(guī)則性影響、因此，其平面布置應(yīng)力求規(guī)則、對稱、不規(guī)則布置在地震時容易遭到損壞。

4.3鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計的經(jīng)驗。

4.3.1借助于計算機技術(shù)和相關(guān)軟件的發(fā)展，目前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的平面內(nèi)強度及整體穩(wěn)定計算可由計算機輔助完成，而由設(shè)計者對結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的平面外強度及穩(wěn)定計算，進行分析、計算和設(shè)計、為了提高效率和提供方便，在設(shè)計時可將整個結(jié)構(gòu)按標(biāo)高進行分解，簡化成不同水平荷載作用下的多個布置形式的結(jié)構(gòu)體系來進行強度和穩(wěn)定的計算。

4.3.2受彎鋼構(gòu)件的板件局部穩(wěn)定可以通過幾種方式實現(xiàn):①限制板件寬厚比，使之達(dá)到屈曲的極限承載能力，不在構(gòu)件整體失效前屈曲；②允許板件在構(gòu)件整體失效前屈曲，然后利用其屈曲后強度達(dá)到構(gòu)件的承載能力；③對梁設(shè)置橫向或縱向加勁肋，以解決不考慮屈曲后強度的梁的局部穩(wěn)定問題。

4.3.3軸心受壓構(gòu)件和壓彎構(gòu)件局部穩(wěn)定也可通過兩種方式實現(xiàn)，分別是控制翼緣板自由外伸寬度與其厚度之比和控制腹板計算高度與其厚度之比，如果受壓構(gòu)件為圓管截面，則應(yīng)控制外徑與壁厚之比。

鋼結(jié)構(gòu)自重輕、強度高、工業(yè)化程度高等優(yōu)點，在建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用，同時鋼結(jié)構(gòu)建筑還符合國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑對提高城市建設(shè)水平有很大作用、在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中要充分考慮材料的優(yōu)缺點，綜合考慮各方面的因素加強對結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定以及平面外穩(wěn)定的設(shè)計，克服結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷，避免出現(xiàn)失穩(wěn)事故，加快鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)