導語：建筑結(jié)構設計優(yōu)化論文5篇一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

第一篇:建筑結(jié)構設計BIM技術的應用

1引言

當前建筑工程中建筑形式、規(guī)模及數(shù)量日益增多，專業(yè)間如工程師、建筑師、設計人員及業(yè)主等面臨著高效溝通及信息共享問題，新型的BIM技術可以實現(xiàn)不同專業(yè)、不同部門之間的數(shù)據(jù)共享，方便優(yōu)化工作結(jié)構，提高設計質(zhì)量。

2BIM技術的概述

2.1BIM技術的概念

BIM即建筑信息模型，是一種全新的信息化管理技術，其根據(jù)建筑工程項目中的各種相關信息建立工程數(shù)據(jù)模型，用于建筑工程項目的設計、施工及維護等管理過程，實現(xiàn)建筑工程過程的信息化和數(shù)字化。

2.2BIM技術的特點

（1）BIM具有信息集成的特點。BIM為建筑信息模型，是整個建筑工程詳細數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)庫，包括設計過程和設計信息。通過BIM，建筑的外觀、構件，建筑施工材料、尺寸等任何信息均可被迅速精準地找到。傳統(tǒng)設計在查找對比圖紙上有著明顯劣勢，在修改圖紙上更是工作繁重。BIM技術具有信息集成功能，數(shù)據(jù)之間相互關聯(lián)，在實際施工過程中如果出現(xiàn)問題需要對原設計稿進行調(diào)整，工作人員只需對單項進行修改便可生成最新的數(shù)據(jù)信息模型，工作效率大大提高，數(shù)據(jù)信息實時可靠。（2）BIM能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同設計。建筑信息模型為設計人員、工程師、建筑師及業(yè)主提供了一個實時數(shù)據(jù)共享平臺。業(yè)主的需求、實際施工過程中遇到的問題均可在此平臺得到及時解決。同時BIM技術能夠自動檢測建筑構件間的相互作用和影響，支持同類數(shù)據(jù)的導入與組合，并根據(jù)參數(shù)設置給出合理的模型方式。相較于傳統(tǒng)各自為主的設計流程，BIM技術解決了不同專業(yè)、不同部門交流困難，無法協(xié)同工作的困境，有效降低了建筑企業(yè)的經(jīng)營成本，提高了建筑企業(yè)的質(zhì)量管理工作和安全管理工作水平，對推動我國建筑工程行業(yè)健康持續(xù)發(fā)展意義重大。

3BIM技術在建筑結(jié)構設計中的應用

3.1可視化建筑結(jié)構設計

傳統(tǒng)建筑結(jié)構設計使用CAD軟件進行二維繪圖，平面化建筑結(jié)構，各設計圖之間存有割裂，而不同專業(yè)、不同部門之間又存在著專業(yè)知識差異，傳統(tǒng)設計很難將建筑結(jié)構的詳細信息展示給不同用戶，如此可能影響最終設計的精確性。BIM技術可以利用三維模型技術將建筑結(jié)構的詳細信息展現(xiàn)出來，并進行動態(tài)演示，用戶可以直觀地觀測到建筑結(jié)構的所有細節(jié)，這對及時發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構設計中的質(zhì)量或設計缺陷，或從構件契合等設計中獲得啟發(fā)，提高建筑結(jié)構的設計質(zhì)量具有很大幫助。

3.2BIM技術應用于建筑結(jié)構參數(shù)設計

建筑信息模型包含建筑結(jié)構的所有設計信息，其中建筑結(jié)構設計參數(shù)相互關聯(lián)。在建筑結(jié)構設計過程中通過對不同參數(shù)進行約束，確保設計人員在對建筑結(jié)構形體構建時的設計過程和設計信息數(shù)據(jù)得到及時更新。BIM技術在建筑結(jié)構設計中設置的參數(shù)在保證設計過程高質(zhì)量完成的同時，也能為其他工程提供相關參考。

3.3BIM技術用于建筑空間規(guī)劃

建筑基地的地形分析是建筑結(jié)構設計的首要步驟，尤其針對復雜地形，空間規(guī)劃極為重要。利用BIM技術可對建筑基地進行空間分析及模擬，分析要素包括地質(zhì)環(huán)境、水文狀況、坡向、斜率等，并可運用BIM技術初步探索建在復雜地形上的建筑物的可行性和效果，為設計人員提供借鑒。采用BIM技術的可視化分析功能可將建筑物的空間規(guī)劃以3D立體形式呈現(xiàn)出來，并通過相應模型的建立實現(xiàn)規(guī)劃可視度分析、室內(nèi)視野分析以及周圍道路可視分析等，再綜合各影響因素便可逐步優(yōu)化空間規(guī)劃模型，保證建筑結(jié)構設計的科學性、合理性。

3.4BIM技術應用于鋼結(jié)構建模

建筑工程不斷發(fā)展，建筑設計更加自由開放，空間大、跨度大趨勢明顯，鋼結(jié)構作為大跨度建筑物的主要結(jié)構形式應用越來越廣泛。鋼結(jié)構設計涉及梁柱連接、梁梁鉸接及梁梁剛接等連接形式，建筑施工時面臨結(jié)構連接及加強件布置等難點。BIM技術可以對各個連接件進行專項設計并將其參數(shù)化，其信息集成和協(xié)同工作的特點可以實現(xiàn)參數(shù)共享，從而控制螺栓數(shù)量和間距。若參數(shù)在實地施工過程需要進行調(diào)整，只需對單項更改便可形成新的連接。BIM技術的應用使得設計人員在結(jié)構設計、加強件布置的過程中僅需繪畫出結(jié)構的大樣，施工人員便可參考設計準確找到加強件及連接件的位置，大大提高了施工效率，避免了鋼結(jié)構應用中的薄弱環(huán)節(jié)。

4BIM技術在結(jié)構設計上的難點

4.1缺少標準體系

BIM技術源于美國，本土化程度不高，該技術無論對設計人員的專業(yè)素養(yǎng)、軟件應用的學習以及所使用的硬件設備要求均比較高。我國還處于BIM技術應用的探索階段，沒有相應的技術使用標準和規(guī)范，信息傳遞受礙，數(shù)據(jù)共享缺乏標準體系的規(guī)范及協(xié)調(diào)，嚴重的可能導致出現(xiàn)知識產(chǎn)權受侵犯等法律問題。

4.2BIM技術推廣困難

①BIM技術在使用上成本過高，它需要高配置硬件、安全性及穩(wěn)定性高的存儲設備，BIM技術非本土，運用該技術面臨著高額的軟件購買、軟件更新等成本，同時建筑結(jié)構設計企業(yè)還需花重金培訓專業(yè)人員。②BIM技術具體操作上難度大。建筑結(jié)構設計人員在使用BIM技術時要考慮建筑模型空間態(tài)上的真實性，同時要充分考慮模型自動生成的施工圖紙的可實施性。因為BIM系統(tǒng)的運作流程是將建筑結(jié)構設計模型發(fā)送到結(jié)構分析軟件，結(jié)構分析軟件通過內(nèi)設算法再將建筑結(jié)構的設計信息反饋出來，這就要求設計人員深諳BIM技術的原理并能因時因地靈活運用。③BIM技術需緊密結(jié)合實際施工條件。建筑信息模型本質(zhì)上是集物理模型、建筑結(jié)構分析模型和施工設計圖等的數(shù)據(jù)模型，不同建筑施工材料有其特有力學特征，其荷載、荷載組合及單元截面特性復雜多樣，BIM技術必須緊密結(jié)合實際施工條件才能保證物理模型與建筑結(jié)構分析模型的無縫對接。如果建筑構件的整體設計達不到相關規(guī)范或設計要求或建筑結(jié)構構件高度復雜，其在建筑施工過程中會導致施工困境的產(chǎn)生。

5結(jié)語

綜上所述，BIM技術取代傳統(tǒng)建筑結(jié)構設計方式是建筑領域快速健康持續(xù)發(fā)展的趨勢要求。BIM技術集成建筑結(jié)構設計的全部信息，支持不同專業(yè)、不同部門之間進行數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)了協(xié)同工作，為建筑企業(yè)降低建筑成本，高效完成建筑工程項目提供很大幫助。但BIM技術在應用中還存在很多難點，這需要國家和企業(yè)協(xié)同共進，推動BIM技術的普及及運用，促進建筑設計行業(yè)穩(wěn)健發(fā)展，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益。

作者:鄭超 單位:十堰市建筑設計研究院

參考文獻

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第二篇:淺談建筑結(jié)構設計研究

1前言

在整個建筑工程中在整個建筑工程中，建筑結(jié)構設計起著一定的核心作用，貫徹整個工程的各個階段貫徹整個工程的各個階段。為了使建筑能夠達到要求，在功能和質(zhì)量上符合標準能和質(zhì)量上符合標準，就需要在設計上進行嚴格的要求，實現(xiàn)建筑的多元性和創(chuàng)新性建筑的多元性和創(chuàng)新性，在設計方面對理念進行更新。建筑結(jié)構設計與其他的設計存在一定的區(qū)別結(jié)構設計與其他的設計存在一定的區(qū)別，其設計質(zhì)量直接關系到整個工程的成本系到整個工程的成本、工期等問題，直接牽動著整個工程的進展展。為了保證建筑企業(yè)在行業(yè)中具有一定的優(yōu)勢，提高企業(yè)的競爭力的競爭力，就要在保證質(zhì)量的同時降低成本，適當?shù)目s短工期期，因此，在設計環(huán)節(jié)需要嚴格把關，盡可能的滿足業(yè)主要求求。建筑類型和結(jié)構本身復雜多樣，在進行設計時需要考慮多方面的因素多方面的因素，根據(jù)不同的結(jié)構和類型要求，采取適當?shù)脑O計方法方法，保證建筑的美觀、實用、經(jīng)濟、安全。對于建筑結(jié)構設計存在的問題存在的問題，必須認真進行分析，采取合適的措施進行糾正，保證設計的質(zhì)量保證設計的質(zhì)量。

2建筑結(jié)構設計概述

建筑結(jié)構設計主要是針對整合建筑工程的標準和要求進行的規(guī)劃工作行的規(guī)劃工作，根據(jù)建筑形式、類型的不同，采取不同的設計方法方法。建筑物分為很多種類型，如工業(yè)建筑、民用建筑等，由于建筑的層數(shù)不同于建筑的層數(shù)不同，可以分為單層建筑、多層建筑、高層建筑等等。在進行設計時，要根據(jù)相應的材料和結(jié)構形式進行一定的劃分的劃分，按照一定的程序進行，包括方案分析、結(jié)構分析、繪制圖紙等圖紙等。結(jié)合經(jīng)濟、美觀、安全、實用等相關原則，結(jié)合設計者自身的理念和技術進行設計自身的理念和技術進行設計，找出最佳的設計方案。建筑結(jié)構設計本身在建筑設計之后構設計本身在建筑設計之后，后者對其產(chǎn)生一定的制約，因此此，在進行結(jié)構設計時，應結(jié)合整體的建筑設計，滿足要求方的標準的標準，使建筑的相關功能得以發(fā)揮。

3建筑結(jié)構設計常見問題分析

3.1框架結(jié)構設計方面

在進行框架結(jié)構設計時在進行框架結(jié)構設計時，一般設計者會根據(jù)橫向和縱向兩個方面進行分析兩個方面進行分析。在實際的設計工作中，設計人員往往偏向于橫向設計向于橫向設計，對于縱向框架結(jié)構設計的重視程度較低，因此此，設計的整體呈現(xiàn)一定的偏差，不能滿足安全性要求。對于橫向和縱向框架的分析橫向和縱向框架的分析，主要從兩個主軸的方向來對水平地震進行計算震進行計算，通過對各方面的作用力進行分析，完成抗側(cè)力的構建構建。作用力需要根據(jù)不同的方向進行測試，因此，只注重橫向結(jié)構設計不能使設計達到標準向結(jié)構設計不能使設計達到標準，在質(zhì)量和安全方面存在一定的問題定的問題。

3.2樓板變形程度計算方面

在對樓板變形程度進行計算時在對樓板變形程度進行計算時，需要設計人員具有一定的經(jīng)驗的經(jīng)驗，在基礎計算方法的基礎上進行靈活運用。在實際工作中作中，由于設計人員缺乏相關經(jīng)驗，僅利用基本程序來計算，缺乏一定的真實度缺乏一定的真實度，只是按照理論層面來進行分析。如果計算程序存在問題算程序存在問題，就會對整個計算結(jié)果產(chǎn)生影響，使結(jié)構安全系數(shù)出現(xiàn)問題系數(shù)出現(xiàn)問題，最終使結(jié)構構件存在安全隱患。

3.3屋面梁配筋及地梁方面

在構建結(jié)構模型時在構建結(jié)構模型時，設計人員往往會采取簡單高效的方式式，降低工作量，使工作的時間和設計時間盡量縮短，通過對下層梁進行測量下層梁進行測量，直接將其數(shù)據(jù)做為屋面梁的尺寸，存在一定的數(shù)據(jù)誤差的數(shù)據(jù)誤差，使整個建筑在安全方面存在隱患。在屋面梁的載荷及應配備鋼筋的數(shù)量方面載荷及應配備鋼筋的數(shù)量方面，并沒有考慮周全，如果在施工過程中存在一定的溫度變化過程中存在一定的溫度變化，或者混凝土存在一定的收縮問題題，就會使受力不均勻的情況十分明顯，鋼筋配備不足就會導致裂縫擴大致裂縫擴大，使建筑的緊密性存在不足，使建筑的整體質(zhì)量達不到要求不到要求。地梁是整個建筑的基礎部分地梁是整個建筑的基礎部分，對建筑工程的后續(xù)工作產(chǎn)生一定的影響生一定的影響，對建筑的穩(wěn)定性和安全性起著一定的核心作用用。在進行建筑結(jié)構設計時，需要嚴格認真處理，而在實際設計工作時計工作時，相關人員在進行沉降量的計算時，往往存在不合理的情況的情況，對于框架的高度計算并不準確，使地梁設計方面存在安全問題安全問題，對建筑的壽命和功能產(chǎn)生一定的影響。

4加強建筑結(jié)構設計的對策

首先在防震抗震方面首先在防震抗震方面，通過對建筑的結(jié)構進行設計，保證降低樓板變形問題降低樓板變形問題，設置適當?shù)目拐鹉芰?。在地址選擇方面，盡量避開存在滑坡盡量避開存在滑坡、斷層等存在風險的地段，在進行材料和結(jié)構設計時構設計時，采用鋼筋混泥土核心筒，做好變形控制，降低側(cè)移程度程度，提高框架結(jié)構的負擔能力。其次其次，在地梁建設方面，可以利用一層框架梁來對地梁進行計算行計算，對地基土暫不考慮，將荷載轉(zhuǎn)移到框架梁柱上，可以做為處理的依據(jù)做為處理的依據(jù)，起到一定的參考作用，可以避免自然災害對建筑造成一定的影響建筑造成一定的影響，提高建筑的質(zhì)量和安全性。另外，在計算時也可以去掉地梁算時也可以去掉地梁，計算框架結(jié)構的整體，不考慮地梁彎矩的影響的影響，降低計算存在的誤差，完善建筑施工問題。

5結(jié)語

建筑工程對人們的生活起到很大的作用建筑工程對人們的生活起到很大的作用，建筑的安全度和穩(wěn)定性的提高和穩(wěn)定性的提高，有助于保證人們生活工作的健康發(fā)展，對人們的生活水平產(chǎn)生一定的影響們的生活水平產(chǎn)生一定的影響。隨著經(jīng)濟和科學技術的發(fā)展展，高層建筑及超高層建筑不斷增加，成為一種必然的發(fā)展趨勢勢，因此，建筑結(jié)構設計的質(zhì)量問題不容忽視，相關人員應加強對設計的重視程度強對設計的重視程度，提高相應的技術技能，融入先進的設計理念理念，將理論與實踐結(jié)合，從實踐中不斷發(fā)現(xiàn)問題，并積累相關經(jīng)驗關經(jīng)驗，對于存在的問題進行改正和優(yōu)化，提高建筑結(jié)構設計的水平的水平，降低建筑的安全隱患，使建筑物能夠在質(zhì)量、外觀、功能等方面達到標準能等方面達到標準，滿足使用者的需求，進而促進社會的安全和穩(wěn)定和穩(wěn)定，推動建筑行業(yè)的發(fā)展。

作者:李遠目

參考文獻：

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第三篇:概念設計與結(jié)構措施在建筑結(jié)構的應用

1引言

經(jīng)濟的飛速發(fā)展加快了城市化的建設腳步，使得人們的生活水平與質(zhì)量得到了大大的提高，在保證建筑質(zhì)量的同時對建筑結(jié)構設計的要求也越來越高。在這樣的大背景下，傳統(tǒng)的建筑結(jié)構設計無法跟上時代的步伐、適應社會的發(fā)展形勢；而概念設計因其方式、理論、手段等能夠為建筑結(jié)構設計提供科學的技術平臺、解決建筑結(jié)構設計中出現(xiàn)的問題、貼合用戶需求這樣的特點而得到了廣泛的應用。結(jié)構措施與概念設計能夠在建筑結(jié)構設計中的重要作用是不言而喻的，有效運用它們能夠顯著提高建筑結(jié)構設計的專業(yè)水平，具有非常重要的現(xiàn)實意義。

2概念設計、結(jié)構措施、結(jié)構設計的相關簡介

概念設計的出現(xiàn)是為了彌補建筑結(jié)構設計中存在的一些缺陷與不可計算性，所以概念設計是很重要的。概念設計作為一種實現(xiàn)結(jié)構設計多樣化的要求的方式，是設計師根據(jù)自身的經(jīng)驗、設計的理論以及建設項目的特點、用戶的需求進行的一種定性設計，是能夠體現(xiàn)設計師本身的一種先進設計。概念設計在建筑項目的施工起始階段要對建筑結(jié)構設計的方案進行計算、分析與比較。概念設計具有定性準確、概念明確的特點，可以使建筑發(fā)揮最大的使用功能并獲得良好的經(jīng)濟利益。建筑結(jié)構設計是指根據(jù)概念設計的要求、力學等定量設計實現(xiàn)的一個逆向的過程。主要包括3部分：根據(jù)標準進行相關的結(jié)構方案、結(jié)構計算與設計施工圖紙。在建筑結(jié)構設計時，設計師要根據(jù)建筑的整體概念進行設計，并協(xié)同處理構建與結(jié)構之間的關系，概念設計是結(jié)構設計的核心。若概念設計不合理，結(jié)構措施無法實施，會出現(xiàn)安全方面的問題，二者是相輔相成的；而且無論是概念設計和結(jié)構設施哪一方面不恰當都會顯著地影響建筑的結(jié)構設計。

3建筑結(jié)構設計中概念設計、結(jié)構措施具體應用的體現(xiàn)

建筑結(jié)構設計的三個環(huán)節(jié)都需要根據(jù)概念設計的理念來進行。所以在建筑結(jié)構設計的過程中，概念設計和結(jié)構措施有很廣泛的應用，具體體現(xiàn)在以下幾個方忙：

3.1在建筑結(jié)構設計中抗震設計時的應用

設計前首先要考慮建筑的場地，在進行抗震設計時，一般設計師會先確定混凝土的等級、初始尺寸，然后進行結(jié)構實際剛度的計算，然后依據(jù)剛度的計算結(jié)構得出地震力的大小，從而掌握需要配筋的數(shù)目。結(jié)構剛度的大小、地震力的大小、需要配筋的數(shù)目三者是正相關的。所以如果我們計算的剛度大，對地震力大小的推斷就大，配筋數(shù)目也多。反之，建筑使用的實際配筋越多，結(jié)構剛度就大，地震力也大，所以這就會加劇地震的力度，抗震也就達不到理想的效果。概念設計的應用能夠給設計師帶來靈感，開拓設計的思路，從而不再局限于傳統(tǒng)的設計，產(chǎn)生了應用降低作用效果的新思路，如采用隔震消能的概念設計方法，在建筑物的主體和各基礎之間設置隔震層、在建筑物的頂端放置反擺，都可以大幅度降低地震的效果，也就達到了理想的抗震設計效果。

3.2在建筑結(jié)構設計中計算機分析時的應用

經(jīng)濟全球化、信息全球化使得互聯(lián)網(wǎng)技術應用到了各行各業(yè)中。建筑行業(yè)也不例外，正在廣泛的應用互聯(lián)網(wǎng)技術?；ヂ?lián)網(wǎng)技術在一定程度上的確減輕了設計人員的負擔。但其實應用計算機是有很多的不足的。設計師在采用計算機軟件進行結(jié)構設計時產(chǎn)生了依賴性，忽視了結(jié)構概念的學習，在無形中降低了設計的專業(yè)水平。當然選擇合適的軟件進行計算分析可以提高結(jié)構的設計效率，但一旦選擇了不合適的軟件，會對計算的結(jié)果產(chǎn)生非常大的影響、設計就會存在隱患或直接問題。而概念設計在計算機分析中的應用可以有效彌補這種不足。應用概念設計后，設計師能夠全面的理解結(jié)構概念及相關內(nèi)容，然后借助計算機軟件的結(jié)果，根據(jù)自身的經(jīng)驗、專業(yè)知識判斷計算結(jié)果，保證結(jié)果的準確性，設計出最科學合理的建筑結(jié)構方案。

3.3在建筑結(jié)構方案選擇上的應用

在進行地基基礎的設計時要根據(jù)設計開始前的實地勘探報告進行，沒有勘探報告則需要及時收集相關數(shù)據(jù)、資料，全面了解建筑場地的地質(zhì)，這樣設計工作才夠科學、準確。而且在同一個結(jié)構單元力結(jié)構體系只能采用一個。在選擇基礎結(jié)構設計方案時，應用概念設計，綜合的考慮建筑場地的地質(zhì)、施工、荷載的分布以及結(jié)構的類型等等，這樣可以確定最科學的基礎結(jié)構設計方案，充分的發(fā)揮地基的潛力?？傊拍钤O計應用到建筑結(jié)構方案的選擇中，能夠保證方案的科學合理性、經(jīng)濟實用性。

3.4建筑結(jié)構設計中協(xié)同工作的應用

我國在建筑行業(yè)發(fā)展較快，而要保持持續(xù)發(fā)展就要開展建筑結(jié)構的設計，實現(xiàn)用最少的投入獲得最優(yōu)的設計成效的目標。而協(xié)同工作的應用可以有效提高材料的利用率。協(xié)同工作是指將建筑工程中的每個部件的作用發(fā)揮出來，并且與其他零件相互配合，這是概念設計中的一個內(nèi)容。協(xié)同工作可以保證建筑結(jié)構的安全穩(wěn)定，也提升了對建筑材料的利用。21世紀提倡節(jié)能、環(huán)保的理念，建筑行業(yè)也不例外，這就要求建筑結(jié)構在進行設計時要提高資源利用率，降低資源的浪費。如建筑中的矩形截面受壓構件，它在梁的長度變化引起梁彎矩變化以及梁的中和軸附近材料利用率低兩方面的影響造成它的利用率非常低。通過運用概念設計進行建筑結(jié)構的分析，科學調(diào)整梁截面的應變梯度，保持了構件的軸心受力，提高了利用率。而且隨著科技的進步，如今出現(xiàn)了平面桁架結(jié)構這樣的結(jié)構設施，能夠在保持建筑結(jié)構功能的同時減少很多不必要的材料，提高利用率。另外是結(jié)構體系的協(xié)同工作。協(xié)同工作要求建筑結(jié)構的設施構件在承載力極限的條件下具有耐久性，能夠相互協(xié)作、共同工作。如使用磚混結(jié)構的建筑要通過構造柱、圈梁將建筑結(jié)構的上部和基礎結(jié)構組成整體來承擔荷載，這樣的結(jié)構設計可以避免建筑結(jié)構僅僅依靠建筑的剛度來承受荷載這樣的單一受力情況，從而保證了建筑結(jié)構的穩(wěn)定安全。當今社會的建筑越建越高、規(guī)模也越建越大，短柱現(xiàn)象也就變得越來越常見。而在高層建筑結(jié)構設計中短柱的出現(xiàn)會使構件承擔更大的符合，可以采取將同層的短柱抗側(cè)力結(jié)構位于相同或相似的水平位移下。

4總結(jié)

綜上所述，概念設計與結(jié)構措施的設計理念是時代的產(chǎn)物，它們能夠提高建筑結(jié)構設計的科學性、推動建筑項目的順利實施。設計師要不斷地學習進步，使得概念設計與結(jié)構措施在將來會更廣泛的應用到建筑結(jié)構的設計中，從而大大優(yōu)化建筑結(jié)構設計的水平，提高建筑質(zhì)量，保障用戶的利益，推動建筑業(yè)的發(fā)展。

作者:呂清海 單位:濟南市人防建筑設計研究院有限責任公司

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第四篇:建筑結(jié)構設計中剪力墻的應用

摘要：隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，建筑行業(yè)也隨之發(fā)展起來，為了保障建筑行業(yè)的順利發(fā)展，必須不斷優(yōu)化建筑結(jié)構形式。剪力墻結(jié)構所具備的高硬度結(jié)構不僅增加了建筑物的抗震性，也提高了建筑的整體性能，因此其被廣泛應用于建筑結(jié)構設計中。本文首先對剪力墻結(jié)構進行了簡單的概述，分析了剪力墻結(jié)構設計在建筑結(jié)構設計中的具體應用，希望本文能夠?qū)ν谢蝾愃乒こ烫峁﹨⒖己蛶椭?/p>

關鍵詞：建筑結(jié)構；剪力墻；結(jié)構設計

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，業(yè)主對于建筑結(jié)構的安全性和美觀性的要求越來越高。為了提高建筑結(jié)構的質(zhì)量和穩(wěn)定性，并可以改善抗震性能，使墻體無論是受豎向荷載或者水平作用都能起到較好的抗變形能力，在建筑結(jié)構的設計中剪力墻結(jié)構設計越來越多的被應用，是目前建筑結(jié)構設計中墻體結(jié)構設計的主要方法。但是這種結(jié)構并不是十全十美的，它也會有一些缺點，因此建筑設計工作者們在進行設計工作時，必須充分了解剪力墻結(jié)構的優(yōu)缺點，通過科學有效的方法來將剪力墻結(jié)構運用到建筑行業(yè)中，從而確保建筑行業(yè)的順利發(fā)展。

1剪力墻結(jié)構的分類

1.1剪力墻結(jié)構

剪力墻結(jié)構是指縱橫向的主要承重結(jié)構全部為結(jié)構墻的結(jié)構。當墻體處于建筑物中合適的位置時，它們能形成一種有效抵抗水平作用的結(jié)構體系，同時又能起到對空間的分割作用。剪力墻在其墻身平面內(nèi)的抗側(cè)移剛度很大，而其墻身平面外的剛度卻很小，一般可忽略不計。

1.2框架-剪力墻結(jié)構

框架剪力墻結(jié)構又名框剪結(jié)構，這是一種在框架結(jié)構中增加放置一定數(shù)目的剪力墻的結(jié)構，從而形成了自由活動的使用空間，滿足不同的建筑功能的要求，而且還擁有足夠的剪力墻，有十分強大的側(cè)向剛度。

1.3筒體結(jié)構

由密柱高梁空間或者空間剪力墻這兩者之一所組成的抗側(cè)力構件，并且能在在水平荷載作用下起整體空間作用的稱為筒體———由密柱框架組成的筒體稱為框筒；由剪力墻組成的筒體稱為薄壁筒。

2剪力墻結(jié)構的優(yōu)缺點

剪力墻結(jié)構有很好的承載能力，而且有很好的整體性和空間作用，比框架結(jié)構有更好的抗側(cè)力能力，因此可建造較高的建筑物；剪力墻結(jié)構的樓蓋結(jié)構一般采用平板，可以不設梁，所以空間利用比較好，可節(jié)約層高。同時，剪力墻的間距有一定限制，故不可能開間較大，對需要大空間的建筑物不太適用，一般適用于住宅、公寓和旅館。另外，純剪力墻結(jié)構造價高，施工困難，耗鋼量大，所以往往受到經(jīng)濟方面的制約。

3剪力墻結(jié)構設計在建筑中的應用

3.1剪力墻的布置原則

剪力墻結(jié)構應該具有合適的側(cè)向剛度，這種結(jié)構的平面布置宜規(guī)則、簡單，宜沿兩個主軸方向或者是其他的方向進行雙向布置，而且這兩個方向的側(cè)向剛度不應該相差過大；為了避免剛度突變，宜自下到上連續(xù)布置；門窗洞口宜成列布置、上下對齊，構成了明確的墻肢和連梁；注意要避免造成墻肢寬度相差太多的洞口。剪力墻結(jié)構中墻與樓板組成受力體系，承擔了豎向荷載（重力）、抵抗水平荷載（風、地震等），作為重要的受力構件，不能強制拆除或破壞，這樣的話不利于形成較大的空間，從而造成住戶無法對室內(nèi)布局進行自行改造，而短肢剪力墻結(jié)構在剪力墻方面采用的是寬度（肢厚比）較小的那種，這樣使得住戶可以在一定范圍內(nèi)對室內(nèi)布局進行改造，增加了自由靈活性。但是，受力性能、經(jīng)濟造價方面也存在一定缺陷，我們對此進行以下分析。

3.2短肢剪力墻的設計要求

短肢剪力墻是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻?？墒且驗槎讨袅拐鸬男阅茌^一般，地震區(qū)應用經(jīng)驗不多，為安全起見，在高層住宅結(jié)構中短肢剪力墻布置不應該過多的使用，不應該全部使用短肢剪力墻的結(jié)構。短肢剪力墻承擔的傾覆力矩不小于結(jié)構底部總傾覆力矩的30％時，稱為具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構。抗震設計時，短肢剪力墻的設計應符合下列規(guī)定：（1）短肢剪力墻的截面厚度在底部的相應加強部位不應小于200mm，其他部分尚不應小于180mm。（2）一、二、三級的短肢剪力墻的軸壓比，分別不應該大于0.45、0.50、0.55。（3）一字形截面短肢剪力墻的軸壓比限值應相應減少0.1。（4）短肢剪力墻的剪力設計值在一、二、三級時應分別乘以增大系數(shù)1.4、1.2和1.1。短肢剪力墻的全部豎向鋼筋的配筋率，在底部的加強部位一、二級不宜小于1.2%，三、四級不宜小于1.0%；其他部位一、二級不宜小于1.0%，三、四級不宜小于0.8%。（5）一字形短肢剪力墻不適用，不宜在一字形短肢剪力墻上布置平面外與之相交的單側(cè)樓面梁。通過以上分析可以看出，短肢剪力墻對厚度、軸壓比、配筋率均有較高的要求，因此我們在建筑結(jié)構設計中因盡量避免短肢剪力墻的運用。避免短肢剪力墻結(jié)構體系的做法為：保證一般剪力墻的面積數(shù)超過剪力墻面積的50%。

4剪力墻結(jié)構的經(jīng)濟性控制

如何控制建筑造價是業(yè)內(nèi)人士關注的重中之重，對于結(jié)構設計人員來說需要利用清晰的結(jié)構概念進行設計，使結(jié)構在滿足造價經(jīng)濟的同時具有足夠的安全儲備?？刂萍袅Y(jié)構的結(jié)構含鋼量可以通過以下幾個方向來解決：剪力墻的整體剛度控制、合理墻間距、軸壓比、整體布墻率等。

4.1整體布墻率

剪力墻的剪力墻自重占結(jié)構自重一半以上屬于小開間剪力墻體系，當剪力墻較多、結(jié)構自重較大，造成的結(jié)果是：增加基礎用量，基礎、墻體用鋼量較大，且造成結(jié)構側(cè)向剛度過大，對于抗震不利。通常剪力墻間距為4~5m之間為最經(jīng)濟的間距，墻肢之間用連梁或框架梁連接。

4.2從用鋼量方面考慮

剪力墻以及邊緣構件的配筋原則為：（1）剪力墻豎向和水平分布鋼筋的配筋率，一、二、三級時均不應小于0.25％，四級和非抗震設計時均不應小于0.20％。（2）剪力墻的豎向和水平分布鋼筋的間距均不宜大于300mm，直徑不應小于8mm。剪力墻的豎向和水平分布鋼筋的直徑不宜大于墻厚的1/10。（3）房屋頂層剪力墻、長矩形平面房屋的樓梯間和電梯間剪力墻、端開間縱向剪力墻以及端山墻的水平和豎向分布鋼筋的配筋率都必須大于0.25％，間距都必須小于200mm。（4）剪力墻約束邊緣構件的豎向鋼筋除應滿足正截面受壓（受拉）承載力計算要求外，其配筋率一、二、三級時分別不應小于1.2％、1.0％和1.0％，并分別不應少于8準16、6準16和6準14的鋼筋（準表示鋼筋直徑）。

4.3從概念設計方面考慮

剪力墻應該盡量布置在結(jié)構周邊的外圍護墻處，在中部應該減少剪力墻的布置，對其實施弱化處理，達到強周邊弱中部的效果；剪力墻的布置宜分散、均勻，在設計布置結(jié)構墻肢時應當避免出現(xiàn)過長墻（＞8m），這樣變化使得結(jié)構各墻肢均勻受力，協(xié)同工作。而在避免出現(xiàn)這個方面，如果單片剪力墻過長這樣便會剪力墻在承受水平地震作用時長片剪力墻的破壞形式上呈現(xiàn)純剪切破壞，這種破壞形式屬于抗震延性極差的脆性破壞形式。所以在設計時應控制剪力墻的墻長不超過6m，超過6m的剪力墻則會采用設置洞口的方法來分割墻體使其分成成不大于6m的墻肢。

4.4剪力墻設計的注意要點

通常為了防止混凝土表面出現(xiàn)收縮裂縫，與此同時使剪力墻擁有一定的出平面抗彎能力，高層建筑的剪力墻不能夠使用單排配筋。高層建筑的剪力墻厚度相對比較大，當剪力墻厚度超過400mm時，如果只是使用雙排配筋，形成中部大面積的素混凝土，這樣便會使得剪力墻截面應力不均勻分布，因此可采用三排或四排配筋方案，截面設計所需要的配筋可分布在各排中，靠墻面的配筋可略大。在各排配筋之間需要用拉筋互相聯(lián)系。當雙肢中一個剪力墻墻肢出現(xiàn)了小偏心受拉，該墻肢也許會出現(xiàn)水平通縫，這樣就會嚴重削弱剪力墻的抗剪能力，抗側(cè)剛度也會退化得十分嚴重，由荷載產(chǎn)生的剪力將會轉(zhuǎn)運到另一個墻肢而這樣的話就超出了另一墻肢抗剪承載力。因此，要留心避免墻肢出現(xiàn)小偏心受拉情況。當墻肢出現(xiàn)大偏心受拉時，墻肢非常容易出現(xiàn)裂縫，從而造成其剛度的退化，剪力會在墻肢中重分配，此時，可將另一受壓墻肢按照彈性計算的剪力設計值乘以1.25增大系數(shù)后計算水平鋼筋，以提高其受剪承載力。在地震作用的反復荷載下，兩個墻肢都要增大設計剪力。

5結(jié)束語

簡而言之，在建筑結(jié)構設計中剪力墻結(jié)構的設計是非常重要的，設計的好壞和建筑的安全性、適用性、經(jīng)濟性以及合理性有直接的聯(lián)系。所以，在對剪力墻進行設計和布局時，必須要采用科學的技術手段進行計量分析，在設計時應該嚴格遵守剪力墻設計的各項標準要求，使剪力墻結(jié)構更加的科學、經(jīng)濟、有效。

作者:謝曉君 單位:桂林市建筑設計研究院

參考文獻

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第五篇:建筑結(jié)構設計對建筑造價的影響

1引言

隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，科學技術水平的不斷提高，人們對建筑物的要求越來越高，既關注建筑物的安全性和穩(wěn)定性，還關注建筑物的價格，人們需要的是性價比高的建筑物。為此建筑企業(yè)應該為了適應人們的需求，不斷通過技術的提升來降低建筑物的造價成本。不僅如此，建筑造價成本的降低還有利于提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，但是不能盲目的削減建筑造價成本，否則會造成建筑工程質(zhì)量的降低。建筑企業(yè)要致力于在不降低甚至提高工程質(zhì)量的基礎上尋求建筑造價成本的降低。這就需要不斷優(yōu)化建筑結(jié)構設計，設計出合理的建筑結(jié)構，使建筑企業(yè)不但可以節(jié)約建筑造價成本，還能夠保障所建造工程的質(zhì)量。

2建筑結(jié)構設計與建筑造價成本的相關分析

建筑結(jié)構設計是實施建筑工程的基礎，每一個建筑工程開始前必定要對所建造的工程進行設計，一個成功的建筑工程的完成，必定是以一份優(yōu)秀的建筑結(jié)構設計為基礎的。建筑設計結(jié)構與建筑造價成本不是純粹的一方對另一方的影響，而是建筑設計結(jié)構與建筑造價成本二者之間的相互作用。

2.1建筑工程的投資對建筑結(jié)構設計整體計劃的影響

建筑結(jié)構設計的制定受眾多因素的影響，包括地理位置、環(huán)境因素和交通因素等等，但是其中一個重要因素就是投資者對本建筑工程的投資。充足的建筑投資雖然可以買到很多質(zhì)量好的建筑材料，但是如果沒有一個好的建筑結(jié)構設計也是不能建造出一個優(yōu)秀的工程的。建筑結(jié)構的設計者在對建筑工程進行設計時要根據(jù)建筑工程的投資來合理的設計建筑所用的材料和建筑的內(nèi)部結(jié)構等。

2.2建筑造價成本對建筑結(jié)構具體設計的影響

根據(jù)事先制定的建筑結(jié)構設計的整體計劃和建筑工程各方面的實際情況開始進行對建筑結(jié)構具體方面的設計。設計者在對建筑結(jié)構進行具體階段的設計時，每一個設計思路都會對建筑造價成本造成影響，例如哪個地方有墻，哪個地方有柱子，有幾根柱子等都影響到建筑的造價成本的多少。因此，設計者在進行建筑結(jié)構的具體設計時，要細心的設計每一個方面，不但要做到建筑美觀合理，又要節(jié)省建筑造價成本。

2.3建筑設計質(zhì)量對建筑造價成本的影響

近年來，屢次在建筑施工過程中發(fā)生建筑質(zhì)量事故。而建筑事故發(fā)生的原因是多方面的，據(jù)統(tǒng)計，超過百分之五十的建筑質(zhì)量事故的發(fā)生是因為建筑結(jié)構設計的不合理。例如，剛建好的房子就裂開了一道縫。造成這些建筑質(zhì)量不好的原因是什么呢？經(jīng)過調(diào)查顯示，大部分的建筑質(zhì)量不好的原因是建筑結(jié)構設計不合理，建造出來的建筑沒有達到要求。因此，如果根據(jù)一個不合格的建筑結(jié)構設計而建造房屋將會造成建筑物的質(zhì)量問題，有可能會導致建筑的重復建設。不但會增加建筑的造價成本，還有可能會因為建筑停工、延誤工期給企業(yè)帶來一定的損失。

3建筑結(jié)構設計對建筑造價成本的影響

通過上面論述，我們知道建筑結(jié)構設計在很大程度上影響著建筑的造價成本，接下來我們通過對建筑結(jié)構設計的幾個具體方面的論述，包括建筑物的內(nèi)部結(jié)構、建筑物的主體結(jié)構和建筑物結(jié)構的延性，來探討建筑結(jié)構對建筑造價成本的影響。

3.1建筑內(nèi)部結(jié)構對建筑造價成本的影響

評價一個建筑設計的好壞不僅要根據(jù)建筑的質(zhì)量、建筑的外觀，更重要的是建筑的內(nèi)部結(jié)構設計是否合理。根據(jù)建筑的用途和一定的建筑設計標準來設計建筑的內(nèi)部結(jié)構，建筑結(jié)構設計者要嚴格按照建筑結(jié)構設計的相關規(guī)則，根據(jù)建筑的設計外觀和建筑造價成本對建筑進行具體的分析，不斷優(yōu)化建筑內(nèi)部結(jié)構的設計。使建筑的內(nèi)部結(jié)構不僅美觀、實用，還可以節(jié)省建筑工程的造價成本。

3.2建筑的主體結(jié)構對建筑造價成本的影響

建筑的主體結(jié)構占建筑造價成本的大部分，主要包括混凝土及鋼筋混凝土，建筑物的墻和柱子等的選擇都會對建筑造價成本帶來影響。（1）鋼筋和混凝土的質(zhì)量很大程度上會影響建筑的牢固程度，而選擇質(zhì)量好的鋼筋會增加建筑物的牢固程度，但是會增加建筑造價成本。但是我們也不能因為為了節(jié)省建筑造價成本就采用質(zhì)量不好的鋼筋和混凝土，我們要根據(jù)對建筑物的要求，建筑物的實際用途和投資成本等方面來綜合考慮混凝土的使用。采用性價比最高的鋼筋和混凝土，不但可以保證建筑物的質(zhì)量還可以節(jié)約造價成本。（2）建筑物墻和柱的配置對建筑造價成本的影響也是非常大的。建筑結(jié)構的安全性與墻肢和柱網(wǎng)的分布密切相關。墻肢的布置的數(shù)量與鋼筋混凝土的用量息息相關，墻若是分布密集，則鋼筋混泥土用量自然會增加，也會導致建筑造價成本的增加。但也不能為了節(jié)省鋼筋混凝土的用量和造價成本來建造數(shù)量很少的墻，必須根據(jù)建筑物的用途和受力合理的分配和布置墻肢。柱子之間距離的遠近的也會影響建筑物的造價成本，如果兩根柱子之間的距離較大的話，則中間需要較多的鋼筋來支撐，會提高建筑物的造價成本。因此要根據(jù)建筑結(jié)構的受力來合理的分配和布置柱與柱之間的距離，合理的控制建筑物的造價成本。

3.3建筑結(jié)構延性對建筑造價成本的影響

建筑是否具有延性是建筑物抗震能力的基礎，一個建筑若是需要有一定的抗震能力，其建筑結(jié)構就必須有一定的延性。若果一個建筑物的抗震能力較強，則其建筑結(jié)構的延性較大，但是其剛度會有所降低。雖然其抗震能力好，但是由于其剛度小則會帶來一定的風險。因為一個建筑的抗震能力強，剛度小，其關于在建筑抗震結(jié)構的方面的成本會有所降低，在一定程度上節(jié)省了建筑的造價成本。因此要合理的設計建筑結(jié)構的延性，在保證建筑物抗震能力良好的同時，還要盡量降低建筑物的風險和建筑造價成本。

3.4案例分析

不同建筑物所用的鋼筋混凝土的數(shù)量不同，導致建筑物的造價也不同。本例通過對各種結(jié)構住宅所用鋼筋與混凝土數(shù)量的進行分析比較來論述建筑結(jié)構設計對建筑造價成本的影響。如表1。由此可見見，建筑工程由于建筑結(jié)構設計的不同，而使用的鋼筋和混凝土的數(shù)量也不同，那么建筑造價成本也有所區(qū)別。從表1中可以看出，同為住宅樓，樓的層數(shù)越高，每平方米所用的鋼筋和混凝土的數(shù)量就越多，那么相應的建筑造價成本也就隨之升高。所以建筑結(jié)構設計在一定程度上影響建筑造價成本。

4結(jié)束語

總而言之，科學合理的建筑結(jié)構設計對建筑造價成本的影響是多方面的，建筑結(jié)構設計者要通過建筑實際情況的分析實事求是的進行建筑結(jié)構結(jié)構設計，通過對建筑結(jié)構的各個部分和環(huán)節(jié)進行優(yōu)化分析，合理有效的控制建筑的造價成本，不但要使建筑的內(nèi)部結(jié)構合理、適用，外觀具有美感，質(zhì)量好，還要使建筑造價的利用達到效益最大化。通過優(yōu)化建筑結(jié)構設計對建筑造價成本的進行有效控制，不但可以提高建筑企業(yè)的整體經(jīng)濟效益，還能夠促進建筑行業(yè)的長遠發(fā)展。

作者:宋紅勝 單位:景森設計股份有限公司

參考文獻

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