体系结构设计论文

体系结构设计论文（精选12篇）

体系结构设计论文 篇1

1 工程概况

上海市浦东新区临港地区一住宅小区, 小区内包含7栋剪力墙结构高层、13栋异形柱框架- 剪力墙结构的多层和框架结构的地下室。

从初步设计到施工图设计, 本工程在建筑功能、结构计算、基础设计和选型、钢筋配置、节点构造等方面通过精细化设计, 尽量在减小用钢量、用混凝土量、改善建筑使用功能、增加施工便利方面做了许多工作。

2 地下室桩基和顶板结构选型

本工程中的13栋多层均落于一个大底盘地下室上, 该地下室面积较大, 选择合理的桩型和结构布置形式对工程总体的造价影响较大。

由于该地下室顶板作为上部多层单体的嵌固部位, 根据《建筑抗震设计规范》第6.1.14条, 地下室在地上结构相关范围的顶板应采用现浇梁板结构, 因多栋单体分散落于地下室上, 因此整个地下室顶板均须采用梁板结构。但究竟采用十字梁、艹字梁、井字梁还是单向梁的次梁布置方案, 我们又针对性地进行了用钢量、用混凝土量比较。由于该车库的主要柱网为8.1m×5.4~6.3m左右, 经过计算比较, 采用沿8.1m方向布一道单向次梁方案最为经济合理, 短跨的主梁作为主要受力梁, 由于跨度小, 梁高也不会影响车库净高。

由于上海地区的抗浮水位一般取室外地坪下0.5m, 车库的桩大多数为抗压兼抗拔桩, 如何选择桩型最为经济合理呢?因为车库柱网比较均匀, 选择一个典型尺寸的柱网的柱底力来分析比较。在抗压工况下的柱底力为1200~1300k N, 抗拔工况下柱底力为-550~-600k N。经过计算和比较, 确定了采用直径350的方桩、桩长21m, 此时桩的抗压承载力为1400k N, 抗拔承载力为320k N, 抗压和抗拔工况所需的桩数接近, 并可充分发挥桩的承载能力。

3 结构计算

在结构计算时, 有几个问题如能进行精细化分析, 可达到优化结构设计、降低构件配筋量的目标。

在输入梁上的填充墙荷载时, 如果贪图方便按满墙荷载输入时, 则会造成荷载偏大。如果墙体线荷载中已考虑了粉刷、灰缝时, 输入的填充墙荷载, 可按实际情况, 扣除门窗洞后再折算成线荷载输入, 这既可以减小直接受荷的某些构件的配筋, 也可减小全楼荷载, 减小地震力。

本项目中的高层住宅经过测算, 地上部分中剪力墙的用钢量占比50%~60%, 因此可见, 合理地布置剪力墙显得尤为重要。在结构单元的周边布置墙, 效率最高, 对控制层间位移角作用明显, 单元中间除了楼电梯间位置外, 其他位置对整体影响较小, 只需满足梁板的划分搁置, 不必多布。

本项目中的剪力墙抗震等级均为三级。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.14条规定, 不设约束边缘构件的最大轴压比为0.3。布置剪力墙时, 一般按略大于8倍墙厚 (8倍墙厚+100mm) 来确定墙肢的长度, 经过计算, 查看底层剪力墙轴压比, 发现有部分墙肢轴压比略大于限值0.3, 此时可通过稍许加长这些墙肢的长度来控制, 使其轴压比小于0.3, 这时这些墙肢仅需设置构造边缘构件即可。众所周知, 构造边缘构件的配筋量远比约束边缘构件的小, 通过稍许加长墙肢而控制轴压比从而起到减少边缘构件配筋的方法是经济可行的。

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.2条对于短肢剪力墙的规定, 短肢剪力墙的抗震等级不再提高, 但其轴压比控制得更严, 特别是一字形短肢剪力墙。按三级剪力墙来看, 普通剪力墙的轴压比限制值是0.6, 一字形短肢剪力墙的轴压比限值是0.45, 对于受荷面积大的墙肢, 轴压比就不易控制了。所以在方案阶段布置剪力墙时, 尽量与建筑协商避免布置一字形短肢墙, 可布置一般的短肢墙。

高层单体的嵌固端均设置于地下室底板, 地下地上无须满足刚度比要求, 地下室无须增设墙体, 地下室顶板仅需满足160mm厚, 没有0.25% 配筋率要求。

关于地下室抗震等级的问题。本工程的大底盘地下室上有13栋异形柱框架- 剪力墙结构的多层单体。根据《建筑抗震设计规范》第6.1.3条, 当地下室顶板作为上部各单元的嵌固部位时, 地下一层的抗震等级应与上部结构相同, 而无上部结构的地下室部分可以根据实际情况采用三级或四级抗震。因此该地下室与上部单体相关范围内的框架按上部结构的三级抗震取值, 而其他部分框架可在规范允许下降低要求按四级抗震考虑。

4 建筑功能

(1) 一般建筑外轮廓上的剪力墙对结构的整体指标影响较大, 对控制层间位移角、位移比、扭转周期比的作用很大。但对于一些面积较小的餐厅, 餐厅与北阳台之间的小墙肢 (如已有其他的转角墙时) 建议不设置, 这样可考虑后期打通餐厅和北阳台一起使用, (图1) 。

这就是本着满足结构计算的前提下尽量考虑建筑功能的可改造性, 从使用上来考虑优化结构布置。

(2) 建筑在卫生间、储藏室、厨房等位置经常布置半砖墙, 此时结构在这些墙体位置布置次梁时, 次梁的宽度难免要比隔墙宽, 一般来说次梁宽出墙体的部分要往次要房间内偏, 这样可保证主要房间墙面顶棚的完整性。

(3) 住宅门厅、电梯厅等位置, 考虑到装修问题, 业主一般希望内部不要有次梁穿过, 如不可避免时, 也尽量减小次梁的高度, 保证这些公共部位吊顶后仍有较大的净空高度。

(4) 按精装修设计的户型, 业主也会考虑内部空间有一个统一的吊顶高度, 所以结构布置梁时, 要注意在一个完整的建筑空间内不要出现个别特别高的梁而影响到吊顶高度。

以上几点, 就是通过结构精细化设计, 优化了建筑功能或者给后期使用带来了便利, 从而提升建筑的品质。

5 钢筋配置

(1) 高层住宅布置多个相同的标准层, 如按最大楼层配筋值给梁配筋显然是偏于安全和浪费的, 应根据层数和各层之间配筋变化对这些梁区分配筋。具体设计时, 可以对连梁和框架梁在标准层平面上进行编号, 然后列出连梁表、框梁表, 每根梁分别根据各自的配筋变化规律, 按楼层进行配筋。

(2) 梁承受集中荷载处需配置附加横向钢筋, 但一般情况下, 大多数梁仅需配置附加箍筋即可。吊筋的设置应根据实际需要布置, 不可盲目多设, 造成浪费。

(3) 剪力墙结构中跨高比大于的5的连梁, 按框架梁设计配筋, 可减少箍筋量。

(4) 梁端为铰接的次梁, 梁面筋可采用架立筋, 直径不大于12mm。

(5) 剪力墙边缘构件配筋按平法图集11G101-1中, 边缘构件中的内箍筋和约束边缘构件非阴影区可设置箍筋或拉筋两种形式, 设置拉筋是减少用钢量的合理选择。剪力墙约束边缘构件计算箍筋体积配箍率时可按高规第7.2.15条, 计入水平分布钢筋, 计入的水平分布钢筋的体积配箍率不应大于总体积配箍率的30%。

(6) 剪力墙墙身的竖向分布钢筋, 一般为构造要求, 满足规范规定的最小配筋率即可, 不必放大。

(7) 地下室外墙配筋一般抗裂控制, 外侧墙底的配筋量最大。一般可通过在外侧底部1/3~1/2高度范围内附加钢筋方式解决, 不必全高配置底部所需的配筋量。

(8) 带E钢筋被称为抗震钢筋, 由于有一些延性指标要求, 价格略高于普通钢筋。根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》第5.2.2条对有抗震设防要求的结构, 其纵向受力钢筋的强度应满足设计要求;当设计无具体要求时, 对一、二、三级抗震等级设计的框架和斜撑构件 (含梯级) 中的纵向受力钢筋应采用带E钢筋。由于规范条文的规定比较笼统, 施工单位具体操作时如区分不清时会扩大带E钢筋的选用范围, 这时可在设计说明中明确需要采用的部位, 例如框架梁、柱 (除四级外) 及楼梯梯段中的纵向钢筋均需采用带E钢筋;哪些部分无须采用带E钢筋, 例如基础部分构件、剪力墙、楼板及次梁的钢筋均不需采用带E钢筋。

6 节点构造

本工程的卫生间采用同层排水设计, 结构降板300mm左右。降板区可采用折板方案, 可省去卫生间与盥洗间填充墙下方的次梁 (图2) 。

墙身节点详图由于建筑线条效果所需尺寸较大, 但是结构受力较小的构件 (例如建筑需要厚度较大的挑板) 中的配筋率可按《混凝土结构设计规范》第8.5.3条:对结构中次要的钢筋混凝土受弯构件, 当构造所需的截面高度远大于承载力的需求时, 其纵向受拉钢筋的配筋率可按公式计算后定, 构件的配筋率均可减小。

7 结束语

综上所述, 结构精细化设计, 就是对于大家都能做的项目认真推敲、仔细分析、注重细节、优化设计, 做到人能我优。在满足结构计算和规范要求的前提下, 尽可能地降低结构造价、优化建筑功能和提升建筑品质。

摘要：结构设计中, 可从设计原则、计算参数、结构材料、荷载作用、结构体系、结构布置、构件设计和节点构造等涉及结构系统的各方面, 进行合理的分析和优化, 以达到降低结构成本、提升建筑功能及结构安全性, 同时降低施工难度的目的。本文结合上海市浦东新区临港地区的一个住宅小区项目, 就如何通过结构精细化设计来实现结构优化设计目标进行了探讨。

关键词：建筑结构设计,精细化,优化

参考文献

[1]GB50010-2010, 混凝土结构设计规范[S].

[2]GB 50011-2010, 建筑抗震设计规范[S].

[3]JGJ3-2002, 高层建筑混凝土结构技术规程[S].

体系结构设计论文 篇2

将基本的语言单位（类型与语句）组织起来，建立高质量的数据结构和算法（数据结构合理易用，算法可靠、高效、易读）。屏蔽程序中复杂的数据结构与算法的实现细节

2) 主要关注因素：

数据结构与算法的简洁性（易读）、坚固性（可靠，易维护）。

3) 主要方法与技术：

防御式编程，断言式编程，测试驱动开发，异常处理，配置式编程，表驱动编程，基于状态机编程。前面四个是关于可靠性的，后面三个是关于数据结构带来易读性。

4) 最终制品：

体系结构设计论文 篇3

【关键词】房屋建筑；结构设计；设计优化；研究分析

引言

针对建筑进行评价的指标比较多，同样的，针对建筑性能评价的指标也多种多样。一般的来讲合格的、高质量的建筑，外观应当是美观且大气，同时整个房屋建筑的基本结构完整、质量上乘，所使用的材料也相当考究。针对房屋结构设计的质量好坏、水平高低进行评价，对于整个建筑功能性的发挥以及整个建筑的后期使用均有着巨大的意义。所以，有必要针对房屋建筑的结构设计理念进行分析，对传统的设计理论进行优化和改良，以现代化的审美标准来提高房屋结构设计的水准，促进我国建筑事业和相关设计行业的不断发展。

1.房屋建筑结构设计优化理论分析

房屋的结构设计，专业性较强，并且还有极强的系统化和理论化的特征。一般的而言设计人员在进行房屋结构设计之时，需要考虑多项指标，不仅需要对美学指标、建筑使用功能的价值指标进行分析，同时还需要结合设计的实际情况和经济指标。建筑的功能性价值，指的是能够为人们所提供的最为基础的使用价值，诸如保暖、遮风挡雨、抵御外界的温度变化等等，而建筑的美学性指标，则主要侧重于整个房屋建筑结构设计的美观性和外观的整体性，保证各个细节的搭配合理、房屋的设计形式协调大气，能够给人以美的享受。所以，对于设计人员而言，结构设计是一项非常复杂的工作。也正是在上述四项理念的指引之下，设计人员需要从众多的设计方案当中选取最为科学、最为合适的设计方案，实现设计的项目目标。

房屋建筑的结构设计优化理论，主要的优化对象是房屋建筑的设计结构和设计的模式理念等，鼓励技术人员采用先进的设计工艺、科学的设计观念，保证最佳的设计效果。同时现代建筑的内部结构一般都很复杂，要想将各种复杂的部件有机的、完美的整合在一起，难度较高。具体一点来讲，建筑的结构设计优化方案需要将房屋的外围设计、房顶的设计、房屋细节部位的设计等等进行综合研究，同时需要很好的考虑到整个建筑结构的布局形式、整体设计的样式、建筑局部受力情况、价格指标等等，注重结构设计的社会效益、为企业带来的经济效益和对周边的环境效益。在保障了整体建筑结构稳定的前提基础之上，设计工作人员需要力求设计方案创新、大胆，设计思想超前，敢于在实践当中渗入的探索和改良，对基本的房屋结构设计优化方案进行不断的分析，结合其他工作人员的意见，不断的寻求设计上的突破。

对于房屋建筑来讲，平面结构应当平整且简洁美观，可以很好的反映和体现出建筑的对称性，尽可能的减少房屋刚性结构标准以及房屋平面建设施工质量之间存在的差异，另外，还需要考虑到房屋建筑局部部位承受的力量，确保房屋可以在承受巨大压力之时不至于出现结构扭曲的情况。在充分的分析并且满足居住人员的基本要求基础上，设计者还应当对建筑的承重结构进行细致的设计，采用贯通竖直的设计形式来增强房屋在侧向以及竖向方向之上的承受能力。最后，还需要考虑到房屋建筑的材料要求，保证设计方案符合经济要求。

2.房屋建筑结构设计的重要性

对于现代化的房屋建筑，结构设计优化重要性不言而喻。高质量的设计方案，可以使得房屋的实际使用价值大大提高，同时可以实现建筑的美学价值和经济价值升值，进一步的节省建筑原材料的损耗，有效的保护了周边的环境，为居住者创建了一个优美和温馨的家园。现代化的建筑项目讲究的是整体效益和综合效益，如何在建筑结构设计当中尽可能的节省开支、减少材料损耗，在确保了美观耐用、扎实稳定的基础上，全面满足不同层次、不同类型客户的功能需求，将是所有建筑企业所共同追求的。与传统的建筑结构设计方案和理念不同的是，现代化的建筑结构设计可以使得房屋建设成本进一步降低，对现有的材料进行充分利用，对布局形式和平面设计进行优化，并且对房屋内部各个不同的组成单元、组成部分进行巧妙的设计和重新组合，可以使得各个独立的部分各自之间紧密的衔接起来，发挥出共同的作用。同时，在对局部结构设计进行优化的同时，还可以使得建筑的安全性达到全新的标准。所以，房屋结构设计优化对于现代化的建筑企业来讲，必不可少、势在必行。

3.房屋建筑结构设计的优化方案

针对房屋建筑结构设计进行优化和调整，一方面需要对设计结构模型进行模拟分析，同时，还需要决定计算方式，根据事前分析的结果，选取最优秀、最适合的设计程序，保证设计质量。

3.1房屋结构模型的设计

首先需要设计出一个基本的、初步的结构模型。第一个阶段是选择变量，在一般情况之下一些常用的数据指标，诸如预期建设生产的损失参数、结构设计的目标参数、房屋的价格参数以及房屋建筑的结构可靠性参数等等，是重要的变量指标，同时也是房屋结构设计当中需要重点考虑的环节。设计人员应当采用考虑因素比较少的并且变化幅度较小的指标作为主要的衡量参考指标，这样整个房屋结构设计优化的难度就会大大降低、工作强度也会随之降低，设计者也就可以更加准确的找寻出最佳的设计方案。第二个阶段是确定相关的设计函数，设计者应当在大量的函数和指标当中确定得出与房屋的钢筋尺寸以及横截面积最为相应的一组函数指标，并且对各个组别的函数性质进行分析，力求降低工程成本。最后一个阶段是针对结构设计的条件进行衡量，由于房屋建筑自身的特点，对于耐用性和结构稳定性要求严格，所以设计者需要对房屋整体构架的稳定性、房屋尺寸、结构刚性、局部受力限制、房屋结构墙体的缝隙限制、结构变形限制、整体构架的体系规格系数、单元零件的规格指标、结构确定程度以及构件的可塑性等等进行分析。在实践之中还应当结合建筑的具体情况，分析、比较目标和约束条件，保证结构设计可以得到优化、可以符合相关需求。

3.2选择最优程序及统计分析

设计者在完成了上述模拟设计的工作之后，需要根据实际条件选择最佳的计算方式，选择最优设计程序，力求保证程序可以有最为齐全的用途、最为完善的功能、最为高效的运转效率等。最后，则需要对上述分析的结论进行统计和研究，认真的衡量、慎重的比对，从不同的角度思考问题，不可忽视人事利益、经济利益、施工材料成本以及各个施工技术之间的联系，站在综合平衡的角度之上，在节省了成本的同时，不可以忽视技术的改进，避免片面的追求经济效益，而忽视了技术创新方面的各项工作。

4.结束语

综上所述，房屋建筑的结构设计是一项专业性要求较高的工作，需要有严格的技术保障。最终的决策会受到多方面因素的影响，而在实践当中，美观性、舒适性、实惠性、耐用性和安全性是最为基本的设计原则，也是最为重要的设计指标，设计人员应当结合现有资源，合理的对结构设计方案进行优化，提升建筑效益。

参考文献

[1]李明.浅析建筑中结构设计优化以及建筑电气设计[J].现代工业，2012（6）

[2]王刚.建筑结构设计优化中节能措施的应用探讨[J].科技资讯，2012.2

体系结构设计论文 篇4

关键词：建筑结构,概念设计,结构措施,经验

1 建筑结构设计中概念设计的重要性

概念设计不仅是建筑结构设计的基础, 也是工程建设中体现先进思想的关键所在。但是随着社会经济的迅速发展, 大部分的结构工程师仅仅依赖于设计手册与计算机设计, 致使其设计千篇一律缺乏创新性, 不能够与时俱进且拒绝采纳新技术。虽然计算机的发展给工程的设计带来了很多便利, 但是其计算结构与出现现行的建筑结构设计理论发生冲突, 而且并不是所有的建筑结构设计都能够通过计算机完成。这就要求结构工程师不能只依赖于规范手册, 应该把自身的结构设计概念与实践相结合, 使设计成果趋于创新完善。

建筑结构设计中概念设计的重要性主要是因为计算理论与结构设计理论中有很多的不完善之处, 这就造成了结构的实际受力状况与计算结果存在很大的偏差, 所以, 就需要借助于建筑结构措施与概念设计来弥补结构设计。概念设计的重要性还体现在方案设计环节, 计算机不能满足初步设计过程, 需要结构工程师在结合自身掌握的概念基础之上, 选择合适的方案, 所以, 这就对结构工程师提出了更高的要求, 要能够不断丰富发展自己的结构概念, 在实践中能有意识的灵活运用。

2 协同工作与结构体系

协同工作的概念广泛存在于建筑结构设计中, 而它一般主要应用于工业产品的设计与制造之中, 不管是哪一种工业产品, 我们不仅希望它的某些零部件能够完好无损, 而且能够达到自己的设计寿命 (功能、负荷) 。在建筑结构设计领域内, 协同工作指的是建筑工程中的每一个部件都能物尽其用, 充分与其他部分的零件相互结合、共同工作。而要想达到这一目标, 一方面要使零部件之间所受的荷载力大致等同, 切勿存在受力不均的现象, 另一方面也要求零部件之间的使用寿命期限不能过于悬殊。基础与上部结构的关系是结构协调工作的表现点, 要注意上部结构与基础是一个完善的有机统一主体, 二者是密不可分的。例如对砖体结构而言, 上部结构与基础要必须借助于构造柱与圈梁连接为统一的整体, 如果单方面的凭借基础刚度进行抵抗非均匀沉降, 那么构造柱设置与圈梁都要紧密围绕这个中心。

当前, 我国有一部分已建的建筑物在其四个角设置了大型的钢管柱, 如图1所示的巨型钢管柱, 1为方钢管柱, 2为方钢管梁1, 3为方钢管梁2, 4为加劲板, 5为加劲肋, 6为方钢管柱底板。这种巨型钢管柱的构造都在一定程度上极大地增强了抗变形能力与角柱的强度。柱轴压比的限值在高层建筑的结构设计中是阻碍结构工程师的世纪星问题。随着我国经济的发展与建筑高度的增加, 结构下部柱截面也随之增加, 但是其纵向钢筋为构造配筋且其截面并不会减少。所以实际上, 柱的塑性变形能力可以通过柱的轴压比大小反映出来, 结构的延性受到构件的变形能力制约。

3 协同工作与材料利用率

协同工作设计在很大程度上依赖于对原材料的充分利用。通常来说, 材料利用率与该结构的协同工作程度成正比, 但是如果从优化设计的角度来讲, 结构性能好的方案其材料利用率不一定就高。为了坚持可持续的科学发展观, 建筑结构设计在做优秀建筑的同时也应该降低节约成本, 这就给建筑设计环节提出了更高的要求, 力求充分利用材料, 这从梁类构件的演变可以看出来。图2为某建筑的矩形截面梁, 矩形截面梁是较为普通的受弯构件, 相比于其他的材料, 其材料利用率比较低。主要有两个原因: (1) 接近中和轴的材料应力水平比较低; (2) 梁的弯矩沿梁长是不断变化的。用结构概念分析探究这种梁的受力特点, 主要是由于梁截面存在应变梯度, 材料利用率只有在构建是轴心受力时才有增大的可能性, 所以平面桁架就产生了, 桁架下弦对应于受拉钢筋, 而上弦相应于梁的受压边。规则桁架中腹杆受力 (拉、压) 与梁中主拉、压应力的方向是相同的。所以根据上述分析, 为了使得桁架的弦杆受力均匀, 也可以把桁架设计成与弯炬图相似的形状。

在当前的建筑结构设计中较为广泛使用的就是把混凝土结构与钢结构相互借长补短而构成的一种新型结构。特别是钢管混凝土, 更好的把钢结构与混凝土结构更完美的有机结合起来, 这是对建筑结构材料的又一大冲击与创新。如图3所示, 可以看出核心混凝土对钢管壁的稳固提供了合理有效的牢固支撑, 而且核心混凝土借助于钢管的约束, 使得其自身更加的具有变形能力与高强度。核心混凝土与钢管二者加起来的承载力之和远远小于钢管混凝土的极限承载力。它的出现对结构抗震的延性设计具有里程碑式的重大意义。

总而言之, 从事建筑设计的相关专业人员要在整体工作中坚持协同工作原则。把自身所学的理论知识与实践结合起来, 持续不断的在实际工作中推陈出新, 认识到概念设计对建筑行业的重要性以及意义。

4 建筑框架结构设计

从事建筑结构设计的相关专业人员在透彻了解上述规则外, 还应该在熟悉当地的建筑结构材料的构成、货源产地等情况、具体的建筑结构造价以及本地的习惯性建筑做法。在此基础之上, 深入地掌握以下的建筑结构设计规范:首先是关于建筑结构的荷载细则条例规定, 其次就是混凝土结构设计规范以及相关的建筑结构抗震规范等等, 进而设计出合理的结构体系。

5 重点注意或设计原则

5.1 框架结构中的电梯井壁宜采用粘土砖砌筑, 但不能用砖墙承重

(1) 在建筑结构设计中概念设计以及结构措施中, 在进行抗震验算的时候要着重注意场地土类别。如果要增强改善建筑结构的抗震性能, 需要在8度超过5层有条件时最大化的加剪力墙。也应该把建筑结构框架设计为双向梁柱刚接体系, 也可以使部分的框架梁架设在另一框架梁上。 (2) 出屋面的楼电梯间不得采用砖混建筑结构。接着, 对于一些因素致使的梁或者过梁等截面比较大的情况下, 应该验算构件的最小配筋率。 (3) 框架柱、梁的混凝土等级应该相差一级。

5.2 抗震验算时不同的楼盖及布局及整体性决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算

建筑框架结构在进行砌筑时, 应该采用每层的梁承托每层的墙体重量。因为建筑结构电梯间位置比较偏僻, 层高相对较高时应该在门洞上方位置置加圈梁而且需要在梯井四角加构造柱。一方面, 柱子轴压比应该满足规范要求而且应该按照偏拉构件设计, 把过街楼处的梁上筋通长, 另一方面, 建筑结构长度应该符合伸缩缝的事项要求, 通过以下几个方面来采取措施:改善保温及加后浇带、铺设架空层、增大配筋率等措施。最后, 梁的自身重量在使用井子梁时大于板子重。电线管集中于穿板处, 其应该竖向穿梁处且应该检验梁的抗剪强度。

6 结束语

本文在探究建筑结构设计中概念设计的基础之上, 对其中的存在的问题进行了深刻的剖析, 并提出了具有建设性的意见, 突出了建筑结构设计过程中概念设计及具体结构措施的重要性。在概念设计日益重要的今天, 要求从事建筑结构的工程师能够随着建筑行业的发展不断的推陈出新、与时俱进, 对自己的建筑设计进行深刻的反思, 做到精益求精, 促进建筑行业的健康发展。

参考文献

[1]陈现伟, 奚志鹏, 朱蔚惠.刍议当前建筑结构设计中概念设计的应用[J].城市建设理论研究, 2012 (20) :150~151.

[2]周文勇, 郭玉阳, 纪荣阳.浅谈建筑结构设计的基本方法及注意事项[J].中国新技术新产品, 2009 (15) :98~99.

工作流管理系统体系结构设计 篇5

2010-04-30

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本文主要从三个层次深入介绍了工作流管理系统结构，工作流管理系统将最终成为覆盖于各类台式机与网络操作系统之上的业务操作系统，但工作流技术目前还不够完善。深入研究工作流管理系统模型和各大主流工作流管理系统基础上设计一套全面系统结构。

工作流管理系统是一个软件系统，它完成工作量的定义和管理，并按照在系统中预先定义好的工作流逻辑进行工作流实例的执行。工作流管理系统不是企业的业务系统，而是为企业的业务系统的运行提供了一个软件的支撑环境。

目前已有上百种声称具有工作流管理功能的商品化软件或原型系统。为了对这些系统的功能、特点等有一具清晰的认识，可以根据工作流过程本身的特点、系统建模的方式、所使用的底层支撑技术、以及工作流过程的执行方式等的不同而对它们进行相应的分类如下：

1、结构化的与即席的

结构化工作流指的是在实际工作过程中会反复重复、严格按照某个固定的步骤进行的业务过程。定义此种工作流所需要的各种类型的信息可以通过对业务过程进行详细的分析而得到，从而得到完整的过程定义并在以后的应用过程中反复使用。大量的办公程序，如公文处理、审批等都属此类。即席工作流则是针对那些重复性不是很强或没有重复性的工作流程的，关于这类流程执行所需的有关参数(如参加者等)事先无法确定，而必须推迟到过程实例运行时才能确定，同时在执行过程中间还可能会发生一些意外的情况。这种动态多变的特点在提供更高灵活性的同时，也为过程的建模与执行带来更多的复杂性。

2、面向文档的与面向过程的

前者的侧着点在于将电子形式的文档、图像等在有关的人员之间进行分发，以便能够得到不同人的处理与审阅。现有的文档管理与映像管理系统均属此类。在面向过程的WfMS中，工作流被描述成一序列执行环节。与各环节相应都有待处理的数据对象。各环节的数据对象可以按不同的方式分发到其他环节中去，如可以将数据对象的值作为控制条件、或者依此数据对象组装成其他的数据对象等。高端的WfMS一般都属此类系统。

3、基于邮件和基于数据库

前者使用电子邮件来完成过程实例执行过程中消息的传递、数据的分发与事件的通知。低端的系统所使用的经常就是此种方法，它可以充分发挥电子邮件系统在广域环境下的数据分发功能，但整个系统将运行于一种松散耦合的模式下。在基于数据库的WfMS中，所有的数据都保存在某种类型的DBMS中，过程的执行实际上就是对这些数据的查询与处理。高端的大规模系统所使用的一般都是此种方法。

4、任务推动的与目标拉动的

前者指的是从过程的开始逐步地一个环节一个环节的执行，当某个活动实例被处理完之后，后续的有关活动将被创建并被激活，由此直至整个工作流程的完成。这是目前大多数面向过程的WfMS所使用的执行方式。而在目标拉动的WfMS中，一个业务流程被看成是一个目标。过程实例执行时，该目标将被分解得到多个相互之间按一定约束条件的关联起来的可执行的多个环节，其中各环节还可以当成是子目标而进一步进行分解。在各环节均执行完毕之后，整个过程也就完成了。目标拉动是一种全新的执行方式，下一代的WfMS将具有此种特征。应该说明的是：上述分类只是从不同的角度入手的。一般来说，后面那些特点将给WfMS带来更好的灵活性，同时也将成为那些能够支持跨机构的大规模复杂工作流管理、面向关键任务的WfMS不可缺少的特征。

工作流管理系统将最终成为覆盖于各类台式机与网络操作系统之上的业务操作系统，但工作流技术目前还不够完善。本文深入研究工作流管理系统模型和各大主流工作流管理系统的基础上设计了一套功能全面的工作流管理系统体系结构。本文主要从该体系结构的三个层次深入介绍了该系统结构。

1、引言

在一个组织内部存在着两种信息：一种是数据信息，另一种是业务信息。在组织之间也同样存在着两种信息：一种是数据信息，另一种是业务往来信息。如果这两种信息用计算机系统来管理，前一种属于组织内部的信息系统，后一种属于B2B电子商务系统。目前对数据信息的计算机管理系统（即：数据库管理系统）经过多年的发展已经成熟。对业务过程的计算机管理系统由于比较复杂，可变因素较多，难度大，因此发展还不成熟。工作流技术作为现代组织实现过程管理与过程控制的一项关键技术，为组织的业务处理过程提供了一个从模型建立、管理到运行、分析的完整框架。同时，工作流管理系统（Workflow Management System，WFMS）通过一套集成化、可互操作的软件工具为这个框架提供了全过程的支持。Thomas Koulopoulos曾预言：工作流管理系统将最终成为覆盖于各类台式机与网络操作系统（如：Windows，Unix，Windows NT）之上的业务操作系统BOS（Business Operating System），它将带来操作系统的一次革命。但是目前工作流技术无论从理论上还是从实践都还不够完善，要实现Thomas Koulopoulos的预言可能还需有一段路要走。本文主要介绍了由作者独立设计一套工作流管理系统体系结构，以供工作流技术爱好者参考。

2、工作流管理系统的基本概念

顾名思义，工作流就是工作任务在多个人或单位之间的流转。在计算机网络环境下，这种流转实际上表现为信息或数据在多个人之间的传送。工作流管理联盟(Workflow Management Coalition，WfMC)对工作流的定义是：“业务过程的部分或全部在计算机应用环境下的自动化”。她所要解决的主要问题是，“使在多个参与者之间按照某种预定义规则传递的文档、信息或任务的过程自动进行，从而实现某个预期的业务目标，或者是促使此目标的实现”。

工作流管理系统就是通过管理一序列的工作活动以及相关人员、资源、信息技术资料来提供业务处理程序上的自动控制。工作流管理系统通过计算机软件来定义、管理和执行工作流程。在工作流管理系统中计算机运用程序的执行顺序是由工作流逻辑的计算机描述来驱动的。她的主要目标是对业务过程中各步骤(或称活动、环节)发生的先后次序，以及同各个步骤相关的人力、资源、信息资料的调用等进行管理，从而实现业务过程的自动化。当然这种管理可能会在不同的信息及通信环境下实现，所涉及的范围可以小至一个只有几人的工作组，也可以大到政府、企业组织各个机构之间。工作流管理系统将人员、组织结构、设备资源、信息源（如数据库、文件系统、电子邮件、计算机辅助设计工具等）整和成一个整体。这样，工作流管理系统就成为了一个理想的用来收容业务逻辑的业务知识仓库，并给予业务逻辑一个易操作易控制的界面。

工作流管理系统的最大优点就是实现具体应用逻辑和过程逻辑的分离，实现在不修改具体功能的情况下，通过修改业务流程模板来改变系统的功能，完成对组织生产经营过程的部分业务或全部业务的集成管理，有效的把人力资源、物质资源和信息组织在一起，发挥最大的效能。

3、工作流管理系统体系结构

工作流管理系统在实际运用中一般分为三个阶段：工作流建模阶段，工作流模型实例化阶段和工作流执行阶段，如图1。在工作流建模阶段主要通过工作流建模工具完成业务流程的模型建立，将实际的业务操作流程转为为计算机可模拟处理的工作流模型；在模型实例化阶段主要通过工作流引擎完成具体业务流程的实例化，为具体业务流程办理流转提供工作流相关数据和工作流控制数据，并为业务流程的办理提供所需要资源（如人力资源和物料、设备资源等）； 工作流执行阶段主要完成业务流程的执行，重点是完成人机交互和系统内部应用或外部应用程序的调用。

图

1、实施的三个步骤

根据工作流的三个阶段的分工，工作流管理系统结构可以分为过程设计定义功能、运行控制功能和运行交互接口三个层次的功能，如图2。

4、过程设计定义功能

过程设计定义功能主要作业务处理流程的计算机定义，她提供了一种分析、建模、系统定义技术，将一个现实世界的业务处理过程转换成计算机可处理的定义；最终的定义叫作工作流模型、过程模版或过程定义，她可以用图形符号进行表示。工作流管理系统结构这一层次主要包括以下功能：业务建模与信息建模、组织管理、资源管理、内部应用开发工具、数据窗口开发工具、工作流定义等功能。

4.1业务建模与信息建模

业务流程是由各业务环节连接而成，而每一个业务环节都由多个相互关联、不同层次的要素构成。在业务建模时可自顶向下的将业务流程中各个业务环节最终分解成一系列的原子任务。所谓原子任务，即将有可能发生的每笔业务进行原子化分解，细分到不能再分割的操作单元，每个操作单元即是一个原子任务。任务之间的相互联结也将最终转化为数据流、信息流、协作流、资源流。这样各个原子任务的控制连接，就成为了工作流模型。因此，工作流是企业中过程流、数据流、信息流、协作流、资源流等各种流的综合集成。业务建模工具主要提供流程定义开发人员便捷的与数据流图工具或活动图等流程描述工具类似的业务流程分析工具。

业务模型是信息模型的出发点。信息模型说明了业务处理对象中所包含的信息，或者说执行具体功能的活动的输入、输出数据、以及这些数据之间的逻辑关系。信息建模工具可提供使用E-R图方法构建信息系统的逻辑数据模型；根据实际选用的数据库管理系统，建立适用于该数据库管理系统的物理数据模型，同时可生成目标数据库管理系统的数据库创建脚本。信息模型是个两层次的建立过程，先建立逻辑模型，再建立物理模型。逻辑模型支持数据的概念模式，它从抽象的层次上反映内部数据间的关联，不管具体的数据结构及数据存储方式等等。物理模型支持数据库的物理设计，它与具体选定的数据库类型密切相关。

4.2组织管理

在组织单位中组织结构是信息决策、任务执行和监督管理等重要活动的载体，组织结构揭示了组织单位人员管理的层次，反映了人与工作、决策、责权之间的联系。因此，组织结构对于一个组织单位中如何完成业务流程的建模和提高管理、生产效率是至关重要的。组织结构、工作流、过程建模等概念的提出，为描述组织单位业务流程提供了有力的工具，也使过程到组织的映射模型的建立成为可能。

工作流管理系统结构提供了组织管理功能，用于定义业务单位的组织架构和人员管理职责分配等工作。为工作流模型的定义和工作流的实例化、执行提供人力资源约束和支持。

4.3资源管理

资源是进行生产经营不可缺少的物资因素，在工作流的执行过程，必须得到企业资源的支持，相应的组织实体才能够按照要求完成活动。同时，工作流要保证将正确的信息和资源在正确的时刻以正确的方式送给正确的小组或成员。

工作流管理系统结构提供了资源管理功能，用于建立组织单位的资源模型，表示组织单位的资源结构和配置情况，描述组织单位各种资源对象之间的联系和关系，为工作流模型提供资源约束和支持。

4.4内部应用开发工具

工作流管理系统结构提供了图形化应用开发工具，用户可以使用图形化设计方法，开发出动态页面应用，其结果可保存为html或jsp或其他可直接调度执行的运用程序。这些内部应用程序具有数据库访问能力，能够访问或存储工作流相关数据和控制数据。在流程定义时流程开发人员可以直接设计并提供流程节点预调用。运行时用户可以在任务列表中直接调用，执行所需完成的工作。它的最大的优点是让开发人员避免了复杂业务处理应用程序的开发。

4.5数据窗口开发工具

工作流管理系统结构提供了图形化设计复杂报表页面的能力，可设计任意复杂的报表，并可画出各种统计分析图并能够使用多种形式输出。在流程定义时数据窗口开发工具就像内部应用开发工具一样可以由用户自行定义并提供流程节点预调用。当流程实例运用到指定节点时，用户可以直接调用该数据窗口以用户所需要的形式展现相关信息内容。

4.6工作流建模工具

工作流建模工具以工作流元模型为基础，通过分析不同类型的业务过程，采用有向图的方法对现实的业务活动进行形式化描述，建立业务过程到工作流模型的映射机制。对于建模工具而言一方面为用户提供了一个建立规范的业务过程的接口，另一方面，所建立的工作流过程可以存储于工作流库中作为工作流引擎的输入，投入运转、执行并接受监控。建模工具的主要包含以下功能：

提供建立工作流模型所需的各类基本元素，比如活动、子过程、连接弧等；

支持图形用户界面的基本操作，比如鼠标的点击与拖动；

提供用户定义各模型单元属性的对话框；

模型的保存与读取；

支持多层次建模；

与外部自动应用的接口；

4.7工作流模型库

工作流模型库主要用于保存和管理已定义完成的工作流模型。在工作流程启动时工作流引擎将直接加载并将其实例化，同时为工作流的流转提供基础模板。

5、运行控制功能

运行控制功能主要对工作流模型的定义进行解释，创建并控制过程的运行实例，调度过程的各种行为步骤，调用适当的人力、资源和应用程序以完成任务的执行。工作流管理系统的核心部件就是工作流管理控制软件——工作流引擎。工作流管理系统结构在这一层次的主要包括：工作流引擎和工作流监控管理2部分。

5.1工作流引擎

工作流引擎可以说是工作流管理系统的心脏。一个工作流管理系统通常可以包括一个或多个工作流引擎，不同工作流引擎通过协作共同执行工作流程。工作流引擎实际上是经营过程的任务调度器，在某种程度上还是资源的分配器。在采用工作流管理系统支持经营过程中，工作流引擎可以看成是一个业务操作系统BOS（Business Operating System）。业务过程在她的管理、监控之下运行，因此工作流引擎的性能和可靠性就直接决定了业务过程的运行效率和安全性。

5.2工作流监控管理

系统管理与监控是工作流系统一个非常重要的功能。工作流系统管理与监控工具能够对工作流在整个组织内部的流动状况进行监视，并提供一系列的管理功能，实现安全性、过程控制和授权操作等方面的管理。它包括以下几个方面的功能：

1）建立、设置和优化组成工作流管理系统的各个软件。

2）对过程模型进行实例化。

3）将过程模型中的角色实例化。

4）将运行中的过程实例、活动实例和数据分发到各个工作流机中。

5）启动、挂起、恢复和终止过程实例。

6）管理正在执行的过程实例，并对正常结束或异常退出的过程实例的历史数据进行统计和分析。

6、运行交互接口

运行交互接口主要提供工作流管理系统与人员或应用程序工具的交互接口来处理各种活动步骤。交互接口对于活动间的控制传递是必须的，如确定过程的状态，调用应用程序工具，传递应用程序数据等。

7、结论

体系结构设计论文 篇6

【关键词】建筑结构；抗震结构；设计理念

0.引言

随着城市化经济的不断发展，建筑施工工程也在逐渐的增多，因此为了使其施工质量得到进一步的保障，人们也将许多先进的科学技术应用到其中。不过，从当前我国建筑施工的实际情况来看，由于我国的地质条件十分的复杂，这就给整个建筑工程工程施工带来了一定的难度，因此为了保障工程的施工质量，对其成本进行有效的控制，我们就要对建筑工程的地质条件进行相应的分析，从而采用相应的设计手段，来让建筑物的抗震性能得到有效的提升，以确保建筑物的稳定性和可靠性。

1.抗震概念设计的基本原则与要求

1.1选择有利场地

在建筑工程施工中，建筑抗震设计有着十分重要的意义，它是保障整个建筑物稳定性和可靠性的重要手段之一，于是，我们在对其施工场地进行选择的过程中，就要对其施工地段进行全方位的分析，对整个工程的地质情况进行全面的了解，以确保工程的施工质量。

1.2采用合理的建筑平立面

在对建筑平面结构进行设计的过程中，设计师们必须要对整个建筑平面进行合理的设计，并且将相应的抗震设计理念融入到其中，只有这样才能使得建筑物的稳定性得到进一步保障。

1.3选择合理的结构形式

在建筑抗震设计的过程中，技术人员为了避免其整个建筑结构出现相关的破坏问题，我们就要对建筑结构体系中设置相应的抗震防线，从而使得建筑结构形式的稳定性和刚度得到进一步的保障。而且随着时代的不断进步，人们也将许多先进的施工技术和管理理念应用到其中，这就使得建筑结构形式的各方面性能得到进一步的提升。

2.具体设计

2.1场地选择

在对建筑施工场地进行选择的过程中，设计人员首先要对施工场地的地质环境进行勘察，尽量避开抗震危险的地段，这样不仅使得建筑物的稳定性和安全性得到有效的保障，还让整个建筑工程施工的经济效益和社会效益得到进一步的保障。为此我们在对其施工场地进行选择的过程中，一般都会选用非发震断层，来对其进行相应的施工处理，进而有效的提高了工程的施工质量。

2.2建筑的平立面布置

建设企业在建筑工程施工是，对整个建筑物动力性能进行计算分析是很有必要的，这不仅是建筑结构形式布置的相关内容，可以使得建筑物的稳定性和可靠性得到进一步的保障，还能够让建筑物施工的效益得到进一步的提升。一般来说，我们在对建筑结构形式进行布置的过程中，我们必须要对整个建筑结构质量和刚度变化的均匀度进行有效的控制，避免其建筑结构形式出现不合理的设计，使得建筑物在外界环境的作用下，出现相应的质量问题。而且在不同的地区，人们对建筑物的平面结构设计也就存着一定的差异，因此我们在对其进行抗震设计处理的过程中，就要根据工程施工的实际情况和相关要求，来对整个建筑物的抗震设计的相关内容进行严格的要求，从而使得建筑物的稳定性和安全性得到很好的保障。

2.3多道抗震防线

多道防线是指一抗震结构体系，应有若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作。当共振时，多道设防的优越性更为明显，当第一道防线破坏，第二道防线接替后，建筑物的自振周期变化较大，共振现象缓解。

2.4刚度、承载力和延性的匹配

钢筋混凝土剪力墙体系的特点为抗侧移刚度大，自振周期较短，地震作用较大。若增加墙厚和数量、减小横墙间距，则刚度增加，但地震反应加大。剪力墙可能会因承载力不足而破坏。建筑并不是愈刚愈好，二者应相互匹配。框架-剪力墙体系的自振周期的大小决定于抗震墙的数量。数量少而薄，刚度低，周期就长，地震剪力就小，但抗侧移能力也低。框架体系的特点为抗侧移刚度小，水平侧移大，结构周期较长，地震反应也小。由于水平侧移大，效应增大并随高度增加而累积，会造成承载力不足而破坏。刚度与延性对于有框架和抗震墙或由框架和支撑组成的双重体系中；框架刚度小，承担的地震剪力小，而弹性极限变形大；墙体或竖向支承刚度大，承担的地震剪力大，而弹性极限变形小；在往复地震动的作用下，墙体和支承由于弹性变形能力差而出现裂缝、杆件屈曲，水平抗力降低，而此时的结构层间位移角远小于框架的弹性极限变形值，框架的水平抗力未得到发挥；由于体系中各抗侧力构件的刚度与延性的不匹配，造成各构件不能同步协调地发挥水平抗力，出现先后破坏的各个击破情况。

2.5非结构部件处理

所谓非结构部件，一般是指在结构分析中不考虑承受重力荷载以及风、地震等侧力荷载的部件，如内隔墙、楼梯踏步板、框架填充墙、建筑外围墙板等。考虑填充墙的影响：填充墙对框架结构的影响：使结构抗侧移刚度增大，自振周期减短，从而使作用于整个建筑上的水平地震力增大。改变了结构的地震剪力分布。限制了框架的变形，减少了整个结构的地震侧移幅值。填充墙充当了第一道抗震防线的主力构件，使框架退居为第二道防线。

填充墙的布置：砌体填充墙不同于轻型隔墙，尽管均为非承重构件，但它具有较大的抗侧移刚度，所以不能随意布置。在建筑平面上，填充墙的布置力求对称均匀，以免造成结构偏心。沿房屋竖向，填充墙应连续贯通，以避免在填充墙中断的楼层出现框架剪力的骤增。在框架结构中当必须采用砌体填充墙作维护墙时，应采用有效的措施防止床裙墙对框架柱产生的嵌固作用，防止短柱的出现。

短柱：柱的剪跨比，剪跨比>2时，为长柱，≤2时为短柱，≤1.5时为超短柱。长柱的破坏形式多为弯曲破坏，短柱多为剪切破坏，超短柱发生剪切斜拉破坏。同一楼层各柱之间的抗侧刚度不是很悬殊，但是一旦存在少数短柱，它们的抗侧刚度远大于一般柱子的抗侧刚度，短柱将吸收较大水平地震剪力，尤其是框架結构中的少数短柱。容易出现短柱的部位：窗间墙处的柱、楼梯间柱（与平台梁连接）。处理：贴砌方案或柔性连接。

外墙板与主体结构的连接方案选择使应考虑：结构抗震分析中是否要求外墙板受力；结构抗侧移刚度的大小；抗震设防烈度的高低。

3.比较结构抗震的设计方法

3.1抗震抗震性能水平

对于不同等级的抗震性能，都应根据结构类型、结构变形等方面加以定义，应该表达为量化指标，以便工程设计和评估。

3.2结构的抗震性能目标

在一个或多个设计地震作用水准上选择更高的性能目标，虽然在一定程度上会提高建筑造价，却能减免以后可能会产生的损失。

4.结束语

由此可见，在当前我国建筑行业发展的过程中，对建筑物进行相应的抗震结构设计是很有必要的，这不仅可以使得整个工程项目施工的效益得到保障，还使得建筑物的安全性和稳定性得到进一步的提升。不过，从当前我国建筑抗震结构设计的实际情况来看，其中还存在着许多的问题，为此我们还要在不断的实践过程中，来对其设计理念进行相应的优化和改进，并且严格根据工程施工的实际情况，来对其进行处理，从而使得建筑工程的施工质量得到保障，促进我国建筑行业的稳定发展。 [科]

【参考文献】

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[2]龚思礼等.建筑抗震设计[M].北京：中国建筑工业出版社，1994.

体系结构设计论文 篇7

1 钢结构的应用优势

钢结构的应用优势, 具体表现在:1钢结构自重轻, 布置灵活。相比其它建筑材料, 钢结构在同等跨度和负载情况下, 自重较轻 (约为钢筋混凝土屋架的1/3左右) , 且便于运输和吊装。钢结构的最大跨度可达48m左右, 且在梁高相同的前提下, 钢结构的开间可比混凝土结构的开间大55%左右, 布置更为灵活, 能够满足厂房建筑设计的大跨度要求。2钢结构拆、装简便, 工期短。钢结构机械化生产程度较高, 梁、屋架、柱等可由专业化金属构件厂生产, 质量安全、可靠。在现场组装时, 只需根据设计要求安装相关的螺栓和紧固件, 为房产施工节约了大量人力、物力投入, 同时也缩短了工期。

2 工业厂房的钢结构设计

2.1 防火设计方面

相比混凝土结构, 钢结构更容易受温度变化影响, 防火能力较差。因此, 要加强对钢结构隔热和防火设计的重视, 确保工业厂房的安全性和可靠性, 保证工业生产的稳定进行。相关设计人员应对工业厂房的火灾危险性类别进行明确区分和定义, 确定厂房的防火等级。同时, 还要严格按照相关规范和防火要求, 使用达到防火等级的钢构件, 最大限度避免火灾对钢结构的毁灭性影响。当前, 为提高钢构件的耐火极限, 通常以钢结构表面涂覆防火涂料的方式, 确保钢结构厂房的防火等级。除此之外, 设计人员还要多角度、全方位分析, 做好相应的预防工作, 比如合理设计疏散楼梯和安全出口, 以便厂房发生火灾时对人员的紧急疏散, 将火灾事故损失降到最低。

2.2 防腐设计方面

钢结构的自身性质决定了其在大气中容易被氧化, 发生腐蚀, 潮湿的环境使其氧化加剧, 钢结构腐蚀更明显、更严重。钢结构腐蚀使得构件截面缩小, 表层局部产生锈坑, 受力时出现应力集中现象, 使得钢结构的寿命明显缩短。设计人员要结合工业厂房的具体环境, 制定出合理的方案和应对措施, 最大限度防止钢结构腐蚀情况的发生。当前, 我国钢结构防腐蚀主要通过在钢结构材料外面覆盖防锈防腐涂料来完成, 将氧气、水蒸气、氯离子等腐蚀因子与钢结构相隔离, 从而实现对钢结构的有效保护。在进行防腐材料涂刷时, 要针对不同部位的防锈防腐要求, 改变涂料的厚度。

2.3 抗震设计方面

抗震设计是工业厂房钢结构设计的重要环节, 尤其是在地震多发的地带, 必须加强钢结构的防震设计, 切实提高钢结构厂房的抗震能力, 使厂房具备较高的抗震性和安全性。设计时, 钢结构的布置应均匀对称, 结构传力应明确有效, 以减少震动对厂房的破坏。同时, 应选择科学合理的连接方式, 确保屋架与屋面板, 屋架与柱子之间的连接可靠, 避免节点破坏。此外, 还应加强柱与墙的拉结, 通过适当的高宽比调整及减震方式, 最大限度提高厂房的抗震能力。

3 工业厂房钢结构施工时要注意的问题与措施

3.1 地脚螺栓的埋设

地脚螺栓的稳定与否关乎到钢结构工业厂房的稳定性, 它的精确度与否关系到钢结构定位, 因此在进行施工的过程中, 应该注意做好地脚螺栓工作, 将轴线位控制在两毫米左右, 标高为五毫米左右。在施工时, 可以将平面控制网的轴线投测到柱基础面上, 全部闭合, 保证螺栓的精度。

3.2 吊车梁系统的安装

进行吊车梁系统的安装时, 要按照规范, 从柱间的支撑跨进行安装, 可以在柱间支撑安装连接后构成稳定的空间钢度单元, 在对端部截面的吊车梁底部安装时可以调整垫板。当进行制动板和吊车梁的连接时, 可以先进行吹拧, 然后铺整。

3.3 构件的堆放

进行钢结构工厂厂房的建设时, 需要的构件很多, 占用的空间较大, 如果不合理地堆放, 就阻碍构件的安装使用和施工的正常进行, 甚至出现安全问题。可以将急需安装的构件照需要吊装的顺序进行直接堆放, 后使用的放在下面, 不急使用的放在外面, 进行存放的时候应该进行专人的管理, 并且做好供货清单的记录。

4 工业厂房钢结构施工时保障施工质量的措施

4.1 高强螺栓的安装

高强螺栓的安装包括两个步骤:首先, 构件初始就位时先用临时普通螺栓固定;校正之后, 再将普通螺栓替换成高强螺栓, 最终拧紧。在工业厂房中, 钢结构件间的连接绝大部分是通过高强螺栓实现的, 由此可见高强螺栓的安装在钢结构施工中的重要性。

对于高强螺栓日常的管理、使用要注意以下一些事项:1高强螺栓日常的管理要保证连接板接触面的平整。若接触面不平整时, 可以根据接触面间间隙的大小酌情处理。例如, 间隙小于1.0mm可不处理;大于3.0mm时, 要加垫板, 并对垫板两面进行喷砂处理, 使安装的摩擦面处于干燥状态, 以满足摩擦系数的要求。应根据厂房中使用的位置, 领取相应规格、数量的高强螺栓, 尽量避免当天高强螺栓的剩余, 若有剩余, 要将高强螺栓放在包装箱内。2高强螺栓在安装时, 要轻装、轻卸, 利用光头撬棍及冲钉对正上下 (或前后) 连接板的螺孔, 使螺栓自由进入, 不能将螺栓强行穿入, 否则会损坏螺纹以及改变扭矩系数。

4.2 钢结构的安装校正

在立柱、梁安装完成后, 要及时进行安装校正。进行钢结构的安装校正时, 要考虑到风力、地形、日照等多种因素。在钢结构中, 每完成一个构件的安装后, 就要进行校正。若检查出现问题后, 要采用千斤顶进行校正, 校正完成后, 要及时进行加固。

4.3 安装过程中的焊接工艺

工业厂房钢结构中需要进行大量的焊接工作, 但是由于施工中焊接环境条件复杂, 焊接的质量难以保证。为了确保钢结构的焊接质量, 要由相关技术人员严格按照焊接工艺进行焊接, 以达到接焊缝的设计要求。根据焊接的相关规定, 立柱、屋架、梁等要采用一、二级焊缝, 不能有咬变、缺口、裂纹、焊瘤等缺陷。在焊接完成后, 要对焊缝进行一级行无损检测。

5 结语

工业的发展离不开工业厂房的建设, 高质量的工业厂房建设对生产的安全性和稳定性, 以及工人的生活质量都有重要的促进作用。钢结构设计以其良好的稳定性和灵活性, 成为当前厂房设计中主要的设计方式。在进行钢结构设计时, 要综合考虑设计和施工过程中的遵循的原则和注意的问题, 以便保证厂房建设的顺利进行, 促进厂房建设质量的有效提高。

参考文献

[1]陈将奇.钢结构在工业厂房设计中的应用[J].门窗, 2015 (1) :113-115.

[2]罗辉.钢结构工业厂房设计分析[J].电子制作, 2015 (3) :260.

体系结构设计论文 篇8

所谓结构设计是将建筑、其他设备专业所要表达的内容用结构语言体现出来的过程, 而结构语言则是指各种结构元素, 而结构元素则是从专业图纸中提炼出来的, 建筑物或其他构筑物的结构体系就是利用这些结构元素构成的。具体而言, 结构设计的主要内容是结构方案、结构计算以及施工图设计等三个环节, 其中结构方案的主要任务是确定出建筑的结构形式, 需要参考的指标包括建筑物的重要性、工程所在地的抗震设施烈度、相关地质勘查资料、建筑高度与层数、场地类别等等, 然后根据确定好的结构形式的特点与实际要求, 进行结构承重体系、支撑以及受力构件的布置。该阶段的基本方法就是结合不同结构形式的适用范围, 遵循经济性与合理性的原则, 最终确定出最佳的结构形式。结构计算环节的主要内容是计算各项参数, 包括荷载、内力以及构件的相关试算与计算等, 要注意选择科学、适用的计算方法。

施工图设计环节的主要任务则是根据计算环节的结构将构件布置、配筋等确定下来, 然后再确定构件的构造措施。需要注意的是, 在整个结构设计的过程中要严格参照相关规范要求来进行, 设计人员不但要全面、深入地理解相关规范, 还要全面把握施工的工艺及具体流程, 从而保证结构设计的适用性、合理性以及科学性。

2 结构设计与概念设计的关系

所谓概念设计是以个人经验为基础, 基于宏观的角度对建筑结构进行定性设计。相对概念设计来讲, 结构设计是一个逆向过程, 其根据概念设计的整体要求、力学与数据原理等由定量设计发展为定性设计, 其中定量设计包括内力、配筋、稳定性以及变形等, 而定性设计则是规范中规定的构造要求。由此可见, 建筑结构造价水平的高低以及施工进度的快慢会受概念设计水平的直接影响, 如果概念设计不合理, 会导致建筑整体结构出现安全问题。概念设计体现的是一种先进的设计思想, 结构工程师的主要任务是基于特定的建筑空间利用整体的概念进行结构设计, 并对构件与结构、结构与结构之间的关系进行和谐处理。

从某种程度而言, 现行的结构设计与计算理论还存在一定的不足, 例如混凝土结构设计过程中, 内力计算以弹性理论为基础, 截面设计则以塑性理论的极限状态为基础, 计算理论本身就存在矛盾性, 因此计算结果必然会与实际情况存在较大差异。针对这种不足就需要通过优秀的概念设计加以弥补。此外, 现代设计对计算机程序的依赖性过强, 计算结果未做科学分析, 并且在设计方案环节无法利用计算机实现初步设计, 而是需要结构工程师利用其结构概念专业知识选择效果好、成本低的结构方案, 无法保证单根构件的安全性, 就无法保证结构整体的安全性, 因此概念设计与结构设计的关系是相辅相成、缺一不可的。

3 结构设计的主要措施

在实际的结构设计中, 无论是制定方案或者初步设计, 还是结构计算或者绘制施工图, 甚至在施工现场的工地服务均要贯穿概念设计的理念, 因此, 结构设计过程中要注意以下几个方面:

首先, 在选择建筑场地时要选择抗震性较好的地段, 尽量避开不利地段, 如果避不开的地段则要采取针对措施, 必须将由于地震场地条件而间接导致结构破坏的因素考虑进来。概念设计过程中不能忽略建筑平面布置等要求, 如果方案存在严重不规则的现象则严禁采用。在确定结构体系的过程中, 要对结构体系方案、技术可行性和经济性等进行综合比较, 提高建筑结构的延性与匀质性, 尽量降低建筑重心。此外, 由于发生地震时会持续一定的时间或者会多次、反复作用, 所以要尽量设置多道抗震防线。因此在结构设计过程中, 要保证结构体系与相关抗震结构要求相符, 对构件的强弱关系进行适当处理, 从而提高结构的抗震能力。

其次, 注意结构刚度、承载力分布的合理性, 在实际工程中只有通过提高工程成本或者降低结构延性指标等才能进一步改善结构的抗侧移刚度, 而结构设计时可以有意识地提高结构中重要构件、关键构件的延性, 以改善设计方案的经济性。在判断计算方法是否合理时可以通过概念来确定, 从某种程度而言, 这种方法也是概念设计的延伸。现在计算机技术在工程设计中的应用越来越广泛, 绝大多数设计均是依靠计算机来实现的, 但是要在设计过程中将设计经验理性、科学地利用起来, 再与施工中可能遇到的问题互相结合, 对计算结果进行分析, 并在画图中进行合理的调整, 才能保证结构设计的科学性与实用性。

再次, 在结构材料选择过程中, 选择钢筋时要尽量选择延性、韧性以及可焊性较好的, 且混凝土也要与规定的强度等级要求相符, 控制脆性材料的用量, 保证材料满足抗震设计要求, 将其强度充分发挥出来。此外, 为提高结构强度还要保证结构的整体性, 具体包括两个方面:一是满足抗震的构造连接, 二是包括经过计算的节点连接。节点连接要遵循“强节点、弱杆件”的设计原则, 把握好构造连接的度, 并非构造连接越刚越好。

最后, 要注意施工过程中实际问题的现场处理。因为建筑施工现场存在诸多不确定性因素, 可存会出现无法操作或者施工误差过大等各种问题, 仅靠单纯的计算无法解决问题, 因此只能依靠设计人员专业的设计经验与设计技术, 在协商施工、监理等各方后再提出准确、合理的解决方案。

4 结构设计中协同工作概念的应用

通常在工业产品的设计与制作过程中会融入协同工作的概念, 所谓协同工作是指某个工业产品未达以使用寿命期间, 某个结构零件发生损坏对产品的整体性能产生影响。而对于建筑结构而言, 协同工作是指建筑工程中要将每个部件的作用充分发挥出来, 实现其与其他零件的互相配合。协同工作要求产品零部件的使用寿命相似, 并且承受基本相同的荷载, 不得出现长时间受力不均的问题。在结构设计中的协同工作要注意正确处理基础与上部的关系, 保证二者形成一个有机的整体, 例如砖混结构受自身刚度的影响会发生不均匀沉降, 因此可以利用钢圈与构造柱之间形成一个统一的整体来抵御。此外, 在建筑结构设计中, 协同合作还表现在建筑受力时要保证结构的各个部件受力均匀, 水平应力要保持在较高的水平。

高层建筑设计中要尽可能避免短柱, 保持各个柱的水平应力互相接近, 同步达到最大承载能力。不过实际工程中建筑物层数越多, 竖向与水平方向所产生的荷载力变越大, 相应的地层的截面积也会逐渐加大, 会导致高层建筑物底部的几层出现短柱现象。针对这种情况, 可以在柱截面设置竖槽, 将矩形柱变成田形柱来提高结构的承载能力, 减少短柱现象, 这样既保证了同层的水平柱在受力时, 同时达到最大的承载能力。

总之, 在概念设计日益重要的今天, 要求结构工程师应有深厚的基本理论基础, 并能不断吸取他人先进的设计思想。对自己的作品、设计, 应经常进行深刻的反思, 对每一项设计都精益求精。

摘要：在建筑结构设计过程中, 结构工程师设计水平的高低从很大程度上是由概念设计与结构措施来体现的, 因此概念设计与结构措施的重要性不言而喻。文章就针对该问题展开讨论, 在分析结构设计的相关概念、主要内容的基础上, 分析概念设计与结构设计的关系, 并在最后提出结构设计的主要措施。

关键词：建筑结构设计,概念设计,结构措施

参考文献

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[5]瞿懿.浅谈建筑结构设计中的概念设计[J].黑龙江科技信息, 2012, (7) :281.

[6]鲁鸿鹏.浅谈结构设计中的概念设计[J].中国新技术新产品, 2012, (19) :201.

体系结构设计论文 篇9

关键词：建筑结构设计,概念设计,结构措施

1 结构设计中的概念设计

在现今建筑结构设计中,结构计算理论仍然还在一个逐步完善的阶段,其应用也是基于一系列假定和简化的前提条件,而这些条件同实际常常存在着一定的差异,就造成了结构设计中不可计算性的存在,或者计算结果与实际存在偏差。这时,就需要设计人员采用概念设计的理念来弥补这些不足,指导结构设计,完成一个优秀的设计成果。所谓概念设计,就是依靠丰富的理论知识和工程经验,从整体的结构概念角度出发对建筑结构所实施的定性设计,在宏观上确定建筑结构的总体布置和细部措施,体现的是设计者对整个结构体系的把控能力。具备清晰的概念和准确的定性,就能很快选择和确定最佳方案,同时也是施工图设计阶段判断计算机计算结果可靠与否的主要依据。

在计算机技术迅猛发展的今天,各种结构计算程序大量出现并应用于生产中,在给结构设计带来了便利的同时,使得部分入行不久的结构设计人员过于依赖电算,忽略了结构概念的重要性。他们只是将建筑图原搬硬套输入计算模型,算出结果满足规范,进而完成结构图纸,认为一个设计任务就结束了,但如果仔细推敲,也许之前的设计并不是经济合理的,甚至局部环节的安全性也可能有问题。在遇到有一定复杂性的工程设计时,在建筑方案设计阶段,结构工程师的参与是十分必要的。在此阶段,需要结构工程师对结构体系有总体的认识和布局,对结构受力和变形特性的整体概念有一定的判断力。对于电算结果的合理性,一定要以工程力学原理和对结构概念的把握,仔细校核。比如,现浇梁板结构中间梁应是T形截面,但许多计算程序将其简化为矩形梁,使得梁的刚度减小很多,虽然有的程序可将梁的刚度乘以1.5至2.0的放大系数,通常对于多数中间梁,2.0也是偏小的值,这就造成电算时考虑的其对结构整体刚度的贡献减小,计算结果位移加大,与实际存在偏差。又如,电算结果显示结构构件的配筋率均不超限,虽然满足要求但并不是最优,出现过大或过小的配筋率就要考虑构件截面的选取是否合适,这会影响到工程的经济性。

概念不是经验的简单累计,概念设计处处体现的是一种先进的设计思想,优秀的概念设计能够在对结构设计风险进行有效控制的同时带来较为可靠的经济预估,设计成果也将更加创新、完美。

2 结构设计主要措施

(1)建筑场地选择。场地选择对建筑抗震设计具有较大影响。地震造成建筑的破坏,除地震动直接引起结构破坏外,还有场地条件的原因,诸如:地震引起的地表错动与地裂,地基土的不均匀沉陷、滑坡和粉、砂土液化等。因此,选择有利于抗震的建筑场地,是减轻场地引起的地震灾害的第一道工序。合理选择建筑场地,可避免地震时因场地条件的原因造成建筑的破坏。选择有利地段,避开不利地段并不在危险地段上建设。对特殊场地条件要进行充分的论证分析,以确保地震安全。

(2)结构材料选择。采用符合抗震要求的高强度结构材料对结构抗震十分有利。混凝土强度,对保证构件塑性铰区发挥延性能力具有重要作用。采用高强度混凝土亦可减小柱截面尺寸,从而减小自重和材料消耗,增加有效面积,满足建筑功能。结构构件中纵向受力钢筋的变形性能,直接影响结构构件在地震力作用下的延性,采用高强钢筋可有效减少配筋量的同时提高结构的安全度。

(3)结构布置。规则性是结构概念设计中的一个重要概念。建筑布置对结构的规则性影响重大,抗震性能良好的建筑,需要建筑师与结构工程师的互相配合。设计时应采用概念清晰、传力路径明确的结构布置,避免造成结构扭转、平面和立面的里出外进、竖向传力构件的间断等其他不规则。在1976年唐山地震中,L形平面和其他不规则平面的建筑物因扭转而破坏的很多;在1985年墨西哥城地震中,相当多的框架结构由于平面不规则、不对称而产生扭转破坏。震害表明,简单、对称的建筑在地震时较不容易破坏。合理的建筑形体和布置在抗震设计中是头等重要的,提倡平、立面简单对称。

(4)结构体系。对结构体系的把握在结构设计中是关键的。对于结构来说,影响的要素很多,无论是整体的涉及,还是具体的施工,抑或是施工材料、环境、经济以及技术性等,都需要进行全面地考虑。抗震结构体系的构成,其本身是由多个分体所组成的,并且确保各部分构件的整体效果,通过合理的搭配与协同,实现整体的结构抗震目标。在抗震结构构件的选择上,要确保其构件的抗震能力等多方面性能水平,结合施工的抗震设计标准和技术规范,确保整体抗震结构具备较强的抗震防护效果,可以满足结构抗震的实际需求。

(5)隔震与消能减震设计。隔震和消能减震,是建筑结构减轻地震灾害的有效手段。隔震技术属于抗震设计中的主动控制技术,设置隔震层可直接减少输入上部结构的地震能量,从而满足特殊使用功能的要求。消能减震技术属于抗震设计中的被动控制技术,地震能量首先输入结构,然后由消能器吸收或消耗。

(6)结构抗震性能设计。结构抗震性能设计,是解决复杂抗震问题的有效方法。根据工程的具体情况,分析结构方案在房屋高度、规则性、结构类型、场地条件或抗震设防标准等方面的特殊要求,确定合理的抗震性能目标,深入地计算分析和工程判断,找出结构可能出现的薄弱部位,采取有针对性的抗震加强措施,从而实现抗震性能目标。

3 结束语

总而言之,结构概念设计在应用的过程中,需要对于复杂结构进行科学地处理,并且在结构设计中,对于整体涉及进行不断地优化和控制,明确不合理方案所带来的影响。同时,对整个涉及过程进行合理性与有效性地评价,从而确保整体结构性目标得到全面地落实,最终达到提高房屋安全性的目标,其设计工作的开展具有丰富内涵和不可忽视的实际意义。

参考文献

[1]林同炎,S·D·斯多台斯伯利.结构概念和体系[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.

[2]朱炳寅.建筑抗震设计规范应用与分析[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.

体系结构设计论文 篇10

1 剪力墙设计中应遵循的基本原则

在实际的房屋建造过程中, 剪力墙的设计和验算是十分重要的工作环节, 是保障工程质量的有效途径。大量工程经验表明, 对剪力墙做好全面和具体的设计方案, 需要遵循以下几点原则:1必须保证剪力墙结构的顺利施工, 这是剪力墙结构设计要考虑的基本因素;2要充分考虑剪力墙结构的安全性问题。剪力墙结构本身的建设就是为了增强建筑的抗震性能, 保证房屋及构筑物的安全施工;3考虑剪力墙结构的工程造价问题。为了节省工程造价, 可以从技术手段以及原材料的使用等方面着手。

2 剪力墙的分类

实际设计中, 剪力墙种类的划分主要根据墙体的厚度和必要的墙肢力度比值来确定:1墙肢长度与厚度的比值在5~8的范围内, 则该剪力墙为短肢剪力墙;2墙肢长度与厚度的比值在>8的范围内, 则该剪力墙为一般剪力墙。具体来说, 针对于剪力墙种类的划分并不仅限于上述一种方法, 还可以根据剪力墙墙面开洞大小等方法来进行分类。

3 剪力墙的设计

3.1 剪力墙设计需要注意的要点

剪力墙在设计和施工过程中一定要充分考虑空间和结构问题, 根据实际情况来进行设计和施工。在高层结构中最为常见的剪力墙施工形式就都是对称样式的, 在地势不好、地震频发的区域具有很好的应用前景。另外, 在实际施工过程中, 一定要将合理施工与建设作为实际的行为指导, 严格杜绝单方向的剪力墙设置, 保证剪力墙平稳均匀分布, 切实提升建筑质量。在一些地震频发的地区, 由于剪力墙可以有效对抗侧移刚度, 剪力墙的厚度一定要合理地确定。设计时必须充分地利用平面内部刚度与承载能力较大的这一优势, 若剪力墙和平面外的梁是相连接的, 必须从细部构造着手, 尽量将剪力墙平面外的弯矩作用减少, 例如:可把边剪力墙与平面外的梁连接的位置设计为铰接或半刚接。

3.2 剪力墙厚度与配筋

(1) 前期设计中, 剪力墙厚度与配筋问题是一个相对关键的工作重点, 合理完善的设计方案是保障高层建筑施工质量的主要途径。一般来说, 剪力墙厚度与配筋问题要根据实际的抗震要求来确定:1如果对于高层的抗震要求是一、二级的话, 设计剪力墙的底部加强位置的厚度要在200mm以上, 不应小于层高或无支长度的1/16;2如果对于高层的抗震要求是三、四级的话, 设计剪力墙的底部加强位置的厚度不要小于160mm, 不应小于层高或无支长度的1/20。所以, 剪力墙厚度必须按照建筑物所在地区地实际情况, 详细计算再确定墙肢轴压比, 在满足建筑物结构与受力需求的基础上, 再确定剪力墙的厚度。

(2) 剪力墙配筋设计。剪力墙的厚度要根据实际的抗震要求要确定, 在配筋设计上也同样遵循这个原则。实际的设计施工过程中, 要根据不同抗震等级来确定实际的剪力墙的配筋要求:1如果对于高层的抗震要求是一、二、三级的话, 剪力墙竖向与横向钢筋分布的最小配筋率不得小于0.25%;2如果对于高层的抗震要求是四级的话, 剪力墙当中钢筋分布的配筋率不得小0.20%。另一方面, 在实际的设计过程中, 剪力墙配筋的常用原构件和设备也是影响剪力墙质量提升的重要影响因素, 需要严格管控和实施。在实际的施工和设计过程中, 剪力墙配筋的构建要建立在实际的建筑需求基础上, 例如、抗震要求, 地势限制等问题, 还有具体的承受重力等因素。为了更好的解决这类问题, 剪力墙在进行配筋设置时应当尽可能地加大剪力墙敏感位置的钢筋密度、刚度以及抗侧移的能力, 保证建筑物的安全性。

3.3 剪力墙边缘构造设计

当前阶段, 剪力墙施工技术在建筑物的建设过程中得到了广泛的使用, 具有很大的应用前景。通过大量的工作经验得知, 剪力墙的截面形式会对整体的质量提升造成巨大的影响。在剪力墙边缘增加端柱, 在剪力墙边缘可以进行约束边缘构件, 都能够使建筑物的抗震能力有效提升。《建筑抗震设计规范》指出, 设计剪力墙时, 要按照建筑物实际的受力情况相应的加强剪力墙端部与洞口两侧, 使剪力墙的质量得以提升。

3.4 剪力墙连梁的设计

连梁在于将单个的剪力墙的墙肢之间紧密联系起来, 是建筑施工过程中重要的工作环节。一旦建筑结构受到荷载, 墙肢在受力之后会出现弯曲, 连梁会有效分担墙肢受到的外力, 从而避免墙肢出现较大的变形, 发挥连梁的约束作用, 确保建筑整体结构的安全性。连梁安装时需做到以下方面:1连梁刚度要折减。由于构造问题, 在建筑整个结构当中连梁受到水平力的作用而出现较大的内力, 易发生墙体裂缝, 造成建筑物墙体的破坏。因此设计连梁时, 必须折减其刚度。按照相关规范要求, 折减系数应控制在0.5以下, 并按照不同设防烈度来调整;2剪力墙洞口宽度要适当增加, 连梁高度尽量减小。增加洞口宽度能够使连梁跨度增加, 降低连梁高度可降低连梁的刚度系数。一旦遭受地震威胁时, 剪力墙会因自身刚性系数的减少从而增强了延展性, 最终降低建筑受到的不良影响, 建筑物整体结构的抗震能力有效提升;3增加剪力墙厚度。剪力墙厚度增加, 可使建筑物整体刚度增加, 还可确保连梁承载力与宽度成正比。

4 结束语

随着高层建筑的快速建设, 为了满足住户对居住安全的要求, 建筑物结构的安全性是非常关键的环节。设计人员必须借鉴先进的设计理念与设计方法, 在满足相关规范要求的同时, 结合建筑物所在地区的抗震要求合理地选择剪力墙的厚度以及配筋率, 加强边缘构件的设计, 促进建筑物整体的安全性与可靠性全面提升。

参考文献

[1]康志宏.高层剪力墙结构住宅优化设计研究[D].清华大学, 2014.

体系结构设计论文 篇11

关键词：房屋结构 建筑结构 设计优化

1 引言

目前，随着科学的发展房屋结构设计技术不断发展，而房屋结构中建筑结构的设计市场越来越庞大。对建筑结构设计优化后，能加强房屋的使用性，更有利于人民的居住，改善居住的环境。因此，要想在庞大的设计市场中脱颖而出，就需要在建筑结构设计优化的时候，就需要引进先进的设计技术，创新设计理念，根据房屋所处的实际地理环境，选择合适的设计优化方案，争取采用最低的造价来换取最大的经济效果。同时，房屋结构建筑的设计优化还能提高使用者的居住环境和水平。因此，对于房屋结构设计中的建筑结构设计优化是目前建筑的最重要的目标。

2 目前的房屋建筑结构设计优化

目前的房屋结构设计优化还存在很多的缺陷，其中在优化过程中，只重视建筑尺寸的优化，在给予指定材料等建筑方面的要求后，优化只在建筑的表面进行，完全忽略了整体设计的优化。而这种仅仅满足尺寸方面的优化对于整个建筑来说没有任何意义。很多设计人员表明，建筑结构的优化需要的是合理的方案和布局，其中，表面的尺寸完全可以依靠计算机计算精密的数据，在实际的构建中符合数据就可以满足了。而且还有另一个关键的缺陷，就是在目前的建筑结构中，它的目标还不能满足建筑结构优化的需要。在设计优化的时候计算出来的结果只是一种理想主义数据，实际在实际的情况中，由于限制因素和变量效果等的影响，很难将这些数据应用到实际的建筑结构优化中。很多时候，建筑的设计方案和布局结构还是很不错的，但是就因为计算方面的不足，导致没有达到理想中的建筑结构目标。

3 建筑结构的设计优化理念

在对房屋结构设计中的建筑结构设计优化的长期探讨中，建筑结构的设计优化也有自己的理念。其中优化设计理念包含四个方面。第一个方面是房屋建筑具有安全性能，建筑能够反映人类的进步文明程度，能够保障人们各种工作的顺利进行，因此，对于建筑的安全性能有很高的要求。建筑结构的设计无论优化到什么程度，都是需要建立在安全性能的前提之下，一旦一个建筑优化的连安全性都保证不了，那么这个建筑就失去了存在的意义，甚至带来很大的灾难。第二个方面是可用性，建筑在表现美观的同时，设计优化的主打理念还是建筑的可用性，功能要满足使用者的要求，带来舒适的感觉。第三个方面是建筑结构的优化需要保护环境，我国在长期的发展中，人们对于保护环境的意识不高，造成我国目前环境的严重污染，因此，在建筑结构的设计优化的时候，设计合理，采用环保的建筑材料，排水等具有污染性的系统要做好环保的防护工作。第四个方面是可用价值性，在建筑结构的设计优化中，不能只顾眼前的利益，为了节约成本，而偷工减料，降低建筑的实际可用价值。建筑结构的设计优化理念的真正目标是用最少的钱却能打造出最有价值性的建筑。

4 房屋结构设计中的建筑结构设计优化方法

做任何事情有了目标和理念之后，在实际操作中都要讲究方法。因此，对于建筑结构如此重要的事情也需要一套详细的方案。

4.1 建筑结构的整体优化方法

房屋结构设计中的建筑结构设计优化主要表现在房屋建筑的整体結构上和房屋建筑的部分结构俩部分的设计优化。其中对于建筑的部分优化有很多方面，例如屋顶的优化，围护的优化等几个方面。这些方面不仅仅需要建筑设计者运用自己所学的精心设计，还得考虑到适用性能和造价等问题。在优化设计的时候，还必须进行实地的考察，结合实际情况对建筑进行设计优化。对于建筑的整体性优化来说，优化好的建筑要确保整体牢固，如果发生突发状况，能够把损失降到最低或者没有，这样优化出来的建筑是最好的。因此，在设计优化整体的时候，需要能够考虑各种可能出现的状况。例如，地震是最容易出现的自然灾害，在构建的时候就应该提前在建筑中加入一些避免降低地震的措施。在房屋结构的构建材料钢筋是降低地震破坏力的主要材料，因此对于钢筋与钢筋的接头距离应该严格按照有关部门的规定构建，这样才能够整体对建筑进行设计优化。

4.2 建筑设计优化的细节方案

当建筑的整体优化方案确定以后，需要细致的对建筑的细节问题进行研究。在建筑结构的不同部位对于负载的要求不同，就算负载要求相同，但是因为在同一部位的材料数据等各种参数也不相同，因此，就造成了对建筑细节的优化设计方法不同。而且在这些细节的问题中，很多实际的数据是不能通过计算机等机器计算的，完全需要的是人工计算，这就为细节的优化设计带来了很多的难度。这就需要建筑设计优化的工作人员能够根据自己多年的经验和积累的知识，快速准确的计算细节优化的各种数据，学习国外的先进方法，结合我国本身自己具备的设计理念，设计出我国自己的建筑优化方法。而且，在材料使用具体来说也属于细节，在构建之前应该对材料的使用有一个大概的了解，不用的材料也要根据情况回收利用，节约建筑设计优化的成本费用。设计人员的自身素质也要提高，目前我国的建筑水平还处于落后的阶段，需要我们的设计人员多向国外学习，引进他们的先进水平和经验，取其精华，取其糟粕。在建筑的结构设计上要注重均衡，无论是横向还是纵向都需要俩边平衡，具有美感。

5 总结

很多人都认为建筑是固体艺术，建筑师的设计优化方法能够赋予这个建筑物灵魂。因此，我们的设计师应该对未知失误勇于探索，积极创新，以自己最大的热情投入到实际的建筑构造中去。对建筑的优化要根据实际情况作出探究，经济价格适用，建筑结构的优化能够符合使用者的要求。而且，设计师不论再怎么对设计方案进行创新和设计，都要在保证建筑安全性的前提之下。

参考文献

[1]李飞.钢筋混凝土建筑结构设计优化探讨.《城市建设理论研究（电子版）》.2013年6期

[2]冯涛，张玉洁.基于遗传算法的建筑结构设计优化设计探讨.《科技创新与应用》.2012年9期

浅议建筑板柱结构体系结构设计 篇12

板柱结构是由楼板和柱组成承重体系的房屋结构。它的特点是室内楼板下没有梁、空间通畅简洁、平面布置灵活、能降低建筑物层高, 适用于多层厂房、仓库, 公共建筑的大厅, 也可用于办公楼和住宅等。板柱结构一般以钢筋混凝土材料为主。

一、板柱体系的设计

1. 板柱结构的定义

板柱结构的建筑由楼 (屋面) 板、柱等构件组成的、承受垂直及水平荷载的空间结构体系。板柱结构除具有框架结构的优点外, 还有结构高度小、顶棚平整、采光、通风及卫生条件好、模板及施工简单等优点, 采用升板法施工可节约大量模板。板柱结构常用于医药、食品、冷库、市场及医院等建筑, 预应力板柱体系常用于住宅建筑中。

2. 板柱结构体系计算原理

在进行板柱结构设计之前, 首先要对板柱的整体结构进行计算, 并且需要运用等代框架法进行计算。也就是说, 在采用PMCAD建模时, 可以将楼板等代成宽扁的框架梁, 然后在SATWE软件中进行全过程的解析, 通过此软件求其在水平荷载作用下的内力值。

但如果只单独进行楼板模型运算, 此时便可以将板带划分成柱上板带和跨中板带两部分来进行运算, 并且运用有限元的方法来计算竖向荷载的内力值。接下来就是对板柱结构配筋进行运算, 此时要把水平和竖向荷载进行相互的组合, 按照宽扁梁的方法进行配筋。

3. 等代梁宽度的取值

依据《钢筋混凝土升板技术规范》的相关规定:在进行建筑板柱结构设计时, 可以按照等代框架来计算内力和位移。并且在侧向力的作用下, 可以沿着该方向来进行代框架梁的宽度计算, 应取下列公式计算结果的较小值。

说明:式中by为等代框架梁的计算宽度;

lx、ly为两个方向的跨度, 即柱距;

bce为柱帽的有效宽度。

在运用PMCAD软件进行建筑板柱建模时, 其等代梁的宽度可以按照《升板规范》的要求取值。同时也可以按照以下的办法来进行取值:等代梁两侧各取相邻房间跨度的1/4相加;当等代梁两端房间不等跨时, 等代梁需按偏心布置。这既可避免房间不等跨时宽度不好确定的问题, 又可使按房间1/4跨度划分出来的等代梁自重正好等于整个楼板的自重。

4. 板柱结构的破坏

(1) 未布置一定数量的抗震墙, 因而地震作用全由板柱框架承受

由于未布置抗震墙, 此种结构的节点刚度又相对较弱, 因此侧向位移常较大。由于它延性差, 抗弯和变形能力很弱, 再加上P-⊿效应, 在强震时造成严重破坏甚至倒塌是很可能的。

(2) 在板柱节点处, 楼板抗冲切能力差

在柱子周边板内未设置抗冲切的钢筋, 或设置得不恰当, 节点处不平衡弯矩对楼板造成的附加剪应力未适当考虑。柱周边板的厚度不够, 使抗剪箍筋不易充分发挥作用, 或柱子纵筋在节点处滑移。

由于这些原因, 在强震时使墙板产生冲切破坏, 随之楼板坠落, 造成巨大损失。明白了板柱的破坏原因, 在采取相应有效的措施之后, 板柱-抗震墙结构的抗震性能将能有很大的提高, 其设计强度也将提高。

顺便指出, “框架-核心筒结构中带有一部分仅承受竖向荷载的无梁楼板时, 不作为板柱-抗震墙结构”。此种结构可按框架-核心筒考虑, 但应考虑本文“设计建议”中的各条要求。

二、SLAB程序关于柱上板带宽度的取值

SLAB程序按两种方法划分柱上板带和跨中板带, 如图1所示。

1. 按PM中输入的等代梁宽度与位置划分板带

如果在PMCAD中输入了等代框架梁, 则建议选择此项。因为输入等代框架梁的主要目的是为了计算板的水平荷载引起的内力。当选择此项后, 程序能够自动将等代梁范围内的楼板在竖向荷载作用下内力进行积分, 得到截面弯矩M2。M2与水平荷载作用下在相同截面产生弯矩值M1进行组合, 从而得到配筋面积。因此, 该方法主要用于计算水平荷载时的情况。

2. 按升板规范自动划分板带

如果采用PMCAD软件进行板柱结构计算, 但是在计算时, 并没有输入等代梁而是输入的虚梁, 那么就建议选择此项。这是因为如果在计算时, 没有输入等代梁, 那么该程序就不会计算水平荷载引起的内力。

而如果采用SLABCAD软件尽心计算, 就只计算由竖向荷载引起的内力值, 该方法主要用于不需计算地震力的地下室车库顶板等情况。其主要优点是在PMCAD中无需输入等代梁, 从而使建模大大简化。

3. 板柱-抗震墙的设计建议

建筑板柱结构应布置足够数量的抗震墙 (包括核心筒) , 墙的位置宜避免偏心。在房屋周边, 应布置边梁, 以形成周边框架。如在周边布置确有困难, 则应在其他部位布置一定数量的框架梁, 使结构形成板柱-框架-抗震墙的综合体系, 此种布置不属于抗震规范中的板柱-抗震墙结构。抗震墙的厚度不应小于180 mm且不应小于层高的120;底部加强部位的抗震墙厚度不应小于200 mm, 且不应小于层高的116 (可取层高及无支长度二者) 。

三、结语

综上所述, 建筑结构中板柱结构设计在现代建筑结构中得到了广泛的应用, 因其施工简单、结构本身高度较小以及造价低等优点对现代建筑的发展做出了一定了贡献。因此在实际工程施工中, 要认真研究板柱结构的设计要求, 并且严格工具设计规范进行施工。同时在施工时, 要加强板柱结构的施工, 以确保板柱结构的安全使用。

摘要：随着我国国民经济的迅速发展, 我国建筑结构也开始偏向于多高层建筑结构体系发展。因此, 建筑设计中的板柱结构被广泛的应用于建筑工程中。本文针对建筑板柱的结构设计进行了一系列的探讨, 希望可以为提供设计者在进行板柱结构设计时参考。

关键词：建筑,板柱结构,使用高度

参考文献

[1]蒋懋, 程华, 董诚.无梁楼盖结构设计方法的探讨[J].山西建筑, 2005.

[2]张维江.无粘结预应力钢筋混凝土无梁楼盖配筋计算[J].铁道建筑, 1998.

[3]禤岳刚, 禤岳智.室内增加无梁楼盖技术在结构改建中的应用[J].广东土木与建筑, 2003.