建筑结构设计

建筑结构设计（共12篇）

建筑结构设计 篇1

对于当前现代化的建筑结构设计优化来讲, 应当采取全新的理念和政策思想, 对传统的方式进行改进, 而合理并且科学化的设计防范不仅可以使得设计的技术标准更加严格, 同时还可以全面的降低建筑的经济性损失, 降低造价, 并且为后续管理工作的增强奠定坚实的基础。但是整个建筑结构设计优化是一个相当复杂并且对专业性要求较高的工作, 应当加强系统性的问题分析研究, 并且加强构建思想和构建方案的分析, 旨在增强技术方案的选择, 并且对内部局部设计进行改良, 以促进整体设计水准的不断改进。在实践的工作当中, 应当重点的分析建筑结构设计优化理论, 同时加强对现实意义的研究, 建立起相应的模型, 进而使得优化的步骤和思想得以实现。

1 建筑结构设计优化理论分析

当对具体的研究项目问题进行分析之时, 不仅应当针对设计的可靠性和安全性进行研究, 同时还需要对基本的建筑使用功能进行考虑, 尽可能的实现建筑设计的美观性和结构性, 进而促进整个项目的优化。所以, 在实践的工作之中不仅需要运用相关数学方式和数学理念, 加强原则的分析, 同时还应当对各种不同的设计方案进行综合性的比较, 最终得出最佳的、最优秀的设计方式, 进而满足预期的设计目标。

根据上述的分析, 也可以从中发现建筑结构设计优化的基本理念和思想, 而房屋的结构设计是相关优化方案在实践当中的最佳体现, 主要的设计范围包含有房屋的熊结构、维护结构、房屋建筑的细节部位设计方案以及整个框架系统等, 在实践之中还需要充分的考虑到整个建筑的造型、布局方案、选型原则以及受力等方面的情况, 结合造价的基本原则, 结合施工当地的环境以及资源状况, 给予最佳的设计原则, 并且在确保了房屋建筑功能性的基础之上力求促进经济效益的优化, 实现方案的改良。为了全面的适应当前时代的建设和发展, 针对建筑的基本结构类型和选型还应当进行必要的革新与改良, 对于设计技术人员来讲, 应当在确保了建筑结构具有安全性的基础之上, 考虑新的结构形式, 而对于设计工作来讲, 应当尽可能的依照设计的基本原则以及刚度中心的差异等等, 结合整个建筑规则和对称性的要求, 使得设计的意图和中心思想得到充分的展现。最后, 还需要针对整个建筑的荷载力情况进行分析, 避免建筑在承受外部巨大压力的情况之下产生扭转效应。在充分的满足了建筑的功能性条件和要求的基础之上, 力求促进建筑的竖向设计更加标准、更加科学, 使得承重件可以上下贯通。而在结构性的设计方案当中, 为了尽可能的减少分析方面的难度和结构方面的差异性, 还应当考虑懂啊经济性方面的指标, 避免使用转换层的设计结构, 对竖向的刚度进行严格的要求, 避免整个建筑出现应力过度集中的现象。

2 建筑结构设计优化的现实意义综述

根据上文针对当前建筑结构设计优化的基本理论和设计方案进行综合性的分析, 可以对实践操作当中应当注重的几点原则和整个建筑结构设计优化的思想有着全面的了解。在相关工作当中要想实现对结构性的全面优化, 还应当充分的了解到方案和体系制度的重大意义, 在满足了整个建筑美观性和功能性的基础之上, 合理的降低造价、科学的对整个建筑进行控制和管理。对于建筑的业主方面来讲, 降低工程造价、减少项目的投资并且获取最大的利益是一个共同的追求, 所以, 还应当全面的对建筑结构的可靠性、科学性以及安全性进行分析, 实现对结构的全面优化。

结构设计优化和传统房屋结构设计进行比较我们可以发现:运用设计优化的技术能够降低建筑的工程造价 (6~35%) 。结构设计优化技术能够使得建筑结构内部的每个单元都得到最佳的协调, 并可以对材料的性能进行最合理的利用。这样不仅能够保证相关规定的安全系数, 还能够实现对建筑结构设计的经济性与实用性。

3 建筑结构设计优化的基本步骤

通常在对设计变量进行选择时, 我们把对建筑结构影响的主要参数作为设计变量。如目标控制的相关参数 (损失的期望C2和结构的造价C1) 和约束控制相关参数 (结构的可靠度PS) 等;然而还有一些影响不是太大, 其变化范围也不是很大或者由局部性以及结构的相关要求就能够满足相应的设计要求的一些参数, 我们可以用预定参数来表示, 这样能够使得我们的设计量、计算量以及编制程序的工作量均大大减小。在进行结构设计优化的时候, 我们还必须寻找一组能够满足相关的预定条件的截面相应的几何尺寸、钢筋的截面积以及相应的失效的概率的函数, 使得工程造价最少。

对于房屋的结构的设计优化来说, 必须确保结构的可靠度, 来对优化设计相关的约束条件进行相应的确定, 设计优化的约束条件主要包括裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、构件单元约束、应力约束、结构体系约束、从可靠指标约束到确定性约束条件以及从正常使用极限状态下的弹性约束到最终极限状态的弹塑性约束等约束条件。在进行结构设计的时候, 确保每个约束条件都必须满足相关要求, 以实现最佳的设计。在设计过程中必须对细部的结构进行相应的设计优化, 例如, 在现浇的混凝土异形的板料, 其拐弯处容易开裂, 我们可以简化成矩形板, 然后再合理的选择钢筋, 在满足其结构的基本要求条件下, 达到既安全又经济的目的。

4 结束语

综上所述, 对于现代化的建筑设计来讲, 不仅需要确保其基本的使用价值和功能性, 同时针对外观的设计还应当具有一定的美观性, 以进一步的增强整个建筑结构和设计方案的价值。另外, 便于施工操作、安全、可靠、实用以及经济, 是当前城市建设对于建筑项目的基本要求, 在实践的项目当中还应当全面的对整个项目的水准进行优化, 以求对空间和相关资源的合理利用, 尽可能的增强建筑的可靠性和安全性, 增强结构的合理性。随着人们的生活水准不断提升, 对于建筑的安全性和实用性要求也在不断的提高, 所以还需要充分的运用现有资源, 使得设计的水准和效益得到不断的增强。针对房屋的经济性设计, 需要在确保了安全性与合理性的基础之上, 加强整个结构的设计美观性, 对方案进行不断的优化, 促进工作的改进。

参考文献

[1]辛海虹.结构设计优化技术与其在房屋结构设计中的应用[J].价值工程.2010 (27) .

[2]刘成义.论建筑业在工业经济发展中的应用[J].现代商业.2008 (09) .

[3]朱长森.结合我国给排水工程浅谈给排水节水新技术的应用[J].经营管理者.2010 (19) .

建筑结构设计 篇2

关键词：建筑；结构设计；房屋结构；优化方法

引言

在建筑设计过程中，概念设计及其优化十分重要。良好的设计是建筑工程的前提，而概念设计则是工程建设中体现先进思想及文化的重要关键。作为一名优秀的设计师，在进行建筑设计时不仅要依靠自身的经验，还要能够熟练运用整体概念的设计方法将建筑的本身和外部环境相互结合，最终使得所有的研究方案能够融合在一起，并且能够熟练的将地理环境及结构联系在一起，不断丰富自己的设计知识和概念，能够独立的、有意识地、灵活的运用，只有这样才能将概念设计在建筑机构的设计中进行完美应用。

建筑结构设计 篇3

【关键词】建筑结构设计；拱桁架结构；设计优化；方法

从性质上而言，拱桁架属于钢结构形式的一种，在现代建筑结构设计中得到了广泛的应用。拱桁架结构的最大特点是能满足大跨度屋盖结构设计需求，同时降低屋盖造价成本，因此受到了建筑结构设计行业的高度重视。结合拱桁架结构应用现状，笔者现对拱桁架结构设计优化方案作详细论述。

一、拱桁架结构的概述

1、拱桁架的特点

随着建筑事业的不断发展，建筑结构设计水平也变得越来越高，多种不同形式结构层出不穷，为建筑造型百变，建筑功能完善做出了巨大贡献。拱桁架结构作为一种常见钢结构，现已在大跨度建筑屋盖体系中得到广泛应用。

就我国当前的拱桁架结构发展状况来看，建筑结构设计中常见的拱桁架形式主要分为三种，即不拉索和杆结构、拉索结构以及拉杆结构。这三种拱桁架结构按照支座类型划分，原理在于，结构中拱所承受的荷载由曲杆承受，同时曲杆在承受荷载的同时将部分荷载传递到结构支座上，由支座来承受结构的整体受力。即是说，拱桁架结构支座负责承受结构所受的所有外力，包括结构竖向压力以及拱结构的水平推力。为此，在拱桁架结构设计中，支座处理是关键，设计时务必要做好支座受力设计方案的优化。

2、拱桁架支座设计

拱桁架支座抗衡、化解拱结构传递过来的水平推力方法主要有两种，一是将结构支撑，二是拉杆承受。前者是指利用支座结构来承受水平推力，后者则要求在拱桁架下方增设一个下弦单拉杆，利用拉杆来化解推力。

如设计中采用第一种方法，利用结构支座来支撑水平推力，会大大增加结构负荷，设计时为了防止结构坍塌，必须对结构构件质量提出高要求，这便很容易造成材料浪费，增加工程造价成本；如果采用第二种方法，在拱桁架下方设置下弦单拉杆，利用单拉杆化解水平推力，可大大减少支座受力，因此无需过分提高结构构件质量要求，所消耗的施工材料也比较少，工程造价自然会降低。所以一般情况下，拱桁架结构设计多采用拉杆增设方式，我们在探讨拱桁架结果设计优化方案时，可将拉杆设计作为突破口，合理优化拱桁架拉杆设计方案。

二、拱桁架结构设计优化

1、工程概况

在某地区的一个生态园区的发展建设中，为了满足生产的需要，要在园区内建造一个钢屋盖结构的大空间、大跨度建筑。在对工程进行设计的过程中，设计人员将屋盖结构的主体设计为采用钢管立体桁架的结构，其跨度为60m，柱距为8.1m，设计基准期为50年，设计使用年限为50年，建筑结构的安全等级为二级，结构重要性系数r0=1.0。

2、工程结构设计方案

本工程施工前期，应开发商要求，设计单位将工程的建筑结构风格定义在简单、大方之上，设计时尽量满足大空间建筑需求，既保证了建筑结构的实用性，又保证了建筑结构的美观性。实际设计时，设计人员采用大跨度空间网架结构作建筑结构设计方式，同时将网架结构形式确定为拱桁架，最终确定出了大跨度空间拱桁架结构设计方案。

为了满足建筑结构受力需求，设计人员在该套设计方案中融入了拱桁架拉杆结构，目的在于利用拉杆结构来分散拱桁架支座受力，减轻支座受到的拱结构水平推力，达到节省施工材料，降低工程造价成本要求。

3、工程结构设计方案的比较

在确定拱桁架结构设计方案之前，设计人员探讨出了几种各具优缺点的结构设计方法，并利用模型设计方式对几种设计方案的设计参数作了仔细比较，结合设计参数分析了几种结构各自的受力特点，详细方法如下：

3.1模型设计及参数计算

对拱桁架结构模型进行计算分析，得知拱桁架结构属性为平面结构，因此本工程在分析拱桁架模型设计时，只选用一榀拱桁架作设计模型。该结构设计模型中，拱桁架结构的总跨度为60米，结构高7.5米，横截面形状为倒三角形。该结构在设计施工时选用了型号为Q235B，弹性模量E=2.06E11N/㎡，屈服極限σs=235E6N/㎡的钢材料。拱桁架支座处理采用刚接和铰支方式。分析计算拱桁架结构模型时，设计者引进了ANSYS程序，计算得出相应的设计参数。

3.2单榀拱桁架的受力分析

对于单榀拱桁架结构的受力特点进行分析时，设计人员采用了结构静力分析法对各自结构受力情况作了探讨，并最终得出选用拉杆作为支座之间的连接方式是最具有经济价值和实用价值的，且比起其他方案，这种设计方式所具有的抗震性、经济性也更好，更能优化拱桁架结构受力。具体的方案设计方法和受力分析分别如下所示：

（1）Ⅰ方案拱桁架支座为两端铰支，其最大位移出现在跨中，值为54.2mm，下弦杆的内力最大，值为101MPa。

（2）Ⅱ方案中，考虑了索的预应力，通过调整张弦桁架中索的初始应变的方式施加预应力，对结构初始形态预起拱，按规定，几乎所有结构刚度不足工程均不需要对结构在荷载下产生的弹性位移进行控制，而通过结构的初始几何形态的预起拱实现结构正常使用的变形性能安全设计目标。但此时，结构的绝对位移值超过250mm，如此大变形对屋面围护次结构、屋面防水连接构造的正常使用的安全性能将产生严重不利影响。

（3）Ⅲ方案中，将拉索换为拉杆，其最大位移出现在跨中，值为87.8mm，下弦杆的内力最大，值为91.8MPa。

3.3方案分析

分析比较上述三种不同设计方案的优缺点之后，得出以下几点相关结论：Ⅰ方案的用钢量和支座反力最大，而这恰恰与甲方要求用钢量低、对下部结构负荷小的要求相违背；Ⅱ方案在索施加预应力的作用下，用钢量最省，如对索施加预应力来达到控制结构挠度的要求，则所施加的预应力较大，其索力约为670kN，上弦杆的断面也相应的增大，而且，施工难度比较大；Ⅲ方案的用钢量和支座反力居于Ⅰ方案和Ⅱ方案之间，且施工也不难，挠度也满足规范的要求。由于结构的自振特性是结构动力的基本性质，也是动力分析的基础。对结构进行动力特性分析可见，拉杆方案的基频远大于拉索方案的基频，则说明Ⅲ方案的面内刚度大于Ⅱ方案的面内刚度，抗震性能良好。

三、结束语

综上所述，拱桁架结构目前在建筑结构设计中的应用已经十分常见，尤其是在大跨度空间结构中，其以自身所具备的良好经济性、实用性，受到了建筑设计人士的广泛喜爱。鉴于拱桁架设计重点在支座处理，设计时如果在拱桁架结构下方增设拉杆，利用拉杆来分散支座受力，缓解支座荷载，可在更大程度上提高拱桁架荷载能力，优化结构，降低工程造价成本。由此可见，在拱桁架结构设计中，最佳的设计优化方式是支座处理，只要处理好了支座受力，最终所获得的工程效果势必会更好。

参考文献

[1]唐炯,秦冬祺.大跨度单榀拱桁架的非线性稳定分析[J].科技情报开发与经济,2008(34)

[2]李海旺,任澜涛,杜成云.某煤棚拱桁架结构动力特性及地震响应分析[J].科学之友,2010(03)

建筑结构设计 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.

建筑结构设计 篇5

材料的选择和成员类型、大小和配置携带负荷在一个安全的和有用的时尚。一般来说,结构设计要求在工程的静止的物体如建筑和桥梁,或对象可能是移动但有一个严格的形状如船体及飞机帧。设备与部件计划将与彼此的关系(联系)通常是分配给该地区的机械设计。

结构设计包括至少五个不同阶段的工作:项目需求、材料、结构方案、分析和设计。对于不寻常的结构或材料六分之一阶段,测试,应该被包括。这些阶段不按照严格的进展,因为不同的材料可以在不同的方案是最有效的,测试会导致更改设计,和最终的设计常常达到开始粗略估计设计,然后遍历几个周期的分析和设计。通常,几个可供选择的设计将被证明是相当密切的成本、力量和可服务性。结构工程师,所有者,或最终用户将做出选择基于其他的考虑。

在开始之前设计、结构工程师必须确定标准,可接受的性能。负载或部队必须提供被抵抗。对于专业结构这可能给直接,因为当支持一个已知的机械部件,或一个起重机已知的能力。对于传统的建筑,建筑规范使用在直辖市、县,或者国家水平提供最低设计要求活荷载(居住者和家具,雪在屋顶,等等)。工程师将计算死加载(结构和已知的、永久的intallations)在设计过程中。对于结构是有用的或有用,变形量也必须保持在一定范围内,因为它是可能的安全结构是令人不安的“快活。“非常紧张的挠度限制设置在支持用于机械、自梁凹陷会导致驱动弯曲、轴承烧坏,部分不重合,开销起重机来拖延。梁刚度也影响地板”反弹之势”,如果不加以控制,可能是令人恼火的。此外,侧偏转,摇摆,或漂移高大的建筑常常是在大约500年举行高度/(1/500的建筑高度)来减少运动的可能性不适的楼上住户在有风的日子。看到加载、动态,加载,横向

技术的进步创造了很多新颖材料如碳纤维-和硼纤维增强复合材料的强度、刚度和强度体重属性。然而,由于高成本和困难或不寻常的制造技术要求,玻璃增强复合材料如玻璃纤维更常见,但仅限于轻负载的应用程序。主要材料用于结构设计更为平凡和包括钢铁、铝、钢筋混凝土、木材、砌筑。看到复合材料,砌体,预制混凝土,预应力混凝土,钢筋混凝土,结构材料

在实际的结构、各种力量所经历过的结构成员,其中包括张力、压缩、曲(弯曲)、剪切、扭转(扭曲)。然而,结构方案的选择将会影响这些部队发生最频繁,这将影响材料选择的过程。看到剪切,扭转

结构分析是需要确保稳定(静态平衡),发现成员部队被抵抗,并确定歪斜。它要求成员配置,近似成员大小和材质属性是已知或假设。方面的分析包括:平衡;应力、应变、弹性模量;线性;塑性;和曲率和飞机部分。各种方法用于完成分析。

一旦一个结构分析(通过使用几何孤独如果分析是确定的,或几何尺寸和材料加假定成员如果不定),最终设计可以继续进行。变形量和许用应力或极限强度必须检查对标准提供的,由业主或由执政的建筑规范。安全工作负载必须计算。几种方法都是可用的,并且选择取决于材料的类型将被使用。一旦一个令人满意的方案进行了分析和设计为在项目标准,信息必须提出了制造和建筑。这通常通过素描,这表明所有的基本尺寸、材料、成员的大小,预期的负载用于设计,和预期的部队是通过连接。

建筑结构设计 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】

[1]王振宇，刘晶波.建筑结构地震损伤评估的研究进展[J].世界地震工程，2001，17（3）：31-35.

[2]龚思礼等.建筑抗震设计[M].北京：中国建筑工业出版社，1994.

建筑结构设计与艺术设计创新 篇7

随着科学技术的发展, 专业化程度越高, 建筑设计与结构设计相互配合更为重要。一个好的建筑设计, 必须有一个好的结构体系才能实现, 结构设计的好坏, 关系到建筑物是否适用、经济、美观。特别在高烈度地震区, 建筑设计必须在满足结构抗震要求的前提下, 才能谈得上建筑物的造型美观、功能完善等等。因此, 要设计出既要满足建筑美观, 造型优美, 又要使结构安全、经济、合理的建筑物是每个建筑师与结构师都必须十分注意的问题。

工程建设中, 无论工业建筑、民用建筑、大型公共建筑等概括起来可分为两类:一类是将优美的建筑造型, 完善的使用功能, 先进的结构体系和工业化制造与施工工艺有机地结合起来, 创造出技术先进、新颖、经济适用的建筑物。另一类则是以追求某些新奇的艺术效果为主, 创造出奇特怪诞的建筑造型, 结构方案从属于不合理的建筑设计, 放弃了结构设计的合理性和经济性。一般提倡和实施的是第一类建筑。

改革开放以来, 人们的思想发生着巨大的变化, 尤其当住房市场化之后, 买房人从青年到老人, 各个年龄段都有。这种年龄层无论从受教育程度、文化理念, 还是从主观意识、欣赏水平都无法用统一标准、风格来标注。

设计应该在以下三个方面进行推动:创造生活感受, 让使用者、居住者享受愉快的生活状态;设计应使建筑文化在推动社会进步方面有所贡献;还必须考虑到能够推动业主成功。设计师与其他艺术家相比有自己的特点, 我们不是画家可以狂想, 我们肩负着发展商的投资。当前很多建筑项目沿袭了中国多快好省、快马加鞭的状态, 建筑千篇一律, 缺乏创新。正因此, 很多发展商为了扩大销售, 使项目升值, 要求设计师进行建筑创新, 甚至希望能够设计出前所未有的建筑。然而, 有些建筑创新并不能被社会所接受, 不但不利于发展商的市场销售, 还会使建筑成为城市垃圾。可以说, 创新应该与理性相结合, 理性地解决复杂问题是设计师应该具备的。在香港, 一个建筑师需要肩负整个建筑的法律责任, 不仅需要考虑环境、人脉、用户需求、业主需求、土地价值, 还要考虑市场、政府需求、规范、技术, 在如此多的约束条件下如何找出更好的设计解决方案, 这需要理性。一个好的项目应该在城市文脉、环境融合、科技环保等各方面时代元素都有所涵盖, 并最终获得经济效益, 这才是一个真正的好作品。

除了我国区域气候特点与其他国家的相似性使建筑风格呈现多元化, 社会审美观的演变也引发了建筑艺术思潮的多样化。当代, 人们的意识形态发生了变化, 更加强调个性的发挥, 建筑审美也就逐步走向多元化。另外, 科学技术的发展也是推动建筑创作多元化的因素之一。科学技术在建筑设计中提供了越来越多的丰富选择, 从新型建筑材料、先进设备, 到科学化的设计软件, 科学技术在推动生产发展的同时, 对设计师的眼界开阔、文化素养、思维方式都会产生巨大影响, 新的思想观念又作用于建筑哲学和建筑理念, 使建筑设计更加丰富、多元。

2 房地产可谓是一个集成产业, 其建筑产品即是一个集大成的结晶。

国外的很多建筑, 貌不惊人, 但其内部却因诸多科技、绿色元素让人叹为观止。“中国未来的建筑也一定会被现代化的科技所影响。”科技是影响未来房地产建筑设计的重要因素之一, 除此之外, 风情与文化对于未来建筑设计的影响也十分巨大。

文化与文脉传承也是影响建筑的重要方面。文脉是城市的肌理和文化, 是建筑的灵魂, 世界各地每一个城市都有其脉络, 设计师在建筑设计时不能局限于自己的想法, 而应该了解整个城市的脉络, 放大城市的肌理, 并思考该建筑建成后会对城市产生何种影响。尤其是建筑与文化传承方面更值得设计师思考。

未来的建筑需要与环境高度融合, 建筑与自然和谐共生, 不能仅为了人工建筑而大规模破坏自然绿化环境。越来越多的设计公司已经注重设计与环境的融合, 汉森国际曾在广西桂林阳朔设计某酒店项目, 既融合了当地侗族、彝族等少数民族的文化风情, 又保留了原有的树木树种, 使该项目既有国际性又有当地风情, 茂密的树林、良好的生态环境让该项目获得了各方好评。

时代在变, 设计思路也在变。未来的建筑设计需要考虑多方因素, 多维整合设计思想将成为未来设计师的又一门新课程。

3 建筑设计与结构设计是整个建筑设计

过程中的两个最重要的环节, 对整个建筑物的外观效果、结构稳定起着至关重要的作用。而二者之间又存在着相互协调、互相制约的关系。在建筑设计中, 少数建筑师总是把结构放在从属地位, 并要求结构必须服从建筑, 一切以建筑为先导, 这一观念分割了科学的完整性, 忽略了基本的力学规律, 片面地追求建筑技术与建筑艺术的结合和最大满足使用功能的要求, 这样往往给某些建筑工程质量带来了质量隐患和不安全因素。

任何一个建筑设计方案, 都会对具体的结构设计产生影响, 而有限的结构设计技术水平又制约着建筑设计层次。因此, 在做建筑设计的过程中, 建筑师应具备有一定的结构方面基础, 能与结构设计适当结合, 相互调协, 使二者相统一, 才能创作出真正优秀的建筑设计作品。

然而, 许多建筑设计师, 强调创作的美观、新颖、标新立异, 强调创作的最大自由度, 然而这样的建筑设计将会给结构设计带来很大的困难, 作为建筑物本身必须承受起巨大的自重荷载和活载、水平风力、地震力、扭矩力等。如果建筑设计人员在进行平面设计和竖向设计构思时, 不依据基本的结构技术原理和有关结构的受力特征, 不征询结构设计师的意见, 往往会使结构工程师不能有效地选择合理的结构体系, 进行结构设计导致结构的不稳定等问题。比如将建筑物截面设计成为三角形, 其抗弯矩力和抗侧能力比圆形截面、矩形、多边形截面要小得多。

再者, 有一些建筑师缺乏对结构力学方面的基本常识, 在设计过程中, 往往忽视力学的基本规律。如:在需抗震设防的地区, 高层电梯设置在大楼的某一侧, 没有和整个建筑物的刚度中心重合。由于电梯筒的刚度很大, 这样则使得刚度中心与荷载中心不能尽可能接近, 即造成结构偏正, 这样就会产生扭转, 产生破坏。

4 结语

总之, 建筑与结构两者之间有着最密切关系的, 特别是在高层建筑设计中, 由于结构是以水平荷载为主要控制荷载, 故结构体系的选型和结构布置要考虑最有利于抗震和抗风的要求。同时, 结构构件截面尺寸还要满足刚度和版性的要求。这样便对建筑设计形成了一定的约束和限制, 使建筑与结构二者相互协调统一。二者还应不断地相互配合, 彼此渗透, 这样才能设计出真正满意的建筑。

摘要：建筑物就像一尊美丽的艺术品, 精美的建筑是设计师把建筑的美观设计与结构设计相互密切配合的结果。但要分清具体配合的侧重点, 有些是着重艺术、美观要求的, 有些着重使用功能、生产工艺等等。总之, 建筑师的设计可以将优美的建筑造型, 完善的使用功能与结构设计有机地结合, 而不能简单地追求奇特。建筑设计重点是不能离开具体的设计对象。

关键词：建筑结构设计,艺术设计,协调性

参考文献

浅析建筑结构设计中的基础设计 篇8

1 地基基础设计的重要性

一个工程都要建立在一个地基之上, 如果地基建设的不合理就会影响整个建筑的稳定性, 会建造一个失败的工程。所以地基的设计相当重要。但是, 地基是人们所不能决定的一个自然因素。地基的土质问题, 地下水的问题, 还有很多其他的因素都会影响到工程的施工。曾经有资料显示, 地基的造价在整个建筑的造价中占有相当大的比重, 所以对于地基的问题一定要认真的考虑和设计。如果地基不需要后期的土质处理, 造价还比较低, 但是, 如果还需要一系列的处理工作, 造价就会大大提升。所以, 在地基的设计选择时一定要特别注意。在地基基础设计时, 也要多方面的考虑, 来选择最优的方案, 降低成本, 赢得最大利益。

2 建筑在基础设计中应考虑的主要因素

建筑的基础设计是建筑结构设计的重要内容, 它对保证建筑物的正常使用和安全至关重要。因此, 基础设计时必须做到以下五个方面的要求。 (1) 基底附加压力不超过地基承载力或桩基承载力; (2基础总沉降量和差异沉降量控制在允许限值以内; (3) 适当考虑桩基的运用; (4) 预先估计到基础在施工过程中对毗邻房屋可能造成的影响; (5) 应当考虑综合经济效果, 不仅考虑基础本身的用料和造价, 还应考虑使用、施工条件和施工工期等因素对经济效果的影响。

3 地基基础设计的依据——工程地质勘察

对于建筑场地的勘察布孔, 一般应由设计单位根据拟建建筑物上部结构及基础设计要求提供。对于一般场地, 可按勘察规范规定提供, 遇地质条件复杂时, 勘察部门应结合具体情况加密布孔。基坑、基槽开挖后, 一般要进行验坑、验槽, 遇地质条件复杂时还要补钻;勘察、设计要密切合作, 使地基基础设计同实际地质条件相吻合。工程地质勘察不但为设计提供必要的、正确的、可靠的依据, 而且还可根据勘察资料对地基基础设计和施工中存在的及可能出现的问题进行探讨、论证、分析, 并提出解决问题的措施和建议。

4 地基基础设计中应注意的几个问题

4.1 片筏基础底板不宜悬挑过大。

在基础设计中, 当采用条形基础不能满足地基的容许承载力时, 常设计成片筏基础。有时碰到地基强度还不足, 往往把片筏基础底板沿外墙轴线向外悬挑, 这种单纯为满足地基强度的作法是欠妥的, 特别住房屋的山墙和外纵墙相交的转角处, 纵横两个方向均有较宽的悬臂板挑出, 该板的刚度远较其它部位小, 使悬臂板变形过大, 再加上建筑物地基的不均匀沉降等因素, 很容易造成转角处邻近纵墙的墙体强度受到削弱, 至使其底层的窗台下产生严重的开裂现象, 直接影响建筑物的质量和使用。对于片筏基础的悬臂最好设置在建筑物的宽度方向。如不能满足上述要求时, 通常可适当加深筏基的埋置深度, 再在上面加铺预制板, 将板底架空, 以减少基础自重, 做补偿式基础;或用短桩加固地基, 考虑土与桩体的共同作用。当短桩支撑在下部的砂质粉土、粉砂土上时, 效果更为显著。

4.2 地基基础设计中的地基土与结构共同作用问题分析。

共同作用概念源于高层建筑与地基基础共同作用, 即是把高层建筑、基础和地基三者看成一个整体, 并要满足地基、基础与上部结构三者在接触部位的变形协调条件。而地基基础的共同作用是指:地基土与基础 (各种类型的桩, 包括:柔性桩、半柔性桩、刚性桩等) 共同承担上部结构荷载。地基与基础之间的荷载分担比是根据基础变形协调条件确定的。由此可以看出:用沉降控制来设计地基基础正是地基基础共同作用概念的具体运用, 地基处理或基础加固就是视基础沉陷量大小的控制要求确定地基补强的程度和发挥原地基土承载力的程度。影响地基土与基础的荷载分担比因素主要有:基础 (包括加固体) 刚度的大小、地基土的土性、基础型式等。

4.3 桩端进入持力层的最小深度问题。

(1) 应选择较硬上层或岩层作为桩端持力层。桩端进入持力层深度, 对于粘性土、粉土不宜小于2d (d为桩径) ;砂土及强风化软质岩不宜小于1.5d;对于碎石土及强风化硬质岩不宜小于1d且不小于0.5m。 (2) 桩端进入中、微风化岩的嵌岩桩, 桩全断面进入岩层的深度不宜小于0.5m, 嵌入灰岩或其他未风化硬质岩时, 嵌岩深度可适当减少, 但不宜小于0.2m。 (3) 当场地有液化土层时, 桩身应穿过液化土层进入液化土层以下的稳定土层, 进入深度应由计算确定, 对碎石土、砾、粗中砂、坚硬粘性土和密实粉土不应小于0.5m, 对其他非岩石土不宜小于1.5m。 (4) 当场地有季节性冻土或膨胀土层时, 桩身进入上述土层以下的深度应通过抗拔稳定性验算确定, 其深度不应小于4倍桩径。

4.4 对软弱地基基础设计的探讨。

局部软弱地基的基础设计, 采用不同的处理方式时应在满足地基承载力及土层不发生整体破坏的前提下, 以基础的沉降量为控制条件, 满足使用要求和地基规范允许的沉降量是可以做到经济合理的。在改变地基条件的情况下, 还需配合改变基础的设计, 一般情况下, 变更基础的尺寸, 可以有效地调整基底附加压力的分布和大小从而改变地基变形值。当基底附加压力相同时地基的变形是随基底尺寸的增大而增大, 而在确定的荷载下若增大基底面积, 将会使地基的变形量减小。当然在验算地基变形, 调整基底尺寸时还应考虑其它因素的影响。在软弱粘性土中采用卵石桩可以提高地基承载力, 加速固结沉降, 改善地基的整体稳定性。有关软弱土地基, 处理的方式方法也有多种, 同样又受各种诸多因素的影响很难用一种固定模式确定某种处理形式好, 因此在场地条件不同的情况下, 须经过分析研究再做决定。

结束语

我国建筑行业的发展, 国家很多相关部门特别重视, 很多商人也将目光转移到房地产等建筑行业。但是, 有一系列问题的发生就会不同程度的影响建筑的发展。而在建筑结构的设计中, 基础设计就会显得尤为重要, 这是影响一个建筑物的关键性因素。所以为了让建筑行业的不断顺利发展, 也是为了国家以及经济利益的不断增加, 就要对建筑中的问题特别重视。基础设计可以影响整个建筑的稳定性, 也会对建筑的造价成本有很大的影响, 要加强重视, 优化设计。

参考文献

[1]魏利金.建筑结构施工图设计与审图常遇问题及对策[M].北京:中国电力出版社, 2011.6.[1]魏利金.建筑结构施工图设计与审图常遇问题及对策[M].北京:中国电力出版社, 2011.6.

建筑结构设计中概念设计的研究 篇9

1对建筑结构设计中的概念设计的简介

建筑结构设计的概念设计, 就是建筑工程的设计人员在进行设计时, 一些数据是要求严格精密的计算, 但是有的建筑设计的情况比较复杂, 会有超出范围的一些设计问题以及只能做出大概的理性的分析时, 这时就只能够根据建筑结构的设计原则和设计的思想来去确定出整个建筑结构设计的构造。在建筑结构设计中, 对建筑的整体构造必须进行把握和分析是建筑设计人员必须具备的能力, 并且对整体和各个分的部分进行分析, 这样才能最终完成设计的所有要求。对于设计人员必须严格按照既定的设计的程序和基本的原则, 按照一定的思维, 不仅要考虑到建筑的宏观上的设计要求, 也要对微观的细节部分予以重视。在那些地震常发的地区, 对于建筑在抗震和稳固性的要求比较高, 因此对地震常发地带的建筑设计必须要加入一些能够隔震消能的设计元素。在各种各样的防震的措施中, 其中比较常用的一种就是在建筑的物的主体和其基础之间要加一些有柔性特点的隔震层。在进行隔震层的设计之后, 这还不够, 还需要在建筑物顶部的位置安装一个反摆的装置, 这样一旦发生地震, 这个装置就能由于物理上的惯性原理, 发生随着建筑物的移动而相应的移动, 但是其方向是和建筑物的方向是相反的。这样从物理原理上来说, 就可以减弱地震的震动的频率和幅度, 从而把地震的危害和损失尽量降到最低。这种反摆的设计如果设计的比较好, 就能够在防震上起到巨大的作用。在进行建筑结构设计时, 利用概念设计可以让设计人员打破原有的固式思维, 有创新性, 从而设计出让人眼前一亮的新建筑。

2建筑结构设计中的概念设计的原则

2.1全面考虑准确计算。对于建筑结构的设计时, 必须要根据建筑的设计的要求, 然后在设计方案尽可能实现的前提条件下, 再从整体的全面角度去对建筑的设计进行考虑。在进行结构设计时, 要综合考虑当地的自然的条件和文化的背景以及气候等各种因素, 还有对当地的地质要进行勘察, 知道地表的土壤情况和地下的结构变化, 对旁边的建筑物要进行考虑, 再根据施工的现场条件和人员的配备情况都要进行综合全面的考虑, 这样所得到的建筑的概念设计才达到要求。与此同时, 设计人员可以利用计算简图来对结构设计的技术起辅助作用, 只有选对了正确的计算简图, 才能保证设计的安全性。对于简图的中的建筑节点之间关于钢节点和铰接, 其中所存在的误差, 要进行准确的计算。所以, 关于建筑结构设计中的概念设计时必须要求对各种情况的全面考虑和进行准确的计算。2.2各个部件之间要求协调性。在进行建筑结构的概念设计时, 要求各个部件之间的功能协调性, 让建筑、设备、结构和施工的手段这些方面必须是互相之间是功能协调的, 一起去承担建筑的重量和负荷, 如同团结的力量就是最大的, 这样才能够达到经济效益和功能效益的最大化。在概念设计时, 一定要秉承着建筑本身的体型和结构的体系相协调的原则, 让建筑的使用的途径和设计的结构布局是相匹配的。为了让整个建筑更加的稳定, 要求结构在设计上必须有对称性和功能的协调性, 这样才能均匀受力。2.3选择最优结构。建筑的概念设计的原则要求在进行选择建筑主体的结构和整体的布局时一定要遵循选择最优的结构。要对建筑的基本的环境和使用情况以及负载能力的要求进行了解, 从而根据这些因素选择最优的构件, 进行抗震和抗风来选择到最合适的结构体系。在进行最优的结构选择时, 必须要根据建筑的使用的要求来进行选择, 要达到结构对称和整体性强的特点。因此, 必须保证建筑的稳定性柔韧性的基础上, 选择最优的结构体系。

3建筑结构设计中的概念设计的意义

3.1可以体现建筑结构设计的先进性。对于建筑结构设计中采用概念设计, 这样的方法可以体现出建筑设计的先进性。通过概念设计, 可以根据建筑当地的环境和各种影响建筑的因素, 来对建筑的设计进行整体概念的全方位的设计, 同时运用总体系和其他分的体系进行力学关系的把握, 这样就可以得到更完美的设计总方案, 从而体现出建筑结构设计的先进性。如果对建筑在进行设计时, 有全面整体的概念去考虑各方面的性能, 就可以全面的掌握局面, 在取舍之间能够进行很好的把握和控制。若是想在设计方案时能够迅速的把握整个设计体系的构思和选择, 就可以把概念设计融入其中。3.2可以突出建筑结构设计的灵活性。一个完整的建筑物, 它的构造是非常复杂的, 其中存在着各个相互连接的组成部件, 这些部件也不是单独的工作, 也是共同组合对总体的建筑进行贡献着自己的力量, 因此, 对于建筑的结构设计是一个复杂的过程, 要对整体的结构体系进行全面的把握, 并且对存在局限性的地方要采用简化和假设的思维进行思考, 因此对建筑设计中的灵活性有很高的要求。在进行概念设计时, 可以帮助设计人员打开思路进行设计。建筑设计时, 要求设计人员必须按照一些既定的强制性的要求和规定进行设计, 对基本的设计原则要严格遵循, 但是如果采用概念设计融入其中, 就可以让设计人员能够灵活创新性的进行设计, 这样既保证了建筑的原本性的要求, 又可以体现建筑结构设计的灵活性。这也需要设计人员对整体的把握性和构件之间的力量关系进行深入了解, 才能切实把概念设计应用到建筑设计中。3.3可以弥补建筑设计中的不成熟之处。在传统的建筑结构的设计中, 对抗震和抗风性的保证还不是很完善, 但是如果采用概念设计的理念, 就可以弥补传统建筑设计中的不成熟的地方。尤其是近几年发生的地震灾害, 事实证明概念设计所起到的防震的作用是非常有必要的。现在的建筑结构设计, 一般采用计算和结构理论, 这样的方式是存在不足的。对于建筑中混凝土的结构设计, 现在基本采用探析理论去计算内力的需要, 用塑性理论去计算截面的设计, 但是这两种计算理论之间是有矛盾的。因此, 传统的计算方法对建筑的结构设计上是有不完善之处的, 这时采用概念设计的方法就可以更好的弥补计算理论存在的不足。

结束语

随着社会发展的需要, 建筑行业出现了先进的设计技术和施工技术, 这样对建筑的建造提供了便利的前提条件。但是如果仅仅是先进的技术还是不足以满足建筑的抗震和抗风性等的一些要求, 这时就必须采用概念设计理念融入到建筑结构的设计中。通过对建筑结构设计中概念设计的原则和意义的的深入了解, 就可以促进建筑行业更加长远的发展和设计理念的日趋完善。

摘要：随着经济的发展, 建筑业也在茁壮的成长。为了加强建筑结构设计的品质和效率, 就相应出现了在建筑结构设计中加入概念设计的理念。在建筑设计中, 加入概念设计, 可以提高建筑工程的效率和减少在费用上的支出, 从而达到建筑结构设计的利益最大化。本文就建筑结构设计中的概念设计的含义以及原则, 和使用概念设计对建筑工程的意义进行简要的概述, 希望建筑工程能够在结构设计上得到更进一步的发展

关键词：建筑结构设计,概念设计,意义

参考文献

[1]罗福午, 张惠英, 杨军.建筑概念设计与案例[M].北京:清华大学出版社, 2009, 8 (12) :15-20.

分析建筑结构设计中的抗震设计 篇10

1. 结构规则性

高层建筑由于其受水平荷载较大, 在进行抗震结构设计时不仅要严格满足抗震设计规范, 在条件允许情况下还要尽量做到结构布置合理。一般水平布置符合对称原则, 结构刚度尽可能均匀, 使整个建筑承受均匀的竖向荷载 (重力) 。竖直方向结构刚度需沿高度呈线性变化, 同时保证结构有足够的刚度来抵抗风荷载产生的应力。

2. 层间位移限制

通常情况下, 高层建筑物由于高宽比较高, 在水平荷载作用下 (通常为风荷载和地震荷载) 会产生很大水平位移, 会导致较大的层间位移。如果不加以控制, 会对建筑物产生致命性破坏。因此, 在进行结构设计时要充分考虑建筑物所处的地理位置, 包括常年风向大小和当地的抗震烈度。

3. 结构材料的选择

工程中常用结构抗震表现分述如下。

(1) 由于钢结构整体性相对于其他材料较好, 在地震作用时具有较好的延展性。根据以往经验, 钢结构抵抗地震作用明显, 其施工难度也较低, 但其后期保养维护成本较高。

现浇砼结构在整体性、延展性方面都具有很好表现, 同时其低廉的价格也使其获得了广泛的应用。在地震发生时, 可以产生较大侧向位移。但是从造价经济来说, 现浇的要比预制的造价高。在很多抗震设防地区, 是限制使用预制构件的。预制的空间上固定, 不能随意的变换。

(2) 装配式钢筋混凝土结构。可以节省模板, 改善制作时的施工条件, 提高劳动生产率, 加快施工进度。其缺点在于整体性、刚度、抗震性能差。

二、实例分析

1. 工程概况

该建筑物为混凝土框架结构, 层数为七层, 总建筑面积约6 000 m2。建筑平面为矩形平面, 长58 m, 宽16 m, 层高3.6 m, 室内外高差0.45 m。建筑物梁柱均采用框架结构, 房间开间为4.8 m, 进深6.6 m。在进行框架结构计算时, 地震作用采用剪力法, 框架采用弯矩分配法进行计算。由弯矩分配法计算得到的弯矩需进行调幅, 同时计算得到的轴力需进行折减。

2. 地形、地质及地震烈度

建筑物所处的地理位置对建筑物的平面结构选用、建筑外形等方面具有直接影响, 地理位置的不同往往决定建筑物结构形式的不同。

地震烈度, 简称烈度。即地震发生时, 在波及范围内, 一定地点地面振动的激烈程度。一般情况下, 烈度在6°以下, 认为安全, 不需要采取抗震措施。建筑物抗震设防的重点是7°、8°、9°地震烈度的地区。

3. 水平地震力作用下框架侧移计算

(1) 横梁线刚度

对于框架结构, 可以分为现浇楼面或预制楼面。为增大梁的整体刚度, 通常采取增加翼缘的做法。为在计算梁的截面惯性矩时, 对现浇楼面的边框架取I=1.5I0 (I0为梁的截面惯性矩) ;对中框架取I=2.0I0。若为装配楼板, 带现浇层的楼面, 则边框架梁取I=1.2I0, 对中框架取I=1.5I0。

(2) 横向地震作用计算

场地类型为Ⅱ类, 7°设防区, 结构振动周期和地震影响系数经计算, 结果如下:

由于gT=0.766>1.4, gT=1.4×0.3=0.42 (s) , 因此必须把顶点附加作用考虑在内。

按底部剪力法求得的基底剪力, 若按分配给其余各层, 计算后得到水平地震作用为倒三角形式。根据以往地震, 地震受灾最严重的部位往往为建筑物顶层, 故顶层附加地震作用对建筑物的影响显著。因此, 在进行计算时, 通常需要考虑结构周期和场地的影响效应。通过系数修正后得到的结果, 往往更加准确可信。

结构横向总水平地震作用标准值:

顶点附加水平地震作用:

(3) 水平地震作用下横向框架的内力分析

本设计取轴线②上的横向框架为KJ-1代表进行计算, 柱端弯矩KJ—1计算, 详见图1。地震作用下框架梁端弯矩, 梁端剪力及柱轴力计算见图2。

三、结语

随着各种日新月异的新型材料出现, 人类建筑的各方面性能都得到较大提升。为了将地震灾害降到最低, 高层建筑在设计阶段就要不断改进, 不断融入新技术新理念。从当前现状出发, 根据具体的设计要求, 做好高层建筑设计工作。

摘要：随着社会经济的高速发展, 建筑设计的发展也日新月异, 同时对建筑抗震的要求也越来越高。然而, 对建筑物抗震设计的分析, 根据不同情况, 也需要进行不同的分析。因此, 必须做到具体问题具体分析。

关键词：高层建筑,抗震,内力,钢筋

参考文献

[1]丰定国.抗震结构设计[M].武汉:武汉理工大学出版社, 2003.

[2]包世华.结构力学[M].北京:高等教育出版社, 2000.

建筑结构设计 篇11

关键词：建筑结构；概念設计

一、概念结构设计的的意义

在建筑领域——概念设计指结构概念设计，结构概念设计是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。概念设计包含极为广泛的内容，选择对抗震有利的结构方案和布置，采取减少扭转和加强抗扭刚度的措施，设计延性结构和延性结构构件，分析结构薄弱部位，并采取相应的措施，避免薄弱层过早破坏，防止局部破坏引起连锁效应，避免设计静定结构，采取二道防线措施等等。应该说，从方案、布置、计算到构件设计、构造措施每个设计步骤中都贯穿了抗震概念设计内容。

1、弥补计算机的缺陷

在当今社会，计算机的高精度，往往给结构设计人员带来对结构工作性能的误解，所以在方案设计阶段，初步设计过程是不能借助于计算机来实现，只有加强结构概念的培养，设计师采用概念设计可以填补计算设计能力不足的空缺，使建筑结构设计使结构设计更完美。

2、概念设计的创新思维

概念设计是创造性思维的一种表现形式，要设计就要有创新，而创新正是概念设计人员进行创造性思维的结果，技术创新的本质就是要在工程设计领域中发现某种新事物、提出某种新思想，在很多情况下是因为现有的产品不能满足社会（用户）的需求而激发出的新颖构思和创作。

3、概念设计对抗震更为合理

在概念设计中，应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径，避免了因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力，拥有良好的变形能力和消耗地震能量的能力，对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。

二、结构设计在概念设计中要注意的问题

1、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。

2、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。

3、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。

4、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。

三、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。

结束语

随着社会经济的不断发展和人民生活水平的不断提高，建筑结构设计理念需要不断地更新和完善，才能满足人们对建筑结构设计质量的更高要求，必须加快对建筑结构设计相关的包括设计计算理论和建筑施工工艺及材料在内的一切研究，让建筑结构设计更为安全使用、经济可靠。而作为建筑结构设计人员的结构工程师也应该不断巩固自身专业技能并汲取先进的设计思想，开拓创新，加深对新型建筑结构设计理念的推广和应用，促进建筑结构设计乃至整个建筑生产工程的发展和进步。

参考文献：

[1] 朱蔚惠.浅谈建筑结构设计中的概念设计及结构措施要求[J].科技创新与应用，2012，（20）：222.

[2] 张海峰，乔安宇.建筑结构设计中的概念设计与结构措施[J].黑龙江科技信息，2012，（12）：236.

建筑结构设计 篇12

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.