工程建筑结构设计

工程建筑结构设计（通用12篇）

工程建筑结构设计 篇1

1 我国建筑工程结构设计的现状

1.1 对于设计人员的资质没有重视

有的企业为了获得更多的利益, 欠缺一些考虑, 把重要的任务交给没有工作经验的毕业生或是资质不够的建筑工程结构设计人员, 这些人认为自己可以胜任这份工作, 他们认为在电脑的辅助下可以完成这份工作, 就会变得很容易, 出现的问题就会迎刃而解, 这些人有这种想法是不对的。虽然电脑进行了广泛应用, 但是设计工作还应该交给专业的工作人员进行设计。

1.2 对于计算机软件过于依附

随着科学技术的不断发展, 目前人们在一定程度上越来越依附于电脑, 对电脑的依附程度逐渐提升, 这种依赖是不可以的。虽然电脑的设计软件给建筑工程结构设计人员带来了极大的方便, 但是大多数设计人员普遍指导这种只是带来了方便, 仅此而已, 设计人员不会把计算机的设计软件当成权威。

2 优化建筑结构工程系统设计

建筑工程结构设计的方案不可能只设计一个, 会设计很多个, 因此, 建筑结构工程系统设计人员可以从诸多方案中选取最可靠的一个方案, 这个可靠地方案必须是边界技术和经济同时可行域边界条件的方案为可行方案, 这个方案必须是可行方案中可以让规定的目标函数达到最优良的那一个方案, 接下来, 我们可以找一个简单的例子说明一下, 如图1所示。图1是一个矩形等截面简支钢梁:E=2.1×106MPa, P=78k N/m3, [σ]=200MPa, 梁h=16cm, 梁宽b=8cm, 跨中最大挠度lmax=0.0035, 请问:我们跨中集中荷载的作用下怎么样对这根梁进行有效设计?

图中P是我国结构设计之前的所承受的外力, 为此, 我们可以按照受弯构件的强度条件Mmax≤[σ]W进行S抗弯模量的选择, S=bh2/6矩形的截面来说, 我们可以在按照结构的要求以及设计规范的规定确定h或者b, 最后我们得出的h、b还应该进行刚度校核的核对, 就是-Pl3/48Elmax, 核对完成后, 结构设计的任务也就大功告成了;如果校核没有通过时, 我们应该选择另外一组, 即h、b在进行校核, 根据设计经验进行有限次选择后, 总有一个结果会满足强度条件, 同时还能满足刚度条件的截面尺寸。从上述不难看出, 之前的结构设计没有把设计中追求的目标和应该满足的条件进行有机结合。所以, 通常来说, 得出的结果不一定就是最优设计结构优化设计原则, 另一方面, 提出问题, 由已知条件b=8cm, h=16cm来说, 截面可以是有数组合也可以是无数组合, 但是两者中必然有个组合能满足强度条件同时又能满足刚度条件, 那么, 重量最轻的就是最优质的截面, 因为设计所追求的目标就是结构优化设计, 重量最轻和可以满足条件的有机结合, 运用最优化的方法进行搜索。指导最优质的目标出现才能停止。所以, 我们最终得到的结果就是最优质的设计, 图2就是最优设计。

3 建筑工程结构设计的原则

3.1 建筑工程结构方案的选择要合理

具有可行性的结构形式和结构体系才是一个优质的结构方案, 这样的结构方案才是一个成功的设计。在建筑工程结构设计方案中的结构设计体系应该具有受力明确和传力简捷等特点, 在建筑工程结构设计的过程中同一结构单元中只能有一个结构体系, 地震区应力求平面和竖向布置的规则。所以, 我们应该对水、电等企业进行商讨, 经过商讨结束后再进行结构的选型工作, 结构方案的确立, 还应该对方案进行比较, 选择优良的方案。

3.2 选用对应的结构措施

我们要谨记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”的原则;注意钢筋的锚固长度, 特别是钢筋的直线段的锚固长度;构件的延性性能需要注意;对于薄弱部位应该加强;温度应力也应该进行考虑。除了这些我们还应该注意平面和立面的布置、均匀、对称、规整的原则;在建筑工程结构设计的薄弱环节尽量少出现;以及正常使用极限状态的验算等, 这些都需要结构概念设计作指导。

3.3 基础方案的选择要适合

建筑工程的地质条件在建筑工程结构设计的基础设计中占有重要地位, 首先我们应该对地质的上部结构的类型和载荷的分布情况进行勘测和讨论, 同时, 我们还应该考虑建筑物与建筑物之间的影响, 建筑工程施工的条件等, 要对多种因素进行分析探讨, 因此, 我们必须选择经济合理的基础方案。在基础方案设计的时候应该让地基发挥最大的作用, 同时, 如果必要, 我们要对地基变形的情况进行检验。

4 结语

我国人口越来越密集, 我国科学基础的发展也越来越快, 建筑企业不应该把建筑工程结构设计当成是获得更多利益的手段, 应该作为一份关系人们生命财产安全和未来发展的责任来看。所以, 只有我们重视建筑工程结构设计, 才能更好地完成结构设计, 才能为企业提升市场的竞争力。

摘要：随着社会的发展进步, 我国各个行业都普遍认识到建筑行业在今后发展中的重要性, 因此, 大批企业积极地投入到我国建筑领域的事业中去。在整个建筑行业中建筑工程结构在整个工程中占主导地位, 因此, 建筑企业要想在今后的市场竞争中占有一定的地位, 就必须加强建筑工程的结构设计。因为结构设计是人们生命安全的重要工作, 因此, 在结构设计的时候要细心再细心。本文对我国建筑工程结构设计的现状与发展进行论述。

关键词：建筑工程,结构设计,计算机,优化,原则

参考文献

[1]李金鹏.建筑工程结构设计现状与发展探讨[J].科技创新与应用, 2012.

[2]王艳霞.建筑工程结构设计现状与发展[J].科技风, 2011.

工程建筑结构设计 篇2

一、工程造价概述

（一）工程造价的含义工程项目开工之初至最终完成所需要的总体费用便是工程造价，由不同角度来看，工程造价具备不同的含义，为此在定义过程中一般由承包方与业主方两方面来说明工程造价。

1从承包方的角度来看

工程造价也就是成本目标，是建筑企业为了获得经济效益而对工程所投入的人力、物力、财力等成本，以此形成了工程的造价价格。这种情况下的工程造价主要以市场经济发展为导向，且特定的交易对象是工程本身，并在多次预算之后得到一个可以由市场控制的价格。对承包方来讲，工程造价本身将决定项目的最终利润，控制项目工程造价可以获得更多的经济效益。同时，此处所讲的工程也是一个广义范围，可以是整体的工程，也可以是单个的项目主体，也可以是项目的某个阶段等。

2从业主方面来看

此时的工程造价也就是投资目标，是业主为了完成全部项目而需要支付或者预付的全部投资费用，而此过程中的投资费用也包括固定资产与无形资产等。

（二）工程造价的特征

1工程造价具有层次性特征

一个工程项目往往由多个项目组成，而一个单个项目又可以被分为多个分部的工程。

2工程造价具有大额性特征

建筑工程不但本身的实体比较巨大，其工程造价的数额也是十分庞大，甚至会达到上千万，而特大的工程项目还会上达百亿之上。

3工程造价具有广泛性特征

建筑工程的.周期时间较长，且需要金额较多，这也决定了工程造价本身具有一定的广泛性，而且在人力、物力以及财力等方面，建筑工程的构成因素比较复杂多变，需要全社会的积极配合，因此工程造价具备一定的广泛性。

4工程造价具备一定的动态性特征

由于建设周期较长，所涉及的范围也较广，因为工程本身具备一定的动态特点，某个工程项目由开工至竣工，会运行很长时间，多的甚至会多达数几年，施工过程中的不确定因素太多，会严重影响工程造价，比如工程变更、设备材料价格变化以及工程整体项目变化等，这也决定着工程造价具有一定的动态性。

二、结构设计对建筑工程造价的影响分析

（一）结构形式对建筑工程造价的影响

在建筑工程结构设计过程中，其最主要的任务便是要合理选择建筑结构形式，这也是所有后续工作的前提，对整个建筑项目具有重要的意义。在结构形式选择方面需要考虑诸多因素，例如工程结构是否科学合理、建筑项目施工是否存在可能性以及工程造价是否超出预算等等。由此可以看出，为了进一步合理设计建筑结构形式，结构设计人员就必须具备一定的分辨能力，且必须要深刻理解工程项目的整体结构。比如当设计人员在设计高层混凝土结构的工程建设项目时，应根据高层建筑的特点合理选择结构类型，其重点应多加关注其控制水平的荷载租用，并合理选择抗侧力的结构体系。按照抗侧力结构的不同，高层的建筑结构可以分为许多种，且每一种都具备不同的作用与功能。为此建筑结构设计人员必须充分理解每一种结构的功能以及优劣势，这样才可以确保准确选择，从而合理地估算工程造价。

（二）建筑高度对建筑工程造价的影响

实际建筑项目施工过程中，水平荷载会根据随着建筑物高度的增加而成为结构设计过程中最为关键的因素之一，同时水平荷载的风载以及地震作用也会随着建筑结构的变化而出现浮动，而这些都会一定程度上影响工程的整体造价水平。

1建筑高度影响整体造价

如果建设高层建筑物的整体造价为P，建筑物的高度为H，那么P与H之间必然存在一定二次方关系，且建筑物造价会随着其高度的升高而增大；

2高层建筑物的层高影响造价

对于高层的建筑物来讲，建筑物的整体高度对造价的影响可以忽略不计，但其每一层的高度却可以直接影响导建筑物的造价水平，因此，可以适当调整每一层的高度，并在保持建筑物整体高度与造价不变的情况下，有效的降低工程的总体造价水平。

3低层建筑物的水平荷载结构影响造价

对于低层的建筑物来讲，高层建筑物的水平荷载结构的侧向变形会迅速增大。如果假定其侧向的变形值为A，建筑物的高度为H，则A与H之间会呈现四次方的正比例关系，且还会与构件的刚度走向相反，此种情况下，为了避免高层建筑侧向变形影响整体建筑的安全与稳定性，我国相关的技术规范操作流程中明确指出，要在保持建筑刚度不变的情况下，要求设计人员在设计过程中应严加重视建筑所使用的混凝土结构。

（三）高宽比的经济性

建筑物高宽之比主要指的是建筑物的整体高度与其倾覆方向支撑体系宽度之比，对于建筑物绝对高度来讲，高宽之比会进一步影响高层建筑物的整体造价。举例来讲，如果假定高层建筑物的造价为P，且建筑物的高宽之比为H／b，两者之间呈正比关系，也就是说，在接受相同外力的条件下，框架柱可以承担的载荷量会随着高层建筑结构高宽之比的变大而增加、变小而减少。此时，建筑物的造价自然也会随着增加或减少。同时，建筑物的混凝土用量却不会太多影响建筑物的高宽之比，但建筑物的高宽之比却会影响其用钢量。实际造价过程中，整体建筑物的造价与其高宽之比一般呈现线性关系，也就是说，对于高宽比比率较大的建筑物而言，高宽之比较小的建筑物，其整体的稳定性也较差，为了充分提升建筑物的稳定特性，一定要适当提升其侧向高度，其中最有效的操作便是要数值刚度与强度较大的抗侧力构件，但这种构件的增加也会影响工程的整体造价，造成造价成本的上升。

（四）结构延性

当前建筑物都要求具备一定的抗震功能，尤其是对抗震区的建筑结构来讲，由于其本身处于的地理位置比较特殊，要求其结构必须具备一定的延展性，以防突发出现楼房倒塌的现象。具体操作中，建筑工作人员应选择合理的抗侧力结构，而后将所有的建筑结构构件都制作为延性，确保在地震来临时，建筑结构不易被损坏，可以达到明显的抗震作用，这样不但会明显提升建筑物的整体效用，还降低了人员伤亡情况的发生，具有十分重要的意义。相反，如果只考虑建筑物的抗震特性，而将其抗侧力构件做得很大，那么反而会使建筑结构处于危险境地，甚至会造成很大的伤害。除此之外，相较弹塑性的理论而言，塑性的理论进行设计的抗震费用比较低，因此，增加结构的延性，不但可以削弱地震所带来的影响，而且还可以增强建筑物的抗震抵御能力，从而达到了经济、稳定的效果。

三、建筑结构设计中工程造价存在的问题

（一）对经济效益与当前先进的技术存在不合理的认识

在建筑结构的设计阶段，由于设计人员对工程的整体影响认识不足，从而缺乏应有的重视，加之相关的建筑部门也只是看重建筑的整体技术水平，忽略了设计阶段对造价控制的管理，以致设计单位与业主之间的收费并不合理，使得经济效益方面缺乏应有的效益性。除此之外，某些建筑负责人员一味追求经济效益，而忽视了建筑工程造价方面的合理性，也忽略了建筑的整体功能。

（二）对建筑的设计方案缺乏深入合理的研究

当前我国多数建筑结构设计主要采用设计方案都是以图纸的方式呈现，它们不是平面的图纸就是立体空间的图纸，以致无法准确地对建筑项目的投资进行预算，也无法估计具体建筑项目的结构尺寸。即使结构设计人员具备具体的结构设计数据信息，但由于对结构的设计深度研究不彻底，也无法对其进行下一步分细化设计，致使无法合理有效地节省工程造价。

四、合理设计建筑工程结构的策略

（一）应做好建筑结构的选型工作

建筑结构的选型会导致结构的形式有差别，进而也会对工程造价产生较大的影响，比如建筑工程师在设计过程中首先应满足当前现代建筑的要求，而后在此前提下实现最优的建筑结构类型，这不但充分满足了业主的需求，也进一步优化了资源配置，合理地控制管理了工程造价。这样建筑造型便会在满足要求的前提下，可以充分发挥自身优势，从而最大程度地降低工程造价。

（二）应做好推广的限额设计

在建筑工程结构设计过程中，还应充分保证各专业的基本功能，并使其得到有效应用。根据分配投资的限额来设计收费标准，不但可以保证整个建筑工程设计的造价控制，还可以合理地节省建筑工程的成本，节省了社会资源。

五、结语

随着我国改革开放以来，社会经济也获得了飞速发展，很多建筑行业开始更加关注工程项目的造价问题。结构设计对工程整体造价水平有着十分重大的影响，为此建筑企业应在确保工程质量的前提下，合理科学地设计建筑结构，以期最大限度的节省建筑工程的整体造价，从而由根本上提升建筑项目的经济效益。

参考文献：

［1］冯锋．探讨建筑结构设计中的工程造价控制［J］．中华民居（下旬刊），2014（1）：149，152．

［2］杨益妮．结构设计对建筑工程造价的影响因素分析［J］．科技信息，2010（28）：745－746．

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［4］熊春梅．刍议如何降低建筑地基基础勘察设计阶段对工程造价的影响［J］．四川水泥，2015（4）：78．

［5］都明洁，黄一波．建筑工程造价影响因素分析及降低工程造价措施［J］．中华民居（下旬刊），2014（3）：363－364．

谈建筑工程剪力墙结构设计 篇3

摘要：建筑业的发展要与城市化进程相适应，城市人口的增加，为了满足城市新增人口的需要，刚度大、经济性优、功能性适宜的剪刀墙技术广泛应用。鉴于其种种优势，剪刀墙结构技术在我国建筑结构的地位日益稳固。本文主要就剪力墙结构的相关情况进行分析和概述，并阐述其在整个建筑结构设计中的应用情况，以期促进和推动剪力墙技术在建筑行业内的推广和应用。

关键词：剪刀墙结构；结构设计；行业发展

1、剪刀墙结构概述

1.1剪刀墙结构含义

剪力墙结构即是指由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构，剪力墙墙肢的截面高度与厚度的比值在5以上。其中墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙，属于短肢剪力墙；一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙。建筑结构内的剪力墙布置时，应尽量采用筒体和剪力墙共同抵抗水平作用力的剪力墙结构形式。在高层建筑结构设计时不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时，应布置筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构，抗震设计时，要求筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%。

1.2剪刀墙分类及特点

剪力墙按受力特性的不同主要可分为整体剪力墙、小开口整体剪力墙、双肢墙（多肢墙）和壁式框架等几种类型。

第一种整体剪力墙：无洞口的剪力墙或剪力墙上开有一定数量的洞口，但洞口的面积不超过墙体面积的15%，可以忽略洞口对墙体的影响。截面变形后仍符合平面假定，变形属弯曲型。第二种小开口整体剪力墙：当剪力墙上所开洞口面积稍大且超过墙体面积的15%时，除了整个墙截面产生整体弯矩外，每个墙肢还出现局部弯矩。但由于洞口还不很大，可以认为剪力墙截面变形大体上仍符合平面假定，且大部分楼层上墙肢没有反弯点。第三种联肢剪力墙：当剪力墙沿竖向开有一列或多列较大的洞口时，由于洞口较大，剪力墙截面的整体性已被破坏，剪力墙的截面变形已不再符合平截面假设。这时剪力墙成为由一系列连梁约束的墙肢所组成的联肢墙。第四种壁式框架：洞口开得比联肢剪力墙更宽，墙肢宽度较小，墙肢与连梁刚度接近时，墙肢明显出现局部弯矩，在许多楼层内有反弯点。剪力墙的内力分布接近框架，故称壁式框架。它的变形已很接近剪切型。

1.3剪刀墙设计原则

剪刀墙的设计原则首先遵循楼层间最小剪力系数的调整原则，这时设计者在设计剪刀墙时适当减少剪力墙，使得结构自重减轻，不过在较少剪力墙时应该注意短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩在结构总底部地震倾覆力矩应占到百分之四十以下，这种设计可以有效的防止地震出现时的严重坍塌情况。其次要遵循楼层层间最大位移与层高之比的调整原则，这种调整是为了减少楼层在建设过程中发生严重的位移现象。设计者在设计一般建筑物时会比较注重楼层间扭转变形和剪切变形两个环节，对于剪切变形的控制要做到简单实际，单靠增加竖向构件是不够的，过多的竖向构件的增加不仅会破会整体美感，还会加重剪重比，使得剪切变形的情况不仅得不到控制，还会向着更加严重的方向恶化。所以，控制剪切变形不能一味依赖于竖向构件，还需设计者根据已有的知识另辟蹊径。最后要遵循剪力墙连梁超限的调整原则，剪力墙连梁设计的限度将会影响剪力和弯矩的限度，为了使得两者的限度范围相协调，剪力墙连梁限度应该遵循严格的调整原则，以减少后期的工程资金的浪费，节约人力物力资源。

2、剪刀墙结构设计在设计建筑结构中的应用

2.1 剪刀墙的平面布置处理

剪力墙的平面布置要遵循对称均匀的原则，使得墙面结构的质量中心和刚度中心完全重合，从而减少扭矩，为了提高剪力墙的抗震能力，在设计时要避免只是单向设置的墙面，而应采用主轴和其他方向延伸的双向结构模式。平面设置还需注意控制抗侧力刚度，选择适宜的抗侧力刚度，避免过于密集的剪力墙间距影响整个墙体的承载能力。

2.2剪力墙中大墙肢的相关处理

在建筑所在地区发生较大强度的地震时，大墙肢是最容易遭到地震破坏的，当然小墙肢也难以幸免，墙肢的破损导致整个墙面的坍塌。所以，剪力墙的墙面必须具有良好的延展性，需要将剪力墙的结构设置为弯曲变形的延性墙，在墙的长度比较长时，为了确保每墙段的高宽比均大于2，使用开洞分割的方式，在墙的长度比较短时，弯曲造成的裂缝宽度也会小，就不用过于担心墙面的支撑作用。

事实上在剪力墙结构中，超过8米的大墙肢存在，那么楼层的剪力效应大都由那些大墙肢承受，大墙肢的承受能力有限，为了缓解大墙肢的承受能力，应在设计时增设结构洞进行开洞处理。在开洞之前进行详细的计算，确定大小后在施工时保留该墙洞，施工结束后立即使用填充墙封堵，使得长墙肢变换为短墙肢。

2.3剪力墙连梁相关问题处理

在剪力墙结构中，墙肢与连接墙肢的梁称为连梁。在水平荷載作用下，墙肢发生的弯曲变形使得连梁产生了内在作用力，连梁两端的内在作用力就在连梁整体产生作用力时实现反作用，减少相连处墙肢的变形力，约束墙肢的随意变形程度，改变整个连梁的受力状态。所以说连梁问题是整个剪力墙结构的重要组成部分，除了可以连接墙肢还可以对所连接的墙肢起到一定的约束作用。

2.4剪力墙连梁超筋问题处理

剪力墙连梁超筋问题也是剪力墙结构问题中比较重要的一支，在平面中墙段较长时，连梁易超筋的部位多在其中部，在大多数情况下，连梁易超筋的部位处于剪力墙结构中总高度为1/3的楼层位置。在连梁的超筋问题，特别是剪力剪压比要求方面不能得到满足时，可采用现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》中的可行性较强的方法：首先对连梁弯矩及剪力可进行塑性调幅，或者适当减少连梁的截面高度，以降低其剪力设计值；当部分连梁降低弯矩设计值后，其余部位连梁和墙肢的弯矩设计值应相应提高。其次在连梁的荷载作用对于整体表现不突出时，可以使用分析独立墙肢在二次多遇地震过程中的结构内力，墙肢配筋计算应按两次计算所得的较大内力的方法进行剪力墙建设，事实上是放弃了在地震中作用不明显的连梁作用；最后的方法是在前面的方法行不通时，对容易发生超筋的部位进行综合计算，使得整体设计符合国家相关标准的要求。

3、剪刀墙结构的有效优化措施

剪力墙在建筑构件中发挥着重要的作用，但剪力墙不能解决所有的建筑问题，它有着其独有的局限性，为了增强其的正面作用，剪力墙结构需要实行一些优化措施。

建筑物内部需要剪力墙的设置，但是剪力墙在空间较大的建筑物内部无法适用，盲目的将其扩大会引起不良后果；剪力墙结构需要花费较高的工程造价，因此，优化设计时应将其具有的抗侧能力等优势作用充分发挥，不能盲目得将其使用于各种建筑内部，还应合理的降低其工程成本，确保剪力墙可以为建筑物进行更好的工程服务。

对剪力墙结构优化设计过程中，我们应采取相匹配的有效措施来保障其受力的均衡性。由于剪力墙结构具有较高的安全可靠性，结构应用中应将自身具有的功能予以发挥，做到经济、合理。因此，优化设计剪力墙结构时，必须对其整体造价及安全可靠性充分考虑，并据此科学布置剪力墙，这样，剪力墙结构就会得到很好的优化。与此同时，为了进一步降低工程造价，应运用先进高效的技术手段及相匹配的原材料以实现该目的。

结束语：

在对剪力墙结构设计进行有效分析的过程中，我们应重视其基本概念的设计，认真把握设计中遵循的各项原则，合理布置剪力墙，使设计达到最佳的效果。只有这样才能保证建筑结构经济安全，有效降低工程成本，促进整个工程建设的持续稳定发展。

参考文献：

[1]赵宇.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].科技传播，2012，17：45-46.

[2]邓霁.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].中华民居（下旬刊），2012，11：32-33.

[3]田琦.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].中华建设，2013，03：102-103.

[4]庆彦营.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].中华民居（下旬刊），2013，08：17-18.

工程建筑结构设计 篇4

1 建筑工程结构优化设计的目的和方法

建筑工程中对于结构的优化设计, 其主要的目的是在确保建筑的安全性的前提下有效的控制工程中的结构设计造价, 从而降低建筑工程的总造价, 有效的节省企业的成本, 具体的操作为通过设计人员的专业知识来进行建筑工程结构的优化设计, 使其在满足建筑完成标准的前提下增加建筑的可利用性。但是建筑工程的结构设计并不仅仅是通过偷工减料或者降低建筑的安全性能等来实现, 真正的建筑工程的优化设计是在保证建筑的安全性以及其他的基础性能的同时, 通过设计人员的知识以及经验来实现建筑结构的优化、实现建筑方案的科学性以及合理性, 在此基础上, 有效的实现造价的降低建筑工程总造价。

概念设计, 其主要是指在实际的建筑结构设计过程中, 设计人员在建筑的结构选型以及截面设计等工作中遇到问题时, 通过查找相关的文献以及理论知识, 并且结合建筑的实际情况来进行建筑结构设计工作的方法。在实际的建筑工程结构设计的过程中, 对于同一个建筑工程, 不同的设计人员可以设计出不同的结构设计方案。即使是已经确定了结构布置的建筑工程, 也存在着很多种不同的结构分析方法与建筑细节的处理方式, 由于这些细节上的处理较为复杂, 因此现阶段还是主要依靠人工的方式进行解决, 还不能够达到完全的信息化和系统化。

2 建筑工程结构设计对工程造价的影响因素分析

2.1 结构形式的选择对于工程造价的影响

在实际的建筑工程结构设计当中, 首要的任务即为结构形式的选择, 因此, 它是所有后续结构设计工作的前提, 对于整个工程有着十分重要的意义。结构形式的选择要考虑多方面的因素, 比如建筑工程结构是否能够达到科学合理、建筑工程的施工是否存在可能性、建筑施工造价是否超出预计范围等等。根据以上的叙述可以得知, 想要进行合理的结构选型必须要以对于工程结构体系深刻的了解为前提, 结构选择人员必须具有能够分清主次的能力。

具体如, 当设计人员要进行高层钢筋混凝土结构的住宅工程建设的结构设计时, 即要针对高层建筑的特点进行结构类型的选择, 重点放在控制水平荷载作用下结构的侧移, 这就导致抗侧力结构体系成为高层建筑结构选型时需要注意的重点问题。按照抗侧力结构的不同, 高层建筑的结构体系可以分为多种, 如大开间剪力墙结构等等, 不同的结构体系有着不同的功能, 结构选择人员必须要对每一种结构体系的性能以及各种指标有着深刻的理解, 才能确保结构体系选择的准确。不同类型的基础对工程项目的造价影响也有所不同, 具体举例如表1所示。

2.2 建筑物的经济高度对于工程造价的影响

在高层建筑的实际施工当中, 水平荷载会随着建筑工程的高度的增加而成为建筑结构设计的控制因素, 水平荷载的风载和地震作用的数值, 会由于建筑结构特征的变化而上下浮动, 给高层建筑的结构造价带来一定的影响, 具体情况如下:

(1) 假定高层建筑物的造价为P, 建筑物的高度为H, P与H之间呈二次方关系, 即为建筑物的造价会随着建筑物高度的增加而快速上升。

(2) 对于高层建筑物来说, 其竖直荷载, 即建筑物的高度对于总体造价的影响并不大, 但是每一层的层高对于造价的影响是较为显著的, 因此在建筑物的高度不变、造价不变的情况下能够有效的降低工程的总造价。

(3) 高层建筑相对于低层建筑来说, 水平荷载下结构的侧向变形会迅速的增大。假设侧向变形值为M, 建筑物的高度为H, M与H之间呈四次方正比关系, 与构件的刚度成反比关系, 在这种情况下, 为了避免高层建筑的侧向变形影响建筑的安全性以及稳定性, 并且保证建筑的刚度, 我国的《高层建筑混凝土结构技术规程》为其作出了明确的规定, 因此, 希望设计人员在进行设计的过程中对高层建筑所使用的混凝土结构体系应予重视。

2.3 高宽比的经济性对于工程造价的影响

建筑物的高宽比主要是指建筑物的总高度H与建筑倾覆方向支承体系的总宽度b之比。相对于建筑物的绝对高度来说, 高宽比对于高层建筑物造价的影响要更高一些, 假设建筑物的造价为P, 其与建筑物的高宽比H/b成正比例关系, 这就表示, 在接受同等外力的情况下, 框架柱所承担的荷载会随着建筑结构高宽比的比率的增大而逐渐的增加, 在这种情况下, 建筑物的造价自然也会相应的提高。除此之外, 建筑物的混凝土用量受建筑物的高宽比变化的影响较小, 但是建筑物用钢量受建筑物的高宽比变化的影响较大。

整栋建筑的造价与建筑物高宽比的关系为线性关系, 也就是高宽比率较大的建筑物, 其结构的整体的稳定性相对于高宽比率小的建筑较差, 因此为了保证建筑结构的整体稳定性, 必然要进行建筑物侧向高度的提升, 主要的操作即为设置刚度及强度较大的抗侧力构件, 这类构件的增多直接导致建筑物用钢量的增多, 在一定程度上对工程总体的造价产生了一定的影响。

2.4 结构延性对于工程造价的影响

抗震区的建筑, 由于其特殊的用项, 要求其结构一定要具有延性以防止突然倒塌现象的产生, 具体的操作即为合理的选用抗侧力机构, 并且将各种建筑结构构件做成延性, 使之在遇到地震时, 结构不易遭到破坏, 能够有效的起到抗震的作用, 不仅有利于建筑的效用的提升, 还能有效的减少人员伤亡, 这种价值是显而易见的。相反, 为了使建筑物具有较高的抗震性能而将抗侧力机构构件做得很大, 则会使建筑结构处于更加危险的境地, 因此, 具体的抗侧力机构构件的大小要严格的按照标准选用, 否则会造成极大的危害。除此之外, 如果按弹塑性理论进行结构设计, 抵抗地震力的所需费用较按弹性理论设计时抵抗地震力所需费用要低很多。所以增加结构的延性, 不仅可以有效的削减地震反应, 还能够提高建筑物抗御强烈地震的能力, 同时达到了经济、可靠的效果。

3 结束语

综上所述, 建筑工程的结构设计对于工程的总体造价有着重大的影响, 因此, 在保证建筑工程质量的情况下, 要通过建筑工程的结构设计有效的节省建筑工程的造价, 提升企业的经济效益, 本文主要阐述建筑工程结构经济优化设计的目的和方法, 在此基础上探讨建筑工程设计对工程造价的影响分析, 希望能够为提升企业的经济效益提供一定的参考。

参考文献

[1]张晓婷, 刘燕.工程设计阶段的全面造价管理[J].重庆交通大学学报 (自然科学版) , 2008 (01) a.

[2]许纪慈.价值工程在住宅结构设计中的应用[J].福建建筑, 2011 (06) .

建筑设计指导：建筑方案设计 篇5

建筑方案设计是依据设计任务书而编制的文件。它由设计说明书、设计图纸、投资估算、透视图等四部分组成，一些大型或重要的建筑，根据工程的需要可加做建筑模型。建筑方案设计必须贯彻国家及地方有关工程建设的政策和法令，应符合国家现行的建筑工程建设标准、设计规范和制图标准以及确定投资的有关指标、定额和费用标准规定。建筑方案设计的内容和深度应符合有关规定的要求。建筑方案设计一般应包括总平面、建筑、结构、给水排水、电气、采暖通风及空调、动力和投资估算等专业，除总平面和建筑专业应绘制图纸外，其它专业以设计说明简述设计内容，但当仅以设计说明还难以表达设计意图时，可以用设计简图进行表示。建筑方案设计可以由业主直接委托有资格的设计单位进行设计，也可以采取竞选的方式进行设计。方案设计竞选可以采用公开竞选和邀请竞选两种方式。建筑方案设计竞选应按有关管理办法执行。

从建筑设计谈建筑节能设计 篇6

【摘要】 今天，“节约能源，提高能源利用率”已经成为各行各业在谋求提高劳动生产率的同时所追求的另一个目标，建筑行业也不例外。而建筑节能本身就是一项系统工程，它涉及到建筑，采暖等各个方面，本文仅从建筑设计方面分析建筑节能设计。

【关键词】 建筑设计；节能

现代生活和生产对能量的巨大需求与能源相对短缺之间日益尖锐的矛盾促进了世界范围内节能运动的不断展开。今天，“节约能源，提高能源利用率”已经成为各行各业在谋求提高劳动生产率的同时所追求的另一个目标，建筑行业也不例外。而建筑节能本身就是一项系统工程，它涉及到建筑，采暖等各个方面，下面仅从建筑设计方面分析建筑节能设计：

一、控制建筑物的体型系数

体型系数是目前常用的体型控制指标，即：建筑物同室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。建筑物外表面积越大，散热面积越大，其耗热量随体型系数的增长而增大。《民用建筑节能设计标准》JGJ26规定：“建筑物体型系数宜控制在0.30以下”。因此，严格控制体型系数对节能建筑设计很重要。

1、建筑体型系数与建筑单元联列情况有关。以住宅楼为例，每增加一个联列单元，建筑物就减少一面山墙，其外墙面积就缩小，体型系数也就相应减小。因此对节能建筑设计而言，适当多的住宅单元联列，对体型系数控制是有利的。

2、适当增加建筑物层数，可降低体型系数，建筑物层数增加的过程中，外围面积的递增比不上所包围的体积的增加，即体积略大于面积的增率。高层建筑的体型系数普遍偏低，一般在0.10～1.15之间就是这个原因。因此，在功能使用许可、经济允许的条件下，适当增加建筑物层数对控制体型系数是有利的。

3、当单元平面（标准层）面积相同时，提高建筑物进深（面宽减少），体型系数灰相应减小，即相对直角而言，正方形的体型系数为最小。因此，在功能许可、技术条件允许时，建筑平面接近正方形对建筑节能是有利的。

4、选择合适的平面形状。为满足可比要求，我们假设各平面的四周表面积相同（不包括顶部和底部）,并使高度一致列出五种形状进行分析评价:三角形、正方形、长方形、正六边形和圆形。实践证明从体型系数来评价对节能的意义顺序为：圆形—多边形—正方形—长方形—三角形。因此，圆形和多边形对节能有利，三角形对节能不利。

5、建筑物平面空间组合集中紧凑，减少凹凸变化，可使体型系数减小。因此，建议在建筑平面形状上采取典型的平面，在此基础上做适当的平面辩护，创造一定的美学效果，尽量减少不必要的小尺度的凸凹不齐。

6、适当增大建筑物体量，可降低建筑物的体型系数。建筑物的建筑体量对其单位建筑面积采暖耗热影响很大，从大量的分析得出：在选择体量设计时，应避免作建筑面积2000㎡以下的小体量建筑，一般宜在3000㎡—5000㎡之间。在大体量的趋势下，建筑物进深加大，层数加多，其体量加大，使节能愈显著。

二、扩大南向获热面积

寒冷地区，在冬季建筑物南向所获得的太阳辐射总量比其它方向大得多；南偏东西的角度越大，接受的太阳辐射越小；而正东正西只有南向的1／3左右。因此增大建筑物南向获热对节能是有利的。

三、外门窗的节能设计

外门窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量减小外门窗洞口的面积；提高窗户的气密性，减少冷风渗透；提高窗户本身的保温性能，减少窗户本身的传热量。

1、房间窗口面积的确定应视建筑物所处的地理纬度、当地的冬季日照率、房间的采光要求、建筑物之间日照遮挡情况来确定。在满足上述条件下，应尽量减少门窗洞口面积。

2、提高外门窗的气密性，如设置泡沫塑料密封条，使用新型的密闭性能良好的门窗材料，在门窗框与墙间的缝隙密封可用弹性松软型材料（如毛毡）、弹性密闭型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及边框设灰口等；框与扇之间的缝隙可用橡胶；扇与扇之间的密闭可用密封条、高低缝及外压条等；扇与玻璃之间可用各种弹性压条等。这些对条外窗本身的保温性能是有利的。

3、窗扇的保温节能还可以通过增加窗扇层数和增加玻璃层数以及采用特种玻璃来实现，如采用中空玻璃、吸热玻璃、反射玻璃，塑料窗采用单层窗扇双层玻璃，钢窗扇采用双层窗扇双层玻璃等。

4、缩短窗扇的缝隙长度，采用大窗扇减少小窗扇，扩大单块玻璃的面积减少窗芯，合理的减少可开启的窗扇面积，适当增加固定玻璃及固定扇面积，对建筑节能是有利的。

四、采用各种高效保温的节能材料

在建筑物外围结构中，墙体所占的面积最大，冬季通过外墙散失的热量约为建筑总耗热量的22%，屋顶散热量约为9%。因此，搞好外墙和屋顶的保温设计十分重要。采用各种新型保温材料形成多样化的高效节能经济的新型维护体系，可减少散热量，提高保温性能，实现节能的要求。从墙体节能来看有复合外墙和单一外墙材料两大类，复合外墙又包括内保温复合外墙、保温材料夹芯复合外墙和外保温复合外墙三种。单一材料外墙包括加气混凝土外墙、空心砖外墙、空心砌块外墙等。从屋面节能来看，有高效保温材料保温屋面和结构与保温合一的复合节能屋面板两大类。为了实现节能根本出路在于发展高效保温的外墙维护体系。

五、加强冷桥部位的保温构造设计

在外围护构件中经常设有导热系数较大的构件，如外墙中的钢筋混凝土梁、柱、过梁、圈梁、阳台板、挑檐板等。这些部位的保温性能比主体部分都差，热量容易从这些部位传出去，散热大，其内表面的温度也低容易形成结露水，这些部位通常叫围护结构的“冷桥”。特别是节能型建筑中，由于采用新型节能围护体系，整体的大面积加强了保温，其冷桥节点失热比传统非节能建筑要大得多，所以是否冷桥节点部位的保温构造设计是新型围护体系节能技术的成败关键，应引起足够的重视。在设计中对于每一个冷桥节点应逐个分析该节点所在部位的结构方案、构造方案及节点所在的不同节能围护体系，选择最佳综合技术，以保证整体建筑物节能效果良好。如：钢筋混凝土过梁常做成L型，使外露部分面积减小或把过梁全部包起来，切断冷桥窗台板常做成砖砌挑窗台板。

寒冷地区的外墙若采用导热系数小的新型保温材料，砌筑的砂浆用普通砂浆砌筑时，灰缝处因热阻不足也容易形成冷桥，此时应该改善砌筑砂浆的保温性能，使用导热系数小的保温砂浆，如水玻璃矿渣砂浆等代替普通砂浆，减少灰缝厚度，提高砌筑精度。

工程建筑结构设计 篇7

1.1 高层建筑结构设计中水平载荷控制

区别于层数较少的建筑, 高层建筑整体结构承受的水平载荷相对较大, 对于水平载荷水平的控制直接决定了高层建筑的整体稳定性。高层建筑水平载荷与建筑承受的倾覆力矩以及偏心轴向力存在着紧密的联系, 比例关系为两次方倍数。可见在高层建筑结构设计中, 应严格控制水平载荷, 防止出现因水平载荷过大引起的连锁性稳定问题。

1.2 高层建筑结构设计中抗震性能控制

抗震性能是高层建筑结构设计关注的要点内容, 对于建筑使用以及人员安全有着根本性的影响。高层建筑抗震性能的影响因素较多, 在设计环节应对正常使用中设计的水平以及竖向载荷加以考虑, 同时应从建筑结构选型中保证一定地震水平中建筑的稳定性, 确保高层建筑实现“小震不坏、大震不倒”的抗震目标。

1.3 高层建筑结构设计中侧移的控制

侧移问题是高层建筑使用过程中较为突出的稳定性问题, 侧移的产生主要是建筑整体上部与下部水平载荷不同, 而整体刚度水平又趋于一致所形成的结构侧向形变移动。高层建筑侧移水平与建筑高度4 次方成正比例关系, 设计人员在高层建筑设计过程中应重视侧移水平的控制。

1.4 高层建筑结构设计中轴向变形控制

在高层建筑结构设计中, 目前应用最多的是框剪结构体系, 在这一体系中高层建筑整体竖向载荷在中柱结构处相对集中, 因而向建筑基础结构传递的压强更大, 而与之相比边框结构处的应力相对较小, 轴向压强也较小。不同外部压力载荷条件下, 高层建筑结构在竖向呈现差异性压缩变形趋势。因此, 设计人员应对建筑结构进行优化, 避免因过大的轴向变形而形成连续梁中间支座沉陷等系列问题。

1.5 高层建筑结构设计中自重的控制

众所周知, 随着高层建筑整体高度的不断增加, 其结构体量与向基础结构传递的载荷也在不断提升。而在高层建筑整体自重水平超过地基承载能力的情况下, 高层建筑将出现下沉、倾覆或抗震性能不足等系列问题, 这种问题在软土地基等不良地质条件下更为突出。因此, 设计人员应结合工程地质实际条件, 通过结构的优化设计降低高层建筑自重, 使其不超出基础结构的极限承载能力, 确保高层建筑整体的稳定性。

2 高层建筑结构选型中关键环节研究

2.1 高层建筑上部结构主要形式与选择

(1) 框架结构:高层建筑框架结构由梁、柱和楼板等多种构件组成, 具有高延展性、结构自重轻以及建筑空间大等系列优势。框架结构高层建筑的填充墙的选择很多, 目前应用较为广泛的是轻质隔墙结构, 在经济性与轴向稳定性等方面有着良好的结构表现。高层建筑框架结构适用于6 度设防条件下的60m高度范围。

(2) 框架—剪力墙结构:高层建筑框架—剪力墙结构将内部电梯间转化为筒体结构来抵抗水平载荷对于结构整体稳定性的影响, 而框架柱增主要承载高层建筑整体的竖向载荷, 具有理想的刚度与抗震性能表现。高层建筑框架—剪力墙结构适用于6 度设防条件下的130m高度范围。

(3) 剪力墙结构:高层建筑剪力墙结构的主要特点是整体性好且侧向刚度大, 水平力作用下侧移小, 能够方便房间内部的布置。能够通过在合适的位置开结构洞, 以便形成若干断肢剪力墙, 用来调整整体的刚度。并且还可以采用轻质填充墙来减轻结构的自重以及工程造价。高层建筑剪力墙结构适用于6 度设防条件下的140m高度范围。

(4) 筒体结构:框架一核心筒结构一般是由实体的核心筒与外框架组成。在一般单位设计中, 都会把电梯间和一些服务用房集中在核心筒内, 其他需要相对较大空间的办公用房与商业用房等等一般都会布置在外框架的部分。因为核心筒是由两个方向的剪力墙所形成的封闭的空间结构。此结构相对于框架一剪力墙结构的整体性与抗侧刚度要更强一些。且其钢心和质心的偏差很小。其适用的高度范围一般都是150m以下 (6 度设防) 。

2.2高层建筑下部结构主要形式与选择

高层建筑下部结构主要形式包括以下几种, 设计人员在选型确定过程中, 应注意其间的差别, 合理选择:

(1) 柱下独立基础结构:载荷承载能力相对较低, 适用于层数较少的框架结构高层建筑, 同时对于施工建设区域的地质条件要求较高。

(2) 交叉梁基础结构:顾名思义, 此类型下部结构由相互交叉的条形梁构成基础部分, 适用于层数较少的框剪力结构体系高层建筑。

(3) 片筏基础结构:片筏基础结构整体刚度较弱, 需要相对理想地质土体提供辅助载荷能力, 适用于层数较少的高层建筑结构, 需要严格控制沉降、形变以及裂缝等系列问题。

(4) 复合基础结构:在基坑施工环节就包含了对于地质土体结构的整体稳定性加固, 主要适用于层数相对较多或是土质相对较弱的情况, 高粘结强度复合地基的代表是CFG桩复合地基。当前已经广泛的运用到高层建筑地基的建设当中。

3 结束语

综上所述, 高层建筑时当前我国城市化进程不断推进过程中, 出现的建筑形式, 此类型建筑呈现出了较为复杂的结构体系及建筑平面功能, 结构工程师在结构选型、结构布置方面面临着越来越多的挑战。在高层建筑结构设计与选型中, 应在满足建筑使用功能及结构安全前题下, 综合考虑投资、工期、施工经验、空间效果、使用面积和结构性能等综合效益指标来作出判断。本文分析了高层建筑结构设计的要点, 阐述了工程结构选型中的关键环节, 具有一定借鉴价值与参考意义。

参考文献

[1]钟国华.高层建筑结构设计及某工程结构选型探讨[D].重庆:重庆大学, 2006.

[2]刘建文.高层建筑结构选型与布置及剪力墙合理数量研究[D].长沙:湖南大学, 2006.

[3]杨文光.超高层建筑结构方案选型及抗震性能分析与优化研究[D].长安:长安大学, 2013.

工程建筑结构设计 篇8

1 高层建筑结构特征

作为人类社会发展的产物, 高层建筑在城市化进程中的作用越来越重要。一般高度的建筑物结构都会对外界的水平负荷与垂直负荷进行承受, 要求较高的抗震标准。当发生地震时, 建筑物结构抗震性能不够, 结构物不合理的平面布局, 都会使得刚度中心与质量中心存在较大偏差。沿着竖向刚度结构发生变化, 从而破坏建筑结构, 由于结构过大扭矩造成建筑薄弱底层房屋的倒塌。特别是对于高层建筑, 要求的抗震性能非常高。钢结构是现代高层建筑结构的基本结构, 由于钢结构具有良好的抗震性能、较轻的自重、较高的刚度与强度, 因此在高层建筑施工中的应用越来越普遍。

2 高层建筑结构设计分析

2.1 结构设计中水平荷载控制分析

高层建筑相对于底层建筑而言, 其整体结构对水平载荷具有较大的承载量, 因此, 高层建筑整体稳定性直接受高层建筑结构设计中水平荷载水平控制的影响。建筑承受的倾覆力矩、建筑的偏心轴向力等都与高层建筑的水平荷载具有直接的关系, 其关系为二次方倍数关系。因此, 高层建筑结构设计中, 对水平荷载需要进行严格的控制, 从而使得由于过大的水平荷载造成的连锁性稳定性问题得到有效控制。

2.2 结构设计中抗震性能控制分析

高层建筑结构设计中一个非常重要的内容就是高层建筑的抗震性能。高层建筑的抗震性能直接关系到建筑的安全使用与人员的安全。影响高层建筑抗震性的因素比较多。进行高层建筑结构设计过程中, 需要考虑高层建筑在正常使用时水平荷载与竖向荷载, 并且需要基于高层建筑结构选型, 使得高层建筑在一定地震水平中的稳定性得到保障, 确保高层建筑的“小震不坏, 大震不倒”的抗震要求得到满足。

2.3 结构设计中轴向变形控制分析

高层建筑在使用过程中, 对于稳定性有直接影响的一个因素就是侧移问题。高层建筑产生侧移的主要原因在于, 高层建筑整体上层与下层存在不同的水平荷载, 当整体的刚度水平趋近于一致时, 造成了结构侧向形变移动。高层建筑发生侧移的水平和建筑的高度的四次方存在正比例的关系, 因此, 对于高层建筑结构设计中必须要充分重视对侧移水平的控制。

2.4 结构设计中的自重控制分析

高层建筑的体量和向基础结构传递荷载随着高层建筑高度的增加而增加。当高层建筑整体自重水平比地基承受能力高时, 就会造成高层建筑发生下沉、抗震性能不足、倾覆等问题。对于软土地基等不良地质条件下, 由于高层建筑自重造成的问题更加严重。所以, 高层建筑在设计过程中, 必须与工程地质的实际条件相结合, 基于优化高层建筑结构使得高层建筑自重降低, 从而确保高层建筑的自重不会超过基础结构极限承载的能力, 使得高层建筑的整体稳定性得到保障。

3 高层建筑结构选型分析

3.1 高层建筑上部结构选型

(1) 框架结构。梁、楼板与柱等构件构成了高层建筑框架结构, 其优点是延展性好, 建筑空间大, 结构的自重比较轻等。高层建筑框架结构中填充墙有很多选择。其中轻质隔墙结构是最为普遍的结构, 其有着良好的经济性和轴向稳定性。在7度设防条件下的50m高度范围适用高层结构框架结构。

(2) 框架——剪力墙结构。高层建筑的框架——剪力墙结构把建筑内部的电梯间进行转化, 使其成为筒体结构, 从而对水平荷载造成的建筑整体稳定性影响进行抵抗。高层建筑整体竖向荷载主要通过框架柱承担, 其刚度和抗震性比较好。在7度设防条件下的120m高度范围适用高层建筑框架——剪力墙结构。

(3) 剪力墙结构。具有良好的整体性, 并且较大的侧向刚度, 水平力的作用下侧移量比较下, 对房间内部的布置有利。在合适的位置进行构洞的开结, 从而构成若干个断肢剪力墙, 对于整体的刚度进行调整。另外, 为了降低工程造价以及使得高层建筑结构的自重降低, 可以采用轻质填充墙。在7度设防条件下的120m高度范围比较适用剪力墙结构。

3.2 高层建筑下部结构选型

(1) 交叉梁基础结构。交叉梁基础结构的下部是通过相互交叉条形梁构成的, 在框剪力结构体系并且层数比较少的高层建筑中比较适用。

(2) 柱下独立基础结构。该结构其承载的荷载比较低, 并且就施工建设过程中要求较高的地质条件, 在框架结构并且层数比较少的高层建筑中应用比较多。

(3) 片筏基础结构。整体上片筏基础结构具有较低的刚性, 要求在相对理想地质土体上提供辅助的荷载, 对于沉降、裂缝与形变等问题要给予充分充实, 一般在层数比较少的高层建筑结构中应用比较多。

(4) 复合基础结构。针对地质土体结构整体稳定性的加固工作在基坑施工环节中实施。复合基础结构的应用主要是层数比较多的高层建筑, 也被应用在土质相对比较弱的建筑中。CFG桩复合地基是高粘结强度复合地基的典型。在高层建筑地基建设中的应用比较普遍。

4 结束语

高层建筑结构设计融合结构分析、数学优化与计算机技术等, 作为综合性技术工作其实用性非常强。随着高层建筑的不断发展, 结构体系越来越复杂, 建筑平面功能越来越高, 因此, 在高层建筑的结构设计与选型方面的要求也不断提高。基于高层建筑稳定与安全的基础上, 对高层建筑的结构进行科学设计与合理选型, 从而不断推动高层建筑设计技术的发展。

参考文献

[1]许崇山.高层建筑结构选型影响因素及选型分析[J].低温建筑技术.2013, (6) :26-27.

[1]李斌.绿色建筑设计理念及要点研究[J].住宅与房地产, 2016, (12) :43.

[2]丁玎.绿色病房楼建筑技术研究[D].山东建筑大学, 2014.

建筑工程地下室结构设计剖析 篇9

1地下室平面结构设计

地下室平面结构设计, 是建筑地下室设计中的一个关键点, 但是这个关键点的影响相对较小, 只需要保证足够的承重能力和空间布置合理度即可。例如建筑地下室平面结构设计是基于建筑占地面积、和建筑户型分配设计的, 在居民楼的设计中, 地下室平面结构设计应当在合理程度上压缩每个房间的空间, 使地下室尽量具有更多的房间, 使更多的住户可以使用, 而酒店的地下室平面结构设计则完全不同, 应当设计出停车场, 在保证足够承重的情况下, 尽量设计出足够大的停车空间。 地下室平面结构设计应当在综合考虑开发商意图、承重能力、建筑功能等的基础上进行, 才能保证其设计的科学性、合理性。

2地下室抗震性能设计

现代建筑在设计中, 越来越多地考虑了抗震性能, 在地下室的结构设计中, 也需要重点考虑抗震性能, 尤其是在一些地震多发的地区。地下室的抗震性能设计, 应当保证地下室的足够深度, 越高的建筑, 其地下室的埋藏深度应当越深, 以提升其抗震性能。另外, 地下室的抗震性能高低也和地下室的墙壁结构、材料有关, 相关建筑设计师在进行地下室设计的过程中, 应当根据实际的建筑设计图纸, 应用科学的方式对地下室的墙壁进行加固, 使地下室的抗震能力达到预期的标准。另外, 地下室的顶板和上层建筑是牢固贴合的, 地下室的抗震等级应当和地上部分的建筑的抗震等级相同, 例如, 建筑地上部分的抗震等级是二级, 那么此建筑的地下室部分的抗震等级也应当达到二级, 以保证发生地震时建筑整体的稳定性, 不至于因为地下室的抗震性能过低而使建筑发生坍塌。

3地下室的抗渗、抗浮性能设计

建筑在使用过程中, 除了可能遭遇地震发生的情况外, 也可能遭遇大雨和水分下渗的情况, 因此, 对于建筑地下室的抗渗、抗浮设计也是非常重要的, 同时保证建筑整体质量和安全性的重要内容。具体来说, 应当采取以下措施来提高建筑地下室的抗渗、抗浮性能: 在相关建筑设计条件允许的情况下, 适当提高建筑基坑底部的设计高度, 这样可以在一定程度上起到抗浮、抗渗作用; 尽量应用无梁楼盖和宽扁梁进行施工, 宽扁梁和无梁楼盖的应用, 可以有效地降低地下室部分的高度, 降低抗浮水位, 增加建筑的抗浮、抗渗性能; 增加地下室部分的重量, 可以采用基板加载、边墙加载和顶板加载的办法, 这种方式相对容易实现, 在施工过程中的应用也非常简单、方便; 设计抗拔桩, 这种方法的应用非常常见, 效果也非常好, 最好使抗拔桩嵌入到坚硬的地下岩石层中, 并对抗拔桩进行灌浆处理, 使抗拔桩更加稳固, 增加地下室的抗渗、抗浮性能。

4地下室结构超长的情况处理

在很多情况下, 地下室的结构设计都可能出现超长的情况, 超出40m ~ 50m的情况还是比较常见的, 这种情况的出现, 对于提升地下室的质量是不利的, 因此, 必须采取适当的方法应对这种情况。在这种情况下, 地下室虽然受到温度、湿度等的影响较小, 但是很容易受到周围环境带来的压缩力和约束力, 进而产生裂缝, 因此, 最重要的问题就是如何采取有效的手段控制地下室在结构超长的情况下产生的裂缝。一般来说, 可以采取增设后浇带的方法, 普通的后浇带宽度设计为80cm ~ 100cm即可, 钢筋在后浇带的保护下不容易断裂, 而在超长的情况下, 后浇带的宽度应当适当改变, 根据钢筋搭接需要的最低尺寸和搭接需要的操作空间来实际确定。此外, 也可以采取如在混凝土中掺入微膨胀剂、设置膨胀加强带、提升钢筋混凝土抗拉力等方法来防止地下室在结构超长情况下的裂缝产生, 增加地下室质量。

5地下室外墙结构设计

地下室外墙结构设计的重点, 是混凝土、水、钢筋的比例问题, 以保证地下室外墙能够承受足够的建筑上层压力。具体来说, 建筑物地下室的外墙所需承受的压力来自两个方向, 一个是竖直方向的, 一个是水平方向的, 竖直方向的压力来自于建筑物地下室上层的质量带来的压力, 水平方向的压力来自于建筑物周围土层的压力。另外, 在大风天气, 也会给建筑物的地下室带来一定的压力增加, 建筑设计工作应当充分考虑到建筑地下室在不同的条件和情况下的压力承受情况, 通过合理的设计保证建筑物地下室外墙在多种情况下都可以保持足够的荷载能力。在对建筑地下室需要承受的水平方向和竖直方向的压力进行相对准确的估计后, 再对建筑地下室外墙施工所用的混凝土、水以及钢筋的比例进行合理规定, 确保地下室外墙抗压能力, 同时也保证成本不要超过预算。

6地下室的顶板结构设计

地下室的顶板, 是地下室和建筑上层连接、贴合的地方, 其质量和性能高低关系到建筑物地下室和上层建筑的整体功能协同性, 因此, 对于地下室顶板的设计也应当重视。对于地下室顶板结构的设计, 应当在充分考虑设备管线高度和保护土层的基础上进行。地下室顶板的结构设计, 其承载力数值应当通过合理的计算获得, 充分考虑建筑的高度、建筑的功能、建筑需要面对的恶劣环境等。对于一些特定功能的建筑, 其地下室还需要考虑防爆性, 使建筑地下室的爆动荷载达到消防车作用板面的爆动荷载, 以保证建筑地下室的在遭遇爆炸是能够起到稳定建筑整体的作用。地下室顶板的结构设计, 需要根据建筑功能是实际情况, 以精确的荷载计算结果为基础进行。相关建筑设计人员, 在进行地下室顶板结构设计的过程中, 应当重视这一点, 充分考虑地下室顶板设计需要考虑的因素, 以免由于考虑不充分而造成设计漏洞, 引发严重后果。

7结束语

地下室结构设计是建筑工程设计中比较复杂和重要的部分, 地下室工程占整个工程造价比例越来越高, 此结构设计合理与否对于工程造价, 结构安全和正常使用有直接影响。在建筑地下室的设计中, 建筑设计人员应当充分考虑各种影响因素, 制定地下室设计的功能目标, 通过合理、可行的手段, 对地下室的相关结构进行良好的设计, 通过对地下室结构的合理设计, 提升建筑整体的质量, 增加建筑的稳定性和其他相关功能。

摘要：随着现代建筑水平的不断发展, 地下空间被越来越多的开发和利用, 地下工程设计的难度也越来越大。地下环境的不稳定性、建筑工程所在位置和相关地理条件、地下室抗浮能力、地基的不均匀沉降等因素都会影响地下工程的设计质量。本文对地下室结构设计的几个方面进行了探讨。

关键词：地下室,结构设计,分析

参考文献

[1]王晓翠.建筑工程地下室结构设计分析与探讨[J].才智, 2012 (26) :69.

[2]GB 50007-2011.建筑地基基础设计规范[S].

[3]JGJ 3-2010.高层建筑混凝土结构技术规程[S].

浅析建筑工程框架核心筒结构设计 篇10

关键词：建筑工程框架,核心筒,选型,平面布置

框架核心筒是高层建筑中常用的一种结构型式, 它是由位于建筑中部的核心筒和外围框架组成的结构体系, 核心筒由布置在楼层中央的剪力墙围成, 它有很大的抗侧力能力, 框架布置在建筑的周边, 一般柱距较大, 可以为建筑提供较大的空间, 这种结构形式也是适应建筑的需要而产生的。

1. 工程概况

该工程地下室2层, 基坑深度10.8m, 考虑底板厚度在内, 基础埋深大于结构高度的1/15。地下室主要功能为停车场, 主体为办公及住宅用途。办公楼采用框架核心筒结构体系, 核心筒为18层, 结构高度为90.60m。本工程抗震设防烈度为6度, 设计地震分组为第二组, 设计基本地震加速度值为0.05g。本工程为对风荷载比较敏感的的高层建筑且位于沿海地区, 基本风压按照100a重现期的风压值采用, 取基本风压值为0.70kN/m2, 风荷载体型系数采用1.4。

2. 结构设计

2.1 结构平面布置

为减小整体结构的复杂性以及两塔楼之间的影响, 避免塔楼质量和刚度不同所引起的扭转效应增大, 把塔楼和裙房之间采用140mm的防震缝自地下室分开, 从而形成多个较规则的子结构。从概念设计角度选择结构体系, 根据建筑平面布置, 结构体系采用框架-剪力墙核心筒结构。其中剪力墙核心筒部分采用现浇钢筋混凝土筒体, 外围框架柱采用钢筋混凝土柱, 楼面梁采用普通梁, 楼板采用现浇实心板。剪力墙核心筒作为抵抗水平作用的主要构件, 外围框架柱主要承受竖向荷载。

为了增加楼板刚度采用了现浇钢筋混凝土楼板, 对于地下室顶板、加强层楼板以及屋顶楼板均适当加厚, 地下室顶板板厚取为200mm, 现浇空心楼板按L/35~L/40确定板厚。其余双向板均按L/40确定板厚。

为了保证楼板的整体性, 楼板与筒体的混凝土采用整体浇筑, 不得在混凝土筒体外周与楼板连接处留置竖向施工缝。结构标准层平面见图1。

2.2 结构立面布置

由于本工程立面较规则, 故框架柱和核心筒的截面以及混凝土强度由下至上逐渐均匀变化减小, 无明显的不规则性。核心筒剪力墙墙体上下连续, 只有外框架的部分框架柱需要转换, 因此相邻层的刚度没有发生大突变, 设计时只需在收缩层处通过框架梁来加强该收缩层的刚度。

考虑到核心筒除了承受主要的水平荷载, 同时还要保证其在超越荷载下由于开裂刚度下降后的延性问题, 因此核心筒的剪力墙采用低轴压比设计。在构造措施中, 在核心筒与外框架连接处以及洞口处等都设置有框架柱, 以保证核心筒与外框架的可靠连接。

2.3 基础设计

地下1层为五级人防, 地下1层顶板有约1.5m厚覆土, 荷载比较大, 为保证地下室的净高, 并减少基岩的开挖, 地下室楼盖可适当采用部分宽扁梁的梁板体系。本工程基底持力层为强风化闪长岩, 高层塔楼部分采用伐板基础, 其余柱下采用墩基加防水板, 裙房部分电梯间及楼梯间部分钢筋混凝土墙采用带型基础加防水板;所有地下室外墙均采用带型基础加防水板。

因地下水位较高, 为-1.0m, 纯地下室部分需采取抗浮措施, 拟采用锚杆来作为抗浮措施。地下部分及错层处因建筑功能要求不设缝, 由于总长大于规范值, 且裙房与两个塔楼高差相差悬殊, 故在裙房凹处设置后浇带, 以减少混凝土收缩应力及减少沉降引起的次应力。

2.4 构造措施

为了使各单元内结构平面形状和刚度均匀对称, 剪力墙墙厚取200mm~300mm。大开间剪力墙及短肢剪力墙双向布置且宜挂直对齐, 以使整个结构抗侧刚度中心尽量靠近水平合力的作用线。墙肢厚比取为大于5, 这样既能保证结构的安全使用, 又能充分发挥所有材料性能, 降低了地震力, 使结构的受力性能得以改善。

5层以下外墙厚不小于300mm, 竖向钢筋为Φ12mm@150mm, 水平钢筋为Φ12mm@150mm;5层以上墙厚为200mm~300mm, 配筋不少于Φ10mm@150mm~200mm。因短肢剪力墙在压弯剪的复合状态下工作, 为保证在外界干扰下不致于失稳, 墙体厚度不易太薄且应双面配筋, 以防止平面处的受弯裂缝且便于施工。

3. 结构分析

3.1 计算原则

采用多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE进行计算分析。结构在竖向重力荷载、风荷载以及多遇地震作用 (50a内超越概率63.2%) 下的内力和位移均按弹性方法计算。框架梁和连梁等构件可考虑局部塑性变形引起的内力重分布。楼板在其自身平面内为无限刚性。

在进行重力荷载作用效应分析时, 柱、墙轴向变形应考虑施工过程影响, 施工过程的模拟2采用分层加载法。在进行风作用效应分析时, 正反两个方向的风荷载按两个方向的较大值采用。

抗震计算时, 考虑平扭耦连计算结构的扭转效应。振型数取36个, 振型参与质量不小于总质量的90%。在内力与位移计算中, 结构计算从地下2层算起, 考虑回填土侧向约束。楼面框架梁与混凝土筒体的连接用刚接, 通过在梁、墙连接处的墙体内构造措施来实现这种连接方式。

3.2 弹性分析

弹性时程分析时, 每条时程曲线计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65%, 多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%。办公楼弹性时程分析结果见表1。

通过以上的分析结果表明, 该结构的时程分析平均地震反应均小于振型分解反应谱的结果, 而且都满足规范对底部剪力的要求, 显然表明了所选时程曲线是正确的;计算结果也显示结构位移曲线比较均匀, 无突变, 不存在中间楼层薄弱层;同时每条时程曲线计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65%, 多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%。

4. 结语

总之, 分析结果表明本文所采取的设计方法以及构造措施等有效地控制层间位移等要求, 本工程的结构设计方案以及分析方法可为同类工程的设计提供了参考借鉴。

参考文献

[1]王海波, 陈伯望, 沈蒲生.框筒结构的层模型简化分析方法[J].四川建筑科学研究, 2006, 04.

工程建筑结构设计 篇11

摘要：随着社会建设突飞猛进的发展，大量的高层建筑进入到人们的视野，高层建筑是当代科学技术和社会文化经济的一种体现。是人类社会趋于城市化，高技术化，现代化发展进程中的产物，是时代的里程碑，也是城市的设计师，建筑师，是工程师们面对的宏伟课题和历史的重任。近年来，由于轻质高强材料的开发，抗风和抗震理论的不断完善，加之新的施工技术和设备的不断涌现，特别是计算机的普及和应用以及结构分析手段的不断提高，为迅速发展高层建筑提供了必要的技术条件。本文就高层建筑工程结构设计现状与未来发展趋势进行了简单的分析。

关键词：高层建筑；结构设计；现状；发展

引言

高层建筑的结构体系是随着社会生产的发展和科学技术的进步而不断发展。一方面，高层建筑是城市发展的重要标志，其高度越来越高，建筑形体越来越独特。另一方面，建筑结构工程师们一直尝试探索和寻找受力性能良好、合理、高效的结构体系，通过技术途径对高层建筑结构体系完善和优化。但是，随着高度的增加，高层建筑的技术问题、建筑艺术问题、投资经济问题以及社会效益问题、环境问题等逐渐变得复杂、严峻。因此，高层建筑成为衡量一个国家建筑科学技术水平的重要标志，更是检验一个国家建筑结构技术成熟程度的标尺。

1 高层建筑设计分析

（1）高层建筑的发展概况。19世纪末期，有了实际意义上的高层建筑。最早的高层建筑同时也是由钢框架与钢筋混泥土构成的；到了20实际50年代之后，由轻质材料所修建的高层建筑逐渐发展，并在实际应用中取得成功。钢结构具有强度高、自重轻的特点，能够很好的适应对高层建筑荷载能力的要求。在目前的发展中，高层建筑由于其自身发展的优势，也使得钢筋混泥土所构成的结构更加稳定。

（2）高层建筑设计原则。高层建筑的设计原则遵循合理性与规范性的原则，其合理性要求在设计简图的时候，保证高层建筑的设计结构更加的合理，并且能够适用于高层建筑的安全性要求。通过对实地进行考察，分析出适合的结构方案，合理的建筑结构需要其在实际中发挥作用。通过对实地的数据的考察，可以发现，选择适合的计算公式与设计的方案，可以使得设计的过程更为合理。正确的分析计算的结果，也可以使得设计能够更加精准。在高层建筑中，通过对不同计算软件的使用，得到的计算结果大不相同。所以这就要求高层建筑的设计构成能够更加稳定，在计算机使用的过程中，由于软件设计的缺陷和程序设计的漏洞，所以在设计的过程中，一定要通过计算器来辅助运算，使得计算与运行的结果更为合理。

高层建筑在设计时，也要遵循规范性的要求。这需要保证设计过程的规范性，保证设计规范性要求能够达到标准，需要对计算公式进行正确的选择，重视实际操作过程。在对实地操作中的问题进行合理的估计，高层建筑设计结构在很多方面都需要对计算的结果进行更为精准的估计，这需要对计算的精准操作与设计。

（3）高层建筑设计方法。高层建筑在设计的过程中，往往会面临很多的问题，如设计指标的延展性，这需要考虑到实际施工的要求。同时，对于轴对称的结构需要，也使得建筑结构更需要考虑变形的问题。實际施工中，高层建筑往往会存在竖向上的结构过重的问题，这主要存在于对大支座的弯曲超过数值的问题，或者是连续减小的中间支座的负弯曲数值。而这些存在于实际施工的过程中的问题，往往会对建筑结构产生较大的影响，因此需要通过计算，对实际的测算结构进行处理。结构延展性的处理上，高层建筑需要更为柔和的建筑结构，以保证其抗震需求，同时也可以保证其在实际使用中由于变形而产生的压力，使得其建筑结构更为稳定。

2 高层建筑的设计

（1）高层建筑设计内涵。高层建筑要增加在设计方面的延展性，同时增加其稳固性能。高层建筑在发展方面，要逐步提高其在设计上的安全性能。目前由于城市人口的急速增加，使得高层建筑的建筑需求在不断的扩大，高层建筑需要在设计上更为合理。通过对高层建筑在计算机辅助结构上的适用，能够使建筑结构工程更为稳定，在其后续的审查工作中，也能够做出慎重的审查，并判断出其需要改进的建筑结构。其安全性表现在防范措施的合理处理。从目前建筑的设计来看，其防范措施的进一步优化设计还有待于改善，由于各类建筑对高层空间设计，而调整或压缩安全保障的空间。客观上来说，这是极为严重的违规行为，对于建筑本身的空间破坏，也带来了建筑安全和楼层本身的安全性问题，故此，在高层设计方面除了要考虑到空间和外观整体性外，安全问题要放在设计过程的首要。对于高层建筑外，以现有设施与设备，发生火灾或其他安全问题，其救援难度是相当大的，现实原因在设计过程中要加以充分的肯定。

（2）高层建筑的设计特点。在高层建筑的设计方面，需要实际考量的是其水平承压能力与竖向的负载能力。一般低层建筑在设计中，往往由于其楼层低矮，竖向的压力较小，水平的荷载量往往也较少，在实际设计的过程中，不需要太多的考虑抗压的问题，高层建筑除了考虑抗压的问题以外，同时还需要考虑其竖向的附加压力，由于高层建筑的楼层高，因此在设计高层建筑中，要产生足够强的附加压力，除了强度需要，同时还要求结构有适合的刚度，使得水平的荷载量能够达到固定的需要。

3 高层建筑未来发展前景

（1）应用分析。高层建筑需要在实际的结构上有所改进，对于材料的需要将是使高层建筑结构更加稳定、性能更加完善的重要条件，实际使用中，大部分高层建筑在实际施工中都采用混凝土与钢筋的材料，混凝土具有高强度与良好的韧性的特点，这就能够满足高层建筑在抗震与减震上的需要。同时，其能够有效的减轻自重，保证在竖向上的承压能力有所减轻。高层建筑在轻骨材料上的应用，可以减轻自重，并有效的提高高层建筑的稳定性要求，这样的材料有：纤维混凝土、聚合物混凝土、预应力混凝土等等，高性能混凝土的开发与利用，必将为高层建筑的设计带来重大的影响。因此，在实际使用的过程中，要改善钢材的强度，同时也要保证新型耐火耐候钢的研发对实际的使用效率。提高建筑结构的稳定性与延展性。

（2）发展趋势。在未来的高层建筑的发展中，要考虑到高层建筑的新型发展方向，更加关注人的需要，提高高层建筑的人文性、生态性与智能型，关注住宅的实际需要，保证生态功能的稳定性能。在未来社会不断的发展与变迁之中，对高层建筑的实际需要将会不断的提高其要求。同时，对建筑结构的设计也会更加的时尚，并更加的人性化。现代建筑结构，应该呈现多样化的发展需要，建筑结构的形体的设计与结构的需要将会更加的复杂，并不断的趋向立体化。此外，由于在经过科学计算下设计出来的混合结构的高层建筑具有性能优良、经济合理，且很容易就满足了高层建筑的侧向刚度需求，故而其成为建造出比钢筋混凝土更高建筑的重要保障，可见，随着人类社会的不断发展，未来混合结构成为了合理、可行的设计方案。

结束语

高层设计是现代城市建筑要思考的重要问题，也是现代化建设的必然。在未来的发展过程中，城市建筑对高层的需求将会越来越多，其设计的问题将会走向更为精致化，更为人性化。然而，对于当代建筑设计而言，需要进行理论和实践上的思考，以通过思考找到一条优化的路径来完成城市对高层建筑的合理化需求。通过对高层建筑结构的设计进行分析，使得目前阶段的高层建筑能够很好的被利用。目前高层建筑的发展将会更加要求精密的设计结构，同时更加注重设计的质量。高层建筑设计的质量安全是高层建筑的结构设计最为重要的环节。在以后发展中，必将被重视起来，通过本文对高层建筑设计的分析，希望能够为高层建筑设计行业的发展贡献一些力量。

参考文献：

[1]李勇，孙丽杰.高层建筑结构特点、现状及发展趋势[J].黑龙江科技信息，2010（09）：251.

[2]卢时荣.高层建筑结构设计中存在的问题及其措施[J].科学中国人，2015（11）：34.

高层建筑下人防工程结构设计研究 篇12

1 工程实例

某高层建筑为住宅楼,主楼一共26层,地下有2层地下室,分别为储藏室和人防地下室。人防地下室多数会被设计者安置在负二层。其人防等级为核6级。地下停车场建在主楼的四周,采用的是框架结构、独立式基础形式。其基础的底标高同主楼的基础底标高相同,顶板标高设置在负一层的层间。顶板上方实行了1.6m的覆土结构。车库和主楼为一体结构。此外,工程还建设了2层裙房,位于主楼之外,使用的是框架结构。裙房与主楼脱开是从车库顶板开始。

2 人防工程概述

2.1 人防工程概念及主要工程类型

人防工程,全称是人民防空工程,工程建设目的是战争发生时期为人民群众提供安全防护场所,人们可以在该处进行物资隐藏、人员躲避及医疗救护等。近年来,人防工程主要形成了4种建筑类型,包括坑道式、地道式、附建式及单建式。其中,高层建筑中尤以附建式的应用最为广泛[2]。附建式的人防工程,其建设步骤相对较少,建设方便,对建筑面积的要求不高,同时建设投入资金较少。对战争时期的避难有很好的应用效果,防空能力比较强。目前,其是防空工程建设的主体建设,应用最为广泛。值得一提的是该建筑形式的经济效益。因为附件式的结构多是建在建筑主体内部的地下,相比较其他结构来说,其相当于是一体的建筑结构,对节约建设成本的工程来说其是首选。目前,很多建筑尤其是高层建筑在建设最初就会设置地下室,人防工程建成后可以临时用来储藏各种物品,充当储藏室使用。此外,可以临时作车库使用,如图1所示。战时则可以转为避难场所。其使用价值显著,经济效益明显。

2.2 人防工程设计原理

人防工程结构在进行设计时,一定要充分考虑其防护能力,增强其核弹爆炸后的冲击荷载。所以,在设计时一定要简化计算动荷载的内力计算,使其与动荷作用状态的受力情况保持一致。主要方法可以采用等效静载法等。

3 人防工程结构设计的最终研究结果

3.1 基础设计研究

良好的结构承载力,加之结构可靠性才能构建一个良好的人防基础结构,进行承载力和可靠性的判定,需要对这些内容进行详细的分析和计算。同时,在设计中要充分地考虑其经济效益,只有多方面的研究和计算下才能构建最佳的人防工程。首先,从安全性考虑,在进行人防工程结构设计时一定要验算结构的承载力。在设计时,要选择最不利的情况作为控制参照。验算要从两方面一同进行,一是和平时期的验算。验算方法为活载、恒载乘以其具体相应的分项系数。二是战争时期的验算。要考虑到核弹爆炸等效静荷载和恒载,这时可以不用考虑活载。核爆荷载不用乘以分项系数。因为高层建筑主楼的层数很多,其结构自重很大。所以,在对其进行基础设计时,一定要计算出2个不同时期的数值,然后比较之后取其中的最大值[3]。

在设计施工裙房时,为了节省化工产品的施工成本,提高建筑结构的稳定性,所以一般都设计2层左右,使用独立式建筑基础施工方式。这种两层结构的设计施工一定要充分考虑其本身的防水功能,所以多会设计一层防水板,既能够提高建筑结构的稳固性,还较为经济实惠,具有节能环保效应。实际的建筑设计有时会出现结构分离四周的土壤情况,为了提高其稳定性,必须在地下人防结构中铺设土壤,此次工程中1.6m厚的土壤铺设就是因为此种目的。一系列的地下结构建设目的都是为了保障结构的稳定性及可靠性。

还有就是考量主楼基础下的地基承载力的深度问题。一些建筑的主楼地下室四周设有裙房地下室,如果其设计采用的是筏型基础,加之其负载重量相同于挖出的土体重量,那么进行深度修正就可以按照地面至楼的基底距离设计即可。本文研究的是独立基础形式,所以裙房基础的修正深度就可以依照主楼的地基至裙房地下室的地面距离。

3.2 顶板设计研究

高层建筑中的人防工程多建在地下,所以其上部的结构一定要具有一定的安全性和稳固性,这样才能承托起整个高层建筑。一个高层建筑最重要的建筑就是地基建设,一旦地基建设做不好,很可能造成高层的稳固性受到影响,严重情况下可能会致使楼层坍塌,危害人民群众的生命安全。可见顶板设计对高层建筑的稳固性有很大的影响。在设计地下人防的上部结构时,其型式选择一定要合适且匹配。对于本项工程来说,地面不用设计人防结构,只要选择好构件的结构尺寸及合理荷载即可。

3.3 构造设计研究

良好的人防工程需要具备一定的承受荷载能力,尤其是承受一些大爆炸引发的动荷载作用。所以,该项工程的建设所需的结构材科及抗渗等级等必须较普通的建筑结构高,同时构件的最小厚度也要高于普通结构。通常地下人防工程中的结构构件需要较大的截面尺寸,所以在设计时一定要充分控制受力钢筋的百分率。这样就能够增加结构的荷载能力,减少压塌、崩溃现象。在对地下人防工程的板和墙进行结构设计时,要对其两面都加设钢筋。增加混凝土和钢筋共同受力作用。值得注意的是,伸缩缝和沉降缝切勿设置在防护结构内。在室外的出入口或者在与主体结构连接的部分设置沉降缝为好。

4 结语

目前的高层建筑设计中,人防工程是其重要的结构设计部分之一。相关的人防设计结构不断优化,正在积极融合高层建筑理念,尽量满足高层建筑的设计要求。本文结合高层建筑的设计案例对其中的人防结构设计问题进行了相关论述与研究,概述了其设计概念与设计原理,并具体提出了相关的基础设计、顶板设计及构造设计等。

摘要：目前,我国城市建设不断发展,高层建筑逐年增多,其相关的安全防护工程日渐受到人们的关注与重视。由于人防工程关乎人民群众的财产和生命安全,所以其结构设计等问题备受关注。基于此,针对高层建筑中此项工程的结构设计情况进行相关研究与分析,力求进一步提高人防工程的安全防护作用和建设价值。