時間：2023-07-19 17:31:15
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇工程結(jié)構(gòu)設(shè)計概況，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
摘要:研究目的:通過對上海軌道交通9號線松江新城站結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算，總結(jié)出城市軌道交通預(yù)留物業(yè)開發(fā)條件地下車站結(jié)構(gòu)設(shè)計的幾條經(jīng)驗，為今后類似工程的設(shè)計提高參考。
研究方法:車站基坑圍護樁根據(jù)各開挖工況按豎向彈性地基梁計算，并計入圍護結(jié)構(gòu)的先期位移值以及支撐的變形，上部結(jié)構(gòu)由車站地下一層結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)底板下樁基聯(lián)合組成復(fù)合深基礎(chǔ)，車站結(jié)構(gòu)分別按橫向、縱向彈性地基上的框架進行計算。
研究結(jié)果:松江新城站基坑開挖過程中圍護樁變形較小，各項監(jiān)測數(shù)值均在允許范圍內(nèi)，車站整體剛度較好，結(jié)構(gòu)整體沉降量較小，沒有出現(xiàn)不均勻沉降。
研究結(jié)論:地鐵車站作為上部物業(yè)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的一部分與樁基礎(chǔ)共同承擔(dān)上部荷載的設(shè)計方法是可行的，對于地鐵車站與樁基組成的復(fù)合基礎(chǔ)，設(shè)計中還有許多問題值得探討，這是今后工作的研究方向。
關(guān)鍵詞:預(yù)留物業(yè)開發(fā);結(jié)構(gòu)設(shè)計;結(jié)論
近些年來隨著城市地鐵工程的大量興建，地鐵車站的形式也多種多樣。許多車站由于位于地塊內(nèi)，為了合理高效地利用土地資源，通常需要考慮地塊的規(guī)劃，結(jié)合物業(yè)開發(fā)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。本文將詳細(xì)介紹上海軌道交通9號線松江新城站的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
1 工程概況
上海軌道交通9號線一期工程松江新城站位于規(guī)劃的松江新城中部，滬杭高速公路以北的嘉松南路東側(cè)綠化帶下，車站西側(cè)為“行政中心”和“市民廣場”，東側(cè)綠地規(guī)劃為低密度住宅，北端有規(guī)劃的公交樞紐，是9號線一期工程的起點站。
車站結(jié)構(gòu)全長212.85m，凈寬17.6m。車站為地下一層、地上一層結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)段主體結(jié)構(gòu)底板埋深約為9m，站臺為島式，寬度10m，在車站站廳層上預(yù)留4層物業(yè)開發(fā)荷載條件。
車站基坑深為9.1~9.6m，基坑寬21.2~22m。本站采用明挖法施工，周圍建筑物、管線稀少，采用雙排Φ700SMW勁性水泥土攪拌樁作為圍護結(jié)構(gòu)，基坑保護等級定為二級，車站概況見圖1。
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；設(shè)計質(zhì)量；概念設(shè)計；
建筑工程質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到建筑工程投入使用后的安全性、可靠性，與人們的生命財產(chǎn)安全息息相關(guān)。常常會出現(xiàn)由于結(jié)構(gòu)設(shè)計出錯而帶來的各種建筑問題，所以必須重視對結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量控制，為提高建筑工程的整體質(zhì)量打下堅實基礎(chǔ)。
1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計概述
1.1建筑結(jié)構(gòu)的類型
目前，對建筑結(jié)構(gòu)類型的劃分主要是根據(jù)建筑的用途、層數(shù)、結(jié)構(gòu)材料和結(jié)構(gòu)形式進行區(qū)別和分類的；按結(jié)構(gòu)形式可分為剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、簡體結(jié)構(gòu)等。
1.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體內(nèi)容
1.2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計程序
建筑物的整體設(shè)計包含了許多方面的設(shè)計內(nèi)容，如結(jié)構(gòu)設(shè)計、暖通設(shè)計、給排水設(shè)計和電氣設(shè)計等等。雖然需要設(shè)計的方面有很多，但是不管進行何種設(shè)計都應(yīng)遵循建筑設(shè)計的基本要求，即經(jīng)濟、美觀、環(huán)保、實用。建筑結(jié)構(gòu)是建筑物發(fā)揮自身使用功能的前提，結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑設(shè)計的重要組成部分。
1.2.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求
為了確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性，設(shè)計時應(yīng)盡量滿足以下要求：其一，抗震設(shè)計。建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)自身所處地域的烈度、建筑高度和具體結(jié)構(gòu)類型采用不同的抗震等級；其二，相關(guān)計算。結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要進行承載極限狀態(tài)計算和正常使用驗算，例如，直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件必須進行疲勞強度驗算。
1.2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)遵循的基本原則
可靠性、經(jīng)濟性、美觀性、適用性、安全性。
2提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的有效途徑
2.1做好資料收集工作，認(rèn)真確定計算參數(shù)
對于建筑工程來講，由于其所處的地理位置，決定了在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時所涉及的具體參數(shù)會存在一定的特殊性。在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計前，要盡量收集與設(shè)計相關(guān)的信息，如工程資料、具體規(guī)范等，資料收集的越多，參數(shù)的確定也就越準(zhǔn)確，同時，還可以避免因為參數(shù)不合理而導(dǎo)致返工情況的發(fā)生。
2.2合理運用結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件
隨著各種計算機結(jié)構(gòu)計算分析軟件的普及，人們已經(jīng)擺脫了過去復(fù)雜繁重的手工計算方法，但是，對于計算機結(jié)構(gòu)計算結(jié)果的判斷應(yīng)從以下幾個方面著手：其一，要充分了解所使用軟件的適用范圍和技術(shù)條件；其二，要確保計算程序與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖相符；其三，選用的計算數(shù)據(jù)須有準(zhǔn)確的依據(jù)，并且要保證計算參數(shù)準(zhǔn)確；其四，計算結(jié)果中與結(jié)構(gòu)相關(guān)的內(nèi)容必須符合相關(guān)規(guī)定，如，自振周期、剛度比、構(gòu)建的抗裂性能、兩
盒半的配筋等。
2.3重視結(jié)構(gòu)計算與地基基礎(chǔ)設(shè)計
建筑結(jié)構(gòu)計算結(jié)果是施工圖設(shè)計的重要依據(jù)，并且計算結(jié)果是否正確直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠性和安全性，所以必須引起設(shè)計人員的高度重視。例如在樓板計算中應(yīng)選用正確的計算方法進行樓板計算，對于連續(xù)板不能選用單向板的計算方法，對于雙向板計算應(yīng)考慮材料泊松比對其的影響，以避免由于未調(diào)整跨中彎矩而造成計算值不準(zhǔn)確；為使地基基礎(chǔ)設(shè)計更符合建筑所在地的地基基礎(chǔ)類型特點，設(shè)計人員應(yīng)在熟知國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，對地方性的《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》加以深入學(xué)習(xí)，明確地基基礎(chǔ)特點，豐富地基基礎(chǔ)設(shè)計經(jīng)驗，掌握設(shè)計處理的方法，使地基基礎(chǔ)設(shè)計更符合建筑工程的實際地理情況。
2.4重視抗震設(shè)計
通常情況下，設(shè)計師在進行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計時，多數(shù)都只重視橫向框架的設(shè)計，往往容易忽略縱向框架的設(shè)計，然而抗震設(shè)計規(guī)范中明確規(guī)定了水平地震作用必須按照兩個主軸的方向進行分別計算，各方面的地震作用需由該方向的抗側(cè)力構(gòu)件自行承擔(dān)，因此，在進行框架設(shè)計時，橫向框架和縱向框架的作用應(yīng)該是等同的，也就是說兩者有著同等的重要性，缺一不可。在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)遵循小震不壞、中震可修、大震不倒的抗震設(shè)計原則，這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)設(shè)計成延性結(jié)構(gòu)。延性結(jié)構(gòu)的變形能力能夠有效地承載一定的地震作用，能夠降低地震對建筑結(jié)構(gòu)的破壞，因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)盡量以延性結(jié)構(gòu)為主。
2.5重視概念設(shè)計
所謂概念設(shè)計是指運用人的思維能力和判斷力解決結(jié)構(gòu)設(shè)計宏觀層面上存在的問題，它以精確的結(jié)構(gòu)概念為依據(jù)，對計算結(jié)果和設(shè)計結(jié)構(gòu)進行科學(xué)分析，充分考慮計算假設(shè)與實際結(jié)構(gòu)受力存在的差異，進而對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。在概念設(shè)計過程中，應(yīng)根據(jù)實際建筑所處的空間和地理條件，結(jié)合考慮建筑所要求必備的功能以及建筑結(jié)構(gòu)的適用性、安全性、美觀性、經(jīng)濟性等多方面因素，最終確定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的總體方案，并且能夠利用整體結(jié)構(gòu)與基本桿件間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則以及施工現(xiàn)場賦予的資源條件，科學(xué)、合理地解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題。同時，在概念設(shè)計中應(yīng)處理好總體布局與關(guān)鍵細(xì)節(jié)之間的關(guān)系，使兩者
兼顧，從而全面提高建筑結(jié)構(gòu)的可靠性。
2.6互相配合，充分溝通
為了能夠確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量，在獲得提資圖時，要避免盲目的建模計算和上機繪制圖紙。應(yīng)該先進行詳細(xì)認(rèn)真的分析，同時還要多和建筑設(shè)計師進行相互溝通，詳細(xì)了解整個工程的概況以及相關(guān)情況，盡可能的對建筑圖紙的意圖和平立剖的關(guān)系理解透徹，如有必要可適當(dāng)組織各個專業(yè)一起開展協(xié)調(diào)會，對各專業(yè)之間需要注意和配合的地方進行明確，盡量統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和做法，使個專業(yè)之間的工作能夠充分協(xié)調(diào)，相互配合，避免出現(xiàn)由于設(shè)計圖紙和設(shè)計方案不一致而出現(xiàn)反復(fù)調(diào)整的局面，有效地提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：高層預(yù)制鋼筋混凝土；剪力墻；住宅結(jié)構(gòu)；設(shè)計
中圖分類號：TU208文獻標(biāo)識碼： A
剪力墻結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)中常見的形式，對于高層預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計具有多種形式。目前，較為常見的設(shè)計形式包括兩種，通過對這兩種形式的簡化，應(yīng)用計算機軟件對其進行有效的分析、計算，實現(xiàn)了對高層預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計的優(yōu)化。下面就通過具體的工程對其進行詳細(xì)的分析。
1.工程概況
鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)在我國高層住宅建筑工程中應(yīng)用較為廣泛。通過PC技術(shù)實施的鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)被稱為預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻結(jié)構(gòu)，現(xiàn)階段由于沒有完善的設(shè)計規(guī)范以及配套的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，所以PC結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑住宅規(guī)范化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的過程中具有重要的作用。
某工程為兩棟18層的住宅樓，建筑面積為2.36萬平方米。其中第一層為架空綠化空間；2~15層為標(biāo)準(zhǔn)層；16~18層具有局部退層。該項工程中，PC技術(shù)主要應(yīng)用范圍是3~15層。兩棟樓房中一共有26層標(biāo)準(zhǔn)層。應(yīng)用PCF構(gòu)件，即在建筑外山墻中利用預(yù)制鋼筋混凝土剪力墻模板；采用PC+PCF混合構(gòu)件，即在建筑前后外墻結(jié)構(gòu)中采用預(yù)制鋼筋混凝土模板。
該工程中，PCF模板在工廠中事先制作好，形成模板與外飾面，并在施工現(xiàn)場進行安裝，將其當(dāng)做現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻外墻模板結(jié)構(gòu)，然后在結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的鋼筋。然后支設(shè)內(nèi)膜結(jié)構(gòu)，并安裝預(yù)制鋼筋混凝土模板，形成疊合剪力墻結(jié)構(gòu)。具體情況如下圖所示：
預(yù)制外墻PC是通過將剪力墻結(jié)構(gòu)外墻的填充墻部分，通過預(yù)制形成外模，在內(nèi)側(cè)可填充輕質(zhì)材料：外模使用鋼筋與現(xiàn)澆筑的墻以及梁連接起來。
2.高層預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計
該工程建筑抗裂度為Ⅵ度，剪力墻的抗震等級為4級。根據(jù)兩棟樓房建筑結(jié)構(gòu)，建筑平面較為規(guī)則，建筑豎向結(jié)構(gòu)較為連續(xù)。因此本工程能夠使用鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。在該工程建筑中設(shè)置地下結(jié)構(gòu)一層，其基礎(chǔ)為預(yù)應(yīng)力管樁結(jié)構(gòu)，并以筏板作為輔助結(jié)構(gòu)。PC結(jié)構(gòu)設(shè)計與傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在較大的去唄，在內(nèi)容上得到了更新與完善。實際設(shè)計中，主要采用以下兩種設(shè)計方式：
方式一：建筑項目中豎向抗側(cè)力構(gòu)建全部采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)或柱結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計忽略了PC構(gòu)建以及PCF構(gòu)件剛度要求以及其對建筑相關(guān)結(jié)構(gòu)的影響，將PC構(gòu)件以及PCF構(gòu)件當(dāng)做建筑荷載設(shè)計在建筑整體結(jié)構(gòu)體系中。設(shè)計過程中使用現(xiàn)行的軟件與設(shè)計規(guī)范對該結(jié)構(gòu)設(shè)計方式進行計算與分析。
方式二：建筑結(jié)構(gòu)中添加了PC與PCF構(gòu)件結(jié)構(gòu)，會增加剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度。根據(jù)可靠實踐證明，預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻彈性變形范圍內(nèi)，現(xiàn)澆墻體結(jié)構(gòu)能夠與預(yù)制模板結(jié)構(gòu)協(xié)同作業(yè)。該設(shè)計形式就是根據(jù)實際的情況，合理設(shè)計預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻的厚度，控制建筑結(jié)構(gòu)的剛度以及位移。疊合剪力墻墻體的厚度等于現(xiàn)澆剪力墻墻體厚度與預(yù)制鋼筋混凝土模板厚度之和。通過相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)計算與分析，以建筑周期、結(jié)構(gòu)位移、剛度等計算結(jié)果作為設(shè)計的主要依據(jù)。
3.建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計
通過相應(yīng)的計算與分析，該工程所采用的設(shè)計方式，能夠通過PC結(jié)構(gòu)進行簡化，并通過現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范與軟件形成相應(yīng)的設(shè)計模型。在實際設(shè)計過程中，需要考慮到PC、PCF構(gòu)件結(jié)構(gòu)對建筑其他結(jié)構(gòu)的影響，包括剛度的影響，并根據(jù)相關(guān)的計算對計算模型相關(guān)參數(shù)進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。有關(guān)的設(shè)計參數(shù)必須符合設(shè)計規(guī)范要求，同時也應(yīng)該與高工程設(shè)計方案相適應(yīng)。
通過相應(yīng)的計算，并對上述兩種設(shè)計形式計算結(jié)果比較中可知，PC與PCF構(gòu)件對建筑結(jié)構(gòu)剛度的影響程度。PC、PCF結(jié)構(gòu)對結(jié)構(gòu)周期、位移等都具有微小的影響，但是不會對建筑整體結(jié)構(gòu)計算造成影響。在預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，不僅需要考慮PC、PCF結(jié)構(gòu)剛度，還需要綜合考慮其對建筑結(jié)構(gòu)剛度的影響，對建筑結(jié)構(gòu)位移、周期進行有效的控制。
4.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的問題
在高層預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，不僅需要對PC結(jié)構(gòu)主體進行合理設(shè)計，還需要對相關(guān)構(gòu)件結(jié)構(gòu)進行合理設(shè)計，形成完整的設(shè)計模型、體系。在具體的設(shè)計過程中，常見的設(shè)計問題體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）應(yīng)該重視現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)域疊合剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作，重視PCF構(gòu)件對建筑結(jié)構(gòu)中的優(yōu)化作用；（2）在PC、PCF構(gòu)件的脫模、運輸存放以及安裝就位和現(xiàn)場澆筑混凝土等施工狀況下的剛度以及強度計算應(yīng)根據(jù)實際工程項目的設(shè)計以及施工開展；（3）Pc構(gòu)件與主體建筑具有多種連接方案，柔性方案與剛性方案的特點不同，各有優(yōu)勢以及缺陷，本工程所使用的是柔性方案；（4）在建筑結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中，有其他部位預(yù)制構(gòu)件的使用例如陽臺、樓梯和疊合樓板的預(yù)制件，能在一定程度上對建筑結(jié)構(gòu)的導(dǎo)荷方式以及建筑模型的假定存在一定的影響，在實際的計算過程中應(yīng)考慮全面；（5）在設(shè)計的設(shè)計過程中，應(yīng)該加強對各個結(jié)構(gòu)連接部位的設(shè)計，設(shè)置合理的連接構(gòu)件，確保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
5.總結(jié)
本文通過實際建筑工程，并以工程預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算分析為基礎(chǔ)，對高層預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計方式進行分析探討，為相關(guān)人員在這一方面的工作提供能參考。我國建筑行業(yè)發(fā)展具有悠久的歷史，但是PC技術(shù)起步較晚，應(yīng)用到實際工程中也相對較少，同時也沒有形成完善的設(shè)計規(guī)范以及施工標(biāo)準(zhǔn)與驗收標(biāo)準(zhǔn)。這就需要相關(guān)的工作者加強對該領(lǐng)域的研究，對PC結(jié)構(gòu)設(shè)計進行不斷的完善，形成完善的設(shè)計模型與體系，為我國高層建筑發(fā)展提供技術(shù)支持，促進我國建筑行業(yè)的發(fā)展，為城市化建設(shè)作出更大的貢獻。
參考文獻：
[1]潘劍鋒.高層預(yù)制混凝土疊合剪力墻住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗談[J].建材與裝飾.2013,26(8):124-125.
[2]李寧，汪杰，吳敦軍.高層預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].全國高層建筑結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會議論文.2012,26(3):57-58.
鋼筋混凝土多層、多跨框架軟件開發(fā)
2.項目研究背景：
所要編寫的結(jié)構(gòu)程序是混凝土的框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，建筑指各種房屋及其附屬的構(gòu)筑物。建筑結(jié)構(gòu)是在建筑中，由若干構(gòu)件，即組成結(jié)構(gòu)的單元如梁、板、柱等，連接而構(gòu)成的能承受作用(或稱荷載)的平面或空間體系。
編寫算例使用建設(shè)部最新出臺的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》gb50010-xx,該規(guī)范與原混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范gbj10-89相比，新增內(nèi)容約占15%，有重大修訂的內(nèi)容約占35%，保持和基本保持原規(guī)范內(nèi)容的部分約占50%，規(guī)范全面總結(jié)了原規(guī)范實施以來的實踐經(jīng)驗，借鑒了國外先進標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。
3. 項目研究意義：
建筑中，結(jié)構(gòu)是為建筑物提供安全可靠、經(jīng)久耐用、節(jié)能節(jié)材、滿足建筑功能的一個重要組成部分，它與建筑材料、制品、施工的工業(yè)化水平密切相關(guān)，對發(fā)展新技術(shù)。新材料，提高機械化、自動化水平有著重要的促進作用。
由于結(jié)構(gòu)計算牽扯的數(shù)學(xué)公式較多，并且所涉及的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)很零碎。并且計算量非常之大，近年來，隨著經(jīng)濟進一步發(fā)展，城市人口集中、用地緊張以及商業(yè)競爭的激烈化，更加劇了房屋設(shè)計的復(fù)雜性，許多多高層建筑不斷的被建造。這些建筑無論從時間上還是從勞動量上，都客觀的需要計算機程序的輔助設(shè)計。這樣，結(jié)構(gòu)軟件開發(fā)就顯得尤為重要。
一棟建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理，主要取決于結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件的截面尺寸、材料強度等級以及主要機構(gòu)構(gòu)造是否合理。這些問題已經(jīng)正確解決，結(jié)構(gòu)計算、施工圖的繪制、則是另令人辛苦的具體程序設(shè)計工作了，因此原來在學(xué)校使用的手算方法，將被運用到具體的程序代碼中去，精力就不僅集中在怎樣利用所學(xué)的結(jié)構(gòu)知識來設(shè)計出做法，還要想到如何把這些做法用代碼來實現(xiàn)，
4.文獻研究概況
在不同類型的結(jié)構(gòu)設(shè)計中有些內(nèi)容是一樣的，做框架結(jié)構(gòu)設(shè)計時關(guān)鍵是要減少漏項、減少差錯，計算機也是如此的。
關(guān)鍵詞： 多層建筑；混凝土砌塊；結(jié)構(gòu)設(shè)計
中圖分類號：TU37文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：
近年來隨著工程項目的數(shù)量的不斷增加，對于工程項目的結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選用、工程質(zhì)量等方面提出了更高的要求。基于混凝土小型空心砌塊所具有的眾多優(yōu)點， 如自重輕、造價低、 砌筑速度快、強度高等， 被廣泛的應(yīng)用于多層建筑中。此外，多層砌塊在使用過程中能夠降低對環(huán)境的污染、節(jié)能環(huán)保、降低工程造價、縮短工程周期， 被眾多的工程作為墻體施工材料的首選。雖然砌塊建筑結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點，但是在實際工程應(yīng)用中也存在著一些問題，這些問題在一定程度上影響了整體工程質(zhì)量。以下就多層砌塊建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用進行深入分析。
一、工程的基本概況
本文主要結(jié)合某住宅建筑小區(qū)工程的具體設(shè)計概況進行研究，借以分析混凝土小型空心砌塊砌體結(jié)構(gòu)在工程中的具體應(yīng)用，該住宅小區(qū)采用了配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)，進行小區(qū)工程項目共有13棟，下面選取其中較為有代表性7層建筑住宅進行分析和研究：該建筑物整體平面為長,36.77m*10.37m 的矩形，建筑的總體高度為 20.295 米，建筑面積為 2783.1 平方米。建筑物的底層設(shè)為庫房，層高為2.4 米， 2到5層為層高2.8米的標(biāo)準(zhǔn)層，頂層設(shè)置為閣樓，主開間分別為4.4 m和3.4m。此建筑物的結(jié)構(gòu)墻體采用的是配筋砌塊，這種建構(gòu)的格局和構(gòu)造屬于相對合理的建筑結(jié)構(gòu)
1、設(shè)計計算
對于多層砌體建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計，我們應(yīng)當(dāng)堅持概念設(shè)計的原則 ， 主要涉及到以下幾點:
(1)對多層砌體建筑墻體的高寬比進行有效控制，確保較弱連梁和墻肢長度設(shè)計的科學(xué)性，因為連梁是抗震設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié),在很大程度上決定了墻肢破壞受損的抵抗程度；(2)墻肢的設(shè)計要以彎曲變形為主,并兼顧到其在屈服后的塑性以及發(fā)展性能,(3)在多層砌塊建筑結(jié)構(gòu)的墻肢內(nèi),平鋼筋的配置要嚴(yán)格遵守相關(guān)設(shè)計規(guī)范和原則,以降低墻肢發(fā)生剪切破壞的可能性；(4)為避免墻肢根部的受損程度，在轉(zhuǎn)角處和墻肢端部要設(shè)計塑性發(fā)展區(qū)和約束邊緣構(gòu)件。以7層的配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計為例，在多層配筋砌塊砌體結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計中，要綜合考慮了配筋混凝土砌塊剪力墻結(jié)構(gòu)的特點，在設(shè)計中注意以下幾點：(1)結(jié)構(gòu)布置： 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案和具體要求，二道防震縫經(jīng)過計算確定為每段45m,保證建筑結(jié)構(gòu)平面的勻稱、規(guī)則,類似于現(xiàn)澆剪力墻的結(jié)構(gòu)。開間為4.2、3.9、3.6和3.3 m，雙向剪力墻的分布保持連續(xù)和均勻，豎向與立面的布置非常規(guī)則，層高統(tǒng)一采用2.8 m，建筑結(jié)構(gòu)的剛度沿建筑高度的改變而均勻分布。（2）結(jié)構(gòu)計算： 配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)由于目前還沒有專門的結(jié)構(gòu)計算軟件可供使用，本工程使用的廣廈軟件和 SATWE軟件的相互校核，經(jīng)實踐證明，計算結(jié)果非常類似，具有可操作性。同時，經(jīng)過計算與分析， 取灌孔混凝土砌塊的彈性模量 E=1700fg=1.9×104MPa，混凝土的彈性模量 E=3.0×104MPa。此外，按照砌體建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求，配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)的位移和內(nèi)力可以按彈性方法計算，結(jié)構(gòu)阻尼比為0.05，混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)力調(diào)整系數(shù)和地震內(nèi)力調(diào)整系數(shù)相同。
2、建筑及節(jié)能設(shè)計
按照多層砌體建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)要求，尺寸設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)的390 mm(長)×190 mm(寬)×190 mm(高)，加上10 mm的標(biāo)準(zhǔn)灰縫后，實際的尺寸為400 mm×200 mm×200 mm。所以這種砌塊的合理模數(shù)應(yīng)該是2 M（ M=100 mm），即墻段的豎向與平面尺寸需要是200 mm的倍數(shù)，配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)也不例外。這樣設(shè)計的好處是，不僅能夠減少現(xiàn)場切割的高質(zhì)量和異型砌塊的使用數(shù)量，對簡化建筑材料的生產(chǎn)和施工也是非常有幫助的，進而提高了生產(chǎn)工效，有效控制了施工成本，砌塊的高度當(dāng)按90 mm進行設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)拆除相應(yīng)位置上的砌體強度，或者采用混凝土將灌孔填實，此外，對于多層砌塊砌體建筑的樓梯和門廳，需要對電管線用的管道井、表盒的位置以及豎向水進行科學(xué)設(shè)計，并保證表盒安裝后的樓梯及通道的尺寸符合有關(guān)規(guī)范要求。
二、混凝土空心砌塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計
1、構(gòu)造柱加強的設(shè)計 。從構(gòu)造結(jié)構(gòu)來看，配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)和現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)存在眾多相似的地方， 特別是在高抗震強度地區(qū)，剪力墻結(jié)構(gòu)的邊緣構(gòu)件則應(yīng)具有更高的強度。然而配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)在受力地方缺乏加強措施，因為砌塊和灌孔芯柱組成剪力墻體沒有達(dá)到應(yīng)有的抗受強度，所以在安徽省某小區(qū)的試點工程設(shè)計中選用了構(gòu)造柱加強做法。這種做法就是在剪力墻的拐角位置和墻體連接部位布設(shè)構(gòu)造柱來加強邊緣構(gòu)件的強度，這種加強的方式取代了一般的芯柱做法。
2、過梁和圈梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計 應(yīng)依據(jù)模數(shù)具體高度的要求 ， 將門窗的過梁和外墻圈梁進行合并設(shè)計 。 在進行抗震墻砌體的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)采用連梁設(shè)計的方法。在設(shè)計時應(yīng)確保內(nèi)墻圈梁不小于150 mm的高度范圍，當(dāng)內(nèi)墻門、窗洞口小于1800 mm的寬度時，過梁可采用砌塊體進行砌筑，內(nèi)部合理設(shè)置等量的鋼筋。在此工程中 ， 地基具備基礎(chǔ)條件不是太強，應(yīng)適當(dāng)加強圈梁結(jié)構(gòu)的剛度，并合理計算適當(dāng)增加圈梁高度和配筋數(shù)量 。
3、抗裂、防震結(jié)構(gòu)設(shè)計 在此建筑中，砌塊墻體門窗位置的過梁，應(yīng)采用預(yù)制和支座處局部現(xiàn)澆混凝土的形式， 一定程度上提高了施工速度和保證了工程整體質(zhì)量，過梁混凝土預(yù)制部分的寬度應(yīng)大于80 mm，兩端預(yù)留鋼筋的長度不應(yīng)大于150 mm。為增強整體建筑結(jié)構(gòu)和砌體交接處的抗震、抗裂能力，應(yīng)采用箍筋將甩筋的端部進行焊接，并確保甩筋錨固長度應(yīng)大于300 mm。 并嚴(yán)格保證使用的混凝土高于 C20 的強度 。依據(jù)結(jié)構(gòu)受力學(xué)分析，對構(gòu)造柱和芯柱墻等結(jié)構(gòu)體進行了綜合對比試驗證明加強構(gòu)造柱和芯柱的結(jié)構(gòu)受力強度得到較大的改善，尤其對于橫墻較少的結(jié)構(gòu)建筑，應(yīng)將外墻四根支撐柱、大房間四角支撐柱統(tǒng)一設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱進行加強，墻體構(gòu)造柱位置統(tǒng)一砌成馬牙槎的形式，構(gòu)造柱旁邊的砌筑孔洞利用混凝土填充灌實，在其它位置采用芯柱進行加強，嚴(yán)格確保芯柱之間以及芯柱和構(gòu)造柱之間的距離，必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，不應(yīng)超過2 m的距離，進行抗裂防震設(shè)計，可采用采用橫墻承重的結(jié)構(gòu)體系進行加強，在采用橫墻承重的方法時，坡屋面使用現(xiàn)澆鋼筋混凝土?xí)r，在依據(jù)合適的距離在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置分隔縫。
4、采用配筋砌體的結(jié)構(gòu)設(shè)計。將某一墻段結(jié)構(gòu)由無筋墻體設(shè)置為配筋砌體的形式，能極大提高墻段在多層砌體結(jié)構(gòu)抗震檢驗時的不足， 對于烈度高和大開間砌塊的房屋砌塊結(jié)構(gòu)，采用配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)，已解決承載力不足和抗震承載力驗算欠缺的問題，并根據(jù)需要將墻體結(jié)構(gòu)的大部分或全部采用配筋砌體，應(yīng)按《砌體規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定進行設(shè)計，將抗震等級設(shè)置為四級。
三、結(jié)語
本文通過對實際的多層砌塊建筑設(shè)計的詳細(xì)的分析，客觀地證明了諸多科學(xué)合理的設(shè)計理念的應(yīng)用的適用性。 伴隨著國家對新型墻體材料的大力推廣，該類型的建筑結(jié)構(gòu)形式也會初步常態(tài)化，并且該建筑結(jié)構(gòu)形式具有很好的市場推廣前景，對多層建筑以后的結(jié)構(gòu)形式有改良意義，值得我們進行大力推廣與使用。
參考文獻：
1、林艾思多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計處理方法?中國建筑設(shè)計論壇?2011（11）
【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)設(shè)計；高層建筑；建筑工程
1 工程概況耐火等級為一級，屋面防水等級為二級，地下室防水等級為二級（配電室為一級）。
2 自然條件及地質(zhì)情況
本工程場地地震基本烈度8度，設(shè)計基本地震加速度0.2g，設(shè)計地震分組第一組，建筑場地類別Ⅲ類。100年遇基本風(fēng)壓0.45kN/m2，50年遇基本雪壓0.25kN/m2，場地標(biāo)準(zhǔn)凍深0.68m。場地地基土自上而下可劃分為16層，從上至下依次為耕土，層厚
樓梯、陽臺和上人屋面欄桿頂部水平荷載取0.5kN/m。高低層相鄰的屋面，低層屋面考慮施工時臨時荷載取4kN/m2。大型設(shè)備按實際情況考慮。地震參數(shù)：場地特征周期0.45s，建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比0.05，多遇地震水平地震影響系數(shù)最大值0.16。
3.主要受力構(gòu)件尺寸取值表2結(jié)構(gòu)主要豎向構(gòu)件尺寸變化值mm×mm
除地下車庫頂板板厚為200mm、地下一層頂板厚為180mm外，其他各層樓板厚度均為120mm。
4.主要結(jié)構(gòu)材料選取
圈梁、構(gòu)造柱、挑檐、雨篷及樓梯均采用C30混凝土。主要用于基礎(chǔ)梁、板，墻和柱以及樓面梁的縱筋選用HPB235、HRB335、HRB400級鋼筋。標(biāo)高正負(fù)零以上填充墻采用加氣混凝土砌塊，容重≤6.5kN/ m，標(biāo)高正負(fù)零以下墻體采用MU10粉煤灰磚，其余內(nèi)隔墻均采用輕質(zhì)隔墻，其重量不應(yīng)大于1.00kN/m。標(biāo)高正負(fù)零以上采用M5混合砂漿，標(biāo)高正負(fù)零以下采用M7.5水泥砂漿。結(jié)構(gòu)中所采用的型鋼、鋼板和鋼管均采用Q235-B級鋼。
5.計算軟件及計算依據(jù)
本工程計算使用程序為中國建筑科學(xué)研究院開發(fā)的建筑結(jié)構(gòu)三維設(shè)計與分析軟件 SATWE。計算依據(jù)為建筑條件圖及《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010、《高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2002、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2002等國家相關(guān)規(guī)范。
6.計算結(jié)果分析
（1）位移比基于剛性樓板假定，考慮偶然偏心的條件下，最大位移與層平均位移的比值：
X向為1.17，Y向為1.16；最大層間位移與平均層間位移的比值：X向為1.05，Y向
為1.21。位移比超過1.2，需要考慮雙向地震作用，在進一步施工圖設(shè)計中對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行優(yōu)化。
（2）層間位移計算時不扣除整體彎曲變形，不考慮偶然偏心的影響，X方向地震力作用下的樓層最大位移：1/1273＜1/800；Y方向地震力作用下的樓層最大位移1/1023＜1/800，滿足規(guī)范要求。
（3）剪重比底層水平剪力與結(jié)構(gòu)總重力荷載代表值比值：X向3.8%；Y向4.26%，均大于抗震規(guī)范（5.2.5）條要求的樓層最小剪重比3.20%，故滿足要求。
（4）剛度比結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗算：其X向剛重比EJd/GH2=11.26；Y向剛重比EJd/ GH2=9.19，均大于1.4，能夠通過高規(guī)的整體穩(wěn)定驗算，均大于
2.7，可以不考慮重力二階效應(yīng)。
（5）軸壓比取框架柱2為例進行說明，底層軸壓比為0.70＜0.75，滿足抗震規(guī)范6.3.7及6.4.6條的規(guī)定，其余框架柱同此處。
5 結(jié)語
我國高層建筑的不斷發(fā)展，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求越來越高，本建筑采用框架的結(jié)構(gòu)形式比較合理，滿足了建筑經(jīng)濟、安全、適用、美觀的總體要求，結(jié)構(gòu)計算結(jié)果比較理想。
參考文獻
關(guān)鍵詞：位移比超限、平衡剛度、加厚結(jié)構(gòu)板面、包絡(luò)設(shè)計、手算、單向細(xì)長柱、剛度突變、鞭鞘作用、雙層配筋、
中圖分類號：S611文獻標(biāo)識碼： A
伴隨經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國人民的生活水平日益提高，對文化藝術(shù)的需求越來越大，各種形態(tài)的藝術(shù)館、名人紀(jì)念館、音樂廳、文化廣場應(yīng)運而生。通常這類公共建筑的形體結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，其抗震設(shè)計也有較高要求。為此結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該在熟悉運用規(guī)范的同時，更多的從概念設(shè)計的角度出發(fā)，做到點、線、面結(jié)合，力求做出經(jīng)濟合理的建筑。這里以本市新建的譚逢敬藝術(shù)院為例做分析。
設(shè)計效果圖 二層平面
譚逢敬藝術(shù)院由香港開平同鄉(xiāng)會永遠(yuǎn)榮譽會長譚逢敬先生和開平市人民政府共同投資興建，是集市文聯(lián)、市美術(shù)館、市文藝家之家等文化機構(gòu)和文化設(shè)施于一體的多功能綜合性藝術(shù)大樓，同時也是該市藝術(shù)人才活動、培訓(xùn)、創(chuàng)作、展示、交流、收藏的基地。工程于2010年9月動工，于2011年4月封頂。
一.工程概況
1.1地理環(huán)境
該工程位于開平市長沙區(qū)東興大道A8A號，周邊環(huán)境優(yōu)美，交通便利，區(qū)域位置極其優(yōu)越。建筑物高度29.4m，總建筑面積7913.5平方米。場地類別為II類，設(shè)計地震分組第一組，基本風(fēng)壓0.6kN/，地面粗糙度C類，本地區(qū)抗震設(shè)防烈度為六度。
1.2 基本構(gòu)架
整體形狀為多個大小不一、圓心不共點且高低錯落的圓弧相交嵌套而成，東西兩翼向外傾斜突出；夾層處僅留有不到標(biāo)準(zhǔn)層一半的面積，作為內(nèi)部的辦公區(qū)，其余部分與首層組成跨層式的中空展示大堂。各層平面上出其不意的收縮造就了多個空間開闊的廳堂；逐層的收縮，最終剩下鐘擺狀的六層，其面積只有標(biāo)準(zhǔn)層的40%多。于正門設(shè)置的跨度10米混凝土雨篷、過分傾斜的斜角、不小的天面消防水池。空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但又要保證其合理的運作，就要對存在的矛盾與設(shè)計進行分析改善。
二. 結(jié)構(gòu)設(shè)計概況與分析
該樓為七層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，局部有跨層結(jié)構(gòu)。考慮結(jié)構(gòu)的重要性后，按抗震設(shè)防烈度為六度，框架及剪力墻抗震等級均取為三級進行結(jié)構(gòu)設(shè)計（設(shè)計階段執(zhí)行08版抗震規(guī)范,從現(xiàn)行2010版規(guī)范看來，依然滿足要求）。經(jīng)過試算，結(jié)構(gòu)的周期比，剪重比基本滿足要求，累加振型參與質(zhì)量在60個振型后也達(dá)到90%以上，但是仍存在以下幾個方面的問題要處理：
2.1 位移超限比的處理
該樓東西兩翼向外突出較多，其兩端最大距離達(dá)到63米，結(jié)構(gòu)初步試算結(jié)果也表明層間位移比為1.65，超過規(guī)范允許范圍，易造成結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的危險。如果簡單加設(shè)抗震縫當(dāng)然可以解決問題，但是這樣顯然會破壞建筑的立面感觀,而且不便于施工。
由于東翼電梯井已經(jīng)是剪力墻，故決定在西側(cè)的樓梯間和輔助用房設(shè)置剪力墻,用以平衡兩翼端的剛度，并在兩翼處設(shè)置后澆帶。經(jīng)過調(diào)整以后，結(jié)構(gòu)層間位移比減少到了1.47，符合規(guī)范要求了，但是該結(jié)構(gòu)的剪力墻較少，不能成為結(jié)構(gòu)的第二道防線。故要采取構(gòu)造措施加厚剪力墻周圍的樓板厚度以利于水平力傳遞；另外還要對結(jié)構(gòu)進行包絡(luò)設(shè)計，即取消計算模型中的剪力墻進行補充計算，取兩次計算結(jié)構(gòu)的包絡(luò)值進行設(shè)計。
2.2 跨層及較大開洞處的結(jié)構(gòu)處理
由于夾層局部有跨層結(jié)構(gòu)，而計算機程序不能區(qū)分跨層，因此無法得到真正的跨層結(jié)構(gòu)位移比值，所以需要通過手算進行復(fù)核，把該處的樓層位移除以實際的層高得到真實值。經(jīng)過手算，北面層間位移比為1.46滿足規(guī)范要求。
入口兩側(cè)外墻柱子均為多層開洞處的柱子，雖然不是跨層，但是單向最大高度為21.6m，故也可視為單向細(xì)長柱，需要手算確定其截面等效、穩(wěn)定性及配筋值，同時還要加強洞口周邊的樓板厚度和配筋值。
2.3 立面不規(guī)則的處理
出于立面上的造型需要，該樓逐層收縮，到六層面積只有標(biāo)準(zhǔn)層的40%，造成結(jié)構(gòu)上側(cè)向剛度的不規(guī)則問題。不但剛度突變部位會出現(xiàn)應(yīng)力現(xiàn)象，同時也加大了結(jié)構(gòu)頂部的鞭鞘作用。因而必須取構(gòu)造措施加強結(jié)構(gòu)軟弱處的連接，使得上部的水平力可以順利向下傳遞。本工程參考了帶裙樓的高層建筑的處理方法：
1、加強立面突變處的上下層的樓板厚度，并采用雙層雙向配筋，且最小配筋率取到0.3%；
2、加大立面突變處柱子的縱筋最小配筋率并使箍筋全長加密，剪力墻則人工指定邊緣構(gòu)件為約束邊緣構(gòu)件，以上柱子和剪力墻的加強范圍均從基礎(chǔ)起到立面突變的上一層。
2.4 考慮樓梯間的支撐作用進行整體計算
在08版的抗震規(guī)范中已經(jīng)明確提出整體計算中要考慮樓梯對結(jié)構(gòu)計算結(jié)果的影響。本樓樓梯間數(shù)量達(dá)到3個，樓梯與主體的相對剛度自然不可忽視，故整體計算中按照規(guī)范要求加入了樓梯間，另外還采取以下措施進行加強：
1、所有樓梯板均地面雙層配筋，以前的設(shè)計中簡單的認(rèn)為樓梯板是兩端簡支的受彎構(gòu)件，跨中板面可以不配鋼筋。但是汶川地震表明，地震中樓梯板會受到拉力，故必須雙層配筋；
2、樓梯板的半平臺會把樓梯間的柱子變成短柱，故此處的框架柱的箍筋必須全長加密；
3、由于樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響集中在底部，故還對底下兩層的樓梯板配筋進行加強，并提高梯間柱的抗剪承載力。
2.5 正門混凝土雨篷設(shè)計
原設(shè)計中該雨篷為鋼結(jié)構(gòu)雨篷，應(yīng)建設(shè)單位提出要求改為混凝土結(jié)構(gòu)。雨篷跨度大（深度10米，寬度14米），若做成懸臂梁受力不合理，另外混凝土自重也太大，如何處理是一個難題。和建筑師商議后，把雨篷中間的梁伸入兩旁的混凝土柱中，同時把部分的混凝土板換成玻璃板。經(jīng)過這樣修改，雨篷梁截面大大減少，受力也合理多了，而且玻璃的使用增加了入口的亮度，一舉多得。
2.6 預(yù)應(yīng)力管樁的使用
勘察資料顯示本工程第1~5層為低承載力、較高壓縮性的軟弱土層，厚度較大，不適宜做天然基礎(chǔ)，而第6層為強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，強度較高，適合做為深基礎(chǔ)的持力層。所以本工程決定使用混凝土預(yù)應(yīng)力管樁。另外為了增強基礎(chǔ)的整體性，盡量使用三樁及以上的承臺，并且力求每個承臺在兩個相互垂直的方向都有連接。
三. 結(jié)語
公共建筑體型復(fù)雜，功能要求多樣，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員設(shè)計時須從概念設(shè)計的角度出發(fā)，結(jié)合實際情況，善于借助結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件進行分析，又不盲目相信軟件，做全方位的考慮，多手段的驗算，才能把結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟與安全把握好，落到實處，即方便施工，也為日后項目的使用做最堅實的保障。
藝術(shù)院竣工至今已有兩年多，其設(shè)計獨特，施工質(zhì)量優(yōu)良，不僅接納了來自各地的文化交流，還成為本地的藝術(shù)培育基地，可謂開平市的現(xiàn)代地標(biāo)性建筑。在受到建設(shè)單位和社會各界好評的同時，還獲得了江門市第十二次優(yōu)秀工程勘察、第十五次優(yōu)秀工程設(shè)計獎優(yōu)秀設(shè)計一等獎。
作者簡介：
李鴻就 結(jié)構(gòu)工程師 2001年畢業(yè)于廣東省江門市五邑大學(xué) 土木工程系
參考文獻：
1. 建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2010）
2. 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GBJ50007-2012）
1、BIM技術(shù)概況
在建筑工程項目中，由于工程設(shè)計的信息是多方面的，并且很多信息是動態(tài)的，如果能夠及時收集這些信息，并能夠合理利用，那么將對建筑工程的推進會起到有效的推動作用。BIM技術(shù)就能夠滿足以上這些要求，這項技術(shù)也稱為建筑業(yè)的第。BIM技術(shù)主要是通過數(shù)字模型進行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工、管理的一種先進方法，其特征是主要是：信息集成化、信息傳遞性、協(xié)同設(shè)計。（1）信息集成化。BIM技術(shù)的集成化主要包括設(shè)計過程的集成化和設(shè)計信息的集成化。（2）信息傳遞性。具有傳遞性是BIM技術(shù)獨有的特點。在實際工作中，程序中如果修改了某項數(shù)據(jù)后，BIM系統(tǒng)會自動將修改的部分傳遞給影響的圖元。（3）協(xié)同設(shè)計。BIM技術(shù)搭建了聯(lián)系設(shè)計、施工、建設(shè)方之間的橋梁，并為工程的推進提供了大量的動態(tài)數(shù)據(jù)。
2、BIM在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用
BIM技術(shù)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，其應(yīng)用與傳統(tǒng)技術(shù)有真重大的區(qū)別，其重要的應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個方面。
2.1模型建立
BIM技術(shù)可以有效的將結(jié)構(gòu)的三維實體模型用真實的構(gòu)件表示出來，對比傳統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)，突破了CAD技術(shù)進行施工圖繪制時，只能表示平面信息的瓶頸，BIM技術(shù)可以利用直觀的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件表示整體結(jié)構(gòu)以及各構(gòu)件之間的關(guān)系。在實際結(jié)構(gòu)設(shè)計中，利用BIM技術(shù)，可以通過可視化技術(shù)，通過對建筑結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行設(shè)計，進而設(shè)計出一個合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。通過BIM技術(shù)，也可以迅速發(fā)現(xiàn)在設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題，及時修改設(shè)計方案，最終提高設(shè)計質(zhì)量。
2.2參數(shù)化設(shè)計
在BIM系統(tǒng)中，整個建筑結(jié)構(gòu)的所有信息都在一個數(shù)據(jù)庫，并且這個數(shù)據(jù)庫是共享的，參與設(shè)計的各方都可以共享這些數(shù)據(jù)。方案設(shè)計和初步設(shè)計對施工圖設(shè)計影響較大，造成了結(jié)構(gòu)工程師將大量的精力都投入到了建筑工程項目并不是最重要的階段。BIM的參數(shù)化設(shè)計就解決了整個問題。BIM技術(shù)采用了參數(shù)化的三維實體模型設(shè)計結(jié)構(gòu)單元，將之前的點、線、面等元素替換為梁、柱等構(gòu)件，大量使用的構(gòu)件被定義為族，族中參數(shù)包括了幾何信息、材料信息、邏輯信息等非幾何信息。
2.3設(shè)計過程優(yōu)化
與傳統(tǒng)的設(shè)計過程相比，BIM技術(shù)在設(shè)計流程上進行了優(yōu)化。BIM技術(shù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計流程為：BIM數(shù)據(jù)庫中導(dǎo)出建筑幾何信息結(jié)構(gòu)設(shè)計師設(shè)計結(jié)構(gòu)方案對結(jié)構(gòu)方案進行優(yōu)化，初步確定結(jié)構(gòu)選型和布置建立初步分析模型導(dǎo)入結(jié)構(gòu)有限元軟件進行分析，完成截面設(shè)計各專業(yè)分析評估結(jié)構(gòu)模型，輸入BIM數(shù)據(jù)庫并繪制施工圖。
3、BIM在結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用中的難點
BIM技術(shù)在應(yīng)用過程中，也存在一些難點，遇到了一些問題，這些在一定程度上影響了BIM技術(shù)的廣泛應(yīng)用，這些難點主要包括以下幾個方面。（1）缺乏標(biāo)準(zhǔn)體系。由于BIM技術(shù)目前還處于探索階段，國家和地區(qū)相應(yīng)的各種規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)還沒有出臺，處于前期調(diào)研、或正在制定過程中。因為BIM技術(shù)需要信息的傳遞，所以BIM相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)與軟件的協(xié)調(diào)性是一個十分關(guān)鍵的問題。（2）法律責(zé)任問題。主要體現(xiàn)在：BIM技術(shù)在使用過程中的合法性和有效性；參數(shù)進行傳遞，涉及到產(chǎn)權(quán)和責(zé)任問題；建立模型與傳統(tǒng)技術(shù)內(nèi)容的一致性；BIM各方的修改權(quán)限。（3）應(yīng)用和交付問題。不同設(shè)計階段，BIM技術(shù)設(shè)計的深度也不同，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)也不同。參與設(shè)計的各方與傳統(tǒng)技術(shù)相比，分工和內(nèi)容也不同。（4）BIM技術(shù)的缺點。由于BIM技術(shù)處于前期推廣階段，還存在以下幾個方面的問題：軟件主要是國外軟件，本土話程度不高；軟件對應(yīng)用人員的專業(yè)素質(zhì)和硬件設(shè)備要求較高；軟件各個模塊之間連接不完善，數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)傳遞程度較低，BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)信息的傳遞成都有待進一步提高。（5）使用成本過高。由于對使用人員素質(zhì)和硬件設(shè)備要求較高，所以需要投入一定的資金對專業(yè)人員進行培訓(xùn)，購置高配置設(shè)備，進行軟件更新。（6）BIM技術(shù)存檔問題。由于目前沒有具體存檔標(biāo)準(zhǔn)，加之存檔對硬件的配置要求較高，需要進一步提高硬件的配置，增加使用成本。所以，BIM技術(shù)的文檔存儲問題亟待解決。
4、結(jié)語
關(guān)鍵詞：高層建筑 人防地下室 結(jié)構(gòu)設(shè)計
中圖分類號：[TU208.3] 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：
一、工程概況
某建筑高層住宅樓，由兩棟25層塔樓、2層群房和2層地下室構(gòu)成，為框支剪力墻結(jié)構(gòu)。設(shè)2000m2人防地下室，按戰(zhàn)時二等人員遮蔽所 6 級防空設(shè)計，人防區(qū)設(shè)置2個防護單元，每個單元又分為2個抗爆單元。
二、地下室人防結(jié)構(gòu)設(shè)計的特征
地下室人防結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容包含兩方面：一是主體結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括頂板、外側(cè)墻、底板等其他構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計；二是孔口防護設(shè)計，包括出入口的防護和消波系統(tǒng)（防護設(shè)備），其中出入口的防護包含防護密閉門的選用、門框墻及臨空墻的計算、出入口通道（包括風(fēng)井）的計算等幾個方面，而消波系統(tǒng)則包含防爆破活門的選用和擴散室（箱）的設(shè)計。
三、地下室人防結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則
根據(jù)以上所述的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點，可以確定防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般要求：
1．平戰(zhàn)結(jié)合，取控制條件，在民用建筑的人防地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，一般只涉及 5 級或 6 級人防設(shè)計，結(jié)構(gòu)的頂板基本上都由戰(zhàn)時控制，而側(cè)墻和底板則因防空地下室結(jié)構(gòu)形式的不同而由實際情況確定。
2．進行強度驗算，由于在核爆動載荷作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形極限已由允許延性比控制，且在確定各種構(gòu)件允許延性比時，考慮了對變形的限制，因而在防空地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不必再單獨對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形與裂縫開展進行驗算。
3．只考慮一次核襲擊。
4．注意各部件的協(xié)調(diào)，以免因設(shè)計控制標(biāo)準(zhǔn)不一致而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的局部先行破壞，失去整個防護建筑的作用。
5．地面與地下承重結(jié)構(gòu)體系要協(xié)調(diào)，不能出現(xiàn)兩者強弱相差較大的情況。了解了人防結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點及原則之后，必須確定計算所需的載荷值。
四、地下室人防設(shè)計
1．等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值。等效靜荷載是對核爆動荷載進行簡化動力分析得出的荷載值，為作用在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上動荷載最大值與系數(shù)的相乘積，其值與地面超壓值、動荷載波形、構(gòu)件工作階段及允許延性比有關(guān)。當(dāng)條件符合時可由規(guī)范（GB50038-94）中直接查取，當(dāng)條件不符合時，應(yīng)按規(guī)范中公式進行計算。本工程根據(jù)規(guī)范要求，人防部分各部位的等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值選擇見表 1：
表 1 等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值
注：無覆土部分計入上部建筑物對地面空氣沖擊波超壓作用的影響
根據(jù)人防圍護區(qū)各構(gòu)件的受力情況及構(gòu)造要求，該工程相應(yīng)各構(gòu)件截面選擇見表 2：
表 2 構(gòu)件截面選擇值
2．地下室人防頂板的計算。6級防空地下室結(jié)構(gòu)頂板（如圖1所示），考慮上部建筑對地面空氣沖擊波超壓作用影響，無覆土，板厚 250mm，滿足6級頂板早期核輻射的要求。
qel=55kN/m2（分項系數(shù)為1.0）;靜荷載自重：0.25×25×1.2=7.5kN/m2。
Σq=55+7.5=62.5kN/m2
計算中間較大板塊 A（屬B1類）：
λ=lx/ly=6/5=1.2；a=1.45；ω=0.076；
B1=0.122；M0=ωq12x=0.076×62.5×62=171.0kN·m；
M x =B1M0=0.122×171=20.86kN·m；
My=aM x =1.45×20.86=30.25kN·m；
Mx0=2M x =2×20.86=41.72kN·m；
My0=2My=2×30.25=60.50kN·m；
板塊 B（：屬 B3 類）
λ=lx/ly=5/5=1.0；a=1.0；ω=0.084；
B3=0.20；M0 =ωq12x=0.084×62.5×52=131.25kN·m；
Mx=B3{M0-[Σ（My0+λMx0）/2]}
=0.20[131.25-1/2×37.48]=22.50kN·m；
My=aMx=1.02×22.50=22.50kN·m；
Mx0=2Mx=2×22.50=45.00kN5.0·m；
Mx0=2My=2×22.50=40kN·m。
人防計算方法，由中間大板塊計算后，向周邊板塊推進，把已經(jīng)計算出的支座內(nèi)力作為已知內(nèi)力，其他板塊計算以此類推，但這些內(nèi)力值均為動力設(shè)計值。
圖 1
3．口部設(shè)計。口部設(shè)計有門框墻設(shè)計，即側(cè)擋板和上、下?lián)醢逶O(shè)計，防塌樓梯和出入口頂蓋設(shè)計等。
（1）門框墻設(shè)計。當(dāng)換算剪跨C/懸板厚度 h0>1時，按懸挑板設(shè)計；當(dāng)換算剪跨C/ 懸板厚度h0≤1時，按牛腿設(shè)計。
其中：C=M/V。本工程 6 級人防防護密閉門 FM1520-115，門框墻選用300厚。如圖2所示：
圖 2
等效靜荷載 q=200kN/m2
設(shè)門計算跨度系數(shù) α=1.05
a=1500，b=2000，a/b=1500/2000=0.75
γa=0.36，γb=0.40
Qa=q·γaα=2000×0.36×1.5×1.05=113140kN
Qb=q·γbα=2000×0.40×1.5×1.05=126100kN
兩側(cè)：Md=Qb（L–0.033）+1/2qL2b
=126×（0.5-0.033）+1/2×200×0.4672=80.65kN·m
Vd=Qb+qLb=126+200×0.467=219kN
C=Md/Vd=80.65/219=0.368m
C/h0=0.368/0.285=1.29>1 按懸板設(shè)計；
門檻：Md=Qa（L-0.033）+1/2qL2a
=113.4×（0.25–0.033）+1/2×200×0.2172
=29.30kN·m
Vd=Qa+qLa=113.40+200×0.217=146.80kN
C=Md/Vd=29.30/156.80=0.187m
C/h0=0.187/0.235=0.80
（2）出入口樓梯荷載考慮：樓梯板、休息平臺板均須按雙向受力作用來考慮，其等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值qe=55kN/m2。
（3）出入口頂蓋按棚架防倒塌設(shè)計，由房屋倒塌產(chǎn)生的垂直等效荷載標(biāo)準(zhǔn)值為50kN/m2，水平荷載為15kN/m2，兩者按不同時作用考慮。
4．底板不利荷載取值。在人防設(shè)計中，底板同時受到地下水壓力及人防沖擊力的作用，但人防沖擊力在底板的不利組合中視基礎(chǔ)的形式而定。（1）如果是箱型基礎(chǔ)且在計算中已考慮了水上浮力時，可不計入人防沖擊力。即人防沖擊力可不進行組合；（2）如果是樁基且是摩擦型樁時，應(yīng)考慮人防沖擊力的不利組合；（3）如果是樁基且是端承樁無沉降時，應(yīng)不考慮人防沖擊力的組合。
5．基礎(chǔ)設(shè)計。在人防工程基礎(chǔ)設(shè)計中，由于在核爆動力荷載作用下，地基承載力提高較高，一般可提高2～5倍，因此，對地基承載力與地基變形可不進行驗算，但應(yīng)驗算結(jié)構(gòu)構(gòu)件本身強度承載力。
6．計算中應(yīng)注意的幾個問題：（1）在等效靜荷載作用下，材料設(shè)計強度應(yīng)取動力設(shè)計強度值，即考慮材料在動力作用下的提高系數(shù)。因此，等量等效靜荷載與等量靜荷載不等價，在截面設(shè)計中不能直接套用地面截面設(shè)計圖表；（2）對于按彈塑性工作階段確定的等效靜荷載設(shè)計中，為保證構(gòu)件延性，在受彎、受剪及受壓計算中都有與地面設(shè)計不同的要求。在按彈塑性工作階段設(shè)計時，受彎構(gòu)件或大偏心受壓構(gòu)件的受拉鋼筋配筋率不宜大于1.5%。由于我們設(shè)計的該類構(gòu)件均按雙面配筋，所以可以認(rèn)為ρ
【關(guān)鍵詞】房屋結(jié)構(gòu)；建筑設(shè)計；優(yōu)化技術(shù)
當(dāng)今社會對房屋建設(shè)的要求不僅僅是對質(zhì)量的要求，更高層次上是對房屋建筑結(jié)構(gòu)方面的要求。所以作為房屋建筑公司不能夠停留在陳舊的思想觀念中，應(yīng)該緊跟社會發(fā)展的步伐甚至超越社會的發(fā)展，引領(lǐng)房屋建設(shè)的發(fā)展方向。這就要求其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須有滿足人類需求有效的實施優(yōu)化設(shè)計，房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計能夠使房屋具有美觀、經(jīng)濟、實用等方面的特點，并且在建筑過程中可以節(jié)省空間，提高建筑施工的效率。
一、房屋優(yōu)化設(shè)計的主要內(nèi)容
居民住房與商品房在結(jié)構(gòu)和用途上都不同，居民住房更加注重房屋優(yōu)化設(shè)計。房屋優(yōu)化設(shè)計的主要內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)是否實用，布局是否合理，外形是否美觀等等。房屋優(yōu)化設(shè)計的目的是滿足居民的需求，為居民提供滿意的住房，同時也能夠增加開發(fā)商的經(jīng)濟效益。通常情況下來講，具體的房屋優(yōu)化設(shè)計方案主要從整體布局和具體部件兩個角度進行分析，考慮。影響整體布局的主要因素有房屋的尺寸，包括房屋的長度，寬度，高度等等。影響具體部件的主要因素有鋼筋和混凝土的強度等等。對于這兩方面的設(shè)計必須要由專業(yè)的工程技術(shù)人員進行設(shè)計，并進行規(guī)范化的審核和監(jiān)督，這樣才能為房屋優(yōu)化設(shè)計的后續(xù)工作打好堅實的基礎(chǔ)，以達(dá)到房屋優(yōu)化設(shè)計的最終目標(biāo)。
二、結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法
結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化就是指在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)的時候，要改革設(shè)計理念，采取科學(xué)、先進的設(shè)計方案篩選方式，選擇出在各方面都能達(dá)到最佳效果的設(shè)計方法。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化主要包括建筑物各個部分結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，以及對建筑物整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計。
（一）結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計模型
結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計就是在各種變量中選擇主要參數(shù)，并且構(gòu)建函數(shù)模型，采取科學(xué)、先進的方法計算得出最優(yōu)解。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計模型的建立步驟主要包括以下幾點：其一，變量選擇。一般而言，影響設(shè)計方案的重要數(shù)據(jù)，均可以稱之為變量。比如，工程目標(biāo)參數(shù)主要有房屋價格參數(shù)、預(yù)期產(chǎn)生損失參數(shù)；工程控制級約束參數(shù)主要有房屋結(jié)構(gòu)可靠性參數(shù)，等等。如果設(shè)計人員可以有效減小參數(shù)的變化幅度或者減少變量參數(shù)的參考，那么，就可以降低和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算、編程相關(guān)工作的難度，這樣設(shè)計人員就能夠快速的找到和設(shè)計目標(biāo)相符的數(shù)據(jù)。其二，函數(shù)確定。在多組函數(shù)中，設(shè)計人員可以根據(jù)房屋橫截面尺寸、鋼筋尺寸等數(shù)據(jù)選擇最相符的那組函數(shù)，對函數(shù)性質(zhì)予以分析，進而實現(xiàn)降低房屋造價的目的。其三，條件衡量。根據(jù)房屋結(jié)構(gòu)耐用性、穩(wěn)定性的要求，房屋設(shè)計的約束條件主要有房屋尺寸、架構(gòu)剛性、架構(gòu)穩(wěn)定性、架構(gòu)體系規(guī)格、墻體裂隙限度、結(jié)構(gòu)可塑程度等。
（二）結(jié)構(gòu)優(yōu)化計算方案
在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中，經(jīng)常涉及很多計算過程，并且在優(yōu)化設(shè)計中，計算過程將會更加復(fù)雜、多變。在進行數(shù)據(jù)演算的時候，一定要將附加約束條件問題轉(zhuǎn)變?yōu)椴桓綆Ъs束條件問題，這樣就可以更快的計算出結(jié)果。通常情況下，計算方法主要包括符合型法、拉氏乘子法等。這些計算方法各有利弊，在實際設(shè)計過程中，一定要結(jié)合房屋建筑的實際情況，選擇恰當(dāng)?shù)挠嬎惴椒ǎ瑢崿F(xiàn)節(jié)約時間、節(jié)省精力的目的，保證優(yōu)化設(shè)計的合理性與科學(xué)性。
三、結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的作用
（一）提升建筑的安全性
通過對房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，可以對原有設(shè)計方案中的不足和缺陷進行彌補，從而提升建筑結(jié)構(gòu)的合理性和安全性，在保證建筑整體質(zhì)量的基礎(chǔ)上，節(jié)省建筑材料，提升建筑的穩(wěn)定性和相應(yīng)的受力性能，確保建筑的使用安全。
（二）減低工程造價
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，運用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計后，與原設(shè)計方案相比，建筑工程的成本可以節(jié)約10%―30%左右，成本大大降低。同時，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，還可以充分發(fā)揮原材料的性能，確保建筑結(jié)構(gòu)各個單元之間的緊密聯(lián)系，提升建筑工程的經(jīng)濟性。
（三）結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的方法
之前也提到，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計所追求的最終效果，是實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟性、美觀性、實用性以及施工的便利性。在房屋建筑中應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)，主要體現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計以及建筑的分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，主要包括基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、屋蓋系統(tǒng)、圍護結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)細(xì)部等多個方面，需要從結(jié)構(gòu)受力情況、整體布局、結(jié)構(gòu)造型以及成本造價等方面進行綜合分析。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)需要從房屋建筑的實際情況出發(fā)，以確保優(yōu)化設(shè)計作用的充分發(fā)揮。
四、結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用
（一）工程概況
該住宅建筑整體高度30層，地下1層，采用鋼結(jié)構(gòu)框架剪力墻的形式。在結(jié)合實際需求和現(xiàn)場情況進行綜合分析后，采用了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的模式進行改進和創(chuàng)新，以計算機為輔助手段，對每一個施工階段的設(shè)計進行了優(yōu)化，同時針對整個建筑工程實行全局優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化后的方案與優(yōu)化前相比，不僅更加科學(xué)合理，而且節(jié)省了大量的成本，與優(yōu)化前相比，工程造價降低了 26%。
（一）優(yōu)化設(shè)計規(guī)范
在對該房屋建筑進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的過程中，設(shè)計人員嚴(yán)格遵循了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，不僅充分了解了結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的相關(guān)條例，而且結(jié)合房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際情況，對結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的方案進行了合理應(yīng)用。同時，針對結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中存在的不足，如安全性較差、要求過于寬松等，設(shè)計人員結(jié)合實際情況進行了適當(dāng)?shù)娜∩幔瑥亩袑嵄ＷC了設(shè)計成果的最優(yōu)化。
（二）前期參與
要想做到結(jié)構(gòu)的最優(yōu)設(shè)計，制定出最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方案，設(shè)計人員應(yīng)該積極參與到工程的前期規(guī)劃中去，充分了解工程設(shè)計的實際情況，針對客觀需求，有針對性地對建筑結(jié)構(gòu)形式進行選擇和規(guī)劃，從而形成一個科學(xué)合理、行之有效的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案，為建筑工程的施工提供相應(yīng)的指導(dǎo)和參考。這樣，才能切實保證優(yōu)化設(shè)計的成果，保證建筑工程的質(zhì)量。而如果設(shè)計人員無視工程的前期規(guī)劃，盲目按照自身的經(jīng)驗對其進行優(yōu)化設(shè)計，就會由于對建筑結(jié)構(gòu)體系受力情況的把握不當(dāng)，出現(xiàn)無從下手的局面，影響設(shè)計成本的質(zhì)量。
（四）概念設(shè)計
對于房屋建筑而言，在相同的建設(shè)條件下，采取不同的結(jié)構(gòu)布局方式，就會產(chǎn)生不同的設(shè)計效果。因此，在房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的過程中，應(yīng)該實現(xiàn)細(xì)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化與概念設(shè)計的有機結(jié)合，這樣才能切實有效地提高結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的效果。這里的概念設(shè)計，主要是指將建筑的設(shè)計概念作為設(shè)計工作的重點，屬于一種貫穿設(shè)計整個過程的設(shè)計方法，主要是針對缺乏相應(yīng)數(shù)值的細(xì)節(jié)進行處理，如地震設(shè)防烈度量化等情況，如果單純依靠相應(yīng)的公式，得出的結(jié)果必然會與實際情況存在較大的差異，而采用概念設(shè)計的方法，則可以將數(shù)值作為一種參考依據(jù)，從而對結(jié)構(gòu)設(shè)計中的細(xì)節(jié)進行合理把握，提升結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的質(zhì)量。
綜上所述，房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計對房屋建筑來說是非常重要的，不僅能夠降低工程造價，還能滿足人們的需求，提供給居民經(jīng)濟實用，安全美觀的住房，使居民感受到自己所花的錢是非常值得的。房屋建筑商應(yīng)該應(yīng)用合理的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)公司利潤的最大化，從而提高公司的綜合競爭力。
【參考文獻】
[1]王也.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].中華民居（下旬刊），2013，03
關(guān)鍵字：結(jié)構(gòu)抗震模式 概念設(shè)計 工民建建筑
工民建結(jié)構(gòu)抗震模式概況
隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展和人民生活水平的普遍提高，人們對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也提出了更高的要求，在原本建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上，更多的要求保證建筑更好的抗震性，因此，針對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計模式的現(xiàn)狀，提出概念設(shè)計來豐富結(jié)構(gòu)設(shè)計的不足正是當(dāng)今建筑業(yè)抗震設(shè)計的重要改革。目前，我國工民建結(jié)構(gòu)抗震模式中大多都采用與概念設(shè)計相結(jié)合進行抗震設(shè)計的方法。所謂概念設(shè)計是從結(jié)構(gòu)設(shè)計總體方案設(shè)計開始進行，就是要運用人們對建筑結(jié)構(gòu)抗震模式已有的認(rèn)識來更深層次的處理結(jié)構(gòu)設(shè)計中將遇到的一些難以處理的問題，例如建筑體型、結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)件延性等問題。概念設(shè)計要在結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上、從宏觀原則上進行綜合評價、辨別、選擇等處理，再加以必要的計算和構(gòu)造設(shè)計，并據(jù)此消除建筑物抗震的諸多薄弱環(huán)節(jié)，保證建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠達(dá)到合理抗震設(shè)計的目的。概念設(shè)計也就是在特定的建筑空間條件下，用整體的概念設(shè)計來綜合考量結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計方案，并依據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的總體系和部分之間的力學(xué)、結(jié)構(gòu)關(guān)系和工程經(jīng)驗的基本設(shè)計原則和思想，把握總體方向，來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和細(xì)節(jié)構(gòu)造。概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的重要作用已經(jīng)引起了我國建筑業(yè)的廣泛關(guān)注，在今后的研究中必將發(fā)揮更大的作用。
二、工民建抗震模式中概念設(shè)計應(yīng)用的必要性和重要性
（一）建筑抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求
長期以來，我國建筑抗震設(shè)計通常采用結(jié)構(gòu)設(shè)計進行，但是我國建筑抗震設(shè)計規(guī)范中要求的以可靠度理論為基礎(chǔ)，吸收延性設(shè)計的思想的要求還是存在一些問題。在一些具體問題中，針對結(jié)構(gòu)設(shè)計抗震模式要求的相關(guān)規(guī)定相當(dāng)模糊，因此，在建筑業(yè)飛速發(fā)展的今天，我們不能盲目的按照規(guī)則照搬照抄，而是應(yīng)該把建筑抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)作為一種參考，在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計作為基礎(chǔ)的前提下，做出正確的選擇，要對整體結(jié)構(gòu)體系與個基本體系之間的力學(xué)等關(guān)系進行透徹的分析、認(rèn)識，將概念設(shè)計應(yīng)用到具體的實踐工作中去。
目前，我國建筑業(yè)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計大多是按照規(guī)范和手冊進行，之后運用計算機軟件完成結(jié)構(gòu)設(shè)計，但是這樣卻并不能達(dá)到最優(yōu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計目標(biāo)，我們還應(yīng)該考慮如何在結(jié)構(gòu)設(shè)計中有效的運用概念設(shè)計，減少結(jié)構(gòu)設(shè)計方案和實際建筑方案之間出現(xiàn)的分歧。要運用概念設(shè)計的優(yōu)勢，彌補結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑抗震設(shè)計中的不足，降低建筑抗震的風(fēng)險，保證建筑質(zhì)量。
結(jié)構(gòu)抗震模式存在問題
結(jié)構(gòu)抗震模式存在諸多的問題，在工程師完成初步的設(shè)計方案后，通常會選用計算機軟件進行整體的分析設(shè)計，但是由于計算機軟件自身的缺陷就會導(dǎo)致計算機所設(shè)計出來的方案存在嚴(yán)重的問題，而這些問題如果不能及時的發(fā)現(xiàn)，就會在建筑施工中出現(xiàn)問題。結(jié)構(gòu)抗震模式存在著許多不確定的因素，地震是一種地球內(nèi)部隨機的、不確定的、破壞性極大的地質(zhì)運動，目前國際上尚沒有準(zhǔn)確對地震發(fā)生的時間、強度進行準(zhǔn)確預(yù)測的方法和措施，而通常建筑物遭到地震破壞的作用機理又十分復(fù)雜，結(jié)構(gòu)設(shè)計中根本沒有有效規(guī)避地震危害的措施，因此，要提高建筑物的抗震性能，就要將結(jié)構(gòu)設(shè)計與概念設(shè)計相結(jié)合，使其雙方能夠相互作用，達(dá)到最佳的狀態(tài)組合，從而提高建筑物的抗震能力，達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的目標(biāo)。
概念設(shè)計的重要性
在我國建筑業(yè)探究概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計相結(jié)合進行抗震設(shè)計的過程中，概念設(shè)計的重要性越來越突出的表現(xiàn)出來。概念設(shè)計的重要性，還體現(xiàn)在建筑方案設(shè)計的階段。建筑的初步設(shè)計通常是不能借助計算機軟件來進行的，這就需要結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師運用結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念，選擇最為可靠、經(jīng)濟可行的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，這就需要結(jié)構(gòu)工程師不斷吩咐自己的設(shè)計經(jīng)驗和設(shè)計知識，深入了解各類結(jié)構(gòu)的性能，并掌握這些知識，靈活的運用到實際設(shè)計方案中。在進行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，可以運用概念性近似估算的方法，在設(shè)計初始階段進行迅速有效地對結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進行比較與選擇，這樣所得的方案就會更清晰、并且定性更為準(zhǔn)確，避免不必要的計算，具有較高的經(jīng)濟可行性，同時也是檢驗計算機數(shù)據(jù)計算準(zhǔn)確性的主要依據(jù)之一。概念設(shè)計可以涉及到結(jié)構(gòu)設(shè)計較易忽視的細(xì)節(jié)部分，概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計相融合，可以更好的保證建筑設(shè)計方案的可行性。
概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)抗震模式中的應(yīng)用
概念設(shè)計要保證結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的可靠性
結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的目的一般是使建筑結(jié)構(gòu)在強度、剛度及節(jié)能性等方面取得最佳的效果，從而滿足結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的要求。在當(dāng)前的建筑科技水平和經(jīng)濟條件子啊，為了保證結(jié)構(gòu)設(shè)計具有可靠的抗震性能，概念設(shè)計在于結(jié)構(gòu)設(shè)計相結(jié)合的過程中，必須要充分考慮場地條件和原材料質(zhì)量條件的關(guān)鍵因素。抗震概念設(shè)計的一般原則強調(diào)的是設(shè)計不能陷入簡單計算的誤區(qū)，若結(jié)構(gòu)設(shè)計存在嚴(yán)重不規(guī)則，整體性差等問題，僅按照我國目前的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計計算水平，是很難保證結(jié)構(gòu)的抗震性能的，所以，應(yīng)用概念設(shè)計的原理，并結(jié)合大量地震災(zāi)害和設(shè)計試驗研究成果，所得出的結(jié)論是：建筑構(gòu)件的最不利受力狀態(tài)應(yīng)隨著構(gòu)件和地震作用的方向而發(fā)生變化。概念設(shè)計要在保證結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的可靠性的基礎(chǔ)上，對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行全面的考察，查找不足，并采取必要的措施，提高整個結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震性能。
結(jié)構(gòu)抗震模式中薄弱部位要采用概念設(shè)計進行綜合
結(jié)構(gòu)抗震模式中最薄弱部位，如建筑平面外墻轉(zhuǎn)角處的轉(zhuǎn)角窗，通常是限制了角部結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力構(gòu)件的設(shè)置，這就需要概念設(shè)計進行處理。上文提到過，結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在許多問題，而這些問題都是結(jié)構(gòu)設(shè)計本身所不能解決的，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計本身的局限性，就需要概念設(shè)計發(fā)揮自身的設(shè)計優(yōu)勢來補充結(jié)構(gòu)設(shè)計中的不足，在結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后，要從宏觀的角度對整個建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進行檢驗和審核，并找出其中存在的問題，針對問題制定適合的概念設(shè)計方案，以彌補結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中的不足。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的薄弱部位更應(yīng)該采用概念設(shè)計進行重點的綜合設(shè)計，從而保證建筑設(shè)計的總體抗震質(zhì)量。
結(jié)構(gòu)抗震模式應(yīng)用的現(xiàn)狀和前景展望
我國多年的建筑抗震設(shè)計經(jīng)驗，并在總結(jié)工民建中多年的抗震探索和研究的基礎(chǔ)上，我們發(fā)現(xiàn)要解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中的諸多問題，必須在結(jié)構(gòu)設(shè)計中引入概念設(shè)計這一全新的設(shè)計理念，這種設(shè)計理念可以從宏觀的角度對建筑的抗震結(jié)構(gòu)進行全面的設(shè)計，在某些關(guān)鍵方面可以彌補一些結(jié)構(gòu)設(shè)計思想中對抗震結(jié)構(gòu)思考不足的地方，這也就為我國今后的工民建結(jié)構(gòu)抗震模式設(shè)計開辟了新的道路。建筑抗震設(shè)計體系正由傳統(tǒng)的硬性抗震轉(zhuǎn)為柔性抗震的發(fā)展體系中。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計與概念設(shè)計相結(jié)合的設(shè)計方法主要是采用以柔克剛的全新理念進行建筑抗震設(shè)計。這種方法通過調(diào)整結(jié)構(gòu)動力特征來達(dá)到抗震的目的，在我國未來的工民建中，概念設(shè)計融合與結(jié)構(gòu)設(shè)計抗震模式中的新方法將會是今后的主要抗震設(shè)計方案。
參考文獻：
[1]謝能剛，于玉莽．抗震結(jié)構(gòu)的動力優(yōu)化設(shè)計研究[J]．海河大學(xué)學(xué)報，2001，28(3)
[2]陳教洪．談概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J]．建材與裝飾(中旬刊)，2008(2)
鋼筋混凝土多層、多跨框架軟件開發(fā)
2.項目研究背景：
所要編寫的結(jié)構(gòu)程序是混凝土的框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，建筑指各種房屋及其附屬的構(gòu)筑物。建筑結(jié)構(gòu)是在建筑中，由若干構(gòu)件，即組成結(jié)構(gòu)的單元如梁、板、柱等，連接而構(gòu)成的能承受作用(或稱荷載)的平面或空間體系。
編寫算例使用建設(shè)部最新出臺的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》gb50010-xx,該規(guī)范與原混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范gbj10-89相比，新增內(nèi)容約占15%，有重大修訂的內(nèi)容約占35%，保持和基本保持原規(guī)范內(nèi)容的部分約占50%，規(guī)范全面總結(jié)了原規(guī)范實施以來的實踐經(jīng)驗，借鑒了國外先進標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。
3. 項目研究意義：
建筑中，結(jié)構(gòu)是為建筑物提供安全可靠、經(jīng)久耐用、節(jié)能節(jié)材、滿足建筑功能的一個重要組成部分，它與建筑材料、制品、施工的工業(yè)化水平密切相關(guān)，對發(fā)展新技術(shù)。新材料，提高機械化、自動化水平有著重要的促進作用。
由于結(jié)構(gòu)計算牽扯的數(shù)學(xué)公式較多，并且所涉及的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)很零碎。并且計算量非常之大，近年來，隨著經(jīng)濟進一步發(fā)展，城市人口集中、用地緊張以及商業(yè)競爭的激烈化，更加劇了房屋設(shè)計的復(fù)雜性，許多多高層建筑不斷的被建造。這些建筑無論從時間上還是從勞動量上，都客觀的需要計算機程序的輔助設(shè)計。這樣，結(jié)構(gòu)軟件開發(fā)就顯得尤為重要。
一棟建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理，主要取決于結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件的截面尺寸、材料強度等級以及主要機構(gòu)構(gòu)造是否合理。這些問題已經(jīng)正確解決，結(jié)構(gòu)計算、施工圖的繪制、則是另令人辛苦的具體程序設(shè)計工作了，因此原來在學(xué)校使用的手算方法，將被運用到具體的程序代碼中去，精力就不僅集中在怎樣利用所學(xué)的結(jié)構(gòu)知識來設(shè)計出做法，還要想到如何把這些做法用代碼來實現(xiàn)，
4.文獻研究概況
在不同類型的結(jié)構(gòu)設(shè)計中有些內(nèi)容是一樣的，做框架結(jié)構(gòu)設(shè)計時關(guān)鍵是要減少漏項、減少差錯，計算機也是如此的。
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(gbj68-84) 該標(biāo)準(zhǔn)是為了合理地統(tǒng)一各類材料的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則，是制定工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范、鋼結(jié)構(gòu)、薄壁型鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等設(shè)計規(guī)范以及地基基礎(chǔ)和建筑抗震等設(shè)計規(guī)范應(yīng)遵守的準(zhǔn)則，這些規(guī)范均應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)的要求制定相應(yīng)的具體規(guī)定。制定其它土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范時，可參照此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的原則。本標(biāo)準(zhǔn)適用于建筑物(包括一般構(gòu)筑物)的整個結(jié)構(gòu)，以及組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和基礎(chǔ);適用于結(jié)構(gòu)的使用階段，以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作、運輸與安裝等施工階段。本標(biāo)準(zhǔn)引進了現(xiàn)代結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計理論，采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法分析確定，即將各種影響結(jié)構(gòu)可靠性的因素都視為隨機變量，使設(shè)計的概念和方法都建立在統(tǒng)計數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上，并以主要根據(jù)統(tǒng)計分析確定的失效概率來度量結(jié)構(gòu)的可靠性，屬于“概率設(shè)計法”，這是設(shè)計思想上的重要演進。這也是當(dāng)代國際上工程結(jié)構(gòu)設(shè)計方法發(fā)展的總趨勢，而我國在設(shè)計規(guī)范(或標(biāo)準(zhǔn))中采用概率極限狀態(tài)設(shè)計法是迄今為止采用最廣泛的國家。
結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng) 常見的作用效應(yīng)有：
1.內(nèi)力。
軸向力，即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一正截面上的法向拉力或壓力;
剪力，即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一截面上的切向力;
彎矩，即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一截面上的內(nèi)力矩;
扭矩，即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一截面上的剪力構(gòu)成的力偶矩。
2.應(yīng)力。如正應(yīng)力、剪應(yīng)力、主應(yīng)力等。
5.變形。作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中各點間的相對位移。變形分為彈性變形和塑性變形。
6.應(yīng)變：如線應(yīng)變、剪應(yīng)變和主應(yīng)變等。
極限狀態(tài) 整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)可分為兩類：
1.承載能力極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形的極限狀態(tài)：
(1)整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡(如傾覆等);
(2)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因材料強度被超過而破壞(包括疲勞破壞)，或因過度的塑性變形而不適于繼續(xù)承載; (3)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系;
(4)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定(如壓屈等)。
2.正常使用極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到使用功能上允許的某一限值的極限狀態(tài)。出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，即認(rèn)為超過了正常使用極限狀態(tài)：
(1)影響正常使用或外觀的變形;
(2)影響正常使用或耐久性能的局部損壞(包括裂縫);
