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結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文1
【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)；建筑；設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
前言
文章詳細(xì)介紹了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法及設(shè)計(jì)原則，闡述了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟，并對(duì)剛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要注意的地方進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)。
二、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的介紹
1.容許應(yīng)力法(ASD)
ASD的設(shè)計(jì)原則是:結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算應(yīng)力不得大于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范所給定的容許應(yīng)力。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算應(yīng)力是按規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)荷載,以一階彈性理論計(jì)算得到:容許應(yīng)力則是用一個(gè)由經(jīng)驗(yàn)判斷的大于1的安全系數(shù)去除材料的屈服應(yīng)力或極限應(yīng)力而確定。
容許應(yīng)力法的主要優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡(jiǎn)單,但存在如下主要不足:(1)對(duì)于塑性材料,由于沒(méi)有考慮結(jié)構(gòu)在塑性階段的承載潛力,其實(shí)際的安全水平偏高;(2)不能合理考慮結(jié)構(gòu)幾何非線性的影響;(3)由于采用單一安全系數(shù),無(wú)法有效地反映抗力和荷載變異的獨(dú)立性,致使承受不同類型荷載(如活載的變異性要比恒載的變異性大得多)的結(jié)構(gòu)安全水平相差甚遠(yuǎn);(4)不能從定量上度量結(jié)構(gòu)的可靠度,更不能使各類結(jié)構(gòu)的安全度達(dá)到同一水準(zhǔn)。
2.塑性設(shè)計(jì)法(PD)
PD的設(shè)計(jì)原則是:結(jié)構(gòu)構(gòu)件的塑性極限承載力應(yīng)不低于標(biāo)準(zhǔn)荷載引起的構(gòu)件內(nèi)力乘以安全系數(shù)。在結(jié)構(gòu)分析中常采用一階塑性分析法或剛塑性分析法。塑性設(shè)計(jì)法的主要優(yōu)點(diǎn)是允許結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性后進(jìn)行內(nèi)力重分布,這就要求結(jié)構(gòu)和構(gòu)件有足夠延性,因而在塑性設(shè)計(jì)中截面腹板和翼緣的尺寸比例有嚴(yán)格的限制。雖然塑性設(shè)計(jì)法考慮了材料的非線性,可克服容許應(yīng)力法中的缺陷(1),但材料屈服的擴(kuò)展和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中仍然沒(méi)有反映。同時(shí)在結(jié)構(gòu)可靠性方面,塑性設(shè)計(jì)法同容許應(yīng)力法一樣,還是由經(jīng)驗(yàn)性的安全系數(shù)來(lái)保證。
3.極限狀態(tài)法(LRFD)
為了克服上述缺陷,采用抗力和荷載分項(xiàng)系數(shù)代替原來(lái)單一安全系數(shù)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法成為現(xiàn)行世界各國(guó)的主要設(shè)計(jì)方法。由于荷載的作用,結(jié)構(gòu)在使用周期內(nèi)有可能達(dá)到各種極限狀態(tài),這些極限狀態(tài)可分為兩類:承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)的安全性對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的承載能力極限狀態(tài),包括構(gòu)件斷裂、失穩(wěn)、過(guò)大的塑性變形等所導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞。
三、建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的研究現(xiàn)狀
目前，建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的研究主要表現(xiàn)在下列幾個(gè)方面。
1.對(duì)現(xiàn)行方法的改進(jìn)
由于現(xiàn)行建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法存在上述缺陷，不少研究者試圖在彈性范圍內(nèi)對(duì)現(xiàn)行方法加以改進(jìn)，這些工作包括:(1)對(duì)計(jì)算長(zhǎng)度的改進(jìn)；( 2)采用名義荷載模型；( 3)運(yùn)用等效切線模量的概念。然而，無(wú)論這些方法本身的精度如何，它們都是試圖以結(jié)構(gòu)的彈性分析達(dá)到非彈性分析的結(jié)果，存在根本的局限性。
2.對(duì)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的探討
要徹底克服前述現(xiàn)行建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法中的前3種缺陷，必須建立以結(jié)構(gòu)整體承載極限狀態(tài)和結(jié)構(gòu)整體極限承載力為目標(biāo)的結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)方法。為此，最近10年國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了一系列較精確的適用于高等分析的二階非彈性分析模型，并進(jìn)一步考慮了梁柱連接半剛性節(jié)點(diǎn)域剪切變形以及它們的共同效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)極限承載力的影響等。
3.對(duì)結(jié)構(gòu)體系可靠度計(jì)算方法的探討
結(jié)構(gòu)體系可靠度的計(jì)算方法大致可概括為:失效模式法、M onto Cark)法、響應(yīng)面法和隨機(jī)有限元法等。失效模式法由于無(wú)法與精確的結(jié)構(gòu)非線性分析相結(jié)合，一般認(rèn)為不能用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系的精確計(jì)算。響應(yīng)面法通常將結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)面在設(shè)計(jì)驗(yàn)算點(diǎn)處作一階或二階近似，對(duì)于驗(yàn)算點(diǎn)處曲率變化較大的極限狀態(tài)面可能導(dǎo)致較大的誤差。隨機(jī)有限元法是一種新興的方法，它通常以低階或高階攝動(dòng)理論為基礎(chǔ)建立結(jié)構(gòu)的隨機(jī)有限元方程，由于其要求理論推導(dǎo)的嚴(yán)密性而限制了它在結(jié)構(gòu)可靠度分析中的應(yīng)用。Monte Cark法是一種簡(jiǎn)單但計(jì)算量大的方法，常作為校核其它方法的標(biāo)準(zhǔn)。然而隨著各種包含降低抽樣方差技巧的新方法出現(xiàn)，Monte Carlo法在結(jié)構(gòu)可靠度分析中的應(yīng)用將愈加普遍。
四、現(xiàn)行建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的缺陷
極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法是結(jié)構(gòu)從經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)向概率設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變的一次變革、但現(xiàn)行的建筑鋼結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計(jì)方法仍有待進(jìn)一步完善二目前世界各國(guó)關(guān)于建筑鋼結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計(jì)的一般步驟為:先按一階或二階彈性方法計(jì)算各種荷載及其組合作用下結(jié)構(gòu)的位移和各構(gòu)件的內(nèi)力，即整體結(jié)構(gòu)的彈性分析;然后將結(jié)構(gòu)分析所得內(nèi)力用于構(gòu)件的各種極限狀態(tài)方程進(jìn)行構(gòu)件設(shè)計(jì)，即單個(gè)構(gòu)件的非彈性設(shè)計(jì)。若構(gòu)件滿足各種規(guī)定的極限狀態(tài)方程，則認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合規(guī)范要求。這種設(shè)計(jì)方法實(shí)質(zhì)上是基于構(gòu)件承載力極限狀態(tài)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在著如下缺陷。
1.結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)的計(jì)算模式與實(shí)際失穩(wěn)狀態(tài)不一致
現(xiàn)行規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的計(jì)算模式是基于 結(jié)構(gòu)同一層柱同時(shí)按相同模式對(duì)稱或反對(duì)稱失穩(wěn) 假定,結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定是通過(guò)構(gòu)件設(shè)計(jì)中考慮計(jì)算長(zhǎng)度的方法來(lái)近似保證。這一計(jì)算模式與一般情況下結(jié)構(gòu)中個(gè)別或少數(shù)構(gòu)件首先達(dá)到彈塑性失穩(wěn)的實(shí)際形式不一致。換句話說(shuō), 計(jì)算長(zhǎng)度的概念并不能真實(shí)有效地反應(yīng)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件之間的相互關(guān)系。
2. 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算模式與構(gòu)件承載力計(jì)算模式不一致
由于整體結(jié)構(gòu)的彈性分析未考慮材料非線性和( 或) 幾何非線性的影響, 而構(gòu)件的非彈性設(shè)計(jì)卻考慮了材料非線性和幾何非線性的影響, 一般情況下,結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到極限承載力時(shí)已處于非線性彈塑性狀態(tài), 其內(nèi)力會(huì)重新分配。因此, 按彈性狀態(tài)計(jì)算結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的內(nèi)力并不是該構(gòu)件達(dá)到極限承載力時(shí)的實(shí)際內(nèi)力。換句話說(shuō), 整體結(jié)構(gòu)的彈性分析與單個(gè)構(gòu)件的非彈性設(shè)計(jì)的方法不協(xié)調(diào)。
五、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
近年來(lái)，在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)失穩(wěn)事故，造成嚴(yán)重的人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失，主要原因是由于以下兩方面造成：
1.由于空間網(wǎng)架、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)等新型鋼結(jié)構(gòu)的不斷出現(xiàn)，造成相關(guān)設(shè)計(jì)者沒(méi)有足夠的時(shí)間去了解掌握這些新型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；
2.由于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者缺乏相關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的整體穩(wěn)定性概念理解不夠清晰，成為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)。因此，穩(wěn)定性成為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一個(gè)突出的問(wèn)題，如果處理不好此類問(wèn)題，將會(huì)造成不可估計(jì)的損失。所以根據(jù)穩(wěn)定性問(wèn)題在實(shí)際的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)，以及未來(lái)更好的保證鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中構(gòu)件不會(huì)喪失穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格遵守以下三條基本原則：
①保證整體結(jié)構(gòu)的細(xì)部構(gòu)造和構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算，二者必須相互配合，相互統(tǒng)一；
②在進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置時(shí)，必須從整個(gè)體系和組成部分的穩(wěn)定性要求出發(fā)，進(jìn)行全面考慮；
③必須保證結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖和實(shí)際計(jì)算方法所依據(jù)的簡(jiǎn)圖相一致，這對(duì)框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定計(jì)算起著相當(dāng)關(guān)鍵的作用。
六、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟
1.判斷結(jié)構(gòu)是否適合用鋼結(jié)構(gòu)
鋼結(jié)構(gòu)通常用于高層、大跨度、體型復(fù)雜、荷載或吊車起重量大、有較大振動(dòng)、高溫車間、密封性要求高、要求能活動(dòng)或經(jīng)常裝拆的結(jié)構(gòu)。直觀的說(shuō)：火電廠、大廈、體育館、歌劇院、大橋、電視塔、倉(cāng)棚、工廠、住宅和臨時(shí)建筑等。這是和鋼結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)相一致的。
2.結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置
在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中都應(yīng)該被強(qiáng)調(diào)的是“概念設(shè)計(jì)”，它在結(jié)構(gòu)選型及布置階段尤其重要。對(duì)一些難以作出精確理性分析或規(guī)范未規(guī)定的問(wèn)題，可依據(jù)從整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的設(shè)計(jì)思想，從全局的角度來(lái)確定控制結(jié)構(gòu)的布置及細(xì)部措施。
3.預(yù)估截面
結(jié)構(gòu)布置結(jié)束后，需對(duì)構(gòu)件截面作初步估算。主要是梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。除此之外，構(gòu)件截面形式的選擇沒(méi)有固定的要求，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該根據(jù)構(gòu)件的受力情況，合理的選擇安全經(jīng)濟(jì)美觀的截面。
工程判定
要正確使用結(jié)構(gòu)軟件，還應(yīng)對(duì)其輸出結(jié)果的做“工程判定”。比如，評(píng)估各向周期、總剪力、變形特征等。根據(jù)“工程判定”選擇修改模型重新分析,還是修正計(jì)算結(jié)果。
構(gòu)件設(shè)計(jì)
構(gòu)件的設(shè)計(jì)首先是材料的選擇，比較常用的是Q235(類似A3)和Q345(類似16Mn)，通常主結(jié)構(gòu)使用單一鋼種以便于工程管理，經(jīng)濟(jì)考慮，也可以選擇不同強(qiáng)度鋼材的組合截面，當(dāng)強(qiáng)度起控制作用時(shí)，可選擇Q345；穩(wěn)定控制時(shí)，宜使用Q235。構(gòu)件設(shè)計(jì)中,現(xiàn)行規(guī)范使用的是彈塑性的方法來(lái)驗(yàn)算截面。這和結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算的彈性方法并不匹配。
節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重要的內(nèi)容之一。在結(jié)構(gòu)分析前，就應(yīng)該對(duì)節(jié)點(diǎn)的形式有充分思考與確定。常常出現(xiàn)的一種情況是，最終設(shè)計(jì)的節(jié)點(diǎn)與結(jié)構(gòu)分析模型中使用的形式不完全一致。這必須避免，按傳力特性不同，節(jié)點(diǎn)分剛接，鉸接和半剛接，初學(xué)者宜選擇可以簡(jiǎn)單定量分析的前兩者。
圖紙編制
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出圖分設(shè)計(jì)圖和施工詳圖兩階段，設(shè)計(jì)圖為設(shè)計(jì)單位提供，施工詳圖通常由鋼結(jié)構(gòu)制造公司根據(jù)設(shè)計(jì)圖編制，有時(shí)也會(huì)由設(shè)計(jì)單位代為編制。設(shè)計(jì)圖及施工詳圖的內(nèi)容表達(dá)方法及出圖深度的控制，目前比較混亂，各個(gè)設(shè)計(jì)單位之間及其與鋼結(jié)構(gòu)公司之間不盡相同。
七、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中注意問(wèn)題
1.整體分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要盡量選擇與實(shí)際工作狀況相符的整體分析模型，對(duì)于計(jì)算模型不得隨意簡(jiǎn)化，比如不得隨便把空間問(wèn)題簡(jiǎn)化為平面問(wèn)題。除此此外，為了獲得理想的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以采取優(yōu)化設(shè)計(jì)的理念，并將次構(gòu)件的作用盡可能考慮進(jìn)來(lái)，同時(shí)滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性與經(jīng)濟(jì)性，降低工程的成本。
2.嚴(yán)格控制整體剛度。一般來(lái)說(shuō)，穩(wěn)定條件、強(qiáng)度條件等并非是決定鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)主要因素，而結(jié)構(gòu)的整體剛度條件才是首要考慮因素，尤其是對(duì)于一些薄壁構(gòu)件形成的大跨度結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)更是如此，因此設(shè)計(jì)過(guò)程中要注意對(duì)結(jié)構(gòu)的整體分析，保證設(shè)計(jì)效果。
3.保證計(jì)算模型的精確性與結(jié)構(gòu)的可靠性。鋼結(jié)構(gòu)材料屬于相對(duì)比較理想的彈塑性體，其組織體現(xiàn)出一定的均勻性，接近各向同性，與現(xiàn)階段很多計(jì)算方法、基本概念的要求完全相符，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接模型比較符合實(shí)際情況，計(jì)算過(guò)程中不確定性相對(duì)較小，因此計(jì)算模型的精確性、結(jié)構(gòu)的可靠性等必須得到保證。
4.節(jié)點(diǎn)構(gòu)造相對(duì)十分復(fù)雜。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接與構(gòu)造比較復(fù)雜，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中要注意并充分考慮這一點(diǎn)。設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)時(shí)要綜合考慮受力情況、建筑要求、構(gòu)件截面形式、連接方法等各方面因素，再確定出合理、適用的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式。
八、結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)近十幾年的發(fā)展中有了快速的發(fā)展，但是相對(duì)于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，還存在一定的差距。這需要我們不斷的開發(fā)研究來(lái)進(jìn)一步的縮短差距。
參考文獻(xiàn)：
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結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文2
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震設(shè)計(jì)；建筑設(shè)計(jì)
抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)成為目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中較為重要的組成部分，并關(guān)系到建筑工程的質(zhì)量及人員的安全。尤其在一些地震多發(fā)地區(qū)內(nèi)，更要提升抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平，保障建筑的安全性。下文將重點(diǎn)對(duì)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)展開分析探討，對(duì)其遵循原則及設(shè)計(jì)理念予以詳細(xì)說(shuō)明。
1實(shí)施抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是為了實(shí)現(xiàn)以下三個(gè)目標(biāo)：一是保證建筑在小強(qiáng)度地震災(zāi)害影響下不會(huì)存在任何破損或裂縫等病害問(wèn)題，維持建筑正常使用；二是要求建筑在中強(qiáng)度地震災(zāi)害中，存在輕微破損問(wèn)題，且經(jīng)過(guò)修復(fù)后不會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)帶來(lái)任何影響；三是要求在強(qiáng)度較大的地震災(zāi)害中，建筑處于穩(wěn)固不倒的狀態(tài)下，保證周邊環(huán)境及人員安全。所以在建筑設(shè)計(jì)中，要做好抗震結(jié)構(gòu)的科學(xué)處理，根據(jù)現(xiàn)有資料數(shù)據(jù)，對(duì)區(qū)域地震災(zāi)害等級(jí)加以分析，確定建筑抗震性能，合理規(guī)劃結(jié)構(gòu)布局，改善抗震效果，維護(hù)建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性和安全性。
2建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要嚴(yán)格遵守的設(shè)計(jì)原則
任何工程設(shè)計(jì)工作的開展都需要滿足既定原則要求，這不僅是為更好地進(jìn)行工程管理和控制，同時(shí)也是為保證工程建設(shè)的規(guī)范性、安全性，提高后期利用價(jià)值。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為較為重要的一環(huán)，在工作落實(shí)中也應(yīng)該加大對(duì)原則要求的重視力度，明確現(xiàn)有的規(guī)范指標(biāo)，并嚴(yán)格按照指標(biāo)內(nèi)容開展設(shè)計(jì)活動(dòng)，完善設(shè)計(jì)內(nèi)容，以此更好的推動(dòng)后續(xù)工作的開展，提高建筑結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)，防止建筑受到外界不良因素的影響，確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和安全性。具體而言，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的既定原則如圖1。2.1整體性原則在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)從整體性角度實(shí)行綜合分析與考量，綜合思考建筑要求，合理規(guī)劃建筑結(jié)構(gòu)布局，以此來(lái)完善設(shè)計(jì)內(nèi)容，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)抗震性能，減少問(wèn)題的產(chǎn)生。同時(shí)要注重前期試驗(yàn)，確定不同等級(jí)結(jié)構(gòu)在地震災(zāi)害中產(chǎn)生的變化特征，合理選擇材料種類，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震性。此外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需考慮到力傳導(dǎo)性特點(diǎn)，避免應(yīng)力集中在某一點(diǎn)致使局部破損，影響建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量，威脅建筑安全性。抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中涉及的子結(jié)構(gòu)種類較多，若想增強(qiáng)抗震效果，需要開展構(gòu)件及細(xì)節(jié)的優(yōu)化與處理，提高建筑安全等級(jí)。2.2清晰性原則抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要是通過(guò)傳力路徑的科學(xué)規(guī)劃，對(duì)地震力予以分散和消耗，保障建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)堅(jiān)持清晰性原則，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)特征對(duì)傳力路徑加以科學(xué)規(guī)劃。構(gòu)建三維立體模型，對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)實(shí)行分析和探討，了解結(jié)構(gòu)受力特征及外力施加中可能出現(xiàn)的位移情況，再結(jié)合模型進(jìn)行計(jì)算，承載負(fù)荷，以此對(duì)傳力路徑加以科學(xué)規(guī)劃，降低地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)帶來(lái)的影響。2.3結(jié)構(gòu)規(guī)則原則結(jié)構(gòu)規(guī)則原則要求在在設(shè)計(jì)過(guò)程中增大建筑結(jié)構(gòu)剛度，利用剛度加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，降低建筑在地震作用下的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，大部分設(shè)計(jì)人員都忽略了建筑結(jié)構(gòu)剛度的重要性，這使得建筑在外界壓力增加或地震波作用下，出現(xiàn)位移、破損等問(wèn)題，破壞了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。為此，設(shè)計(jì)中就需做好結(jié)構(gòu)剛度的科學(xué)把控，尤其要合理計(jì)算抗側(cè)移剛度，并利用專業(yè)軟件加強(qiáng)計(jì)算的準(zhǔn)確性，增大結(jié)構(gòu)承載力，繼而達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求。
2.4剛度與抗震能力相適應(yīng)原則
剛度與抗震能力的協(xié)調(diào)處理可以保證建筑在地震災(zāi)害下，通過(guò)兩個(gè)力的相互抵消減輕地震波帶來(lái)的干擾和破壞，保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員要充分考慮到建筑結(jié)構(gòu)剛度和抗震能力間的關(guān)系，注重力學(xué)參數(shù)的準(zhǔn)確計(jì)算，利用兩者的相互作用力，對(duì)地震波加以分散，降低地震波對(duì)建筑結(jié)構(gòu)帶來(lái)的影響。現(xiàn)階段，隨著高層建筑數(shù)量的增多，高度的增加，對(duì)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求有所提高，在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要綜合考慮建筑高度、結(jié)構(gòu)特征，注重承力分析和研究，確定承載能力，科學(xué)選擇連接構(gòu)件，從而優(yōu)化結(jié)構(gòu)剛度和抗震性能。建筑設(shè)計(jì)
3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要意義
地震地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全有著較大影響，雖然隨著技術(shù)手段的提高，人們可以對(duì)地震地質(zhì)災(zāi)害予以提前預(yù)估，做到科學(xué)防控，但其對(duì)固定物體的影響還是不可避免的，尤其是對(duì)建筑物的影響。所以在設(shè)計(jì)中，要優(yōu)化建筑的抗震性能，對(duì)地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、材料、建筑結(jié)構(gòu)加以科學(xué)規(guī)劃和處理，增強(qiáng)建筑抗震能力，減少地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)帶來(lái)的危險(xiǎn)和破壞。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為建筑工程施工中較為重要的一環(huán)，目的是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)、材料、施工技術(shù)實(shí)行科學(xué)規(guī)劃，以保障其安全性與可靠性，并給出專業(yè)的施工方案，推動(dòng)作業(yè)的順利進(jìn)行。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非常重要的環(huán)節(jié)，能夠保證建筑在地震災(zāi)害影響下的安全性，避免倒塌、損壞等嚴(yán)重問(wèn)題的產(chǎn)生，增加人們居住的安全系數(shù)，減少不必要損失的形成。
4建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念
在開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為加強(qiáng)設(shè)計(jì)的合理性，保障建筑結(jié)構(gòu)的安全性，提高工程的價(jià)值，需要對(duì)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念進(jìn)行深度了解和分析，根據(jù)現(xiàn)今發(fā)展實(shí)況及具體要求，開展適當(dāng)?shù)膭?chuàng)新活動(dòng)，從而更好的指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員工作，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想，加強(qiáng)設(shè)計(jì)的有效性，達(dá)成最終的工程建設(shè)目標(biāo)。隨著現(xiàn)代化城市的發(fā)展，人們對(duì)建筑質(zhì)量的要求不斷提高，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要內(nèi)容，應(yīng)該加大關(guān)注力度，不斷嘗試設(shè)計(jì)理念的優(yōu)化和調(diào)整，以此規(guī)范建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，明確指標(biāo)要求，做到科學(xué)選址和規(guī)劃，確定抗震等級(jí)及紅線范圍，最終優(yōu)化建筑抗震性能。
4.1更新設(shè)計(jì)理念，加大抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重視力度
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，最為關(guān)鍵的影響因素就是設(shè)計(jì)人員，如果設(shè)計(jì)人員不具備專業(yè)能力，不具備明確的抗震理念，在設(shè)計(jì)中很難將抗震與建筑結(jié)構(gòu)融合起來(lái)，這樣在地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)，就會(huì)因?yàn)榈挚鼓芰Σ蛔愣霈F(xiàn)各種問(wèn)題，威脅建筑及人們的安全。為此，設(shè)計(jì)人員需不斷提高自身的專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)，根據(jù)建筑行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)做好理念的更新和優(yōu)化，加大對(duì)建筑抗震功能的重視力度，采取科學(xué)有效措施完成抗震設(shè)計(jì)，確保建筑結(jié)構(gòu)安全。建筑工程具有規(guī)模大、工期長(zhǎng)、設(shè)計(jì)精準(zhǔn)度高等特點(diǎn)，故而設(shè)計(jì)人員在處理時(shí)應(yīng)做到全面分析和考量，制定針對(duì)性的設(shè)計(jì)方案，更好的指導(dǎo)施工作業(yè)的開展。抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為其中較為重要的一環(huán)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)加大對(duì)其重視力度，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想，注重?cái)?shù)據(jù)資料的收集和處理，完善設(shè)計(jì)內(nèi)容，增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，進(jìn)而減少地震災(zāi)害帶來(lái)的破壞，保障工程的整體效果。再者，還應(yīng)該充分利用網(wǎng)絡(luò)資源對(duì)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入分析和探討，了解地震帶分布特點(diǎn)，掌握板塊運(yùn)動(dòng)規(guī)律，不斷完善抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容，符合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，提高建筑整體水平，延長(zhǎng)建筑使用壽命。設(shè)計(jì)完成后，還需開展專項(xiàng)評(píng)估和檢測(cè)，確保抗震設(shè)計(jì)符合工程的建設(shè)要求。抗震結(jié)構(gòu)的不同其產(chǎn)生的作用也存在較大差異，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視這一點(diǎn)，并選擇合適的結(jié)構(gòu)種類，確保最終設(shè)計(jì)的合理性與科 學(xué)性。
4.2科學(xué)選址
地震的產(chǎn)生是由于地下板塊劇烈運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈碰撞形成的，破壞性強(qiáng)、危險(xiǎn)性高。基于這一實(shí)際情況，在開展建筑設(shè)計(jì)工作時(shí)，就應(yīng)選擇合適的施工場(chǎng)地，減少地震災(zāi)害造成的破壞。由于建筑物的震害是由一些地質(zhì)運(yùn)動(dòng)造成的，可以考慮選擇一些地質(zhì)較強(qiáng)的位置來(lái)建造建筑物。在選擇抗震地理位置時(shí)，應(yīng)基于以下兩個(gè)方面：一方面可選擇地質(zhì)偏硬的地理空間建造建筑。該類型地質(zhì)結(jié)構(gòu)的承載力較大，不容易出現(xiàn)地震或山體崩塌等問(wèn)題。在建筑建設(shè)中，可有效提升結(jié)構(gòu)剛度和承載力，削弱地震的破壞力；另一方面選擇地勢(shì)平坦寬闊的區(qū)域，該區(qū)域穩(wěn)定性強(qiáng)，地殼運(yùn)動(dòng)激烈性不高，地震等級(jí)也會(huì)相對(duì)較低，可以降低抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度，改善建筑結(jié)構(gòu)抗震性能，增大建筑安全系數(shù)。
4.3明確設(shè)計(jì)指標(biāo)
在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需開展現(xiàn)場(chǎng)勘察，收集齊全的數(shù)據(jù)資料，明確設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，并以此為基礎(chǔ)更好的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，提高建筑結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，指標(biāo)參數(shù)的確定要做到科學(xué)合理，要考慮到可能發(fā)生的問(wèn)題及帶來(lái)的影響，切實(shí)增大建筑結(jié)構(gòu)承載力、強(qiáng)度和剛度。另外，在設(shè)計(jì)指標(biāo)確定中，還應(yīng)考慮到國(guó)家現(xiàn)有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，全面分析地震作用力對(duì)建筑的傷害等級(jí)，以此為依據(jù)，完善抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。此外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員還要樹立全面管控意識(shí)，從多方面展開考量，注重設(shè)計(jì)的合理性、可靠性。
4.4提升抗震等級(jí)
在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如果抗震等級(jí)要求未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，在日后使用中仍會(huì)受到地震波的影響，并導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破損、裂縫、位移等問(wèn)題，降低建筑質(zhì)量。為此，在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員就需要對(duì)建筑抗震等級(jí)要求予以掌握，增強(qiáng)抗震性能合理性，減少建筑結(jié)構(gòu)病害的產(chǎn)生。如在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員可利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)結(jié)構(gòu)性能特征加以分析，重點(diǎn)了解結(jié)構(gòu)物理剛性，掌握其位移及扭轉(zhuǎn)力參數(shù)。在分析過(guò)程中，可按照建筑形狀的常規(guī)設(shè)計(jì)要求，遵循國(guó)家相關(guān)技術(shù)規(guī)范，合理測(cè)量和判斷高層建筑的物理剛度，使高層建筑的扭轉(zhuǎn)力和位移剛度在1.1-1.2之間。在剪力墻與簡(jiǎn)化連梁的設(shè)計(jì)中，需使相關(guān)參數(shù)符合如下要求：連梁跨度高度比要控制在2以內(nèi)，設(shè)置暗柱作為支撐結(jié)構(gòu)，保障結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；設(shè)計(jì)過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)連梁跨度高度比在1以內(nèi)，需要設(shè)置交叉暗柱作為支撐結(jié)構(gòu)。地震運(yùn)動(dòng)多是受到地殼垂直運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的，所以在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員還需對(duì)地質(zhì)地理結(jié)構(gòu)特征及運(yùn)動(dòng)軌跡予以詳細(xì)了解，并根據(jù)以往數(shù)據(jù)資料開展分析工作，對(duì)建筑所在區(qū)域及周邊環(huán)境加以科學(xué)把控，預(yù)測(cè)和判斷地震發(fā)生頻率、地震等級(jí)變化，為抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)和參考（如圖2）。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員還要分析該地區(qū)的地震運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，使區(qū)域建筑工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)總體布局和該區(qū)域地震運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)大致處于相對(duì)垂直的狀態(tài)，以降低特大地震對(duì)區(qū)域建筑工程前期設(shè)計(jì)的不利影響。4.5抗震防線設(shè)計(jì)抗震防線的科學(xué)設(shè)置可以在保證建筑結(jié)構(gòu)整體性的前提下，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)抗震性能，確保建筑的穩(wěn)定性和安全性（如圖3）。抗震防線規(guī)劃設(shè)計(jì)原理為：在無(wú)大震的特殊條件下，注重側(cè)向抗震性的有效延伸，以此保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)，優(yōu)化抗震功能。通常情況下，抗震防線會(huì)設(shè)置三條，一條主兩條次，以主線為主，開展防控處理。因?yàn)樵诘卣馂?zāi)害中，主要抗震線被破壞后，其他兩條抗震防線才會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，所以設(shè)計(jì)中要開展科學(xué)分析與考量，以確保放線質(zhì)量。
4.6結(jié)構(gòu)選型
抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)選型合理性對(duì)于抗震效果提升有著重要意義，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)加大重視力度，增強(qiáng)整體設(shè)計(jì)有效性。在建筑工程結(jié)構(gòu)抗震類型的設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，必須特別注意建筑結(jié)構(gòu)抗震類型的正確設(shè)計(jì)和選擇。根據(jù)建筑的具體功能要求及主體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，做到精心設(shè)計(jì)和分析，通常體現(xiàn)在兩個(gè)方面，即立面的主體結(jié)構(gòu)和建筑平面的主體結(jié)構(gòu)，具體如圖4所示。在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還應(yīng)該遵循既有原則和要求，保障結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，從而優(yōu)化建筑抗震性能，有效提高建筑質(zhì)量，延長(zhǎng)建筑的使用壽命。為此，在建筑結(jié)構(gòu)選型中，設(shè)計(jì)人員需要分別從整體性、安全性、協(xié)調(diào)性等多方面進(jìn)行分析和考量，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震效果，提高建筑穩(wěn)定性和安全性。另外，在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，分析結(jié)構(gòu)受力特征，并根據(jù)結(jié)構(gòu)性能要求，對(duì)抗震性加以科學(xué)分析，以削弱地震破壞力，保證建筑的質(zhì)量和安全。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述，為加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，應(yīng)加大對(duì)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重視力度，根據(jù)現(xiàn)有規(guī)范要求及建筑特征，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震性實(shí)行科學(xué)規(guī)劃和處理，提高結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度、承載能力，科學(xué)選型、選址，保障建筑安全性，降低地震災(zāi)害帶來(lái)的破壞和威脅，在提高建筑質(zhì)量的基礎(chǔ)上，為人們營(yíng)造安全舒適的建筑空間。與此同時(shí)，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的優(yōu)化也是推動(dòng)整個(gè)建筑行業(yè)持續(xù)前行的關(guān)鍵，值得相關(guān)人員加以重視和探討。
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結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文3
關(guān)鍵詞 高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；要素；設(shè)計(jì)要點(diǎn)
中圖分類號(hào)TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）88-0048-02
0引言
最近十幾年的時(shí)間，我國(guó)在高層建筑的建設(shè)領(lǐng)域取得了舉世矚目的成就，而且越來(lái)越成熟。但是在發(fā)展過(guò)程中對(duì)于高層建筑的研究方面卻過(guò)多的停留在了對(duì)美學(xué)藝術(shù)等外在形式的追求上，而對(duì)于建筑的功能分區(qū)、空間組織布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面卻沒(méi)有足夠多的研究，在建筑技術(shù)方面的經(jīng)驗(yàn)和自主設(shè)計(jì)能力有待提高，當(dāng)前我國(guó)許多著名的超高層建筑都是由國(guó)外的建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所設(shè)計(jì)的，我國(guó)在這方面與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大的差距，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的深入研究可以幫我我們改善這種現(xiàn)狀，促進(jìn)我國(guó)高層建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的良好發(fā)展。高層建筑設(shè)計(jì)要素主要有以下幾方面。
1思想上重視概念設(shè)計(jì)
概念設(shè)計(jì)是指在施工過(guò)程中設(shè)計(jì)人員根據(jù)相關(guān)規(guī)律和經(jīng)驗(yàn)，得到對(duì)對(duì)象的概念把握，而不采用任何數(shù)值方法。對(duì)于一些復(fù)雜的力學(xué)問(wèn)題分析，設(shè)計(jì)師通過(guò)采用此辦法確定總體結(jié)構(gòu)方案，可以得到思路較為明確、方法較為簡(jiǎn)單的方案，也可以有效避免設(shè)計(jì)后期階段的一些繁瑣數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算。在實(shí)際過(guò)程中為了實(shí)現(xiàn)概念設(shè)計(jì)，通常要注意以下幾個(gè)方面：
1）在設(shè)計(jì)過(guò)程中要注意選擇合適的結(jié)構(gòu)體系和形式，滿足各個(gè)方面的基本要求。并且同一個(gè)結(jié)構(gòu)單元應(yīng)該選用相同的結(jié)構(gòu)體系，保證建筑結(jié)構(gòu)的安全和規(guī)則性；
2）在實(shí)際情況中，建筑結(jié)構(gòu)的安全性能出現(xiàn)問(wèn)題通常是由于計(jì)算簡(jiǎn)圖的差錯(cuò)造成的，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖，合理正確的計(jì)算簡(jiǎn)圖對(duì)于保證建筑結(jié)構(gòu)的安全有著重要的作用；
3）現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)發(fā)揮著重要的作用，設(shè)計(jì)計(jì)算軟件的出現(xiàn)為人們省去了許多不必要的麻煩，但是由于不同的軟件側(cè)重點(diǎn)不一樣，對(duì)最終結(jié)果的影響也不一樣，所以選擇合適的設(shè)計(jì)計(jì)算軟件也是十分重要的。如果選擇不恰當(dāng)，不僅會(huì)在計(jì)算過(guò)程中浪費(fèi)大量時(shí)間精力，還有可能對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果造成一定的影響，為結(jié)構(gòu)的不安全因素埋下隱患。
2了解高層建筑結(jié)構(gòu)變形特點(diǎn)
在豎向荷載的作用下，高層建筑結(jié)構(gòu)的形變主要是豎向結(jié)構(gòu)部件的壓縮變形，在施工過(guò)程中，做好對(duì)基底應(yīng)力的調(diào)整。防止建筑基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象。高層建筑的水平位移對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的影響很明顯，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要做好對(duì)水平荷載的作用力的控制。
3做好地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)要素
地基基礎(chǔ)是建筑穩(wěn)定的保證，要滿足承載力和沉降條件的需求。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)之前，要對(duì)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境做一個(gè)詳細(xì)的了解，并要排除所有不利因素。根據(jù)高層建筑自身特點(diǎn)和所在地質(zhì)環(huán)境，確定地基基礎(chǔ)等級(jí)。
4結(jié)構(gòu)的軸向變形應(yīng)該引起足夠重視
由于高層建筑體量很大，自重也很大，在結(jié)構(gòu)中能夠引起很大的軸向形變，所以對(duì)建筑承受豎向荷載的能力要求也自然會(huì)提高。建筑的豎向荷載并不是一次性施加的，而是在建設(shè)過(guò)程中隨著高度上升自重不斷增大，對(duì)各部分的豎向荷載是動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程。對(duì)梁彎矩產(chǎn)生持續(xù)影響，在計(jì)算過(guò)程中要注意荷載動(dòng)態(tài)變化，將每個(gè)步驟都處理好，計(jì)算出軸向形變值，對(duì)剪力和水平荷載力也要考慮在內(nèi)，綜合確定構(gòu)建形變情況。
5充分考慮結(jié)構(gòu)的延展性問(wèn)題
高層建筑與低層建筑相比，對(duì)外部荷載所產(chǎn)生的影響更加敏感，應(yīng)該有更好的柔韌性要求。過(guò)于剛硬性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)剛層建筑本身是一種損害，為了確保結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍然具有較強(qiáng)的形變能力，在構(gòu)造設(shè)計(jì)方面，要采取適當(dāng)措施，保證其延展性。
6在滿足要求的前提下，建筑應(yīng)選擇適宜的高度
在設(shè)計(jì)過(guò)程中要嚴(yán)格控制建筑高度，高度不同，設(shè)計(jì)規(guī)范參考要求不同，施工技術(shù)也不同。在滿足要求的前提下，要盡量控制高度。建筑高度過(guò)高不僅會(huì)為施工帶來(lái)諸多麻煩，還會(huì)引起建筑材料的不充分利用，由于大多數(shù)高層建筑和超高層建筑的外層并沒(méi)有過(guò)多的保護(hù)設(shè)施，建筑本身能耗太大，造成資源的過(guò)度浪費(fèi)，而且會(huì)對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生許多不可避免的影響，對(duì)我國(guó)的節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的順利實(shí)施也產(chǎn)生了一定的影響。
7建筑材料和結(jié)構(gòu)體系的選擇
當(dāng)前我國(guó)建筑大部分是采用鋼筋混凝土作為建筑材料，在地震高發(fā)地區(qū)也是如此，而在國(guó)外則主要采用鋼結(jié)構(gòu)來(lái)減少地震的破壞。高層建筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)要承受的剪力很大。所以要增大結(jié)構(gòu)的剛度來(lái)實(shí)現(xiàn)抗剪力能力的提高。在高層建筑中，根據(jù)我國(guó)現(xiàn)狀，盡量采用鋼骨混凝土、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，達(dá)到減小柱斷面尺寸，并改善抗震性能。鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)于減小風(fēng)荷載影響有很大優(yōu)勢(shì)，尤其是適宜作超高層建筑的結(jié)構(gòu)骨架。
8建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算
在高層建筑中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑環(huán)境的美化所增加的不在主體承重骨架體系之內(nèi)的部分叫做非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。由于高層建筑受到的風(fēng)荷載和地震荷載很大，在設(shè)計(jì)計(jì)算中要充分考慮各方面的因素，尤其是對(duì)高層建筑屋頂結(jié)構(gòu)部件的計(jì)算。必須要嚴(yán)格遵守規(guī)范中的各項(xiàng)要求，保證建筑安全性。
9結(jié)論
總之，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要充分重視概念設(shè)計(jì)的重要性，并根據(jù)實(shí)際情況做好結(jié)構(gòu)的分析，同時(shí)要設(shè)計(jì)多個(gè)方案思路并進(jìn)行比較選擇，選擇出最佳結(jié)果。設(shè)計(jì)要綜合考慮多方面的因素，并且要針對(duì)各種影響因素制定出相應(yīng)應(yīng)對(duì)措施。要嚴(yán)格遵守各種相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和法律法規(guī)，正確處理對(duì)待結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要素和難題，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)成果。通過(guò)研究結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素，可以使我國(guó)高層建筑的建設(shè)工藝更加成熟，更好地服務(wù)于我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)。
參考文獻(xiàn)
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結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文4
關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化；房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用
1. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化概述
1.1意義
相較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化能夠大幅降低房屋建筑的工程造價(jià)，降低幅度甚至高達(dá)25%；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化能夠充分發(fā)揮材料的性能，使房屋結(jié)構(gòu)各組成單元實(shí)現(xiàn)有機(jī)協(xié)調(diào)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化能夠?yàn)榻ㄖw性方案設(shè)計(jì)提供科學(xué)的決策。總而言之，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的有效應(yīng)用，能使房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加適用，更加安全，更加經(jīng)濟(jì)，更加美觀，更加便于施工。
1.2原則
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的意義在于充分發(fā)揮材料性能，實(shí)現(xiàn)各構(gòu)件以及各設(shè)計(jì)專業(yè)的最佳配合。它不僅具備了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案所要求的安全性，也充分體現(xiàn)了如今社會(huì)所提出的價(jià)值學(xué)及審美學(xué)特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是一個(gè)不斷提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的過(guò)程。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程中，不應(yīng)該降低對(duì)結(jié)構(gòu)安全度及抗震性能的要求，而是使房屋建筑物在整體上更為協(xié)調(diào)，不僅實(shí)現(xiàn)成本方面的降低，還要實(shí)現(xiàn)安全方面的提高。
1.3要點(diǎn)
1.3.1遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化給設(shè)計(jì)人員提出了較高的要求，既要求他們經(jīng)驗(yàn)豐富，又要求他們熟悉并遵循相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。規(guī)范由于面向大眾工程，因而，在某些規(guī)定上會(huì)較為保守。另外，對(duì)于某些復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，有些規(guī)定并不安全。因此，在具體操作過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要予以判斷、把握和優(yōu)化，從而促進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的進(jìn)一步提高。
1.3.2加強(qiáng)各專業(yè)之間的協(xié)作
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是一個(gè)復(fù)雜而系統(tǒng)的工作，需要多專業(yè)密切協(xié)作。在房屋建筑建設(shè)過(guò)程中，建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是兩個(gè)最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，二者有機(jī)結(jié)合，一方面能夠提高外觀效果，另一方面能夠降低工程造價(jià)。在某些建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員為了突出方案的新奇效果，至建筑基本力學(xué)規(guī)律于不顧，給后續(xù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成了諸多困難。所以，只有加強(qiáng)各專業(yè)之間的協(xié)作，才能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理化。
2.房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的措施
對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，其目的在于合理降低工程造價(jià)的成本費(fèi)用，同時(shí)為房屋的落成后的總體經(jīng)濟(jì)效益提供基礎(chǔ)條件，結(jié)合實(shí)踐設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，筆者提出了以下三點(diǎn)優(yōu)化措施。
2.1 選擇節(jié)能指標(biāo)較高的結(jié)構(gòu)類型
選擇不同的房屋結(jié)構(gòu)形式，也就相當(dāng)于選擇了不同工程造價(jià)的建設(shè)模式，最為常見的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式有如下三種：1）剪力墻結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)形式一般適用于高層建筑，是混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程的進(jìn)一步延伸。相較短肢剪力墻而言，該種結(jié)構(gòu)形式擁有更高的抗震級(jí)別，另外，在構(gòu)造鋼筋使用數(shù)量方面也較少；2）框架結(jié)構(gòu)。不僅具有大開間的特點(diǎn)，而且具有布局靈活的優(yōu)勢(shì)，還具有造價(jià)成本較低的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是抗震能力不強(qiáng)，由于柱截面較大，容易形成的柱角等凸出，給家具布置帶來(lái)了諸多不便；3）框架一剪力墻結(jié)構(gòu)。該種結(jié)構(gòu)是指將一定數(shù)量的剪力墻有機(jī)地融入到框架結(jié)構(gòu)中。該種結(jié)構(gòu)合理大方，具有較強(qiáng)的適用能力，可以承受各種不同的變形壓力，經(jīng)實(shí)踐證明是一種抗側(cè)力較好的結(jié)構(gòu)。
上述三種結(jié)構(gòu)模式各具優(yōu)缺點(diǎn)，所以，在選擇結(jié)構(gòu)模式的過(guò)程中，不可以片面地認(rèn)為所謂科學(xué)合理的方案指的是造價(jià)最低的方案，除此之外，應(yīng)根據(jù)房屋業(yè)主的具體需求，還有建設(shè)單位的投資水平以及施工能力等各方面條件對(duì)結(jié)構(gòu)類型的選用展開綜合分析，追求將投資與收益之間的最佳平衡，換而言之，以工程客觀條件為依據(jù)，選擇最為合適的結(jié)構(gòu)模式。
2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息優(yōu)化技術(shù)
對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將會(huì)受到多種設(shè)計(jì)變量條件的影響，所以，采用單一的方法對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)行優(yōu)化，是很難做到的。考慮到房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本身所具有的復(fù)雜性，需要研發(fā)一種既簡(jiǎn)單又實(shí)用的參數(shù)定義優(yōu)化軟件，從而減輕設(shè)計(jì)者進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化時(shí)的工作壓力，以實(shí)現(xiàn)精力及時(shí)間的節(jié)省。目前，房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化領(lǐng)域較為常用的系統(tǒng)是TBCAD系統(tǒng)。該種系統(tǒng)是針對(duì)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)、建模、 分析以及評(píng)估等步驟為一體的成本控制軟件系統(tǒng)。該種系統(tǒng)能夠?qū)Y(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)進(jìn)行一定的指導(dǎo)，幫助方案在實(shí)現(xiàn)人力、物力以及財(cái)力等各項(xiàng)資源的最優(yōu)配置。系統(tǒng)的信息通常被分成兩個(gè)時(shí)間段進(jìn)行優(yōu)化，第一個(gè)時(shí)間段是通過(guò)對(duì)材料的分配調(diào)整，利用最少的混凝土用量以達(dá)到側(cè)向剛度的最低要求，該時(shí)間段中，系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)是混凝土的使用量，而結(jié)構(gòu)構(gòu)件的斷面大小則被視作設(shè)計(jì)的變量。 第二個(gè)時(shí)間段將會(huì)對(duì)構(gòu)件的強(qiáng)度進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)對(duì)構(gòu)件結(jié)構(gòu)的斷面大小以及鋼用量的適當(dāng)調(diào)整，只需要相對(duì)較少的結(jié)構(gòu)造價(jià)便可實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的強(qiáng)度要求。
2.3 各種功能結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容
結(jié)構(gòu)抗震的經(jīng)濟(jì)化設(shè)計(jì)，通常針對(duì)高層房屋建筑展開。在高層建筑結(jié)構(gòu)總體造價(jià)中，水平荷載結(jié)構(gòu)造價(jià)占了非常大的一個(gè)比例，所以，在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，造價(jià)控制的關(guān)鍵之處在于抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。值得注意的是，當(dāng)建筑物層高增加之后，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的造價(jià)也會(huì)隨之增加。所以，應(yīng)該針對(duì)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)展開優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而確保造價(jià)方面的優(yōu)勢(shì)。上文已經(jīng)對(duì)常見結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了一定闡述，雖然每種結(jié)構(gòu)形式都具備一定的抗震性能，但所達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效果卻存在很大的差異。所以，設(shè)計(jì)人員對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該深入了解并掌握各種結(jié)構(gòu)模式的抗震性能以及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，既要把握好房屋的體型，也要把握好房屋的結(jié)構(gòu)體系，還要把握好房屋的剛度分布等，針對(duì)抗震的薄弱環(huán)節(jié)展開一系列的抗震構(gòu)造改善措施，盡可能地降低抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際成本。
3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化理論在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的合理性評(píng)估
房屋建筑工程的設(shè)計(jì)方案，從總體角度分析，包括各種各樣、種類繁多的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布置。當(dāng)房屋結(jié)構(gòu)被確定之后，即便載荷相同，也仍舊有諸多不同類型的分析方案可供選擇。另外，在具體的分析過(guò)程中，不管是設(shè)計(jì)載荷、材料，還是參數(shù)的取值都有可能發(fā)生一定的變化。房屋建筑工程在細(xì)部處理方面也存在很多差異。上述這些問(wèn)題僅僅憑借計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)化是難以有效解決的，需要人工輔助分析，對(duì)各項(xiàng)設(shè)計(jì)及相關(guān)數(shù)據(jù)取值進(jìn)行合理性的評(píng)估，當(dāng)然在評(píng)估過(guò)程中，應(yīng)遵循結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的內(nèi)在規(guī)律，更為穩(wěn)妥的做法是結(jié)合工程設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)有目的、有步驟地實(shí)施判斷。由此可見，概念優(yōu)化設(shè)計(jì)具有兩層含義，一是設(shè)計(jì)師從若干備選方案中擇取最優(yōu)，二是對(duì)既定的方案進(jìn)行修飾美化[7]。
4.結(jié)語(yǔ)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是一個(gè)復(fù)雜而系統(tǒng)的工程，需要相關(guān)人員通力合作，采用正確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，并應(yīng)用到具體實(shí)踐中去，從而最大限度體現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的價(jià)值，提高結(jié)構(gòu)安全度和抗震性的同時(shí)，有效降低工程造價(jià)。
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結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文5
論文摘要：本文對(duì)人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行比較， 人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在很多方面與抗震設(shè)計(jì)相似，提出了一些提高延性的措施。
人防地下室應(yīng)能承受常規(guī)武器或核武器爆炸動(dòng)荷載的作用，人防地下室一般也有抗震設(shè)防要求，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使之能承受地震動(dòng)荷載及武器爆炸動(dòng)荷載作用。人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既有相同又有不同之處。下面是些粗淺認(rèn)識(shí)的總結(jié)，希望能對(duì)設(shè)計(jì)工作有些幫助。
1 荷載作用方式
相同點(diǎn)：兩者均為偶然荷載，均為動(dòng)荷載，設(shè)計(jì)時(shí)均按一次作用考慮。不同點(diǎn)：人防結(jié)構(gòu)構(gòu)件如果暴露于空氣中則直接承受空氣沖擊波的作用，如果埋于土中直接承受土中壓縮波的作用，因此人防荷載對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件外表面的是直接作用，其動(dòng)荷載直接作用于構(gòu)件，其作用為外力；而地震動(dòng)荷載則是由于地震時(shí)地面運(yùn)動(dòng)引起的動(dòng)態(tài)作用，其實(shí)質(zhì)是慣性力，是間接的作用。建筑物的所有構(gòu)件（只要有質(zhì)量）均會(huì)由于地震動(dòng)而存在慣性力。人防動(dòng)荷載一般是直接作用于人防地下室外表面的構(gòu)件，一般可按同時(shí)作用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)考慮，而人防地下室內(nèi)部的墻柱等構(gòu)件只間接承受圍護(hù)構(gòu)件及上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的動(dòng)荷載。
2 荷載的大小
人防動(dòng)荷載（即常規(guī)武器或核武器爆炸動(dòng)荷載）其沖擊波壓力是隨時(shí)間變化的，為方便設(shè)計(jì)計(jì)算《人防規(guī)范》將它簡(jiǎn)化成等效靜荷載，它只代表作用效果的等效，等效靜荷載并不是實(shí)際作用的力，但它方便了設(shè)計(jì)計(jì)算可以用靜力分析的模式進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算；設(shè)計(jì)時(shí)等效靜荷載的大小的確定主要與設(shè)防抗力等級(jí)有關(guān)。
地震作用大小首先與震級(jí)、烈度、震源深度、建筑物離震源的距離等有關(guān)。其次與建筑物的質(zhì)量大小、建筑物所處的場(chǎng)地條件及土質(zhì)、及建筑物的動(dòng)力特性（如自振周期、振型、阻尼等）有關(guān)。
3 設(shè)計(jì)方法：
抗震設(shè)計(jì)方法通常為“三水準(zhǔn)、二階段”的設(shè)計(jì)方法，設(shè)防目標(biāo)為“小震不壞，中震可修，大震不倒”。為實(shí)現(xiàn)設(shè)防目標(biāo)取小震下地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算結(jié)構(gòu)彈性下的地震作用效應(yīng)，進(jìn)行截面承載力驗(yàn)算。第二階段是大震下的結(jié)構(gòu)彈塑性變形驗(yàn)算。并通過(guò)概念設(shè)計(jì)和抗震構(gòu)造措施來(lái)滿第三水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求。
人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的動(dòng)力分析一般采用等效靜荷載法：由于在動(dòng)荷載作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件振型與相應(yīng)靜荷載作用下?lián)锨€很相近，且動(dòng)荷載作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞規(guī)律與相應(yīng)靜荷載作用下破壞規(guī)律基本一致，所以在動(dòng)力分析時(shí)，可將結(jié)構(gòu)構(gòu)件簡(jiǎn)化為單自由度體系，用動(dòng)力系數(shù)乘以動(dòng)荷載峰值得到等效靜荷載，這時(shí)結(jié)構(gòu)構(gòu)件在等效靜荷載作用下的各項(xiàng)內(nèi)力就是動(dòng)荷載作用下相應(yīng)內(nèi)力的最大值。按等效靜荷載分析計(jì)算的模式代替動(dòng)力分析，給防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)很大方便。采用等效靜荷載分析時(shí)，為滿足抗力要求，結(jié)構(gòu)材料參數(shù)應(yīng)乘以材料強(qiáng)度綜合調(diào)整系數(shù)。最后結(jié)構(gòu)構(gòu)件在動(dòng)荷載作用下的變形極限用允許延性比[β]來(lái)控制。按允許延性比進(jìn)行彈塑性工作階段的防空地下室，即可認(rèn)為滿足防護(hù)和密閉要求。 轉(zhuǎn)貼于
4 設(shè)計(jì)原則：
人防設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則一樣：
4.1 結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能有足夠的延性，避免脆性破壞，鋼筋砼結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)采取“強(qiáng)柱弱梁”“強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計(jì)原則。
4.2 各結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力相協(xié)調(diào)的原則，避免出現(xiàn)薄弱部位。防空地下室的結(jié)構(gòu)，應(yīng)充分考慮各部位作用荷載值不同，破壞形態(tài)不同以及安全儲(chǔ)備不同等因素，保證在規(guī)定的動(dòng)荷載作用下，結(jié)構(gòu)各部位（如出入口和主體結(jié)構(gòu)）都能正常地工作，防止由于存在個(gè)別薄弱環(huán)節(jié)致使整個(gè)結(jié)構(gòu)抗力明顯降低。如果某個(gè)部位失效，將導(dǎo)致整個(gè)人防區(qū)失效。同樣抗震設(shè)計(jì)也十分強(qiáng)調(diào)避免出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)（如薄弱層，軟弱層等），因?yàn)榇笳饡r(shí)薄弱層或軟弱層出失效將導(dǎo)致建筑物倒塌，產(chǎn)生嚴(yán)重后果。
5 提高延性的設(shè)計(jì)構(gòu)造措施
核武器與常規(guī)武器爆炸均屬于偶然性荷載，具有量值大，作用時(shí)間短且不斷衰減的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受動(dòng)荷載時(shí)已經(jīng)處于彈塑性工作階段，因此，結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有較大的延性，對(duì)吸收動(dòng)能，抵抗動(dòng)荷載是十分有利的。人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，構(gòu)造上應(yīng)采取“強(qiáng)剪弱彎” “強(qiáng)柱弱梁”“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件”的設(shè)計(jì)原則。如可充分利用受彎構(gòu)件和大偏心受壓構(gòu)件的變形吸收武器爆炸動(dòng)荷載作用的能量，以減輕支座截面的抗剪與柱子抗壓的負(fù)擔(dān)，確保結(jié)構(gòu)在屈服前不出現(xiàn)剪切破壞和屈服后有足夠的延性，最終形成塑性破壞，提高結(jié)構(gòu)的整體承載能力；又如受彎構(gòu)件應(yīng)雙面配筋，對(duì)承受動(dòng)荷載作用下可能的回彈和防止在大撓度情況下構(gòu)件坍塌十分重要，另外在節(jié)點(diǎn)區(qū)應(yīng)有足夠的抗剪、抗壓能力和足夠的鋼筋錨固長(zhǎng)度。上述這些措施和抗震設(shè)計(jì)的原則是一致的。
參考文獻(xiàn)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文6
【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)；應(yīng)用
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法和技術(shù)的應(yīng)用具體體現(xiàn)在房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計(jì)和房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)兩方面。其中房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)包括：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)以上幾個(gè)方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)還包含選型、布置、受力分析、造價(jià)分析等內(nèi)容，并應(yīng)在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范和使用要求的前提下，結(jié)合具體工程的實(shí)際情況，圍繞其綜合經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)追求適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀和便于施工五種效果，而建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)方法的應(yīng)用不但滿足了建筑美觀、造型優(yōu)美的要求又能使房屋結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)、合理，成為實(shí)際意義上的"經(jīng)濟(jì)適用"房。從建筑上分析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，它主要體現(xiàn)在房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計(jì)量方面。 進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在滿足設(shè)計(jì)意圖后，盡量使平面布置規(guī)則，縮小剛度和質(zhì)量中心的差異，這樣水平荷載就不會(huì)使建筑物有太大的扭轉(zhuǎn)作用。豎直方向上應(yīng)避開使用轉(zhuǎn)換層，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象。
1.1結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化就是在各種影響變量中選擇主要參數(shù)，并建立函數(shù)模型，運(yùn)用科學(xué)合理的方法得出最優(yōu)解。結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化建立模型的大致步驟如下：一是設(shè)計(jì)變量的合理選擇。通常的設(shè)計(jì)變量選擇對(duì)設(shè)計(jì)要求影響較大的參數(shù)，將所涉及的參數(shù)按照各自的重要性區(qū)分，將對(duì)變化影響不大的參數(shù)定為預(yù)定參數(shù)，通過(guò)這種方法可減少很多計(jì)算編程的工作量。二、目標(biāo)函數(shù)的確定。使用函數(shù)找出滿足既定條件的最優(yōu)解。最后，約束條件的確定。房屋結(jié)構(gòu)可靠度優(yōu)化設(shè)計(jì)的約束條件，包括了應(yīng)力約束、裂縫寬度約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、尺寸約束、從正常時(shí)的極限狀態(tài)下彈性約束到終極狀態(tài)的彈塑性約束、從可靠指標(biāo)約束到確定性約束條件等。設(shè)計(jì)中，要保證各約束條件必須符合現(xiàn)行規(guī)范的要求。
1.2結(jié)構(gòu)優(yōu)化計(jì)算方案
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)多個(gè)變量、多個(gè)約束條件，屬于一個(gè)非線性的優(yōu)化問(wèn)題，設(shè)定計(jì)算方案時(shí)，常將有約束條件轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)約束條件來(lái)計(jì)算。常用的方法有拉氏乘子法、符合型法、Powell等。完成計(jì)算方案的設(shè)定后只需編制相應(yīng)適用的運(yùn)算程序即可得到我們的最終優(yōu)化結(jié)果。
2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用于實(shí)踐之中，是目前一個(gè)比較廣泛的課題，利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法在不改變適用性能的前提下達(dá)到降低工程造價(jià)的目的。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)、前期設(shè)計(jì)，舊房改造，抗震設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)的各分部環(huán)節(jié)，發(fā)揮著巨大的效益。在按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法及模型進(jìn)行實(shí)踐的過(guò)程中，要注意下面的幾個(gè)問(wèn)題。
2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)注意前期參與
因?yàn)榍捌诜桨傅拇_定直接影響建筑的總投資，而現(xiàn)在存在的普遍問(wèn)題就是前期方案階段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不進(jìn)行參與，建筑師進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)大多并不考慮結(jié)構(gòu)的合理性以及它的可行性，但是建筑設(shè)計(jì)的結(jié)果卻直接對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成影響，某些方案可能會(huì)增加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度，并使得建筑的總投資提高。如果在方案的初期，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)就能參與進(jìn)來(lái)，那么我們就能針對(duì)不同的建筑類別，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，合理的設(shè)計(jì)方案，獲得一個(gè)良好的開端。
2.2概念設(shè)計(jì)結(jié)合細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化
概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于沒(méi)有具體數(shù)值量化的情況，例如地震設(shè)防烈度，因?yàn)樗牟淮_定性，計(jì)算式難免與現(xiàn)實(shí)有較大的差異，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候就要采用概念設(shè)計(jì)的方法，把數(shù)值作為輔助和參考的依據(jù)。設(shè)計(jì)過(guò)程中需要設(shè)計(jì)人員靈活的運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法，達(dá)到最佳的效果。
與宏觀把握相對(duì)應(yīng)的，設(shè)計(jì)的過(guò)程同時(shí)要注意對(duì)于細(xì)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，比如現(xiàn)澆板中的異形板拐角處易出現(xiàn)裂縫，可劃分為矩形板。注意鋼筋的選擇，I級(jí)鋼和冷軋帶肋鋼市場(chǎng)價(jià)格差不多，但是他們的極限抗拉力卻相差很大，所以在塑性滿足要求的情況下，現(xiàn)澆板的受力鋼筋就可選擇冷軋帶肋鋼筋。在做里面設(shè)計(jì)的時(shí)候，外立面上的懸挑板及配筋，滿足基本的規(guī)范要求即可，達(dá)到既安全又經(jīng)濟(jì)的目的。
2.3下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化
地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化首先要選擇合適的方案，如果為樁基礎(chǔ)，那么要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件選擇樁基類型，盡量節(jié)省造價(jià)。樁端持力層對(duì)灌注樁樁長(zhǎng)的選擇影響很大，應(yīng)多進(jìn)行比較以確定最合適的方案。
3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
（1）直覺(jué)優(yōu)化（概念設(shè)計(jì)優(yōu)化）技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于同一建筑方案，可以有許多不同的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)；確定了結(jié)構(gòu)布置的建筑物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法；分析過(guò)程中設(shè)計(jì)參數(shù)、材料、荷載的取值也不是惟一的：建筑物細(xì)部的處理更是不盡相同，這些問(wèn)題是計(jì)算機(jī)無(wú)法完全解決的，都需要設(shè)計(jì)人員自己作出判斷。而判斷只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般規(guī)律指導(dǎo)下，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，這便是前面所說(shuō)的概念設(shè)計(jì)。因此，概念設(shè)計(jì)存在于設(shè)計(jì)師對(duì)多種備選方案進(jìn)行選擇的過(guò)程中。
（2）概念設(shè)計(jì)處理的實(shí)際建筑設(shè)計(jì)問(wèn)題概念設(shè)計(jì)所要處理的問(wèn)題多種多樣。但可以肯定的是希望通過(guò)概念設(shè)計(jì)，建筑結(jié)構(gòu)能在各種不期而遇的外部作用下不受破壞，或?qū)⑵茐某潭冉抵磷畹汀Ｒ虼耍治鋈绾螒?yīng)付建筑物可能遭遇的各種不確定因素成為概念設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。其中，地震作用最為難以琢磨，破壞性也最大。故而，建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中就應(yīng)該未雨綢繆，從計(jì)算及構(gòu)造等各個(gè)方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施，不利于抗震的作法則應(yīng)盡量避免。剛度均勻、對(duì)稱是減小地震在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生不利影響的重要手段；延性設(shè)計(jì)則能有效地防止結(jié)構(gòu)在地震作用下發(fā)生脆性破壞；多道設(shè)防思想能使建筑在特大地震作用下次要的構(gòu)件先破壞，消耗一部分地震能量。這些抗震設(shè)防思想在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中都應(yīng)該作為概念設(shè)計(jì)的重要指導(dǎo)思想。
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