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第一篇：結構設計優化在房屋建筑結構設計的運用

摘要:房屋建筑工程項目的具體設計過程中結構設計必然是比較核心的一個方面，而這種結構設計的優化更是必不可少的一環，通過結構設計優化，能夠更好促使相應房屋建筑結構表現出較為理想的實用性和可靠性，降低以往可能出現的各類問題和故障，本文就重點圍繞著房屋建筑結構設計優化工作的價值及其具體注意事項進行了簡要論述和分析。

關鍵詞:房屋建筑結構;優化設計;價值;注意事項

隨著當前我國建筑行業的不斷發展以及人們生活水平的不斷提升，人們對于建筑物要求的提升更進一步促使房屋建筑表現出了較強的應用價值效果，圍繞著這種房屋建筑工程項目的具體施工建設而言，其結構方面的設計必然是比較核心的一個環節。房屋建筑的結構設計要想表現出較為理想的積極作用效果，必須要進行不斷優化設計，促使其能夠在各個指標方面滿足需求，避免出現任何錯亂偏差問題，這也就體現出了結構設計優化的必要性價值。

1房屋建筑結構設計優化的價值分析

具體到房屋建筑結構的設計優化處理過程中來看，其主要就是為了充分提升房屋建筑結構的設計水平，促使其能夠表現出更強的實用性效果，結合當前結構設計優化狀況，其表現出來的積極作用和價值主要有以下幾點:

(1)安全性保障。對于房屋建筑結構的設計處理而言，安全性保障可以說是比較核心的一個方面，也是促使房屋建筑能夠正常有序運用的重要條件，結合這種安全性保障工作的有效落實而言，其必須要針對房屋建筑結構進行優化設計，促使其內部可能存在的各個威脅因素和受力不當行為能夠得到較好改善，如此也就能夠充分保障相應房屋建筑整體結構的安全性效果，提升其后續可靠性效果。比如對于房屋建筑結構的抗震性能而言，其通過全面有效的優化設計分析，必然也就能夠提升其抗震效果，避免房屋建筑在后續應用過程中因為小型震動而出現倒塌等問題，需要引起足夠關注;

(2)美觀性提升。房屋建筑結構設計過程中有效落實運用結構設計優化還能夠在美觀性方面表現出較為理想的積極作用效果，這種美觀性的提升在當前同樣也越來越受到人們的重視，而房屋建筑結構作為構成房屋建筑外形的一個重要決定性因素，其對于房屋建筑的整體美觀性的影響也是比較突出的，因此，圍繞著房屋建筑結構進行優化設計著眼于美觀性角度，必然也就能夠提升其整個房屋建筑的美觀性效果，其能夠較好協調房屋建筑結構的布置效果，促使其在空間結構方面同樣也能夠具備理想的視覺效果;

(3)經濟適用。對于房屋建筑結構設計工作的落實而言，還需要促使其能夠表現出較為理想的經濟適用特點，這也是保障后續結構施工建設能夠正常有序開展的重要條件，圍繞著房屋建筑結構的經濟適用性進行探索優化同樣也是結構設計優化具備的一個重要功能表現。在房屋建筑結構的優化設計處理中，其可以從經濟角度針對房屋建筑結構的可行性進行分析，對于整個房屋建筑結構的造價進行預估，進而也就能夠判斷其是否能夠得到較好開展和落實，對于可能存在的經濟浪費問題也能夠進行有序改進優化，提升其經濟效果。

2結構設計優化在房屋建筑結構設計中的應用

具體到房屋建筑結構設計中優化工作的落實和處理，該工作的落實難度相對而言還是比較大的，其需要注意的內容和關鍵點更是需要引起足夠重視，需要保障相應房屋建筑結構能夠在各個指標方面都滿足于具體要求。結合當前相關工作的開展，結構設計優化在房屋建筑結構設計中的應用要點主要涉及到了一下幾項:

(1)嚴格遵循相關設計規范。對于房屋建筑結構設計工作的有效開展而言，其結構設計優化工作的落實應該首先遵循相應設計規范進行處理，促使其房屋建筑結構的各個指標都能夠較好符合于相關設計規范的要求，如此也就能夠切實保障相關結構的最終設計結果較為理想適用。這也就要求相應結構設計優化人員應該能夠較好了解和掌握各個方面的房屋建筑結構設計標準，能夠有效將這些標準規范和具體房屋建筑結構實際狀況進行匹配性關聯，如此也就能夠審查了解相應房屋建筑結構的合理性，促使其結構設計優化工作更為可靠;

(2)注重協調性。結構設計優化在房屋建筑結構設計工作中的開展運用還需要重點關注于協調性方面的把關，這種協調性涉及到的內容還是比較多的，比如對于房屋建筑結構的各個組成部分，其協調性就是比較重要的一個基本要求，避免相互結構之間出現了矛盾和沖突，在優化設計處理中進行詳細全方位審核，提升其內部協調性效果;此外，對于房屋建筑結構和外界環境的協調性同樣也是應該高度關注的一個核心問題所在，其需要了解房屋建筑所處周圍環境的基本特點和要求，進而也就能夠有效保障相應結構的設計和周圍環境具備一致性，避免了相應房屋建筑結構在設計完成后和周圍環境出現較大的矛盾和沖突，如此也就能夠充分保障相應優化設計的合理性效果;

(3)充分考慮用地問題。對于房屋建筑結構設計處理中設計優化工作的落實，其還需要圍繞著占地效果進行審查分析，促使相應房屋建筑的用地能夠具備理想的協調性效果，降低可能出現的各類問題和缺陷。結合相應房屋建筑的用地效果而言，一般高度的增加可以降低占地面積，但是高度增加后對于間距也提出了新的要求，這也就需要進行充分分析和協調，結合當地日照狀況進行分析，如此也就能夠充分保障相應房屋建筑的結構高度以及水平面設計較為合理，最終保障其在占地方面具備著理想的作用效果，避免了土地資源方面的浪費，同時也能夠較好保障相應房屋建筑結構的落實發揮出了較為理想的作用價值;

(4)考慮后續施工操作的可行性。結構設計優化在房屋建筑結構設計中的運用還需要考慮到后續操作落實的可行性方面，這種后續施工操作方面的可行性不僅僅要考慮到相應經濟性層面的效果，還需要重點從技術層面、材料層面以及工期層面進行詳細審查優化，促使相應房屋建筑結構的后續操作落實能夠有序推進，進而才能夠保障相應房屋建筑工程項目的結構得到有效呈現，避免了任何一個環節的結構組成部分無法落實的問題，杜絕在房屋建筑結構設計過程中因為過度求好而導致其施工操作難以落實的行為。

3結束語

綜上所述，對于房屋建筑結構設計工作的有效開展而言，相應結構設計優化可以說是比較重要的一個方面，其能夠有效提升房屋建筑結構的實效性，促使其能夠在后續施工建設中得到有序落實，并且也能夠在長期應用中發揮出較強功能，值得進行高度關注。

參考文獻

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［2］范國興．建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用研究［J］．雞西大學學報，2014(08):23－25．

［3］周漢杰．建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用［J］．中華民居(下旬刊)，2014(01):117．

［4］陶小林，楊楊．淺談房屋建筑結構設計中的應用優化技術［J］．科技創新與應用，2013(16):264．

［5］王也．建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用［J］．中華民居(下旬刊)，2013(03):81－82.

作者：賈彥川 單位：山西凱的建筑設計規劃有限公司

第二篇：坡地建筑結構設計研究

摘要:坡地建筑工程指的是在具有一定高差的坡地上興建的建筑工程，這類建筑工程的底部不處于同一平面上，因此在結構設計過程中，必須綜合考慮多個因素。對此，本文首先介紹了坡地建筑設計關鍵點，然后對坡地建筑結構設計要點進行了分析，并結合工程實例對坡地建筑結構設計形式進行了詳細探究，以期為類似工程提供借鑒。

關鍵詞:坡地建筑結構設計

新時期，城市化進程不斷加快，建筑工程建設規模不斷擴大，通過建設坡地建筑能夠有效緩解用地緊張問題。坡地建筑工程設計形式的合理性會直接影響建筑工程穩定性，因此，坡地建筑一般采用多層次空間穩定結構設計形式，結構設計難度比較大，因此，對坡地建筑結構設計要點進行詳細探究迫在眉睫。

1坡地建筑設計的關鍵點

1．1合理利用山體特征

在坡地環境中，平地資源十分有限，因此，在建筑工程設計過程中，不應該局限于采用平地設計方式，而是應該綜合考慮坡地山體自身的特征，充分利用山體自身的植物、地質景觀等事物，改善建筑工程居住環境。

1．2容積率處理

在建筑工程設計建設中，容積率是十分重要的關鍵內容。通常情況下，如果地塊容積率在0.8以下，則適用于別墅建造，另外，當地塊容積率為1.0、1.5和2.0時，分別適用于高低搭配的多層建筑、多層建筑及高層建筑建造。因此，在坡地建筑工程設計中，還應該綜合考慮地塊容積率。

1．3坡地排水設計

在坡地建筑設計建設中，地質災害是影響建筑工程安全性的關鍵因素，因此，在建筑工程設計過程中，必須加強排水設計研究。在坡地建筑設計時，要根據坡地的實際情況、當地降水情況等，設計合理、高效的排水體系，包括排水溝、雨水收集管道等，保證降水能及時沿著排水體系排出，以確保山體結構、建筑基礎的穩固。

1．4通風防潮設計

坡地建筑所在環境的濕度比較大，因此，在建筑工程設計過程中，必須做好通風防潮設計，營造良好的室內居住環境。具體而言，在坡地建筑工程通風防潮設計過程中，應該盡量將建筑外墻與山體分開，通過設置擋墻或放坡等方式，使建筑外墻與擋墻、放坡之間形成一定空間，同時，還應該在兩個端口要位置設置通風口，促進室內空氣流通。

2坡地建筑結構設計

2．1擋土墻設計

在坡地建筑工程擋土墻設計過程中，應該嚴格遵循循經濟、安全及合理原則，以場地實際情況為出發點，與地形條件相結合，堅持因地制宜原則，提高建筑工程設計建設社會效益。通常情況下，在坡地建筑工程擋土墻設計中，可以采用以下兩種設計形式:(1)將主體與擋土墻分離，然后根據主體結構進行擋土墻布置，注意擋土墻剛度必須足夠，在土壓力作用之下墻身不能發生滑移、傾覆等情況;(2)將主體與擋土墻作為整體進行設計，根據1m板帶寬度的單向板進行擋土墻設計。

2．2上部結構設計

在坡地建筑工程設計中，如果架空層比較高，則可能會形成柔弱底層破壞結構，利用長短柱架空坡地，短柱可能發生剪切破壞。對此，根據《建筑抗震設計規范》中的相關規定，在坡地建筑工程設計過程中，為了提高建筑工程穩定性，應該注意在主體和擋土墻做為整體時，計算過程中必須考慮到側向土壓力的影響。

2．3基礎設計

在坡地建筑的基礎設計中，對于持力層較淺、分布均勻的地質且基礎需承擔荷載較小的情況，優先選用性價比高、施工方便的天然淺基礎;對于持力層相對較深、分布不規范且基礎需要承擔較大荷載的情況，應采用樁基礎的方式，利用挖孔樁、鉆孔樁等方式，來提高基礎承載能力;對于基巖埋藏較深、基礎承擔荷載較大的情況，人工開挖難度較大，通常采取沖孔灌注樁的方式，來滿足坡地建筑對基礎承載力的要求。

3坡地建結構設計實例

3．1工程概況

某坡地建筑工程設計安全等級為二級，建筑工程建設場地抗震防烈度6度，另外，設計基本地震加速度值為0.05g，設計地震分組為第一組，場地類別為II類。考慮到建筑的重要性，建筑抗震設防類別為重點設防類。擬建場地地勢高低不平，標高高差達20m。

3．2基礎方案

該建筑工程建設位置在坡地上，由于地形限制，因此在實際施工過程中，不利于施工機械設備的使用，該建筑工程為一層、兩層建筑，但是跨度較大，因此柱網達到24m。在建筑工程天然基礎施工過程中，土方開挖和填方量比較大，因此，綜合考慮對建筑穩定和變形等的控制，在選擇天然基礎時，應該適當增加基礎面積，同時還應該適當增加基礎開挖深度，擴大土方挖填量。但是，需要注意的是，在天然基礎開挖施工過程中，會對原狀土造成一定的破壞，從而誘發不良地質災害，尤其是邊坡的穩定性問題，在山洪季節，地下水容易進入基礎下形成軟弱帶。綜合考慮施工現場實際情況以及施工技術條件，在基礎施工中采用人工挖孔樁施工技術。人工挖孔樁基礎可采用底部強風化砂巖層作為持力層，距離場地地坪約8m，樁端端阻力特征值l600kPa，層厚約4m，是理想的樁端持力層，人工挖孔樁可在底部做擴孔，滿足較大的承載力要求，同時可在原場地上直接施工，避免了對場地的大開挖，對建筑的穩定變形控制較為有利。但人工挖孔樁相對于天然基礎來說造價較高，且施工工藝相對復雜。

3．3結構方案

在該建筑工程地面施工中，采用鋼筋混凝土樓板，與隨山坡標高逐層設置的擋土墻形成一體，出地面部分因縱向柱網跨度達到24m，在上部結構施工中，如果采用混凝土結構，則重量比較大，同時，混凝土梁不適用于24m跨度施工中，因此，在該建筑工程結構設計中，采用質量比較小的鋼框架一中心支撐結構體系。在本工程地坪現澆鋼筋混凝土樓面板設計過程中，應用中國建筑科學研究院開發的PKPM軟件的SAT-WE模塊進行計算分析輔助計算，由于樓面板的跨度比較大，地坪樓面板在中間局部合適位置增設支撐柱，地面以下形成較小的柱網，根據應力計算的結果，確定梁、板、柱的配筋。逐層設置的擋土墻，與地坪混凝土板連成一體，地坪樓面板與擋墻相連的1/4板跨，滿足不小于墻厚度的要求(然后以放坡的做法收小截面)，用以平衡擋土墻的彎矩，擋土墻按上下端固接的方式確定墻厚，計算墻配筋。

因此，在該坡地建筑工程結構設計中，采用鋼框架一中心支撐結構體系，鋼框架柱采用焊接箱型鋼柱，截面為500×500，鋼框架梁采用焊接H型鋼梁，截面為300×750，支撐采用焊接H型鋼，截面為300×300。鋼結構柱腳采用埋入式剛接柱腳，地面以下采用外包鋼筋混凝土，埋入到基礎承臺內，鋼框架梁與鋼框架柱采用剛接，鋼次梁與鋼框架梁采用鉸接。在進行鋼結構計算設計過程中，采用3D3S軟件進行計算分析，同時還需要采用MIDAS—GEN進行計算復核，根據計算多的結果確定鋼結構截面的壁厚。該坡地建筑工程的屋面標高關系比較復雜，同時在水平方向和豎向方向上，鋼結構梁相互交錯，因此，綜合考慮鋼框架梁共同受力，在進行鋼框架梁節點設計過程中，在進行底層空間設計時，采用十字交叉的鋼框架梁共同作用，抬設鋼柱的節點做法。除此以外，本工程結構屋面采用樓承板+鋼筋混凝土組合樓板，鋼承板采用2W－YX－51－305－915－1.2壓型鋼板，樓承板上設鋼筋混凝土樓板，板厚100mm，混凝土強度等級采用C30，內配置雙層雙向鋼筋網片。

4結語

綜上所述，坡地建筑工程設計難度比較大，在進行建筑結構設計過程中，不僅需要綜合考慮地形地貌因素，而且還應該綜合考慮建筑結構受力。因此，在坡地建筑結構設計中，應該注意優化擋土墻設計、上部結構設計以及基礎設計，使得坡地建筑能夠有效適應當地地形地貌環境，同時，提高建筑工程穩定性和可靠性。

參考文獻

［1］雍強．土木工程建筑結構設計中的問題與初探［J］．城市建筑，2014(02)．

［2］陸偉，楊明珊，段爾煥．某坡地建筑上部結構、地基及基礎共同作用的抗震分析［J］．四川建筑科學研究，2014(06)．

［3］李翠翠，宋杰平，姜丹．坡形地貌回填土對地下室結構影響分析［J］．施工技術，2015(23)．

作者：黎安梅 單位：貴陽建筑勘察設計有限公司

第三篇：高層建筑結構設計若干要點分析

摘要：伴隨城市化建設的多樣性，高層建筑已成為建筑行業中最為普遍的建筑形式，成為城市建設的一道靚麗的風景線。高層建筑也隨著建筑設計方面的發展和變化，更加具有復雜性和多變性。而結構設計是影響高層建筑是否穩定，質量好壞的基礎，本文針對高層建筑的結構設計進行全面分析，并對設計中所存在的問題提出個人不同層面見解，有利于建筑行業穩定持續發展，從而促進社會經濟建設。

關鍵詞：高層建筑；結構設計；問題對策

建筑行業已成為當今社會經濟發展的重要產業之一，同時也是影響城市化建設的重要標志。隨著大量農村人口向城市涌進，城市土地用地的緊張，高層建筑應運而生為城市人口增多問題起到巨大緩沖作用。高層建筑的興起，不僅解決了城市用地問題，同時也降低了建設成本，促進建筑企業經濟效益，加快了城市化進程發展。因高層建筑受建設高度的影響，在高層建筑建設過程中，結構設計不單影響著功能和質量，也關乎著建筑安全。在建設過程中要結合建筑的實際要求對結構設計進行綜合考慮，以便高層建筑科學合理建設。

一、高層建筑結構設計概述

高層建筑是當今城市生產和消費發展達到一定程度的經濟產物，高層建筑的使用為社會帶來明顯的經濟效益，促進社會發展。對于人口密集的城市，高層建筑可利用建筑內部的豎向和橫向交通縮短了部門之間的聯系距離，提高了效率。除此之外，大幅度縮小了城市中心地段大面積建筑的用地問題，減少了市政建設投資和縮短建筑工期。因此，高層建筑的結構設計也成為建設中至關重要的問題，它不僅要在設計過程中保證高層建筑能夠承受水平方向的荷載，還應保證高層建筑能夠承受垂直方向的荷載，在對高層建筑結構設計過程中要通過建筑的平面、體型、立面的質量和剛度之間進行比例計算和設計，保持建筑未定性。在高層建筑結構設計中，也要考慮建筑的防火設計、抗震和抗風的設計等綜合性結構設計，保證高層建筑的穩定和安全使用。

二、高層建筑結構設計的關鍵問題分析

1.高層建筑結構設計中細節問題

1.1挑板

挑板在高層建筑結構布置中尤為重要，出挑板可以調勻邊跨底板鋼筋，黨底板鋼筋通常布置時不會因邊跨鋼筋而加大整個底板鋼筋通長筋，比較節約。如是天然地基和其他人工地基的坎上時，對天然地基采用加挑板，可以降低整體沉降，如果荷載偏心時，在特殊部位加設挑板，則可調整整體沉降和傾斜。窗井部位可以在挑板上砌墻，并且不計算挑板長度，不宜再出長挑板。如建筑中有地下室的設計，可在挑板使用時結合窗井橫隔墻實際情況靈活掌握，從建筑角度考慮挑板，取消挑板可使用柔性防水做法。并且在挑板的陽角問題上，在基礎的底面積當中陽角面積比較小，因此可以直接使用直角，陽角可以在懸挑部分保持不變的狀態下，不再使用輻射筋。

1.2基坑

在挖基坑過程中，基坑邊緣的土因受摩擦角的約束不會發生反彈，而基坑中心的土因采用人工方式進行處理，則會發生反彈現象，如存有較大摩擦力可忽略中心地帶土壤反彈問題。對于基坑挖掘過程和箱底沉降時，應綜合考慮基坑的基地附加應力對稱的計算和基地壓力計算。

1.3梁、板跨度

在高層建筑結構設計中，梁、板跨度的計算應考慮建筑的實際情況，常用的凈跨是1∶1倍，但只適用于常規結構設計，而高層建筑中采用的是寬扁梁1∶1倍不適用。梁板結構是根據梁的中心線上的一剛性支座，在扁梁結構中，梁板的比例差不多，應以梁中心進行長度計算跨度，選取梁中心的彎矩和梁厚，及梁邊彎矩和板厚配筋，取兩者數值較大配筋，如在計算過程中有柱子設計，柱子可認為是禪達截面梁，梁配筋時取柱子邊彎矩值。對于單跨版和梁：兩端擱置在磚墻體上的板Lo=Ln+a≤Ln+h；兩端與梁整體連接的板Lo=Ln+b；單跨梁Lo=Ln+a≤1.05Ln。對于多跨連續板和梁：邊跨Lo=Ln+a/2+b/2且Lo≤Ln+h/2+b/2（板），Lo≤1.025Ln+b/2（梁）；中間梁Lo=Lc且Lo≤1.1Ln（板），Lo≤1.05Ln（梁）。其中Lo為梁、板的計算跨度；Ln為梁、板的景跨度；h為板的厚度；a為梁、板在墻體上的支承長度；b為梁、板的中間支座寬度。

1.4主梁處

如有次梁情況一般在建筑過程中梁是建筑的中心，但有的建筑中不單只有主梁有時也會有次梁情況，這種情況下應再加附加筋。一般情況下首先考慮加箍筋，位于梁下部或梁截面高度范圍內集中荷載應全部由附加橫向鋼筋承擔，也就是應在梁下部的集中力位置添加附加筋。其他情況下不必附加筋，附加筋的使用取決于從次梁的受壓區頂至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁產生的剪力。

2.高層建筑結構設計中的技術問題

2.1高層建筑中的抗風設計

在高層建筑結構設計中，應考慮高層建筑自身樓層多、高度高的特點，應考慮高層建筑的抗風設計。與其他多層建筑比較，高層建筑表面，更易改變風的流動性和空氣動力，會因此導致建筑產生震動影響建筑樓體的穩定性并對樓體表面造成傷害。在針對這一問題首先要考慮建筑的基地問題，應采用高級砂石，其次，施工過程中利用耗能構件對剪力墻和樓板進行耗能設計，并且應選用高性能的混凝土，減少結構內力造成的水平問題。最后，在對高層建筑結構承受力和抗風性的數據計算時，應放大所計算的系數，以減少風能對建筑造成的傷害。

2.2高層建筑中的抗震設計

應受地殼運動影響，地震也是影響建筑結構設計的重要因素，而當今許多高層建筑抗震設計是按照常規建筑設計，因此，所采用設計數據并不符合高層建筑。在對高層建筑的抗震設計，應考慮建筑的實際數據制定科學合理的抗震設計方案，并做出具體操作。在地震中，基地很容易遭受破壞，在樁基設計時可加深樁基埋藏，增加樁基和土部結構的聯動性。然后，應合理布置抗測力構件，加強水平方向和垂直方向的測力構件，形成完整的應力體系。同時，增加墻體和樓板的厚度控制建筑地震時，發生位移。也要對建筑的扶壁、筒口、筒腳進行簡單化處理，達到相應的建筑物對稱。綜上所述，降低了地震發生時對樓體造成的傷害。

2.3高層建筑中的防火設計

防火結構設計，是高層建筑首要技術難題，因高層建筑高度較高，建筑材料又易燃，在火災發生時高層建筑因設計及高度問題極易造成難以疏散、人財損失嚴重的問題。因此，在高層建筑防火結構設計中，應加強防火結構間的距離控制，并且結合建筑建設過程中實地地形考慮，加大處理。而且在選用材料時，盡量選擇耐火材料，以減少易燃材料的使用。此外，如火災發生時，及時進行疏散也是防火設計的重要環節，對于高層建筑的疏散形同設計，高層建筑應選用雙通道設計，同時增加防煙區、耐火區和避難層的區域設計，也可設置隔離設置，不僅阻止了火災發生時火勢的蔓延，也加強了建筑的防火和消防能力。

三、結語

高層建筑結構設計隨著建筑行業的發展，要求越來越高，在高層建筑結構設計過程中，不僅僅存在建筑和技術問題，也需要相關人員的配合和專業技術知識的掌握。只有對高層建筑結構設計做出綜合性、全面性的規劃，才能保證高層建筑科學、合理的建設并且安全、穩定的發展。

參考文獻

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[2]吳必正，趙永輝.試論高層建筑結構設計存在的問題及對策[J].門窗，2014，39（1）：95+98.

作者：尹利茹 單位：中煤科工集團重慶設計研究院有限公司

第四篇：概念設計在建筑結構設計中的運用分析

摘要:隨著社會的不斷發展，人們對建筑結構設計的要求越來越高，建筑結構設計的合理性將會直接對建筑作用的發揮造成影響。概念設計在建筑結構設計中所扮演的角色是極為重要，概念設計的使用能夠降低建筑結構設計出現錯誤的幾率，并能夠確保建筑結構設計各項數據的精確性，這對于建筑工程的順利推進有著極大的意義。

關鍵詞:概念設計建筑結構設計應用分析

概念設計過程就是把客戶需求分析向建筑結構設計過程所過渡，概念設計的科學性將會直接對建筑設計的質量造成影響，因此相關人員必須加強對其的重視，積極的采取措施對概念設計進行推進和完善，最大程度的避免概念設計出現問題的幾率。這對于建筑質量的保證有著極為重要的影響。

1對概念設計定義的分析

所謂的概念設計指的就是以數學計算方式為主要途徑對客戶需求的信息進行分析，從而使得一個概念性產品能夠形成。在進行概念設計的過程中國最重要的階段就是從客戶需求分析階段到產品設計階段的過渡過程，這一過程的進行能夠完成抽象到具體，粗略到簡單的過程。為了最大程度的保證概念設計在建筑結構設計中的應用效果，相關人員需要先對建筑結構進行選用，在選用建筑結構后對其結構進行分析，并利用一定的計算手段對結構數據進行計算，這些計算過程要盡可能的在整個建筑結構的設計當中，這對于建筑結構設計合理性的保證極為重要。在把概念設計應用到建筑結構設計的過程中，設計人員要根據具體的設計情況對于概念設計中可能存在的問題進行找尋，并以自身經驗以及設計環境為依據對概念設計進行調整，在調整過程中設計人員要對各種影響因素進行考量，只有把所有的影響因素納入考量范圍才能夠使得建筑結構設計方案的合理性可以得到提升，這對于概念設計滿足建筑結構設計需求有著極為重要的意義。

2建筑結構設計中概念設計的原則

2．1簡單性

在對建筑結構設計中開展概念設計的過程中，相關設計人員必須遵循簡單性的原則，盡可能的讓傳力途徑進行簡化，從而使得結構的承載力能夠得以提升。因此，在對結構體系進行設計的過程中要注重建筑結構受力圖計算的精確性，并根據建筑的具體條件對內力和位移進行詳細探究，從而最大程度的降低薄弱部位出現的幾率，這對于建筑結構設計中概念設計合理性的保證極為重要。

2．2整體性

整體性也是概念設計應用到建筑結構設計的重要原則之一，建筑結構能夠使得慣性力以聚集的狀態所存在，而且其也能夠把所聚集的慣性力進行傳遞，從而使得各豎向抗側力子結構都可以有慣性力的存在，這就要求所設計的各個建筑子結構所具備的承載力能夠以相同的狀態所存在，這對于抵御地震自然災害對于建筑的損害極為有用。

2．3規則性和均勻性

建筑結構的規則性和均勻性的保證能夠最大程度的避免建筑結構過早出現坍塌的現象，此外在對建筑結構進行概念設計的過程中要注重建筑分布質量和結構剛性能夠以協調性的狀態所存在，這對于建筑結構合理性的保證有著極大的意義。2．4優化選型原則在建筑結構設計中對于概念設計進行應用的過程中，其最主要的目的就是對結構體系進行優化，并讓結構的布置形式以合理的狀態所存在。所謂的優化結構體系指的就是在對建筑結構基本特征以及荷載狀況進行了解的前提下，讓結構體系通過集合形式所構成。

3概念設計在建筑結構設計中的應用

3．1概念設計在建筑場地選擇中的應用

為了最大程度的使得建筑結構設計的有效性能夠得到保證，在施工之前，相關人員必須加強對建筑場地的選擇，只有保證所選建筑場地的合理性才能夠為后續建筑施工創造條件，這對于建筑工程的順利推進有著極為重要的意義。概念設計的應用能夠讓整個建筑場地選擇以更加合理的狀態所存在。在對建筑施工場地機械選擇的過程中要對以下要素機械分析，首先要對地形因素進行考慮，因為不同的地形對于建筑結構的影響也會有所差異，而且在很多情況下，地形將會成為建筑結構設計的重要影響因素。因此在對建筑結構進行設計時，相關的設計人員必須在考慮建筑實際情況的基礎上，綜合考量出適合建筑設計的地形［4］。除了地形因素外，地址因素也將會對建筑結構的有效性造成影響，之所以會導致這種現象的產生是因為地質因素會直接影響基礎結構設計的合理性，這就要求相關人員在對建筑場地進行選擇的過程中，必須對建筑場地進行評估，從而最大程度的保證所選擇的建筑場地能夠滿足建筑結構設計的需求［5］。在對建筑結構進行概念設計的過程中，相關設計人員也需要對建筑的抗震性進行衡量，可以說在一定程度上抗震性將會直接反應出建筑結構的設計水平。只有最大程度的對建筑設計的抗震性進行保證，才能夠使得整個建筑的安全性能夠得到提升。因此在對建筑場地進行選擇的過程中，相關人員必須加強對概念設計的利用，盡量避免在易震動的地方開展建筑工作。概念設計在建筑場地選擇的過程中所扮演的角色是極為重要的，相關人員必須加強對其的重視。

3．2概念設計有利于建筑基礎的選擇合理性的提升

在對建筑場地選擇后，為了保證建筑工程的順利推進，相關人員就需要在對地形特征和結構設計進行考慮的基礎上對合適的建筑基礎進行選擇，目前最常使用的建筑基礎有樁基礎、筏形基礎以及樁基礎三種。樁基礎是最常使用的建筑基礎之一，受這種建筑基礎性質的影響，其更加適用于對地壓力比較大且地質以非常松軟狀態所存在的高層建筑。如果地基不能夠起到承載建筑的作用時，可以通過對樁地基的利用讓載荷向較深的持力層進行傳遞。箱型基礎也比較適合高層建筑，這種基礎整體的剛度以適中的狀態所存在，其能夠有效的讓荷載以均勻的狀態完成從上部到下部的傳輸，因此這種建筑基礎可以提高嵌固結構組成的有效性，這對于解決箱基沉降不均勻等問題有著極為重要的作用，因此相關人員必須加強對其的重視。筏形基礎被廣泛應用到承載力相對較低的地基并且上部荷載以較大狀態所存在的建筑機構中，和上兩種建筑結構相比，其剛度相對較大，其能夠實現把上部載荷向下部的分散，這對于與不均勻沉降等問題的避免有著極為重要意義［6］。

3．3在計算機分析中的應用

在現代建筑背景下，計算機分析是建筑設計的極為重要的組成部分，但是就目前建筑設計的狀況來看，計算機分析的應用效果并不是特別好，這和計算機分析存在缺陷性有著直接聯系。計算機分析缺陷的存在將會使得整個建筑結構設計以不科學的狀態所存在，這對于建筑質量的保證是極為不利的。在把概念設計應用到計算機分析的過程中，相關人員要注重設計依據的豐富性，除了計算機分析結果外，也要加強對實踐經驗的利用，以實踐經驗為依據對計算機分析結果進行評估，然后根據實際情況對設計方案進行調整，進而最大程度的保證計算機分析結果的準確性。

4結束語

現代建筑設計結構將會直接對建筑質量造成影響，因此相關人員必須加強對其的重視。在對建筑進行結構設計的過程中要注重概念設計措施的采取，這對于建筑結構設計合理性的提升是極為重要的。和其他設計方法相比，概念設計更容易被設計人員所理解，這對于降低建筑結構設計中問題出現幾率的降低有著極為重要的意義。

參考文獻

［1］殷音．概念設計在建筑結構設計中的應用探析［J］．新材料新裝飾，2014(10):423．

［2］龔俊．建筑結構設計中概念設計的應用［J］．建材發展導向(上)，2015，13(11):156－157．

［3］徐月兒．淺析概念設計在建筑結構優化設計中的應用［J］．價值工程，2015(6):104－105．

［4］熊皓，萬少堂．當前建筑結構設計中概念設計的應用［J］．建筑工程技術與設計，2016(6):450．

［5］張宸瑞．概念設計在建筑結構設計中的應用分析［J］．城市建設理論研究(電子版)，2014(22):89－90．

［6］林可勃．試論建筑結構設計優化及造價成本控制［J］．中國新技術新產品，2014(12)：145-146.

作者；呂志曉 單位：浙江省永康市洪盛建筑工程有限公司

第五篇：提高建筑結構設計質量的路徑

摘要:隨著我國城市化進程加快，人們對于建筑質量的要求已經越來越高，而提高建筑結構設計質量，是提高建筑質量的綜合質量的關鍵因素。建筑結構設計主要是在建設項目的施工之前，對項目工程的施工造價以及設計準備等提前準備，從而進一步提高建筑物的實際工程質量。文章首先對于建筑結構設計進行簡要介紹，其次對于如何提高建筑結構設計的質量進行研究。

關鍵詞:建筑結構設計；設計質量；概念設計；途徑

近年來，隨著我國工程質量問題愈發嚴峻，建筑結構設計是確保建筑工程質量的前提和保證，因此需要在進行建筑結構設計的過程綜合考慮施工過程中的所有因素。建筑結構設計的好壞直接關系到建筑物的綜合質量，同時在對建筑物的實用性、美觀性、經濟性、可靠性進行綜合考慮的同時，需要重視建筑結構設計并且進行相關控制。

1建筑結構設計

1．1建筑結構的類型

目前，學界以及業界公認對于建筑結構進行劃分的標準主要是以其的實際用途、層數、結構材料和結構形式等作為參照依據。按照用途可以分為民用和工業用兩種，按照層數則可以分為單層、多層和高層建筑等，按照不同的參照依據可以分為類型［1］。

1．2建筑結構設計

建筑結構設計一個比較大的概念，其包含許多方面的內容如基礎選型、布置柱網、剪力墻分布、結構體系選擇等，其中主要的是主體設計和基礎設計。在進行實際施工之前，相關技術人員根據建筑物、施工地點的實際情況如地質、人文、環境特點、樓層高度等，進行合理科學的設計。在對建筑結構內的實際體系進行調查清楚后，在對建筑物內部的實際部分如柱、梁、剪力墻的分布和尺寸進行合理科學的安排。在進行設計施工的過程中，需要嚴格按照計算原則對于建筑物內部的實際應力進行計算，結合上述的施工情況利用BIM設計模型，建立建筑物的三維結構模型，同時選擇最合適的施工方案，從而確保建筑物的實際質量。同時，為了保證建筑物的安全性以及可靠性，需要在設計階段嚴格按照實際的施工情況進行設計:一是在設計過程中要考慮建筑物的抗震性能，尤其對于建筑物的施工地點處于環境條件比較惡劣時，需要在實際的設計過程中考慮地質情況、建筑高度和具體結構類型，進而采用合適的施工方案;二是在設計建筑物模型時需要選取建筑物承載的極限狀態以及正常使用情況來進行操作和驗算，進而將兩組數據進行對比分析，從而確定建筑物結構承載力的實際情況［2］。

2提高建筑結構設計質量的途徑

2．1做好全面資料的收集工作

首先，在進行建筑物結構設計之前，需要做好資料收集工作，認真確定計算參數。對于建筑工程來說，不同的施工環境、施工方式導致最后建筑物的實際工程質量會出現偏差，因此需要提前對于建筑物的地理位置記性調查，其在某一程度上決定了在進行建筑結構在進行設計過程中涉及到的具體參數不同，如不同的地區存在不同的風壓、雪壓、地震強度、土壤類別等，這些都是在進行建筑結構設計過程中需要考慮的因素［3］。其次，對于一些特殊的建筑物，在進行設計之前還需要重點參考之前成功的工程案例，根據類似工程的設計經驗從而確定設計過程中對參數的選擇。因此，在進行建筑結構設計之前，重點在于對于建筑物施工和設計經驗的收集，盡量搜集與設計相關的信息，更加科學的選取設計參數，從而避免由于參數選擇不合理導致建筑物工程施工質量不合格的情況［4］。

2．2合理運用結構設計軟件

近年來，隨著我國科學技術的發展，計算機已經得到普及，從某種程度上來說，現在已經進入計算機時代。同時隨著上計算機的普及，各種計算機結構計算分析軟件已經廣泛適用于建筑工程之中如BIM技術，并且改變建筑設計師的設計理念與設計方法，但是人們如果過于依賴計算機，對計算機分析的結果盲目信任，最后也可能會導致建筑設計的失敗，因此現在的建筑結構設計需要做到人機結合，在對可能出現的所有結果都進行充分的分析判斷之后，在進行建筑結構設計［5］。因此，在設計過程中需要注意:一是充分了解使用的計算機分析軟件的適用范圍和技術條件以及優缺點等;二是在進行計算機設計分析之前需要確保計算機程序與結構實際設計圖相符;三是需要確保輸入數據的準確，同時還需要保證計算參數的輸入準確無誤;四是對計算結果進行多次檢驗，核查其與結構相關的內容符合實際的情況要求以及建筑相關規定［6］。

2．3重視結構計算與地基基礎設計

在進行上述兩步之后，可以得到建筑結構的計算結果，該結果也是后期的施工圖紙設計的關鍵依據，同時建筑計算結果的正確與否，直接關系到后期建筑結構設計的安全性與可靠性。因此在實際的設計過程中需要設計人員對于計算結果進行多次檢核，提高自身對于建筑結構設計的重要性的認識。以樓板計算為例，首先應該選擇正確的計算方法對樓板進行計算，同時需要注意連續板不能選用單向板的計算方法，除此之外，雙向板的計算需要考慮材料泊松比對其的影響，避免由于沒有注意到細節問題而造成的計算值的計算失誤。其次，使用計算機程序對建筑結構進行計算，為避免最后的建筑結果的失誤過大，還需要設計人員將計算設計結果與實際施工情況相結合進行分析、評價，從而進行修改，并作為后期設計圖紙的主要參考依據。地基基礎設計是建筑結構設計過程中的設計重點環節，地基基礎設計的質量直接關系到后期建筑物的實際質量，一旦地基不穩后期的設計工作以及施工工作就無法進行。在地基基礎設計階段需要設計施工人員嚴格按照國家的相關標準，對地基的實際情況進行調查之后，進行科學合理的科學設計。

2．4重視抗震設計

在框架結構設計過程中，由于設計建筑設計師過于重視橫向框架的設計，而忽略縱向框架的設計，使得建筑物的抗震性能趨近于無，同時不符合抗震設計規范中的相關要求。由于水平地震會在橫縱向兩個方向軸內產生作用，因此地震需要按照兩個主軸方向進行計算。這就意味著，在進行框架結構設計過程中，需要綜合考慮橫向框架和縱向框架兩個方向的作用。同時在進行建筑結構設計的過程中，需要依照小震不壞、中震可修、大震不倒的抗震設計原則，將建筑結構設計成延性結構，由于延性結構的延展性比較強，其變形能力能夠有效的承載地震發生時產生的壓力波，降低地震對于建筑結構的破壞，延長建筑物的使用壽命。

2．5重視概念設計

概念設計主要是指設計師在進行設計的過程中，運用自身的思維和判斷能力進行結構設計的過程。其主要以精確的結構概念為依據，并在此基礎上對計算結果和設計結構進行科學分析，同時綜合考慮計算假設與實際結構受力存在的差異，從而對于計算結果進行優化。在進行概念設計的過程中，要以建筑物的實際情況為主，同時結合業主的建筑要求，以及建筑結構設計的原則如適用性、安全性、美觀性、經濟等，從而最終決定建筑物的結構設計方案。同時在設計過程中需要考慮整體與部分、整體與細節之間的關系，從而全面提高建筑物的綜合質量。

3結束語

在進行建筑結構設計的過程中，可以通過全面收集建筑設計所需要的資料信息、采用先進的計算機分析軟件進行分析計算等，從而提高建筑物的整體質量。由于建筑結構設計是一項十分重要又復雜的工程，需要設計師綜合考慮多項因素，從而得出最終的設計施工方案和圖紙。

參考文獻

［1］吳晟彥．試論建筑結構設計中提高建筑安全性的途徑［J］．低碳世界，2017(5)．

［2］師修忠．對提高建筑結構設計質量的策略分析［J］．建筑工程技術與設計，2017(1)．

［3］牛海全．房屋結構設計中的建筑結構設計優化策略［J］．環球市場，2017(3)．

［4］竇鵬．淺析在建筑結構設計中如何提高建筑的安全性［J］．建材與裝飾，2017(5)．

［5］李玉琦，郭宏濤．建筑結構設計中如何提高建筑的安全性［J］．大科技，2017(6)．

［6］宋照樺．關于提高建筑結構設計中建筑安全性的策略探究［J］．建筑工程技術與設計，2017(2).

作者：錢凌雄 單位：浙江省永康市洪盛建筑工程有限公司

第六篇：淺談復雜高層與超高層建筑結構設計要點

摘要：自我國改革開放以來，市場經濟快速發展，建筑行業獲得了良好的發展前景，作為國民經濟持續增長的支柱型產業之一，在城市化進程不斷加快背景下，建筑工程規模和數量也在不斷增長。基于此，建筑工程逐漸朝著復雜高層和超高層建筑方向發展，而建筑工程技術和手段的創新和應用，致使工程與結構愈加復雜。結構作為建筑工程的支撐構架，結構設計合理與否，將直接影響到后續工程的有序開展和工程整體質量。由此，本文主要就復雜高層與超高層建筑結構進行分析，客觀闡述結構設計要點所在，提升工程結構設計合理性。

關鍵詞：復雜高層；超高層建筑；結構設計；設計要點

在建筑行業發展中，越來越多新技術、新工藝和新材料應用其中，這就對工程結構設計提出了更高的要求。尤其是在當前復雜高層和超高層建筑的結構設計中，可能受到一系列客觀因素影響，為工程結構埋下安全隱患，影響工程結構設計質量。尤其是在高層建筑結構設計中，相較于普通的建筑而言，結構設計要求更高，需要充分結合建筑特性，把握復雜高層和超高層建筑設計技術要點，提升設計合理性，為后續施工活動有序開展打下堅實的基礎。

一、復雜高層和超高層建筑結構設計

某建筑工程總高度78.5m，高22層，主樓地下兩層，地面20層。建筑結構為框剪結構，通過多方設計方案論證，樁基工程選擇后壓漿鉆孔灌注樁，選擇端承-摩擦樁的裝荷載形式，壓漿鉆孔灌注樁295根，φ700樁252根，有效樁長18m~19m。采用標號C25的混凝土，關注前0.5m³~0.5m³碎石置于空洞地步。關注過程中，導管同孔底之間的距離為0.5m，連續灌注混凝土。復雜高層和超高層建筑結構設計中，相較于普通的建筑結構設計而言存在明顯的差異。一般其概況下，普通建筑的高度是在200m以下，復雜高層和超高層建筑的高度則超過了200m，這就對建筑工程穩定性提出了更高的要求。普通建筑多為鋼筋混凝土結構，而復雜高層和超高層建筑結構則是多為鋼結構或是混合結構，設計技術含量較高，結構更為復雜。此外，在復雜高層和超高層建筑結構設計中，需要充分考慮到建筑抗震要求、環境因素、自重以及風荷載等因素的影響，設計內容較為復雜，所以復雜高層和超高層建筑結構設計難度更大。

二、復雜高層和超高層建筑概念設計

（一）提升對概念設計的重視程度

近些年來，在復雜高層和超高層建筑結構設計中，設計理念不斷創新，積累了豐富的結構設計經驗，其中最具代表性的就是概念設計。在概念設計中，提升結構設計規則性和均勻性；結構中作用力傳遞更為清晰；結構設計中應該充分體現高標準的要求；結構設計中融入節能減排理念，促使結構設計更為科學合理；設計中，提升建筑材料利用效率，在滿足建筑結構整體設計要求的同時，迎合可持續發展要求。基于此，為了滿足上述設計要求，設計人員應該同建筑工程師進行密切的交流，在充分交流基礎上，提升建筑結構設計合理性。

（二）選擇合理的結構抗側力體系

在復雜高層和超高層建筑結構設計中，為了可以有效提升結構設計安全性，選擇抗側力體系是尤為必要的。在選擇結構抗側力體系中，應該根據建筑具體高度來選擇，明確結構抗側力體系和建筑物高度之間的關系，如果建筑高度在100m以下，可以選擇框架、框架剪力墻和剪力墻體系；如果建筑高度在100m~200m以內，則選擇框架核心筒、框架核心筒伸臂；建筑高度在600m左右時，選擇筒中筒伸臂、桁架、斜撐組合體；在結構設計中，需要充分考慮到結構內部各個部件之間的關系，形成一個整體；如果建筑工程結構中存在多個抗側力結構體系，應該分別對這些抗側力結構體系進行分析，在此基礎上科學分析和判斷。

（三）提高建筑抗震設計重視程度

提高建筑抗震設計重視程度是尤為必要的，尤其是在復雜高層和超高層建筑結構設計中，抗震設計對于建筑安全影響較大。在選擇抗震方案中，需要選擇合理的施工材料，質量符合建筑要求；盡可能降低地震過程中能量的擴大，對建筑構件的承載力進行驗收，計算地震下建筑結構位移數值；高層建筑工程設計中，結構抗震手段的應用需要在得到位移數據基礎上實現，設計更加合理的建筑工程結構設計方案，一旦建筑結構發生變形可以起到有效的保護作用；結構設計中體現出建筑構件的生產要求和界面變化情況，提升結構設計穩定性和牢固性。

（四）復雜高層和超高層建筑結構設計融合經濟理念

在復雜高層和超高層建筑結構設計中，由于工程項目較為龐大，在具體的結構設計中，可能受到客觀因素影響出現一系列成本問題。故此，在建筑結構設計中，需要充分融合經濟型設計理念，對結構設計方案優化處理，避免建筑工程結構冗長帶來的資源和資金浪費，提升資金利用效率。

三、復雜高層和超高層建筑結構設計精準性

（一）選擇合理的結構設計軟件，提升設計結果精準性

在復雜高層和超高層建筑結構設計中，設計工程師需要充分掌握前沿的設計手段和方法，能夠選擇合理的分析軟件，提升計算結果準確性。當前我國復雜高層和超高層建筑結構計算軟件種類繁多，但是不同軟件側重點存在明顯的差異，這就需要在結構設計中，設計人員可以了解到不同軟件的具體功能和應用范圍，結合工程結構設計要求來選擇合理的計算機軟件。此外，在復雜高層和超高層建筑結構設計中，還應該對力學理念合理判斷和分析，結合自身豐富的設計經驗，提升計算結果精準性。

（二）加強荷載和作用力的考量

在復雜高層和超高層建筑結構設計中，設計工程師需要充分結合復雜高層和超高層建筑結構特性，明確結構自身的豎向荷載力大小和風荷載的影響因素，將其融入到后續的結構設計中，提升設計合理性。復雜高層和超高層建筑結構設計中，除了需要考慮到結構穩定性問題以外，還可以組織風洞試驗，測試建筑的抗風能力。在后續的實驗中，可以設計模型來模擬在不同風場環境下，建筑物的抗風能力和受力情況，有針對性提升建筑物結構的穩定性。建筑工程結構設計中，還需要考慮到倒塌水準，主要表現在以下幾個方面：其一，復雜高層和超高層建筑的延性結構構件，構件的彈性變形能力高低同結構抗震能力存在密切聯系；其二，對于復雜高層和超高層建筑中的構件，滿足各項技術要求；就復雜高層和超高層建筑結構設計要求，對于建筑物中的控制構件，滿足建筑結構抗震設計要求，能夠在不同環境下保持相應的彈性。

（三）科學計算自振周期

復雜高層和超高層建筑結構設計中，需要充分把握震動規律，提升設計合理性。但是不同的振幅和頻率，可能出現大幅度震動現象，進而影響到建筑結構穩定性。故此，在建筑結構設計中，需要科學計算出自震周期，結合抗震強度、建筑高度進行科學計算，確保自振結果精準性。

（四）建筑的垂直交通設計

復雜高層和超高層建筑的結構形式主要為框架—剪力墻和核心筒結構，此種建筑結構形式可以有效提升結構穩定性，同時垂直交通體系結構可以產生較大的水平在和抵抗力。除了需要考慮到樓梯、電梯和衛生間等區域以外，向平面中央集中，可以有效減少空間占地面積，賦予建筑更好的交通環境和采光效果。垂直交通結構體系設計中，需要充分協調采光和節能之間的關系，便于后續的維護工作開展。結論綜上所述，復雜高層和超高層建筑由于自身特性，建筑物高度較高，在結構設計中需要充分考慮到建筑抗震性能、垂直交通設計和載荷計算等問題，確保建筑工程結構穩定性和安全性，滿足高層建筑使用要求，維護人們的生命財產安全。同時，對于建筑行業長遠發展具有更加突出的促進作用。

參考文獻

[1]張濟寧.預應力技術在現代建筑結構設計中的應用[J].中國科技財富，2012（4）：38.

作者：胡明 單位：武漢市規劃設計有限公司

第七篇：建筑結構設計中BIM技術的應用思考

摘要:隨著我國社會主義市場經濟的發展，各個行業對建筑的需求在不斷的加大，同時人們對建筑施工質量也提出更高的要求，這給建筑行業的發展提供了有利條件，同時也帶來一定的挑戰。近年來，我國的科學技術在不斷的創新與完善，建筑領域的新技術和新的施工工藝層出不窮，這大大促進建筑行業的發展。BIM技術就是一種新型的技術，該項技術提高建筑結構設計的合理性和穩定性，因此得到廣泛的關注和使用。

關鍵詞:BIM技術；建筑結構設計；應用；研究

隨著市場經濟的發展和城鎮一體化建設進程加快，我國建筑行業得到巨大的發展。BIM技術作為一種新型的技術得到各大建筑公司廣泛的關注與應用，施工單位可以根據該技術建立數據共享平臺，實現各部門、各專業的資源信息共享。在進行建筑結構設計過程中，利用該項技術建筑工程師、設計人員與業主等所有參與者將共享數據信息，建立可視化的數字模型，通過對建筑結構的反復分析與模式，不斷的調整與優化建筑設計來提高建筑結構設計的質量。

1BIM技術的概念

近年來建筑行業得到巨大的發展與完善，加上城鎮一體化建設進程的加快，建筑規模在不斷的擴大，建筑形式更加的多樣化。在此背景下，獲取更多的信息資料成為設計人員在進行建筑結構設計時的關鍵。這就需要設計公司通過各種渠道和方式進行信息的收集，對于收集到的信息進行深入分析與利用，以此達到提高施工效率，縮短工期，提高企業經濟效益的目的，同時也能更加有效的提高建筑企業安全管理工作的水平。BIM技術是一種新型的技術，借助該項技術可以實現建筑結構設計由二維向三維的轉化，建立數據共享平臺，實現各部門、各專業的資源信息共享。在進行建筑結構設計過程中，利用該項技術可以實現建筑工程師、設計人員與業主等所有參與者共享數據信息，建立可視化的數字模型，通過對建筑結構的反復分析與模式，不斷的調整與優化建筑設計，同時幫助企業降低各個階段的成本，縮短施工時間，提高企業的經濟效益。

2BIM技術的特點

2．1可視化

現階段，在我國建筑結構設計時主要是利用紙張或是計算機完成，這樣可以為實際施工過程時提供有效的建筑規格數據或是效果圖，二維技術最大的缺陷就是無法將建筑結構設計的實際效果進行真正的展示。BIM技術正好可以彌補這一缺陷，可以將結構設計效果圖通過三維技術展示出來，以便工作人員之間進行溝通與改進。

2．2協調性

建筑設計設計到的專業較多，覆蓋面較多，這就需要設計部門的工作人員共同協作完成。設計單位要建立完善的設計規章制度，使其成為工程施工的重要指導。BIM技術可以實現建筑內部空間設置的協調性，使得各個環節之間的施工更加的協調、通順。

2．3模擬性

BIM技術可以利用現實建筑的各種數據建立相對應的工程模型，方便設計人員之間的溝通交流。例如設計人員在進行建筑材料承受力度和材料配比計算時，單靠實踐經驗得出的配比值不精確，甚至和建筑工程的實際比例存在一定的偏差。采用BIM技術可以在數字模擬系統中錄入設計數字方案，模擬建筑結構在不同材料之間的受力數值，通過系統自身的計算得出統計圖，設計人員可以將設計圖作為依據，得出最合理的材料配比值。施工現場的環境對建筑結構的性能存在一定的影響，例如氣候，水文條件等都會對施工、設計等環節造成一定的影響。因此設計人員在進行建筑結構設計時一定要深入到施工現場，對氣候條件、水文因素進行詳細的考察，進而提高建筑結構設計的質量，但是這需要一定的時間。將BIM技術與地理信息技術相結合可以全面模擬出施工現場的環境、建筑模型。技術人員不用到施工現場便可掌握所有的信息資料，進行對施工現場的可能存在的影響因素進行總結與分析，制定出合理的施工方案，這樣大大縮短了設計時間，同時也保證設計方案的合理性。

3BIM技術在建筑結構設計中的具體應用

3．1利用BIM技術可以實現建筑結構設計的可視化

BIM技術可以通過三維模型技術向業主展示建筑構件效果，給予用戶最直觀的視覺感受。而傳統的建筑結構設計主要是通過紙張或是計算機軟件完成，無法將設計效果圖更直觀的展示出來。在建筑結構設計初期，設計人員可以根據建立建筑機構三維實體模型，通過直觀的視覺向業主介紹建筑構件的信息及功能布局等信息，使得業主有一個全面的認知和了解。現階段，我國很多設計單位在進行大型建筑工程結構設計時都是利用該項技術，通過對建筑物整體結構進行動態演示，加強設計人員之間的溝通交流，不斷的優化與調整設計方案，從而制定出最為合理的設計方案，同時及時發現設計方案中存在的質量缺陷與設計問題，采取有效的措施進行修正，進一步保證建筑結構設計的質量，為后期的施工奠定堅實的基礎。

3．2BIM技術在建筑結構參數設計中的具體應用

設計單位可以利用BIM技術建立建筑結構新型平臺，將設計到的信息及設計參數建立一個數據庫，實現信息資源共享。設計人員在進行建筑結構形體構建時可以借助該信心平臺提供的有效數據，同時在設計過后才能中，該平臺可以對不同參數進行有效的約束，從而保證該系統在建筑結構設計過程中實現數據信息的及時更新與完善。BIM技術最大的優勢是保證設計信息輸出的高質量與安全性及可靠性，這樣為提高建筑結構設計的數字化發展提供有利的條件。

3．3BIM技術在鋼結構建模中的具體應用

現階段，在我國建筑施工中鋼結構是大跨度建筑物的主要結構形式，因此在進行鋼結構建模是需要攻克結構連接與加強件布置等難關。再加上設計鋼結構時所涉及到的梁柱連接、梁梁鉸接等多種連接形式，這無疑增加了鋼結構設計的難度。因此設計人員在進行鋼結構設計時一定要根據梁自身的高度，同時將各個連接件進行專項設計并將其參數化。設計人員可以利用BIM系統中參數共享的功能，嚴格控制高螺栓的數量與間距。同時利用對參數的條件實現新的連接件。在鋼結構實際施工過程中技術人員一定要參考相應的設計位置，從而確定出加強件與連接件的準確位置，這樣進一步提高施工人員的工作效率，縮短工期，同時也提高了鋼結構的設計質量。

4BIM技術應用在建筑結構設計中的難點

BIM技術是通過建立建筑數字結構模型，根據結構模型的數據信息反饋到分析軟件中，該軟件可以實現數據的分析與處理。設計人員只需要根據軟件最后得出的數據對設計方案和施工方案進行調整與優化即可，這樣大大提高設計方案與施工方案的質量。BIM技術是通過建筑結構分析與施工方案統一的作用下進行的。利用該項技術構建建筑模型時，為了有效提高建筑結構的安全性，技術呢元必須保證模型空間數據物理模型與空間的真實性，這是保證設計方案的關鍵環節。需要注意的是建筑材料自身的性能以及負載等不同物理特性也會對建筑結構具有一定的影響，因此技術人員在進行數字模型構建時，不可變量的參數和參量會直接影響模型構建的質量與真實性。BIM技術理論指出，在構建數字化模型時，一定要保證工程的物理模型、建筑結構數據分析與施工圖紙實現完全統一。在實際操作過程中，如果一個構建的數據出現問題，就無法保證模型與數據分析、施工圖紙的一致性。因此，在構建數據模型過程中，進行連接結構數據分析時，經常會出現系統無法實現統一，造成有效數據的丟失，進而無法對建筑結構性能進行有效的分析。

5總結

綜上所述，隨著我國居民對建筑行業要求越來越高，保證建筑結構設計質量和施工質量成為建筑行業長久發展的關鍵。根據施工現場的實際情況，利用BIM技術對建筑結構進行優化設計，保證建筑施工質量也直接關系到人們的生命財產安全，因此設計單位一定要加強對該方面工作的重視，不斷的引進先進的技術和工藝，從而提高建筑結構設計方案的合理性和科學性，促進建筑行業健康長久的發展。

參考文獻

［1］李秀霞．關于建筑結構設計中BIM技術的應用探究［J］．門窗，2017(2):134．

［2］劉麗．關于建筑結構設計中BIM技術的應用研究［J］．工程技術(全文版)，2017(3):28．

［3］李軾，王科亮，劉媛．探析建筑結構設計中BIM技術的應用［J］．江西建材，2015(3):34.

作者：鐘迅 單位：中信建筑設計研究總院有限公司

第八篇：建筑結構設計優化方法及運用

摘要：建筑結構設計能夠從根本上提升建筑的可靠性，并一定程度地提升建筑的經濟性，本文主要對建筑結構設計的優化，從其重要意義、優化方法、應用價值等方面對其進行了簡單探討。

關鍵詞：建筑結構設計；優化方法；應用價值

隨著我國建筑行業的飛速發展，對建筑結構設計進行優化也是設計人員的重要研究課題。為了解決建筑與用地面積的矛盾、建筑本身屬性的內部矛盾和理論知識與實際情況的矛盾，我們從建筑結構上進行優化。

一、建筑結構設計優化方法的重要意義

社會文化和經濟繁榮度的高速發展，使人類在追求建筑的居住舒適度、經濟性、美觀程度時，還追求一定的個性化，這就需要對建筑結構進行大量的設計。建筑結構的優化主要有以下幾個重要意義：

（一）降低建筑的施工成本

對建筑結構的設計進行優化時，在施工前考慮到了施工過程中會出現的一些問題，并提出一些有效的應對方式，縮短了問題對工期的延誤時間，提前的應對方案結合施工具體情況會使解決方案更合理高效和價格低廉；另外設計本身實施過程的花費會通過這種優化大大降低，材料的使用、人工數量的控制、工序的先后順序，這些都會對成本造成巨大影響。例如高層的建造需要考慮地基的承受能力，需要對地基部分加大投資，如何協調底部和頂層的矛盾，加強兩者的聯系就需要用到建筑結構的優化。

（二）提升建筑的施工質量和經濟價值

合理的結構優化不僅能減低成本，還會對建筑整體的質量有極大地提升，提升其經濟價值。合理的建筑結構應該滿足用戶的居住或使用要求，并具有美觀的特性，最重要的要符合國家標準，適應當地的具體環境。在進行設計時，就需要設計人員對這些因素進行綜合考慮。例如對水電管進行優化、對建筑的上層部分進行美觀化，就分別從經濟價值和美觀程度對建筑結構進行了優化。

二、建筑結構設計的優化方法

建筑結構設計是一個龐大的設計，在設計時我們需要將其進行細化，分部分進行設計，并注意各個部分的聯系，在設計時加強各部分的交流，增強建筑的整體性。結構設計的優化過程一般分為以下部分：

（一）概念設計優化建筑結構

概念設計就是設計人員結合自身的理論知識和具體設計方案要求、施工環境對建筑結構進行設計，在設計時要考慮到很多非唯一數值和不預測、不可抵抗因素。例如在對建筑進行設計時，需要考慮它的抗震性能。地震的發生不能通過預測而進行針對性的設計，所以在設計時，對每一個建筑都要加強其抗震性能，在一些地震多發地帶尤其要注意建筑的抗震性能，對這些因素進行設計優化就是概念設計優化。

（二）模型設計優化

在進行設計概念的優化后，對于模型的建造也要進行優化。第一點，在選取設計變量時，需要選取變化量較少且整體含量較少但基本的數值作為參考標準，這一優化降低了設計難度，增強了設計可靠性；第二點對于聯系較大的因素建立對應函數對建筑結構進行設計分析，目的在于降低施工成本，減低設計出錯概率，這一優化對于建筑的整體性進行了加強，并減少了設計工作量和施工工作量；第三點是衡量結構的工作條件，建筑的工作環境往往復雜且多變，對于具體的施工項目需要考慮建筑結構的穩定性、各部位的受力限制、整體結構的剛性以及各個單元的可塑性和規格等多個方面，這就需要設計者考慮建筑的使用環境和施工環境，對結構和約束條件進行分析，從而優化整體設計。這一優化極大地提升了建筑結構的合理性、可靠性和穩定性。

（三）數據算法、函數關系的選擇

在對建筑結構進行設計時，需要選取合適的計算方法對數據進行處理分析，合理的函數關系減少設計量。這就要對計算進行精簡，提升函數的科學性和實際應用價值。

三、建筑結構設計的優化內容

在對建筑結構進行設計優化時，主要從以下幾方面進行綜合考慮，優化設計內容：

（一）提升建筑的使用壽命

使用期限是建筑的一個重要元素，這就需要設計者對施工環節的每一個步驟進行優化，對建筑結構的科學性進行加強提升，并結合其經濟性在一定限度內提升建筑的使用壽命。

（二）協調建筑結構的局部和整體的關系

對龐大的建筑結構設計進行分層、分部分設計能夠提升設計效率。對于各個層和各個不同部位的關系要進行深入分析，協調好局部之間的關系才能提升整體的可靠性。對不同部分進行設計時，除了考慮其使用要求和施工難易度外，還需要與其他各個關聯部分進行綜合考慮。局部的簡單拼湊會使整體結構不科學，只有將其有機結合才能成就一個優良的整體建筑結構。

（三）優化建筑結構的整體協調性

除了各個部分的聯系需要考慮，建筑整體的協調也需要加強。例如各個部件的緊密結合要滿足整體建筑的使用要求；建筑的美觀和經濟性有一定的矛盾，建筑的安全性能和經濟性有一定的矛盾；建筑的功能多樣性和結構合理有一定的矛盾，緩解或消除這些矛盾就提升了建筑整體的協調性。

（四）優化上部結構設計

建筑占地面積的減少使得人類將生存空間向上擴展，越來越多的高層建筑涌現，這就需要設計人員加強上部結構的設計優化。上層建筑的安全性能是第一考慮因素，第二是：經濟因素，其次是：美觀程度。在進行結構優化時，要提升結構的合理性提升安全性能，主要考慮其力學性能和化學性能，例如其抗震程度在力學性能中的考慮；經濟因素如合理地降低鋼筋材料的使用可以提高其性價比；美觀因素則需要對用戶視覺需求進行調查，并需要設計師具有一定的審美能力和美學表達能力。

四、建筑結構設計的優化應用

對建筑結構的設計優化的應用提升了建筑的經濟效益，增強了其可靠性，主要在下面這兩方面具有較高的應用價值：

（一）結構設計優化的前期工作

建筑的前期設計直接決定了建筑的質量和性價比。第一，前期優化工作的實施會使整個施工過程順暢，能夠縮短施工工期；第二，這些前期優化工作能夠降低施工難度，從而減少施工成本；第三，科學的優化會對材料、結構進行合理選擇；第四，對于用戶的特殊要求、建筑需要滿足的一些功能或其美觀屬性都需要在前期進行考慮。

（二）對概念設計和具體結構進行優化

概念設計的優化主要表現在設計人對一些不可預測、不可抵抗的因素進行考慮，進行相關的特性增強。例如地震、水災等，地震高發地帶一般采用木質結構，雨水充沛地帶一般頂部的雨水處理能力較強。

（三）對地基基礎結構進行優化

建筑的地基直接決定了建筑的穩固程度，對地基的設計優化能夠在保證其安全性能的同時，增強其經濟性（性價比），對于層數、高度不同的建筑，對地基的設計也有很大的改變，這就需要設計人員對建筑的占用面積和樓層高度進行協調，優化地基設計。結語通過本文的研究，我們簡單了解了建筑結構的優化方法和具體應用，從優化內容、優化應用等發面研究了其經濟價值、安全價值和美觀價值，希望對我國的建筑行業能夠有一定的借鑒價值。

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作者：蘆勃 單位：中煤科工集團重慶設計研究院有限公司