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第一篇：復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案研究

一、優(yōu)化設(shè)計

在工作中對復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力進(jìn)行深入分析有著非常重要的意義。為了能夠真正滿足需要，就要對預(yù)應(yīng)力設(shè)計變量以及預(yù)應(yīng)力超靜定結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行科學(xué)分析。

（一）設(shè)計變量分析。

對預(yù)應(yīng)力設(shè)計變量進(jìn)行深入分析有著非常重要的意義，對于這方面的工作具體而言就是要分析承載能力的極限狀態(tài)、極限狀態(tài)等。這些方面在設(shè)計過程中都必須要能夠符合實際要求及規(guī)范。此外對于承載力、變形、應(yīng)力以及抗裂等也應(yīng)該進(jìn)行專門驗算。只有不斷進(jìn)行驗算才能夠滿足要求，為了能夠?qū)崿F(xiàn)對變形的有效控制，工作中主要是要利用結(jié)構(gòu)高跨比來實現(xiàn)。采用這樣一種方式將有助于實現(xiàn)對變形的有效控制。對于抗裂的控制則是要采用預(yù)應(yīng)力配筋的方式來進(jìn)行處理。對于非預(yù)應(yīng)力鋼筋的增配，往往是要在承載力不能夠滿足預(yù)應(yīng)力盡量的條件下才要開展這項工作的。為了能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)合理地設(shè)計，在預(yù)應(yīng)力初步設(shè)計過程中就要高度重視抗裂，對于預(yù)應(yīng)力配筋應(yīng)該是按照人們對抗裂性的要求來進(jìn)行設(shè)計。通過這樣的設(shè)計將非常有助于滿足要求。在今后工作中對于這方面情況必須要加強(qiáng)研究，要從實際出發(fā)來采取措施。在設(shè)計過程中最為常用的方式是混合式曲線與直線配筋以及單獨曲線配筋。這兩種方式的應(yīng)用將有助于滿足實際要求。在設(shè)計過程中對于沿力筋的預(yù)應(yīng)力是可以視為不變的，對于其造成的損失也不用進(jìn)行考慮。在工作中對于結(jié)構(gòu)所受曲線預(yù)應(yīng)力則是可以根據(jù)等效荷載法看作把它看成調(diào)整力系的作用。

（二）對預(yù)應(yīng)力超靜定結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

對預(yù)應(yīng)力超靜定結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行專業(yè)分析有著非常重要的意義。應(yīng)該看到在實際工作中后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)往往會受到調(diào)整力系和工作力系這兩種力的影響。所謂調(diào)整力系主要指的是在工作中要借助預(yù)應(yīng)力筋以及錨具來施加的人工預(yù)應(yīng)力。對于這樣一種預(yù)應(yīng)力必須要引起高度重視，要不斷加強(qiáng)對其分析。工作力系主要指的是結(jié)構(gòu)設(shè)計載荷所起作用。這樣一種方式往往可以乘坐是工作力系。這兩種力對預(yù)應(yīng)力超靜定結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的影響是不一樣的。調(diào)整力系則要對結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行逐步調(diào)整，通過這樣一種方式實際上將能夠?qū)Y(jié)構(gòu)內(nèi)力實現(xiàn)專門調(diào)整，這樣將能夠使得結(jié)構(gòu)受力能夠變得更為合理。對于工作力系而言，在運(yùn)行過程中往往會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大破壞。這一點是人們在工作中應(yīng)該要引起高度重視的一點。通過對復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力進(jìn)行深入分析就會發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前在建筑結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力受兩個方面因素的影響是最大的。這兩個因素分別是安置形式以及張拉力。對于這兩個因素應(yīng)該不斷加強(qiáng)研究，這是適應(yīng)實際要求的重要措施。預(yù)應(yīng)力筋安裝形式如果科學(xué)合理，那么此時對于結(jié)構(gòu)控制面內(nèi)力往往可以利用最小張拉力來把它調(diào)整到最為合適的狀態(tài)。相反，當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋安裝不合理的話，此時就應(yīng)該提升預(yù)應(yīng)力筋使用量。這樣一種方式同千重情形相比，對結(jié)構(gòu)中斷面內(nèi)力調(diào)整效果的影響也將是不同的。這是我們在實際工作中應(yīng)該引起高度重視的一點。對于這方面情況要不斷加強(qiáng)研究。梁端錨具布置也是一個比較典型的問題，對于這樣一個問題也應(yīng)該加強(qiáng)研究。應(yīng)該看到梁截面面積大小是固定的，此時梁端錨具不管是過大還是過小都會對其布置形式產(chǎn)生較大影響。這一點是人們在工作中應(yīng)該引起高度重視的。為了能夠避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，在今后工作中就應(yīng)該在梁下直線上來布置合適的預(yù)應(yīng)力筋。通過這樣的方式在設(shè)計荷載確定之后，與之相對應(yīng)的混凝土工作系數(shù)也將會確定下來。在復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，各種設(shè)計變量都將能夠得到科學(xué)合理地設(shè)計，不少設(shè)計參數(shù)都是具有一定限制的。在進(jìn)行科學(xué)地荷載設(shè)計之后，預(yù)應(yīng)力也將會出現(xiàn)一個合理有效的調(diào)整力系。這樣將有助于達(dá)到工作效果。

二、杭州大劇院預(yù)應(yīng)力優(yōu)化設(shè)計

杭州大劇院是杭州市內(nèi)大型的市政工程，同時也是典型的復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)。以杭州大劇院為例來進(jìn)行分析更具有現(xiàn)實意義。從該工程的實際情況來看，大劇院高度是50m左右，面積為5.2萬m2。這樣一棟建筑，具有主舞臺、音樂大廳、左右舞臺以及后臺等附屬結(jié)構(gòu)。為了能夠滿足需要，在工作中就應(yīng)該對其進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)計。在對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計過程中高位設(shè)計在25m，側(cè)墻設(shè)計為32m，厚度設(shè)計則四600mm。對于管道的設(shè)計則是要按照墻的長度來增設(shè)7道豎向縫，為了能夠真正滿足需要還應(yīng)該把墻體分割成8個墻肢。為了能夠真正滿足需要，建筑跨度就應(yīng)該比較大。對于預(yù)應(yīng)力的設(shè)計，重點是要保證預(yù)應(yīng)力梁能夠滿足抗裂要求。這樣才能夠真正適應(yīng)實際工作要求。對于預(yù)應(yīng)力鋼束應(yīng)該進(jìn)行科學(xué)發(fā)恩錫，要對其進(jìn)行科學(xué)合理地配置。這樣才能夠滿足實際要求。對于這樣一種結(jié)構(gòu)，工作人員利用有限元軟件ANSYS進(jìn)行專門分析之后發(fā)現(xiàn)。在預(yù)應(yīng)力設(shè)計過程中是要受到墻肢上端彎矩影響的。這種影響是人們在工作中必須要引起注意的。針對這種情況，在今后工作中就要對墻肢上端、垮中界面以及梁端進(jìn)行嚴(yán)格控制。這樣才能夠滿足要求。這是我們在工作中應(yīng)該引起高度重視的。要采取專門措施來對其進(jìn)行優(yōu)化。

三、結(jié)語

預(yù)應(yīng)力優(yōu)化設(shè)計是一項非常重要的工作，這項工作是否科學(xué)合理將會直接影響到整個工程的質(zhì)量。為了能夠真正滿足需要，在今后就應(yīng)該從實際出發(fā)來對進(jìn)行科學(xué)分析。本文以杭州大劇院預(yù)應(yīng)力優(yōu)化設(shè)計為例進(jìn)行了詳細(xì)分析。通過本文的分析就會發(fā)現(xiàn)，在今后工作中必須要高度重視預(yù)應(yīng)力設(shè)計變量以及預(yù)應(yīng)力超靜定結(jié)構(gòu)受力分析。

作者：田甜 單位：長春建筑學(xué)院

第二篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

現(xiàn)代的高層建筑，其結(jié)構(gòu)形式具備復(fù)雜化、多樣化的特點，除了以往的基本的結(jié)構(gòu)形式，例如筒體結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)以及框架結(jié)構(gòu)等，還要根據(jù)不同的建筑功能需求，來增加另外的結(jié)構(gòu)，與此同時，這也導(dǎo)致在建筑過程中，節(jié)點進(jìn)行連接的形式變得更加復(fù)雜，連接不同的構(gòu)件，需要使用不同類型的節(jié)點，這關(guān)系到高層建筑的結(jié)構(gòu)是否安全穩(wěn)定。此外，在高層建筑加強(qiáng)基層載荷的時候，也給豎向結(jié)構(gòu)帶來了載荷，對于柱體、墻體支撐能力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求更高。進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，需要用到的知識較廣，需要考慮的因素比較多，屬于一種現(xiàn)代化的建筑設(shè)計的方式，在進(jìn)行設(shè)計時，除了需要表現(xiàn)設(shè)計自身的先進(jìn)性，體現(xiàn)建筑功能，還需要做好和經(jīng)濟(jì)性之間的協(xié)調(diào)工作。

2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

2．1設(shè)計適合的結(jié)構(gòu)簡圖

對于高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計，首先，需要選擇一個合理的科學(xué)的結(jié)構(gòu)計算簡圖，倘若選擇的計算簡圖自身不夠合理，那么就有可能出現(xiàn)未知的風(fēng)險。因此，設(shè)計一個適合的結(jié)構(gòu)計算簡圖，是進(jìn)行設(shè)計的必不可少的一個重要環(huán)節(jié)，還有，因為在建筑結(jié)構(gòu)的各個節(jié)點內(nèi)部，除了鋼節(jié)點以及交接點外，還存在另外的節(jié)點，因此，需要使用能夠和計算簡圖相互匹配的構(gòu)造方法，把其中之間的誤差控制于可以合理的范圍，只有這樣，才能夠確保建筑的安全性能。對于高層的建筑，進(jìn)行結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計，對于建筑物整體方案應(yīng)該做詳細(xì)地檢查，避免由于計算上的錯誤或者方案的不適合，導(dǎo)致工程出現(xiàn)嚴(yán)重的事故。

2．2選用合適的基礎(chǔ)設(shè)計

進(jìn)行高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計，需要選擇一個合理的基礎(chǔ)設(shè)計，就是按照高層建筑周邊的具體情況，來選用合適的基礎(chǔ)的設(shè)計。這就需要對于高層建筑的自身荷載的分布情況、施工實際情況、建筑結(jié)構(gòu)實際類型等問題進(jìn)行一個系統(tǒng)性的科學(xué)的分析，然后把分析報告作為一個有效的依據(jù)，選擇出實際施工的設(shè)計方案。選擇基礎(chǔ)的設(shè)計方案，應(yīng)該把現(xiàn)場的地質(zhì)勘查報告做為判斷標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確的報告能夠最大程度上真實的反應(yīng)出地基的潛力，對于周邊地基進(jìn)行變形檢驗的工作，也是不可缺少的。

2．3對結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行合理的選擇

進(jìn)行高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計，需要對于結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行一個選擇，要求實際的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案能夠符合建筑形式和建筑體系的實際要求，與此同時，還需要符合高層建筑自身對于經(jīng)濟(jì)性的要求。需要對施工情況、地理環(huán)境、建材標(biāo)準(zhǔn)、供水情況、供暖情況以及供電情況等等的問題進(jìn)行較為系統(tǒng)性的分析研究，將各個方面進(jìn)行相互的協(xié)調(diào)，最終確定出最為合理的適合的設(shè)計方案。

2．4準(zhǔn)確的分析計算結(jié)果

伴隨科學(xué)技術(shù)不斷地發(fā)展，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，已經(jīng)廣泛地利用計算機(jī)技術(shù)，做各種類型的合算工作，由于使用計算軟件的不同，得出的數(shù)據(jù)也可能會不一樣，因此，有關(guān)人員在選用計算軟件的時候，需要很好地掌握軟件的使用方法以及具體操作，全面地了解其運(yùn)作，最終選擇一個最為理想的軟件。軟件可能出現(xiàn)漏洞或者是人工誤差導(dǎo)致計算錯誤，造成計算結(jié)果產(chǎn)生誤差的情況。這就要求有關(guān)的設(shè)計人員在使用計算機(jī)進(jìn)行計算，得到數(shù)據(jù)結(jié)果之后，還需要對于數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行認(rèn)真的核對，最終才能夠得到正確的結(jié)果。

3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計難點

3．1設(shè)計防風(fēng)結(jié)構(gòu)

在高層建筑中，風(fēng)振作用有著十分大的影響，因此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，如何解決抗風(fēng)問題，成為了十分重要的一個環(huán)節(jié)。由于高度造成的影響，高層建筑對于風(fēng)會形成干擾和阻礙，隨后風(fēng)的動力效應(yīng)會產(chǎn)生改變，帶來一個振動的作用力，高層建筑自身動力荷載會遭到破壞，風(fēng)壓有可能會損壞建筑自身的主體結(jié)構(gòu)，更有甚者，可能導(dǎo)致墻體出現(xiàn)裂縫、玻璃幕墻發(fā)生爆炸的情況。

3．2設(shè)計高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)

在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的方面，高層建筑還做的不夠到位，因此在發(fā)生地震的時候，會出現(xiàn)較為嚴(yán)重的人員傷亡和財產(chǎn)損失，并且由于高層建筑其本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計比較復(fù)雜，有時在設(shè)計中，設(shè)計人員進(jìn)行的設(shè)計分析不夠全面完善，因此，在高層建筑進(jìn)行有關(guān)抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計，其安全性與穩(wěn)固性有一定的缺失。

3．3設(shè)計高層建筑的消防結(jié)構(gòu)

高層的建筑，其結(jié)構(gòu)設(shè)計較為復(fù)雜，因此在選用施工材料的施工，材料也具有一定的多樣性復(fù)雜性，然而在這些施工材料中，很多材料都是屬于易燃易爆的，這樣一旦發(fā)生火宅，將會變得難以控制。再加上在高層，建筑的空氣對流情況比較好，一旦火災(zāi)發(fā)生，可能出現(xiàn)借勢的現(xiàn)象，此時，倘若建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在消防方面沒有進(jìn)行充分的考慮，就會出現(xiàn)人員疏散困難、火宅救援難以順利進(jìn)行、火勢不斷蔓延等一系列的問題。因此，做好消防結(jié)構(gòu)的設(shè)計，對高層建筑設(shè)計有著至關(guān)重要的作用。

4高層建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計

4．1抗震設(shè)計問題

在進(jìn)行高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)該要按照剛?cè)嵯嗷f(xié)調(diào)配合的原則，使建筑結(jié)構(gòu)擁有一定的延展性。與此同時，在抗震設(shè)計方面，應(yīng)該進(jìn)行多層防線進(jìn)行設(shè)防。當(dāng)?shù)谝坏赖姆谰€在抗側(cè)力構(gòu)件的強(qiáng)震作用下受到破壞的時候，后續(xù)的第二道以至第三道防線抗側(cè)力構(gòu)件可以馬上頂上，阻擋地震造成的沖擊，確保建筑物不會倒塌。經(jīng)過多次的震害調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，重力荷載過重，是結(jié)構(gòu)在受到地震作用的破壞后建筑出現(xiàn)倒塌的最為直接的原因。所以，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計之中，選用材料需要按照輕質(zhì)量高強(qiáng)度的原則。在材料擁有足夠的變形強(qiáng)度的同時，材料重量應(yīng)該盡可能的輕。在分合原則之中，應(yīng)該充分地發(fā)揮抗震縫的作用，科學(xué)地合理地設(shè)置抗震縫。在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)該優(yōu)先可靠的新產(chǎn)品和成熟的新技術(shù)，來提高設(shè)計的水平，有利于提高經(jīng)濟(jì)效益。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，使用結(jié)構(gòu)自身存在的抗震性能，來抵抗地震，屬于一種消極的被動的抗震對策。倘若受到破壞，將會產(chǎn)生嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。所以，要加強(qiáng)對于結(jié)構(gòu)減震的控制，對結(jié)構(gòu)加裝控制裝置。通過控制裝置與結(jié)構(gòu)，來共同承受地震產(chǎn)生的作用，減輕建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的地震反應(yīng)。而基礎(chǔ)隔震就屬于一種很好的方法，它能夠通過設(shè)置隔震的系統(tǒng)裝置，形成較好的隔震層，延長建筑結(jié)構(gòu)的使用周期。使結(jié)構(gòu)長期處在彈性工作的狀態(tài)，避免建筑物產(chǎn)生破壞或者是倒塌的情況。耗能減震，是通過安裝耗能減震的裝置，有效的吸收或者消耗地震輸入的結(jié)構(gòu)能量，減輕主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的地震反應(yīng)。防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞或者倒塌，來達(dá)到控震減震的目的。

4．2抗風(fēng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

在建筑基礎(chǔ)設(shè)計上，需要使用配比度較高的砂石，來確保地基的密實程度，與此同時，還需要安裝抗拔錨桿，來提升建筑自身的抗拔強(qiáng)度。在進(jìn)行減振系統(tǒng)的設(shè)計時，需要利用樓板、剪力墻、耗能支撐等組成減振耗能系統(tǒng)，來降低風(fēng)荷載對于建筑可能造成的影響。對于水平力和風(fēng)荷載的問題，需要對于高風(fēng)壓區(qū)的建筑進(jìn)行加固工作。這是從水平荷載的內(nèi)力、水平的壓力等方面來進(jìn)行系統(tǒng)性的考慮，進(jìn)行高層建筑的加固。

5結(jié)束語

現(xiàn)今，社會在不斷地發(fā)展，高層建筑形式變得更加多樣化，對于建筑的穩(wěn)定性、安全性以及載荷承受的能力，具體的要求也越來越高。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，還需要不斷地深入了解建筑結(jié)構(gòu)的受力特點，在設(shè)計中，對于受力分析理論依據(jù)進(jìn)行研究，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計的方案，與此同時，需要注重結(jié)構(gòu)實施的合理性和經(jīng)濟(jì)性，使得高層建筑結(jié)構(gòu)能夠得到更進(jìn)一步發(fā)展。

作者：程先楊 李盛林

第三篇：現(xiàn)代房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 

對于當(dāng)今時代來說，人們更加關(guān)注生活質(zhì)量的不斷提升。由于房屋建筑與人們的生活有著直接的聯(lián)系，因而人們對于房屋建筑投以了越來越多的重視。新時期房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的是否合理，對人們的生活有著重要的影響。結(jié)合社會經(jīng)濟(jì)水平以及人們的需求，當(dāng)今時代房屋建筑優(yōu)化設(shè)計不但需要保證建筑物的經(jīng)濟(jì)性及使用率，還需要保障其功能性與安全性。

1房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的內(nèi)容

在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計時，首先需要對優(yōu)化設(shè)計的主要內(nèi)容進(jìn)行了解。通常來說，優(yōu)化內(nèi)容由主體結(jié)構(gòu)以及子結(jié)構(gòu)構(gòu)成。第一步需要先分析柱結(jié)構(gòu)。柱結(jié)構(gòu)好比人的神經(jīng)中樞，一旦柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計出現(xiàn)問題，整個建筑物都會存在隱患，需要及時對柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計以及改進(jìn)。第二部需要分析子結(jié)構(gòu)。子結(jié)構(gòu)由屋蓋結(jié)構(gòu)及下部的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，子結(jié)構(gòu)就像人體神經(jīng)中樞中的神經(jīng)末梢，一旦字結(jié)構(gòu)的設(shè)計不合理，就會影響到柱結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)性。因此，設(shè)計師需要對子結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理地優(yōu)化和調(diào)整，讓它們與主結(jié)構(gòu)更為匹配。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括對房屋工程總體的優(yōu)化設(shè)計以及對房屋工程分布結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。在進(jìn)行具體的優(yōu)化過程時，可以依據(jù)實際的施工情況，在滿足了設(shè)計規(guī)范以及使用要求的基礎(chǔ)上對房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)綜合的經(jīng)濟(jì)效益。

2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的作用

房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計不但需要使建筑結(jié)構(gòu)的長遠(yuǎn)效益得到滿足，還需要有效控制建筑結(jié)構(gòu)的投資額度，有效提升建筑結(jié)構(gòu)的可靠度以及合理性。與較為傳統(tǒng)的房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計相比起來，優(yōu)化新時代的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠在很大程度上降低工程造價，不但能夠優(yōu)化投資，還能夠優(yōu)化技術(shù)，通過滿足材料性能的合理性來保證建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量的要求，不斷協(xié)調(diào)房屋建筑的內(nèi)部單元，同時還需要完善房屋建筑的安全性，對房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法進(jìn)行科學(xué)合理地決策，保障房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計能夠順利完成。

3房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的要求

3.1安全性

人類最主要、最基本的生存環(huán)境就是房屋建筑，人們的日常生活及活動都不能與建筑環(huán)境分離開來。因而，新時期房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計首先就需要滿足安全性，這是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中最為基礎(chǔ)的要求。在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計時，不能僅僅考慮到功能性以及經(jīng)濟(jì)性，還需要重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性的決策、設(shè)計及具體建設(shè)。在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)的過程中，安全性是首先需要考慮的因素。

3.2功能性

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計最為本質(zhì)的要求是功能性，要求建筑物能夠給使用著帶來安全、優(yōu)質(zhì)、舒適的生活環(huán)境。伴隨著社會主義市場經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，人們對于建筑物的功能提出了越來越高的要求，因而在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計時還需要使建筑設(shè)施的協(xié)調(diào)性、美觀性以及實用性得到滿足，增強(qiáng)房屋建筑的功能，滿足使用者對于房屋建筑的功能需要。

3.3環(huán)保性

近幾年，我國一直倡導(dǎo)環(huán)保節(jié)能，各行各業(yè)都積極踐行著這一理念，依據(jù)行業(yè)自身的特點選擇相應(yīng)的措施。環(huán)保性也是房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的要求，對于建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計可以通過選擇節(jié)能環(huán)保的材料，對房屋建筑的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。此外，對于建筑的施工過程中產(chǎn)生的廢水、廢氣以及廢渣等需要經(jīng)過處理后才能排放。

3.4經(jīng)濟(jì)性

想要滿足當(dāng)今市場經(jīng)濟(jì)的需求，房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計就需要滿足經(jīng)濟(jì)性這一要求，在以保障建筑物安全性、功能性、環(huán)保性的基礎(chǔ)上對投資成本進(jìn)行控制，在在大程度上降低成本。

4房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法

4.1重視分析概念設(shè)計優(yōu)化技術(shù)

建筑物的結(jié)構(gòu)布置方式有較多的選擇方案，對于同一個建筑結(jié)構(gòu)，也有著多種結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的方案可供選擇。因為建筑物的結(jié)構(gòu)布置方案具有不唯一性，同時建筑物結(jié)構(gòu)分析方法存在著差異，因此建筑物設(shè)計選擇的設(shè)計參數(shù)及指標(biāo)、建筑材料、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等都有著一定的差別。因而，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計處理時，不能只依靠計算機(jī)軟件進(jìn)行操作，更重要的是通過設(shè)計人員來驚醒概念化的設(shè)計。然而，不同設(shè)計人員的設(shè)計方式、設(shè)計經(jīng)驗等都有著一定的不同，所以他們對于概念設(shè)計的理解就可能是完全不同的。在處理以上問題的時候，需要設(shè)計相關(guān)的技術(shù)人員對一些方案及設(shè)計參數(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的選擇、判斷。技術(shù)人員的工作經(jīng)驗越多，就越能夠?qū)?shù)進(jìn)行合理的判斷和選擇，就越能夠?qū)崿F(xiàn)建筑物的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。

4.2積極應(yīng)對建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際性復(fù)雜問題

建筑物結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計的主要目標(biāo)是保障房屋自身的安全性以及功能性，同時也需要其具備一定的耐久性?？梢詫崿F(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，通過優(yōu)化設(shè)計能夠促使建筑物在一定的時限內(nèi)最大程度低降低成本并實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。概念化設(shè)計的主要含義是怎樣通過對建筑物結(jié)構(gòu)的優(yōu)化來提升建筑物抵抗外部損害的能力。因此對于建筑物來說，結(jié)構(gòu)設(shè)計的最重要的內(nèi)容就是通過何種方式在較為復(fù)雜的應(yīng)力環(huán)境下進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。在外部因素中，地震時最為特殊的一種，因為地震荷載作用的時間、地點和強(qiáng)度都不能進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測，沒有任何的規(guī)律性。一旦出現(xiàn)能量等級較高的地震時，其對建筑物造成的破壞可能是毀滅性的。因而，房屋建這結(jié)構(gòu)的設(shè)計需要對地震荷載作用進(jìn)行較為充分地考慮，盡最大能力降低地震對房屋建筑造成的損壞。當(dāng)前對于建筑物結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計有著一部分較為有效的設(shè)計方案。通常來說，結(jié)構(gòu)對稱的建筑物的荷載承受基本是均勻的，延展性較大，結(jié)構(gòu)的危險截面較少，因而對于抗震來說能起到很好的功能。發(fā)生能量級別較強(qiáng)的地震時，首先可能會破壞一些次要構(gòu)件，這就在一定程度上保護(hù)了主要構(gòu)件的穩(wěn)定性，建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生失穩(wěn)故障的可能性較低。這種設(shè)計理念通常被稱為多道設(shè)防思想，通過次要構(gòu)件對主要構(gòu)件進(jìn)行保護(hù)，通過主要構(gòu)件來保障建筑物自身的安全。

5房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用中需要注意的問題

5.1房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)通常應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計的初期

前期結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的確定和建筑物項目自身的建筑成本有著直接的聯(lián)系，因而如果前期設(shè)計的過程中不應(yīng)用房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)，在初期設(shè)計中就可能存在著建筑物和理性與可行性方面的隱患，直接影響到結(jié)構(gòu)設(shè)計的設(shè)計成本。因而，房屋建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)應(yīng)當(dāng)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的初期階段，這樣才能保證結(jié)構(gòu)設(shè)計合理化要求得以實現(xiàn)，保障建筑物成本的最合理性。

5.2優(yōu)化技術(shù)應(yīng)更多應(yīng)用于結(jié)構(gòu)細(xì)部的優(yōu)化

第一，不但需要對房屋建筑的主題設(shè)計投以足夠的重視，還需要精細(xì)設(shè)計結(jié)構(gòu)的一部分較為主要的基本構(gòu)建。例如在進(jìn)行矩形現(xiàn)澆板塊的設(shè)計過程中，就需要合理分析現(xiàn)澆板，盡最大能力降低現(xiàn)澆板拐角處出現(xiàn)裂縫的可能性。第二，計算機(jī)時代的到來已經(jīng)實現(xiàn)了將計算機(jī)技術(shù)同設(shè)計理論結(jié)合起來這一需要，優(yōu)化設(shè)計的問題已經(jīng)從一個工程實踐角度的問題轉(zhuǎn)換為了數(shù)學(xué)問題。因而，工程設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)不斷提升自身的工作能力，加強(qiáng)對計算機(jī)技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計方法的了解與把握。社會經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升帶動了生活質(zhì)量的提高，同時也增加了人們對高質(zhì)量生活的追求與向往。由于我國具有人口眾多的特性，這就導(dǎo)致了我國的建筑物不但需要實現(xiàn)最基礎(chǔ)的安全性以及功能性，還需要在此基礎(chǔ)上對土地進(jìn)行較為充分的利用，在最大程度上降低建筑成本，傳統(tǒng)的設(shè)計原理也需要得到更新，促使現(xiàn)代的房屋建筑符合時代的發(fā)展特點與需要。

作者：高博 李金果 單位：濮陽市規(guī)劃建筑設(shè)計研究院

第四篇：概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的運(yùn)用 

0.引言

概念設(shè)計是不用精確數(shù)值來衡量的，是通過對用戶的各種需求進(jìn)行詳細(xì)分析后得出的。從模糊到清晰、從抽象到具體、從粗狂到精細(xì)這些就是概念設(shè)計的過程。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員，在面對一些無法分析的設(shè)計問題，可以應(yīng)用概念設(shè)計的思想來解決。概念設(shè)計分析結(jié)構(gòu)體系和分體系，同時分析設(shè)計人員的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，可以加快總體布置工作、建筑抗震設(shè)計的完成。

1.概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要性

概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中發(fā)揮的作用是十分關(guān)鍵的，概念設(shè)計能夠為給設(shè)計工作者帶來新的靈感，保證了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。（1）概念設(shè)計有效的彌補(bǔ)了計算機(jī)設(shè)計中的缺陷和不足。采用計算機(jī)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，容易使得結(jié)構(gòu)設(shè)計工作受限，因此，設(shè)計工作無法預(yù)期完成。計算機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用是最為廣泛的，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作人員都會依賴計算機(jī)來進(jìn)行設(shè)計工作，覺得這是很簡單又快的方式，對于完成設(shè)計工作的時間可以縮短很多，但也在無形中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師的設(shè)計能力逐漸下降，忽視了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的的概念。計算機(jī)設(shè)計就像一把雙刃劍，雖然可以提高設(shè)計的效率，但使用不當(dāng)，就會衍生出一些問題和隱患。因此，設(shè)計師應(yīng)深入的理解和學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)概念，應(yīng)用概念設(shè)計，掌握全面的設(shè)計內(nèi)容，從而設(shè)計出最為合理和科學(xué)的方案；（2）概念設(shè)計可以讓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作加快完成。設(shè)計師必須清楚的掌握結(jié)構(gòu)概念，只有具備先進(jìn)的設(shè)計理念和清晰的設(shè)計思路，才能夠?qū)τ诟拍罨靵y問題有效地預(yù)防，對于結(jié)構(gòu)設(shè)計中出現(xiàn)的技術(shù)問題，也能快速找到有效的解決措施?？偠灾?，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用好概念設(shè)計，可以使得結(jié)構(gòu)設(shè)計更加完善和可靠。

2.概念設(shè)計的發(fā)展情況

在推廣概念設(shè)計理念時，由于研究設(shè)計的人員屬于不同的領(lǐng)域，例如建筑設(shè)計和服裝設(shè)計，因此，大家在一些問題的意見上不夠一致，對于概念設(shè)計理念具體的理解存在著差異，因此，在我國概念設(shè)計所涉及的領(lǐng)域還不夠廣泛。隨著信息化時代的到來，計算機(jī)的應(yīng)用變得復(fù)雜，那么就需要進(jìn)一步推廣應(yīng)用概念設(shè)計。目前在市場上，有許多的新產(chǎn)品的研制成功都是建立于概念設(shè)計的基礎(chǔ)上，因此，隨著時間的推移，概念設(shè)計的發(fā)展將會越來越應(yīng)用廣泛。

3.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念設(shè)計的具體應(yīng)用

3.1電算分析中概念設(shè)計的應(yīng)用

在信息時代的背景下，計算機(jī)技術(shù)已經(jīng)被很多不同的行業(yè)應(yīng)用。同樣在建筑設(shè)計行業(yè)中，計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用也得到廣泛的應(yīng)用。計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，雖然減輕了設(shè)計人員的工作負(fù)擔(dān)，但在很多因素的影響下，計算機(jī)的一些軟件存在缺陷，如果沒有應(yīng)用好計算機(jī)軟件，那計算的結(jié)果就會受到很大的影響。而概念設(shè)計的理念與思想，可以對計算機(jī)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用中延生出的隱患可以有效地預(yù)防，并且，當(dāng)問題來臨可以及時解決，讓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師對于計算機(jī)的依賴沒有再那么嚴(yán)重，使得設(shè)計師在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，融入自己的理解與概念。所以也應(yīng)將概念設(shè)計應(yīng)用到電算分析的工作中，然后設(shè)計人員再根據(jù)自己的專業(yè)知識和實際經(jīng)驗，對電算與概念設(shè)計結(jié)合的結(jié)果進(jìn)行判斷，這樣可以保證計算結(jié)果的真實性和可靠性。

3.2抗震設(shè)計工作中概念設(shè)計的應(yīng)用

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師在設(shè)計抗震工作時，為了計算出結(jié)構(gòu)的實際剛度，設(shè)計師需要先量出砼的尺寸，然后地震力可以根據(jù)實際的剛度計算出來，最后配筋的數(shù)量就得到了。配筋的數(shù)量、地震力及實際剛度之間的關(guān)系成正比例，當(dāng)實際剛度的結(jié)構(gòu)變大，地震力就越變大，配筋需要的數(shù)量就變多。當(dāng)配筋的需求數(shù)量越多，那么實際剛度的結(jié)構(gòu)就變強(qiáng)，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)中的地震力就變得更大。因此，在抗震設(shè)計工作中，如果沒有達(dá)到所需要的配筋數(shù)量，地震力的效果就會受到影響，容易導(dǎo)致抗震設(shè)計工作無法進(jìn)行。如果可以在將概念設(shè)計應(yīng)用到抗震設(shè)計工作中，對于設(shè)計的思路可以進(jìn)一步得到拓展，從而使得抗震設(shè)計的效果理想化。例如在建筑基礎(chǔ)之間及建筑主體隔震層，可以加入概念設(shè)計中的隔震效能方法，讓建筑物頂端設(shè)置反擺、建筑主體和基礎(chǔ)之間設(shè)置隔震層，能夠降低地震力的效果。

3.3方案設(shè)計中概念設(shè)計的應(yīng)用

設(shè)計人員在選擇合理性和經(jīng)濟(jì)性的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案時，需要應(yīng)用較好的概念設(shè)計理念。具體來說，在確定最好的基礎(chǔ)設(shè)計方案時，應(yīng)綜合考慮施工現(xiàn)場的結(jié)構(gòu)類型、荷載分布情況、施工條件、地質(zhì)條件這四個因素。設(shè)計人員在設(shè)計地基時，必須依據(jù)實地勘察前期得到的報告再來進(jìn)行方案的設(shè)計，假如設(shè)計人員沒有拿到前期的實地勘察報告，就需要親自來施工現(xiàn)場，熟悉施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況，還要帶好相關(guān)的資料。為了保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的準(zhǔn)確性，設(shè)計人員需要具備完整的信息與材料。在方案設(shè)計時，設(shè)計人員需要注意的是：一個結(jié)構(gòu)體系只能在同一個結(jié)構(gòu)單元里。應(yīng)用概念設(shè)計的理念，在條件允許的情況下進(jìn)行驗算工作。

4.結(jié)語

總體來說，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中較好的應(yīng)用好概念設(shè)計，對結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行合理且科學(xué)性的分析，為了確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性及可靠性，需要在設(shè)計是大膽的創(chuàng)新，這在很大的程度上節(jié)約了能源與資源。概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用，對于提高建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平有很大的促進(jìn)作用，在不就的將來，概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計這個領(lǐng)域中將被更加地廣泛應(yīng)用。

作者：熊兵 朱燕芳 單位：江西省建筑設(shè)計研究總院 南昌工程學(xué)院土木與建筑工程學(xué)院