浅谈结构设计中“桩基先行”的利弊与可行性
［摘要］：“桩基先行”即是指在建筑结构设计中桩基先行设计，其他部分施工图再后续配合完善出图的情况。“桩基先行”的设计，本不符合建筑结构设计标准流程，但在实际建设施工中确有存在。本文通过实例分析，并与常规设计进行后期比较，探讨“桩基先行”的利与弊及其在实际施工操作中的可行性，思考设计施工过程中值得注意的细节步骤。
［关键词］：建筑结构设计；桩基先行设计；可行性；利弊
在建筑结构设计中，经常面临特殊问题需要特别处理，比如桩基先行的设计方法。“桩基先行”即是指在建筑结构设计中桩基先行设计，其他部分施工图再后续配合完善出图的情况。“桩基先行”的设计，在一定程度上不利于最大限度地控制成本，也可能导致各方面细节配合的不到位，出现设计不合理的情况，然而“桩基先行”又可以较大程度地节省工期，对于建设单位时间意味着经济效益。因此“桩基先行”在建筑结构设计中是确实存在的一个情况，本文将以项目实例（福州贵安某高层住宅）为分析对象，分析“桩基先行”的利与弊及其在实际施工操作中的可行性，对建筑结构设计中“桩基先行”的设计方法进行浅简的探讨与思考。
一、实例项目的简要工程概况
（一）实例项目概况
本项目位于福州市连江县潘渡乡，基地交通便利，该项目规划用地包括经营性房地产用地、商业金融用地、旅游文化服务用地以及其它用地。地块占地面积77701.01m2，由22栋住宅楼、13栋商业楼及纯地下车库组成，总建筑面积231643m2，其中住宅楼地下一层与纯地下车库相连通，商业楼沿小区规划道路而建。本文主要介绍20#楼的桩基设计。20#楼地上32层，其中一~三十二层均为住宅。地下一层为停车库、设备用房等。具体剖面见20#楼1-1剖图（如图1）。该楼属于A级高度的高层建筑。
（二）实例项目结构设计参数
1、地质概况。本工程地表下30米内的土层主要有5层(如图2)，从上到下依次为残积土、全风化凝灰岩、砂土状强风化凝灰岩、碎块状强风化凝灰岩、中风化凝灰岩。本工程建设不受地下水影响，可不考虑地下水的腐蚀性。
2、抗震设防标准。本工程建筑抗震设防类别为标准设防类（丙类），结构设计使用年限为50年，上部结构安全等级为二级，地基基础设计等级为甲级；工程抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第三组，结构阻尼比在多遇地震作用下的弹性分析时取0.05，地震影响系数最大值为0.04；场地类别为2类，场地特征周期为Tg=0.45s。本工程基本风压按照50年
浅谈建筑结构工程中的耐久性与安全性设计策略 发表时间：2018-12-03T17:23:50.477Z 来源：《防护工程》2018年第25期作者：张坤李爱山 [导读] 如何提高土建工程设计的安全性已经成为施工和设计单位都十分重要的研究课题之一，文章对建筑结构工程中的耐久性与安全性设计策略进行了探讨，希望可以起到参考作用。 张坤李爱山 山东东海建设集团有限公司山东省济南市 250001 摘要：随着我国现代化建设的不断发展，土建工程领域也迎来了难得的发展契机，如何提高土建工程设计的安全性已经成为施工和设计单位都十分重要的研究课题之一，文章对建筑结构工程中的耐久性与安全性设计策略进行了探讨，希望可以起到参考作用。 关键词：建筑结构；耐久性；安全性；设计策略 引言 随着时代的发展，建筑工程的应用范围逐渐扩大，建筑结构工程作为建筑工程中的主要组成部分，对最终建筑工程的设计质量起着决定性的作用。在建设结构工程设计的过程中，最重要的两项因素就是安全性以及耐久性，目前在对这两种性能展开设计的过程中，仍然存在一定的问题，这种情况严重影响了最终建筑结构工程的设计质量。 1概述建筑土建工程结构耐久性和安全性设计的基本要求 1.1耐久性设计 基于高层建筑具有一定的特殊性，在进行高层建筑土建工程结构实际的施工中，对其结构的强度性有着特定要求。但是基于高层建筑的混凝土会受各方面环境因素所影响出现地基的沉降及腐蚀等问题，致使高层建筑土建工程结构发生变化，降低了高层建筑土建工程结构的安全性。因此，在高层建筑土建工程结构安全性设计的基本要求中，对高层建筑土建工程结构的耐久性提出了较高的要求。要想提升高层建筑土建工程结构安全性设计的水准，就必须遵循其耐久性设计的基本要求，对高层建筑土建工程结构予以高效的安全性设计。 1.2牢固性设计 牢固性设计，是高层建筑土建工程结构安全性设计的基本要求之一。在一定程度上，若高层建筑土建工程结构的安全性设计无法满足牢固性的设计要求，那其安全性设计终将成为空谈，缺乏实质性意义。因而，就需要对高层建筑土建工程结构进行安全性设计过程中，遵循牢固性设计的基本要求，对高层建筑土建工程结构的总体框架予以牢固性设计，避免地震等自然灾害对高层建筑土建工程结构造成不利影响，从根本上提升高层建筑土建工程结构的耐久性与抗震性，避免相关安全事故的发生。 1.3构件的承载力设计 对于构件结构安全性设计的要求，主要包括以下两点：其一，基于国内与国外对高层建筑土建工程结构的安全性设计规范存在着一定的差异性。因而，国内需依据本国高层建筑土建工程结构的实际情况与要求，不可照搬国外的高层建筑土建工程结构相关规范进行构件的承载力设计，以避免对高层建筑土建工程结构的稳定性与安全性产生不利影响。如国外通常是以250kg/m2为标准，国内的高层办公楼的承受荷载则是在200kg/m2；其二，在进行高层建筑土建工程结构安全性设计的过程中，需对于构件的承载力予以合理设计。在具体设计环节，应当把材料强度的系数及荷载的系数充分融入其中。在给出标准的荷载数值后，上述的系数就能够体现出高层建筑土建工程结构整体的安全性能，而它的安全性能就是高层建筑土建工程结构的安全系数，该安全系数与高层建筑土建工程结构的安全性存在着必然联系，也就是说高层建筑土建工程结构的安全性能随着安全系数的增加而逐渐增强。从而有效提升高层建筑土建工程结构安全性设计的功能作用，保障高层建筑土建工程结构整体的安全性。 2探究高层建筑土建工程结构安全性设计的有效性措施 2.1采用中、高抗硫混凝土 在材料选用方面，采用中、高抗硫混凝土，中抗硫混凝土强度等级采用C30，高抗硫混凝土强度等级采用C35。混凝土配置时，选用级配良好的混凝土骨料，采用中、高抗硫硅酸盐水泥，严格控制铝酸三钙的含量，前者含量不得超过5%，后者含量不得超过3%。配置时需加入高效减水剂以减少混凝土内部含水量，同时加入适量粉煤灰以提高混凝土密实度，其中，减水剂中的硫酸钠含量不宜大于减水剂干重的15％，粉煤灰的掺量应不少于胶凝材料总量的20%。具体掺量应通过试验得出。 2.2使用阶段的检测与建筑工程结构的维护 耐久性，使用寿命，修理、使用阶段的检测与维护三者之间有着密不可分的关系。在工程建设完成和使用的时期中，要经常对建筑工程结构进行检测与维护，以确保建筑工程结构的安全性与耐久性。使用期间务必进行定期的检查，有些工程发生倒塌现象，这和使用期间的定期检查有着很大的关系。在国外，对结构损坏的建筑物已经采取强制性的定期检查，甚至包括建筑物的玻璃幕墙，外墙面砖等建筑架构，以避免引发事故对人们的生命和财产安全造成威胁。我国在建筑工程结构方面有设计规范与施工规范等相应的要求。建筑工程结构方面以避免发生意外情况，要确保建筑工程的耐久性和安全性，同时还要进行对建筑工程的定期检查，甚至可以采取强制性法律来确保定期检查的实行。以确保在工程实施的过程中，将发生结构安全质量的意外的概率压缩到最小。 2.3提升钢筋混凝土结构的抗震性能 在高层建筑土建工程结构的安全性设计当中，高层建筑土建工程结构的抗震性能是其中较为重要的设计要点。在一定程度上，高层建筑整体的抗震性能都要靠高层建筑土建工程结构自身所具备的抗震性能来实现。若高层建筑的结构为多层，或者建筑结构刚度系数突变情况下，应当多取振型数。如高层建筑的结构为多塔型、或者顶部有转换层、小塔楼等，则振型数要超过12。但是，它的大小要保持不变，不能够超过高层建筑总层数的三倍。若是弹性较强的楼板，在经过总刚性分析后，才可以适当的加大振型数。从而通过对高层建筑土建工程结构振型数的合理设计，提升高层建筑土建工程结构整体的抗震性能，保障高层建筑土建工程结构的安全性。 3建设结构工程中安全性的设计策略 3.1建筑结构设计的规范性设计 安全性是建筑结构功能中的主要内容，主要指的是建筑结构在遭到破坏时的承载力以及稳定性，在遭到强烈破坏时可以出现局部损
建筑结构设计的优化方法及应用分析 在建筑造价中，结构造价的比例非常大。因此，研究建筑结构设计的优化方法并将其应用于实践具有非常积极的现实意义。文章分析了建筑结构设计的优化方法和应用。 标签：建筑结构设计；优化；方法；应用 引言：伴随我国建筑业的快速发展，对建筑设计进行优化也是设计者的一个重要研究课题。为了解决建筑面积与土地面积的矛盾，建筑本身的性质与理论知识与实际情况之间的矛盾，优化了建筑结构。 1、建筑结构设计优化的内容及意义 建筑结构的优化主要体现在两个方面。一是建筑工程整体结构的优化设计；二是建筑工程局部结构的优化设计。其中，局部结构优化设计的目标主要包括以下几个方面：基本结构方案、屋面系统方案、围护结构方案、结构细节等。当对上述目标进行优化时，往往涉及到选择、受力分析和成本分析。总之，在优化建筑结构设计过程中，不仅要严格执行设计规范，而且要充分结合施工项目的具体情况，从而最终提高建筑工程的综合经济效益。建筑结构优化的重要性主要是两点，一是提高建筑工程的安全性和可靠性，二是降低建筑工程的总造价。通过对比分析发现，在适当的应用下，建筑结构设计优化方法能最大限度地降低建筑工程总造价30%。通过优化方法的有效应用，一方面可以最大限度地提高材料的性能，另一方面可以为实际的规划执行提供一系列有用的工作。 2、建筑结构设计的优化方法 2.1概念设计优化 建筑结构的概念设计是设计者将自己的理论知识和设计要求和建筑环境结合起来设计建筑结构。在设计时，应考虑许多非唯一的数值和不可预测的不可抗拒因素。例如，在设计建筑物时，需要考虑其抗震性能。地震不能通过预测和针对性的设计发生，所以在设计中，应加强地震多发区域内每一栋建筑物的抗震性能，尤其要注意建筑物的抗震性能，是设计优化的这些因素的设计优化的概念。 2.2模型设计优化 在优化设计概念后，还应优化模型的结构。首先，在设计变量的选择中，需要选择的变化内容越来越少，但作为参考标准的基本价值，减少了优化设计的难度，提高了设计的可靠性；其次，针对较大的接触因素，建立相应的功能结构设计和分析，降低建筑成本，减少错误概率的设计，加强建筑整体性优化，减少设计和施工工作的工作量；第三是衡量建筑结构的工作条件，工作环境通常是复杂多变的，具体的建设需要考虑的各个部分稳定、结构应力极限，整体结构刚性和
结构优化课程设计 学院土木学院 专业工程力学 班级1001
学号100120118 姓名崔亚超
总结结构优化设计的原理、方法及发展趋势 崔亚超 工程力学1001班学号100120118 摘要：阐述了工程结构优化设计理论从最初的截面优化发展到形状优化、拓扑优化的基本历程及其相关特点，对优化设计选用的各种算法进行归类，并简述结构优化设计的发展趋势。 关键词：尺寸优化；形状优化；拓扑优化；优化算法 Summary structural optimization design principles, methods and development trends Abstract:The structural optimization of engineering design theory from the initial cross-section to optimize the development of shape optimization, topology optimization of the basic course and its related characteristics, the optimum design on the range of algorithms are classified, and to outline the development trend of structural optimization design . Key words:size optimization; shape optimization; topology optimization; optimization algorithm 0 引言 结构优化设计的目的在于寻求既安全又经济的结构形式，而结构形式包括了关于尺寸、形状和拓扑等信息I对于试图产生超出设计者经验的有效的新型结构来说，优化是一种很有价值的工具，优化的目标通常是求解具有最小重量的结构B同时必须满足一定的约束条件，以获得最佳的静力或动力等性态特征。 集计算力学、数学规划、计算机科学以及其他工程学科于一体的结构优化设计是现代构设计领域的重要研究方向。它为人们长期所追求最优的工程结构设计尤其是新型结构设计提供了先进的工具，成为近代设计方法的重要内容之一。 结构优化设计也使得计算力学的任务由被动的分析校核上升为主动的设计与优化，由此结构优化也具有更大的难度和复杂性。它不仅要以有限元等数值方法作为分析手段，而且还要进一步计算结构力学性态的导数值。它要面向工程设计中的各种实际问题建立优化设计模型，根据结构与力学的特点对数学规划方法进行必要的改进。因此，结构优化设计是一综合性、实用性很强的理论和技术。 目前，结构优化设计的应用领域已从航空航天扩展到船舶、桥梁、汽车、机械、水利、建筑等更广泛的工程领域，解决的问题从减轻结构重量扩展到降低应力水平、改进结构性能和提高安全寿命等更多方面。 由于结构优化设计给工程界带来了经济效益及近年来有限元研究和应用的相对成熟，计算机条件的进一步改善和普及，人们对结构优化设计的研究和应用的呼声更高了。无论国内还是国外，对这一现代技术的需求都有增长的趋势。随着设计技术的更新和产品竞争的加剧，结构优化设计将会有更大的发展。
框架结构设计论文建筑工程师职称论文 浅谈建筑结构设计 摘要：建筑结构设计是个系统的，全面的工作。需要扎实的理论知识功底，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。作为设计人员，要掌握结构设计的过程，保证设计结构的安全，还要善于总结工作中的经验。本文根据笔者的工作经验，对建筑进行结构设计时要注意的事项进行阐述。 关键词：建筑结构设计过程注意事项 0引言 结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西。用基础，墙，柱，梁，板，楼梯，大样细部等结构元素来构成建筑物的结构体系，包括竖向和水平的承重及抗力体系。把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。 1结构的设计过程结构设计的阶段大体可以分为三个阶段，结构方案阶段，结构计算阶段和施工图设计阶段。方案阶段的内容为：根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工程地质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式（例如，砖混结构，框架结构，框剪结构，剪力墙结构，筒体结构，混合结构等等以及由这些结构来组合而成的结构形式）。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系
和受力构件。 结构计算阶段的内容为：首先，荷载的计算。荷载包括外部荷载（例如，风荷载，雪荷载，施工荷载，地下水的荷载，地震荷载，人防荷载等等）和内部荷载（例如，结构的自重荷载，使用荷载，装修荷载等等）上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。其次，构件的试算。根据计算出的荷载值，构造措施要求，使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。再次，内力的计算，根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算，包括弯矩，剪力，扭矩，轴心压力及拉力等等。最后，构件的计算。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制（比如，轴压比，剪跨比，跨高比，裂缝和挠度等等）来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。 2进行结构设计时应注意的事项 2.1关于箱、筏基础底板挑板的阳角问题 2.1.1阳角面积在整个基础底面积中所占比例极小，可砍成直角或斜角。 2.1.2如果底板钢筋双向双排，且在悬挑部分不变，阳角不必加辐射筋。
关于建筑结构优化设计探讨 摘要：随着我国社会经济的高速增长，促进了城市化进程步伐，高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大，而建筑结构设计方面的变化也越来越多，很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。建筑结构优化设计是节约工程造价的一个重要手段，同时也关系着建筑物的安全性以及投资效益最大化的实现。本文通过对结构方案、结构材料、结构计算以及与其他专业的协调等四个方面，简要对建筑结构优化设计进行了探讨，以供参考。 关键词：优化设计建筑结构材料方案 abstract: with the rapid growth of the economy, promote the pace of urbanization, high-rise buildings at present in our city of construction of proportion of is more and more big, but the building structure design changes more and more, many new structure design scheme of the fast speed to present in our city construction. building structure optimization design of project cost is to save one of the important means, and at the same time, the relationship between the safety of buildings and to maximize the benefit of investment. this article through to structure scheme, construction materials, structural calculation and with other professional coordination and so on four aspects, briefly the structure
浅谈建筑结构设计问题及解决措施 发表时间：2019-05-21T11:25:30.500Z 来源：《房地产世界》2019年1期作者：刘秀珍[导读] 为保证建筑质量，本文针对当前房屋建筑结构设计存在的一些常见的问题进行研究，并提出对应解决策略。 摘要：建筑设计是房屋建筑建造过程的首要环节，其中建筑结构设计直接决定建筑是否可投入使用。建筑结构设计不仅直接关系到建筑整体质量，还影响着城市居民的安全与生活质量，具有极为重要的地位。当前，高层建筑在我国极为风靡，但在实际运用中不可避免的暴露了许多问题。为保证建筑质量，本文针对当前房屋建筑结构设计存在的一些常见的问题进行研究，并提出对应解决策略。 关键词：房屋建筑；结构设计；问题；措施 我国经济快速发展，建筑设计的行业规模不断扩张，随之而来的是设计企业激烈的社会竞争，建筑设计的结构以及功能都在朝着更加复杂的方向发展。很多设计企业为了提高所设计建筑的外观质量，开始转变建筑的方向来迎合人们的审美。设计难度的增加给从业人员带来了很大的挑战，因此为了使得异形结构成为常态，需要从建筑设计方面明确设计要点与难点，找出存在的问题并提出措施解决，激发建筑行业新的活力。 1建筑结构设计的重要性 目前我国的建筑工程施工都需要以结构设计为依据，最重要的是要考虑建筑结构的耐久性与安全性，而不是单单考虑建筑物的美观与适应人们的审美。通俗来说就是在适用性上要满足人们对于审美的要求，但是在耐久性方面需要对结构进行计算，保证建筑物在受力情形下结构安全稳定，这也需要从选材上进行考虑，保证材料的性能满足设计要求。最后是安全性，安全性是整个设计的核心，做好安全性就是保证建筑在施工的时候、使用的时候、受到外力的影响比如地震影响的时候都能够保证结构的安全，所以必须重视建筑的结构设计。 2目前建筑结构设计存在的问题 2．1建筑行业的图纸设计较为简易建筑结构工作的开始是设计工作，这是指导整个工程施工，方案编制的基础，也是从设计标准上来保证质量的根本，因此在设计工作中，工作人员应当将自己的设计理念，包括设计的细节在图纸中明确标注，特别是涉及到建筑物的抗震性能与安全性的方面。目前的设计工作中，很多人并没有将图纸精细化，把设计的重点明确，而是设计过于简单，对很多重要的设计环节都没有明确设计，更有很多人在进行软件设计的时候胡乱选择参数，造成设计不满足当前规范的要求，从更加深层次考虑，由于受力并不明确，所以这样的图纸用来施工往往会埋下很多安全隐患，对后期的施工质量与进度造成很大的影响。 2．2建筑地基的设计不科学 整个建筑结构的传力体系最终都将荷载传递到地基上，因此如果地基基础设计不合理，整个建筑必定存在很大的问题。建筑行业中基础设计需要选型合理、安全，这样才能保障建筑物在荷载作用下的稳定。目前很多施工人员与设计人员考虑的不多，甚至在基础设计之前不考虑勘察设计报告中的设计参数，一味按照经验对基础进行设计，这样可能会出现两种情况。第一种是基础的承载能力较差，这样建筑物在后期的使用中可能会出现不均匀沉降与侧移，甚至出现安全问题。第二种是出现材料的很大浪费，降低企业的经济效益。所以在地基的设计中，需要设计人员仔细推敲，对勘察单位的报告参数进行仔细推敲，多方面考察与论证，使地基设计满足科学化要求。 2．3当前设计人员对于建筑物的低含钢率过于关注由于建筑物中的含钢率直接影响着建筑的造价，所以为了降低建筑物的成本，提高经济价值，很多设计人员过分追求钢筋含量的下降，很多参数仅仅是合格就给予通过，其实，建筑物对于含钢量还是有着很高的要求的，不仅仅是量，还对材质有着很高的要求，钢含量太低，不仅不能够顺利完成施工建设，保证建筑的质量，还为建筑结构设计带来了很大的限制，降低了结构设计的水平，也伤害了建设单位与施工单位的利益，所以不可取。 2．4地下室外墙的结构设计容易被忽略地下室外墙的设计也是建筑物结构设计中非常重要的一环，如果在外墙设计中不够重视，也会出现各种各样的问题。因为地下室外墙也承担荷载，所以在设计中也应当严格要求。很多设计人员在设计当中并没有很好地考虑地下水位和地上部分的荷载，在设计中安全系数考虑的较低，因此影响了建筑的质量。 2．5结构的抗风设计不足 高层建筑在设计中必须考虑风荷载的作用，但是在当前的设计中，很多设计人员很少考虑风荷载对高层建筑的影响，也为建筑物的安全埋下了隐患，风荷载较大的时候，可能会发生倒塌事故。 3建筑结构设计中问题的解决措施 3．1合理修缮设计图纸 由于设计图纸是整个建筑设计中的载体，能够详细表现出设计人员的设计理念与建筑结构的特点，所以成为建筑结构设计工作的基础。在图纸的结构布置以及规划设计中完善建筑结构的细节是保证建筑质量的核心。所以从设计的角度来看，首先要保证设计的专业性，这就需要不断完善图纸的细节，能够完善地表达设计理念，将可能影响建筑结构的细节问题表现完整，加强对重要节点的控制。 3．2妥善选择地基基础的结构与型式在地基基础设计之前，设计人员应当明确结构设计的选型与荷载，根据这些参数进行地基基础的设计。当然在设计中要以勘察单位的勘察报告为依据，根据地基的参数来进行基础的选型，保证不同地质中不同型式基础的受力与沉降的均匀性。设计人员应当详细考察图纸，做好地基基础设计的方案以及规划，保证受力的合理性，完善抗震性能与承载力，保证结构的安全。 3．3加强结构设计中对含钢率的控制在选择建筑材料以及进行结构设计的时候，需要适当考虑含钢率，但是不能把含钢率当作设计水平高低的标准。不能在影响结构安全的情况下选择较低的含钢率，如果站在经济性的角度来舍弃建筑物的施工质量是不可取的，因此，设计人员应当在质量保证的前提下考虑建筑物的含钢量，保证质量与成本兼得。
机械结构优化设计 ——周江琛2013301390008 摘要：机械优化设计是一门综合性的学科，非常有发展潜力的研究方向，是解决复杂设计问题的一种有效工具。本文重点介绍机械优化设计方法的同时，对其原理、优缺点及适用范围进行了总结，并分析了优化方法的最新研究进展。关键词：优化方法约束特点函数 优化设计是一门新兴学科,它建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上,通过计算机的数值计算,能从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案,使期望的经济指标达到最优,它可以成功地解决解析等其它方法难以解决的复杂问题,优化设计为工程设计提供了一种重要的科学设计方法,因而采用这种设计方法能大大提高设计效率和设计质量。优化设计主要包括两个方面:一是如何将设计问题转化为确切反映问题实质并适合于优化计算的数学模型,建立数学模型包括:选取适当的设计变量,建立优化问题的目标函数和约束条件。目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式,约束条件反映的是设计变量取得范围和相互之间的关系;二是如何求得该数学模型的最优解:可归结为在给定的条件下求目标函数的极值或最优值的问题。机械优化设计就是在给定的载荷或环境条件下,在机械产品的形态、几何尺寸关系或其它因素的限制范围内,以机械系统的功能、强度和经济性等为优化对象,选取设计变量,建立
目标函数和约束条件,并使目标函数获得最优值一种现代设计方法,目前机械优化设计已广泛应用于航天、航空和国防等各部门。优化设计是20世纪60年代初发展起来的，它是将最优化原理和计算机技术应用于设计领域，为工程设计提供一种重要的科学设计方法。利用这种新方法，就可以寻找出最佳设计方案，从而大大提高设计效率和质量。因此优化设计是现代设计理论和方法的一个重要领域，它已广泛应用于各个工业部门。优化方法的发展经历了数值法、数值分析法和非数值分析法三个阶段。20世纪50年代发展起来的数学规划理论形成了应用数学的一个分支，为优化设计奠定了理论基础。20世纪60年代电子计算机和计算机技术的发展为优化设计提供了强有力的手段，使工程技术人员把主要精力转到优化方案的选择上。最优化技术成功地运用于机械设计还是在20世纪60年代后期开始，近年来发展起来的计算机辅助设计（CAD），在引入优化设计方法后，使得在设计工程中既能够不断选择设计参数并评选出最优设计方案，又可加快设计速度，缩短设计周期。在科学技术发展要求机械产品更新日益所以今天，把优化设计方法与计算机辅助设计结合起来，使设计工程完全自动化，已成为设计方法的一个重要发展趋势。 优化设计方法多种多样，主要有以下几种：1无约束优化设计法；无约束优化设计是没有约束函数的优化设计，无约束可以分为两类，一类是利用目标函数的一阶或二阶导数的无约束优化方法，如最速下降法、共轭梯度法、牛顿法及变尺度法等。另一类是只利用目标函数值的无约束优化方法，如坐标轮换法、单形替换法及鲍威尔法等。此法具有计算
浅谈建筑结构设计中优化技术的应用冯莹 摘要：传统民居及其建筑文化在建筑领域中占有极为重要非得位置，该种类型 的建筑是传统文化精髓的一种集中体现，见证了每个时代的人类与大自然之间的 和谐发展历程。因而当代建筑设计师，必须要有针对性的对我国传统民居建筑文 化中所蕴含的文化精髓及优势特点，展开全面详细的研究，才能有效推进传统民 居及其建筑文化基因与现代建筑能够共同发展。 关键词：建筑结构；设计；问题；应用 中图分类号：TU318 文献标识码：A 前言：在如今的建筑结构当中使用优化设计是非常常见的。同时，其也是能 够让建筑结构进行更新改造的一种方法，符合现在的发展水平和人们的需要的。 但是，在使用的过程当中，对于一些施工要点需要去引起注意。希望通过本文的 研究和分析，可以帮助相关人员对建筑结构优化设计有一个基础的了解。同时， 也希望能够促进我国建筑行业在未来能够持续健康发展。 1建筑结构设计方法的概述 对整体建筑设计进行完善的优化可以主要从两个方面进行：理论方面以及经 验方面。结构设计师通过对结构优化方法的学习，并且将其作为在实际的优化工 程中的理论基础，使得整体建筑得到优化，并且进一步完善建筑结构的细部设计。在进行实际的建筑设计优化过程中，应该以更加重视的态度进行实际的工作，并 且需要抓住整个建筑结构设计中的重点，对其重要的环节进行控制。以一个结构 设计优化的例子来说明，在进行实际的设计过程中，应该尽可能的使得其质量中 心和刚度中心重合，并且设计建筑图时，尽量使得其平面布置更加规整，从理论 上进行分析，所有合格的建筑结构都应该尽可能的满足这些要求。同时，为了使 整个结构的稳定性得到保障，需要对其承受荷载过程中的变形进行控制，保证其 水平荷载作用下的位移符合相关的设计标准。在进行竖向承重结构的布置过程中，应该尽可能的使得其竖向承重结构在一定程度上贯通。同时在进行实际的建筑结 构设计过程中，不仅需要对其结构的安全性以及稳定性进行考虑，同时还需要加 强对其经济性的考虑。因此为了使整个建筑的经济性得到保证，就需要尽可能的 减少对转换层的使用，减少刚度突变的部位，使整个建筑的变形协调一致. 2建筑结构优化设计的重要性 为了使结构在承受荷载以及正常使用的过程中表现更加优异，就需要对其结 构进行一定的优化。并且经过有效的结构优化之后，实用性以及美观性都能在一 定程度上得到较大的提升，建筑结构的工程造价也能更加准确的被估计。而建筑 设计不仅需要考虑到质量以及后期的业主的使用，还需要从开发商的角度进行考虑，开发商希望在实际的建设过程中利用最少的资金做到最多的事情，同时还需 要使其建筑本身的科学性以及安全性得到保障。 3优化设计的原则 1）安全性，城市的发展和科技的进步推动了房屋建筑技术的不断提升，并对结构设计提出了更多的要求。结构优化设计不仅可以降低工程投入，节约建设成本，更重要的是可以保证结构的安全性能。如果仅以节约资金投入作为结构优化 的判别依据，而不考虑结构的安全性，那么结构的优化将无任何价值和作用，并 且不能保证结构安全的优化设计也是行不通的，因此，安全性是设计人员结构优 化的根本原则和基础条件。 2）经济性，对建筑材料的优化使用是房屋设计经济性原则的主要方法，建筑
浅析建筑抗震结构设计要点及其策略 发表时间：2019-09-21T22:48:52.813Z 来源：《基层建设》2019年第19期作者：边思捷 [导读] 摘要：抗震结构设计对建筑结构工程建设具有重要影响，因此为了提升建筑结构的抗震能力以及整个建筑的抗震性能，本文阐述了建筑抗震相关理论及其设计原则，对建筑抗震结构设计要点及其策略进行了探讨分析。 上海原构设计咨询有限公司天津分公司 摘要：抗震结构设计对建筑结构工程建设具有重要影响，因此为了提升建筑结构的抗震能力以及整个建筑的抗震性能，本文阐述了建筑抗震相关理论及其设计原则，对建筑抗震结构设计要点及其策略进行了探讨分析。 关键词：建筑抗震；理论；设计原则；结构设计；要点；策略 1.建筑抗震的相关理论及其设计原则的分析 1.1建筑抗震相关理论分析。主要包括： 1.1.1动力理论。动力理论也称地震时程分析理论，其主要对地震作为一个时间过程，选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物的地震反应，从而保障抗震的有效性。 1.1.2拟静力理论。拟静力理论是在估计地震对结构的作用时，仅假定结构为刚性，地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力大小等于结构的重量乘以地震系数。 1.1.3反应谱理论。反应谱理论是以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的分析，以及结构动力反应特性的研究为基础，是对地震动加速度记录的特性进行分析后的研究成果。 1.2建筑抗震设计原则分析。 1.2.1结构性原则。建筑结构设计要始终保证建筑结构的合理性，从建筑整体布局和整体结构进行考虑，最大限度保证建筑结构的合理性。对于建筑物的布局应考虑平衡和稳定，尽可能减少建筑物的侧向拉力，保证建筑物结构的稳定性。 1.2.2整体性原则。建筑结构设计需要注意建筑的整体合理性。虽然建筑结构设计需要注意相关抗震设计，但在抗震设计过程中还是对建筑整体的合理性给予关注，防止其与相关建筑规范相悖。 1.2.3垂直统一原则。建筑结构设计中的抗震设计时，需要对建筑自身的竖向均匀给予关注，在出现地震时，建筑自身会承担比较大的外力，这时就会使得建筑产生形变。假如建筑自身的竖向设计不均匀，在不均匀的应力影响下，一旦建筑自身强度和刚度出现不足，就会使得建筑产生扭曲，令建筑整体存在形变的可能，使得建筑自身的危险系数持续提升。所以在涉及建筑自身结构抗震时候，需要尽可能保证建筑自身的竖向均匀，针对建筑竖向受力情况给予详尽分析与了解，保证建筑竖向力可以被抑制在合理范围内。另外，还需要保证建筑物中墙柱等承重结构上下保持一致的链接，这样可以令建筑自身的整体性得到提升，令建筑具备吸收地震力的能力，减少地震对建筑结构造成的破坏。 2.建筑抗震结构设计要点的分析 2.1合理选择建筑场地。建筑抗震结构设计过程中，需要选择持力层土壤结构密度，性能好的场地，尽量稳定的土壤组成。作为建筑结构工程的场地，应确保施工场地内的持力层更加均匀地承受上层建筑的负荷。设计人员应避开软土和液化土，采空区和河岸边等相关地段的选址，以避免由于上述地质区域内土壤的密度，硬度和凝结而造成的土壤性能差对地震进行反应的过程。对于一些易发生山体滑坡，泥石流的危害，在设计的时候需要尽可能的避开。同时尽量避免在地震断层带选址，这样才能够提升上部建筑结构对地震灾害作用力的抵抗性能。 2.2严格建筑结构抗震材料的选择。从地震的角度来看，作为建筑材料应该是较轻并保持高强度；部件之间的连接应具有良好的整体性，延展性，并能充分发挥材料的强度。根据这一原理，钢结构最符合抗震材料的要求，多次地震的例子表明，钢结构的抗震性能好，但钢材的成本和维修费用较高。现浇钢筋混凝土结构完整性好，其自身的成本相对较低，抗侧向刚度较大，设计可以保证结构具有一定的延性。但是这种材料也有不可逾越的弱点：当地震长期存在时，在反复的地震荷载作用下，由于裂缝的萌生，构件的刚度下降，混凝土被压碎。组合式钢筋混凝土结构易于施工，但其地震弱点在于框架节点等节点的强度和变形能力低于构件本身的强度，并且预制构件在进行装配的时候会出现次应力，整体结构缺少连续性与整体性；所以这种结构不应该在高烈度地区进行使用。所以在建筑结构进行设计的过程中，为了使得建筑抗震性能得到提升，一定要科学合理的去选择适合该建筑的建筑材料。 2.3科学布局建筑结构平立面体型。建筑抗震结构设计过程中，如果建筑结构布局合理，符合抗震规范要求，就可以有效提升建筑结构抗震能力。建筑结构平面布局是指建筑物体型尺寸设计过程中，在保证功能使用的基础上，合理选择平面规则进行布局，从而保证同一楼层同一建筑楼层刚度一致；同时需要减少建筑物的竖向不平度，使建筑物的竖向刚度变化稳定，避免不同刚度之间的不稳定性。 2.4做好结构参数计算工作。建筑抗震结构设计过程中，需要结合该地区的自然条件，选择合适的地震级别和合理的建筑物抗震策略。根据不同类型结构在地震冲击力作用下的荷载作用力，完成抗震设计参数的选取。采用先进的计算机技术，建立相应的建筑结构抗震计算模型，清晰地计算出建筑物的抗震力，确保选定的抗震等级和抗震策略，以及抗震设计参数还有相关的抗震计算模型能够达到抗震性能需要，确保建筑结构抗震设计过程中的应力合理性和科学性。 3.建筑抗震结构设计策略的分析 3.1充分考虑位移问题。我国建筑抗震结构设计大多以承载力作为基础，而设计人员则采取线弹性方法，对小幅度震动情况下的结构变形力、内力等进行分析，采取组合内力方法，对构件的截面进行验证，以此确保结构的可靠性、稳定性。另外，为了更好地针对基础位移状况实行抗震设计，应该充分了解结构变形情况和配筋之间的关系，有针对性地采取设计方法，当建筑结构进入到抗震阶段后，对其变形力进行细致分析与探讨。 3.2设置多道抗震防线。发生强烈地震后通常会发生多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。 3.3提升薄弱部位的抗震能力。 3.3.1在强烈的地震影响下，构件并不存在强度安全储备，其实际承载能力是判断薄弱部位的重要依据。
浅谈房屋建筑的结构设计优化技术李兵仁 摘要：目前我国的经济发展已经达到了一定的水平，人们对于居住环境的要求 也随之不断增加。在保证了房屋建筑所有的功能特点之后，应尽可能地控制施工 成本，这就需要在进行房屋建筑设计时尽可能使用结构设计的优化技术。将从房 屋建筑结构的优化技术的内容、房屋建筑的结构设计与经济性的关系以及优化技 术在房屋建筑结构设计中的应用3个方面进行论述与分析，进而详细地对我国的 建筑结构优化技术进行探讨。 关键词：房屋建筑；结构设计；优化技术；应用 引言 如何实现结构的最优化设计，保证结构的功能性以及安全耐久性，同时最大 限度节省建筑的占地面积以及追求经济性，是优化设计的主要目标。进行房屋建 筑的结构优化包括进行整体房屋结构的优化设计以及细部结构的优化设计。计算 机时代的降临，以及计算机结合相关设计理论，实现了工程设计问题向数学计算 问题的一种转换。因此，对于相关计算机技术的掌握，也是实现最优化设计的一 种前提条件。 1 房屋建筑结构的优化技术的内容 要使用房屋建筑结构优化技术，就需要首先了解房屋建筑结构优化设计的主 要内容，通常情况下，房屋建筑结构可以进行以下的优化技术。在考虑房屋建筑 的结构使用功能以及安全设计要求的前提之下，应对于房屋结构设计过程中可能 存在的问题进行考虑，通过最经济合理的方式来完成该结构设计的内容。这个过 程就是房屋建筑的结构优化设计过程。其主要内容有：1）认真分析房屋建筑结构，对于整体设计过程进行最优化分析并进行相关的设计改进；2）对于房屋建 筑结构设计的子结构作为单独对象进行最优化分析以及相关的设计改进。对于子 结构的最优化分析与改进时，通常可以对于子结构进行进一步的细分，子结构主 要包含细部构造、主体结构、屋盖结构、围护结构以及下部的基础结构部分。 2 房屋建筑与经济性的关系 1）如何处理房屋建筑结构设计的层数与用地面积之间的关系。我们知道多层建筑与高层建筑，随着层数的不断增加，由于其使用的土地面积一定，因此，使 得单位层数所使用的土地面积就会减小。但是实际的设计中并非如此，随着建筑 物层数的增加，建筑物的高度随之增加，然而为了确保建筑物内部的光线质量， 需要适当地增加建筑物之间的间距，如此就会增加建筑物的用地面积。由此可见，建筑物的总建筑面积所使用的土地面积与建筑物层数之间的联系不是一种必然性。因此就需要使用房屋建筑结构优化设计来实现建筑物层数与建筑物的占地面积之 间的关系进行协调。通常情况下，高层建筑物的优化设计方法是通过减小上部的 面积来实现建筑物整体光照的效果，这样可以尽可能达到减小占地面积的效果， 然而上部的建筑面积也会随之相对减小。如何寻找两者之间的相互协调点来实现 这种平衡，是需要通过相关的优化设计技术来实现的。 2）如何处理房屋建筑的结构分部部分与建筑物层数之间的关系。由于同一个建筑物只需要一个公用屋盖，因此，建筑物的屋盖部分的单位设计成本会随着建 筑物层数增加而降低。但是对于建筑物的基础部分则又有所不同，我们知道同一 个建筑物的基础部分是属于共同的，随着建筑物层数的增加，基础部分承受的上 部荷载也会随之增加，那么，设计中就需要提高基础构件的承载力，这样就会增
浅谈建筑结构设计 建筑结构设计是个系统的,全面的工作。需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。作为设计人员,要掌握结构设计的过程,保证设计结构的安全,还要善于总结工作中的经验。本文根据笔者的工作经验,对建筑进行结构设计时要注意的事项进行阐述。 标签：建筑结构设计过程注意事项 0 引言 结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西。用基础,墙,柱,梁,板,楼梯,大样细部等结构元素来构成建筑物的结构体系,包括竖向和水平的承重及抗力体系。把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。 1 结构的设计过程 结构设计的阶段大体可以分为三个阶段,结构方案阶段,结构计算阶段和施工图设计阶段。方案阶段的内容为:根据建筑的重要性,建筑所在地的抗震设防烈度,工程地质勘查报告,建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式(例如,砖混结构,框架结构,框剪结构,剪力墙结构,筒体结构,混合结构等等以及由这些结构来组合而成的结构形式)。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系和受力构件。 结构计算阶段的内容为:首先,荷载的计算。荷载包括外部荷载(例如,风荷载,雪荷载,施工荷载,地下水的荷载,地震荷载,人防荷载等等)和内部荷载(例如,结构的自重荷载,使用荷载,装修荷载等等)上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。其次,构件的试算。根据计算出的荷载值,构造措施要求,使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。再次,内力的计算,根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算,包括弯矩,剪力,扭矩,轴心压力及拉力等等。最后,构件的计算。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制(比如,轴压比,剪跨比,跨高比,裂缝和挠度等等)来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。 2 进行结构设计时应注意的事项 2.1 关于箱、筏基础底板挑板的阳角问题 2.1.1 阳角面积在整个基础底面积中所占比例极小,可砍成直角或斜角。 2.1.2 如果底板钢筋双向双排,且在悬挑部分不变,阳角不必加辐射筋。
浅谈建筑结构设计的优化设计和现实意义摘要：在建筑物的结构设计中，选择不同的设计方案以及选择不同种类的建筑材料都会对工程的造价产生较大的影响，因此建筑物结构的优化设计方案尤为重要，本文主要阐述了建筑物结构优化设计的方法，以及对需要进行优化设计的主要部分进行了分析，同时也提出了结构设计优化的现实意义。 关键词：结构优化设计的方法、基础优化设计，现实意义abstract: in the building structure design, the choice of different design, and choose different kinds of building materials of engineering cost will be produced great influence, so the structure optimization design scheme is particularly important, this paper mainly expounds the structure optimization design method, as well as to the need for the main part of the optimization design was analyzed, and puts forward the structure optimization design of practical significance. key words: the structure optimization design method, on the basis of the optimization design, the practical significance 中图分类号：tu318文献标识码：a文章编号： 近年来，由于土地价格不断上涨，使得开发商的建筑总成本在不断地增加，这就给开发商的成本控制带来了极大压力；同时，由于
浅谈建筑结构设计的问题及相应对策 摘要：近年来，我国社会经济的快速发展，随着建筑设计行业规模的扩大和激 烈的市场竞争，从建筑结构和功能上都开始面向复杂化。本文针对建筑结构设计 在建筑行业上的意义，结合近些年发展中存在问题进行分析，并且根据相关技术 经验做出相应的处理对策，希望在未来建筑结构设计上能够有新的面貌展现出来，在新时代的发展中发挥引领作用。 关键词：建筑结构；设计问题；相应措施 随着人们生活水平的提升，人们对建筑结构的要求也逐渐提高。很多建筑商 为了提高建筑设计的审美观，从各个角度转变设计的方向，这样无行之中为建筑 结构的设计工作带来了很大的压力和挑战。为了寻找适合建筑结构设计的常态化，需要从设计主体上进行结构布置、明确设计要点，在科学合理的状态下，使得建 筑结构设计更加优质化，为此，我们要通过多方面的设计研究，为建筑行业带来 新的发展活力。 1 建筑结构设计的重要意义 从经济发展的速度上看，建筑工程项目的施工从很大程度上依照设计方案来 进行。对于建筑结构设计上来说，是从建筑结构的适应性和耐久性及其安全性上 进行考虑，通俗的说就是建筑结构设计不仅要保证美观性，还要从实际上考虑， 在适用性上要考虑该功能对消费者的需求是否达标，是否符合消费者的需求；另 外就是耐久性，也就是保证质量的可靠性，从安全维护上确保建筑施工的顺利开展，从选材和施工程序上要得到依据性；最后就是安全性，保证施工安全和施工 人员的安全以及抗震性能上的安全，为了避免遭受外力的影响，安全是整个施工 设计的核心内容。总之，建筑的结构设计对建筑发展有着不可忽视的作用，要以 最大的优势来实现建筑行业在未来的发展目标。 2 现阶段建筑结构设计中遗留的缺陷 （1）建筑结构设计图纸过于简易。建筑设计图可以说是建筑结构指导性工作的开端，从设计标准上看也是确保提升质量的重要基础，从专业团队上需要每位 设计工作者将各个设计细节在图纸上加以清晰化标注，特别是在安全抗震和抗裂 设计方面，在这个过程中，很多建筑结构的设计图纸过于简单，没有明确设计的 相关重要细节，在设计环节中，很多专业人员的技能和职业道德受到限制，没有 全面的凭借现代科技手段来设计图纸，这样的设计方式不符合现代建筑结构的需求，从更深层次上考虑，这样的设计为后期的施工进度和质量造成很大的影响， 同时也将造成不必要的安全隐患。 （2）建筑地基的选择不够科学妥善。地基是建筑结构安全稳定性的保障，其直接承载建筑整体的重力。因此建筑行业在地基选型上要合理、安全，这样可以 稳定施工的基础质量和整体质量，在地基选择上要想更加稳定，就要在选材和施 工现场上进行有效的管理。但是很多施工人员和设计人员对此问题的操作并不科学，地基实际的承载能力无法满足预算的建筑规范，时间越长越久会导致地基的 不均匀下沉和侧移等状况。因此，在地基筛选上，需要工作人员利用现代化、专 业化及科学化的技术进行敲定，同时还要多方面考察和实际论证，使得建筑地基 能够满足科学化的设计需求。 （3）建筑结构设计中对低含钢率的过分关注。建筑结构设计中对于含钢量的成本控制上，出现很多方面的影响。首先，很多建筑材料企业为了实现数量上的 急剧增长，不断的提升自身的经济效益和降低成本，这为建筑结构设计中的材料