对建筑结构设计的思考
发布时间： 2012-06-04 来源：新浪博客
托马斯.库恩说：自然科学家以及工程师和社会科学家不太一样，不愿意讨论学科中带根本性的问题，认为这些东西离应用比较远。现在都在谈论创新，结构又是一个印象中最因循守旧的领域，如果根本性的东西不理顺，想创新是很难的。
有关结构设计的方法论，林同炎教授曾经有过论述（见其书《结构概念和体系》）。因为现实生活的压力，结构设计人员很难对与其设计生产率关系不大的理论产生多大的兴趣，所以一直以来也鲜见有关这方面的论述。在这里我们先讨论通常的结构设计的理论基础和设计流程，然后指出它的不足，接下来提出一种改进的思路。
首先，大家对常见的结构这个词有什么样的认识呢？一般可能都忽视了。我们常说的有政府结构，社会结构，内部结构，数据结构，分子结构等等。总的来说，结构（structure）研究的是具有某种空间分布形态的系统，该系统的各部分（或其某种特性）的几何组成关系是考察的重点。力学结构系统重点考察材料和质量的空间分布。材料的空间分布经常被抽象为刚度表达。
结构分析侧重于研究空间形态已知的系统的性能，而设计的主要任务则与此相反，主要是根据需求推导出某种经济合理的结构布置方案（Solution）。结构就是几何对象的空间组成关系。结构设计者的工作通常是要寻求某种满足给定目标的效能最优几何体系。可见，系统的整体空间形态和各部分的组成关系是结构研究的主要内容。所谓的结构力学现在实际上应该叫结构分析力学，其内容仅仅是分析一个给定的结构系统在外界荷载作用下的反应，研究其计算方法和精度。
徐芝纶：“对工科各专业说来，弹性力学的任务，和材料力学、结构力学的任务一样，是分析各种结构物或构件在弹性阶段的应力和位移，校核它们是否具有所需的强度、刚度和稳定性，并寻求或改进它们的计算方法。”这就体现了结构力学的分析观点。但在实践中最有意义的同时也是最有意思的内容应该是如何有意识的去促成结构的优化组成，去主动的调整以形成一个最好的空间几何形式。
图片来源：百度
什么样的结构形式是好的，这一点，自然界提供了很多的例子，是我们学习的丰富材料。结构设计者永远不要把自己限制在工字钢，混凝土，变形和应力中，应该更广泛深入的了解自然。经过漫长的进化，在自然界的动植物中存在合理的结构形态，在那里存在着大自然的非常多的结构杰作。人体本身就是这样的一个杰作（仿生学的一个重要内容）。
1）结构设计的理论基础。目前一般认为力学是结构设计的基础知识。当然力学的范围非常大，具体来说，与工程设计直接相关的各种力学学科包括弹性力学，材料力学以及结构力学及理论力学，对设计人员最熟悉的应该是材料力学和结构力学了。在这些学科中都叙述了足够多的分析的技术，如何求出结构系统中具体构件的内力（结构力学），如何根据内力求出具体构件多个截面危险点的应力（材料力学），总之，都是一种分析的方法，其中心方法论是分解：将大系统分解为相对独立的小系统或构件，然后对构件进行单独的考察。但在实践中其只注意了“拆”的过程，而没有注意“合”的过程，对整体缺乏足够的关心。一般的弹性稳定理论也侧重于单个构件的分析技术，例如梁、柱等，一旦面对构件组成的系统，就缺乏相应的手段了。实际上对单个构件有用的结论应该立即推广到构件系统中，这才是理论应该发挥作用的地方-从具体到抽象，从个别到一般。很多的结构设计者总是试图将结构看作非常特殊的东西，于是会出现象“船舶结构力学”，“建筑结构力学”等特殊名词。他们往往能注意差别，注意了特殊性，却对联系重视不够。多高层建筑中楼面的刚片就是力学中刚体，质点或者理想弹性体与理想流体的一种近似。
2）规范体系。没有规范的昨天我们依据什么东西设计呢？根据最基本的物理、力学原理和工程实践的常识，其实这就足够了。规范滥用和误用造成的危害远比没有规范的危害要大。这应了老子的话：“法令滋彰，盗贼多有”。但是现在情况完全变化了，规范成了我们唯一的依据。因为过于强调规范的重要性，大家都忘记了规范是怎么来的，大家都忘记了规范一直在不断发展变化的事实，也忘记了理论永远落后于实践发展这一基本规律。在没有规范或者规范系统不发达的昨天，工程师发挥自己的聪明才智作出了各种各样的结构，现在的市场压力使工程师都成了制造重复产品的工具。现在据说我国的土建规范有3600本，共16万条，可能也没有哪个人能够看完，即使看完也没有任何意义。对规范的应用要看其精神实质而不能仅仅只看字面要求。因为规范实际上规定的只是通常结构的一般情况，实际工程中经常会遇到超出规范范围的问题，如果仅仅只从字面意思上进行评估就会限入教条主义的泥潭。规范的复杂化和烦琐化和工程师处理实际问题的思路尖锐的冲突，越是简单的东西规范中越是规定的详细复杂，但在实际工程中根本不会这么做。在实践中越是复杂而重要的东西，规范要么语焉不详，要么一笔带过。除此之外，规范的体系结构存在如下问题（可能各国规范都有这种问题）①主要对单个的构件的验算条款和构造要求进行了详细的定义，对构件组成的系统的整体论述很少。②对一个具体构件罗列了各种检验条款，但没有这些条款之间的主次关系和层次关系。说所有的条款都一样重要等于没说，在设计中经常要处理的问题就是对不满足个别条款的构件的安全性作出判断，同等重要相当于都不重要。③另外，现在流行的规范都使用基于数学概率理论的可靠度理论，使用这种相对抽象的理论可以计算出构件的可靠度（对应其失效概率），然而不能在实践上计算结构体系的可靠度，我一直很奇怪这种理论是如何在结构设计中应用的。整体不等于部分之和。现在几乎所有的规范都是所谓极限状态的了，用纯数值分析的方法处理结构问题或者用纯系统论的方法都不够确切。
3）传统上结构设计的方法，计算简图与建模。其实质上仍然是一种分析的方法，首先抽象出结构的计算简图，也就是软件中的分析模型。模型的边界条件以及荷载工况是需要重点考虑的问题之一。另外模型中构件的层次结构与深度应该直接能体现出建模者的设计意图。对模型主要根据结构力学的理论求出构件的内力，再根据相应的规范对构件作出校核，此时使用的主要是材料力学和结构力学的内容。根据各个局部的结果来判断整体的安全性，即如果所有构件都通过条款，则结构是安全的。如果有不通过的，则应该调整模型直到所有构件都通过为止。
4）传统的结构设计流程：①首先根据可靠度理论，规定结构的可靠度。现在抗震设计和非抗震设计一般是分开考虑的。②其次，形成计算简图或模型并且加载，荷载的大小和组合方式也是根据可靠度理论来的，应该和后面的分析与规范验算相对应。③在此基础上，可以进行分析了，最常用的是一阶线性分析，设计规范中的许多条款系数就是以此假设为基础的。④在设计阶段，
不同的参数对应不同的分析模式，不同的条款用不同的组合效应去验算，这一块儿已经被设计人员所接受了。这里想要重点指出的是，这四个基本的环节是相互之间有密切联系的，最终的目的是要达到相应的目标可靠度。当然，其中的每一步都不是严格意义上精确的，但四部分的结果能够是精确的。这只是一种判定结构（实际上应该是构件）可靠度的方法。即建立目标可靠度―建立简化力学模型―加载并组合-力学分析--规范验算（实际验算单个构件）。在这四个环节中，我们有可能根据先进的力学理论和工具把力学分析求解这一步做的非常精确，比如使用Pdelta分析或非线性分析，但如果模型本身就是理想简化的，则根据简化模型得出的结果仍然是不精确符合实际的（例如通常没有考虑材料的非线性对结构刚度的影响。即使耗费巨大精力做除了非常符合实际的模型，也用了非常高效的求解手段，但因为输入的荷载是不精确的（最有可能控制设计的风和地震往往是最不精确的），得出的内力结果并不代表构件实际的受力。假设我们能够通过某种艰巨的努力，能够弄清楚每根构件的各种真实受力，但是因为可靠度是一种社会接受标准，是受人的主观影响的，按真实内力求出的可靠度并不是一个客观的值。简单来说，电厂里的梁就要比通常的楼面梁要大而且应该大。最后一个要命的地方，所有构件都检验通过和构件组成的整体的安全性没有直接的关系，一个简单的例子就是格构柱既要算分肢和缀条的稳定又要考虑柱整体的稳定。整体不等于部分之和。从头到尾，做了一遍无用功。设计者往往习惯于得到所谓更真实的内力。很多时候，考虑更精确的荷载的加载方式、考虑更合理的模型，考虑规范条款更合理的解释应用都比单纯的考虑更精确的内力好。我把这种情况叫做面向分析的结构设计或者叫面向内力的结构设计。这种设计模式可以作为面向概念设计的一种补充，而不能当作根本。为什么WILSON 说：那种认为智能专家系统将会取代结构工程师的说法是对所有结构工程师的一种侮辱，从林同炎身上可以看出来，是无法取代的。这种设计流程本身存在重大的缺陷，至少还存在一种其它的设计方法。
5）传统设计方法的局限性。①该方法在数学效率上有可能是低效的。该方法需要遍历系统一中每个构件，如果系统的规模增加，计算量的增长是巨大的，有可能是非线性的关系。如果是巨型模型，成本会极高。有一种机械论的观点，如果知道某时刻宇宙中所有粒子的状态，那么使用一台计算能力无穷大的计算机我们能计算出宇宙的未来。现在知道是没有考虑计算成本的问题。
②在逻辑上是有问题的。很显然，整体并不等于部分之和。每一根构件上所有点的应力有可能满足要求，也只能代表这些孤立的构件满足要求，并不代表整体结构满足要求。反过来，局部几根构件不满足的系统整体上也并不一定不可行。③这种设计方法对加载的形式和精度要求非常高，因为通过构件的内力校核构件，严格来说必需保证所有可能出现的最不利方式都要考虑进去，实际工程中绝对是一个非常庞大的数字，实际上是不可能完成的任务。如楼面的活荷载的不利分布。对每根构件来说，其出现危险的工况可能是各个特殊的。④这种抛开结构的整体空间形式，将构
件各个孤立的考察研究的方法有可能造成本质上具有巨大缺陷的设计。因为某些宏观的缺陷只有通过提升抽象层次后才能发现。这个后面将会详细论述。
图片来源：百度
一种相对成熟的思考问题的方法
1）结构的空间几何特性是与具体材料无关的，是一个结构中最本质的东西。从这个意义上说，几何学是结构设计的理论基础。几何学是一个很特别的学科，既是数学的重要分支，又属于物理，是一个非常有趣的领域。当然，我们研究结构中这种特殊的几何学，是可以用某些特殊的方法，比如说物理方法（例如能量原理，虚功原理）。或者说数学方法，例如微分方程，矩阵或线性代数。或者是两种方法的结合。一个简单的例子，一个真正高效结构形式，例如H型断面，可以用钢材做，也可以用混凝土或预应力砼等。在分析中任何时候都可以把弹模剥出来只保留和结构几何特性有关的量。所以几何学，数学和物理学才是结构设计的真正的基础，而不是规范本身。规范本身是一个不断发展演化的简化算法，代表了我们对常规的构件设计的理解，可以将其看作工具，而决不应当作圣经。当然，对规范的来历必须清楚。（几个材料来源：首先是TY的《结构概念和体系》最好能找到它的英文版本，其中最关心的就是结构的整体空间形式以及整体系与分体
系的相互空间几何关系。另外，TY的有关拱的作用的几篇文章和《预应力混凝土结构设计》中有关力线的分布等。二次曲面和拱的一些数学描述，梁的主应力迹线等。只有把握了结构的空间几何特性，才能进行真正意义上的结构优化设计。可以证明在单向受弯的构件使用H型断面是最经济的。圆管断面相对同等面积的其他形状断面对受压是最好的。但要注意一个简单的事实：结构最优化的几何形式常常也就是对缺陷最敏感的结构。
2）整体-部分的协调关系，这是唯一一种能不依赖分析计算而只靠整体性的概念而对结构进行设计的方法。①对杆件的验算往往看不到杆件组成的整体。对构件的验算往往看不到构件各个部分组合成整体的假定。检验的条款没有逻辑上的层次，好象所有的都重要。②正确的设计方法是划分各个不同的逻辑抽象层次，然后从整体到局部进行考察，是整体对局部提出要求，而不是相反。③结构本身具有的一些性质是与具体荷载形式无关的。即为满足整体性的要求各个部分之间的比例关系。这种关系在一根具体的钢梁中能够发现，在一个宏观的建筑中也能发现，只不过是更加隐蔽而以。④我们现在最应该补的一课就是不通过荷载内力这套体系来设计结构，这是完全可行的。但是这种方法本身要求对结构的整体-局部关系要把握的非常好—这应该是一个结构工程师的第二项基本能力。（TY的书，或铁木辛科的弹性稳定理论，黑格耳的小逻辑，这部分是在所有的设计领域里带有共性的地方）
3）将具体的抽象力学理论与概念用于各种各样不同的实际情况，能提升各种抽象层次。一般和个别，个性和共性的辨证关系是最重要的技能了。从具体构件提升抽象概念然后再将其用于范围更广泛的具体结构。结构设计的理论基础是力学，如何将力学学好，要参造ALEX STEPANOV的方法-从具体到抽象再到具体。首先，我们有最简化的静力学模型-两端简支梁。有两种最简单的静力学行为，梁的弯曲和弹性屈曲。由梁的弯曲我们得到了极重要的概念：刚度、曲率。板理论是梁理论的直接推广，壳理论是拱（两端约束的曲梁）的直接推广。梁可以做成格构式的，这就是桁架。如将板做类似的推广，就是网架。将壳做类似的推广，就是网壳。由梁屈曲的理论，我们知道影响梁弹性稳定最重要的因素是名义长细比，这一概念同样可推广到拱、板、壳上。动力分析的最简化模型是弹簧振子和单摆，这一概念也可推广到具有分布弯曲刚度的悬臂梁。从这些最简单的模型中我们可以得到关键的概念：刚度和质量的空间分布决定结构的振动特性，是内因。而能量输入是外因。刚度和质量可以是转动刚度和转动惯量，刚度和质量可以是广义的（例如刚度矩阵或瑞利法的广义刚度）。我们需要将最基本、最简单的这些力学概念研究透。研究透的最好方法并不是一直局限在这些模型中研究，而是总是用这些最简化模型中体现的概念去分析设计实际的宏观复杂结构，找出其共性。
4）结构工程师应该掌握和熟悉最常用的结构的几何形式极其分析方法，这里面我认为最重要的就是刚度的概念。对这些几何方式使用各种材料实现的优缺点有清楚的了解。因为很多时候的结构设计并不是重新发明了一个车轮，而是将不同的几何形式（抽象的）使用不同的材料与工艺进行了实现。创造力的源泉就在于抽象的几何形式与具体材料与工艺方法的结合（所谓的理论联系实际）。要表达清楚定性的分析最好辅以定量的手段，要表达抽象的概念最好辅以具体的例子。
结论：对结构设计者来说，需掌握抽象的几何概念，具有相应的物理直觉和数学能力（数学能力就是把简单的计算弄简单的能力，而不是相反）。在这个基础上能够自觉的运用整体-局部的辨证关系，这样这些抽象的几何概念就可以运用到大的一个建筑，小到一个构件和接点。在实际的设计工作中，重新发明轮子的机会很少，所以设计者应该掌握最常用的有效的结构体系（即结构的几何形式）在用何种材料和工艺实现上动脑筋。当然，某些特殊的材料和工艺形式会对结构的几何形式提出修正和反馈，这是可能的。传统的力学沿用了经典的分析方法，实用中我们必须学会相反的思考顺序
建筑结构的认识 从古到今我国的建筑发展史，建筑结构形式的发展，始终都遵循着一个规律——安全可靠。如何设计出高大、安全可靠的建筑，是建筑结构工作者的道路。我简单的说明一下对建筑结构形式发展的认识。结构是指建筑物的承重骨架其作用是保证建筑物在使用期限内，把作用在建筑物上的各种荷载或作用力，承担起来，同时在保证建筑物的强度、刚度和耐久性的情况下，把所有的作用力传到地基中去。建筑物形式由于有多种多样，加上其房间面积大小、开间进深以及组合方式的不同，相应采用的结构也就有所不同。 建筑中由若干构件连接而成的能承受作用的平面或空间体系称为建筑结构。 建筑结构有多种分类方法。按照承重结构所用的材料不同，建筑结构可分为混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构和混合结构五种类型。 建筑结构中常见结构受力体系类型及施工方法： 1.混合结构：砖混或砖木……，块材砌筑墙体楼板 2.框架结构：梁柱刚接而成的受力体系，预制柱、梁、板装配；现浇混凝土柱、梁，预制板；全现浇钢筋混凝土 3.框架剪力墙结构：现浇混凝土墙，现浇混凝土柱、梁，现浇板 4.剪力墙结构：全装配大板；内浇外挂；全现浇；配筋砌块墙体，现浇构造柱、芯柱和圈梁 5.框筒结构：全现浇；
6.筒中筒结构：内外各做成筒，一般内筒为全现浇；外筒做成密柱深梁形成筒体 7.钢网架、悬索结构 建筑结构由水平构件、竖向构件和基础组成。水平构件包括梁、板等，用以承受竖向荷载；竖向构件包括柱、墙等，其作用是支承水平构建或承受水平荷载；基础的作用是将建筑物承受的荷载传至基础。 明梁是看得见突出的，一般在房中一眼看到的向下突出的暗梁是看不见的，表面上看都是和楼面水平的。只是在布钢筋的时候加进梁的钢筋 一般情况下，一定选择明梁，毕竟明梁的实际支撑作用远大于暗梁。对于大面积应该要加一部分暗梁 但是，要考虑一个地方，梁很厚，尤其在楼梯转角处，要考虑人的头会不会碰撞房间一共做几个梁，明梁还是暗梁，做在什么位置，一定要写清楚根据我对建筑结构的理解，建筑结构设计可分为整体设计和部件设计两部分。
建筑结构设计不规则性问题的分析董良 发表时间：2018-06-15T09:59:12.437Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第1期作者：董良[导读] 建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中，由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响。 山东文孚建筑设计有限公司山东济南 250000 摘要：伴随着我国现代化建筑行业的不断发展,同时其结构空间也得到不断进步,然而在对建筑结构进行设计过程中,不仅只是简单的进行对称的设计,已经开始进行不规则结构设计,针对不规则设计而言,在很多方法依然存在一些问题,并且对建筑结构也存在不良影响。对此在本文中笔者将从建筑结构设计不规则性分类出发，从而提出以下解决建筑结构设计不规则性问题措施，希望能够满足建筑结构稳定性要 求。 关键词：建筑结构设计；不规则性；问题 建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中，由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响，从而导致建筑结构不规则，这对于建筑结构质量或者稳定性造成了严重的影响，因此在今后的建筑结构设计过程中，必须要加强建筑结构设计不规则性问题研究，从而为建筑企业创造更高的经济效益，推动我国建筑行业稳固发展。 1 建筑结构设计不规则性分类 在建筑结构设计中,对于建筑结构的不规则性问题必须采取合理的计算方法以及计算参数,不断优化设计方案,同时加大对于建筑结构的重点部位以及薄弱部位的分析,从而保证不规则结构设计具有合理性,最大程度的提高不规则建筑的安全性以及稳定性。 在进行建筑结构设计时，所表现出的不规则性主要分为两种，即平面结构不规则与竖向结构不规则，首先平面结合不规则是最常见的一种建筑结构设计不规则表现，具体而言主要体现在以下三个方面，①不规则扭转，在对不规则扭转进行判断时，设计者可以从建筑物的弹性水平位移进行判断。②不规则凹凸，在进行建筑结构设计时，设计者可以从建筑物的投影方向以及投影尺寸去进行对凹凸值进行判断，并且在这个过程中要求建筑结构中凹进去的一侧不能小于30％，这样可以防止建筑出现变形。③局部楼板不连续性，关于不连续判断可以从建筑物结构的平面刚度变化或者楼面面积出发。其次是竖向结构不规则，体现在以下四个方面，①不规则倾向刚度，在设计过程中要求不规则设计刚度值要小于70％，并且建筑物本身与周边建筑物的平均刚度值控制在80％以内。②竖向抗侧力构建不连续性，建筑物的竖向结构，抗侧力构建应该注重从水平方向到垂直方向的传递。③楼层承载能力不均匀，这要求设计人员楼层受力程度应该低于80％。④楼层质量不均匀性，也就是和下一层相比，应该高出上一层的1.5倍。 2 解决建筑结构设计不规则性问题措施 2.1 减少偏心距 有数据显示建筑结构之所以会出现扭转与建筑物偏心距有着绝对的关系，并且两种之间呈线性函数关系，因此在进行建筑结构设计时，为了防止出现扭转现象，提升建筑物结构设计规则性，在进行建筑结构设计时，就必须要不断的减少偏心距，这样才能通过线性函数调节，从而使整体的建筑结构更加的平均分布，而减少偏心距的方法有很多种，如通过详细的数据计算，从而对主体结构以及平面空间分布进行调整，并且在设计图纸之中，将建筑结构的重量核心与刚度中心位置进行标注，除此之外，在进行偏心距调节时，还可以采用数据分析的方式，从而对建筑结构刚度进行重新分布，这样可以对核心较远的抗侧力进行调整。 2.2 提高建筑结构抗扭承载力 在进行建筑结构设计时，会受到很多的因素影响，这些因素造成了建筑结构的不规则性转变，因此在进行建筑结构设计时提高建筑结构抗扭承载力就显得越发重要[2]。对此美国IBC规范曾经做出一个这样的调查，其发现在进行建筑结构设计时，每增加一个计算扭矩，地震扭矩也就是质心与刚心不重合时，就会与附加扭矩等比例放大，并且当位移小于等于1.2时，放大系数就会等于1，而当位移大于1.2时，位移系数也会大于1，由此可以看出，在附加扭矩不断增大的过程中，抗承载能力也会不断增加，而这会增加偏心距，而通过上述文章介绍也可以发现，偏心距是导致建筑结构设计不规则的主要原因，因此提高建筑结构抗扭承载力，是可以解决建筑结构设计不规则性问题的有效措施。 2.3 提高建筑物抗震性能 在进行建筑物结构设计时，可以分为主体设计与基础设计两个部分，其中主体设计是建筑结构设计的重点内容，而在进行建筑物主体设计时，绝对不能忽视建筑物边缘构件的设计内容，因此从某个角度分析，建筑结构边缘设计对于建筑结构物的整体质量具有绝对的影响，而通过以往的相关研究中发现，建筑结构抗剪性设计有利于提升建筑边缘结构性能，尤其是当建筑物长期处于非弹性阶段时，当受到地震或者外力作用时，易出现一些偏心问题，从而导致建筑结构出现不规则性，因此在进行建筑结构设计时，能够提升抗震性能，强化建筑物边缘结构设计的抗剪强度，这可以从本质上提升建筑物的抗外力作用，从而发挥出建筑物的弹性作用，满足建筑物规则性要求[3]。 2.4 提高建筑抗侧刚度 在进行建筑结构设计时，提高建筑物的抗侧刚度是有助于解决建筑物结构设计不规则性问题的，并且通过以往的数据调查研究发现，当建筑物主体结构出现扭转效应时，会与自我震动周期出现一个平方值函数关系，利用这种比例关系进行建筑结构设计可以减低建筑结构自我诊断周期，并且消除主体结构的扭转效应，为此在进行建筑结构设计时，应该采用科学的计算调整方法，从而对墙体长度与墙体厚度进行调节，进而使建筑结构刚度远离中心墙体，并且采取边缘装置柱梁的方式，从而对主体结构震动周期进行调整，这样有利于建筑结构刚度值的提升，从而实现改善扭转刚度的目的。 3 总结 在经济建设迅速发展的过程中，建筑行业迅速崛起，在这个过程中对于建筑结构设计要求也在不断的提升，而在进行建筑结构设计过程中，不可避免的会出现一些不规则设计现象，这也为建筑结构设计增添了难度，因此为了能够更好的满足建筑结构合理设计要求，设计人员必须要加大建筑结构设计不规则性问题分析研究，从而不断的提高建筑结构设计的质量，满足建筑结构设计的需求，从而实现建筑结构设计工作的顺利完成，促进建筑行业长远发展。
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。
探讨建筑结构设计中如何提高安全度 摘要：本文结合多年的实践工作经验，简要阐述了提高建筑结构设计安全度的关键点，以供参考。 关键词：建筑结构设计；安全度；提高 安全度是建筑结构设计中用来度量结构安全性、适用性和耐久性的的指标，也被称作可靠度。其中，安全性是指建筑物在正常使用情况下能承受如设备机械、家具、人流、自重、气温变化、风雪等外荷载作用，且在地震、台风、火灾等特殊情况发生时，建筑物仍能保持整体稳定、不倒塌；适用性是指建筑物在正常使用情况下能正常发挥其各个部分的使用功能，保持良好的工作性能；耐久性是指建筑物在正常使用情况下能满足设计使用年限，安全使用寿命足够长。因此，要提高建筑结构设计的安全度，不仅要考虑当前我国工程实际和设计人员的业务水平，还要考虑建筑结构设计安全度的功能要求： 一、建筑结构设计安全度概述 建筑结构设计安全度的确定，应在统计学理论及概率论的基础上，对成功的数据进行分析总结，并根据当前设汁及施工技术水平、国家或地区资源状况和经济水平、建筑材料质量等综合考量。但是，在建筑结构设计的实际操作中，很少考虑工程项目所在地的经济条件和资源状况，更多的依靠结构工程师的经验、结构选型、建筑材料质量、目前的施工技术水平等进行综合考虑，这是导致安全系数和工程造价偏高的现象发生的原因之一。 我国目前各地区经济发展程度还存在较大差异、施工平均水平不高、建筑材料质量整体水平交欠缺。在跟国际通行的建筑结构设计规范相比中：混凝土结构设计规范中采用的荷载标准值比国外低，该规范中对安全度的设定相对较低，还是偏于不安全的范畴。 二、提高建筑结构设计人员对安全度的重视意识 建筑结构设计作为一项系统、全面的工作，要求结构设计人员有扎实的理论功底、认真严谨的工作态度以及创新灵活的设计思维。在设计过程中，要结合建筑工程实际，深刻理解规范含义，做到知其所以然，精益求精的设计每一个基本
我对建筑结构设计的认识 适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的原则。这五个方面各有所重，又互为矛盾，一个优秀的建筑结构设计往往是这五个方面的最佳结合。往往设计人员注意到适用、安全、经济、美观，而忽略了便于施工。有时设计人员为图方便，用偏于安全的简化方法计算，虽然既省事又保证安全，却增加了造价。 结构设计一般在建筑设计之后，“受制”于建筑设计，但又“反制”建筑设计。结构设计不能破坏建筑设计，建筑设计不能超出结构设计的能力范围。结构设计决定建筑设计能否实现，在这个意义上，结构设计显得更为重要。但一棟标志性建筑建成后，往往建筑师便成为了人们心目中的建造者，为了实现该建筑设计而付出辛勤劳动一丝不苟的结构师并不为人们所知。但无论如何，设计一个适用、安全、经济、美观、便于施工的结构设计方案是结构设计人员的责任。 根据我对建筑结构的理解，建筑结构设计可分为整体设计和部件设计两部分。 整体设计包括结构体系的选择，柱网的布置，梁的布置，剪力墙的分布，基础的选型等。 整体设计一般分主体和基础两部分进行。设计人员根据建筑物的性质、高度、重要程度、当地的抗震设防列度、风
力情况等条件来选择合适的结构体系。是采用砖混结构、框架结构、框剪结构、框支结构、筒体，还是巨型框架……选定结构体系后，就要具体决定柱、梁、墙的分布和尺寸等。 在进行主体结构内力计算后，主体结构底截面的内力成了基础选型和计算的重要依据。内力计算一般尽量简化为平面体系来计算，但有时必须采用空间受力体系来计算。无论怎样，内力计算最终是对柱、梁、板、墙和块体这五种部件的计算。也就是说，进行整体设计后，就要进行部件设计。梁和柱一般可看作细长杆件，内力情况与计算体系相符合。单向板可简化为单位宽度的梁来计算，双向板的计算理论也较成熟，异型板的计算就较为复杂，应尽量避免。对于单片的剪力墙，一般把它视作薄壁柱来近似计算，有时要考虑翼缘的作用；对于筒体结构中的剪力墙则要用空间力学的方法来计算。块体不同于梁、柱、板、墙，它在空间三个方向的尺寸都比较大，难以视作细长杆件或简化为平面体系来计算。如单独基础，桩的承台，深梁都是块体，受力情况很复杂，难以精确分析，所以在计算中往往加大安全系数，以策安全。 目前国内结构设计所用的设计方法是概率极限状态设计法，作用效应S必须小于等于结构抗力R，结构要满足强度条件和位移条件。内力计算采用的力学模型一般是弹性模型，要考虑塑性变形内力重分布时，往往是把利用弹性模型
1、等效荷载 利用荷载效应相等的原则将复杂荷载等效为均布荷载。针对不同的效应会等效出不同的均布荷载，过分追求计算结果的精度意义不大。实际中主要是确定最不利的荷载效应。根据实际设计要求，效应包括内力(剪力、弯矩)和变形(挠度、裂缝)。计算中等效的结果与结构的跨度直接相关，因此等效的结果的应用位置需注意。相同的复杂荷载对于不同的效应会等效出不同的等效荷载，因此不同的结构构件计算时此效应不能通用。另外计算的等效荷载还与结构的边界条件有直接关系。等效荷载只是一种假象荷载，不能追求等效的精度，以满足结构的计算精度要求为宜。 2、汽车荷载 汽车轮压的等效荷载大小与结构的跨度成反比。规范中的汽车等效荷载为直接作用的楼板的荷载，另外考虑了汽车荷载的动力系数。汽车荷载的动力系数与楼板的覆土厚度直接相关，当结构的覆土厚度大于时，结构的动力系数取。计算梁柱时要考虑活荷载的折减系数。 3、消防车等效荷载计算 (1)、等效荷载的大小与板跨（非柱网）的大小有直接关系。 (2)、等效荷载的大小与覆土厚度有直接关系。 (3)、消防车的作业区域应该是消防车能够到达的任何区域。对消防车经 常出现的场所(主要消防通道、消防中心)，消防车荷载是一种出现频率很高的荷载，此时应该考虑构件的裂缝和挠度，对消防车不经常出现的住宅小区，可不考虑消防车对构件裂缝和挠度的影响。但要是但考虑经常出现的车辆荷载的影响(一般控制首层地面活荷载不小于5KN/m2)。 (4)、地下是外墙的计算中，《全国民用建筑设计技术措施》中规定：地下 室外墙计算时，室外地面荷载取值不小于10kN/m2，汽车通道还应考虑汽车荷载的影响。 4、抗震设防类别 商业建筑《建筑抗震设防分类标准》规定：人流密集的大型的多层商场抗震分类标准应划为重点设防类。其中人流密集和大型的解释为一个区段人流5000人换算成建筑面积17000m2或营业面积7000m2以上的商业建筑。 这里的一个区段考察的是人员的聚集程度，与建筑的功能区分和区段的出口有关，与结构的分缝没有直接关系。高层建筑中，结构单元内经常使用的人数超过8000人，抗震分类标准应划为重点设防类。这里的结构单元也不是以结构缝作为划分，还是应该以建筑功能和区段划分作为依据。 5、地震动参数 多遇地震参数应根据场地安全评价报告和《抗震规范》合理取用，并不应该小于规范数值，设防烈度和罕遇地震参数应该参考规范数值。一个地区的抗震设防烈度是基本固定不变的，而抗震设防的分类标准时可以调整的。根据地区的抗震设防烈度、场地类别和结构的设防类别确定结构的抗震措施和抗震构造措施。抗震措施是除地震作用计算和抗力计算以外的所
建筑结构设计优化工作总结 本工程的结构设计咨询工作是在工程初步设计已经完成，并经建设行政主管部门审批后介入的。进行的方式是介入后的结构设计全过程控制，包括对初步设计的修改完善，对施工图设计过程的控制和对施工图成果的审核三个方面的工作内容。 本工程位于山东淄博，地下一层车库，地上一二层营业、办公，三至十八层住宅，框架—剪力墙结构，平板式筏形基础。工程抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为7度，地震基本加速度值为0.10g，剪力墙抗震等级为二级，框架抗震等级为三级，设计使用年限为50年，地基基础设计等级为甲级。 本工程设计方案原为剪力墙结构，并已通过了建设行政主管部门的审查。考虑到下部楼层为营业和办公，在咨询过程中首先探讨采用框架—剪力墙结构的可行性和优点，配合设计单位对结构方案进行了调整，由剪力墙结构改为框架剪力墙结构，并合理的而布置剪力墙和框架柱，优化了地基基础的设计方法，通过多次的设计计算、分析比较、合理调整来满足规范规程的而要求，保证结构的安全性和经济性。 在结构施工图设计过程中，多次与结构设计人员交流沟通，统一了设计的做法和上机计算数据，事先控制保证了结构的施工图设计沿着安全、合理、经济的思路进行，使最终的结构施工图成果文件差错少、质量优、经济性好。 施工图绘制完成后，对结构设计的成果进行了审核，并提出了审核意见。配合设计方对施工图审查咨询中心的审核意见进行了修改，对部分审查意见与审查专家进行了沟通说明，修改后的施工图交付建设单位。 设计咨询工作和精益求精的结构设计保证了结构设计的技术质量和经济质量，达到了使营业、办公空间布置的方便合理，地下车位的增加，合理的混凝土用量，较低的用钢量等多方面效益。通过结构设计的咨询优化，给投资方带来了很好的效益，使投资方非常满意。 该工程现已进行了图纸交底与会审，并已开工建设。 感谢您的阅读，祝您生活愉快。
新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充，特别是对抗震及结构的整体性，规则性作出了更高的要求，使结构设计不可能一次完成。如何正确运用设计软件进行结构设计计算，以满足新规范的要求，是每个设计人员都非常关心的问题。以SATW软件为例，进行结构设计计算步骤的讨论，对一个典型工程而言，使用结构软件进行结构计算分四步较为科学。 1．完成整体参数的正确设定 计算开始以前，设计人员首先要根据新规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述，以及工程的实际情况，对软件初始参数和特殊构件进行正确设置。但有几个参数是关系到整体计算结果的，必须首先确定其合理取值，才能保证后续计算结果的正确性。这些参数包括振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本周期等，在计算前很难估计，需要经过试算才能得到。 （1）振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。该值取值太小不能正确 反映模型应当考虑的振型数量，使计算结果失真；取值太大，不仅浪费时间，还可能使计算结果发生畸变。《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13-2 条规定，抗震计算时，宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应，振型数不宜小于15，对多塔结构的振型数不应小于塔楼的9 倍，且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90％。一般而言，振型数的多少于结构层数及结构自由度有关，当结构层数较多或结构层刚度突变较大时，振型数应当取得多些，如有弹性节点、多塔楼、转换层等结构形式。振型组合数是否取值合理，可以看软件计算书中的x， y 向的有效质量系数是否大于0.9 。具体操作是，首先根据工程实际情况及设计经验预设一个振型数计算后考察有效质量系数是否大于0.9 ，若小于0.9 ，可逐步加大振型个数，直到x,y 两个方向的有效质量系数都大于0.9 为止。必须指出的是，结构的振型组合数并不是越大越好，其最大值不能超过结构得总自由度数。例如对采用刚性板假定得单塔结构，考虑扭转藕联作用时，其振型不得超过结构层数的3 倍。如果选取的振型组合数已经增加到结构层数的3倍，其有效质量系数仍不能满足要求，也不能再增加振型数，而应认真分析原因，考虑结构方案是否合理。 （2）最大地震力作用方向是指地震沿着不同方向作用，结构地震反映的大小也各不相同，那么必然存在某各角度使得结构地震反应值最大的最不利地震作用方向。设计软件可以自动计算出最大地震力作用方向并在计算书中输出，设计人员如发祥该角度绝对值大于15 度，应将该数值回填到软件的“水平力与整体坐标夹角”选项里并重新计算，以体现最不利地震作用方向的影响。 （3）结构基本周期是计算风荷载的重要指标。设计人员如果不能事先知道其准确值，可以保留软件的缺省值，待计算后从计算书中读取其值，填入软件的“结构基本周期”选项，重新计算即可。 上述的计算目的是将这些对全局有控制作用的整体参数先行计算出来，正确设置，否则其后的计算结果与实际差别很大。 2. 确定整体结构的合理性 整体结构的科学性和合理性是新规范特别强调内容。新规范用于控制结构整体性的
对目前房地产公司设计管理现状的反思 一、引言 本人在房地产公司从事设计管理十余年，历经深圳三家较大房地产公司。近年来一直困惑于国内房地产公司设计管理。 目前国内房地产公司都设置设计部，部门人员包括建筑师、结构工程师、水电工程师、装修设计师与景观设计师等，其职责均为项目设计管理。设计任务通过招标或直接委托形式外包给设计公司。设计公司根据房地产公司发出的设计任务书完成设计图纸的提交。这是一种普遍的房地产开发管理模式。 在过去的职业实践中，了解到欧美在房地产开发中普遍使用一种BIM设计软件，该软件可以设计住宅、工业厂房、酒店、医院、学校等多种项目类型。设计过程中，建筑、结构与水电设计可同时在三维图中进行，图纸审核完成后各专业可分开出具施工图纸。好处是建造形式、材料等通过三维图形演示给投资方。 提到BIM软件，我们必须对欧美房地产开发模式有个基本了解。投资方负责项目定位、成本、进度、财务和风险管理，具体说就是专司拿地和销售，一个项目一般配备2-3个设计工程人员。剩下的设计、建造通过合约交给建筑设计咨询管理公司与建造公司完成。项目承接方通过BIM软件向投资方汇报项目设计、施工工作。投资、设计与施工，工作任务明确、管理职责明晰。难怪欧美好建筑随处可见。 经过人类不断的社会实践，项目管理知识体系现已被国内外房地产企业采用。介绍完国内外房地产开发管理的基本模式，下面我们不妨分析一下国
内房地产开发设计管理的事儿。 二、事件描述 国内网络近年流传一首歌《死了都要改》：“把每天，当成是交图的dead line，一分一秒，都改到泪水掉下来。不理会，客户是看好或看坏，只要你勇敢，给我改。.......把每天，当成是交图的dead line，一分一秒，都赶到泪水掉下来，不理会，最后是改好或改坏，只要有时间，你还得改。so.......不要改得太快，你改得越快他的想法也就变得快，.......死了都要改，.......不说句脏话不痛快，笔会损坏，图会掩埋，计算机还在！到绝路都要改，不日夜颠倒不痛快，改到最后还得改！改到变态才精彩!” 最近国内网络上播放一个冷笑话：某设计师上班途中遇车祸，住院昏迷不醒。其领导就在他耳边反复念叨：“投资方同意出图了……”，几分钟后，设计师翻身下床，说我要去打图了…… 以上是源于网络的设计师故事。目前我任职的公司在深圳某口岸开发一高端住宅，项目设计管理总结主要问题如下： 1、商业街室外道路标高与相邻住宅项目道路标高衔接不上，我司室外标高高出相邻项目室外标高约50-70厘米，造成该处设计一条两家共用市政道路成为不可能。正确的设计要求除考虑道路排水坡度外，两个项目相邻室外标高应基本一致。 2、项目联排别墅后花园内标高低于花园外侧道路标高。后在花园内增加地漏和管道解决雨水排放。正确途径：花园内标高高于花园外标高，雨水通过场地高差直接排放到花园外道路上，再通过道路上雨水井收集后统一排放到城市雨水管道。标高设计错误，增加排水管道，投资成本增加。
1.结构设计说明 主要是设计依据，抗震等级，人防等级，地基情况及承载力，防潮抗渗做法，活荷载值，材料等级，施工中的注意事项，选用详图，通用详图或节点，以及在施工图中未画出而通过说明来表达的信息。 2. 各层的结构布置图，包括: （1）现浇板的配筋(板上、下钢筋，板厚尺寸)。 板厚一般取120、140、160、180四种尺寸或120、150、180三种尺寸。尽量用二级钢包括直径φ10（目前供货较少）的二级钢，直径≥12的受力钢筋，除吊钩外，不得采用一级钢。钢筋宜大直径大间距，但间距不大于200，间距尽量用200。(一般跨度小于6.6米的板的裂缝均可满足要求)。跨度小于2米的板上部钢筋不必断开，钢筋也可不画，仅说明钢筋为双向双排φ8@200。板上下钢筋间距宜相等，直径可不同，但钢筋直径类型也不宜过多。顶层及考虑抗裂时板上筋可不断，或50%连通，较大处附加钢筋，拉通筋均应按受拉搭接钢筋。板配筋相同时，仅标出板号即可。一般可将板的下部筋相同和部分上部筋相同的板编为一个板号，将不相同的上部筋画在图上。当板的形状不同但配筋相同时也可编为一个板号。应全楼统一编号。当考虑穿电线管时，板厚≥120，不采用薄板加垫层的做法。电的管井电线引出处的板，因电线管过多有可能要加大板厚至180（考虑四层32的钢管叠加）。宜尽量用大跨度板，不在房间内(尤其是住宅)加次梁。说明分布筋为φ6@250，温度影响较大处可为φ8@200。板顶标高不同时，板的上筋应分开或倾斜通过。现浇挑板阳角加辐射状附加筋(包括内墙上的阳角)。现浇挑板阴角的板下宜加斜筋。顶层应建议甲方采用现浇楼板，以利防水，并加强结构的整体性及方便装饰性挑沿的稳定。外露的挑沿、雨罩、挑廊应每隔10～15米设一10mm的缝，钢筋不断。尽量采用现浇板，不采用予制板加整浇层方案。卫生间做法可为70厚+10高差(取消垫层)。8米以下的板均可以采用非预应力板。L、T或十字形建筑平面的阴角处附近的板应现浇并加厚，双向双排配筋，并附加45度的4根16的抗拉筋。现浇板的配筋建议采用PMCAD软件自动生成，一可加快速度，二来尽量减小笔误。自动生成楼板配筋时建议不对钢筋编号，因工程较大时可能编出上百个钢筋号，查找困难，如果要编号，编号不应出房间。配筋计算时，可考虑塑性内力重分布，将板上筋乘以0.8~0.9的折减系数，将板下筋乘以1.1~1.2的放大系数。值得注意的是，按弹性计算的双向板钢筋是板某几处的最大值，按此配筋是偏于保守的，不必再人为放大。支承在外圈框架梁上的板负筋不宜过大，否则将对梁产生过大的附加扭距。一般：板厚>1 50时采用φ10@200；否则用φ8@200。PMCAD生成的板配筋图应注意以下几点：1.单向板是按塑性计算的，而双向板按弹性计算，宜改成一种计算方法。2.当厚板与薄板相接时，薄板支座按固定端考虑是适当的，但厚板就不合适，宜减小厚板支座配筋，增大跨中配筋。3.非矩形板宜减小支座配筋，增大跨中配筋。4.房间边数过多或凹形板应采用有限元程序验算其配筋。PMCAD生成的板配筋图为PM?.T。板一般可按塑性计算，尤其是基础底板和人防结构。但结构自防水、不允许出现裂缝和对防水要求严格的建筑, 如坡、平屋顶、橱厕、配电间等应采用弹性计算。室内轻隔墙下一般不应加粗钢筋，一是轻隔墙有可能移位，二是板整体受力，应整体提高板的配筋。只有垂直单向板长边的不可能移位的隔墙，如厕所与其他房间的隔墙下才可以加粗钢筋。坡屋顶板为偏拉构件，应双向双排配筋
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。
对建筑结构设计常见问题探讨 发表时间：2018-11-09T17:57:33.430Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第19期作者：秦浩 [导读] 设计工作需要由多工种多专业合作共同完成，因此结构设计工作不是孤立的。 山东建大工程鉴定加固研究院山东济南 250000 摘要：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。 关键词：房屋建筑；结构设计；常见问题 设计工作需要由多工种多专业合作共同完成，因此结构设计工作不是孤立的。在设计方面，就需要与建筑设计或工艺设计、设备设计及建筑经济等工种紧密配合；在设计以外，它又跟很多专业，如结构材料、施工技术、分析理论和计算工具、检测手段等密切相关，因此，要提高结构设计水平，除做好自身工作以外，不管是正常的设计工作或者科学研究，都要取得这些工种与专业的支持。不要把结构设计工作自闭起来，应该认识到它的成果或者提高是与其他工种和专业的支持分不开的。 1.地基与基础方面 1.1对于独栋或单体数量较少的住宅，建设单位能委托地质勘察单位进行详细的地质勘察，能为工程设计提供较为详细的勘察技术资料，而成片的多层房屋建筑往往因为地勘费用的问题，地勘单位的探点不能严格按照有关技术要求布置，多栋建筑单体参考一个探点，使得实际的地质情况与地勘报告相差较大。地基与基础设计要做到合理、安全适用，设计人员必须依据详细、真实的地质勘察资料。 1.2软弱地基处理一般采用级配砂石换填，仅仅简单提出换填深度和最终地基承载力的要求，在技术上只是草草写上严格执行《地基处理规范》，而没有针对具体的建筑物画出详细的开挖边线，如轴线变化处，突出凹进墙体部分的开挖边线等，也没有明确砂石换填的应力扩散角具体数值。因此很多工程在地基基础施工中，不能切实有效地做好地基处理。 1.3在基础设计中，对于混凝土独立基础、筏板基础、条形基础，节点设计、构造设计中往往不明确应采用的具体技术参数，如锚固长度搭接长度是采用抗震的还是非抗震的，造成具体实施阶段的扯皮现象 1.4在高层混凝土结构的主体结构设计中，往往梁柱混凝土的等级差别较大，那么在梁柱节点处混凝土怎么进行处理，在设计图中往往不作清楚地技术交底。梁柱节点本身就是个受力复杂的节点，而由于设计缺陷，造成此部位成为一个薄弱点。 2楼板设计常见问题 2.1设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足，简单地将双向板作用按单向板进行计算。使计算假定与实际受力状态不符，导致一个方向配筋过大，而另一方向配筋不足，致使板出现裂缝。 2.2楼板承受线荷载时弯矩计算问题。在民用建筑中，常在楼板上布置一些非承重隔墙，故楼板设计中，通常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后，进行楼板的配筋计算。有些设计人员图省事，错误地将隔墙的总荷载附以该板块的总面积。这样会造成非承重隔墙分布宽度内配筋量不足，而此板块其它部分配筋过大，这样隔墙处楼板会出现裂缝。 2.3双向板有效高度取值偏大。双向板在两个方向均产生弯矩，由此双向板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放，短跨方向的跨中钢筋应放在下面，长跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面，计算时应用两个方向的各自的有效高度。一般长向的有效高度比短向的有效高度小 d（d 为短向钢筋的直径）有的设计者为图省事或对板受力认识不足，而取两上方向的有效高度一致进行配筋计算，致使长跨有效高度偏大，配筋降低，致使结构构件存在的质量隐患，甚至出现开明缝的现象。 3楼层平面刚度的问题 一些设计在缺乏基本的结构观念或结构布置、缺乏必要措施时，采用楼板变形的计算程序。结构设计存在着结构不安全或者某些部位或构件安全储备过大等现象。为了使程序的计算结果基本上能反映结构的真实受力状况，而不致于出现根本性的误差，设计时应尽可能将楼层设计成刚性楼面。要做到这一点，首先，应在建筑设计方案阶段就避免采用楼面有变形的平面，比如楼层大开洞、外伸翼块太长、块体之间成“缩颈”连接、凹槽缺口太深等。其次，要从结构布置和配筋构造上给予保证，对于使用功能确实必需的，或者建筑效果十分优越的建筑设计，如果其平面无法完全符合刚性楼板的假定，那么在结构设计时，可以通过增设连系梁板、洞口边加设暗梁边梁、提高连系梁板或暗梁边梁的配筋量、采用斜向配筋或双层配筋形式等方法，尽量满足刚性楼板的基本假设，或者弥补由于不是绝对的刚性楼板假定而产生的计算“误差”。 4砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用 在砖混结构中，构造不但能够提高墙体的抗剪能力，而且构造柱与固梁联结在一起，形成对砌体的约束，这对于限制墙体裂缝的开展，维持竖向承载力，提高结构的抗震性能有着重要的作用在当前结构设计中，构造柱经常被作为承重柱使用，这种作法将引起以下几个问题。 4.1构造柱作为承重柱使用后，使得构造柱提前受力，这不但会降低构造柱对彻底的拉结和约束作和，而且结构一旦遭遇地震作用时，在构造柱位置必然形成应力集中，首先破坏这样构造柱不但起不到其应有的作用，反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。 4.2构造柱一般生根于地圈梁中，没有另设基础，构造柱兼作承重柱使用后，柱底基础的抗冲切、抗弯部及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压被出现裂缝。本文建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁上荷载和跨度都比较小时，构造柱也可布置于梁下，但此时必须按不考虑构造柱作用来验算下墙体的局部承压和抗弯强度。经验算满足，方可在粱下布置构造柱。 5承重柱截面高度设计过小 这种情况多发生于六度抗震设防区。一些结构设计人员误认为六度设防就是不设防，为受力分析方便，他们故意把柱子的截面高度设计得过小，使梁柱的线刚度比加大。把梁简化为铰支梁，梁柱按轴心受压计算。这种做法虽然易于进行结构受力分析，但却给房屋结构埋下了隐患。因为，这样做忽略了梁柱间的刚结作用，加之柱截面的配筋都较小，结构一旦受力后，柱顶抗弯刚度必然不足，从而柱子在梁底附近将会出现一条或多条水平裂缝，形成塑性饺。这样在正常使用情况下，柱子已开始带铰工作。这不但影响了房屋的耐久性，而且也常常引起用户的恐惧心理。更为严重的是，这样的结构一旦遭遇地震作用，将会倒塌，这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。
分析建筑结构设计中的常见问题及其应对措施 发表时间：2016-08-22T13:42:43.237Z 来源：《低碳地产》2015年第11期作者：谷峰云 [导读] 由于市场经济的高速运行，人们的物质生活水平得到了显著的提高。 信阳市水利勘测设计院 【摘要】由于市场经济的高速运行，人们的物质生活水平得到了显著的提高，特别是在工程建筑工作中，针对相关建筑项目的结构设计问题也提出了更深层次的要求。建筑结构设计是一项繁重而又责任重大的工作，直接影响到建筑物的安全、适用、经济和合理性。本文对建筑结构设计的方法进行了分析总结，并详细分析了建筑结构设计中存在的问题，希望相关研究工作可为设计师提供一定的帮助。 【关键词】建筑结构设计；问题；应对措施 1.引言 近年来，社会不断发展前行，人们生活水平日益提高，生活环境也不断改善，建筑工程的规模也在不断攀升，人们对建筑结构质量的要求也越来越高。在建筑的设计中，结构设计是一个关键的环节，也是一项复杂、全面并且系统的工作，需要加强对其的重视，认真分析结构设计中的问题，并采取有针对性的措施来保证结构设计的合理性，保证建筑的整体质量，同时，做到美观、经济和适用。但现阶段，在我国建筑结构设计的过程中仍然存在着诸多的问题，特别是使用最多的框架结构建筑存在许多令人不满意的缺陷。此外，现代化的建筑结构设计理念较之前并没有较大的突破，工程人员只是单纯凭借单一的设计模式来建筑项目构建，在一定程度上极大地限制了建筑项目的设计质量。因此，分析建筑结构设计过程中所出现的问题，探讨其解决方案对保障建筑结构质量、安全等意义重大。 2.建筑结构设计 2.1建筑结构分类 建筑物有各种不同的使用功能要求，建筑结构按照不同的划分标准具有不同的划分形式。建筑结构的分类具体如下：（1）根据建筑物的层数，可以分为单层、多层、高层和超高层建筑；（2）依据建筑物的实际使用性能进行划分：工业建筑与民用建筑；（3）建筑物可以根据其结构形式进行划分：框架结构、排架结构、筒体结构、剪力墙结构等；（4）建筑物根据所使用的结构材料可以分为：砌体结构、木结构、钢结构、混凝土结构和混合结构等。 2.2建筑结构设计的原则 适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的基本原则。建筑物的设计应该从实际出发，在满足建筑物各项功能要求的前提下，必须综合运用有关技术知识，确保结构的坚固、安全。在进行建筑构造设计时，应该改变传统设计师浮夸的设计理念，力求做到建筑物符合用户的实际需求。此外，还要通过科学的设计方案，节省投资方的资金投入。同时，应该适当融合国内外的美学原理，使建筑物具有一定的观赏性。 2.3建筑结构设计 建筑结构是一个建筑物发挥其使用功能的基础，结构设计是建筑物设计的一个重要组成部分，主要包括以下四个过程：方案设计→结构分析→构件设计→绘施工图。 3.建筑结构设计中的常见问题 3.1 建筑结构设计中地基设计存在的具体问题 在工程结构的建筑设计工作中，地基和基础的建筑构造通常是工程人员比较关注的工程建设问题，在此基础上由于地基构造是制约工程后期质量的关键要素，所以地基基础建设对提高整体建筑质量具有相当积极的推进作用。建筑结构设计中地基设计所存在的具体问题主要表现在以下两个方面：（1）地基设计过程中忽视了地基沉降的问题：现如今，在建筑地基结构设计的过程中，地基沉降问题很容易被忽略，建筑物地基沉降可以导致建筑物上部结构出现裂痕，更甚者可以导致地基破坏。地基质量一旦出现问题，将严重威胁建筑结构的安全性能，对居民的正常使用造成威胁；（2）建筑结构设计中对地基埋设所进行的设计不够合理：在现实的基础地基设计中高层建筑基础有效埋置深度不足的问题非常普遍，建筑地基作为承受建筑结构物荷载的岩体埋设深度不符合建设标准，将严重影响到地基的有效承载能力，严重威胁了建筑结构的安全性能。 3.2建筑框架结构设计不合理 建筑结构设计不合理主要表现在以下几个方面：（1）在进行结构设计时，只关注横向设计，而忽略了纵向框架设计，影响建筑物的使用性能；（2）框架梁端截面的底层纵向受力钢筋和顶层的纵向受力钢筋配筋量的比值不符合规范要求，这种设计方式不仅影响建筑工程质量，降低建筑物的安全性，更为严重的是，一旦发生地震，很可能会引起房屋倒塌；（3）在建筑结构设计中，承重柱的截面设计高度过小；（4）连梁全长箍筋设计没有按规定的构造方式对两端进行加密处理；（5）连续梁的设计问题，一般在进行建筑结构设计时，往往会把连续梁按照单梁来设计。 3.3建筑上部结构的设计所出现的问题 上部结构设计中所存在的问题主要表现在以下几个方面：（1）现浇混凝土强度等级：现浇框架结构设计时，根据结构中梁、柱、板的受力特性，常常将它们设计为不同的混凝土等级，但是在浇筑一块楼板的四周设置施工缝时，由于混凝土等级不同，造成施工工艺不当；此外，在同一平面内浇筑不同的混凝土既增加了框架结构的施工难度，又会增加施工管理的难度，并且使高强度混凝土浇筑了低强度混凝土区域，既造成了混凝土的浪费，又造成了建筑结构的安全隐患；（2）钢筋混凝土保护层厚度：混凝土保护层的厚度直接影响着混凝土构件的耐久性，如果主梁、楼板、次梁交叉处的钢筋分布不当，使得楼板负筋一侧的保护层厚度不足，影响到整个工程结构的强度、稳定性。 4.建筑结构设计所出现问题的解决措施 4.1地基结构设计优化 在具体的设计过程中设计工作人员应针对施工的具体环境，对天然地基与人工的地基的沉降量进行科学的估算，并在施工过程中对建
2019年建筑上的“薄壳结构”教学反思教学-优秀word范文 本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！ == 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ == 建筑上的“薄壳结构”教学反思教学 文章摘要:本文章的主要内容是关于建筑上的“薄壳结构”_课堂实录_教后感_ 案例_教学反思_课文_教学实录，欢迎您来阅读并提出宝贵意见！ 一个人握住一个鸡蛋使劲地捏，无论怎样用力也不能把鸡蛋捏碎。薄薄的鸡蛋 壳之所以能承受这么大的压力，是因为它能够把受到的压力均匀地分散到蛋壳 的各个部分。建筑师根据这种“薄壳结构”特点，设计出了许多既轻便又省料 的建筑物。人民大会堂、北京火车站以及其他很多著名建筑，屋顶都采用了这 种“薄壳结构”。 响尾蛇与现代军事装备 响尾蛇的视力几乎为零，但其鼻子上的颊窝器官具有热定位功能，即使爬虫、 小兽等在夜间入睡后，凭借它们身体所发出的热能，响尾蛇都能感知并敏捷地 前往捕食。科学家根据响尾蛇这一奇特功能，研制出现代夜视仪、空对空响尾 蛇导弹，以及仿生红外线探测器。 长颈鹿与抗荷飞行服 超音速歼击机突然加速爬升的时候，由于惯性的作用，飞行员身体中的大量血 液会从心脏流向双脚，使脑子产生缺血现象。如何解决这个问题？科学家从长 颈鹿的身体构造得到启发。长颈鹿的脖子很长，脑子与心脏的距离大约是3米，要使血液能输送到头上，血压相对要高，大约是人体的两倍。但当长颈鹿低头 喝水时，血液却没有一股脑地涌向头部。原来是裹在长颈鹿身体表面的一层厚 皮起了作用。长颈鹿低头时，厚皮紧紧地箍住了血管，限制了血压，使其不能 因血压突然升高而发生意外。依照长颈鹿皮原理设计的抗荷飞行服，飞行员穿 上后在一定程度上起到了限制血压的作用，当飞行加速时，抗荷飞行服还能压 缩空气，也能对血管产生一定的压力，就此而言比长颈鹿的厚皮更高明了一步。向植物取经 车前草是一种很普通的小草，它的叶子是按螺旋形来排列的，这种排列方式， 使每片叶子都能得到充足的阳光，有利于植物的生长。建筑师们依照车前草叶 子的形状，设计建造了螺旋状排列的楼房，使每个房间都能享受到明亮、温暖 的阳光，避免了普通楼房在这方面的不足。