时间：2023-07-19 17:31:15
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇工程结构设计概况，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
摘要:研究目的:通过对上海轨道交通9号线松江新城站结构设计和计算，总结出城市轨道交通预留物业开发条件地下车站结构设计的几条经验，为今后类似工程的设计提高参考。
研究方法:车站基坑围护桩根据各开挖工况按竖向弹性地基梁计算，并计入围护结构的先期位移值以及支撑的变形，上部结构由车站地下一层结构和结构底板下桩基联合组成复合深基础，车站结构分别按横向、纵向弹性地基上的框架进行计算。
研究结果:松江新城站基坑开挖过程中围护桩变形较小，各项监测数值均在允许范围内，车站整体刚度较好，结构整体沉降量较小，没有出现不均匀沉降。
研究结论:地铁车站作为上部物业结构基础的一部分与桩基础共同承担上部荷载的设计方法是可行的，对于地铁车站与桩基组成的复合基础，设计中还有许多问题值得探讨，这是今后工作的研究方向。
关键词:预留物业开发;结构设计;结论
近些年来随着城市地铁工程的大量兴建，地铁车站的形式也多种多样。许多车站由于位于地块内，为了合理高效地利用土地资源，通常需要考虑地块的规划，结合物业开发进行结构设计。本文将详细介绍上海轨道交通9号线松江新城站的结构设计。
1 工程概况
上海轨道交通9号线一期工程松江新城站位于规划的松江新城中部，沪杭高速公路以北的嘉松南路东侧绿化带下，车站西侧为“行政中心”和“市民广场”，东侧绿地规划为低密度住宅，北端有规划的公交枢纽，是9号线一期工程的起点站。
车站结构全长212.85m，净宽17.6m。车站为地下一层、地上一层结构，标准段主体结构底板埋深约为9m，站台为岛式，宽度10m，在车站站厅层上预留4层物业开发荷载条件。
车站基坑深为9.1~9.6m，基坑宽21.2~22m。本站采用明挖法施工，周围建筑物、管线稀少，采用双排Φ700SMW劲性水泥土搅拌桩作为围护结构，基坑保护等级定为二级，车站概况见图1。
关键词：建筑结构设计；设计质量；概念设计；
建筑工程质量的优劣直接影响到建筑工程投入使用后的安全性、可靠性，与人们的生命财产安全息息相关。常常会出现由于结构设计出错而带来的各种建筑问题，所以必须重视对结构设计的质量控制，为提高建筑工程的整体质量打下坚实基础。
1建筑结构设计概述
1.1建筑结构的类型
目前，对建筑结构类型的划分主要是根据建筑的用途、层数、结构材料和结构形式进行区别和分类的；按结构形式可分为剪力墙结构、框架结构、简体结构等。
1.2建筑结构设计的具体内容
1.2.1结构设计程序
建筑物的整体设计包含了许多方面的设计内容，如结构设计、暖通设计、给排水设计和电气设计等等。虽然需要设计的方面有很多，但是不管进行何种设计都应遵循建筑设计的基本要求，即经济、美观、环保、实用。建筑结构是建筑物发挥自身使用功能的前提，结构设计是建筑设计的重要组成部分。
1.2.2建筑结构设计要求
为了确保建筑结构的安全性和可靠性，设计时应尽量满足以下要求：其一，抗震设计。建筑结构应根据自身所处地域的烈度、建筑高度和具体结构类型采用不同的抗震等级；其二，相关计算。结构构件需要进行承载极限状态计算和正常使用验算，例如，直接承受动力荷载的结构构件必须进行疲劳强度验算。
1.2.3结构设计应遵循的基本原则
可靠性、经济性、美观性、适用性、安全性。
2提高建筑结构设计质量的有效途径
2.1做好资料收集工作，认真确定计算参数
对于建筑工程来讲，由于其所处的地理位置，决定了在进行结构设计时所涉及的具体参数会存在一定的特殊性。在进行建筑结构设计前，要尽量收集与设计相关的信息，如工程资料、具体规范等，资料收集的越多，参数的确定也就越准确，同时，还可以避免因为参数不合理而导致返工情况的发生。
2.2合理运用结构设计软件
随着各种计算机结构计算分析软件的普及，人们已经摆脱了过去复杂繁重的手工计算方法，但是，对于计算机结构计算结果的判断应从以下几个方面着手：其一，要充分了解所使用软件的适用范围和技术条件；其二，要确保计算程序与结构设计图相符；其三，选用的计算数据须有准确的依据，并且要保证计算参数准确；其四，计算结果中与结构相关的内容必须符合相关规定，如，自振周期、刚度比、构建的抗裂性能、两
盒半的配筋等。
2.3重视结构计算与地基基础设计
建筑结构计算结果是施工图设计的重要依据，并且计算结果是否正确直接关系到建筑结构设计的可靠性和安全性，所以必须引起设计人员的高度重视。例如在楼板计算中应选用正确的计算方法进行楼板计算，对于连续板不能选用单向板的计算方法，对于双向板计算应考虑材料泊松比对其的影响，以避免由于未调整跨中弯矩而造成计算值不准确；为使地基基础设计更符合建筑所在地的地基基础类型特点，设计人员应在熟知国家相关标准的前提下，对地方性的《地基基础设计规范》加以深入学习，明确地基基础特点，丰富地基基础设计经验，掌握设计处理的方法，使地基基础设计更符合建筑工程的实际地理情况。
2.4重视抗震设计
通常情况下，设计师在进行框架结构设计时，多数都只重视横向框架的设计，往往容易忽略纵向框架的设计，然而抗震设计规范中明确规定了水平地震作用必须按照两个主轴的方向进行分别计算，各方面的地震作用需由该方向的抗侧力构件自行承担，因此，在进行框架设计时，横向框架和纵向框架的作用应该是等同的，也就是说两者有着同等的重要性，缺一不可。在进行建筑结构设计时，应遵循小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设计原则，这就要求结构设计应设计成延性结构。延性结构的变形能力能够有效地承载一定的地震作用，能够降低地震对建筑结构的破坏，因此，建筑结构设计应尽量以延性结构为主。
2.5重视概念设计
所谓概念设计是指运用人的思维能力和判断力解决结构设计宏观层面上存在的问题，它以精确的结构概念为依据，对计算结果和设计结构进行科学分析，充分考虑计算假设与实际结构受力存在的差异，进而对结构进行优化设计。在概念设计过程中，应根据实际建筑所处的空间和地理条件，结合考虑建筑所要求必备的功能以及建筑结构的适用性、安全性、美观性、经济性等多方面因素，最终确定建筑结构设计的总体方案，并且能够利用整体结构与基本杆件间的力学关系、结构设计准则以及施工现场赋予的资源条件，科学、合理地解决结构设计中存在的问题。同时，在概念设计中应处理好总体布局与关键细节之间的关系，使两者
兼顾，从而全面提高建筑结构的可靠性。
2.6互相配合，充分沟通
为了能够确保建筑结构设计的质量，在获得提资图时，要避免盲目的建模计算和上机绘制图纸。应该先进行详细认真的分析，同时还要多和建筑设计师进行相互沟通，详细了解整个工程的概况以及相关情况，尽可能的对建筑图纸的意图和平立剖的关系理解透彻，如有必要可适当组织各个专业一起开展协调会，对各专业之间需要注意和配合的地方进行明确，尽量统一标准和做法，使个专业之间的工作能够充分协调，相互配合，避免出现由于设计图纸和设计方案不一致而出现反复调整的局面，有效地提高建筑结构设计的质量。
关键词：高层预制钢筋混凝土；剪力墙；住宅结构；设计
中图分类号：TU208文献标识码： A
剪力墙结构是建筑结构中常见的形式，对于高层预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构的设计具有多种形式。目前，较为常见的设计形式包括两种，通过对这两种形式的简化，应用计算机软件对其进行有效的分析、计算，实现了对高层预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构的设计的优化。下面就通过具体的工程对其进行详细的分析。
1.工程概况
钢筋混凝土剪力墙结构在我国高层住宅建筑工程中应用较为广泛。通过PC技术实施的钢筋混凝土剪力墙结构被称为预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构，现阶段由于没有完善的设计规范以及配套的设计标准，所以PC结构设计在建筑住宅规范化、产业化发展的过程中具有重要的作用。
某工程为两栋18层的住宅楼，建筑面积为2.36万平方米。其中第一层为架空绿化空间；2~15层为标准层；16~18层具有局部退层。该项工程中，PC技术主要应用范围是3~15层。两栋楼房中一共有26层标准层。应用PCF构件，即在建筑外山墙中利用预制钢筋混凝土剪力墙模板；采用PC+PCF混合构件，即在建筑前后外墙结构中采用预制钢筋混凝土模板。
该工程中，PCF模板在工厂中事先制作好，形成模板与外饰面，并在施工现场进行安装，将其当做现浇钢筋混凝土剪力墙外墙模板结构，然后在结构内侧设置相应数量的钢筋。然后支设内膜结构，并安装预制钢筋混凝土模板，形成叠合剪力墙结构。具体情况如下图所示：
预制外墙PC是通过将剪力墙结构外墙的填充墙部分，通过预制形成外模，在内侧可填充轻质材料：外模使用钢筋与现浇筑的墙以及梁连接起来。
2.高层预制钢筋混凝土叠合剪力墙住宅结构设计
该工程建筑抗裂度为Ⅵ度，剪力墙的抗震等级为4级。根据两栋楼房建筑结构，建筑平面较为规则，建筑竖向结构较为连续。因此本工程能够使用钢筋混凝土剪力墙结构。在该工程建筑中设置地下结构一层，其基础为预应力管桩结构，并以筏板作为辅助结构。PC结构设计与传统的建筑结构设计存在较大的去呗，在内容上得到了更新与完善。实际设计中，主要采用以下两种设计方式：
方式一：建筑项目中竖向抗侧力构建全部采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构或柱结构。这种设计忽略了PC构建以及PCF构件刚度要求以及其对建筑相关结构的影响，将PC构件以及PCF构件当做建筑荷载设计在建筑整体结构体系中。设计过程中使用现行的软件与设计规范对该结构设计方式进行计算与分析。
方式二：建筑结构中添加了PC与PCF构件结构，会增加剪力墙结构的刚度。根据可靠实践证明，预制钢筋混凝土叠合剪力墙弹性变形范围内，现浇墙体结构能够与预制模板结构协同作业。该设计形式就是根据实际的情况，合理设计预制钢筋混凝土叠合剪力墙的厚度，控制建筑结构的刚度以及位移。叠合剪力墙墙体的厚度等于现浇剪力墙墙体厚度与预制钢筋混凝土模板厚度之和。通过相应的建筑结构计算与分析，以建筑周期、结构位移、刚度等计算结果作为设计的主要依据。
3.建筑主体结构设计
通过相应的计算与分析，该工程所采用的设计方式，能够通过PC结构进行简化，并通过现行的设计规范与软件形成相应的设计模型。在实际设计过程中，需要考虑到PC、PCF构件结构对建筑其他结构的影响，包括刚度的影响，并根据相关的计算对计算模型相关参数进行适当的调整。有关的设计参数必须符合设计规范要求，同时也应该与高工程设计方案相适应。
通过相应的计算，并对上述两种设计形式计算结果比较中可知，PC与PCF构件对建筑结构刚度的影响程度。PC、PCF结构对结构周期、位移等都具有微小的影响，但是不会对建筑整体结构计算造成影响。在预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构设计过程中，不仅需要考虑PC、PCF结构刚度，还需要综合考虑其对建筑结构刚度的影响，对建筑结构位移、周期进行有效的控制。
4.建筑结构设计中常见的问题
在高层预制钢筋混凝土叠合剪力墙住宅结构设计过程中，不仅需要对PC结构主体进行合理设计，还需要对相关构件结构进行合理设计，形成完整的设计模型、体系。在具体的设计过程中，常见的设计问题体现在以下几个方面：（1）应该重视现浇混凝土结构域叠合剪力墙结构的协同工作，重视PCF构件对建筑结构中的优化作用；（2）在PC、PCF构件的脱模、运输存放以及安装就位和现场浇筑混凝土等施工状况下的刚度以及强度计算应根据实际工程项目的设计以及施工开展；（3）Pc构件与主体建筑具有多种连接方案，柔性方案与刚性方案的特点不同，各有优势以及缺陷，本工程所使用的是柔性方案；（4）在建筑结构体系当中，有其他部位预制构件的使用例如阳台、楼梯和叠合楼板的预制件，能在一定程度上对建筑结构的导荷方式以及建筑模型的假定存在一定的影响，在实际的计算过程中应考虑全面；（5）在设计的设计过程中，应该加强对各个结构连接部位的设计，设置合理的连接构件，确保整体结构的稳定性。
5.总结
本文通过实际建筑工程，并以工程预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构设计的计算分析为基础，对高层预制钢筋混凝土叠合剪力墙住宅结构设计方式进行分析探讨，为相关人员在这一方面的工作提供能参考。我国建筑行业发展具有悠久的历史，但是PC技术起步较晚，应用到实际工程中也相对较少，同时也没有形成完善的设计规范以及施工标准与验收标准。这就需要相关的工作者加强对该领域的研究，对PC结构设计进行不断的完善，形成完善的设计模型与体系，为我国高层建筑发展提供技术支持，促进我国建筑行业的发展，为城市化建设作出更大的贡献。
参考文献：
[1]潘剑锋.高层预制混凝土叠合剪力墙住宅结构设计经验谈[J].建材与装饰.2013,26(8):124-125.
[2]李宁，汪杰，吴敦军.高层预制钢筋混凝土叠合剪力墙住宅结构设计[J].全国高层建筑结构学术会议论文.2012,26(3):57-58.
钢筋混凝土多层、多跨框架软件开发
2.项目研究背景：
所要编写的结构程序是混凝土的框架结构的设计，建筑指各种房屋及其附属的构筑物。建筑结构是在建筑中，由若干构件，即组成结构的单元如梁、板、柱等，连接而构成的能承受作用(或称荷载)的平面或空间体系。
编写算例使用建设部最新出台的《混凝土结构设计规范》gb50010-xx,该规范与原混凝土结构设计规范gbj10-89相比，新增内容约占15%，有重大修订的内容约占35%，保持和基本保持原规范内容的部分约占50%，规范全面总结了原规范实施以来的实践经验，借鉴了国外先进标准技术。
3. 项目研究意义：
建筑中，结构是为建筑物提供安全可靠、经久耐用、节能节材、满足建筑功能的一个重要组成部分，它与建筑材料、制品、施工的工业化水平密切相关，对发展新技术。新材料，提高机械化、自动化水平有着重要的促进作用。
由于结构计算牵扯的数学公式较多，并且所涉及的规范和标准很零碎。并且计算量非常之大，近年来，随着经济进一步发展，城市人口集中、用地紧张以及商业竞争的激烈化，更加剧了房屋设计的复杂性，许多多高层建筑不断的被建造。这些建筑无论从时间上还是从劳动量上，都客观的需要计算机程序的辅助设计。这样，结构软件开发就显得尤为重要。
一栋建筑的结构设计是否合理，主要取决于结构体系、结构布置、构件的截面尺寸、材料强度等级以及主要机构构造是否合理。这些问题已经正确解决，结构计算、施工图的绘制、则是另令人辛苦的具体程序设计工作了，因此原来在学校使用的手算方法，将被运用到具体的程序代码中去，精力就不仅集中在怎样利用所学的结构知识来设计出做法，还要想到如何把这些做法用代码来实现，
4.文献研究概况
在不同类型的结构设计中有些内容是一样的，做框架结构设计时关键是要减少漏项、减少差错，计算机也是如此的。
关键词： 多层建筑；混凝土砌块；结构设计
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
近年来随着工程项目的数量的不断增加，对于工程项目的结构设计、材料选用、工程质量等方面提出了更高的要求。基于混凝土小型空心砌块所具有的众多优点， 如自重轻、造价低、 砌筑速度快、强度高等， 被广泛的应用于多层建筑中。此外，多层砌块在使用过程中能够降低对环境的污染、节能环保、降低工程造价、缩短工程周期， 被众多的工程作为墙体施工材料的首选。虽然砌块建筑结构有很多优点，但是在实际工程应用中也存在着一些问题，这些问题在一定程度上影响了整体工程质量。以下就多层砌块建筑结构的应用进行深入分析。
一、工程的基本概况
本文主要结合某住宅建筑小区工程的具体设计概况进行研究，借以分析混凝土小型空心砌块砌体结构在工程中的具体应用，该住宅小区采用了配筋砌块砌体剪力墙结构，进行小区工程项目共有13栋，下面选取其中较为有代表性7层建筑住宅进行分析和研究：该建筑物整体平面为长,36.77m*10.37m 的矩形，建筑的总体高度为 20.295 米，建筑面积为 2783.1 平方米。建筑物的底层设为库房，层高为2.4 米， 2到5层为层高2.8米的标准层，顶层设置为阁楼，主开间分别为4.4 m和3.4m。此建筑物的结构墙体采用的是配筋砌块，这种建构的格局和构造属于相对合理的建筑结构
1、设计计算
对于多层砌体建筑结构的设计，我们应当坚持概念设计的原则 ， 主要涉及到以下几点:
(1)对多层砌体建筑墙体的高宽比进行有效控制，确保较弱连梁和墙肢长度设计的科学性，因为连梁是抗震设计的关键环节,在很大程度上决定了墙肢破坏受损的抵抗程度；(2)墙肢的设计要以弯曲变形为主,并兼顾到其在屈服后的塑性以及发展性能,(3)在多层砌块建筑结构的墙肢内,平钢筋的配置要严格遵守相关设计规范和原则,以降低墙肢发生剪切破坏的可能性；(4)为避免墙肢根部的受损程度，在转角处和墙肢端部要设计塑性发展区和约束边缘构件。以7层的配筋砌块砌体剪力墙结构设计为例，在多层配筋砌块砌体结构的具体设计中，要综合考虑了配筋混凝土砌块剪力墙结构的特点，在设计中注意以下几点：(1)结构布置： 根据建筑结构的设计方案和具体要求，二道防震缝经过计算确定为每段45m,保证建筑结构平面的匀称、规则,类似于现浇剪力墙的结构。开间为4.2、3.9、3.6和3.3 m，双向剪力墙的分布保持连续和均匀，竖向与立面的布置非常规则，层高统一采用2.8 m，建筑结构的刚度沿建筑高度的改变而均匀分布。（2）结构计算： 配筋砌块砌体剪力墙结构由于目前还没有专门的结构计算软件可供使用，本工程使用的广厦软件和 SATWE软件的相互校核，经实践证明，计算结果非常类似，具有可操作性。同时，经过计算与分析， 取灌孔混凝土砌块的弹性模量 E=1700fg=1.9×104MPa，混凝土的弹性模量 E=3.0×104MPa。此外，按照砌体建筑结构的设计要求，配筋砌块砌体剪力墙结构的位移和内力可以按弹性方法计算，结构阻尼比为0.05，混凝土结构的内力调整系数和地震内力调整系数相同。
2、建筑及节能设计
按照多层砌体建筑的结构设计的相关要求，尺寸设定为标准的390 mm(长)×190 mm(宽)×190 mm(高)，加上10 mm的标准灰缝后，实际的尺寸为400 mm×200 mm×200 mm。所以这种砌块的合理模数应该是2 M（ M=100 mm），即墙段的竖向与平面尺寸需要是200 mm的倍数，配筋砌块砌体剪力墙结构也不例外。这样设计的好处是，不仅能够减少现场切割的高质量和异型砌块的使用数量，对简化建筑材料的生产和施工也是非常有帮助的，进而提高了生产工效，有效控制了施工成本，砌块的高度当按90 mm进行设计时，应当拆除相应位置上的砌体强度，或者采用混凝土将灌孔填实，此外，对于多层砌块砌体建筑的楼梯和门厅，需要对电管线用的管道井、表盒的位置以及竖向水进行科学设计，并保证表盒安装后的楼梯及通道的尺寸符合有关规范要求。
二、混凝土空心砌块的结构设计
1、构造柱加强的设计 。从构造结构来看，配筋砌块砌体剪力墙结构和现浇剪力墙结构存在众多相似的地方， 特别是在高抗震强度地区，剪力墙结构的边缘构件则应具有更高的强度。然而配筋砌块砌体剪力墙结构在受力地方缺乏加强措施，因为砌块和灌孔芯柱组成剪力墙体没有达到应有的抗受强度，所以在安徽省某小区的试点工程设计中选用了构造柱加强做法。这种做法就是在剪力墙的拐角位置和墙体连接部位布设构造柱来加强边缘构件的强度，这种加强的方式取代了一般的芯柱做法。
2、过梁和圈梁的结构设计 应依据模数具体高度的要求 ， 将门窗的过梁和外墙圈梁进行合并设计 。 在进行抗震墙砌体的结构设计应采用连梁设计的方法。在设计时应确保内墙圈梁不小于150 mm的高度范围，当内墙门、窗洞口小于1800 mm的宽度时，过梁可采用砌块体进行砌筑，内部合理设置等量的钢筋。在此工程中 ， 地基具备基础条件不是太强，应适当加强圈梁结构的刚度，并合理计算适当增加圈梁高度和配筋数量 。
3、抗裂、防震结构设计 在此建筑中，砌块墙体门窗位置的过梁，应采用预制和支座处局部现浇混凝土的形式， 一定程度上提高了施工速度和保证了工程整体质量，过梁混凝土预制部分的宽度应大于80 mm，两端预留钢筋的长度不应大于150 mm。为增强整体建筑结构和砌体交接处的抗震、抗裂能力，应采用箍筋将甩筋的端部进行焊接，并确保甩筋锚固长度应大于300 mm。 并严格保证使用的混凝土高于 C20 的强度 。依据结构受力学分析，对构造柱和芯柱墙等结构体进行了综合对比试验证明加强构造柱和芯柱的结构受力强度得到较大的改善，尤其对于横墙较少的结构建筑，应将外墙四根支撑柱、大房间四角支撑柱统一设置钢筋混凝土构造柱进行加强，墙体构造柱位置统一砌成马牙槎的形式，构造柱旁边的砌筑孔洞利用混凝土填充灌实，在其它位置采用芯柱进行加强，严格确保芯柱之间以及芯柱和构造柱之间的距离，必须符合相关标准的规定，不应超过2 m的距离，进行抗裂防震设计，可采用采用横墙承重的结构体系进行加强，在采用横墙承重的方法时，坡屋面使用现浇钢筋混凝土时，在依据合适的距离在适当的位置设置分隔缝。
4、采用配筋砌体的结构设计。将某一墙段结构由无筋墙体设置为配筋砌体的形式，能极大提高墙段在多层砌体结构抗震检验时的不足， 对于烈度高和大开间砌块的房屋砌块结构，采用配筋砌块砌体剪力墙结构，已解决承载力不足和抗震承载力验算欠缺的问题，并根据需要将墙体结构的大部分或全部采用配筋砌体，应按《砌体规范》的有关规定进行设计，将抗震等级设置为四级。
三、结语
本文通过对实际的多层砌块建筑设计的详细的分析，客观地证明了诸多科学合理的设计理念的应用的适用性。 伴随着国家对新型墙体材料的大力推广，该类型的建筑结构形式也会初步常态化，并且该建筑结构形式具有很好的市场推广前景，对多层建筑以后的结构形式有改良意义，值得我们进行大力推广与使用。
参考文献：
1、林艾思多层建筑结构设计处理方法?中国建筑设计论坛?2011（11）
【关键词】结构设计；高层建筑；建筑工程
1 工程概况耐火等级为一级，屋面防水等级为二级，地下室防水等级为二级（配电室为一级）。
2 自然条件及地质情况
本工程场地地震基本烈度8度，设计基本地震加速度0.2g，设计地震分组第一组，建筑场地类别Ⅲ类。100年遇基本风压0.45kN/m2，50年遇基本雪压0.25kN/m2，场地标准冻深0.68m。场地地基土自上而下可划分为16层，从上至下依次为耕土，层厚
楼梯、阳台和上人屋面栏杆顶部水平荷载取0.5kN/m。高低层相邻的屋面，低层屋面考虑施工时临时荷载取4kN/m2。大型设备按实际情况考虑。地震参数：场地特征周期0.45s，建筑结构的阻尼比0.05，多遇地震水平地震影响系数最大值0.16。
3.主要受力构件尺寸取值表2结构主要竖向构件尺寸变化值mm×mm
除地下车库顶板板厚为200mm、地下一层顶板厚为180mm外，其他各层楼板厚度均为120mm。
4.主要结构材料选取
圈梁、构造柱、挑檐、雨篷及楼梯均采用C30混凝土。主要用于基础梁、板，墙和柱以及楼面梁的纵筋选用HPB235、HRB335、HRB400级钢筋。标高正负零以上填充墙采用加气混凝土砌块，容重≤6.5kN/ m，标高正负零以下墙体采用MU10粉煤灰砖，其余内隔墙均采用轻质隔墙，其重量不应大于1.00kN/m。标高正负零以上采用M5混合砂浆，标高正负零以下采用M7.5水泥砂浆。结构中所采用的型钢、钢板和钢管均采用Q235-B级钢。
5.计算软件及计算依据
本工程计算使用程序为中国建筑科学研究院开发的建筑结构三维设计与分析软件 SATWE。计算依据为建筑条件图及《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑抗震设计规范》GB50011-2010、《高层建筑钢筋混凝土结构技术规程》JGJ3-2002、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002等国家相关规范。
6.计算结果分析
（1）位移比基于刚性楼板假定，考虑偶然偏心的条件下，最大位移与层平均位移的比值：
X向为1.17，Y向为1.16；最大层间位移与平均层间位移的比值：X向为1.05，Y向
为1.21。位移比超过1.2，需要考虑双向地震作用，在进一步施工图设计中对结构构件进行优化。
（2）层间位移计算时不扣除整体弯曲变形，不考虑偶然偏心的影响，X方向地震力作用下的楼层最大位移：1/1273＜1/800；Y方向地震力作用下的楼层最大位移1/1023＜1/800，满足规范要求。
（3）剪重比底层水平剪力与结构总重力荷载代表值比值：X向3.8%；Y向4.26%，均大于抗震规范（5.2.5）条要求的楼层最小剪重比3.20%，故满足要求。
（4）刚度比结构整体稳定验算：其X向刚重比EJd/GH2=11.26；Y向刚重比EJd/ GH2=9.19，均大于1.4，能够通过高规的整体稳定验算，均大于
2.7，可以不考虑重力二阶效应。
（5）轴压比取框架柱2为例进行说明，底层轴压比为0.70＜0.75，满足抗震规范6.3.7及6.4.6条的规定，其余框架柱同此处。
5 结语
我国高层建筑的不断发展，高层建筑的结构设计的要求越来越高，本建筑采用框架的结构形式比较合理，满足了建筑经济、安全、适用、美观的总体要求，结构计算结果比较理想。
参考文献
关键词：位移比超限、平衡刚度、加厚结构板面、包络设计、手算、单向细长柱、刚度突变、鞭鞘作用、双层配筋、
中图分类号：S611文献标识码： A
伴随经济的快速发展，我国人民的生活水平日益提高，对文化艺术的需求越来越大，各种形态的艺术馆、名人纪念馆、音乐厅、文化广场应运而生。通常这类公共建筑的形体结构相对复杂，其抗震设计也有较高要求。为此结构工程师应该在熟悉运用规范的同时，更多的从概念设计的角度出发，做到点、线、面结合，力求做出经济合理的建筑。这里以本市新建的谭逢敬艺术院为例做分析。
设计效果图 二层平面
谭逢敬艺术院由香港开平同乡会永远荣誉会长谭逢敬先生和开平市人民政府共同投资兴建，是集市文联、市美术馆、市文艺家之家等文化机构和文化设施于一体的多功能综合性艺术大楼，同时也是该市艺术人才活动、培训、创作、展示、交流、收藏的基地。工程于2010年9月动工，于2011年4月封顶。
一.工程概况
1.1地理环境
该工程位于开平市长沙区东兴大道A8A号，周边环境优美，交通便利，区域位置极其优越。建筑物高度29.4m，总建筑面积7913.5平方米。场地类别为II类，设计地震分组第一组，基本风压0.6kN/，地面粗糙度C类，本地区抗震设防烈度为六度。
1.2 基本构架
整体形状为多个大小不一、圆心不共点且高低错落的圆弧相交嵌套而成，东西两翼向外倾斜突出；夹层处仅留有不到标准层一半的面积，作为内部的办公区，其余部分与首层组成跨层式的中空展示大堂。各层平面上出其不意的收缩造就了多个空间开阔的厅堂；逐层的收缩，最终剩下钟摆状的六层，其面积只有标准层的40%多。于正门设置的跨度10米混凝土雨篷、过分倾斜的斜角、不小的天面消防水池。空间结构复杂，但又要保证其合理的运作，就要对存在的矛盾与设计进行分析改善。
二. 结构设计概况与分析
该楼为七层框架-剪力墙结构，局部有跨层结构。考虑结构的重要性后，按抗震设防烈度为六度，框架及剪力墙抗震等级均取为三级进行结构设计（设计阶段执行08版抗震规范,从现行2010版规范看来，依然满足要求）。经过试算，结构的周期比，剪重比基本满足要求，累加振型参与质量在60个振型后也达到90%以上，但是仍存在以下几个方面的问题要处理：
2.1 位移超限比的处理
该楼东西两翼向外突出较多，其两端最大距离达到63米，结构初步试算结果也表明层间位移比为1.65，超过规范允许范围，易造成结构失稳的危险。如果简单加设抗震缝当然可以解决问题，但是这样显然会破坏建筑的立面感观,而且不便于施工。
由于东翼电梯井已经是剪力墙，故决定在西侧的楼梯间和辅助用房设置剪力墙,用以平衡两翼端的刚度，并在两翼处设置后浇带。经过调整以后，结构层间位移比减少到了1.47，符合规范要求了，但是该结构的剪力墙较少，不能成为结构的第二道防线。故要采取构造措施加厚剪力墙周围的楼板厚度以利于水平力传递；另外还要对结构进行包络设计，即取消计算模型中的剪力墙进行补充计算，取两次计算结构的包络值进行设计。
2.2 跨层及较大开洞处的结构处理
由于夹层局部有跨层结构，而计算机程序不能区分跨层，因此无法得到真正的跨层结构位移比值，所以需要通过手算进行复核，把该处的楼层位移除以实际的层高得到真实值。经过手算，北面层间位移比为1.46满足规范要求。
入口两侧外墙柱子均为多层开洞处的柱子，虽然不是跨层，但是单向最大高度为21.6m，故也可视为单向细长柱，需要手算确定其截面等效、稳定性及配筋值，同时还要加强洞口周边的楼板厚度和配筋值。
2.3 立面不规则的处理
出于立面上的造型需要，该楼逐层收缩，到六层面积只有标准层的40%，造成结构上侧向刚度的不规则问题。不但刚度突变部位会出现应力现象，同时也加大了结构顶部的鞭鞘作用。因而必须取构造措施加强结构软弱处的连接，使得上部的水平力可以顺利向下传递。本工程参考了带裙楼的高层建筑的处理方法：
1、加强立面突变处的上下层的楼板厚度，并采用双层双向配筋，且最小配筋率取到0.3%；
2、加大立面突变处柱子的纵筋最小配筋率并使箍筋全长加密，剪力墙则人工指定边缘构件为约束边缘构件，以上柱子和剪力墙的加强范围均从基础起到立面突变的上一层。
2.4 考虑楼梯间的支撑作用进行整体计算
在08版的抗震规范中已经明确提出整体计算中要考虑楼梯对结构计算结果的影响。本楼楼梯间数量达到3个，楼梯与主体的相对刚度自然不可忽视，故整体计算中按照规范要求加入了楼梯间，另外还采取以下措施进行加强：
1、所有楼梯板均地面双层配筋，以前的设计中简单的认为楼梯板是两端简支的受弯构件，跨中板面可以不配钢筋。但是汶川地震表明，地震中楼梯板会受到拉力，故必须双层配筋；
2、楼梯板的半平台会把楼梯间的柱子变成短柱，故此处的框架柱的箍筋必须全长加密；
3、由于楼梯对主体结构的影响集中在底部，故还对底下两层的楼梯板配筋进行加强，并提高梯间柱的抗剪承载力。
2.5 正门混凝土雨篷设计
原设计中该雨篷为钢结构雨篷，应建设单位提出要求改为混凝土结构。雨篷跨度大（深度10米，宽度14米），若做成悬臂梁受力不合理，另外混凝土自重也太大，如何处理是一个难题。和建筑师商议后，把雨篷中间的梁伸入两旁的混凝土柱中，同时把部分的混凝土板换成玻璃板。经过这样修改，雨篷梁截面大大减少，受力也合理多了，而且玻璃的使用增加了入口的亮度，一举多得。
2.6 预应力管桩的使用
勘察资料显示本工程第1~5层为低承载力、较高压缩性的软弱土层，厚度较大，不适宜做天然基础，而第6层为强风化泥质粉砂岩，强度较高，适合做为深基础的持力层。所以本工程决定使用混凝土预应力管桩。另外为了增强基础的整体性，尽量使用三桩及以上的承台，并且力求每个承台在两个相互垂直的方向都有连接。
三. 结语
公共建筑体型复杂，功能要求多样，结构设计人员设计时须从概念设计的角度出发，结合实际情况，善于借助结构设计软件进行分析，又不盲目相信软件，做全方位的考虑，多手段的验算，才能把结构的经济与安全把握好，落到实处，即方便施工，也为日后项目的使用做最坚实的保障。
艺术院竣工至今已有两年多，其设计独特，施工质量优良，不仅接纳了来自各地的文化交流，还成为本地的艺术培育基地，可谓开平市的现代地标性建筑。在受到建设单位和社会各界好评的同时，还获得了江门市第十二次优秀工程勘察、第十五次优秀工程设计奖优秀设计一等奖。
作者简介：
李鸿就 结构工程师 2001年毕业于广东省江门市五邑大学 土木工程系
参考文献：
1. 建筑抗震设计规范（GB50011-2010）
2. 建筑地基基础设计规范（GBJ50007-2012）
1、BIM技术概况
在建筑工程项目中，由于工程设计的信息是多方面的，并且很多信息是动态的，如果能够及时收集这些信息，并能够合理利用，那么将对建筑工程的推进会起到有效的推动作用。BIM技术就能够满足以上这些要求，这项技术也称为建筑业的第。BIM技术主要是通过数字模型进行建筑结构的设计、施工、管理的一种先进方法，其特征是主要是：信息集成化、信息传递性、协同设计。（1）信息集成化。BIM技术的集成化主要包括设计过程的集成化和设计信息的集成化。（2）信息传递性。具有传递性是BIM技术独有的特点。在实际工作中，程序中如果修改了某项数据后，BIM系统会自动将修改的部分传递给影响的图元。（3）协同设计。BIM技术搭建了联系设计、施工、建设方之间的桥梁，并为工程的推进提供了大量的动态数据。
2、BIM在结构设计中的应用
BIM技术在建筑工程结构设计过程中，其应用与传统技术有真重大的区别，其重要的应用体现在以下几个方面。
2.1模型建立
BIM技术可以有效的将结构的三维实体模型用真实的构件表示出来，对比传统的设计技术，突破了CAD技术进行施工图绘制时，只能表示平面信息的瓶颈，BIM技术可以利用直观的建筑结构构件表示整体结构以及各构件之间的关系。在实际结构设计中，利用BIM技术，可以通过可视化技术，通过对建筑结构的动态变化，对结构构件进行设计，进而设计出一个合理的结构设计方案。通过BIM技术，也可以迅速发现在设计过程中出现的问题，及时修改设计方案，最终提高设计质量。
2.2参数化设计
在BIM系统中，整个建筑结构的所有信息都在一个数据库，并且这个数据库是共享的，参与设计的各方都可以共享这些数据。方案设计和初步设计对施工图设计影响较大，造成了结构工程师将大量的精力都投入到了建筑工程项目并不是最重要的阶段。BIM的参数化设计就解决了整个问题。BIM技术采用了参数化的三维实体模型设计结构单元，将之前的点、线、面等元素替换为梁、柱等构件，大量使用的构件被定义为族，族中参数包括了几何信息、材料信息、逻辑信息等非几何信息。
2.3设计过程优化
与传统的设计过程相比，BIM技术在设计流程上进行了优化。BIM技术的结构设计流程为：BIM数据库中导出建筑几何信息结构设计师设计结构方案对结构方案进行优化，初步确定结构选型和布置建立初步分析模型导入结构有限元软件进行分析，完成截面设计各专业分析评估结构模型，输入BIM数据库并绘制施工图。
3、BIM在结构设计应用中的难点
BIM技术在应用过程中，也存在一些难点，遇到了一些问题，这些在一定程度上影响了BIM技术的广泛应用，这些难点主要包括以下几个方面。（1）缺乏标准体系。由于BIM技术目前还处于探索阶段，国家和地区相应的各种规范和标准还没有出台，处于前期调研、或正在制定过程中。因为BIM技术需要信息的传递，所以BIM相关的规范和标准与软件的协调性是一个十分关键的问题。（2）法律责任问题。主要体现在：BIM技术在使用过程中的合法性和有效性；参数进行传递，涉及到产权和责任问题；建立模型与传统技术内容的一致性；BIM各方的修改权限。（3）应用和交付问题。不同设计阶段，BIM技术设计的深度也不同，设计标准也不同。参与设计的各方与传统技术相比，分工和内容也不同。（4）BIM技术的缺点。由于BIM技术处于前期推广阶段，还存在以下几个方面的问题：软件主要是国外软件，本土话程度不高；软件对应用人员的专业素质和硬件设备要求较高；软件各个模块之间连接不完善，数据共享、数据传递程度较低，BIM技术的数据信息的传递成都有待进一步提高。（5）使用成本过高。由于对使用人员素质和硬件设备要求较高，所以需要投入一定的资金对专业人员进行培训，购置高配置设备，进行软件更新。（6）BIM技术存档问题。由于目前没有具体存档标准，加之存档对硬件的配置要求较高，需要进一步提高硬件的配置，增加使用成本。所以，BIM技术的文档存储问题亟待解决。
4、结语
关键词：高层建筑 人防地下室 结构设计
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
一、工程概况
某建筑高层住宅楼，由两栋25层塔楼、2层群房和2层地下室构成，为框支剪力墙结构。设2000m2人防地下室，按战时二等人员遮蔽所 6 级防空设计，人防区设置2个防护单元，每个单元又分为2个抗爆单元。
二、地下室人防结构设计的特征
地下室人防结构设计的主要内容包含两方面：一是主体结构设计，包括顶板、外侧墙、底板等其他构件的结构设计；二是孔口防护设计，包括出入口的防护和消波系统（防护设备），其中出入口的防护包含防护密闭门的选用、门框墙及临空墙的计算、出入口通道（包括风井）的计算等几个方面，而消波系统则包含防爆破活门的选用和扩散室（箱）的设计。
三、地下室人防结构设计的原则
根据以上所述的结构设计特点，可以确定防空地下室结构设计的一般要求：
1．平战结合，取控制条件，在民用建筑的人防地下室的结构设计中，一般只涉及 5 级或 6 级人防设计，结构的顶板基本上都由战时控制，而侧墙和底板则因防空地下室结构形式的不同而由实际情况确定。
2．进行强度验算，由于在核爆动载荷作用下，结构构件变形极限已由允许延性比控制，且在确定各种构件允许延性比时，考虑了对变形的限制，因而在防空地下室的结构设计中，不必再单独对结构构件的变形与裂缝开展进行验算。
3．只考虑一次核袭击。
4．注意各部件的协调，以免因设计控制标准不一致而导致结构的局部先行破坏，失去整个防护建筑的作用。
5．地面与地下承重结构体系要协调，不能出现两者强弱相差较大的情况。了解了人防结构设计的特点及原则之后，必须确定计算所需的载荷值。
四、地下室人防设计
1．等效静荷载标准值。等效静荷载是对核爆动荷载进行简化动力分析得出的荷载值，为作用在结构构件上动荷载最大值与系数的相乘积，其值与地面超压值、动荷载波形、构件工作阶段及允许延性比有关。当条件符合时可由规范（GB50038-94）中直接查取，当条件不符合时，应按规范中公式进行计算。本工程根据规范要求，人防部分各部位的等效静荷载标准值选择见表 1：
表 1 等效静荷载标准值
注：无覆土部分计入上部建筑物对地面空气冲击波超压作用的影响
根据人防围护区各构件的受力情况及构造要求，该工程相应各构件截面选择见表 2：
表 2 构件截面选择值
2．地下室人防顶板的计算。6级防空地下室结构顶板（如图1所示），考虑上部建筑对地面空气冲击波超压作用影响，无覆土，板厚 250mm，满足6级顶板早期核辐射的要求。
qel=55kN/m2（分项系数为1.0）;静荷载自重：0.25×25×1.2=7.5kN/m2。
Σq=55+7.5=62.5kN/m2
计算中间较大板块 A（属B1类）：
λ=lx/ly=6/5=1.2；a=1.45；ω=0.076；
B1=0.122；M0=ωq12x=0.076×62.5×62=171.0kN·m；
M x =B1M0=0.122×171=20.86kN·m；
My=aM x =1.45×20.86=30.25kN·m；
Mx0=2M x =2×20.86=41.72kN·m；
My0=2My=2×30.25=60.50kN·m；
板块 B（：属 B3 类）
λ=lx/ly=5/5=1.0；a=1.0；ω=0.084；
B3=0.20；M0 =ωq12x=0.084×62.5×52=131.25kN·m；
Mx=B3{M0-[Σ（My0+λMx0）/2]}
=0.20[131.25-1/2×37.48]=22.50kN·m；
My=aMx=1.02×22.50=22.50kN·m；
Mx0=2Mx=2×22.50=45.00kN5.0·m；
Mx0=2My=2×22.50=40kN·m。
人防计算方法，由中间大板块计算后，向周边板块推进，把已经计算出的支座内力作为已知内力，其他板块计算以此类推，但这些内力值均为动力设计值。
图 1
3．口部设计。口部设计有门框墙设计，即侧挡板和上、下挡板设计，防塌楼梯和出入口顶盖设计等。
（1）门框墙设计。当换算剪跨C/悬板厚度 h0>1时，按悬挑板设计；当换算剪跨C/ 悬板厚度h0≤1时，按牛腿设计。
其中：C=M/V。本工程 6 级人防防护密闭门 FM1520-115，门框墙选用300厚。如图2所示：
图 2
等效静荷载 q=200kN/m2
设门计算跨度系数 α=1.05
a=1500，b=2000，a/b=1500/2000=0.75
γa=0.36，γb=0.40
Qa=q·γaα=2000×0.36×1.5×1.05=113140kN
Qb=q·γbα=2000×0.40×1.5×1.05=126100kN
两侧：Md=Qb（L–0.033）+1/2qL2b
=126×（0.5-0.033）+1/2×200×0.4672=80.65kN·m
Vd=Qb+qLb=126+200×0.467=219kN
C=Md/Vd=80.65/219=0.368m
C/h0=0.368/0.285=1.29>1 按悬板设计；
门槛：Md=Qa（L-0.033）+1/2qL2a
=113.4×（0.25–0.033）+1/2×200×0.2172
=29.30kN·m
Vd=Qa+qLa=113.40+200×0.217=146.80kN
C=Md/Vd=29.30/156.80=0.187m
C/h0=0.187/0.235=0.80
（2）出入口楼梯荷载考虑：楼梯板、休息平台板均须按双向受力作用来考虑，其等效静荷载标准值qe=55kN/m2。
（3）出入口顶盖按棚架防倒塌设计，由房屋倒塌产生的垂直等效荷载标准值为50kN/m2，水平荷载为15kN/m2，两者按不同时作用考虑。
4．底板不利荷载取值。在人防设计中，底板同时受到地下水压力及人防冲击力的作用，但人防冲击力在底板的不利组合中视基础的形式而定。（1）如果是箱型基础且在计算中已考虑了水上浮力时，可不计入人防冲击力。即人防冲击力可不进行组合；（2）如果是桩基且是摩擦型桩时，应考虑人防冲击力的不利组合；（3）如果是桩基且是端承桩无沉降时，应不考虑人防冲击力的组合。
5．基础设计。在人防工程基础设计中，由于在核爆动力荷载作用下，地基承载力提高较高，一般可提高2～5倍，因此，对地基承载力与地基变形可不进行验算，但应验算结构构件本身强度承载力。
6．计算中应注意的几个问题：（1）在等效静荷载作用下，材料设计强度应取动力设计强度值，即考虑材料在动力作用下的提高系数。因此，等量等效静荷载与等量静荷载不等价，在截面设计中不能直接套用地面截面设计图表；（2）对于按弹塑性工作阶段确定的等效静荷载设计中，为保证构件延性，在受弯、受剪及受压计算中都有与地面设计不同的要求。在按弹塑性工作阶段设计时，受弯构件或大偏心受压构件的受拉钢筋配筋率不宜大于1.5%。由于我们设计的该类构件均按双面配筋，所以可以认为ρ
【关键词】房屋结构；建筑设计；优化技术
当今社会对房屋建设的要求不仅仅是对质量的要求，更高层次上是对房屋建筑结构方面的要求。所以作为房屋建筑公司不能够停留在陈旧的思想观念中，应该紧跟社会发展的步伐甚至超越社会的发展，引领房屋建设的发展方向。这就要求其在建筑结构设计中必须有满足人类需求有效的实施优化设计，房屋建筑结构优化设计能够使房屋具有美观、经济、实用等方面的特点，并且在建筑过程中可以节省空间，提高建筑施工的效率。
一、房屋优化设计的主要内容
居民住房与商品房在结构和用途上都不同，居民住房更加注重房屋优化设计。房屋优化设计的主要内容包括结构是否实用，布局是否合理，外形是否美观等等。房屋优化设计的目的是满足居民的需求，为居民提供满意的住房，同时也能够增加开发商的经济效益。通常情况下来讲，具体的房屋优化设计方案主要从整体布局和具体部件两个角度进行分析，考虑。影响整体布局的主要因素有房屋的尺寸，包括房屋的长度，宽度，高度等等。影响具体部件的主要因素有钢筋和混凝土的强度等等。对于这两方面的设计必须要由专业的工程技术人员进行设计，并进行规范化的审核和监督，这样才能为房屋优化设计的后续工作打好坚实的基础，以达到房屋优化设计的最终目标。
二、结构设计优化方法
结构设计优化就是指在设计建筑结构的时候，要改革设计理念，采取科学、先进的设计方案筛选方式，选择出在各方面都能达到最佳效果的设计方法。建筑结构设计优化主要包括建筑物各个部分结构的优化设计，以及对建筑物整体结构的设计。
（一）结构优化设计模型
结构优化设计就是在各种变量中选择主要参数，并且构建函数模型，采取科学、先进的方法计算得出最优解。结构优化设计模型的建立步骤主要包括以下几点：其一，变量选择。一般而言，影响设计方案的重要数据，均可以称之为变量。比如，工程目标参数主要有房屋价格参数、预期产生损失参数；工程控制级约束参数主要有房屋结构可靠性参数，等等。如果设计人员可以有效减小参数的变化幅度或者减少变量参数的参考，那么，就可以降低和建筑结构设计、计算、编程相关工作的难度，这样设计人员就能够快速的找到和设计目标相符的数据。其二，函数确定。在多组函数中，设计人员可以根据房屋横截面尺寸、钢筋尺寸等数据选择最相符的那组函数，对函数性质予以分析，进而实现降低房屋造价的目的。其三，条件衡量。根据房屋结构耐用性、稳定性的要求，房屋设计的约束条件主要有房屋尺寸、架构刚性、架构稳定性、架构体系规格、墙体裂隙限度、结构可塑程度等。
（二）结构优化计算方案
在房屋结构设计中，经常涉及很多计算过程，并且在优化设计中，计算过程将会更加复杂、多变。在进行数据演算的时候，一定要将附加约束条件问题转变为不附带约束条件问题，这样就可以更快的计算出结果。通常情况下，计算方法主要包括符合型法、拉氏乘子法等。这些计算方法各有利弊，在实际设计过程中，一定要结合房屋建筑的实际情况，选择恰当的计算方法，实现节约时间、节省精力的目的，保证优化设计的合理性与科学性。
三、结构设计优化技术的作用
（一）提升建筑的安全性
通过对房屋建筑结构的优化设计，可以对原有设计方案中的不足和缺陷进行弥补，从而提升建筑结构的合理性和安全性，在保证建筑整体质量的基础上，节省建筑材料，提升建筑的稳定性和相应的受力性能，确保建筑的使用安全。
（二）减低工程造价
相关数据显示，运用结构优化设计后，与原设计方案相比，建筑工程的成本可以节约10%―30%左右，成本大大降低。同时，通过结构优化设计，还可以充分发挥原材料的性能，确保建筑结构各个单元之间的紧密联系，提升建筑工程的经济性。
（三）结构设计优化技术的方法
之前也提到，建筑结构设计所追求的最终效果，是实现结构的安全性、经济性、美观性、实用性以及施工的便利性。在房屋建筑中应用结构设计优化技术，主要体现在建筑结构总体的优化设计以及建筑的分部结构优化设计。在房屋结构设计中的结构优化设计，主要包括基础结构、屋盖系统、围护结构、结构细部等多个方面，需要从结构受力情况、整体布局、结构造型以及成本造价等方面进行综合分析。结构设计优化技术需要从房屋建筑的实际情况出发，以确保优化设计作用的充分发挥。
四、结构优化技术在房屋结构设计中的应用
（一）工程概况
该住宅建筑整体高度30层，地下1层，采用钢结构框架剪力墙的形式。在结合实际需求和现场情况进行综合分析后，采用了结构优化设计，对传统结构设计的模式进行改进和创新，以计算机为辅助手段，对每一个施工阶段的设计进行了优化，同时针对整个建筑工程实行全局优化设计。优化后的方案与优化前相比，不仅更加科学合理，而且节省了大量的成本，与优化前相比，工程造价降低了 26%。
（一）优化设计规范
在对该房屋建筑进行结构优化设计的过程中，设计人员严格遵循了相应的结构设计规范，不仅充分了解了结构设计规范中的相关条例，而且结合房屋结构设计的实际情况，对结构优化设计的方案进行了合理应用。同时，针对结构设计规范中存在的不足，如安全性较差、要求过于宽松等，设计人员结合实际情况进行了适当的取舍，从而切实保证了设计成果的最优化。
（二）前期参与
要想做到结构的最优设计，制定出最佳的结构设计优化方案，设计人员应该积极参与到工程的前期规划中去，充分了解工程设计的实际情况，针对客观需求，有针对性地对建筑结构形式进行选择和规划，从而形成一个科学合理、行之有效的结构优化设计方案，为建筑工程的施工提供相应的指导和参考。这样，才能切实保证优化设计的成果，保证建筑工程的质量。而如果设计人员无视工程的前期规划，盲目按照自身的经验对其进行优化设计，就会由于对建筑结构体系受力情况的把握不当，出现无从下手的局面，影响设计成本的质量。
（四）概念设计
对于房屋建筑而言，在相同的建设条件下，采取不同的结构布局方式，就会产生不同的设计效果。因此，在房屋结构优化设计的过程中，应该实现细部结构优化与概念设计的有机结合，这样才能切实有效地提高结构优化设计的效果。这里的概念设计，主要是指将建筑的设计概念作为设计工作的重点，属于一种贯穿设计整个过程的设计方法，主要是针对缺乏相应数值的细节进行处理，如地震设防烈度量化等情况，如果单纯依靠相应的公式，得出的结果必然会与实际情况存在较大的差异，而采用概念设计的方法，则可以将数值作为一种参考依据，从而对结构设计中的细节进行合理把握，提升结构优化设计的质量。
综上所述，房屋结构优化设计对房屋建筑来说是非常重要的，不仅能够降低工程造价，还能满足人们的需求，提供给居民经济实用，安全美观的住房，使居民感受到自己所花的钱是非常值得的。房屋建筑商应该应用合理的结构优化设计，实现公司利润的最大化，从而提高公司的综合竞争力。
【参考文献】
[1]王也.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].中华民居（下旬刊），2013，03
关键字：结构抗震模式 概念设计 工民建建筑
工民建结构抗震模式概况
随着我国经济社会的快速发展和人民生活水平的普遍提高，人们对建筑结构设计也提出了更高的要求，在原本建筑结构设计的基础上，更多的要求保证建筑更好的抗震性，因此，针对建筑结构抗震设计模式的现状，提出概念设计来丰富结构设计的不足正是当今建筑业抗震设计的重要改革。目前，我国工民建结构抗震模式中大多都采用与概念设计相结合进行抗震设计的方法。所谓概念设计是从结构设计总体方案设计开始进行，就是要运用人们对建筑结构抗震模式已有的认识来更深层次的处理结构设计中将遇到的一些难以处理的问题，例如建筑体型、结构体系、构件延性等问题。概念设计要在结构设计的基础上、从宏观原则上进行综合评价、辨别、选择等处理，再加以必要的计算和构造设计，并据此消除建筑物抗震的诸多薄弱环节，保证建筑的结构设计能够达到合理抗震设计的目的。概念设计也就是在特定的建筑空间条件下，用整体的概念设计来综合考量结构的整体设计方案，并依据结构设计的总体系和部分之间的力学、结构关系和工程经验的基本设计原则和思想，把握总体方向，来确定建筑结构的总体布置和细节构造。概念设计在结构抗震设计中的重要作用已经引起了我国建筑业的广泛关注，在今后的研究中必将发挥更大的作用。
二、工民建抗震模式中概念设计应用的必要性和重要性
（一）建筑抗震设计标准的要求
长期以来，我国建筑抗震设计通常采用结构设计进行，但是我国建筑抗震设计规范中要求的以可靠度理论为基础，吸收延性设计的思想的要求还是存在一些问题。在一些具体问题中，针对结构设计抗震模式要求的相关规定相当模糊，因此，在建筑业飞速发展的今天，我们不能盲目的按照规则照搬照抄，而是应该把建筑抗震设计标准作为一种参考，在结构抗震设计作为基础的前提下，做出正确的选择，要对整体结构体系与个基本体系之间的力学等关系进行透彻的分析、认识，将概念设计应用到具体的实践工作中去。
目前，我国建筑业进行结构设计大多是按照规范和手册进行，之后运用计算机软件完成结构设计，但是这样却并不能达到最优的结构设计目标，我们还应该考虑如何在结构设计中有效的运用概念设计，减少结构设计方案和实际建筑方案之间出现的分歧。要运用概念设计的优势，弥补结构设计在建筑抗震设计中的不足，降低建筑抗震的风险，保证建筑质量。
结构抗震模式存在问题
结构抗震模式存在诸多的问题，在工程师完成初步的设计方案后，通常会选用计算机软件进行整体的分析设计，但是由于计算机软件自身的缺陷就会导致计算机所设计出来的方案存在严重的问题，而这些问题如果不能及时的发现，就会在建筑施工中出现问题。结构抗震模式存在着许多不确定的因素，地震是一种地球内部随机的、不确定的、破坏性极大的地质运动，目前国际上尚没有准确对地震发生的时间、强度进行准确预测的方法和措施，而通常建筑物遭到地震破坏的作用机理又十分复杂，结构设计中根本没有有效规避地震危害的措施，因此，要提高建筑物的抗震性能，就要将结构设计与概念设计相结合，使其双方能够相互作用，达到最佳的状态组合，从而提高建筑物的抗震能力，达到建筑结构抗震设计的目标。
概念设计的重要性
在我国建筑业探究概念设计与结构设计相结合进行抗震设计的过程中，概念设计的重要性越来越突出的表现出来。概念设计的重要性，还体现在建筑方案设计的阶段。建筑的初步设计通常是不能借助计算机软件来进行的，这就需要结构设计工程师运用结构设计的概念，选择最为可靠、经济可行的结构设计方案，这就需要结构工程师不断吩咐自己的设计经验和设计知识，深入了解各类结构的性能，并掌握这些知识，灵活的运用到实际设计方案中。在进行结构抗震设计中，可以运用概念性近似估算的方法，在设计初始阶段进行迅速有效地对结构设计方案进行比较与选择，这样所得的方案就会更清晰、并且定性更为准确，避免不必要的计算，具有较高的经济可行性，同时也是检验计算机数据计算准确性的主要依据之一。概念设计可以涉及到结构设计较易忽视的细节部分，概念设计与结构设计相融合，可以更好的保证建筑设计方案的可行性。
概念设计在结构抗震模式中的应用
概念设计要保证结构抗震设计的可靠性
结构抗震设计的目的一般是使建筑结构在强度、刚度及节能性等方面取得最佳的效果，从而满足结构抗震设计的要求。在当前的建筑科技水平和经济条件子啊，为了保证结构设计具有可靠的抗震性能，概念设计在于结构设计相结合的过程中，必须要充分考虑场地条件和原材料质量条件的关键因素。抗震概念设计的一般原则强调的是设计不能陷入简单计算的误区，若结构设计存在严重不规则，整体性差等问题，仅按照我国目前的结构抗震设计计算水平，是很难保证结构的抗震性能的，所以，应用概念设计的原理，并结合大量地震灾害和设计试验研究成果，所得出的结论是：建筑构件的最不利受力状态应随着构件和地震作用的方向而发生变化。概念设计要在保证结构抗震设计的可靠性的基础上，对结构设计进行全面的考察，查找不足，并采取必要的措施，提高整个结构设计的抗震性能。
结构抗震模式中薄弱部位要采用概念设计进行综合
结构抗震模式中最薄弱部位，如建筑平面外墙转角处的转角窗，通常是限制了角部结构竖向抗侧力构件的设置，这就需要概念设计进行处理。上文提到过，结构设计中存在许多问题，而这些问题都是结构设计本身所不能解决的，由于结构设计本身的局限性，就需要概念设计发挥自身的设计优势来补充结构设计中的不足，在结构设计完成后，要从宏观的角度对整个建筑抗震结构设计方案进行检验和审核，并找出其中存在的问题，针对问题制定适合的概念设计方案，以弥补结构设计方案中的不足。结构抗震设计中的薄弱部位更应该采用概念设计进行重点的综合设计，从而保证建筑设计的总体抗震质量。
结构抗震模式应用的现状和前景展望
我国多年的建筑抗震设计经验，并在总结工民建中多年的抗震探索和研究的基础上，我们发现要解决结构设计中的诸多问题，必须在结构设计中引入概念设计这一全新的设计理念，这种设计理念可以从宏观的角度对建筑的抗震结构进行全面的设计，在某些关键方面可以弥补一些结构设计思想中对抗震结构思考不足的地方，这也就为我国今后的工民建结构抗震模式设计开辟了新的道路。建筑抗震设计体系正由传统的硬性抗震转为柔性抗震的发展体系中。结构抗震设计与概念设计相结合的设计方法主要是采用以柔克刚的全新理念进行建筑抗震设计。这种方法通过调整结构动力特征来达到抗震的目的，在我国未来的工民建中，概念设计融合与结构设计抗震模式中的新方法将会是今后的主要抗震设计方案。
参考文献：
[1]谢能刚，于玉莽．抗震结构的动力优化设计研究[J]．海河大学学报，2001，28(3)
[2]陈教洪．谈概念设计在建筑结构设计中的应用[J]．建材与装饰(中旬刊)，2008(2)
钢筋混凝土多层、多跨框架软件开发
2.项目研究背景：
所要编写的结构程序是混凝土的框架结构的设计，建筑指各种房屋及其附属的构筑物。建筑结构是在建筑中，由若干构件，即组成结构的单元如梁、板、柱等，连接而构成的能承受作用(或称荷载)的平面或空间体系。
编写算例使用建设部最新出台的《混凝土结构设计规范》gb50010-xx,该规范与原混凝土结构设计规范gbj10-89相比，新增内容约占15%，有重大修订的内容约占35%，保持和基本保持原规范内容的部分约占50%，规范全面总结了原规范实施以来的实践经验，借鉴了国外先进标准技术。
3. 项目研究意义：
建筑中，结构是为建筑物提供安全可靠、经久耐用、节能节材、满足建筑功能的一个重要组成部分，它与建筑材料、制品、施工的工业化水平密切相关，对发展新技术。新材料，提高机械化、自动化水平有着重要的促进作用。
由于结构计算牵扯的数学公式较多，并且所涉及的规范和标准很零碎。并且计算量非常之大，近年来，随着经济进一步发展，城市人口集中、用地紧张以及商业竞争的激烈化，更加剧了房屋设计的复杂性，许多多高层建筑不断的被建造。这些建筑无论从时间上还是从劳动量上，都客观的需要计算机程序的辅助设计。这样，结构软件开发就显得尤为重要。
一栋建筑的结构设计是否合理，主要取决于结构体系、结构布置、构件的截面尺寸、材料强度等级以及主要机构构造是否合理。这些问题已经正确解决，结构计算、施工图的绘制、则是另令人辛苦的具体程序设计工作了，因此原来在学校使用的手算方法，将被运用到具体的程序代码中去，精力就不仅集中在怎样利用所学的结构知识来设计出做法，还要想到如何把这些做法用代码来实现，
4.文献研究概况
在不同类型的结构设计中有些内容是一样的，做框架结构设计时关键是要减少漏项、减少差错，计算机也是如此的。
建筑结构设计统一标准(gbj68-84) 该标准是为了合理地统一各类材料的建筑结构设计的基本原则，是制定工业与民用建筑结构荷载规范、钢结构、薄壁型钢结构、混凝土结构、砌体结构、木结构等设计规范以及地基基础和建筑抗震等设计规范应遵守的准则，这些规范均应按本标准的要求制定相应的具体规定。制定其它土木工程结构设计规范时，可参照此标准规定的原则。本标准适用于建筑物(包括一般构筑物)的整个结构，以及组成结构的构件和基础;适用于结构的使用阶段，以及结构构件的制作、运输与安装等施工阶段。本标准引进了现代结构可靠性设计理论，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定，即将各种影响结构可靠性的因素都视为随机变量，使设计的概念和方法都建立在统计数学的基础上，并以主要根据统计分析确定的失效概率来度量结构的可靠性，属于“概率设计法”，这是设计思想上的重要演进。这也是当代国际上工程结构设计方法发展的总趋势，而我国在设计规范(或标准)中采用概率极限状态设计法是迄今为止采用最广泛的国家。
结构的作用效应 常见的作用效应有：
1.内力。
轴向力，即作用引起的结构或构件某一正截面上的法向拉力或压力;
剪力，即作用引起的结构或构件某一截面上的切向力;
弯矩，即作用引起的结构或构件某一截面上的内力矩;
扭矩，即作用引起的结构或构件某一截面上的剪力构成的力偶矩。
2.应力。如正应力、剪应力、主应力等。
5.变形。作用引起的结构或构件中各点间的相对位移。变形分为弹性变形和塑性变形。
6.应变：如线应变、剪应变和主应变等。
极限状态 整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。极限状态可分为两类：
1.承载能力极限状态。结构或结构构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形的极限状态：
(1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等);
(2)结构构件或连接因材料强度被超过而破坏(包括疲劳破坏)，或因过度的塑性变形而不适于继续承载; (3)结构转变为机动体系;
(4)结构或结构构件丧失稳定(如压屈等)。
2.正常使用极限状态。结构或结构构件达到使用功能上允许的某一限值的极限状态。出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态：
(1)影响正常使用或外观的变形;
(2)影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括裂缝);
