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科學論文：科學理念在建筑結(jié)構(gòu)設計的應用（通用7篇）
在學習和工作中，大家都不可避免地要接觸到論文吧，論文的類型很多，包括學年論文、畢業(yè)論文、學位論文、科技論文、成果論文等。那么一般論文是怎么寫的呢？下面是小編收集整理的科學論文：科學理念在建筑結(jié)構(gòu)設計的應用，僅供參考，大家一起來看看吧。
科學論文：科學理念在建筑結(jié)構(gòu)設計的應用 篇1
【摘要】隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑規(guī)模越來越大,形式多樣化的同時結(jié)構(gòu)設計也越做越復雜,建筑結(jié)構(gòu)設計也逐漸工程設計的關(guān)鍵所在。不同于其它的專業(yè)設計，建筑結(jié)構(gòu)的設計理念和質(zhì)量直接影響著工程周期、節(jié)能環(huán)保、成本節(jié)約�？梢哉f是一個工程中重要的靈魂。本文就從建筑結(jié)構(gòu)設計的基本內(nèi)容和原則出發(fā)，探討科學理念在建筑結(jié)構(gòu)設計時的應用。
【關(guān)鍵詞】科學理念;建筑結(jié)構(gòu);應用
1 引言
建筑結(jié)構(gòu)設計是一個綜合反復的過程，任何失誤、遺漏都會使建筑結(jié)構(gòu)設計效果不理想，甚至會直接影響到設計過程以及施工過程。為了防止建筑結(jié)構(gòu)設計過程中出現(xiàn)不穩(wěn)定因素，在建筑結(jié)構(gòu)設計過程中，設計人員應當從消費者較高使用需求以及建筑美的視角出發(fā)，采用科學的原理深入探析設計方案，樹立系統(tǒng)的前沿理念，努力提高建筑結(jié)構(gòu)的使用價值，完善建筑結(jié)構(gòu)的多樣化功能，最大限度地追求設計應用的整體效益，大幅度增強設計應用的實效性。
2 建筑結(jié)構(gòu)設計的基本內(nèi)容及其原則
建筑結(jié)構(gòu)設計包括許多內(nèi)容，通常有結(jié)構(gòu)設計、建筑設計、暖氣通風設計、電氣設計和給排水設計等。在建筑結(jié)構(gòu)設計過程中，每一個部分都要滿足功能性、環(huán)保性、美觀性以及經(jīng)濟性的要求。由于建筑結(jié)構(gòu)設計影響到建筑的綜合水平，為了確保科學的建筑結(jié)構(gòu)，必須要通過認真計算，計算出結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的極限狀態(tài)和并對正常使用極限狀態(tài)進行驗算。另一方面，當多種作用效應同時發(fā)生在結(jié)構(gòu)上時，應通過結(jié)構(gòu)分析分別求出每一種作用下的效應，考慮其有可能產(chǎn)生的最不利組合。最后，在抗震性方面，建筑結(jié)構(gòu)的設計必須因地制宜，依據(jù)其所在地區(qū)的地質(zhì)地形，對于相對應的抗震標準，進行不同的計算與設計。下面就規(guī)則性原則作簡要的分析。
2.1結(jié)構(gòu)的規(guī)則性
建筑設計應符合抗震概念設計的要求，不應采用嚴重不規(guī)則的設計方案。嚴重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系，不僅會導致建筑難以具備必要的承載能力、變形能力和剛度，而且由于部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞會使整個結(jié)構(gòu)喪失承受風荷載、重力荷載和地震作用的能力。結(jié)構(gòu)的豎向和水平布置應當具有合理的承載力分布和剛度，避免因局部突變和扭轉(zhuǎn)效應而形成薄弱部位。面對這種情況，要對可能出現(xiàn)問題的薄弱部位，采取有效的措施予以加強。建筑的'結(jié)構(gòu)體系宜具有多道抗震防線。
2.2 規(guī)則結(jié)構(gòu)的主要特征
規(guī)則結(jié)構(gòu)通常是指建筑體型(平面和立面)規(guī)則，結(jié)構(gòu)對稱并具有較好的抗扭剛度且平面分布均勻。結(jié)構(gòu)豎向布置均勻，結(jié)構(gòu)的剛度、質(zhì)量和承載力分布均勻，沒有突變。建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)出現(xiàn)側(cè)向剛度和承載力突變的情況;建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜對稱、規(guī)則，并且具有良好的整體性。
2.3 規(guī)則平面布置需滿足的要求
結(jié)構(gòu)平面布置必須考慮到抵抗水平和豎向荷載的問題，應滿足受力明確、均勻?qū)ΨQ、傳力直接、減少扭轉(zhuǎn)的條件。在地震作用下，建筑平面應力求簡單規(guī)則，而風力作用下則可適當放寬�？拐鹪O防的建筑，平面形狀宜簡單、對稱、規(guī)則，以減少震害。在建筑的獨立結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，應當使結(jié)構(gòu)平面形狀簡單規(guī)則，承載力和剛度分布均勻。不應采用嚴重不規(guī)則的平面布置，減少偏心。
3 建筑結(jié)構(gòu)設計的科學理念
從我國建筑結(jié)構(gòu)設計的內(nèi)容和基本原則，可以清晰的看出我國對于建筑業(yè)的要求。但是就目前情況來說，過多的建筑商一味追求經(jīng)濟效益，忽視社會效益，追求速度，忽視質(zhì)量，在我國的建筑行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展水平與國際水平還有一定的差距的基礎上。更加不利于建筑業(yè)的健康發(fā)展。在建筑結(jié)構(gòu)設計過程中，應當堅持的科學理念，以助建筑業(yè)長足發(fā)展。
3.1合理地選用結(jié)構(gòu)設計方案
建筑結(jié)構(gòu)設計的主要影響因素包括：建筑物結(jié)構(gòu)各個部件間的關(guān)聯(lián)性、結(jié)構(gòu)設計穩(wěn)定性等因素，對于上述這些影響因素，建筑設計者應當進行充分地分析與考慮，并且對這些影響因素進行綜合性的研究與分析，對其中的一些有利因素則應該進行加工和創(chuàng)新，以有效加強各個構(gòu)件間的協(xié)調(diào)性與靈活性，而對其中的一些不利因素，相關(guān)設計者則應該對其進行有效地修正與改進，以確保這些因素對于建筑結(jié)構(gòu)的設計可以起到促進作用。
3.2 在設計建筑結(jié)構(gòu)時要注意剛?cè)嵊卸?/p>
建筑物的剛性是指建筑結(jié)構(gòu)設計要考慮到建筑物本身以及其內(nèi)部所要承受的各方面力的荷載作用，只有具備一定的剛性才能支撐整個建筑的正常使用。然而如果建筑結(jié)構(gòu)太剛，則相應的變形能力就會降低，難以抵御較大的破壞力，一旦出現(xiàn)大面積坍塌，則會造成重大損失;如果建筑結(jié)構(gòu)沒計過柔，穩(wěn)定性又會降低，一旦遭遇較大的變形，則會使得整個建筑物軟體傾覆。由此就需要設計人員在建筑結(jié)構(gòu)設計的過程中，能夠準備把握工程的設計力度，確保建筑結(jié)構(gòu)設計的合理性。
3.3 人性化設計
住宅作為一種共同需要的商品，應該充分滿足住宅居住者對住宅的生理和心理需要，同時需要保證居住者的安全、舒適和健康。所以對于建筑結(jié)構(gòu)的設計者，在充分考慮建筑使用者上述需要的基礎上，調(diào)整設計思路，從全局出發(fā)，設計出符合建筑使用者的人性化需求的產(chǎn)品。對于具體的建筑結(jié)構(gòu)設計來說，住宅的整體環(huán)境就是一種宏觀考慮，除了空間和環(huán)境品質(zhì)的物質(zhì)形態(tài)，還是以人及存在的環(huán)境的關(guān)系為中心的一種環(huán)境，它包括自然環(huán)境、社會生態(tài)環(huán)境、人文歷史環(huán)境等。整合居住區(qū)生活方式場所，使其更適于人居住和發(fā)展。從內(nèi)部來說，建筑結(jié)構(gòu)設計的室內(nèi)環(huán)境，就要求將人的生活習慣、健康舒適、建筑風格等都考慮在內(nèi)，尤其是在無障礙設計方面，如住宅出入口設置無障礙坡道，注意扶手高度;公共走道滿足無障礙設計的要求等等。人性化理念融入每一個細節(jié)是我國建筑業(yè)綜合水平提升的理念之一。
3.4技術(shù)和人才的共同進步
雖然在建筑結(jié)構(gòu)的設計中采用了CAD技術(shù)，但在結(jié)構(gòu)施工圖中還是會出現(xiàn)很多概念性的錯誤以及計算錯誤，其中有些錯誤甚至會導致嚴重的后果。這些錯誤產(chǎn)生的原因是由于部分結(jié)構(gòu)設計人員雖然具備了一些初級建筑結(jié)構(gòu)設計軟件的使用能力，但未受過系統(tǒng)的專業(yè)知識教育，從而導致缺乏整體結(jié)構(gòu)認知概念。對軟件技術(shù)設定條件認識不清或過分相信計算機分析結(jié)果從而導致計算出錯。建筑結(jié)構(gòu)設計時，我們應當認真考慮從模型簡化、荷載匯總、結(jié)構(gòu)計算到施工圖繪制的每一環(huán)節(jié)，保證簡化的計算模型與工程實際相符，這需要使用軟件的人熟悉設計軟件的適用條件及技術(shù)條件，正確的運用PKPM 軟件，保證計算結(jié)果準確。但是軟件技術(shù)發(fā)展再完善，也只是輔助設計程序，需要設計人員對軟件參數(shù)設置有成熟的理解。不斷提高自己運用結(jié)構(gòu)的素養(yǎng)和技巧，在創(chuàng)新的同時，了解并學習先進的建筑技術(shù)，將先進的技術(shù)應用于現(xiàn)有建筑。
3.5節(jié)能環(huán)保
通過對建筑的合理設計，合理選材，達到建筑結(jié)構(gòu)設計環(huán)保節(jié)能的目的�？梢酝ㄟ^設計手段，把室內(nèi)自然溫度控制在人體舒適的溫度范圍之內(nèi)。例如合理使用太陽能、地熱、風能等以及各種建材與節(jié)水節(jié)電設備等。在降低建筑物的運行能耗，提高用能效率的同時為居住者提供舒適、環(huán)保的居住空間。應當加大開發(fā)和使用可再生能源以及新能源的力度，因為節(jié)能環(huán)保與先進的技術(shù)密不可分。所以學習先進技術(shù)和創(chuàng)新是一項重要任務。而建筑結(jié)構(gòu)設計時的因地制宜就是指充分利用當?shù)氐牡乩項l件，少動土方，將原有的地理形勢與設計結(jié)合起來，最大程度地利用原有的地形地貌。
3.6 合理利用當?shù)刈匀毁Y源
例如將園林植物、湖水等自然景觀與建筑風格相融合。達到既降低了成本，又體現(xiàn)出自然舒適、親近大自然的目的。因地制宜的另一體現(xiàn)，就是將當?shù)貧v史文化、地域特色、傳統(tǒng)習俗等人文軟資源融合到建筑結(jié)構(gòu)設計中去。建筑之美并不是千篇一律的，應當是有特色的。真正好的建筑是可以代表一個地域，讓人眼前一亮，看到就可以聯(lián)想到特定的地域。這些特色是從當?shù)亟ㄖ幕瘍?nèi)涵中來的。只有吸取合理的建筑思想，才可以創(chuàng)造出具有時代精神、民族傳統(tǒng)和地方特色的建筑結(jié)構(gòu)設計風格，才可以將自然環(huán)境與設計完美融合，達到人與自然的和諧相處的境界。
4 結(jié)束語
目前，我國的城市化建筑當中，高層建筑的比例越來越大。對建筑使用功能的要求也越來越嚴格，隨著越來越復雜的建筑類型與功能的出現(xiàn)，建筑高度的不斷增加，高層建筑數(shù)量的日漸加大，建筑結(jié)構(gòu)體系的多樣化，建筑結(jié)構(gòu)設計的應用也越來越受到重視。只有全面了解建筑結(jié)構(gòu)體系及其結(jié)構(gòu)設計的特點原則，將先進的科學理念融入設計之中，才可以使設計應用達到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用的目的。
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科學論文：科學理念在建筑結(jié)構(gòu)設計的應用 篇2
隨著我國各項經(jīng)濟建設速度的增快，促進了房地產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展，建筑行業(yè)無疑成為了我國經(jīng)濟增長的支柱，而城市中的高層建筑物非常多，并與生產(chǎn)建設以及人們生活密切相關(guān)，為此要想確保高層建筑物的穩(wěn)定性就要做好其結(jié)構(gòu)的設計和選型。本文從高層建筑物的結(jié)構(gòu)特點出發(fā)，探討了做好建筑結(jié)構(gòu)設計和選型的方法，希望能夠為相關(guān)部門提供一些借鑒。
1 高層建筑結(jié)構(gòu)的特點
1.1 抗震性能好
高層建筑是城市發(fā)展的產(chǎn)物，在城市化進程的推動下，高層建筑的重要性逐漸凸顯，并且其建設質(zhì)量決定著一個城市的發(fā)展程度。其主要特點為：一般高度的建筑物結(jié)構(gòu)都會承受來自外界的垂直負荷以及水平負荷，其抗震性能標準是非常高的。因為一旦發(fā)生地震，如果建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能無法達到標準，結(jié)構(gòu)物的平面布置不當，就會造成剛度中心和質(zhì)量中心有較大的不重合，結(jié)構(gòu)會沿著豎向剛度有很大的變化，則容易造成結(jié)構(gòu)破壞，進而因為結(jié)構(gòu)過大的扭轉(zhuǎn)或反應，變形集中，建筑薄弱底層房屋將倒塌。尤其是高層建筑，其抗震性能更是設計人員應該著重考慮的問題�，F(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)基本采用鋼結(jié)構(gòu)，而鋼結(jié)構(gòu)在實踐中的應用得到一致的好評。鋼結(jié)構(gòu)具有自重輕、結(jié)構(gòu)的抗震能力好、強度和剛度都很高的優(yōu)點，能滿足現(xiàn)代高層建筑施工的基本要求。
1.2 穩(wěn)定性能好
此外，來自外界的建筑結(jié)構(gòu)水平負荷對低層建筑物產(chǎn)生的影響較小，而高層建筑物因為高度的限制受到水平負荷和地震影響較大，并且隨著建筑物的增高，其產(chǎn)生的位移會大大增加，如果位移幅度較大將對居民的生活產(chǎn)生較大的影響，會增加人的不舒適感。為此，其結(jié)構(gòu)位移是高層建筑結(jié)構(gòu)的一大特點，要想確保其穩(wěn)定性，就要將結(jié)構(gòu)位移控制好，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設計是非常重要的。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能是影響建筑施工安全的重要因素，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定是確保后期工程項目能正常投入使用的重要前提和基礎。建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性主要包括部分結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在高層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設計中，要考慮的因素很多，是一項十分復雜且注重細節(jié)的工作，所以設計人員應該不斷積累自身實踐經(jīng)驗，從細節(jié)出發(fā)，確保結(jié)構(gòu)整體格局的穩(wěn)定性，保證結(jié)構(gòu)體系的完整性。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設計方法
2.1 應用分析方法了解各類結(jié)構(gòu)體系
2.1.1 框架式的剪力墻結(jié)構(gòu)。高層建筑結(jié)構(gòu)種類是非常多的，其中框架式的剪力墻結(jié)構(gòu)就是較為普遍的一種建筑結(jié)構(gòu)，其內(nèi)在的位移結(jié)構(gòu)設計方法非常多，并衍生出了很多的計算方法，應用最為普遍的是連續(xù)假定方法。在對位移的協(xié)調(diào)性進行計算時，要明確剪力墻框架的水平位移與轉(zhuǎn)角狀況，從而對其進行正確的計算，其求解的方法是構(gòu)建結(jié)構(gòu)位移和結(jié)構(gòu)負載之間的關(guān)系方程式。但是在對其進行構(gòu)建過程中，其影響因素和內(nèi)在的需求等變量是有所差別的。
2.1.2 剪力墻的體系。剪力墻的受力與變形狀況是剪力墻結(jié)構(gòu)開洞影響的。剪力墻的單片受力特性是有差異的，并且按照這種差異可以將其分為單肢墻結(jié)構(gòu)和特殊的開洞墻結(jié)構(gòu)。這些不同的墻面結(jié)構(gòu)截面所具有的應力和負荷也是有差異的，為此，在對其內(nèi)應力和位移進行計算時要采用不同的計算方法。通常采用的計算方法是平面限單元方法，這種計算方法準確性較高，并且適合多種類型的剪力墻。但是其缺點是資源的浪費較為嚴重，自由分散度也較多。
2.1.3 筒體結(jié)構(gòu)。根據(jù)其計算模型的處理方法不同，筒體結(jié)構(gòu)的分析也是不同的`，主要包括連續(xù)分析法、分散分析法以及三維空間分析法，其中三維空間分析法的精確度較高，并且很多工程都采用這種計算模型。
2.2 高層建筑的抗震分析設計和應用
高層建筑抗震分析和設計是高層建筑結(jié)構(gòu)設計中的重點，為此要想使高層建筑能夠具有非常強的抗震性能，并滿足結(jié)構(gòu)功能，就要對高層建筑結(jié)構(gòu)的彈性、塑性、變形能力進行研究和分析�，F(xiàn)今，我國抗震性能的各項規(guī)范都是構(gòu)建在地震多發(fā)帶上，并滿足高層結(jié)構(gòu)內(nèi)應力和位移條件，這種在多地震帶上進行的設計和分析對高層建筑穩(wěn)定有重要意義。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)選型的主要內(nèi)容與要求
高層建筑結(jié)構(gòu)在選型上有非常多的要求，同時也是確保高層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提。其主要內(nèi)容是：要選擇好基礎結(jié)構(gòu)；水平和承重結(jié)構(gòu)要適合；豎向承重結(jié)構(gòu)包含了剪力墻；橫向承重結(jié)構(gòu)有單板和雙板的樓蓋。在高層建筑初期設計階段，要想使設計符合規(guī)范就要明確高層建筑結(jié)構(gòu)的特點和使用范圍。其選型的要求為：高層建筑設計要選擇好地段，要盡量在安全的環(huán)境下設計和選型，從而減少事故的發(fā)生率。所以，要求設計人員也要深入到施工現(xiàn)場，全面勘察和調(diào)研項目施工場地的地質(zhì)情況和地質(zhì)特點。全方面搜集相關(guān)的數(shù)據(jù)和資料，確保提出和制定的施工方案具有可行性。在抗震設計過程中，高層建筑要有足夠強的承受力，并具有多重的抗震防線；其結(jié)構(gòu)的選型要與建筑物的承受力相適應；在施工過程中，要盡量節(jié)省資金和資源，并要與周圍的環(huán)境相適應。高層建筑的結(jié)構(gòu)設計受環(huán)境的影響較大，并且風力、壓力、承受能力等都是影響因素；建筑方案中的建筑尺寸、方位、高度等基本因素，還有建筑的外形、立體形態(tài)等；建筑使用功能也是非常重要的因素，一般高層建筑功能按照其功用的不同呈現(xiàn)出不同的利用價值，比如住宅、辦公樓等。有很多建筑功能和結(jié)構(gòu)是不能匹配的，為此，要針對建筑功能的不同對建筑物進行設計。此外，建筑施工工期也是影響因素，還有建筑施工材料的供應狀況、建筑設計和施工質(zhì)量的影響、建筑結(jié)構(gòu)的抗震性等。為此，在選型時一定要對其影響因素進行綜合分析。
4 結(jié)語
本文主要對高層建筑結(jié)構(gòu)設計與選型方法進行了分析，并對結(jié)構(gòu)設計和選型的具體方法提出了建議，表明要想使高層建筑提高抗震能力并使穩(wěn)定性增強，就要做好結(jié)構(gòu)的選擇和設計。所以，作為一名設計人員，應該明確設計方案的科學性和可行性對后期工程項目施工的重要影響，設計人員應該明確自身的工作職責，具有吃苦耐勞的精神，能深入現(xiàn)場進行勘察和調(diào)研工作，為設計方案的完成搜集和提供詳細和可靠的數(shù)據(jù)，以設計出最完美的建筑結(jié)構(gòu)方案，并科學合理地完成結(jié)構(gòu)選型，達到項目整體效益最大化的戰(zhàn)略目標。
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科學論文：科學理念在建筑結(jié)構(gòu)設計的應用 篇3
土木工程是建筑材料、結(jié)構(gòu)設計方法和施工措施三者的有機結(jié)合的綜合性工程。各種新材料的研發(fā)給工程建筑帶來機遇，然而，近年來由于結(jié)構(gòu)設計不當造成的安全事故頻頻發(fā)生，這使人們再次關(guān)注到安全問題的重要性。結(jié)構(gòu)設計是建筑的靈魂，因此有關(guān)結(jié)構(gòu)設計的安全問題在土木工程中顯得格外的重要，我們研究因結(jié)構(gòu)因素可能引起的安全問題，并尋求解決方法，以保證工程的質(zhì)量問題，確保用戶的財產(chǎn)安全和人身安全。
1 結(jié)構(gòu)設計中的安全因素問題
由于土木工程行業(yè)在我國起步比較晚，結(jié)構(gòu)設計在國內(nèi)研究目前還不夠完善，存在著工程結(jié)構(gòu)牢固性不夠，工程的安全設置和結(jié)構(gòu)的規(guī)范等方面問題比國外標準低、結(jié)構(gòu)設計人員的專業(yè)水準不夠、工程中的承重柱受力面積不夠、工程建筑中環(huán)境對耐久性的認知不夠等方面的安全因素，下面對其一一闡述。
1. 1 工程的結(jié)構(gòu)設計牢固性不夠
工程建筑物的牢固性問題會直接影響建筑的使用質(zhì)量和安全性問題。因此對于結(jié)構(gòu)設計問題必須格外注意。目前我國土木建筑工程中普遍有建筑物牢固性不夠、安全可靠性等級低的問題，這在一定程度上限制了建筑物整體使用質(zhì)量的提升。在結(jié)構(gòu)設計中要解決這個問題必須從整體出發(fā)，將每個可能影響建筑物的牢度問題因素都充分的考慮到結(jié)構(gòu)設計中（ 如建筑物所處地段的土壤環(huán)境問題、土壤腐蝕問題等） .使建筑物即使出現(xiàn)局部損壞也不會造成整體的崩塌。不影響整個建筑的使用，并在結(jié)構(gòu)設計中留下較大的裕度，以滿足結(jié)構(gòu)牢固性的要求。
1. 2 土木工程建筑的安全設置和結(jié)構(gòu)的規(guī)范等方面問題低于國外標準
該行業(yè)在我國起步晚，發(fā)展速度緩慢。這造成目前我國缺少具有專業(yè)素養(yǎng)的高級人才，國家對土木工程建筑的相關(guān)法律法規(guī)不夠完善。
使得安全監(jiān)測部門對建成的建筑物的檢測不嚴，還有不少商販偷工減料使用空心磚等劣質(zhì)建筑材料，造成建筑物使用不到幾年就出現(xiàn)墻體崩裂，一旦發(fā)生地震等自然災害就整體倒塌，給人們的生命財產(chǎn)安全帶來極大地危害。相比于國外可使用幾百年的建筑，其使用質(zhì)量顯得極其低劣。歸根到底，除了一些人為因素外，國家法律法規(guī)管理、處罰不嚴、安全設置等級較低也是個重要原因。
1. 3 設計人員的專業(yè)水準不夠，專業(yè)人才少，專業(yè)水平低
在建筑設計過程中由于設計師的專業(yè)水準不夠，常將設計中的構(gòu)造柱和承重柱區(qū)分不清，在施工中若是按照錯誤的設計圖紙進行，將會極大地影響土木建筑的牢固性。建筑中的構(gòu)造柱是與梁配合，用以防止墻體裂縫，能夠提高建筑物的抗震能力。一旦設計人員將構(gòu)造柱混當承重柱使用，由于構(gòu)造柱的強度不如承重柱，一旦發(fā)生墻體震動，就會發(fā)生破壞，出現(xiàn)墻體或柱的開裂，造成坍塌，釀造悲劇的發(fā)生。為防止此類現(xiàn)象的發(fā)生，必須要求設計者能夠準確區(qū)分構(gòu)造柱和承重柱。
1. 4 承重柱的面積不夠
在對于抗震要求不高的地區(qū)，設計人員往往會將承重柱的面積設計過小以簡化土木工程建筑的受力分析，使設計過程得到簡化。這樣做具有一定的風險，承重柱的面積不夠會降低其承重強度。一旦有意外發(fā)生，使墻體受到一定的外力作用，就會發(fā)生載重梁和柱的開裂，極大地降低了其抵抗外力的能力�？s短了建筑物的使用壽命。若是發(fā)生地震等強自然災害則可能會發(fā)生墻體坍塌，增大人員的傷亡。
1. 5 在結(jié)構(gòu)設計中，工程建筑環(huán)境對耐久性的影響認知不夠在我國建筑行業(yè)中，工作人員常常會重視不同的載荷、變應力對建筑物持久性的影響，卻忽視了環(huán)境因素（ 溫度、土壤的酸堿度、濕度、土壤的腐蝕性等因素） 對耐久性的影響。這些因素極大地影響了建筑物材料的壽命，一旦忽略了這些因素的影響，將會造成對土木建筑物的壽命評估錯誤，這將是一個極大地安全隱患。在設計中應當引起設計人員的足夠重視。
2 解決結(jié)構(gòu)安全問題的策略
土木建筑的安全問題極大地危害到人們的生命財產(chǎn)安全，因此如何解決這些安全問題變得重要，這是工程建筑中應帶首要考慮的問題，本文做出以下建議以供參考。
2. 1 國家應嚴化對土木工程建設的各項規(guī)定，完善行業(yè)中的各項標準、制度
規(guī)則標準要首先制定，使設計人員在設計過程中能夠得到統(tǒng)一的設計標準，嚴格的按照相關(guān)法律規(guī)定進行設計。保證設計出的工程結(jié)構(gòu)能夠符合國家或行業(yè)標準。同時借鑒國外的先進設計經(jīng)驗，結(jié)合我們自身的實際情況，設計出即質(zhì)量高又能滿足人們生活需要的建筑物。
以國外先進經(jīng)驗促進我國土木工程結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展，完善我國的行業(yè)標準，提高我國土木工程建設的總體質(zhì)量。同時國家要完善行業(yè)的相關(guān)規(guī)定，加大對建造過程的監(jiān)督和監(jiān)查力度，提高行業(yè)招標過程中的透明性，確保企業(yè)能夠嚴格執(zhí)行招標規(guī)則，保證招標過程中的公平、公正、公開。使得投標者能夠享有相同的投標權(quán)益，優(yōu)化選取設計方案。并出臺相關(guān)法律法規(guī)嚴懲不法建筑商使用劣質(zhì)建筑材料的現(xiàn)象。鼓勵媒體、群眾舉報，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，嚴懲不貸。
2. 2 注重圖紙設計質(zhì)量
設計圖紙是設計者設計思想的結(jié)晶，是整個建筑的靈魂所在，它不僅對建筑商的意義重大，還對整個社會具有重大影響。因此，一份完好的設計圖紙是保證建筑質(zhì)量的前提。設計圖要保證詳細、嚴謹避免出現(xiàn)錯誤，設計中還要兼顧經(jīng)濟性的考慮。這就要求設計者具有一定的結(jié)構(gòu)設計的專業(yè)素養(yǎng)。設計圖紙要對每個可能出現(xiàn)誤解的細節(jié)都予以明確標注，以防止由于施工人員的專業(yè)能力不同導致對圖紙的理解不一，而造成因誤解圖紙引起的施工錯誤，造成經(jīng)濟財產(chǎn)損失。在圖紙完成后，應當交由安全部門檢測，多人依次檢閱來保證圖紙的合理性。在保證安全問題后，應當考慮經(jīng)濟性問題，做到最大程度上的降低成本。
2. 3 加強建筑設計人員的專業(yè)水準，提升設計人員的職業(yè)操守
建筑物不僅融合了企業(yè)建筑的思想，更融合了城市的思想文明； 建筑物不僅是企業(yè)的建筑標志，它更是城市文明的標志，對全社會都具有很大的影響。建筑設計師是整個建筑的宏觀掌控者，一座合格的建筑物要求建筑師既能設計出滿足安全要求又經(jīng)濟合理的建筑結(jié)構(gòu)圖。因此在選取建筑設計師時必須要經(jīng)過嚴格的'篩選，定期對建筑設計師進行培訓，加強同國外技術(shù)領(lǐng)先的設計師的交流，提升設計師的能力，以滿足日新月異的現(xiàn)代化建筑物的要求。設計師在設計圖紙時，應當綜合考慮環(huán)境因素對建筑物壽命的影響，在結(jié)構(gòu)設計上留下較大的安全裕度以滿足結(jié)構(gòu)強度的需求。同時還要提升設計者的職業(yè)操守，不能在設計中為圖設計過程的方便過度簡化力學分析，造成設計出的結(jié)構(gòu)受力不足，引起安全問題。
3 結(jié)束語
土木工程建設的結(jié)構(gòu)問題將會直接影響建筑物的使用安全問題，直接影響著用戶的生命財產(chǎn)安全，因此在結(jié)構(gòu)設計過程中應當注意每個可能會引起安全問題的因素，并以一定的方法策略解決這些安全隱患。在確保足夠安全的前提下，改善工程建設質(zhì)量，提高工程建設的經(jīng)濟性，以滿足經(jīng)濟飛速發(fā)展、人口數(shù)目持續(xù)增長所需的建筑、住房問題。
新材料的不斷研發(fā)，一些特殊性能的材料正不斷被引 用到土木工程中，這將會再次促進行業(yè)的發(fā)展。因此，工程建筑上應當借鑒國外的結(jié)構(gòu)設計的先進經(jīng)驗，吸取過去建筑安全事故的教訓，加快完善行業(yè)的標準。提高建筑物的整體質(zhì)量，設計出更滿足未來人們生活需求的建筑。
參考文獻
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科學論文：科學理念在建筑結(jié)構(gòu)設計的應用 篇4
當前我國土木工程在設計過程中存在的安全問題，特別是在民用建設設計時，為了追求經(jīng)濟效益而忽略建筑的安全問題，影響土木工程的結(jié)構(gòu)安全性以及結(jié)構(gòu)耐久性。如果出現(xiàn)安全事故，造成的經(jīng)濟損失不可估量。所以，解決土木工程結(jié)構(gòu)設計的安全問題至關(guān)重要。
1.當前土木工程結(jié)構(gòu)設計中所面臨的幾項難題
1.1 土木工程設計結(jié)構(gòu)規(guī)范的安全等級低
我國在土木工程的設計中存在很多安全隱患，有的設計在使用很短時間后就出現(xiàn)各種各樣的質(zhì)量問題，像墻壁裂縫、變形等現(xiàn)象時有發(fā)生，從而使得國人對工程質(zhì)量缺乏一定的信任。而相比于國外來說，其在土木工程方面的設計遠遠強于中國，有的建筑甚至已有幾百年的修建歷史但仍然保存完好，未出現(xiàn)任何質(zhì)量問題。出現(xiàn)上述現(xiàn)象的主要原因是我國關(guān)于土木工程的結(jié)構(gòu)安全設置的等級較低，目前我國抗震設計規(guī)范規(guī)定的抗震設防目標是小震不壞，中震可修，大震不倒，圍繞這個目標完成的設計僅僅能保證小震下建筑的完好，在中震下部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件可能會發(fā)生破壞。對于震后的維修是一個較難的課題，不僅是經(jīng)濟方面的因素還有社會安定方面的因素。而國外的土木工程安全等級較高，這樣最終所涉及處理的工程質(zhì)量必然存在一定的差異[1].
1.2 土木工程設計時結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性差
提高土木工程安全性的主要條件是確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。然而縱觀我國土木工程設計結(jié)構(gòu)還可發(fā)現(xiàn)存在著一些不足之處，即工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較低。倘若該工程涉及的穩(wěn)定性高，即使建筑工程的局部受到一定程度的損害，也不會使整體結(jié)構(gòu)受到破壞。例如框架結(jié)構(gòu)中半框架結(jié)構(gòu)體系，底框結(jié)構(gòu)體系都是不利于抗震的結(jié)構(gòu)體系。在進行工程設計時應制定合理結(jié)構(gòu)體系，不能僅依照計算軟件所提供的計算參數(shù)進行設計，很多結(jié)構(gòu)體系不合理但是通過局部的加強后計算參數(shù)也是有可能滿足規(guī)范要求。所以在設計時應參考計算結(jié)果做出合理的判斷選取穩(wěn)定性好的結(jié)構(gòu)體系。就目前我國在土木工程設計技術(shù)方面還較為欠缺，使得建筑物出現(xiàn)塌方、損壞等現(xiàn)象，造成一定的人員傷害。像玉樹地震等帶來的房屋倒塌等現(xiàn)象都在時刻告誡我們增強土木工程穩(wěn)定性非常關(guān)鍵。
1.3 框架柱截面積設計不標準
對于一些抗震等級要求不高區(qū)域的建筑來說，設計人員在設計時往往會將框架柱截面積設計的比較小。也有一部分設計人員為了為甲方控制經(jīng)濟指標，結(jié)構(gòu)體系中盡量減少框架柱的數(shù)量，增加梁的跨度，但是為了滿足規(guī)范要求，梁的剛度會比較大，造成了強梁弱柱的結(jié)果，這與強柱弱梁的結(jié)構(gòu)設計理念是相違背的，強柱弱梁措施的強弱是相對于梁端截面實際抗彎能力而言柱端截面抗彎能力增強幅度的大小，是決定由強震引起柱端截面屈服后塑性轉(zhuǎn)動能否不超過其塑性轉(zhuǎn)動能力，不致形成層側(cè)移機構(gòu)。強梁弱柱這種設計會存在一定的不足，當建筑物受到像雷雨天或是地震等外力，會使得建筑物的梁柱核芯區(qū)等出現(xiàn)不同程度的裂縫現(xiàn)象，大大縮短建筑物的使用年限。倘若遇到地震等自然災害時，建筑房屋極有可能出現(xiàn)倒塌等現(xiàn)象，嚴重者會使得人員受到一定的傷害，后果不堪設想[2].
1.4 設計要求在建筑的使用過程不能完全的體現(xiàn)
在進行土木工程設計中，設計人員會按照建筑物或構(gòu)筑物的使用要求施加相應的外部荷載進行設計，但是在建筑物交付使用后卻不能嚴格按照設計要求進行使用，造成了超負荷使用，建筑物長時間在極限狀態(tài)下使用。因此要嚴格按照設計要求進行使用，最大限度的減少不安全事故的發(fā)生。
1.5 在設計中設計人員未意識到環(huán)境因素的重要性
設計人員在進行土木工程設計時通常對怎樣提高工程的安全性能以及延長工程的使用年限較為注重，而對環(huán)境因素的影響卻沒有引起足夠的重視。然而，環(huán)境因素對工程設計質(zhì)量也有著不容忽視的作用，如果濕度較大或是水的酸堿度以及化學藥品的腐蝕等環(huán)境因素的影響，會對土木工程的質(zhì)量造成一定的威脅，更有甚者會帶來一定的安全隱患。
2.增強土木工程結(jié)構(gòu)設計穩(wěn)定性與安全性的主要方式
2.1 設計方法應優(yōu)化
隨著經(jīng)濟發(fā)展的步伐不斷加大，建筑行業(yè)的發(fā)展速度也在逐漸上升，我國對土木工程管理的安全性引起了足夠的重視，并根據(jù)目前的發(fā)展狀況制定出切實可行的建筑行業(yè)新標準制度。從結(jié)構(gòu)設計方面來考慮設計人員應嚴格按照國家相關(guān)安全標準進行設計，最大限度的增強工程的安全性與穩(wěn)定性。設計方法不應停留在現(xiàn)行的小震靠計算，中震靠構(gòu)造的方法來進行設計，應對每一個工程進行中震下的驗算，對宜破壞的主要構(gòu)件進行特殊的加強措施，確保結(jié)構(gòu)體系在中震下也是完好的。這樣既能保證結(jié)構(gòu)體系的安全性也能保證其經(jīng)濟性的要求[3].
2.2 重視設計人員安全責任觀念的培訓力度
要做好土木工程設計工作，設計人員在其中發(fā)揮著重要作用，要求他們一方面應具有扎實的`設計理論知識與專業(yè)的基本技能，另一方面還需具有一定的安全責任觀念。在設計過程中要經(jīng)過反復計算，對每一個工程的每一個數(shù)據(jù)都要有據(jù)可循。要用較強的安全責任觀念來完成每一個項目的設計任務。在平常多開展相關(guān)培訓活動，組織設計人員進行培訓和學習，設計人員自身也要不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓，確保每個設計階段都能高質(zhì)高量的完成。
2.3 加強科研，推動創(chuàng)新
提高結(jié)構(gòu)設計水平可以使設計成品具有更高的水品，更合理的結(jié)構(gòu)形式，因此要不斷加強創(chuàng)新，不斷發(fā)展。作為結(jié)構(gòu)設計師不能安于現(xiàn)狀，必須通過大量研究并反復計算，將成果運用到實際工程中。只有這樣設計出的成品才能更加安全可靠。
2.4 嚴格控制建筑使用條件
對土木工程結(jié)構(gòu)交付使用后，應由建筑責任主體方負責控制建筑的使用要求，建筑要按設計條件使用，不得超設計標準使用，避免造成結(jié)構(gòu)可靠度降低的現(xiàn)象。
2.5 加大設計機構(gòu)安全監(jiān)督力度
一些建筑結(jié)構(gòu)設計安全問題也和安全監(jiān)督不到位有關(guān)，應定期或不定期的審查建筑設計機構(gòu)的設計過程，保證整個設計過程嚴格按照相關(guān)規(guī)定和標準進行，確保結(jié)構(gòu)設計的安全性。
3.結(jié)論
總而言之，隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，結(jié)構(gòu)設計水平的高低直接決定了工程項目的安全性，而且與人民群眾的生命財產(chǎn)安全息息相關(guān)，結(jié)構(gòu)設計人員要熟知自身工作的重要性和重大責任性。不斷的總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗，保證每一個建筑的安全性都達到要求。
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科學論文：科學理念在建筑結(jié)構(gòu)設計的應用 篇5
1 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的重要性
如何盡量降低投入資金，并保證房屋建筑的結(jié)構(gòu)設計的質(zhì)量乃時代發(fā)展的需求，這也是許多建筑企業(yè)以及投資人員愈發(fā)注重的問題。施工人員必須將確保建筑質(zhì)量安全當作前提與基礎，精細劃分設計方案里的所有細節(jié)，并通過相對先進的設計理念以及技術(shù)，掌控好工程造價。通過相關(guān)的數(shù)據(jù)體現(xiàn)的狀況而論，同沒有通過設計優(yōu)化的建筑對比來講，進行房屋結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化以后，經(jīng)費能夠降低 8% ~22%.可是，對于實際操控而言，由于被多種環(huán)境束縛，想要完全施展，則面臨較多困境，并且也無法令優(yōu)越性較好地發(fā)揮出來。
對于優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設計而言，可以令建材的性能以及機械設施的性能完全展現(xiàn)出來。如此，與之前的建筑結(jié)構(gòu)設計對比，更具優(yōu)勢。優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設計以后，工程造價的資金便能有效降低，進而令企業(yè)可以獲得較高的經(jīng)濟效益。
并且優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設計之后，能夠完成房屋結(jié)構(gòu)里所有單元的有機結(jié)合，進而提高了建筑的質(zhì)量，對人們的居住安全提供了良好的保障。所以，想要令房屋結(jié)構(gòu)更加具有實用性與經(jīng)濟性，就要進行優(yōu)化房屋的結(jié)構(gòu)設計[1].
2 建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化在房屋建設應用中的步驟
2. 1 創(chuàng)建結(jié)構(gòu)優(yōu)化的模型
在進行房屋結(jié)構(gòu)整體必要優(yōu)化設計當中，要對設計變量采取有效選擇，確定目標函數(shù)，并確定束縛的條件，以便展現(xiàn)最佳設計。
2. 2 對優(yōu)化設計的核算方案進行設定
通過可靠度進行的房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計遇到較多束縛，且非線性優(yōu)化問題和繁瑣的多變量，在執(zhí)行相應分析和核算時要將存在束縛的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)變成無束縛。通常會通過Powell 法、拉氏乘子法以及復合形法進行核算。
2. 3 執(zhí)行程序的相應設計
通過可靠度執(zhí)行的房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的基礎模型乃至所運用的優(yōu)化設計的核算方式，能夠編排一個運算速度較快并功能完善的綜合應用程序。
2. 4 結(jié)果分析
對于此過程而言，需要從全面角度進行分析，并對問題采取多方面考慮，這一步驟在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化中特別關(guān)鍵。合理選擇設計方案，不僅可以保障結(jié)構(gòu)的安全性、實用性、美觀性以及合理性，還可以對資金投入具有較大的節(jié)約作用。只在結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化中注重經(jīng)濟節(jié)約而忽視技術(shù)要求，是錯誤的。同理，只注重技術(shù)要求而忽略經(jīng)濟要求，也不正確。我們一定要對兩者采取合理配置，才可以符合相應準則[2].
3 結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術(shù)的實踐應用
3. 1 房屋建筑的總體性和局部性優(yōu)化
由層次來講，包括了建筑的總體設計體系、結(jié)構(gòu)相關(guān)體系、安裝體系等，所有獨立的體系又具備了許多下屬體系。在進行房屋設計時，設計人員要對所有下屬系統(tǒng)采取優(yōu)化，打破關(guān)聯(lián)的橫向性，完成疊加型工程。所以，在執(zhí)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化時要由總體入手，才可以完成整體設計優(yōu)化。
3. 2 建筑壽命優(yōu)化及階段性優(yōu)化
在工程使用年限里，對所有階段都要執(zhí)行相應的方案優(yōu)化。房屋設計人員要考量所有階段的特征，通過真實結(jié)論采取優(yōu)化方式的確定，進而對工程的總體壽命進行科學優(yōu)化。如此，不僅能保障建筑質(zhì)量，還可以提升建筑企業(yè)經(jīng)濟效益。
3. 3 樁基礎具體優(yōu)化
建筑里的樁基礎可以分成灌注樁以及預制樁。灌注樁對于總體施工的質(zhì)量較難把握，并且操作技巧繁瑣，時間較長。所以在符合沉降標準的前提下，要采用預制樁的施工，進而降低相應的工序。而且隨著樁基的持續(xù)加深，土壤自身對樁基的摩擦逐步加大，一定要選取較長的預制樁。
3. 4 對建筑主體上部結(jié)構(gòu)采取科學性優(yōu)化
房屋建筑上部結(jié)構(gòu)設計應當創(chuàng)建相應的模型且進行系統(tǒng)優(yōu)化。應當先進行剪力墻設置，確保剪力墻總體質(zhì)量的均衡，如此可以令樓層中平面剛度的核心點與樓層總體的結(jié)構(gòu)重心重合，來降低地震或風力造成的破壞。剪力墻的暗柱采用普通型鋼材而成，一旦使用較大的剪力墻，就能夠降低相對的鋼筋使用數(shù)量，降低對應的成本。如果建筑物的自身不具有相應環(huán)境，就不可設置過大的剪力墻。
3. 5 結(jié)構(gòu)優(yōu)化和建筑優(yōu)化保障協(xié)調(diào)
針對結(jié)構(gòu)的設計而言，只有確保建筑的'整體結(jié)構(gòu)以及平面設計相配合，才可以完成建筑自身的美觀以及結(jié)構(gòu)的匹配效果。針對建筑系統(tǒng)而言只需要確保自身的風格。進行樓體結(jié)構(gòu)設計時，結(jié)構(gòu)本身受力較大的轉(zhuǎn)角范圍，要選擇高強度建筑材料來當作承重材料，以便更好的降低結(jié)構(gòu)自重�？傮w而言，要確保正確的疊加，防止結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)的狀況出現(xiàn)。
3. 6 結(jié)構(gòu)優(yōu)化和排水系統(tǒng)優(yōu)化保持協(xié)調(diào)
要將房屋建筑中排水系統(tǒng)設定在地下室并且確保管道的預留尺寸以及預留深度要與實際標準相符，針對樓板自身的鉆孔位置進行加固。并且，要加強水平方向管線貫穿柱或梁的調(diào)整，要盡量壓低此類現(xiàn)象的發(fā)生概率。一旦管道在建設中超出承重墻，就一定要對墻體進行加固[3].
3. 7 結(jié)構(gòu)優(yōu)化和電氣優(yōu)化確保協(xié)調(diào)
電氣管線安裝是通過導線方式設定于金屬管體外端或墻體、樓板之處，如此設定或許為預制結(jié)構(gòu)施工形成較大困難。因此，如果想要管線穿過梁體，就要事先在梁體上段保留相應的空洞，且確保梁體寬度與相符的墻體寬度相同。
4 結(jié)束語
想要進行好房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計，工程師就要具備豐富的工作經(jīng)驗，并且要真正掌握房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的相應規(guī)范。通過不懈的努力，房屋結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術(shù)將更為成熟，從而為房屋安全性、實用性進行確保，以保百姓的生命財產(chǎn)安全。
參 考 文 獻
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科學論文：科學理念在建筑結(jié)構(gòu)設計的應用 篇6
當今，我國建筑設計行業(yè)越來越重視建筑結(jié)構(gòu)設計的重要性，與建筑結(jié)構(gòu)設計相關(guān)的建筑穩(wěn)定性、安全性、藝術(shù)性和可行性都受到人們的關(guān)注。不同類別的建筑物對于建筑結(jié)構(gòu)設計的需求也是不同的，差異化和多樣化的建筑結(jié)構(gòu)設計才能滿足社會日益發(fā)展而產(chǎn)生的建筑需求。建筑設計當中的概念設計和結(jié)構(gòu)措施是關(guān)乎建筑質(zhì)量的關(guān)鍵性因素。因此，必須明確房屋建筑結(jié)構(gòu)設計與概念設計之間的關(guān)系，以提升建筑結(jié)構(gòu)設計的整體水平。
1 房屋建筑結(jié)構(gòu)設計的概念闡述
房屋建筑結(jié)構(gòu)設計是指將建筑及各相關(guān)專業(yè)所要表達的內(nèi)容通過結(jié)構(gòu)語言予以體現(xiàn)的過程，結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)計算以及施工圖設計是房屋建筑結(jié)構(gòu)設計的重要內(nèi)容。結(jié)構(gòu)方案是指房屋建筑的主要結(jié)構(gòu)形式，具體包括建筑物的重要性、工程所在地的抗震設施烈度、相關(guān)地質(zhì)勘測資料以及場地類型等等。結(jié)構(gòu)計算，是指在掌握房屋建筑結(jié)構(gòu)形式數(shù)據(jù)資料的基礎上，針對房屋建筑結(jié)構(gòu)開展的計算活動，包括結(jié)構(gòu)內(nèi)力、荷載以及構(gòu)建試算和計算等等，最終目的在于用科學的計算方法保證房屋建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性。施工圖設計則是根據(jù)計算結(jié)果來確定房屋建筑構(gòu)建的具體布局，然后明確施工構(gòu)造及施工措施。
2 結(jié)構(gòu)設計與概念設計的關(guān)系
在建筑結(jié)構(gòu)設計過程中，現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設計與理論之間存在一定的差異，特別是結(jié)構(gòu)設計的不可計算性，導致結(jié)構(gòu)設計需要更多地注重概念設計。概念設計就是以個人實際經(jīng)驗為基礎，基于宏觀的角度對建筑結(jié)構(gòu)實施的定性設計。但是，概念設計不是憑空落成的，需要考察實地情況，包括氣候環(huán)境、地質(zhì)情況、自然風貌等，根據(jù)所獲得信息給予的靈感和理性認知，擬定關(guān)于一個建筑物的初步想法； 這個想法不同于精確的測量計算，除了靈感和理性認知還要基于工程師豐富的實地工程經(jīng)驗。概念設計更加注重設計結(jié)果，而結(jié)構(gòu)設計則是一種逆向的推導過程，在概念設計的基礎上，通過對力學、構(gòu)造學等理論知識，配合相關(guān)的數(shù)據(jù)原理而推導出房屋建筑結(jié)構(gòu)布置。
綜合而言，建筑結(jié)構(gòu)造價水平的高低以及建筑的施工進度是由概念設計所決定的，如果房屋建筑的概念設計不合理，就可能增加建筑造價，延誤工期。概念設計體現(xiàn)的是一種先進的設計思想。受技術(shù)水平和計算理論等因素的限制，房屋建筑結(jié)構(gòu)設計結(jié)果往往與建筑實際存在較大差異，而為更好地彌補這些誤差可能導致的問題，必須要借助概念設計來增強結(jié)構(gòu)設計的科學性和合理性。可以說，概念設計和結(jié)構(gòu)設計之間是一種相輔相成的關(guān)系，結(jié)構(gòu)設計對于現(xiàn)代房屋建筑工作的開展顯然具有非常重要的意義，而概念設計則起到對結(jié)構(gòu)設計補充和優(yōu)化的作用。優(yōu)秀的概念設計往往有著較為可靠的經(jīng)濟預估，因此也有較高的可行性，同時還可以避免復雜的運算勞動，減少結(jié)構(gòu)設計風險，確保房屋建筑結(jié)構(gòu)設計的整體水平。
3 結(jié)構(gòu)設計的主要措施
3. 1 科學選擇建筑場地建筑場地的選擇對房屋建筑結(jié)構(gòu)設計結(jié)果有很大影響。房屋建筑場地應該選擇抗震性較好的地方，這能有效地減少外力對房屋建筑結(jié)構(gòu)的影響。如果要在地震區(qū)進行建設，就必須要充分考慮結(jié)構(gòu)破壞因素，根據(jù)結(jié)構(gòu)體系方案以及設計的經(jīng)濟性和合理性來確定結(jié)構(gòu)體系，以充分保證建筑結(jié)構(gòu)的勻質(zhì)性。房屋建筑場地發(fā)生地震事故時，由于地震會持續(xù)一定的時間，因此，必須在房屋結(jié)構(gòu)上設計多道抗震防線，確保房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體系數(shù)能夠有效地滿足抗震需求，增強建筑整體的抗震能力。
3. 2 合理選擇結(jié)構(gòu)材料在選擇結(jié)構(gòu)材料時，設計人員要充分結(jié)合自身的設計經(jīng)驗，借鑒和參考已建建筑經(jīng)驗，選擇承重能力較強的施工建設材料，以防因計算結(jié)果不精確而影響建筑建設質(zhì)量。建筑結(jié)構(gòu)設計人員要合理分析和評價施工圖紙，深入探討施工圖紙中可能存在的數(shù)據(jù)問題，并以此來作為結(jié)構(gòu)材料選擇依據(jù)，確保結(jié)構(gòu)設計的科學性和合理性。如在鋼筋、混凝土的選擇上，一定要根據(jù)國家標準選擇適合強度的施工材料，一般箍筋與混凝土強度等級不能低于 C20,直徑 10mm 的縱筋，強度等級不得低于C25,這樣才能夠充分滿足強度等級設計要求。其他結(jié)構(gòu)材料的選擇也應該嚴格遵循國家標準，而不能夠單純地依據(jù)計算結(jié)果來判斷。
3. 3 注意結(jié)構(gòu)受力的合理性合理選擇房屋建筑結(jié)構(gòu)材料將顯著提高建筑結(jié)構(gòu)的整體強度，降低結(jié)構(gòu)構(gòu)件對建筑受力的影響，確保房屋建筑結(jié)構(gòu)設計滿足實際的建筑需求。通過建筑結(jié)構(gòu)設計能夠獲取相對全面的計算結(jié)果，反映出建筑結(jié)構(gòu)的受力情況。但是，通過計算機以及理論推導所獲取的實際數(shù)據(jù)往往存在一定誤差，并且容易出現(xiàn)與現(xiàn)實建設需求不符的情況。這樣的`情況下，就必須要適當采取概念設計來提升建筑結(jié)構(gòu)設計的可靠性。
3. 4 注重施工現(xiàn)場的規(guī)劃管理在房屋建筑施工過程中，存在較多不確定因素，這就需要設計人員加強對施工現(xiàn)場的規(guī)劃和全程把控，以降低不確定因素對結(jié)構(gòu)設計的影響，使施工作業(yè)活動能夠按照房屋建筑結(jié)構(gòu)設計結(jié)果有條不紊地開展。由于房屋建筑結(jié)構(gòu)設計依賴于計算機和理論數(shù)據(jù)，這些計算的結(jié)果與現(xiàn)實是存在一定差距的。因此，設計人員不但需要對結(jié)構(gòu)設計予以高度關(guān)注，更需要憑借自身的經(jīng)驗和設計技術(shù)，做好施工單位、監(jiān)理單位的協(xié)調(diào)和交流活動，提出建設風險，保證設計方案的順利落實。
4 結(jié)構(gòu)設計與概念設計協(xié)同工作的應用
在建筑結(jié)構(gòu)設計中，協(xié)同工作的定義是將建筑工程中的每個構(gòu)件的性能和作用充分到極致，并實現(xiàn)與其他部件的相互配合。在協(xié)同工作中，要求與各個產(chǎn)品零部件的使用壽命相似，并且具有相同的荷載，正確處理基礎結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，確保兩者之間形成一個有機的整體。下面以地基基礎中結(jié)構(gòu)設計與概念設計協(xié)同工作的應用為例進行說明。
傳統(tǒng)的建筑設計流程用到的算法往往是將上部建筑、基礎、地基分別視作獨立的單位，測量和設計都獨立進行，但并不意味著，某一單元出現(xiàn)的問題不會影響到其他的結(jié)構(gòu)單元，經(jīng)過實踐檢驗，這種流程有著不可忽視的缺陷。地基基礎往往對上層建筑造成很大影響，若地基產(chǎn)生沉降現(xiàn)象，則地面建筑大多會開裂、錯位、甚至崩塌； 同時，如果地面結(jié)構(gòu)的建筑層數(shù)不符合規(guī)范，超過地基、基礎承重，則也會給地基帶來變形的危險。因此，在地基基礎的概念設計當中，要更多地考慮到將地基基礎和上部結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起分析，這樣才能減少地基變形帶來的負面影響。
5 結(jié)語
在房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中，除了要確保結(jié)構(gòu)設計計算結(jié)果的真實性和有效性之外，還應該從建筑實際施工角度出發(fā)，加強對概念設計的引入，充分發(fā)揮概念設計對結(jié)構(gòu)設計的補充作用。設計人員應充分利用自身豐富的設計經(jīng)驗對結(jié)構(gòu)設計結(jié)果予以補充和優(yōu)化，最終形成一套真正適用于房屋建筑施工的結(jié)構(gòu)設計方案，更好地滿足建設需求，確保房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。
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科學論文：科學理念在建筑結(jié)構(gòu)設計的應用 篇7
在高層建筑結(jié)構(gòu)設計方面，我國起步較晚，近幾年來，各大城市才不斷出現(xiàn)了一些高層建筑，甚至超高層建筑，這些建筑的結(jié)構(gòu)設計非常重要，決定著建筑的使用質(zhì)量與壽命，業(yè)主的需求不斷增加，也給設計人員提出了更多的要求。針對在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中的問題，需要進行一一解決，才能真正實現(xiàn)高質(zhì)量建筑投入運行。
1 高層建筑結(jié)構(gòu)設計特點
高層建筑結(jié)構(gòu)設計中水平力是決定性因素。水平荷載在高層建筑結(jié)構(gòu)中的穩(wěn)定性貢獻非常大。與普通建筑相似，高層建筑結(jié)構(gòu)在豎向的荷載多以重力表示，但在水平荷載方面，高層建筑與普通建筑有著極大的不同，高層建筑的自重與荷載在豎向構(gòu)件可以產(chǎn)生一定的軸力與彎矩，在建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性方面起著決定性的作用。
在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中需要嚴格控制好側(cè)移指標。當建筑的高度不斷增加，水平荷載下的結(jié)構(gòu)側(cè)向移動將會不斷被放大，對高層建筑的穩(wěn)定性造成威脅，同時也會對人的生活舒適度造成一定的影響，所以需要保持側(cè)移能夠控制在一定的范圍之內(nèi)，這成為結(jié)構(gòu)設計的核心元素。
高層建筑結(jié)構(gòu)的設計對于抗震設計要求已經(jīng)明顯提高，隨著近幾年來地震現(xiàn)象不斷頻繁，任何一個等級的偏差都有可能會造成穩(wěn)定性破壞；當高層建筑的豎向荷載不斷增大時，柱內(nèi)的軸向嚴重，連續(xù)梁彎矩變化讓支座處的負彎矩減小，從而對預制構(gòu)件的下料長度造成影響。所以在高層建筑設計時需要注意軸向變形問題； 要通過一定的措施，確保建筑結(jié)構(gòu)具有相當?shù)难有裕敻邔咏ㄖ镉龅轿ｋU時，避免出現(xiàn)倒塌的問題，如果沒有延性設計，將會對使用效率產(chǎn)生危害。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設計原則
2. 1 合理計算簡圖
首先要保證計算簡圖合理，簡圖對結(jié)構(gòu)有著決定性作用。為了確保計算簡圖的安全，需要采用相應的構(gòu)造方法，除了要在鋼節(jié)點與鉸節(jié)點進行關(guān)注外，還需要不斷減小計算誤差，把計算簡圖控制在一定的范圍之內(nèi)。
2. 2 基礎設計選擇
其次，在進行基礎設計時，要充分了解高層建筑所在的地質(zhì)條件，另外對高層建筑的結(jié)構(gòu)類型與荷載分布分析要全面，根據(jù)施工條件以及鄰近相互影響進行綜合考究，在全面了解基礎信息的前提下進行科學合理的基礎方案確定�；A方案中，地基的潛力將發(fā)揮最大的作用，需要提前進行地基檢測。
2. 3 結(jié)構(gòu)方案選擇
合理的結(jié)構(gòu)方案需要達到高層建筑結(jié)構(gòu)設計的總體要求，并盡可能達到經(jīng)濟的目的。在相同的結(jié)構(gòu)單元中，使用相同的結(jié)構(gòu)體系，根據(jù)地理條件、工程要求、施工因素綜合確定結(jié)構(gòu)選擇，從而制定出最佳方案。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)設計中的問題分析與改善方向
3. 1 建筑結(jié)構(gòu)超高
一些城市為了進行評比，在樓宇的高度上不斷進行更新，仿佛樓層越高，城市的地位就更靠前。但建筑物不斷超高卻對抗震性與建筑質(zhì)量提出了更高的要求。相關(guān)的建筑規(guī)范對建筑物的高度與抗震要求進行明確的規(guī)定，無論是多高的建筑物，都需要滿足相對應的抗震等級要求。針對目前多地存在的建筑物超高問題，建筑物規(guī)范將會進行限定，不斷細化規(guī)則，與時俱進，這使得高層建筑結(jié)構(gòu)的設計方法與措施有了明顯的改進。每一個建筑單位的項目管理部都要注重建筑的超高問題，在設計圖與施工組織審核時都應該及時發(fā)現(xiàn)潛在的風險問題，不斷進行論證，避免對工程的造價與工期造成影響。
3. 2 短肢剪力墻的設置
隨著我國高層建筑結(jié)構(gòu)設計的不斷深入，對短肢剪剪力墻的設置問題更加關(guān)注。目前我國的相關(guān)建筑規(guī)范已經(jīng)對它進行了充分嚴格的定義，并對其使用進行了限制。短肢剪力墻主要是指建筑物墻肢截面的高厚度在 5 - 8 左右的情況，根據(jù)經(jīng)驗表明，在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中人盡可能使用些種結(jié)構(gòu)墻，所以在建筑設計時，要盡可能地避免。
3. 3 嵌固端設置
高層建筑的`嵌固端在二層以上的地下室頂板上，同時也有可能會設計到人防頂板上，嵌固端設置時，結(jié)構(gòu)設計工程師對于嵌固端設置帶來的問題沒有提前判斷與預測，比如樓板的設計、上下層的剛度要求等等，這些問題都有可能在后來的設計中做出更改，造成不必要的損失與安全隱患。
3. 4 結(jié)構(gòu)規(guī)則性問題規(guī)則性問題
在目前的高層建筑結(jié)構(gòu)設計規(guī)范中已經(jīng)進行了明確的限制。如新規(guī)范對結(jié)構(gòu)嵌固端上下層的剛度進行了規(guī)定，現(xiàn)代建筑不宜采用嚴重不規(guī)則的設計方案。不規(guī)則的設計將對建筑的豎向荷載計算產(chǎn)生偏差，不易估計，有可能會存在安全風險。但是在目前的高層建筑結(jié)構(gòu)設計中，仍然會存在著這一問題，對建筑的整體質(zhì)量造成了一定的影響。為了避免圖紙在后續(xù)施工過程中進行變更，所以結(jié)構(gòu)設計者要對結(jié)構(gòu)設計中的規(guī)則性問題進行提前分析，遵守相關(guān)的規(guī)范規(guī)則，提高整體質(zhì)量。
3. 5 消防結(jié)構(gòu)設計
高層建筑結(jié)構(gòu)本身的特點非常明顯，它的功能復雜性決定著建筑結(jié)構(gòu)在設計時非常復雜，需要選用不同的建筑功能材料。傳統(tǒng)建筑中所選用的材料多為可燃性材料，這種材料無形中增加了高層建筑火災的發(fā)性頻率，更不易進行救火。高層建筑間空氣流動強，風力非常大，如果發(fā)生高層火災事故，救援難度可想而知。在傳統(tǒng)高層建筑結(jié)構(gòu)設計時，把火災線路設計成垂直形態(tài)，建筑人員在進行火災疏散時將花費更多的時間，對人身財產(chǎn)安全造成了更大的延誤。在消防結(jié)構(gòu)設計中，也需要對排煙結(jié)構(gòu)設計，這對于高層建筑的安全性設計有著重要的意義。在設計中要保證煙氣能夠有效排出，避免在火災發(fā)生時不利情況的蔓延。
3. 6 抗風結(jié)構(gòu)設計
在高層建筑設計中，抗風性研究非常重要。在進行設計建造時，要注意抗風壓性，對有效的設計非常重要。隨著高層建筑的高度不斷增加，結(jié)構(gòu)本身對風起著擾動作用與阻隔作用，不利于風量的及時移動，在風速較大時，會對靜止的高層建筑產(chǎn)生振動效果，從而造成一定的動力荷載力，將會對其穩(wěn)定性造成威脅，甚至有可能會導致主體結(jié)構(gòu)受到破壞，導致玻璃幕墻破裂、裝飾物毀壞甚至墻體斷裂等工程質(zhì)量受到影響的危險。
4 高層建筑結(jié)構(gòu)設計策略總結(jié)
在高層建筑結(jié)構(gòu)設計時要注重設計原則，合理選擇基礎條件與結(jié)構(gòu)設計方案，對高層的消防結(jié)構(gòu)、抗震結(jié)構(gòu)、抗風結(jié)構(gòu)設計進行優(yōu)化。
在消防結(jié)構(gòu)設計方面，要設計合適的防火間距，對建筑物間的距離進行精確計算，根據(jù)地形條件設計合理的防火結(jié)構(gòu)設計，增加疏散通道設計，采用分隔式進行設計，控制煙霧與火勢的蔓延； 在抗震結(jié)構(gòu)設計方面，要合理規(guī)劃建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件位置，發(fā)揮不同的構(gòu)承載功能，對地基進行抗震設計，簡化建筑平面，分割高度差異，提高建筑物的剛率與強度，實現(xiàn)地基的穩(wěn)固性，另外需要注重對剪力墻的設計，控制位移，對簡體結(jié)構(gòu)進行抗震設計，確保結(jié)構(gòu)的完整性與對稱性； 在抗風結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化中，首先要進行基礎設計，選擇級配高的砂石，在結(jié)構(gòu)義部使用抗拔錨桿，穩(wěn)定地基，在高層建筑結(jié)構(gòu)中增加耗能減振系統(tǒng)設計，通過多種元素的綜合，使用強粘彈性的阻尼材料，解決好水平力、風荷載造成的荷載疊加問題，對受力高壓區(qū)進行加固處理，精確計算建筑物的風荷載與承載力。
5 結(jié)語
在高層建筑結(jié)構(gòu)設計時，應該對超高、抗震、抗風、消防、規(guī)則性、嵌固端設置等問題進行充分認識，提前結(jié)合地質(zhì)條件與基礎條件對各個影響因素進行分析，不斷進行優(yōu)化設計，確保高層建筑結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性，提高使用壽命與質(zhì)量。結(jié)構(gòu)設計不是孤立存在的，而是與其他的設計相輔相承。結(jié)合目前經(jīng)驗所發(fā)現(xiàn)的問題進行優(yōu)化，避免對質(zhì)量造成影響。隨著我國專家學者對高層建筑結(jié)構(gòu)設計研究的不斷深入，結(jié)構(gòu)設計將更加完善，促進我國城市建設水平的提高。
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