建筑结构范文10篇

建筑结构范文篇1

［关键词］概念设计；结构设计；措施

随着社会的发展和科技的进步，我国国民对于建筑的要求越来越高，对建筑物的需求也不仅仅只是使用的需求，现如今民众更加注重建筑物的外观，这对建筑设计提出了更高的要求。在新时期中，我国建筑行业不在是单一的发展模式，建筑项目越来越多，建筑规模越来越大，相关行业呈现出了多样性的发展趋势。建筑结构设计想要得到新的发展，概念设计是必不可少的重要环节，将概念设计运用在建筑结构设计中能够体现出它独有的优越性，正因为这种优越性，在现今建筑结构设计行业中，概念设计被广泛的运用其中。概念设计无论从思想、方式方法、采用的手段、理论知识等方面都为建筑结构提供了科学有效的技术平台。通过搭建这个平台，建筑设计中出现的很多不确定因素都可以通过这个平台找到一些解决的防止，所以建筑结构设计中的概念设计对整个建筑结构设计都有着很重要的研究价值。

1在概念设计的相关论述

建筑结构设计中，相关的概念设计必不可少，所谓的概念设计指的是设计师根据设计理论、设计经验以及建设工程项目的特点，通过对建筑结构的总体布局和布置抗震结构的措施，在建设工程项目结构设计出去对设计方案进行概念性的分析估算和比较，实现结构设计的多方面要求。一个概念设计的推出主要分为三个步骤，这三个步骤分别是分析、综合、评估这三个步骤。首先是分析步骤，所谓的分析，就是对产生的问题加以进行全面的了解，并对其进行分析，不过在分析的过程中，因为只是对问题进行全面的了解，并没有更深层次的对问题进行剖析，所以得到的数据不够完整也不够清晰，这是概念设计中分析步骤的特点。第二个步骤是综合步骤，概念设计中的这一步骤主要是解决问的步骤，前面我们已经提到了，在分析步骤中，主要是对问题进行全面的了解，但是只是了解得到的数据不够清晰完整，所以在综合这个步骤中，相关的设计工程师会通过自己的专业知识来对这些模糊的数据进行专业的分析，并将分析后得到的结果绘制在，图纸上，最终得出一个能够落实工程的施工的建筑结构设计。第三个步骤是评估。在这一阶段中，主要的目标就是对已经有的建筑设计进行评估，从中挑选出最为合适的设计方案。这一过程不同于其他的步骤是一次性，它是一次又一次重复的结果，重复到找到最优方案位置。总体来说，概念设计都要经过这三个步骤，通过这三个步骤能够找到最合适的概念设计，也能够找到最好的建筑结构设计结果。

2概念设计在建筑结构设计中的实际运用

2.1对场地选择。在进行建筑结构设计前，首先要考虑的因素就是场地的选择，这是建筑结构设计的前提。合理的场地不仅可以提升土地的利用效率，还决定着建筑物在完工之后的经济效益，所以建筑场地的选择非常的重要。场地的选择并不是随便选择的，要考虑的因素非常的多，最主要的有这么几个方面：建筑退界，防护距离，日照间距等。除了这些，在进行建筑物设计时，还要考虑到建筑物的抗争登基，要在选好的场地进行实地的勘验，避免在危险的场地上进行施工，如果无法避免，就更应该在设计时将这些问题考虑进去，尽可能的减少工程施工的危险性。2.2结合现实状况，选择建设基础。场地的选择是建筑结构设计的前提，在选定场地后，要依据现实的建筑结构形式来选择想事情的建筑基础。所谓的建筑基础就是建筑物建成的基础类工程，主要的基础类工程包括：桩基础，箱型基础和筏型基础。这些建筑基础的选用通常都是与土地类型相挂钩的。比如在土地松软的多层结构中，选用桩基础是非常有必要的，桩基础的稳定性较好，能够将上部结构的何在传到下部坚实的持力层上。在高层建筑中，更被广泛运用的是箱型基础，与桩基础不同的是，箱型接触的刚度交好，这能够让高层建筑中的荷载从上部结构均匀的传到下部结构，运用箱型基础，能够保证高层建筑结构整体的稳定性，进而提升建筑结构的抗震能力。2.3结合现实状况，选择建筑主体结构。选择建筑主体时也需要结合现实状况，建筑主体结构的选择要以合理，对称为原则，只有这样选择的建筑主体结构才具备一定的抗震能力。只有结合现实状况选择的建筑主体结构才能够保证建筑物的建筑结构稳定性，同时还能降低材料的消耗。

3建筑结构中的建构措施

3.1结构体系中的各个部门要相互配合。概念设计想要更好的在建筑行业中进行运用，就必然要求相关的的各个部门能够相互协作进行工作。不仅是企业间的各个部门进行相互配合，在建筑结构中各个部件之间也要达到相互协作，共同工作，想要做到这一点并不容易，这要求结构构件不仅在承载力达到极限的状况下共同工作，还要求各个构件间的耐久度相差不大，只有在构件差别不大的情况下，构件才能够协同工作。3.2尽可能的提升材料的利用率。建筑结构的各个构件如果可以达到共同工作的效果，不仅可以提高结构的稳定性，还能够提高构件材料的利用率，不管在任何行业中，材料的率用率越高，成本就会相应的降低。建筑行业也是如此要求，用最少的投入获得更多的经济利益。

4结论

经济的发展推动了建筑行业的发展，国国民对于建筑的要求越来越高，对建筑物的需求也不仅仅只是使用的需求，现如今民众更加注重建筑物的外观，这对建筑设计提出了更高的要求。在建筑行业中，希望用最少的投入获得更多的经济利益，这是行业内部的要求，也是建筑行业的最终目标。在这样的背景之下，概念设计被广泛的运用在建筑行业之中，概念设计的出现并不是一种偶然现象，而是经济发展的必然产物，概念设计在结构设计中有着自己独有的优越性，逐步被更多的设计师所接受，因此概念设计在建筑结构中的运用，可以推动建筑结构设计来到一个新的发展高度，概念设计有新的发展。

参考文献

建筑结构范文篇2

钢一混凝土混合结构是我国目前在高层建筑领域里应用较多的一种结构形式。钢结构和混凝土结构各有所长，前者具有重量轻、强度高、延性好、施工速度快、建筑物内部净空高度大等优点；而后者刚度大、耗钢量少、材料费省、防火性能好。综合利用这两种结构的优点为高层建筑的发展开辟了一条新途径。统计分析表明，高层建筑采用钢一混凝土混合结构的用钢量约为钢结构的70％，而施工速度与全钢结构相当，在综合考虑施工周期、结构占用使用面积等因索后。混合结构的综合经济指标优于全钢结构和混凝土结构的综合经济指标。

钢一混凝土混合结构最早于1972年用于芝加哥的GatewayI]IBuilding(36层137m)。我国至20世纪80年代才将钢结构用于高层建筑，目前已建成或在建的高层建筑(约有40余幢)中．有一半以上采用的是钢一混凝土混合结构，其中的典型建筑是上海金茂大厦。钢一一混凝土混合结构在高层办公楼、学校、医院及住宅等建筑中将有更广泛的应用。

2.巨型结构体系

巨型结构是由大型构件(巨型梁、巨型柱和巨型支撑)组成的，主结构与常规结构构件组成的次结构共同工作的一种结构体系。

巨型结构按主要受力体系形式可分为巨型桁架结构、巨型框架结构、巨型悬挂结构和巨型分离式结构；按材料可分为巨型钢筋混凝土结构、巨型钢骨混凝土结构、巨型钢一钢筋混凝土混合结构及巨型钢结构。

巨型结构的特点：从平面整体上看。巨型结构的材料使用正好满足了尽量开展的原则，可以充分发挥材料性能；从结构角度看，巨型结构是一种超常规的具有巨大抗侧刚度及整体工作性能的大型结构，是一种非常合理的超高层结构形式；从建筑角度看。巨型结构可以满足许多具有特殊形态和使用功能的建筑平立面要求。使建筑师们的许多天才想象得以实施。

巨型结构作为高层或超高层建筑的一种崭新体系。由于其自身的优点及特点，已越来越被人们重视，并越来越多地应用于工程实际，是一种很有发展的结构形式。香港汇丰银行属于巨型钢结构体系。是诺尔曼·福尔特设计的。

3.膜结构

膜结构是张力结构体系的一种，它是用多种高强薄膜材料(常见的有PVC类、PTFE类及有机硅类)及辅助结构(常见的有钢索、钢桁架或钢柱等)通过一定的方式使其内部产生一定的预张应力。并形成应力控制下的某种空间形态。作为覆盖结构或建筑物主体，并具有足够的刚度以抵御外部荷载作用的一种空问结构形式。其中基材织物。主要决定膜材的力学性质。提供材料的抗拉强度、抗撕裂强度等；涂层。主要解决膜材的物理性质，提供材料的耐火、耐久性及防水、自洁性等。

膜结构具有如下特点：①多变的支撑结构和柔性膜材使建筑物造型更加多样化，新颖美观。同时体现结构之美。且色彩丰富；膜建筑屋面重量仅为常规钢屋面的1／30，这就降低了墙体和基础的造价，同时膜建筑奇特的造型和夜景效果有明显的"建筑可识性"和商业效应，其价格效益比更高；②膜工程中所有加工和制作依设计均可在工厂内完成，在现场只进行安装作业，与传统建筑的施工周期相比，它几乎要快一倍；③膜材有较高的反射性及较低的光吸收率，并且热传导性较低，这极大程度上阻止太阳能进入室内。另外。膜材的半透明性可以充分利用自然光；④由于自重轻，膜建筑可以不需要内部支撑面大跨度覆盖空间，这使人们可以更灵活、更有创意地设计和使用建筑空间。

膜结构由以下三种形式：①充气式膜结构：通过空气压力支撑膜体来覆盖建筑空间。它形体单一，运用较少；②张拉式膜结构：通过钢索与膜材共同受力形式稳定曲面来覆盖建筑空间，它是索膜建筑的代表和精华，具有高度的形体可塑性和结构灵活性；③骨架式膜结构：通过自身稳定的骨架体系支撑膜体来覆盖建筑空间，骨架体系决定建筑形体，膜体为覆盖物。同国际先进水平相比，中国在膜结构方面有相当大的差距。但近年来在理论研究方面已做了不少工作。也开始出现一些实际的工程项目。如上海八万人体育场的看台挑篷是用钢骨架支承的膜结构。是我国首次在大型建筑上采用膜结构，但所用膜材是进口的，设计、施工安装也由外国公司进行。

4.高效预应力结构体系

高效预应力结构是指用高强度材料、现代设计方法和先进的施工工艺建筑起来的预应力结构，是当今技术最先进、用途最广、最有发展前途的一种建筑结构型式之一。目前。世界上几乎所有的高大精尖的土木建筑结构都采用了高效预应力技术，如大型公共建筑、大跨重载工业建筑、高层建筑、大中跨度桥梁、大型特种结构、电视塔、核电站安全壳、海洋平台等几乎全部采用了这一技术。

与传统预应力相结构相比，高效预应力结构具有以下一些特点：①广泛采用高强度材料：目前国内预应力混凝土结构中常用的混凝土强度等级从CA0～C80。甚至达到C100以上；②按照现代设计理论设计。大大改善了高效预应力结构的抗震性能、正常使用性能等；③近年来开发了先进的施工工艺为高效预应力结构的大规模推广应用提供了技术基础。如高吨位、大冲程千斤顶的应用和多种锚固体系等；④高效预应力结构适用范围广。可适用于大跨和超大跨度以及使用性能高的结构，并可拓展到高层结构转换层、钢结构、基础、路面等结构领域。

近年来。高效预应力技术在我国发展迅速，已制定专门的预应力结构设计、施工规程、工程中应用的预应力结构体系也很丰富。典型工程有面积最大的单体预应力工程一首都国际机场新航站楼工程。可以预计，随着高性能预应力材料(高强混凝土、高强预应力筋、新型纤维塑料筋等)的推广应用以及结构设计理论和设计的不断发展。新型、高效应力结构体系将在我国21lit纪大规模基本建设中发挥越来越大的作用。

5.开合屋盖结构

开合屋盖结构是一种在很短时间内部分或全部屋盖结构可以移动或开合的结构形式，它使建筑物在屋顶开启和关闭两个状态下都可以使用。它是将屋盖系统分成若干个可动和固定单元，通过可动单元按一定轨迹移动、转动，使之各单元之间搭接、迭放来实现屋盖的开合。

开合屋盖结构的特点：①将屋盖开启使人感觉回归自然，心情舒畅；②遇有雨雪天气，可将屋盖关闭，从而使室内活动不受气候影响；依据结构体系，开合屋盖结构可分为；③柔性结构的索膜和钢结构膜屋面开合结构；④空间刚性网格屋盖单元开合结构；⑤可展开的开合结构；⑥气膜开合结构开合屋盖结构不仅用于体育馆。而且广泛用于飞机库、商场、厂房及需要晾晒的仓储建筑。到目前为止，世界上面积超过10000m的大型开合屋盖结构已超过10座。这些大规模的开合结构的建成产生了非常好的经济、社会效益，其应用会越来越广。

6.张拉整体结构

张拉整体结构是由一组连续的拉杆和连续的或不连续的压杆组合而成的自应力、自支撑的空间网格结构。其中"不连续的压杆"的含义是压杆的端部互不接触，即一个节点上只连接一个压杆。张拉整体结构是美国建筑师R．B．Fuller首先提出的一种结构思想，他认为宇宙的运行就是按照张拉整体的原理进行的，即万有引力是一个平衡的张力网。各个星球是这个网中的一个个孤立点。这种结构体系中的索网就相当于宇宙中的万有引力，独立的受压杆。张拉整体结构符合自然规律，可以最大限度地利用材料和截面的特性，因而可以用尽量少的钢材建造超大跨度建筑。

7.折叠结构

折叠结构是将剪式杆单元或伸缩式单元与张力膜融为一体，具有可重复使用，折叠后体积小，便于运输、施工等特点。

在日常生活中我们常见的折叠帐篷和折叠雨伞都属于折叠结构。

折叠结构包括折叠网架、折叠穹顶。

8.玻璃结构

玻璃被作为建筑材料用于建筑物已有很长的历史，但多用于门、窗、采光带等。近年来随着玻璃性能的不断改善，以及人们对玻璃特性认识的不断深入，玻璃已被越来越多的作为承重材料用于建筑结构。

玻璃结构的特点：①玻璃结构明亮华丽，从采光这个角度上说，是一种节能结构；②玻璃在力学性能上有点像混凝土，是一种脆性材料，抗压性能好、抗拉性能差，应力应变关系表现为线性，弹性模最在70GPa～73GPa之间，约为钢材弹性模量的1，3。钢化玻璃的抗弯强度高于70MPa，淬火玻璃的抗弯强度则可超过120MPa。甚至可达到200MPa，而玻璃的自重为2500kg／，所以玻璃的强重比要优于普通钢材，玻璃结构能给人一种轻巧的感觉；③玻璃的热膨胀系数为9×10～，与钢材的相近。这使得钢材和玻璃能够用于同一结构，发挥各自特长；④玻璃的耐腐蚀性能很强，可抵抗强酸的侵蚀，因此玻璃结构的防腐费用较低。因此越来越多的建筑师和结构工程师在工程中利用玻璃来实现建筑物更亮、更轻、更美的高科技效果，增强城市的现代化气息。玻璃结构从形式上可分为：全玻璃结构、玻璃一金属结构。

由于力学上的局限性。玻璃在结构中一般与钢、铝等抗粒材料共同工作，应用于全玻璃房屋、幕墙、屋顶、楼梯、雨篷等结构中。

9.结束语

文章主要介绍了几种新型建筑结构体系。包括：钢一一混凝土混合结构、巨型结构、张拉整体结构、膜结构、高效预应力结构、开合屋盖结构、折叠结构和玻璃结构等随着科学技术、结构设计理论、高强材料的迅速发展，以及人们对建筑造型、建筑设计等的要求越来越高，这些结构体系势必会越来越广泛应用于建筑工程中。

参考文献

[1]刘锡良.大跨度开合空间结构,钢结构,1998.

建筑结构范文篇3

【论文摘要】:文章通过对比钢结构和混凝土结构介绍，阐述了新型、高效应力结构体系将在我国二十一世纪大规模基本建设中发挥越来越大的作用。

一、前言

钢结构和混凝土结构是建筑工程中最常用的2种结构形式。钢结构和混凝土结构各有所长，前者具有重量轻、强度高、延性好、施工速度快、建筑物内部净空气大等优点，而后者刚度大、耗钢量少、材料费省、防火性能好。综合利用这两种结构的优点为高层以建筑的发展开辟了一条新途径。统计分析表明，高层建筑采用钢——混凝土混合结构和用钢量约为钢结构的70%，而施工速度与全钢结构相当于，在综合考虑施工周期、结构占用使用面积等因素后，混合结构的综合经济指标优于全钢结构和混凝土结构的综合经济指标。

最近建设部和国家冶金工业局在颁布的《建筑用钢技术政策》中，将钢——混凝土混合结构列为要大力推广的建筑新技术，可以预见，混合结构在高层办公楼、学校、医院及住宅等建筑中将有较广泛的应用。

二、索张拉结构

索张拉结构基本受力构件有三类：受压构件、受弯构件和受拉构件。

对于受压构件，当构件长细比较大时，由于构件会发生整体失稳，构件的作用不能充分发挥。对于受弯构件，由于构件截面应力不均匀，截面边缘的最大应力往往控制构件的设计，使得构件材料不能充分发挥作用。只有受拉构件，截面的应力均匀，不会发生整体失稳，如利用高强钢索做成受拉构件，能最大限度地发挥受拉构件的作用，提高结构的经济性。

在结构体系中巧妙利用张拉构件，结合少数刚性受压构件，可构成受力合理的高效张拉结构体系，不仅承载力高、刚度大，且能使各种材料的强度均得到很好的发挥。

三、索穹顶结构

索穹顶结构实际上是一处特殊的索－膜结构，是近几年才发展起来的一种结构效率极高的张力集成体系。其外形类似于穹顶，而主要的构件是钢索，由始终处于张力状态的索段构成穹顶，利用膜材作为屋面，因此被命名为索穹顶。由于整个结构除少数几根压杆外都处于张力状态，所以充分发挥了钢索的强度，只要能避免柔性结构可能发生的结构松弛，索穹顶结构便无弹性失稳之虞，所以，这种结构重量极轻，安装方便，可具有新颖的造型，经济合理，被成功地应用于一些大跨度和超大跨度的结构。

四、膜结构

膜结构是张力结构体系的一种，它以具有优良性能的柔软织物为膜材，由膜内的空气压力支承膜面（充气式膜结构或所承式膜结构），或利用钢索或风性支承结构向膜内预施加张力（张力膜结构），从而形成具有一定刚度、能够覆盖大空间的结构体系。膜结构采用的薄膜的材料，大多采用涂层织物薄膜，分为两部分，内部为基材织物，主要决定膜材的力学性质，提供材料的抗拉强度、抗撕裂强度等；外层为涂层，主要解决膜材的物理性质，提供材料的耐火、耐久性及防水、自洁性等，常用膜材一般为聚酯织物涂敷氯乙烯涂层膜材、玻璃纤维织物涂敷聚四氟乙烯涂层或有机硅树酯涂层膜材。膜材并接的结构接缝多采用热焊，非结构接缝采用缝合。

膜结构具有如下特点：造型活泼优美，富有时代气息；自重轻，适合大跨度的建筑，充分利用自然光，减少能源消耗；价格相对低廉，施工速度快；结构抗震性能好。

充气膜结构有单层、双层、气肋式三种形式，充气膜结构一般需要长期不间断地能源供应，在低拱度大跨度建筑中的单层膜结构必须是封闭的空间，以保持一定气压差。在气候恶劣的地方，空气膜结构的维护有一定的困难，不少建筑曾遭意外的漏气而下瘪。五、高效预应力结构体系

高效预应力结构是指用高强度材料、现代设计方法和先进的施工工艺建筑起来的预应力结构，是当今技术最先进、用途最广、最有发展前途的一种建筑结构型式之一。目前，世界上几乎所有的高大精尖的土木建筑结构都采用了高效预应力技术，如，大型公共建筑、大跨重载工业建筑、高层建筑、大中跨度桥梁、大型特种结构、电视塔、核电站安全壳、海洋平台等几乎全部采用了这一技术。

近年来，高效预应力技术在我国发展迅速，已制定专门的预应力结构设计、施工规程、工程中应用的预应力结构体系也很丰富。典型工程实例有：面积最大的单体预应力工程是首都国际机场新航站楼工程，每层建筑面积约8.8万平方米，总建筑面积约35平方米，在混凝土板、墙、框架、柱以及钢屋架、钢梁和钢管网架中大量采用了预应力技术；柱网最大的预应力工程是深圳车港工程，标准层平面尺寸159×103.5米，标准柱网16×25米，总建筑面积9.5万平方米；最在的预应力钢桁架工程是北京西站主站房工程，该预应力钢桁架跨度45米，桁架上承40米高的中式门楼，门楼总重5400余吨；层数最多的预应力工程是广东国际大夏主楼，总计63层；高度最高的预应力工程是青岛中银大厦，总高度241米，58层，等等因篇幅所限，文章重点介绍首都国际机场新航站楼工程和北京西客站主站房工程。

首都国际机场新航站楼工程全面采用了高效预应力技术，仅无粘结预应力筋量就达4000余吨堪称本世纪国内最大的预应力工程之一。新航站楼的基础为整体预应力平板片筏基础，上部结构采用了预应力框架、剪力墙体系和预应力板柱、剪力墙体系，部分屋面采用了预应力空间焊接钢管屋架。

建筑结构范文篇4

1.1优化建筑结构体系

建筑结构体系是概念设计的重要体现。在结构体系中，设计人员能够将整个建筑的构成完整、清晰地呈现出来。在建筑结构体系中，我们看到的每一个结构组成部分都是统一、不可分割的完整实体，而不是建筑中单一部件的个性呈现，各个部件之间只有组合在一起时才具备建筑实体的具象涵义和建筑结构价值，倘若将其中某个部分分割开来，结构便不是真正意义的结构，体系也无法继续发挥其应有的效能。因而在规划结构体系时，切不可将其中某个部件拿出来，否则将失其特定的内涵和价值。

1.2要选用适用的计算简图

在进行计算简图选用时，要明确的选择那些能够有某些构造措施来保证的计算结构简图。作为结构计算的重要组成部分，计算简图的选用是否得当一定程度上来说是决定结构计算是否准确、能够确保结构安全的关键前提。所以说，在计算简图的选用上要慎之又慎。

1.3数据结果精确分析

建筑结构的数据结果是结构计算的重要目的，所以说，在这一过程中，要严格对待，不能盲目进行。能否实现数据结果，是决定建筑结构能否顺利进行、确保建筑结构安全的重要途径和重要条件。从计算数据的输入、计算过程、计算结果的三部分严格审查。同时，外部因素同样可导致数据计算结果不精确，例如不同计算工具的使用、不同程序软件的使用等都可造成计算结果不精确。所以在计算机结果时，设计师应该更多的给予人的思维，而非机器化处理的结果。

2建筑结构设计中主要结构措施

2.1建筑结构体系和协同工作

协同工作概念在工业产品的制造和设计中广泛地应用，主要的含义是针对任意一个工业产品，在没有充分达到使用寿命规定的时间，在生产过程中每一个结构构件倘若出现损害，都会造成机器的非正常运行。但是在工程建筑结构设计中，协同工作通常是指在工程建筑过程中每一个构件都可以发挥其自身作用，还会和工程建筑中其他结构构件相互配合。这不仅要求工程结构构件具有一定长的使用寿命，同时还需要构件所承受的荷载力保持一致，不能出现长期受力不均的现象。建筑工程结构协同工作中，应该正确处理上部结构和桩筏基础之间的关系，并有机结合在一起。例如建筑工程砖混施工中，这就需要依靠构造柱和钢圈之间形成一个统一的整体来预防自身刚度所带来的不均匀沉降的现象。当建筑结构受力时，在工程施工中每一个部件都可以达到较高的应力水平，并能设计出较为理想的运行状态。建筑工程进行多层结构设计时，尽量避免出现短柱现象，主要目的是为了提高在相同建筑平面中所承载的能力，在逐渐增加的高层建筑中，出现短柱现象日趋增多，为了降低这种状况，需要使同层结构的抗侧能力在相同的水平位置上发生位移现象。

2.2协同工作中建筑材料的利用率

建筑结构范文篇5

关键词：大跨度建筑；结构表现；建构

1大跨度建筑的结构特点分析

主要内容：①结构与建筑具备较高的关联度，且远大于普通的建筑物。大跨度建筑的形体构筑、外在形象以及空间围合等都与其结构紧密相关。对大跨度建筑而言，结构就是建筑。而建筑也就是结构，两者可以说已经融合在一起。合理性的结构在整体建筑设计中占据十分重要的位置，且大跨度建筑一般分为屋盖结构与下部支撑结构，其中最为重要的结构表现便是屋盖结构；②结构的造价成本较高，大跨度建筑的造价很高，会耗费大量的社会劳动资源，比如国家体育场“鸟巢”的最终工程造价将近23亿元，且使用钢量为4.2万t。由此可见，大跨度建筑的资源耗费量是十分惊人的；③大跨度建筑的技术含量较高，在大跨度建筑的整体设计中，需要考虑结构、节能、智能控制等多种问题，需要运用到多种技术。同时，通过利用高新技术，大跨度建筑也可以体现出个性化的建筑形式，比如其结构设计中的技术必须达到跨度要求，并考虑到屋盖结构中会出现的结构自重等问题，而后采取合理的技术方法，确保荷载力与结构自重之间达到平衡。为了减轻自身重量，建筑必须使用效率更高的结构，而随着结构有效性的提升，其所需的技术也就越复杂。大跨度建筑必须经由多种高新技术的共同合成。

2大跨度建筑结构的存在的问题

2.1结构表现缺乏理性建筑结构的表现最终会体现于建筑的外在形象，但科学合理的建筑结构本身也应建立在力学与美学充分结合的基础上之上。结构表现是大跨度建筑的核心影响因素，如果一味将建筑结构作为表现的工具，那么整个设计就是缺乏理性美，甚至会变为形式主义的建筑物。且由此种错误理念下设计的建筑结构缺乏张力，不符合当前的现代设计理念。比如很多建筑设计只致力于打造壮观的建筑形象，并在形态上使用花朵、飞鸟等图案，使得建筑脱离实际，无法经受时间的考验。

2.2结构表现缺乏艺术性

在多数大跨度建筑中，其建筑结构都缺乏表现力，受理性主义的限制，以致建筑设计过于追求统一、高效的目的。而这些过于理性的建筑结构设计也使得建筑失去了本身的实际意义。同时部分建筑师并不关注建筑的外在结构表现，只将节省成本、降低造价作为唯一的建筑目睹，而由此种理念下设计的建筑便会缺乏艺术性，很容易使人失去兴趣。

3大跨度建筑结构的建构方法

3.1结构单元

在大跨度建筑中，结构单元是最为主要的核心因素，它可以为整体建筑设计增添规律感、在结构单元的设计理念下，任何的建筑都可以被看做若干个结构单元。而在实际施工过程中，当完成所有的结构单元时，那么此建筑也就可以宣告完工，即建筑施工也就是复制结构单元。同时，重复的结构单元也可以为人们提供一种秩序感，并增强建筑物的精确性。结构单元一般包含两种方式，即平面结构与空间结构，其中平面结构可以进行重复装饰，并给人一种整体感；而空间单元则以大部分的空间为单元，并复制空间设计，从而可以使大跨度结构体现出起伏、流动的动态感觉。例如吉隆坡的国际机场，便主要使用了结构单元的设计理念，并通过单元复制增添建筑的气势感。

3.2利用结构原型

建筑结构表现的大部分设计灵感都来自于生活以及自然中的原型，设计师通过演化原型，在大跨度建筑中进行灵活运用，并在适当的改进下，创造出更具艺术特点的结构形式。由此，这种不改变原型结构的演变方式也被称为建筑原型的演化，且其演化方式主要包括扭转、拉伸、放大以及缩小等。在建筑原型演化的过程中，设计人员还应注意获取而建筑参数，并形成结构受力之间的合理性，且要在确保方便施工的前提下，利用更为简洁的形式实现建筑结构形象的灵活化，避免出现呆板单一的结构形态。比如东京的代代木篮球馆便采用了这种设计理念，由篮球馆的屋顶上俯瞰，会看到整个建筑由悬挂屋盖旋转围绕着主立柱，这种结构具备很强的表现力，也具备良好的通风与采光效果（见图1）。

3.3结构组合

大跨度建筑的结构类型包括钢板、折板、悬索以及张力结构等。为了实现丰富的建筑形象，设计师应该在建筑结构美学的基础上，将不同的结构类型进行合理组合。实际建筑中，利用单一的建筑结构无法达到较好的经济效果，而结构组合类型，可以使大跨度建筑面向多元化方向发展。结构组合打破了单一结构的单调乏味性，使得建筑更加富于变化，并营造出动态的感觉.而由力学角度来看，结构组合也可以减轻单一结构的荷载，提升整体建筑的荷载承受力。交叉组合是最为常用的建筑结构，它同时运用了重叠组合与连接组合的方式，产生了全新的结构形式，也使得施工过程变得更加简单可行。

4结束语

当前我国大跨度建筑得到了快速发展，且出现了很多具有影响力的作品，它们的设计理念与设计技巧为大跨度建筑提供了更多的参考依据。但有些大跨度建筑存在设计不合理、造价成本较高以及没有考虑历史文脉等问题，对我国的建筑创作产生了很多消极的影响。同时，国外建筑师进入我国市场的现状也令人堪忧。应该由建构本质重新认识大跨度建筑，并提升国内建筑师的设计理念与创作技巧，从而真正提升大跨度建筑的设计水平。

作者:曲志宝 单位:沈阳铝镁设计研究院有限公司

参考文献：

[1]刘康.现代大跨度木结构建筑的建构研究[D].西南交通大学,2015,(5).

[2]况志涛.当前高层建筑中结构施工技术探讨[J].工程技术研究,2016,(6):77.

建筑结构范文篇6

简单来讲智能土木结构是智能结构应用于土木结构的产物，现代社会的人们对于建筑的要求越来越高了，而其中最为重要的就是土木结构智能化。智能结构可以说是一种仿生结构体系，集合了驱动器、主结构、传感器和控制器，具有环境适应力、结构自监控和损伤自修复的特点，甚至智能结构能够在危险发生的状况下保护自身结构不受到伤害。建筑行业的飞速发展对建筑提出了智能化需求，土木工程师们会将仿生功能材料融入到基体材料中，使得传统建筑结构拥有智能化的工程，人们在习惯上将其称为智能土木结构。智能土木结构出现了之后，进一步解决了结构评估的完整性、耐久性、强度和安全性等等的问题，更大程度上减少了建筑结构维修费用，增强了土木结构预测能力。比如说智能土木结构具有自内而外预报方式，主要的原理就是在传统土木结构的内部植入一些传感器，组成一个网络，进而对结构性能进行实时监测。智能土木结构在建筑结构中的应用前景还是十分良好的，到目前为止智能土木结构主要应用于了高层建筑、桥梁和大坝等工程。近几年来的民用建筑和结构都采用了大规模、高性能的分布式智能检测系统。这些智能检测系统都能够为智能大厦发展建立坚实基础，我国的智能大厦，到目前为止，我国智能大厦已经如同雨后春笋般不断涌现。

2现代建筑结构中智能土木结构的应用

2.1智能传感元件在现代建筑结构中的应用

土木工程中通常会在建筑结构中粘贴或者是埋入一些传感元件来对建筑物进行健康检测，在确保检测结果正确性的同时，还要对建筑物的稳固性和安全性进行更为确切检测和评价，获取最为精准的数据，从而对建筑物的命运做出判决，进行维修或者是直接报废。对于一些比较重大的土木工程建筑来说，由于其结构的修建时间比较长，设备相对来说都比较陈旧，传统传感器并不能够适应这种内部环境，这个时候选择高性能的传感器检测结构健康是十分有效的。利用智能材料、光纤等制作成传感器并且应用于土木工程的发展历程当中已经具有了划时代的意义，使得土木工程的发展史开辟出了全新的篇章。

2.2建筑工程健康监测的具体实施过程

智能土木结构在建筑工程的结构损伤和健康检测方面都起到了十分重要的作用。在土木工程当中，建筑物的检测通常会采用目测的方法，除此之外还会利用到声发射、超声波以及X射线等无损性的检测，利用这种方法能够有效杜绝很多弊端，在建筑物的内部结构中出现了破损情况，或者是建筑物的实时动态都能够得到准确检测，在满足了人们对建筑整体了解的需求之上还能够保证检测效率和检测准确率。比如说当建筑物发生了损伤，内部就会出现裂纹，这些裂纹在外部力量的作用下会加大损伤的力度，并且会以声速扩散，而这些都会被特殊材料制成的传感元件所感知到，让相关的工作人员能够更加及时准确地掌握整个建筑物的内部情况，对建筑物进行更为及时的整体规划，采取一些措施来避免建筑物事故的发生。

2.3现代建筑节能支持

智能土木结构不仅仅为普通建筑提供了安全检测的功能，还能够为智能建筑提供节能技术，并且已经在实际中得到了逐步的推广使用，建筑师们也在此基础上提出了节能建筑的概念。所谓节能建筑其实就是在设计和建造的过程中，均尽量采用节能型的材料和器具，利用智能土木结构使得建筑本身具备监测控制能力，随着外部环境的变化而适当地做出调整，把建筑的自身能耗降低到最低的水准。智能土木结构为现代建筑节能提供的技术支持能够更好地实现绿色建筑，更加有利于环境友好和可持续发展。

3智能土木结构提升策略

3.1提高智能传感的技术

传感元件的应用是绝对离不开传感技术，所以提高智能传感技术已经是势在必行的了。从仿生学的角度来看，传感器就像是建筑物自身的感受器官，要想提高智能传感技术就必须要从传感技术的系统性入手，提高传感器的处理、感知、识别的能力，并且在这个基础上要提高传感器系统的灵敏度和可靠性，实现整体传感技术智能化。在建筑工程当中，传感元件要保证不影响建筑外形结构，要同建筑材料形成较好的相容性，把对建筑物的影响尽可能地降低到最低的水平，提高建筑物当中信号的抗干扰能力。

3.2发展智能控制集成

智能控制系统是一个相当于人类大脑神经中枢的最高级部分，这不仅仅取决于运动系统和感觉系统的运行程序，还担负着整个脑神经的高级功能运转。在土木工程的内部安装集控系统中，能够对一些强降雨和风暴做出迅速的应急，尽可能地降低损失，因此，相关建筑人员应该重视对于智能控制集成的开发和利用。例如说，在一些强台风的天气，各地方都会重视安全预警，而智能建筑中发展集成控制就能够更加及时地对整个环境进行控制，确保整个建筑的安全。

4结束语

建筑结构范文篇7

1、抗震结构设计：随着建筑结构设计技术的增长，我国高层建筑结构设计抗震要求不断提高，高层混凝土的结构构件需要根据抗震结构的分类、裂度、结构类型、房屋高度等众多因素来采取不同的抗震机构设计。抗震结构设计需要因地制宜，根据高层建筑结构所处的地理位置和周围环境来综合考虑房屋结构设计的性能。

2、控制侧向位移：高层建筑结构设计中，因为高度的不断增加，因此建筑物随着高度的变化都会发生一定的侧向位移现象，这个主要和建筑物横向水平载荷力有关，所以高层建筑结构设计需要考虑结构具备一定的刚度和承压力。如果发生侧向位移对于建筑物自身的质量安全非常不利，直接会导致坍塌的现象发生。

3、承载力的基础设计：与一些底层和中层建筑的设计相比，高层建筑结构的承载力设计必须要具备足够的刚度。除此之外，高层建筑的外墙、玻璃等保护设施除了具备可靠的承载力，还需要和主体结构保持可靠的连接。

4、水平位移限值和舒适度：通常情况下，高层建筑结构设计对于水平位移的限值有严格的要求，对于风载荷力、地震度、弹性作用等都有合适的计算方法。楼盖结构要具备合适的舒服度，竖向震动频率不能小于3赫兹。

二、影响高层建筑结构设计的一些因素

1、高层建筑结构设计的基本因素：高层建筑结构设计是一项负责的设计工程，因为高度等众多条件的限值，需要综合考虑建筑施工场地的地质条件、楼层上部结构的类型、房屋的高度、施工技术和施工条件等因素。除此之外，还要分析建筑物周期建筑和底下结构的类型，保证高层建筑物不能发生塌陷和偏移等情况。经过科学分析设计得出最佳的结构设计方案，并且保证建筑物不能对周围建筑造成任何影响。而且，高层建筑的地基埋入地层的深度要经过严密核算，保证上部结构的稳定性，避免出现倾斜等现象，要保证高层建筑物的主体结构和地面作用力保持垂直的状态。

2、短肢剪力墙的设计：在目前的高层建筑设计中，国家对于高层建筑结构设计中的短肢剪力墙设计非常重视，在目前新的国家建筑规定中，也对短肢剪力墙的设计做出了明确的规定，并且对于短肢剪力墙也给出了明确的定义。短肢剪力墙的设计要求也有明确的设计原则，一般主要要求厚度和高度的设计在5墙和墙之间，如果涉及到高层建筑结构设计的具体应用，尽量可以使用短肢剪力墙的设计原则。

3、嵌固端的设计：高层建筑结构设计的嵌固端一般出现在2层或者2层以上的地下室顶板之上，也可以设计到2层或者2层以上的人防顶板的上面。如果在具体的设计中，设计师因为忽视其中任何一个因素都可能会导致后期建筑的安全性，带来一定的安全隐患。因此，嵌固端作为高层建筑结构设计中的稳定部分，需要重点研究和设计，相对于高层建筑结构设计来说，位于底层的嵌固端起到了非常重要的作用，对于稳定地基非常有利。

4、结构规则性的设计：在现代的新型结构设计中，高层建筑结构的规则性设计中有了一些明确的规定，比如高层建筑结构刚度方面的对比性和一些平面设计规则性的要求。我国的建筑法规中虽然做出了一些要求，但是在实际的建筑设计中仍然有一些违章行为的发生，进而造成目前建筑质量出现严重问题。因此，对于高层建筑结构规则设计的案例中，为了避免出现一些建筑单位出现后期修改图纸的现象，对于一些已经设计完成的施工图纸和施工方案都需要严格按照高层建筑结构设计的具体规定来执行，严谨出现私自改图或者擅自改变施工方法的现象出现。在具体的结构设计中，要严格依靠计算工具来分析，促进高层建筑的质量提高。

5、共振设计：高层建筑物之所以能在地震的时候发生共振，主要是发生地震的时候产生的频率与房屋建筑的频率处于类似相同的震动范围，因此当地震出现的时候，高层建筑容易发生共振产生倒塌的现象。因此在高层建设结构设计中共振设计也占据非常重要的地位。所以在进行高层建筑结构设计的时候，可以提前考察周边地震带的频率，在结构设计中尽可能将高层建筑结构的共振设计频率远离地震带的频率，避免地震发生的时候容易产生共振现象。

6、高层建筑结构设计的平移：高层建筑设计中因为高度的增加水平位移的发生几率比较大，因此在具体的设计中，要综合考虑周边地震周期、高层建筑结构的刚度等问题，避免因为设计不够发生水平位移的现象，影响高层建筑结构的稳定性和后期使用的安全性。在结构设计中，需要综合考虑高层建筑结构涉及到的周边因素，确保高层建筑结构设计不发生水平位移的现象。

三、结束语：

建筑结构范文篇8

关键词：建筑学;建筑结构;课程;再认识

1引言

“建筑结构”是建筑学专业指导委员会指定必修的一门专业基础课。在以往的教学中，发现学生们听完课后还有很多疑惑没有解决，尽管学习了课本内容，但在建筑设计课程中并不能很好理解和自觉运用结构知识，即缺少基本的结构意识。作为任课老师，这种现象引起笔者对于建筑结构课程的教学目的、内涵和教学方式的思考。面对如何提高课堂教学效率，达到良好教学效果的要求，笔者认为应从所授课程和授课对象两方面入手，研究“输入”和“接受”的认知规律，做到知己知彼，目的是在学生头脑中建立结构意识，而不是固守课本，照本宣科，沿用满堂灌或填鸭式的教学方法。

2相关概念

2.1建筑结构。在汉语中“建筑”一词有多重含义。狭义上，最通俗的理解便是日常所指的房屋；另外，还有作动词用时指建设筑造之意。广义上，“建筑”一词有在哲学中“上层建筑”的使用，指得是相对于经济基础的社会关系，有政治和思想两个方面。[1]“结构”一词用法也相当丰富。从微观的物质组成分子结构、原子结构，到宏观的天体、宇宙结构；到社会生活中经济、家庭结构；以及撰写文章的结构关系、汉字书法的间架结构等等。“结构”一般是指组成一个整体的各个部分的组织方式和相互的关系。如果把“建筑”和“结构”这两个词放在一起，那么它的含义便有了特指。建筑结构——建筑物承担外力的部分，以及它们的构造。我国《建筑结构设计术语和符号标准》给出了“建筑结构”的定义：“组成工业与民用房屋建筑包括基础在内的承重骨架体系”。[2]可见“建筑结构”是研究建筑物的承重骨架部分的组成方式和相互关系的一门学科。2.2建筑学专业与建筑结构课程。对于建筑学专业，对建筑结构的学习是十分必要的。一般建筑学本科的学制可以达到五年，所学课程众多。主要包含了工程技术和人文艺术两个大类，而建筑结构就属于工程技术类的专业基础课。如果说建筑学课程体系是一条河流，那么建筑结构是众多源泉中的一支。由于中文的一词多义，对于“建筑”这个词可以借助Archi-tecture,Building,Construction这三个英文单词来理解。Architec-ture的翻译是建筑学，其含义是人们对即将创建的环境进行设计和规划以满足物质和精神需求，包含功能的布局、空间的组织、以及形式的美观等方面，可将其作为“上层建筑”，归为指导思想的层面来理解。Building的翻译是建筑物，其含义是一栋楼房，实实在在的物体，可以将“建筑”的这一层次，理解为建筑的“本体物质存在”。Construction的翻译是建造施工、建设、结构，其含义是将建筑材料进行组合达到所需的要求，在这一层次“建筑”可以理解为“物质基础”。可以看出“建筑”的整个过程，是在“上层建筑”的设计和规划下，利用物质材料进行建造，形成实实在在的物质实体。“建筑”一词的含义清晰的分为了三个层次。建筑学专业的工作侧重固然是“A”，但好的设计必须拥有对设计对象本体的充分认识，才能够是有源之水，否则只能是凭空想象；建筑师只有对建造的过程深刻了理解，才能设计出可以建造实现的建筑物；有了物质实现，这在建筑的艺术表达层面，也使美观和思想具有了实际载体，利用结构作为造型的手段也是当今建筑创作的潮流。所以建筑学学生学习建筑结构课程是必须的。

3建筑结构课程的内涵层次及培养目标

3.1建筑结构课程的内涵层次。早在古罗马时期，建筑师维特鲁威就提出了建筑设计的三大要素：“安全”、“适用”、“美观”。从目前众多教材可以看出，建筑结构课程的教学往往简单地把土木工程专业的多门专业课，如钢筋混凝土结构、钢结构、砌体结构、木结构等进行删减压缩，合并成一本教材。其主要的逻辑，是在“安全”的范畴内结合材料知识，进行结构强度、刚度、稳定性等计算验证，属于相对微观层面的内容。而在宏观层面结构的“适用”问题，教材中却很少讨论，导致建筑学专业的学生还没有建立基本的概念，就进入到了无尽的公式海洋和计算中，继而丧失学习兴趣，导致教学效果不佳。而在“美观”这一原则中的内容，即结构所带来的造型能力，更是几乎没有提及。建筑学专业学生对于建筑结构课程的学习，笔者认为可以将其分为三个层次：首先，从宏观的角度对结构进行认知，知道什么是结构以及常见结构类型；然后，从中观解决方案设计时的适用、甚至造型问题，学会在设计中对结构进行选择，根据不同的建筑功能以及造型选择不同的结构形式；最后，在微观层次能够进行简单的验算，掌握一定的计算能力，解决常见的工程问题。人类对事物的认知规律，一般来说应当是从宏观向微观，从感性认识到理性认识，所以对于建筑结构课程教学来讲，如果遵循如此的规律，想必会有更好的效果。3.2培养目标。建筑学专业的结构课程与土木工程专业的培养目标有所不同，其主要的目标应该是认知，然后在设计中具有结构意识，最后能够进行简单的计算。在如今应用型教学指导思想下，对于建筑学专业的建筑结构教学，重心应放在课程层次前两个方面——宏观认知和中观应用，学习的重心是为了更好的设计，而并非微观层次计算能力的过度训练。

4建筑结构课程教学的再认识

对建筑学专业的结构课程进行了分析之后，很明确其是有层次的，那么教学工作便不能够只强化例如计算能力的一面，而应该根据课程的层次，多方面立体化的来进行。4.1教学原则。4.1.1奠定理论基础。对于建筑学专业的学生来说奠定建筑结构的理论基础，是建立结构意识和应用结构知识的前提。有了一定理论基础才能够更好的应用结构知识进行设计工作，甚至完成结构的计算工作。4.1.2注重实际应用。学以致用，建筑结构课程的学习对于建筑学专业的学生来说，现实的意义就是在设计中具有结构意识，注重结构问题，在将来的实践中能够良好的与专业工程师沟通。在教学中需要注重培养学生实际应用的意识和能力，帮助他们将书本上的理论知识在实践中去应用。4.1.3引入技术进步。新的技术是教学的有利工具，专业课程的教学要能与时俱进。在如今信息化新技术的时代背景下，课程的教学也要尝试将新的技术引入，教师要及时进行知识更新，掌握新技能并将其应用到教学中来。例如BIM技术，可以利用软件让同学们在计算机中进行模拟的建造结构，加深对结构生成的过程的理解。4.2教学内容。根据建筑结构课程层次分解，本课程的教学内容也可以分为三个层次，分别是对基本结构的认知、结构的应用选型、结构的计算。基本结构的认知包含了结构的基本概念、当代常见建筑结构的类型；结构的应用选型结合设计了解和掌握何种类型的结构适合何种建筑，满足其功能和造型的需求；结构计算，是在力学和材料知识的基础上，训练常见结构类型的计算能力。4.3教学方式。4.3.1讲授、考试。对于专业基础理论课程，讲授法是最直接也最有效的教学方法，能够在最短的时间内，将最大的信息量在一定的时间内系统的传授给学生。在结构课程中，有很多基础概念需要学生掌握，所以这部分内容必须存在。进行考试又是检验和评价学生对基本知识和技能掌握程度的有效手段，它能够给学生记忆和理解基本概念、掌握基本计算技能带来外界动力，提高学习的积极性。这种传统的教学方式，对于学生在建筑“安全性”原则中的基本概念和计算验证的能力的培养和训练很有意义。4.3.2发言、讨论。打牢基础知识的同时，如果教师能够布置任务，将学生分成若干小组，让其课后自主研究，从结构的角度去认知和点评一栋建筑，并在课堂上向所有同学进行介绍，发表自己的看法。这样的结构课程，能够将课堂氛围变枯燥为有趣，能够提高同学们学习的自主性，将过去的被动听课状态转换为主动的研究和探索。并且课堂的发言还能够锻炼同学们的表达能力，这点也是建筑学专业学生需要培养的一种重要能力。这种方式针对建筑结构在建筑“适用性”的原则的学习比较有效，可以使学生达到自主认知和理解的目的，什么类型的结构形式适合什么类型的建筑类型，有什么特点，设计时要注意什么问题等都可以得到很好的训练。4.3.3实践、应用。建筑学专业现在常见的授课模式是设计课和理论课分离。通常一门理论课授课完毕，学期末进行考试，整个课程就结束了。但理论课最终对于设计的作用却无从检验。建筑学专业的专业核心课是设计，将基础知识运用到设计中，这是基础课的最佳效果。在设计课中如果能够穿插结构知识的具体专题，进行知识强化训练，有助于同学们有意识将结构知识运用于设计中，而不是学习完了，就将书本放到一边，理论脱离实践。例如高年级的高层建筑和大跨度建筑的设计课程，就可以进行剪力墙结构、桁架结构等专题的强化，将其模块化嵌入到设计课中去。这种教学模式能够锻炼学生将理论知识运用到实际问题的能力，把大块的知识进行分割，让学生在专题的设计中消化吸收相对比较小的知识点并付诸实践。

5小结

综上所述，通过分析建筑和结构的内涵，肯定了建筑学专业学习建筑结构课程的必要性；进一步分析建筑结构课程，发现其内在宏观、中观、微观的层次内涵，指出学生学习的过程应当遵循认知的一般规律从宏观到微观，教师的教学也应该分层次进行，对于建筑学专业更应该注重被忽略的认知和应用层次的训练；最后，思考对于建筑学专业结构课程的教学方法，提出应当多元化的训练学生不同的能力，使学生真正将知识能够应用起来，达到学以致用的目的。对课程的再度认识带来的只是理论的想法，更多的工作还需要在教学的实践中进行尝试和检验。

作者:文博 单位:三江学院

参考文献：

建筑结构范文篇9

【关键词】张拉整体结构；找形方法；动力学与控制

张拉整体结构是由少量压杆和大量拉索构成的，是一种效率极高的张力集成体系，可充分发挥钢索的强度与张拉整体的空间作用。张拉整体结构的早期研究者多来自建筑和艺术领域，并未提出有效的设计与分析方法。直到20世纪80年代，该结构以其新颖的造型和较低的造价得到了建筑工程师的青睐，也被成功地应用到一些大跨度的建筑结构中，如斜拉桥、可折叠天线以及艺术作品。目前，由张拉整体结构建成的建筑物包括韩国奥运会体操馆、美国圣彼得堡的雷声穹顶、德国科隆比赛馆以及荷兰赫伦文溜冰场等大型体育馆等。上述均是张拉整体概念的结构体系，充分体现了该结构类型超大跨度的优越性，如乔治亚体育馆屋盖结构的耗钢量还不足30kg/m2。针对建筑结构中的张拉整体结构，其研究主要包括稳态找形方法研究、动力学及形态控制研究等方面。

1.结构内涵及特点

张拉整体结构是空间中具有稳定体积的结构，其由一系列不连续的受压单元和一系列连续的受拉单元相互作用而成[1]。受压单元称为压杆，受拉单元称为拉索，单元之间的作用点称为节点。压杆之间互不接触，拉索形成了连续的张力网络，构成了结构的空间外形。Snelson[2]认为张拉整体结构是处于自应力状态下的空间网格体系，受压构件离散布置，无承压刚度并组成一个连续的整体。目前，工程界对张拉整体结构的定义并不明确，存在多种解释。例如，Connelly[3]认为张拉整体结构类似于预应力杆系结构，其结构的边界约束可看作受压单元。由于自应力状态的存在，张拉整体结构在特定的几何形状下是可承受载荷的稳定机构，这使结构内力和形态直接相关，有很强的几何非线性和形态可调性。在建筑工程领域，张拉整体结构大多是一种由预应力实现自平衡的铰接结构。在该结构中，只有预应力的存在，才能使拉索绷紧并且达到一个自平衡的状态，而杆件大多默认为铰接状态。由于拉索预应力的广泛存在，张拉整体结构整体具有一定的弹性，通过改变结构形式、拉索的弹性系数以及拉杆的长度等来调整张拉整体结构的形状、预应力和抗压刚度等。总体上，张拉整体结构还具有以下优势：（1）质量轻、柔性刚度、可折叠、易拆卸。（2）结构中特有的柔性单元为结构自身提供保护，避免外界干扰造成的机械损伤。（3）可变形能力强，所需变形空间小。（4）结构冗余性好，可靠性强。

2.稳态找形方法研究

在张拉整体结构设计中，最关键的是几何构型的计算，即结构找形。张拉整体结构合理的几何构型会使其力学特性更优越，所以稳态找形问题是研究张拉整体结构的最基础问题。根据现有研究，稳态找形方法可大致分为三类，具体为：（1）利用张拉整体结构的拓扑关系找形，如几何找形方法。该类型方法侧重研究结构的拓扑关系，寻找满足某种规则或某种构造形式的结构，对结构本身的几何形状考虑较少，方法实用性差。（2）利用张拉整体结构的静力平衡来找形，如力密度法、能量最小法、解析法、给定杆长求索长法等。该方法可将静力平衡方程转化为约束方程，利用非线性规划进行找形分析，应用较广泛。力密度方法虽适合求解索网结构，但求解有预应力的张拉整体结构较为困难。蔡晖映等[4]通过引入驱动函数，将结构形态控制问题看作结构的状态路径问题，建立了动态张拉整体运动控制模型的求解方法。Tibert[5]等人对比了张拉整体结构典型运动方法的找形速度和准确性，发现部分找形方法较为特殊，如利用随机方法选取结构构型并通过迭代来达到平衡的蒙特卡洛法等。（3）利用张拉整体结构的动力学来找形，如动态松弛法、约束优化方法、线性优化法和蒙特卡洛法等。其中，动态松弛法主要应用于索网及索膜结构的找形中，通过阻尼耗散的方式求解结构的不平衡力，Michael[6]最早将动态松弛法应用到张拉整体结构的找形过程，计算过程中不需要对结构的刚度矩阵求逆，计算求解简单高效。与力密度法相比，动力松弛法更适合寻找结构拓扑关系、压杆长度或拉索弹性等信息已知的张拉整体结构构型。传统找形方法大多针对特定的或有一定规则的结构构型，忽略了结构自应力分布情况，方法实用性差。目前，找形方法越来越侧重于非对称结构或非规则形状张拉整体结构的研究，根据结构的节点坐标、压杆长度、拉索的弹性系数以及其他形状参数，建立结构的约束条件，并不断寻求新的结构构型。在建筑结构中，张拉整体结构的找形方法还需考虑几何外形、初始预拉力、矢跨比和跨度等参数。张拉整体结构主要有旋转抛物面、圆锥面、双叶双曲面和球面等几何外形。其中，旋转抛物面和球面在建筑领域应用较多，在不同载荷作用下结构的内力分布均匀，受力性能较好。初始预拉力需要合理选择，通常要控制内脊索和外环索的预拉应力。矢跨比和跨度直接影响张拉整体结构的静力学，需根据结构载荷进行设计。

3.动力学与形态控制研究

现阶段国内对张拉整体结构的动力学研究较少，并没有成熟的样机出现，运动学及结构形态控制等基础研究存在许多不足，亟需完善理论与实验研究。目前，根据张拉整体结构的建模方法，其动力研究主要包括牛顿欧拉法、拉格朗日法、虚功原理法和凯恩方法等。近年来，越来越多的研究者侧重研究张拉整体结构的动力学与形态控制研究，如建立了张拉整体结构基本的理论体系，得到了许多建模与分析方法[7]。在建筑结构中，张拉整体结构的动力学分析更侧重于结构稳定的判定研究上。典型的研究包括：Guest[8]建立铰接杆系结构的节点平衡方程，并对节点坐标求导分析了结构的切线刚度矩阵；Ohsaki[9]和Calladine[10]等通过分析铰接杆系结构的切线刚度矩阵，并分别利用矩阵的正定性和几何力来判断结构稳定性。罗尧治[11]和包红泽[12]等根据上述稳定性的判断规则，分别研究了索杆张拉整体结构和铰接杆系机构的稳定性。

4.结论

建筑结构范文篇10

关键词：房屋建筑；抗震设计；结构

我国地域广阔，地理环境差异大，不同地区的地质条件不同，发生地震的频率也不同，因此灾害等级也不同，但都会为人们的日常生活带来严重影响，造成不同程度的经济损失，破坏人们居住环境，还会威胁人们的生命安全，因此对房屋建筑结构进行抗震设计非常重要。根据地质抗震规范操作要求，选聘专业的地质学技术人才，分析房屋建筑结构与地质抗震之间的关系，结合地质环境条件，改善建筑结构抗震设计思路，以达到抗震、减震的设计目标。

1建筑结构地质抗震的设计理念

建筑结构的抗震设计主要是实现建筑结构的稳定设计。从概念和理论上分析，明确建筑结构设计的意义，分析各类房屋建筑结构的地质抗震问题。房屋建筑结构的不同体系设计直接关系建筑整体的抗震水平，需要分析建筑局部力学与整体力学之间的关系。不同的房屋建筑结构受地震灾害的影响不同，要从工学理论实验、设计理念思维上进行分析，重视建筑结构角度中各个方面的因素，准确分析建筑结构的各方设计要求。根据各方概念，清楚定位，准确辨别，进行高精准度、可靠性思维分析，优化建筑结构设计的综合应用，确定建筑结构地质抗震设计理念标准。

2建筑结构地质抗震的基本设计原则

2.1建筑结构的基本性能构件。在建筑结构设计中，要对承载力、稳定性等基础结构抗震要素进行分析，对抗震系数、建筑结构的抗震设计结构、材料性能等因素进行评估，对柱、梁、节点结构进行基础抗震原则的衡量，结合建筑结构的抗震需求，分析确定构件中可能存在的薄弱问题，结合抗震审计确定符合建筑结构抗震基本性能的要求。2.2抗震放线布局设计理念。在建筑结构抗震设计中，需要明确具体的延展体系思维，组织结构抗震的整体形势，以抗震设计理念为标准，不断提升抗震的延展性，重视抗震布线、放线节点的协调匹配。根据地质放线设定标准要求，分析抗震的重点、余震的发生角度，以方便建筑结构抗震设计重点的选定。2.3建筑结构部件的强弱化分定。在建筑结构设计中，对各个构件要进行强弱划分，判断抗震设计中具体的强弱划定标准，明确其中存在薄弱的部分，判断提升正确处理强弱的操作方式。建筑抗震结构图如图1所示。2.4建筑结构内容优化，结构简化。按照建筑设计的规范要求，对结构设计进行简化。在房屋抗震设计中，要分析建筑结构的复杂因素，根据建筑结构的框架设计标准，计算分析其力学原理，强化建筑结构的平衡性，提高整体控制力度，简化抗震设计中的复杂因素，以提升建筑结构的整体抗震性能。减少房屋建筑结构的抗震负载力，优化房屋建筑结构中的作用力，提高承载力和平衡力，制定符合建筑结构抗震设计的质量原则和标准，以达到优化内容，简化结构的目的。2.5建筑结构整体性原则。按照建筑结构的整体抗震设计标准，从抗震的各项环节入手，分析抗震设计的特点和标准。明确抗震设计的科学布局，充分考虑各个方面的抗震影响因素，对不同的结构进行协调优化。加强建筑结构的抗震稳定性，结合设计思路，对不同部分作用力进行分析，结合具体环境情况，优化房屋建筑整体结构，调整抗震作用力水平。在房屋建筑功能的设计布局中，需要分析建筑房屋的稳定性，以满足抗震规范和设计规范的要求，以及建筑结构的整体设计原则。2.6建筑结构抵抗性基本原则。按照建筑结构抵抗性基本原则，分析地震抗震的作用标准。结合房屋建筑结构稳定性原则，分析建筑结构的抗震设计标准。根据建筑结构的抗震抵抗性能进行分析，判断建筑结构的抵抗性是否达标，是否满足建筑结构的安全性和稳定性。结合建筑结构房屋的整体设计思路，做好建筑结构预期规划，设计中要明确建筑结构的规划设计目标，从建筑结构的抗震损失评估和抵抗力水平入手，优化建筑结构的平衡力，实现受力与承载力的平衡，进一步稳固建筑结构的抵抗性。

3建筑结构地质抗震设计中存在的问题

3.1地下抗震的问题。在房屋建筑结构抗震设计中，要重视建筑结构的均匀分布，提升建筑结构构件的合理布局，保证结构的连续、均匀。在建筑结构设计中，平面结构较为复杂，为了保证结构平面与立面的平整、均匀和连续性，要对房屋建筑地下部位结构与地上部位结构进行衔接布置，如果防震缝上下部分脱离，就会导致抗震性能降低。另外，如果上下构件呈现不同的结构，上下不吻合，就会导致构件规范不合理、不标准。为了使建筑结构符合转换层的要求，就要调整转换层抗震控制效果，避免出现薄弱层或断裂层。3.2延展性设计问题。在建筑结构设计中，要对延展性情况进行分析。根据抗震设计的基本原则，预估地震造成建筑结构的损害。房屋建筑的延展性可以消耗多余的地震能量，保证小震建筑结构不损坏，中震建筑结构可修复，大震建筑结构不倒塌。根据不同建筑结构的墙、轴、柱等类别，调整建筑结构各项目的抗震设计数据。在工程造价中要规范建筑结构抗震设计标准，确定设计规范要求，以保证建筑延展性设计的顺利开展与实施。

4建筑结构设计中抗震设计的重要价值

4.1建筑结构模型设计优化的重要意义。建筑结构设计要从多角度入手，根据建筑结构的空间特点和模型平面变化，对建筑平面空间形态进行模型分析。当发生地震时，要对平面的状态、受影响力进行评估，预估其可能导致不平衡状态的因素，降低建筑因设计不合理所导致受损的问题。传统的房屋建筑结构的抗震性能低，建筑结构的基础刚度不符合实际操作要求，建筑会受地震整体变化因素的影响。因此，建筑结构设计师要根据建筑设计的基本理念，简化平面设计，重视空间和整体的规划布局。按照凹凸面结构层，分析建筑不对称延展的原因，对建筑结构实施合理的布局，遵循设计规范要求，确定刚度设计标准的基本原则，有效降低对房屋建筑结构的不利影响。4.2建筑结构中抗震设计规划的影响因素。建筑结构设计要遵循基础设计理念，结合平面、三维立体、剖面设计特征，不断优化房屋建筑结构的刚度，提高建筑结构的均匀性，以保证建筑质量在合理的抗震设计要求标准内。当地震发生后，建筑结构受地壳运动变化出现不稳定、不均衡的情况，这是因为建筑结构之间的受力过大或受力不均所导致。在建筑结构设计中，要结合当地的地质条件准确分析房屋建筑结构设计的理念标准，分析建筑结构的抗震基本规律，施加合理的建筑结构抗震规范设计要求，预估地震可能造成的损坏强度，采取分区域化处理，减弱房屋建筑结构所承载的抗震力，降低建筑结构的损害，充分发挥建筑结构的抗震力度。

5建筑结构抗震设计技术的对策方案

5.1建筑结构抗震的新设计思路。建筑结构设计中要以安全为设计管理的基本要求，不断提升建筑结构整体抗震能力，重视对结构功能水平的分析。根据设计规范的基本要求，对建筑结构中的特殊结构设计进行处理，提升房屋建筑减震抗震的能力，重视建筑抗震效果的优化，以合理的抗震结构方式，保护人们的生命财产安全。5.2建筑结构抗震的加固设计。在建筑结构设计中，要加强抗震结构设计规划，在施工前做好抗震设计标准。面对建筑施工规范管理要求，对建筑结构安装部位的技术指标进行分析，判断建筑结构中需要采取的抗震措施。施工单位可以采用抗震阻尼操作方式，对建筑上层实施抗震、减震设计，以提升房屋建筑结构整体抗震性能。5.3建筑结构中无黏性抗震、减震设计。建筑结构中要对无黏性抗震体系实施减震效果的设计与评估，分析无黏结支撑体系的配置标准和设计规范。在房屋建筑结构设计中，钢管与内核钢之间无黏结固定，可实现建筑整体造型和层次的美观。当地震发生时，钢管外部和内部之间的空隙可以起到直线支撑和减震、抗震的作用，保证房屋建筑结构不受外力的严重破坏，达到保护建筑结构的目标。5.4建筑结构的抗震设计数据分析。地震是地球表面地壳运动引发的，其发生与地质环境结构有关系。在房屋建筑结构设计中，要根据建筑现场地质特点进行现场勘查分析，结合以前地震震动发生的数据信息和建筑建设要求，设计地震能量传递抗震的办法。根据地质抗震的设计要求，对建筑结构进行优化，以提升建筑结构的整体抗震设计水平。5.5建筑结构的平面规范分析。建筑结构中平面规则与建筑结构抗震的稳定性有直接联系。建筑设计中要充分考虑建筑平面的布局和规范，对凹凸的深度、宽度、稳定性等因素进行分析，充分考虑建筑结构设计中平面的规则操作是否符合建筑结构的设计标准。建筑结构中平面设计的凹面、凸面要采用符合地质结构抗震设计思路的方式，最大限度提升建筑结构的稳定性。从材料的选择和结构设计上来弥补，选择符合抗震刚性要求的材料，而建筑结构顶部则要选择韧性强的材料。5.6建筑结构的抗震设计要求。根据建筑结构的抗震要求，巧妙运用建筑结构的整体稳定性来优化抗震结构面层，并对灾害发生的强度做好评估。以房屋建筑结构的设计规范为标准，从抗震总体结构性能上进行评估，提升建筑主体的抗震安全性，重点提升建筑结构加固设计思路，做好设计安全的准确评估。根据建筑结构设计规范，利用建筑结构模型测试设计是否符合施工标准要求，找出技术薄弱环节的要点，改进局部抗震结构设计，以保证建筑结构整体抗震设计准确有效。根据房屋建筑的实际高度和质量标准要求，规范建筑企业的施工，确定建筑结构施工的加固标准。工作人员要准确评估建筑结构的地基，搜集各类设计资料和信息，建立房屋建筑结构设计模型，结合建筑结构测定方式，计算建筑承载力标准，以满足建筑结构的抗震设计要求。5.7建筑结构加固设计规范要求。在建筑结构设计中很多建筑的功能用处不统一，抗震指标无法达到建筑物规范要求。在建筑物的规范使用上，要经过建筑行业主管部门批准后方可改变建筑使用用途。在规范房屋地基基础抗震性能的过程中，要确定房屋是否符合实际规范使用标准要求，结合房屋地基做好加固设计的数据准备。建筑结构设计师采用砌体结构，其实际的抗震性能不足，在砌体结构的基础上可采用建筑加固设计方式，以提升建筑的稳定性。通过拉杆、圆圈横梁等结构部件来加强建筑结构的地面支撑力，优化钢筋混凝土建筑结构的稳定性，以满足后续建筑的使用需求。

6结语

综上所述，在建筑结构的抗震设计中，要对建筑整体的抗震性能进行分析，重视对建筑结构抗震性能的优化。从房屋建筑抗震设计结构规划入手，结合抗震设计思路，分析确定符合建筑结构的抗震设计方案，重点保证建筑结构的整体稳定性，优化建筑结构的安全性，以保障人们的生命财产安全。我国地域广阔、地形多样，地震发生的因素不同，为了更好地加强地震抗震的技术规范水平，就要重视建筑结构的基础设计，从设计技术操作规范入手，提升建筑抗震性能，更好地提升后续房屋建筑的施工管理工作。

参考文献：

[1]张以刚,刘旭.房屋建筑结构的抗震设计要求探究[J].住宅与房地产,2017(9).

[2]冯国将.房屋建筑结构抗震设计要求分析[J].城市建设理论研究(电子版),2018(6).