建筑结构设计存在的问题及对策8篇.doc

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1、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。建筑结构设计存在的问题及对策8篇 第一篇：房屋建筑结构设计中的问题与对策 1我国房屋建筑结构设计情况 经济与科学技术的发展，在提高公众基本生活水平的同时，也极大地开阔了人们的视野。社会公众对建筑的要求越来越高，建筑对于公众来说已经不单单是遮风避雨的场所，更是生活品质及安全的象征。顺应这一社会需求，现代建筑逐步演化形成了环保型建筑、节能型建筑、全生态型建筑等等，而适用、可靠、经济、节能环保也正是未来建筑发展的主要趋势和方向。 1.1我国房屋建筑行业现状 首先，我国房屋建筑行业发展速度过快。我国经济自大步伐发展以来，城市一体化进程急剧加快，城市人口猛增，尤其是在一、

2、二线城市，社会对住房的需求直线上升。这就在一定会程度上促生了大量房地产开发商的崛起和出线，加之国家对房地产行业的支持和鼓励，导致我国的房屋建筑发展过快。房屋建筑行业已呈现出泡沫经济状态，空置房数量大大增加;其次，房屋内部设计问题逐渐增多。现代建筑企业开发建设住房基本上都是以企业盈利为目的，很多建筑开发商为了增大建筑可用面积，而一味地压缩住房安全面积及设施占地面积，这就使得建筑设计本身存在了安全隐患问题。而且，许多建筑内部设计也不尽合理，例如露天阳台过小，卫生间过大的现象时有曝光。再次，建筑质量问题堪忧。近年来我国的建筑企业数量直线上升，各建筑企业的资质与能力良莠不齐。在经济利益的驱动下，这些建

3、筑企业一拥而上都像在市场上分一杯羹，但是也正是在经济利益的驱动下，这些建筑企业并没有将建筑质量置于建设首位。 1.2我国房屋建筑结构设计发展趋势 目前，我国的大大小小建筑企业非常多，建筑市场竞争压力也相对较大。在这样的市场大环境下，我国的房屋建筑数量仍将呈缓慢上升态势，且各建筑企业将从自身管理、技术、设计、施工、售后等各方面出发不断进行完善，以期在日益激烈的市场竞争中站稳脚跟。依照目前我国建筑行业的建设理念来看，我国未来的建筑设计将逐步趋向于环保节能，也就是说环境友好型建筑将逐渐在建筑市场上得以普及。 2我国房屋建筑结构设计中的常见问题 2.1对房屋建筑设计重视及履行度不足 房屋建筑设计是房屋

4、建筑施工的根本导向和指南针，房屋建筑设计质量的高低直接决定了房屋建筑质量的优劣。但是就我国目前建筑行业的发展情现状来看，大部分建筑企业都没有对房屋建筑设计予以充分重视，反而倾向于“经验型”施工，即利用之前建筑建设的经验通过人为策划随即开工。这样不仅不能保证建筑设计风格，而且建筑在施工过程中出现质量及安全问题的风险也较大。此外，还有些建筑企业虽然有房屋建筑设计图，但是设计图对这些企业来说仅仅只是“一纸空文”，设计图纸是用来应付相关政府单位检查的“法宝”，而施工经验才是这些建筑企业真正依照的建筑“图纸”。 2.2图纸结构布局不合理 单单有房屋建筑设计图还远远不能构成规范建筑的基本需求，房屋建筑图纸

5、并不是随意的测绘和描画，房屋建筑图纸应当体现一种和谐的建筑理念，并拥有完善合理的建筑外部、内部设计及搭配。但是目前很多建筑企业的建筑图纸设计不尽科学，有些一味追求建筑的外部美观而忽视了建筑内部协调，有些则是盲目地扩大建筑实际可用面积而随意减少建筑承重墙等必要内设。只有房屋建筑设计图纸尽可能的规范合理，成型后的建筑才可能规范，其外部及内部构造、最大承载力、受力结构等才能够合乎标准。 2.3结构缝设置不合理 结构缝无论是在房屋建筑设计环节还是在房屋建筑施工环节都是一大技术难题，不同的地区有着不同的自然环境和气候条件，气候的冷热和自然环境的急速变换都会对建筑造成一定程度上的影响。所以，房屋在设计和施

6、工中都应当充分考虑到房屋结构缝的问题，但是就现阶段我国建筑现状来看，大部分建筑企业并没有将结构缝纳入建筑考虑范围，有许多建筑企业都是在建筑施工结束后利用灌浇的办法对结构缝进行处理，但是灌浇法一来影响建筑美观，二来寿命较短，影响房屋整体使用年限，三来也不会修复，会给今后的房屋建筑维护带来很多不必要的麻烦。 3提高房屋建筑结构件设计的措施 3.1房屋建筑施工前进行严密的房屋结构设计 房屋建筑设计是房屋建筑施工之根本，所以各建筑企业首先应当对房屋建筑设计予以高度的重视，并成立专门的具有较高专业水准的房屋建筑设计队伍提前进行周密的建筑图纸设计。一来要对建筑当地的自然环境及气候条件做以充分调查和了解，二

7、来要关注当地的地形及地貌，对当地的地质灾害做以了解，对经常发生的地质灾害要严加防范并在建筑图纸设计中加以体现。建筑企业一定要保证房屋建筑图纸设计队伍严密性、精确性和合理性，以房屋建筑图纸为房屋建设的根本指南，确保房屋建设施工有条不紊的开展。房屋建筑设计图纸能够为后续的房屋建筑施工提供极大的便利，对于建筑企业来说，完成一份高质量无失误的房屋建筑设计图纸就相当于建筑施工已经成功了一半，房屋建筑设计图纸对建筑施工的指导及保障作用不容小觑。 3.2房屋建筑施工过程中严格履行房屋建筑设计图纸 建筑企业要摈弃“经验型”建设传统理念，并确保房屋建筑施工的每一个步骤每一个环节都严格按照房屋建筑设计图纸进行，从

8、根本上杜绝房屋建筑施工出现偏差的可能性。如果建筑施工方在建筑施工过程中无视建筑图纸的存在，一味地按照自己的经验型理念进行施工建设，那么后果是不堪设想的。房屋建筑设计图纸不仅是对建筑各方面数据的明确规定和标识，同时也体现了我国建筑行业中对各建筑指标的技术要求及界定，所以，不参照房屋建筑设计图纸进行施工不仅有可能会出现所建设建筑与预期不符的可能，还可能引发建筑施工安全问题。因此，我国的建筑企业一定要彻底杜绝不按照房屋建筑设计图纸施工的行为，一方面要以房屋建筑设计图纸为施工指南和依据，另一方面也要在施工过程中进一步加强对房屋建筑施工图纸的监督和更正，确保建筑图纸呈现出最佳效果。 3.3重视结构缝设计

9、问题 结构缝是建筑领域的一大技术难题，但是建筑企业不能因为害怕麻烦就在建筑的设计和施工环节忽视结构缝问题。结构缝问题是一个不容忽视的问题，若是结构缝问题没有得以恰当处理，那么就有可能导致房屋整体的偏移，甚至坍塌，所以，建筑企业一定要重视结构缝问题。在房屋建设设计阶段，房屋建筑设计人员应当亲自深入建筑施工地，对当地的自然环境、地形地貌、气候条件做出科学合理的评估，特别是要对当地一年四季的温度、水温、太阳辐射等条件做出具体的调查和了解。在了解这些基本情况以后，设计人员应当进行合议，必要时还应邀请地质或建筑专家进行共同商议，对不同建筑地域的建筑条件进行认真缜密的探讨和分析，并最终确定适合该特定建筑项

10、目的结构缝处理方法，确保房屋质量及使用安全。 4结语 建筑是社会必不可少的重要组成部分，我国建筑领域依旧在向前蓬勃发展，新兴建筑还在不断涌现。为了加强房屋质量和安全，最大程度上避免房屋建筑隐患及问题，建筑企业就应该从房屋建筑设计阶段入手，在房屋建筑设计过程中严抓技术、紧扣标准，在设计的同时不断革新不断改进，力求精益求精，确保后续房屋建筑施工的完整无误。 1建筑结构加固施工的设计 只有正确的建筑结构加固施工设计才能在施工过程中合理、有效地对建筑结构进行加固，对于建筑结构的加固问题要由具有相应资质的机构进行评估，这样可以避免因为对建筑物的稳定性、安全性没有准确认识，而造成施工结构加固的质量问题。另

11、外，结构加固施工的设计可以对加固工程的施工进行有效控制，在施工过程中，依据设计好的图纸、施工前的施工组织设计及各项施工方案进行科学有序的施工，既保证了施工进度，同时也节约了建筑结构加固的施工成本。在针对建筑结构加固设计中，需要考虑两个方面：第一，在经济上的可行性。由于建筑物长年累月经受自然环境侵蚀，而一般结构加固都是在建筑物使用了相当多的年限之后才会出现结构稳定方面的问题，所以需要对加固建筑物是否符合经济效益进行深入研究，如果经济成本不符合经济效益的话，就要重新规划；第二，在结构加固设计前对建筑物进行全面了解。应与原承建单位进行协调，尽量减少对建筑物的破坏，对原承重部分进行最大限度的保留，这样

12、可以避免对建筑物进行二次破坏。如果原承建单位不能提供出准确的原始记录，就需要设计单位对原有的设计图纸和现场情况综合考虑，然后给出合理的施工意见。 2常见的结构类型 2.1钢筋混凝土结构 结构方面主要是以梁板柱为支撑和承重结构，这种结构整体性好、抗震能力强，由于主体使用的材料为钢筋和混凝土，所以主体结构材料抗腐蚀能力很强，一般用于大型公共建筑、高层住宅和写字楼等民用建筑，一些中小型的工业建筑也会使用钢筋混凝土结构。在一些地基稳定性较差、风力较强的地方对于高层建筑一般都会有剪力墙的设计，剪力墙的作用对建筑物的横向受力有很大的平衡作用。 2.2钢结构 钢结构在大型工业厂房中被广泛使用，其主体材料是由

13、各种钢材制作的预制件，一般是厂家以预制件的形式出厂，运输到场地后进行现场组装。钢结构的特点是自重较轻，就其自身特性，在很多大跨度、高空间的建筑中，钢结构的使用非常受欢迎。 2.3砖混结构 砖混结构主要应用于多层住宅中，砖混结构的特点是造价较低，但在高层建筑中如果使用砖混结构容易出现因下层砂浆没有完全硬化而造成偏移，所以，如果在中高层建筑中使用砖混结构的话，必须要在下一层完全硬化之后才能进行上层的施工，有时受到天气影响会对施工进度造成一定影响。 2.4砖结构 砖结构的特点是技术含量低，竖向受力以砖墙为主，横向受力以木结构为主，其造价低廉，结构简单，但稳定性相对较差。砖结构主要应用于农村的屋舍，使

14、用年限受到木结构的腐蚀影响。 3建筑结构加固施工技术的应用分析 第一种，增加截面加固法。这种技术已经相对成熟，具有施工工艺简单的特点，应用非常广泛，并且这一技术适用于多种情况。但此技术需要的作业时间较长，容易对建筑物的使用造成一定影响，只可对一般性的混凝土构件进行加固。第二种，外包钢加固法。此方法是在尽可能减少增加截面的情况下对建筑物承重结构的截面积进行加固，可以在尽量减少占用体积的情况下大幅增加承载力。主要有干式外包和湿式外包两种技术，对于一般的建筑都可以采用湿式外包型钢技术，可以有效提高建筑物的承载力，而且其工序少、工期短，一般都是在梁和柱的位置进行加固。第三种，粘贴钢板法。此施工方法在施

15、工中不需要湿作业，而且具有工期短、加固时占用空间小、对原建筑造成的损害小等特点，但这种方法的缺陷也非常明显，由于这种方法需要胶粘的工序，所以胶粘的好坏决定了施工的质量和承载能力，但是在施工过程中很难保证胶粘的质量，因此一般都是对静力状态下的建筑结构进行加固。第四种，碳纤维加固法。将碳纤维布或碳纤维粘板粘贴在建筑结构的表面来增加建筑物的承载力，这一技术具有质量轻、工序少、施工简单、耐腐蚀性强等特点，但此材料的耐高温性较差，容易发生火灾，所以适用于60以下的环境中，如果超过60或者有防火需求时，则需要相应的技术措施进行处理。第五种，其他加固技术。植筋技术是针对原有混凝土结构中已有建筑物进行改造所使

16、用的方法，在一些特定的情况下也有加固的作用；裂缝修补技术主要是对墙面的裂缝问题进行修复，这种技术应根据产生裂缝的原因有区别地进行处理。 4建筑结构加固施工技术需要注意的若干问题 应对即将施工的工序、技术方法以及可能出现的问题做出相应的方案及安全预案，并且认真编制相应的施工计划，将工期、工序、成本等各个方面都进行详细的计划，在施工过程中严格按照相应的施工方案执行，如果有意外情况出现须有组织地按照提前编订的相关预案执行，不可擅自做主。另外，在结构加固的过程中，应该尽量避免对原有建筑物的二次破坏，利用原本的结构进行合理、有效的加固，在科学合理的基础上，尽量以最小的成本、最小的改动来达到最佳的效果。在

17、加固的施工过程中，对各种材料的使用一定要应用在最合理的地方，不可以张冠李戴。 5结语 建筑结构加固施工是一项综合且复杂的工程，在施工的过程中安全管理方面非常重要。而且在设计及施工过程中，一定要根据各种现场情况进行分析，在使用材料方面也要根据当地情况有针对性的选择。施工过程中，各种施工方案能否严格执行是工程质量优劣的关键，只有各种因素都严格按标准执行的情况下才能确保工程的施工质量。 对于高层建筑来说，结构的安全，施工安全等都是十分重要的。当前我国建筑行业普遍工期较短，而且单位面积建筑物的数量超过西方发达国家。如果其结构设计存在任何问题，就给建筑物带来潜在安全隐患，因此在对建筑物尤其是高层建筑进行

18、结构设计的时候，就要将建筑安全放在首位。 1当前建筑结构设计当中的不安全因素 首先结构设计不安全，对于一栋建筑物来说，其结构是否合理，这是影响该建筑物是否安全的重点，通常不合理的设计有以下几种情况，一种是在设计的过程当中对于建筑物水平方向所能承担的载荷没有进行计算，继而在水平方向上设置相应的承载机构，这是导致建筑物在水平方向上出现倾斜的一个重要原因，对于建筑物的通风、防火等问题，没有进行合理的计算，从而导致该部分设计不符合实际情况，一旦发生类似问题，极有可能发生失去控制，同时楼内的工作人员也很难从该建筑物安全逃离。其次，在建筑物抗震方面未达到要求，由于我国一部分地区位于地震多发带上，因此在进行

19、建筑尤其是高层建筑的时候，要充分考虑的就是建筑物的抗震性，这对于维护人民群众的生命财产有着十分重要的意义。以汶川地震为例，由于建筑物抗震性差，而导致大量的人员伤亡。由此可见，我们必须提高建筑物的抗震性，但是当前由于地震并不常发生，因而使得一部分建筑设计人员，在进行设计的过程中，常常忽视了建筑物的抗震性，他们片面的以为通过建筑物自身的重载，就可以达到抗震性，但是这种方式往往在56级地震时，就导致该建筑物产生剧烈震动，从而极可能发生安全事故。第三，对于建筑物的材料选择不够严格，由于建筑物的选材是极为重要的，但是由于当前社会具有一定的投机性，建筑设计师完成设计之后，采购部门选择的材料往往达不到建筑设

20、计的要求，比如水泥低于一个牌号，本来要使用直径为10mm的钢筋，而实际只有9mm等等情况，由此就造成建筑物的安全隐患，还有就使得建筑结构设计当中，建筑设计师对于钢筋的使用数量都进行详细计算，然而在实际施工的过程中，偷工减料，减少了钢筋的使用量。由于钢筋是建筑物极为重要的结构，当减少钢筋使用量之后，该建筑物的抗震能力、抗剪强度都受到极大的影响，因而就达不到设计要求，从而留下巨大的安全隐患。还有一种情况就是擅自更改钢筋规格、降低钢筋的使用量，此种方式虽然能够节省出大量的资金，但是这种情况会导致建筑物的抗震性以及结构强度等均达不到设计要求，留有巨大的安全隐患。 2导致建筑结构设计不安全的主要原因 首

21、先就是建筑设计师的综合素质，由于我国建筑行业发展十分迅速，房地产行业的发展日新月异，然而高等院校培养相关人才的速度远远跟不上建筑行业的发展速度，因此通过拔苗助长的形式，出现了大量的建筑设计单位，由于该部分人并未经历正常设计师所经历的工作路线，因此其专业水平大大折扣，这就为建筑物的结构安全留下巨大的隐患。其次，建筑设计单位设计重点出现偏差。当前建筑设计单位，在进行设计的时候，为了满足业主方的需求，其首先考虑建筑物的外观，将理应进行的安全结构部分，认为进行修改，使得该部分产生不安全的因素。由此发生的建筑物倒塌事故不在少数。第三，建筑设计人员缺乏足够的安全意识，很多建筑设计公司的工作人员对于建筑设计

22、的安全问题不够重视，其往往不考虑建筑设计的安全问题，而是只要求施工单位按照设计图纸建设建筑物即可，换句换说他们首要考虑的因素就是建筑物的外观、实用性等，由此设计出来的建筑物存在不安全因素也是不可避免的。第四，过于追求利益。由于建筑公司和设计公司都在追求利益最大化，因此就在设计、施工当中充分考虑成本和利润的问题，这也是导致建筑物出现安全问题的重要因素。 3如何提高建筑物的安全性 首先对于建筑设计单位、施工单位以及业主方，进行安全方面的宣传和教育工作，使其意识到建筑物安全的重要性，意识到不重视安全可能导致的后果以及需要承担的相关责任。监管部门应该根据当前实际状况，定期对建筑设计单位、施工单位以及业

23、主方定期进行宣传教育、安全考核等，对于违法国家建筑法的有关行为严厉惩罚。其次，提升建筑设计人员的综合素质，加强高等院校建筑设计人员的安全教育，对于一栋建筑物来说，其设计人员的专业水平能够直接影响该建筑物的安全性，因此建筑设计公司就要对结构设计人员进行专业培训，同时通过各种竞赛、交流等活动，来提高建筑设计人员设计方案的安全性。 4结语 从上述情况来看，当前我国建筑物的安全存在巨大的隐患，应该建立相应的机构对于相应的建筑物，定期进行检测，同时不断提高建筑设计公司、设计人员的专业素质，同时也要提高业主的安全意识，在追求外观、经济性的同时，要重视建筑物的安全性，通过安全教育、培训等方式来创造一个良好的

24、安全氛围。 1无法准确预测的地震作用 结构抗震如同要打一场战争一样，要想取得战争的胜利，需要知己知彼，才能百战不殆。结构抗震这场战争的敌人就是地震作用。然而，我们对地震作用的了解远不及军事战争中对敌人的认知程度。人们对地震作用的认识经历了漫长的岁月，直到现在我们也没有能力真正准确地计算出结构的地震作用。在地震工程学科建立之前，人们通常会把地震看成是一种超自然的力量，也就是说地震作用是不可知的，只能静静等待地震的到来，任凭地震的摧残。地震作用本身具有强烈的随机性，不仅与地震本身有关也与结构的自振特性密切相关。与其他作用相比，地震作用是一种间接作用，看不见摸不着，是一种惯性力。可见地震作用本质上是

25、以运动形式存在，故称为地震动。地震动的幅值、频谱和持时是地震动最主要的特性。20世纪初期，大森房吉、佐野利器等日本学者提出了“震度法”，建立了静力理论，从此拉开了现代地震工程研究的序幕。至今百余年来，研究者们一直在苦于探索如何才能既简便又准确地反映真实的地震作用。静力理论形式简单，其核心思想是假定结构是与地面嵌固的刚体，结构的水平地震作用取结构重力与地震系数的乘积，地震系数建议取0.1。在静力理论中，刚体假定忽略了结构本身是变形体的本质，也没有考虑结构自振特性对地震作用的影响，地震系数的取值也很难准确反映不同地震大小的影响。尽管静力理论如此粗糙，但该理论抓住了地震动的幅值特性，这也是人们对地震

26、作用认识过程中质的飞跃。20世纪30年代，美国受到日本地震工程研究的影响，也开展了强地震动的观测，并成功获得了elcentro地震记录。20世纪40年代，美国学者biot和housner等人基于实测的地震记录提出了反应谱方法。反应谱理论在保持静力理论基本形式的基础上考虑了结构的自振特性，反映了地震动的频谱特性，使抗震理论又向前迈了一大步，目前我国抗震规范的地震作用计算所采用的振型分解反应谱法和底部剪力法就是依据反应谱理论。然而，反应谱理论只说出地震动的一半问题，没有考虑地震动持时对结构破坏的影响。20世纪50年代，美国学者housner提出了时程分析方法，能够同时反映振动幅值、频谱、持时三要素

27、，从此结构抗震进入了动力理论阶段。随后美国学者clough，newmark和日本学者武藤清等人分别在结构有限元、数值积分算法和结构弹塑性理论等方面做出了巨大贡献，使得抗震分析理论从弹性时程分析发展到弹塑性时程分析阶段，并在实际工程应用中取得了显著成绩。然而，时程分析的结果又很大程度上取决于地震动记录输入的选择和结构模型的精确程度。由以上分析可见，对地震作用认识经历了一个由简到繁、由浅及深的过程，目前的理论成果来之不易，但仍需进一步理论探索。这并不是地震作用认知的终点，我们依然还在路上。 2不能被彻底认知的结构材料 俗话说“巧妇难做无米之炊”，土木工程结构同样需要建筑工程材料。传统的材料有土、木

28、、钢材、石材、砌块、混凝土等。在绿色建筑节能减排的号召下，建筑材料科学有了突飞猛进的发展，建筑工程有了更多的新型轻质、高强、高性能材料的选择，也为实现特殊形式、特殊功能的建筑结构提供了物质保障。钢筋混凝土是由钢筋和混凝土组成的复合材料，共同工作是要有可靠的粘结性的前提。混凝土本身就具有非常大的离散性，通常也是带裂缝工作的。在地震作用下，钢筋混凝土材料经历弹性变形阶段、开裂阶段、弹塑性变形阶段到逐渐丧失承载能力阶段。在每一个阶段中，材料的性能都会发生本质的变化，从理论上如何准确地描述这些行为也是非常具有挑战性的。受到生活习俗和当地经济的影响，目前我国农村大部分地区采用的都是以砌体材料为主的房屋结

29、构。然而，这一类房屋结构在地震中的破坏率和倒塌率却是很高的。从材料的角度来讲，砌体结构是由砌块和砂浆砌筑而成，然而这两种材料本身性能差别很大，又很大程度上受到施工质量的影响。因此，从理论上要说清楚材料在结构中的受力行为及确定破坏准则更是一件非常困难的事情。我们一般是在试验研究的基础上，做出一些假定，利用经典的力学来描述材料的性能，然而现实中的材料与经典力学中的材料有本质的差别。同时，材料在静载下的性能与在地震作用下的性能也存在明显差异。目前材料及构件层次的恢复力模型种类繁多，仍没有被广泛认同的模型和模型参数确定方法。土木工程的发展呼唤着新型材料的出现，材料科学的发展又会促进土木工程学科的进一步

30、发展，二者相辅相成，相互影响。提高对建筑材料的认知程度会大大增强结构抗震设计的可信度。 3不能被精确分析的结构 建筑行业“节能减地”是城市发展的基本战略，随着经济和建筑技术的飞速发展，世界各地涌现出一系列设计理念超前、科技含量高、使用要求高、施工难度大的重大工程。结构越来越呈现出“高”“大”“怪”等新特点，建筑作为凝固的音乐记录了时代艺术的魅力和科技发展的进步，同时结构本身的复杂性也为抗震设计提出了新的更大挑战。随着建筑层数和高度的增加，地震作用对高层结构的安全性的控制则会更加显著。为了适应不断攀升的建筑高度，就必须提高结构的抗侧移刚度，以控制结构在水平作用下的侧移。结构体系也由传统的框架结构

31、（20层）、剪力墙结构（35层）以及框架剪力墙结构（50层）逐步发展为框筒结构（55层）、筒中筒结构（65层）、束筒结构（75层）、巨型框架（90层）和大型支撑类结构体系（140层）。目前，很多超高层结构采用多种材料和结构类型的混合结构体系。在结构抗震中要知己知彼，知己就是对我们结构自身的认识。无数次地震灾害警示我们要重视结构的规则性。怪异的结构体型不仅会减弱结构的抗震能力，同时也会大大增加结构分析的难度。不是结构师要埋没建筑师奇思妙想的灵感，而是结构师目前确实还没有精确分析出复杂结构地震反应的能力。楼房已经建造完成了，可谁又能保证在之后的极端作用下结构是安全的。中国唐山地震、中国汶川地震以及

32、美国“911”事件等都说明了建筑结构在抵抗极端作用能力的不足和结构倒塌后所造成人员伤亡等后果的严重性。与军事战争相比，战争胜利的标准是不同的，军事战争可以以牺牲人的生命为代价消耗敌人、攻占城池或夺取政权，然而结构抗震这场战争是以地震中牺牲最少的人作为胜利的最低标准，若能保证在地震中结构不倒塌则是锦上添花。可见，在关注结构体系发展的同时更要提升对结构体系抗震性能，尤其是结构抗倒塌性能的认知。 4不完善的结构地震分析 结构地震反应分析是指以结构动力学为基础，计算和分析结构在地震输入下的结构响应，检验结构的抗震性能，并为抗震设计提供指导和建议。进行结构抗震分析时，首先就需要将结构系统简化为力学模型，

33、进而抽象为数学模型，计算在系统输入下结构系统的输出，即结构的地震反应。结构地震反应分析结果误差主要来自于三个方面，分别是系统的输入选择的合理性、结构系统的简化模型的准确性以及结构反应的计算方法的可靠性。目前我们根据场地条件和设防烈度来选择地震记录的输入，但这并不能代表未来结构可能遭遇的地震动。与真实结构相比，结构模型也做了大大的简化，忽略了很多影响因素，尤其在结构、构件、材料的恢复力模型上还很难达到共识。结构弹塑性地震反应分析主要是基于动力有限元分析方法，有限元将结构连续体在空间上进行了离散近似，逐步积分算法则是将结构反应在时域上进行了离散近似，这些近似算法的精度都会受到某些条件的限制，有时计

34、算结果误差较大，甚至会发散。尽管地震反应分析还存在以上问题，但这并不能否认结构抗震分析的必要性。大量的震害表明，经过抗震分析并进行抗震设计的工程结构远比未经过抗震分析和抗震设计的工程结构优越，这也得到了理论界和工程界的广泛认同。为了检验结构分析结果的有效性，目前可采用三种验证手段：1）进行结构抗震试验;2）结构地震反应监测;3）结构震害研究。实践是检验真理的唯一标准，试验是实践的一种近似体现。与航天工程、机械工程领域相比，由于土木工程结构体型庞大，几乎不可能完成足尺结构的抗震加载试验，因此通常采用模型结构试验。近几年，国际上陆续举办多次不同类型结构的盲测试验，以检验现有的各种数值模拟方法。比赛

35、结果表明参赛者采用不同软件甚至采用同一软件所模拟的结果相互都存在较大差异，这也说明我们目前的结构地震反应分析还要进一步的完善。由于受到模型尺寸效应和加载时间效应的影响，模型结构的抗震试验结果能否再现原型结构真实的地震反应和抗震性能也是值得商榷的。由于在地震中的结构安装监测设备数量很少，这也大大降低了采用结构地震反应监测检验地震结构分析的可行性。结构震害可以被看作是对真实结构进行了一次最真实的足尺结构试验，结构在地震中的表现是最有说服力的。所以，我们更要分外重视历次地震中的震害，从中获得启示。要从震害中找到结构倒塌规律，并用来检验、发展现有的结构分析方法，改进现有抗震设计方法。 5发展中的结构抗

36、震设计 结构抗震设计是基于现行的抗震设计规范进行的设计工作。为满足抗震设防目标，一个完整的抗震设计应包括三个方面，即概念设计、抗震验算和构造措施，三者缺一不可，互为补充。自从新中国建国以后，我国陆续颁布了59，64，74/78，89，2021，2021等6版抗震设计规范。每一次的抗震规范的修订都在吸纳国内外相关学科的最新研究进展和借鉴结构最新震害的启示。“89版规范”明确提出了三水准抗震设防目标，“2021版规范”关注了基于性能的抗震设计，吸纳了弹塑性静力推覆分析和隔震、消能减灾等抗震设计方法。“2021版规范”吸纳了很多汶川地震中的震害启示，尤其是加强了概念设计和构造措施，重视了强柱弱梁延性

37、破坏的保障。结构抗震设计也从基于承载力的设计方法发展到基于承载力和延性的设计方法，目前正向基于性能抗震设计方法方向发展。传统的抗震设计主要是依靠主体结构或构件的破坏来耗散地震能量，其核心思想是“抗”，通过增大构件截面尺寸和材料强度及用量来提高结构的抗震能力，以硬碰硬，往往为两败俱伤，震后结构难以修复。结构振动控制技术将控制技术与土木工程相结合，通过在结构上设置控制元件来消耗、吸收、调频地震能量，从而降低结构的地震反应，提高结构抗震性能。根据控制中外部输入能量的大小，振动控制可分为被动控制、主动控制、半主动控制和智能控制。虽然目前结构振动控制技术工程应用还很有限，技术本身的有效性还有待于在地震中

38、进一步验证，但可以将其看作为一种广义上的抗震设计方法，这为结构抗震打开了一扇窗，使得结构抗震设计更有主动性和生命力。 6结语 结构抗震的认识经历了由浅入深、由表及里、循序渐进的过程，也是在理论研究和实践中逐渐知己知彼的过程。结构抗震理论错综复杂，科学研究就是要逐渐认识事物本质的过程，找到事物发展的客观规律。引导学生既要怀有感恩之心，珍惜现有的结构抗震的认识成果，同时也要清楚地知道现有的认知仅仅是现阶段的相对真理而已，要不断汲取结构抗震经验和教训。结构抗震方法和技术在不断修正和发展，鼓励学生要有更为开放的心态来学习这门课程，体味结构抗震中的科学思维方法。 随着我国经济的不断发展，各行各业都对建筑

39、提出了自己的独特要求，建筑行业一时间得到突飞猛进的发展，同时建筑建造工程也成为社会上造成环境污染、资源紧张的主要工程之一。建筑工程的时间和资金成本有很大一部分是花费在建筑结构的建造上，而建筑结构的设计优化有助于在保证建筑质量的前提下，综合各个影响建筑性能的因素，提高建筑材料利用率、使建筑结构更加科学合理，降低建筑成本，提高建筑的经济效益。因此，建筑师在建筑设计时应注意学习运用，并不断改进结构设计技术，以提高建筑的整体性能、降低建筑结构的成本，进而提高建筑的整体经济效益。 1建筑结构设计优化的意义 众所周知，房屋建筑结构直接影响着房屋的功能与质量，优化房屋的结构设计对于房屋安全性、持久性、美观性

40、、经济性等都具有十分重要的意义。在房屋建造中，许多因素相互制约着，如果结构设计不合理，很容易顾此而失彼。这些因素包括建筑物层数、土地占有、建筑物结构分布、建筑物结构外观及经济性等。以采光性和建筑密度的关系为例，如果要求在确定的地皮上建造更多建筑面积，那就不得不增加建筑高度，而建筑高度的增加，势必会影响相邻楼的采光性。而建筑设计优化，则是兼顾各个影响因素，根据业主对建筑的功能要求，找到各个因素的最佳结合点，从而提高建筑的经济性与适用性。 2建筑结构设计的主要优化技术 2.1结构优化设计模型 建筑结构的可行性直接影响着建造成本的分配情况，分析其可行性的具体原理为将结构化的理念引入到建筑结构设计中来

41、，在各种影响变量中选择主要参数，建立函数模型并得到建筑的最优解。首先要选择合理的影响变量，具体来说，就是将对建筑结构性能影响不大的参数设置为预定参数，将影响较大的参数设置为设计变量，以减少计算量;其次，根据选定的设计变量的相互关系来建立目标函数，并且通过此函数，寻找在约束条件下的最优解;最后，设定约束条件。建筑结构可靠性的要求约束条件包括应力、裂缝强度、结构强度等各个方面，并且在寻找到最优解之后，还要使用分析软件对设计方案进行构图模拟，测试设计方案是否达到最初的设计要求，以及有哪些需要改进的问题。由此在全面的调查分析研究及精准的简图计算基础上，结合之后的模拟检验，使最终的方案设计更加科学合理。

42、 2.2房屋建筑整体结构的选择 建筑自身的结构类型对房屋建筑的工程成本有很大的影响，普通房屋建筑的结构类型主要包括以下几种：1）抗风墙类型。此结构类型被广泛应用于高层建筑中，以混凝土为基础，其优点是建筑抗震能力强，并且钢筋等材料使用数量较少。2）框架类型。这种结构类型的优点是在建筑结构布局上很灵活并且造价较低，其缺点是柱结构自身的截面较大，因而降低了抗震能力。3）混合结构类型。这种建筑结构类型综合了以上两种结构类型的优点，并适当规避了不必要的缺点。这种建筑结构类型广泛应用于日常的工程建设中，应用性较强并且结构布置等方面的合理性、科学性都有所提高，而且这种混合结构类型的抗震和抗侧力能力很强，因此

43、通常运用于民用建筑工程中。以上三种建筑结构类型都优缺点共存，并且在不同类型建筑上有所发挥。因此，具体分析和选择建筑结构优化方案具有十分重要的意义。在建筑工程开始之前，施工单位要考虑业主和实地情况对建筑性能的种种要求，使建筑结构优化方案不仅能够满足业主的要求，还可以提高建筑的经济性，一举两得。 2.3信息化技术的合理应用 在房屋建筑施工过程中，结构优化设计方案受到许多因素的制约，这将对工程的整体进度、建筑施工造成很大影响。因此，建筑工程需要将许多在施工过程中可能会遇到的细节问题纳入考虑范围，综合到建筑结构优化设计中来，以确保之后的正式建筑施工能顺利展开。如今计算机网络、云计算等技术日趋成熟，这些

44、信息化技术的应用可以帮助建筑设计工程师预测建筑建造过程中可能出现的细节问题。例如：通过一些可以定义施工参数的电脑软件，就可以既精准又快速地完成相应任务。在房屋建筑优化设计过程当中，为了简化设计过程，常常只将对建筑性能影响加大的因素纳入综合设计范围，而对那些影响较小的细节问题作为非重要因素忽略，这容易给房屋建筑施工过程带来隐患。电脑设计软件就可以减少甚至避免此类问题的出现，从而弥补设计工程师的不足。通过使用电脑设计软件不仅大幅度提高了建筑结构设计工程师的工作效率，也有力地保障了建筑施工的顺利开展。tbcad系统是建筑结构优化设计使用最为广泛的软件，其通过详细分析结构方案、结合各种资源来更加优秀地

45、完成优化设计。tbcad系统实际操作过程可分为两个主要步骤进行：1）对建筑施工过程使用到的各项资源进行优化设计，既使用少的材料，又达到最好的效果，让房屋建筑的整体结构性能达到最优的配比;2）可以对结构设计当中使用的构件强度进行优化，即对每个部件当中钢的使用多少与截面的大小进行相应调整，从而达到质量最优、成本最低的目的。 2.4节能结构设计的优化 在国家绿色发展、循环发展、低碳发展的号召下，做好结构的节能设计是十分必要与重要的。在房屋建筑的使用中，能量开支比较大的活动项目包括取暖、照明等。因此，在结构设计时，要注意设计建筑的主要朝向向南，以得到最大的采光时间，降低照明对电能的消耗;要扩大南面的窗

46、口面积，以得到最多的太阳辐射能;在建筑的北面做好保温设计，进而将热量留在房屋建筑内部，从而提高房屋的保温效果。另外，屋顶的设计可以采用架空的方式来增加房屋的保温;或者铺设循环水管，这不仅可达到冬暖夏凉的效果，同时还可以增加热水的供应量。 3评价与展望 建筑结构设计优化技术为我国建筑行业的发展做出了巨大的贡献，并在社会上创造了很大的经济效益，对我国实现绿色发展、循环发展、低碳发展具有很大的现实意义。当前，我国建筑结构设计优化技术也在不断创新进步中，新技术新工艺不断涌现出来，并被行业内设计及施工公司所实践和认可。建筑结构优化设计逐渐延伸到建筑设计的更多方面，以发挥更多的功能，促进建筑的使用性能不断

47、提升。另一方面，由于建筑建造工程也是造成大气污染、资源紧张的一大因素，因此国家和社会应不断加大对建筑结构设计优化技术研发人力和资金的投入，使我国的建筑结构设计优化技术得到更快的发展，确保我国的建筑工程更加能够满足社会经济可持续发展战略的需要，并降低社会住房方面压力，改善民生。 1剪力墙结构概述 1.1剪力墙结构的定义和特点 剪力墙结构是应用范围较广的承重体系，是纵向与横向的钢筋混凝土墙的结合，因能承受水平方向与竖直方向的力而得名，同时还能制约建筑在水平方向上产生的力。剪力墙由钢筋混凝土墙体构成，它的产生是建筑结构的一种革新，用钢筋混凝土墙体代替最初起承重作用的梁柱来承担荷载以及荷载自身产生的力

48、。剪力墙结构在高层建筑中应用的十分广泛，发展至今已经成为一种十分常见的结构体系。剪力墙结构的优点：剪力墙结构具有较好的稳定性和整体性，能够提高建筑物的承载能力;侧向刚度较大，对建筑物水平方向的荷载有较好的限制作用，适合高层建筑;无外露梁柱和构件，不会影响建筑内部空间美观和功能的分布。剪力墙结构的缺点：剪力墙虽然稳定性好，承载力佳，但对建筑的类别限制较大，因其承重原理是靠墙体和楼板形成的受力系统，且一旦建成就不易拆除，在空间上更是宜小不宜大，所以对于住宅和宾馆等空间间隔不大的居住类建筑，比较适用剪力墙结构;除此之外，剪力墙对钢材的消耗也较大，在经济性上不具备优势。总的来说，剪力墙结构整体性好，水平荷载作用下侧向变形小，刚度好，但空间布局不够灵活。 1.2剪力墙种类 许多剪力墙为满足功能和使用要求，要在墙体上设置洞口，这就会影响到剪力墙的承载力，因此，剪力墙结构以此为分类依据，主要有：1）实体墙。当剪力墙上没有洞口或所开的洞口在墙体面积15%的范围内时，对该墙体的荷载承受能力影响较小，仍具有较好的稳定性，不会有异常情况发生，属于实体墙。2）小开口整体剪力墙