工程結構設計概況模板(10篇)

導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇工程結構設計概況，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

中圖分類號：TU37文獻標識碼： A 文章編號：

引言

混凝土結構一直是我們最常用的結構，《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）修訂反映我國近十年來混凝土結構學科的科研成果和工程建設中的新經驗，標志著我國混凝土結構的計算理論和設計水平有了新的提高與發展。

1、鋼筋的混凝土最小保護層厚度的調整

鑒于《混凝土結構設計規范》（GB50010-2002）中規定混凝土保護層最小厚度是指縱向受力鋼筋的外表面至混凝土表面的距離，除長期干燥或永久置于水中的混凝土構件外，其他環境下的構件并不能滿足設計使用年限內防止鋼筋嚴重銹蝕的耐久性要求，并且為防止混凝土構件中最外側箍筋和分布筋首先銹蝕并導致混凝土順筋開裂和剝落，對其保護層厚度的要求應該與主筋相同，《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）從混凝土碳化、脫鈍和鋼筋銹蝕的耐久性角度綜合考慮，不再以縱向受力筋的外緣，而以最外層鋼筋（包括箍筋、構造筋、分布筋等）的外緣計算混凝土保護層厚度，規定混凝土保護層最小厚度是指鋼筋的外表面至混凝土表面的距離，很顯然，《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）規定的混凝土保護層最小厚度既保護了縱向受力鋼筋，又保護了箍筋、分布筋，比《混凝土結構設計規范》（GB50010-2002）規定混凝土保護層最小厚度有所加大。對由縱向鋼筋和箍筋組成的梁、柱構件，混凝土保護層最小厚度的調整使正截面設計中截面有效高度 h0=h-as( 若僅布置一排鋼筋時，《混凝土結構設計規范》（GB50010-2002）為 as=c+d縱/2，《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）為 as=c+d箍+d縱/2，見圖 1）有所減少；對由縱向受力鋼筋和分布鋼筋組成板構件而言，新舊混凝土結構設計規范規定的保護層厚度不變，不影響正截面設計中截面有效高度 h0=h-as。《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）除了修改對鋼筋的混凝土最小保護層厚度定義外，還對結構構件所處耐久性環境類別進行了劃分，對應環境等級修改，《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）調整了混凝土最小保護層的最小厚度 c（mm），對一般情況下混凝土結構的保護層厚度稍有增加，而對惡劣環境下的保護層厚度則增幅較大。

2、鋼筋錨固和連接方式的改進

我國鋼筋強度不斷提高，結構形式的多樣性也使錨固條件有很大的變化，根據近幾年系統試驗研究及可靠度分析的結構并參考國外標準，《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）提出 ιab即基本錨固長度，取代了原先的 ιa，從基本錨固長度的計算公式看，公式并沒有改變，但改變 ft取值，《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）提出當混凝土強度等級高于C60時，ft按C60取值，而《混凝土結構設計規范》（GB50010-2002）則是當混凝土強度等級高于 C40 時，ft按 C40 取值。這主要是根據實驗研究表明，高強混凝土的錨固性能被低估，原先的最高強度等級取 C40 偏于保守，其實這也是為推廣高強度鋼筋，如果采用原先的公式計算，高強度鋼筋的基本錨固長度有些長。另外，《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）刪除《混凝土結構設計規范》（GB50010-2002）中錨固性能差的刻痕鋼絲，同時提出當混凝土保護層厚度不大于 5d 時，在鋼筋錨固長度范圍內配置構造鋼筋的要求。當不考慮錨固長度修正時，取相同直徑 d，采用《混凝土結構設計規范》（GB50010-2002）和《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）計算受拉鋼筋錨固長度。

3、鋼筋用量的分析

工程概況①：按《混凝土結構設計規范》（GB50010-2002）計算，梁、柱、墻受力鋼筋采用 HRB400 級，梁、柱箍筋和墻中構造筋以及板中鋼筋均采用 HRB335 級。

工程概況②：按《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）計算，梁、柱、墻受力鋼筋采用 HRB400 級，梁箍筋和構造筋、墻構造筋以及板中鋼筋均采用 HRB335 級。

工程概況③：按《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）計算，梁、柱、墻受力鋼筋采用 HRB500 級，梁箍筋采用 HRB400 級，墻構造筋及板中鋼筋仍采用 HRB335 級。

通過中國建筑科學研究院研發的 PKPM 程序模擬計算，其計算結果如下：

3.1剪力墻結構

工況②與工況①比較：在鋼筋強度等級相同的條件下，按《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）計算的鋼筋總用量（748.84t）比按《混凝土結構設計規范》（GB50010-2002）計算的鋼筋總用量（747.83t）略有增加，比值為 1.001；其中梁箍筋（HRB335 級）的用量因規范修訂稿中受剪公式的改變有較明顯增加，梁中受力主筋（HRB400 級）的用量因《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）中裂縫寬度計算公式的改變有所減少；板和墻的鋼筋用量受最小配筋率控制，基本無變化。工況③與工況①比較：工況③仍按新修訂的《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）計算，但梁中箍筋改為 HRB400 級，梁、板和墻中的受力主筋改為 HRB500 級。可以看出，鋼筋總用量（742.23t）比按《混凝土結構設計規范》（GB50010-2002）計算的鋼筋總用量（747.83t）略有減少，比值為 0.993；其中梁箍筋用量僅略有增加，而梁中受力主筋的用量則減少明顯，梁中鋼用量合計減少約 5.6%；板和墻的鋼筋用量仍受最小配筋率控制，變化不大。工況③與工況②比較：工況③和工況②均按《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）計算，只是工況③提高鋼筋強度等級，可看出兩種工況下鋼筋總用量基本相同，主要是因為板和墻的鋼筋用量受最小配筋率控制變化不大，而梁中箍筋和受力主筋用量則有明顯減少。

3.2框架結構

工況②與工況①比較：在鋼筋強度等級相同的條件下，按《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）計算的鋼筋總用量（229.73t）比按《混凝土結構設計規范》（GB50010-2002）計算的鋼筋總用量（231.13t）略有減少，比值為 0.994；其中梁箍筋（HRB335 級）的用量因規范修訂稿中受剪公式的改變有較明顯增加，而梁中受力主筋（HRB400 級）的用量因規范修訂稿中裂縫寬度計算公式的改變有所減少；板的鋼筋用量受最小配筋率控制，基本無變化；柱的鋼筋用量略有增加。工況③與工況①比較：工況③仍按《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）計算，但梁和柱的受力主筋改為 HRB500 級。可以看出，鋼筋總用量（217.35t）比按《混凝土結構設計規范》（GB50010-2002）計算的鋼筋總用量（231.13t）減少約 6%（比值為 0.940）；其中梁箍筋用量增加較明顯，而梁中受力主筋的用量則減少明顯，梁中鋼用量合計減少約10.9%（比值為 0.891）；板和柱的鋼筋用量仍受最小配筋率控制，變化不大。工況③與工況②比較：工況③和工況②均按《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）計算，只是工況③梁和柱的受力主筋改為 HRB500 級。可看出提高受力主筋強度等級后鋼筋總用量減少約 5.4%（工況③鋼筋總用量為 217.35t，工況②鋼筋總用量為 229.73t，比值為 0.946）。

結束語

在我國當前迅速發展的工程建設領域中，混凝土結構是我國工程建設中應用最廣泛的一種結構形式之一，全面修訂的混凝土結構設計規范在新材料應用、設計理論發展等方面有重大進步，對確保工程質量，促進我國鋼筋混凝土結構設計水平，進一步提高及混凝土結構學科的發展起到有力的推動作用。

參考文獻

篇2

近年來，我國建筑行業快速發展，建筑市場的競爭日益激烈，相關施工單位想要獲得更好的發展，必須高度重視建筑工程高層結構設計和造價控制，高層結構設計對于整個建筑工程項目的安全性和穩定性有著決定性的影響，并且如果高層結構設計階段的造價控制不合理，會給施工單位和建設單位造成巨大經濟損失，因此應采用科學合理的方法，加強建筑工程高層結構設計造價控制，推動建筑工程的可持續發展。

一、建筑工程項目概況

吳川市河海路陽光花園小區某建筑工程地下室有3層，地上建筑高度約93.5m，1到4層為商業裙樓，5層以上為住宅區[1]，高層結構為剪力墻框架結構體系，剪力墻通過建筑樓面梁式結構轉換為框支柱，從而滿足大跨度、大空間的建筑空間要求。

二、建筑工程高層結構設計策略

1、結構布置設計

建筑工程高層結構布置設計，應結合建筑結構的抗震設計原則和高層結構工作原理，降低結構的剛度突變和扭轉效應，重點考慮西部結構的力學性能，使各個構件各盡所能，實現預期目標。同時，結合建筑工程項目實際情況，做好建筑結構的布置和選型，設計人員通過建筑結構形式表達出創意和構想，實現實用又美觀，設計人員在保障建筑工程高層結構安全的基礎上，應積極創新建筑結構形式，在設計階段重點分析建筑高層結構的豎向和平面布置，確保建筑工程高層結構的科學性和合理性，并且平面布置應盡量規則、簡單，縮小質心和剛心之間的距離[2]，在水平荷載條件下避免建筑高層結構發生較大扭轉，對于建筑結構的豎向布置，使承重構件在整個建筑結構中貫穿起來，豎向剛度應漸變，避免在突變區域水平荷載應力集中，損壞建筑工程高層結構動力荷載。另外，建筑工程高層結構設計應綜合考慮多方面因素，確定最合理、最經濟、最簡單的建筑結構方案，如建筑結構中的豎向承重構件，如剪力墻、墻柱等，不僅需要承載豎向荷載，還需承受地震作用和風力荷載，因此在布置豎向構件時，應將豎向構件放置在有利于分擔溫度應力和水平荷載的區域。

2、地基基礎設計

建筑工程地基土層比較復雜，當前還沒有標準的模型來精確進行地基模擬描述，因此在建筑工程地基基礎設計時，相關設計人員應結合工程實踐經驗和基本理論知識，分析和預測地基基礎容易出現的各種問題，編制最佳的設計方案。通常情況下，建筑工程高層結構設計主要是將地基、基礎和上部結構看作獨立、離散的單元進行力學分析和計算，但是為了確保地基基礎設計的合理性，不能僅僅著眼于建筑工程地基基礎，還應考慮到地基不均勻沉降有可能會造成上部結構的變形或者開裂，因此在設計時應將上部結構、基礎和地基看作一個整體，仔細分析三者之間的相互作用，了解基礎剛度變化對于建筑工程高層結構的約束作用，綜合多方面因素，設計出最佳的地基基礎方案。

3、構造措施設計

建筑工程高層結構時，為了保障建筑結構在動力荷載和靜力荷載作用下的安全性和穩定性，不能僅依靠簡單的計算分析，特別是建筑工程區域發生地震時，建筑工程高層結構的一些關鍵構件遭受損壞、墻體坍塌，因此必須要采取一些可提升建筑工程高層結構延性和整體穩定性的抗震措施，如建筑工程高層結構施工設計要求，配置適量的鋼筋材料，一方面減輕建筑結構重量，另一方面，可避免水泥硬化和溫度應力造成的混凝土開裂，防止建筑工程整體坍塌或者遭受嚴重破壞。

三、建筑工程高層結構設計階段造價控制措施

1、構建科學合理的設計管理體制

為了實現對建筑工程高層結構設計造價的有效控制，應構建科學合理的設計管理體制，首先，明確建筑工程高層結構設計造價控制的主體，落實建設項目責任制，先有企業法人然后確定項目，由企業法人負責項目的籌資、籌劃、建設、資產保值、債務本息歸還、生產經營等過程管理[3]，承擔建筑工程項目的投資風險。通過實行投資風險約束機制，使設計單位在建筑工程高層結構設計階段做好造價控制，提高建筑工程項目的經濟效益和社會效益。

2、采用招投標機制，做好設計優選工作

建筑工程設計在確定設計單位主要通過委托設計、邀請招標、公開招標三種方式，這三種方式各有各的特點，業主應結合建筑工程項目的實際特點和具體要求，選擇最合適的招標方式，加大對建筑工程項目的造價管理，將工程造價控制和確定中標單位聯系起來，使相關設計人員在建筑工程高層結構設計過程中精心設計、全面策劃、周密考慮，獲得最大化的經濟效益。引入市場競爭機制，做好建筑工程設計招標工作，選擇最優的設計單位和最佳設計方案，重點解決設計階段的造價控制和技術管理問題，通過這種方式，會促使設計單位提交造價合理、創意獨到、技術先進的設計方案，增強其競爭意識和緊迫感，提高建筑工程高層結構設計質量，用最合理的工程造價和最佳的設計，有效控制建筑結構設計成本。

3、加強結構設計造價控制

為了確保建筑工程高層結構設計的經濟性、準確性、合理性和先進性，防止相關技術操作和功能要求沖淡對建筑結構設計造價控制的要求，建設單位應明確該建筑工程項目的投資要求和使用功能，在招標文件中對投標單位采用價值工程方法和原理優化設計方案提出要求[4]，招標過程中，應嚴格審查招標單位的整體實力和資質信譽，按照我國建筑設計招標細則，構建合理的評標辦法和合理的評標機制，確保設計單位公平、合理的競爭，并且設計單位應結合建筑工程項目的清單計價規范，詳細估算每個設計方案的經濟性，選擇最佳的建筑工程高層結構設計方案，提高經濟效益。

4、推行設計監理

建筑工程高層設計階段的造價控制不能僅僅依靠設計單位和政府管理，應積極推行設計監理，由監理單位監理整個設計過程，充分發揮監理的約束和協調作用，將造價控制在標準的限額范圍內，還可促使相關設計單位優化結構、改善管理。同時，建筑結構設計監理還應構建投資控制系統，對整個設計過程進行實時跟蹤，避免建筑設計的缺陷和失誤，設計單位和建設單位應加強對建筑工程高層結構設計變更的控制和管理，提前實現一些非發生不可的項目變更，考慮到建筑工程高層結構施工的切實可行和圖紙設計的合理性，不斷優化和改進建筑結構設計，確保整個建筑工程的穩定性和可靠性。

結束語：

隨著現代化城市進程的加快，高層建筑項目越來越多，建筑結構也越來越復雜，這對于建筑工程高層結構設計和造價控制提出了更高的要求，結合建筑工程項目的實際情況，優化和完善結構設計，采用科學合理的造價控制措施，實現建筑工程的綜合效益。

參考文獻：

[1] 何輝常，王靜.淺談建筑工程設計階段的造價控制[J].科技信息，2011，20：510.

篇3

引言：

人防工程是戰時防空、保障人民生命安全的重要措施，隨著城市的發展，人防工程的建設越來越引起人們的重視。防空地下室是人防工程的重要組成部分。與其它類型人防工程一樣，它具有國家規定的防護能力和各項戰時防空功能，是實施人民防空的物質基礎。如何設計好人防工程，使人防工程在戰時能真正起到防空及保障人民生命安全的功能，這就要求我們設計人員深刻理解并嚴格執行《人民防空地下室設計規范》現將防空地下室設計中常見的問題進行分析和探討。

1.人防結構設計的特點及原則

1.1人防結構設計的特點

人防地下室水平荷載作用及變形特征。（1）風荷載計算均扣除地下室的高度。地下室是否約束、約束的程度與風荷載計算無關。（2）設計設定地下室部分的基本風壓為零；在地上部分的風荷載計算中，地下室頂板作為風壓高度變化系數的起算點。結構在地震作用下的反應受地下室外的回填土約束程度的影響。（3）由地下室質量產生的地震力，主要被室外的回填土吸收。

1.2人防結構設計的原則

（1）對常規武器爆炸動荷載和核武器爆炸動荷載，設計時均按一次作用。（2）平戰結合，取控制條件，在5級或6級人防設計中，結構的頂板基本上都由戰時控制，而側墻和底板則因地下室結構形式的不同而由實際情況確定。（3）只進行承載力的驗算，由于在核爆炸動荷載作用下，結構構件變形極限已用允許延性比來控制，因而在防空地下室結構設計中，不必再單獨對結構構件的變形與裂縫進行驗算。（4）注意各部位的抗力（強度）協調，以免因設計控制標準不一致而導致結構的局部先行破壞，失去整個防護建筑的作用。（5）地面與地下承重結構體系要協調，不能出現兩者強弱相差較大的情況。（6）人防地下室墻、柱等承重結構，應盡量與地面建筑物的承重結構相互對應，以使地面建筑物的荷載通過防空地下室的承重結構直接傳遞到地基上。（7）重視構造要求，人防設計的許多構造要求比一般的建筑要求更為嚴格，應充分保證結構的延性，“強柱弱梁（板）”、“強剪弱彎”。

2.人防結構工程設計內容與方法

2.1人防工程結構設計概況

某甲類防空地下室總建筑面積7350m2，除局部設備用房為非人防區，其余大部分為人防區。地下室人防區分設A、B、C、D共4個六級人防單元，人防單元共計5915 m2。本工程抗震設防烈度為7度，地震加速度為0.1g，采用框架剪力墻結構，框架抗震等級為三級，剪力墻抗震等級為二級。地下室不考慮風荷載作用。地下室梁、板混凝土強度等級為C30，墻柱混凝土強度等級按上部結構整體計算所得，采用C40混凝土。

2.2人防地下室底板設計

（1）地下室底板人防荷載確定。本工程采用先張法高強預應力管樁，屬有樁基鋼筋混凝土底板，且為飽和土，底板人防荷載取值為25 kNm2。（2）地下室底板反向荷載確定。依據建筑總平面布置圖及室外道路標高系統，本工程設計抗浮水位標高9.2米，即相對標高為-1.05米。底板標高-4.550，底板厚度為0.3米，計算水深3.8米。底板疏水層為100～200mm，以均厚150mm計算，底板自重10.5kNm2，計算反向荷載扣除底板自重為（1.35×38-10.5）1.35=30.5 kNm2。（3）底板截面設計。按人防要求，底板最小厚度250mm，因板跨、荷載較大，本工程取底板厚度為300mm，保護層厚度50mm，可滿足底板承載力及裂縫寬度0.2mm的要求。最大水頭H為3.8米，底板厚h為0.3米，依據《高規》表12.1.9基礎防水混凝土的抗滲等級確定辦法，Hh=3.80.3=12.7，地下室底板設計抗滲等級為0.8MPa。底板設計采用PKPM結構設計軟件進行計算，考慮人防荷載、水浮力的反向荷載并扣除底板自重的倒樓蓋模型進行設計，反向荷載以恒載計算，底板自重為對結構有利恒載，取分項系數1.0，人防荷載為等效靜荷載，分項系數為1.0。

2.3人防地下室頂板設計

（1）地下室頂板概況。頂板為綠化，覆土700mm厚，設計恒載為14 kNm2。小區內設有消防車道，消防車荷載按荷載規范取值，頂板人防等效靜荷載標準值為70 KNm2。地下室車庫柱跨為6×8米，經與設備專業配合后，地下室凈高應不小于2.8米；（2）頂板截面設計。頂板設計采用PKPM結構設計軟件進行計算，考慮人防荷載、覆土荷載，消防車荷載，活載等的單層樓蓋模型進行設計。有限制的梁高，按通常的做法無法滿足大跨度下的大荷載。采用降低底板標高以增加地下室層高為增大梁高拓展空間，這勢必增加地下室的開挖深度，增加工程造價。加大梁寬可以解決配筋率過大的問題，但又造成梁截面過大，形成典型的肥梁胖柱型結構，這也是結構經濟性要求所不容許的。最后經過研究采用框架梁端加掖的構造措施，這既解決了配筋率超限的問題，又滿足地下室凈高的要求，既節約了工程造價，又為各設備專業提供了足夠的空間，實現了工程的可行性。（3）嵌固及后澆帶設計。主樓部分地下室頂板作為上部結構的嵌固端，即要滿足人防荷載，覆土荷載及本層活荷載的要求，又要滿足本層結構的側向剛度不應小于相鄰上部結構樓層側向剛度的2倍的要求，且采用軟件時程分析，進行補充計算，局部加強地下室及首層墻柱。在考慮有可能塔樓有對頂板構件水平力的傳遞，所以在地下室頂板主樓部分的設計中，按主樓整體計算的結果進行截面設計。本工程總長度達到136.8米，總寬度為70.4米，如何解決溫度應力引起的收縮裂縫則是不容忽視的問題。傳統的做法，地下室頂板底板以30～40米的間距設置800寬的非上下貫通后澆帶，同時注意后澆帶避開坡道及人防口部，后澆帶在頂板覆土之前封閉，并加以養護。傳統的做法也是最有效的做法，經驗證明這種做法是防止超長結構溫度應力導致裂縫的最經濟的措施。（4）人防口部、人防隔墻及外墻的結構設計。地下室層高3.8米，口部大樣均可套用國標07FG04圖集，人防隔墻及外墻采用單向板模型計算，上部支座為簡支端，下部支座為固定端，人防隔墻按彈塑性模型計算.外墻按彈性模型計算，控制裂縫寬度0.2mm。在外墻施工中施工方反映出一個問題，主樓外側的柱與外墻整澆在一起，且主樓為小柱網，多為3米多的柱距，柱混凝土強度等級為C40，外墻混凝土強度等級為C30，施工中必然會造成外墻大部分都是C40的混凝土，大面積的高強度混凝土是必然造成大量的水化熱，容易產生大量的收縮裂縫。后結合塔樓荷載及塔樓與地下室外墻結合截面，修正為整澆用C35混凝土，有效降低裂縫和水化熱。

3.結語

人防地下室的結構設計既要考慮平時工況又要考慮戰時工況，且目前電算軟件功能都不是很完善，需要更深入地研究人防結構設計的技術問題，總結設計經驗，提高設計水平。

篇4

中圖分類號：TU318文獻標識碼： A

1. 預應力混凝土筒倉發展概況

筒倉結構作為貯存散料的構筑物，具有運行方式簡單、保護環境、節約用地、損耗少等優點，因而它在煤炭、電力、港口、儲運等行業中得到了廣泛應用，隨著工程中要求配置的筒倉容積也隨之增大。當采用普通混凝土筒倉時，隨著倉壁直徑的增加，倉壁水平配筋量也越來越大，往往需要配置三排甚至四排鋼筋才能滿足設計要求，這大大增加了用鋼量。采用預應力技術建造大型或特大型圓形筒倉，能解決普通混凝土結構鋼筋用量較多的問題，而且較容易實現筒倉結構的承載力和抗裂要求，具有很好的經濟效果。預應力技術運用在大直徑圓形筒倉結構中，還可以減小貯料在倉壁內引起的拉應力，消除混凝土的開裂或者控制裂縫開展大小，避免因裂縫過大而引起鋼筋銹蝕，降低筒倉結構的安全性及耐久性等缺陷。因此采用預應力混凝土筒倉必將是未來筒倉結構的發展趨勢。

2. 預應力混凝土筒倉設計計算原則及步驟

2.1 主要采用的規范

《鋼筋混凝土筒倉設計規范GB50077-2003》、《混凝土結構設計規范 GB 50010-2010》、《無粘結預應力混凝土結構技術規程 JGJ92-2004》及《火力發電廠土建結構設計技術規程 DL 5022-2012》。

2.2 設計步驟

1). 根據《鋼筋混凝土筒倉設計規范 GB50077-2003》中3.3.2條估算混凝土筒倉的壁厚；

2). 根據《鋼筋混凝土筒倉設計規范 GB50077-2003》中1.0.3條及4.2.3條條判斷筒倉類型（深倉或淺倉）；

3). 依據判別的筒倉類型及《鋼筋混凝土筒倉設計規范 GB50077-2003》中4.2.2條~4.2.8條計算筒倉倉壁壓力；

4). 根據《鋼筋混凝土筒倉設計規范 GB50077-2003》、《混凝土結構設計規范 GB 50010-2010》、《無粘結預應力混凝土結構技術規程 JGJ92-2004》進行非預應力鋼筋和預應力鋼筋配筋計算（主要由倉壁的裂縫來控制預應力鋼筋和非預應力鋼筋的配筋量），并驗算是否滿足《鋼筋混凝土筒倉設計規范 GB50077-2003》的構造要求。

3. 工程實例

3.1 工程概況

本工程某電廠兩座直徑為30m、單倉儲量為20000t的大直徑預應力筒倉，高為45.65m的鋼筋混凝土筒倉，倉壁壁厚為0.50m、混凝土倉壁儲料高度為30.650、漏斗中心錐高度7.00m，原煤質量密度為10.0kN/m3，內摩擦角取。倉壁厚度為500mm，采用C40混凝土。預應力筋采用1x7的鋼絞線，鋼絞線強度標準值fptk=1860N/mm2，鋼絞線強度設計值fpy=1320N/mm2，其性能應符合行業標準《無粘結預應力鋼絞線》(JG161-2004)的規定。錨具采用OVM15-n群錨體系對應的錨具，采用無粘結預應力技術。普通鋼筋采用三級鋼（HRB400）。據《鋼筋混凝土筒倉設計規范 GB50077-2003》中3.3.2條對倉壁的壁厚進行初步估算值為：,本工程的筒倉倉壁厚度暫取為。

3.2 筒倉設計原則

在預應力混凝土筒倉結構中，僅對環向施加預應力，貯料產生的環向拉力由普通鋼筋和預應力鋼絞線共同承擔。無粘結預應力混凝土筒倉按正常使用極限狀態的驗算。根據《鋼筋混凝土筒倉設計規范GB50077-2003》5.1.5條第3款，本筒倉最大裂縫寬度的允許值為0.2mm。根據《火力發電廠土建結構設計技術規程DL5022-2012》條文7.4.12條第一款規定：倉壁可采用后張法無粘結預應力或有粘結預應力，預應力強度比宜取0.7，不宜超過0.75，且非預應力鋼筋的配筋率不應小于全截面的0.4％。

3.3 筒倉內力計算

3.3.1 倉壁內力計算

由知該筒倉為淺倉。據據《鋼筋混凝土筒倉設計規范 GB50077-2003》中4.2.6條知筒倉貯料頂面或者貯料重心以下距離處，作用于倉壁單位面積上的水平壓力：

，其中、，故，則倉壁環向拉力。

考慮環境溫度作用時，據據據《鋼筋混凝土筒倉設計規范 GB50077-2003》中4.1.1條，直徑30m的筒倉可按其最大環向拉力的6%計算。因此考慮溫度應力時，取。

3.3.2 估算非預應力鋼筋及預應力鋼筋截面面積

取筒倉倉壁根部1m寬倉壁內力作為計算單元，進行無粘結預應力鋼筋的截面面積估算，計算公式可以按下式：

根據算得的1m寬筒倉側壁內預應力鋼絞線的截面面積為1218.2mm2，筒倉側壁底部取預應力鋼絞線為1x7，預應力鋼絞線截面面積為。據《后張法預應力混凝土設計手冊》中3.6節，預應力總損失近似估算值，則。

根據《火力發電廠土建結構設計技術規程DL 5022-2012》條文7.4.12條第一款規定：倉壁可采用后張法無粘結預應力或有粘結預應力，預應力強度比宜取0.7，不宜超過0.75，且非預應力鋼筋的配筋率不應小于全截面的0.4％。非預應力鋼筋的截面面積最小值為，取非預應力鋼筋配筋為22@150（）。

3.3.3 預應力混凝土筒倉倉壁裂縫計算

根據《鋼筋混凝土筒倉設計規范 GB50077-2003》、《混凝土結構設計規范 GB 50010-2010》、《無粘結預應力混凝土結構技術規程 JGJ92-2004》進行預應力混凝土筒倉倉壁裂縫計算。

預應力混凝土筒倉倉壁裂縫計算公式為： ，其中各參數取值如下：

；；

；，；

；

，取；

計算所得筒倉倉壁最大裂縫為0.022mm＜，滿足《鋼筋混凝土筒倉設計規范 GB50077-2003》5.1.5條第3款要求。預應力鋼絞線及非預應力鋼筋余量很大，可以通過減小預應力鋼絞線的截面面積及非預應力鋼筋的截面面筋進行優化設計。

經優化后的預應力鋼絞線及非預應力鋼筋的截面面筋取值為: 預應力鋼絞線為1x7@500，；非預應力鋼筋為18@150，，計算所得筒倉倉壁最大裂縫為。

4. 結論

通過對圓形預應力混凝土筒倉結構設計思路及計算方法的論述及分析，并結合工程實例，簡單的介紹了圓形預應力混凝土筒倉結構設計所需要遵循的設計規范，通過工程實例的優化分析，圓形預應力混凝土筒倉結構的預應力鋼絞線及非預應力鋼筋的配筋面積主要是有筒倉的裂縫控制等級來決定。而且通過在混凝土筒倉結構中采用無粘結預應力技術，可以減小貯料在倉壁內引起的拉應力，消除混凝土的開裂或者控制裂縫開展大小，避免因裂縫過大而引起鋼筋銹蝕，降低筒倉結構的安全性及耐久性等缺陷。

參考文獻：

[1]. GB50077-2003.鋼筋混凝土筒倉設計規范[S].

[2]. GB50010-2010.混凝土結構設計規范[S].

篇5

1．地下工程超長無縫結構設計原理

地下工程超長無縫結構設計的思路是“抗放兼施，以抗為主”，利用膨脹加強帶所建立的預壓應力，與混凝土抵抗收縮變形所產生的拉應力達到補償平衡，這是設計的關鍵。膨脹加強帶的構造一般共設置二道(包括底板、墻板、頂板)，寬度2m，在加強帶的兩側架設密孔鋼絲網，網孔5mm，以防止帶外混凝土流入加強帶，帶內增加水平構造鋼筋，加強帶混凝土強度等級要求比兩側混凝土提高一級，施工中，先澆一側帶外混凝土，澆到加強帶時，改用膨脹混凝土連續澆搗。膨脹混凝土用于超長結構無縫施工，其限制膨脹率設計和設定非常重要，膨脹率偏小，則補償收縮能力不足，無縫施工難以實現，膨脹率過大，對混凝土強度有明顯的影響。微膨混凝土的設計，主要是在混凝土的配比中摻入適量的外加劑、添加劑，使得混凝土在凝固過程中產生水化熱和凝固后的干燥收縮，即熱脹冷縮所產生的變形壓縮到最低的一種構思。

2．某工程概況

該工程為一商業廣場，地下工程為現澆鋼筋混凝土框架結構，長約440m，寬約420m，地下一層，局部二層，總建筑面積42萬平方米，地下室占地面積16萬平方米，建筑面積19萬平方米。基礎為嵌入式整體肋梁筏板，底板厚400-700mm，地梁尺寸多為1000×1500mm，外剪力墻厚350-400mm，混凝土設計標號C30/S10。結構屬于超長無縫混凝土結構。

3. 超長無縫結構設計技術

3.1超長無縫結構總體設計

對于超長結構工程的無縫設計問題，目前已形成了較系統的經驗和理論。膨脹劑在常規摻量下，一般可60m不設縫，當超過60m時，可采用“加強帶”解決，帶寬2m，“加強帶”內大摻量，帶兩側普通摻量。帶兩側設鋼絲網，目的是防止兩側混凝土流入“加強帶”內。施工時連續澆筑，澆到加強帶時改換配合比。

結合超長結構無縫理論和膨脹劑抗裂技術要求，根據本建筑要求及地基情況，底板分為A-F六個區域，使用摻YQA膨脹補償收縮混凝土。每個分區內大約每40m設一條膨脹加強帶，帶寬2m；加強帶二側設孔徑小于5mm鋼絲網，帶中膨脹混凝土摻入12％YQA膨脹劑，混凝土標號較底板砼增加5MPa。每80m設一條后澆加強帶，帶寬800mm，帶中摻入12％YQA膨脹劑的膨脹混凝土，混凝土標號較底板砼增加5MPa。

對于工程地下室超長、結構及工程地質條件復雜，施工技術要求較高情況，除必須滿足強度、剛度、整體性和耐久性外，還存在裂縫控制及防水問題。所以如何控制混凝土硬化期間水泥水化過程釋放的水化熱所產生的溫度變化和混凝土干縮的共同作用，產生的溫度應力和收縮應力導致鋼筋混凝土結構開裂，成為施工技術的關鍵。

3.2后澆加強帶與膨脹加強帶設計

后澆加強帶是一種擴大伸縮縫間距和取消結構中永久伸縮縫的有效措施，它是施工期間保留的]臨時收縮變形縫，保留一定時間后，再進行填充封閉，后澆成連續整體的無伸縮縫結構，這是一種“抗放兼施，以放為主”的設計原則。因為混凝土存在收縮開裂問題，后澆加強帶的設置就是把大部分約束應力釋放，然后以膨脹混凝土填充，以抗衡殘余收縮應力。后澆加強帶間歇施工，總長度控制在80m左右。

為確保地下工程混凝土底板和墻板在施工和使用階段不出現有害裂縫，采用了YQA膨脹劑。A-F區域各個分區內大約每40m設一條膨脹加強帶，帶寬2m；帶兩側設孔徑小于5mm鋼絲網，帶中用12%YQA膨脹劑，混凝土標號增加5Mpa，帶外用常規摻量膨脹劑混凝土。每80m設一條后澆加強帶，帶寬800mm，按常規方法施工，帶中用12%YQA膨脹劑。即“后澆加強帶-膨脹加強帶-后澆加強帶”的設計及施工技術（圖1）。

鋼絲網 膨脹應力曲線

YQA YQA

2m

加強帶 收縮應力曲線

圖1后澆加強帶設計做法示意圖

膨脹加強帶分段設計，每條總長度控制在80m左右，連續施工，即在80m的中段設一條加強帶。膨脹加強帶與后澆加強帶設計示意如圖2。

圖2膨脹加強帶與后澆加強帶設計示意圖

3.3膨脹劑使用設計

摻膨脹劑的補償收縮混凝土在限制條件下使用，構造（溫度）鋼筋的設計和特殊部位的附加筋符合《混凝土結構設計規范》(GB50010)規定。

在地下室底板、外墻后澆縫最大間距不超過80m情況下，后澆加強帶回填時間應不早于45d。

4. 大體積混凝土配合比設計

本地下工程混凝土工程量為25萬立方米，混凝土配合比規模較大，優化配合比設計主要從以下個方面控制。

4.1混凝土原材料要求

水泥選用符合國家標準的普通硅酸鹽水泥（GB175-1999）。YQA膨脹劑符合混凝土膨脹劑（JC476-2001）技術標準。粗骨料粒徑不大于4.0cm，且含泥量小于1％，泥塊含量小于0.5%。細骨料細度模數2.5以上，含泥量小于3％，泥塊含量小于1%的中粗砂。其它外加劑達到國家規定的品質指標，使用前作適應性試驗。YQA型混凝土膨脹劑可以與減水劑、緩凝劑等復合使用，YQA混凝土中摻用的其他外加劑，符合《混凝土外加劑應用技術規范》（GBJ50119），滿足施工條件要求。各種材料的運輸與保管按有關標準執行。但是，對于膨脹劑作如下規定：在運輸與保管過程中不得受潮和混入雜物，并應單獨存放；膨脹劑有效期為一年。

4.2大體積混凝土配合比設計

根據設計要求及工程的不同部位、混凝土標號、膨脹率和收縮率、以及施工時所要求的混凝土塌落度指標進行YQA混凝土試配。

攪拌站選擇泵送劑時，除對減水率進行要求外，必須考慮其緩凝時間，因為工程在秋冬季節施工，比較實驗室凝結時間而言現場的混凝土凝結速度要快一些，因此必須根據氣溫變化調整緩凝劑的摻量，確保現場混凝土的初凝時間不得少于10小時。入模混凝土坍落度120-130mm，同時確保混凝土不得有泌水現象。

抗裂混凝土，其性能應滿足下表的要求，限制膨脹率與干縮的檢驗按補償收縮混凝土的膨脹率及干縮率的測定方法進行。

表1有關混凝土的抗裂技術性能

項目 限制膨脹率（×10-4） 限制干縮率(×10-4) 抗壓強度（MPa）

齡期 水中14天 水中14天，空氣中28天 28天

性能指標 ≥1.5 ≤－3.0 滿足設計要求

表2填充用膨脹混凝土的技術性能

項目 限制膨脹率（×10-4） 限制干縮率(×10-4) 抗壓強度（MPa）

齡期 水中14天 水中14天空氣中28天 28天

性能指標 ≥2.5 ≤－3.0 滿足設計要求

本工程C30/S10混凝土配合比設計如下：

表3混凝土配合比設計參數表

水泥 YQA 粉煤灰 砂子 石子 緩凝減水劑 水

280 22.4 43 789.6 1005 4.96L 190

混凝土7天膨脹值128×10-6，抗壓強度36.9Mpa，滿足設計要求。

參考文獻：

[1]龔曉南．復合地基理論及工程應用[M]．杭州：浙江大學出版社，2002．

[2]鄭喜若.地下室工程結構設計探討與研究[J].黑龍江科技信息，2011（4）：267.

[3]地下工程防水技術規范[S].GB50105-2001.

篇6

中圖分類號：TU318文獻標識碼： A 文章編號：

1. 前言

隨著科學技術的迅速發展以及時代的不斷進步，廣大人民群眾的生活質量和生活水平得以逐步提高，并且也對建筑物的結構設計提出了更高的要求。為了與人們不斷增長的物質文化需求相滿足，為了與廣大消費者的迫切需求相滿足，在建筑結構方面，我國的建筑行業的設計也得以發展與改革。現階段，國外先進設計理念對我國的建筑行業產生了較大的影響，我國的建筑結構設計人員以此為基礎且結合設計經驗，借助于概念設計的理念來設計建筑結構。所謂概念設計具體指的是在未經過任何計算的基礎上，尤其是在沒有條件將精確的力學分析加以展開的前提下，或者是在沒有明確定義設計規范的情況下，立足于建筑結構設計的整體，從而將設計工作展開。概念設計給建筑行業注入了新鮮的活力，需要設計人員提起高度的重視。

2. 建筑結構設計中應用概念設計的重要性

在以往傳統的建筑結構設計工作當中，往往結構工程設計人員按照以往的設計經驗，并經過不斷的追求完善及歸納總結，從而在實際工作中實現設計理念及設計經驗的創新和進步。隨著經驗的不斷豐富、時間的不斷推移以及設計理念的逐步完善，所設計出的產品變得越來越成熟。然而，因而諸多工程普遍的缺乏創新性，習慣于按照傳統的設計手冊及設計規范，并且借鑒以往的設計手法和設計風格，來將建筑結構設計工作展開，不僅缺乏對國內外先進設計理念和設計技術的高度重視，而且在設計中進行運用及改進，也常常只是忠于傳統設計，對設計程序有著較強的依賴性，擔心手工設計和創新會背離設計要求。另外，有些設計人員對設計程序的運用依賴性過強，過分大膽的使用程序給出的運算數據，沒有以質疑的精神以及認真的態度對待設計工作，進而導致建筑結構設計中一系列錯誤問題的出現。與此同時，結構設計往往會涉及到許多方面的建筑學知識，有些知識是在實踐工作中總結出來的，有些知識則是自己的領悟及想法，而并非僅僅包括學校所學到的理論性、系統性知識，因而不容易記憶且較為分散，所以，在設計工作中很難綜合的加以運用。

概念設計的必要性及重要性就在于不但能夠結合傳統設計理念的優勢，而且能夠改進傳統設計中的缺陷，從而在整體的角度將計算理論中所存在的漏洞加以避免。比如，在混凝土的結構設計工作中，內力設計的理論支持雖然是彈性理論，然而界面設計的計算支持實際上則是塑性理論，該不同便會導致實際情況與計算所得結論的偏差。為了對這樣的情況加以有效的防范，那么就需要熟練的把握良好的概念設計。所以，建筑結構設計人員必須切實的具備先進的概念設計理念及技能，以便于對結構的工作性能更好的加以理解。

3. 概念設計在建筑結構設計中的應用

3.1建筑工程概況

該建筑工程地處市區，地下一層，地上十二層，其中設計頂上最上面的兩層為坡屋頂和復式屋頂，總體建筑面積超過九千平方米。采取帶短支墻與異形柱的剪力墻—框架結構，二類場地土，七度的場區抗震設防烈度，0.10克的基本地震加速度。

3.2基礎選型及場地條件

應當盡可能選擇有助于抗震的場地，防止在對抗震危險不利的地段對甲——丙類建筑進行建造，如果確實無法加以避開，則需要采用有效的措施將其不利影響消除或者減少，通常在初步設計之前將選址工作和勘探工作完成。本工程場地有著相對較好的條件，將一層設計成地下室，有利于結構整體的抗震性，所以通過與地址條件相結合，選用質量經濟可靠、施工速度快及穩定性好的混凝土預應力管樁。

3.3結構體系的選擇

剪力墻—框架結構、剪力墻結構、框架結構以及筒體結構是高層混凝土結構經常采用的結構體系，設計規范中詳細的規定了它們各自的適用高寬比及寬度。設計人員應當對其優缺點與設計范圍進行充分的了解，同時與建筑的功能相結合，從而選擇出最佳的結構體系。本工程綜合考慮了抗側力性能與平面靈活布置，選取剪力墻—框架且帶異型柱的結構。

3.4結構分析程序及結構計算分析原則的選用

在計算結構位移以及分析結構內力時，在簡化處理、計算假定和分析模型等方面，應當與結構的實況盡可能的接近。按照彈性方法計算位移和內力，采用塑性理論設計截面。如果平面樓板有著無窮大的剛度，則不需要對平面外剛度作過多考慮。如果樓板有著較大開洞的設計，則需要對樓板的彈性變形進行充分考慮，在結構分析程序的選用上提起高度重視，避免計算結果出現誤差。本工程的計算分析采取的是廣廈CAD的SSW程序（本工程的計算分析采取的是中國建筑科學研究院PKPMCAD系列軟件結構軟件,結構計算采用SATWE結果）。

3.5結構立面、平面及外形尺寸

在建筑結構平面的布置上，應當盡可能確保對稱、規則和簡單，使結構的質量中心與剛度中心重合，以便于將扭轉減小，結構的豎向布置必須切實做到剛度連續及均勻，防止出現薄弱層及剛度突變。如果有著抗震設計方面的要求，則應當自上而下的減小結構的剛度及承載力，當布置上下層結構出現變化時，應當對結構轉換層加以設置。對于設計規范明確規定出的規則結構，需要對抗震進行進一步驗算，同時實施有效的加強措施于抗震薄弱部位，避免采用不規則的設計方案。本工程的平面呈現單軸對稱，但是缺乏規則性，為了防止采取嚴重不規則的結構設計方案，加設一道拉梁于兩棟突出的角柱，從而更好的切合規則性要求，避免了立面剛度的突變。

4. 結束語

綜上所述，以往傳統的建筑結構設計存在著較大的缺陷，對建筑物的整體性能有著不利的影響，所以，設計人員應當高度重視概念設計，并且將其切實的應用到建筑結構設計中，從而促進建筑物結構性能、安全性能以及使用性能的提高。

【參考文獻】

[1]劉建立 王禮輝 郭松立.概念設計在建筑結構設計中的應用探究[J].建材與裝飾,2012,3(23):156-158.

篇7

2房屋建筑結構優化技術應用中需要注意的問題

2.1前期的參與

對于建筑施工項目而言，其前期的設計方案很大程度上直接決定了建筑施工質量和施工成本，但是不少建筑項目的前期方案確定時，并未進行結構設計的優化，忽略了建筑結構的合理性以及經濟性，從而使得結構設計難度及成本在一定程度上被提高了。因此，對于設計人員而言，在建筑的前期設計中一定要重視優化設計方案的融入，從而達到節約成本、提高質量的目的。

2.2細部優化

當設計人員對建筑的結構進行優化設計時，其不僅要關注整體設計，更要關注到基本構件的精細設計。例如:在對現澆板進行設計時，應重視其受力程度，避免產生拐角裂縫。當前，隨著科學技術的不斷發展，優化設計的理論同計算機技術相結合，優化設計也從工程實踐向著數學問題發展。因此，對于工程設計人員而言，其應全面掌握計算機技術的優化設計，提高建筑設計的合理性和準確性。

3工程實例

3.1工程概況

下文主要分析了某住宅建筑的結構優化設計，該住宅建筑地上32層，地下1層，結構形式為鋼結構框架剪力墻。根據該建筑項目的實際需求以及現場情況綜合分析之后，決定應用結構優化設計，實現對傳統的結構設計模式的改進與創新。在優化設計中，以計算機為輔助，實現了對整個工程的全局優化。

3.2優化設計規范

在對該建筑工程項目進行結構優化設計時，設計人員嚴格地遵循有關結構設計的規范，針對結構設計中所存在的不足，如:安全性較差、要求過寬等，結合實際施工條件對其進行了優化處理。

3.3前期參與

在本工程中，設計人員在工程的前期規劃中即結合了結構優化設計，根據工程項目的實際需求與施工條件，對建筑結構形式進行了科學取舍，保證其施工可行性與經濟性。值得注意的是，在建筑前期規劃中，設計人員不應僅憑自身的經驗進行結構的優化設計，否則容易出現對建筑結構體系受力情況把握不當的現象，直接導致建筑質量不過關，不利于后期的施工，容易造成建筑建設成本的大幅度增加。

3.4概念設計

在建筑項目的建設過程中，若是其結構布局方式不同，設計效果也大不相同。因此，在對房屋結構進行優化設計時，應實現細部結構優化和概念設計的有機結合，從而切實有效提高結構優化設計效果。在本工程中，將建筑的概念設計作為了設計工作中的一大重點，貫穿于整個的設計過程之中。概念設計主要是對缺乏相應數值的細節進行處理，例如:地震設防烈度量化等情況，若是僅僅依靠相應的公式進行設計計算，得出的結果必然會和實際情況存在較大差異，而使用概念設計，則可將數值當作一種參考依據，實現對結構設計中細節的合理把握，提高結構優化設計的質量。

3.5結構優化設計的效益分析

在本工程中，優化后方案同優化前方案相比，更加科學合理;同時，其有效降低了施工成本，工程結束后，對整個工程造價進行計算，發現工程造價降低了26%。

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中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A

在建筑行業發展中，越來越多新技術、新工藝和新材料應用其中，這就對工程結構設計提出了更高的要求。尤其是在當前復雜高層和超高層建筑的結構設計中，可能受到一系列客觀因素影響，為工程結構埋下安全隱患，影響工程結構設計質量。尤其是在高層建筑結構設計中，相較于普通的建筑而言，結構設計要求更高，需要充分結合建筑特性，把握復雜高層和超高層建筑設計技術要點，提升設計合理性，為后續施工活動有序開展打下堅實的基礎。

一、復雜高層和超高層建筑結構設計

某建筑工程總高度78.5m，高22層，主樓地下兩層，地面20層。建筑結構為框剪結構，通過多方設計方案論證，樁基工程選擇后壓漿鉆孔灌注樁，選擇端承-摩擦樁的裝荷載形式，壓漿鉆孔灌注樁295根，φ700樁252根，有效樁長18m～19m。采用標號C25的混凝土，關注前0.5m?～0.5m?碎石置于空洞地步。關注過程中，導管同孔底之間的距離為0.5m，連續灌注混凝土。

復雜高層和超高層建筑結構設計中，相較于普通的建筑結構設計而言存在明顯的差異。一般其概況下，普通建筑的高度是在200m以下，復雜高層和超高層建筑的高度則超過了200m，這就對建筑工程穩定性提出了更高的要求。普通建筑多為鋼筋混凝土結構，而復雜高層和超高層建筑結構則是多為鋼結構或是混合結構，設計技術含量較高，結構更為復雜。此外，在復雜高層和超高層建筑結構設計中，需要充分考慮到建筑抗震要求、環境因素、自重以及風荷載等因素的影響，設計內容較為復雜，所以復雜高層和超高層建筑結構設計難度更大。

二、復雜高層和超高層建筑概念設計

（一）提升對概念設計的重視程度

近些年來，在復雜高層和超高層建筑結構設計中，設計理念不斷創新，積累了豐富的結構設計經驗，其中最具代表性的就是概念設計。在概念設計中，提升結構設計規則性和均勻性；結構中作用力傳遞更為清晰；結構設計中應該充分體現高標準的要求；結構設計中融入節能減排理念，促使結構設計更為科學合理；設計中，提升建筑材料利用效率，在滿足建筑結構整體設計要求的同時，迎合可持續發展要求。基于此，為了滿足上述設計要求，設計人員應該同建筑工程師進行密切的交流，在充分交流基礎上，提升建筑結構設計合理性。

（二）選擇合理的結構抗側力體系

在復雜高層和超高層建筑結構設計中，為了可以有效提升結構設計安全性，選擇抗側力體系是尤為必要的。在選擇結構抗側力體系中，應該根據建筑具體高度來選擇，明確結構抗側力體系和建筑物高度之間的關系，如果建筑高度在100m以下，可以選擇框架、框架剪力墻和剪力墻體系；如果建筑高度在100m～200m以內，則選擇框架核心筒、框架核心筒伸臂；建筑高度在600m左右時，選擇筒中筒伸臂、桁架、斜撐組合體；在結構設計中，需要充分考慮到結構內部各個部件之間的關系，形成一個整體；如果建筑工程結構中存在多個抗側力結構體系，應該分別對這些抗側力結構體系進行分析，在此基礎上科學分析和判斷。

（三）提高建筑抗震設計重視程度

提高建筑抗震設計重視程度是尤為必要的，尤其是在復雜高層和超高層建筑結構設計中，抗震設計對于建筑安全影響較大。在選擇抗震方案中，需要選擇合理的施工材料，質量符合建筑要求；盡可能降低地震過程中能量的擴大，對建筑構件的承載力進行驗收，計算地震下建筑結構位移數值；高層建筑工程設計中，結構抗震手段的應用需要在得到位移數據基礎上實現，設計更加合理的建筑工程結構設計方案，一旦建筑結構發生變形可以起到有效的保護作用；結構設計中體現出建筑構件的生產要求和界面變化情況，提升結構設計穩定性和牢固性。

（四）復雜高層和超高層建筑結構設計融合經濟理念

在復雜高層和超高層建筑結構設計中，由于工程項目較為龐大，在具體的結構設計中，可能受到客觀因素影響出現一系列成本問題。故此，在建筑結構設計中，需要充分融合經濟型設計理念，對結構設計方案優化處理，避免建筑工程結構冗長帶來的資源和資金浪費，提升資金利用效率。

三、復雜高層和超高層建筑結構設計精準性

（一）選擇合理的結構設計軟件，提升設計結果精準性

在復雜高層和超高層建筑結構設計中，設計工程師需要充分掌握前沿的設計手段和方法，能夠選擇合理的分析軟件，提升計算結果準確性。當前我國復雜高層和超高層建筑結構計算軟件種類繁多，但是不同軟件側重點存在明顯的差異，這就需要在結構設計中，設計人員可以了解到不同軟件的具體功能和應用范圍，結合工程結構設計要求來選擇合理的計算機軟件。此外，在復雜高層和超高層建筑結構設計中，還應該對力學理念合理判斷和分析，結合自身豐富的設計經驗，提升計算結果精準性。

（二）加強荷載和作用力的考量

在復雜高層和超高層建筑結構設計中，設計工程師需要充分結合復雜高層和超高層建筑結構特性，明確結構自身的豎向荷載力大小和風荷載的影響因素，將其融入到后續的結構設計中，提升設計合理性。復雜高層和超高層建筑結構設計中，除了需要考慮到結構穩定性問題以外，還可以組織風洞試驗，測試建筑的抗風能力。在后續的實驗中，可以設計模型來模擬在不同風場環境下，建筑物的抗風能力和受力情況，有針對性提升建筑物結構的穩定性。

建筑工程結構設計中，還需要考慮到倒塌水準，主要表現在以下幾個方面：其一，復雜高層和超高層建筑的延性結構構件，構件的彈性變形能力高低同結構抗震能力存在密切聯系；其二，對于復雜高層和超高層建筑中的構件，滿足各項技術要求；就復雜高層和超高層建筑結構設計要求，對于建筑物中的控制構件，滿足建筑結構抗震設計要求，能夠在不同環境下保持相應的彈性。

（三）科學計算自振周期

復雜高層和超高層建筑結構設計中，需要充分把握震動規律，提升設計合理性。但是不同的振幅和頻率，可能出現大幅度震動現象，進而影響到建筑結構穩定性。故此，在建筑結構設計中，需要科學計算出自震周期，結合抗震強度、建筑高度進行科學計算，確保自振結果精準性。

（四）建筑的垂直交通設計

復雜高層和超高層建筑的結構形式主要為框架―剪力墻和核心筒結構，此種建筑結構形式可以有效提升結構穩定性，同時垂直交通體系結構可以產生較大的水平在和抵抗力。除了需要考慮到樓梯、電梯和衛生間等區域以外，向平面中央集中，可以有效減少空間占地面積，賦予建筑更好的交通環境和采光效果。垂直交通結構體系設計中，需要充分協調采光和節能之間的關系，便于后續的維護工作開展。

結論

篇9

大型地下車庫頂板結構設計方案無統一技術措施，往往隨人而定。然而從筆者十多年實際工程實踐中，發現車庫頂板結構設計方案的選取對建造大型車庫資金投入影響很大，除去施工組織設計、消耗施工費用外，更對大型車庫設計的工程資源消耗關系很大，直接影響建筑成本和環保要求，筆者現以咸陽新煜置業有限公司中華世紀城北區3#車庫為例，按不同結構方案進行設計計算比較。整理成文，發表于貴刊，供同行們斧正、交流。

1. 不考慮消防車荷載

1.1 工程概況：純地下車庫面積630平方米，X向長32.4米，跨度8.1米；Y向長19.4米。跨度6.1、7.2、6.1米。頂板覆土厚1.5米，頂板活荷載按10KN/m2，抗震等級三級。

（1）頂板次梁按雙向布置，主梁X向400X800，Y向400X800，次梁300X700，最大配筋率控制在2.2左右。板厚180mm。見圖1。

（2）頂板次梁按單向布置，主梁X向400X800，Y向400X1100，次梁400X800，最大配筋率控制在2.1左右。板厚180mm。見圖2。

（3）大板模型，即頂板不布置次梁，主梁X向400X800，Y向400X750，，最大配筋率控制在2.1左右。板厚280mm、270mm。見圖3。

1.2 在不考慮消防車荷載時，以上三種方案鋼筋及混凝土用量對比如表1。

2. 考慮消防車荷載

2.1 工程概況同上，頂板考慮消防車荷載，因消防車荷載取值與板跨度有關，頂板次梁按雙向布置時消防車荷載取30KN/m2；頂板次梁按單項布置時消防車荷載取35KN/m2；頂板不布置次梁時消防車荷載取20KN/m2，將上訴三種方案，進行計算調整，結果如下：

（1）消防車荷載取30KN/m2，頂板次梁按雙向布置，主梁X向500X1000，Y向500X1000，次梁500X800、300X700，最大配筋率控制在2.3左右。板厚180mm。見圖4。

（2）消防車荷載取35KN/m2，頂板次梁按單向布置，主梁X向400X800，Y向500X1150，次梁500X800，最大配筋率控制在2.4左右。板厚180mm。見圖5。

（3）消防車荷載取20KN/m2，大板模型，即頂板不布置次梁，主梁X向450X900，Y向400X750，最大配筋率控制在2.4左右。板厚280、270mm。見圖6。

2.2 在考慮消防車荷載時，以上三種方案鋼筋及混凝土用量對比如表2。. 結論

從上面二類六方案驗算結果可以看出，在不考慮其它因素影響，當無消防車荷載時，單向加梁模型最經濟，當有消防車荷載時，雙向加梁模型最經濟，因此，我們建議：

（1）當消防車荷載范圍相對整個地下車庫比例較小時，亦可考慮單向加梁模型。高低比鋼材：47590Kg-37089 Kg=10501 Kg，相差約10噸鋼材，單位面積節省鋼材約17Kg。砼；220-198=12（ t），單位面積節省砼約19Kg。

（2）當地下車庫面積較小，此時大面積均有30 KN/m2消防車荷載，可考慮雙向加梁模型。高低比鋼材；68196Kg-55691 Kg=12505 Kg，相差約12噸鋼材，單位面積節省鋼材約20Kg。砼；221-242=-21（t），單位面積負值約35Kg。

篇10

近年來，隨著我國人民的經濟水平不斷提升，人們對生活質量和居住環境的要去越來越高。開發商若要迎合人們對房屋的要求，通過加大房屋建筑設計及建設資金的投入是最直接的方法，然而這樣會導致建筑商無法獲取較高的經濟效益，因此選擇通過優化技術來降低建筑建構設計的成本，達到提高經濟效益的目的。

1結構設計優化

1．1結構設計優化的概況

結構設計優化，就是通過充分發揮房屋建筑材料本身的性能，以實現各個構件以及各個環節設計的相互配合，優化結構設計，達到房屋建筑結構的優化。結構設計優化較之于傳統的結果設計，不僅具備傳統結構設計的安全性，而且將社會中所具有的價值學以及審美學完美的結合其中，不斷提高結構設計水平，促使房屋建筑的整體性協調發展。

1．2結構設計優化的意義

結構設計優化不僅仍具有傳統結構設計的安全性能，而且還具有審美實用的特點，降低了房屋建筑的建筑成本，協調房屋的整體性，并使其具有較高的經濟效益。結構設計優化使得房屋建筑的設計方案、設計決策更為科學化，提高對于房屋價格的安全性能和抗震性能的要求，有效地使房屋建筑的安全實用、經濟美觀，提高房屋建筑結構的設計水平。

1．3結構設計優化的實踐價值

降低房屋建筑工程成本，增強房屋建筑結構經濟性。房屋建筑的樓層的逐漸增高，其建筑墻體面積和柱體積也會隨之增加，同時也會增加各個建筑材料的使用，增加建筑成本。如若優化房屋建筑結構設計，減少建筑材料的使用，節省建筑成本，節約用地，還能確保房屋建筑的安全性能以及抗震性能，提高房屋墻體的受力性能，增強房屋建筑結構的經濟性，滿足市場可持續發展的需求。

1．4結構設計優化的要點

(1)協調房屋建筑結構設計。結構設計優化需要建筑工程各個環節的相互協作，是一項較為復雜的工作。針對于房屋建筑結構設計，提高房屋的外觀，而結構設計是針對房屋建筑內在結構進行優化合理的設計，二者相互結合，互相協作，以降低建筑造價，提高房屋的實用性和經濟效益，實現結構設計的合理化。

(2)遵循結構設計規范。結構設計優化需要專業且經驗豐富的技術設計人員，在結構設計過程中遵循結構設計規范。然而，結構設計規范是面向所有的建筑工程，有些規范并不適用，也不具備較高的安全性。因此，在對房屋建筑結構進行結構設計時，在遵循結構設計規范的前提下，結合房屋建筑工程的實際情況，具體問題具體分析，做出正確的判斷，優化房屋結構設計，提高結構設計質量以及經濟效益。

2結構設計優化在房屋建筑結構設計中的應用

2．1結構設計優化的前期準備

(1)建立房屋建筑安全監管體系。現如今，建筑項目監管雖有些改善，對建筑項目監管力度不夠，容易引發質量安全事故。房屋建筑結構設計在進行方案施工時，應加強對于房屋建筑工程的監管，確保施工的安全以及建筑質量，防止重大事故的發生。因此，加強房屋建筑工程的質量安全監管，加大監管力度，做到靈活運用，重點勘察，建立起監管范圍廣、高水平的質量安全監管，為結構設計優化在房屋建筑結構設計中的應用做好前期準備，確保結構設計的安全進行。

(2)加強監管工作。專業水平的提高、專業化的加強，使得質量安全監管既注重房屋建筑施工現場，又注重房屋建筑工程的整體，監管的程序嚴謹，對每個階段進行質量安全監管，使質量安全事故的發生率減小。加強對房屋建筑結構設計工程的質量安全監管，規范建筑工程各單位的行為，對建筑工程的每一個環節都進行質量安全監管，依照正規合理的程序進行建設，一切以“法”為準，使建筑工程各個單位擁有質量安全意識，擔起質量安全責任，嚴謹行事，嚴格遵守法律法規，保障建筑工程的安全穩定，為結構優化設計的實施打下良好的基礎。

(3)合理制定結構設計方案。一個結構設計方案的選擇，直接影響著房屋建筑的工程進行。設計人員在對房屋建筑進行結構設計時，應充分考慮結構的合理性和可行性，對房屋建筑進行實體調查檢測，依據建筑物的結果特點設計合理的結構形式，使其結構設計優化達到最佳效果，最終使房屋施工達到安全且合理的效果。

2．2結構設計優化的應用

(1)與土地用地的聯系。建筑工程的實施，少不了占用的土地面積，總建筑面積就是各層建筑面積的總和，而房屋樓層層數的增加，就會相對減少房屋的占地面積，增加房屋建筑的高度以及房屋之間的間距，因此，土地用地并不隨著房屋建筑的高度增加而減少，構不成反比關系。結構設計優化可以在房屋的實際情況上，優化結構設計，最大限度的擴寬房屋空間，提高房屋的實用性和整體協調，滿足人民對于房屋結構的需求。

(2)與工程成本的聯系。結構設計優化的實施，有效地降低房屋建筑的過程成本。因房屋建筑的總建筑面積的擴大，建筑高度的增加，土地占用面積相對較小。結構設計優化技術充分利用施工材料的性能，合理協調房屋建筑內部結構的各個單元間，不僅確保了房屋建筑的適用性和美觀度，而且節省了施工成本，提升了建筑結構的經濟性能。

(3)概念設計結合細部結構設計優化。將概念設計應用于沒有確切數據的結構設計中，將數值作為輔助和參考，并在設計工程中靈活運用結構設計優化技術，注重細部的結構設計優化，以及房屋建筑地基的設計，優化房屋建筑結構。將概念設計與細部結構設計優化相結合，確保房屋建筑結構設計的安全適用，從而取得最大的經濟效益。

(4)計算機技術的應用。隨著科學技術的發展，計算機技術在人們的生活和工作中得到普遍運用，計算機能夠解決很多人力難以計算和解決的問題，目前幾乎各行各業都離不開計算機技術的應用。由于計算機技術的高效性和準確性，在房屋建筑結構設計中運用計算機技術能夠有效實現優化作用。人力難以計算和統計的數據，計算機可以利用相應的軟件和應用進行分析，并快速給出優化結果。同時計算機還可以起到模擬作用，讓設計人員及造價人員能夠更直觀的了解到技術優化的作用。

3結束語

綜上所述，隨著人們經濟水平的提升，人們對房子的要求不僅體現在質量上，其還注重房子的美觀。建筑商為了能夠在不影響經濟效益的前提下，打造出符合人們需求的建筑工程，需要注重建筑結構設計的技術優化。通過上述分析可知，建筑商級設計人員首先要明確技術優化的作用及理念，通過前期設計優化、計算機應用、結構細部優化等方式，實現建筑造價的降低。

作者:胡雪蓮 單位:重慶市市政設計研究院

參考文獻: