建筑结构设计论文范文第1篇
摘 要：对抗震分析与设计在高层建筑结构中的应用进行了介绍。主要分析了现行规范抗震分析与设计的内容、我国高层建筑抗震抗震分析与设计中常见问题以及抗震分析与设计的新趋势。
关键词：抗震分析；高层建筑；结构
1 现行规范抗震分析与设计的内容
我国现行抗震规范要求高层建筑的抗震计算主要是在多遇地震作用下，按反应谱理论计算地震作用，用弹性方法计算内力及位移，并用极限状态方法设计构件。对于重要建筑或有特殊要求时，要用时程分析法补充计算，并进行罕遇地震作用下（大震）的变形验算。这种先用多遇地震作用进行结构设计，再校核罕遇地震作用下结构弹塑性变形的方法，即二阶段设计方法。同时规范还规定了结构在罕遇地震作用下的弹塑性变形的结构弹塑性分析方法。
结构弹塑性分析可分为弹塑性动力分析和弹塑性静力分析两大类。弹塑性动力分析，采用杆模型和层模型等简化的结构计算模型。杆模型计算的优点是可以得到杆件状态随时间的变化过程，也可得到各楼层的反应。但耗时多、费用昂贵、结果数据量大且分析比较繁冗，在国外也极少采用。层模型计算能得到各楼层的反应，例如层剪力、楼层侧移和层间转角、层间位移延性比等，它主要是从宏观上即层间变形检验结构在大震作用下的安全性。层模型计算的数据相对较少，适宜于进行宏观检验，也便于计算多条地震波作用。但无论是采用杆模型还是层模型进行弹塑性时程分析，计算结果受地震波的影响较大且不存在唯一答案，有时难以判断。
上世纪九十年代中期一些学者相继提出弹塑性静力分析方法用于结构抗震分析。这种方法并非创新，但有较多优点。由弹塑性静力分析，可以了解结构中每个构件的内力和承载力的关系以及各杆件承载力间的相互关系；检查是否符合强柱弱梁，并可发现设计的薄弱部位；还可得到不同受力阶段的侧移变形，给出“底部剪力一预点侧移”关系曲线以及“层剪力一层间变形”关系曲线等等。后者即可作为各楼层的“层剪力一层间位移”骨架线，它是进行层模型弹性时程分析所必须的参数。只要结构一定，其结果不受地震波的影响，只与初始楼层水平荷载的分布有关。
2 我国高层建筑抗震抗震分析与设计中常见问题
2.1 高度问题
按我国现行《高层建筑混凝土结构技术规程》规定综合考虑经济与适用的原则，给出了各种常见结构体系的最大适用高度。
这个高度是在我国目前建筑科研水平、经济发展水平和施工技术水平下，较为稳妥的，也是与目前整个土木工程规范体系相协调的。对于超高限建筑物，应当采取科学谨慎的态度。因为在地震力作用下，超高限建筑物的变形破坏性态会发生很大的变化，随着建筑物高度的增加，许多影响因素将发生质变，即有些参数本身超出了现有规范的适宜范围，如安全指标、延性要求、材料性能、荷载取值、力学模型选取等。
2.2 结构体系问题
在地震多发区，采用何种建筑材料或结构体系较为合理应该得到人们的重视。我国150m以上的建筑，采用的三种主要结构体系（框一筒、筒中筒和框架一支撑），这些也是其他国家高层建筑采用的主要体系。但国外特别在地震区，是以钢结构为主，而在我国钢筋混凝土结构及混合结构占了90%。如此高的钢筋混凝土结构及混合结构，国内外都还没有经受较大地震作用的考验。混合结构的钢筋混凝土内筒往往要承受80%以上的地震作用剪力，有的高达90%以上。由于结构以钢筋混凝土核心筒为主，变形控制要以钢筋混凝土结构的位移限值为基准。但因其弯曲变形的侧移较大，靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移，不仅增大了钢结构的负担，而且效果不大，有时不得不加大混凝土筒的刚度或设置伸臂结构，形成加强层才能满足规范侧移限值。此外，在结构体系或柱距变化时，需要设置结构转换层。加强层和转换层都在本层形成大刚度而导致结构刚度突变，常常会使与加强层或转换层相邻的柱构件剪力突然加大，且加强层伸臂构件或转换层构件与外框架柱连接处很难实现强柱弱梁。因此在需要设置加强层及转换层时，要慎重选择其结构模式，尽量减小其本身刚度，减小其不利影响。
2.3 在某些烈度区采用了较低的抗震措施与构造措施
现在许多专家学者提出，现行的建筑结构设计安全度己不能适应国情的需要，认为我国“取用了可能是世界上最低的结构设计安全度”并主张“建筑结构设计的安全度水平应该大幅度提高”。此外，对于“小震不坏，中震可修，大震不倒”这个抗震设计原则，在新形势下也有重新审核的必要。
设防标准低的根本原因在于国家财力物力有限。我国建筑结构抗震设计除了设防烈度较低外，具体抗震计算方法和构造规定的安全度也不如国外，在配筋率、轴压比、梁柱承载力匹配等一系列保证抗震延性的要求上，与外国相比，也有异同。随着社会财富的增长，结构失效带来的损失愈来愈大，加之结构造价在整个投资中的比例下降，因而有人主张结构在设防烈度下应该采用弹性设计，特别是高烈度区要有严格的抗震措施与抗震构造措施来保证结构的安全。
3 抗震分析与设计的新趋势
（1）基于性能的结构抗震设计现场理论PBD （ Performance-based Design）方法。
上世纪90年代美国学者Bertero. R和Bertero. V. V等研究人员首先明确提出了基于性能的抗震设计概念，这种方法主要是将结构的性能目标转化为破损指标和位移需求，并且对基于性能的抗震设计进行了持续的研究，并将其作为新一代的抗震设计方法。
（2）动力时程响应分析的状态空间迭代法。
这种方法把现代控制理论中的状态空间理论应用到高层建筑结构动力响应问题。根据结构动力方程，引入位移与速度为状态变量，导出状态方程，给出非齐次状态方程的解，进而建立状态空间迭代计算格式。经工程实例验算，具有较高精度。特别对多自由度体系的多输入、多输出等问题的动力响应解法，效率较高。
（3）材料参数随机性的抗震模糊可靠度分析。
该方法从结构整体性能出发，改变过去对结构抗震可靠度的研究只考虑荷载的不确定性而忽略了其他多种不确定因素，综合考虑了材料参数的变异性，地震烈度的随机性，烈度等级界限的随机性与模糊性对结构抗震可靠度的影响。研究成果可用于对现有的结构进行抗震可靠度评估，并可用于指导基于可靠度理论的结构抗震设计。
参考文献
［1］王军.某超限高层的抗震性能设计［J］.福建建筑，2008，（7）.
［2］王丹.浅析高层建筑结构抗震设计［J］.消费导刊，2008，（11）.
［3］李晓燕.高层建筑水平加强层对结构抗震性能的影响分析［J］.科技风，2008，（5）.
建筑结构设计论文范文第2篇
摘要：随着我国社会经济水平的飞速发展，人们的生活水平不断提高，生活质量越来越好。在这样的大环境下，我们对于建筑的要求也在随之提升。因此，建筑结构设计的优化应运而生。为了能够满足人们的需求，施工单位需要对建筑建构设计进行合理的优化和完善，科学的分配资源，保证施工的质量和效率。在本文中，笔者将针对建筑结构优化设计在建筑结构设计中的应用进行简单的探讨。
关键词：建筑结构设计;优化设计;应用
1、优化设计方法及作用
一般来说，建筑结构中的优化设计主要分为两个方面，分别是结构总设计和局部结构设计。總设计的优化包括建筑基础结构方案设计的优化、顶部系统方案设计的优化、外围护栏结构方案的优化以及细部设计的优化。无论是哪个部分的优化，在进行设计的时候都需要充分的从整体考虑，选型、布置、受力、造价都是我们所需要着重考虑的因素，这些因素会直接关系整体建筑结构的优化效果。实际上，建筑结构优化设计并没有固定的方法，在面对不同的优化对象时，施工单位应当结合实际情况，选择与之相符的优化设计方法，让优化设计的效果达到最佳。
对建筑结构进行优化设计，作用涉及到了多个层面。随着人民生活水平的提高，大家对于生活环境以及工作环境的要求也越来越高，因此，建筑结构优化设计能够为人们带来更加舒适的生活和工作环境，这是其一。对建筑进行结构优化设计，能够有效的提高建筑结构整体的稳定性和可靠性，这样一来建筑结构的功能就能够更加强大，使用寿命能够更长，这是其二。与传统的建筑结构相比，经过优化设计的建筑结构在建设过程当中会采用更新的技术，实现建筑材料利用率最大化，在增强其功能的同时，还能够有效地节约成本，提高建筑企业的经济效益，这是其三。
2、建筑结构设计优化的组成部分
（1）计算方案
在建筑结构的优化设计过程当中，存在许多复杂多样的问题，比如说多变量、多约束的非线性优化问题等等。这些问题的存在都会影响建筑结构优化设计的效果。所以说，在施工过程当中，我们通常需要将有约束性的优化问题转化成没有约束性的问题来进行解决，尽可能的避免优化设计中存在的问题为我们带来不利影响。总的来说，优化设计过程当中的计算方案必须要是最优秀的，要提前对各种问题进行计算解决，保证优化设计过程的流畅性。
（2）设计变量
简单来说，设计变量是建筑结构优化模型中的一种组成部分，通常指的是对设计要求起主要影响作用的参数。一般而言，我们会将那些对于设计要求影响较小的，或者变化范围不大的能够满足设计要求的参数作为预定参数。确定了预定参数之后，能够有效地减少后续设计和计算的工作量，进而提高优化设计的工作效率。
（3）目标函数
为了能够使优化设计的总费用降到最低，施工单位应注重确定恰当的目标函数。在确定目标函数时，需要选择符合约定条件的一组截面几何尺寸，还要确定建筑钢筋截面几何失效概率。将这些目标函数确定之后，就能够有效地减少费用的使用，进而达到提高建筑企业经济效益的目的。
（4）约束条件
约束条件可以分为两种类型，分别是实际中的约束条件和目标约束条件。在对建筑结构进行优化设计的时候，为了能够让结构优化设计应用在实际的建筑工程当中，我们应当将实际约束条件和目标约束条件进行综合的比较，保证这两类约束条件都能够符合行业规范的要求。在确定约束条件范围的时候，要从正常使用状态下的弹性约束力到最终状态下的弹塑性约束力，或者从可靠指标约束里到确定性约束力等范围来进行全面的考虑。
（5）结果分析
建筑设计所涉及到的投资方面比较复杂，为了能够在保证建筑质量的同时将利益最大化，我们必须要从整体进行考虑，不能够为了节约资金而忽略设计优化的作用。所以说，在设计优化的过程当中，应当对计算方案的结果进行全面系统的分析，然后以分析得来的数据为依据来确定最优设计结果。总而言之，设计的过程当中不能够片面地强调节约，也不能过分的这样资金投入到技术方面，要根据实际情况让项目在达到功能倾向的同时，尽可能的降低费用，避免浪费。
3、建筑结构优化设计在建筑结构设计中的应用
（22ec20ebeec9caea79f8439ea530711a1）建筑结构工程师的积极参与
众所周知，对一个实际的建筑结构施工进行优化设计，不仅能够降低不必要的浪费，节约建筑成本，还能够有效地提高建筑的适用性，加强建筑的功能性。所以，我们必须要按照结构设计优化的方法和模型结构优化设计去进行实践，提前确定能够影响建设总体的投资计划。在实际的建筑过程当中，经常会出现这样的一种漏洞，早期的程序设计者并没有参与到建筑结构设计优化的过程之中。也就是说，当确定建筑方案以及各种计划之后，程序设计者们才开始开展结构优化设计工作。这种漏洞会对建筑设计的结果有较大的影响。
（2）对实际建筑结构问题的处理
建筑结构设计优化设计是一个复杂的过程，在这个过程当中可能会存在各种各样的问题，影响结构设计优化设计的效果和进度。如果说结构优化设计的手法不得当，那么不仅无法达到应有的优化效果，反而还会对原有的建筑结构进行一定的破坏，甚至影响整个结构的稳定性和安全性。在建筑结构设计优化设计过程当中遇到一些问题是难免存在的，我们需要对这些问题进行及时的解决。对于在这个过程中所存在的安全隐患，应当予以高度的重视，并根据实际情况制定出有效的预防措施，尽可能的减少安全隐患对建筑物的影响和破坏。总的来说，在优化设计过程当中要对结构设计进行充分的考虑，尤其是要注重其安全性和抗震性能，尽可能的保证在降低工程造价的同时提高经济收益，保障建筑结构整体的安全性。
（3）各單位之间积极配合
建筑结构优化设计是指在满足各种规范和特定要求的条件下，使得建筑结构的某种指标达到最佳的设计方法。因此，这项工作复杂程度较高，在设计的过程当中会涉及到多个单位，各单位之间只有积极地协调与合作，才能够促进优化设计的进行和发展。具体来说，建筑结构优化设计会涉及到建设单位、机电安装等施工单位以及管理单位。这些单位之间应当相互配合，大家共同商讨出理想的方案和对应的措施，并在实际的工作当中尽力协调，积极的接受安排，各自负责，有效交流和沟通。只有这样，才能够确保这项工作的顺利开展，确保结构优化能够达到最佳效果。
（4）结合实际情况合理优化概念设计
在建筑结构优化设计的过程当中，必然会涉及到概念设计。概念设计的应用特点具有不确定性，基于概念设计的方式的必要性，设计人员在进行结构优化时要注意灵活变通，也就是说要根据实际情况来合理优化概念设计。我们需要达到的优化设计效果是既要考虑美观，又要考虑实际价值和安全性能。所以要将概念设计与实际情况进行有机的融合。
总的来说，目前建筑市场对于结构优化设计的要求就是在达到美观的同时，提高建筑的可靠性和安全性，保证建筑的性能。为了能够达到这样的要求，我们必须要灵活的运用结构设计优化技术，根据实际情况来确定合理的优化设计手段，以便于在安全的基础之上开展局部调整，降低工程造价，提高建筑质量，促进企业健康发展。
参考文献：
[1]浅谈房屋建筑结构设计中的应用优化技术 [J]. 陶小林，杨杨 . 科技创新与应用 . 2013（16）
[2]结构设计优化技术在房屋结构设计中的具体应用探讨 [J]. 孙有果 . 科技致富向导 . 2011（26）
[3]试析房屋建筑结构设计中的优化技术 [J]. 张凡，吕丽娟 . 山西建筑 . 2017（11）
建筑结构设计论文范文第3篇
摘 要：在数字化时代，虚拟现实技术应用于各大尖端领域。虚拟现实技术在建筑领域的应用也在不断扩大，设计人员通过虚拟现实技术提高建筑设计的有效性，使设计者的设计能够于在视、听、触感等方面高度仿真的数字化环境中生成。在建筑上利用各种科学技术来完成建筑设计工作，虚拟现实技术让设计者在设计建筑物时，能够更直观立体地展示各种外部条件、周围环境、内部装饰、外观的艺术效果、城市规划及使用者对建筑物的要求，尤其在建筑物的使用材料、工程估算、施工技术和装备上有着更为精确的呈现，在节约材料、节约投资、节约时间、节约劳动力方面有着极大优势。
关键词：建筑设计;虚拟现实技术;应用
课题项目：本文系“‘项目带动教学’模式下建筑模型课程模块改革研究”（19-XJ21041）研究成果。
随着建筑设计的智能化和建筑业的迅速发展，设计人员的创作水平和设计效率都有所提高，同时使用者的建筑要求也逐渐复杂多样化，虚拟现实技术可以更好地为使用者提供多元化的服务与体验。虚拟现实技术将设计人员的建筑设计模型以直观立体的三维形式展示出来，设计人员能更精准地找出错误并加以改正，弥补二维平面工程图纸的不足，有效降低了时间成本。
一、虚拟现实技术在建筑设计中的立体呈现
设计人员运用工程信息与建筑设计信息构建建筑板块、绘制工程图纸、设计建筑结构、统算工程信息与设计数据，因为技术限制，无法完全展示设计的结构属性，全面客观地展示整个建筑物的信息，使得建筑问题不能被及时发现，往往在施工后才暴露出来，阻碍后续各项施工活动的开展。此外，由于使用者对设计人员的建筑信息难以透彻了解，所以容易产生错误理解导致施工纠纷等。设计人员应用虚拟现实技术构建三维建筑模型、营造虚拟空间，其他建筑参与者通过虚拟现实技术生成的三维图像建构虚拟场景。
（一）修正建筑设计错误
设计一个建筑物或建筑群所要做的工作纷繁复杂，设计人员在建筑整体设计中难免出现错误，如建筑、结构说明有互相矛盾或者表意不清楚的地方，尺寸标注下清楚，建筑、结构、安装图纸对照出现问题等。通过虚拟现实技术在建筑设计中的应用降低建筑设计师的工作难度，将设计效果以三维图像建构的虚拟场景形式呈现，以便设计师发现建筑设计中存在的错误，完善建筑設计成果。
（二）正确理解建筑设计理念及信息
施工人员面对单一的二维或三维的过于专业的绘图样板，不能对建筑施工操作做出正确的理解，使设计与实际建筑产生偏差，致使施工无法进行，造成多方严重损失。虚拟现实技术的应用帮助设计师把设计理念及细节处理完整地展现在其他建筑参与者面前，如墙体和门窗和比例、尺寸，以及玻璃材质、龙骨材质等，真正实现了相互沟通。虚拟现实技术的沉浸式特点，有助于设计人员构建三维建筑模型、营造虚拟空间。参与者可以浸入虚拟空间，直观了解设计人员对建筑物或建筑群的主体结构、空间布局、细节的描画，从而掌握工作中的细节要求，避免施工问题反复出现，对后续施工造成无法修补的损失，立体感官呈现让参与者在建筑施工时更好地完成施工要求和任务，最终实现建筑物的适用、经济、坚固、美观。
（三）建筑设计中的多样化应用
设计人员在进行建筑设计时面临多重矛盾，设计人员用图纸、建筑模型将设计意图表达出来，从而发现问题、解决问题。建筑设计人员应用虚拟现实技术的沉浸性、交互性和构想性，与建筑理念充分结合。首先建筑参与者在使用过程中产生身临其境的感觉，其次建筑参与者可利用传感设备与虚拟环境中的大部分对象进行交互。这就使得复杂抽象的建筑设计在虚拟现实技术的使用下变得具体形象，更大的好处在于设计人员可以和其他建筑参与者进行远程沟通，从而减少时间成本，打破地域限制，使建筑设计更加广域化。虚拟现实技术的构想性对设计者修复不完整的建筑设计起着至关重要的作用，建筑人员通过虚拟现实技术弥补古建筑缺失部分，并加以完善，这对社会的影响极其深远。
二、虚拟现实技术在建筑设计中的应用
虚拟现实技术在创建建筑信息模型、仿真空间环境方面具有较大优势，合理完整的虚拟空间包含建筑设计者的每个细小设计。精密的布局、仿真模拟环境为建筑设计提供了便利的沟通交流条件。
（一）虚拟现实技术的配套设施
虚拟现实技术中的全景技术、网络三维互动等离不开系统的相关硬件与软件。虚拟现实技术在建筑设计中的实施主要依靠传感手套、三维立体声音生成装置、头盔显示器、立体显示系统等硬件设备，使参与者体验虚拟现实技术创建的仿真建筑环境，在听觉系统、视觉系统、虚拟环境系统等若干电子系统下感受建筑模型的立体声音、仿真环境。虚拟环境中的建筑模型的信息与特征具有实时性。虚拟现实技术由功能编程软件、三维建模软件以及模型驱动系统等软件系统组成。技术人员将建筑设计的工程信息及设计参数通过计算机录入三维建模软件，三维建模软件依据录入数据构建三维建筑模型与配套数据库。技术人员通过计算机对模型驱动系统下达操作命令，调整建筑模型信息，实时显示建筑工程设计方案进程，跟进工程，及时调整模型参数。运用功能编程软件协调其他软件，使虚拟现实技术下的建筑模型、场景、声音、灯光等在硬件中实现场景转换、模块运行停止、声音和灯光转变，保持虚拟仿真模拟空间的真实性。建筑参与者沉浸于虚拟现实技术营造的虚拟仿真模拟空间，感受虚拟仿真模拟空间的灯光变化、建筑格局、造型结构、周围环境的真实性，对虚拟现实软件系统的稳定性、实效性都有较高要求。虚拟三维模型直观展现建筑设计的结构细节、理念，在前期准备阶段，项目的模型交付标准及各专业的数据库建立都对虚拟现实技术的软件提出了严格要求。
（二）模型的构建
与单一的二维或三维绘图样纸的基础模式相比，虚拟建筑模型不仅节省成本、易于保存，还能使工程参与者更好地理解建筑设计方案，更为清楚地了解建筑各部位组合、搭建细节以及施工要求。在模型构建过程中，设计人员着重把点线面的数值标注在三维建筑信息模型上，明确标注建筑各部位的设计参数。在建筑工程中避免因建筑图纸读取不当造成的施工事故和操作不当或不到位造成的工期拖延。为设计人员在施工后期修改建筑设计方案提供便利，同时便于保存建筑设计，有利于今后的设计进行对比更新。虚拟建筑模型是构建虚拟真实场景的基础，模型的计量单位与真实场景的尺寸比例、整个模型的参数值都影响着虚拟真实场景的最终呈现效果。虚拟真实场景根据设计人员提供的参数值在计算机上生成实时动态的三维立体仿真图像。在建立模型的过程中通常以毫米（mm）为单位，设计人员通过调整建筑比例，提高建筑模型的仿真性和客观性。
（三）创造仿真空间
运用虚拟现实技术制作三维建筑模型，从而构建一个真实度较高的仿真模拟环境，运用计算机技术对现实世界进行模拟仿真，在仿真模拟环境中，除了三维场景还有立体声音、仿真光线。对周围环境的真实还原使建筑参与者了解施工现场，有效排除建筑操作中的安全隐患。面对复杂的建筑地形，设计人员以往的几何平面、灰度图象模型抽象难懂，增加了设计人员和其他建筑参与者的工作难度。虚拟现实技术的沉浸性使得建筑模型的三维建模化繁为简，按照现实中建筑的实际尺寸和画面的比例来调整建筑整体的外部构造，细化内外装饰，添加内部其他结构。如房屋建筑的墙体、门窗、阳台，桥梁建筑的桩基、承台、墩柱、盖梁、垫石、挡块、箱梁，道路建筑的路基、路床、路面，水利电力建筑的水工建筑物、挡水建筑物、泄水建筑物等。对建筑物的采暖系统、排水系统、照明设备等制定合理的方案，科学规划布局。设计人员利用计算机系统对设计方案进行计算，用图像、灯光、声频的组合呈现与现实世界相同的虚拟仿真场景。为了有效提高虚拟仿真场景的真实度，利用虚拟现实技术设置模型光源，使用户仿佛置身于真实世界，色彩真实、光线柔和、声音立体，虚拟现实技术提高了建筑模型的精準度。虽然设计人员可以通过图片的不同角度缩放图纸，来展示建筑设计中的结构细节，但是这降低了模型的真实度，而虚拟现实技术应用于建筑设计，创建虚拟仿真场景，可使建筑参与者直观了解建筑的结构细节。
（四）自动化修改
建筑设计工作涉及诸多专业领域，如建筑材料、基础工程、房屋建筑工程、桥梁工程、水利工程、地下建筑工程等。一处细小的设计参数误差，就会导致其他设计参数的变化，如施工中出现错误施工，整体建筑工程的设计方案都要进行修改。在虚拟真实环境中创建建筑立体模型，对设计人员的要求较高，应构建配套数据库，持续不断采集、分析数据库中的建筑设计信息，对不同的建筑设计要求进行科学合理的建筑参数值的设计，这样在虚拟仿真情境中的建筑模型才更具实用性，才能更完善地实施建筑工程。虚拟现实技术依靠计算机等智能设备来实现，计算机辅助设计完成建模，提升建筑设计的精准度。建筑备料、施工组织工作和各工种在整个建筑实施过程中相互配合，要以建筑设计为依据。在建筑工程实施过程中，建筑备料是建筑实施不可或缺的组成部分。要满足适用、经济、美观的设计原则，同时要符合建筑工业化及绿色建筑的要求。
三、结语
虚拟现实技术在各个领域应用广泛，如军事、教育、医疗等。虚拟现实技术应用于建筑设计，从技术人员到施工人员，再到建筑设计的参与者，都能体验到虚拟现实技术构建的建筑模型、仿真场景等对提高建筑工程设计质量、优化建筑设计过程、控制建筑设计成本、直观呈现建筑设计效果有着深远影响。虚拟现实技术在建筑设计中的应用仍存在很多问题，需要优化和完善，不断探索虚拟现实技术在建筑设计中的应用价值，提升虚拟现实技术的软件和硬件性能，完善建筑设计模型的细节，提升模拟场景的真实性，建筑行业对虚拟现实技术的应用的扩大，推动虚拟现实技术的发展。
参考文献：
[1]周波.基于虚拟现实技术的展示设计创新研究[J].现代装饰（理论），2011（9）.
[2]张伟东.虚拟现实技术在未来建筑设计中的应用[J].科学中国人，2014（5X）.
作者单位：
牡丹江师范学院
建筑结构设计论文范文第4篇
摘要：建筑结构设计安全度直接影响着建筑的质量，并且随着经济社会的发展，对于建筑结构设计安全度提出越来越高的要求。本文主要对目前我国的建筑结构设计安全度现状进行分析和研究分析提高建筑结构设计安全度的必要性，以期为建筑结构设计提供更好的建议。
关键字：建筑结构设计；安全度；必要性
1.引言
建筑结构设计安全度受到国家的综合经济实力、国家资源储量、建筑施工水平、建筑材料质量等因素的影响，也就是说，建筑结构安全度实质上是对于国家综合建筑实力和水平的反映。从建筑结构设计安全度的本质来说，提高建筑结构设计安全度就需要增加建筑结构设计的成本支出，增加建筑施工预算，同时包括建筑耗材等各个方面的费用也会有所增加。同时，建筑安全度的升高会使得建筑的安全系数增加，提高建筑的整体质量水平。因此，也可以说，提高建筑结构设计安全度的实质就是在建筑施工成本和建筑质量之间进行权衡，并且根据实际的具体施工技术水平和社会经济条件等因素进行选取。由于我国的经济发展起步较晚，经济基础薄弱，并且在经济发展的初期缺乏有效的财富积累，因此，在改革开放的初期我国的建筑结构设计的安全度收到经济社会条件的制约，一般设置的安全度处于较低的水平。随着我国改革开放步伐的加快，国民经济获得了飞速发展，建筑技术和人才等方面也都取得了巨大的进步。但是，与发达国家相比，我国的建筑结构设计安全度仍然处于相对降低的水平，目前的建筑设计安全度水平已经与我国的综合国力水平不相符，因此，从我国的基本国强出发，分析提高我国目前的建筑结构设计安全度是很有必要的。
2.较低的建筑结构设计安全度存在很大的隐患
根据对目前我国的建筑安全事故的分析可以看出，很多的事故发生都是由于在建筑结构设计的初期，由于设计负责人对于建筑结构安全度的要求过低，具体的建筑物参数要求不能满足实际的需要等原因，造成了很多巨大的安全事故。这主要是由于在建筑物施工的时间段，我国的经济实力和建筑技术水平相对比较薄弱，因此，在实际的建筑结构设计过程中只是要求结构满足最低的参数要求，并没有严格的建筑安全度相关的技术规范，这些无疑都是造成以后安全事故的原因。在这些存在安全隐患的建筑交付使用时，就为以后的安全事故埋下了隐患，极易造成建筑施工项目不能按照工期完成，造成一些严重的经济损失。而且一旦发生安全事故就会造成重大的经济财产损失，甚至造成重大的人员伤亡，这些也将会给业主造成重大的损失，让业主在整个过程中都担负着重大的风险。在我国的社会主义经济发展过程中也出现过大量关于建筑结构设计安全度与建筑预算成本之间的争执，分析主要原因就是在安全度与经济利益之间的取舍。然而，随着我国经济的发展，对于建筑设施的安全度要求越来越高，很多建筑物都是在超过建筑设计时的安全系数运行的，因此，假如目前依旧采用传统的建筑结构设计安全规范，就会严重的阻碍我国经济的正常发展，造成一些不必要的财产和人员伤亡，因此，目前阶段，提高我国的建筑结构设计安全度是十分有必要的，是维护业主的经济利益、保证国家和谐稳定、保护人民生命财产安全的迫切需要。在经济社会高度发达、综合国力日盛、建筑技术水平高度发达的今天，采取有效的建筑设计安全规范，强化建筑设计安全标准势在必行。
3.低安全度建筑物不利于技术改造
在建筑物的使用过程中不可避免的会遇到一个问题，即建筑物的技术改造。这些主要对于建筑的富于安全度有着较高的要求。在一般情况下，为了节省改造的成本、加快改造的速度，建筑物的技术改造都会沿用原建筑物的部件，因此，这就对建筑物的富余安全度提出了要求。目前我国的建筑物普遍存在着这个方面的问题，即建筑物的富余安全度十分有限，有些甚至没有任何富余安全度，这些都会给建筑物的技术改造来了很大的困难，严重影响技术改造的选择以及技术改造的进程，而且即便成功的进行了技术改造，但是对于技术改造后期的安全度也难以有很好的保障，这也是我国目前的建筑物普遍存在的一个严重缺陷，这些因素严重的制约了我国建筑物的改造进程，增加了我国的建筑物的成本。而且目前我国的建筑物结构设计安全度，与西方相比存在的差距还很大。就以建筑物的技术改造为例，在西方的建筑物技术改造过程中，完全可以利用大型的机械设备对建筑物进行较大幅度的搬移、拆解等工作，这些技术上的便利性能够大幅度的提高建筑技术改造的效率，降低建筑物的造价成本，是目前大部分工厂进行建筑物改造的重要途径之一。基于此，提高建筑结构设计安全度，从长远看来，能够有效的降低建筑的整体成本造价，有利于在后期对建筑物进行快速有效的技术改造，总整体上可以起到节约建筑物造价成本、节约建筑材料资源的效果，这也是目前建设资源节约型社会的需要。
4.提高建筑结构设计安全度是适应我国的基本国情
在建国初期到改革改革开放以前，我国的经济发展缓慢，也正是由于较为薄弱的经济状况和当时的基本国情决定了我国当时较低的建筑结构设计安全度，这些建筑物在较为恶劣的条件下经历了几十年的使用后，其建筑状况都出现了很大的改变。建筑物基本都很难再继续进行使用或者对其进行技术改造，甚至有些已经出现了严重的安全隐患，这其中也不乏在使用过程中由于建筑物的质量问题导致的安全事故。然而在今天，我国的经济技术水平已经发生了天翻地覆的变化，基本国情也与改革开放前有着很大的不同，因此，提高建筑结构设计安全度也是适应我国经济社会发展和我国基本国情的需要。
4.1经济发展为提高建筑结构设计安全度奠定了基础。随着我国经济条件的改善和建筑技术水平的发展，目前已经具备了为提高建筑结构设计安全度奠定坚实物质基本的条件，因此，必须将提高建筑结构设计安全度作为一项重点任务来抓，做到尽快的落实。而且，经过以上的分析也可以发现，对于建筑结构设计安全度的提高，从长远的角度来看，能够提高业主的经济效益，降低安全事故发生的系数，同时也能够有效的降低建筑的整体工程预算成本，降低能源资源的消耗，有利于更好的建设资源节约型社会。
4.2社会安全意识的提高促进人们对于较高安全度的需求。近年来，随着人们生活水平的提高和社会财富的积累，人们对于建筑物结构设计安全度的要求越来越高，人们迫切希望能够有效的提高建筑物的安全系数，降低建筑物的事故发生的概率。因此，也可以说，人们生活水平的提高在一定程度上促进了对于建筑物结构设计安全度的提高。在另外一个方面，近年来，自然灾害在世界各个国家都造成了很严重的经济和人员伤亡，其中包括发生在美国的飓风、日本及中国的多起地震等。地震的频发也提高了人们对于建筑物安全的意识，在经济实力允许的范围内，人们希望能够对建筑物结构设计的安全度进行提高，以更好的降低自然灾害对于人员造成的伤亡以及财产损失。
4.结束语
提高建筑结构设计安全度不仅仅是建筑设计本身的需要，同时也是我国基本国情、建设资源节约型社会的迫切需求。在实际的建筑物设计和施工过程中，要牢牢的记住提高建筑结构设计安全度的重要性，不断的推进我国的建筑结构设计安全度水平。
参考文献
[1] 安颖.大幅度提高建筑结构设计安全度的必要性[J].安徽冶金科技职业学院学报，2010年10月
[2] 牛学有.提高建筑结构设计安全度的若干理念[J].民营科技，2008年第1期
建筑结构设计论文范文第5篇
摘要：在城市化进程中，城市人口的不断增长与建设用地规模限制之间存在着严重的矛盾。为了利用有限的土地承载更多的人口，需要不断提升建筑高度，这就导致了当前城市化进程中，大量的高层建筑项目开始规划建设。高层建筑具有土地利用率高、功能较齐全等优点。但是，不断增长的高度必然需要更先进的施工技术来支撑，从而保证高层建筑的整体结构强度和韧性。只有这样才能保证高层建筑的施工和使用安全，本文对高层建筑的设计和施工结构进行了分析。
关键词：高层建筑;结构;概念设计;结构体系分析
引言
建筑物的高度不能随意增加，它与人们的建筑结构设计和施工水平息息相关，为了保证高层建筑设计和施工的安全和质量，我们需要把重点放在结构上。建筑高度的增加会导致建筑结构中重力的增加。如果结构设计不合理，很难支撑住巨大的建筑重量，进而会带来建筑稳定性和使用安全性的下降，对人们的生命财产安全构成极大威胁。对此，我们需要对高层建筑结构的体系设计进行分析和探讨，并用这种方法来促进高层建筑的安全。
1高层建筑结构设计的特点
1.1高层建筑的结构设计
建筑高度的增加需要相关技术和结构强度的支撑，这就解释了为什么高层建筑比普通建筑对结构设计技术和专业水平有更高的要求。对于高层建筑的结构设计来说，质量因素是非常重要的，因为结构的设计质量不仅关系到高层建筑各项功能的实现，而且对建筑工程的造价和工期有着相当大的影响。
1.2在高层建筑的结构选择和设计的过程中，水平力是最主要的因素
建筑物本身的水平力与高度正相关。随着建筑高度的增加，结构在水平方向受力越大。建筑结构一旦不能适应水平力的作用，将对建筑的安全产生严重的影响，这就意味着在高层建筑设计时必须注意水平构件。
1.3在保证高层建筑承载力的基础上注重用刚度的加强来抵抗侧向力
建筑高度的增加必然导致重心的提升。建筑物的重心越高，建筑物的稳定性就越差，因为侧向力对建筑物的影响越严重，一旦侧向力得不到有效控制，就会引起高层建筑的侧向位移，严重威胁大楼的正常运行。
1.4在高层建筑结构选择和设计过程中要注重减轻建筑自重
在施工过程中为了增加建筑物的高度，必然导致建筑物本身重量的增加。自重的增加会对建筑物的使用造成很大的不利影响。例如，在地震中，自重建筑的抗震性能往往较差，而且在基础和桩基础上有巨大的压力，这将影响建筑物的整体质量。因此，在建筑结构设计中，必须考虑减轻高层建筑的重量，并采用新型高强度材料有效地减轻建筑的重量。
1.5高层建筑的抗风结构的选择和设计过程中，要进行位移值计算
高层建筑的迎风面积变大了，所以，需要我们对相关的位移值进行计算，从而来对结构加以优化设计，从而提升建筑的抗风能力。
1.6具有特殊的抗震要求的高层建筑，应该认真检测地质情况
地基是建筑工程建设的最重要基础，特别是对于高层建筑这样的工程项目来说一定要重视地基选址工作，通过对地质状况进行深入勘测来保证地基的稳定性。
1.7在高层建筑的地基结构的选择和设计的过程中，要保证结构合理性
高层建筑设计合理性体现在承载力、刚度这两个方面。
2高层建筑的结构体系
高层建筑结构体系由剪力墙、框架、筒体和框架剪力墙组成。在进行结构体系设计工作时，不知道要注意这些构件体系的有效性，还要促进它们的相互排列和组合的优化。通过这种方法，可以提高高层建筑结构体系的水平，利用较好的结构承载力和刚度，保证高层建筑的稳定性和安全性。以下是对这些结构的详细分析。
2.1框架结构体系
在节点处将建筑物中的梁、柱连接起来，形成具有良好承载力的框架结构。然而，由于框架结构缺乏抗侧刚度，非结构构件容易受到地震破坏，这也是框架结构只适用于底层建筑的原因。除了上述抗侧刚度不足的缺点外，框架结构还有很多优点：首先，平面设置灵活，立面设计多变。由于采用框架结构，整个建筑有大量的可用空间，这为空间类型的选择提供了很大的选择，无论是餐厅、商务室、教室还是会议室、车间都可以;其次，框架结构的施工难度较小，无论是采用预制构件还是采用定型模板进行现浇都可以达到，这得益于框架结构的简化，较理想的施工方法是现浇法，这种方法具有较好的抗震性能。
2.2剪力墙结构体系
在高层建筑结构体系中剪力墙结构体系主要负责的是竖向水平载荷，尽管水平方向上的载荷承载能力也是有的。高层建筑利用剪力墙结构可以实现很好的侧向稳定性，这种强度高、刚度大并且整体性好的结构体系可以保证高层建筑在地震中保持很好的稳定性。经过对发生过地震地区的建筑结构调查可以发现，应用了剪力墙结构体系的建筑受到的地震伤害是相对较轻的，这也在实践中证明了剪力墙结构体系的抗震价值。一般来说，应用剪力墙结构体系的建筑建设应当划分成两个方面来看，对于地震频发地区应用剪力墙结构体系的建筑来说最适宜的高度是十五层楼以上;对于几乎不发生地震地区的建筑结构来說，高度达到140m的建筑也是可以应用剪力墙结构体系的。在我国当前的建筑结构体系中，高度在10层楼到30层楼之间的建筑中有很大的部分都选择了使用剪力墙建筑结构来保证建筑的稳定性和安全性。
在建筑中应用剪力墙结构的时候需要注意一些事项：首先，建造剪力墙结构建筑的过程中为了在保证建设质量的基础上提升建造速度可以积极的利用滑升模板、大模板等建造方法;其次，在建造过程中应当对墙间距进行准确控制，间距不可以太大;在缺点方面剪力墙结构还有平面布置不灵活、结构自重大等缺点。
2.3筒中筒结构体系
筒中筒结构体系是高层建筑结构体系中的重要组成部分，它的主要作用是抵抗水平方向上的力，在结构体系构成上主要包含了一个或多个筒体，这种多筒体的结构强度和水平力承载能力可以很好的满足高层建筑的要求，同时其具有的优秀抗扭刚度也很好的保证了建筑的稳定性。筒中筒结构体系是包含了很多个基本形式的，主要的结构形式有框筒、实腹筒和桁架筒这三种。
3结束语
城市化的不断推进，决定了城市建筑的高层化将是一个长期的趋势。这种趋势不仅会促进城市化的发展，而且会给人们的生命财产带来严重的安全威胁。因此，为了更好地发挥高层建筑对城市化进程的推动作用，需要相关人员对高层建筑结构进行全面有效的分析，并在此基础上进行有效的设计。这样，通过更有效的结构设计和施工，可以为高层建筑的建设和使用提供有效的保障，从而促进城市的发展更好的发展。为了更好地进行高层建筑结构设计，相关设计人员必须有效地了解和掌握相关的高层建筑结构特点和相关的结构体系。在此基础上，合理设计建筑结构，最终目的是保证结构的强度和稳定性，从而为整个建筑提供有效的支撑。
参考文献
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陈欢. 浅谈高层建筑结构概念设计及高层建筑结构体系[J]. 中国房地产业：理论版， 2012（7）：232-232.
苟文清. 浅谈高层建筑结构概念设计及高层建筑结构体系[J]. 城市建设理论研究：电子版， 2012， 000（025）：1-3.
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建筑结构设计论文范文第6篇
【摘 要】论文以某结构框架—剪力墙井塔结构为模型，对该结构标高18.2m处进行抽柱处理，并将转换大梁设计为型钢混凝土转换梁。利用有限元软件对大跨度型钢混凝土转换梁受力性能进行了竖向荷载下的受力分析，发现在改变型钢腹板厚度时，不断增大型钢腹板厚度并不能持续增强转换梁的承载能力。
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【关键词】型钢混凝土;腹板厚度;转换梁;受力性能
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1 工程概况
某矿井项目工程主立井井塔，采用框架—剪力墙的箱框结构。长28m，宽24m，总高度为96.5m。为了加快表层土和部分基岩段的施工进度，立井采用冻结法施工， 但这导致原方案中框架柱下无法到达设计深度[1]。为了降低成本，考虑采用底层抽柱的设计方案，从而形成带转换梁结构的井塔。
2 模型建立
通过ABAQUS有限元软件，按照设计比例进行建模，根据要求的边界条件进行定义，并进行竖向荷载的布置[2]。转换梁和框支柱的设计尺寸较大且内部钢筋排布密集，由于文章着重对转换梁进行分析，因此对转换梁以及框支柱依据实际情况建模，并将上部框架结构和下部转换结构进行耦合。
3 型钢混凝土中腹板厚度对转换梁受力性能的影响
拟用腹板厚度作为变化参数对转换梁受力性能进行测试研究，原模型的腹板厚度为70mm，在此基础上分别将厚度增大到75mm、80mm、85mm，采用静力逐级加载，荷载的取值采用原模型数值。由于原工程采用冻土法施工，柱底为刚接，所以在软件模拟中约束柱底三个方向自由度，在重力方向施加均布荷载，采用多级逐级加载[3]。
经过非线性有限元计算得出不同腹板参数下，型钢跨中应力与挠度的曲线关系如图1（a）所示、底部受拉钢筋跨中应力与挠度曲线关系如图1（b）所示。
由图1（a）曲线所示的关系可知，当型钢翼腹板厚度为70mm、75mm、80mm、85mm时，型钢进入屈服时，转换梁竖向位移分别为65mm、77mm、71mm、76mm;跨中受拉钢筋进入屈服时，转换梁竖向位移分别为87mm、83mm、79mm、76mm。
由图中曲线得出，当腹板厚度由70mm增大到75mm时，型钢进入屈服时所需的转换梁竖向位移值由65mm提高到77mm，说明转换梁整体的刚度提高了，并且型钢的屈服时间被延后了[4]。与此同时，受拉钢筋进入屈服时，转换梁竖向位移由87mm降低为83mm。由此可以看出，在一定程度上增大腹板厚度，型钢承载力能得到更充分的利用，并且增大腹板厚度有利于转换梁抗剪能力，保证抗震要求中的“强剪弱弯”，更有助于构件的整体受力。
随着腹板厚度不断增大，型钢进入屈服时所需的挠度出现波动的趋势，而受拉钢筋进入屈服的挠度不断减小，跨中型钢与受拉钢筋到达屈服时所需挠度也逐渐接近，可以更好地帮助型钢去承受荷载。与此同时也可以看出，腹板厚度增大到80mm时，型鋼进入屈服时的挠度却下降为71mm;当腹板厚度增大到85mm时，型钢进入屈服时的挠度又变为76mm，所以增大腹板厚度并不能有效地增大型钢的承载能力，并且还可能会引起“强梁弱柱”的情况，不利于抗震，另一方面，从施工和经济性出发，也会带来很多额外的负担和难点。
4 结论
在竖向荷载作用下，一定程度上增大腹板厚度，型钢承载力能得到更充分的利用，保证抗震要求中的“强剪弱弯”。但持续增大会使转换梁刚度过大，不利于“强柱弱梁”，并且不利于加工，提高了造价成本。所以在这种大跨度转换梁的设计时，要经过有限元的分析计算，选出最合适的型钢截面尺寸以及配筋。
本文在做有限元分析时，没有考虑框支柱与转换梁、转换梁参数变化与整体结构的关系，只是做了转换梁的局部分析，并且没有对改变参数后的抗震性能以及整体结构的薄弱层、层间位移等问题进行分析，存在局限性。在日后的研究过程中，会加强大跨度转换梁对整个结构的受力性能分析，并考虑加入一些隔震、减震的研究。
【参考文献】
【1】黄道生，李斌，吴衍智，等.矿山特种结构[M].北京：煤炭工业出版社，1992.
【2】沈蒲生.高层建筑结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.
【3】唐新荣.高层建筑转换层结构设计与施工[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.
【4】娄宇，魏琏，丁大钧.梁式转换层设计中的一些问题探讨[J].四川建筑科学研究，1996（1）：7-11.