建筑結構論文范文第1篇
【論文摘要】:文章通過對比鋼結構和混凝土結構介紹，闡述了新型、高效應力結構體系將在我國二十一世紀大規(guī)?；窘ㄔO中發(fā)揮越來越大的作用。
一、前言
鋼結構和混凝土結構是建筑工程中最常用的2種結構形式。鋼結構和混凝土結構各有所長，前者具有重量輕、強度高、延性好、施工速度快、建筑物內(nèi)部凈空氣大等優(yōu)點，而后者剛度大、耗鋼量少、材料費省、防火性能好。綜合利用這兩種結構的優(yōu)點為高層以建筑的發(fā)展開辟了一條新途徑。統(tǒng)計分析表明，高層建筑采用鋼——混凝土混合結構和用鋼量約為鋼結構的70%，而施工速度與全鋼結構相當于，在綜合考慮施工周期、結構占用使用面積等因素后，混合結構的綜合經(jīng)濟指標優(yōu)于全鋼結構和混凝土結構的綜合經(jīng)濟指標。
最近建設部和國家冶金工業(yè)局在頒布的《建筑用鋼技術政策》中，將鋼——混凝土混合結構列為要大力推廣的建筑新技術，可以預見，混合結構在高層辦公樓、學校、醫(yī)院及住宅等建筑中將有較廣泛的應用。
二、索張拉結構
索張拉結構基本受力構件有三類：受壓構件、受彎構件和受拉構件。
對于受壓構件，當構件長細比較大時，由于構件會發(fā)生整體失穩(wěn)，構件的作用不能充分發(fā)揮。對于受彎構件，由于構件截面應力不均勻，截面邊緣的最大應力往往控制構件的設計，使得構件材料不能充分發(fā)揮作用。只有受拉構件，截面的應力均勻，不會發(fā)生整體失穩(wěn)，如利用高強鋼索做成受拉構件，能最大限度地發(fā)揮受拉構件的作用，提高結構的經(jīng)濟性。
在結構體系中巧妙利用張拉構件，結合少數(shù)剛性受壓構件，可構成受力合理的高效張拉結構體系，不僅承載力高、剛度大，且能使各種材料的強度均得到很好的發(fā)揮。
三、索穹頂結構
索穹頂結構實際上是一處特殊的索－膜結構，是近幾年才發(fā)展起來的一種結構效率極高的張力集成體系。其外形類似于穹頂，而主要的構件是鋼索，由始終處于張力狀態(tài)的索段構成穹頂，利用膜材作為屋面，因此被命名為索穹頂。由于整個結構除少數(shù)幾根壓桿外都處于張力狀態(tài)，所以充分發(fā)揮了鋼索的強度，只要能避免柔性結構可能發(fā)生的結構松弛，索穹頂結構便無彈性失穩(wěn)之虞，所以，這種結構重量極輕，安裝方便，可具有新穎的造型，經(jīng)濟合理，被成功地應用于一些大跨度和超大跨度的結構。
四、膜結構
膜結構是張力結構體系的一種，它以具有優(yōu)良性能的柔軟織物為膜材，由膜內(nèi)的空氣壓力支承膜面（充氣式膜結構或所承式膜結構），或利用鋼索或風性支承結構向膜內(nèi)預施加張力（張力膜結構），從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大空間的結構體系。膜結構采用的薄膜的材料，大多采用涂層織物薄膜，分為兩部分，內(nèi)部為基材織物，主要決定膜材的力學性質(zhì)，提供材料的抗拉強度、抗撕裂強度等；外層為涂層，主要解決膜材的物理性質(zhì)，提供材料的耐火、耐久性及防水、自潔性等，常用膜材一般為聚酯織物涂敷氯乙烯涂層膜材、玻璃纖維織物涂敷聚四氟乙烯涂層或有機硅樹酯涂層膜材。膜材并接的結構接縫多采用熱焊，非結構接縫采用縫合。
膜結構具有如下特點：造型活潑優(yōu)美，富有時代氣息；自重輕，適合大跨度的建筑，充分利用自然光，減少能源消耗；價格相對低廉，施工速度快；結構抗震性能好。
充氣膜結構有單層、雙層、氣肋式三種形式，充氣膜結構一般需要長期不間斷地能源供應，在低拱度大跨度建筑中的單層膜結構必須是封閉的空間，以保持一定氣壓差。在氣候惡劣的地方，空氣膜結構的維護有一定的困難，不少建筑曾遭意外的漏氣而下癟。五、高效預應力結構體系
高效預應力結構是指用高強度材料、現(xiàn)代設計方法和先進的施工工藝建筑起來的預應力結構，是當今技術最先進、用途最廣、最有發(fā)展前途的一種建筑結構型式之一。目前，世界上幾乎所有的高大精尖的土木建筑結構都采用了高效預應力技術，如，大型公共建筑、大跨重載工業(yè)建筑、高層建筑、大中跨度橋梁、大型特種結構、電視塔、核電站安全殼、海洋平臺等幾乎全部采用了這一技術。
近年來，高效預應力技術在我國發(fā)展迅速，已制定專門的預應力結構設計、施工規(guī)程、工程中應用的預應力結構體系也很豐富。典型工程實例有：面積最大的單體預應力工程是首都國際機場新航站樓工程，每層建筑面積約8.8萬平方米，總建筑面積約35平方米，在混凝土板、墻、框架、柱以及鋼屋架、鋼梁和鋼管網(wǎng)架中大量采用了預應力技術；柱網(wǎng)最大的預應力工程是深圳車港工程，標準層平面尺寸159×103.5米，標準柱網(wǎng)16×25米，總建筑面積9.5萬平方米；最在的預應力鋼桁架工程是北京西站主站房工程，該預應力鋼桁架跨度45米，桁架上承40米高的中式門樓，門樓總重5400余噸；層數(shù)最多的預應力工程是廣東國際大夏主樓，總計63層；高度最高的預應力工程是青島中銀大廈，總高度241米，58層，等等因篇幅所限，文章重點介紹首都國際機場新航站樓工程和北京西客站主站房工程。
首都國際機場新航站樓工程全面采用了高效預應力技術，僅無粘結預應力筋量就達4000余噸堪稱本世紀國內(nèi)最大的預應力工程之一。新航站樓的基礎為整體預應力平板片筏基礎，上部結構采用了預應力框架、剪力墻體系和預應力板柱、剪力墻體系，部分屋面采用了預應力空間焊接鋼管屋架。
可以預計，隨著高性能預應力材料（高強混凝土、高強預應力筋、新型纖維塑料筋等）的推廣應用以及結構設計理論和設計的不斷發(fā)展，新型、高效應力結構體系將在我國二十一世紀大規(guī)?；窘ㄔO中發(fā)揮越來越大的作用。
建筑結構論文范文第2篇
［論文關鍵詞］高層建筑；結構特點；結構體系
我國改革開放以來，建筑業(yè)有了突飛猛進的發(fā)展，近十幾年我國已建成高層建筑萬棟，建筑面積達到2億平方米，其中具有代表性的建筑如深圳地王大廈81層，高325米；廣州中天廣場80層，高322米；上海金茂大廈88層，高420.5米。另外在南寧市也建起第一高樓：地王國際商會中心即地王大廈共54層，高206.3米。隨著城市化進程加速發(fā)展，全國各地的高層建筑不斷涌現(xiàn)，作為土建工作設計人員，必須充分了解高層建筑結構設計特點及其結構體系，只有這樣才能使設計達到技術先進、經(jīng)濟合理、安全適用、確保質(zhì)量的基本原則。
一、高層建筑結構設計的特點
高層建筑結構設計與低層、多層建筑結構相比較，結構專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結構體系的選擇，直接關系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有：
（一）水平力是設計主要因素
在低層和多層房屋結構中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結構設計產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化。
（二）側(cè)移成為控指標
與低層或多層建筑不同，結構側(cè)移已成為高層結構設計中的關鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結構的側(cè)向變形迅速增大，與建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。
另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質(zhì)高強材料的應用、新的建筑形式和結構體系的出現(xiàn)、側(cè)向位移的迅速增大，在設計中不僅要求結構具有足夠的強度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結構在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在某一限度之內(nèi)，否則會產(chǎn)生以下情況：
1.因側(cè)移產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，尤其是豎向構件，當側(cè)向位移增大時，偏心加劇，當產(chǎn)生的附加內(nèi)力值超過一定數(shù)值時，將會導致房屋側(cè)塌。
2.使居住人員感到不適或驚慌。
3.使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞，使機電設備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運行。
4.使主體結構構件出現(xiàn)大裂縫，甚至損壞。
（三）抗震設計要求更高
有抗震設防的高層建筑結構設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。
（四）減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要
高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣地基或樁基的情況下，減輕房屋自重意昧著不增加基礎造價和處理措施，可以多建層數(shù)，這在軟弱土層有突出的經(jīng)濟效益。
地震效應與建筑的重量成正比，減輕房屋自重是提高結構抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了，不僅作用于結構上的地震剪力大，還由于重心高地震作用傾覆力矩大，對豎向構件產(chǎn)生很大的附加軸力，從而造成附加彎矩更大。
（五）軸向變形不容忽視
采用框架體系和框架——剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種軸向變形的差異將會達到較大的數(shù)值，其后果相當于連續(xù)梁中間支座沉陷，從而使連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。
（六）概念設計與理論計算同樣重要
抗震設計可以分為計算設計和概念設計兩部分。高層建筑結構的抗震設計計算是在一定的假想條件下進行的，盡管分析手段不斷提高，分析的原則不斷完善，但由于地震作用的復雜性和不確定性，地基土影響的復雜性和結構體系本身的復雜性，可能導致理論分析計算和實際情況相差數(shù)倍之多，尤其是當結構進入彈塑性階段之后，會出現(xiàn)構件局部開裂甚至破壞，這時結構已很難用常規(guī)的計算原理去進行分析。實踐表明，在設計中把握好高層建筑的概念設計也是很重要的。
二、高層建筑的結構體系
（一）高層建筑結構設計原則
1.鋼筋混凝土高層建筑結構設計應與建筑、設備和施工密切配合，做到安全適用、技術先進、經(jīng)濟合理，并積極采用新技術、新工藝和新材料。
2.高層建筑結構設計應重視結構選型和構造，擇優(yōu)選擇抗震及抗風性能好而經(jīng)濟合理的結構體系與平、立面布置方案，并注意加強構造連接。在抗震設計中，應保證結構整體抗震性能，使整個結構有足夠的承載力、剛度和延性。
（二）高層建筑結構體系及適用范圍
目前國內(nèi)的高層建筑基本上采用鋼筋混凝土結構。其結構體系有：框架結構、剪力墻結構、框架—剪力墻結構、筒體結構等。
1.框架結構體系?？蚣芙Y構體系是由樓板、梁、柱及基礎四種承重構件組成。由梁、柱、基礎構成平面框架，它是主要承重結構，各平面框架再由連系梁連系起來，即形成一個空間結構體系，它是高層建筑中常用的結構形式之一。
框架結構體系優(yōu)點是：建筑平面布置靈活，能獲得大空間，建筑立面也容易處理，結構自重輕，計算理論也比較成熟，在一定高度范圍內(nèi)造價較低。
框架結構的缺點是：框架結構本身柔性較大，抗側(cè)力能力較差，在風荷載作用下會產(chǎn)生較大的水平位移，在地震荷載作用下，非結構構件破壞比較嚴重。
框架結構的適用范圍：框架結構的合理層數(shù)一般是6到15層，最經(jīng)濟的層數(shù)是10層左右。由于框架結構能提供較大的建筑空間，平面布置靈活，可適合多種工藝與使用的要求，已廣泛應用于辦公、住宅、商店、醫(yī)院、旅館、學校及多層工業(yè)廠房和倉庫中。
2.剪力墻結構體系。在高層建筑中為了提高房屋結構的抗側(cè)力剛度，在其中設置的鋼筋混凝土墻體稱為“剪力墻”，剪力墻的主要作用在于提高整個房屋的抗剪強度和剛度，墻體同時也作為維護及房間分格構件。
剪力墻結構中，由鋼筋混凝土墻體承受全部水平和豎向荷載，剪力墻沿橫向縱向正交布置或沿多軸線斜交布置，它剛度大，空間整體性好，用鋼量省。歷史地震中，剪力墻結構表現(xiàn)了良好的抗震性能，震害較少發(fā)生，而且程度也較輕微，在住宅和旅館客房中采用剪力墻結構可以較好地適應墻體較多、房間面積不太大的特點，而且可以使房間不露梁柱，整齊美觀。
剪力墻結構墻體較多，不容易布置面積較大的房間，為了滿足旅館布置門廳、餐廳、會議室等大面積公共用房的要求，以及在住宅樓底層布置商店和公共設施的要求，可以將部分底層或部分層取消剪力墻代之以框架，形成框支剪力墻結構。
在框支剪力墻中，底層柱的剛度小，形成上下剛度突變，在地震作用下底層柱會產(chǎn)生很大內(nèi)力及塑性變形，因此，在地震區(qū)不允許采用這種框支剪力墻結構。
3.框架—剪力墻結構體系。在框架結構中布置一定數(shù)量的剪力墻，可以組成框架—剪力墻結構，這種結構既有框架結構布置靈活、使用方便的特點，又有較大的剛度和較強的抗震能力，因而廣泛地應用于高層建筑中的辦公樓和旅館。
4.筒體結構體系。隨著建筑層數(shù)、高度的增長和抗震設防要求的提高，以平面工作狀態(tài)的框架、剪力墻來組成高層建筑結構體系，往往不能滿足要求。這時可以由剪力墻構成空間薄壁筒體，成為豎向懸臂箱形梁，加密柱子，以增強梁的剛度，也可以形成空間整體受力的框筒，由一個或多個筒體為主抵抗水平力的結構稱為筒體結構。通常筒體結構有：
（1）框架—筒體結構。中央布置剪力墻薄壁筒，由它受大部分水平力，周邊布置大柱距的普通框架，這種結構受力特點類似框架—剪力墻結構，目前南寧市的地王大廈也用這種結構。
（2）筒中筒結構。筒中筒結構由內(nèi)、外兩個筒體組合而成，內(nèi)筒為剪力墻薄壁筒，外筒為密柱（通常柱距不大于3米）組成的框筒。由于外柱很密，梁剛度很大，門密洞口面積?。ㄒ话悴淮笥趬w面積50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空間整體作用，類似一個多孔的豎向箱形梁，有很好的抗風和抗震性能。目前國內(nèi)最高的鋼筋混凝土結構如上海金茂大廈（88層、420.5米）、廣州中天廣場大廈（80層、320米）都是采用筒中筒結構。
（3）成束筒結構。在平面內(nèi)設置多個剪力墻薄壁筒體，每個筒體都比較小，這種結構多用于平面形狀復雜的建筑中。
（4）巨型結構體系。巨型結構是由若干個巨柱（通常由電梯井或大面積實體柱組成）以及巨梁（每隔幾層或十幾個樓層設一道，梁截面一般占一至二層樓高度）組成一級巨型框架，承受主要水平力和豎向荷載，其余的樓面梁、柱組成二級結構，它只是將樓面荷載傳遞到第一級框架結構上去。這種結構的二級結構梁柱截面較小，使建筑布置有更大的靈活性和平面空間。
除以上介紹的幾種結構體系外，還有其他一些結構形式，也可應用，如薄殼、懸索、膜結構、網(wǎng)架等，不過目前應用最廣泛的還是框架、剪力墻、框架—剪力墻和筒體等四種結構。
［參考文獻］
［1］GB50011－2001建筑抗震設計規(guī)范.
［2］GB50010－2002混凝土結構設計規(guī)范.
［3］吳景祥.高層建筑設計［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社,1987.
建筑結構論文范文第3篇
【論文摘要】:文章通過對比鋼結構和混凝土結構介紹，闡述了新型、高效應力結構體系將在我國二十一世紀大規(guī)?；窘ㄔO中發(fā)揮越來越大的作用。
一、前言
鋼結構和混凝土結構是建筑工程中最常用的2種結構形式。鋼結構和混凝土結構各有所長，前者具有重量輕、強度高、延性好、施工速度快、建筑物內(nèi)部凈空氣大等優(yōu)點，而后者剛度大、耗鋼量少、材料費省、防火性能好。綜合利用這兩種結構的優(yōu)點為高層以建筑的發(fā)展開辟了一條新途徑。統(tǒng)計分析表明，高層建筑采用鋼——混凝土混合結構和用鋼量約為鋼結構的70%，而施工速度與全鋼結構相當于，在綜合考慮施工周期、結構占用使用面積等因素后，混合結構的綜合經(jīng)濟指標優(yōu)于全鋼結構和混凝土結構的綜合經(jīng)濟指標。
最近建設部和國家冶金工業(yè)局在頒布的《建筑用鋼技術政策》中，將鋼——混凝土混合結構列為要大力推廣的建筑新技術，可以預見，混合結構在高層辦公樓、學校、醫(yī)院及住宅等建筑中將有較廣泛的應用。
二、索張拉結構
索張拉結構基本受力構件有三類：受壓構件、受彎構件和受拉構件。
對于受壓構件，當構件長細比較大時，由于構件會發(fā)生整體失穩(wěn)，構件的作用不能充分發(fā)揮。對于受彎構件，由于構件截面應力不均勻，截面邊緣的最大應力往往控制構件的設計，使得構件材料不能充分發(fā)揮作用。只有受拉構件，截面的應力均勻，不會發(fā)生整體失穩(wěn)，如利用高強鋼索做成受拉構件，能最大限度地發(fā)揮受拉構件的作用，提高結構的經(jīng)濟性。
在結構體系中巧妙利用張拉構件，結合少數(shù)剛性受壓構件，可構成受力合理的高效張拉結構體系，不僅承載力高、剛度大，且能使各種材料的強度均得到很好的發(fā)揮。
三、索穹頂結構
索穹頂結構實際上是一處特殊的索－膜結構，是近幾年才發(fā)展起來的一種結構效率極高的張力集成體系。其外形類似于穹頂，而主要的構件是鋼索，由始終處于張力狀態(tài)的索段構成穹頂，利用膜材作為屋面，因此被命名為索穹頂。由于整個結構除少數(shù)幾根壓桿外都處于張力狀態(tài)，所以充分發(fā)揮了鋼索的強度，只要能避免柔性結構可能發(fā)生的結構松弛，索穹頂結構便無彈性失穩(wěn)之虞，所以，這種結構重量極輕，安裝方便，可具有新穎的造型，經(jīng)濟合理，被成功地應用于一些大跨度和超大跨度的結構。
四、膜結構
膜結構是張力結構體系的一種，它以具有優(yōu)良性能的柔軟織物為膜材，由膜內(nèi)的空氣壓力支承膜面（充氣式膜結構或所承式膜結構），或利用鋼索或風性支承結構向膜內(nèi)預施加張力（張力膜結構），從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大空間的結構體系。膜結構采用的薄膜的材料，大多采用涂層織物薄膜，分為兩部分，內(nèi)部為基材織物，主要決定膜材的力學性質(zhì)，提供材料的抗拉強度、抗撕裂強度等；外層為涂層，主要解決膜材的物理性質(zhì)，提供材料的耐火、耐久性及防水、自潔性等，常用膜材一般為聚酯織物涂敷氯乙烯涂層膜材、玻璃纖維織物涂敷聚四氟乙烯涂層或有機硅樹酯涂層膜材。膜材并接的結構接縫多采用熱焊，非結構接縫采用縫合。
膜結構具有如下特點：造型活潑優(yōu)美，富有時代氣息；自重輕，適合大跨度的建筑，充分利用自然光，減少能源消耗；價格相對低廉，施工速度快；結構抗震性能好。
充氣膜結構有單層、雙層、氣肋式三種形式，充氣膜結構一般需要長期不間斷地能源供應，在低拱度大跨度建筑中的單層膜結構必須是封閉的空間，以保持一定氣壓差。在氣候惡劣的地方，空氣膜結構的維護有一定的困難，不少建筑曾遭意外的漏氣而下癟。五、高效預應力結構體系
高效預應力結構是指用高強度材料、現(xiàn)代設計方法和先進的施工工藝建筑起來的預應力結構，是當今技術最先進、用途最廣、最有發(fā)展前途的一種建筑結構型式之一。目前，世界上幾乎所有的高大精尖的土木建筑結構都采用了高效預應力技術，如，大型公共建筑、大跨重載工業(yè)建筑、高層建筑、大中跨度橋梁、大型特種結構、電視塔、核電站安全殼、海洋平臺等幾乎全部采用了這一技術。
近年來，高效預應力技術在我國發(fā)展迅速，已制定專門的預應力結構設計、施工規(guī)程、工程中應用的預應力結構體系也很豐富。典型工程實例有：面積最大的單體預應力工程是首都國際機場新航站樓工程，每層建筑面積約8.8萬平方米，總建筑面積約35平方米，在混凝土板、墻、框架、柱以及鋼屋架、鋼梁和鋼管網(wǎng)架中大量采用了預應力技術；柱網(wǎng)最大的預應力工程是深圳車港工程，標準層平面尺寸159×103.5米，標準柱網(wǎng)16×25米，總建筑面積9.5萬平方米；最在的預應力鋼桁架工程是北京西站主站房工程，該預應力鋼桁架跨度45米，桁架上承40米高的中式門樓，門樓總重5400余噸；層數(shù)最多的預應力工程是廣東國際大夏主樓，總計63層；高度最高的預應力工程是青島中銀大廈，總高度241米，58層，等等因篇幅所限，文章重點介紹首都國際機場新航站樓工程和北京西客站主站房工程。
首都國際機場新航站樓工程全面采用了高效預應力技術，僅無粘結預應力筋量就達4000余噸堪稱本世紀國內(nèi)最大的預應力工程之一。新航站樓的基礎為整體預應力平板片筏基礎，上部結構采用了預應力框架、剪力墻體系和預應力板柱、剪力墻體系，部分屋面采用了預應力空間焊接鋼管屋架。
可以預計，隨著高性能預應力材料（高強混凝土、高強預應力筋、新型纖維塑料筋等）的推廣應用以及結構設計理論和設計的不斷發(fā)展，新型、高效應力結構體系將在我國二十一世紀大規(guī)?；窘ㄔO中發(fā)揮越來越大的作用。
建筑結構論文范文第4篇
索張拉結構基本受力構件有三類：受壓構件、受彎構件和受拉構件。
對于受壓構件，當構件長細比較大時，由于構件會發(fā)生整體失穩(wěn)，構件的作用不能充分發(fā)揮。對于受彎構件，由于構件截面應力不均勻，截面邊緣的最大應力往往控制構件的設計，使得構件材料不能充分發(fā)揮作用。只有受拉構件，截面的應力均勻，不會發(fā)生整體失穩(wěn)，如利用高強鋼索做成受拉構件，能最大限度地發(fā)揮受拉構件的作用，提高結構的經(jīng)濟性。
在結構體系中巧妙利用張拉構件，結合少數(shù)剛性受壓構件，可構成受力合理的高效張拉結構體系，不僅承載力高、剛度大，且能使各種材料的強度均得到很好的發(fā)揮。
2、索穹頂結構
索穹頂結構實際上是一處特殊的索－膜結構，是近幾年才發(fā)展起來的一種結構效率極高的張力集成體系。其外形類似于穹頂，而主要的構件是鋼索，由始終處于張力狀態(tài)的索段構成穹頂，利用膜材作為屋面，因此被命名為索穹頂。由于整個結構除少數(shù)幾根壓桿外都處于張力狀態(tài)，所以充分發(fā)揮了鋼索的強度，只要能避免柔性結構可能發(fā)生的結構松弛，索穹頂結構便無彈性失穩(wěn)之虞，所以，這種結構重量極輕，安裝方便，可具有新穎的造型，經(jīng)濟合理，被成功地應用于一些大跨度和超大跨度的結構。
3、膜結構
膜結構是張力結構體系的一種，它以具有優(yōu)良性能的柔軟織物為膜材，由膜內(nèi)的空氣壓力支承膜面（充氣式膜結構或所承式膜結構），或利用鋼索或風性支承結構向膜內(nèi)預施加張力（張力膜結構），從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大空間的結構體系。膜結構采用的薄膜的材料，大多采用涂層織物薄膜，分為兩部分，內(nèi)部為基材織物，主要決定膜材的力學性質(zhì)，提供材料的抗拉強度、抗撕裂強度等；外層為涂層，主要解決膜材的物理性質(zhì)，提供材料的耐火、耐久性及防水、自潔性等，常用膜材一般為聚酯織物涂敷氯乙烯涂層膜材、玻璃纖維織物涂敷聚四氟乙烯涂層或有機硅樹酯涂層膜材。膜材并接的結構接縫多采用熱焊，非結構接縫采用縫合。
膜結構具有如下特點：造型活潑優(yōu)美，富有時代氣息；自重輕，適合大跨度的建筑，充分利用自然光，減少能源消耗；價格相對低廉，施工速度快；結構抗震性能好。
充氣膜結構有單層、雙層、氣肋式三種形式，充氣膜結構一般需要長期不間斷地能源供應，在低拱度大跨度建筑中的單層膜結構必須是封閉的空間，以保持一定氣壓差。在氣候惡劣的地方，空氣膜結構的維護有一定的困難，不少建筑曾遭意外的漏氣而下癟。
4、高效預應力結構體系
高效預應力結構是指用高強度材料、現(xiàn)代設計方法和先進的施工工藝建筑起來的預應力結構，是當今技術最先進、用途最廣、最有發(fā)展前途的一種建筑結構型式之一。目前，世界上幾乎所有的高大精尖的土木建筑結構都采用了高效預應力技術，如，大型公共建筑、大跨重載工業(yè)建筑、高層建筑、大中跨度橋梁、大型特種結構、電視塔、核電站安全殼、海洋平臺等幾乎全部采用了這一技術。
近年來，高效預應力技術在我國發(fā)展迅速，已制定專門的預應力結構設計、施工規(guī)程、工程中應用的預應力結構體系也很豐富。典型工程實例有：面積最大的單體預應力工程是首都國際機場新航站樓工程，每層建筑面積約8.8萬平方米，總建筑面積約35平方米，在混凝土板、墻、框架、柱以及鋼屋架、鋼梁和鋼管網(wǎng)架中大量采用了預應力技術；柱網(wǎng)最大的預應力工程是深圳車港工程，標準層平面尺寸159×103.5米，標準柱網(wǎng)16×25米，總建筑面積9.5萬平方米；最在的預應力鋼桁架工程是北京西站主站房工程，該預應力鋼桁架跨度45米，桁架上承40米高的中式門樓，門樓總重5400余噸；層數(shù)最多的預應力工程是廣東國際大夏主樓，總計63層；高度最高的預應力工程是青島中銀大廈，總高度241米，58層，等等因篇幅所限，文章重點介紹首都國際機場新航站樓工程和北京西客站主站房工程。
首都國際機場新航站樓工程全面采用了高效預應力技術，僅無粘結預應力筋量就達4000余噸堪稱本世紀國內(nèi)最大的預應力工程之一。新航站樓的基礎為整體預應力平板片筏基礎，上部結構采用了預應力框架、剪力墻體系和預應力板柱、剪力墻體系，部分屋面采用了預應力空間焊接鋼管屋架。
可以預計，隨著高性能預應力材料（高強混凝土、高強預應力筋、新型纖維塑料筋等）的推廣應用以及結構設計理論和設計的不斷發(fā)展，新型、高效應力結構體系將在我國二十一世紀大規(guī)?；窘ㄔO中發(fā)揮越來越大的作用。
綜合全文可知，建筑工程是一個整體，但是對建設工程中每個細節(jié)等要具體分析，根據(jù)實際情況施工。
【論文關鍵詞】：結構；受力；建筑
建筑結構論文范文第5篇
目前，我國建筑抗震技術已經(jīng)有了一定的提高，但是與國外的技術相比還有很大的差距。建筑工程師還不能把建筑設計和抗震設計很好的結合，建筑抗震設計的發(fā)展還比較慢，并且抗震設計也不能與各地區(qū)的實際情況很好的結合。我國抗震設計存在的問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
1.1工程師缺乏實際工程經(jīng)驗
由于我國的科技水平不高，不能準確的判斷地震的成因，并且對其預測，造成居民的很大損失，還有在地質(zhì)地震等方面的研究不夠，特別是建筑物的抗震能力方面。這就導致我國建筑設計中抗震設計的發(fā)展滯后，而且也沒有統(tǒng)一規(guī)范的設計理念，因而很難實現(xiàn)建筑設計的抗震目標。
1.2工程師對實際情況的考量不足
目前，很多建筑工程師只是根據(jù)數(shù)據(jù)和固有的一些參數(shù)進行施工，缺少對地區(qū)的實際情況進行考量。因為不同地區(qū)地質(zhì)的構造截面的實際承載能力不同，所以要結合實際情況進行檢測計算。不能根據(jù)固定地震降級系數(shù)來進行施工，例如，我國建筑抗震設計中的把地震降級系數(shù)固定為2.81，容易導致工程師把小級別的抗震應用到建筑抗震設計中，當遭到大級別的地震時，建筑物不具備抗震能力，會造成很大的損失。
2.建筑抗震設計的注意要點
2.1堅持建筑結構設計的對稱原則
目前，根據(jù)相關的建筑抗震設計規(guī)定，建筑工程師要堅持建筑結構的規(guī)則，同時要求結構設計師做大簡單、規(guī)則的設計，從而做到建筑物遇到小級地震不壞、中級地震可以修補、高級地震不會倒的目標。并且要求工程結構設計師遵循豎向形態(tài)的建筑規(guī)則，通常選擇方形和圓形的形狀，因為矩形和梯形的形狀規(guī)則比較均勻。按照此類形狀設計的建筑物，在遇到地震時內(nèi)部構件承受力比較均衡，通常只會出現(xiàn)平移震動，而一些非對稱結構的建筑在地面平移時，會出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)震動，主要是因為建筑物的質(zhì)心和剛心不能重合，當發(fā)生地震時，建筑物的內(nèi)部構件會遭到嚴重的破壞，發(fā)生變形。
2.2注重建筑構件與連接點處質(zhì)量
在建筑工程設計和施工過程中建筑構件的合理配置以及連接點處的質(zhì)量與建筑施工安全質(zhì)量存在直接的聯(lián)系。并且在新型建筑材料問世的同時建筑物的外部設計大都會采用新型建筑材料，例如大理石、瓷磚等。而建筑室內(nèi)裝飾也會使用到吊頂?shù)燃夹g。這些室內(nèi)以及立面裝飾本身存在抗震性能的問題，并且其與建筑主體的牢固連接也是抗震設計的關鍵。近幾年，在一些地震災害中，發(fā)生過很多下“玻璃雨”的事情，主要原因是目前的技術還不能防止地震中玻璃幕墻的變形，因此，在很多地震中，一些高層建筑的玻璃幕墻會遭到很大的破壞。所以，如果在建筑中采用玻璃幕墻，必須提高建筑構件與連接處的質(zhì)量，從而保證玻璃幕墻在地震時不會變形。并且在遭遇地震時能夠與建筑物脫離，將所受到破壞的程度降到最小。此外，在內(nèi)隔墻、玻璃隔斷等構件的設計上也要提高連接點的質(zhì)量，保證建筑主體連接點的牢固性，從而提高建筑物的抗震性。
2.3關注建筑頂部抗震
建筑屋頂?shù)目拐鹪O計對于高層建筑物有重要的影響。這就要求設計師十分重視建筑頂部的抗震設計，在遭遇地震時，建筑屋頂過高、過重都會加重建筑的變形程度，特別是我國的高層建筑物中普遍存在這樣的問題，如果不重視高層建筑屋頂?shù)目拐鹪O計，發(fā)生地震時，下層建筑物會受到很大的影響。如建筑的屋頂與下層建筑的重心沒有位于同一條直線上，那么建筑屋頂?shù)目箓?cè)力墻也會與下層建筑的抗側(cè)力墻出現(xiàn)分離，當?shù)卣鸪霈F(xiàn)時則會加劇損壞。因此在高層或超高層建筑設計中應該使用新型高強度輕質(zhì)的建筑材料，盡可能保證屋頂?shù)闹匦呐c下層建筑的重心位于通一條直線。當建筑屋頂?shù)妮^高時要保證其抗震定性，緩解地震帶來的變形作用。此外頂部結構的設計也適當?shù)倪x用強度高、剛性均勻輕質(zhì)的結構材料。
2.4建筑豎向布置
建筑豎向布置主要體現(xiàn)在建筑物的高度結構質(zhì)量以及剛度的設計中，特別是在高層或超高層建筑中建筑的豎向布置對于建筑抗震設計來說更加重要。建筑樓層的使用功能差異導致建筑物樓層分布的質(zhì)量和剛度均不一致，例如樓層包括游泳池、會議室、健身房等。樓層的功能導致樓層上下之間的剛度差異過大。高層建筑中剛度最差的樓層的抗震性能最為薄弱，在出現(xiàn)地震時即為變形嚴重的薄弱層。在建筑設計中由于樓層功能不同導致的墻體不連續(xù)，柱子不對稱等極大的限制了抗震性能。因此在建筑抗震設計中應該盡量保證豎向的剛度分布靠近，尤其是在結構上剛度轉(zhuǎn)換層更加要著重注意。
2.5建筑設計需要達到的設計限值
在實際的工程操作以及設計時，一定要嚴格遵循我國相關部門的標準規(guī)范要求，例如在8度的防烈度情況下，粘土磚多對地震降級系數(shù)固定為2層建筑物的高度不能夠高于18m，建筑層數(shù)不能大于6層等。一旦超過相關的規(guī)定，就會嚴重影響到建筑物的抗震能力，除此之外，對于建筑物局部的墻體尺度也要控制它的最小值，保與實際情況結合在一起證墻體截面的抗震強度能夠滿足抗震要求，避免墻體在地震時不會出現(xiàn)開裂或者倒塌等破壞情況的發(fā)生。
3.結束語
綜上所述，建筑設計在建筑抗震設計中的作用不可忽視。在建筑工程設計中要對建筑設計加以重視，從而促進建筑事業(yè)的發(fā)展。本文對建筑設計在建筑抗震設計的作用的研究仍存在不足之處，希望相關的學者能有更深一步的研究，相信我國建筑設計中抗震設計會有很大的提高。
建筑結構論文范文第6篇
在建筑結構設計過程中，其結構材料的選擇對結構整體性能也有重大影響，表1列出了結構材料性能對比。當前，設計人員在對房屋建筑進行設計時，應重視鋼結構的應用，其與傳統(tǒng)的結構相比，具有相當大的優(yōu)勢:①相比于混凝土以及磚石結構，鋼結構的力學性能更好，其能夠把建筑結構受力體系由平面發(fā)展至空間，增強建筑安全性能;②鋼結構更加輕盈，具有明顯的技術美、藝術美以及自然美;③鋼材料類型多樣，建筑手段與方法層出不窮，此兩者相結合來，有利于提高建筑施工進度，降低施工成本。綜上所述，鋼結構應用于房屋建筑中，不但能夠滿足人們對于建筑物耐用性、功能性以及安全性的要求，還能夠提高其經(jīng)濟性與美觀性，符合建筑結構優(yōu)化的目標，十分值得推廣。
2房屋建筑結構優(yōu)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(zhì)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(yōu)化，忽略了建筑結構的合理性以及經(jīng)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(yōu)化設計方案的融入，從而達到節(jié)約成本、提高質(zhì)量的目的。
2.2細部優(yōu)化
當設計人員對建筑的結構進行優(yōu)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(xiàn)澆板進行設計時，應重視其受力程度，避免產(chǎn)生拐角裂縫。當前，隨著科學技術的不斷發(fā)展，優(yōu)化設計的理論同計算機技術相結合，優(yōu)化設計也從工程實踐向著數(shù)學問題發(fā)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(yōu)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(yōu)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(jù)該建筑項目的實際需求以及現(xiàn)場情況綜合分析之后，決定應用結構優(yōu)化設計，實現(xiàn)對傳統(tǒng)的結構設計模式的改進與創(chuàng)新。在優(yōu)化設計中，以計算機為輔助，實現(xiàn)了對整個工程的全局優(yōu)化。
3.2優(yōu)化設計規(guī)范
在對該建筑工程項目進行結構優(yōu)化設計時，設計人員嚴格地遵循有關結構設計的規(guī)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(yōu)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(guī)劃中即結合了結構優(yōu)化設計，根據(jù)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(jīng)濟性。值得注意的是，在建筑前期規(guī)劃中，設計人員不應僅憑自身的經(jīng)驗進行結構的優(yōu)化設計，否則容易出現(xiàn)對建筑結構體系受力情況把握不當?shù)默F(xiàn)象，直接導致建筑質(zhì)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(yōu)化設計時，應實現(xiàn)細部結構優(yōu)化和概念設計的有機結合，從而切實有效提高結構優(yōu)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(shù)值的細節(jié)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(shù)值當作一種參考依據(jù)，實現(xiàn)對結構設計中細節(jié)的合理把握，提高結構優(yōu)化設計的質(zhì)量。
3.5結構優(yōu)化設計的效益分析
在本工程中，優(yōu)化后方案同優(yōu)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(fā)現(xiàn)工程造價降低了26%。
4結語
總之，隨著我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，人們對于建筑工程的要求不斷提高，這就使得建筑的結構設計優(yōu)化技術在建筑工程領域中發(fā)揮著日益重要的作用。因此，對于設計人員而言，其必須對房屋結構優(yōu)化設計的復雜性以及系統(tǒng)性有一個清晰、明確的認識，并不斷提升自身專業(yè)能力與設計水平，推動結構設計優(yōu)化技術水平的進一步提高，從而實現(xiàn)我國建筑行業(yè)的健康、穩(wěn)定發(fā)展。
建筑結構論文范文第7篇
土體的形成是具有非常漫長的歷史的，土是一種多孔材料，構成復雜。土體在受到外界的荷載作用之后，會發(fā)生以下的改變：
1、土體在剪切應力作用下會發(fā)生塑性應變，同時球應力也會引起塑性應變；
2、土體的不同構造就會具有不同的特性，土體發(fā)生沉積塌陷也會發(fā)生不同的特性改變；
3、應力路徑會影響到土體的變形，不同的加載路徑作用在土體上就會發(fā)生不同的形變；
4、土具有流變特性，尤其是軟粘土這些特性十分明顯；
5、緊砂、超固結粘土等土體在受剪后會表現(xiàn)出應變軟化的特性；
6、土體還具有剪脹性等。為了更好的了解土體的特性和氣真實力學變形特性，可以建立應力、應變和時間的關系，在實踐與理論的結合上提出新的數(shù)學模型，即：土體的本構關系，可以更好的了解土的本構關系。
二、建筑結構設計要遵循的原則
建筑結構在設計中藥遵守四個基本原則“抓大放小”、“多道防線”、“剛?cè)嵯酀?，圍繞這幾個原則來設計建筑的結構。
1、抓大放小。一個完整的結構體系是由不同的構件共同組成的，每個構件在結構中起到不同的作用，“強柱弱梁”、“強剪弱彎”等是建筑結構設計中非常重要的概念，也是在結構設計中所需要注意的問題。
2、多道防線。在結構體系中設計多道防線可以增強建筑的安全性，提高建筑的穩(wěn)定性，在災難來臨的時候，更加有保障，不能把生存寄托在單一的構件上。
3、剛?cè)嵯酀?。建筑結構的設計要遵守剛?cè)岵脑瓌t才能讓各個建筑結構協(xié)調(diào)的組成完整的整體。如果結構的剛度很大，那么變形能力就比較弱，破壞力首先會對建筑進行壓迫，造成建筑形變，剛度大很容易受損。結構太柔雖然可以很好的消除外力，但是形變過大建筑會無法使用。
4、打通關節(jié)。結構體系是變化的，但是變化又是統(tǒng)一的，這取決于結構體系中的結構關節(jié)。沒有任何關節(jié)，渾然一體的構型這是理想中的結構體系，結構體系能使任何外力迅速傳遞和消減。永遠處于原始的靜態(tài)就是要打通關節(jié)保持平衡的目的，當一旦流入力量，構件與構件之間的靜態(tài)平衡就會遭到破壞，結構也隨之發(fā)生變化。結構設計是要滿足建筑設計的，不能對建筑設計造成干擾，而建筑設計也要在結構設計的能力范圍內(nèi)，不能超出安全、經(jīng)濟、合理的結構設計原則。
三、基于本構關系的建筑結構設計方法
基于本構關系的建筑結構設計方法有兩個最大的特點。一是把整個建筑結構進行微分為:混凝土單元、鋼筋單元及混凝土與鋼筋接觸處的連接單元。只有這三個單元，所以在建筑結構設計方法中不存在構件，也不必對梁、柱、板等進行區(qū)分。所以只要有了混凝土和鋼筋的準確的本構關系和準確的混凝土與鋼筋接觸處物理參數(shù)，所有建筑結構設計問題都可以迎刃而解。二是整個分析過程中都有混凝土單元、鋼筋單羅凌霄吉林省城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究院吉林長春130061元及混凝土與鋼筋接觸處的連接單元參與，所以整體設計時可進行鋼筋混凝土結構的彈塑性性能分析，也可對整體鋼筋混凝土結構的受損階段進行分析。下面筆者從分析結構入手，對其設計方法進行簡單的說明。
1、分析結構在建筑結構設計過程中，分析結構是一項極為關鍵的工作，主要是將各種作用下的結構效應合理計算出來，其分析得出的結果一定要能夠準確地評定與說明在預設作用下的結構效應，分析結構的合理性與科學性會對結構安全、可靠、經(jīng)濟造成直接性影響。確定計算模型屬于分析結構的重要工作環(huán)節(jié)，其主要內(nèi)容有計算理論與計算簡圖，這兩個內(nèi)容是分析結構的難點與重點。在實際設計工作中，不管是什么類型的分析模型，都無法準確地表達實際結構，所以有關規(guī)定要求只要在一定程度上與實際結構相近即可。通常情況下，設置結構做模型分析時，都應采取一些假定措施，例如假定建筑結構材料屬于均質(zhì)連續(xù)性材料，這一假定對于結構來說并不會產(chǎn)生嚴重偏差，只有將重要建筑結構的構件加入到整體性能的相關效應中，才會對建筑結構造成直接性影響，主要是因為這個假定沒有充分考慮到次要構件以及非結構構件。
2、設置結構建筑結構在設計中首先需要有完整的結構體系，還要保證結構設置沒有缺點，結構的設置對建筑設計方案有很大的影響，嚴重時會影響到整個建筑的安全性和實際功能的運用情況。結構縫設置。在對建筑結構進行設置的時候要注意一些影響結構安全的因素，例如形體復雜、沉降和溫度收縮等?？梢岳梅勒鹄p、沉降縫和伸縮縫對結構進行有效的劃分多個單元，對每個劃分后的單元進行分別處理，除去影響建筑結構的因素。結構豎向設置。結構豎向設置主要是為了防止建筑結構出現(xiàn)過大的內(nèi)收與外挑現(xiàn)象，在做豎向結構之間要先了解結構設置的強度與剛度需求，配合整體建筑結構進行設置。處在同一樓層的樓面要把標高位置設置的相同，避免發(fā)生錯層與局部夾層狀況。高層建筑的剛度和強度直接要合理的處理，保持一致性。
3、結構計算結構計算主要包括荷載的計算和構件的試算。荷載分為外部荷載和內(nèi)部荷載，對于荷載的計算要根據(jù)荷載規(guī)范的要求和規(guī)定采用不同的組合值系數(shù)和準永久值系數(shù)進行不同組合的計算。構件的試算也要進行不同數(shù)值與組合的交叉計算。
四、結束語
建筑結構設計對于建筑有非常大的影響，想要具體的分析建筑結構設計可以從本構關系入手，分析本構關系與建筑結構之間的關聯(lián)，基于合理的本構體系上怎樣做出更好的建筑結構設計，對于建筑結構的優(yōu)化和提高有積極意義，可以提升建筑的整體質(zhì)量和水平，在今后的設計中可以基于本構體系上對建筑結構進行研究，得到有建設性的成就。
建筑結構論文范文第8篇
［論文摘要］文章分析高層建筑結構的六個特點，并介紹目前國內(nèi)高層建筑的四大結構體系：框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構和筒體結構。
我國改革開放以來，建筑業(yè)有了突飛猛進的發(fā)展，近十幾年我國已建成高層建筑萬棟，建筑面積達到2億平方米，其中具有代表性的建筑如深圳地王大廈81層，高325米；廣州中天廣場80層，高322米；上海金茂大廈88層，高420.5米。另外在南寧市也建起第一高樓：地王國際商會中心即地王大廈共54層，高206.3米。隨著城市化進程加速發(fā)展，全國各地的高層建筑不斷涌現(xiàn)，作為土建工作設計人員，必須充分了解高層建筑結構設計特點及其結構體系，只有這樣才能使設計達到技術先進、經(jīng)濟合理、安全適用、確保質(zhì)量的基本原則。
一、高層建筑結構設計的特點
高層建筑結構設計與低層、多層建筑結構相比較，結構專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結構體系的選擇，直接關系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有：
（一）水平力是設計主要因素
在低層和多層房屋結構中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結構設計產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化。
（二）側(cè)移成為控指標
與低層或多層建筑不同，結構側(cè)移已成為高層結構設計中的關鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結構的側(cè)向變形迅速增大，與建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。
另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質(zhì)高強材料的應用、新的建筑形式和結構體系的出現(xiàn)、側(cè)向位移的迅速增大，在設計中不僅要求結構具有足夠的強度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結構在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在某一限度之內(nèi)，否則會產(chǎn)生以下情況：
1.因側(cè)移產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，尤其是豎向構件，當側(cè)向位移增大時，偏心加劇，當產(chǎn)生的附加內(nèi)力值超過一定數(shù)值時，將會導致房屋側(cè)塌。
2.使居住人員感到不適或驚慌。
3.使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞，使機電設備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運行。
4.使主體結構構件出現(xiàn)大裂縫，甚至損壞。
（三）抗震設計要求更高
有抗震設防的高層建筑結構設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。
（四）減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要
高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣地基或樁基的情況下，減輕房屋自重意昧著不增加基礎造價和處理措施，可以多建層數(shù)，這在軟弱土層有突出的經(jīng)濟效益。
地震效應與建筑的重量成正比，減輕房屋自重是提高結構抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了，不僅作用于結構上的地震剪力大，還由于重心高地震作用傾覆力矩大，對豎向構件產(chǎn)生很大的附加軸力，從而造成附加彎矩更大。
（五）軸向變形不容忽視
采用框架體系和框架——剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種軸向變形的差異將會達到較大的數(shù)值，其后果相當于連續(xù)梁中間支座沉陷，從而使連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。
（六）概念設計與理論計算同樣重要
抗震設計可以分為計算設計和概念設計兩部分。高層建筑結構的抗震設計計算是在一定的假想條件下進行的，盡管分析手段不斷提高，分析的原則不斷完善，但由于地震作用的復雜性和不確定性，地基土影響的復雜性和結構體系本身的復雜性，可能導致理論分析計算和實際情況相差數(shù)倍之多，尤其是當結構進入彈塑性階段之后，會出現(xiàn)構件局部開裂甚至破壞，這時結構已很難用常規(guī)的計算原理去進行分析。實踐表明，在設計中把握好高層建筑的概念設計也是很重要的。
二、高層建筑的結構體系
（一）高層建筑結構設計原則
1.鋼筋混凝土高層建筑結構設計應與建筑、設備和施工密切配合，做到安全適用、技術先進、經(jīng)濟合理，并積極采用新技術、新工藝和新材料。
2.高層建筑結構設計應重視結構選型和構造，擇優(yōu)選擇抗震及抗風性能好而經(jīng)濟合理的結構體系與平、立面布置方案，并注意加強構造連接。在抗震設計中，應保證結構整體抗震性能，使整個結構有足夠的承載力、剛度和延性。
（二）高層建筑結構體系及適用范圍
目前國內(nèi)的高層建筑基本上采用鋼筋混凝土結構。其結構體系有：框架結構、剪力墻結構、框架—剪力墻結構、筒體結構等。
1.框架結構體系?？蚣芙Y構體系是由樓板、梁、柱及基礎四種承重構件組成。由梁、柱、基礎構成平面框架，它是主要承重結構，各平面框架再由連系梁連系起來，即形成一個空間結構體系，它是高層建筑中常用的結構形式之一。
框架結構體系優(yōu)點是：建筑平面布置靈活，能獲得大空間，建筑立面也容易處理，結構自重輕，計算理論也比較成熟，在一定高度范圍內(nèi)造價較低。
框架結構的缺點是：框架結構本身柔性較大，抗側(cè)力能力較差，在風荷載作用下會產(chǎn)生較大的水平位移，在地震荷載作用下，非結構構件破壞比較嚴重。
框架結構的適用范圍：框架結構的合理層數(shù)一般是6到15層，最經(jīng)濟的層數(shù)是10層左右。由于框架結構能提供較大的建筑空間，平面布置靈活，可適合多種工藝與使用的要求，已廣泛應用于辦公、住宅、商店、醫(yī)院、旅館、學校及多層工業(yè)廠房和倉庫中。
2.剪力墻結構體系。在高層建筑中為了提高房屋結構的抗側(cè)力剛度，在其中設置的鋼筋混凝土墻體稱為“剪力墻”，剪力墻的主要作用在于提高整個房屋的抗剪強度和剛度，墻體同時也作為維護及房間分格構件。剪力墻結構中，由鋼筋混凝土墻體承受全部水平和豎向荷載，剪力墻沿橫向縱向正交布置或沿多軸線斜交布置，它剛度大，空間整體性好，用鋼量省。歷史地震中，剪力墻結構表現(xiàn)了良好的抗震性能，震害較少發(fā)生，而且程度也較輕微，在住宅和旅館客房中采用剪力墻結構可以較好地適應墻體較多、房間面積不太大的特點，而且可以使房間不露梁柱，整齊美觀。
剪力墻結構墻體較多，不容易布置面積較大的房間，為了滿足旅館布置門廳、餐廳、會議室等大面積公共用房的要求，以及在住宅樓底層布置商店和公共設施的要求，可以將部分底層或部分層取消剪力墻代之以框架，形成框支剪力墻結構。
在框支剪力墻中，底層柱的剛度小，形成上下剛度突變，在地震作用下底層柱會產(chǎn)生很大內(nèi)力及塑性變形，因此，在地震區(qū)不允許采用這種框支剪力墻結構。
3.框架—剪力墻結構體系。在框架結構中布置一定數(shù)量的剪力墻，可以組成框架—剪力墻結構，這種結構既有框架結構布置靈活、使用方便的特點，又有較大的剛度和較強的抗震能力，因而廣泛地應用于高層建筑中的辦公樓和旅館。
4.筒體結構體系。隨著建筑層數(shù)、高度的增長和抗震設防要求的提高，以平面工作狀態(tài)的框架、剪力墻來組成高層建筑結構體系，往往不能滿足要求。這時可以由剪力墻構成空間薄壁筒體，成為豎向懸臂箱形梁，加密柱子，以增強梁的剛度，也可以形成空間整體受力的框筒，由一個或多個筒體為主抵抗水平力的結構稱為筒體結構。通常筒體結構有：
（1）框架—筒體結構。中央布置剪力墻薄壁筒，由它受大部分水平力，周邊布置大柱距的普通框架，這種結構受力特點類似框架—剪力墻結構，目前南寧市的地王大廈也用這種結構。
（2）筒中筒結構。筒中筒結構由內(nèi)、外兩個筒體組合而成，內(nèi)筒為剪力墻薄壁筒，外筒為密柱（通常柱距不大于3米）組成的框筒。由于外柱很密，梁剛度很大，門密洞口面積?。ㄒ话悴淮笥趬w面積50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空間整體作用，類似一個多孔的豎向箱形梁，有很好的抗風和抗震性能。目前國內(nèi)最高的鋼筋混凝土結構如上海金茂大廈（88層、420.5米）、廣州中天廣場大廈（80層、320米）都是采用筒中筒結構。
（3）成束筒結構。在平面內(nèi)設置多個剪力墻薄壁筒體，每個筒體都比較小，這種結構多用于平面形狀復雜的建筑中。
（4）巨型結構體系。巨型結構是由若干個巨柱（通常由電梯井或大面積實體柱組成）以及巨梁（每隔幾層或十幾個樓層設一道，梁截面一般占一至二層樓高度）組成一級巨型框架，承受主要水平力和豎向荷載，其余的樓面梁、柱組成二級結構，它只是將樓面荷載傳遞到第一級框架結構上去。這種結構的二級結構梁柱截面較小，使建筑布置有更大的靈活性和平面空間。
除以上介紹的幾種結構體系外，還有其他一些結構形式，也可應用，如薄殼、懸索、膜結構、網(wǎng)架等，不過目前應用最廣泛的還是框架、剪力墻、框架—剪力墻和筒體等四種結構。
［參考文獻］
［1］GB50011－2001建筑抗震設計規(guī)范.
［2］GB50010－2002混凝土結構設計規(guī)范.
［3］吳景祥.高層建筑設計［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社,1987.
建筑結構論文范文第9篇
簡單來講智能土木結構是智能結構應用于土木結構的產(chǎn)物，現(xiàn)代社會的人們對于建筑的要求越來越高了，而其中最為重要的就是土木結構智能化。智能結構可以說是一種仿生結構體系，集合了驅(qū)動器、主結構、傳感器和控制器，具有環(huán)境適應力、結構自監(jiān)控和損傷自修復的特點，甚至智能結構能夠在危險發(fā)生的狀況下保護自身結構不受到傷害。建筑行業(yè)的飛速發(fā)展對建筑提出了智能化需求，土木工程師們會將仿生功能材料融入到基體材料中，使得傳統(tǒng)建筑結構擁有智能化的工程，人們在習慣上將其稱為智能土木結構。智能土木結構出現(xiàn)了之后，進一步解決了結構評估的完整性、耐久性、強度和安全性等等的問題，更大程度上減少了建筑結構維修費用，增強了土木結構預測能力。比如說智能土木結構具有自內(nèi)而外預報方式，主要的原理就是在傳統(tǒng)土木結構的內(nèi)部植入一些傳感器，組成一個網(wǎng)絡，進而對結構性能進行實時監(jiān)測。智能土木結構在建筑結構中的應用前景還是十分良好的，到目前為止智能土木結構主要應用于了高層建筑、橋梁和大壩等工程。近幾年來的民用建筑和結構都采用了大規(guī)模、高性能的分布式智能檢測系統(tǒng)。這些智能檢測系統(tǒng)都能夠為智能大廈發(fā)展建立堅實基礎，我國的智能大廈，到目前為止，我國智能大廈已經(jīng)如同雨后春筍般不斷涌現(xiàn)。
2現(xiàn)代建筑結構中智能土木結構的應用
2.1智能傳感元件在現(xiàn)代建筑結構中的應用
土木工程中通常會在建筑結構中粘貼或者是埋入一些傳感元件來對建筑物進行健康檢測，在確保檢測結果正確性的同時，還要對建筑物的穩(wěn)固性和安全性進行更為確切檢測和評價，獲取最為精準的數(shù)據(jù)，從而對建筑物的命運做出判決，進行維修或者是直接報廢。對于一些比較重大的土木工程建筑來說，由于其結構的修建時間比較長，設備相對來說都比較陳舊，傳統(tǒng)傳感器并不能夠適應這種內(nèi)部環(huán)境，這個時候選擇高性能的傳感器檢測結構健康是十分有效的。利用智能材料、光纖等制作成傳感器并且應用于土木工程的發(fā)展歷程當中已經(jīng)具有了劃時代的意義，使得土木工程的發(fā)展史開辟出了全新的篇章。
2.2建筑工程健康監(jiān)測的具體實施過程
智能土木結構在建筑工程的結構損傷和健康檢測方面都起到了十分重要的作用。在土木工程當中，建筑物的檢測通常會采用目測的方法，除此之外還會利用到聲發(fā)射、超聲波以及X射線等無損性的檢測，利用這種方法能夠有效杜絕很多弊端，在建筑物的內(nèi)部結構中出現(xiàn)了破損情況，或者是建筑物的實時動態(tài)都能夠得到準確檢測，在滿足了人們對建筑整體了解的需求之上還能夠保證檢測效率和檢測準確率。比如說當建筑物發(fā)生了損傷，內(nèi)部就會出現(xiàn)裂紋，這些裂紋在外部力量的作用下會加大損傷的力度，并且會以聲速擴散，而這些都會被特殊材料制成的傳感元件所感知到，讓相關的工作人員能夠更加及時準確地掌握整個建筑物的內(nèi)部情況，對建筑物進行更為及時的整體規(guī)劃，采取一些措施來避免建筑物事故的發(fā)生。
2.3現(xiàn)代建筑節(jié)能支持
智能土木結構不僅僅為普通建筑提供了安全檢測的功能，還能夠為智能建筑提供節(jié)能技術，并且已經(jīng)在實際中得到了逐步的推廣使用，建筑師們也在此基礎上提出了節(jié)能建筑的概念。所謂節(jié)能建筑其實就是在設計和建造的過程中，均盡量采用節(jié)能型的材料和器具，利用智能土木結構使得建筑本身具備監(jiān)測控制能力，隨著外部環(huán)境的變化而適當?shù)刈龀稣{(diào)整，把建筑的自身能耗降低到最低的水準。智能土木結構為現(xiàn)代建筑節(jié)能提供的技術支持能夠更好地實現(xiàn)綠色建筑，更加有利于環(huán)境友好和可持續(xù)發(fā)展。
3智能土木結構提升策略
3.1提高智能傳感的技術
傳感元件的應用是絕對離不開傳感技術，所以提高智能傳感技術已經(jīng)是勢在必行的了。從仿生學的角度來看，傳感器就像是建筑物自身的感受器官，要想提高智能傳感技術就必須要從傳感技術的系統(tǒng)性入手，提高傳感器的處理、感知、識別的能力，并且在這個基礎上要提高傳感器系統(tǒng)的靈敏度和可靠性，實現(xiàn)整體傳感技術智能化。在建筑工程當中，傳感元件要保證不影響建筑外形結構，要同建筑材料形成較好的相容性，把對建筑物的影響盡可能地降低到最低的水平，提高建筑物當中信號的抗干擾能力。
3.2發(fā)展智能控制集成
智能控制系統(tǒng)是一個相當于人類大腦神經(jīng)中樞的最高級部分，這不僅僅取決于運動系統(tǒng)和感覺系統(tǒng)的運行程序，還擔負著整個腦神經(jīng)的高級功能運轉(zhuǎn)。在土木工程的內(nèi)部安裝集控系統(tǒng)中，能夠?qū)σ恍娊涤旰惋L暴做出迅速的應急，盡可能地降低損失，因此，相關建筑人員應該重視對于智能控制集成的開發(fā)和利用。例如說，在一些強臺風的天氣，各地方都會重視安全預警，而智能建筑中發(fā)展集成控制就能夠更加及時地對整個環(huán)境進行控制，確保整個建筑的安全。
4結束語
我國的建筑產(chǎn)業(yè)持續(xù)增長，推動了整個建筑行業(yè)的智能化發(fā)展，我國的建筑智能化正處于一種快速發(fā)展的階段，科學技術正在不斷進步，社會的經(jīng)濟水平逐步提高，人們對于建筑的舒適性、安全性以及便利性都有了更高的期待，對于智能建筑提出了更多更高的要求，為智能建筑的發(fā)展提供了良好的契機，成為了土木工程的靈魂支撐。我國的建筑行業(yè)正在朝向智能化的道路發(fā)展，必須要以發(fā)展的眼光與時俱進。
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