建筑结构论文范文
时间：2023-03-18 12:20:12
建筑结构论文范文第1篇
【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。
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二十一世纪大规模基本建设中发挥越来越大的作用。
建筑结构论文范文第2篇
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。
2、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。
3、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。
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。
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。
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二十一世纪大规模基本建设中发挥越来越大的作用。
综合全文可知，建筑工程是一个整体，但是对建设工程中每个细节等要具体分析，根据实际情况施工。
【论文关键词】：结构；受力；建筑
建筑结构论文范文第3篇
目前，我国建筑抗震技术已经有了一定的提高，但是与国外的技术相比还有很大的差距。建筑工程师还不能把建筑设计和抗震设计很好的结合，建筑抗震设计的发展还比较慢，并且抗震设计也不能与各地区的实际情况很好的结合。我国抗震设计存在的问题主要表现在以下几个方面。
1.1工程师缺乏实际工程经验
由于我国的科技水平不高，不能准确的判断地震的成因，并且对其预测，造成居民的很大损失，还有在地质地震等方面的研究不够，特别是建筑物的抗震能力方面。这就导致我国建筑设计中抗震设计的发展滞后，而且也没有统一规范的设计理念，因而很难实现建筑设计的抗震目标。
1.2工程师对实际情况的考量不足
目前，很多建筑工程师只是根据数据和固有的一些参数进行施工，缺少对地区的实际情况进行考量。因为不同地区地质的构造截面的实际承载能力不同，所以要结合实际情况进行检测计算。不能根据固定地震降级系数来进行施工，例如，我国建筑抗震设计中的把地震降级系数固定为2.81，容易导致工程师把小级别的抗震应用到建筑抗震设计中，当遭到大级别的地震时，建筑物不具备抗震能力，会造成很大的损失。
2.建筑抗震设计的注意要点
2.1坚持建筑结构设计的对称原则
目前，根据相关的建筑抗震设计规定，建筑工程师要坚持建筑结构的规则，同时要求结构设计师做大简单、规则的设计，从而做到建筑物遇到小级地震不坏、中级地震可以修补、高级地震不会倒的目标。并且要求工程结构设计师遵循竖向形态的建筑规则，通常选择方形和圆形的形状，因为矩形和梯形的形状规则比较均匀。按照此类形状设计的建筑物，在遇到地震时内部构件承受力比较均衡，通常只会出现平移震动，而一些非对称结构的建筑在地面平移时，会出现扭转震动，主要是因为建筑物的质心和刚心不能重合，当发生地震时，建筑物的内部构件会遭到严重的破坏，发生变形。
2.2注重建筑构件与连接点处质量
在建筑工程设计和施工过程中建筑构件的合理配置以及连接点处的质量与建筑施工安全质量存在直接的联系。并且在新型建筑材料问世的同时建筑物的外部设计大都会采用新型建筑材料，例如大理石、瓷砖等。而建筑室内装饰也会使用到吊顶等技术。这些室内以及立面装饰本身存在抗震性能的问题，并且其与建筑主体的牢固连接也是抗震设计的关键。近几年，在一些地震灾害中，发生过很多下“玻璃雨”的事情，主要原因是目前的技术还不能防止地震中玻璃幕墙的变形，因此，在很多地震中，一些高层建筑的玻璃幕墙会遭到很大的破坏。所以，如果在建筑中采用玻璃幕墙，必须提高建筑构件与连接处的质量，从而保证玻璃幕墙在地震时不会变形。并且在遭遇地震时能够与建筑物脱离，将所受到破坏的程度降到最小。此外，在内隔墙、玻璃隔断等构件的设计上也要提高连接点的质量，保证建筑主体连接点的牢固性，从而提高建筑物的抗震性。
2.3关注建筑顶部抗震
建筑屋顶的抗震设计对于高层建筑物有重要的影响。这就要求设计师十分重视建筑顶部的抗震设计，在遭遇地震时，建筑屋顶过高、过重都会加重建筑的变形程度，特别是我国的高层建筑物中普遍存在这样的问题，如果不重视高层建筑屋顶的抗震设计，发生地震时，下层建筑物会受到很大的影响。如建筑的屋顶与下层建筑的重心没有位于同一条直线上，那么建筑屋顶的抗侧力墙也会与下层建筑的抗侧力墙出现分离，当地震出现时则会加剧损坏。因此在高层或超高层建筑设计中应该使用新型高强度轻质的建筑材料，尽可能保证屋顶的重心与下层建筑的重心位于通一条直线。当建筑屋顶的较高时要保证其抗震定性，缓解地震带来的变形作用。此外顶部结构的设计也适当的选用强度高、刚性均匀轻质的结构材料。
2.4建筑竖向布置
建筑竖向布置主要体现在建筑物的高度结构质量以及刚度的设计中，特别是在高层或超高层建筑中建筑的竖向布置对于建筑抗震设计来说更加重要。建筑楼层的使用功能差异导致建筑物楼层分布的质量和刚度均不一致，例如楼层包括游泳池、会议室、健身房等。楼层的功能导致楼层上下之间的刚度差异过大。高层建筑中刚度最差的楼层的抗震性能最为薄弱，在出现地震时即为变形严重的薄弱层。在建筑设计中由于楼层功能不同导致的墙体不连续，柱子不对称等极大的限制了抗震性能。因此在建筑抗震设计中应该尽量保证竖向的刚度分布靠近，尤其是在结构上刚度转换层更加要着重注意。
2.5建筑设计需要达到的设计限值
在实际的工程操作以及设计时，一定要严格遵循我国相关部门的标准规范要求，例如在8度的防烈度情况下，粘土砖多对地震降级系数固定为2层建筑物的高度不能够高于18m，建筑层数不能大于6层等。一旦超过相关的规定，就会严重影响到建筑物的抗震能力，除此之外，对于建筑物局部的墙体尺度也要控制它的最小值，保与实际情况结合在一起证墙体截面的抗震强度能够满足抗震要求，避免墙体在地震时不会出现开裂或者倒塌等破坏情况的发生。
3.结束语
综上所述，建筑设计在建筑抗震设计中的作用不可忽视。在建筑工程设计中要对建筑设计加以重视，从而促进建筑事业的发展。本文对建筑设计在建筑抗震设计的作用的研究仍存在不足之处，希望相关的学者能有更深一步的研究，相信我国建筑设计中抗震设计会有很大的提高。
建筑结构论文范文第4篇
土体的形成是具有非常漫长的历史的，土是一种多孔材料，构成复杂。土体在受到外界的荷载作用之后，会发生以下的改变：
1、土体在剪切应力作用下会发生塑性应变，同时球应力也会引起塑性应变；
2、土体的不同构造就会具有不同的特性，土体发生沉积塌陷也会发生不同的特性改变；
3、应力路径会影响到土体的变形，不同的加载路径作用在土体上就会发生不同的形变；
4、土具有流变特性，尤其是软粘土这些特性十分明显；
5、紧砂、超固结粘土等土体在受剪后会表现出应变软化的特性；
6、土体还具有剪胀性等。为了更好的了解土体的特性和气真实力学变形特性，可以建立应力、应变和时间的关系，在实践与理论的结合上提出新的数学模型，即：土体的本构关系，可以更好的了解土的本构关系。
二、建筑结构设计要遵循的原则
建筑结构在设计中药遵守四个基本原则“抓大放小”、“多道防线”、“刚柔相济”，围绕这几个原则来设计建筑的结构。
1、抓大放小。一个完整的结构体系是由不同的构件共同组成的，每个构件在结构中起到不同的作用，“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等是建筑结构设计中非常重要的概念，也是在结构设计中所需要注意的问题。
2、多道防线。在结构体系中设计多道防线可以增强建筑的安全性，提高建筑的稳定性，在灾难来临的时候，更加有保障，不能把生存寄托在单一的构件上。
3、刚柔相济。建筑结构的设计要遵守刚柔并济的原则才能让各个建筑结构协调的组成完整的整体。如果结构的刚度很大，那么变形能力就比较弱，破坏力首先会对建筑进行压迫，造成建筑形变，刚度大很容易受损。结构太柔虽然可以很好的消除外力，但是形变过大建筑会无法使用。
4、打通关节。结构体系是变化的，但是变化又是统一的，这取决于结构体系中的结构关节。没有任何关节，浑然一体的构型这是理想中的结构体系，结构体系能使任何外力迅速传递和消减。永远处于原始的静态就是要打通关节保持平衡的目的，当一旦流入力量，构件与构件之间的静态平衡就会遭到破坏，结构也随之发生变化。结构设计是要满足建筑设计的，不能对建筑设计造成干扰，而建筑设计也要在结构设计的能力范围内，不能超出安全、经济、合理的结构设计原则。
三、基于本构关系的建筑结构设计方法
基于本构关系的建筑结构设计方法有两个最大的特点。一是把整个建筑结构进行微分为:混凝土单元、钢筋单元及混凝土与钢筋接触处的连接单元。只有这三个单元，所以在建筑结构设计方法中不存在构件，也不必对梁、柱、板等进行区分。所以只要有了混凝土和钢筋的准确的本构关系和准确的混凝土与钢筋接触处物理参数，所有建筑结构设计问题都可以迎刃而解。二是整个分析过程中都有混凝土单元、钢筋单罗凌霄吉林省城乡规划设计研究院吉林长春130061元及混凝土与钢筋接触处的连接单元参与，所以整体设计时可进行钢筋混凝土结构的弹塑性性能分析，也可对整体钢筋混凝土结构的受损阶段进行分析。下面笔者从分析结构入手，对其设计方法进行简单的说明。
1、分析结构在建筑结构设计过程中，分析结构是一项极为关键的工作，主要是将各种作用下的结构效应合理计算出来，其分析得出的结果一定要能够准确地评定与说明在预设作用下的结构效应，分析结构的合理性与科学性会对结构安全、可靠、经济造成直接性影响。确定计算模型属于分析结构的重要工作环节，其主要内容有计算理论与计算简图，这两个内容是分析结构的难点与重点。在实际设计工作中，不管是什么类型的分析模型，都无法准确地表达实际结构，所以有关规定要求只要在一定程度上与实际结构相近即可。通常情况下，设置结构做模型分析时，都应采取一些假定措施，例如假定建筑结构材料属于均质连续性材料，这一假定对于结构来说并不会产生严重偏差，只有将重要建筑结构的构件加入到整体性能的相关效应中，才会对建筑结构造成直接性影响，主要是因为这个假定没有充分考虑到次要构件以及非结构构件。
2、设置结构建筑结构在设计中首先需要有完整的结构体系，还要保证结构设置没有缺点，结构的设置对建筑设计方案有很大的影响，严重时会影响到整个建筑的安全性和实际功能的运用情况。结构缝设置。在对建筑结构进行设置的时候要注意一些影响结构安全的因素，例如形体复杂、沉降和温度收缩等。可以利用防震缠、沉降缝和伸缩缝对结构进行有效的划分多个单元，对每个划分后的单元进行分别处理，除去影响建筑结构的因素。结构竖向设置。结构竖向设置主要是为了防止建筑结构出现过大的内收与外挑现象，在做竖向结构之间要先了解结构设置的强度与刚度需求，配合整体建筑结构进行设置。处在同一楼层的楼面要把标高位置设置的相同，避免发生错层与局部夹层状况。高层建筑的刚度和强度直接要合理的处理，保持一致性。
3、结构计算结构计算主要包括荷载的计算和构件的试算。荷载分为外部荷载和内部荷载，对于荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数进行不同组合的计算。构件的试算也要进行不同数值与组合的交叉计算。
四、结束语
建筑结构设计对于建筑有非常大的影响，想要具体的分析建筑结构设计可以从本构关系入手，分析本构关系与建筑结构之间的关联，基于合理的本构体系上怎样做出更好的建筑结构设计，对于建筑结构的优化和提高有积极意义，可以提升建筑的整体质量和水平，在今后的设计中可以基于本构体系上对建筑结构进行研究，得到有建设性的成就。
建筑结构论文范文第5篇
根据不同的标准，建筑结构的分类也有所区别。根据不同的施工方法，建筑结构可分为混合结构、框架结构、剪力墙结构等。由于剪力墙具有较强的抗侧刚度和抗震性能，而且用钢量也比较小，因而在建筑结构设计中得以广泛应用。简单来说，剪力墙结构就是利用钢筋混凝土墙板来承受来自垂直方向和水平方向的力的结构。在设计剪力墙结构时，通常会使用钢筋混凝土墙板取代之前框架结构中的梁柱，从而提高承受荷载的能力。换言之，剪力墙结构主要指的是竖向的钢筋混凝土墙板，而横向仍然沿用钢筋混凝土的大楼板搭载在墙上，而这个结构就成为剪力墙结构
2剪力墙结构设计的基本原则
2.1剪力墙的厚度与高和宽相比，要小很多，几何特征类似于板，受力形态接近于柱，但其又与柱存在明显的区别，即其肢长和厚度的比值，当比值不超过3时，可以按照柱来计算，当比值介于3-5之间，则可作为异形柱，并按双向受压构件设计。
2.2在剪力墙结构中，墙作为平面构件，不仅需要承受来自平面作用的水平剪力和弯矩，同时还需要承受竖向压力。在这种状态下，剪力墙在水平作用下如同底部嵌固与基础悬臂梁在地震作用或风载下，因此，剪力墙不仅需要具备一定的刚度，还需要具备能够满足非弹性变形反复循环下的延性。
2.3剪力墙结构中最突出的特点就是在同一平面内刚度和承载力较大，而平面外刚度以及承载力则比较小。当剪力墙与平面外的梁相接时，会导致墙肢外平面外弯矩的发生，但一般不会对墙的平面外刚度和承载力造成影响，因此，应尽量避免开平面外搭接，如果遇到不得不搭接的情况，则应根据具体的相关规定采取合理的解决办法，以对剪力墙平面外的安全形成可靠保障。
2.4剪力墙的设计技术需要对竖向和水平作用下的结构整体进行综合分析，在求得内力后，按照偏压或偏拉进行正截面承载力和斜截面受剪承载力进行验算。一般情况下，在计算剪力墙承载力时，对带翼墙的计算宽度应当根据实际情况取最小值。
3剪力墙的特点分类
近几年来，剪力墙广泛应用于建筑结构设计当中，主要是由于其具有多方面的优势，具体来说包括了抗侧刚度大，侧移小；结果后自重大，抗震性能高；室内墙面平整。但同时也有其弊端，如施工复杂、造价较高。在具体的施工当中，剪力墙的开洞与否以及开洞尺寸的大小，可以具体分为以下几种情况：
3.1整体小开口剪力墙：开洞面积不小于15%，但仍属于面积较小的剪力墙，其受力特点在于弯矩图在连梁处突变。
3.2实体墙：没有开洞或者开洞面积不足15%的墙。受力特点体现在像一个整体的悬臂墙，此时弯矩图没有突变同时也不会产生反弯点。
3.3壁式框架：洞口尺寸偏大，而且连梁线与墙肢线刚度相互比较接近的墙。这种情况下，弯矩图会在楼层出发生突变，并在大部分楼层中出现反弯点。
3.4双肢或多肢剪力墙：开洞比较大或者洞口成列形状布置的墙。其受力特点与整体开口较小的墙比较相似。
4剪力墙的布置原则
4.1在进行剪力墙的设计时，需要注意的是应当沿着主轴的方向进行双向或多向布置，最好能够在不同的方向使得剪力墙相连，并最大程度防止出现对直或拉通的情况；在设计抗震功能结构时，应当尽量促使两个方向的侧向刚度相互接近，并保证剪力墙的墙肢截面尺寸符合设计规范。在高层建筑的剪力墙结构中，剪力墙应当沿主轴方向或其它方向进行双向或多向布置，尤其是对于抗震功能的设计，要尽量防止单方向有墙模式的出现，从而保证其能够发挥其应有的作用。另外，剪力墙要保证分布均匀，并且数量适宜。在剪力墙配置较少时，结构的抗侧力刚度也会随之减弱，而如果配置数量较大，墙体也难以真正发挥作用，功能得不到充分发挥，并造成抗侧力的刚度过大，震力也有所增加，最后影响自重。
4.2剪力墙的布置应遵循竖直方向上从下往上布置的顺序，从而防止刚度突变情况的发生。在高层建筑中，剪力墙的墙肢截面应当尽量简易，并保证剪力墙在竖直方向上的高度的均匀性，另外还应当在剪力墙的洞口或者门窗处形成明确的墙肢和连接梁。
4.3剪力墙在布置设计时要均匀分配不易过密，以保证整个结构具有相互适应侧向的刚度，如果侧向刚度过大，会导致墙体自身的重力过大，而且在发生地震时还会增加震力，而增加建筑倒塌的可能性，留下安全隐患。
4.4务必保证剪力墙的洞口或者门窗上下对齐，并且成列布置，另外为了保证剪力墙的承重力，不发生变形，应当避免使用叠合的错洞墙。
4.5短肢剪力墙指的是墙肢的截面长度与厚度之间的比值介于5-8之间，而在高层建筑中，则不能全部都采用短肢剪力墙的结构设计模式，而是需要将短肢剪力墙结构的最大使用高度适当的降低。
5剪力墙在建筑设计施工中的应用
5.1剪力墙平面结构布置剪力墙的平面布置首先要做到的就是保证均匀，并保证质量中心和刚度中心处在重合的状态下，减少力矩对墙体的作用力。剪力墙在施工中应当沿主轴方向布置，并保证剪力墙的抗侧力刚度保持在合理范围内，如果有必要可适当增加可利用空间，并保证适当的高度。另外，剪力墙还应当保持合理的间距，通常采用经验公式进行设计，公式为T=(0.05-0.06)n，其中n为建筑结构层数。实际剪力墙的数量应当与计算结果接近。剪力墙处理要具备较强的承重能力与刚度，还应当保证良好的延伸性和弹性，从而保证其在因外力作用产生裂缝时，剪力墙还能够不发生倒塌。
5.2剪力墙约束边缘构件处理约束边缘构件能够促使剪力墙的承载能力得以显著提高，并减少层间位移，同时提高抗震能力，而且对于墙板也能提供稳定作用。剪力墙抗震设计应当满足第一振型的抵抗力矩大于承受力矩的一半以上。约束边缘构件的确定应当以剪力墙相关轴压比为依据。一般来说，抗震等级较高的剪力墙，应当采取层数较多的约束边缘构件，并有效控制剪力墙的均匀性，以从根本上提高墙肢的承重能力。
6结束语
综上可以看出，由于具有较强的抗震性能与抗侧刚度，而在建筑结构设计中得以广泛应用。同时，也正是由于其具备这些功能，因而施工工艺也比较复杂，需要设计人员和施工人员在进行结构设计与施工时，综合考虑各方面的因素，以保证剪力墙能够真正发挥其应有的作用，从而对建筑物的功能和安全形成可靠保障。
建筑结构论文范文第6篇
关键词：高层结构技术发展
一、高层建筑发展概况
新中国成立后，五十年代我国开始自行设计建造高层建筑，如北京的民族饭店(14层)、民航大楼(16层)等。六十年代建成的广州宾馆(27层)，其高度与解放前最高的上海国际饭店相同。七十年代北京、上海、广州等地建成了一批剪力墙结构住宅和旅馆。1975年广州白云宾馆(剪力墙结构33层、112米)的建成，标志着我国自行设计建造的高层建筑高度开始突破100米。八十年代我国高层建筑发展进入兴盛时期，十年内全国(不包括香港、澳门、台湾)建成10层以上的高层建筑面积约4000万平方米，高度100米以上的共有12幢。1985年建成的深圳国际贸易中心(筒中筒结构、50层、160米)是八十年代最高的建筑。九十年代我国高层建筑进入飞跃发展的阶段。截至1998年末，全国(不包括香港、澳门、台湾)建成的10层以上高层建筑面积约2亿5千万平方米，高度100米以上的高层建筑达200幢，其中150米以上的100幢，200米以上的20幢，300米以上的3幢，最高的上海金茂大厦88层、365米、塔尖高度420米。1995年的世界最高的100栋建筑中上海金茂大厦、深圳地王大厦(81层、325米)和广州中天广场(80层、322米)分别列为第4、13和14名。另有460米高的上海环球金融中心正在建造中。特别值得提及的是，我国的超高层建筑绝大多数建于地震区。
二、高层建筑结构体系的多样化和复杂性
七十年代以前，我国的高层建筑多采用钢筋混凝土框架结构、框架—剪力墙结构和剪力墙结构。
进入八十年代，由于建筑功能以及高度和层数等要求，筒中筒结构、筒体结构、底部大空间的框支剪力墙结构以及大底盘多塔楼结构在工程中逐渐采用。
九十年代以来，除上述结构体系得到广泛应用外，多筒体结构、带加强层的框架—筒体结构、连体结构、巨型结构、悬挑结构、错层结构等也逐渐在工程中采用。
为适应结构体系的多样化，结构材料向多样性发展，八十年代以前高层建筑主要为钢筋混凝土结构。进入九十年代后，由于我国钢材产量的增加，钢结构、钢—混凝土混合结构逐渐采用。如金茂大厦、地王大厦都是钢—混凝土混合结构。此外，型钢混凝土结构和钢管混凝土结构在高层建筑中也正在得到广泛应用。高层建筑结构采用的混凝土强度等级不断提高，从C30逐步向C60及更高的等级发展。预应力混凝土结构在高层建筑的梁、板结构中广泛应用。钢材的强度等级也不断提高。
我国高层建筑早期多为单一用途，为适应建筑功能需要，向多用途、多功能发展，高层建筑平面布置和立面体型日趋复杂。
结构平面形式多样，如三角形、梭形、圆形、弧形，以及多种形式的组合等亦多采用。高层建筑立面体型亦有丰富的变化，立面退台、部分切块、挖洞、尖塔、大悬臂等，使高层建筑的刚度沿竖向发生突变。
由于建筑功能的改变，使结构体系、柱网发生变化，因此主体结构要发生转换，即由上部剪力墙结构到下部筒体框架或框架剪力墙结构的转换；或主体结构由上部小柱网、薄壁柱到下部大柱网的转换。
结构体系的转换及立面体型变化丰富的结构在地震区建造难度较大，还有待于进一步深入研究，并经历强震的检验。
三、高层建筑结构设计方法不断创新
高层建筑结构的分析计算已基本告别传统的手工计算而采用计算机程序计算，基本上都采用三维空间结构分析计算程序。常用的计算分析模型有，空间杆—薄壁杆件分析模型、空间杆—墙组元模型及空间杆—壳元分析模型。
有些程序可考虑楼板变形进行结构分析计算，能更真实反映复杂结构的受力特点。除可进行钢筋混凝土结构计算外，有些计算分析软件还可进行钢结构、钢—混凝土混合结构的计算。
弹性动力时程分析的程序已相当成熟，一般以层模型进行动力时程分析，可输入各种类型的地震波，求得结构的位移与内力。
弹塑性分析计算近几年已开始进行，已初步开发出一些可应用于工程设计的程序，包括弹塑性静力分析、层模型动力分析、杆模型平面结构动力分析等程序。
对结构体系进行了大量的研究工作。从1974年开始对剪力墙结构进行了大量的试验研究，逐步形成了高层剪力墙结构体系；为适应高层住宅底部设置商业服务设施等要求，从1980年开始进行了底层大空间，上层为大开间剪力墙结构体系的研究。进入八十年代，为完善筒体结构的计算方法与设计，我国进行了一些复杂的筒中筒结构的有机玻璃模型试验。近年来对复杂体型的高层建筑如带有转换层、刚性层的结构错层结构、连体结构等进行了一批模型振动台试验。为了解钢—混凝土混合结构的抗震性能，进行了带有转换层、刚性层的钢筋混凝土内筒、周边为钢框架的模型试验。另外对复杂体型的高层建筑进行了风洞试验。通过试验研究与分析，提出了相应的设计建议，并做为规范条文修订的依据。
在总结科研、设计、施工的基础上，1980年颁布施行了我国自行编制的《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规定(JZ102-79)》，通过实践应用又积累了更多的经验，在1991年修改为《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ3-91)》。九十年代以来由于钢结构、钢—混凝土混合结构的兴建，1998年我国编制了《高层民用建筑钢结构技术规程(JGJ99-98)》。最近由于体型复杂的高层建筑增多及超过200米的超高层建筑的出现，需要对《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ3-91)》进行修订，修订后名称为《高层建筑混凝土结构技术规程》，内容将包括：总则、荷载和地震作用、常规高度结构设计的一般规定、结构计算分析、框架结构设计、剪力墙结构设计、框架—剪力墙结构设计、筒体结构设计、复杂高层建筑结构设计、混合结构设计、超高层建筑结构设计、基础设计、高层建筑结构施工等，将更适合高层建筑结构的设计应用。其中按建筑物的高度、结构体系、抗震设防烈度可确定各类构件的抗震等级，从而按各类构件的延性要求，确定各构件的截面配筋设计及构造要求，以确保其良好的抗震性能。
四、高层建筑结构施工技术迅速发展
高层建筑由于对抗震、抗风的要求高，且建筑多样化，层数、高度日益提高，九十年代以来国内高层建筑的施工方法是以全现浇钢筋混凝土施工为主体，另外由于钢结构和钢—混凝土混合结构的兴建，需辅以此类结构的预制安装方法和多种混合施工方法。
高层现浇钢筋混凝土施工技术着重解决了模板、混凝土、钢筋3个方面的施工新技术。九十年代国内采用4种类型支模方法：即采用中、小模板、大模板、滑模、爬模，各种模板均有其优缺点和适用范围，今后要向标淮化、工具化方向发展。
高层建筑采用的混凝土强度等级已由常用的C30、C40逐步向C50、C60、C80及更高的强度等级发展。高强高性能混凝土的生产要有严格的质量控制与管理措施，应由工厂预拌生产。国内预拌商品混凝土近年发展很快，约占全部混凝土总量的21%。高层建筑还需要解决泵送混凝土问题，1997年可用国产混凝土拖式泵一次泵送到200米以上高度。
在普及C50、C60级混凝土的工程应用，扩大C70、C80级的工程试点的同时，开发配制C100级高强混凝土。主要手段是在常规水泥、砂石的基础上，依靠化学外加剂和矿物掺合料来降低混凝土用水量和改善微观结构，使混凝土更加致密并获得高强。1995年以来C80混凝土已在辽宁、上海、北京、广州个别工程中局部试用。1997年国内建筑业应用高强混凝土776万立方米，占全部混凝土总量的4.6%。
在高层建筑基础采用大体积混凝土施工技术方面取得了经验，其主要措施为：减少水泥水化热，采用较低水化热水泥，掺粉煤灰和减水剂，提高砼抗拉强度；采用泵送预拌混凝土、分段、分层连续作业的合理浇捣方法，并及时养护及进行测温监控。新上海国际大厦基础底板76米×72米，主楼底板厚3.5米，裙楼底板厚3米，不设结构缝，采用C30混凝土斜面分层浇筑，每层厚度不超过50厘米，17000立方米混凝用64小时，一次浇筑到顶，刮平养护后未发现裂缝。
对于14—40毫米粗钢筋的连接，从八十年代至今研究开发了4种连接技术；电渣压力焊，套筒挤压连接、锥螺纹连接、直螺纹连接，均在工程中得到应用，并迅速推广。
从五十年代到八十年代，主要对混凝土预制装配框架、装配式大板、升板、盒子结构等预制安装技术进行了研究，取得了一定成效。从八十年代至今由于钢结构、钢—混凝土混合结构的兴建，钢结构安装技术有了新的发展。主要以塔式起重机为主机进行安装，高强螺栓连接已取代铆接和部分焊接。钢结构还需解决防火、防锈、防腐等问题。深圳佳宁娜友谊广场两座33层公寓楼相距25.2米，在其顶部由8层高钢结构连成整体，总重8500KN，采用卷杨机高空平移法施工，获得成功。
建筑结构论文范文第7篇
不确定性的地面运动的影响。地震动是地壳快速释放能量过程中产生具有不确定性的多维振动，它是通过地震波的传播实现的，它的随机性和复杂性让人难以预测。地震动的各个分量对建筑都具有危害作用，即一个竖向分量、两个水平分量和一个转动分量。地震灾害具有突发性、破坏性、难以预测性，甚至是毁灭性的。结构动力特性的影响。影响结构动力分析的因素主要有：结构质量分布不均匀；基础与上部结构的协同作用；节点的非刚性转动；偏心扭转可能使位移增加；柱的轴向变形可能会使周期变长，加速度降低；材料的影响。混凝土的弹性模量随着时间的增长或应变的增大而降低，这意味着自振周期可能增长，而加速度反应将减小。阻尼变化的影响。钢筋混凝土结构阻尼比受震松动以后会变大，且自振周期变长。基础不同沉降量的影响。按一般荷载设计的框架结构，当地震系数大于0，基础差异沉降可能造成实际弯矩与设计弯矩出现较大的误差，而这种误差在设计中一般未予考虑。建筑结构的施工质量。施工质量是影响结构抗震能力的一个重要因素。施工的任一环节都可能对建筑结构的抗震性能造成重要影响。这就是为什么“豆腐渣工程”的抗震性能总是和设计值相差甚远。
2.建筑结构抗震设计方法
2.1结构地震分析法
结构抗震设计的首要任务就是对结构最大地震反应的分析，需要确定内力组合及截面设计的地震作用值。常用的地震分析法有底部剪力法、弹性时程分析方法、振型分解反应谱法、非线弹性静力分析法以及非线弹性时程分析法。其中最为简单的属底部剪力法，其在质量、刚度沿高度分布较均匀的结构中较为适用。假设结构的地震反应以线性倒三角形的第一振型为主。并通过第一振型周期的估计来确定地震影响系数。对于较为复杂的结构体系，采用振型分解反应谱法来计算，它的思路就是根据振型叠加原理，将各种振型对应的地震作用、作用效应以一定方式叠加起来得到结构总的地震作用、作用效应。而弹性时程分析适用于特别不规则和特别重要的结构中，将建筑物看作弹性或弹塑性振动系统，直接输入地面振动加速度记录，对运动方程积分，从而得到各质点的位移、速度、加速度和剪力时程变化曲线。非线弹性时程分析法可以准确完整的反映结构在地震作用下反应的全过程。按非线弹性时程分析法进行抗震设计，能改善结构抗震能力和提高抗震水平。非线弹性静力分析法考虑了结构弹塑性特性，在结构分析模型上施加某种特定倾向力模拟地震水平侧向力，并逐级单调增大，构件一旦屈服，修改其刚度直到结构达到预定的状态。
2.2建筑结构抗震设计方法
为了确保建筑结构的抗震能力最佳，所设计的结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面都达到最佳，质量分布均匀，平面对称、规则抗侧向力较好的体系及刚度与承载能力变化连续的结构体系是优先考虑的设计方案，从而经济地实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目的。
（1）根据我国的抗震设计规范，建筑持力层的选择非常重要，它关系着整个建筑物的安全性能，同时规范还指出，建筑的形体要适当，要求建筑的形状及抗侧力构件的平面布置宜规则，并有整体性，不宜用轴压比很大的钢筋混凝土框架柱作为第一道防线。
（2）抗震结构体系布置是建筑结构抗震设计的关键问题，如房屋建造中框架结构体系和砌体结构的选择问题。地震后会有余震，抗震结构体系应具有多道抗震防线。如框架结构设计中为了避免部分构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力，将不承受重力荷载的构件用作传递途径。
（3）传统的结构抗震是通过增强结构本身的抗震性能(强度、刚度、延性)来抵御地震作用的，即由结构本身储存和消耗地震能量。消能减震设计指在结构中设置消能器来消耗地震输入的能量，减轻结构的地震反应，减小结构发生破坏和避免结构物直接倒塌以达到预期防震减震要求。隔震设计指在建筑物基础与上部结构之间设置隔离层，即安装隔震装置，通过隔震装置延长结构的基本周期，避免地震能量集中使结构发生屈服和破坏。这是一种以柔克刚积极主动的抗震对策,是一种新方法、新对策、新途径。
（4）尽可能多设置几道抗震防线，一个较好的抗震建筑结构由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。强烈地震之后往往伴随多次余震，如果只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。如像教学楼这种相对大开间、单跨、大窗口、悬臂走廊的纯框架结构，其纵、横方向的刚度不均匀，很容易发生扭转破坏，而整个结构只有框架一道防线，一旦柱子发生破坏，没有其他约束措施，整个框架因丧失全部承载能力而倒塌。防止脆性和失稳破坏，增加延展性。设计不良的细部结构常常发生脆性和失稳破坏，应该防止。刚度的选择有助于控制变形，在不增加结构的重量的基础上，改变结构刚度，提高结构的整体刚度和延展性是有效的抗震途径。
（5）场地条件就是导致建筑震害过于严重的关键因素，所以选择最为有利的地形最大限度的防止建筑物出现在不利于抗震功能发挥的区域。选择在抗震过于危险的区域来建造房屋，有可能对人们的生命财产安全带来危害。在汶川地震时，北川县城西的房屋建造在有滑坡隐患的山体之下，在地震的作用下，山体崩塌、滑坡，将大量的房屋掩埋，死亡1600人，损失惨重。
3结语
随着社会经济的发展，为满足我们的需求，越来越多的建筑物将随之出现。建筑的抗震结构体系会由原本的硬性为主转向以柔性为主，用“以柔克刚”的办法对建筑结构构件进行消能减震与隔震，从而在一定程度上减弱地震对建筑物的损坏，以此实现抗震的目的。随着建筑使用的材料的抗震性能的提高，建筑结构的抗震性能也会随之提高；建筑结构抗震设计的脚步也会随着新型材料的开发而迈向更高一层，采用层层修改，优化后的抗震方法设计来充分满足高层建筑的抗震需求。科学技术的进步带动建筑行业发展，建筑结构抗震能力也随着经验教训，科学发展，技术进步而日新月异。地震是自然灾害，很难避免，但是只要我们恰当、灵活的采用各项建筑抗震原则，就能使建筑结构更为合理，抗震能力大大提高，从而减少人民群众的生命财产损失,确保他们可以安居乐业。
建筑结构论文范文第8篇
我国当前主要通过常微分方程求解器对高层建筑结构力学进行分析。高层建筑结构力学常微分方程求解器功能强大，自适应求解效果非常好，可以有效满足对用户进行预先解答，提高解答的精度，降低解答指定的误差限。当前我国在高层建筑结构分析通过对常微分方程求解器的应用，有效实现了对高层建筑结构楼板变形时的动力计算、稳定计算和静力计算，实现对数据的整体分析和处理。建筑人员通过使用常微分方程求解器的分析，有效降低了在进行高层建筑结构分析时的处理量，降低了高层建筑结构分析中的方程组数，有效提高运算效果，从本质上实现了对建筑结构的优化。
在对高层建筑结构常微分方程求解器进行深入研究的过程中，清华大学教授包世华和袁驷有效提高了常微分方程求解器的应用，实现了对常微分方程求解器的深化研究。袁驷教授利用有限元技术，对偏微分方程的半离散化进行控制，有效实现了对常微分方程组的求解，提高了对结构线性函数的应用。通过常微分方程求解器的直接求解，对有限元线进行实际应用，有效对一般力学问题进行计算，在很大程度上提高了一般力学问题的计算效果。而包世华教授对半解析-微分方程求解器方法进行分析深化，有效将半解析-微分方程求解器方法应用到高层建筑结构结构静力、动力、稳定性的分析验证中，提高了对高层建筑结构力学分析的效果。
2高层建筑结构弹塑性动力分析方法
高层建筑结构弹塑性动力分析方法在高层建筑结构力学分析中又被称为时程法。高层建筑结构弹塑性动力分析方法主要是对地震波直接输入结构，完成结构的弹塑性性能分析。这种方法要求结构力学分析人员建立专门结构弹塑性恢复性动力方程，通过逐步积分法实现对地震过程中速度、加速度、位移等的时程变化，完成对建筑结构的描述。高层建筑结构弹塑性动力分析方法对建筑结构在强震的作用下弹性及非弹性阶段的内力变化进行深入研究，有效对高层建筑构件可能出现的损坏、开裂、屈服、倒塌进行分析，提高建筑结构力学的分析效果。当前在国内的高层建筑结构弹塑性动力分析方法主要输入地震波为随机人工地震波，结构模型的计算多采取层模型。除此之外，高层建筑结构弹塑性动力分析方法还加大了对楼板结构变形的分析，使用并列多质点计算模型进行计算，对高层建筑结构的基础转动和评议进行研究，有效提高了对土体、基础及上部结构耦合振动的模拟效果。
近年来我国还高层建筑结构弹塑性动力分析方法中对扭转振动进行分析，取得显著进展。高层建筑结构弹塑性动力分析方法能够有效对高层建筑结构中存在的薄弱环节进行分析，提高对结构延展性、变形的实际分析效果。高层建筑结构弹塑性动力分析方法预计的破坏形态与实际地震的破坏效果非常接近，有效对地震危害进行防护处理，提高了高层建筑结构的防震效果。但是当前对高层建筑结构弹塑性动力分析方法的整体看法不一。部分人员认为采取大型高速计算机对典型地震波进行分析；但是部分人员认为典型地震波本身不一定能代表真正的地震，因此在进行研究的过程中要对研究算法进行简化，对近似方法进行研究。随着高层建筑结构弹塑性动力分析方法的逐渐发展，越来越多国家在进行高层建筑结构力学分析的过程中开始对地震波根据实际情况进行选取，模拟效果大幅提高。
3基于最优化理论的结构分析方法
基于最优化理论的结构分析方法主要是通过数学上的最优化理论及计算机技术实现对高层建筑结构设计的一种新方法。基于最优化理论的结构分析方法有效实现了对结构设计的被动分析道主动设计的转变，提高了高层建筑结构设计的灵活性，对设计具有非常好的促进效果。基于最优化理论的结构分析方法对空间的要求较为严格，设计过程中要保证以最小的质量产生最大的刚度。因此，设计人员要对框架剪力墙结构中的剪力墙进行充分分析，实现墙体的优化布置和数量选取，提高基于最优化理论的结构分力学析效果。基于最优化理论的结构分析方法中要求保证适度的刚度，对刚度要进行严格控制。尤其是在分析剪力墙与地震作用的时，要对剪力墙刚度进行优化设计，确保建立正确的最优化刚度模型，提高基于最优化理论的结构分析方法的模型实际应用效果。目前我国的基于最优化理论的结构分析方法发展还不全面，在进行单位建筑面积上剪力墙惯性矩度量指标设计的过程中还存在较多问题。我国的基于最优化理论的结构分析方法仍处於研究和发展阶段。高层建筑结构力学分析人员要对基于最优化理论的结构分析方法中的数学模型进行深入研究，对剪力墙最优刚度进行有效分析，从本质上提高数据分析处理效果，拓宽基于最优化理论的结构分析方法的应用前景。
4基于分区广义变分原理与分区混合有限元的分析方法
在进行分区的过程中，高层建筑结构力学分析人员要对有限元进行全面分型。有限元中杂交元和非协调元的发展在很大程度上促进了分区广义变分原理的发展，为分区广义变分原理奠定了坚实的理论基础。清华大学龙驭球教授对分区广义变分原理进行研究，实现了对分区广义变分原理的深化。龙驭球教授的分区混合有限元法将分区广义变分原理进行拓展，实现了继位移法、杂交元法之后的改革和完善。分区混合有限元法对弹性体分类，对势能区使用位移单元能量分析，将结点位移作为基本未知量。而余能区使用应力单元，将结构应力函数作为基本未知量，实现对能量项的交界面附加。分区混合有限元法在满足位移和力的基础上保证了位移的连续和收敛性，有效对总能量泛函驻值分区混合进行方程选取。分区混合有限元法适应性非常强，分区较为灵活，在很大程度上保证了函数的收敛性，对高层建筑结构力学的分析具有非常好的促进效果。
分区混合有限元法对计算框支剪力墙、框支剪力墙角区应力集中、托墙梁结构等方面具有非常好的计算效果，在高层建筑结构分析中具有非常好的应用前景。总结：当前我国的高层建筑结构力学的分析方法主要包括：基于常微分方程求解器的分析方法、基于有限条法和样条函数法的分析方法、基于分区广义变分原理与分区混合有限元的分析方法、高层建筑结构弹塑性动力分析方法、基于最优化理论的结构分析方法。高层建筑结构力学分析人员要对以上五种分析方法不断进行深入研究和合理应用，将高层建筑结构力学分析和高层建筑艺术进行完美结合，增强高层建筑结构力学分析的实用效果。要对高层建筑结构力学分析的方法不断进行完善，确保我国建筑飞速发展。
建筑结构论文范文第9篇
1．1转换层的主要功能
近些年来，随着经济的持续快速增长，人们对于建筑物尤其是高层建筑的需求呈现出一种多元化、全面化和综合化的趋势，在生活中也能进场见到下部为大型商场或者娱乐场所而上部为民用住宅的建筑。单从这类建筑的功能来看，其上部主要是需要有更多的墙体来进行空间的分隔，从而满足不同住户对于住宅户型的要求，下部则主要是以创建更大的灵活空间为主。转换层设计中为针对不同建筑功能的需要，在有较大的层高作保证时可以作为正常的楼层使用，同时在层高受到限制或者处于设备需要时，也可以作为设备层。
1．2转换层的主要类型
转换层的不同设计类型主要是由于不同的建筑功能需要而决定的，其主要类型可以分为以下几种:
(1)箱式转换层。箱式转换层的设计主要是基于转换梁截面过大，且一层楼板不能满足平面内楼板刚度的假定值而考虑的，为了确保假定值和实际值更相符，可以采用在转换梁底和梁顶之间设置一层楼板，从而形成箱形梁。该转换结构一般情况下适合遍布整个层面，并在建筑周边环通，最终形成箱式转换层。其具有约束性强、转换梁刚度大且上下部传力均匀的优点，同时还可以将其作为设备层。但是该类型的转换层在设计过程中需要增开的设备洞相对较多，施工技术较为复杂，随之带来的也是较高的造价问题。
(2)梁式转换层。梁式转换层一般是采用底部大空间的框支剪力墙结构体系，其主要是将上部剪力墙固定在框支梁上并在框支柱的支撑作用下形成的结构体系，在需要进行纵横向的转换时，会相应的采用双向梁布置。该类型的转换层具有着施工简单、传力准确的特点，是目前在建筑结构设计中较常采用的转换形式。但是其也有一定的缺点，比如在进行上下轴线错位布置时，需要增设的转换梁次较多，会造成其空间受力情况较为复杂。
(3)桁架式转换层。桁架式转换层主要是在高层建筑结构下部为大型商场、上部为中小型写字楼或者是住宅用房，并且需要设置相应的设备层时所常用的一种结构形式。其上部柱墙可以通过桁架传至下部柱墙，并且在桁架间的空间可以分设所需的管道。在进行桁架式转换结构设计时，一般情况下适合采用整层布置，并且各节点之间应与墙肢形心对中。该结构类型在施工中具有较高的复杂程度，同时其在进行轴线错位布置时的难度也相对较大。
(4)厚板式转换层。在上下柱网错位较多并且不能用梁进行承托时，就需要采用板式转换层。其中厚板的规格以及厚度是由柱网尺寸以及上部结构载荷而决定的。该结构类型具有灵活性大、受结构布局影响较小的优点，且由于其厚板具有较大的刚度，能够形成一个整体性较强的承台，便于施工。
2建筑结构设计中的转换层设计原则
建筑结构设计中的转换层主要起到承上启下的功能作用，其设计对建筑工程具有相当重要的经济意义与功能意义，对转换层进行科学合理设计不仅能避免建筑资源的浪费还能杜绝一定的建筑结构安全隐患，其在设计过程中应遵循以下设计原则:首先，在转换层设计过程中应尽量减少结构转换的竖向构件，应尽可能的多采用直接接地的构件，其能有效避免建筑刚度的减小，对建筑物抗震性能的提升有着重要的作用。其次，转换层的设计位置不能偏高，应尽可能的靠近底层位置。主要是由于建筑框支剪力墙结构的传力途径以及刚度发生变化时会直接造成转换层成为薄弱层，很大程度上降低了建筑物的抗震性能。再次，在进行转换层的设计时应注意传力路径的明确性，并且确保转换层的刚度。由于转换层结构本身起到的是结构转换作用，所以应保持其自身的受力平衡性。第四，要对剪力墙以及框支剪力墙的比例进行综合考虑，保证其横向落地剪力墙的数目超过横向墙的50%。第五，为了避免立柱柱角发生变形，在进行转换层设计时应保持其上部柱子和剪力墙的对称分布，将梁上立柱设置在转换梁垮中，从而避免转换梁变形作用下产生的支柱柱角变形加大。
3建筑结构设计中转换层设计的建议
3．1梁式转换层设计作为在建筑设计中的转换层结构设计中最为常用的一种结构设计模式，其在高层建筑转换结构中占到了大约80%以上的比例，并且具有受力清晰、构建简单、方便施工的优点。但是在该类型的转换层设计时，应注意上下结构布置的优化协调，从而确保整个建筑结构的稳定性。比如在进行相对高度较高的结构设计时，剪力墙的内力和刚度以及传力途径会发生一定程度的改变，会使之成为较为薄弱的部分层，一定程度上对建筑结构的抗震性能产生了影响。所以在施工设计过程中应尽量减少转换的构件，多采用非转换的钢筋混凝土形式，避免转换构件的过度集中的情况出现，从而做到竖向刚度的均匀合理，以保证转换层施工和整体建筑的施工质量。
3．2桁架式转换层设计桁架式转换层主要用于建筑不同功能区域上下部的连接，是由多榀钢筋混凝土桁架组合而成的一种承重结构。一般情况下桁架的下杆的截面面积较小并且高度较高，所以这一结构形式的施工难度较大且工序较为复杂。在具体施工设计过程中，应对转换层的内部结构进行综合分析，并对其受力情况进行分析计算，从而保证设计符合建筑质量要求。
3．4厚板式转换层设计厚板式转换结构虽然具有布置灵活、不需要正对下层结构的优点，但是其在施工设计过程中多需要的材料耗费较大，所以如果在采用厚板式转换层结构时，应注意对其受力角度的分析，适当的加强其配筋量，同时也可以从抗剪力和抗冲切力的角度出发，减轻其受力程度，对其内力以及配筋量进行合理准确的计算，并从其经济效益出发对其进行综合考虑。
4结语
建筑结构设计中的转换层设计问题一直以来都是建筑行业最为关心和一直探索的重要问题，在建筑结构设计中，应针对建筑结构实际需要选择出符合建筑物实际需要的结构模式，并在安全、经济、适用等指标基础山，努力提升转换层设计的强度、抗震能力以及刚度，从而对其结构进行优化设计，使之完美的与建筑结构和建筑实际功能需要相结合。
建筑结构论文范文第10篇
1．1玻璃钢门窗玻璃钢门窗轻质高强，其拉伸强度为350MPa以上，弯曲强度为260MPa以上，为铝合金的2倍、塑钢的4倍左右，从而弥补了塑钢门窗因强度低容易变形的弱点。玻璃钢型材的弯曲弹性模量较高、刚性好，故玻璃钢门窗适宜较大尺寸的窗或较高风压场合的门窗，且尺寸稳定、隔音性能好。玻璃钢型材的热变形温度为200℃，其线膨胀系数较低，与建筑物和玻璃相当，在冷热温差较大的环境下，不易与建筑物及玻璃之间产生缝隙，门窗的气密性能好，大大提高了门窗的密封性能。与目前市场上使用的铝合金门窗和塑钢门窗相比，优质的玻璃钢/复合材料门窗的节能效果非常好，据有关部门检测，玻璃钢门窗的保温性能优于国家标准中规定的保温性能一级指标。在建筑节能设计标准中，要求门窗材料选用低导热系数的材料，玻璃钢门窗不但密封性能良好，而且有较好的遮阳功能和良好的保温性能。玻璃钢型材对热辐射和太阳辐射具有隔断性，故玻璃钢窗体具有很好的隔热性能。玻璃钢型材耐严寒和耐高温性能好，使得玻璃钢门窗可以广泛应用于严寒和高温地区。由于玻璃钢型材内部树脂和纤维的结构特点，使得其具有微观弹性，有利于吸收声波，从而使玻璃钢窗体具有良好的隔音性能。在建筑物中，门窗、墙体、屋面、地面为建筑能耗的四大部位，其中门窗排列首位，房屋建筑的能源损失中有50%是通过门窗流失的，尤其是公共建筑的窗墙比高达70%，更加大了能源的损失。因此，门窗节能在整个节能建筑中起到至关重要的作用，减少门窗的能源损失是当前建筑节能的主要途径之一，在建筑结构中大力开发使用玻璃钢/复合材料门窗具有十分重要的意义。
1．2玻璃钢模板使用玻璃钢/复合材料制作的模板能够一次性达到通高，而且不易与混凝土相互粘结，所浇筑出的混凝土成品没有横向接缝(只是在竖向上会有一道接缝)，特别是圆柱体，浇筑出来圆度比较准确，且表面光滑平整，无气泡和皱纹，无外露纤维和毛刺现象，其密封性、表面平整度是木模和钢模所无法比拟的，而且色泽一致，垂直角度的误差也较小。采用玻璃钢制作圆柱模板只需要在接口处用角钢加螺栓予以固定，之后用钢丝缆风绳的一端拉住柱筋上端，而另一端只需固定在浇筑之后的混凝土楼板上即可，不需另外设置柱箍或是搭设支撑架。玻璃钢模板与木模、钢模相比易加工成型，可以一次性封模，不用接长，而且玻璃钢模板由于质量轻，拆装非常方便，具有便于清洁和维护等特点。因此，使用玻璃钢模板能够明显地减轻劳动强度，提高建筑施工效率，有利于降低工程造价。另外，玻璃钢模板有较强的耐磨性，所以重复利用次数也较多。
1．3玻璃钢筋混凝土是应用最广的建筑材料，通常采用钢筋来增加其强度，但钢筋存在着腐蚀问题，而建筑腐蚀是全球建筑业所面临的一个十分棘手的问题。当钢筋混凝土在具有侵蚀性的环境中工作时，钢筋在各种腐蚀性气体、添加剂和盐的作用下生锈而使钢筋本身体积膨胀，从而导致混凝土开裂，会降低混凝土的使用寿命。玻璃钢筋通常是以乙烯基树脂、聚酯树脂、酚醛树脂或环氧树脂作为基体材料，以无碱玻璃纤维作为增强材料，采用拉挤工艺成型，具有耐腐蚀性强、电磁绝缘性能优良和力学性能优良的特性。在建筑结构中使用玻璃钢筋增强材料可以提高水泥基体的抗弯、抗拉和抗冲击强度，由于玻璃钢筋的耐腐蚀性强，特别适用于需使用盐防冻的混凝土结构、近海地区的混凝土结构和地下工程。玻璃钢筋具有优良的电磁波透过性，对于某些特殊建筑设施，例如医院中的核磁共振成像室，或采用射频技术来识别预付费客户的公路收费站通道来讲，采用玻璃钢筋是最好的选择。目前，玻璃钢筋已在很多工程项目中得以应用，并有效地替代了钢筋。由于玻璃钢/复合材料筋的力学性能优良和良好的耐腐蚀能力，故具有广阔的开发应用前景。
1．4玻璃钢加固混凝土梁玻璃钢/复合材料作为一种结构加固材料，有与混凝同工作的基础，能适应各种不同的工作环境。玻璃钢的线膨胀系数与普通混凝土相近，这样就不会因温度变化而引起二者之间的粘结破坏，在对混凝土表面进行适当处理后再粘糊玻璃钢，可以保证两者之间有良好的粘结力。玻璃钢片材、板材作为加固材料具有强度高、施工方便且周期短、抗渗性好和耐腐蚀等优点。用玻璃丝布包覆加固混凝土梁，采用环氧树脂作为粘结剂，玻璃丝布与混凝土结合面之间不会发生滑移破坏，粘结面会有效地传递应力。用玻璃钢加固的梁在其初始受力阶段，玻璃丝布的包裹层数对梁的刚度及变形的影响均很小。在受拉钢筋屈服以后，外包的玻璃钢对梁的刚度的作用效果很明显，从而使梁的变形减小。由此可以看出，运用玻璃钢加固混凝土梁可明显提高混凝土梁的受力特性，延长梁的使用寿命，因而具有广泛的应用前景。近几年来，国内外的一些学者相继开展了一种新型的纤维增强复合材料加固方法———内嵌(简称NSM)加固方法的试验研究、理论分析和工程应用。与外贴玻璃钢片材相比，嵌入式加固法除了具有高强、高效、耐腐蚀等优点外，还有表面处理工作量降低等优点。因为外贴加固的表面打磨工序往往耗时较长，而嵌入式加固只需使用专用工具在混凝土表面剔槽，不需进行大面积处理，可以节省工期;玻璃钢因内置而得到较好的保护，其抗冲击性、耐久性、防火性能等得以提高，如用于桥面板负弯矩区加固具有明显的优势;玻璃钢筋或板条可以较方便地锚固于相邻的构件上。随着研究的不断深入，玻璃钢/复合材料作为一种轻质高强、高性能结构材料，在工程加固领域的应用将会越来越广泛，发展趋势良好。
1．5玻璃钢在建筑结构中的其他应用在采暖通风工程中，玻璃钢是一种很好的节能环保材料，从20世纪80年代开始已大量用于制造冷却塔、通风橱、送风管、排气管、栅板及防腐风机罩等。目前，国内研发的玻璃钢/复合材料保温管可用于输送热水及供暖，用以替代传统的金属保温管。玻璃钢可制成波纹板、带肋板、空心板或夹芯板，组成各种形状的拱、壳以及穹顶等空间结构用于工业厂房等结构中，具有易成形、施工方便、质量轻、保温性能好、色泽鲜亮和耐候性好等优点，采用轻质高强的玻璃钢组装件作为建筑材料，将大大减轻工人的劳动强度，减少劳动工时，缩短施工周期，对资源保护和能源消耗也有积极的作用。在美国复合材料制造商协会(ACMA)举办的2010年复合材料大会上，一座两层的房屋获得了大会的“展会最佳奖”，该房屋由预制的以防火玻璃钢为蒙皮的夹层结构板组成;加利福尼亚的复合Kreysler公司获奖的加利福尼亚海湾之屋是一个单体式结构，由9块定制的防火玻璃钢夹层板组成;另一个创新的Kreysler项目是在一个办公楼上采用了仿造石材的玻璃钢建筑外饰。玻璃钢文化墙因其高雅亮丽的外形和独特的艺术风格也备受推崇。另外，玻璃钢/复合材料在冷库、岗亭、仿古建筑、微波塔楼、屏蔽房、野营活动房等领域也得到了广泛应用，并已发挥了重要的作用。
2玻璃钢在建筑结构中的应用前景
目前，我国人均资源占有量为世界平均值的40%，但能源消费总量已达到世界第2位，其中建筑用能源成为我国能源消费的大户，能耗约占所有产业能耗的30%。玻璃钢凭借其优异的性能，在建筑节能方面的应用日益受到人们的青睐。在建筑领域研发和使用玻璃钢/复合材料，对于节约能源、改善设计、减轻建筑物自重、提高建筑物的使用功能和提高经济效益具有十分重要的意义。从国内外的应用情况来看，玻璃钢是国际市场上产量最大、用途最广的产品。在美国、日本、德国等工业发达国家，玻璃钢已经进入大规模使用阶段。我国通过自行研究开发和吸收国外先进技术，近几年来玻璃钢国产技术装备水平有了较大幅度的提高。随着国家相关产业振兴规划的实施和基础设施投资力度的加大，对玻璃钢的需求也将持续增长。从目前国内外玻璃钢/复合材料的发展情况看，当前正朝着高性能、多功能、低成本和高的环境相容性方向发展。随着玻璃钢工艺的发展和不断拓展产品种类，玻璃钢在建筑工程中的应用将会越来越广。建筑业是国民经济的支柱产业之一，在国民经济中占有很重要的地位。建筑业的发展方向是节约能源、保护环境、提高经济效益和社会效益，玻璃钢作为新型的高性能复合材料，必将成为未来新建节能建筑选材和既有建筑节能改造的首选材料，成为传统结构材料的重要补充，并逐步替代传统的非节能建材。随着我国建筑节能标准的不断提高，玻璃钢/复合材料作为第4代新型复合材料在建筑结构中的应用前景将会更加广阔。