浅析建筑外观设计与自身结构的关联肖振礼
发表时间：2019-06-25T10:27:20.150Z 来源：《建筑细部》2018年第24期作者：肖振礼
[导读] 近年来，我国的建筑行业发展迅速，建筑外观设计也越来越受到重视。
嘉兴华洲建筑设计有限公司浙江嘉兴 314000
摘要：近年来，我国的建筑行业发展迅速，建筑外观设计也越来越受到重视。在我们的身边，经常可以看到具有想象力的各色建筑，比如上海极具科技色彩的东方明珠电视塔和有浓郁中国气息的世博园，北京历史悠久的故宫博物院和标志性建筑鸟巢，苏州的古典园林，还有西藏拉萨的布达拉宫。然而在我们日常的生活中，出现在视野里的大多都是方正整齐的高楼。为什么会出现这种情况呢，其中最重要的原因便是建筑外观设计与自身结构的矛盾，也就是说，一个极具想象力，创造力的建筑在安全稳定性方面会出现缺陷，反之，一个结构稳定安全牢固的建筑又会显得太过死板。这样看来追求建筑的外部美观和内在结构稳定这二者是很难兼得的。本文针对建筑外观设计，对其与建筑结构之间的关联进行分析，并提出建筑外观设计需要注意的要点，以此为实际的外观设计工作提供可靠参考依据。
关键词：建筑外观设计；自身结构；关联
引言
如今，社会对建筑的要求除满足基本使用功能要求外，还应有良好的外观。在外观设计过程中，需要充分考虑建筑自身结构，明确结构和建筑外观及其设计之间的关系，以保证外观设计的合理性与适应性。
1现代建筑外观构成特征的演变
一个城市的容貌，很大一部分由建筑外观来体现，所以建筑外观的美丑会直接影响到城市的整体水平。而建筑外观的构成设计对整个城市的发展影响因素在于是否与环境相融合，文脉的延续，科技的提升等。在建筑发展的历史长河中，建筑外观的设计手法、构成样式以及审美意象都在逐渐发生变化，到目前为止，建筑外观的发展得到了质的飞跃，变得更加丰富更加有内涵，受到了人们的重视。建筑外观的发展体现出了社会的进步，科学技术的发展以及人们生活质量的改善。现代建筑的外观在一步步的发生改变，从一开始砖混结构的低层建筑、到较为复杂的红砖裸露再到小高层建筑钢筋混凝土结构。以前的建筑风格倾向于简单，而现在的建筑不仅仅满足于简洁，不仅开始变得复杂，同时还更注重美观性，这都反映出社会的进步、科学技术的发展，以及人们精神世界的丰富和物质生活水平的改善，当然，还有审美观念的改变。
2 建筑外观设计和建筑结构之间的关联性
回顾建筑过去发展历史，建筑的本质在于为人类提供安身之所，遮风挡雨和防止虫兽侵害。最早期的人们并不知晓何为建筑学，只是简单的使用材料进行搭建。伴随时代不断变迁，社会快速发展，人们开始使用不同材料进行搭建。经过数千年的实践，以及相关经验的不断累积，人们开始创新建筑，产生不同类型和特色的建筑。对于这些古建筑，本质上都服从构造，其外观装饰仅仅是在满足安全性与稳固性等前提下稍加设计的。可见，建筑构造和外观之间至少在最初是密不可分的。工业革命使人们的生活发生巨大变化，在全新的动力形式下，建筑师开始认为建筑必须有全新风格与形态，用于反映建筑特点。根据相关资料和通过对现代建筑的研究与分析，在工业革命这一背景之下，国外很多建筑师开始运用建筑理论，摆脱构造这一单纯的束缚，设计出很多不同的结构形式，同时通过优化设计，为建筑赋予特色，在保证结构安全的基础上，增强外观效果。可见，构造是建筑中十分重要的部分，同时这也是增强外观效果的关键所在。要想确保构造和外观效果保持良好关系，应严格按照建筑学基本理论开展构造设计工作。通过建筑结构和外观效果之间的关系的深入分析，可联想到很多新型建筑，通过对构造和高科技的合理展现，获得不同且十分独特的整体外观效果。建筑是将构造作为设计根源的，把不同的构造元素、功能和结构都作为视觉要素。审视现代建筑的过程中，需要对构造元素、结构和功能审视全面的了解和分析，根据相应的结果充分体现外观效果。建筑结构是保证外观效果的重要基础，同时为满足大众审美要求，需要在设计过程中尽可能控制特殊造型。如今，建筑理论日趋成熟，而且科学技术也在不断更新、进步，若不考虑成本直接设计，则会建造很多种风格类型的建筑。这样一来，建筑建设基本意义是否存在，始终是富有争议的实际问题。对此，必须确定结构和外观效果之间保持的关系。然而，服从于构造是有很大难度的，而且内部空间的实际利用率相对较低，对审美正常的人们，完全服从构造而建设的建筑，其外观并不能完全满足实际的审美需要。可见，建筑的构造同样会对外观效果造成相反的效果，导致外观效果达不到预期，无法满足人们审美要求，与审美的观点相违背。 3建筑外观设计与自身结构关联的事例
中央电视台总部大楼就是一个很典型的例子。中央电视台总部处于北京最繁华的地区—北京东三环。其建筑面积超过47万平方米，主楼最高处高达230m。交错的“Z”字倾斜结构和表面镶嵌着菱形玻璃的错杂钢制网格框架，使人不管从什么方向观察都会造成一种失去视觉平衡的错觉。而实际上，这栋大厦却巧妙地达到了受力平衡，非常稳定。而且这种暴露在建筑表面的网格框架结构极具未来主义风格，以上原因使这栋大楼格外吸引眼球，具有国际范围的影响力。但是，凡事都具有两面性，这栋大楼的预算达到50亿人民币，实际接近200亿的造价毫无疑问是相对奢侈的，这与中国自古以来追求的勤俭节约的美德不相符合。其次，由钢铁与玻璃相互结合所组成的“空中楼阁”，又处在繁华的地段，这样扭曲夸张的造型在艺术鉴赏的角度来看给人们带来的是不自在的视觉冲击，容易让人产生不稳定和不安全的感觉。最后，这样后现代建筑主义的风格不能太多的与中国传统的元素相结合，又是倾向于西方审美所建造的，所以很难得到中国普通百姓的审美赞同。家喻户晓的长城就是很好的例子，从西周开始耗费大量的人力物力修建，一直完整的保存至今，那样一望无际，蜿蜒曲折的巧妙结构绝对不是纯粹堆砌所能形成的，而是古人智慧的结晶。长城不仅极具艺术欣赏效果，更是有实用价值的，抵御蛮夷外敌的入侵，保护祖国的疆土是它修建的原始目的。上海中心大厦，龙型结构是在现实的基础上加入想象的因素，如果太过夸张，装饰太过繁琐，6百米以上高度的结构是肯定不能实现的。所以，如果我们想要将建筑外观设计与自身结构稳固相互结合，相互衬托，可以学习前人的经验。在进行建筑设计时，首先应该从前人的智慧和大自然的启示中寻找灵感，并结合当地的风情特色和地域文化等要素，就像曲折的山脉映衬着长城的雄伟，起伏的高楼大厦衬托出贸易中心的笔挺。接着应该考虑实际问题，极其先进的想法是否能在现实中实现。故宫的辉宏绝不是一朝一夕所建成的，央视总部的巧妙肯定是经过仔细计算的，因此要做足规划与准备，打好理论基础，确定可实施性，在现实的基础上投入想象与创造。在做好准备后要有坚定不移的意志力，不要因为别人随意的评论而放弃自己的想法。
第一章绪论 1.1地震按其成因分为哪几种类型？按其震源的深浅又分为哪几种类型？ 构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震。深浅：构造地震可分为浅源地震（d<60km）、中源地震(60 –300km)，深源地震(>300km) 1.2什么是地震波？地震波包含了哪几种波？各种地震波各自的传播特点是什么？对地面和建筑物的影响如何？ 地震波：地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量。是一种弹性波，分为体波（地球内部传播）、面波（地球表面传播）。 体波：分为纵波（p波）：在传播过程中，其介质质点的振动方向与波的前进方向一致。特点是：周期短，振幅小；影响：它使地面发生上下振动，破坏性较弱。横波（s波）：在传播过程中，其介质质点的振动方向与波的前进方向垂直。特点是：周期长，振幅大。影响：它使地面发生前后、左右抖动，破坏性较强，。 面波：分为洛夫波（L波）：传播时将质点在与波前进方向相垂直的水平方向上作蛇形运动。影响：其波长大、振幅强，只能沿地表面传播，是造成建筑物强烈破坏的主要因素。 地震波的传播速度：纵波＞横波＞面波 横波、面波：地面震动猛烈、破坏作用大。 地震波在传播过程中能量衰减：地面振动减弱、破坏作用逐渐减轻。 地震波是指从震源产生向四外辐射的弹性波。地震发生时，震源区的介质发生急速的破裂和运动，这种扰动构成一个波源。由于地球介质的连续性，这种波动就向地球内部及表层各处传播开去，形成了连续介质中的弹性波。 1.3什么地震震级？什么是地震烈度和基本烈度？什么是抗震设防烈度？ 地震震级：表示地震本身强度或大小的一种度量指标。地震烈度：指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。基本烈度：在一定时期内（一般指50年），某地区可能遭遇到的超越某一概率的最大地震烈度。抗震设防烈度：就是指指地面及房屋等建筑物受地震破坏的程度。 1.4什么是多遇地震和罕遇地震？ 多遇地震一般指小震，50年可能遭遇的超越概率为63％的地震烈度值。 罕遇地震一般指大震，50年超越概率2％～3％的地震烈度。 1.5什么是地震、地震作用、震源、震中距、烈度、震级、震中？ 地震：指因地球内部缓慢积累的能量突然释放而引起的地球表层的振动。 震源：地球内部断层错动并辐射地震波的部位。 震中距：地面某处至震中的水平距离。 震中：震源在地面上的投影点。 震级：表示一次地震本身强弱程度和大小的尺度。它以地震释放的能量为尺度，根据地震仪记录到的地震波确定。地震强度由震级和烈度来反映。 地震烈度：某一地区地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度，是衡量地震后引起后果的一种标度。 地震烈度与震级：一次地震，表示地震大小的震级只有一个 由于同一次地震对不同地点的影响不一样，随着距离震中的远近会出现多种不同的烈度。 地震作用：地震引起的作用于建筑物上的动荷载。
建筑结构优化设计 发表时间：2016-03-28T16:11:12.903Z 来源：《基层建设》2015年23期供稿作者：陈火涛吕金钊罗森陈钰璐陈湧填[导读] 华南农业大学水利与土木工程学院广东广州 510642 当然除此之外还有一些构造上及概念上的优化措施，将在概念设计，高层剪力墙结构与高层混凝土结构的优化设计中重点论述。 陈火涛吕金钊罗森陈钰璐陈湧填 华南农业大学水利与土木工程学院广东广州 510642 摘要：对建筑结构优化设计理论进行了概述，并重点介绍了基于可靠度理论的工程结构优化设计，概念设计在结构优化设计中应用，高层混凝土结构的优化设计以及高层剪力墙结构的优化设计四个方面，为结构的优化设计提供参考依据。关键词：结构设计；优化；应用 结构优化设计的任务，就是以数学规划为基础，将力学的概念、理论和近似方法和数学规划方法结合，转化成数学问题，建立数学模型，选择计算方法，运用计算机在多种可行性设计中，选择出相对而言属于最优的设计方案，达到兼顾经济性，安全性，舒适性的目的。其步骤可分为设计变量，建立目标函数，确定约束条件，经过计算分析得出优化的计算结果。[1]当然除此之外还有一些构造上及概念上的优化措施，将在概念设计，高层剪力墙结构与高层混凝土结构的优化设计中重点论述。 1.基于可靠度理论的结构优化设计 结构的可靠度指结构在设计的基准期内能够承受施工过程中以及正常使用期间的各种外加荷载和变形，有较好的工作性能，耐久性满足正常使用要求，在偶遇灾害如地震，海啸，爆炸等发生时保持必要的整体稳定性。[2] 从工程结构的可靠度理论角度分析，传统的结构优化设计存在以下几点不足：①传统的结构优化并没有完全反映体现结构的可靠性，也没有定量描述可靠度理论，得出的最优结构并不能确保结构具有足够的可靠性。②由于结构构件的尺寸和材料的性能参数具有随机不确定性，而传统结构优化设计并没有考虑这些因素因此并不能反映参数不确定性这一特点。基于以上分析论述，结构的可靠度要求考虑进工程结构优化设计的数学模型中，文献[3]给出了基于可靠度约束的结构优化算例，在结构可靠度分析基础上进行结构优化设计，实现经济合理的设计方案。 2.概念设计在结构优化设计中应用 概念设计，即在建筑物施工前，设计人员考虑建造地周围的地理环境、文化环境与社会环境等，提出相应的建筑结构设计方案，优化建筑结构设计，以期达到进一步融合周围环境与社会环境的目的。概念设计有效弥补理论性设计与计算性设计的不足，使结构设计方案更科学合理；进行抗震设计时概念设计能在降低地震作用效应的同时提高建筑工程的质量和安全性；科学合理的概念设计拓展了建筑物的结构设计思路，增强工程质量、安全性及工程造价。[4] 2.1应用概念设计可在多个建筑结构施工方案中择优而用。 概念设计使得建筑结构施工方案具有合理性、实用性和经济性，这要求设计人员在优化建筑结构时，充分考虑建筑物建成后的目的、抵抗外界环境的能力需要、施工条件、施工材料等因素，从而制定并选取科学合理、全面系统的建筑结构施工方案。 2.2概念设计中应用抵抗自然灾害的能力设计。 概念设计应与时俱进、因地制宜，如考虑抗震能力设计、防火能力设计、抗击风荷载能力设计等，充分考虑现代建筑结构需要适应的社会环境与自然环境，在建筑结构满足工程施工要求的同时，优化结构，使工程中各个构件环环相扣，增强建筑工程的安全性。 3.高层剪力墙结构的优化设计 剪力墙结构体系由于整体性好，侧向刚度大，抗震性能优越，且由于没有梁柱的外露突出，结构层平整，利于房间布置，因而被广泛应用于高层住宅性建筑中。对该结构体系进行优化需考虑钢筋混泥土用量大造价高，剪力墙中墙肢轴压比偏低的承载力发挥不充分，采用构造配筋的墙体延性低等常见问题，[5]如何对剪力墙结构体系进行优化，使其既发挥其抗侧能力强等优点，又降低工程造价，现就以下几方面进行论述。 3.1强周边，弱中部。剪力墙应尽量布置在结构周边，中部减少剪力墙的布置量，以提高结构的抗扭刚度，控制结构的周期比与位移比。另外，剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置，避免单向布置，并宜使两个受力方向的抗侧刚度接近。 3.2多均匀长墙，少短墙。选择对结构承受水平及竖直向荷载有利的隔墙位置布置剪力墙，尽量设置为长墙，以充分发挥剪力墙的作用。在较长的剪力墙宜开设门窗洞口，上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁，将其分成长度较均匀的若干墙段，墙段之间宜采用弱连梁连接。 3.3剪力墙应自下到上连续布置，允许沿高度改变墙厚和混凝土强度等级，或减少部分墙肢，使侧向高度沿高度逐渐减小。这样一方面可以避免刚度突变，另一方面可以减轻自重，降低工程造价。 3.4尽量采用普通剪力墙和使墙肢长度较长，并且两端与翼墙相连，减少小墙肢和短肢墙的数量。应尽量减小墙肢长度的差异，使各片剪力墙分配的地震作用力均匀。这样发挥了剪力墙的抗侧移刚度，在满足规范层间位移角限值的情况下，减少剪力墙的数量；同时减少了开洞的数量和其两端边缘约束构件的数量从而减小暗柱的构造配筋面积，使得工程造价降低。 4.高层混凝土结构的优化设计 高层建筑的特点是建筑结构需同时承受水平和竖向的荷载作用。混凝土是高层建筑设计中的重要考虑因素。在进行结构设计时要充分考虑各种因素，确保结构的强度，刚度和延性均处于合理范围，高层混凝土结构的优化设计具体措施有以下几个方面。 4.1合理使用高强砼和高强钢筋 强砼和高强钢筋高优化构件截面尺寸的合理使用，可以减轻地基的承载量和高层建筑自重，从而减小超高层受地震破坏的程度。还减低施工单位的成本，使经效益最大化。 4.2布局优化 高层建筑宜使结构平面形状简单、规则，适合刚度和承载力分布均匀的结构单元。 4.3 抗震结构的优化
浅析高层建筑结构设计的中震设计概念 发表时间：2016-06-27T14:51:54.553Z 来源：《基层建设》2016年5期作者：隆凡梅 [导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 摘要：对于普通建筑物的结构抗震设计，目前我国是以小震为设计基础，中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 关键词：中震设计概念；地震影响系数；荷载 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标，但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。 首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题： 1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定，仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定； 2在中震作用下，规范仅提出“中震可修”的概念设计要求，没有具体的抗震设计方法； 3“中震可修”的技术经济问题：可修的标准决定工程????造价、破坏损失、震后修复费用。 随着时代的进步，现在的建筑物体型复杂，结构新颖，超高超限越来越多，因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。 2 中震设计 2.1 为何要进行中震设计呢？ 《抗规》条文说明1.0.1条指出，对大多数结构，可只进行第一阶段设计（即小震下的弹性计算），而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求，但前提是建筑物的体型常规、合理，经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物，在大震下的结构反应和小震完全不同，不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。 为达到各阶段抗震要求，须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计，其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。 2.2 中震设计的基本概念 抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时，要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度，即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10％的地震烈度。 中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展，它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡，业主（设计者）可选择所需的性能目标，而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点，设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言，利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现，给超限设计提供可靠的判断依据。 2.3 中震设计的分类 中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍（αmax=0.23）取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法，第一种按照中震弹性设计，第二种是按照中震不屈服设计。 首先明确一点，中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念，两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计，设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数，保留材料、荷载等分项系数，对应地保留了结构的安全度和可靠度，结构仍属于弹性阶段，属正常设计。中震不屈服设计，设计中除了地震内力不作调整，同时也取消了材料、荷载等分项系数，对应地不考虑结构的安全度和可靠度，结构已经处于弹塑性阶段，属承载力极限状态设计，是一种基于性能的设计方法。由此可见，中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计，而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。 3 基本方法及应用 根据中震设计的分类，以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法，介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。 3.1 中震不屈服设计 3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制 若场地安评报告提供实际的地震影响系数，则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数，屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。 3.3.2 SAWTE计算：地震信息中抗震等级均为四级；αmax按表3取值；总信息中风荷载不参加计算；勾选地震信息中的按中震（或大震）不屈服做结构设计选项；其它设计参数的定义均同小震设计。 3.3.3 MIDAS/Gen计算：主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级：四级；主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数：定义中震反应谱，在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可，β值按表3计算所得；总信息中风荷载不参加计算；主菜单→结果→荷载组合：将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0；主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数：将材料分项系数取为1.0；其它同小震。 3.3.4 ETABS计算：选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级：四级；定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱，地震影响系数最大值αmax取值，其余参数按《抗规》；静荷载工况中不定义风荷载作用；定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ；定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。 4 工程算例 4.1 示范算例 4.1.1 基本参数：二十二层框支剪力墙结构，三层楼面转换，无地下室，首、二层4.5米，标准层3.5米，总高79m。结构平面布置如图一所示。结构高宽比3.76，长宽比1.22；抗震参数，7 度，第一组，0.10g；场地II类；风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。
第一章的习题答案 1.震级是衡量一次地震强弱程度（即所释放能量的大小）的指标。地震烈 度是衡量一次地震时某地区地面震动强弱程度的尺度。震级大时，烈度就高；但某地区地震烈度同时还受震中距和地质条件的影响。 2.参见教材第10面。 3.大烈度地震是小概率事件，小烈度地震发生概率较高，可根据地震烈度 的超越概率确定小、中、大烈度地震；由统计关系：小震烈度＝基本烈度－1.55度；大震烈度＝基本烈度＋1.00度。 4.概念设计为结构抗震设计提出应注意的基本原则，具有指导性的意义； 抗震计算为结构或构件达到抗震目的提供具体数据和要求；构造措施从结构的整体性、锚固连接等方面保证抗震计算结果的有效性以及弥补部分情况无法进行正确、简洁计算的缺陷。 5.结构延性好意味可容许结构产生一定的弹塑性变形，通过结构一定程度 的弹塑性变形耗散地震能量，从而减小截面尺寸，降低造价；同时可避免产生结构的倒塌。 第二章的习题答案 1.地震波中与土层固有周期相一致或相近的波传至地面时，其振幅被放 大；与土层固有周期相差较大的波传至地面时，其振幅被衰减甚至完全过滤掉了。因此土层固有周期与地震动的卓越周期相近， 2.考虑材料的动力下的承载力大于静力下的承载力；材料在地震下地基承 载力的安全储备可低于一般情况下的安全储备，因此地基的抗震承载力高于静力承载力。 3.土层的地质年代；土体中的粘粒含量；地下水位；上覆非液化土层厚度； 地震的烈度和作用时间。 4.a 中软场地上的建筑物抗震性能比中硬场地上的建筑物抗震性能要差 （建筑物条件均同）。 b. 粉土中粘粒含量百分率愈大,则愈容易液化. c．液化指数越小，地震时地面喷水冒砂现象越轻微。 d．地基的抗震承载力为承受竖向荷载的能力。
浅析建筑结构设计中基础设计王宇雷 发表时间：2018-08-14T11:14:06.167Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第8期作者：王宇雷1 田冉2 [导读] 不仅为有效提高房屋质量打下了坚实的基础，也为房屋建筑经济适用性的挑战提出了核心的观念和思路。 1山东滨北建筑设计院有限公司；2山东省滨州市建筑设计研究院 摘要：基础设计作为房屋建筑结构设计的主要内容，加强房屋建筑结构设计中基础设计的探讨，不仅为有效提高房屋质量打下了坚实的基础，也为房屋建筑经济适用性的挑战提出了核心的观念和思路。 关键词：建筑结构；基础设计；分析 房屋建筑结构设计的理论朝着先进水平不断发展，将先进的技术不断的应用于实际，在实际中不断加强完善。研究强度高、材质轻、绿色环保的新型建筑材料，应用于房屋建筑的结构设计中去，提高屋建筑的安全性、适用性，使得房屋建筑结构设计朝着可靠、实用、经济的高性价比方向发展。 一、房屋建筑结构设计的重要性 从笼统意义上说，房屋建筑结构主要指两个方面的内容，一方面指的是房屋的建筑结构，一方面指的是房屋的户型结构。而房屋建筑工程进行房屋建筑结构设计的根本出发点主要是为了保证工程建筑物结构的安全性、可靠性，在能够保证工程建筑物的使用功能的发挥的同时保证工程建筑物的使用寿命，提高工程建筑物的性价比。 二、房屋建筑结构设计过程中需要遵循的原则 设计人员在对房屋建筑工程进行结构设计时需要遵循几个原则，首先设计人员在进行结构设计的过程中一定要从整个房屋建筑工程的整体着手，需要与业主进行良好的、有效的、及时的沟通，确保房屋建筑结构设计既符合客观方面的需要，也符合主观方面的需求；其次，设计人员在设计过程中要有提前量，现代的房屋建筑工程在进行基础设计的过程中，将重点都放到了房屋建筑工程的地基、基础、以及一些上部结构的构件（例如梁、板、柱、楼梯、雨篷等）方面，但是还是有一定的弊端，因为很多的房屋建筑结构设计中的基础设计并没有完全的结合实际情况，所以在施工过程中很容易遇到设计与实际情况不符的问题。 三、高层建筑基础的设计分析 1、上部结构的刚度对基础受力状况的影响 假设上部结构为绝对刚性，当地基变形时，各竖向构件只能均匀下沉；如忽略竖向构件端部的抗转动能力，则竖向构件支座可视为基础梁的不动铰支座，亦即基础梁犹如倒置的连续梁，不产生整体弯曲，却以基底分布反力为外荷载，产生局部弯曲。反之，假设上部结构为绝对柔性，对基础的变形毫无约束作用，于是基础梁在产生局部弯曲的同时，还经受很大的整体弯曲。于是，两种情况下基础梁的内力分布形式与大小产生很大的差别。实际结构物常介于上述两种情况，其整体刚度的考虑非常困难，只能依靠计算软件分析。在地基、基础和荷载条件不变的情况下，增加上部结构的刚度会减少基础的相对挠曲和内力，但同时导致上部结构自身内力增加，即上部结构对减少基础内力的贡献是以在自身中产生不容忽视的次应力为代价的。还应注意的是上部结构的刚度贡献也是有限的。 2、基础刚度对基底反力分布的影响 绝对柔性基础当上部结构刚度可以忽略时，对荷载传递无扩散作用，如同荷载直接作用在地基上，反力分布p（x，y）则与荷载q （x，y）大小相等、方向相反。当荷载均匀时，基础呈盆形沉降；如欲使基础沉降均匀，则需使荷载从中部向两端逐渐增大，呈不均匀状。绝对刚性基础对荷载传递起着“架越作用”。由于基础为绝对刚性，迫使地基均匀沉降。由于土中塑性区的开展，反力将发生重分布。塑性区最先在边缘处出现，反力将减小，并向中部转移，形成马鞍形分布。理论分析与试验研究表明，基底反力的分布除与基础刚度密切相关外，还涉及到土的类别与变形特性、荷载大小与分布、土的固结与蠕变特性，以及基础的埋深和形状等多种因素。 3、地基条件对基础受力状况的影响 基础受力状况还取决于地基土的压缩性及其分布的均匀性。当地基土不可压缩时，基础结构不仅不产生整体弯曲，局部弯曲亦很小；上部结构也不会因不均匀沉降产生次应力。实践中最常遇到的情况却是地基土有一定的可压缩性，且分布不均，这样，基础弯矩分布就截然不同。基础与地基界面处往往显示出摩擦特征。由于土的强度有限，形成的摩擦力也有限，不会超过土的抗剪强度。孔隙水压力的变化，可能改变压缩过程中摩擦力的大小与分布。此外，外荷载的分布和性质、基础的相对柔度以及土的蠕变等涉及时间变化的效应等都会影响到界面条件。因此，应从完全光滑一直到完全粘着这两种极端情况之间来慎重估计界面摩擦的影响。 4、上部结构与基础和地基共同作用的概念及分析方法 上部结构与地基和基础三者是彼此不可分离的整体，每一部分的工作性状都是三者共同作用的结果。共同作用分析，就是把上部结构、基础和地基看成是一个彼此协调工作的整体，在连接点和接触点上满足变形协调的条件下求解整个系统的变形与内力。在共同作用分析中，上部结构和基础通常是由梁、板组成，因此可以采用有限单元法、有限条法、有限差分法或解析方法建立上部结构和基础的刚度矩阵，并利用变形协调条件与地基的刚度矩阵耦合起来。地基首先需确定采用何种地基模型：线弹性地基模型，非线弹性地基模型还是弹塑地基模型。然后建立地基的刚度矩阵。在共同作用分析中，可以根据实测结果把基础和上部结构的实际刚度进行共同作用分析，并考虑施工过程的影响，把结构荷载和刚度形成情况分别四、建筑基础设计中应注意的问题 1、保证荷载的可靠传递 基础结构应具有必要的强度和刚度，以保证将高层建筑上部结构作用于基础顶面的巨大竖向、水平向荷载与力矩，可靠地传给地基土或桩顶。 2、参与变形协调，减少不均匀沉降 基础结构介于上部结构与地基土之间，其刚度大小及其在平面上的分布，对调整不均匀沉降、减少整体和局部挠曲至关重要。例如：多、高层建筑中，当采用条形基础不能满足上部结构对地基承载力和变形的要求，或当建筑物要求基础具有足够的刚度以调节不均匀沉降时，可采用筏型基础。筏型基础的平面尺寸，在地基土比较均匀的条件下，基底平面形心宜与上部结构竖向永久荷载的重心重合。当不重
浅析建筑外观设计与自身结构的关联肖振礼 发表时间：2019-06-25T10:27:20.150Z 来源：《建筑细部》2018年第24期作者：肖振礼 [导读] 近年来，我国的建筑行业发展迅速，建筑外观设计也越来越受到重视。 嘉兴华洲建筑设计有限公司浙江嘉兴 314000 摘要：近年来，我国的建筑行业发展迅速，建筑外观设计也越来越受到重视。在我们的身边，经常可以看到具有想象力的各色建筑，比如上海极具科技色彩的东方明珠电视塔和有浓郁中国气息的世博园，北京历史悠久的故宫博物院和标志性建筑鸟巢，苏州的古典园林，还有西藏拉萨的布达拉宫。然而在我们日常的生活中，出现在视野里的大多都是方正整齐的高楼。为什么会出现这种情况呢，其中最重要的原因便是建筑外观设计与自身结构的矛盾，也就是说，一个极具想象力，创造力的建筑在安全稳定性方面会出现缺陷，反之，一个结构稳定安全牢固的建筑又会显得太过死板。这样看来追求建筑的外部美观和内在结构稳定这二者是很难兼得的。本文针对建筑外观设计，对其与建筑结构之间的关联进行分析，并提出建筑外观设计需要注意的要点，以此为实际的外观设计工作提供可靠参考依据。 关键词：建筑外观设计；自身结构；关联 引言 如今，社会对建筑的要求除满足基本使用功能要求外，还应有良好的外观。在外观设计过程中，需要充分考虑建筑自身结构，明确结构和建筑外观及其设计之间的关系，以保证外观设计的合理性与适应性。 1现代建筑外观构成特征的演变 一个城市的容貌，很大一部分由建筑外观来体现，所以建筑外观的美丑会直接影响到城市的整体水平。而建筑外观的构成设计对整个城市的发展影响因素在于是否与环境相融合，文脉的延续，科技的提升等。在建筑发展的历史长河中，建筑外观的设计手法、构成样式以及审美意象都在逐渐发生变化，到目前为止，建筑外观的发展得到了质的飞跃，变得更加丰富更加有内涵，受到了人们的重视。建筑外观的发展体现出了社会的进步，科学技术的发展以及人们生活质量的改善。现代建筑的外观在一步步的发生改变，从一开始砖混结构的低层建筑、到较为复杂的红砖裸露再到小高层建筑钢筋混凝土结构。以前的建筑风格倾向于简单，而现在的建筑不仅仅满足于简洁，不仅开始变得复杂，同时还更注重美观性，这都反映出社会的进步、科学技术的发展，以及人们精神世界的丰富和物质生活水平的改善，当然，还有审美观念的改变。 2 建筑外观设计和建筑结构之间的关联性 回顾建筑过去发展历史，建筑的本质在于为人类提供安身之所，遮风挡雨和防止虫兽侵害。最早期的人们并不知晓何为建筑学，只是简单的使用材料进行搭建。伴随时代不断变迁，社会快速发展，人们开始使用不同材料进行搭建。经过数千年的实践，以及相关经验的不断累积，人们开始创新建筑，产生不同类型和特色的建筑。对于这些古建筑，本质上都服从构造，其外观装饰仅仅是在满足安全性与稳固性等前提下稍加设计的。可见，建筑构造和外观之间至少在最初是密不可分的。工业革命使人们的生活发生巨大变化，在全新的动力形式下，建筑师开始认为建筑必须有全新风格与形态，用于反映建筑特点。根据相关资料和通过对现代建筑的研究与分析，在工业革命这一背景之下，国外很多建筑师开始运用建筑理论，摆脱构造这一单纯的束缚，设计出很多不同的结构形式，同时通过优化设计，为建筑赋予特色，在保证结构安全的基础上，增强外观效果。可见，构造是建筑中十分重要的部分，同时这也是增强外观效果的关键所在。要想确保构造和外观效果保持良好关系，应严格按照建筑学基本理论开展构造设计工作。通过建筑结构和外观效果之间的关系的深入分析，可联想到很多新型建筑，通过对构造和高科技的合理展现，获得不同且十分独特的整体外观效果。建筑是将构造作为设计根源的，把不同的构造元素、功能和结构都作为视觉要素。审视现代建筑的过程中，需要对构造元素、结构和功能审视全面的了解和分析，根据相应的结果充分体现外观效果。建筑结构是保证外观效果的重要基础，同时为满足大众审美要求，需要在设计过程中尽可能控制特殊造型。如今，建筑理论日趋成熟，而且科学技术也在不断更新、进步，若不考虑成本直接设计，则会建造很多种风格类型的建筑。这样一来，建筑建设基本意义是否存在，始终是富有争议的实际问题。对此，必须确定结构和外观效果之间保持的关系。然而，服从于构造是有很大难度的，而且内部空间的实际利用率相对较低，对审美正常的人们，完全服从构造而建设的建筑，其外观并不能完全满足实际的审美需要。可见，建筑的构造同样会对外观效果造成相反的效果，导致外观效果达不到预期，无法满足人们审美要求，与审美的观点相违背。 3建筑外观设计与自身结构关联的事例 中央电视台总部大楼就是一个很典型的例子。中央电视台总部处于北京最繁华的地区—北京东三环。其建筑面积超过47万平方米，主楼最高处高达230m。交错的“Z”字倾斜结构和表面镶嵌着菱形玻璃的错杂钢制网格框架，使人不管从什么方向观察都会造成一种失去视觉平衡的错觉。而实际上，这栋大厦却巧妙地达到了受力平衡，非常稳定。而且这种暴露在建筑表面的网格框架结构极具未来主义风格，以上原因使这栋大楼格外吸引眼球，具有国际范围的影响力。但是，凡事都具有两面性，这栋大楼的预算达到50亿人民币，实际接近200亿的造价毫无疑问是相对奢侈的，这与中国自古以来追求的勤俭节约的美德不相符合。其次，由钢铁与玻璃相互结合所组成的“空中楼阁”，又处在繁华的地段，这样扭曲夸张的造型在艺术鉴赏的角度来看给人们带来的是不自在的视觉冲击，容易让人产生不稳定和不安全的感觉。最后，这样后现代建筑主义的风格不能太多的与中国传统的元素相结合，又是倾向于西方审美所建造的，所以很难得到中国普通百姓的审美赞同。家喻户晓的长城就是很好的例子，从西周开始耗费大量的人力物力修建，一直完整的保存至今，那样一望无际，蜿蜒曲折的巧妙结构绝对不是纯粹堆砌所能形成的，而是古人智慧的结晶。长城不仅极具艺术欣赏效果，更是有实用价值的，抵御蛮夷外敌的入侵，保护祖国的疆土是它修建的原始目的。上海中心大厦，龙型结构是在现实的基础上加入想象的因素，如果太过夸张，装饰太过繁琐，6百米以上高度的结构是肯定不能实现的。所以，如果我们想要将建筑外观设计与自身结构稳固相互结合，相互衬托，可以学习前人的经验。在进行建筑设计时，首先应该从前人的智慧和大自然的启示中寻找灵感，并结合当地的风情特色和地域文化等要素，就像曲折的山脉映衬着长城的雄伟，起伏的高楼大厦衬托出贸易中心的笔挺。接着应该考虑实际问题，极其先进的想法是否能在现实中实现。故宫的辉宏绝不是一朝一夕所建成的，央视总部的巧妙肯定是经过仔细计算的，因此要做足规划与准备，打好理论基础，确定可实施性，在现实的基础上投入想象与创造。在做好准备后要有坚定不移的意志力，不要因为别人随意的评论而放弃自己的想法。
建筑结构优化设计建议 侯善民 201305 2013.05
第一章 第章基础 1、基础类型： ? 天然地基基础 ?复合地基→天然地基+增加体（柔性桩、刚性桩）? 桩基：常规桩基 后处理加强的后注浆钻孔灌注桩 先处理加强的劲性复合予制静压桩
第一章第章基础 ? 天然地基承载力不宜低于预期复合地基承载力的百分之四 十软土地基上采用复合地基要慎重组成复合地基的增采用复合地基应注意： 十，软土地基上采用复合地基要慎重。组成复合地基的增强体桩基，应具备一定刚度，并且不能是端承桩；随着复合地基承载力需求增大增强体桩基的支承刚度与 ? 随着复合地基承载力需求增大，增强体桩基的支承刚度与桩身强度，要求也需相应提高，对于20层~30层的高层建筑不宜采用单纯摩阻桩桩端进入较好的持力层但持筑，不宜采用单纯摩阻桩，桩端进入较好的持力层。但持力层不宜是强风化以上的岩层，桩身强度承载力要满足计算底板与桩基持力层选择需慎重 算，底板与桩基持力层选择需慎重。
第一章南京某小区复合地基事故第章基础 南京某小区复合地基事故： 该小区位于河西，七层砖混住宅，场地内有深厚的淤泥质软土层，增强体刚性桩未穿过软土层，施工也存在质量问题，建造过程中一直到结构封顶，沉降持续发展，最后采用锚杆静桩较好的才控制住降静压桩，压入深层较好的土层，才控制住沉降。最近几年，我们做了一批20层~30层100米以内的高层剪力墙住宅，采用刚性桩复合地基都取得成功。例如：淮安恒大、淮安中南、合肥融侨等都是20万~30万㎡的高层住宅小区，天然地基承载力约在200k 左右采用予应力管桩作为增加体然地基承载力约在200kpa左右，采用予应力管桩作为增加体， 复合地基承载力可达到500Kpa左右
浅谈房屋建筑结构优化设计 发表时间：2017-10-16T15:10:36.667Z 来源：《基层建设》2017年第16期作者：张春晓[导读] 它是达到工程设计的“安全、适用、经济”目标的最有效的方法之一。本文即重点探讨了房屋建筑结构优化设计应注意的问题及优化设计的措施。 身份证号码：13012419820113xxxx 河北省石家庄市 050000 摘要：房屋结构优化设计对于整个工程建设的贡献是不容忽视的。每个工程建筑想要达到的目标就是用最少的资金投入提高整个工程结构的坚固性和可靠性，以至达到最大最长远的经济效益。优化设计方案与传统的设计方案相比较下的优势就是，它可以节省工程的开支，它是达到工程设计的“安全、适用、经济”目标的最有效的方法之一。本文即重点探讨了房屋建筑结构优化设计应注意的问题及优化设计 的措施。 关键词：房屋建筑；结构优化；剪力墙；材料 一、房屋建筑结构基础设计应注意的问题 （一）承重柱截面高度设计过小这种情况多发生于VI度抗震设防区。一些结构设计者误认为六度设防就是不设防，为图受力分析方便，他们故意把柱子的截面高度设计得过小，使梁柱的线刚度比加大，把梁简化为铰支梁，柱按轴心受压计算这样，这不但影响了房屋的耐久性，而且也常常引起用户的恐惧心理。更为严重的是，这样的结构一旦遭遇地震作用时，将会倒塌，这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。 （二）砖混结构中房屋构造柱与承重柱混淆不清在当前结构设计中，构造柱经常被作为承重柱使用。这种作法将引起以下几个问题： 1、构造柱作为承重柱使用后，使得构造柱提前受力，这不但会降低构造柱对砌体的拉结和约束作用，而且结构一旦遭遇地震作用时，在构造柱位置必然形成应力集中，首先破坏。这样，构造柱不但起不到其应有的作用，反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。 2、构造柱一般生根于地圈梁中，没有另设基础，构造柱兼作承重柱使用后，柱底基础的抗冲切、抗弯及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压破坏，将导致构造柱下沉，引起其周围的墙体出现裂缝。建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁上荷载和跨度都比较小时，构造柱也可布置于梁下，但此时必须按不考虑构造柱作用来验算梁下墙体的局部承压和抗弯强度，经验算满足后，方可在梁下布置构造柱。 3、悬挑梁的梁高选用过小设计者往往只注意了对梁的强度和倾覆进行验算，而忽略了对梁挠度的验算。梁高选用过小，引起梁截面的受压区应力过高，在正常使用状态下，梁截面受压区产生非线性徐变，梁挠度随时间的推移不断加大。挑梁的变形引起梁上板出现裂缝，裂缝宽度随着挑梁变形的加大而加宽，影响了房屋的正常使用。当为托墙挑梁时，梁过大的挠度会引起梁上墙体在梁支座附近出现裂缝。裂缝在梁支座处沿竖直方向向上发展，当到一定高度时沿斜向延伸，缝愈靠上愈宽。挑梁的截面过小对结构的抗震也很不利，悬挑结构对竖向地震的作用最为敏感。梁过小时，截面的相对受压区高度较大，梁的延性减小，在竖向地震作用下易发生脆性破坏，失去承载力。 二、房屋建筑结构优化设计的措施 （一）加强设计中建筑结构形式的选用不同的建筑类别和功能要求决定了户型的选择，从砌体结构和底部剪力墙结构谈起。 1、加强砌体结构的设计 作为承重构件和抗侧移构件的砖砌体，其平面布置较为灵活，但不事宜做跃层结构，杜绝受力较大的突兀结构形式。门窗开洞宽度不宜超过2.1m，纵向墙体数量不宜少于三道，这一措施可以适当减少构造柱的配筋。 2、剪力墙的优化设计 剪力墙设计中连梁的设计是关键。联肢墙是通过连梁连接的各墙肢联结而成，从而增加了墙肢的约束条件。连梁的刚度增大必将使得结构的地震作用也增大，这样连梁和墙肢分配内力也相应增大，此时必须增大构件的配筋量，显然这一设计结果必然会造成材料的浪费。因此，在住宅结构设计时，有经验的设计师都是将连梁设计成为截面、刚度较小的弱连梁。同时，在满足结构刚度与变形要求时，应从经济角度与抗力、变形方面综合考虑，合理布置抗侧力构件。显然，剪力墙数量越多，结构抗侧力刚度愈大，相应结构位移会减小，但是结构地震力会随抗侧力刚度增大而加大，对结构的造价控制不利。因此剪力墙应以周边均匀、对称、分散等原则合理布置，以规范规定的水平位移限值为准尽可能减少剪力墙数量。 （二）注重细部优化 1、在注重整体设计的同时，也应加强结构局部构件的精细设计 比如现浇板设计中尽量把异形板划分为矩形板，这样既达到合理受力的目的，也避免了拐角裂缝的出现。 2、底部框架抗震墙的底框梁箍筋配箍量一般较大，此时若选用冷轧带肋钢筋作为箍筋，便可减少箍筋肢数或箍筋直径，达到造价的降低以及施工的方便化。还有，为减少底部截面，采用高强度的混凝土是柱构件不错的选择，但是水平构件混凝土可适当减少混凝土的标号，满足了受力要求，也节约了成本。 3、关于梁、板的计算跨度 梁板结构，简单点讲，可认为是在梁的中心线上有一刚性支座，取消梁的概念，将梁板统一认为是一变截面板。在扁梁结构中，梁高比板厚大不了多少时，应将计算长度取至梁中心，选梁中心处的弯距和梁厚，及梁边弯距和板厚配筋取二者大值配筋。（借用台阶式独立基础变截面处的概念）柱子也可认为是超大截面梁，所以梁配筋时应取柱边弯距。削峰是正常的，不削峰才有问题。 4、主梁有次梁处加附加筋 总的原则，当主梁上次梁开裂后，从次梁的受压区顶至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁产生的剪力时，主梁可不加附加筋。梁上集中力，产生的剪力在整个梁范围内是一样，所以抗剪满足，集中力处自然满足。主次深梁及次梁相对主梁截面、荷载较小时，也可满足。
浅析建筑结构设计中的抗震设计 摘要：进入21世纪，在建筑设计中，抗震设计依然在建筑设计中占重要地位， 一个好的建筑设计必定会有与之相匹配的优秀抗震设计，因此，在工程建设当中，加强工程结构的抗震性设计是工程师在设计时主要考虑的问题之一。特别是近年 来我国的工程建设脚步逐渐加快，为了应付日益频繁的地震灾害，必须要使建筑 结构具有非常高的抗震能力，减少地震带来的损失。抗震性设计是工程结构设计 中的重要环节，抗震性设计要兼顾工程实际以及地震类型以使抗震效果得到最大 发挥。该文正是基于此，研究地震发生时的特质，分析工程结构设计中的关键要素，供同行参考。 关键词：建筑结构；抗震性；设计要点；应用 当下，在面对地震这样的自然灾害时，为了使人民群众的生命、财产在地震 的自然灾害中减少伤害损失，因此我们需要对抗震设计在建筑结构设计中的应用 进行探讨，进而增加其应用范围，最大限度的减少损失。地震会对工程结构产生 复杂的机理破坏，而工程抗震设计就是为了抵消地震对建筑物的不良作用，降低 建筑的受影响程度，即：“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设计标准。在 工程结构的抗震设计上，不应将计算设计作为唯一方式，更主要的是将工程抗震 理念与实践经验相结合。解决抗震问题主要经过定性的实际现象、物理机制分析、变化过程研究以及总结特性规律和震后情况分析等方式来解决。这些理念共同组 成了抗震概念设计，即概念化设计，其主要研究结果如下。 1、我国目前工程结构抗震理论的问题 众所周知，从世界各国的建筑方式来看，普遍采用吸收消耗地震作用力为主 的插入式整体结构，但是对于工程结构抵抗地震作用力的受力设计与分析，则必 须从结构的整体来分析建筑的抗震性能。 随着建筑市场的蓬勃发展，超高层建筑的数量激增，这给建筑抗震工作带来了更 大的难度，对于这些不同种类的建筑，基础深度的差异主要对应于地震作用的强弱，建筑基础的深度与受地震影响的大小成正比，同时加上基础设施的多样化： 例如地铁、管道、电缆等地下设施都增加了地震场地的不稳定性。当前的抗震设 计没有考虑建筑本身的效果，忽略了建筑地基的地震场地效应衍生的种种问题。2、抗震概念的关键要素 因为近年来我国几次严重的地震灾害给受灾区域的经济、群众人身安全带来 严重打击，所以目前国内抗震技术也在不断地发展，其占工程结构设计的比重也 逐渐增加。因此根据地震的形态进行抗震设计非常具有必要性。其中需要注意的 有以下几点：第一，抗震概念设计要求工程结构的形态足够简练。当工程各构件 的受力情况清晰时，抗震设计的难度也会相应降低，同时保证了受力信息分析的 准确性。且简明的建筑结构也能降低建筑的受损害程度，避免了过多的结构薄弱点，从而保证了建筑的整体性，增强了建筑的抗震能力。第二，设计当中首先要 研究竖向力的均匀分布，要保证建筑横隔层上下部分比例的竖向收进尺寸的准确性，只有合理分析结构的竖向受力情况才能使分隔层平衡达标。洞口的开设要保 证整齐规则，确保建筑整体的刚度和强度得到加强，防止因为地震外力导致刚度 不稳定变化以及整体结构变形的情况出现。另外还应保证建筑的刚度和延性，这 需要相同高度的层面支柱与相关连接构件保持统一。刚度均匀分布和强化结构的 延性，使建筑具有更强的地震抵抗能力，同时保证填充墙的墙和柱不直接接触， 必要时可以设置防震缝。第三，建筑的基础设计是工程结构设计的核心工作，为
关于对建筑结构抗震设计分析 摘要：我国是地震多发国，破坏性地震造成建筑结构、桥梁结构的损坏，人员 的伤亡及经济损失都是巨大的。随着社会的不断向前发展，各门学科的交叉发展，使得隔震、消能减震等抗震技术的运用走上一个新的阶段。任何结构所受的载荷 都具有不同程度的动载荷性质，有不少结构主要在振动环境下工作。通过对隔震 装置的动力学分析，发现自振振动在结构的地震反应中经常占有主导地位，不能 够忽略。建筑结构抗震设计中的概念设计是对建筑抗震设计的宏观控制。本文根 据地震的特点，从建筑物的场地选择、平立面形式、结构布置、延性等方面论述 了建筑结构设计中概念设计的内容。 关键词：建筑结构；抗震；设计 一、建筑结构抗震概念设计概述 我国结构计算理论经历了经验估算、容许应力法、破损阶段计算、极限状态 计算，到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。现行的《建筑结构可靠度设 计统一标准》（GB50068-2001）则采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则，以使建筑结构的设计得以符合技术先进、经济合理、安全适用的原则。概率 极限状态设计法更科学、更合理，但该法在运算过程中还带有一定程度近似，只 能视作近似概率法，并且仅凭极限状态设计也很难估算建筑物的真正承载力。事 实上，建筑物是一个空间结构，各种构件以相当复杂的方式共同工作，并非是脱 离结构体系的单独构件。 地震具有随机性、不确定性和复杂性，要准确预测建筑物所遭遇地震的特性 和参数，目前是很难做到的。而建筑物本身又是一个庞大复杂的系统，在遭受地 震作用后其破坏机理和破坏过程十分复杂。且在结构分析方面，由于未能充分考 虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，也存在着不 确定性。因此，结构工程抗震问题不能完全依赖“计算设计”解决。应立足于工程 抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念，从“概念设计”的角 度着眼于结构的总体地震反应，按照结构的破坏过程，灵活运用抗震设计准则， 全面合理地解决结构设计中的基本问题，既注意总体布置上的大原则，又顾及到 关键部位的细节构造，从根本上提高结构的抗震能力。 二、抗震概念设计的基本原则与要求 1.选择有利场地。 造成建筑物震害的原因是多方面的，场地条件是其中之一。由于场地因素引 起的震害往往特别严重，而且有些情况仅仅依靠工程措施来弥补是很困难的。因此，选择工程场址时，应进行详细勘察，搞清地形、地质情况，挑选对建筑抗震 有利的地段，尽可能避开对建筑抗震不利的地段，任何情况下均不得在抗震危险 地段上建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的建筑物。 对建筑抗震有利的地段，一般是指位于开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均 匀中硬场地土。建造于这类场地上的建筑一般不会发生由于地基失效导致的震害，从而可从根本上减轻地震对建筑物的影响。对建筑抗震不利的地段，就地形而言，一般是指条状突出的山嘴、孤立的山包和山梁的顶部、高差较大的台地边缘、非 岩质的陡坡、河岸和边坡的边缘；就场地土质而言，一般是指软弱土、易液化土、故河道、断层破碎带、暗埋塘浜沟谷或半挖半填地基等，以及在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。 2.采用合理的建筑平立面。
浅析房屋建筑结构设计中基础设计 发表时间：2018-10-29T15:12:01.030Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第18期作者：李俊宇1 丁星峰 2 [导读] 随着经济和社会的飞速发展，房屋建筑的功能越来越丰富，同时其结构也越来越复杂。 摘要：改革开放以来，我国经济快速发展，人们的生活水平不断提高，对住房的要求也越来越高。对于房屋建筑来说，基础设计是否科学合理将直接影响整个房屋建筑的质量和施工成本，做好基础设计历来是房屋建筑结构设计中的重中之重。本文介绍了影响房屋建筑基础设计的因素，分析了基础设计选型的原则，探讨了基础设计方法及技术要点，为房屋建筑基础设计工作提供理论参考。 关键词：房屋建筑结构设计基础质量 前言 随着经济和社会的飞速发展，房屋建筑的功能越来越丰富，同时其结构也越来越复杂，尤其是在城市建筑高层化趋势日益明显的情况下，对房屋建筑结构设计的要求也越来越高。基础作为房屋建筑的地下部分，具有承载上部结构、传递荷载等作用，其设计是否科学和合理对于房屋建筑整体的安全性、适用性和耐久性都有着较为深远的影响，如果基础没做好，就可能导致房屋建筑的不均匀沉降，导致墙体开裂等，同时设计方案也决定着基础选型以及后续施工的合理性和经济性，可见做好基础设计是房屋建筑结构设计中的重中之重。 1 影响房屋建筑基础设计的因素 1．1 上部结构 房屋建筑的上部结构采用何种形式、地上建筑高度、墙体厚度等在很大程度上决定了基础的类型、埋深和截面积等，因此是基础设计过程中需要考虑的重要因素。这主要是因为，上部结构的类型、高度和墙体厚度不同均会导致房屋建筑荷载在基础上分布的特点不同，继而对基础沉降、稳定性和抗变形能力的要求也不同，因此在对基础设计时需要充分考虑。 1．2 地质条件 地质条件在很大程度上决定了基础的设计承载能力，地质条件的范畴很大，因素很复杂，其中有两个条件对基础设计影响最大：其一是地基持力层的特点，地基持力层是与基础相接的土层，该土层是承受房屋建筑负荷的主要部分，因此持力层土质特点（黏土、砂质土、砂粘土等形式）、压缩模量、持力层承载能力等参数应是房屋建筑基础设计中必须考虑的因素；二是桩基穿越土层的情况，包括土层中地下水的分布特点和桩基穿越能力等，基础选型过程中必须将这些因素考虑进去。 1．3 施工环境 施工环境包括自然环境和人工环境。 自然环境因素包括环境温度、抗震等级等，由于构成基础的材料是钢筋混凝土，如果环境温度过低就可能导致基础出现开裂情况，因此基础设计时应考虑低温施工，以便采取应对措施，而抗震等级将影响基础设计时是否需要设置抗震缝以及抗震缝设置的数量和位置等。人工环境对基础设计的影响包括以下几个方面：第一，建筑施工过程中避免不了各种振动，为保证基础的稳定就应当在设计之初充分考虑；第二，如果需要打桩，则桩基在入土后就会将土向周围挤压，造成挤土效应，从而使周围的土层产生一定的应力，改变周边建筑物基础的受力情况以及对周围地下管网造成挤压，因此基础设计时要尽量降低这种影响。 2 房屋建筑基础设计选型的原则 2．1 经济合理性原则 房屋建筑基础设计不但要考虑技术性的指标，而且还要符合经济性的原则，因此基础自身的材料消耗也要为实现整个建筑工程的成本目标奠定基础，另外，基础设计的经济性原则还体现在设计的基础要有助于保证施工进度，降低施工成本。 2．2 综合性设计原则 房屋建筑基础设计单位要将基础设计与其他设计相联系，从房屋建筑基础的功能、结构、与上部结构之间的关系等诸多方面进行分析，通盘考虑，将基础设计方案放在房屋建筑整体中进行分析对比，使基础与建筑整体达到协调统一的要求，不断对基础设计方案进行优化，从而得出最佳的设计方案。 2．3 多样式原则 房屋建筑基础的类型样式较多，设计单位应在设计过程中全面掌握各种基础类型，并与实际情况相结合，选出兼具经济效益和社会效益的基础类型。 2．4 动态设计原则 动态设计原则就是在房屋基础设计时不但要使基础在结构和功能上能够满足当前的需要，而且还要用发展的眼光看待基础设计工作，使设计方案也能够顺应时代的发展趋势，满足未来一段时间内房屋建筑可能出现的改造、扩建等的要求。 3 房屋建筑基础设计的方法 3．1 传统设计方法 在基础设计中，通过对过去一段时间国内外典型建筑基础设计方案进行系统分析，从其中总结出一定的约定俗成的规律，并作为新设计方案的立足点，同时考虑各类型基础各自的特点和适用范围，并与房屋建筑自身特点、勘查资料相结合，从而选出合适的基础类型，并经计算确定各项技术指标。 3．2 共同作用分析法 在高层建筑基础设计中，常常将上部结构与基础和地基看作一个统一的整体，使三者之间保持力的平衡和协调.与传统设计方法相比，由于其考虑了上部结构的刚度，因此更具科学性和合理性，但同时这种方法由于涉及到的方面较多，因此设计难度也较大，对于计算机软件和硬件的要求也更高，设计成本较传统方法高出不少，因此只有在结构复杂的大型建筑基础设计中才会采用。 4 基础选型和设计要点 4．1 独立基础及设计要点 独立基础的造价较低，且对地基土具有较好的适应性，且抗震性能较好，因此在框架结构的民用建筑中普遍采用。对独立基础来说，