工程结构概念、体系与选型

高层建筑结构选型的影响因素和选取方法高层建筑结构选型的影响因素和选取方法在高层建筑设计中,结构设计赋予建筑物一个支撑骨架.该骨架型式及其空间关系的合理性不仅直接关系到建筑物的安全,而且关系到建筑物能否实现其预定的功能和能否达到预期的经济效益.依据工程实践经验,若高层建筑结构体系选型不当,同样难以做出安全可靠、经济合理的高层建筑结构设计.正确处理高层建筑结构体系的选型问题,对于高层建筑的设计、施工乃至使用、维护而言,都具有至关重要的意义.1 高层建筑结构选型的问题当前我国高层建筑结构选型普遍不重视结构选型决策工作,而且缺乏一套完整系统、可行的方法来操作,仅以上部结构土建造价单一指标或几个易于转换成计量单位评估的定量指标来进行决策.因此高层建筑结构选型存在如下问题: 第一是影响因素的不确定性.结构选型决策工作具有很强的综合性,包含大量确定与不确定的因素,多因素共同作用的结果决定结构的型式,需要对诸多因素做大量细致分析.对一栋高层建筑来说,按当前常规做法是不太可能得到完善合理的结构型式的.选错结构型式,不仅会使高层建筑综合经济效益低下,而且使该建筑物给社会经济环境带来不良影响[1].第二是影响因素的多样性.结构体系的选择受到诸多条件和因素影响,除了要考虑工程造价和投资能力,还要考虑所选结构型式对建筑功能的适应性、施工条件、技术能力、施工工期、建筑材料和能源供应、建筑美学要求,包括建筑群及其环境的配合,建设场地的地形、地貌、自然灾害等等.一个合理的结构型式是通过进行多目标决策,将诸多因素统一协调而产生.而设计人员正是缺乏这种从整体( 或全局) 的综合经济效益出发来处理结构选型问题的观念,并由于缺乏处理模糊概念的方法和手段,不自觉地把不少本来为模糊的量忽略或当成确定性的,这使得设计变量和目标函数不能达到应有的取值范围,从而导致决策结果不是真正的最满意的.2 高层建筑结构选型的影响因素分析2. 1 高层建筑结构选型不合理的情况及原因分析2. 1. 1 超出建筑结构设计规范中规定的适用范围高层建筑的各种结构体系有各自的适用范围,我国《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》( 以下简称为《高规》) 给出了各类钢筋混凝土结构房屋适用的最大高度.首先房高超规.如高规规定对位于 IV 类场地的建筑或不规则建筑高度应适当降低.抗震规范条文说明指出: "不规则或在 IV 类场地上的结构,适用高度一般降低 20 % 左右.有框支剪力墙的结构,抗震的不利因素是明显的,适用高度一般降低 20 % ~30 %".有的不规则高层建筑高度未按要求降低.其次是剪力墙间距超规主要体现为框剪结构中超过高规中关于剪力墙间距的规定和在有框支墙的现浇剪力墙结构中,落地剪力墙间距超过《高规》规定.超过的原因主要是为满足建设方对大空间的要求.2. 1. 2 选用建筑设计规范中没有的结构体系近年来,由于建筑功能、建筑艺术以及城市规划的需要,高层建筑不仅在层数、高度上迅速增长,而且结构体系日益复杂多变,很多高层建筑的高度已处于《高规》适用范围之外.这些非常规结构往往没有先例可依循,理论和实验依据不够,设计人员在没有充分计算、试验、论证的情况下自行"创新"出一些结构; 这些结构型式本身就很可能受力不合理,更谈不上综合经济效益好[2].2. 1. 3 选用不合理的结构型式首先有的地方新建高层住宅采用重量大、刚度过大、地震反应力大、基础大、造价高、工期长、不利抗震、不便使用的小开间剪力墙结构.如新建 4 栋 23 层~25 层高层住宅采用小开间剪力墙结构,两层箱形基础,结构方案不合理,造成很大浪费.其次高层建筑与裙房用后浇缝连成整体( 包括基础与上部结构) ,一般裙房用框架结构,主楼用框剪结构或框筒结构或剪力墙结构.在用后浇缝连成整体前,高层建筑与裙房选用的结构型式均无问题,用后浇缝连成整体后则明显有剪力墙布置不均匀、不符合《高规》关于框剪结构中剪力墙最大间距的要求和剪力墙数量过少,其承担的.底部弯矩小于总地震弯矩的 50 %等问题.2. 2 影响高层建筑结构选型的因素2. 2. 1 结构受力合理性结构受力合理性包括结构能有效抗风、可靠抗震、传力途径明确、应力分布合理、破坏机制合理等等.结构选型必须保证结构体系的受力合理,要根据力学要求比较各种结构体系优缺点,选择出合适的几个结构体系,结合影响因素做分析、筛选.水平荷载在高层建筑结构设计中起控制作用,具体到非地震区,起控制作用的水平荷载就是风荷载.在风荷载作用下,高层建筑可能出现层间位移过大,导致结构体系中的承重构件如梁、柱、墙等出现不同程度损坏; 或者整个结构摆动过大.因此,在非地震区,特别是风荷载较大的地区,高层建筑结构选型应对风荷载作用引起足够重视,选择时要考虑结构体系在强度、变形方面满足要求,还要使结构在风荷载作用下产生的振动控制在人对不适感的容许限度范围之内.现有地震灾害资料及工程经验表明,在满足建筑物使用功能要求前提下,地震区高层建筑的抗震安全性与经济合理性,很大程度上取决于抗震结构体系的选型是否恰当合理.而选型是根据抗震设防标准,抗震设防标准又得依据设防烈度,设防烈度又受建筑物所在场地的地质条件影响.因地震运动的随机性及复杂性,既不可能准确地划定高烈度地震可能发生的地区和范围,又不能在全国范围内普遍按照高烈度标准设防,给结构选型工作带来困难.实验表明,要合理选择抗震结构体系,使设计的结构总体方案更加创新和完美,精确的数值计算分析固然重要,但更有赖于正确运用概念设计的思想及工程经验的定性判断[3].所以,结构设计理论及计算手段改进也是影响结构选型的一大因素.2. 2. 2 经济因素对高层建筑结构选型的制约我国的"适用、经济、安全、美观"建设方针把经济放在重要地位,在结构选型决策时对不同结构体系进行经济比较具有重要性.从整体的和长远的角度利用综合经济分析方法系统地考虑结构方案的经济性.首先是不但要考虑某个结构方案付诸实施时的一次性投资费用,还应考虑其全寿命期费用; 其次是除了以货币指标核算结构的建造成本外,还应从节省材料消耗和节约劳动力等各项指标来衡量.此外,从可持续发展的角度来考虑,还要特别考虑资源的节约; 再次是某些生产性建筑若能早日投产交付使用,可以较快地回收投资资金,更能得到较好的经济效益.从能耗面分析,我国建筑能耗约占全国总能耗的 25 %~ 30 % ,随着人民生活水平提高,建筑能耗在我国总能耗中所占比例还将增加.依据国内外统计,日常使用能耗占建筑总能耗的 90 %以上,因此建筑节能的重点为日常使用能耗,其中尤以采暖及空调耗能为主.从结构施工周期的缩短考虑,可以使整个建筑更早地投入使用,取得经营收入,同时还可以缩短贷款的还贷时间,减少还贷利息.因此,即使结构方案的一次投资费用较高,也可能是经济的方案.从结构全寿命周期费用角度考虑,在进行结构方案的经济分析时,考虑一次性投资费用不够全面.一幢建筑物在其整个使用寿命期内( 一般为 50 a) 会发生其它费用,如结构的一般维护、维修费用,灾后的重建费用等等,这些费用的数额较大,进行结构选型决策时也应予以考虑.2. 2. 3 施工水平对高层建筑结构选型的影响建筑施工的生产技术水平及生产手段对建筑结构型式有很大影响,主要表现在先进施工技术、建筑结构方案密切与施工条件相结合以及施工使用阶段阶结构受力状况三个方面.施工技术条件不具备或选用的结构方案不适应现有施工技术能力,将给工程建设带来困难.在结构选型时,有关设计人员应与施工单位人员沟通,共同磋商解决选型中出现的矛盾.另外选择结构型式时应结合施工工艺因素考虑工程的具体施工条件.同一种结构型式可以对应不同的施工工艺,而不同的施工工艺会影响材料消耗、劳动力、工期及造价等技术经济指标和结构受力状态、抗震性能、计算分析及构造措施.因此高层建筑结构选型中应对施工工艺连同其它因素加以全面综合权衡考虑.3 高层结构选型的方法高层建筑结构选型决策受诸多确定性因素和不确定性因素的影响.这些因素中有的能量化为定量指标,而有一部分要凭经验做出主观判断,因此比较分析备选方案应从定量分析和定性分析两方面进行.通常,先对备选结构方案进行定量分析,然后进行定性分析,最后两者综合起来进行整体成本分析,选出最佳方案.整体成本分析方法受到结构占用面积和结构施工工期两方面的影响.高层建筑采用钢结构或钢-混凝土混合结构的结构占用面积比采用混凝土结构的结构占用面积小,建筑的有效使用面积相对增加,在销售上就能体现出其经济效益,可以抵消一部分因采用钢结构而增加的费用.施工工期对整体成本的影响主要体现在"时间即是成本"的关系上[4].施工工期的缩短,可使建筑物提早投入使用,缩短贷款建设的还贷时间,并且能提早出租增加租金收入,对整体成本的影响体现在利息和租金的收益上.高层建筑采用钢结构或钢混结构与采用混凝土结构相比,在建筑有效使用面积与施工工期方面具有一定的优势,能取得较可观的经济收益,从而可抵消一部分因采用钢结构而增加的费用,进而使得工程的整体成本明显降低.通过整体成本分析高层建筑钢结构或钢混结构的经济效益主要来自结构施工工期的缩短带来的贷款利息节约、租金收入增多.从分析中还可知,高层建筑的层数越高,这方面的优势越明显.而钢筋混凝土结构的造价低但工期长,时间成本相对要高,在超高层建筑中的综合经济效益就显得相对较低.因此,当业主对高层建筑的结构材料方案进行评估时,应该对钢结构的施工工期优势加以充分考虑以争取节约成本的机会.从结构方案的整体成本出发以定量方法对影响整体造价的主要因素进行量化和计算,根据得出的整体成本指标直接进行结构方案的比较、选择.这种定量方法把大量的不确定性因素的影响排除在外,其决策目标函数为只追求造价( 成本) 最低的单目标.造成由于目标函数达不到应有的数量( 这里目标函数的数量是指综合目标函数中包含的子目标函数的个数) 从而降低决策结果的可信度的后果.4 小结结构选型所涉及的影响因素是比较多,它是一个多目标的综合决策问题.要求在确定决策的综合目标函数时,要尽可能多地考虑各种影响因素( 包括确定性和非确定性的影响因素) ,并反映到具体的子目标函数上来.一个综合目标函数只有充分地考虑了大多数的影响因素时,得出的综合目标函数值才有足够的根据,最终的决策才可能有足够的说服力和可信度.从而综合目标函数值最高的结构方案即为能使该高层建筑的综合经济效益达到"令人满意"的结构方案.在考虑子目标函数时由于在多个目标之间可能存在矛盾甚至可能是互斥,对一个目标来说是最优的,对另一些目标就不一定能满足的情况,就不存在对所有目标都是最优的方案.这就形成一个对目标函数数量选择的"度"的问题.参考文献[1] 叶浩波. 高层建筑结构选型影响因素分析[J]. 中国高新技术企业,2007,( 13)[2] 喻敏波,王全凤. 浅谈高层建筑结构选型[J]. 福建建筑,2010,( 5)[3] 冯望. 高层建筑结构选型的探讨[J]. 中华建设,2008,( 4)[4] 卢铭杰. 浅谈房屋建筑成本控制[J]. 技术与市场,2011,( 3)。

对“水立方”工程结构体系选型的分析一，工程概况：国家游泳中心又被称为“水立方”，2008年北京奥运会标志性建筑物之一，位于北京奥林匹克公园内。

“水立方”由中方建筑师提出的方型建筑造型体现了与国家体育场(“鸟巢”) 的和谐共生, 由ARUP 工程师创造的摹仿水泡组合形式的全新结构形式，具有高度重复性又呈现出一种随机无序的总体感觉，屋面和墙体内外统一采用ETFE 充气枕覆盖，整体建筑形态简洁纯朴而又富于变化。

“水立方”的平面尺寸为176.538m×176.538m，高度约31m，地下2层，地上主体单层、局部5层。

建筑外包钢结构屋盖和墙体采用新型多面体空间刚架结构,屋盖厚71211m，墙体厚31472m 和51876m。

墙体底部支承于11009m(外墙落地墙) 和61350m(内墙及门洞) 标高的钢板2混凝土组合梁平台上。

“水立方”的覆盖结构采用ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物) 充气枕结构，屋盖和墙体的内外表面均覆以ETFE 充气枕，最大的单个气枕面积约71㎡、跨度9m 左右,ETFE 膜材的用量约30万平方米。

水立方建筑造价约10.2亿，自101个国家和地区的35万多港澳台同胞及海外侨胞共捐献了9.4亿人民币。

其中郑裕彤、郑家纯父子及属下企业曾捐赠五千万元人民币。

奥林匹克比赛大厅平面图多功能厅平面图二，建筑特色及材料应用：1)建筑风格：这个看似简单的“方盒子”是中国传统文化和现代科技共同“搭建”而成的。

中国人认为，没有规矩不成方圆。

在中国传统文化中，“天圆地方”的设计思想催生了“水立方”，它与圆形的“鸟巢”——国家体育场相互呼应。

在中国文化里，水是一种重要的自然元素，设计者将水的概念深化，还利用其独特的微观结构。

基于“泡沫”理论的设计灵感，他们为“方盒子”包裹上了一层建筑外皮，上面布满了酷似水分子结构的几何形状，表面覆盖的ETFE膜又赋予了建筑冰晶状的外貌，使其具有独特的视觉效果和感受，轮廓和外观变得柔和，水的神韵在建筑中得到了完美的体现。

2024年注册建筑师建筑结构考点总结建筑结构是注册建筑师考试中的重要内容，对于考生能否顺利通过考试起着关键作用。

以下是对2024 年注册建筑师建筑结构考点的总结。

一、结构力学基础1、静力学考生需要掌握力的基本概念，如力的大小、方向和作用点，以及力的合成与分解。

能够熟练分析物体在各种力系作用下的平衡条件，包括平面力系和空间力系。

2、内力分析要理解梁、柱等结构构件在荷载作用下的内力（如弯矩、剪力和轴力）计算方法。

会绘制内力图，通过内力图判断结构构件的危险截面和受力状态。

3、结构的稳定性了解失稳的概念和类型，掌握常见结构（如压杆）的稳定性计算和判断方法。

二、混凝土结构1、材料性能熟悉混凝土和钢筋的力学性能，包括强度指标、变形特性等。

掌握混凝土的抗压强度、抗拉强度，以及钢筋的屈服强度、抗拉强度等参数的意义和取值。

2、设计原则明白混凝土结构的设计原则，如承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计要求。

掌握结构的安全性、适用性和耐久性的设计方法。

3、构件设计重点掌握梁、板、柱等混凝土构件的设计计算方法，包括截面尺寸的确定、配筋计算等。

了解预应力混凝土构件的设计原理和方法。

三、钢结构1、钢材性能熟悉钢材的各种性能指标，如强度、塑性、韧性等。

掌握钢材的选用原则和质量控制要求。

2、连接方式熟练掌握钢结构的连接方法，包括焊接、螺栓连接等。

能够计算连接节点的承载力和强度。

3、构件设计会进行钢梁、钢柱等钢结构构件的设计计算，考虑稳定性和强度等因素。

四、砌体结构1、材料特性了解砌体材料（如砖、砌块、砂浆）的性能和特点。

掌握砌体的抗压强度、抗拉强度和抗剪强度等参数。

2、设计要点掌握砌体结构房屋的静力计算方案，以及墙、柱等构件的承载力计算方法。

3、构造要求熟悉砌体结构的构造措施，如圈梁、构造柱的设置要求，以提高结构的整体性和抗震性能。

五、木结构1、木材性能了解木材的物理力学性能，包括强度、弹性模量、含水率等对木材性能的影响。

2、连接方式掌握木结构的连接方法，如榫接、钉接等的特点和适用范围。

结构专业设计任务书1.结构设计的一般要求1.1施工图设计阶段的结构设计必须进行结构设计优化工作。

结构体系选型、结构布置、内力分析、结构措施、基础及地下室结构方案等都要进行多方案比较、进行设计优化，以达到适用、安全、经济的设计目标。

并体现以下原则：1.1.1为降低工程造价，节约能源和有利环保，提倡积极采用成熟的新技术、新结构、新材料；1.1.2重视结构的选型，经过方案优化选用抗地震作用及抗风力性能好的结构体系和结构布置方案，应使选用的结构体系受力明确、传力简捷；1.1.3必须选择合适的计算假定、计算简图、计算方法及计算程序，对于重要的高层结构、复杂的高层建筑结构，应至少用两个不同的力学模型的结构分析程序进行计算，分析比较，并对计算结果的合理性进行判断，确认其可靠性，保证结构的安全；1.1.4结构构造设计必须从概念设计入手，加强连接，保证结构有良好的整体性、足够的强度和适当的刚度。

1.2对施工图设计文件的要求：1.2.1结构施工图设计说明完整清楚，基础平面图、基础详图、结构平面布置图、结构构件详图、节点构造详图、楼梯结构图、预埋件详图等表达清晰，内容齐全，方便施工；1.2.2结构计算除进行强度计算外，应进行挠度及裂缝宽度的验算。

1.3高层住宅建筑应采用框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构，当住宅建筑平面较为规整时，可采用异形柱结构；7层及以下的住宅建筑根据我方要求可采用砌体结构（含底层框架-抗震墙多层砌体结构），当进深、开间大小变化较大时，应采用框架结构。

1.4结构方案、构件布置在满足建筑要求的同时尽量使室内空间“无梁无柱”，提高空间利用率；在平面较规则的情况下，优先采用混凝土异形柱结构，否则应视不规则的具体实际选用框架、短肢剪力墙、框架-剪力墙和剪力墙结构，以获取对工程成本的最大控制。

1.5卫生间楼板结构降低时，梁面也需相应降低处理，避免梁面突出楼板面；卫生间四周结构处理应采取梁板翻边以杜绝渗漏水的质量缺陷。

一、前言为了提高自己的专业技能和综合素质，我参加了学校组织的建筑结构实训课程。

通过这段时间的实训，我对建筑结构有了更加深入的了解，现将实训过程中的收获和体会总结如下。

二、实训内容1. 建筑结构基本概念在实训初期，我们学习了建筑结构的基本概念，包括建筑结构、结构体系、结构构件、荷载等。

通过学习，我了解到建筑结构是建筑物中承受各种荷载的体系，它包括结构体系、结构构件和连接部分。

结构体系是指建筑物中各个构件之间相互连接的方式，结构构件是指组成结构体系的各个构件，如梁、板、柱等。

荷载是指作用在结构上的各种力，包括恒载、活载等。

2. 建筑结构设计方法实训过程中，我们学习了建筑结构设计的基本方法，包括结构选型、结构布置、构件设计等。

通过学习，我了解到建筑结构设计应遵循安全性、适用性、经济性和美观性等原则。

在结构选型方面，要根据建筑物的功能、用途和地质条件等因素进行选择；在结构布置方面，要合理分配荷载，确保结构受力均匀；在构件设计方面，要满足承载力和刚度要求，并考虑施工和维修的便利性。

3. 建筑结构计算与分析实训过程中，我们学习了建筑结构计算与分析的基本方法，包括结构受力分析、内力计算、位移计算等。

通过学习，我了解到建筑结构计算与分析是建筑结构设计的重要环节，它可以帮助我们了解结构的受力情况，为结构设计提供依据。

在结构受力分析中，我们要分析结构在荷载作用下的内力和变形；在内力计算中，我们要根据结构受力情况计算各个构件的内力；在位移计算中，我们要计算结构在荷载作用下的变形情况。

4. 建筑结构施工与验收实训过程中，我们学习了建筑结构施工与验收的基本知识，包括施工工艺、施工组织、质量控制等。

通过学习，我了解到建筑结构施工与验收是保证建筑物质量的关键环节。

在施工工艺方面，我们要了解各种施工方法，如土方工程、基础工程、主体结构工程等；在施工组织方面，我们要了解施工进度、施工安全和施工质量等；在质量控制方面，我们要了解质量检验、质量评定和质量保证等。

东莞水乡地区学校建筑结构体系与基础的选型——以东莞市万江中学设计工程为例【摘要】本文通过对东莞市万江中学工程的设计经验分析，总结了在最新抗震设防要求下，教学楼、图书馆、体育馆等主要单体的结构类型以及结构布置方案，得出了在东莞水乡地区特有的淤泥加细砂地质条件下学校建筑的基础选型。

为相关地区同类型的学校建筑提供了设计参考。

【关键词】水乡；学校建筑；结构体系；基础1．工程概况本工程位于广东省东莞市万江街道，总建筑面积约为63000㎡，包括教学办公区、生活区、运动区和中心景观区等四个分区。

项目于2011年开始施工，为当年的东莞市市属重点建设项目。

2012年竣工验收合格后被获得“2012年度东莞市优秀建筑工程设计项目”二等奖。

整个校区单体建筑结构类型为钢筋混凝土框架结构，基础形式为预应力管桩基础。

校区由包括教学楼、实验楼、图书馆、食堂、体育馆、宿舍等多个单体组成。

2．抗震设计背景该项目于2010年设计。

在08年汶川地震后，国家对学校、医院等薄弱场所的抗震设防要求进行了大幅度提高。

东莞市建设局、东莞市地震局于2009年6月18日下发《关于我市学校、医院等人员密集场所建设工程抗震设防要求有关问题的通知（东震【2009】11号）》规定：新建学校的“抗震措施”按抗震设防烈度Ⅷ度确定；“地震作用”按地震动峰值加速度（设计基本地震加速度值）0.15 确定。

即抗震措施由原来设计抗震7度时，应提高为8度，而地震加速度由0.1g提高为0.15g。

另外，根据2008年11月发布的《工程结构可靠性统一标准》规定：（从2009年7月1日实施）学校建筑由标准设防类建筑提高为重点设防类建筑，其结构重要性系数由1.0提高为1.1。

在上述设计标准下，整个结构体系的抗震性能大为提高。

与之同时，工程造价也为之上涨。

在本项目最终工程预算的结果显示：在原建设规模不变的条件下，土建造价增加了20-25%，占总造价约4-6%。

在1.51亿总工程投资的基础上增加约900万元。

浅议建筑结构设计三个重要环节摘要：本文结合多年建筑结构设计工作经验与教训，对建筑结构设计的三个重要环节中应注意的事项提出一定见解，供同行参考。

关键词：结构设计；问题；建筑结构前言结构选型、结构计算和结构构造是结构设计中的三个环节，结构选型是结构设计的首要环节，结构计算是结构设计的基础，结构构造是结构设计的保证，三者之间相互联系、相互独立、缺一不可。

现结合多年建筑结构设计工作经验与教训，对建筑结构设计的三个重要环节中应注意的事项提出一定见解，供同行参考。

1 在结构概念设计中必须把握总体布置一项建筑结构设计，首先应从概念出发，运用整体结构概念，进行结构选型和结构布置，结构设计是一种生产实际工作，设计前，设计人必须对建筑物使用要求、工程特点、材料供应、施工技术条件及地质地形等情况进行充分调查和研究分析，做到心中有数，力求使设计符合实际，结构设计要保证建筑物有足够的强度、刚度和稳定性；在抗震设计中，整体性好是建筑物抗震能力高低的关键，必须要使节点的承载能力大于构件的承载能力，要从构件上采取措施防止反复荷载作用下承载力和刚度过早退化，节点的设计应遵循“强节点、强锚固”的原则。

2 结构选型与结构布置是首要环节为了达到安全与坚固的目的，各种结构体系都是由构件按一定的规律组成的，结构型式是不能简单地计算出来的，而必须是设计出来的，合理的结构型式是塑造空间体形、构件形象、减少浪费的重要前提，因此建筑结构选型是结构设计中确定方案的重要内容，结构型式的选择是建筑结构设计的重大课题，所以必须要根据不同的地区、不同的施工条件、不同的建筑要求，在可能的条件下综合考虑、合理选用，设计建造出坚固、安全、适用、美观的工程。

结构设计，首先应对各类结构中的各种构件的受力性能、计算原理有较为清晰的概念，明确如何遵循规范进行构件设计，将各构件进行有机地组合，形成结构体系结构的选型工作，是结构设计的第一步，同时也是结构设计中最为关键的一步。

1.梁的分类及受力特征：按材料：石梁、木梁、钢梁、钢筋混凝土梁、组合梁等。

按断面形状：矩形梁、工字梁、T形梁、工字薄腹梁等。

按受力分：简支梁、连续梁、悬臂梁等。

当跨度太大时，在两端支座之间再增中间支座，称连续梁。

2.桁架的组成和特点：桁架是由若干杆件在每杆两端用铰联结而成的结构。

平面桁架：当各杆的轴线都在同一平面内，且外力也在这个平面内时，称为平面桁架。

在平面桁架的计算简图中，通常引用如下假定：a各结点都是无摩擦的理想铰。

b各杆轴线绝对平直，并通过铰的中心。

c荷载和支座反力作用在结点上。

经抽象简化后，杆轴交于一点，且“只受结点荷载作用的直杆、铰结体系”的工程结构。

特性：只有轴力，而没有弯矩和剪力。

轴力又称主内力（primary internal forces）。

3.桁架结构的分类：一、根据维数分类：1. 平面（二维）桁架（plane truss）:所有组成桁架的杆件以及荷载的作用线都在同一平面内。

2. 空间（三维）桁架（space truss）:组成桁架的杆件不都在同一平面内。

二、按外型分类：1. 平行弦桁架2. 三角形桁架3. 抛物线桁架4. 梯形桁架三、按几何组成分类：简单桁架（simple truss）联合桁架（combined truss）复杂桁架（complicated truss）。

四、按受力特点分类：1. 梁式桁架2. 拱式桁架。

五、计算方法：结点法、截面法、联合法结点法：以只有一个结点的隔离体为研究对象，用汇交力系的平衡方程求解各杆的内力的方法。

结构计算简化的技巧应用需注意：a相似三角形的应用：在计算中，经常需要把斜杆的内力S分解为水平分力X和竖向分力Y。

设斜杆的长度为L,其水平和竖向投影的长度分别为Lx和Ly,则由比例关系可知：b结点单杆：以结点为平衡对象能仅用一个方程求出内力的杆件，称结点单杆（nodal single bar）。

利用这个概念，根据荷载状况可判断此杆内力是否为零。

工程结构分析课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习，使学生掌握工程结构分析的基本概念、原理和方法，培养学生运用工程结构分析解决实际问题的能力。

具体目标如下：1.知识目标：•了解工程结构的基本类型和特点；•掌握工程结构分析的基本原理和方法；•熟悉工程结构分析的相关法律法规和标准。

2.技能目标：•能够运用工程结构分析方法，对实际工程结构进行分析和评价；•能够运用计算机软件进行工程结构分析计算；•具备工程结构设计的基本能力。

3.情感态度价值观目标：•培养学生的工程意识，提高学生对工程结构分析重要性的认识；•培养学生团队合作精神，提高学生解决实际问题的能力；•培养学生对工程安全、环保和可持续发展的关注。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.工程结构的基本概念和分类；2.工程结构分析的基本原理和方法；3.工程结构分析的相关法律法规和标准；4.工程结构设计的原理和方法；5.工程结构分析的计算机应用。

具体安排如下：第一章：工程结构的基本概念和分类•工程结构的概念和特点；•工程结构的分类及其应用。

第二章：工程结构分析的基本原理和方法•工程结构分析的基本原理；•工程结构分析的方法及其应用。

第三章：工程结构分析的相关法律法规和标准•相关法律法规和标准的基本内容；•工程结构分析在法律法规和标准下的要求。

第四章：工程结构设计的原理和方法•工程结构设计的基本原理；•工程结构设计的方法及其应用。

第五章：工程结构分析的计算机应用•计算机在工程结构分析中的应用；•常用工程结构分析计算机软件介绍。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学，包括：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握工程结构分析的基本概念、原理和方法；2.案例分析法：通过分析实际工程案例，使学生了解工程结构分析在实际工程中的应用；3.实验法：通过实验操作，使学生掌握工程结构分析的实验方法和技能；4.讨论法：通过小组讨论，培养学生的团队合作精神和解决实际问题的能力。

高层结构设计体系选型与优化研究【摘要】对于同一个设计，不同的结构工程师可能采用不同的结构体系，选用不同的结构材料来实现同一设计目标，使得最终的经济性能不同，甚至相差很大。

因此就非常有必要对结构材料、结构体系以及基础形式等进行比选和优化。

【关键词】高层；优化；设计结构体系是指结构在抵抗竖向荷载和水平荷载时的传力途径及构件的组成方式。

竖向荷载由水平构件和竖向构件传递到基础，而水平荷载则由抗侧力体系传到基础。

在高层建筑中，抗侧力体系的选择与组成是高层建筑结构设计的首要考虑及决策重点。

1. 高层建筑按结构材料划分1.1 钢筋混凝土结构体系。

钢筋混凝土结构合理利用了钢筋和混凝土两种材料的协同受力性能特点，广泛应用于各种工程结构中。

它具有取材丰富，造价较低，耐久性和耐火性较好，维护费用低，结构造型灵活，整体性能好等优点。

由于这些优点使得钢筋混凝土结构成为我国传统的结构形式，在我国的高层建筑中占主导地位。

1.2 钢结构体系。

钢结构具有强度高，抗震性能好，构件截面小，工厂化生产程度高，施工方便，建设周期短，大跨度、大空间、多用途等特点。

同时它也具有结构材料较昂贵，造价较高，钢材易于锈蚀，日后维护费用高，防火性能较差，设计施工技术较复杂等缺点。

1.3 钢一混凝土混合结构体系。

钢一混凝土混合结构将钢构件和钢筋混凝土构件两者并用，互相取长补短，既充分利用了钢构件具有的材料强度高，截面尺寸小，能提供较大跨度空间的优点，也利用了钢筋混凝土墙体或筒体具有的较大的抗侧刚度和较高的抗震承载力等优点。

1.4 钢一混凝土组合结构体系。

钢一混凝土组合结构主要包括型钢混凝土结构和钢管混凝土结构，型钢混凝土结构是指混凝土内含型钢的劲性配筋混凝土结构，钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件。

2. 高层建筑按结构形式划分多层及高层建筑中传统的、广为应用的是框架、剪力墙、框架一剪力墙结构体系。

在高度较大的高层建筑中，应用较多的是框架一筒体结构、框架结构、筒中筒结构及多筒结构等结构体系。

土木工程专业本科毕业设计（论文）基本要求（试行）（2023年年1月）根据土木工程学院《土木工程学院本科毕业设计（论文）要求与考核细则》，土木工程专业毕业设计（论文）采取交错答辩和二次答辩制度。

为进一步明确土木工程专业毕业设计（论文）的基本内容，结合土木工程本科毕业设计（论文）的要求，制定土木工程专业本科毕业设计（论文）的基本要求。

一、毕业设计（论文）的选题1、结合土木工程专业的教学要求和学生就业方向，毕业设计（论文）的类型包括综合型毕业设计（含建造、结构和施工组织设计）、方向型毕业设计（分为结构设计类和施工类两种类型）和应用研究型毕业论文等三种基本类型。

2、每位指导教师指导的毕业设计题目类型不能超过两类，指导的各类型毕业设计（论文）题目总数不能超过10个，其中，来源于同一研究项目的应用研究型毕业论文题目不能超过5个。

3、毕业设计（论文）的学生分组采取学生报名与学院筛选相结合的方式，分组应按照学生的学习成绩举行合理划分。

二、毕业设计（论文）指导教师的基本条件1、毕业设计（论文）指导教师，原则上须由具有副教授（或相当于副教授）以上职称的教师、科研人员或工程技术人员担任。

具有中级职称且具有三年以上指导专科毕业设计经验的人员经审定可承担本科毕业设计（论文）的指导工作。

指导教师可由教师个人申报，院长审定。

2、指导教师应具有实际设计和研究工作的经验，具有与题目有关范围内较全面的知识，教风严谨，业务水平高，责任心强，能够做到为人师表，教书育人，郑重要求学生。

指导方向型毕业设计（分为结构设计类和施工类）的指导教师应具有实际工程的设计或施工经验。

指导应用研究型毕业论文的指导教师应具有在研的纵向或横向科研课题。

3、若招聘外单位人员担任指导教师，外聘人员必须是理论水平高，实际经验丰盛的生产科研部门的专家或高级职称工程技术人员。

其中，指导结构设计类第1 页/共13 页毕业设计的校外指导教师应具有高级工程师职称或一级注册结构工程师资历；指导施工类毕业设计的校外指导教师应具有高级工程师职称或一级注册建造师、注册监理工程师资历；指导研究型毕业论文的校外指导教师应具有高级工程师或副研究员以上职称。

结构设计注意问题近来校审大家做的一些工程的图纸发现了一些问题，为了避免以后同类问题的出现，根据我自己的一些工作心得、体会，参考一些设计规范资料、图纸，总结出工程结构人员在设计中的注意事项，现在说出来供大家参考！也欢迎大家批评、指教。

结构设计人员在设计中应注重概念设计，重视结构的选型，平、立面布置的规则性，择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系,加强构造措施。

在抗震设计中，应保证结构的整体抗震性能，使整个结构具有必要的承载力、刚度和延性。

应该讲概念设计在初步设计阶段特别重要，设计中不能陷入只凭计算机软件计算的误区，不要盲目的依赖结构软件计算结果。

结构抗震概念设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震能量的作用，避免结构出现敏感的薄弱部位，地震能量的耗散仅集中在极少数薄弱部位，导致结构过早破坏。

现有抗震设计方法的前提之一是假定整个结构能发挥耗散地震能量的作用，在此前题下，才能以多遇地震作用进行结构计算、构件设计并加以构造措施，或采用动力时程分析进行验算，试图达到罕遇地震作用下结构不倒塌的目标。

对一个结构并非设计得越刚强越好，一个好的设计应该是“结构刚度、承载力、延性、经济性完美的综合”。

要做好结构设计，我们的设计人员应掌握以下基本要求：1、配合建筑专业拟定结构布置方案2、估计各结构构件的截面尺寸3、对建筑设计方案及时指出其中结构受力不利的薄弱环节，以便修改4、熟悉结构主要构件的构造措施5、掌握机算也要能手算6、熟记不同类型建筑不同部位的设计荷载7、熟记常用强度等级的砼及钢筋的设计强度值8、熟记各种规格钢筋截面积根据建设部要求，2003年1月1日起全面执行新规范，相应的89系列规范废止。

为正确理解、有效执行各有关2000系列规范，提出以下要点，请结构设计人员予以注意：一、一般规定;1、结构设计总说明应注明工程结构型式，设计使用年限，安全等级，抗震设防分类，抗震设防烈度及抗震等级，场地土类别，地基基础设计等级，选用的建筑构件材料，应注明规格、型号、性能等技术指标，其质量必须符合国家标准的要求。

建筑结构选型的重要性摘要；随着生活水平的提高，对建筑结构设计也提出了更高的要求。

计算机结构分析软件得到广泛的应用，从而加强了设计师对建筑结构计算软件的依赖，本文探讨了重视概念设计对建筑结构设计的重要性，充分发挥结构工程师的综合设计能力的体现能力。

使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济。

关键词；；建筑结构设计；概念设计；0引言概念设计的内容十分丰富，应用面也非常广泛，几乎蕴含了所有的结构设计过程。

我们通常谈到的安全度的概念、力学的概念、材料的概念、荷载的概念、地震的概念、使用的概念等都属于结构的概念。

概念设计就是融合这些概念，贯穿到结构造型、方案设计、结构布置、计算简图抽象、计算结果处理、施工图绘制等设计的整个过程，对理论无法明确的部位，还要有定性的认识后才能反映到设计成果中。

当前科学技术迅速发展，计算机结构程序的全面应用给结构设计师带来极大方便，大大减轻了他们的劳动强度，提高了设计的效率和质量。

但同时也容易让人产生错误认识，认为结构设计很简单，只需遵循规范、手册、图集，等待建筑师给出一个空间形成的方案(非结构的)，然后就可使用汁算机完成结构设计了。

因此，一些结构设计师不重视结构的基本理论和基本概念的正确使用，不能有效地运用他们的知识、精力和时间去考虑结构的整体设计、协同工作等一系列概念设计问题而是一味地依赖汁算机，久而久之许多设计人员缺乏结构设计的概念，对软件技术条件认识不清、对计算机的计算结果无法判断，对规范与软件之间的差异不甚了解，对如何加强结构的整体性、合理性、经济性没有概念，甚至一些设计人员因为过多地相信计算机分析结果而导致结构计算模型与实际建筑物存在较大差别，引起结构施工图中出现了大量的概念性错误和计算错误，且有些错误可能会导致严重的后果。

为保证建筑结构的安全、适用、经济、可靠，对设计人员强调结构概念设计的重要性是非常必要的。

1关于概念没计所谓的概念设计就是运用清晰的结构概念，不经数值计算，依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、实验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，对结构及计算结果进行正确的分析，并考虑结构实际受力状况与计算假设间的差异，对结构和构造进行设计，使建筑物受力更合理、安全、协调。

一、结构设计答辩问题汇总Ⅰ基本问题一、了解自己学号所对应计算的基本数据：应能在图上指出，什么是柱距？什么是横向跨度？所算框架是哪一榀？更多内容请访问土木工程论文网二、按照计算书的目录，逐一理解以下几个概念性问题：计算简图如何选取（底层柱高的拟定）？计算单元如何选取？竖向的恒载、活载采用哪种方法计算？水平的风载采用哪种方法计算？基础设计中，应挑选柱底内力组合的哪三组值作为计算依据？基础顶面标高，基础埋深各是多少？三、熟悉三种荷载（恒、活、风）作用下，其内力图（弯矩图、剪力图和轴力图）的大致形状，要能在老师随意抽取一根梁（或柱）构件受荷作用下，照葫芦画瓢的将内力图的大致形状画出来。

Ⅱ典型问题一、在内力组合中，梁和柱的控制截面如何选取（一）框架梁框架梁的控制截面是支座截面和跨中截面。

在支座截面处，一般产生最大负弯矩和最大剪力（在水平荷载作用下还有正弯矩产生，故还要注意组合可能出现的正弯矩）；跨中截面则是最大正弯矩作用处（也要注意组合可能出现的负弯矩）。

由于内力分析的结果是轴线位置处的内力，而梁支座截面的最不利位置应是柱边缘处，因此在求该处的最不利内力时，应根据梁轴线处的弯矩和剪力算出柱边截面的弯矩和剪力。

（二）框架柱对于框架柱，弯矩最大值在柱的两端，剪力和轴力通常在一层内无变化或变化很小，因此柱的控制截面是柱的上下端。

更多内容请访问土木工程论文网二、风荷载如何计算风荷载采用D值法计算。

多层多跨框架受风荷载作用时，可简化为框架受节点水平力的作用。

因此，各杆的弯矩都是直线型，每杆都有一格零弯矩点即反弯点。

如求出各柱反弯点处的剪力及反弯点位置，即可得到框架柱端内力。

三、结构体系如何选型常用的结构体系有：砖混结构、框架结构、框架-剪力墙结构、框架-筒体结构、纯剪力墙结构、筒体结构。

结构体系的选型的原则：一般应根据建筑物的高度、层数、布局、功能要求抗震类型、抗震设防烈度、场地、结构材料、施工条件及其它条件综合确定。

试点论坛shi dian lun tan286浅述木结构古建筑结构选型◎王岱龙 孙胜杰摘要：木结构古建筑遭受数年地震等作用依然正常使用，说明其有良好的抗震能力。

本文从古建筑木结构平面体型及竖向体型的角度进行阐述，分析古人在结构设计上的智慧，为新建木结构建筑提供参考。

关键词：古建筑；木结构；平面体型；竖向体型；构造从远古时代到现在，建筑经历了不同朝代的成长和发展，其材料、空间布局和结构形式也发生了变化。

但实际上建筑物的功能，人们居住和交流的地方并没有改变。

建筑结构中的“概念设计”是指在没有数值计算的情况下，还应考虑结构的总体布局和细部构造、结构系统的选择、合理布置、选取构造措施、设置多道抗震防线和处理非结构构件的等方面。

为了提高建筑物的抗震性，首先必须结构设计，选择结构体系，再进行地震结构检测，最后对结构的承载力、刚度和强度进行具体的计算和设计。

因此，当面对现代结构工程中的地震问题时，普遍接受的事实是“概念设计比计算设计更重要”。

本文从木结构古建筑的结构选型、结构体系、结构构造入手，利用现有的工程结构理论知识及力学原理探讨其内在的概念设计思想。

一、建筑平面体型（一）平面刚度均匀木结构古建筑物的平面形状主要是矩形，并且也有正方形、六边形、八边形和圆形，这符合我国现行规范中建筑物抗震设计的结构体选择原则。

这些形状是相当规则的，平面刚度均匀可以有效地防止质心的不正确布置和结构的刚度，从而减少了结构扭转。

在水平地震作用下，不良应力条件地出现在不同的体型中，规则和对称可以防止应力集中。

因此，无论从任何方向输入地震，在方向上都没有明显的区别。

（二）房屋的长宽比正多边形及圆形房屋在纵横两个方向的长宽比接近1，对于矩形房屋，其长宽比一般都小于2，最大也不超过4，有效避免了房屋过长(长宽比大于4)时水平地震动在房屋两端产生反相位震动而造成的扭转效应。

二、建筑竖向体型（一）房屋的高宽比在宋代的《营造法式》中，屋檐柱的高度与房间的宽度（跨度）之间的关系得到了确立：“柱高不越间之广”，即控制建筑物的层高和整体高度。