建筑結構設計論文范文第1篇
摘 要：對抗震分析與設計在高層建筑結構中的應用進行了介紹。主要分析了現行規范抗震分析與設計的內容、我國高層建筑抗震抗震分析與設計中常見問題以及抗震分析與設計的新趨勢。
關鍵詞：抗震分析；高層建筑；結構
1 現行規范抗震分析與設計的內容
我國現行抗震規范要求高層建筑的抗震計算主要是在多遇地震作用下，按反應譜理論計算地震作用，用彈性方法計算內力及位移，并用極限狀態方法設計構件。對于重要建筑或有特殊要求時，要用時程分析法補充計算，并進行罕遇地震作用下（大震）的變形驗算。這種先用多遇地震作用進行結構設計，再校核罕遇地震作用下結構彈塑性變形的方法，即二階段設計方法。同時規范還規定了結構在罕遇地震作用下的彈塑性變形的結構彈塑性分析方法。
結構彈塑性分析可分為彈塑性動力分析和彈塑性靜力分析兩大類。彈塑性動力分析，采用桿模型和層模型等簡化的結構計算模型。桿模型計算的優點是可以得到桿件狀態隨時間的變化過程，也可得到各樓層的反應。但耗時多、費用昂貴、結果數據量大且分析比較繁冗，在國外也極少采用。層模型計算能得到各樓層的反應，例如層剪力、樓層側移和層間轉角、層間位移延性比等，它主要是從宏觀上即層間變形檢驗結構在大震作用下的安全性。層模型計算的數據相對較少，適宜于進行宏觀檢驗，也便于計算多條地震波作用。但無論是采用桿模型還是層模型進行彈塑性時程分析，計算結果受地震波的影響較大且不存在唯一答案，有時難以判斷。
上世紀九十年代中期一些學者相繼提出彈塑性靜力分析方法用于結構抗震分析。這種方法并非創新，但有較多優點。由彈塑性靜力分析，可以了解結構中每個構件的內力和承載力的關系以及各桿件承載力間的相互關系；檢查是否符合強柱弱梁，并可發現設計的薄弱部位；還可得到不同受力階段的側移變形，給出“底部剪力一預點側移”關系曲線以及“層剪力一層間變形”關系曲線等等。后者即可作為各樓層的“層剪力一層間位移”骨架線，它是進行層模型彈性時程分析所必須的參數。只要結構一定，其結果不受地震波的影響，只與初始樓層水平荷載的分布有關。
2 我國高層建筑抗震抗震分析與設計中常見問題
2.1 高度問題
按我國現行《高層建筑混凝土結構技術規程》規定綜合考慮經濟與適用的原則，給出了各種常見結構體系的最大適用高度。
這個高度是在我國目前建筑科研水平、經濟發展水平和施工技術水平下，較為穩妥的，也是與目前整個土木工程規范體系相協調的。對于超高限建筑物，應當采取科學謹慎的態度。因為在地震力作用下，超高限建筑物的變形破壞性態會發生很大的變化，隨著建筑物高度的增加，許多影響因素將發生質變，即有些參數本身超出了現有規范的適宜范圍，如安全指標、延性要求、材料性能、荷載取值、力學模型選取等。
2.2 結構體系問題
在地震多發區，采用何種建筑材料或結構體系較為合理應該得到人們的重視。我國150m以上的建筑，采用的三種主要結構體系（框一筒、筒中筒和框架一支撐），這些也是其他國家高層建筑采用的主要體系。但國外特別在地震區，是以鋼結構為主，而在我國鋼筋混凝土結構及混合結構占了90%。如此高的鋼筋混凝土結構及混合結構，國內外都還沒有經受較大地震作用的考驗?；旌辖Y構的鋼筋混凝土內筒往往要承受80%以上的地震作用剪力，有的高達90%以上。由于結構以鋼筋混凝土核心筒為主，變形控制要以鋼筋混凝土結構的位移限值為基準。但因其彎曲變形的側移較大，靠剛度很小的鋼框架協同工作減小側移，不僅增大了鋼結構的負擔，而且效果不大，有時不得不加大混凝土筒的剛度或設置伸臂結構，形成加強層才能滿足規范側移限值。此外，在結構體系或柱距變化時，需要設置結構轉換層。加強層和轉換層都在本層形成大剛度而導致結構剛度突變，常常會使與加強層或轉換層相鄰的柱構件剪力突然加大，且加強層伸臂構件或轉換層構件與外框架柱連接處很難實現強柱弱梁。因此在需要設置加強層及轉換層時，要慎重選擇其結構模式，盡量減小其本身剛度，減小其不利影響。
2.3 在某些烈度區采用了較低的抗震措施與構造措施
現在許多專家學者提出，現行的建筑結構設計安全度己不能適應國情的需要，認為我國“取用了可能是世界上最低的結構設計安全度”并主張“建筑結構設計的安全度水平應該大幅度提高”。此外，對于“小震不壞，中震可修，大震不倒”這個抗震設計原則，在新形勢下也有重新審核的必要。
設防標準低的根本原因在于國家財力物力有限。我國建筑結構抗震設計除了設防烈度較低外，具體抗震計算方法和構造規定的安全度也不如國外，在配筋率、軸壓比、梁柱承載力匹配等一系列保證抗震延性的要求上，與外國相比，也有異同。隨著社會財富的增長，結構失效帶來的損失愈來愈大，加之結構造價在整個投資中的比例下降，因而有人主張結構在設防烈度下應該采用彈性設計，特別是高烈度區要有嚴格的抗震措施與抗震構造措施來保證結構的安全。
3 抗震分析與設計的新趨勢
（1）基于性能的結構抗震設計現場理論PBD （ Performance-based Design）方法。
上世紀90年代美國學者Bertero. R和Bertero. V. V等研究人員首先明確提出了基于性能的抗震設計概念，這種方法主要是將結構的性能目標轉化為破損指標和位移需求，并且對基于性能的抗震設計進行了持續的研究，并將其作為新一代的抗震設計方法。
（2）動力時程響應分析的狀態空間迭代法。
這種方法把現代控制理論中的狀態空間理論應用到高層建筑結構動力響應問題。根據結構動力方程，引入位移與速度為狀態變量，導出狀態方程，給出非齊次狀態方程的解，進而建立狀態空間迭代計算格式。經工程實例驗算，具有較高精度。特別對多自由度體系的多輸入、多輸出等問題的動力響應解法，效率較高。
（3）材料參數隨機性的抗震模糊可靠度分析。
該方法從結構整體性能出發，改變過去對結構抗震可靠度的研究只考慮荷載的不確定性而忽略了其他多種不確定因素，綜合考慮了材料參數的變異性，地震烈度的隨機性，烈度等級界限的隨機性與模糊性對結構抗震可靠度的影響。研究成果可用于對現有的結構進行抗震可靠度評估，并可用于指導基于可靠度理論的結構抗震設計。
參考文獻
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［2］王丹.淺析高層建筑結構抗震設計［J］.消費導刊，2008，（11）.
［3］李曉燕.高層建筑水平加強層對結構抗震性能的影響分析［J］.科技風，2008，（5）.
建筑結構設計論文范文第2篇
摘要：隨著我國社會經濟水平的飛速發展，人們的生活水平不斷提高，生活質量越來越好。在這樣的大環境下，我們對于建筑的要求也在隨之提升。因此，建筑結構設計的優化應運而生。為了能夠滿足人們的需求，施工單位需要對建筑建構設計進行合理的優化和完善，科學的分配資源，保證施工的質量和效率。在本文中，筆者將針對建筑結構優化設計在建筑結構設計中的應用進行簡單的探討。
關鍵詞：建筑結構設計;優化設計;應用
1、優化設計方法及作用
一般來說，建筑結構中的優化設計主要分為兩個方面，分別是結構總設計和局部結構設計?？傇O計的優化包括建筑基礎結構方案設計的優化、頂部系統方案設計的優化、外圍護欄結構方案的優化以及細部設計的優化。無論是哪個部分的優化，在進行設計的時候都需要充分的從整體考慮，選型、布置、受力、造價都是我們所需要著重考慮的因素，這些因素會直接關系整體建筑結構的優化效果。實際上，建筑結構優化設計并沒有固定的方法，在面對不同的優化對象時，施工單位應當結合實際情況，選擇與之相符的優化設計方法，讓優化設計的效果達到最佳。
對建筑結構進行優化設計，作用涉及到了多個層面。隨著人民生活水平的提高，大家對于生活環境以及工作環境的要求也越來越高，因此，建筑結構優化設計能夠為人們帶來更加舒適的生活和工作環境，這是其一。對建筑進行結構優化設計，能夠有效的提高建筑結構整體的穩定性和可靠性，這樣一來建筑結構的功能就能夠更加強大，使用壽命能夠更長，這是其二。與傳統的建筑結構相比，經過優化設計的建筑結構在建設過程當中會采用更新的技術，實現建筑材料利用率最大化，在增強其功能的同時，還能夠有效地節約成本，提高建筑企業的經濟效益，這是其三。
2、建筑結構設計優化的組成部分
（1）計算方案
在建筑結構的優化設計過程當中，存在許多復雜多樣的問題，比如說多變量、多約束的非線性優化問題等等。這些問題的存在都會影響建筑結構優化設計的效果。所以說，在施工過程當中，我們通常需要將有約束性的優化問題轉化成沒有約束性的問題來進行解決，盡可能的避免優化設計中存在的問題為我們帶來不利影響?？偟膩碚f，優化設計過程當中的計算方案必須要是最優秀的，要提前對各種問題進行計算解決，保證優化設計過程的流暢性。
（2）設計變量
簡單來說，設計變量是建筑結構優化模型中的一種組成部分，通常指的是對設計要求起主要影響作用的參數。一般而言，我們會將那些對于設計要求影響較小的，或者變化范圍不大的能夠滿足設計要求的參數作為預定參數。確定了預定參數之后，能夠有效地減少后續設計和計算的工作量，進而提高優化設計的工作效率。
（3）目標函數
為了能夠使優化設計的總費用降到最低，施工單位應注重確定恰當的目標函數。在確定目標函數時，需要選擇符合約定條件的一組截面幾何尺寸，還要確定建筑鋼筋截面幾何失效概率。將這些目標函數確定之后，就能夠有效地減少費用的使用，進而達到提高建筑企業經濟效益的目的。
（4）約束條件
約束條件可以分為兩種類型，分別是實際中的約束條件和目標約束條件。在對建筑結構進行優化設計的時候，為了能夠讓結構優化設計應用在實際的建筑工程當中，我們應當將實際約束條件和目標約束條件進行綜合的比較，保證這兩類約束條件都能夠符合行業規范的要求。在確定約束條件范圍的時候，要從正常使用狀態下的彈性約束力到最終狀態下的彈塑性約束力，或者從可靠指標約束里到確定性約束力等范圍來進行全面的考慮。
（5）結果分析
建筑設計所涉及到的投資方面比較復雜，為了能夠在保證建筑質量的同時將利益最大化，我們必須要從整體進行考慮，不能夠為了節約資金而忽略設計優化的作用。所以說，在設計優化的過程當中，應當對計算方案的結果進行全面系統的分析，然后以分析得來的數據為依據來確定最優設計結果?？偠灾?，設計的過程當中不能夠片面地強調節約，也不能過分的這樣資金投入到技術方面，要根據實際情況讓項目在達到功能傾向的同時，盡可能的降低費用，避免浪費。
3、建筑結構優化設計在建筑結構設計中的應用
（22ec20ebeec9caea79f8439ea530711a1）建筑結構工程師的積極參與
眾所周知，對一個實際的建筑結構施工進行優化設計，不僅能夠降低不必要的浪費，節約建筑成本，還能夠有效地提高建筑的適用性，加強建筑的功能性。所以，我們必須要按照結構設計優化的方法和模型結構優化設計去進行實踐，提前確定能夠影響建設總體的投資計劃。在實際的建筑過程當中，經常會出現這樣的一種漏洞，早期的程序設計者并沒有參與到建筑結構設計優化的過程之中。也就是說，當確定建筑方案以及各種計劃之后，程序設計者們才開始開展結構優化設計工作。這種漏洞會對建筑設計的結果有較大的影響。
（2）對實際建筑結構問題的處理
建筑結構設計優化設計是一個復雜的過程，在這個過程當中可能會存在各種各樣的問題，影響結構設計優化設計的效果和進度。如果說結構優化設計的手法不得當，那么不僅無法達到應有的優化效果，反而還會對原有的建筑結構進行一定的破壞，甚至影響整個結構的穩定性和安全性。在建筑結構設計優化設計過程當中遇到一些問題是難免存在的，我們需要對這些問題進行及時的解決。對于在這個過程中所存在的安全隱患，應當予以高度的重視，并根據實際情況制定出有效的預防措施，盡可能的減少安全隱患對建筑物的影響和破壞?？偟膩碚f，在優化設計過程當中要對結構設計進行充分的考慮，尤其是要注重其安全性和抗震性能，盡可能的保證在降低工程造價的同時提高經濟收益，保障建筑結構整體的安全性。
（3）各單位之間積極配合
建筑結構優化設計是指在滿足各種規范和特定要求的條件下，使得建筑結構的某種指標達到最佳的設計方法。因此，這項工作復雜程度較高，在設計的過程當中會涉及到多個單位，各單位之間只有積極地協調與合作，才能夠促進優化設計的進行和發展。具體來說，建筑結構優化設計會涉及到建設單位、機電安裝等施工單位以及管理單位。這些單位之間應當相互配合，大家共同商討出理想的方案和對應的措施，并在實際的工作當中盡力協調，積極的接受安排，各自負責，有效交流和溝通。只有這樣，才能夠確保這項工作的順利開展，確保結構優化能夠達到最佳效果。
（4）結合實際情況合理優化概念設計
在建筑結構優化設計的過程當中，必然會涉及到概念設計。概念設計的應用特點具有不確定性，基于概念設計的方式的必要性，設計人員在進行結構優化時要注意靈活變通，也就是說要根據實際情況來合理優化概念設計。我們需要達到的優化設計效果是既要考慮美觀，又要考慮實際價值和安全性能。所以要將概念設計與實際情況進行有機的融合。
總的來說，目前建筑市場對于結構優化設計的要求就是在達到美觀的同時，提高建筑的可靠性和安全性，保證建筑的性能。為了能夠達到這樣的要求，我們必須要靈活的運用結構設計優化技術，根據實際情況來確定合理的優化設計手段，以便于在安全的基礎之上開展局部調整，降低工程造價，提高建筑質量，促進企業健康發展。
參考文獻：
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建筑結構設計論文范文第3篇
摘 要：在數字化時代，虛擬現實技術應用于各大尖端領域。虛擬現實技術在建筑領域的應用也在不斷擴大，設計人員通過虛擬現實技術提高建筑設計的有效性，使設計者的設計能夠于在視、聽、觸感等方面高度仿真的數字化環境中生成。在建筑上利用各種科學技術來完成建筑設計工作，虛擬現實技術讓設計者在設計建筑物時，能夠更直觀立體地展示各種外部條件、周圍環境、內部裝飾、外觀的藝術效果、城市規劃及使用者對建筑物的要求，尤其在建筑物的使用材料、工程估算、施工技術和裝備上有著更為精確的呈現，在節約材料、節約投資、節約時間、節約勞動力方面有著極大優勢。
關鍵詞：建筑設計;虛擬現實技術;應用
課題項目：本文系“‘項目帶動教學’模式下建筑模型課程模塊改革研究”（19-XJ21041）研究成果。
隨著建筑設計的智能化和建筑業的迅速發展，設計人員的創作水平和設計效率都有所提高，同時使用者的建筑要求也逐漸復雜多樣化，虛擬現實技術可以更好地為使用者提供多元化的服務與體驗。虛擬現實技術將設計人員的建筑設計模型以直觀立體的三維形式展示出來，設計人員能更精準地找出錯誤并加以改正，彌補二維平面工程圖紙的不足，有效降低了時間成本。
一、虛擬現實技術在建筑設計中的立體呈現
設計人員運用工程信息與建筑設計信息構建建筑板塊、繪制工程圖紙、設計建筑結構、統算工程信息與設計數據，因為技術限制，無法完全展示設計的結構屬性，全面客觀地展示整個建筑物的信息，使得建筑問題不能被及時發現，往往在施工后才暴露出來，阻礙后續各項施工活動的開展。此外，由于使用者對設計人員的建筑信息難以透徹了解，所以容易產生錯誤理解導致施工糾紛等。設計人員應用虛擬現實技術構建三維建筑模型、營造虛擬空間，其他建筑參與者通過虛擬現實技術生成的三維圖像建構虛擬場景。
（一）修正建筑設計錯誤
設計一個建筑物或建筑群所要做的工作紛繁復雜，設計人員在建筑整體設計中難免出現錯誤，如建筑、結構說明有互相矛盾或者表意不清楚的地方，尺寸標注下清楚，建筑、結構、安裝圖紙對照出現問題等。通過虛擬現實技術在建筑設計中的應用降低建筑設計師的工作難度，將設計效果以三維圖像建構的虛擬場景形式呈現，以便設計師發現建筑設計中存在的錯誤，完善建筑設計成果。
（二）正確理解建筑設計理念及信息
施工人員面對單一的二維或三維的過于專業的繪圖樣板，不能對建筑施工操作做出正確的理解，使設計與實際建筑產生偏差，致使施工無法進行，造成多方嚴重損失。虛擬現實技術的應用幫助設計師把設計理念及細節處理完整地展現在其他建筑參與者面前，如墻體和門窗和比例、尺寸，以及玻璃材質、龍骨材質等，真正實現了相互溝通。虛擬現實技術的沉浸式特點，有助于設計人員構建三維建筑模型、營造虛擬空間。參與者可以浸入虛擬空間，直觀了解設計人員對建筑物或建筑群的主體結構、空間布局、細節的描畫，從而掌握工作中的細節要求，避免施工問題反復出現，對后續施工造成無法修補的損失，立體感官呈現讓參與者在建筑施工時更好地完成施工要求和任務，最終實現建筑物的適用、經濟、堅固、美觀。
（三）建筑設計中的多樣化應用
設計人員在進行建筑設計時面臨多重矛盾，設計人員用圖紙、建筑模型將設計意圖表達出來，從而發現問題、解決問題。建筑設計人員應用虛擬現實技術的沉浸性、交互性和構想性，與建筑理念充分結合。首先建筑參與者在使用過程中產生身臨其境的感覺，其次建筑參與者可利用傳感設備與虛擬環境中的大部分對象進行交互。這就使得復雜抽象的建筑設計在虛擬現實技術的使用下變得具體形象，更大的好處在于設計人員可以和其他建筑參與者進行遠程溝通，從而減少時間成本，打破地域限制，使建筑設計更加廣域化。虛擬現實技術的構想性對設計者修復不完整的建筑設計起著至關重要的作用，建筑人員通過虛擬現實技術彌補古建筑缺失部分，并加以完善，這對社會的影響極其深遠。
二、虛擬現實技術在建筑設計中的應用
虛擬現實技術在創建建筑信息模型、仿真空間環境方面具有較大優勢，合理完整的虛擬空間包含建筑設計者的每個細小設計。精密的布局、仿真模擬環境為建筑設計提供了便利的溝通交流條件。
（一）虛擬現實技術的配套設施
虛擬現實技術中的全景技術、網絡三維互動等離不開系統的相關硬件與軟件。虛擬現實技術在建筑設計中的實施主要依靠傳感手套、三維立體聲音生成裝置、頭盔顯示器、立體顯示系統等硬件設備，使參與者體驗虛擬現實技術創建的仿真建筑環境，在聽覺系統、視覺系統、虛擬環境系統等若干電子系統下感受建筑模型的立體聲音、仿真環境。虛擬環境中的建筑模型的信息與特征具有實時性。虛擬現實技術由功能編程軟件、三維建模軟件以及模型驅動系統等軟件系統組成。技術人員將建筑設計的工程信息及設計參數通過計算機錄入三維建模軟件，三維建模軟件依據錄入數據構建三維建筑模型與配套數據庫。技術人員通過計算機對模型驅動系統下達操作命令，調整建筑模型信息，實時顯示建筑工程設計方案進程，跟進工程，及時調整模型參數。運用功能編程軟件協調其他軟件，使虛擬現實技術下的建筑模型、場景、聲音、燈光等在硬件中實現場景轉換、模塊運行停止、聲音和燈光轉變，保持虛擬仿真模擬空間的真實性。建筑參與者沉浸于虛擬現實技術營造的虛擬仿真模擬空間，感受虛擬仿真模擬空間的燈光變化、建筑格局、造型結構、周圍環境的真實性，對虛擬現實軟件系統的穩定性、實效性都有較高要求。虛擬三維模型直觀展現建筑設計的結構細節、理念，在前期準備階段，項目的模型交付標準及各專業的數據庫建立都對虛擬現實技術的軟件提出了嚴格要求。
（二）模型的構建
與單一的二維或三維繪圖樣紙的基礎模式相比，虛擬建筑模型不僅節省成本、易于保存，還能使工程參與者更好地理解建筑設計方案，更為清楚地了解建筑各部位組合、搭建細節以及施工要求。在模型構建過程中，設計人員著重把點線面的數值標注在三維建筑信息模型上，明確標注建筑各部位的設計參數。在建筑工程中避免因建筑圖紙讀取不當造成的施工事故和操作不當或不到位造成的工期拖延。為設計人員在施工后期修改建筑設計方案提供便利，同時便于保存建筑設計，有利于今后的設計進行對比更新。虛擬建筑模型是構建虛擬真實場景的基礎，模型的計量單位與真實場景的尺寸比例、整個模型的參數值都影響著虛擬真實場景的最終呈現效果。虛擬真實場景根據設計人員提供的參數值在計算機上生成實時動態的三維立體仿真圖像。在建立模型的過程中通常以毫米（mm）為單位，設計人員通過調整建筑比例，提高建筑模型的仿真性和客觀性。
（三）創造仿真空間
運用虛擬現實技術制作三維建筑模型，從而構建一個真實度較高的仿真模擬環境，運用計算機技術對現實世界進行模擬仿真，在仿真模擬環境中，除了三維場景還有立體聲音、仿真光線。對周圍環境的真實還原使建筑參與者了解施工現場，有效排除建筑操作中的安全隱患。面對復雜的建筑地形，設計人員以往的幾何平面、灰度圖象模型抽象難懂，增加了設計人員和其他建筑參與者的工作難度。虛擬現實技術的沉浸性使得建筑模型的三維建?；睘楹?，按照現實中建筑的實際尺寸和畫面的比例來調整建筑整體的外部構造，細化內外裝飾，添加內部其他結構。如房屋建筑的墻體、門窗、陽臺，橋梁建筑的樁基、承臺、墩柱、蓋梁、墊石、擋塊、箱梁，道路建筑的路基、路床、路面，水利電力建筑的水工建筑物、擋水建筑物、泄水建筑物等。對建筑物的采暖系統、排水系統、照明設備等制定合理的方案，科學規劃布局。設計人員利用計算機系統對設計方案進行計算，用圖像、燈光、聲頻的組合呈現與現實世界相同的虛擬仿真場景。為了有效提高虛擬仿真場景的真實度，利用虛擬現實技術設置模型光源，使用戶仿佛置身于真實世界，色彩真實、光線柔和、聲音立體，虛擬現實技術提高了建筑模型的精準度。雖然設計人員可以通過圖片的不同角度縮放圖紙，來展示建筑設計中的結構細節，但是這降低了模型的真實度，而虛擬現實技術應用于建筑設計，創建虛擬仿真場景，可使建筑參與者直觀了解建筑的結構細節。
（四）自動化修改
建筑設計工作涉及諸多專業領域，如建筑材料、基礎工程、房屋建筑工程、橋梁工程、水利工程、地下建筑工程等。一處細小的設計參數誤差，就會導致其他設計參數的變化，如施工中出現錯誤施工，整體建筑工程的設計方案都要進行修改。在虛擬真實環境中創建建筑立體模型，對設計人員的要求較高，應構建配套數據庫，持續不斷采集、分析數據庫中的建筑設計信息，對不同的建筑設計要求進行科學合理的建筑參數值的設計，這樣在虛擬仿真情境中的建筑模型才更具實用性，才能更完善地實施建筑工程。虛擬現實技術依靠計算機等智能設備來實現，計算機輔助設計完成建模，提升建筑設計的精準度。建筑備料、施工組織工作和各工種在整個建筑實施過程中相互配合，要以建筑設計為依據。在建筑工程實施過程中，建筑備料是建筑實施不可或缺的組成部分。要滿足適用、經濟、美觀的設計原則，同時要符合建筑工業化及綠色建筑的要求。
三、結語
虛擬現實技術在各個領域應用廣泛，如軍事、教育、醫療等。虛擬現實技術應用于建筑設計，從技術人員到施工人員，再到建筑設計的參與者，都能體驗到虛擬現實技術構建的建筑模型、仿真場景等對提高建筑工程設計質量、優化建筑設計過程、控制建筑設計成本、直觀呈現建筑設計效果有著深遠影響。虛擬現實技術在建筑設計中的應用仍存在很多問題，需要優化和完善，不斷探索虛擬現實技術在建筑設計中的應用價值，提升虛擬現實技術的軟件和硬件性能，完善建筑設計模型的細節，提升模擬場景的真實性，建筑行業對虛擬現實技術的應用的擴大，推動虛擬現實技術的發展。
參考文獻：
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作者單位：
牡丹江師范學院
建筑結構設計論文范文第4篇
摘要：建筑結構設計安全度直接影響著建筑的質量，并且隨著經濟社會的發展，對于建筑結構設計安全度提出越來越高的要求。本文主要對目前我國的建筑結構設計安全度現狀進行分析和研究分析提高建筑結構設計安全度的必要性，以期為建筑結構設計提供更好的建議。
關鍵字：建筑結構設計；安全度；必要性
1.引言
建筑結構設計安全度受到國家的綜合經濟實力、國家資源儲量、建筑施工水平、建筑材料質量等因素的影響，也就是說，建筑結構安全度實質上是對于國家綜合建筑實力和水平的反映。從建筑結構設計安全度的本質來說，提高建筑結構設計安全度就需要增加建筑結構設計的成本支出，增加建筑施工預算，同時包括建筑耗材等各個方面的費用也會有所增加。同時，建筑安全度的升高會使得建筑的安全系數增加，提高建筑的整體質量水平。因此，也可以說，提高建筑結構設計安全度的實質就是在建筑施工成本和建筑質量之間進行權衡，并且根據實際的具體施工技術水平和社會經濟條件等因素進行選取。由于我國的經濟發展起步較晚，經濟基礎薄弱，并且在經濟發展的初期缺乏有效的財富積累，因此，在改革開放的初期我國的建筑結構設計的安全度收到經濟社會條件的制約，一般設置的安全度處于較低的水平。隨著我國改革開放步伐的加快，國民經濟獲得了飛速發展，建筑技術和人才等方面也都取得了巨大的進步。但是，與發達國家相比，我國的建筑結構設計安全度仍然處于相對降低的水平，目前的建筑設計安全度水平已經與我國的綜合國力水平不相符，因此，從我國的基本國強出發，分析提高我國目前的建筑結構設計安全度是很有必要的。
2.較低的建筑結構設計安全度存在很大的隱患
根據對目前我國的建筑安全事故的分析可以看出，很多的事故發生都是由于在建筑結構設計的初期，由于設計負責人對于建筑結構安全度的要求過低，具體的建筑物參數要求不能滿足實際的需要等原因，造成了很多巨大的安全事故。這主要是由于在建筑物施工的時間段，我國的經濟實力和建筑技術水平相對比較薄弱，因此，在實際的建筑結構設計過程中只是要求結構滿足最低的參數要求，并沒有嚴格的建筑安全度相關的技術規范，這些無疑都是造成以后安全事故的原因。在這些存在安全隱患的建筑交付使用時，就為以后的安全事故埋下了隱患，極易造成建筑施工項目不能按照工期完成，造成一些嚴重的經濟損失。而且一旦發生安全事故就會造成重大的經濟財產損失，甚至造成重大的人員傷亡，這些也將會給業主造成重大的損失，讓業主在整個過程中都擔負著重大的風險。在我國的社會主義經濟發展過程中也出現過大量關于建筑結構設計安全度與建筑預算成本之間的爭執，分析主要原因就是在安全度與經濟利益之間的取舍。然而，隨著我國經濟的發展，對于建筑設施的安全度要求越來越高，很多建筑物都是在超過建筑設計時的安全系數運行的，因此，假如目前依舊采用傳統的建筑結構設計安全規范，就會嚴重的阻礙我國經濟的正常發展，造成一些不必要的財產和人員傷亡，因此，目前階段，提高我國的建筑結構設計安全度是十分有必要的，是維護業主的經濟利益、保證國家和諧穩定、保護人民生命財產安全的迫切需要。在經濟社會高度發達、綜合國力日盛、建筑技術水平高度發達的今天，采取有效的建筑設計安全規范，強化建筑設計安全標準勢在必行。
3.低安全度建筑物不利于技術改造
在建筑物的使用過程中不可避免的會遇到一個問題，即建筑物的技術改造。這些主要對于建筑的富于安全度有著較高的要求。在一般情況下，為了節省改造的成本、加快改造的速度，建筑物的技術改造都會沿用原建筑物的部件，因此，這就對建筑物的富余安全度提出了要求。目前我國的建筑物普遍存在著這個方面的問題，即建筑物的富余安全度十分有限，有些甚至沒有任何富余安全度，這些都會給建筑物的技術改造來了很大的困難，嚴重影響技術改造的選擇以及技術改造的進程，而且即便成功的進行了技術改造，但是對于技術改造后期的安全度也難以有很好的保障，這也是我國目前的建筑物普遍存在的一個嚴重缺陷，這些因素嚴重的制約了我國建筑物的改造進程，增加了我國的建筑物的成本。而且目前我國的建筑物結構設計安全度，與西方相比存在的差距還很大。就以建筑物的技術改造為例，在西方的建筑物技術改造過程中，完全可以利用大型的機械設備對建筑物進行較大幅度的搬移、拆解等工作，這些技術上的便利性能夠大幅度的提高建筑技術改造的效率，降低建筑物的造價成本，是目前大部分工廠進行建筑物改造的重要途徑之一?；诖?，提高建筑結構設計安全度，從長遠看來，能夠有效的降低建筑的整體成本造價，有利于在后期對建筑物進行快速有效的技術改造，總整體上可以起到節約建筑物造價成本、節約建筑材料資源的效果，這也是目前建設資源節約型社會的需要。
4.提高建筑結構設計安全度是適應我國的基本國情
在建國初期到改革改革開放以前，我國的經濟發展緩慢，也正是由于較為薄弱的經濟狀況和當時的基本國情決定了我國當時較低的建筑結構設計安全度，這些建筑物在較為惡劣的條件下經歷了幾十年的使用后，其建筑狀況都出現了很大的改變。建筑物基本都很難再繼續進行使用或者對其進行技術改造，甚至有些已經出現了嚴重的安全隱患，這其中也不乏在使用過程中由于建筑物的質量問題導致的安全事故。然而在今天，我國的經濟技術水平已經發生了天翻地覆的變化，基本國情也與改革開放前有著很大的不同，因此，提高建筑結構設計安全度也是適應我國經濟社會發展和我國基本國情的需要。
4.1經濟發展為提高建筑結構設計安全度奠定了基礎。隨著我國經濟條件的改善和建筑技術水平的發展，目前已經具備了為提高建筑結構設計安全度奠定堅實物質基本的條件，因此，必須將提高建筑結構設計安全度作為一項重點任務來抓，做到盡快的落實。而且，經過以上的分析也可以發現，對于建筑結構設計安全度的提高，從長遠的角度來看，能夠提高業主的經濟效益，降低安全事故發生的系數，同時也能夠有效的降低建筑的整體工程預算成本，降低能源資源的消耗，有利于更好的建設資源節約型社會。
4.2社會安全意識的提高促進人們對于較高安全度的需求。近年來，隨著人們生活水平的提高和社會財富的積累，人們對于建筑物結構設計安全度的要求越來越高，人們迫切希望能夠有效的提高建筑物的安全系數，降低建筑物的事故發生的概率。因此，也可以說，人們生活水平的提高在一定程度上促進了對于建筑物結構設計安全度的提高。在另外一個方面，近年來，自然災害在世界各個國家都造成了很嚴重的經濟和人員傷亡，其中包括發生在美國的颶風、日本及中國的多起地震等。地震的頻發也提高了人們對于建筑物安全的意識，在經濟實力允許的范圍內，人們希望能夠對建筑物結構設計的安全度進行提高，以更好的降低自然災害對于人員造成的傷亡以及財產損失。
4.結束語
提高建筑結構設計安全度不僅僅是建筑設計本身的需要，同時也是我國基本國情、建設資源節約型社會的迫切需求。在實際的建筑物設計和施工過程中，要牢牢的記住提高建筑結構設計安全度的重要性，不斷的推進我國的建筑結構設計安全度水平。
參考文獻
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建筑結構設計論文范文第5篇
摘要：在城市化進程中，城市人口的不斷增長與建設用地規模限制之間存在著嚴重的矛盾。為了利用有限的土地承載更多的人口，需要不斷提升建筑高度，這就導致了當前城市化進程中，大量的高層建筑項目開始規劃建設。高層建筑具有土地利用率高、功能較齊全等優點。但是，不斷增長的高度必然需要更先進的施工技術來支撐，從而保證高層建筑的整體結構強度和韌性。只有這樣才能保證高層建筑的施工和使用安全，本文對高層建筑的設計和施工結構進行了分析。
關鍵詞：高層建筑;結構;概念設計;結構體系分析
引言
建筑物的高度不能隨意增加，它與人們的建筑結構設計和施工水平息息相關，為了保證高層建筑設計和施工的安全和質量，我們需要把重點放在結構上。建筑高度的增加會導致建筑結構中重力的增加。如果結構設計不合理，很難支撐住巨大的建筑重量，進而會帶來建筑穩定性和使用安全性的下降，對人們的生命財產安全構成極大威脅。對此，我們需要對高層建筑結構的體系設計進行分析和探討，并用這種方法來促進高層建筑的安全。
1高層建筑結構設計的特點
1.1高層建筑的結構設計
建筑高度的增加需要相關技術和結構強度的支撐，這就解釋了為什么高層建筑比普通建筑對結構設計技術和專業水平有更高的要求。對于高層建筑的結構設計來說，質量因素是非常重要的，因為結構的設計質量不僅關系到高層建筑各項功能的實現，而且對建筑工程的造價和工期有著相當大的影響。
1.2在高層建筑的結構選擇和設計的過程中，水平力是最主要的因素
建筑物本身的水平力與高度正相關。隨著建筑高度的增加，結構在水平方向受力越大。建筑結構一旦不能適應水平力的作用，將對建筑的安全產生嚴重的影響，這就意味著在高層建筑設計時必須注意水平構件。
1.3在保證高層建筑承載力的基礎上注重用剛度的加強來抵抗側向力
建筑高度的增加必然導致重心的提升。建筑物的重心越高，建筑物的穩定性就越差，因為側向力對建筑物的影響越嚴重，一旦側向力得不到有效控制，就會引起高層建筑的側向位移，嚴重威脅大樓的正常運行。
1.4在高層建筑結構選擇和設計過程中要注重減輕建筑自重
在施工過程中為了增加建筑物的高度，必然導致建筑物本身重量的增加。自重的增加會對建筑物的使用造成很大的不利影響。例如，在地震中，自重建筑的抗震性能往往較差，而且在基礎和樁基礎上有巨大的壓力，這將影響建筑物的整體質量。因此，在建筑結構設計中，必須考慮減輕高層建筑的重量，并采用新型高強度材料有效地減輕建筑的重量。
1.5高層建筑的抗風結構的選擇和設計過程中，要進行位移值計算
高層建筑的迎風面積變大了，所以，需要我們對相關的位移值進行計算，從而來對結構加以優化設計，從而提升建筑的抗風能力。
1.6具有特殊的抗震要求的高層建筑，應該認真檢測地質情況
地基是建筑工程建設的最重要基礎，特別是對于高層建筑這樣的工程項目來說一定要重視地基選址工作，通過對地質狀況進行深入勘測來保證地基的穩定性。
1.7在高層建筑的地基結構的選擇和設計的過程中，要保證結構合理性
高層建筑設計合理性體現在承載力、剛度這兩個方面。
2高層建筑的結構體系
高層建筑結構體系由剪力墻、框架、筒體和框架剪力墻組成。在進行結構體系設計工作時，不知道要注意這些構件體系的有效性，還要促進它們的相互排列和組合的優化。通過這種方法，可以提高高層建筑結構體系的水平，利用較好的結構承載力和剛度，保證高層建筑的穩定性和安全性。以下是對這些結構的詳細分析。
2.1框架結構體系
在節點處將建筑物中的梁、柱連接起來，形成具有良好承載力的框架結構。然而，由于框架結構缺乏抗側剛度，非結構構件容易受到地震破壞，這也是框架結構只適用于底層建筑的原因。除了上述抗側剛度不足的缺點外，框架結構還有很多優點：首先，平面設置靈活，立面設計多變。由于采用框架結構，整個建筑有大量的可用空間，這為空間類型的選擇提供了很大的選擇，無論是餐廳、商務室、教室還是會議室、車間都可以;其次，框架結構的施工難度較小，無論是采用預制構件還是采用定型模板進行現澆都可以達到，這得益于框架結構的簡化，較理想的施工方法是現澆法，這種方法具有較好的抗震性能。
2.2剪力墻結構體系
在高層建筑結構體系中剪力墻結構體系主要負責的是豎向水平載荷，盡管水平方向上的載荷承載能力也是有的。高層建筑利用剪力墻結構可以實現很好的側向穩定性，這種強度高、剛度大并且整體性好的結構體系可以保證高層建筑在地震中保持很好的穩定性。經過對發生過地震地區的建筑結構調查可以發現，應用了剪力墻結構體系的建筑受到的地震傷害是相對較輕的，這也在實踐中證明了剪力墻結構體系的抗震價值。一般來說，應用剪力墻結構體系的建筑建設應當劃分成兩個方面來看，對于地震頻發地區應用剪力墻結構體系的建筑來說最適宜的高度是十五層樓以上;對于幾乎不發生地震地區的建筑結構來說，高度達到140m的建筑也是可以應用剪力墻結構體系的。在我國當前的建筑結構體系中，高度在10層樓到30層樓之間的建筑中有很大的部分都選擇了使用剪力墻建筑結構來保證建筑的穩定性和安全性。
在建筑中應用剪力墻結構的時候需要注意一些事項：首先，建造剪力墻結構建筑的過程中為了在保證建設質量的基礎上提升建造速度可以積極的利用滑升模板、大模板等建造方法;其次，在建造過程中應當對墻間距進行準確控制，間距不可以太大;在缺點方面剪力墻結構還有平面布置不靈活、結構自重大等缺點。
2.3筒中筒結構體系
筒中筒結構體系是高層建筑結構體系中的重要組成部分，它的主要作用是抵抗水平方向上的力，在結構體系構成上主要包含了一個或多個筒體，這種多筒體的結構強度和水平力承載能力可以很好的滿足高層建筑的要求，同時其具有的優秀抗扭剛度也很好的保證了建筑的穩定性。筒中筒結構體系是包含了很多個基本形式的，主要的結構形式有框筒、實腹筒和桁架筒這三種。
3結束語
城市化的不斷推進，決定了城市建筑的高層化將是一個長期的趨勢。這種趨勢不僅會促進城市化的發展，而且會給人們的生命財產帶來嚴重的安全威脅。因此，為了更好地發揮高層建筑對城市化進程的推動作用，需要相關人員對高層建筑結構進行全面有效的分析，并在此基礎上進行有效的設計。這樣，通過更有效的結構設計和施工，可以為高層建筑的建設和使用提供有效的保障，從而促進城市的發展更好的發展。為了更好地進行高層建筑結構設計，相關設計人員必須有效地了解和掌握相關的高層建筑結構特點和相關的結構體系。在此基礎上，合理設計建筑結構，最終目的是保證結構的強度和穩定性，從而為整個建筑提供有效的支撐。
參考文獻
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建筑結構設計論文范文第6篇
【摘 要】論文以某結構框架—剪力墻井塔結構為模型，對該結構標高18.2m處進行抽柱處理，并將轉換大梁設計為型鋼混凝土轉換梁。利用有限元軟件對大跨度型鋼混凝土轉換梁受力性能進行了豎向荷載下的受力分析，發現在改變型鋼腹板厚度時，不斷增大型鋼腹板厚度并不能持續增強轉換梁的承載能力。
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【關鍵詞】型鋼混凝土;腹板厚度;轉換梁;受力性能
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1 工程概況
某礦井項目工程主立井井塔，采用框架—剪力墻的箱框結構。長28m，寬24m，總高度為96.5m。為了加快表層土和部分基巖段的施工進度，立井采用凍結法施工， 但這導致原方案中框架柱下無法到達設計深度[1]。為了降低成本，考慮采用底層抽柱的設計方案，從而形成帶轉換梁結構的井塔。
2 模型建立
通過ABAQUS有限元軟件，按照設計比例進行建模，根據要求的邊界條件進行定義，并進行豎向荷載的布置[2]。轉換梁和框支柱的設計尺寸較大且內部鋼筋排布密集，由于文章著重對轉換梁進行分析，因此對轉換梁以及框支柱依據實際情況建模，并將上部框架結構和下部轉換結構進行耦合。
3 型鋼混凝土中腹板厚度對轉換梁受力性能的影響
擬用腹板厚度作為變化參數對轉換梁受力性能進行測試研究，原模型的腹板厚度為70mm，在此基礎上分別將厚度增大到75mm、80mm、85mm，采用靜力逐級加載，荷載的取值采用原模型數值。由于原工程采用凍土法施工，柱底為剛接，所以在軟件模擬中約束柱底三個方向自由度，在重力方向施加均布荷載，采用多級逐級加載[3]。
經過非線性有限元計算得出不同腹板參數下，型鋼跨中應力與撓度的曲線關系如圖1（a）所示、底部受拉鋼筋跨中應力與撓度曲線關系如圖1（b）所示。
由圖1（a）曲線所示的關系可知，當型鋼翼腹板厚度為70mm、75mm、80mm、85mm時，型鋼進入屈服時，轉換梁豎向位移分別為65mm、77mm、71mm、76mm;跨中受拉鋼筋進入屈服時，轉換梁豎向位移分別為87mm、83mm、79mm、76mm。
由圖中曲線得出，當腹板厚度由70mm增大到75mm時，型鋼進入屈服時所需的轉換梁豎向位移值由65mm提高到77mm，說明轉換梁整體的剛度提高了，并且型鋼的屈服時間被延后了[4]。與此同時，受拉鋼筋進入屈服時，轉換梁豎向位移由87mm降低為83mm。由此可以看出，在一定程度上增大腹板厚度，型鋼承載力能得到更充分的利用，并且增大腹板厚度有利于轉換梁抗剪能力，保證抗震要求中的“強剪弱彎”，更有助于構件的整體受力。
隨著腹板厚度不斷增大，型鋼進入屈服時所需的撓度出現波動的趨勢，而受拉鋼筋進入屈服的撓度不斷減小，跨中型鋼與受拉鋼筋到達屈服時所需撓度也逐漸接近，可以更好地幫助型鋼去承受荷載。與此同時也可以看出，腹板厚度增大到80mm時，型鋼進入屈服時的撓度卻下降為71mm;當腹板厚度增大到85mm時，型鋼進入屈服時的撓度又變為76mm，所以增大腹板厚度并不能有效地增大型鋼的承載能力，并且還可能會引起“強梁弱柱”的情況，不利于抗震，另一方面，從施工和經濟性出發，也會帶來很多額外的負擔和難點。
4 結論
在豎向荷載作用下，一定程度上增大腹板厚度，型鋼承載力能得到更充分的利用，保證抗震要求中的“強剪弱彎”。但持續增大會使轉換梁剛度過大，不利于“強柱弱梁”，并且不利于加工，提高了造價成本。所以在這種大跨度轉換梁的設計時，要經過有限元的分析計算，選出最合適的型鋼截面尺寸以及配筋。
本文在做有限元分析時，沒有考慮框支柱與轉換梁、轉換梁參數變化與整體結構的關系，只是做了轉換梁的局部分析，并且沒有對改變參數后的抗震性能以及整體結構的薄弱層、層間位移等問題進行分析，存在局限性。在日后的研究過程中，會加強大跨度轉換梁對整個結構的受力性能分析，并考慮加入一些隔震、減震的研究。
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