建筑結構概念設計論文范文第1篇
【摘要】面對當今世界自然災害發生頻率不斷提高的事實，能夠有效的提高房屋使用的建筑結構抗震能力，就顯得十分的重要。由于亞歐、亞非板塊的不斷移動， 現階段在世界各地發生的地震現象已經數不勝數，所以，為了提高人們的生存安全程度，將房屋的建造設計合理的應用抗震結構設計，將有助于提升房屋建筑的抗震性能，使其在使用的時候能夠在一定程度上地域地震的威脅，為人們的生命求救提供一定的時間，是公民在最短的時間內能夠得到保證生命安全的時間?？梢?，在房屋建筑結構中應用抗震結構設計是多么的重要。
【關鍵詞】抗震設計 房屋建筑 結構設計
一、建筑結構抗震的重要性
在建筑結構中應用抗震結構的設計，首先能夠保證人員的生命安全，為內部人員的逃生以及求救爭取寶貴的時間；其次，強化了建筑結構的設計，增加了建筑結構的抗震性，也將是建筑結構的使用壽命得到提升，使其利用價值得到不同程度的飛躍。建筑的基本功能是供人們居住，隨后才是審美價值的體現。就建筑的基本功能來說，其能夠供人居住的首要前提是安全，包括使用安全以及建筑物自身的安全。也就是說，建筑物只有在保證了自身安全的前提之下，才能夠供人們使用。因此，在建筑物的設計和建設過程中，往往需要對影響建筑安全性的因素作全方位考慮。地震作為一種不可預知的自然災害，其對建筑物安全性能的影響極大。而建筑物的安全一旦遭受威脅，必然會出現倒塌事件，從而砸傷和掩埋生命，給人們帶來物質和精神上的雙重損失。因此，建筑物在建設初期就必須做好抗震的準備工作，從根本上確保人們的生命和財產安全。
二、房屋建筑結構設計中抗震設計需要遵循的基礎性原則
為保障房屋建筑結構抗震設計質量，保證抗震設計方案的可操作性與可行性，要求在抗震設計中遵循以下基礎性原則：
（一）確保建筑結構構件其性能符合設計要求在進行房屋建筑結構設計時，需要確保建筑結構構件的剛度、承載能力、延性、穩定性等屬性參數可以滿足抗震的基本要求。結構構件設計時，需要依據墻柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件的基本設計原則。在結構構件設計過程中，可能存在著構件薄弱問題，為此，需要采取措施提高其抗震能力，例如調整地震力系數。
（二）確保建筑結構設置抗震防線數量抗震結構體系是由若干具備一定延性的分體系構成，通過應用具備延性的結構構件進行分體系連接，從而實現抗震結構體系構建。如在該建筑工程中，其建筑為框剪結構，框剪結構是由延性框架與剪力墻兩大分體部分構成，由多肢剪力墻體系組成。在出現地震后，多會伴隨發生多次余震，如在建筑結構中僅僅設計有一道抗震防線，則該住宅建筑在經過第一次地震破壞影響后，還需要承受余震帶來的損害，通過損傷積累，最終引起建筑物承載力不足，抗震能力喪失最終倒塌。
（三）確保房屋建筑結構構件強弱關系處理的科學性在房屋建筑結構抗震設計中，需要針對構件強弱關系進行科學化處理。在樓層內其耗能構件出現屈服后，剩余抗測力構件則仍處于彈性階段，這種處理方式，能夠確保有效屈服保持較長階段，提高建筑結構抗倒塌能力與延性能力。如抗震設計中存在著部分構件超強，則會導致其他構件相對薄弱，為此，應科學處理構件強弱關系，保障建筑結構抗震性能。該住宅建筑在進行抗震設計時，綜合考慮住宅建筑區域條件，考慮建筑工程實現，遵循抗震設計基礎性原則，保障了住宅建筑抗震設計效果。
三、抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用
房屋建筑的結構設計在整個房屋建筑施工中造價比重較大，建筑的結構設計中心理念在于\"實用、經濟和安全\"，抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用基于這一中心理念而產生。由于地震的不確定性和破壞性特點，因此在房屋建筑結構設計中應用抗震設計體現了設計的安全概念以及對自然災害的預防措施。下面筆者從提高房屋建筑結構的抗震力和降低地震作用對房屋建筑的影響幾個方面論述抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用。
（一）提高房屋建筑結構的抗震力。出于對建筑結構抗震功能的保證，在房屋建筑結構設計中要特別注意做到以下幾點：a.在房屋建筑結構設計中要考慮地基的穩定性因素，挑選對抗震有益的地基，防止地基變形影響抗震功能；b.同一房屋建筑結構單元要設計在性質一樣的地基上，要把地基最大潛力融入房屋建筑的結構設計，有利于發揮地基的抗震功能；c.房屋建筑結構設計盡量做到規則、 對稱，以降低地震作用導致的房屋建筑變形度以及避免地震作用力集中導致房屋建筑扭曲的狀況發生；d.房屋建筑的整體結構設計中要多加幾道抵抗防線，以提高房屋建筑結構的抗震力，同時建筑結構受力設計要明確，防止存在建筑結構局部薄弱；e.最大程度的減少房屋建筑結構自身重量，從而減小房屋建筑對地基的壓力，達到緩解地震沖擊作用對建筑體的影響力；f.注重房屋建筑結構空間的統一性，在房屋建筑結構的平面上強化連接，建筑的豎向結構剛度要達到能支撐整個建筑重力。
（二）降低地震作用對房屋建筑的影響?，F最被工程界認可的一個辦法是在建筑基礎與建筑的主體部分之間加設一個隔震層，有的設計師在建筑物的頂端部分加設一個\"反擺\"。此反擺的作用是能夠在地震時使建筑物的位移方向相反，由于建筑物在地震時受到震動使得阻尼作用加大，降低了加速度，降低地震的作用。根據試驗得知，如果對\"反擺\"設置合理，那么對降低地震作用的概率可達 65%， 也能最大限度地減少建筑物內的物品受損程度。這一方式在國內外正被廣泛地研究，并應用到了實際的工程建筑中，不負眾望地取得了較好的成效。
（三）設防標準。我國明確規定，建筑的使用價值被區分成 4 個類別：甲乙丙丁。甲類和乙類建筑：當抗震設防的烈度是6度～8度時，應該符合本地的抗震設防再高1度；丙類建筑：丙類建筑的抗震措施以及抗震作用都應該要符合本地的抗震設防要求；丁類建筑：在通常情況之下，地震措施可以相對于本地抗震設防的要求適度降低，但地震作用必須符合本地的抗震設防要求。
（四）保證建筑的剛度。在建筑結構的設計過程中，合理地設計和確定建筑物的剛度非常重要。因此首先要考慮到的是采用大量的鋼筋混凝土。主要是在已有的鋼筋混凝土之上使用\"鋼結構\"對其進行進一步加層加固。加固分為兩種情況：a.如果所需要進行加層的建筑結構的體系是鋼結構， 而國家規定：上部是鋼結構、 下部是鋼筋混凝土兩種不同的體系結構是不符合抗震規范的。因為上下兩部分結構的剛度以及阻尼比不一樣，是屬于不合理的設計。b.假設屋蓋的部分是采用鋼結構，而鋼筋混凝土仍然是作為整個建筑結構的抗側力的主要體系，則必須根據相關的規定進行抗震設計。
表1 按建筑類別和場地類別調整后的抗震措施（強度）
建筑類型
場地類型
設計基本地震加速度/g
0.05
0.10
0.15
甲、乙類
I～IV
7
8
8
丙類
I～IV
6
7
7
丁類
I～IV
6
7
7
需要注意的是建筑結構剛度一旦過硬，那么在地震時建筑結構所需要承受的地震作用就大，則后果嚴重，并且會對建筑材料造成大量的浪費；而如若建筑結構剛度過柔，那么在地震時建筑結構會過大的變形，影響到建筑的本身的強度以及正常使用功能。
（五） 把握建筑本身的抗震性能?？拐鹪O計在房屋建筑設計中的應用主要是為了能夠保證人類的生命安全及財產安全。根據抗震設計原則進行設計的大部分建筑基本都可以在地震作用下保證人類的生命安全。但是近些年來，由于美國、中國、日本等等許多國家相繼發生\"破壞性地震\"，這些都不是傳統的抗震設計思想所能夠解決的。因此許多國家都開始深刻地反思當前抗震思想在房屋建筑設計中的應用方法。
抗震設計是根據地區的實際震害以及以往的工程經驗所構成的基本設計原則 --\"小震時不能破壞建筑、中震時建筑可以維護加固、大震時建筑不倒\"。因為對于融入抗震設計的房屋建筑設計而言，抗震概念設計的正確性遠遠大于數值計算的正確性。房屋建筑在開始建設前會靈活地根據抗震原則對建筑地區進行實地勘察，主要勘察內容是建筑結構在發生地震時的整體反應以及預估將會被破壞的機制，這些都需要在建筑建設前仔細勘察，以便能夠更好地提高建筑本身的抗震性能。
四、結束語
綜上所述，在房屋的建設中，注重房屋建筑結構的抗震性能設計，對房屋的整體建造的影響是十分巨大的。完善房屋建筑的抗震設計以及抗震結構的施工調整，使建筑物具備真正的抗震能力，這是當代建筑產業發展中所必須重視的重要環節。
參考文獻：
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建筑結構概念設計論文范文第2篇
摘要：能源緊缺問題一直是我國社會發展過程中急需解決的問題，雖然我國能源儲存量較大，但是由于受到多種因素影響，其分布不均勻，并且進行能源管理和控制過程中很容易出現諸多問題，導致我國能源消耗量巨大，對我國全面落實可持續發展理念具有一定阻礙作用，尤其是建筑行業。根據研究發現，建筑行業能源消耗比例較大，因此，為了將節能環保理念全面深入，設計人員必須將節能環保理念融入其中，做好節能措施，從而為后期工程建設建立基礎，在提高建筑物質量的同時做好生態環境保護工作，為我國國民經濟可持續發展提供保障。
關鍵詞：建筑設計;節能措施;研究
引言
眾所周知，建筑工程施工建設過程中會產生大量的能源消耗，影響著工程自身及施工單位的經濟效益;為此，施工單位及人員需要加強節能環保理念與技術方式的應用，結合新能源的利用，對建筑工程進行節能化的設計施工，避免過多的能源消耗，促進工程自身經濟效益與社會效益的提高，為我國現代建筑行業及社會整體的健康發展奠定堅實基礎。下面主要對建筑節能與建筑設計中的新能源利用進行分析探究。
1建筑設計中節能設計理念的重要性研究
關于環境保護與污染治理的問題，已上升到了世界級層面，在建筑行業無節制開發土地資源、建筑施工行為嚴重不規范的發展趨勢下，我國城市環境問題已經越發凸顯。例如，生態系統被破壞、不可再生自然資源枯竭、土地資源荒漠化等現象，均是由高耗能建筑在投入使用后所導致。截至目前，環境問題已對城市居住人口的生活、健康、工作等造成了不同程度的影響。當下的建筑產業在經濟市場內的發展速度較快，面對無節制開發土地資源造成的環境問題，一些建筑設計單位或建筑施工方仍在以提高經濟收益作為發展的核心，沒有在相關工作中及時采取有效措施，進行環境治理。倘若我國建筑行業在后期的發展中，仍沒有意識到節能設計理念在建筑設計中應用的重要意義，不僅會導致環境、資源的發展陷入惡性循環，同時也會加劇人類群體與社會發展之間的矛盾關系。因此，需要將節能設計理念與建筑設計工作進行對接，以此種方式，加速人類文明的進步，改善產業建設中的粗放式運轉模式。并通過提升不可再生資源利用率、開發可再生資源等方式，構建一個引導市場經濟健康發展的綠色產業。
2建筑設計中節能設計應用
2.1保證選址合理
建筑設計最重要的一點就是建筑工程選址，該環節是整個建筑設計與施工的基礎，具有極為重要的作用，因此其合理性必須得到保證。首先，設計人員要對不同的地址進行科學勘察，綜合考慮不同地址的周邊環境、自然因素等，據此選擇最合適的地址。在節能建筑設計中，地址選擇的合理性同樣十分重要，設計人員要想保證設計能夠發揮節能效果，就必須確保建筑工程在使用周期中處于適宜的氣候環境中，如此方可減少氣候環境及變化引發的能源消耗過大的情況。在選址時，一方面要確保該地址符合建筑工程的施工要求，即能夠為節能奠定基礎;另一方面要注意不能對所在地及周邊生態環境造成威脅。比如，如果在北方進行節能建筑設計，則要考慮冬季的取暖問題，這也是北方建筑工程的主要耗能環節。因此，設計人員需要保證建筑工程不能處于風口位置，以減少寒風對建筑氣候環境造成的影響，從而減少取暖期消耗的能源量，發揮節能作用。
2.2地熱能的應用
當新能源應用于現代建筑節能設計過程中，地熱能占據著關鍵性的位置，在實際設計應用時，施工人員可以利用地熱能向熱能進行直接轉換，為建筑內部進行供暖，并提供熱水資源;同時，施工人員還可以利用地熱能進行發電，保障建筑內部電能資源的充足，為建筑內部電氣、照明等方面提供支持，保障建筑用戶的正常工作生活;以此來對傳統不可再生性能源進行替換，減少能源浪費等現象的出現，降低污染物質的排放量，同時對自然環境進行優化保護，為人們日常工作生活創建出一個健康舒適的環境。
2.3圍護結構的節能設計
由于建筑圍護結構直接關系到建筑物的保溫效果，因此設計人員在進行節能設計時需要關注圍護結構的設計。建筑圍護結構對建筑物墻體的隔熱保溫效果起著決定性作用，直接關系到節能設計的實施效果。因此，在開展外圍機構的節能設計時，需要科學合理地選擇保溫技術以及所使用的節能材料。通常情況下，目前采取的墻體保溫節能技術多是外墻保溫技術，分為外墻外保溫、外墻內保溫和外墻自保溫三類技術類型。另外，在墻體的材料選擇方面通常也是使用具備吸熱性能的材料，保溫材料的技術更新需要設計人員實時關注。由此可以看出，墻外保溫節能技術是一項非常重要的節能技術。
2.4屋面設計中的應用
屋面作為建筑結構中的基礎，不僅決定了建筑整體質量，還具有較為明顯的保溫和隔熱作用，因此在進行屋面設計過程中利用節能措施能提高屋面設計整體水平，延長建筑物使用壽命，將我國可持續發展理念與建筑設計進行結合。首先，設計人員在進行屋面節能設計時需要對具體內容進行詳細分析，從而掌握其設計重點，做好保溫層設計工作，在進行保溫層設計時設計人員需要對其材料密度范圍進行嚴格控制，盡量減少排氣孔設計比例，并且在進行材料選擇過程中盡量選擇節能環保材料，這樣不僅能對建筑成本進行控制，還能提高屋面整體性能，讓其環保性能符合大眾需求。最后，在進行屋面設計過程中，設計人員還可以根據建筑物所處區域使用相應綠植來進行設計，在屋面上種植綠色植物，不僅能提高屋面的整體性能，如保溫、隔熱，還能對建筑物周圍環境進行美化，將我國可持續發展理念全面落實，提高建筑節能設計水平。
2.5應用新技術與新能源
隨著科學技術的發展與進步，新技術與新能源開始不斷出現，但由于技術手段不完善、成本較高等因素的影響，目前建筑行業并沒有廣泛應用這些新技術、新能源與新材料。針對這種情況，一方面，政府相關部門需要加大投入力度，不斷鉆研與開發，使其更加成熟，并通過相關政策與制度來推動其應用;另一方面，建筑企業需要加大對新技術與新能源的關注力度，如風力發電、水力發電、太陽能發電、生物質能發電、沼氣、垃圾燃燒供熱與發電、冷熱電三聯供技術等，嘗試將其應用到建筑施工中。
結語
從市場經濟發展的核心層面分析，建筑設計行業是我國未來十年內的朝陽行業，且此行業是引導市場經濟建設方向的核心行業。但綜合國家環保局對建筑設計單位的隨機抽查數據發現，市場內超過半數的設計單位沒有在設計圖紙中融入建筑節能設計理念，此種問題導致設計的建筑結構在使用后，存在高耗能、高成本等問題。為解決與之相關的設計問題，本文對基于節能設計理念的建筑合理化設計方法進行了討論，并結合現有研究成果，提出了科學規劃建筑空間、合理設計建筑屋頂通風隔熱層等措施，通過此種方式，實現綠色理念與現代化技術，與建筑設計工作的有效融合。為證明本文設計的成果具有一定可行性，在完成研究后，設計對比試驗，通過對試驗結果的討論得出，本文設計的建筑結構更加合理，相比常規的建筑結構，融入新理念的建筑結構傳熱系數更低。表明了此建筑具有更加良好的保溫效果，可以達到降低室內空調運轉耗能的作用。
參考文獻
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建筑結構概念設計論文范文第3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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建筑結構概念設計論文范文第4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。
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建筑結構概念設計論文范文第5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
建筑結構概念設計論文范文第6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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