時間：2023-03-16 17:17:57
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一、前言
鋼結構和混凝土結構是建筑工程中最常用的2種結構形式。鋼結構和混凝土結構各有所長，前者具有重量輕、強度高、延性好、施工速度快、建筑物內部凈空氣大等優(yōu)點，而后者剛度大、耗鋼量少、材料費省、防火性能好。綜合利用這兩種結構的優(yōu)點為高層以建筑的發(fā)展開辟了一條新途徑。統計分析表明，高層建筑采用鋼——混凝土混合結構和用鋼量約為鋼結構的70%，而施工速度與全鋼結構相當于，在綜合考慮施工周期、結構占用使用面積等因素后，混合結構的綜合經濟指標優(yōu)于全鋼結構和混凝土結構的綜合經濟指標。
最近建設部和國家冶金工業(yè)局在頒布的《建筑用鋼技術政策》中，將鋼——混凝土混合結構列為要大力推廣的建筑新技術，可以預見，混合結構在高層辦公樓、學校、醫(yī)院及住宅等建筑中將有較廣泛的應用。
二、索張拉結構
索張拉結構基本受力構件有三類：受壓構件、受彎構件和受拉構件。
對于受壓構件，當構件長細比較大時，由于構件會發(fā)生整體失穩(wěn)，構件的作用不能充分發(fā)揮。對于受彎構件，由于構件截面應力不均勻，截面邊緣的最大應力往往控制構件的設計，使得構件材料不能充分發(fā)揮作用。只有受拉構件，截面的應力均勻，不會發(fā)生整體失穩(wěn)，如利用高強鋼索做成受拉構件，能最大限度地發(fā)揮受拉構件的作用，提高結構的經濟性。
在結構體系中巧妙利用張拉構件，結合少數剛性受壓構件，可構成受力合理的高效張拉結構體系，不僅承載力高、剛度大，且能使各種材料的強度均得到很好的發(fā)揮。
三、索穹頂結構
索穹頂結構實際上是一處特殊的索－膜結構，是近幾年才發(fā)展起來的一種結構效率極高的張力集成體系。其外形類似于穹頂，而主要的構件是鋼索，由始終處于張力狀態(tài)的索段構成穹頂，利用膜材作為屋面，因此被命名為索穹頂。由于整個結構除少數幾根壓桿外都處于張力狀態(tài)，所以充分發(fā)揮了鋼索的強度，只要能避免柔性結構可能發(fā)生的結構松弛，索穹頂結構便無彈性失穩(wěn)之虞，所以，這種結構重量極輕，安裝方便，可具有新穎的造型，經濟合理，被成功地應用于一些大跨度和超大跨度的結構。
四、膜結構
膜結構是張力結構體系的一種，它以具有優(yōu)良性能的柔軟織物為膜材，由膜內的空氣壓力支承膜面（充氣式膜結構或所承式膜結構），或利用鋼索或風性支承結構向膜內預施加張力（張力膜結構），從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大空間的結構體系。膜結構采用的薄膜的材料，大多采用涂層織物薄膜，分為兩部分，內部為基材織物，主要決定膜材的力學性質，提供材料的抗拉強度、抗撕裂強度等；外層為涂層，主要解決膜材的物理性質，提供材料的耐火、耐久性及防水、自潔性等，常用膜材一般為聚酯織物涂敷氯乙烯涂層膜材、玻璃纖維織物涂敷聚四氟乙烯涂層或有機硅樹酯涂層膜材。膜材并接的結構接縫多采用熱焊，非結構接縫采用縫合。
膜結構具有如下特點：造型活潑優(yōu)美，富有時代氣息；自重輕，適合大跨度的建筑，充分利用自然光，減少能源消耗；價格相對低廉，施工速度快；結構抗震性能好。
充氣膜結構有單層、雙層、氣肋式三種形式，充氣膜結構一般需要長期不間斷地能源供應，在低拱度大跨度建筑中的單層膜結構必須是封閉的空間，以保持一定氣壓差。在氣候惡劣的地方，空氣膜結構的維護有一定的困難，不少建筑曾遭意外的漏氣而下癟。五、高效預應力結構體系
高效預應力結構是指用高強度材料、現代設計方法和先進的施工工藝建筑起來的預應力結構，是當今技術最先進、用途最廣、最有發(fā)展前途的一種建筑結構型式之一。目前，世界上幾乎所有的高大精尖的土木建筑結構都采用了高效預應力技術，如，大型公共建筑、大跨重載工業(yè)建筑、高層建筑、大中跨度橋梁、大型特種結構、電視塔、核電站安全殼、海洋平臺等幾乎全部采用了這一技術。
近年來，高效預應力技術在我國發(fā)展迅速，已制定專門的預應力結構設計、施工規(guī)程、工程中應用的預應力結構體系也很豐富。典型工程實例有：面積最大的單體預應力工程是首都國際機場新航站樓工程，每層建筑面積約8.8萬平方米，總建筑面積約35平方米，在混凝土板、墻、框架、柱以及鋼屋架、鋼梁和鋼管網架中大量采用了預應力技術；柱網最大的預應力工程是深圳車港工程，標準層平面尺寸159×103.5米，標準柱網16×25米，總建筑面積9.5萬平方米；最在的預應力鋼桁架工程是北京西站主站房工程，該預應力鋼桁架跨度45米，桁架上承40米高的中式門樓，門樓總重5400余噸；層數最多的預應力工程是廣東國際大夏主樓，總計63層；高度最高的預應力工程是青島中銀大廈，總高度241米，58層，等等因篇幅所限，文章重點介紹首都國際機場新航站樓工程和北京西客站主站房工程。
1.1工程師缺乏實際工程經驗
由于我國的科技水平不高，不能準確的判斷地震的成因，并且對其預測，造成居民的很大損失，還有在地質地震等方面的研究不夠，特別是建筑物的抗震能力方面。這就導致我國建筑設計中抗震設計的發(fā)展滯后，而且也沒有統一規(guī)范的設計理念，因而很難實現建筑設計的抗震目標。
1.2工程師對實際情況的考量不足
目前，很多建筑工程師只是根據數據和固有的一些參數進行施工，缺少對地區(qū)的實際情況進行考量。因為不同地區(qū)地質的構造截面的實際承載能力不同，所以要結合實際情況進行檢測計算。不能根據固定地震降級系數來進行施工，例如，我國建筑抗震設計中的把地震降級系數固定為2.81，容易導致工程師把小級別的抗震應用到建筑抗震設計中，當遭到大級別的地震時，建筑物不具備抗震能力，會造成很大的損失。
2.建筑抗震設計的注意要點
2.1堅持建筑結構設計的對稱原則
目前，根據相關的建筑抗震設計規(guī)定，建筑工程師要堅持建筑結構的規(guī)則，同時要求結構設計師做大簡單、規(guī)則的設計，從而做到建筑物遇到小級地震不壞、中級地震可以修補、高級地震不會倒的目標。并且要求工程結構設計師遵循豎向形態(tài)的建筑規(guī)則，通常選擇方形和圓形的形狀，因為矩形和梯形的形狀規(guī)則比較均勻。按照此類形狀設計的建筑物，在遇到地震時內部構件承受力比較均衡，通常只會出現平移震動，而一些非對稱結構的建筑在地面平移時，會出現扭轉震動，主要是因為建筑物的質心和剛心不能重合，當發(fā)生地震時，建筑物的內部構件會遭到嚴重的破壞，發(fā)生變形。
2.2注重建筑構件與連接點處質量
在建筑工程設計和施工過程中建筑構件的合理配置以及連接點處的質量與建筑施工安全質量存在直接的聯系。并且在新型建筑材料問世的同時建筑物的外部設計大都會采用新型建筑材料，例如大理石、瓷磚等。而建筑室內裝飾也會使用到吊頂等技術。這些室內以及立面裝飾本身存在抗震性能的問題，并且其與建筑主體的牢固連接也是抗震設計的關鍵。近幾年，在一些地震災害中，發(fā)生過很多下“玻璃雨”的事情，主要原因是目前的技術還不能防止地震中玻璃幕墻的變形，因此，在很多地震中，一些高層建筑的玻璃幕墻會遭到很大的破壞。所以，如果在建筑中采用玻璃幕墻，必須提高建筑構件與連接處的質量，從而保證玻璃幕墻在地震時不會變形。并且在遭遇地震時能夠與建筑物脫離，將所受到破壞的程度降到最小。此外，在內隔墻、玻璃隔斷等構件的設計上也要提高連接點的質量，保證建筑主體連接點的牢固性，從而提高建筑物的抗震性。
2.3關注建筑頂部抗震
建筑屋頂的抗震設計對于高層建筑物有重要的影響。這就要求設計師十分重視建筑頂部的抗震設計，在遭遇地震時，建筑屋頂過高、過重都會加重建筑的變形程度，特別是我國的高層建筑物中普遍存在這樣的問題，如果不重視高層建筑屋頂的抗震設計，發(fā)生地震時，下層建筑物會受到很大的影響。如建筑的屋頂與下層建筑的重心沒有位于同一條直線上，那么建筑屋頂的抗側力墻也會與下層建筑的抗側力墻出現分離，當地震出現時則會加劇損壞。因此在高層或超高層建筑設計中應該使用新型高強度輕質的建筑材料，盡可能保證屋頂的重心與下層建筑的重心位于通一條直線。當建筑屋頂的較高時要保證其抗震定性，緩解地震帶來的變形作用。此外頂部結構的設計也適當的選用強度高、剛性均勻輕質的結構材料。
2.4建筑豎向布置
建筑豎向布置主要體現在建筑物的高度結構質量以及剛度的設計中，特別是在高層或超高層建筑中建筑的豎向布置對于建筑抗震設計來說更加重要。建筑樓層的使用功能差異導致建筑物樓層分布的質量和剛度均不一致，例如樓層包括游泳池、會議室、健身房等。樓層的功能導致樓層上下之間的剛度差異過大。高層建筑中剛度最差的樓層的抗震性能最為薄弱，在出現地震時即為變形嚴重的薄弱層。在建筑設計中由于樓層功能不同導致的墻體不連續(xù)，柱子不對稱等極大的限制了抗震性能。因此在建筑抗震設計中應該盡量保證豎向的剛度分布靠近，尤其是在結構上剛度轉換層更加要著重注意。
2.5建筑設計需要達到的設計限值
在實際的工程操作以及設計時，一定要嚴格遵循我國相關部門的標準規(guī)范要求，例如在8度的防烈度情況下，粘土磚多對地震降級系數固定為2層建筑物的高度不能夠高于18m，建筑層數不能大于6層等。一旦超過相關的規(guī)定，就會嚴重影響到建筑物的抗震能力，除此之外，對于建筑物局部的墻體尺度也要控制它的最小值，保與實際情況結合在一起證墻體截面的抗震強度能夠滿足抗震要求，避免墻體在地震時不會出現開裂或者倒塌等破壞情況的發(fā)生。
2建筑結構設計中剪力墻結構受力分析
剪力墻結構設計有著自己的設計規(guī)則及原理。由于剪力墻通常情況下高度、寬度要比厚度大很多，因此其何特征像板,但與板有很大的差別，板是按受彎構件計算，剪力墻是按壓彎構件計算。因此在進行其結構設計分析時就需要考慮到其具體的設計差別。此外還包括剪力墻的肢長、墻厚度范圍有著自身的特性，因此當墻肢截面高度與厚度之比hw/tw≤4時，應按框架柱結構設計；當hw/tw>8時為一般剪力墻；當4≤hw/tw≤8時短肢剪力墻，這也是剪力墻結構設計的基本原則之一。剪力墻結構是由一系列縱向、橫向剪力墻與梁、板所組成的空間結構。其主要承受兩類荷載：一類是豎向荷載，豎向荷載主要是梁板傳來的恒載、活載、剪力墻身自重及豎向地震作用；另一類是水平荷載，主要為水平風荷載和水平地震作用。剪力墻的內力、變形分析包括承載能力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)下分析。在承載能力極限狀態(tài)下，剪力墻在各種工況下不致破壞，能夠安全地承受重力荷載作用。在正常使用極限狀態(tài)下，結構變形滿足規(guī)范要求，結構耐久性也滿足設計要求。剪力墻的變形主要是彎曲變形，框架結構的變形主要是剪切變形。為了使剪力墻實現彎曲破壞的延性破壞模式，《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》簡稱高規(guī)，規(guī)定墻長不宜大于8m。實際上影響剪力墻破壞模式的兩個主要因素是剪跨比和軸壓比，只要剪跨比>2，且軸壓比不超過規(guī)范規(guī)定限值，能夠實現延性的破壞模式。當剪力墻墻長大于8m時，盡量在墻中部開洞形成雙墻肢，通過弱連梁連接。這樣剪跨比一般也會大于2，即能滿足延性破壞的需求。在地震作用下通過連梁來耗能，連梁端部首先進入塑性變形，形成塑性鉸，這樣連梁起到第一道抗震防線的作用。
3連梁設計
高層住宅剪力墻結構中，由于開間不大或墻長較長時開洞后形成連梁，若兩墻肢之間出現跨高比較小的連梁時，在計算過程中，容易產生連梁抗剪超限的情況，通常有以下幾種解決方案：①增大截面，可以提高連梁自身的抗剪能力，但隨著連梁剛度增加相應內力也增加，其對抗剪能力的提高是有限的。在梁寬一定的情況下，通過加高連梁梁高的方法；在梁高一定的情況下，也可以通過加寬梁寬，加寬截面卻對連梁剛度的貢獻較小，僅為線性關系，使得抗剪力的提高值僅大于分擔剪力的增加值。②調整設計內力，在增大連梁截面對提高抗剪能力沒有效果的情況下，可以通過人為的內力調整，對連梁剛度進行折減，控制剪力分配比，解決連梁抗剪問題。最簡單的調控方法是在計算參數選取時，調整連梁剛度折減系數，僅對內力配筋計算時才能采用。在整體計算及非地震荷載作用下，連梁剛度不予折減，這時連梁應具備足夠的抗彎和抗剪承載能力，以滿足正常使用的要求。對于跨高比大于5的連梁，應按框架梁設計，且必須滿足框架梁各項要求。③也可設水平縫形成雙連梁、多連梁或采取其他加強受剪承載力的構造措施，譬如設置交叉暗撐等措施來提高連梁抗剪承載力。
在對高層建筑結構常微分方程求解器進行深入研究的過程中，清華大學教授包世華和袁駟有效提高了常微分方程求解器的應用，實現了對常微分方程求解器的深化研究。袁駟教授利用有限元技術，對偏微分方程的半離散化進行控制，有效實現了對常微分方程組的求解，提高了對結構線性函數的應用。通過常微分方程求解器的直接求解，對有限元線進行實際應用，有效對一般力學問題進行計算，在很大程度上提高了一般力學問題的計算效果。而包世華教授對半解析-微分方程求解器方法進行分析深化，有效將半解析-微分方程求解器方法應用到高層建筑結構結構靜力、動力、穩(wěn)定性的分析驗證中，提高了對高層建筑結構力學分析的效果。
2高層建筑結構彈塑性動力分析方法
高層建筑結構彈塑性動力分析方法在高層建筑結構力學分析中又被稱為時程法。高層建筑結構彈塑性動力分析方法主要是對地震波直接輸入結構，完成結構的彈塑性性能分析。這種方法要求結構力學分析人員建立專門結構彈塑性恢復性動力方程，通過逐步積分法實現對地震過程中速度、加速度、位移等的時程變化，完成對建筑結構的描述。高層建筑結構彈塑性動力分析方法對建筑結構在強震的作用下彈性及非彈性階段的內力變化進行深入研究，有效對高層建筑構件可能出現的損壞、開裂、屈服、倒塌進行分析，提高建筑結構力學的分析效果。當前在國內的高層建筑結構彈塑性動力分析方法主要輸入地震波為隨機人工地震波，結構模型的計算多采取層模型。除此之外，高層建筑結構彈塑性動力分析方法還加大了對樓板結構變形的分析，使用并列多質點計算模型進行計算，對高層建筑結構的基礎轉動和評議進行研究，有效提高了對土體、基礎及上部結構耦合振動的模擬效果。
近年來我國還高層建筑結構彈塑性動力分析方法中對扭轉振動進行分析，取得顯著進展。高層建筑結構彈塑性動力分析方法能夠有效對高層建筑結構中存在的薄弱環(huán)節(jié)進行分析，提高對結構延展性、變形的實際分析效果。高層建筑結構彈塑性動力分析方法預計的破壞形態(tài)與實際地震的破壞效果非常接近，有效對地震危害進行防護處理，提高了高層建筑結構的防震效果。但是當前對高層建筑結構彈塑性動力分析方法的整體看法不一。部分人員認為采取大型高速計算機對典型地震波進行分析；但是部分人員認為典型地震波本身不一定能代表真正的地震，因此在進行研究的過程中要對研究算法進行簡化，對近似方法進行研究。隨著高層建筑結構彈塑性動力分析方法的逐漸發(fā)展，越來越多國家在進行高層建筑結構力學分析的過程中開始對地震波根據實際情況進行選取，模擬效果大幅提高。
3基于最優(yōu)化理論的結構分析方法
基于最優(yōu)化理論的結構分析方法主要是通過數學上的最優(yōu)化理論及計算機技術實現對高層建筑結構設計的一種新方法?；谧顑?yōu)化理論的結構分析方法有效實現了對結構設計的被動分析道主動設計的轉變，提高了高層建筑結構設計的靈活性，對設計具有非常好的促進效果。基于最優(yōu)化理論的結構分析方法對空間的要求較為嚴格，設計過程中要保證以最小的質量產生最大的剛度。因此，設計人員要對框架剪力墻結構中的剪力墻進行充分分析，實現墻體的優(yōu)化布置和數量選取，提高基于最優(yōu)化理論的結構分力學析效果?；谧顑?yōu)化理論的結構分析方法中要求保證適度的剛度，對剛度要進行嚴格控制。尤其是在分析剪力墻與地震作用的時，要對剪力墻剛度進行優(yōu)化設計，確保建立正確的最優(yōu)化剛度模型，提高基于最優(yōu)化理論的結構分析方法的模型實際應用效果。目前我國的基于最優(yōu)化理論的結構分析方法發(fā)展還不全面，在進行單位建筑面積上剪力墻慣性矩度量指標設計的過程中還存在較多問題。我國的基于最優(yōu)化理論的結構分析方法仍處於研究和發(fā)展階段。高層建筑結構力學分析人員要對基于最優(yōu)化理論的結構分析方法中的數學模型進行深入研究，對剪力墻最優(yōu)剛度進行有效分析，從本質上提高數據分析處理效果，拓寬基于最優(yōu)化理論的結構分析方法的應用前景。
4基于分區(qū)廣義變分原理與分區(qū)混合有限元的分析方法
建筑結構課程是高職高專建筑工程技術專業(yè)的一門核心課程、專業(yè)必修課程，是建筑工程技術專業(yè)后續(xù)課程的基礎課，同時也是本專業(yè)崗位技能的重要組成部分。課程主要培養(yǎng)建筑工程結構行業(yè)從業(yè)人員的材料選用、基本構件計算和驗算技能，在教學過程中有意識地培養(yǎng)自學能力、分析問題和解決問題的能力，以及認真負責的工作態(tài)度和嚴謹細致的工作作風，為學生就業(yè)打下堅實的基礎。課程以《建筑制圖》、《建筑材料與檢測》、《房屋構造與CAD繪圖》和《建筑力學》的學習為基礎，同時與《地基與基礎施工》、《砌筑體結構施工》、《鋼筋混凝土結構施工》等課程相銜接，共同打造學生的專業(yè)核心技能，對培養(yǎng)工程技術應用型人才有著重要作用。
1課程現狀
建筑結構課程是一門重要的專業(yè)基礎課程，目前在建筑工程技術專業(yè)中均開設本課程。隨著高職院校生源結構的變化和以職業(yè)能力為人才培養(yǎng)目標的實施，課程內容需要改變以往的教學方式，重新整合教學內容。目前建筑結構課程存在以下問題：1.1理論性過強，學生基礎薄弱，掌握較困難建筑結構課程是一門理論性較強的課程，目前單招生源學生基礎普遍薄弱，難以掌握復雜的計算，在一定程度上降低了學生學習積極性。1.2與實際工作崗位對接存在問題，不能完全滿足崗位能力需求傳統的授課內容已經不能滿足實際工程的應用需要，以培養(yǎng)職業(yè)能力為導向，需要對課程內容進行調整和整合。1.3學生識圖能力較弱在畢業(yè)生從事的工作崗位上，普遍要求具有一定的施工圖識讀能力，在以往建筑結構課程內容中施工圖識讀沒有涉及，學生識圖能力較弱。
2改革途徑
2.1教學內容改革
2.1.1融入結構識圖內容識圖能力是建筑工程技術專業(yè)學生的核心職業(yè)崗位能力之一，在施工員、預算員、材料員等“員”崗位中，均要求具備一定施工圖識讀能力。在以往建筑結構課程中，施工圖識讀部分的內容并沒有涉及，因此，建筑結構課程必須將結構施工圖的識讀納入，作為重點教學內容之一。在教學中，主要講授鋼筋混凝土結構與砌體結構的結構施工圖的圖示與識讀方法，并采用實際工程的施工圖作為示例，引導學生掌握施工圖識讀方法，培養(yǎng)學生崗位職業(yè)能力。2.1.2結合規(guī)范，強構造，弱計算。結合建筑結構方面的規(guī)范，如《混凝土結構設計規(guī)范》、《砌體結構設計規(guī)范》以及《建筑結構荷載規(guī)范》等規(guī)范條文要求，重點講授結構構造方面內容，相應的弱化構件計算部分的內容，以“夠用，適用”為原則，適應高職院校學生生源結構，圍繞崗位職業(yè)能力要求的知識點開展教學。2.1.3以職業(yè)能力為導向，采用模塊式教學，整合教學內容教學內容決定著學生在課堂中是否能學到實用的技能知識，因此教學內容是教學改革的重點。摒棄以往陳舊的和脫離實際的教學內容，適應社會對人才的需求，以職業(yè)能力為導向，對建筑結構課程的教學內容應進行整合和合理取舍，改變以結構專業(yè)特點所形成的教學內容，把職業(yè)崗位所需的知識內容有機的融合起來，采用模塊式教學，重新整合課程的項目模塊。根據職業(yè)能力的要求確定建筑結構課程的項目模塊，其課程內容的項目模塊包含七個模塊，分別為：項目模塊一：建筑結構基本知識；項目模塊二：建筑結構材料的力學性能；項目模塊三：桿件基本受力方式；項目模塊四：預應力混凝土知識；項目模塊五：砌體結構施工圖識讀；項目模塊六：混凝土結構施工圖識讀；項目模塊七：建筑抗震知識。
2.2教學方式改革
以職業(yè)能力培養(yǎng)為主要目標，將崗位職業(yè)能力要求融入到各個教學環(huán)節(jié)中。采用傳統的理論授課模式與討論式、研究式、啟發(fā)式的教學方法與現代化教學手段相結合方式，指導學生自學，突出學生的主體作用，發(fā)揮教師的主導作用。充分利用信息技術，利用課程教學資源庫等，改變原有的教學方式，從舊式的“填鴨式”、教師“獨角戲式”的教學方法轉變到啟發(fā)式、討論式、研究式教學方法上來，并利用現代教學手段充分調動學生的學習積極性，提高教學質量。
2.3考核方式改革
建立“以考核知識的應用、技能與能力水平為主的，平時的形成性考核與期末的鑒定性考試并重的，由多種考核方式構成、時間與空間按需設定的多層次考核綜合評定成績的課程教學考試模式”。知識學習與技能提高相結合，突出能力培養(yǎng)，強調平時過程考核，采用實行日?？己撕驼n程結業(yè)考核相結合的考核方法，總成績由以下三部分組成：2.3.1大作業(yè)：主要考核學生利用所學知識進行鋼筋混凝土綜合設計的綜合技能。根據學生題目的難度等級，采用口頭答辯、設計報告和講評三個環(huán)節(jié)進行考核，合格后綜合給出大作業(yè)成績，占20%。2.3.2課程實習考核知識點要求：以現場施工日志實訓記錄、口頭答辯、和學生日常出勤、學習態(tài)度和主動性四個環(huán)節(jié)對鋼結構實習進行考核；結合期末理論考試結果按照權重確定最終成績，過程考核和理論實踐并重，充分體現了考核評價標準的科學性，占30%。2.3.3期末考查：以試卷的形式，通過期末考試考核學生對于知識的掌握程度，此部分考核占50%。
3改革創(chuàng)新點與啟示
3.1以職業(yè)能力為導向，對建筑結構課程的教學內容應進行整合和合理取舍，把職業(yè)崗位所需的知識內容有機的融入教學，以“夠用，適用”為原則，適應高職院校學生生源結構，重新整合課程的項目模塊，圍繞崗位職業(yè)能力要求的知識點開展教學。3.2引入現代教學方式，突出學生的主體作用，發(fā)揮教師的主導作用。充分利用信息技術，利用課程教學資源庫等，改變原有的教學方式，實踐表明，提高了學生學習積極性，有效的提高了課程教學質量。
作者:黃 艷 袁維紅 俞英娜 單位:蘭州石化職業(yè)技術學院
參考文獻
此方法在建筑物加固施工中較為常見，其優(yōu)點表現在鋼筋混凝土結構不用加濕、加固施工時間較短、外觀損害少、加固占用空間少等，所以也不會影響到原有建筑物的正常使用。但由于其加固效果主要取決于建筑結構膠的質量和粘接面的清潔處理，因此粘合的材料和施工水平直接影響到建筑物加固的效果，故通常用鋼筋混凝土構件的受拉區(qū)和薄弱部位的靜態(tài)構件加固。
1．2外包型鋼加固法
該方法主要是用型鋼外包于鋼筋混凝土結構構件的四角(或兩角、四周)，使得原結構構件在截面增加不多的情況下承載能力大幅度提高。分干式外包法和濕式外包法兩種，一般建筑物的加固設計多建議采用濕式外包型鋼法，可以更有效的提高結構的承載力。外包型鋼加固法受力可靠、施工簡便且工期短，但鋼材用量較大，加固施工及維護成本較高，所以，對于一般房屋建筑的加固和高溫場所的結構加固不適合運用這種方法，主要運用的建筑物的梁、柱及屋架、橋架上。
1．3碳纖維加固法
此方法是用樹脂膠結合材料將碳纖維布或碳纖維板粘貼在結構表面，從面提高結構承載力的方法，其主要優(yōu)點表現在材料重量小、強度高，無需擔心結構腐蝕，施工方便且適用面廣，施工成本及材料價格都比較低，是現代建筑結構加固設計施工中最常用的方法。但其耐高溫性能較差，要求的使用環(huán)境溫度不得超過600C，否則必須采用相應的保護措施。
1．4增加構件截面加固法
顧名思義就是通過增大結構構件截面尺寸的方法，以提高其承載力和滿足正常使用的傳統加固方法。在建筑物加固施工中技術比較成熟、加固效果好、經濟、適用面廣，但施工程序復雜、濕作業(yè)工作量大、工期長且對房屋的空間和美觀程度會有較大的影響，此方法在現代加固設計施工中已逐步減少使用。
1．5預應力加固法
此方法是采用加預應力的鋼拉桿、鋼鉸線或型鋼支撐來提高結構構件承載力的方法，是卸載、加固及改變結構受力三合一的加固方法。主要是由于預應力與荷載的雙重作用，導致拉桿產生了軸向的拉力加固過程中預應力產生了偏心受壓，進而增加了構件的抗彎能力，減少了外荷載的效應，最終緩解和控制了結構受彎變形的程度，與此同時使得構件斜截面的承載力也被大幅度提高。其缺點是加固施工需要專門的預應力施工工序及機具備，且要求的使用環(huán)境溫度不得超過600C，否則必須采用相應的保護措施。
2房屋建筑結構加固施工需要注意的問題
在房屋建筑物結構加固的施工過程中，在做好前期設計與材料設備準備之外，還需要注意掌握施工技術的要點和相關方法，認真閱讀設計文件，編制必要的施工組織設計并對施工人員進行現場施工交底。施工時嚴格按照加固施工相關技術規(guī)范工求進行施工，及時向設計單位反饋加固施工效果，必要時修改加固方案。施工過程中雖然有一些相對比較簡單的工作，例如:對原有結構的考察、取樣、實驗以及評定等，此項工作對于整個施工過程來說非常重要的，它不僅關系到加固設計方案的確定，更關系到加固施工方案的確定，所以需要認真對待每一個工作，盡量做到細致。對原結構及新進場材料的取樣、檢測試驗需要有相關資質的專業(yè)單位進行，并能夠出具權威的檢測評定報告。對不符合設計要求的新進場材料，堅決不能使用房屋建筑加固施工過程中需要充分利用原有結構的承載能力，盡量減少對原有結構的破壞。在施工設計過程中，施工設計人員需要認真的分析、適當的測試、對原有房屋的結構和承載能力做出準確的判斷后，統籌規(guī)劃，制定出合理的施工方法，最好是請專業(yè)人員審核通過后再進行施工。加固施工完成后應按《混凝土加固技術規(guī)范》的相關要求進行驗收。
1.2建筑結構設計的規(guī)則合理對抗震設計的影響在建筑設計的過程中，應該遵循優(yōu)先選擇的規(guī)則。在這座建筑設計的過程中，建筑平面、剖面和三維表面都要表現出簡單規(guī)則和對稱性的特點。此外，建筑結構的側向剛度強度也要分布均勻，使建筑的質量能夠均勻分布，這樣就能夠有效防止建筑物出現突變。為了實現建筑結構體系的科學合理性，我們必須首先確保設計能夠具體、明確，其次還要保證建筑結構的結構設計能夠科學合理，在這一過程中需要考慮到承受力需要合理分布，這樣我們就可以在施工過程中保證，可以使得施工根據設計圖來進行。建筑的形狀規(guī)則的合理性，可以有效分散地震的破壞性，能夠保護建筑物的完整性，從而在一定程度上提高建筑的抗震性能。
2房屋建筑的筑抗震設計
2.1建筑抗震設計的規(guī)劃與布局良好的抗震能力將對建筑設計建筑能夠提高建筑的抗震性能，建筑的布局更加復雜，這樣就會導致建筑防震能力出現下降。在剪力墻設計的過程中，需要認識到剪力墻是建筑結構抗震的一個最重要的部分，建筑結構的設計需要按照抗震要求來進行設計。建筑的剛度需要分布均勻，在大廈電梯的設計過程中，可以有效地防止由電梯人員由于地震偏心扭轉效應的影響。對建筑的整體設計而言，設計師應該在抗側力構件的布置設計過程中，將建筑設計建和抗震設計有機地融合在一起，這將大大提高建筑物的抗震能力。
2.2垂直設計對建筑抗震性能的影響在建筑設計的過程中，建筑的垂直布置設計就是將建筑的質量和剛度沿垂直方向上進行均勻分布。如果建筑的負載剛性比較差，將使得建筑的承載能力不足，所以它會很容易在地震中出現變形，成為不利抗震的一個薄弱環(huán)節(jié)。在建筑設計的過程中，垂直設計可以有效避免這個問題，在設計的過程中，如果兩層樓都是緊挨著的，其實際的功能也是不一樣的。研究表明，在眾多的地震，建筑物的豎向剛度能夠均勻分布，這樣使得建筑受到地震的影響會比較小。
2.3建筑墻體和屋頂的設計在進行房屋建筑設計的過程中，建筑的重量越輕，它在地震受到的損壞程度就會越小，其結構的穩(wěn)定性也會大大提高，這樣的房屋的抗震能力是非常高的。因此，如果我們要減少建筑物在地震中的破壞程度，在建筑的墻體和屋頂中需要使用一些輕質材料。
2.3.1墻體的設計：建筑墻體的設計，為了使建筑質量變得更輕，有必要使房屋的墻體變得更輕。如果墻體本身具有很大的重量，這樣就會降低建筑的抗震性能，使得建筑在地震過程中遭到摧毀的可能性更大。因此，需要嚴格選擇墻體的材料，保證墻體的重量。
2.3.2屋頂的設計：:在屋頂的設計中，也要盡可能地采用安全輕質的材料，這樣就能保證墻體不會承載著一個重量很大的物體，影響墻體的穩(wěn)定性。建筑的屋頂不應該增加一些不必要的承重原件，這樣就會使得建筑的重量得到增加，會影響建筑的抗震性能。
2.4建筑結構抗震取決于根據其承載力根據靜態(tài)分析的理論，分析地震作用的慣性力，結合彈性力學和地震作用進行計算，對建筑的結構和構件在地震中的彈性位移進行分析，以確保施工的強度，保證建筑結構的安全性能。對建筑結構進行抗震設計要依據其承載能力，要計算出其承載力，我們可以采用傳統的設計計算方法，所以這些設計很容易被設計人員應用，這種方法主要是對慣性力的分析，在地震作用下，把建筑結構可以看成一個彈性整體，選擇相應的計算來計算結構在地震中的固有頻率值，最后采用彈性的計算方法對結構的抗震性能進行分析和計算，根據承載力合理選擇房屋建筑抗震設計的方案。
1案例概況
本工程為辦公樓，初步方案為框架結構，但是為了減少造價改為砌體結構。根據建筑抗震規(guī)范規(guī)定該建筑所在的城市抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0．159，設計地震分組為第一組，設計使用年限51年。建設場地為II類，基本風壓為0．35KN/m2，基本雪壓為0．35KN/m2。結構層數為4層，結構形式采用磚混結構，基礎采用條形基礎。
2結合案例
進行對建筑節(jié)誒狗優(yōu)化設計措施進行分析
2．1建筑結構形式設計
戶型選擇主要由建筑類型與功能決定，而建筑設計方案決定建筑類型與功能。在建筑結構形式優(yōu)化沒計中，砌體結構與底部框架剪力墻結構是設計的主要部分。根據本次案例的實際情況，文章做一下具體設計:
(1)加強砌體結構設計。磚砌體是建筑承重與抗側移的結構部分，可以靈活的布置建筑平面，但不適于做躍層結構與受力大的突兀結構。為了有效減少建筑構造柱的配筋，可在保證建筑安全性的基礎上，建至少道縱向墻體，而且門窗開洞寬度不超過2．1m。
(2)加強底部框架剪力墻結構設計。在該設計中，如果底部框架剪力墻豎向抗側力構件不連續(xù)，極易出現受力不平衡問題，所以必須嚴格要求建筑平面。設計底部框架剪力墻結構時，應盡可能將承重墻設計在框架梁上，若將墻體設于次梁上，則需加大建筑部分結構的配筋，如該次梁、主梁、框架梁，并加厚該次梁樓板。下圖1為優(yōu)化后的梁布置圖。(3)此外，結構樓板應在填輕質材料的基礎上，才能進行錯層。在建筑戶型設計中，為便于布置臨街面柱網，應在臨街面布置大房間，而背面則布置小房間，如衛(wèi)生間、廚房等。
2．2建筑剪力墻設計
在剪力墻設計過程中，連梁設計是其中的關鍵部分。連梁連接建筑各墻肢形成聯肢墻，增加了制約墻肢的條件。建筑結構的地震作用隨著連梁剮度的增大而增大，而連梁與墻肢的分配內力也隨之而增大，因此需適當增加構件配筋量，才能保證建筑的安全．性，但會浪費建筑材料。所以，設計建筑結構時，經驗豐富的設計師通常不采用剛度大的衡下墻作為連梁，而是將連梁設計為弱連梁，減小截面與剛度。此外，建筑結構設計不儀要符合剛度和變形條件，還必須綜合考慮建筑抗力、變形、經濟等方面，盡可能合理布置建筑抗側力構件。可見建筑結構抗側力剛度隨著剪力墻數量的增多而加大，結構位移也隨之減小，但建筑結構地震力會因此增大，從而不利于控制建筑結構造價。所以在進行布置剪力墻時，要把周邊弄的更加均勻，可以運用對稱、分散等原則，在設計的時候一定要以建筑規(guī)定的水平位移限值為標準，適當的控制剪力墻數量。
2．3建筑細節(jié)設計
建筑結構設計優(yōu)化中主要體現以下幾個方面:加強建筑結構局部構件精細設計，如設計現澆板時，盡可能將異形板劃為矩形板，從而使建筑合理受力，并避免拐角出現裂縫;選擇冷軋帶肋鋼筋作為建筑底部框架抗震墻的底框梁箍筋，減少箍筋量，達到降低造價和便于施工目的;結合結構優(yōu)化設計理念與計算機技術，使計算仿真優(yōu)化設計思路廣泛應用于建筑工程結構設計。利用計算機建立建筑結構優(yōu)化設計模型，并利用計算機高效的優(yōu)化設計方法，使建筑結構設計達到優(yōu)化目的。優(yōu)化設計大型復雜的建筑結構時，利用計算機優(yōu)化設計建筑結構，具有傳統設計方法無法比擬的優(yōu)勢。所以，建筑結構設計人員必須具備一定的計算機知識與運用能力，有效利用計算機優(yōu)化設計分析建筑結構?？偠灾瑢τ跇嬙齑胧?，要緊密聯系規(guī)范進行設計，不要盲目的加大構造尺寸和鋼筋直徑大小，減小不必要的浪費。梁板柱的布置體系和受力體系盡量簡單合理，對于不需要設置梁的部位要簡化設置?？刂破鲶w砂漿等級?？刂苹A的埋深和合理選用基礎形式，對承載力特征值進行修正。
1．1方案選擇的合理性設計方案的選擇是十分重要的，不僅關系到以后工程的質量和結構，還影響著人們的居住。在結構方案的選擇上，要遵守科學、合理、發(fā)展的原則，而且由于很多種因素都對設計方案造成影響，所以設計出來的方案就是多種多樣的。方案設計出來了，又面臨著合理的選擇上，方案選擇的不好，日后發(fā)生的后果不堪設想，所以應該進行認真的分析比較，選取的方案既要科學合理，又要經濟，所以方案的選擇很重要。在對設計方案的可行性進行選擇的時候，要對建設地及施工材料等進行全面的分析，保證每一個環(huán)節(jié)的科學合理，還要有專業(yè)人士對各種影響設計的因素進行評估分析，選擇出科學合理的結構概念設計方案。
1．2結構簡圖的科學性結構概念設計首先要有科學專業(yè)的理論作為支撐，而且一般情況下利用結構設計簡圖對結構概念設計的合理性進行評估。在結構簡圖的選擇上，要遵照安全和準確的原則，選取合理的簡圖。因為如果選取的簡圖不夠科學，那么相應的結構概念設計也會出現相應的錯誤，甚至對工程的質量問題造成巨大的影響。所以說，結構設計簡圖在制作時應該做到精確、科學，使出現的誤差也在可控范圍內，應該進行嚴格的審查，保證簡圖的質量。
1．3對計算的結果進行準確分析隨著社會和經濟的發(fā)展，信息技術被廣泛的應用，特別是在數字的計算等方面設計出種類繁瑣的計算軟件，可是各計算軟件在計算的結果上確實各不相同，讓使用者也不知道哪個是正確的，所以在工程的設計中計算工作經常出現混亂。在進行設計時，軟件的選擇很重要，應該對各個軟件進行系統化分析，根據工程的實際情況和設計的原理等，選擇適合的軟件，確保計算結果科學準確。
2如何在結構設計中運用概念設計
2．1建筑場地的合理性選擇建筑場地的選擇影響著結構概念設計的結果，所以說對結構設計來說非常重要。建筑場地的選擇要符合施工的條件，同時滿足采光、水電、噪音等多方面的考慮。最重要的一點，就是應該考慮建筑場地的抗震能力。選擇的地點必須是抗震效果比較好的地點，以免發(fā)生危險的情況。一般在工程的初步設計之前就要進行建筑場地的科學選址和勘察，如果施工場地確實不允許，又必須在此進行建設，那么就應該做好科學有效的手段來降低危險系數。
2．2建筑基礎的科學化應用建筑場地進行合理選擇后，緊接著就是對建筑基礎的科學化選擇上，在選擇的時候要根據建筑場地的地形和地質結構等進行分析，選取合理的建筑基礎。一般在建筑基礎的選擇上有以下三種情況:
(1)樁基礎。在地質比較松軟或者負重比較大的情況下，大多會選擇樁基礎，因為樁基礎能夠使下部對上部進行力的承載;
(2)箱形基礎。箱形基礎的安全性比較高，抗災能力比較強。一般高層建筑中會應用箱形基礎。是因為箱形基礎使下部的承載力實現均勻分配，保持地基的受力均勻;
(3)筏形基礎。筏形基礎能夠實現分散建筑上部結構承載力，是下部承載力減弱，對地基進行力的控制，不出現地基的不均勻沉降。
2．3結構規(guī)則的合理應用建筑結構中只要保證非結構件的正常穩(wěn)定運轉，就能使建筑材料的成本實現降低，因此主體建筑結構的選擇，要做到合理、科學和對稱性，在多數的施工中，實現抗側力主體結構的對稱，所選擇的平面結構也應該是容易形成對稱結構的。當然，具體情況具體分析，還要根據實際情況進行選擇，同時符合平面工程的科學設計。
2．4抗震抗災能力的強化建筑設計和施工的成功與否，不只是外型和質量的方面，還有抗震抗災上的需求。所以機構概念的設計，要考慮到抗震抗災的問題，在設計時要多增加防線，以期實現減弱地震的危害性。當然結構的變化也能起到抗震抗災作用，比如安裝特定的原件，使得建筑體對地震的破壞力進行有效的減弱。
2．5結構剛度科學化選取建筑結構在剛度的選擇上至關重要，而且在建筑結構概念設計中也必須遵守剛度的要求。結構剛度可科學化選擇，是保證工程質量的有效措施，還能夠對地震等災害起到危險性降低的作用。與此同時，結構剛度的科學化選取還能擴大空間的占有率，使建筑平面的利用率等都能得到合理的利用。
3實施結構概念的措施
為了提高設計的科學性和合理性，同時保證工程的質量和安全，在進行結構概念的設計時，主要運用以下幾種措施:
(1)在建筑場所的選擇上，要選擇抗震性能比較高的，如果選擇的場所抗震性能較差同時還必須在此施工，那么要進行科學的補救措施，以免造成不必要的危險;
(2)在結構材料的選擇上，要選擇抗震系數比較高的結構材料，而且選取的材料還應具有良好的均勻性，滿足抗震的要求，保證安全性;
(3)在結構構件的組合上，添加贅余等組件，減小地震的破壞性，也可以多增加防線;
(4)在構件的延性上下功夫，通過采取多種有效的手段，提高剛度和承重能力，增加抗震的能力;
(5)在構件的連接上，保證結構的整體性和統一性，加強對節(jié)點的控制，保證其連接的質量;
(6)實現所有設計的完全一致，在相關的數據等方面做到精確一致，保證方案的科學化和合理化。
1.1地震震動對煤礦建筑物地基的影響地質巖層中的巖石大多處于靜止的狀態(tài)，但是在地震區(qū)的地層會產生大量的能量，并將這些能量傳到地表。這種能量將使巖石在不同的方向上移動，圍巖也會有一定的擾動，能量再次以波的形式輻射周圍的干擾。在理論研究中，我們將以這種形式來跟蹤波形進行顯示。礦區(qū)建筑物附近的波傳遞的能量的作用下，也有一定程度的擾動，如波的傳播距離和大小為基礎的干擾程度，當波能量較大時礦山建設將大幅度波動，當波的傳播距離和傳輸出來的能量較小，礦區(qū)建筑物受到的干擾就相應減少。礦區(qū)建筑物的地基一般的埋深比普通的建筑物要深，這也是為了滿足設計中的需要，大量使用厚度要求比較高的土壤。在基礎建設中，將使用打夯機不斷夯實地基土，定時檢測夯實機的壓實效果，但在受地震區(qū)的晃動會使地基的影響更為劇烈，使土壤松脫的現象也更為嚴重，不均勻沉降會比較厲害，如果一個較大的地震影響地基，將出現整體塌陷的現象。另外，在地震震動發(fā)出的能量在影響地基土質的同時，還會擾亂地下水的流向，將整個地下基礎結構徹底改變，出現很多設計中無法預料到的可能性發(fā)生。這都會嚴重的影響地基的承載能力，后期會導致結構失穩(wěn)。
1.2地震震動對礦區(qū)建筑物伸縮縫的影響在礦區(qū)建筑物的設計開始就充分考慮了建筑因各種原因發(fā)生不均勻沉降變形，設計師將設置沉降縫的施工目的就是要考慮到建筑物可能出現的變形，為了建筑的變形靈活的起到保護的作用。但在受到地震的晃動，地基基礎已經出現不穩(wěn)定的現象，不能以設計值進行正常沉降，礦區(qū)建筑可能是整體偏移或者不規(guī)則變形。在這個時候，早期的建設是保護建筑物伸縮縫將沒有任何保護作用。在地震中，巖石與巖石之間的摩擦，產生大量的熱量，在一個短時間熱不會很快消散，從而影響周圍建筑物。在礦區(qū)建設中，受地震產熱溫度的影響，會造成很多的傷害?；炷敛牧显诓煌瑴囟鹊挠绊憰霈F變形甚至破壞。在高溫下的混凝土，將失去良好的抗壓能力。高溫出現會由于預應力材料的能量損失。材料的變形會引起結構變形，施工縫也未能發(fā)揮其應有的設計效果。
1.3地震震動對煤礦礦區(qū)建筑物受力的干擾對煤礦的建筑物地震影響，改變了不可逆扭轉變形。煤礦礦區(qū)建筑結構在地震作用下的受到彎曲應力，以及很常見正向和斜向壓力的共同作用。在受力結構的重新分布的結構層中，由于煤礦建筑是一個剛性整體，基本沒有柔性基礎作為保障，彎曲和扭轉荷載在假設階段都沒有納入設計的范圍，設計中也不考慮對結構的影響，結構在原來的拉伸載荷而仍在彎曲載荷下工作。在許多的受力結構中，最初由構件軸心受壓，在很短的時間內將成為偏心(包括大偏心和小偏心)受壓。彎曲和扭轉作用下的另一種組合結構形式。
2如何降低地震震動對礦區(qū)結構物的影響
無論爆破震動的機理是怎樣的，它都對建筑物產生了很多的破壞作用。鑒于此，我們就要提出相關的方案，降低地震震動的危害。
2.1加大施工材料投入力度在地震時，會在短時間內產生巨大的外部荷載，在施工中對于材料的等級可以適當的提高，可以增大材料成本的開支，原來使用C30的混凝土級別可以調整至C50，鋼筋的分布密度也可以相應的提高。用這樣的辦法加強煤礦結構物的抗震等級。對于材料的選擇要盡可能的選擇強度較強、耐久度較好的使用，對于設計的要求在施工中必須嚴格遵照，不得出現擅自偷工減料的現象，對于施工的工藝也要嚴格的要求，把好每一道關，切實的做好施工的任務。用這樣的方法也可以在一定范圍中可以減低地震發(fā)生后對結構物的破壞。地震的發(fā)生無法控制，但是對于建筑物的強度安全完全可以控制。
2.2設計中考慮多方面因素現階段，我國在對結構設計的時候都要考慮到扭曲變形的因素，在一些歐美國家對于扭曲變形已經有較為嚴密的規(guī)定和要求，我國也在不斷的探索研究這一細則。在設計結構規(guī)范中必須考慮到結構物所受到的彎曲和彎扭變形，結構物在受到這類組合力的同時會出現相應的結構變形，必須控制好變形的范圍，保證結構物的正常使用。例如結構物大偏心受壓的時候，結構內部的鋼筋承受抗拉強度的同時還要分一部分的抗壓強度，通常意義下鋼筋的抗壓強度值較低，不會使用鋼筋作為抗壓材料，一旦出現此類情況就要控制材料不會出現脆性變形，避免出現材料的失穩(wěn)破壞。在設計研究礦區(qū)結構物的構建當中，就要考慮到這些原因，此外還要將以往整體剛性基礎轉換為柔性基礎，來應對地震中出現的不規(guī)則應力狀態(tài)。改變結構的不同受力適應能力，可以有效的避免結構物在地震當中受到更多的破壞。
2.3控制地震對結構物影響效果在地震震動中產生大能量的波，會是周邊的礦區(qū)建筑物發(fā)生小幅度的位移。為了控制地震震動對結構物的影響，事先要對結構物作位移測量，觀測好結構物周圍的地質情況，來確定礦區(qū)建筑物較為可靠的破壞標準。
2.4考慮礦區(qū)建筑物和震動之間的關系在結構的分析計算中，頻率計算是一項重要的計算準則。建筑物自身頻率和地震產生的頻率處于一個量級的時候，最容易發(fā)生共振的現象，對于結構物的損壞也是最大的的。為了有效的避免這樣的情況發(fā)生，將地震對于建筑物的影響程度降至最低，我們就提出了關于波形的理論研究。在波型的運動傳遞理論來解釋這一現象，當地震波傳遞到礦區(qū)建筑物時，產生的波形與建筑物的形狀和振動波形融合，如果兩個波形的峰值（階層）狀態(tài)處于同一位置上時就會使得結構發(fā)生共振。當兩列波的波谷相互接觸時，對于礦區(qū)結構物不產生任何影響。為了保護礦區(qū)建設，術人員會盡可能的兩個波峰和波谷相互錯開，能量相互抵消可以有效的保護建筑物。在地震多發(fā)地區(qū)中，對于煤礦礦區(qū)建筑物之間設立多個震動檢測站，對傳遞過來的能量作出初步的估算，好讓技術人員可以掌握第一手的技術資料，為以后建筑物的維修和新的結構物構建提供了技術支持。
3地震破壞準則分析
礦區(qū)結構物在地震中的損傷和受到地震波及其結構的特點研究的不斷深入。對于地震的振幅和頻率譜，兩種元素決定了地面結構物的運動特性，對于結構的運行描述，地震中的能量有直接對結構物的影響，同時還存在其他的最大響應幅值和頻譜結構。當地震的持續(xù)時間不同，對于建筑物的損傷也不同。時間越長，建筑物受到的累積損傷值就會不斷的提高。單一參數的地震破壞準則被認為超出結構第一最大響應值。在對地震現實的模擬情況中，所構建出來的模型可以很好的模擬地震時發(fā)生的情況，這是因為計算模型在使用中十分的簡單和方便，也得到了很廣泛應用。然而，它沒有考慮到結構的影響，因而不能反映故障全體過程。地震危險性分析和實驗結果表明，結構的最大響應和累積損傷邊界的相互作用形成了相互的關聯。隨著累積損傷的時間增加，對于結構的損傷值也在不斷的提升，最大響應的控制范圍不斷減少；同時，隨著結構的最大響應的增加，累積損傷減少了控制界限。結構的地震破壞是由于地震波大聯合作用引起的幅值和循環(huán)加載。實際的地面震動的相關運動是非常復雜的載荷加載過程，它包括水平，垂直，扭轉振動成分組成，不同的地震水平，不同的距離，不同立地條件下，地震動態(tài)和各種地震成分比例不同。因為部件在高強的荷載之前出現失效，在這樣的作用下礦區(qū)建筑結構的各種振動不同的模式，實際地震動作用下礦區(qū)建筑中復合材料的出現失效模式，相應的地震損傷標準也隨著地震時間的變化而變化，對于結構中穩(wěn)定性能也有更高的要求，加強高性能的材料就是最為有效的辦法之一。
作為建筑工程項目開展中的一個重要環(huán)節(jié)，建筑結構設計不但會關系到建筑工程項目的順利開展，而且還會影響到整個建筑工程質量。所以，相關單位要充分重視建筑結構設計工作，并且采取科學有效的方法有效提高建筑結構設計水平。在其中合理地運用概念設計方法，可以有效地優(yōu)化建筑結構設計方案，提高建筑結構設計水平。因此，設計人員要在建筑結構設計中要積極、合理地運用概念設計方法。
1概念設計概述
所謂的概念設計即為在尚未經過數值計算，特別是在一些很難通過相關的規(guī)范制度做出明確規(guī)定或者是很難進行精確理性分析的問題當中，根據整體結構體系以及分體系彼此之間存在的力學關系、試驗現象等總結獲得的設計思想與設計原則，以此來從整體上來完成對建筑結構的總體規(guī)劃與布置，有效管理與控制抗震細部方法等［1］。在建筑設計方案制定的時期，這一設計方法可以更加科學、合理地完成對結構體系的構思、建立以及選擇等，進而能夠獲得更加準確以及概念清晰的方案，從而為后期的設計奠定堅實的基礎，進而提升其經濟性以及安全、可靠性。
2概念設計在結構設計中的重要作用
2．1有效彌補計算機設計中存在的缺陷
在采用計算機完成建筑結構設計方案的時候是會存在許多缺陷的，其無法正常完成方案初步設計工作。這是由于計算機設計往往會為設計師造成一定的錯覺，會使得設計人員覺得計算機程序的運用簡單易行，因此就會對計算機軟件產生過度依賴的心理，于是就不會去專心地研究與學習結構概念的相關知識，進而影響到其設計能力的提升。另外，一些設計人員會存在一種習慣，即會在設計過程中應用分析程序。然而其卻沒有充分意識到假如采用正確的軟件會使得設計效率與設計水平得到有效提升，而假如選擇的軟件是錯誤的，那么就會造成結構設計發(fā)生問題，會留下潛在的隱患。因此，為了能夠有效彌補計算機設計存在的缺陷，那么就應該合理運用概念設計，要鼓勵與引導設計人員積極地學習結構概念的相關知識，進而充分利用概念設計的基本原則制定出最為理想化的結構方案。
2．2有效優(yōu)化結構設計
對于每位建筑設計人員而言，其都需要充分地了解與掌握結構概念。因為利用結構概念可以幫助其創(chuàng)造出新的靈感以及更加準確、清晰的思路，可以幫助設計人員在充分遵循正確設計基本原則的基礎上，有效地防止概念混亂以及定性不正確等諸多問題的出現［2］。除此以外，工作人員在面對一些技術問題的時候，假如其可以充分了解概念設計，那么就能夠準確地找到問題的原因所在，然后再采取科學、有效的方法解決問題。在當前實行的《建筑結構設計統一標準》當中就涉及到概念理論，而且標準中明確提出了一個圍繞概念理論而制定的結構極限狀態(tài)設計準則，這一種設計方法會更加科學、嚴謹，進而可以有效提高結構設計的完善性與可靠性，有效地實現結構設計方案的優(yōu)化。
3概念設計在建筑結構設計中的應用策略
3．1在建筑場地選擇中的應用
為了可以有效地提升建筑結構設計的有效性與科學性，那么就必須要做好建筑場地的選擇工作，因為只有充分保證建筑場地的科學、合理性，那么才可以也使得后續(xù)建筑設計工作更加順利地開展，有效地確保其工作價值的實現。因此，在選擇建筑場地的過程中要合理應用概念設計。具體而言，必須充分注意以下要素:(1)地形因素。因為不同的地形也會對建筑結構產生不盡相同的影響，而且在大多數的情況下還會對其產生極大的制約，所以在開展建筑結構設計的過程中，必須要充分考慮到建筑結構設計的要求，考慮到建筑的實際情況，進而綜合考慮選擇出最為合適的地形。(2)地質因素。由于地質因素也會在很大程度上影響的建筑結構設計稅票，特別是對基礎結構設計具有較大的影響。因此，在選擇建筑場地的過程中，需要積極地開展全面、科學合理的評估以及分析，進而充分確保施工場地的地質能夠有效地滿足建筑施工的要求［3］。(3)抗震性因素。由于抗震性也會在很大程度上影響到建筑結構設計水平，因為只有在充分確保建筑結構有著良好的抗震能力以后，那么才能夠有效地確保建筑的使用安全。因此，在選擇建筑場地的時候，也要合理地應用概念設計，進而盡量防止在在那些極易發(fā)生震動的地方開展建筑操作。
3．2在基礎設計中的應用
建筑結構的設計人員根據建筑物的具體結構形式以及所處的地理位置，然后再充分遵循概念設計的基本原則，對基礎設計類型進行選擇。例如筏型基礎以及箱型基礎等等［4］。在具體采用箱型基礎的過程中，需要充分確保建筑物的負載能力，可以及時、均勻地傳遞給地基，這樣就能夠對地基不均勻沉降現象產生有效地抵御作用，而且使其可以有效地完成對周圍土體的協作互助，進而有效地提升建筑物的抗風以及抗震能力。在選擇使用筏型基礎的時候，就會使得建筑物上部結構存在著非常大的荷載。對于建筑而言，其具有非常小的承載能力，這一結構類型能夠使得建筑物上部得到有效的分散，而且使得地基獲得更大的承載能力，在此狀況下就會使得極不均勻沉降現象得到了有效的避免。
3．3在高層結構設計中的應用
在受到水平負荷作用時候，會造成高層建筑結構側移現象的發(fā)生，這是高層建筑設計的一個重點與難點問題，每位建筑設計工作人員都必須要給予充分重視。在具體開展結構設計工作的過程中，設計人員要充分遵循概念設計基本原則，不但要充分考慮相關的要求與標準，與此同時還必須要選擇更加科學、合理的抗側力體系，不但要對建筑物四周存在的其他建筑物的位置、結構等進行綜合、全面的分析與考量，而且還要對這些建筑物對所要建設建筑物的風壓布局所、造成的影響進行綜合的考量［5］，進而要在具體開展結構設計的時候，采取有效的措施努力提升建筑物的豎向荷載及其抵抗力，要合理地運用概念設計基本原則，努力加強建筑結構的抗震力，使其能夠保證平面結構的簡單性以及規(guī)范性?？傊诋斍翱茖W技術快速發(fā)展的時代背景下，也使得我國建筑行業(yè)獲得了跨越式的發(fā)展。然而，其在建筑結構設計方面還存在著諸多問題，那么為了能夠有效地提升建筑結構設計水平，就應該合理地應用概念設計方法，以此來有效地提升結構設計的完善性與可靠性，有效彌補在結構設計中存在的問題，優(yōu)化結構設計方案，有效促進建筑結構設計水平的不斷提升。
