结构设计研究大全11篇

结构设计研究篇（1）

关键字：建筑结构 功能 钢结构 开裂

中图分类号：TU3文献标识码： A

1、房屋建筑结构设计阐述

随着建设事业的不断发展壮大，结构设计也是非常重要的一个环节。建筑结构设计设计人员用建筑结构的语言，有：墙、柱、梁板等等，来表达出自己的设计理念。也就是说，结构设计主要包括结构设计，包含基础地下室设计，地上结构设计，结构设计包含两方面的基本内容：第一，结构的计算设计，要充分考虑建筑设计的要求。要保证建筑物在两种状态下的计算，一种是构件在正常状态下的计算，另一种是构件在极限承载能力状态下的计算，比如说，疲劳强度的计算演算等。第二，结构的施工图设计1.构建措施2.图纸表述质量.在结构设计中的程序问题。在建筑设计中，设计很多，除了结构设计之外还有暖气通风设计、电气设计、给排水设计等等。另外，要做到设计要具有环保性、经济性、美观性、功能性等等特征，建筑设计应该要加以重视，设计关系到建筑物的质量问题。另外，建筑物的构件如果是有多种作用力同时发生的话就必须考虑全面，要把最不利的组合考虑进去。此外，抗震设计也很重要，在设计的过程中，要根据所在不同地区考虑建筑物的高度以及结构类型等实际的情况来进行不同等级标准的采用。而在计算与构件的要求都是取决于抗震不同的等级。

2、房屋建筑结构设计过程中存在的因素

2.1 部分结构设计不完善，存在着安全问题

有些设计将底层部分成为大的空间，这样就会使得抗震墙很少，而上部的砌体的抗震墙与与底部的抗震墙或者是框架梁没有对齐，这样就会造成结构体系的不合理；还有一些设计场地类别、抗震类别都选用不准确，进而导致整个结构设计的不合理不准确。一些混凝土的构件，特别是一些悬挑构件，其配筋率达不到要求，一些相差一半，甚至有些连一半都还达不到；一些结构设计与计算书没有保持一致，结构强度与计算的结果相差很大，设计存在着隐患；一些设计中的荷载取值不规范，有错算或只是漏算的现象发生等这些问题，这些都可能会造成隐患。

2.2 设计人员素质不高

一些施工图中，漏缺一些相关性剖视图、大样图以及系统图等；另外还有一些施工图表述不完整，甚至是对于一些比较重要的，应该由图纸反应的内容却只是进行了标注： “由设备厂家确定” 或者是“详见图集”等，施工图的细部大样不详细，工程的全貌就不能被很好的反应。另外，还有一些重要的设计参数、耐火等级、设计依据、安全等级、工程类别等等这些在设计说明中都没有明确标注。产生这些问题，与设计人员的态度有很大关系，对一些房屋建筑的设计没有引起重视，而仅仅是参照其他设计的成果，这样有很大的盲目性；还有些设计者没有建立正确的计算模式对结构计算的成果还缺少判断经验。另外还有一些设计者在设计过程中对一些设计方法与规范还没有很好的理解，这些都造成了设计的不合理，造成结构设计隐患。

2.3 构造设计中的问题

该问题重要是框架结构设计的问题以及地基基础设计问题，地基基础设计时经常会有的问题。例如，在高层的建筑物中，其基础的有效的深埋深度中有可能会出现不足的现象，对于桩基基础的选择不当就对于其完工质量造成影响，甚至是对其环境造成损坏。当桩间距不足，与相关规定不太符合时就不能保证试桩结果，当桩身的长度不足时，在挤土灌柱桩时，就不能穿越软土层的深度，不能与相关的规定所符合，这都是在设计中容易出现的情况。在框架的设计中，设计者往往忽视纵向型框架，而仅仅是重视横向型框架。抗震设计要求中，要按照两个主轴的方向分别进行计算。当没有进行抗震设计时，一些设计者就会按照普通连续梁的方法进行纵向框架的设计，这与相关的构造要求也是不相符合的。

2.4 结构计算问题

结构计算应注意的问题结构整体计算总体信息的取值： 混凝土容重（KN/m3） 取26-27，全剪结构取27，若取25，对于剪力墙需输入双面粉层荷载。计算振型数，取3 的倍数，高层建筑应至少取9 个，考虑扭转耦联计算时，振型应不少于15 个，对多塔结构不应少于塔数乘9。计算时要检查Cmass-x 及Cmass-y 两向质量振型参与系数，均要保证不小于90%，达不到时，应增加振型数，重新计算。地震信息中的“活荷质量一般折减系数”RMC 取0.5，具体问题时按照《抗震》5.1.3 条）。

自振周期应考虑填充墙体对刚度的影响进行折减。当添充墙为砖墙时，框架结构0.6-0.7，框剪结构0.7-0.8，剪力墙结构0.9-1.0。活荷载信息中“柱、墙活荷载是否折减”，一般不折减，“传到基础的活荷载是否折减”，应折减。

此外，很多建筑工程中出现了一些抗震结构不利或者是规划性差的问题，还有一些楼层错层的问题，而如果在高层的建筑中出现了大范围的错层的话，楼板的连续性就会出现问题，这种结构对于抗震是很不利的。一些高层的房屋建筑存在着薄弱层但是没有措施来补救。按照在高层建筑中对于抗震设计的一些要求，高层结构不能采用两种以上的复杂性结构。而如果是楼板的开洞过于太大，就会造成结构的不规则性，从而影响了抗震效果。

3、建筑构造设计应注意的一些问题

在构造设计中一些问题是应该要多加注意，比如说，屋面结构、雨篷应该要考虑满水荷载，在天沟雨篷的深度超过了500时，就应该在天沟以及雨篷的侧板上设置泄水孔，这时，水量可以计算至水孔的底面，另外还应该考虑到坡层的重量问题。挑檐转角在位于阳角以及阴角时要注意加强配筋。在结构平面图中，所有的受力构件都应该相对轴线来对定位尺寸进行标注。在连续跨梁配钢筋时，支座两旁的钢筋直径应该相同，便于钢筋穿过支座，以避免两边的钢筋都在支座锚固，这样就可能会影响到节点混凝土浇灌筑。对于现浇楼板面，在使用周期布置轻质隔墙时，可以将其每米自重的30%作为每平米楼面的荷载值进行计算。现浇板在埋设备暗管时，暗管的外径要注意，不能大于厚板的三分之一，交叉线管也要注意，要使管壁至板上下的距离不能小于25毫米。

4、结束语

房屋建筑的结构设计，是整个工程展开以及实施过程中的重点内容，为满足建筑的安全性、适用性和耐久性等可靠性要求，设计要做到平面布局和结构选型合理，因此要高度重视建筑结构设计方面常见问题，在工作实践中严格遵照设计规范、标准进行。设计要做到平面布局和结构选型合理，荷载取值准确且无遗漏，严格遵守有关设计规范、国家标准，以保证建筑质量。

参考文献：

结构设计研究篇（2）

中图分类号： TU3 文献标识码： A

地震灾害对人类的各种建筑的破坏，使人们意识到，建筑应具有足够抵抗地震灾害破坏的能力。近百年来，各国建筑抵抗地震灾害打击破坏的方式，基本都是大大提高建筑物结构的强度与刚度，以此来对抗地震作用的打击，然而地震――这种不可抗拒的自然灾害，仍然严重的破坏和毁灭人类的各种建筑，给人类的生命和财产造成巨大的伤害和损失。

世界各国的专业人士对建筑结构抵抗地震破坏的研究进行了几十年，现在终于意识到，人类自己设计建造的各种建筑，对地球自身释放能量产生的地震破坏是无法对抗的。因而，许多专家学者又都在寻求一种与地球自然规律不产生对抗或抗拒的减震设计方法，去适应“地震”这种不可抗拒的自然现象，这是人类对客观规律――地震释放地球内力的正确认识。建筑结构减震的设计的主要目的，是通过一种减震的装置（或构件），将不可抗拒的地震力与建筑物隔离开来，从而达到减少地震冲击力的破坏，使建筑物可以继续安全使用，这不是一件简单的设计工作。它需要既减小地震力的大小，又不能造成建筑变形过大、不稳定，甚至倾覆的危险。

建筑结构减震设计的理论和试验研究及震害实践表明， 如果要求建筑结构在遭受地震作用下不破坏或不倒塌， 至少应具备下列两个条件之一： 结构的主要部位有足够的强度储备；结构的主要部位对地震作用下的强迫变形有充分的适应能力。如果只是单纯满足前者， 往往需要耗用过多的材料，而且若遭受更强烈地震作用，结构仍可能破坏或倒塌。

从而提出结构抗震设计按两阶段设计，一是在弹性阶段按强度控制， 二是在弹塑性阶段按变形控制。这样设计出来的建筑结构， 既有足够的强度，又具有较大的延性及耗能能力， 能一定程度地适应强烈地震对结构产生的强迫变形。

一、建筑的延性设计

1、对建筑破坏构件的控制

在分析框架和抗震剪力墙结构倒塌模式的基础上，提出对破坏构件进行控制，使之发生期望的破坏形式，达到破坏影响在可控的范围内，使建筑结构既具有足够强度， 又具有足够延性的目的。实现途径是在结构的特定位置设置一定数量的人工塑性铰 ，对塑性程度及区域进行控制， 使得结构在强震时能形成最佳耗能机构。

2、对梁的延性设计

当连续梁的跨高比为5时，梁的延性和耗能性能都很好， 连续梁两端相对竖向位移的延性系数都在8以上，而且滞回曲线也相当饱满。当连续梁的跨高比降到1时，连续梁两端相对竖向位移的延性系数则降至3左右，而滞回曲线严重干扁，耗能很小，延性很低，最后在弯剪作用下破坏。抗震剪力墙的刚性连续梁，其跨高比往往仅为1左右，若要使其工作在弹塑性阶段作耗能构件，则需要对它的构造采取一定措施，以适应延性和耗能的要求。措施之一：是在0.5倍梁高的中心面上留一水平通缝；然后，在水平通缝的上下两侧各埋置钢板，；再后，在钢板上开有椭圆形的螺栓孔；最后，用高强螺栓把这两块钢板联结。

在竖向荷载、风荷载和小震作用下，高强螺栓把水平通缝分开的两部分连续梁联结成整体而共同工作，使刚性连续梁整体刚度不变，以保证其工作在弹性阶段；在强烈地震作用下，两块钢板发生相对滑动，原来跨高比为 1的刚性 连续梁将被分成两根跨高比为2的小梁协同工作。这样的设计方案，不仅使延性系数由原来3提高为10左右，还因为两块钢板之间的滑动摩擦，使其耗能能力也得到了一定程度的改善。

3、对柱的延性设计

虽然设计师们都不希望塑性铰发生在柱上，但是它们仍需具有一定的延性和耗能能力，才能保证强烈地震下建筑不倒坍。试验表明，采用螺旋箍筋的方式能较大程度地提高柱的延性和后期抗轴压的能力。

综上所述，建筑结构本身的延性耗能设计是可以靠提高建筑结构构件的延性耗能能力来实现的。建筑结构的延性耗能设计只能从建筑材料的配置数量和构造方式来实现，从而提高建筑结构的抗震性能。

二、建筑结构的耗能减震设计

建筑结构的耗能减震设计方法很多，但其基本思想是通过设计主动或被动的结构特殊体系的方式，使得建筑结构在强震时所受到的实际地震作用大大减小。这样设计的建筑结构强度和变形能力就无需像弹性法及延性耗能设计要求的那么高。因此，建筑结构的减震技术就有着极其广阔的发展和运用前景。

1、建筑结构的吸震耗能设计

这种方法主要是在建筑的主体结构上安装特殊的附加结构（如液压减震器、弹簧减震器等），地震时，这些吸震器会发生运动而吸收大量的振动能量， 从而减轻建筑主体结构的振动效应。还有一种方法是在筒中筒结构楼板与内筒壁处设置分缝（也可以设置类似液压减震器的设施），内外筒组成动接触体系，通过振动时两部分的微碰撞而互相吸能，降低整个建筑结构的地震反应。

2、建筑结构的阻震设计

在建筑结构的一些连接处或一些构件上装上一定数量的阻尼器，通过这些阻尼器的较大阻尼力去减少建筑结构的振动响应。如果阻尼器的性能可靠，则结构的减震效果是稳定可靠的。主要方案有:

（1）、在高层框架核心筒体的连接处，采用弹簧钢杆摩擦减震器和砂质减震器；

（2）、在结构的抗震缝、伸缩缝或沉降缝处，放置扭转梁阻尼器或挤压铅阻尼器；

（3）、耗能横缝填充墙：主要是在填充墙上设置耗能横缝。这种墙的左右与框架柱脱开，下部与框架固接，上部由水平耗能缝通过耗能器与框架相连。

3、建筑结构的隔震设计

这种设计方法是目前在我国研究得最多的方法之一。其基本原理是：在地震 作用激烈的传递路线上设置隔震层，使通过隔震层传到结构上的地震作用中断或减少。 这种设计方法有一个特点：通常伴随有阻震设计。其原因是隔震层同时设有特殊阻尼材料。

三、建筑结构的动力优化设计

建筑结构控制与减震设计的方法在具体实施时，还会存在一个优化设计问题，比如：吸震器和阻尼器的设置参数与位置的优化； 人工塑性铰的位置、 数量及次序的优化；隔震体系的相对滑移量与隔震效果之间的优化等。本文以框架抗震剪力墙结构为例，介绍结构的动力优化设计。

建筑破坏构件控制的理论要求： 对框架结构，在中震时塑性铰仅出现在梁两端；在大震时才会在柱根部出现塑性铰，以形成梁式侧移机构，在任何情况下节点始终处于弹性状态。对于抗震剪力墙结构，在中震时塑性铰仅出现在连系梁两端；在大震时才在墙体根部出现塑性铰。

根据实际震害和试验研究的墙体先于框架破坏的规律，通过对结构的优化分析得知，框架―抗震墙结构的最佳耗能机构为： 在中震时，塑性铰仅依次出现在连续梁两端、墙体根部及框架梁两端；在大震时才会在框架柱根部出现塑性铰。

通过调整框架与抗震剪力墙的侧移刚度比、柱轴压比、框架梁与柱及连系梁与墙体的强度比等参数，并保证梁端、柱端和墙体根部不发生剪切破坏( 或滑移 ) ，就可以控制框架-剪力墙结构的连系梁、框架梁、柱、墙体的开裂和屈服顺序，从而达到控制整个框架) 剪力墙的工作状态。其中，对带钢板的梁( 在0.5倍梁高处设有水平缝与钢板) 的双肢抗震墙，通过建筑结构优化分析得知，对带钢板的连续梁的最佳位置约在抗震墙总高度的0.5倍处，带钢板的（刚性）连续梁的弯曲刚度宜等于普通连续梁弯曲刚度的100倍左右。

这样设计的抗震剪力墙墙，在弹性阶段，建筑结构的整体性增强，侧向变形减小，比普通的联肢抗震剪力墙具有更强的抗侧向力能力；在弹塑性阶段，刚性连续梁将被分成两根0.5倍跨高的小梁协同工作，抗震剪力墙侧向刚度减小，延性和耗能能力增加。

通过调整刚性连续梁的位置、弯曲刚度和配筋率等参数，可控制普通连续梁 和带钢板的（刚性）连续梁的内力及梁端开裂和屈服顺序，从而达到控制整个剪力墙的工作状态。

结束语

总之，建筑结构的减震设计方法众多，但各种方法均有优点和缺点，应当结合建筑结构抗震设计的具体情况选择其中几种进行优化组合。合理的结合使用 荷载、风载和地震作用等以及抗震设防“三标准和两阶段”适当的选择减震的方案和设置参数。

参考文献：

[1]潘鹏，叶列平，钱稼茹，邓开来，何瑶；建筑结构消能减震设计与案例[M]；清华大学出版社，2014年1月

[2]中国建筑标准设计研究院 ；建筑结构消能减震（振）设计（09SG610-2）[M]；中国计划出版社；2009年4月

结构设计研究篇（3）

Abstract: In the paper, firstly, from an analysis on the theoretical and practical significance of the multi-storey steel structure, it concludes that for the advantages and broad market prospect, multi-storey steel structure can be the new econmic growth point for the design institute. Secondly, with the market survey, the project design and some technical points in the implementation process of the multi-storey steel structure are put forward. Finally, illustrated by the engineering cases, how to achieve the above technical points in practice is expounded.

Key words: multi-storey steel structure; steel frame; supporting; SP board

中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

一、多层钢结构建筑的优势和发展前景

多层钢结构建筑作为一种较为新颖的结构形式，近几十年来在世界范围内的应用越来越普遍，广泛地应用于公共建筑、商业、住宅、办公楼等类型的建筑中。但由于以往在国内相对缺乏对多层钢结构领域的研究，以及经济造价方面的考虑，多层钢结构在我国的应用主要是近十年的事，并且项目的总体规模不大，主要集中在超市、住宅等方面。

但是多层钢结构作为一种先进的建筑技术，是社会经济发展和科技进步在建筑业的产物，符合建筑产业化以及建筑资源可持续发展的要求。并且，钢结构具有如下优点：1.材质均匀，可靠性高；2.强度高，自重轻；3.抗震性能好；4.精度高，质量好，施工速度快；5.便于管道穿越，减少楼层高度；6.施工时有利于环境保护，构件可循环利用；7.综合经济效益较好。以上优点结合保温隔热、废旧利用的新型墙体建材的开发，能够做到“节能省地”和环保建筑的要求。近年来，我国的钢铁产量稳步提高，为钢结构建筑的发展提供了充足的外部条件；而对钢结构的科学研究也在不断深入进行，这为钢结构建筑的发展提供了技术条件。

综上所述，随着我国国民经济的进一步发展和钢结构方面科研的更加深入，多层钢结构建筑在我国的应用将会越来越普及，而钢结构建筑设计市场对我们来说，是一次大的机遇，也是一次大的挑战。正是在这样的环境下，我们对多层钢结构进行专门的课题研究，希望通过此课题的研究，提高我公司在多层钢结构方面的设计实力，使我公司的多层钢结构设计内容更完善、充实，为以后承接更多更复杂的多层钢结构项目打下坚实的技术基础。

二、多层钢结构建筑的技术关键点

通过上述分析，多层钢结构确实具有一定的优势和很好的发展前景，但是一个具体的多层钢结构建项目的实施，还存在着一些技术关键点需要解决：

1.多层钢结构的结构类型。《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）第8.1.1条对钢结构民用房屋的结构类型和最大高度进行了规定，第8.1.5条规定：一、二级的钢结构房屋，宜设置偏心支撑、带竖缝钢筋混凝土抗震墙板、内藏钢支撑钢筋混凝土墙板、屈曲约束支撑等消能支撑或筒体。由此可知，多层钢结构可采用框架结构、框架-支撑结构或其他结构类型，但是具体采用何种结构类型需根据实际情况（主要是抗震设防烈度、设计基本地震加速度和建筑物高度）和结构模型分析计算情况确定。

2.钢框架柱的截面选择。钢框架柱的截面类型主要有： H形截面；箱形截面；圆形截面；十字形截面。

3.钢框架刚接柱脚的实现。多层钢结构与基础刚接的柱脚依据连接方式的不同，分为埋入式柱脚、外包式柱脚和外露式柱脚。建筑物高度超过50米的高层钢结构宜采用埋入式柱脚，6、7度时也可采用外包式柱脚。具体采用何种柱脚型式，需根据抗震设防烈度、建筑物高度等具体情况确定。

4.钢框架中楼板、屋面板的选型。多高层建筑钢结构中的楼板，普遍采用在压型钢板上浇筑混凝土形成的组合楼板和非组合楼板。组合楼板中的压型钢板不仅用作永久性模板，而且代替混凝土板的下部受拉钢筋与混凝土一起共同工作；非组合楼板中的压型钢板仅用作永久性模板，不考虑与混凝同工作。对6、7度时不超过50米的钢结构还可采用装配式、装配整体式楼盖（如楼板采用SP预应力空心板），但应将楼板预埋件与钢梁焊接，或采取其他保证楼盖整体性的措施。此外，还有现支模板现浇钢筋混凝土板，这是传统的现浇钢筋混凝土板和比较现代的钢结构结合的一种方式，需要分层支模，分层绑扎钢筋，分层浇筑混凝土。

三、工程实例

某城市一用于家具展销的物流中心，占地面积约19000平米，地下1层，地上5层，总建筑面积约11万平米。该物流中心东西向长度为109.2米，南北向长度为176.4米，柱距均为8.4米。地下1层层高3.9米，地上1层层高5.1米，地上2层层高4.8米，地上3、4、5层层高均为4.5米。该建筑物总高度为23.85米。

结构设计研究篇（4）

文章编号：1674-3520（2015）-06-00-01

在我国加快社会主义现代化建设的过程中，工业成为国家的重点关注行业，工业的规模逐渐扩大，经济效益也随之增加，这都为国家建设提供了巨大的资金数额。工业要获得发展，离不开基础的施工操作基地，也就是工业厂房的建设，因而工业厂房的设计建设与工业发展息息相关。在实际设计中，虽然厂房的设计理念大致相同，但由于设计人员对自身掌握的理论与实际建设的结合程度不同，对厂房的设计有着各自的观点看法，使得厂房的设计存在差异性，并且相关设计人员在参与设计的过程中积累的经验不同，使得工业厂房设计也呈现出不同的结构形式。对此，本文将针对相关问题进行分析讨论。

一、工业厂房结构设计进行优化的方法解析

当前阶段，工业厂房结构设计中主要存在两种优化方法。第一，主观判断优化。主观判断优化利用的就是设计者自身的主观能动意识，设计者是建筑方案的直接制定者，在厂房正式开始施工建设之前，设计者会根据建筑地的实际情况，结合自己在厂房建设中的设计经验加以分析，规划出厂房结构的大致情况，并将设计理念和相关设计知识融入其中，设计出最佳厂房结构，尽管设计行业中的人员普遍认为主观设计是两种方式中较好的一种，但其仍旧因为过于依赖主观意识在造成了实际建设缺乏科学性和可靠度，这就具有一定的设计建设风险。第二，理论知识优化。理论知识设计更多的是依靠科学知识来进行设计，但在实际建设中会出现一些不能够用固定的设计理论知识解决的设计问题，因而在实践应用中这种方法的可行性不大，其发展仍处于初级阶段，适用范围有所限制，不能得到大众的认可。

工业厂房结构设计是一项理论综合性的工程建设，主观判断优化和理论知识优化这两种方法都各自存在优缺点，因而在实际建设时不能单纯的依靠一种优化方法来进行设计，可以将两种方法结合起来综合应用，互补缺陷，使厂房结构设计更加合理完善。

二、工业厂房结构建设中的设计技术讲解

为提高工业厂房结构设计的水平，就要对其中的设计技术进行具体的分析，以下将以钢结构厂房的设计建设为例，进行设计技术的讲解。

（一）结构设计中的基本原则

工业厂房的建设不同于一般的民用住宅建设，因而其结构的设计原则也存在不同，在工业厂房结构设计中的基本原则主要有以下四点。第一，工业厂房的设计以简约化为主。工业厂房建设完成并投入使用后，首先是要用于放置各类加工设备，大量大型的机械设备需要有充足的空间来容纳，因而厂房不仅占地面积要广阔，内部的设计也要尽量朝着简约化方向发展，结构层次设计简单可以给工厂工作人员的工作带来便利。第二，厂房的隔音效果和安全性要好。一般的工业厂房中都会使用大机器进行生产，这些大机器在工作时通常会产生噪音，如果厂房的隔音效果不好就会给周边住户带来噪音上的污染，同时众多机器设备共同运作带来的震动是对厂房结构稳定性的一种考验，因而在设计厂房结构时应当将厂房的隔音效果和安全性考虑在内。

（二）提高抗震性能的具体措施

厂房设计的抗震性能主要是应对地震等自然灾害对厂房造成的影响，保证厂房具有强大的稳定性，将损失降到最低，提高厂房抗震性能的措施主要有三种。第一，保证结构重量分布均匀。厂房在遭受巨大动荡时，重量较大的部分在地心引力的影响下，坠落倒塌趋势更为明显，因此在进行结构的整体布局设计时，要尽量使各部分结构的重量分布均匀，提高整个厂房结构的稳定性。第二，厂房结构设计中要设置必要的支撑系统。厂房的稳定性除了材料本身的质量以外，还受到支撑结构的影响，支撑系统包括纵向、横向等多个支撑角度，支撑系统完善的厂房比缺乏支撑系统的厂房能够承受更大的力度。第三，确保厂房支撑用材能够提前进行塑性。厂房在投入使用后有一定的使用期限，过了这个使用期限，厂房就会进入危险期，为确保厂房的安全，就要在建筑用材进入屈服阶段前实行塑性工作，使厂房的抗震性能得到保障。

（三）提高耐热性能的具体措施

钢结构建设使用钢材为建设原料，钢材属于金属类别，因而具有较强的导热性能。在钢结构厂房中，这种导热性能却具有危害性，耐热性能不高使得整个厂房的防火功效令人担忧。据科学研究表明，以250度温度为界：在250度以下，随着温度的提高，钢材的抗拉强度会减小，而塑性有所提高；在250度以上，随着温度的提高，刚才的抗拉强度会增大，而塑性有所降低，同时钢材的强度变小；当温度达到500度时，钢材的强度就会降到最低。当钢结构应用到厂房建设中时，温度过高就会给厂房带来倒塌的危险，为此需要在提高厂房耐热性能方面做出改善，可以在钢结构上涂抹隔热物质，尽量减少热量对钢结构的影响，同时为避免意外情况的发生，厂房内部中还应当安装温控系统，当温度达到危险数字范围，就会发出警报，使相关工作人员能够提前做好防备工作，减少高温对厂房安全的威胁。

工业厂房结构的设计应当建立在满足工业生产要求的基础上，着眼于厂房建设的实际应用，充分考虑厂房结构设计的抗震性能和耐热性能等，确保厂房使用的安全性。在目前设计水平还有待提高的情况下，相关设计人员要不断丰富专业知识，充分发挥主观意识，提高厂房设计水平，为工业发展提高良好的生产基地。

参考文献：

[1]张妤，周安. 大跨度组合梁与预应力砼梁地震响应对比研究[J]. 长春工业大学学报（自然科学版）. 2014（06）

结构设计研究篇（5）

0.45m卫星通信(简称卫通)天线项目系某型多用途载机首次安装如此大尺寸、高带宽的卫通天线,国内尚无类似产品装备可参考,并且其使用环境条件复杂,这些都对天线结构设计提出了重大挑战。天线结构设计过程重点考虑了各结构件在载机实际工作环境下的刚度、强度问题。其中许多关键部位的结构件,起着支撑天线、固定通信馈线及执行伺服驱动的作用,同时承担和隔离载机产生的振动和冲击,并实现天线的转动、定位和定向。天线结构件的刚度、强度、重量、转动惯量,直接影响到天线系统的精度和可靠性[1]。在天线结构整体设计阶段,采用了ProE三维设计软件进行结构设计,采用有限元法利用大型结构设计仿真软件MSC.Patran/Nas-tran对天线结构进行结构力学分析和仿真,加强和优化主结构件关键部位。仿真和实验结果以及实际飞行使用效果显示,天线的结构特性均能满足技术指标和使用要求。

2系统和整机要求

根据系统要求,天线系统在飞行过程中要实现准确地手动/自动跟踪卫星功能,依赖于天线座结构应具有足够的刚度、强度和传动精度,以保证整个伺服系统的结构谐振频率,提高伺服带宽,增加系统的稳定性、动态响应和传动精度。此外,根据载机实际工作环境要求,在最大限度减轻载机负担(即减轻天线重量)的前提下,应采取合理布局的设计思路以优化结构设计,使天线在使用过程中能够排除和降低载机工作环境对其产生的不利影响,保证其可靠性,达到指标要求[2]。

3总体结构设计与优化

根据载机实际情况,在保证性能的前提条件下,要求天线的尺寸和重量到达最小,对此进行了大量的优化工作,使得0.45m卫通天线外形安装尺寸(直径×高度)自最初方案提出的740mm×600mm(天线罩),重量约为50kg,优化为700mm×500mm(天线罩),重量约为40kg,如图1所示。其总体优化过程如下:天线的反射体为降低安装高度,放弃了传统的抛物面天线,采用了最新研发成功的低剖面波导阵列天线;座架则仍采用典型的方位-俯仰型结构以保证跟踪的可靠性;为了减轻重量,除关键传动部件采用40Cr合金钢外,其余结构件全部选用高强度轻质铝合金2A12-T4;由于铝合金螺纹连接处强度不够,且重复拆装性不好,参考已有航空设备安装措施,装入钢丝螺套以提高螺牙强度;天线与机体安装平台间装有隔振装置以降低机体振动带给天线的影响;天线罩为降低重量,在保证抗风强度的前提下,弃用传统的环氧玻璃布结构,采用最新的纸蜂窝夹层结构,大大降低了安装重量;所有电缆和波导则为保证气密性而经密封处理后通过安装孔进入机舱内部。按照以往的工程经验,此类机载通信/雷达天线在类似的环境和使用要求下,一般应超过此重量与尺寸。因此,与以往工程设计的不同之处之一,即在设计之初就对各结构件进行了反复的比对和二次优化。

3.1天线结构介绍

波导阵列天线的结构尺寸为597mm×300mm×17.5mm,四周切角以减小回转半径;经过减重处理后的重量约8kg,电气性能与0.45m口径抛物面天线等效,而高度和厚度则大大低于传统的抛物面天线。采用这种天线的优势包括剖面低、辐射效率高、口径分布控制精确、低副瓣、波束指向稳定、功率容量大、刚度和强度好、结构紧凑、厚度薄、相对重量轻、可靠性高等优异的电气和结构性能等。

3.2天线座架结构设计与优化

天线座架采用典型的方位-俯仰形式,结构紧凑,受力情况合理,调整方便;设计选定承载能力强、刚度好、重量轻、结构紧凑的转台式结构;因而从整体几何尺寸的优化满足了最小安装空间的要求。俯仰机构的转动支撑采用了圆锥滚子轴承,可同时承受径向力和轴向力,以最轻质最紧凑的结构满足天线支撑的需要。关键件俯仰支臂用厚铝板加工而成,其主要受力部位为轴承孔及与方位转盘的连接面,因此必须在保持结构强度要求的前提下,对支臂的非承力部分进行减重优化设计,具体做法如下:整体按照最小几何尺寸布置;保留轴承孔周边最小结构尺寸;与方位转盘、驱动、轴角装置的连接面相应保留足够厚度;保留一侧面的相对完整,另一面完全成空腔结构;增加与轴承孔的两道同心加强环筋,并根据此零件结构力学特性将其布置在最优强度位置。此外,根据以往工程设计经验,俯仰支臂与方位机构的的连接根部和俯仰传动链末级两处通常是整个座架结构的最薄弱环节,因此在这两点处预先进行了局部二次加强,加厚并尽可能圆滑支臂的连接根部,其优化过程如图2所示。

方位机构的核心传动部件转盘轴承,优选了应用广泛的带外齿的四点接触球轴承,使天线座架在保持紧凑的结构和较轻的重量的前提下,能同时承受较大的轴向载荷、径向载荷、倾覆力矩和双向推力载荷,还优化了方位总传动比。另一重要部件滑环,采用具有超长寿命、免维护、无需、外形紧凑的空心轴多路滑环。方位运动的另一核心部件方位转盘同样用厚板材加工而成,负担着天线和俯仰支撑的重量,并要具备足够的刚度,其优化思路过程与俯仰支臂相似,也包括轴承结构保留、连接面强化、空腔化减重及同心加强环筋的布置,其优化过程如图3所示。方位驱动和俯仰驱动均选用轻质、紧凑、高输出扭矩的直流减速电机,末级增加间隙调整装置,可调节传动回程间隙。将经过优化设计的结构模型再由力学仿真进行分析验算。

4天线结构的力学分析

由于天线的质量分布很复杂,很难用解析的方法得到其解析解,因此采用专业有限元分析软件MSC.PATRAN/NASTRAN进行力学分析和仿真。

4.1有限元模型的建立

天线整体结构的有限元模型包括反射体、座架结构、俯仰齿轮及其连接支撑结构、方位转动机构等。为降低软件的计算量和复杂度,先对天线整体结构进行简化,去掉冗余节点,再采用MSC.PATRAN软件单独对其组成零件划分网格,最后将划分好的网格进行组装。采用了映射网格划分方法,面上网格全部为四边形,体则全部为六面体,这种划分能够更准确地描述天线座架结构的应力和位移情况[3]。模型的约束条件如下:天线座架的2个俯仰轴系各有一点的3个转角自由度释放,方位轴系释放绕垂直轴转角自由度及垂直方向位移自由度,约束其余4个自由度。模型的材料属性如下:天线座架的各轴、轴承、齿轮定义属性为钢40Cr,而其他零件定义属性为硬铝2A12-T4。建立的天线结构有限元模型如图4所示。

4.2模态分析

天线座架是一个复杂的弹性系统,如果其结构固有频率与伺服带宽靠近甚至落入伺服带宽之内,各种伺服噪声就会激发系统发生谐振,造成伺服系统不稳定,无法工作,甚至使结构破坏。为保证伺服系统的稳定性,并有足够的稳定裕度,通常要求结构固有频率高于伺服带宽3~5倍[4]。通过计算得到天线结构模型的固有频率,在第1、2、3、4阶模态下,其值分别为28.7Hz、29.2Hz、51.4Hz、60.8Hz,而本天线伺服系统的带宽为2.7Hz左右,可见固有频率远大于伺服系统的带宽,因此,天线的伺服系统拥有足够的稳定裕度。

4.3冲击振动分析

依据实际环境使用要求,冲击环境条件为:采用半正弦脉冲,峰值加速度15g,脉冲宽度11ms,3个互相垂直轴,6个轴向施加。对模型施加冲击载荷并进行有限元分析,得到了如下分析结果:最大应力出现在z轴(图5),可以看出最大应力处位于俯仰支臂的连接根部位置,最大应力值为109MPa,小于材料的屈服极限σ0.2=275MPa。所以,在给定的冲击载荷条件下,结构满足强度要求。振动条件见图6振动谱,其中额外迭加的4处定频振动峰值依次为1.6g、2.5g、1.7g、1.5g。对模型施加振动载荷并进行有限元分析,得到了如下分析结果:最大应力出现在y轴(图7),同样位于俯仰支臂的连接根部位置,其高斯分布规律的应力3σ值为178MPa,小于材料的屈服极限值σ0.2=275MPa。所以,在给定的随机振动条件下,结构满足强度要求。

4.4实验结果验证

按照要求对完成的设备进行冲击振动实验,从结果来看:主结构件经优化过的关键部位未出现以往相似工程中出现的刚度、强度不足的问题;改用轻质材料或采取减重措施的零部件受力情况与分析结果基本一致,均能满足设计要求;天线整体频响特性较好,在功能实验全程中运行正常,能够满足跟踪要求。

结构设计研究篇（6）

公路桥梁是一个国家交通运输的主要方式之一，有利于经济发展和社会进步，而其规模水平彰显出国家经济基础和技术能力。自1990年代初至今，关于国内公路桥梁的建造发展迅猛，公路桥梁总数达67万架，比如江阴大桥、苏通大桥等著名特大型桥梁。关于公路桥梁的设计和建造，涉及多门学科，其发展水平依赖于桥梁技术的进步。工程技术制度标准是所有建筑建造的约束规范，其基于的理论系统能投射出建造水平的高低。就力学方面而言，公路桥梁架构设计手段由应力允许设计磨损阶段设计极限设计的发展，设计采取的概率分析包括半概率法、近似概率法等，其中建造材料由概率分析得出，而安全系数靠经验判断。最近几年以来，一些经济发达国家逐步展开对基于性能设计理念下的公路桥梁结构设计的研究，来强化交通设施的建造水平。除此之外，这种理念和手段的转变促使基于使用寿命的可持续发展制度规范的构建和完善，为我国桥梁建造技术在世界占据一席之地奠定基础。

1基于性能设计理念下公路桥梁结构设计的标准框架

以性能设计为基础的结构设计是以性能目标为依据，尽量达到该目标的设计总和，也就是基于设计制度规范、稳定的结构、合适的规划，来确保工程各细节设计，监控工程质量与后续维护，保障工程结构在某段使用时间内受到外部压力时，磨损程度低于某个极限状态，结构功能高于标准范围下限，同时还要具备可修护至性能目标的功能。性能设计要考虑使用寿命内各结构的性能标准，同时要求客户和设计者全面掌握，进而选择各设计、施工、维护手段来保证实现预期性能目标。因此，所谓的性能设计理念是指所设计的建筑结构在寿命内、在各外部压力情况下，能始终保持预期的性能目标，具体可表示为以下几点:(1)根据结构功能与客户需求来明确性能标准，也就是所谓的性能目标构建(尽管各需求差异较大，然而需要大于社会或行业的基本标准);(2)选择一定的设计、施工、维护手段来调节性能目标;(3)判断考核各性能指标，确保设计的结构能符合所有的性能目标。以性能设计为基础的结构设计除了保障社会人身安全之外，还需考虑后期磨损引起的成本费用，需最大限度地实现结构设计的预期性能目标，即使用寿命的标准需求，这些是性能结构设计最近几年迅猛发展的关键所在。所以，该结构设计方法需要整个设计过程基于使用功能的实现，并非采取传统设计、建造模式，其是性能结构设计区别于其他传统设计的独有特点。基于性能设计理念的公路桥梁结构设计的标准框架见下图1所示，该层次结构图中的第一层“目的”是结构设计社会层面的目标，也就是性能设计的根本目的;第二层“性能要求”是工程的实际功能需求，也就是按照功能对根本目标进行细分;第三层“性能水准”是功能实现的检验原则和检验标准，有明显的强制性;最后一层“验证方法”是功能实现检验手段。其中符合性能标准的手段被称作实现手段，其不受强制约束，伴随科技的发展成熟，肯定相关技术人员充分有效地运用新成果。除此之外，以性能设计理念为基础的结构设计还涉及多个问题，比如尽管提高了设计的开放自由性，然而极会导致设计人员难以应对突况，尚未建立系统的评价体系，工程完工程度受设计者水平高低的影响明显，所以难以检验性能设计的有效性。所以需要建立一定的检验手段体系。总而言之，基于性能设计理念的公路桥梁结构设计可分为明确功能需求、分类性能标准、建立性能目标和检验性能目标等几部分。

2公路桥梁性能设计的根本原则

公路桥梁是社会交通运输的重要设施之一，其设计、施工、维护和广大群众有直接联系，所以其在设计时就要考虑社会因素影响。西方国家对桥梁结构设计要求满足功能性、经济性、美观性的基本原则，这和国内当前安全性、功能性、经济性、美观性的原则是相同的，而基于性能设计理念的结构设计是对当前设计手段的拓展，所以该新型设计方式也要涵盖目前的设计标准和设计原则。另外，还应将桥梁的使用寿命、后期维护、实际建造、可持续发展等纳入考虑范围，也就是需要按照安全、功能、经济、美观、绿色环保等原则进行建造。伴随经济社会的发展，现今公路桥梁结构设计已针对以上原则有一定的补充，提出了“高技术、安全可靠、经济合理、耐久适用”的新原则，同时在其基础上结合桥梁建造的特征制定了有关规定，将其安全性能分为三个级别，具体如表1所示，其分类原理和性能设计目标是类似的。在具体设计时，结构的使用寿命表现为耐久性与经济性。基于公路桥梁的结构复杂、种类繁多的特征，应恰当地限制桥梁整体和零件的使用候命，同时还可结合桥梁归属的道路级别限制其使用寿命。另外，结构适用性是裂缝、易形等情况，在具体设计时以极限状态监控;美观环保要求桥梁的景观价值和可持续发展，和整体结构息息相关。所以，目前的工程制度规范应涵盖性能结构设计的根本原则，方能推动基于性能设计理念的公路桥梁结构设计的完善。

3公路桥梁结构设计的性能标准

结构性能标准是按照功能要求对结构整体目标的细分，公路桥梁结构的设计、建立、保养等应在使用寿命中以最经济适用的手段来达到性能标准:(1)在实际建造过程中，可以解决各突发状况，可运用各组合方法;(2)在投入使用后，维持预期的性能效果;(3)在后续维护保养时，保证一定的耐久适用性;(4)在发生不可预估的龙卷风、高温等突况下，结构能维持稳定性，降低损坏程度的严重性，避免结构崩塌。据上述可知公路桥梁的设计原则有安全性、适用性、耐久性和维护性等，按照极限状态设计原理，与之相应的状态是负荷能力极限状态、正常使用极限状态、耐久极限状态与维护极限状态。其中，负荷能力极限状态是用于判断公路桥梁结构安全程度;正常使用极限状态是用于判断实际使用功能;耐久性极限状态是用于检测桥梁使用周期;维护极限状态除了判断突况的破坏程度之外，还用于判断后续维修保养得难易性，要结合各判断对象来决定相应的极限状态。

4公路桥梁结构性能目标

以性能为基础的结构设计要求建筑工程在各种压力强度下符合预期的性能目标，也就是在各压力强度下明确对应性能标准，进而明确结构性能目标。就公路桥梁来讲，性能目标的确认应了解其使用情况、功能需求、经济美观性等，要遵循以下两点原则:(1)客户和结构设计者共同确认结构性能目标，保证高于标准范围下限;(2)结构性能指标的确认应结合各性能标准，即最大限度的压力强度、最高的温度等。公路桥梁的性能标准是结构安全系数、后期维护、经济适用水平的检验指标，除了要符合客户需要，还要考虑社会因素影响，比如文化程度、经济水平等。就工程结构荷载而言，公路桥梁的荷载分为自然荷载与社会荷载两种，前者是龙卷风、高温等自然灾害，后者则是汽车负重、船撞等，和社会发展密切相关。由此可见，负重标准应基于社会经济因素来制定各等级，而结构性能目标则由客户与设计者共同确认。事实上，性能结构设计能符合各社会要求，客户按照自身要求提高性能目标标准，进而确保桥梁设计最大限度满足客户的特别需求，值得注意的是，不能小于社会基本标准。在性能目标明确的前提下，结合工程结构的特征来设置对应的评价检验指标，比如检验标准、检验手段，其实性能结构设计的未来发展趋势。关于性能目标的实现和结构的设计建造等，应给予相关技术工作者与公司以自由选择理念和方法的权利。

5结论

总而言之，基于性能的结构设计是未来的发展趋势。目前基于概率分析的极限状态设计就是以性能结构设计为原理，各性能都有可测量指标为判断依据，也就是极限状态设计的改善有关于基于性能的结构设计的发展。因此，基于性能设计理念的公路桥梁极限状态设计已得到充分关注和有效发展，而未来发展的关键在于量化各结构性能指标。针对基于性能设计理念下的公路桥梁结构设计展开研究，一方面促进结构性能理论体系的完善和桥梁技术的成熟，另一方面强化国内工程建设的制度标准，真正推进我国向桥梁强国的发展。

作者:吴哲 单位:中铁第一勘察设计院集团有限公司

参考文献:

［1］项海帆．世界大桥的未来趋势———2011年伦敦国际桥协会议的启示［A］．第二十届全国桥梁学术会议论文集(上册)［C］，2012．

［2］李国平．关于桥梁基于性能设计的性能指标与性能检验方法的探讨［A］．第二十届全国桥梁学术会议论文集(上册)［C］，2012．

［3］周良，陆元春，李雪峰．钢—混凝土组合桥梁设计若干问题探讨［A］．第二十届全国桥梁学术会议论文集(上册)［C］，2012．

［4］穆祥纯．基于创新理念的现代预应力技术在城市桥梁建设的创新发展［A］．第二十届全国桥梁学术会议论文集(上册)［C］，2012．

［5］郝志伟．桥梁工程安全性与耐久性标准控制［J］．交通世界(运输．车辆)，2015(09)．

［6］李方柯．单线铁路48m简支槽型梁结构设计［J］．铁道建筑技术，2014(01)．

结构设计研究篇（7）

一、建筑结构抗震性能可能出现的问题

目前，我国的建筑物在建设的过程中使用的抗震方法多为等效斜撑，这种方法对于抗震十分有效，可是它的精度却很低，这也就造成了在实际运用上的局限性。我国的很多相关研究人员有提出运用非线的有限元角度对建筑模型进行填充，但是这种方式的施工过程太过复杂，并不是十分适合建筑物。所以，在进行抗震设计的过程里，我们还是需要对抗震性能进行理论上的掌握。并且在进行抗震设计的过程中对于周期修正系数的去进行是确定的。

二、相关的抗震设计

1.参考建筑结构的主要构造去进行抗震的设计

通常的情况，运用钢筋混凝土框架结构的时候，是运用对钢筋混凝土构件的截面尺寸进行控制的方式，还有就是最小配筋率去对抗震设计进行实现。建筑的砖混结构，通常比较常见的组成方式有对房屋的整体高度以及建筑的层数和层高进行限制的作用；在建筑的横纵墙里去进行钢筋混凝土构造柱的设立，同时还需要设置一些防震缝。在我国的建筑结构抗震设计的规范中也有一些相关强制性的条例。

2.按照建筑结构的性能目标去对建筑物进行抗震设计

在建筑物进行抗震设计的时候，主要目的就是使其在出现地震的时候可以很好的抗震。所以在对建筑物进行设计的时候要对建筑物所要建设地区可能发生的地震的强度进行衡量然后将其作为抗震设计的标准。并且要将对建筑物本身的内部的结构不造成破坏去对建筑物的抗震的性能进行确认。建筑物在没有进行抗震设计的部位上也要求应该具备一定的抗震的性能，只有做到这样才能够在出现地震的时候使建筑物处于一个可以承受的弹性中。

3.参考相关的建筑场地去进行抗震的设计

建筑的结构整体上应该有着非常好的抗震性，同时对于建筑物的建筑场地也要选择一个比较稳定的地点，同时在建筑物上还需要设置抗震层。然后还要对建筑物的周围环境和建筑物附近的建筑物进行安全性的思路和设计。在对建筑结构的场地进行规划的时候，还需要从能够对建筑上部结构的位移进行适应的特点以及性能方面去进行考量。

三、具体的建筑结构抗震设计的一些方式

1.基础性防震措施应用

（一）地基隔震

地基的隔震主要的作用是在建筑的地基还有土层之间所建立的一个缓冲层，这个缓冲层的主要作用是如果头地震发生的时候可以减小建筑和土层之间的震动，并且对震能的进行吸收，这样的一种方式能降低地震对建筑物的损害。目前，我们国家比较常用的地基隔层主要是沥青的原料隔震层。

（二）基础隔震

基础隔震是在建筑结构的抗震设计里面比较主要的一点，在抗震方式的选择上，为了减弱地震对建筑物的上部结构的伤害，还应该在建筑物的上部结构和基础位置的接触点上建立隔震层，预防地震力从地基的方向朝上部的结构进行传播。

（三）间层隔震

间层隔震是为了能够对地震的冲击剩下的力进行吸收而建立的，间层的隔震的建立可以对震力进行起到进一步削减的作用，这样的一个方式就可以使地震对建筑物的破坏更加减弱。间层的隔震通常都是安装在原始的结构层上，这也是我们国家使用的比较久的一种抗震措施，它的优势就是操作简单。

（四）悬挂隔震

悬挂隔震是运用悬挂的方式，把建筑物全部或者是部分的结构与地面脱离，从而实现在地震出现的时候，可以减少地面的震动以及和建筑物之间的震力。当前，此样的一种抗震的方式一般都是被用在很多大型的钢结构建筑里，这种抗震的效果十分的明显。

2.机敏减震支撑体系

机敏减震支撑体系是集合了现代科技技术的防震系统，主要是运用活塞的运动原理，去对建筑的结构进行设计的。在发生地震灾害的时候，可以对建筑结构中的内金额外能够通过不断的滑动来消减地震的破坏力进行保障，从而降低震力破坏以及消耗地震作用力的传导。当前，这一技术还在不断的研究以及完善中，相信在不久的将来就会被有效的使用，给我国的建筑抗震设计水平的提升做出贡献。

3.效能减震技术应用

效能减震是对地震所出现动能的消耗，以此去对地震能的传导大小进行减弱，从而对建筑物的破坏程度进行降低。当前，我们国家在这样技术上通常都是选择消能器以及阻尼器，这两种器械都可以实现地震能量的有效消耗以及吸收，降低震力对建筑主体产生的损坏，以此去对建筑主的体结构安全以及结构的稳性定进行保护。

结构设计研究篇（8）

中图分类号：TU352.11文章标识码：A文章编号：1672-9129（2017）10-0114-01

前言：

隨着近些年来我国发生的地震灾害不断增多，其给人们的生命财产安全带来了巨大的威胁。为此，我们要积极采取应对措施来抵御地震等自然灾害带来的危害。在建筑结构设计工作中，加强建筑结构的稳定性是降低地震灾害的有效措施，而如何科学合理的实施建筑结构设计便成为了诸多建筑工程单位所关注的任务。因此，文章针对于建筑结构设计在抗震设计的研究具有极为重要的现实意义。

1抗震设计在建筑结构设计中的重要性分析

就我国的自然灾害形式而言，地震灾害是目前对我们建筑工程事业威胁最大的自然灾害之一，为此，在建筑结构设计中加强其抗震设计研究便十分重要。我们知道，在我们中国已知的地震灾害史上，有很多地震给我国的人民生命和财产带来了极为严重的损失，如唐山大地震和汶川地震等。随着我国城市化进程的不断加速，各种高楼大厦林立，倘若在建筑结构的抗震设计中做好充足的准备工作，那么一旦发生地震灾害其所产生的危害便会降至最低。为此，建筑结构的抗震设计是人们生命和财产安全的重要保证。建筑结构的抗震设计原则为“小震不破坏建筑结构、中震建筑可加固、大震建筑不倒”，建筑结构设计在抗震设计中若能保证以上几点原则，那么在地震灾害来临之时便会很大程度的减少人员伤亡和财产损失。由此可见，抗震设计在建筑结构设计中的研究是多么重要[1]。

2建筑结构设计中的抗震设计的要点分析

2.1选择合理的建筑场地

提高建筑结构本身的抗震性能够从多方面进行实施，其中，合理的选择建筑场地是其抗震性得以提升的首要工作。建筑结构设计人员在对建筑物建筑地形进行选择时要选用地势较为平坦的地方，这样能够降低建筑结构的抗剪力强度，从而提高整体稳定性。此外，建筑工程现场的土质情况也要做好前期调研工作，尽可能选择土层硬度和密度较高的地段进行施工建设，这样能够满足建筑结构本身的荷载力承重要求。传统的建筑物建筑基地往往存在河岸边缘、采空区和软土土质层问题，这些地段对建筑物自身的稳定性影响较大，很容易在地震来时发生沉降和塌陷问题。为此，建筑结构设计中抗震设计要合理选择建筑场地。

2.2选择科学的抗震结构

建筑结构的抗震性设计研究需要从以下几方面实施：第一，建筑结构设计人员应该对抗震结构进行全面分析。科学合理的抗震结构能够有效提升建筑物本身的稳定性，尤其是建筑结构的强度和刚度，为此，相关技术人员在进行结合设计时一定要做好抗震结构设计，选择刚性较强的建筑结构方案推进建筑结构设计。第二，提高建筑结构的承载力。钢筋混凝土结构的塑性内力重分布能力较好，能够有效的吸收地震能力，为此，必须选用科学的抗震结构，从而提高建筑结构的承载力[2]。

2.3建筑结构参数计算工作

对建筑结构的参数计算工作进行合理推进十分重要，其能够对可能形成的损害进行针对性的预防。为此，负责建筑结构参数计算的工作人员要结合多方影响因素进行分析，对地震发生时建筑结构受承受的各种力进行计算，从而明晰建筑物可能承受力的数值。此外，为了能够保证参数计算工作的有效性，相关技术人员可以对建筑结构进行模型设计，并通过地震模拟来观测模型所承受的力是多少，最后通过合理的参数设计和整改对建筑结构的抗震性设计参数进行修正，这样便有效的提高了建筑结构的抗震可能性。

2.4多重抗震防线的设置

多重抗震防线的设计能够进一步提升建筑结构设计的抗震性能。通常情况下，抗震防线多能够给建筑结构更多的时间和空间来抵御地震所带来的威胁。为此，在对建筑结构进行抗震设计时，要对第一道抗震防线的采取延展性构建，延展性构建对建筑物本身的抗剪力作用有着更高的适应性，且即便在地震中发生损坏也能让其它的防线继续发挥着抗震作用[3]。如此多重抗震防线的设置能够将建筑结构设计的稳定性得以最大化发挥，从而为人们的生命和财产安全提供可靠的保障。

结构设计研究篇（9）

中图分类号：TU2

文献标识码：A

文章编号：1007-3973（2012）007-008-02

建筑工程质量的好坏与人民群众的生命和财产安全密切相关。建筑工程的质量评估主要包括了施工质量与设计质量这两个内容。建筑的结构设计质量直接地影响着建筑物的耐用性、安全性、合理性，任务繁重却又责任重大。在实际的建筑结构设计过程中，往往会产生很多问题。有的建筑结构设计人员对于多层的建筑结构的设计没有引起特别的重视，只是当作一般的设计，盲目的参照其它设计的成果。有的设计人员由于缺乏牢固的知识基础，力学概念很模糊，导致不能建立起正确的设计方案。有的设计人员缺乏实际设计经验，对于建筑工程没有一个完整的概念，设计方案漏洞百出。建筑结构的设计过程一定要严谨，容不得半点马虎，设计人员应该要不断的提高素质，以设计出更加合理完美的方案。

1 建筑结构设计中应该遵循的基本原则

1.1 刚柔并济原则

建筑的结构设计应该遵循刚柔并济的原则。建筑的结构过刚则其变形的能力弱,当瞬间袭来很强的破坏力时, 建筑所承受的压力非常大，局部容易受损，甚至导致到最后建筑被全部毁坏。建筑的结构过柔，袭来的强大外力虽然容易被消减,但是却容易造成建筑的变形过大，甚至出现全体倾斑的状况。因此，建筑结构设计应该刚柔并济，多一分太刚，少一分太柔，这样的建筑才能承受巨大的外力而不容易造成变形，符合大多数设计者的要求，提高建筑工程的质量。

1.2 多道防线原则

建筑的结构设计需要设置重重安全保障，遵循多道防线原则。当巨大的灾难降临时，所有的抵御外力的建筑结构都在相互协作，一个倒了另一个补上，以确保建筑不被毁坏。如果把建筑的安全系于某一局部的建筑结构上,这对建筑来说是非常之危险的，因为只要这一建筑结构垮了，整个建筑也就被毁坏了。因此。在设计的过程中，应该尽量采用多肢墙而舍弃单片墙，采用框架和剪力坡而舍弃纯框架结构，遵循多道防线的原则来设计建筑的结构，以提高建筑工程的质量安全。

1.3 主次分明原则

强剪弱弯、强柱弱梁等概念是主次分明原则的体现，对于建筑的结构设计非常重要。建筑是由不同的构件相互协调形成一体的，其中的构件作用也各不相同, 按其重要性有主次之分。强大的破坏力一旦袭来，建筑的各个构件相互协作，共同抵抗，破坏力被平摊到各个构件上，其破坏性就变小了，主要的构件得以避免被摧毁，从而可以保证建筑的安全。在建筑结构设计过程中，要尽量地避免可能的损失，需要遵循主次分明原则，保主舍次。

1.4 打通关节原则

建筑中处处都存在关节，建筑的毁坏主要是从节点开始的，节点也是整个建筑体系中最弱的环节。理想的建筑结构，应该是没有一个关节的，这样的建筑结构可以使受到的外力迅速的传递消减。因此，设计人员应该尽量地把建筑结构中的每个关节都打通，使得受到的外力在任何关节处都传递得畅通无阻。建筑结构设计的各项具体的操作，都与打通关节原则的贯彻密切相关。遵循打通关节原则，要解决好外力在建筑结构中重新分配的难题，确保外力是严格按照构件本身的刚度以及大小来进行合理分配的，尽量避免外力不合理集中的情况发生，使整个建筑最终达到动态平衡。如果外力不能顺利通过关节时，各构件之间静态的平衡就会被破坏，导致结构发生变形，建筑遭到毁坏。

2 当前建筑结构设计的不足之处

2.1 建筑设计质量不高

有的设计人员没有职业素质，道德水平低下，在设计图纸的时候偷工减料，对于一些细节问题的处理过于草率；在施工图纸中应该具备的系统图和相关的剖视图都没有到位；对一些必须要用图纸来显示的内容没有明确画出，设计语言不够专业，表达不清晰；没有具体的施工操作，没有对施工过程进行详细的描述等。建筑结构的设计必须一丝不苟，设计者应该对此负起责任，努力追求高质量的设计。

2.2 结构分配不合理

设计人员对建筑结构的设计缺乏合理的划分，通常把建筑底层设计成大空间，而没有设计抗震墙；上部设计的抗震墙与底层的框架梁不对齐，从而使得建筑结构分配不合理；有的建筑设计中抗震分类不明确，造成设计阻碍；有的建筑结构设计的混凝土材料构件的性能没有达标，所用材料的质量非常差；有的建筑结构设计未能达到施工的标准合同的硬性要求，建筑结构的设计强度比实际计算的偏低。合理地分配好的建筑结构，这样的设计才是完美的。

3 建筑结构设计的基本方法

3.1 剪力墙的设计

设计剪力墙时要做到合理、均匀，从而使整个建筑结构的质心与刚心在相同的位置上。小高层建筑结构剪力墙的墙面应该设计得比较广，重点在于合理地控制剪力墙里钢筋的合理配置，这对于建筑的安全性与经济性具有重大意义。按照国家规定，剪力墙都应该一并设置一些边缘型的建筑构件。边缘建筑构件的钢筋配置应该严格区分好剪力墙的不同受力的特性。在计算时如果另一方向的短肢没有进入刚度，那么就可以不用考虑短肢的影响；如果计算时另一方向的短肢进入刚度，那则应该考虑短肢方向的不良影响。

3.2 建筑结构的分析计算

建筑结构分析计算的阶段要做到准确并且高效，设计人员在这时应该对某些常常遇到的问题要有自己清晰明确的理解。选择合适的计算软件，可以避免浪费过多的精力与时间，有效排除建筑结构中有可能发生的安全问题。同时，也要注意到风的载荷和建筑结构的自振周期对于建筑安全的影响。再者，要考虑到振型数目足够与否,在此项计算时严格按照国家的新规范来进行，从计算的结果分析振型参数，并对之进行正确判断，得出最合适的振型数量。设计人员一定要重视建筑结构的分析计算问题，争取得到最正确合理的结果。

3.3 地基的设计

地基的设计是建筑结构设计的关键，因为地基设计的优劣直接影响着后续设计的工作开展。同时，地基的设计还是决定工程的造价主要因素。设计人员对于地基的设计一定要认真对待，确保万无一失。在地基设计的时候要严格地按照国家相关的标准来设计，这就需要设计人员对国家的标准有着清楚的理解。设计人员在设计之前必须认真考察当地的具体地理条件，从而可以结合当地的优点，避免其缺点来设计。地基是建筑结构的基础，设计人员在设计时万万不能粗心。

3.4 底板和挑板的设计

从建筑结构角度分析，如果能调匀底板的钢筋，尤其是当底板的钢筋呈通长方向布置时，不会因为边跨钢筋的影响而导致底板的钢筋加大，这样的设计既合理又可以节约材料。窗井的部位一般被当作挑板上的砌墙，此处不应该设置长挑板。挑板的作用是降低建筑整体的沉降，当建筑的荷载偏离重心时，采取在特定的部位设置挑板的方法，可以调整建筑整体的沉降差和倾斜度。设置挑板后，能有效降低地基底的附加应力。底板和挑板的设计应该具体情况具体分析，合理的设置可以使建筑工程的质量得到提高。

4 结语

建筑结构设计是十分复杂的工作，因此需要建筑结构设计人员认真地分析施工的现场和施工集团的特点，充分地发挥自身的优点，采取合理的设计方法以提高建筑工程的质量。建筑结构的设计人员在实际的工作中要严格地按照国家的设计规范和标准来进行设计，不断地加深对于当前的建筑结构的设计中遇到的问题的理解和研究，努力提高自身设计水平和职业道德素质，以保证建筑工程的高质量，确保好人民群众的生命和财产安全，更快地推动我国建筑行业的发展。

参考文献：

结构设计研究篇（10）

中图分类号：TU318文献标识码： A

引言

一、剪力墙结构设计中的基本原则

1、剪力墙高和宽尺寸较大但厚度较小，几何特征像板，受力形态接近于柱，而与柱的区别主要是其肢长与厚度的比值，当比值≤3时可按柱设计，当比值在3到5之间时可视为为异形柱，按双向受压构件设计。

2、剪力墙的特点是平面外承载力及刚度小，而平面内承载力及刚度都相对很大。当平面外方向的梁与剪力墙连接时，会产生墙肢平面外弯矩,而通常情况下并不验算墙的平面外刚度及承载力。所以应尽量避免平面外搭接，如果避免不了则应按规范采取相应措施，以保证剪力墙平面外安全。

3、楼层层间最大位移与层高之比的调整原则

对于普通的建筑,设计重点是楼层之间的扭转变形和剪切变形。剪切变形的控制多以竖向构件的多少来衡量,但是如果竖向构件数量很多,就会造成剪重比偏大,导致设计不合理,造成扭转变形过大,同样不能有效满足楼层间位移的需要。所以,在建筑物中应尽量减少扭转变形,而不能单靠增加竖向构件的刚度来调整楼层之间的位移。

4、考虑水平和竖向作用下进行结构整体分析的是墙的设计，求得内力后按偏拉或者偏压进行斜截面受剪承载力和正截面承载力验算，当受较大集中荷载作用时再增加对局部受压承载力验算。在剪力墙承载力计算中，对带翼墙的计算宽度按以下情况取小值：门窗洞口之间的翼缘宽度；剪力墙之间的间距；墙肢总高度的1/10；剪力墙厚度加两侧翼墙厚度各6倍的长度。

二、剪力墙结构的分类

1、无洞口的剪力墙或者剪力墙上开有一定数量的洞口，但开洞的面积小于15%,这种剪力墙的变形主要为曲型,其就像一个整体的悬壁墙,在整个墙肢的高度上,弯矩图既没有弯点,也不会发生突变。

2、整体小开口剪力墙。虽然这种剪力墙的开口比较小,但是其开洞面积已经大于15%。整个剪力墙的变形主要为弯曲型,但是整个墙肢的高度基本上没有存在反弯点,弯矩图的主要位置发生了突变。

3、双肢或多肢剪力墙。这种剪力墙一般开口较大,或者其洞口成列分布。虽然在开口上与整体小开口剪力墙不同,但是它们的受力特点却十分类似。

4、壁式框架。这种剪力墙洞口尺寸很大,连梁线刚度和墙肢线的刚度比较接近,其整个受力墙的变形则为剪切型,受力特点与框架结构相似。其在大多数高层建筑的楼层中会出现反弯点,弯矩图在楼层的地方也会产生突变。

三、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

1、剪力墙合理平面布置

1.1 剪力墙的平面布置应尽可能按照对称、均匀原则，尽量使墙面结构的质量中心和刚度中心完全重合，从而减少扭矩，对于内外剪力墙则应尽量拉通、对直。

1.2 对于抗震设计中剪力墙结构应该特别避免仅单向有墙的结构布置形式。

1.3 剪力墙最好能够沿主轴方向或其他方向进行双向布置。

1.4 剪力墙的抗侧力刚度不宜过大。为充分发挥剪力墙的承载能力和抗侧力刚度，增大剪力墙可利用空间，剪力墙的间距不宜过密，应保证结构具有适宜的侧向刚度。可以选用经验公式T=(0.05-0.06)n，其中n为结构层数，判断剪力墙数量与结构侧向刚度的适应程度。计算结果中的T1值与搭模计算的周期T2相比较，若T2T1则需要增加剪力墙数量。

2、连梁设计

2.1 连梁的作用

实际的剪力墙的结构中，连接墙肢与墙肢的梁称为连梁。在水平的符合作用下，使墙肢弯曲，这样连梁的端部就会产生转角，这样造成连梁内力的出现。这样会对墙肢有着一定的约束的限制，从而可以改善墙肢的受力情况，所以连梁对剪力墙结构是比较重要的。

2.2 对连梁的刚度进行折减

连梁由于跨高比较小，与之相连的墙肢刚度大等因素，在水平力作用下的内力一般非常大，连梁屈服时表现为梁端出现裂缝，刚度减小内力重分布。因此，在开始进行结构整体计算时，就需对连梁刚度进行折减。高规中解释说高层建筑结构构件均采用弹性刚度参与整体分析，但抗震设计的剪力墙结构中的连梁刚度相对墙体较小，而承受的弯矩和剪力很大，配筋设计困难。通常，设防裂度低时可少折减一些（6、7度时可取0.7），设防裂度高时可多折减一些（8、9度时可取0.5），但折减系数不宜小于0.5，以保证连梁承受竖向荷载的能力。

3、剪力墙中大墙肢相关处理

剪力墙的结构必须具备延展性，对于呈细高状的剪力墙（宽高比小于2）很容易被设计成弯曲破坏的延性剪力墙，这样可以避免受到脆性的剪切破坏。在墙长度较长的情况下，为满足每墙段的宽高比均大于2，可以通过开洞的方式分割长墙为均匀而小的独立墙段。另外，在墙段长度较小时其受弯产生的裂缝宽度较小，能够充分发挥墙体配筋的支撑作用。而对于剪力墙结构中，如果存在较少的长度大于8m的大墙肢，在理论计算中楼层的剪力大部分则将由这些大墙肢来承受。尤其在发生地震特别是超烈度等强烈震动时，最容易受到破坏的便是这些大墙肢。而小墙肢因为没有足够的配筋，使整个墙面结构会受到全面破坏。为了防止发生这种不利现象，根据不同情况，对于长度超过8m的墙肢，可以采取开计算洞和开施工洞处理方法，对于开计算洞，即在进行结构计算时设有洞，开始施工时仍为混凝土墙，从而加强其它小墙肢的配筋能力；而对于开施工洞，就是在施工过程中使墙上留洞，施工结束时砌填填充墙，从而把长墙肢分成短墙肢。

四、认真分析剪力墙结构体系特点，采取有效措施优化结构设计

1、剪力墙结构体系特点

作为建筑结构中不可或缺的构件，剪力墙有着自身独特的特点。在建筑的设计中，逐渐发现了剪力墙的优缺点，其具有承载力和平面内刚度大的优势，但是剪切变形相对来说较大，且平面外较薄弱，加上开动后剪力墙形式复杂多变，受力非常繁琐，这些都阻碍了建筑结构中剪力墙作用的有效发挥。剪力墙在承受水平荷载和竖向荷载的能力方面都比较强大。其优点是侧向刚度大，并且整体性较好，水平力作用下的侧移相对较小，加上剪力墙设计中没有梁和柱等的外露与突出，所以非常方便房间的内部设置。

2、剪力墙优化设计的有效措施

在优化剪力墙结构的设计中，为了使受力达到均衡，应当采取有效恰当的措施。剪力墙结构的安全可靠度非常好，每一个结构能够同时发挥最大作用，这样能够达到经济合理的目的。所以在剪力墙的优化设计中首先应该考虑到工程的造价和安全性，结合这两项因素合理调整剪力墙的布置能够促进建筑结构设计中剪力墙结构的优化。另外，为了节省工程造价，可以从技术手段和原材料的应用两方面着手。在工程的实施中，将含钢量控制在一定范围内，既不损害建筑的安全性也能充分发挥原材料的最大用途是优化设计的最佳方案。

结束语

房屋建筑的结构设计，是整个工程展开以及实施过程中的重点内容，为满足建筑的安全性、适用性和耐久性等可靠性要求，设计要做到平面布局和结构选型合理，因此要高度重视建筑结构设计方面常见问题，在工作实践中严格遵照设计规范、标准进行。设计要做到平面布局和结构选型合理，荷载取值准确且无遗漏，严格遵守有关设计规范、国家标准，以保证建筑质量。

参考文献

结构设计研究篇（11）

建筑节能技术是通过采用合理的建筑设计和选用符合节能标准的节能技术、工艺、材料和产品等，在保证相同的室内热舒适环境条件下，减少建筑能耗的建筑设计技术。从经济发展、环境保护等方面分析，建筑节能对人们起着至关重要的作用。所以，无论在可持续发展的思想中还是在生态建筑的设计理念中，建筑的节能都是最本质的问题。

1 建筑节能的意义

随着中国城市化水平的快速发展，房屋建造规模越来越大，建筑能耗在能源总消耗量中占的比例逐年上升，已从上世纪70年代末的10%上升到现在的27.6%，其中供热采暖消耗的能源占建筑耗能的60%。从1997年开始强制施行建筑节能以来，我国已经从节能30%的指标过渡到了170多个城市必须达到节能50%的指标，其中北京等地已经率先执行节能65%的强制性规定。

2 降低砌体建筑耗能的途径

砌体结构在建造过程中需要耗费大量的砖材，因此生产时耗能多及自重大，不利于建筑节能，但是由于砌体结构构造简单，施工技术熟练，仍然具有很大的应用前景，为此了解砌体结构建筑节能途径对于建筑节能具有重要的意义。砌体结构节能设计主要注重以下途径的运用。

2.1 降低供热能

为了保持室内温度，冬季采暖建筑必须获得热量。当建筑物的总得热和总失热达到平衡时，室温才得以保持。降低建筑耗能主要是指在保持室内一定温度下，降低采暖设备供热的能耗量。降低供热能耗的途径有：①利用好太阳能；②利用建筑内热；③提高暖通供热效率；④减少建筑物散热面积；⑤加强围护结构保温；⑥减少空气渗透的耗热量。⑦减少建筑物散热面积建筑物的耗热量与建筑物外表面的大小有直接关系。在节能设计中，我们用建筑物体形系数来控制。体形系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。从有利于节能出发，体形系数应尽可能地小。即体形应该简单，一般对多层板式住宅，当层数达到6层，单元数达到4个以上时，体形系数可以控制在0.30以下，但当平、立面出现过多的凹凸面时，这种多层建筑的体形系数就容易超过此值。建筑物的散热面积除了建筑物的外表面积外，还包括采暖空间与不采暖空间之间的内墙。如采暖居室与不采暖楼梯间之间的内墙及不采暖廊之间的内墙都是建筑物的散热面。有的设计，住户在不暖廊上，除了有门以外，还有窗户，这对节能都很不利。计算表明，一栋多层住宅，楼梯间采暖比不采暖时耗热量要减少5％左右。楼梯间开敞比设置外门窗耗热量要增加10％左右。因此，楼梯间不采暖时，楼梯间隔墙及户门都应采取保温措施。楼梯间应设置门窗使之在冬季能够密闭。 ⑧减少空气渗透的耗热量根据建筑能耗检测结果表明，北京一般居住建筑空气渗透造成的耗热量，大约要占到整个建筑采暖耗热量的30％左右，其中通过门窗缝隙的空气渗透热损失约占23％。空气渗透带来的热损失和门窗缝的构造有密切关系。

2.2 降低照明能耗的途径

充分利用天然采光天然光是一种廉价而无污染的光源。人类长期生活在天然光下，所以人眼对自然光比较适应，但是天然光的利用受到时间与空间的限制。例如在夜晚或在室内距窗很远处或无法开窗的场合就不能利用。除了设计及使用者的节能意识不够外，主要一个原因是，窗是天然光进入室内的主要途径。而在保温隔热中，窗又是个薄弱点，因此应很好解决采光与保温隔热的矛盾，如采用双层或多层玻璃使白天能充分采光，在夜间再加保温帘保温。又如为防止夏日过热可采用对热射线能充分反射，对可见光能很好透过的玻璃等等。

3 砌体结构节能设计实例分析

昌化小区是纯砌体结构，建筑高度为15m，共5层，节能气候分区属于冬冷夏热型。

3.1 结构设计节能措施

3.1.1 总平面设计

建筑总平面布置和单体平面设计，尽量利用冬季日照取暖，减少夏季太阳热辐射，并充分利用自然通风。本项目建筑物的朝向均接近南北向。

3.1.2 体形系数

在居住建筑设计时尽量减少建筑物的外表面积，以减少传热耗热量。本项目6层建筑设计体形系数在0.35～0.37之间，小于0.40；18层建筑计体形系数在0.30～0.33之间，小于0.35。

3.1.3 窗墙面积比和遮阳系数

由于窗户的保温隔热性能较差，因此本项目建筑设计尽量减少窗户面积，同时采取一定的遮阳措施。本项目建筑东、西向外窗设外遮阳（较密的花格），遮阳系数Cw符合建筑节能设计标准的规定（Cm≤0.20；K≤4.0；Cw不规定）。

3.1.4 墙体和屋顶的保温隔热

墙体是建筑围护结构的主体，其主要功能是承重、防水、防潮、保温隔热。本工程为砌体结构，外墙采用8mm聚合物砂浆+2mm专用界面处理剂+220mm蒸压加气砼+2mm专用界面处理剂，外墙平均传热系数Km为1.08W/(・K)，小于1.50（体形系数So≤0.4），符合节能设计标准的规定。

3.2 电器、设备系统节能

3.2.1 一切耗能设备均应选用经实践证明性能可靠有效的节能产品。空调设备、家用电器等，均选择符合相应的国家能效标准的产品。

3.2.2 照明采用集中、分散和自动相结合的控制方式，确定合理的照度值，充分利用天然光。用高效灯具、光源及节能型电感镇流器或电子镇流器。

3.2.3 在公用设施灯具控制方式上，采取分区控制灯光或适当增加照明开关点，以减少不必要的用电，走道、楼梯、厕所等地方装设定时开关（声光控延时开关），节省用电。

3.2.4 合理的选择照明线路，照明系统采用三相四线制供电比单相二线、两相三线供电方式线路损耗小得多。降低线路阻抗，使建配电网的设备和导线均与用电量相匹配，降低配电系统的损耗。

3.3 节水措施

3.3.1 给水系统采用符合现行产品标准要求的管材，选用管内壁光滑、阻力小的给水管材，以减少管道对流体动力的消耗。

3.3.2 该工程建筑给水采用节水器具，并引导住户选择节水器具。给水水嘴采用陶瓷阀芯等密封性能好、能限制出流流率水嘴；禁止使用一次冲水量大于6L坐便器；公共卫生间采用红外感应水嘴和感应式冲洗阀小便器、大便器。

3.3.3 优化给水工程设计，加强施工管理，减少管网的漏失率。注重管材接口，控制管网漏失率不大于5%。

3.4 太阳能利用

充分利用太阳能资源，1平米太阳能热水器每年约可替代常规能源标准煤200Kg。本工程计划安装太阳能热水器，目标是使所有小区住户都能使用上太阳能热水。

首先，本工程从太阳能热水系统与住宅建筑同步设计入手，解决太阳能集热器的摆放和安装问题，确保建筑物的承重、防水等功能不受影响，并充分考虑太阳能集热器承重、抗风雪冰雹等的能力。

其次，根据本项目建筑特点，针对不同情况采取不同的太阳能系统运行方式。对于多层住宅，选择在住宅楼楼顶给每户安装一台家用太阳能热水器；对于高层住宅，选择采用阳台壁挂式太阳能热水系统，即在每户朝南阳台墙壁安装一套超导热管集热器，用于水的加热。

4 结论

砌体结构由于其独特优点仍然是比较常见的建筑结构形式，为此必须加强砌体结构节能设计的研究和利用，在设计阶段充分的做好建筑节能工作，从而实现能源节约。

参考文献：