发布时间：2023-10-12 15:41:09
绪论：一篇引人入胜的结构设计研究，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
【摘要】随着高层建筑在我国的迅速发展，建筑高度的不断增加，建筑类型与功能的愈来愈复杂，结构体系的更加多样化，建筑类型和功能的复杂化也使现代建筑结构设计变得更加复杂。本文通过对混凝土结构设计中应注意的一些问题进行概速，并提出相应的解决措施，以利于提高设计的质量。保证结构的安全。
关键词 高层建筑；结构设计；混凝土
1.引言?
混凝土是工程中用量最多的建筑材料，也是最主要的结构材料，钢筋混凝土结构已成为世界上应用最为广泛的结构形式。我国每年耗费在混凝土结构设计的费用为2300亿元以上。在人们的传统观念中总是认为钢筋混凝土结构是由最为耐久的混凝土材料浇筑而成的，虽然钢筋易腐蚀，但有混凝土保护层的保护，钢筋也不会发生锈蚀，因此，对钢筋混凝土结构的使用寿命期望值也是很高的，从而忽视了钢筋混凝土结构的耐久性和抗震性的问题，从而混凝土结构在设计时应注意的问题的研究也相对滞后，为此付出了巨大的代价。结构设计总说明着重审查设计依据条件是否正确，结构材料选用、统一构造做法、标准图选用是否正确，对涉及使用、施工等方面需作说明的问题是否已作交待。审查内容一般包括建筑结构类型及概况，建筑结构安全等级和设计使用年限，建筑抗震设防分类、抗震设防烈度（设计基本地震加速度及设计地震分组）、场地类别和钢筋混凝土结构抗震等级，地基基础设计等级，砌体结构施工质量控制等级，基本雪压和基本风压，地面粗糙度，人防工程抗力等级等7条。
2.混凝土结构设计中的裂纹问题及其控制?
（1）混凝土结构设计中的裂纹问题分析，裂纹是固体材料中的某种不连续现象。多年来，有关混凝士的现代试验完全证实了在尚未受荷的混凝土和钢筋混凝土结构中存在微裂纹，主要有骨料与水泥石的粘结面上的牯结裂纹、水泥浆中的裂纹以及骨料裂纹。而根据断裂损伤力学的观点，所谓断裂损伤是在广义的外载作用下，使材料的细观结构发生变化，引起微缺陷成胚、孕育、扩展和汇通，导致结构宏观性能的劣化，最终形成结构宏观开裂和破坏。因而混凝土结构的破坏过程实际上是微裂纹的扩展、贯通而形成的。?
（2）混凝土结构设计中的裂纹控制方法，预应力混凝十结构的裂纹控制方法主要是基于。"抗"的思想，下面分别应用传统力学和断裂力学来分析传统裂纹控制方法，从传统学观点来看，由于预先给混凝土梁施加了预压应力，使混凝七梁在外部荷载作用下梁体下缘产生的拉应力全部被抵消（或部分被抵消），因而可避免混凝土出现裂纹（或推迟出现裂纹），混凝土梁可以全截面参加工作（或增加参加工作的混凝土截面），这就相当于改善厂梁中混凝士的抗拉性能，而且可以达到充分利用高强材料的目的。从断裂力学观点来看，混凝土材料内。?
（3）部存在许多微缺陷和微裂纹，这些微缺陷和微裂纹在外部荷载作用下会不断演化、发展，最终形成宏观裂纹。预先在混凝七梁两端施加一对轴向压力，相当于在梁内微裂纹面上作用了一对非均布压应力，这时可以认为裂纹端部的应力强度因子为负值。当外载在裂纹端部产生的应力强度因子与非均布压应力产生的应力强度因子大小相等时，裂纹端部的应力强度凼子为零。这时裂纹并不会失稳扩展，只有随着外载的增加，使裂纹端部的应力强度因子达到混凝土材料的断裂韧性时，裂纹才会失稳扩展。因此，从断裂力学角度来说，由于预先对混凝土粱施加预压应力，从而减小了外载作用F裂纹端部的应力强度因子，避免或是推迟了混凝土出现裂纹。
3.梁支座的结构形式分析及其设计可靠性的实现策略?
结构计算是结构设计的基础，计算结果是结构设计的依据，设计中选择合适的计算假定、计算简图是得到正确计算结果的关键。当前结构设计程序中往往把与剪力墙相交的框架粱支座看作固定支座，这种假定不是在任何情况下都是正确的。当框架梁与剪力墙正面垂直相交，且剪力墙对梁的约束能力较弱时，很难实现固定支座的假定，此时宜将梁支鹰形式人为调成铰接支座，否则计算结果将与实际不符。在结构设计中，对与剪力墙相交的框架梁，其支座形式要慎重对待，具体工程应视框架梁与剪力墙的相对刚度及相交位置、方向，正确判断剪力墙对粱的约束能力，近而较为准确地确定框架梁支座形式。对于提高混凝土结构的设计可靠度，在材料强度等级不变的情况下会增加材料用量，增加造价，用高强材料替代低强材料，可有效地降低成本。混疑七结构中，水平受力构件如粱、板，主要以钢筋的抗力为主，提高钢筋级别效益较好，设计中应优先采嗣新规范提倡的主导钢筋HRB400（III）级钢筋；竖向受力构件如墙、柱，主要以混凝土的抗力为主，提高混凝上等级效益较好。
4.混凝土结构设计存在的其他问题分析?
（1）混凝土结构设计中的抗震问题分析地震力在两类构件之间分配，应考虑不同时段两类构件抗推刚度相对比值的变化。钢一混凝士混合结构中现在采用的主要结构体系为钢框架一混凝七剪力墙（内筒）体系，其中钢筋混凝十内筒为主要抗侧力结构。钢框架主要承担重力荷载，承担较小的水平剪力。在水平地震作用下，有工程经验表明，由于钢框架的抗推刚度远小于混凝上内筒，钢框架承担的水平剪力除顶部几层可为楼层剪力的15%～20%，中部及下部约为相应楼层剪力的10%～l5%，有的工程甚至仅有5%左右。在往复地震动的持续作用下，结构进入弹塑性阶段时，墙体产生裂缝后，内简的抗推刚度大幅度降低，剐度退化将加大钢框架的剪力。钢框架由于弹性极限变形角为1/400以上，远大于约为l/3000的钢筋混凝土墙体弹性极限变形角。虽然此时的水平地震作用要小于塑性阶段，但钢框架仍有可能要承担比弹性阶段大得多的水平地震剪力和倾覆力矩。因此，为符合结构裂而不倒的要求，需要调整钢框架部分的承担的水平剪力，规程抗震要求钢框架一混凝土结构各层框架柱所承担的地震剪力不应小于结构底部总剪力的25%和框架邮分地震剪力最大值的1.8倍二者的较小值，以提高钢框架的承载力，并采取措施提高混凝土内筒的延性。?
（2）结构设计过程要确定适宜的层问位移限值，我国有关混合结构的规程正在修编，高层建筑钢结构规程没有列出对钢一混凝土结构的设计规定.但对以钢筋混凝土结构为主要抗侧力构件的结构，高层建筑混凝十规程，则提出其侧移限值的要求，规定为等同于相当高度的钢筋混凝土高层建筑结构体系的要求。确定适宜的层间侧移和顶点侧移限值是该结构体系规程的重要内容之一。"高钢规程"没有列出对钢一混凝土结构的设计规定，但对有混凝士剪力墙的钢结构，规定应符合《钢筋混凝土高层建筑设计与施上规程》JGJ3-9l的要求。现行的"混凝土高规"规定的层间位移限值，对于钢一混凝土结构常不易符合要求。修编中的"混凝土高规"（第二稿），将包含对钢一混凝土结构设计规定的内容，关于钢一混凝士结构的层间位移限值，将规定为等同于相当的钢筋混凝土高层建筑结构体系的要求。?
（3）此外，修编中的"混凝土高规"，关于层间位移限值将对现行。混凝士高规"JGJ3-9l有所放松，并以此确定适宜的限值。
5.结束语?
混凝土结构设计是一个长期，复杂甚至循环行复的过程.任何在这过程中的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全隐患。因此.我们设计上作者应按规范相应的构造造求严格执行，才真正确保设计质量的安全。
参考文献
［1］纪福宏，郭惠琴.混凝土结构设计中若干问题的探讨［J］.山西建筑，2005.
中图分类号：U662 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0069-01
前言
在基于安全的情况下，如何快速设计出优秀的船体结构并且实现快速修改，是船舶设计师梦寐以求的目标，针对这个目标的制定，设计师们提出了船体结构的快速设计方案，将知识工程原理和参数化技术相结合，对船体结构的设计做出了研究和分析。
1 船体结构设计中的主要内容
解决船体结构的形式、构构件的尺度和连接的设计问题，使得船体结构具有良好的经济性能和十分有益的强度。船体结构的设计质量的好坏主要从船体结构设计中的安全性和整体性以及经济性等方面来分析。
1.1 船体结构的整体性
船体结构的设计是一个十分复杂的水上工程项目，各种设备和仪器以及结构的布置都和船体结构的设计紧密相关，所以船体结构的设计必须满足船体自身的性能、设备、电气和通风等功能的要求，确保船只的工作性能在各方面都能协调配合、具备良好的工作性能。
1.2 船体结构的安全性
安全问题在任何领域领域都是最重要的问题，船体结构设计应该保证船体结构不会受到各种外力的作用下，具备一定的强度和稳定，不会因为构件强度不足出现失去平衡从而导致结构损坏的情况发生，同时船体结构还必须具有十分良好的防震性能，使其在各种激荡力的作用下，都不会产生较大的振动。
1.3 船体结构的经济性
船体结构在设计的过程中在考虑结构强度和构件的腐蚀和使用以及维修之后，还要力求减少结构的重量和成本的投入，船体结构材料在保障安全性的前提下要适当的选择，使得船体结构本身就具有良好的经济性能。
2 采用先进设计工艺对船体结构进行分层优化
船体结构生产人员，还需要对轮船的主尺度、静水力性能、船舶参数和螺旋桨敞水性能进行控制优化，严格生产环节中的船只性能测试，发现不良问题应该及时采取生产维修措施。根据船底板、内底板、三层甲板、二层甲板到主甲板区域的设计顺序，对船体结构进行设计。对于船体板的设计方式，技术人员可以采用分割设计的方法，确保船体的底部防撞性能提高。
使用双层船体结构，不仅可以显著提高船体结构的稳定性，还能够使用双层底部储存更多的油料。船体设计一般都是由多根较差构件和很多主向梁组成的板架，对于横骨架式的板架结构，使用主向梁（实肋板）作为肋板间距范围内的承重材料。保证船体架构的较差构架只需要承受节点反力。对于纵骨架式板架设计来说，可以通过提高底部结构的载荷效果的方法，利用纵骨传给实肋板，保证交叉构建也只需要承受节点反力。对于舱长很短的船底板架设计（例如舱长与板架计算宽度之间的比值小于 0.8 时），为了更好地确定这种板架中板材的弯曲应力，可以将中板材当做单跨梁进行单独处理。
3 船体结构的优化设计
3.1 船体尺寸的优化设计
尺寸优化是用来修改船体内部各单元之间的基本属性，例如厚度和横截面以及刚度等。某些结构单元的个属性之间可能彼此相关联，例如惯性距、梁的更界面和截面几何等。因此在优化过程中各单元的属性并不一定作为设计变量来进行计算。对船体结构设计分析的问题大多数都将问题归纳与对船体尺寸的设计中，船体结构游蛇设计中尺寸是十分重要的组成部分。例如利用商业软件来对小水线面的双体船结构进行尺寸优化，或者在船体坐墩墩上布局进行尺寸优化，利用分级优化的分式来进行计算。
3.2 船体形状的优化设计
结构形状的优化设计是通过选择描述边界形状的若干参数来作为设计变量，通过特殊的方式来改变这些参数值使其能够确定其本身的形态结构来完成的。在船体的结构设计中，部分部件的边界位置容易因为承受载荷而产生应力集中造成疲劳或者断裂破坏的，造成船体结构的损伤，所以在船体结构的优化设计r要通过寻求良好的边界形状来改变应力的分布。
4 船体结构的设计方法
船舶自身的造价高昂、使用期限长、工作环境十分恶劣。在其使用期间会遇到多种事故，这些事故本身就会对船舶的结构产生各种恶劣的影响，甚至会导致整个船体结构失去工作能力，造成很大的经济损失，降低社会效益，目前船体结构的设计方法主要分为确定性设计法和结构可靠性分析法。
4.1 确定性设计法
船体结构的确定性设计法又可以分为两类，第一类是规范设计法，即根据船体主尺度和结构形式，以及各种营运和施工要求，按照船级社制定的船体建造规范的相关规定来决定构件的布置和尺度的，最后再进行总强度和局部强度的审查，同时还要对结构的稳定性和安全性进行检查，一旦发生任何不足植株，则在原设计方案上进行修改之后在进行局部的加强，指导达到相应的目标。第二类是直接计算法，直接计算法是根据船型和构件布置的不同，来通过规范不可能罗列的全部特征来进行设计的，所以要求设计师具有结构力学的知识，可以按照各种构件和受力情况，直接进行强度的计算。使得船体结构本身就具备良好的力学合理性，而且可以预先选择目标函数，进行优化设计。
4.2 结构可靠性分析法
在船体结构强度的确定性设计方式中，将有关参数都设置为定值。所采用的安全系数都表现为强度的储备，使得人们对结构已经产生了固定的印象，认为结构是绝对安全不会被破坏的，然后，所有船体结构不论哪种船型或者结构形式，都是通过空间的板梁组合结构来完成的，这样的话，当船体结构中的一个构件失去效果之后，内力重新分配。整个结构还能继续工作，只有当相当数量的构建都失效之后，整个构建才会失去效果。这就促使人们去研究船体中某些构件结构被破坏的原因，和损坏后对船体的影响，这样才能形成某种采用概率法对结构进行可靠性的分析和计算。结构可靠性是指结构在规定的时间内和条件下完成预定功能的概率，即达到结构的功能极限状态就可以认定为结构实效，目前我国所采用的是基于概率论的结构可靠性全概率的分析法，还存在很大的局限性。近年来。结构系统风险的评估和决策建议在海洋工程领域以及船舶的应用中正逐步推广，世界上主要的船级都已经制定了合理规范的风险评估方法和文件。
5 结束语
船体结构设计主要是在满足船舶总体性和船舶本身的功能性的前提下，通过结构设计使得船舶在试用期间满足稳定性和刚度、强度的要求，船舶设计的内容决定了其设计任务的繁重程度。目前各国的船舶业之间的竞争十分激烈，世界各国船舶业的生产技术正朝着机械化、自动化和集成化的方向发展。提高船舶结构设计的要求已经成为船舶业十分重要的问题。
参考文献
Abstract: abnormity frame structure is built on ordinary frame structure based on it through the added some edge components (such as edge BiZhu and edge wall beam), improve frame column, frame beams and framework of the node stiffness methods, improve the overall structure of the lateral stiffness and consumption earthquake ability, and the framework (box shear) structure combination, can form abnormity framework-framework (box shear) structure, etc. Alien frame structure not only can effectively solve the pure frame structure displacement don't conform to the standard, still can solve the box in the shear wall structure cut too few quantity cause displacement symbol standard requirements, or structure change more serious problems. In the paper, the frame structure of the alien deformation and mechanical characteristics are analyzed, and put forward under the action of earthquake alien structure of the yield of sequence framework, increase the framework and frame structure of the seismic shear line.
Keywords: box shear structure, the earthquake
中图分类号： TU398+.2文献标识码：A 文章编号：
一、异形框架结构定义及结构体系
1.异形框柱与异形框梁截面形式
异形框柱其实和剪力墙带端柱约束边缘挂件从截面角度看是非常的相似，我们把它称为带边缘壁柱的异性框架柱，水平剪力和竖向力主要由主框柱承担，边缘壁柱辅助框柱只承担了少量的竖向力，大多数承担的是水平剪力。边缘壁柱可以依据下面四个情况进行设置：在中间的框柱两侧同一个方向上设置；框柱的四面同时进行设置；在框柱的一侧进行设置；取用框柱的三个方向进行设置。具体情况如图1所示：
要根据具体的情况进行相应的设计，在不同的位置就要采用不同的截面进行柱的设置，如图1c所示就是用于角柱，图1d 用于边框架中柱等。要根据实际的需要对边缘壁柱和框柱进行强连接和弱连接的连接方式。
异形框梁为在主框梁上边( 下边, 或者上下边)加设边缘壁梁的框架梁, 如图2, 框梁承担大部分剪力和弯矩, 边缘壁梁提高框梁的抗弯刚度, 承担部分竖向荷载引起的弯矩和水平荷载引起的剪力。根据计算和平面布置要求可以布置在框梁上边、下边, 或上下边同时设置。
2.异形框架结构体系及其特点
异形框架结构建立在普通框架结构的基础上, 是由异形框柱与异形框梁组成的现浇钢筋混凝土结构, 与框架或框剪结构相结合，形成异形框架-框架结构、异形框架- 框剪结构等。地下室顶板可视为不完全转换层, 在整体上无明确承担不落地框柱（剪力墙）的转换梁,其竖向构件均为连续传递至基础,从转换角度上看，其与带转换层的结构有较大区别。典型的异形框架结构立面示意如图3 所示。
二、异形框架结构计算方案
异形框架结构在地震作用下的变形特点与普通框架结构类似, 各榀框架的变形曲线基本相同, 由于控制边缘壁柱的截面长度, 使框柱的反弯点在柱中部, 结构整体变形特点仍呈剪切型, 楼层剪力同样可按异形框柱的的抗推刚度D值比例进行分配。
常用的电算程序可进行异形截面梁柱的计算与设计, 但由于弯矩、剪力和扭矩作用由异形梁柱构件各部分共同承担,整体参与计算,因此，在最后的计算结果中往往可以看到，预期结果要小于实际的结构刚度，这样不利于对梁柱的强度进行有效的控制。另外，结构失效的机制与异性框架本身具有的特点较为不符。一个设计的难点就是地下室顶梁柱节点的有效设计，梁柱节点的有效处理无法用电算化的程序进行反应，这就严重的影响了该处梁柱的有关内力计算以及钢筋匹配的设计。将已经计算好的层面位移角和事先规定好的规范进行相应的比较发现，只要简单的估算出边缘构件所需要的数量，就能在框架上加设边缘构件。通过上述的分析和研究，我们对异性框架结构的设计有了新的认识和了解，这样在之后的计算过程中我们有了更多的经验积累，以便更加有效的完成相应的设计结构工作。
三、异形框架结构构造要求
边缘构件的设置原则是可以采用在少数梁柱上加设截面较大的边缘构件, 也可以采用在多数梁柱上加设截面较小的边缘构件, 具体应根据计算结果及建筑平面隔墙布置进行确定。边缘构件的长度需要根据计算仔细调整, 一般为2倍到5倍截面宽度,边缘构件过长时会改变边缘构件的受力机制和对梁柱刚度的作用。边缘构件受力钢筋可采用单排布置, 钢筋直径不宜过大,承受剪力的箍筋配筋率可稍大。高规、抗规及异形柱规程等规范对框架结构的构造规定适用于异形框架结构。边缘构件的截面要求、配筋设计和梁柱节点设计是异形框架结构设计的重点。
根据计算结果，逐层减小边缘构件的截面高度,使框柱、框梁刚度发生自下而上的均匀变化, 强化下部刚度,并弱化其上部刚度。边缘构件的设置尽量做到上下对齐。根据“强柱弱梁”的原则，边缘壁柱的刚度及配筋可适当大于边缘壁梁。边缘壁柱通常是从地下室顶板或底部大空间楼层的顶板开始设置, 直接作用于框架梁上, 由于边缘壁柱为不连续设置, 且地下室顶板处的框梁截面为普通的矩形梁, 因此框梁为不完全转换梁, 承担较大的内力作用, 宜按照转换梁的构造要求进行考虑。地下室顶板处的梁柱节点区的连接方式, 可根据建筑使用要求与计算结果综合考虑，通过加大下部框柱截面、加设牛腿、加设柱帽、加强框梁等方式, 承担边缘壁柱的内力传递, 如图4。一般而言, 在强震下，上部框梁支座发生塑性屈服, 地下室顶板处的梁支座处不屈服, 且多数情况下视地下室顶板为上部嵌固端, 顶板较厚，配筋较大,故而这样考虑切实可行。
四、总结
文中提出的异形框架结构体系, 可有效地解决纯框架结构位移不符合规范要求, 框剪结构中剪力墙数量偏少引起位移不符规范要求。其次，提出了异形框架结构延性破坏的顺序,增加了框架结构的抗震防线。文中以异形框架-框架结构为例，对异形框架进行说明, 其设计思路同样适用于异形框架- 框剪结构、异形框架- 核心筒结构等结构体系。文章的最后提出了异形框架结构的概念及设计方法, 通过对异性框架结构设计的相关研究和分析，我们认识和了解到了有关连接方式和传递方式的相关内容，以便在具体的过程中能够有效的借签相关的理论内容进行计算和分析，另外对异性框架结构的耗能机理等相关问题也进行了更加深入的分析和研究当中。
参考文献:
[1]缪品章.住宅异形框架柱[J]. 福建建筑. 1999(04).
[2]谭筱红.异形柱框架轻质墙结构在多层住宅中的应用[J]. 矿业快报. 2003(11).
[3]郭猛.阶梯教室教学楼结构优化设计[J]. 建筑技术开发. 2008(08).
