发布时间：2023-03-16 15:56:53
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的建筑结构论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
关键词:建筑结构；检测；加固
在需要对建筑物的施工质量进行评定时，或当建筑物由于某种原因不能满足某项功能的要求或对满足某项功能的要求产生怀疑时，就需要对建筑物的整体结构、结构的某一部分或某些构件进行检测。当判定被检结构存在安全隐患时，就应该对其进行加固处理，或者拆除。
以前，建筑结构检测、加固的重点主要是面对旧房，但近十年来，无论旧房或新房都存在着检测、加固的问题，建筑结构检测检测、加固的工作越来越多。一般来说，在下列情况下要对建筑物进行检测、鉴定和加固：(1)设计不周或有误；如对工程地质、水文地质尾部和地基情况了解不全，地基承载力估计过高，漏算或少算作用于结构上的荷载；设计人员受力分析概念不清，结构内力计算错误等；(2)施工质量低劣；如混凝土强度等级低于设计要求，钢筋混凝土结构构件有蜂窝、孔洞、露筋等缺陷，钢筋力学性能不符合设计要求；或砌体砌筑方法不当，造成通缝，空心砌块不按设计要求灌筑混凝土芯柱；或钢结构的焊接质量或焊缝高度达不到设计要求；(3)使用或改造不当；如未经核算就在原有建筑物上加层或对其进行改造，造成原有结构承载力不足，使用过程中任意改变用途加大荷载；或随意拆除承重墙或墙上开洞；（4）使用环境恶化；如结构长期受到高温、振动、酸、碱、盐、杂散电流等不利因素作用，引起结构构件的腐蚀性和损伤等。(5)建筑物年久失修．结构有损伤或破坏，不能满足目前的使用要求或安全度不足；(6)由于各种灾害事件的影响使结构产生裂缝或者破坏；(7)需要对古建筑、历史性建筑进行进一步维护、保护。
建筑结构试验检测技术是以相应现行规范为根据、以实验为技术手段，测量能反映结构或构件实际工作性能的有关参数，为判断结构的承载能力和安全储备提供重要依据。建筑结构试验检测不仅对新建工程安全性能的评定起重要作用，而且对于危旧房屋的更新改造、古建筑和受损结构的加固修复等提供直接的技术参数。
一、常用检测方法
结构检测工作包括的内容比较多，一般有结构材料的力学性能检测、结构的构造措施检测、结构构件尺寸检测、钢筋位置及直径检测、结构及构件的开裂和变形情况检测及结构性能实荷检测等。我们按所检的结构种类把建筑结构检测方法分为：混凝土结构检测、砌体结构检测、钢结构检测和钢一混凝土组合结构检测等。对某些结构或构件为获得其结构承整体受力性能或构件承载力、刚度或抗裂性能，可进行结构或构件的整体性能的静力实荷检验。对某些重要建筑和大型的公共建筑还可进行结构的动力测试。其中静力实荷检验可分为使用性能检验、承载力检验和破坏性检验。使用性能的检验主要用于验证结构或构件在规定荷的作用下不出现过大的变形和损伤，结构或构件经过检测后还必须满足正常使用要求；承载力检验主要用于验证结构或构件的设计承载力；破坏性检验主要用于确定结构或模型的实际承载力。对混凝土结构的混凝土材料强度目前广泛应用的检测方法是钻芯法和回弹法。钻芯法是在建筑构件上钻取混凝土芯样直接进行抗压强度检验，结果准确可靠，但会造成对结构物局部的损坏，尤其是对重要的结构部位，无法进行大量的检测。非破损法中的回弹法、超声法、超声一回弹综合法所测定的参数（回弹值、声速值）对混凝土强度来说并不很敏感，测试结果精度不高。拔出法是一种介于钻芯法和非破损检测方法之间的混凝土强度微破损检测方法，操作简便易行，对结构物损伤极小，又有足够检测精度．尤其是近20年才出现的后装拔出法无需预先在混凝土中埋置锚固件，而是在己硬化的混凝土上通过钻孔、扩槽、嵌人的方法将锚固件置人并固定其中，因此，在己硬化的新旧混凝土的各种构件上都可以使用，适应性很强，检测结果的可靠性也较高，特别是当现场结构缺少混凝土强度的有关试验资料时，是非常有价值的一种检验评定手段。对砌体结构的检测目前主要使用轴压法、扁顶法、原位单剪法、原位单砖双剪法、推出法、筒压法、砂浆片剪切法、回弹法、点荷法、射钉法。这些检测方法大致可分为两类：直接法和间接法，前者为检测砌体抗压强度和砌体抗剪强度的方法，后者为测试砂浆强度的方法。直接法的优点是直接测试砌体的强度参数，反映被测试工程的材料质量和施工质量，其缺点是试验工作量较大，对砌体有一定的损伤；间接法是测试与砂浆强度有关的物理参数，进而推定其强度，“推定”时难免增大测试误差，也不能综合反应工程的材料质量和施工质量，使用时具有一定的局限性，其优点是测试工作较为简便，对砌体工程损伤较少或无损伤。检测方法的选用应综合考虑结构情况，选用直接或间接或两者综合。由于钢结构的材质均匀，因此具有强度、塑性与韧性均能较方便地进行测试的优势。
二、常用加固方法
一般所需加固的结构大都存在由于结构自身的承载能力因灾害（如火灾、腐蚀、冻害）或施工质量不到位或功能改变等因素的影响而导致结构承载能力不足的现象，所采用的加固方法多是从提高结构的有效受力面积出发（如加大载面法等）减小截面的应力，或者直接改变结构的受力体系，改变其传力途径（如增加支撑法等）从而降低结构构件的受力，最终达到加固的目的。a）混凝土结构加固方法，b)砌体结构加固方法，c）钢结构加固方法。结构加固中需根据实际条件以及使用要求选择适宜的加固方法。
对于混凝土结构，在选择加固方法的同时还需选择相应的配套技术。其中施工技术一般有：
(1）托换技术。该技术系托梁（或析架，以下同）拆柱（或墙，以下同）、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称。托换技术属于一种综合性技术，由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成，适用于已有建筑物的加固改造。与传统做法相比，具有施工时间短?费用低、对生活和生产影响小等优点?但对技术要求比较高，需要由熟练工人来完成，才能确保安全。
(2)植筋技术。该技术系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术，可植入普通钢筋，也可植人螺栓式锚筋，已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程。
(3)裂缝修补技术。该技术根据混凝土裂缝的起因、性状和大小，采用不同封护方法进行修补，使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复；主要适用于已有建筑物中各类裂缝的处理，但对受力性裂缝，除修补外，尚应采用相应的加固措施。(4)碳化混凝土修复技术。该技术系指通过恢复混凝土的碱性（钝化作用）或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术，目前这一技术还不够成熟。(5)混凝土表面处理技术。该技术是指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物的专门技术。
我国的高层建筑的设计特点大部分都集中的体现在侧移、结构延性、轴向变形和水平荷载等方面。而在一些竖零件中，由于楼房的自重问题以及楼面的使用荷载，而最终产生的弯矩数值还有轴力仅仅和楼房高度的成正比，另外由于竖向荷载较水平荷载具有的不确定性而具有确定性，所以，水平荷载往往在高层建筑中起到决定性的作用。而由于在水平荷载的作用下的结构侧移变形会伴随着这个高层建筑的楼层高度的增加而渐渐增大，所以，结构侧移都是整个高层建筑设计的关键因素和控制指标。除此之外，结构延性也可以作为高层建筑设计的重要指标。为了保证真个高层建筑拥有足够的结构延性，就需要使其结构在进入塑性变形的阶段时仍然具有较强的变形能力而不会使自身出现倒塌的现象，须在其结构的处理上采取相应的措施。此外，在整个高层建筑的设计中同样不能忽视高层建筑的轴向变形因素的影响。
二、高层建筑的构体系
2.1框架与剪力墙
当施工中单医德框架体系的强度及刚度无法满足施工的实际要求时，就需要在建筑平面的某些适当位置设立相应的增加较大的剪力墙来替代一部分框架，这就形成了框架-剪力墙体系。在受到水平方向力的影响时，框架和剪力墙都需要通过有足够大的刚度的楼板以及连梁组成的协同工作的结构体系。
2.2剪力墙体系
当承受力的主体结构主体部分全部都是由平面剪力墙构件组成的时候，就形成了剪力墙体系。在这种体系当中，一堵剪力墙就能够承受全部的垂直荷载及水平力。而剪力墙体系属于刚性结构的一种，其位移的曲线一般都呈现为弯曲型。而剪力墙体系自身的强度和刚度都很高，并且具有一定的延展性，抗震、抗倒塌等性能比较优越，是一种较为优秀的结构体系，能建的高度大于框架-剪力墙的混合体系。
三、高层建筑结构的相关问题分析
3.1结构超高的问题
在国家新出台的抗震规范和新规范中，对于建筑结构的总体高度有着一定的限制，尤其是新规范当中针对建筑物超高的问题，除此之外将以前高层建筑的高度限制设定为A级高度以外还新设立了B级高度，同时相应的处理措施以及设计方案也都有极大的改变。在工程师进行实际的工程设计工作时，可能出现的由于结构类型改变的问题从而忽略此类问题出现后将导致施工图纸再进行审查工作时未能通过，需要进行重新的设计和召开相应的专家会议来进行确切论证的情况，对工程的工期、造价等等整体规划都将造成很大的影响。
3.2短肢剪力墙设置问题
在新的施工规范中可以看到，对于短肢剪力墙的定义就是墙肢截面的高厚比为5~8的墙体，而且根据相应的实验数据以及工程师自身的经验，对于短肢剪力墙在高层建筑中的应用能力较低，同时也有比较高的限制，所以，在高层建筑的设计施工中，结构工程师应当尽可能的减少采用或不用短肢剪力墙，以避免产生关于设计方面的不必要的麻烦。
3.3嵌固端设置问题
我国目前的高层建筑大部分都自带地下室和人防，正因为如此，这样就有可能会将嵌固端设置在地下室的顶板上，当然也有可能会设置在人防顶板等等特殊位置，因此，就在这个问题的处理上，结构设计工程师经常会忽视了由嵌固端的设置位置不当带来的一些需要注意的问题，比如：嵌固端楼板本身的设计、嵌固端上下层刚度比的上限等等问题，而建筑工程必须要严谨，任何一个细小的问题都有可能在未来造成严重的后果。
3.4结构规则性问题
在当前新旧规范在这方面的规则出现了极大的差异，新的规范在这方面新增加了许多的限制条件，而且，新的规范增加了强制性的条文规定“即建筑不能采用严重不符合规范的设计方案。”因此，结构设计工程师自工作室就必须要注意对待新规范当中的的某些限制条件，以防止出现在施工后期设计图纸设计阶段的工作改动。
四、总结
大楼平面形体是Z字形，L/Bmax=0．56＞0．35，为不规则建筑结构，竖向存在立面缩进，层高差别大。通过初步运算发现，结构在风荷载和地震影响下的位移角可达到规定的要求，虽然可达到规范需要，然而第二周期扭转因子已经很大，达到0．34，这说明此结构抗扭刚度显然不够。与此同时，此结构在考虑偶然偏心情况下的扭转位移比X向和Y向都大于1．30，甚至还有1．40的，此结构的扭转效应比较严重，属于扭转不规则，裙房4层时薄弱层，刚度低于上3层平均刚度的近八成，首层是软弱层，抗剪承载力达不到上层的八成，此结构不规则位置为5项，属严重不规则结构，此楼上下层功能较多，地下室是车库，业主要求有较大空间布置墙体受到约束，2到4层时酒店多功能厅，需空间宽敞，布置墙体受约束，5到12层时酒店客房，不允许在建筑外侧设置剪力墙，12以上是办公楼，中间也很难布置墙体，很多功能使此楼中部和边上很难存在墙体上下贯通。此楼设计中的关键工作为调整周期比及扭转位移比，因此楼平面凹凸不规则，2个核心筒都处于两端，刚度十分的不均匀，刚心和质心有很大的偏差，在地震的影响下容易出现扭转破坏。控制周期比和控制位移比相同，但控制周期比的侧重点在于测向刚度和扭转刚度间的相对性，主要目的是抗侧力平面布置更加合理、有效，促使建筑结构不产生过大的扭转效应。所以，控制周期比的主要目的是使结构抗侧力构件的布置更加均匀、合理，而不是让结构更具有刚度。若是平动第一周期和扭转第一周期相对接近，因振动藕连作用，结构扭转效果应该会变化的较为明显。然而，此大厦第二周期扭转因子为0．34，一般认为其扭转刚度较弱，需要进行调整，不可只认为平动和扭转第一周期的比值低于0．9就可以，同时还需要考虑平动周期内的扭转因子，如若不然在地震较大时结构第一周期很有可能就会是扭转周期。考虑到这一比如哦环节，应该针对结构竖向构件进行调整:首先，在结构左上方及右下方各加1片相对较长的剪力墙，加强建筑物周边结构构件的抗扭性，同时还要把结构刚心大幅度的推向左侧;其次，在右下角核心筒位置开洞，降低此处的刚度，这主要是原因这一位置核心筒有很大偏心，这使得刚度中心向左侧偏移;第三，取消上部核心筒下端的1个小核心筒，降低中间刚度，并把此核心筒连梁减弱，从而使结构剪力墙更为均匀，这对于结构扭转周期比和位移比皆大有裨益。首层高度8m，致使受剪承载力低于上层的近八成，要妥善处理抗剪承载力不够的问题，应该增加抗剪截面或是提升混凝土的强度大小，具体办法为再首层以下每层柱截面都增加100mm，强厚增加50mm，混凝土强度增加一级，这之后受剪承载力比会在大于90%，达到基本需要。此大厦第4层初算是薄弱层，4层顶便是裙房屋面，扩大裙房屋面梁截面，增加屋面板厚度，能够有效防止薄弱层。经过以上调整，此大厦5项不规则调整成2项不规则，防止了申报超限情况的发生。
2调整前后的周期参数
由于1个小核心筒被取消，刚度变低，然而调整结构之后刚度显然比调整之前更加均匀，同时也加强了抗扭刚度，扭转位移比得到了显著的改善，最大扭转位移比都低于1．20，属规则建筑结构、一个平面上显然不规则的结构经过科学调整刚度，能够使其成为规则的结构。
3抗震技术的应用全面分析
工程实际的每一方面因素，一般应用的抗震技术有:(1)在条件允许的情况下，尽可能增加周边剪力墙的厚度，特别是离刚心最远的位置，把刚心及质心的偏心率调整成最低，降低扭转周期，把建筑结构调整为扭转规则的结构;(2)减弱核心筒的连梁，应用弱连接梁进行连接，增加平动周期和平扭周期比;(3)科学控制墙柱的轴压比，提升柱纵筋的配筋率及箍筋配筋率，纵筋配筋率都要扩大一级，柱箍筋全楼进行加密，角柱加芯柱，以此提升结构竖向构件在强震时抗形变水平;(4)在凹角位置设置45°的斜向钢筋，抵抗角区应力集中，加强薄弱位置的配筋与板厚;(5)虽然四层可不算作规范中的薄弱层，但是计算时依然要按照薄弱层进行运算，地震剪力需要乘以1．15增大系数，并且要强化此楼层的墙柱配筋，提升建筑结构在强震中的抗形变水平。
4结语
关键词:概念设计;建筑结构设计;应用
作为建筑工程项目开展中的一个重要环节，建筑结构设计不但会关系到建筑工程项目的顺利开展，而且还会影响到整个建筑工程质量。所以，相关单位要充分重视建筑结构设计工作，并且采取科学有效的方法有效提高建筑结构设计水平。在其中合理地运用概念设计方法，可以有效地优化建筑结构设计方案，提高建筑结构设计水平。因此，设计人员要在建筑结构设计中要积极、合理地运用概念设计方法。
1概念设计概述
所谓的概念设计即为在尚未经过数值计算，特别是在一些很难通过相关的规范制度做出明确规定或者是很难进行精确理性分析的问题当中，根据整体结构体系以及分体系彼此之间存在的力学关系、试验现象等总结获得的设计思想与设计原则，以此来从整体上来完成对建筑结构的总体规划与布置，有效管理与控制抗震细部方法等［1］。在建筑设计方案制定的时期，这一设计方法可以更加科学、合理地完成对结构体系的构思、建立以及选择等，进而能够获得更加准确以及概念清晰的方案，从而为后期的设计奠定坚实的基础，进而提升其经济性以及安全、可靠性。
2概念设计在结构设计中的重要作用
2．1有效弥补计算机设计中存在的缺陷
在采用计算机完成建筑结构设计方案的时候是会存在许多缺陷的，其无法正常完成方案初步设计工作。这是由于计算机设计往往会为设计师造成一定的错觉，会使得设计人员觉得计算机程序的运用简单易行，因此就会对计算机软件产生过度依赖的心理，于是就不会去专心地研究与学习结构概念的相关知识，进而影响到其设计能力的提升。另外，一些设计人员会存在一种习惯，即会在设计过程中应用分析程序。然而其却没有充分意识到假如采用正确的软件会使得设计效率与设计水平得到有效提升，而假如选择的软件是错误的，那么就会造成结构设计发生问题，会留下潜在的隐患。因此，为了能够有效弥补计算机设计存在的缺陷，那么就应该合理运用概念设计，要鼓励与引导设计人员积极地学习结构概念的相关知识，进而充分利用概念设计的基本原则制定出最为理想化的结构方案。
2．2有效优化结构设计
对于每位建筑设计人员而言，其都需要充分地了解与掌握结构概念。因为利用结构概念可以帮助其创造出新的灵感以及更加准确、清晰的思路，可以帮助设计人员在充分遵循正确设计基本原则的基础上，有效地防止概念混乱以及定性不正确等诸多问题的出现［2］。除此以外，工作人员在面对一些技术问题的时候，假如其可以充分了解概念设计，那么就能够准确地找到问题的原因所在，然后再采取科学、有效的方法解决问题。在当前实行的《建筑结构设计统一标准》当中就涉及到概念理论，而且标准中明确提出了一个围绕概念理论而制定的结构极限状态设计准则，这一种设计方法会更加科学、严谨，进而可以有效提高结构设计的完善性与可靠性，有效地实现结构设计方案的优化。
3概念设计在建筑结构设计中的应用策略
3．1在建筑场地选择中的应用
为了可以有效地提升建筑结构设计的有效性与科学性，那么就必须要做好建筑场地的选择工作，因为只有充分保证建筑场地的科学、合理性，那么才可以也使得后续建筑设计工作更加顺利地开展，有效地确保其工作价值的实现。因此，在选择建筑场地的过程中要合理应用概念设计。具体而言，必须充分注意以下要素:(1)地形因素。因为不同的地形也会对建筑结构产生不尽相同的影响，而且在大多数的情况下还会对其产生极大的制约，所以在开展建筑结构设计的过程中，必须要充分考虑到建筑结构设计的要求，考虑到建筑的实际情况，进而综合考虑选择出最为合适的地形。(2)地质因素。由于地质因素也会在很大程度上影响的建筑结构设计税票，特别是对基础结构设计具有较大的影响。因此，在选择建筑场地的过程中，需要积极地开展全面、科学合理的评估以及分析，进而充分确保施工场地的地质能够有效地满足建筑施工的要求［3］。(3)抗震性因素。由于抗震性也会在很大程度上影响到建筑结构设计水平，因为只有在充分确保建筑结构有着良好的抗震能力以后，那么才能够有效地确保建筑的使用安全。因此，在选择建筑场地的时候，也要合理地应用概念设计，进而尽量防止在在那些极易发生震动的地方开展建筑操作。
3．2在基础设计中的应用
建筑结构的设计人员根据建筑物的具体结构形式以及所处的地理位置，然后再充分遵循概念设计的基本原则，对基础设计类型进行选择。例如筏型基础以及箱型基础等等［4］。在具体采用箱型基础的过程中，需要充分确保建筑物的负载能力，可以及时、均匀地传递给地基，这样就能够对地基不均匀沉降现象产生有效地抵御作用，而且使其可以有效地完成对周围土体的协作互助，进而有效地提升建筑物的抗风以及抗震能力。在选择使用筏型基础的时候，就会使得建筑物上部结构存在着非常大的荷载。对于建筑而言，其具有非常小的承载能力，这一结构类型能够使得建筑物上部得到有效的分散，而且使得地基获得更大的承载能力，在此状况下就会使得极不均匀沉降现象得到了有效的避免。
3．3在高层结构设计中的应用
在受到水平负荷作用时候，会造成高层建筑结构侧移现象的发生，这是高层建筑设计的一个重点与难点问题，每位建筑设计工作人员都必须要给予充分重视。在具体开展结构设计工作的过程中，设计人员要充分遵循概念设计基本原则，不但要充分考虑相关的要求与标准，与此同时还必须要选择更加科学、合理的抗侧力体系，不但要对建筑物四周存在的其他建筑物的位置、结构等进行综合、全面的分析与考量，而且还要对这些建筑物对所要建设建筑物的风压布局所、造成的影响进行综合的考量［5］，进而要在具体开展结构设计的时候，采取有效的措施努力提升建筑物的竖向荷载及其抵抗力，要合理地运用概念设计基本原则，努力加强建筑结构的抗震力，使其能够保证平面结构的简单性以及规范性。总之，在当前科学技术快速发展的时代背景下，也使得我国建筑行业获得了跨越式的发展。然而，其在建筑结构设计方面还存在着诸多问题，那么为了能够有效地提升建筑结构设计水平，就应该合理地应用概念设计方法，以此来有效地提升结构设计的完善性与可靠性，有效弥补在结构设计中存在的问题，优化结构设计方案，有效促进建筑结构设计水平的不断提升。
作者:杨涛 单位:中信建筑设计研究总院有限公司
面向建筑学专业本科教学的建筑结构课程体系总体构思为:以定量分析为辅助手段，定性综合认识为根本目的，从建立简单杆件力学性能的基本概念入手，结合材料性质，认识结构体系的力学特性以及构筑结构传力途径的基本规则，最终建立对结构固有力学逻辑所赋予的结构空间特性的认识，了解结构与建筑空间创作结合的途径。传统建筑力学教学所强调的量化分析与计算技能在此仅仅是掌握结构力学性能的手段和依据而非目的，是进入结构性能及其空间特性这一庙堂的台阶。课程体系框架如图2。上述体系中的课程相互衔接、循序渐进、各有侧重、相互衔接、要求各异，分三个层次予以实现。第一层次———建筑力学。它是整个教学体系的基础和出发点。该部分课程本着结构的基本性能是传递荷载的思想，遵循结构整体—构件—构件截面—结构整体的教学思路，在不同尺度上认识结构的传力方式与特性。以概念为主、计算为辅，结构为主、材料为辅，力学性能为主、使用功能和形态特性为辅，以杆件为主要对象，将传统教学体系中相互隔离的三大力学知识(理论力学、材料力学和结构力学)完全融合、有机统一。该部分教学体现了量化，概念是为了使结构的力学特性明晰，计算是为了对结构性能的把握具体的目标。定量计算技能的难易程度以注册建筑师的结构计算要求为基准。此外，还注重密切结合典型建筑材料的性能，阐述各类杆的形态与功能特性及其相互转化关系。第二层次———结构选型。正如线的移动和转动可以构成任意形式的面、面的组合可以形成空间形体一样，结构选型以直杆的力学特性为基础，提供了结构体系演变的认知线索，即通过直杆的组合、密排、重叠和弯折等定性认识框架、网架、板、墙以及拱、壳体、索、膜及其他空间结构的力学性能，把握结构演化的规律与线索，认识构筑结构传力路径的基本要求与方法，了解典型结构体系如墙板结构体系、框架结构体系、框剪结构体系、筒体等的力学特性，了解基于极限状态的结构设计思想与结构生命全周期的设计理念，强调从经典的建筑案例中认识典型结构形式，初步认识结构固有形态与建筑空间要求的关系。第三层次———建筑中的结构艺术。在前两个层次的基础上，该课程更深入地挖掘和揭示结构由其固有力学特性与逻辑所决定的形态美。艺术的本质是创造，结构设计的本质也是创造。通过对现代建筑作品中建筑空间形态与其结构形态相互关系的深入探讨，了解从空间形态和传力方式出发构筑合理而优美的结构的途径，认识框架、平板和“方盒子”并非结构存在的主要形式(更不是唯一形式)，体会结构在满足其科学性、合理性和力学效率的基础上具有巨大的创造空间，具有再现建筑空间形态乃至创造新的空间形态的可能。
二、实践与收获
针对上述三个层次的内容和要求特点，教学实践中采取了不同的教学方法和考核方式。建筑力学与结构选型为必修课，为此笔者编写了教材《建筑力学与结构选型》(中国建筑工业出版社，2012年出版)。教材编写及其教学实践不再停留于结构的内力图绘制和强度、刚度的计算校核上，而力求达到力学分析服务于对结构特性的认知，挖掘结构的组合和演变规律，以结构源于工程，服务于工程为宗旨。建筑力学课程着重于结构的基本概念、基本分析方法与杆件结构的基本力学特性，以定性认识为目的，定量计算为手段。强调结构源于工程而服务于工程，遵循感性—理性—高层次的感性认知规律，每一种结构形式的引入都从实际工程入手，并尽量以工程意义明确、形象易懂的方式介绍力学基本概念，避免生硬的数学力学概念和繁琐的演算。自始至终贯穿力的传递这一认知线索，使力这一抽象概念形象化、动态化，使不同结构的传力特性直观明确。如图3所示，从荷载在结构整体(典型如梁柱结构体系)的传递路径入手，建立对力的传递的感性认识，再由定量分析揭示杆件截面内力与应力分布特性(如梁的内力和截面应力分布)，逐步深入地认识结构的传力本质，最终通过力流的概念把握不同结构的力学特性。在这一认知过程中，定量分析可将模糊的感性认识导向理性，是不可或缺的台阶和拐杖。但若缺乏对量化分析结果的总结、对比和反馈，又将使分析陷入盲目并流于数字游戏。图4比较了桁架、索和拱的传力机制，形象地展示了桁架、拱和索的各自特点，使学生克服了对结构与力学的恐惧心理，使力变得可以触摸，力的传递变得有迹可循，使后续课程中结构的演化有规律可依。
此外，还将材料特性、结构几何特性、支撑方式与结点联结方式等也融入结构传力机制中，综合全面认识结构的传力特性。在建筑力学课程把握杆件结构力学性能与形态功能特性的基础上，结构选型课程从结构体系的几何特点、构成方式、力学特性及其空间特性等多方面定性认识结构的综合性能，将建筑力学部分通过量化分析得到的简单构件的力学概念在典型规则的结构体系中得到定性应用与拓展，使学生了解构筑结构体系的合理传力路径的规则与方法。该部分采用课堂讲授与讨论相结合的方式，遵循从结构体系的整体传力基本要求、规则结构的水平和竖向分体系的几何特点、构成方式、传力特性乃至基本构件的力学性能在分体系中的应用这一由整体而局部的认知途径，使学生对结构体系的力学及空间形态特性的认识有迹可循，并得以了解典型结构体系的组成规则、特点和传力特性。本阶段教学强调结构的演变性，即以直杆的力学特性为出发点，定性阐述各类基本结构(墙、板、拱、索以及曲面和空间网架结构等)与直杆的关联，从而建立定性把握复杂结构力学特性的认知途径。如图5所示，从柱的密排认识墙体的性质、梁的重叠认识板的性质、墙体—柱—筒体的相互转化认识高层建筑结构的竖向和水平传力机制，并初步认识曲面和空间网格结构等的演变规律和特性。从高层建筑结构、大跨空间结构以及现代科学技术与新材料的应用等角度分别选取现当代经典建筑案例，探讨结构体系的构筑与应用、结构空间形态与建筑空间形态之间的关系。结构选型综合学生课堂讨论参与情况、PPT讲述与综合作业情况进行考核，综合作业包括课程开始时浅述结构形式的演变与建筑材料应用的结合、课程结束后任选具体建筑案例分析其结构形式、材料运用与建筑功能的结合，课程进行中分组针对建筑案例进行PPT演讲。学生所表现出的活跃思路、生动多样的PPT讲述手法、对结构的浓厚兴趣以及被激发出的结构直觉令人惊喜(图6)。
建筑中的结构艺术作为该教学体系的最后环节，为任选课，共32学时，采用针对主题的分组课后准备、课堂研讨的方式，引导学生思考和探究建筑结构曾经发生了什么、正在发生什么、将来会怎样，建筑结构所固有的空间形态美之所在。考核成绩以课堂参与、讲述情况以及书面讨论作业等进行综合评价。该课程教学包括两个阶段:第一阶段主要针对结构的传力特性和构件的空间形态，讨论主题包括优美的结构、杆件的变形、组合与运动、结构体系的均衡与延性、平衡或反平衡等，学生分组选取案例展开分析与讨论，在结构的合理性、整体均衡性以及平衡稳定性的认识基础之上，总结表现结构固有逻辑所决定的形态美的方法，并认识某些当代建筑结构在形式上虽然反常规、反稳定与反平衡，而在构筑传力路径时仍严格遵循结构固有逻辑的特性。第二阶段的主题相对宏观、综合，侧重于结构与人类社会文明发展的关系，艺术、文化、经济与科学技术等对结构发展的影响，并针对目前颇受热议和关注的仿生、绿色、可持续等观点和建筑案例探究建筑结构仿生的意义和目的，引导学生挖掘结构整体与局部、规则与不规则的关系。该课程同时探索了一种全新的探讨式开放式的过程教学方法，教师不再以讲台的占有者和宣讲者的姿态出现，而是扮演了引导者、参与者、旁观者和听众的角色，学生对于各种主题的积极参与、活跃开放的思维达成了教学的互相激发，教与学的双方真正实现了自我发现与互相发现。以上构建的新的建筑结构教学体系以结构固有的特性及其本质为出发点、以量化分析为手段、以对结构体系的力学性能、结构演化的规律性与创造的可能性的认识为目的，避免了流于对现代建筑结构形式感的肤浅的讨好。已历5届的教学实践表明，新的建筑结构课程体系保障了内容的连贯性和整体性，弥补了传统建筑力学中三大力学划分造成的内容和教学安排的隔离、间断与冗长。所编教材，力求使力学理论与结构认知密切衔接。学生克服了对结构力学知识及分析技巧的畏惧和抵触，认识到力之于结构的形象特性———力流，把握了基本构件和典型杆件体系的力学性能。对结构传力特性的认识不再停留于结构的表面形式，而深入其力学本质。通过上述课程的学习，学生认识到建筑形式的自由源于内在结构骨架和材料的突破，而后者以技术和理论的发展为支撑，对结构形态及其功能的认识促进了学生在后续专业课程中建筑造型设计上的创新(图8)。正如学生的体会:“每一种结构都有着自己独特的品质，它同时会深深影响着建筑的外部形态和内部空间，甚至会给予你一些意想不到的收获，这或许也是结构最吸引人的地方。”(建筑学本科生———于思)。“建筑师提升自己的结构素养，寻求和结构师的更紧密合作，看来是未来更震撼人心的建构美学作品的必然前提。”
三、体会与冀望
所谓的建筑结构主要是指在建筑物中，由各类建筑材料混合制成的一种用于承载建筑体的框架结构，以保证建筑物的受力能力及空间体系。在建筑结构中，由于材料及建筑物本身的不同需求，建筑结构可分为混凝土结构、钢结构、木结构、砌体结构以及轻型钢结构、组合式结构等。
2、建筑结构加固的重要性
（1）建筑结构的加固与修补有着本质上的区别。建筑的修补主要是对建筑物外观进行修复与改进，使其从外观上更具观赏性。而建筑结构加固则是对老的建筑物内部结构因老化问题以及人为原因所造成的问题、自然原因所造成的结构损伤问题等进行稳固性处理，从而使建筑物的安全系数提高。
（2）建筑结构加固时对所需材料的使用没有一个明确的限定，因此在一定的程度上降低了建筑企业的成本。虽然建筑结构加固所使用的材料相比于新建成的建筑物结构材料质量偏低，但就成本而言，建筑结构加固所支出的财力物力成本也远远低于新建成的建筑物结构成本。而从建筑物的稳定安全性来说，则是基本相同的。因此就这一点而言，大大节约了建筑企业的资源浪费。
（3）建筑结构加固更有利于对材料资源的合理利用，避免不必要的浪费。一般来说，建筑结构加固是在现有建筑物之上采集门、窗等结构参数，然后通过所采集的参数对加固材料量进行分析设计，并制定出最合理的加固技术措施，从而在材料更可能少的基础上最大限度保障建筑的结构安全。
3、建筑结构的加固方法
根据建筑结构的不同，其加固方法也不同。主要分为以下几种：
（1）混凝土加固法，顾名思义，所谓的混凝土加固法主要是采用混凝土材料及其它材料混合而成的。在混凝土加固法中又包括了：加大结构截面积的加固方法、结构外包钢材料加固法、预应力混合结构加固法、粘钢式加固法、改变建筑结构的承载及传力途径的加固法、全焊接补筋式结构加固法、碳纤维混合物质结构加固法，喷射式混凝土补强结构加固法以及局部结构加固法等。
（2）砌体结构加固立法，也就是用修补结构外侧的方式进行堵塞式加固。砌体结构加固方法又分为：钢筋水泥混合砂浆式结构加固法、扩大结构截面积加固法、扶壁柱式加固法、外包钢筋加固法以及外包钢混凝土混合加固法等。
（3）钢结构加固方法，此类方法也是高层建筑结构加固中最为常用的一种方法。钢结构加固法主要是采用改变建筑结构计算参数，加强结构连接和扩大结构截面积等方式进行加固，另外需要注意的是，采用钢结构对建筑进行加固时，必须根据建筑结构的实际情况及加固使用要求选择合适的结构加固方式，以保证建筑结构安全性能达到最高。
4、建筑结构加固的施工技术
要建筑结构加固中，主要是采用混凝土加固方式，其主要的施工技术如下：宋良瑞四川建筑职业技术学院四川德阳618000
（1）托换式结构加固施工技术。所谓的托换工结构加固是混凝土加固方式中一种综合性的加固技术，它主要是对相关结构以及建筑的上下结构、顶升与废弃结构的拆除等进行技术处理，是建筑结构加固或改造中最常用的一种技术措施。另外，托换式结构加固法具有工期短、成本低等特点，因此对建筑正常使用及人均正常工作生活不会带来太大的不便之处。然而托换式结构加固施工也是一项要求技术含量较高的施工项目，因此，在施工中必须由专业性及技术水平、工作责任心都较强的人员来完成，以最大限度保障建筑安全性。
（2）植筋式结构加固施工技术。所谓的植筋式结构加固技术就是指在建筑中利用钢筋植入法对结构进行加固。因它对混凝土混合结构的要求较为简单，且操作较为灵活，因此常被用于建筑结构的连接及锚固中。在植筋式结构加固施工中，可以植入普通的混凝土钢筋，也可植入螺栓式的锚筋。在施工技术中具体需用哪种钢筋进行结构加固，是根据建筑物的使用特性以及结构的分布来确定的。
（3）裂痕修补式结构加固施工技术。所谓的裂痕式结构加固技术主要是指在加固中根据建筑结构裂痕的大小及发生裂痕的原因、性状等对结构进行堵塞式修补加固施工，从而延长建筑结构的使用年限以及提升建筑结构的稳固和安全性。裂痕式结构加固法主要应用于建筑结构出现不同程度的裂痕修补加固中。但是需要注意的是，对于因外界受力不均等问题所产生的建筑结构裂痕，单单只用裂痕式结构加固技术施工是不能达到加固结构稳定性的作用的，必须要在裂痕式结构加固技术施工的同时采用其它加固技术措施进行结构稳固，以保证建筑达到最佳的安全状态。
（4）碳化混凝土修复式结构加固施工技术。所谓的碳化混凝土修复式结构加固施工技术主要是指通过对混凝土结构内碱性物质的恢复达到建筑结构加固的目的。该技术主要是以增强混凝土结构阻抗能力为主，从而使建筑结构中混凝土因碳化物质所造成的钢筋等腐蚀情况得到改善或抑制。
（5）混凝土表面处理式结构加固施工技术。所谓的混凝土表面处理式结构加固施工技术主要是指通过采用各类方式对混凝土表面的腐蚀性物质进行清理，以确保结构的坚固性。此类方法目前在我国建筑结构加固中得到了广泛的应用。混凝土表面处理式结构加固施工技术主要有：各类化学方式、喷砂方式、机械方式、射水方式以及真空吸力方式等，使其对混凝土结构表面的各种酸碱性腐蚀类附着物进行彻底的清除。从而保证建筑结构的使用安全性。
5、结语
其实从建筑科学的角度来讲，每一所建筑物都会出现或多或少，或大或小的裂缝问题，因为现在的大多数建筑物都属于混凝土、现浇混凝土、现浇浇钢混凝土等结构。基于原装材料本身固有的物理和化学性质，他们在一定的时间和天气情况下会发生一些物理和化学的变化。所以，也会导致建筑结构会出现裂缝问题，这些问题体现在现浇钢筋混凝建筑物上是非常明显的。
(1)现浇钢筋混凝土楼板温度裂缝和结构裂缝
现浇钢筋混凝土楼板温度裂缝和结构裂缝是两种常见的裂缝形态。现浇钢筋混凝土楼板是指钻孔、模板制立安装、配胶、灌胶、插筋钢筋制作绑扎、浇灌混凝土。从这之中我们可以看到混凝土对于楼板的重要性，但是正是由于混凝土的存在，这种建筑结构也比较容易出现裂缝问题。在建筑结构施工的过程中，由于现浇钢筋混凝土都是在户外施工，所以它受到温差的影响比较大，于是就会出现温差裂缝，温差裂缝不仅出现在施工当中，当建筑物构建好以后也会显现出来。太阳直射东西方向，所以在建筑物的东西方向和楼层顶部由于早晚温差的关系，出现了混凝土人力不可抗拒的热胀冷缩物理变化，裂缝就自然而然的存在了。建筑结构选择现浇钢筋混凝土楼板的一个重要原因就是它的承载能力好，可以节约一些建筑资金，对于消费者来说也降低了购买建筑物的成本，但是由于现浇混凝土在预制的时候绝大多数为孔板，在它改为现浇板后，墙体刚性硬度则相对增大，与之相对应的就是楼板刚性硬度相对减弱，这样就很容易在一些地方出现截面处突变，产生了结构裂缝。
(2)现浇钢筋混凝土楼板的其它裂缝形态
现浇钢筋混凝土除了有温度裂缝和结构裂缝两种最常见的裂缝形态外，还有其他的裂缝形态，这些裂缝形态也颇让人感到头疼。构造裂缝是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂(以下简称PVC)管在混凝土厚度不一的情况下产生的。简而言之就是混凝土在形成构造作用力大小不一的情况下发生了变化导致墙体会出现构造裂缝。与构造裂缝相对应的就是收缩裂缝。风化、热胀、冷缩、压实、失水等因素作用下形成的裂缝叫非构造裂缝，即为收缩裂缝，现浇钢筋混凝土在塑性、硬化、碳水和失水收缩的过程中就很容易形成收缩裂缝。人们通常情况下不太理解构造裂缝和非构造裂缝的收缩裂缝，但是消费者在验收建筑物的时候会注意到一些特别形状的物理裂缝。在楼板的缝隙中间和东西方向的墙角会出现类似于四十五度角的倾斜裂缝。在楼道的中间和PVC的填埋处会出现纵横交错的裂缝。不仅这样，在建筑物中还会发现一些不规则的裂缝，这种裂缝类似于蜘蛛网的形状。
2控制裂缝的分措施
现浇钢筋混凝土之所以会出现以上的裂缝，是由于多种原因所造成的，这其中不仅有无法避免的自然物理现象，也有原材料的问题，当然和施工设计也有着重大的关联，我们要控制裂缝，就要从这些方面去入手分析，寻找解决措施，给予消费者一个良好的建筑物。
(1)控制现浇钢筋混凝土的温度裂缝和结构裂缝
正如前文所说，现浇钢筋混凝土之所以会出现温度裂缝和结构裂缝和热胀冷缩的物理现象有着密切的关联。但是我们依然可以控制温度裂缝和结构裂缝，热胀冷缩和物质的比热容以及质量和体积还有温度存在关系。解决现浇钢筋混凝土的比热容问题是非常简单的，只需要运用好的原材料加上合理的材料配制，调制出比热容比较小的混凝土。根据科学研究的钢筋混凝土比热容配方，接着再根据当地的温度差制造小比热容的钢筋混凝土，就可以缩小温度裂缝差。在进行建筑构造时，要充分认识到墙体和楼板之间的关联性，尽量减少结构裂缝带来的不利影响。在进行建筑时应该选用好的原材料，用电子计算机科学的计算墙体和楼板之间承受力的差值，在施工时，先在施工附近种植绿色植物，减少温差的影响，把裂缝的缝隙控制在一定的标准范围内。所以，通过以上的办法就可以解决大的温度裂缝的结构裂缝问题。
(2)控制现浇钢筋混凝土的其它裂缝问题
对于现浇钢筋混凝土所出现的其它裂缝问题，例如构造裂缝、收缩裂缝、倾斜裂缝、纵横裂缝和不规则裂缝。只有解决和减少这些裂缝，人们才能感觉到建筑物的安全。要解决构造裂缝和收缩裂缝首先要预留一定的后浇带，设置隔热保温措施。“后浇带”是在现浇钢筋混凝土形成物理裂缝时，进行第二次浇灌，达到补充的作用，但是有了隔热保温措施，他们在温差变化不大的情况下下不会产生大面积的收缩裂缝。建筑师和建筑工人在建造建筑物时应该有良好的职业道德，对于施工工艺还要有一个控制措施。在PVC的安装和短钢筋网的铺设过程中要小心翼翼，寻找楼道和墙体以及楼板的最合适处，加强施工技巧的使用，使他们的受力方向保持一个协调性和安全性，这样就可以很好的解决屋面出现的纵横裂缝、倾斜裂缝和不规则裂缝问题。
3总结
好的结构方案还可以最大程度上减少建设单位的资本投入，为企业带来更多的经济效益，还可以保护建筑施工现场的生态环境，实现经济利益与环保相结合的良好经营模式。因此，合理地使用建筑结构优化技术能够更好地实现建筑物的综合效益。建设单位开发建筑物的基本原则就是在最大程度的减少资本投入、建筑材料使用的基础上，实现建筑物的高质量和长期使用。况且建筑物只有在保证良好质量的基础上实现其美观、耐用、新颖等特点，才能够满足不同人群的需要，为企业带来更多的经济利益。与传统的建筑结构设计方案相比，建筑结构设计优化模式可以降低建筑成本。其采用的设计优化措施可以有效地实现建筑施工中各个资源的合理配置，以及各项建筑材料的充分利用，并且协调好房间的布局，使得这些布局能够有效的结合，共同发挥其使用功能。合理的利用建筑结构优化技术，在确保建筑物安全性能的前提下能够充分的体现出其创新性。此外，这种技术还能够帮助设计人员选择最为合理的设计方式。
2建筑结构优化技术的经济意义
使用优化建筑结构的方法，能够使房屋在整体结构上更加科学、合理。在实际的房屋施工建设中，房屋的层数对房屋的成本造价产生了直接的影响。在一般情况下建筑物的单位面积造价会随着层数的增加而降低，但是在超过一定的层数之后(即超限建筑物)，房屋单位面积的造价反而会增加。因为随着建筑物楼层的增高，房屋中的承重墙和柱等结构将会受到更多的荷载，房屋的稳定性也将受到一定的影响。为了确保建筑结构的稳定性，增强建筑物的抗震性能以满足现行规范的要求，结构形式将会发生大的变化，从而房屋的单位面积造价也会进一步增加。想要在相同的用地面积内，达到理想的房屋设计效果，提高建设单位的经济效益，就需要合理的控制建筑物的层数，并且确保房屋良好的设计效果。使用建筑结构优化技术不仅能够实现对房屋结构的优化，还能够在有限的用地面积内实现最大化的利用效果，促进对建筑用地的合理使用。
3建筑结构设计优化措施
3．1优化结构设计模型
建筑结构的优化可以分为以下几个阶段:
(1)是对变量的选择。
一般情况下，建筑师决定的最终建筑设计方案起到重要的作用，这些重要的建筑数值均可以作为变量供建筑设计人员进行选择。例如:工程参数的参考，包括对房屋价格的参考、对于其损失的参考等等。设计人员若能够将变化幅度较小或考虑因素较少的参数作为设计的参考，建筑结构的设计和编程难度将会大大降低，设计人员也能够更快的找到最符合设计目标的数据。
(2)是对函数的确定。
设计人员要选择出最符合配筋率和房屋结构构件尺寸的一组函数，进而在最大程度上降低建设成本。
(3)是对施工条件的衡量。
想要进一步确保建筑结构的稳定性，就需要从房屋的受力限度、变形限度、结构的稳定性、房屋结构构件的尺寸、结构构件裂缝的限度、房屋的结构体系等方面考虑。在实际的建筑结构设计过程中，设计师应该结合建筑使用方案和房屋的施工条件，分析出实际设计中存在的约束性条件，并且要确保解决这些约束性条件的方案要符合我国现行的规范规定，以保证建筑结构的设计结果达到最优。
3．2确定合理的计算程序
设计师在对房屋结构进行设计的过程中，需要用到很多设计程序，而建筑结构优化的本质就是进行一个复杂繁琐的计算过程。设计人员在对各种数据进行分析计算的时候，要注意将附加约束条件转换成不带约束的条件，这样就更容易地得到更为精确的结构计算结果。此外，还要优化许多建筑结构的技术模式，因为这些模式有利有弊，所以设计人员需要根据实际的施工情况来选择最合适的计算方案。
3．3选择最优的程序
设计人员在设计好房屋的结构模型，且选择了最为合适的计算方法后，就可以进入选择最优设计程序的环节。对最优设计程序的选择需要具备以下几个条件:具备完整的功能、程序运转较高以及程序用途齐全。
3．4对统计结论进行分析
设计人员在进行了各种计算之后，要对统计结果进行认真的分析，并且找出各个设计方案中不同点和相同点，并且结合总体的设计情况和进展选择最佳的设计方案。设计人员在进行结论分析的时候，要注意不要遗漏一些细节问题。房屋的建设与设计是一项耗时长、成本高的项目，它不仅涉及到建设单位的利益，也涉及到了房屋使用者的利益，设计人员在把握细节的基础上，要注意从宏观上把握住当事人的利益，这样才能够有效的节约建设成本，进一步优化建筑结构。在进行建筑结构优化的时候，设计人员不仅要避免追求片面的利益，还应该避免为了追求设计创新而忽略了建筑实际情况。
3．5积极应用信息优化技术
由于建筑结构设计是一些比较复杂的工程，需要的资料也比较多，这为建筑结构优化带来了一定的难度。这时设计人员就需要利用先进的信息化技术对建筑数据进行整理。例如，合理的利用一些参数定义的软件，这样就可以大大减小设计人员的工作量，提高其工作效率和工作质量。
4结语
