第一篇：建筑结构设计的模型自动转化方法
摘要:随着社会经济和社会环境的不断发展，促使我国科技水平也有了一定的提升，其发展的空间也得到了有效的拓展。依据建筑结构的工作为主，建筑结构的设计工作需要依据有效的软件进行设计工作，其中就包括建立模型、分析计算数据以及图纸绘画等。现阶段，建筑结构设计的方案在实践中不断的改善，设计软件和设计模式都实现了自动转化，以此有助于激发建筑行业的发展。
关键词：建筑结构设计；模型自动化；方法
在不断发展的过程中，建筑结构设计需要进行对工程建设模型、数据实施分析、绘制完善的图纸等多样化的工作，同时建筑结构的设计在多种应用软件建模的过程中，带来了较多的物力、人力的浪费问题，这些问题也是影响建筑工程有效发展的重要问题。因此，在实际发展的过程，深入研究建筑结构设计中的模型自动转化方式对建筑工程的发展和建设工作有一定的影响意义。同时，建筑结构设计中的模型自动转化方式在全球各地都有研究，结合实践应用案例的分析，制定有效的解决方案，以此为其发展提供有效的依据。
一、建筑结构设计的信息模型
随着互联网技术和平台的不断发展，在进行建筑结构设计的过程中结合软件的支持已经成为发展的主要方向之一，但是很多软件并不能同时应用，其多次构建模型将会影响计算机辅助设计的工作质量，因为建筑设计中有不同的软件在数据交换中都需要进行再次管理才能实现资源共享和链接，大部分的供应商不会提供本身软件的模型，以此导致信息的链接停滞不前。因此建筑信息模型的理念需要依据应用而产生，现阶段在建筑结构设计中获取的建筑信息模型技术在实际发展的过程中得到了有效的应用，这种技术主要是对建筑的物理和特点进行数字化的管理，以此将获取的信息和资源构成一个共享的资源库，建筑信息模型的根本就是信息库，同时建筑信息结构设计信息模型就是依据三维技术进行的，以此形成了多种工程中的信息模型。
二、建筑结构设计中模型自动转化方案
（一）模型自动转化方法的过程
在构件完建筑结构之后，需要将不同的软件进行自主转换。在明确设计完成之后，自动化转换完成之后，自动转化可以有效的提升其工效率和准确度，以此保障结构设计的科学性和准确性。其中主要分为以下几点：第一，依据IFC进行工作，同时也是进行建筑结构设计中信息的基础，将结构设计中的信息从单向转化的过程，以此构建一个合理的信息模型。第二，对信息模型实施分析，明确其结构信息模型的构成，依据模型自动转化方式分析其结构信息模型的构件，之后，将模型导入到接口，促使模型自动转化为结构分析建筑设计。第三，将结构分析模型进行导出工作，促使其与构件模型之间融合，从而构建施工图设计模型。第四，依据XML模型接口与工程算量模型、施工图设计模型之间进行有效的连接，从而实现全面建筑工程的算量分析【1】。
（二）建筑设计向结构设计的转化
目前，大部分的建筑工作者在进行结构设计的过程中，工作者在实施图纸和建筑内部结构设计的时候主要是依据二维图的设计方案进行。但是这些二维图设计方案很容易导致设计工作难以辨认，促使一些要求较高的可以实现精确定位。因此，影响着全部的建筑结构设计效果和质量，严重的还会出现工程返工和施工困难。依据IFC的标准进行有效的推广，促使其得到有效的统一。实现对建筑结构设计图纸的标准绘画，而这一标准也标准了建筑工程项目中的各个环节，是促使模型自动转化的重要依据，提升了模型转化的速度，有效的对模型建筑设计实施的描述。其中IFC标准包括了以下几点：第一，促使建筑构成识别的工作效率，促使建筑解耦股设计中的细节得到有效的展现，可以完善的将大部分二维图纸设计中无法展现的位置进行明确的表达，可以获取到结构设计中墙体、梁、柱等结构的零件。
（三）结构设计模型和结构分析模型的转化
建筑结构分析是建筑结构设计中重要的工作阶段，结构分析过程可以实现结果分析模型的自动生成和结构分析结果的回传，在现阶段的社会环境下国际上大部分应用的有限元软件就可以获取；建筑结构设计模型和分析模型之间实施的转化工作主要是在不同有限元软件间几何模型的转换上进行的，其主要的转化共组分为以下几点：第一，已经构成建筑结构设计模型的，依据有限元软件获取有效的构件信息，以此构成模型文件。第二，将已经形成模型的文件放置在软件之中，对该模型实施定义，施加载荷，以此对结构设计进行分析。第三，讲得出的结构设计结果依据数据库的接口进行导入。第四，将建筑中需要的构建信息和结构构件与生成的系统结果向对比，依据接口获取从而形成较为紧密的联系，构件施工图纸和设计模型，实施图纸以及工程计算。
（四）施工图设计向工程算量模型的转换
工程算量模型主要是指对建筑工程在实际发展中的工作数量进行有效的计算，更是全面建筑工程进行造价预算的依据，其工作的准确性将直接影响工程造价和预算的有效性和完善性。可以为施工的实际工作量提供有效的依据，有助于建筑工程的资源进行合理化的分配【3】。
结束语
总而言之，在进行建筑设计的过程中，建筑结构设计工作在其中占据重要的作用，而依据模型自动转化的形式在现阶段发展过程中得到了有效的应用，有助于提升建筑整体性能、施工质量以及安全性能等，同时在工作的过程中需要做好结构设计中的前期准备、施工监测、焊接以及预变性等管理工作，以此对关键性技术的应用进行全面得掌握，以此保障高层建筑施工项目的有效实施。当然，也为建筑结构设计工作在实际建设工作实施的过程中奠定有效的基础，促使其得到有效的发展和推广。
参考文献
[1]王勇,张建平,王鹏翊,张旭磊.建筑结构设计中的模型自动转化方法[J].建筑科学与工程学报,2012,04.
[2]黄强.建筑结构设计中的模型自动转化方法分析[J].科技展望,2015,08.
作者：谭定欣 单位：重庆银桥建筑设计有限公司
第二篇：建筑结构设计问题及改善措施
【摘要】随着社会经济的不断发展，建筑工程的数量在日益增长，人们对于建筑的质量提出了更高的要求，建筑结构设计作为建筑工程中一项重要的工作，设计的正确与否直接影响着建筑的质量。本文将在简单介绍建筑结构设计内容的基础上，针对建筑结构设计中存在的一些问题进行分析，并提出对建筑结构设计的改善措施。
【关键词】建筑结构设计；常见问题；改善措施
建筑结构设计是整个建筑设计的基础，与建筑工程的整体质量有着密不可分的关系。随着近年来人们生活质量的提高，对房屋建筑质量的要求也越来越高，做好建筑结构设计工作，保证设计的正确性已成为设计工作者面对的一项问题。目前我国的建筑结构设计工作仍普遍存在一些问题，只有找准问题的根源并有针对性地进行改善，才能实现建筑结构设计的最优化，提高建筑工程质量。
1建筑结构设计的内容
建筑结构设计作为建筑设计中重要的一环，在设计过程中要根据建筑设计的具体要求进行合理设计，主要分为结构方案阶段、结构计算阶段与施工图设计阶段三个阶段。根据建筑施工过程中使用的材料分为砌体结构、木结构、钢结构、混凝土结构和混合结构；根据建筑物的结构形式又分为排架结构、剪力墙结构、简体结构[1]。在建筑结构设计过程中应遵循几点基本原则：（1）在对建筑结构组成构件进行分类的基础上，根据建筑作用程度的高低来进行结构组成构件的选择。（2）遵循经济性、安全性、实用性、可行性的原则，详细了解建筑工程的具体情况，对建筑本身施工环境和周围环境做出细致的调查，优化设计方案，进行优劣互补。（3）遵循层层设计的原则，在设计中考虑安全问题，在保证建筑质量的同时避免一些安全隐患问题。
2建筑结构设计中的常见问题
2.1建筑基础选型不合理在一些建筑结构设计中存在着基础选型不合理的情况，基础选型的合理与否会直接反映出建筑结构设计是否科学、安全、经济，一旦选型错误，就会加大应对施工现场地质沉降问题的难度，降低建筑的安全系数与质量，降低建筑地基承载力，极易导致建筑结构的变形。2.2建筑框架结构设计不合理在进行框架结构的设计过程中，设计人员往往会忽略纵向框架的设计，而这将会造成建筑无法满足抗震设计的要求，极易引发配筋和跨中纵筋配置不均匀的问题。承重柱截面高度设计过小也是框架结构设计中普遍存在的问题，一些设计人员忽略了Ⅵ度设防的重要性，为求受力计算方便，而将承重柱的截面高度设置的过小，这大大降低了柱顶抗弯强度，在地震发生时，建筑物极易遭到破坏。在剪力墙结构中，用于连接墙肢与墙肢的连梁按照单梁进行设计也是一个较为突出的问题，特别是在设计阳台梁时，由于阳台梁荷载不大，设计者往往会将连接梁按照单梁来进行设计，这不仅降低了梁的承载力，也极大地影响了建筑的安全使用[2]。2.3钢筋锚固中存在的问题钢筋混凝土在建筑中的使用越来越广泛，钢筋做为提高墙体强度，提高建筑物稳定性的关键用材，其锚固对整个建筑的结构稳定性有着直接的影响。目前一些建筑的剪力墙厚度达不到建筑设计的标准要求，造成了钢筋水平锚固长度不符合要求的问题，任何情况下，钢筋锚固长度不得小于250mm，钢筋锚固所取长度的不当会给钢筋的绑扎带来困难，也会对混凝土的搅捣、浇筑造成一定的影响。2.4地下室外墙结构设计不合理地下室外墙设计作为建筑结构设计中重要的一环，设计的好坏会直接影响建筑的承载能力。在进行地下室外墙设计的过程中，普遍存在着重视性不足、考虑不周、选材不当的问题。设计人员往往无法做到足够重视地下室外墙设计，对于设计中设计的地下水位、地下标高及地上负载等问题考虑不周全，降低了建筑整体质量。2.5楼板变形程度计算中存在的问题在进行建筑结构设计时，一些设计人员无法做到随机应变，无法根据具体的建筑情况对楼板变形的计算作出适当的调整，一味采用基本的计算程序，造成了楼板变形计算的错误，降低了结构安全系数，对部分构件的安全储备也造成了一定的影响。
3建筑结构设计的改善措施
3.1确保建筑基础选型的合理性在进行建筑基础选型时，应根据建筑外形设计和建筑地质情况进行合理科学的选择。设计人员在计算荷载时，应在按照设计规范的前提下，对计算公式做出适当调整，修正地基容许承载力，根据地质情况，对承载力进行二次计算，并用验证公式对计算结果进行验证。3.2科学合理地设计建筑框架结构尽量避免使用钢筋混凝土楼电梯小井筒，选取合理的框架结构参数，包括楼层地震剪力系数、楼层侧向刚度比及电算的自振周期等，采用验算公式对电算结果进行验证，并要考虑其他指标对电算结果的影响；保证钢筋延伸性、锚固长度符合建筑规范，配筋时构件的最小和最大配筋率不应超出规定值，钢筋材料的强度要达到建筑要求。3.3合理设计地下室外墙结构图1为某建筑地下室外墙结构图，地下室外墙结构的设计应根据建筑物质量和建筑地质情况进行，对于一些高层建筑，外墙墙面的厚度应在250mm以上，混凝土的强度应在C30等级以上，但不宜过高，以避免地下室外墙墙面出现裂缝；建筑材料的选择要综合考虑材料的质量和受力特征，并根据材料的性能进行合理使用，减少浪费；建筑材料的选购应保证其经济性、适用性，以保障建筑质量。3.4优化设计图纸，提高设计人员设计水平设计人员在进行图纸的设计时，应严格遵循工程设计规建筑节能范，对建筑工程涉及的具体项目实施方案及相应数据参数进行详细标注，图纸涵盖的内容要详尽；图纸设计完成后，要进行严格审核，及时发现问题并进行合理的修正。3.5设计刚性楼面为避免楼层变形，设计人员在进行楼层的设计时，应将楼层设计成刚性楼面，合理设置配筋，对于无法实现刚性楼面设计的建筑，可通过增加暗梁配筋数量的方式避免楼层变形问题的发生，另外双层配筋和加设边梁、暗梁的方法也同样能够替代刚性楼面。
4结束语
综上所述，建筑结构设计是一项复杂而系统的工作，在进行建筑结构设计时，设计人员不仅要考虑建筑的具体情况，还要在遵照设计规范的基础上，了解设计过程中常见的问题及相应的解决方法，对设计方案进行改善、优化，保证建筑结构设计的合理性、科学性、可行性及安全性，避免一些常见问题的出现，保障建筑结构的完整稳定，提高建筑质量。
参考文献
[1]肖雪珍.建筑结构设计过程中的常见问题分析[J].建材与装饰，2012（24）：34~35.
[2]李菁.建筑结构设计常见问题及解决措施探讨[J].城市建筑，2013（14）：41~43.
作者：吴涌 单位：贵州省建筑设计研究院
第三篇：建筑结构设计研究
【摘要】随着社会经济的发展，建筑业高层建筑建设已成为一个主流的建筑体。如何在满足设计样式创新性的同时也做到最大程度的结构安全性。不断更新建筑的结构设计以及具有更加合理的建筑模型将是未来建筑行业的设计目标以及发展方向。本文结合工作经验主要针对剪力墙结构设计应用于建筑结构设计中相关问题进行研究。
【关键词】剪力墙；结构设计；建筑结构设计；研究
现在，随着人们生活水平的不断提高，人们对居住空间的需求越来越高。传统的空间结构框架是相对严格的，空间分隔上也比较死板。在一定程度上已经不能满足现代人们对于住宅的使用要求以及审美需要。在这种市场需求的“召唤”之下，纯剪力墙结构被大量运用于高层建筑的结构设计当中。因为它不但可以满足建筑空间结构的稳定性，同时也可以使室内空间的布局更加合理。它无论是受力特征还是变形的特征都与框剪结构十分类似，但是它在内力分配以及刚度分配上都比框剪结构更加的科学合理。这样的结构形式不但可以减少投入成本同时也能保证建筑的功能性。
1剪力墙结构设计的计算原则
在对剪力墙结构进行设计时，不仅要立足于工程具体情况，还应该充分考虑建筑的科学性和合理性。通过计算对剪力墙整体结构进行优化后，还要兼顾其构件截面的合理性，并计算其内力和配筋，对计算结果进行分析后评估整体设计是否具有合理性。剪力墙结构设计要会涉及到很多方面的因素，比如剪力墙的结构类型、受力特征等，根据对这些特征进行分后作出简单的计算。列如悬臂构件会受到水平力的作用，通过这个力的大小可以计算出墙的截面弯矩以及剪力。洞口会对整体墙产生影响，例如会导致一些开口度小的墙体发生应力偏移。针对这种情况，可以通过应力直线分布的计算方式对偏离进行修正。对于由一系列连梁约束的墙肢组成的剪力墙是联肢墙。对于这种墙体的计算，一般采用连续化的计算方式或者是带钢域框架的方式进行计算（这里可以使用改进的反弯法简化带钢域框架的计算）。剪力墙的竖向荷载通常是指剪力墙的结构自重以及楼面的负荷载重。竖向荷载不但会使连梁内部产生弯矩同时也在墙肢的内部产生了轴力。这些在进行剪力墙结构设计的时候都要根据剪力墙的受负荷载重的面积进行简单的计算。相比上述的几种剪力墙之外还有相对比较复杂的两种剪力墙：有不规则洞口的剪力墙以及框支剪力墙。在计算时可以利用有限元法进行计算。
2剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
2.1合理定位剪力墙
剪力墙的布置最好是双向形的。一些剪力墙由于处于特殊的地质环境，要充分考虑其抗震性，因此在进行结构设计时要充分考虑对单向有墙的结构布置方式。对于一些常用的平面结构来说，比如矩形、L形和T形，其结构布置是沿着两条轴线进行的。对于部分J角形和Y角形平面结构来说，其结构布置通常会沿着三个轴线方向进行。通过以上的论述可以看出，剪力墙的平面布置要求具有对称性，而且受力要均匀。从而减少扭矩的现象。另一方面，剪力墙的抗侧力的刚度要尽量的小一些。为了保证剪力墙的抗侧力刚度以及其承载能力的充分发挥、最大程度增加剪力墙的可利用空间，剪力墙的间距也要注意不应该过密。这时候我们可以寄利用公式：T=（0.05-0.06）n来进行检验判断。利用公式计算得出的T值如果跟模型计算得出的T值相比，前者明显大于后者的时候，则表示剪力墙的数量偏多了。这时要童工减少剪力墙数量的方式或者是开一些洞来减少剪力墙的刚度。反之，则要适当的增加一些剪力墙。
2.2在剪力墙设计中的大墙肢处理
对于一些细高的剪力墙，由于其受到脆性剪力破坏的风险较大，因此在设计时会保证其具有相当的延性，避免后续因为剪力破坏导致损毁。当墙段的过短而且受弯产生裂缝的宽度较小时，会选择墙体配筋的方法。在剪力墙的结构当中，由于楼层上的剪力较大，理论上一般应该选择大墙肢来对其支撑。但是这些大墙肢在地震或者是受到强烈振动的时候，极易受到破坏。所以，为了尽量避免这种情况的发生：我们要做到以下几点：第一，在施工的时候一定要开施工洞，工程结束后要再加砌填充墙。这样做的话，从一定程度上来讲就是将长墙肢变成了一个一个的短墙肢。第二，在结构设计计算的时候设洞，但在开工时仍用混凝土墙。但是这样的计算方式会在一定程度上加大了其他小墙肢的配筋量。这种方式多用于不容易进行开洞的项目之中。
2.3剪力墙结构设计中的墙体配筋
剪力墙结构的最大特征就是“面广量大”。因此，为了保证剪力墙的可靠性和安全性，减少成本浪费，在设计时要尽量把控好剪力墙的配筋数量。剪力墙的配筋也有严格的要求，内侧一般放竖向的钢筋，外侧则放水平钢筋。在进行配筋的时候一定要满足设计计算时候的最小配筋率。如果使用双向钢筋网片的话，则可以大大的减少剪力墙的配筋量。剪力墙中的竖向钢筋其最主要作用就是它的抗弯性。现在很多高层建筑中剪力墙的电算结构是构造配筋。但是在实际的配筋当中，边缘构件中的钢筋也是应该包括在了最小配筋率中的。剪力墙的配筋要严格执行墙肢竖向配筋的原则，尽量保证钢筋放置于墙端部的边缘位置，当竖向钢筋数量多时，要评估剪力墙的抗弩强度与抗剪的强度的大小，通常情况下要保证前者小于后者。如果前者大于后者会导致其抗震性严重下降，这事可以减少竖向钢筋的布置数量。
3结束语
随着建筑技术的发展，剪力墙结构设计由于相比传统的结构设计方式具有很多优点，在建筑结构设计中已经被广泛应用。从设计方面考虑，高层建筑未来的发展会更加注重布置的合理性、成本低、结构形式创新，此外还会注重能否满足大众的生活需要、满足安全性和使用寿命长等。但是，剪力墙的应用上存在一些缺陷，因此，工程设计师在进行剪力墙结构设计的时候，要结合自身经验以及工程的实际情况、创新设计理念、科学合理地应用剪力墙结构，扬长避短。在保证建筑结构安全性的同时也要尽量满足建筑结构的美观性。
参考文献
[1]李鹏，武超，武汉中心工程钢板混凝土组合剪力墙总承包深化设计管理[J].河北联合大学学报：自然科学版，2013
[2]刘勋达，冯振鹏.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].城市建设理论研究，2012（05）
[3]韩伟伟.关于剪力墙结构设计的探讨[J].城市建设理论研究，2010（4）
作者：蒋海屏 李敏 单位：浙江昆仑建设集团股份有限公司
