Page 116 - 现代建筑的结构设计分析与理论研究

Structural Design Analysis and Theoretical Research of Modern Architecture
现代建筑的结构设计分析与理论研究

力较弱等，综合考量其材料特性、连接方式与强度、构造形状厚度与完整性等要素，
编制具有针对性的优化程序。针对前期确定的多元变量参数和约束，组合运用参数化
模型构建、有限元分析及各类优化算法，形成结构模型迭代优化计算程序，作为计算
设计优化方案的工具。将各优化方案的调整数据化，输入程序进行分析并输出结果，

实现对备选设计方案参数、计算结果及优化过程收敛曲线等内容的可视化展示，以此
分析不同设计方案的最优综合效能，进一步将约束优化问题的解决拓展为无约束优化
问题，形成科学合理的计算结果。
3. 结果分析与运用

在形成系列计算结果之后，进一步排查可能存在的问题，并依托砌体结构各个方
面需求进行综合比对。在这个过程中，不仅要高度关注砌体结构的安全稳定性能、施
工难易度等技术要求，以充分保障建筑工程的短期效益，也需要考量建筑的环保效能、

完成施工所需的综合成本等经济要求，充分实现砌体结构建筑工程的综合效益，平衡
两方面以确保最终优化方案计算结果的科学性。

二、砌体结构的现状与发展

砌体结构的出现伴随着社会文明的发展，是人类文明的见证者。从约旦河畔的公

元前 8300 年至公元前 7600 年杰里科遗址发现的泥砖到烧结砖，砌体建筑材料的生产
及应用至今已有逾万年的历史。经历了两河流域、古埃及、古希腊和古罗马的演变，
创造了辉煌的石柱文明，形成了“柱式”结构体系。这种结构体系的水平构件通过叠

涩券逐步发展为形式多样、功能各异的拱券、拱顶和穹隆，突破了砌体材料力学性
能的局限，使砌体建筑结构在高度、跨度和形式上均发生了革命性的变化，涌现出一
批又一批融合了人类智慧和创造力的经典建筑，这些建筑代表了砌体建筑的辉煌艺术
成就。

我国的砌体材料出现于 7300 多年前，双墩文化中出土的红烧土被认为是最早的
烧结砖。早期的烧结砖一般用于城墙、陵墓、佛塔等，到南宋时期开始大量采用砖砌
的民用建筑，明清时期青砖被广泛应用在民居建筑中。20 世纪 50 年代我国陆续颁布
了砌体材料产品标准和砌体结构设计与施工规范，推动了砌体结构的快速发展，成为

我国主要的建筑结构形式，20 世纪末以砌体作为墙体的建筑达 90% 左右。20 世纪 90
年代开始，我国实行“禁止使用实心黏土砖”（简称“禁实”）和“限制使用黏土制品”
（简称“限黏”）政策，2005 年全国住宅房屋建筑中，砌体结构占比下降到 61%，
目前占有比例更低。尤其是汶川地震和玉树地震中大量未经正规设计和施工的民房倒

塌引起人们对砌体结构的误解，随着我国城市建设朝高层建筑方向发展，导致适用于
多层建筑的砌体结构处于窘境。

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