建筑结构设计优化工作总结（共11篇）
本工程位于山东淄博，地下一层车库，地上一二层营业、办公，三至十八层住宅，框架—剪力墙结构，平板式筏形基础。工程抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为7度，地震基本加速度值为0.10g，剪力墙抗震等级为二级，框架抗震等级为三级，设计使用年限为50年，地基基础设计等级为甲级。
本工程设计方案原为剪力墙结构，并已通过了建设行政主管部门的审查。考虑到下部楼层为营业和办公，在咨询过程中首先探讨采用框架—剪力墙结构的可行性和优点，配合设计单位对结构方案进行了调整，由剪力墙结构改为框架剪力墙结构，并合理的而布置剪力墙和框架柱，优化了地基基础的设计方法，通过多次的设计计算、分析比较、合理调整来满足规范规程的而要求，保证结构的安全性和经济性。
在结构施工图设计过程中，多次与结构设计人员交流沟通，统一了设计的做法和上机计算数据，事先控制保证了结构的施工图设计沿着安全、合理、经济的思路进行，使最终的结构施工图成果文件差错少、质量优、经济性好。
施工图绘制完成后，对结构设计的成果进行了审核，并提出了审核意见。配合设计方对施工图审查咨询中心的审核意见进行了修改，对部分审查意见与审查专家进行了沟通说明，修改后的施工图交付建设单位。
设计咨询工作和精益求精的结构设计保证了结构设计的技术质量和经济质量，达到了使营业、办公空间布置的方便合理，地下车位的增加，合理的混凝土用量，较低的用钢量等多方面效益。通过结构设计的咨询优化，给投资方带来了很好的效益，使投资方非常满意。
该工程现已进行了图纸交底与会审，并已开工建设。
一、丰田汽车发动机锁止系统的结构
丰田汽车发动机锁止系统由喷油器、火花塞、发射器系统锁芯等组成。该系统由发射器控制[1], 发射的过程:锁芯内线圈接收到由发射器传来的ID码信号, 发射器钥匙微机进行处理, 分析该ID码信号是否与原始数据一致, 一致则起动发动机。 发射器系统包括发射器钥匙、发射器钥匙线圈、发射器钥匙放大器、发射器钥匙微机[2]。发射器钥匙即点火钥匙, 里面含有专门的发射器钥匙码[3]。 发射器钥匙线圈是套装在锁芯里面的一个环形线圈, 用来发射钥匙码信号。发射器钥匙放大器安装在锁芯的后面, 起到放大信号的作用。 发射器钥匙微机用来记录不同的发射器钥匙码。
二、丰田汽车发动机锁止系统的工作原理
丰田汽车发动机锁止系统功能包含取消锁止功能、新钥匙码登记功能、 额外发射器钥匙码登记功能、删除发射器钥匙码功能。 取消锁止功能的工作原理为:当驾驶者将点火钥匙插入锁芯后, 其中的发射器芯片钥匙码就会被发射器钥匙微机解读, 一旦符合原始数据中储存的序列, 锁止功能被暂停, 汽车可开动。 新钥匙码登记功能是为方便发射器钥匙微机的更换[4]。 额外发射器钥匙码登记功能是为了方便实际使用而设置的一种功能。 删除发射器钥匙码功能能够将所有在发射器钥匙微机中登记的发射器钥匙码删除。
发动机锁止系统的工作原理:将点火钥匙从锁芯中拔出, 该系统会自动进行重新设置, 开始发挥防盗作用。 在钥匙码发送的过程中, 当点火钥匙插入锁芯后, 发射器钥匙微机指令发射器钥匙线圈供应电磁能量, 其中的电容器将电磁能量转化成为电能, 利用转化的电能作为发射钥匙码信号的动力。 在钥匙码接收的过程中, 首先是发射器钥匙放大器放大钥匙码信号, 将信号传送至微机, 微机将接收的钥匙码与原始数据中的钥匙码进行比较, 发出是否锁止的指令。 两码相符, 关闭锁止系统[5]。 锁止系统被关闭后, 发动机会根据相关程序发出一个滚动码, 传送至发射器钥匙微机, 这个过程的工作原理:当接收到滚动码之后, 发射器钥匙微机按照一定的参数对滚动码进行转换, 再传送回发动机。 这个过程发动机与发射器钥匙微机之间会产生几秒钟的通信, 如果发射器钥匙微机传送回去的不是正确的信号, 发动机会停止供油与点火。
发动机锁止防盗系统的工作状态可以通过汽车仪表盘上的发动机故障指示灯了解。 当驾驶员打开车门之后, 使用车钥匙插入点火锁芯, 当发动机起动之后, 如果发动机故障指示灯不显示亮灯或者保持恒定状态, 说明钥匙合法, 系统可以正常工作。如果发现钥匙不合法, 发动机会停止供油与点火。
三、锁止防盗系统的优化设计方案
优化设计方案的系统工作原理是:通过对车主身份进行识别, 同时使用加密算法, 采用数据通信的方式, 只有当发动机获得的防盗控制器计算的数据与自身数据一致, 发动机才能够正常工作。 优化设计的发动机锁止防盗系统由应答器、 防盗控制器、发动机控制单元3 个主要部分组成, 应答器与防盗控制器之间采用无线电低频加密通信[6], 防盗控制器与发动机控制单元之间采用K-line通信。 应答器由线圈、存储器、控制IC芯片3 部分组成, 具有存储信息和处理信息的能力。工作原理是通过防盗控制线圈产生的磁场接收能量, 利用自身感应线圈感应的电压对电容充电, 无须电池。 防盗控制器是其中核心, 由核心控制MCU、点火开关接口电路、LED驱动电路、射频处理单元、K-line信号处理单元、ECM通信请求信号处理单元、电源处理单元、Kline和W-line通信通道转换单元组成。 防盗控制单元原理见图1。
在电源处理单元的优化设计方面, 选择能够为系统提供稳定的+5V工作电压, 具备良好的过载、过温保护功能的高性能电源。射频处理电路的优化设计, 主要是要达到信号调制、解调的效果。 开关电路可以选择4 个开关并联的方式, 能够有效提高开关电流容量, 降低导通电阻。 收发电路, 采用专用K线驱动电路的RX, TX端口信号电平与MCU信号电平匹配, 其输出信号可直接提供给外部设备, 同时输出端电阻能够发挥出信号负载的功能。
随着防盗系统的升级, 丰田汽车在发动机锁止防盗系统上进行了不断的更新与优化, 采用加密结构用于发动机锁止防盗系统中, 采用数十个比特, 在正常使用的情况下, 锁止系统发挥出感应器的功能, 这种基于加密结构的锁止系统其安全性完全能依赖于密码算法的保密与密钥的强度。而算法的保密意味着丰田汽车的制造商需要独立开发出实现数据加密算法的芯片, 为了能够提高锁止系统的安全性与防盗性, 就需要开发出一个安全性高、成本较低、灵活性强的密码算法。 为了能够达到这个目标, 可以将FPGA应用于锁止系统中。
这种基于数据加密算法的锁止系统其内部芯片直接关系到整个系统的安全性能。如果发动机锁止防盗系统不能都识别点火钥匙的无线电频率收发器代码, 发动机的各种操作就会被禁止, 还会影响到整车性能[7]。以某型号的丰田汽车为例, 各种电子控制系统之间采用了通用异步收发器协议、通用汽车局域网, 电子控制模块之间采用串行数据总线通信, 这种通信模式下只要其中一个模块不工作, 就会影响到整个通信系统, 另外运行速度也会影响到通信效率。
在本次的优化设计中笔者提出了使用FPGA作为算法设计的方式, 该方式能够使得系统硬件实现加密算法, 有效提高汽车锁止系统的高速通信, 提高了系统的灵活性, 从整体上提高了发动机锁止防盗系统的安全。 优化设计过程中对整个DES加密算法进行了系统结构的设计, 在系统脉冲条件下完成触发, 在经过16轮迭代后, 最终得到加密结果。 通过这种优化设计提高了算法的运行速度, 降低了算法的运行时间, 从而有效保证了整个锁止系统的高速运行。
四、结语
汽车发动机锁止系统为汽车的安全停放提供了保障。 本文通过对丰田汽车发动机锁止系统的分析, 提出了优化设计的方式, 希望能够更好的提高汽车防盗性。 通过优化得到的锁止系统让盗窃者很难获得信息, 另外在保证系统安全性能的同时有效保证了锁止系统的运行速度与效率, 为推动发动机锁止系统的发展提供了借鉴。
参考文献
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[6]彭高宏.汽车发动机电子节气门控制系统及故障检修[J].公路与汽运, 2013, 23 (02) :24-27.
一、建筑工程框架结构设计的基本原则
建筑工程框架结构设计，要求在明确结构安全等级、抗震标准、耐火等级等的基础上，根据国家相关规范，确定框架设计的标准。其基本原则包括计算性、全面性、预防性几方面原则，以下作一一分析：
（一）计算性原则。由于框架结构设计涉及到抗震设防各种数据，无论是楼盖的布置，还是场地土的改善，都需要对框架结构相关的刚性数据、柔性数据等进行计算，譬如在设计抗震设防烈度8度剪力墙的时候，双向梁柱刚接体系需要重点考虑垂直地震作用，因此从震害的视角分析，要通过缜密计算得出垂直作用力相关的数据，方可保证剪力墙满足既定的抗震设防要求。
（二）全面性原则。框架结构设计具有复杂性的特征，涉及到框架梁、框架柱等设计内容，因此在设计时需要对相对独立的设计项进行统筹兼顾，譬如在设置大跨度雨棚时候，要根据梁中心线位置的负弯矩和跨度，考虑如何提高抗扭的水平，另外在设置框架梁和框架柱的时候，要根据梁截面的大小，对相应构建的配筋率进行计算。
（三）预防性原则。框架结构设计的最终目的是提高结构的稳定性，预防地震等对结构的破坏，为此在设计框架结构的时候，要考虑各种可能影响结构刚度的因素，譬如电梯梯井设置刚度较大的混凝土墙，但其他位置不设置剪力墙，为满足伸缩缝的要求，需要通过配筋率加大、架空层铺设等方式，做出结构预防性的合理布局。
二、建筑工程框架结构设计案例分析
（一）工程基本概况。案例工程为4层的框架结构住宅楼，工程拟设计的抗震设防烈度为6度，其中框架梁和框架柱以Q235钢作为主材料，楼屋面则以钢板和现浇混凝土形成层高3m、平均跨度6.4m的组织框架结构。该建筑框架结构至少能够承受0.5kN/m2 的风压和雪压，楼层结构的活荷载标准设计值为2.0kN/m2。工程借助结构设计软件，在平面建模基础上，计算出框架结构的强度计算应力、平面内外稳定应力、上翼缘受拉时截面最大应力、下翼缘受拉时截面最大应力、剪应力等。
（二）工程设计依据。基于案例工程基本概况，工程根据实际确定了框架结构设计的依据内容，大致为：1）规范文件。框架结构设计以国家规范、现场勘察资料、业主提供设计意向书为规范文件，设计单位不得脱离这些规范文件基本要求范围，并综合工程现场的实际条件，结合现场情况展开设计工作。2）抗震条件。框架结构的设计，抗震等级、抗震设防烈度、场地情况等，将结构划分为四级抗震等级的结构类型，其中一级抗震等级要求最为严格，是框架结构设计的核心内容。3）场地条件。其中包括施工现场土体的类型和等级，以及是否存在地下水和地基土冻结深度等。案例工程以此在地基处理方案中明确了持力层和地耐力特征值，并对结构混凝土的材料等级、强度等级和耐久性等做出了一系列的标准性规定。
三、结合该案例提出框架结构设计的几点建议
通过对以上案例工程的分析及该工程结构设计基本数据的计算，我们要进一步根据计算结果设计钢筋混凝土的框架结构，并利用复形状法对框架结构设计的结果进行优化，具体有以下几点建议：
（一）结构设计计算。首先，借助PKPM，TAM，SATWE 软件，计算框架结构梁和结构柱的强度、稳定性、刚度等。在明确同个截面位置两轴弯矩的基础上，根据轴线净截面的模量、截面塑性发展系数、结构抗弯强度设计值，计算出结构的抗弯强度。然后通过截面沿腹板平面作用的剪力、中和轴面积矩、毛截面惯性矩、腹板厚度、抗剪强度设计值，计算出结构的抗剪强度。根据局部集中荷载、集中荷载增大系数、集中荷载假定分布长度，计算出局部承压力。根据腹板同时产生的正应力、压应力、剪应力，以及折算应力强度设计值的增大系数等，计算出结构的折算应力。根据结构荷载的标准值和框架结构梁的容许挠度值，计算出框架结构的刚度，需要根据结构力学的方法，以及借助力学软件。
（二）钢筋混凝土框架结构设计。在设计之前，需要对设计图纸文件进行全面了解，以规范设计工作流程的细节性内容，形成具有较强可行性的设计方案。在了解设计方案意图的时候，除了需要掌握图纸每项设计内容的细节，还要根据图纸的要求，以会审的方式解决相关的设计问题，避免这些问题对结构设计效果的影响。案例工程的框架梁和框架柱采用现浇钢筋混凝土的结构模式，在设计结构体系的时候，要以整体性和抗震性作为结构的功能目标，但出于对现浇钢筋混凝土工程量因素的考虑，框架结构所需的梁柱和楼板，均在施工现场进行预制装配，即在施工现场对钢筋混凝土的框架结构进行焊接和拼装，而某些特殊构件可按照相关的标准委托工厂生产，以此作为框架结构设计的主要方式，不仅能够提高框架结构的整体性能和抗震性能，而且能提高施工效率。
（三）利用复形法优化框架结构设计结果。复形法主要针对无约束优化问题的求解，具有适用范围广、简单直接、出错率低等优点，在建筑框架结构设计中，可利用复形法对设计的结果进行优化，主要分为主体优化设计和分部优化设计两级：
1）框架结构主体设计优化。首先是框架结构梁截面和结构柱截面特性关系的建立，利用统计归纳的方法，在确定截面惯性矩、抵抗矩、截面面积的基础上，根据截面惯性矩分析框架结构的内部应力分布情况，以及根据抵抗矩和截面面积确定框架结构的应力大小。其次是钢架结构模式的优化，涉及到的因素包括设计变量、目标函数、约束条件、计算模型，其中设计变量与框架结构梁和结构柱的惯性矩有关，由框架结构梁和结构柱的数量决定，而目标函数则根据梁跨度、柱高度等已知的定值，用于表示框架结构的重量函数。最后是结构梁柱截面惯性矩的优化设计，可借助之前构建的计算模型，利用复形法编制的分析程序，确定最优的截面惯性矩。2）框架结构分部设计优化。首先是结构梁优化计算模型，即根据翼缘截面、宽度、厚度和腹板高度、厚度，对截面形式进行描述，然后根据梁的抗剪强度条件、稳定性条件、界限约束等约束条件，设置目标函数。其次是结构柱优化计算模型，即根据截面翼缘宽度、厚度和腹板高度、厚度，确定需要优化的设计变量，以及根据结构柱的局部稳定性、界限约束等约束条件，设置优化的目标函数。
结语
通过以上案例综合分析，我们要针对建造项目的基本数据进行合理及缜密的计算，通过综合考虑得出最佳优化方案，另外还要严格控制施工质量，把好施工现场，保证施工质量才可以有效的把建造结构优化设计方案落实到实处，进一步提高建筑项目的工程质量和经济效益。
参考文献
[1]郭文娟.多层房屋建筑框架结构施工技术探讨[J].科技创新导报.2013（20）.
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一、建筑结构优化设计的教学分析
(一)引用形象教学思维和建筑艺术实体建筑结构优化设计的目的是通过设计方案的优化，在确保建筑结构安全性和实用性的同时，提高建筑的整体美观性，科学合理地控制和压缩建筑结构的建材使用和工程施工周期，达到降低工程造价、获得最大利益的最终目的。建筑结构优化设计教学服务于市场，也要取之于市场，要引入建筑艺术实体和结构优化设计的工程实例，“教”与“学”相结合，增加抽象理念的形象教学内容。建筑学专业的学生对中国古建筑和世界著名建筑的造型设计比较感兴趣，老师可以通过引用这些建筑实例，进行建筑结构的优化设计教学，在讲授建筑结构力学计算、构件受力、框架结构的同时还能兼顾学生的兴趣，引导学生结合形象思维和逻辑思维进行课堂实践。例如在讲授建筑构件的受力时，引用经典的建筑形象万神庙和路易斯康的印度经管学院作为实例。针对两个建筑同样的穹顶结构，万神庙利用连续不断的石墙来承担穹顶的结构侧推力，而印度经管学院建筑通过钢筋混凝土梁结构来抵抗拱的侧推力，由于结构的不同，建筑形象也截然不同。学生通过耳熟能详的经典建筑形象，由表入里地分析和探索了建筑结构的优化设计，带着发现的乐趣实现了课堂教学，课程吸收效果明显。
(二)增强建筑结构优化设计课程教学的连续性建筑结构课程通常为48课时至64课时，持续周期为一个学期，在学期结束后课程内容便很少涉及，课程得不到连续性学习。建筑结构设计优化是一门凌驾于多门建筑课程的综合学科，要在不同的建筑课程中融会贯通，在其他课程中反复实践和利用，才能将建筑结构优化设计的知识进行实际操作。这就要求不光要有独立的建筑结构课程和结构专业的教师，其他建筑课程和教师在教研中要融入结构优化的理念，通过启发性教学方法，使学生伴随建筑知识的增长提高结构优化设计能力。
(三)利用多媒体技术进行教学建筑结构设计要求学生对建筑的整体和个体构件都充分了解，传统的板报式讲授并不能直观地反映建筑构件实例的三维立体形象，学生和老师都应鼓励使用三维立体的软件设计建筑模型，提供设计作品的感官性的同时可以增强课程的趣味性。比如教师通过模型构件的软件设计立体的建筑模型，建筑的框架结构、构件受力情况和施工方法等都可以通过多媒体技术形象地呈现在大屏幕上，启发学生进行构件优化设计的灵感。老师和同学也可以通过计算机软件的交互作用，进行构件的交流和整体结构优化的探讨。学生可以通过软件完成教学作业，较徒手绘图简捷省力。新媒体技术能够很好的.引发学生的课堂兴奋，也容易产生视觉疲劳，教师要掌握好重难点，合理分配计算机教学和传统板报式教学的课时。
二、结语
建筑结构设计课程的教学离不开教学模式的创新和考核方法的改革。传统的建筑结构设计考核侧重于构件力学计算，而建筑结构优化设计的应用偏向于建筑设计的整体设计优化，考核方式并不能满足教学知识的实际应用。建筑设计专业学生力学计算能力薄弱，传统的考核方法只能让学生死记公式，而不能将所学知识融会贯通，进行横向纵向的学习。建筑结构优化设计课程的教研组要创新考试内容，改革考核形式，针对不同专业的学生，采用不同的考试内容。考核成绩要结合闭卷成绩、平时出勤、课堂作业等情况综合测评，真正培养出适应社会需求的建筑设计应用型人才。
伴随外部环境的剧烈变化以及信息技术的不断发展，关于组织结构的理论和概念层出不穷：事业部制，职能型组织结构，客户型组织结构，矩阵式组织结构，网络式组织结构等。组织结构的实践则更加丰富多彩，从战略变革到流程再造，无不涉及组织结构的调整与优化。但现实不容乐观,企业常常陷入组织结构的困惑：面对不同的组织模型，不知如何选择；设计了看似完美的组织结构，却难以实施。本文先从组织结构的定义入手，来对组织机构有一个初步的认识，再通过对几种典型组织机构的定义的介绍、组织结构图的展示、优缺点的列举、适用范围的概括来形成对组织结构进一步的了解，并通过对组织结构发展趋势的介绍来把握组织结构的最新动态，最后结合以上基本理论对组织结构优化调整在石油产业中应用进行案例分析。组织结构的定义
组织结构(Organizational Structure)是指，对于工作任务如何进行分工、分组和协调合作。组织结构是表明组织各部分排列顺序、空间位置、聚散状态、联系方式以及各要素之间相互关系的一种模式，是整个管理系统的“框架”，其本质是为实现组织战略目标而采取的一种分工协作体系，组织结构必须随着组织的重大战略调整而调整。组织结构的几种基本类型及其特征
2.1 直线制组织结构
直线制组织结构是最古老的组织结构形式。所谓的“直线”是指在这种组织结构下，职权直接从高层开始向下“流动”（传递、分解），经过若干个管理层次达到组织最低层。其特点是：
(1)组织中每一位主管人员对其直接下属拥有直接职权。
(2)组织中的每一个人只对他的直接上级负责或报告工作。
(3)主管人员在其管辖范围内，拥有绝对的职权或完全职权。即，主管人员对所管辖的部门的所有业务活动行使决策权、指挥权和监督权。
2.1.1 直线型组织结构特征
直线型组织结构图
在上图中，各车间分别从事不同的生产作业职能，在车间内生产作业职能进一步分解到工段以及班组。车间主任、工段长、班组长对所管辖领域（部门）的生产作业活动拥有完全职权。因此，在直线型组织结构下，作业职能存在水平分工。
车间主任、工段长、班组长均负责生产作业的管理，但其职权范围是不同的。他们的职权范围在纵向维度上经过逐层分解而趋向缩小。
厂长（或总经理）通常将采购、销售、财务、人事等经营活动的决策权、指挥权和监督权集中在自己手中，并行使对生产经营活动的监督权。因此，在直线型组织结构下，经营管理职能只存在垂直分工（职权范围大小）而不存在水平分工（采购、销售、财务、人事、安全等）。这种组织形式在某种意义上类似逐级承包体制，是一种集权式的组织结构形式。
2.1.2 直线型组织结构的优缺点
这种组织结构形式的优点是权力集中，职权和职责分明、命令统一，信息沟通简捷方便，便于统一指挥，集中管理。不过这种组织结构显著缺点是，各级行政首脑必须熟悉与本部门业务相关的各种活动（尤其是最高行政首脑，必须是全能管理者）；缺乏横向的协调关系，没有职能机构作为行政首脑的助手，容易使行政首脑产生忙乱现象。所以，一旦企业规模扩大，管理工作复杂化，行政首脑可能由于经验、精力不及而顾此失彼，难以进行有效的管理。
2.1.3 直线型组织结构的适用性
这种组织结构适用于企业规模不大，职工人数不多，生产和管理工作都比较简单的情况或现场作业管理。
2.2 直线智能制组织结构
直线职能型组织结构是现代工业中最常见的一种结构形式，而且在大中型组织中尤为普遍。这种组织结构的特点是：以直线为基础，在各级行政主管之下设置相应的职能部门(如计划、销售、供应、财务等部门)从事专业管理，作为该级行政主管的参谋，实行主管统一指挥与职能部门参谋-指导相结合。在直线职能型结构下，下级机构既受上级部门的管理，又受同级职能管理部门的业务指导和监督。各级行政领导人逐级负责，高度集权。因而，这
是一种按经营管理职能划分部门，并由最高经营者直接指挥各职能部门的体制。直线-职能型组织结构被称为“U-型组织”或“单一职能型结构”“单元结构”（U-form
Organization, Unitary Structure）。这种组织结构，相对于产品单
一、销量大、决策信息少的企业非常有效。
2.2.1 直线职能型组织结构的主要特征
直线智能型组织结构图
在这种结构中，除了直线人员外，还需要职能参谋人员提供服务——他们与直线人员共同工作。直线人员直接参与组织目标的实现；而职能参谋人员则是间接参与，他们为组织目标的实现提供服务。
2.2.2 直线职能型组织结构的优缺点
直线-职能型组织结构比直线型组织结构具有优越性。它既保持了直线型结构集中统一指挥的优点，又吸收了职能型结构分工细密、注重专业化管理的长处，从而有助于提高管理工作的效率。
直线-职能型组织结构的内在缺陷具体如下：
（1）属于典型的“集权式”结构，权力集中于最高管理层，下级缺乏必要的自主权；
（2）各职能部门之间的横向联系较差，容易产生脱节和矛盾；
（3）直线-职能型组织结构建立在高度的“职权分裂”基础上，各职能部门与直线部门之
间如果目标不统一，则容易产生矛盾。特别是对于需要多部门合作的事项，往往难以确定责任的归属；
（4）信息传递路线较长，反馈较慢，难以适应环境的迅速变化。
2.3 矩阵制组织结构
矩阵式组织(matrix organization)即“在一个机构之机能式组织型态下，为某种特别任务，另外成立专案小组负责，此专案小组与原组织配合，在型态上有行列交叉之式，即为矩阵式组织。”
在组织结构上，它是把职能划分的部门和按产品（项目）划分的小组结合起来组成一个矩阵，一名管理人员既同原职能部门保持组织与业务上的联系，又参加项目小组的工作。职能部门是固定的组织，项目小组是临时性组织，完成任务以后就自动解散，其成员回原部门工作。如图所示。
矩阵制组织结构图
2.3.1 矩阵制组织结构的特点
矩阵制组织是为了改进直线职能制横向联系差，缺乏弹性的缺点而形成的一种组织形式。它的特点表现在围绕某项专门任务成立跨职能部门的专门机构上。这种组织结构形式是固定的，人员却是变动的，需要谁，谁就来，任务完成后就可以离开。项目小组和负责人也是临时组织和委任的。任务完成后就解散，有关人员回原单位工作。因此，这种组织结构非常适用于横向协作和攻关项目。
2.3.2 矩阵制组织结构的优缺点
矩阵结构的优点：
（1）将企业的横向与纵向关系相结合，有利于协作生产。
（2）针对特定的任务进行人员配置有利于发挥个体优势，集众家之长，提高项目完成的质量，提高劳动生产率。
（3）各部门人员的不定期的组合有利于信息交流，增加互相学习机会，提高专业管理水平。
矩阵结构的缺点：
项目负责人的责任大于权力，因为参加项目的人员都来自不同部门，隶属关系仍在原单位，只是为“会战”而来，所以项目负责人对他们管理困难，没有足够的激励手段与惩治手段，这种人员上的双重管理是矩阵结构的先天缺陷；由于项目组成人员来自各个职能部门，当任务完成以后，仍要回原单位，因而容易产生临时观念，对工作有一定影响。由于项目一般涉及较多的专业，而项目负责人对项目的成败具有举足轻重的作用，所以要求项目负责人具有较高的协调能力和丰富的经验，但是优秀的项目负责人比较难找到。
2.3.3 矩阵结构的适用范围
矩阵结构适用于一些重大攻关项目。企业可用来完成涉及面广的、临时性的、复杂的重大工程项目或管理改革任务。特别适用于以开发与实验为主的单位，例如科学研究，尤其是应用性研究单位等。
2.4 事业部制组织结构
事业部制组织结构图
事业部制组织结构亦称M型结构（Multidivisional Structure）或多部门结构，有时也称为产品部式结构或战略经营单位，是一种高度（层）集权下的分权管理体制。
事业部制是分级管理、分级核算、自负盈亏的一种形式，即一个公司按地区或按产品类别分成若干个事业部，从产品的设计，原料采购，成本核算，产品制造，一直到产品销售，均由事业部及所属工厂负责，实行单独核算，独立经营，公司总部只保留人事决策，预算控
制和监督大权，并通过利润等指标对事业部进行控制。也有的事业部只负责指挥和组织生产，不负责采购和销售，实行生产和供销分立，但这种事业部正在被产品事业部所取代。还有的事业部则按区域来划分。
2.4.1 事业部制组织结构的特点
（1）按企业的产出将业务活动组合起来，成立专业化的生产经营管理部门，即事业部。
（2）在纵向关系上，按照“集中政策，分散经营”的原则，处理企业高层领导与事业部之间的关系；
（3）在横向关系方面，各事业部均为利润中心，实行独立核算；
（4）企业高层和事业部内部，仍然按照职能制结构进行组织设计。
2.4.2 事业部组织结构的优缺点
事业部制组织结构的优点
企业行政首脑可以摆脱日常事务，集中精力考虑全局问题；事业部实行独立核算，更能发挥经营管理的积极性，更利于组织专业化生产；各事业部之间比较和竞争有利于企业的发展。
事业部制组织结构的缺点
关键词:房屋；结构设计；优化方法
0前言
实用性与安全性是房屋结构设计的基础，而随着建筑技术的发展，现代建筑结构设计中不仅需要考虑房屋的安全性与实用性，还需要考虑房屋的美观性与经济性，同时还要兼顾施工的便利性，能够按期的保质保量的将蓝图变成实物。因此，在结构设计过程中，必须对房屋结构设计进行优化，从而实现以上要求。笔者结合多年的工作经验，总结房屋结构设计优化方法，为后续房屋结构设计优化提供借鉴。
1结构设计优化方法理论体现
结构设计优化主要是考虑房屋结构安全、实用基础上使得其具有一定的美感。这种优化方案是通过一定的数学计算，将不同的结构设计方案进行对比分析，选择最优方案作为最终的设计方案，从而实现预期目标[1]。从结构设计优化理论角度出发，房屋结构设计优化可以分为分部工程结构优化以及总体方案优化两个方面内容。总体方案优化主要是对房屋的屋盖系统、围护结构、结构细部构造进行有针对性的优化设计。在优化过程中要充分考虑房屋的选型、布置、受力、造价、节能等方面，还需要综合考虑实际施工过程中施工技术是否能够满足该设计要求、房屋建筑是否经济，全方位、多角度的对房屋结构设计进行优化。随着设计理念的不断更新、建筑技术、建筑材料的不断更新，在结构设计优化过程中也应该不断地进行创新设计。结构设计人员应该时刻更新自己的知识储备，紧跟时代潮流，在保证房屋安全性的基础上实现结构形式的创新。在房屋结构设计过程中，设计人员应该尽可能缩小刚度中心以及质量中心的差异，所设计的房屋建筑平面尽量做到规则以及对称[2]。同时，加强对房屋受力的分析，保证房屋在水平荷载作用下不会由于力的作用使得房屋出现扭转的情况，能够满足用户使用功能的情况下，尽可能使得垂直方向上受力构件能够上下贯通。为了能够提高房屋的经济性能以及降低结构设计的难度，在设计过程中应该减少转换层的设计。垂直方向刚度方面，结构设计优化中也需要重点关注，在刚度上应该形成逐渐变化而非突变的形式，突变会使突变部位应力集中，致使结构产生薄弱部位。
2结构设计优化的意义
房屋建筑结构设计优化不仅能够提升建筑的美观性，充分有效地利用有限的空间，同时可以有效地控制工程造价。对建设单位来说，所需要得到的是利用较少的投入，能够获得最大的效益，并且房屋具有足够的安全性、可靠性以及科学性，这也是对结构设计优化的要求。根据大量的统计数据可以发现与传统的房屋结构设计相比，运用结构设计优化技术能够有效地降低工程造价6%~35%[3]。通过优化后的房屋结构设计可以使得每个部分相互协调，能够有效地提高空间的利用率，同时可以根据房屋的特性选择合理的建筑材料。在保证房屋安全系数的同时，能够提高房屋的实用性与经济性。
3结构设计优化技术应用步骤
3.1建立优化模型
对房屋整体结构进行优化时，通常情况下采用以下三个步骤完成:1）选择合理的设计变量。结构设计优化人员应该重点选择对房屋结构影响较大的参数作为设计的变量。例如约束控制的参数、目标控制的参数，具有包括结构可靠度、工程造价、损失期望值等指标。在结构优化过程中，对部分变化幅度不明显、影响程度不高的参数或者部分采用特定的参数就能满足要求,设计人员可以事先预定参数进行设计，这样设计人员在计算、设计、编程的过程中可以大大的减少工作量。2）确定目标函数。在优化的过程中，设计人员需要设定能够符合预定条件的钢筋截面积、构件几何尺寸以及其对应的失效概率，从而使得成本控制最优化。3）确定约束条件。房屋结构的安全性与可靠性是房屋结构设计的基础，是优化的前提条件。因此在函数设定的过程中,必须设定相应的约束条件。房屋结构设计优化的约束条件通常包含以下几个方面内容:尺寸约束、裂缝宽度约束、构件单元约束、结构强度约束、应力约束、可靠指标约束、结构体系约束、确定下条件约束、弹塑性约束、极限状态约束等。在优化过程中，设计人员必须将实际项目情况的约束条件与假定的约束条件作对比，确保所设定的约束条件能够满足实际工程需求。
3.2方案设定、程序设计与结果分析
以可靠度为基础的房屋结构设计优化具有非线性以及多条件、变量复杂的特点，在优化结构计算的过程中，通常情况下将具有约束性的优化转化成为无约束性的优化函数进行计算。目前，我国结构设计优化中常用的计算方法有:复合形法、拉氏乘子法、Powell法等。随着计算技术不断应用于设计领域，将基于可靠度进行的房屋结构设计优化方案以及选用的符合工程实际情况的优化计算方法运用计算机语言编制相关的程序，从而提高优化设计的运算速度以及满足结构优化的各项功能需求。在选定优化计算方法、建立相应的优化模型与优化程序的基础上，对结构设计进行优化。设计人员通过所编制的程序对方案进行处理后，必须对程序运行的结果进行比较分析,选择最佳的优化方案。在结果分析的过程中，结构优化人员必须对各个影响因素进行整体综合性考虑，多角度、全方位地考虑优化方案。优化方案结果分析对结构设计优化及其关键，对结果进行有效的分析能够从中选择安全性、实用性、合理性以及美观性有效协同的方案，同时，可以降低建筑施工难度，加快施工进度，降低建设投资。在优化过程中只考虑经济效益，忽略对技术方面的考虑是不正确的，在优化的过程中应该将两者相互统一，形成有机整体进行综合优化。
4结语
房屋结构设计优化是建筑结构设计中的重要环节，由于选择最佳的结构设计方案不仅将先进的施工技术融入到设计之中，使得建筑更科学，同时能够有效降低建设成本，提高房屋的经济性。但是，房屋结构设计优化是一项综合且复杂的系统性工程，需要设计人员具有较高的专业素养，较为丰富的结构设计经验，同时能够准确地把握当前的新施工技术、新型建筑材料。笔者结合多年的结构设计优化经验，从优化的步骤、方法、程序设计等方面展开论述，为后续结构设计优化提供借鉴。
参考文献:
伴随着城市化进程的加快, 全球经济一体化形式的构成, 越来越多的农村人口向城市涌进, 这无疑将增大城市的人口压力和住房压力, 而为了有效地将这些压力缓解, 避免社会矛盾激化, 因而在技术水平的支持下不断出现了高层建筑, 显然这在一定程度上将住房压力缓解了。然而, 正如我们所知, 技术是在不断进步的, 以往的设计方式弊端也会在使用中不断显露出来, 为了更好地保证人们住房的安全, 非常有必要对现有的高层建筑结构进行优化设计。
笔者根据自身的工作经验, 在文章中将以A市的某个高层建筑作为实际案例进行分析阐述。该高层建筑共有10层, 30m高, 建筑物内部各项系统部件构成完整。
2 关于未来高层建筑发展的趋势分析
2.1 新型材料的开发与运用
科技水平的进步, 不断研究和开发出了新型的高性能混凝土材料, 在很大程度上改善了传统混凝土的韧性及强度等级, 尤其是在建筑施工中出现了高强度的混凝土之后, 施工人员在施工操作中有效地将结构构件的尺寸减小了, 这有助于结构的自重也随之减小。另外, 存在于高层建筑中钢结构中的FR钢能够有效地将高温时铁的强度提高, 从而减小钢材中防火保护层的厚度, 最终使钢结构在整个工程建筑中的成本造价降低了。
2.2 逐渐推广的消能减震和隔震设计
现阶段, 延性结构体系作为传统的抗震结构体系是在全世界范围内被普遍采用的, 我国也是如此, 一直沿用着这样的结构体系, 其通过适当的对结构物的刚度进行控制, 容许在地震时结构构件能够自行进入非弹性的状态, 并在保持较大延性的情况下, 尽可能的将地震能量消耗掉, 有利于将地震带来的不良反应减轻, 最终保证建筑结构能够长久地伫立而不坍塌。在高层建筑的结构中, 是否能够有效地减震, 其前提是需要提前将被动耗能的装置设计出来, 以便将一定的附加阻尼或者附加刚度提供给建筑物结构, 从而将结构构件需要承担的那一部分地震能量消耗掉, 以便将结构中的动力反应降低, 最终有利于将高层结构建筑中的损伤和变形程度降低。
2.3 大力发展智能建筑这一技术
在高新技术和现代建筑技术产业的结合之下, 产生了新型的智能建筑产业。从其自身所具有的特点和应用的特性分析, 该技术能够广泛地应用在高层建筑的结构设计之中。简单讲就是, 服务、建筑、经营及装备等四部分内容的结合体就是智能化建筑, 在有效全面的综合、各自优化以及相互关联的情况下, 能够使四者之间达到最佳的组合状态, 从而确保建筑物的结构设计是符合高舒适、高效率和高功能的要求的。通过服务、结构、管理和系统等四个基本的要素在智能化建筑中所建立起来的内在联系的作用, 随后在优化设计的利用下, 能够将一个高效率运用、投资合理的安全、干净、舒适的环境空间提供给用户。若想有效地构成智能化建筑, 必须同时具备三大系统, 分别是办公自动化系统、设备管理的自动化系统以及通讯网络系统, 只有在这样的结构设计背景之下, 才能够将一个舒适、安全的工作和生活环境提供给客户。
3 存在于高层建筑优化设计中的弊端
现如今, 有关高层建筑结构设计的理论基础已经十分成熟, 但是将理论基础应用到实际的施工设计和操作中还存在很多的问题, 这极大地阻碍了高层建筑结构优化设计的进一步发展。
3.1 高层建筑结构设计的工作内容复杂
相较于国外的高层建筑发展现状而言, 我国的高层建筑发展时间较短, 因而还有很多的实践理论在高层建筑的结构设计中较为缺乏, 从基本国情出发, 符合我国建筑结构设计的软件技术十分有限。但由于有较多的变量个数存在于高层建筑的结构优化之中, 并且在结构复杂程度增大的情况下变量个数也会不断增加, 现有的软件技术又难以有效地将被动变量和主动变量区分出来, 只能够简单地将相对最优解求出来, 因而在这样的发展背景下, 难以促进高层建筑的结构设计在我国的进一步发展。在多方调查后认为, 只有多次反复地寻找探索, 才有可能将存在于结构设计中的弊端一一解决掉。从总体上分析, 极少有一次性设计高层建筑结构成功的案例, 文章所列举的这一案例也是在多次反复的设计研究再设计以后才成功的, 因而从这一方面便可以看出有较大的分析工作量存在于高层建筑的结构优化设计之中。
3.2 过多的优化结构尺寸
在建筑物结构材料、几何形状以及荷载给定的情况下, 将满足于设计条件的最优化构件的截面求解了出来, 却在一定程度上将结构整体的优化工作给忽视了, 但是从实际的研究证明中可以看出, 更具有实践和应用意义的就是形状优化。简单地说便是最优结果的得到是不可能通过单纯的优化来实现的, 其需要做到全方位的考虑。然而大多数的建筑物结构设计的工作人员都认为, 只需要合理的方案设计和结构布置, 便可以在计算机软件中将准确的结构尺寸计算出来, 可见, 对于软土地基的设计并没有太大意义, 这对于设计结构的最终结果自然也是难以保证的。
4 优化设计的措施
4.1 合理设计方法的选择
首先需要分析建筑物结构的使用性质, 在各种变量的掌握下, 将有效的设计方法提取出来, 如:直接优化或间接优化。其中, 材料耗量便是高层建筑结构优化设计的目标, 因而需要从构建截面的大小尺寸上分析。针对于本次案例中所采取的直接优化的设计方法, 笔者认为是合理的, 其在已知目标函数变量的情况下, 满足了一定约束的条件。在进一步对高层建筑中结构设计优化所具备的条件进行分析以后发现, 从现代化建筑设计的角度出发, 满应立法的使用更加有利于优化高层建筑的结构设计。
4.2 发展于桁架等杆设计中的满应力法
其作为准则法的一种, 是最容易理解、最容易操作的。其是在建筑结构有规定几何形状和结构的情况下, 根据满应力法则的标准, 对截面构建的尺寸进行修改, 确保一次的应力限值计算都是在最优化的算法中进行的。
4.3 优化设计的合理性
需要在实践经验和常规做法的遵循下, 将初始结构构件的截面尺寸确定出来, 并在构建分类的参照下, 将有关于梁、柱及墙的数据库分别建立起来;通过计算结果的提供, 调整构建截面的尺寸, 并在位移条件的满足之下, 将构件材料的性能有效地发挥出来。
5 总结
综上所述, 为了更好地满足人们的要求, 与社会的发展相适应, 就必须进行高层建筑结构设计的优化设计, 在合理设计方式的选择下, 充分地将结构构件的作用发挥出来。
摘要：随着社会的发展, 国民经济水平的提高, 不断增加了建筑工程项目修建的规模和数量, 也随之出现了高层建筑。众所周知, 大多数情况下, 高层建筑所需要花费的工程成本较多, 但是通过采取合理的手段, 能够在一定程度上将造价成本降低, 并起到结构优化的作用。因此, 文章围绕高层建筑结构的优化设计方面进行了阐述, 并将一些有效的降低成本的措施提出来。
关键词：高层建筑结构,优化设计,成本降低
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【关键词】绿色建筑；结构优化设计
随着社会经济的快速发展，人们对居住环境要求的提高，对自身身体健康也越来越重视，基于此使得绿色建筑成为未来建筑领域的发展趋势。绿色建筑是在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。那么如何实现绿色建筑呢？通常人们认为在绿色建筑的策划、设计和实施中，结构设计相比建筑、暖通、给排水、电气等其他专业，发挥的作用较小。而国家标准新版《绿色建筑评价标准》（GB/T50378-2014）对旧版标准（2006版）在结构设计方面进行了必要的提升与补充。修订的重点包括突出结构设计的重要性，而结构设计的关键就在于结构优化设计。以下从两个方面来论述绿色建筑的结构优化设计。
1、结构优化设计在绿色建筑中的作用
从绿色建筑造价方面分析。众所周知，绿色建筑与一般建筑相比建设成本略高，根据研究统计一星、二星级绿色建筑每平方米要增加50至100元左右，三星级绿色建筑要增加200元左右。从工程造价方面分析，建筑施工阶段大约决定了建安造价的20%，建筑设计阶段大约决定了建安造价的80%。而建筑设计阶段的结构设计就决定了整个建安造价的40%到60%以上，对于住宅来说大概是60%以上，对于公建大概是50%以上。同时，和发达国家相比，我国的建筑平均用钢量大大高于他们。与社会平均水平相比，经过结构优化的住宅和公建的钢筋混凝土工程项目，一般每平方米工程造价可以节省60到170元，钢结构或城市综合体潜力更大。由此可见，在节省建设资金方面，绿色建筑的关键环节是绿色建筑设计，绿色建筑设计的关键环节是结构优化设计。所以，结构优化设计是实现绿色建筑的重要途径。
从节约资源，保护环境、减少污染方面分析。目前，钢筋混凝土结构依然是我国建筑工程中的主导结构。我国的绝大部分建筑采用的是现浇的钢筋混凝土结构，大量的使用水泥、砂石、钢筋，其中水泥消耗了大量的能源，造成了大量的污染，国内砂石和铁矿石的资源在日益枯竭。最后建筑寿命终了拆除时，其废弃的渣块屑又难以回收再利用，将有巨大的垃圾需要处理，造成环境的大负荷。因此迫切的需要减少材料的用量，降低资源消耗，减少钢材、水泥的消耗，减少生产过程中的碳和其他污染物的排放，减小对环境的影响。而结构优化设计在降低建筑钢筋、混凝土消耗具有关键作用。
2、绿色建筑中结构优化设计方法
在国家标准新版《绿色建筑评价标准》（GB/T50378-2014）中，结构设计优化被提升为绿色建筑节材部分的最重要的内容。结构优化设计包括：对地基基础、结构体系、结构构件三个方面进行优化达到节材效果。
地基基础优化方面。地基基础是建筑结构主要的组成部分，关系到整个建筑结构安全性与经济性，多高层建筑下的基础厚重、混凝土和钢筋用量都很大，优化空间也很大，通过优化设计在建筑基础设计的安全性和经济性之间寻求一个合理的平衡点是结构基础优化的目的。首先从基础造型和布置开始，通过结构计算来验证基础方案的准确性和可行性，再根据规范和实际工程经验对建筑材料的选用进行合理的分析，使其得到充分的利用。基础工程的造价在整个建筑工程造价中所占的比例较高，尤其在地质条件比较复杂的情况下。因此在建筑基础优化中遵循合理造型、计算准确、材尽其用、符合规范的原则，对建筑基础设计进行合理、细致的优化，能够起到降低工程造价、节约资源的作用。
结构体系优化方面。目前，我国的建筑结构体系，从承重构件材料的类型来划分，主要分为木结构、砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构等四个主要结构体系。木结构是以上四种结构体系中最理想的绿色建筑体系。但由于我国的国情特点和木结构自身特点，在我国建筑领域占比重极小。砌体结构优化相对而言设计计算性不强，主要是概念设计优化和构造设计优化。可遵循以下原则：优先采用横墙承重或纵横共同承重；纵横墙的布置应均匀对称；纵横墙竖向应上、下连续，不宜采用上刚下柔的结构；钢结构以钢材制作为主的结构，属于绿色建筑结构体系，未来发展前景广阔。钢结构优化可遵循以下原则：选择结构平面布置合理的钢结构方案，方案结构的传力途径与受力尽可能简单、明确；加强设计连接节点优化；完善整体布置和构件设计。
钢筋混凝土结构是现今我国建筑工程中的主导结构。结构设计方案的优化的方法可分为截面优化、形状优化、拓扑优化、布局优化以及满应力优化等。结构设计优化可遵循以下原则：精确计算荷载值，准确理解规范；结构与建筑专业协调；合理的选用钢筋和混凝土标号；对结构体系的优化重点查看结构布置是否沿建筑高度采取了变截面或变壁厚或变材料强度等措施。总之，在优化设计的过程中，要以建筑结构的安全性、适用性和耐久性为基础，合理地确定结构的可靠度水平，采取最经济的手段，使结构具有各种预期的功能。
结构构件优化方面。结构构件设计比较具体，可定量分析，把握单体构件的设计也是实现总体优化设计的基础环节。钢筋的强度、混凝土的性能、构件的高度和宽度、箍筋的间距等方面的设计都影响结构构件的性能。不具备实用功能装饰性构件在建筑中大量应用，在施工中较少采用工业化生产的预制构件，都影响工程的造价。建筑功能、柱网跨度、荷载大小等因素对整体结构的优化具有影响。最后，需要重点查看结构优化文件中构件的应力比或柱轴压比、层间位移角等是否合理。
总之，结构优化设计是實现绿色建筑的重要方法，可以为绿色建筑节省资金，为社会节约资源、保护环境、减少污染，具有经济效益和社会效益价值。随着现代科技水平的发展进步，建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）等新的技术手段已运用到结构优化设计中来，使得结构优化设计技术手段更加丰富，在遵循“经济、适用、合理”的设计原则下，结构优化设计将为绿色建筑发挥更大的作用。
参考文献
[1]中华人民共和国住建部.绿色建筑评价标准（GB/T50378-2014）[S].北京：中国建筑工业出版社，2014.
摘要：建筑暖通设计，是建筑物供热、燃气供应、空调工程的一种集中表现形式，主要由供暖、通风、空气调节这三个方面组成。从使用功能的角度分析，属于建筑工程项目设计中比较关键的一个构成要素。随着建筑行业的不断发展，暖通技术也取得了跨越式提升，但是从日常工作中不难发现，建筑暖通技术依然存在较多的问题需要解决，下文将对相关问题进行阐述，对暖通空调的关键设计原则、建筑暖通设计中存在的问题及对策进行了分析和探讨。
关键词：建筑工程;暖通;设计：优化
1 暖通空调的关键设计原则
1.1节能原则
节能原则是在建筑暖通设计过程中要遵循的首要原则，将热舒适指标作为节能设计的关键因素。具体来说，进行设计时一定要对温度、空气湿度、风速、劳动强度及辐射温度等各种热舒适指标的影响因素进行分析，同时将各方面因素科学、合理地进行整合，最终实现舒适度和节能的双赢。
1.2环境舒适原则
环境舒适度不仅对人们的生活、工作具有重要影响，同时也对人们的健康至关重要。在众多的环境因素中，光线、声音与色彩等都与人体舒适度有关，所以，在进行暖通空调设计时，一定要保证满足人们日常生活环境要求，尽可能将能耗降低。只有让人们在日常环境中接收暖通空调，才能推动暖通空调的迅速普及。
1.3关系适度原则
要调整好整体和局部的关系，达到两者关系的适度。当前，我国大多采用集体供暖形式来控制能源的消耗，使能源的使用率得到提高。所以，在进行建筑暖通空调设计时，应该结合个人需求在每个房间内进行温度的调控}并在热量上实现分户与分室，进而实现节约能源的终极目标。
2建筑暖通设计中存在的问题
2.1 建筑空调负荷以及建筑空气参数计算问题
从目前建筑暖通设计工作开展的情况来看，建筑暖通设计过程中空调主机的容量一般都比较大，导致该问题产生的主要因素是因为空调负荷计算存在误差，常见的诱因分为下述几个方面：①因为受到窗外太阳辐射的影响，太阳辐射会产生一定的热量，而且围护结构还可以传递热量，所以整体上提升了建筑温度。②因为建筑物内部的人，人体自身会散发一定的热量，这些热量是不可控的，而且会随着人数的增减产生明显的变化。新风量与空气、室内照明等也会散发热量。③其他各种微小元素增加的热量，建筑暖通工程项目设计师在对空调负荷情况进行计算时，一般都会按照相关规范来设计，但是仍然会出现误差。作为建筑暖通工程项目设计师，在对负荷进行计算时，都比较担心出现错项或者出现漏项等情况，所以会主动选择大参数。建筑暖通设计应当有部分调节余地，但是却不能让数据过于保守。在进行设计之前，可以先参考一些类似建筑物的情况，将其与已经建成的建筑物作为基础，对空调的负荷情况进行计算。因为建筑参数与建筑暖通设计空调负荷有直接关系，所以建筑空调负荷计算还会受到不同环节配合度的影响。比如在暖通设计刚刚起步的时候，建筑工程项目施工技术人员不会先给项目设计人员提供门窗的材料以及门窗的`尺寸等数据，导致屋外保温材料种类模糊不清，影响计算的准确性。在冬季，建筑物卫生间空气参数温度应当控制在13cC以上，而洗浴室的温度要控制在26℃以上才能满足目前社会发展的基本目标。所有的冬季供暖系统热负荷计算还要综合参考冷空气参数对建筑的影响，将相关数据资料融人到其中，提升暖通设计质量。但是从近年来工作开展的实际情况来看，部分工程项目的设计人员为了最大化的减少项目施工成本，会主动的忽略这些热负荷能量计算环节，导致空气参数的最终计算结果出现缺陷，影响暖通设计合理性以及暖通设计的科学性。
2.2通风空调系统问题
当前国内的通风空调系统设计问题比较严重，通风空调设计过程中一般会忽略掉结构梁和各种吊顶参数、标高配合等细节，将风管的标高盲目降低，最终导致吊顶的标高也明显降低，影响了设计质量，也影响了建筑物外观。建筑通风管道和建筑给排水、建筑电气管线布置相互之间经常会发生冲突。空调封口设计点还经常出现被随意调动的问题，甚至于空调主干管线的弯头位置也设置送风口，这种工作模式会严重影响气流的正常流动，造成气流加速流动，最终出现噪声污染。但是从近年来工作实际开展情况来看，建筑暖通设计工作人员并没有按照相关的规定来完成设计，经常出现风管穿越防火墙或者是风管穿越变形缝等问题。绝大部分的建筑暖通系统设计问题，都可以通过后期调整来减少负面影响。但是项目设计计划的调整必然会产生返工等问题，导致资源浪费。而且在建筑暖通设计调整过后，其施工质量也会降低，导致建筑暖通系统出现不正常运行等问题。
3建筑暧通设计优化策略
3.1 从规范性与经济性的角度来优化建筑暖通设计
建筑暖通设计质量会受到设计者、施工者的个人综合素质影响，作为项目设计团队或者项目施工团队来说，要构建完善的暖通设计监理工作制度，并在对应岗位安排一些监理工作人员，对建筑暖通设计、建筑项目施工过程进行监督管理，保证工作开展质量以及项目施工水平。工程项目建设过程中，工作人员可以适当的邀请一些专业知识掌握程度比较好的建筑暖通设计工作者，让这部分高尖端设计工作人员展开专业讲座或者是举办一些座谈会，让全体人员参与到其中，潜移默化的提升设计能力、专业技能掌握情况、实践经验。在对建筑暖通进行设计时，还要考虑到经济性问题。因为建筑暖通设计的全过程对技术要求比较高，所以作为项目设计人员，必须要全面了解市场，在相同周期内，对机械设备档次，以及相关设备、材料等进行市场调研，选择性价比最高的材料以及设备，减少建筑暖通施工成本。除此之外，还要考虑到建筑暖通设计过程当中，不同机械设备使用寿命以及不同机械设备的运行情况，控制项目的维修经费，按照不同季节差异性，对不同项目建设时期的设计成本、施工成本进行对比分析，得出最佳的设计方案。
3.2从可行性与可靠性的角度来优化建筑暧通设计
暖通设计可行性，一般情况下均指设计结果要满足国家相关规定的要求，而项目设计可靠性则是代表安全、稳定。从以往的工作经验来看，建筑暖通设计可行性与建筑暖通设计的可靠性都会体现在整个设计环节以及项目的后期施工中：①按照不同地区建筑物施工地点环境、施工地点气候变化等要素，对各种可能影响建筑物施工质量的环节进行分析。②考虑到机械设备器材非标准变化，计算出切实可行的参考系数、参考数据，敲定最终设计方案。③按照建筑暖通设计的要求来分析建筑设计方案以及建筑施工方案，深入到项目建设的基层去进行调研，明确不同负面影响因素可能会对建筑工程项目产生的影响，提升建筑的稳定性。还要满足供水条件，这是建筑暖通设备正常运行最基础的一个环节，在进行设计时，综合考虑供水供电条件，保证整个项目建设可以安全有序的开展，图1为某工程项目空调暖通设计示意图。
图1建筑空调暖通示意图
3.3从可操作性与调节性的角度来优化建筑暖通设计
建筑暖通设计必须要满足国家规范中提出的要求，在满足要求的范围内最大程度的发挥设计师的个人设计能力，才能保证设计方案的可行性。在对建筑暖通进行设计时，设计人员在考虑可靠性、经济性的基础上应根据建筑物实际的结构情况确定最终设计方案。比如大型自动控制空调系统的应用，在对暖通进行设计的时候，要尽量的简化暖通设计环节，减少工作人员日常工作量，提升系统可操作性。为了满足当前社会发展的需求，应当尽量的节约资源，顺应时代变化的情况，让空调系统有可调节性。
4结语
建筑暖通设计，是建筑设计中十分关键的环节，同时也是提升建筑使用质量的必然要素之一。上文从多个角度出发，全面论述了当前建筑暖通设计过程中存在的问题，并从三个角度提出了如何对建筑暖通设计进行优化，希望可以为相关工作人员的日后研究提供参考。
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关键词：防撞梁；安全性能；薄壁安全件；高速碰撞
保险杠防撞梁是汽车车身上典型的薄壁安全件，是影响汽车碰撞安全性的关键零部件，在汽车零部件轻量化中得到了广泛关注。目前，保险杠安全性研究主要集中在质量更轻、低速碰撞时对前后端高成本易损部件保护效果更好，高速碰撞时能够尽可能多吸收碰撞能量，并将碰撞力快速均匀地传递给车身吸能部件，从而可以很好保证车身和乘客的安全。基于此，本文对轿车防撞梁轻结构优化设计进行了研究。
1保险杠有限元模型建立
分别由CATIA和Hypermesh建立的保险杠碰撞系统的CAD模型和CAE模型。在保险杠前端有一刚性墙，在低速工况与高速工况时，保险杠系统分别以一定的速度撞击刚性墙，试分析保险杠与刚性墙碰撞后的变形过程及最大侵入量。本文采用分级式优化方法，先对原结构防撞梁进行普通钢、高强度钢、铝合金三种材料的替换研究，基于此优化基础再对原钢制防撞梁进行结构优化和材料优化，最后得出最优的防撞梁参数组合。
2原结构防撞梁轻量化研究
该方案是在不改变原车型防撞梁结构的前提下，采用普通钢、冷冲压高强度钢和铝合金进行材料替换，观察该工况下三种材料防撞梁的轻量化程度及安全性能。其中，DC01号钢屈服强度设为170MPa，B280VK高强钢屈服强度为280MPa，6082铝合金屈服强度为170MPa。
2.1轻量化程度对比
结构相同、材料不同的原模型防撞梁总成质量对比中，相同结构的防撞梁总成采用高强度钢进行替换，减重仅为4%，而采用铝合金替换时，减重可达60%以上。汽车发生低速碰撞时，一般希望防撞梁具有足够的强度，碰撞发生后，防撞梁总成的塑性应变尽可能小，从而最大限度地减小车身损害，降低维修费用；高速碰撞时，防撞梁及后纵梁的变形在许可的安全距离内尽可能大，保证最大限度地吸收碰撞能量，并将碰撞力快速均匀地传递给车身吸能部件，保证驾乘人员的生命安全。根据RCAR要求，使保险杠总成以10km/h速度撞向静止的刚性壁障。取初始时刻及保险杠沿初始方向（X轴负方向）位移最大的时刻的位移变化做对比，观察保险杆的形态变化。
2.2失效判定条件
根据RCAR规程，性能优良的汽车保险杠碰撞时可吸收能量而且只限于保险杠系统受损，保险杠与车体之间的预留最小距离。通过吸能元件与车体连接，使汽车前部维修或更换费用较低。此处，安全距离即试验碰撞结束后，防撞梁内折最大的点与车体之间的垂直距离。从三种材料防撞低速碰撞后的位移云图中可以看出，结构相同、材料不同的防撞梁在速度为10km/h的低速碰撞中均发生了弯折，普通钢和铝合金明显与车体发生接触，这说明防撞梁抗弯性能较差，实际碰撞时会对其后布置的部件造成损坏，不能满足RCAR对保险杠的性能要求。高强钢防撞梁相对普通钢和铝合金折弯效果虽有明显改善，但碰撞后的塑性变形依旧过大，吸能量较低，且不符合保险杠轻量化的设计要求.3防撞梁的结构优化
3.1方案描述
汽车轻量化是实现汽车节油减排目标的重要措施，但汽车轻量化的前提是要保证其安全性能，尤其是对于具有吸能作用的防撞梁。上述原方案中，对原车型普通钢制防撞梁分别采用高强钢和铝合金材料进行替换，虽然达到了轻量化的目的，但保险杠总成的耐撞性能并没有明显的变化，尤其是铝合金材料的使用，无法保证驾乘人员的生命安全。这说明仅仅对防撞梁的材料进行优化还不能达到安全、节能的目的，必须对其结构进行优化。本文针对防撞梁的结构和厚度进行优化，再次验证高强钢和铝合金的轻量化和耐撞性。优化后的两种防撞梁均为单个成形件，厚度由原模型的1.2mm改为2mm，材料仍然采用B280VK高强钢和6082铝合金进行比较，吸能盒与原车型结构、材料，厚度保持不变，吸能盒前后端与防撞梁及后钢板的连接均为缝合焊连接。
3.2轻量化程度对比
两种结构防撞梁分别使用高强钢和铝合金材料进行质量对比，轻量化程度存在明显差异。由表2可以看出，优化方案一的质量要明显高于方案二。同种方案之间不同材料质量对比可以看出，方案一使用铝合金材料时的质量比使用高强钢时降低63%，方案二使用铝合金材料时的质量比使用高强钢时降低65%，两种优化方案的防撞梁使用铝合金时的质量相比原模型分别降低14%和65%，因此，使用铝合金材料比使用高强钢材料轻量化效果明显，满足保险杠轻量化设计要求。
3.3低速工况安全性能对比
通常保险杠设计的安全距离应不短于10mm，对于两种方案下的两种材料防撞梁，安全距离均远远超过此限值。方案二的高强钢与方案一的铝合金防撞梁几乎没有发生塑性应变。方案一的高强钢与方案二的铝合金防撞梁塑性应变率分别为0.08和0.4，小于两种材料的塑性应变率，满足强度和刚度要求。不同结构及材料的防撞梁低速碰撞下的安全距离及吸能总量也不相同。结构厚度优化后的防撞梁在使用相同材料的前提下，安全距离及吸能量相比原模型有大幅度的提高。方案一的铝合金比其他三种情况的安全距离大，但吸能效果最差；方案一高强钢与方案二高强钢安全距离及吸能量符合要求，但防撞梁质量有明显增大，有悖于保险杠轻量化设计的要求。方案二铝合金防撞梁比其他三种设计的安全距离小，但其质量最小，吸能量最大，兼顾保险杠轻量化及安全性的设计要求，因此，性能最好。总体而言，采用方案二结构的防撞梁，使用6082铝合金满足轻量化目标，满足安全性的要求，性能最好。无论是在发展趋势、生产成本以及生产效率上都具有明显的优势，具有一定的可行性，有助于实现汽车安全、节能、减排的目的，可以为实际汽车保险杠轻量化设计提供一定的参考。
3.4高速工况安全性能对比
在高速碰撞中，保险杠同样起着很关键的作用。保险杠在设计合理的情况下，要吸收整车碰撞能量的15%～20%左右。由于本文的碰撞研究仅限于保险杠，并没有涉及到整车的建模，因此，对高速工况下结构优化后的防撞梁安全性能的评价指标仅限于保险杠总成加速度峰值及防撞梁总成最大吸能量两方面。优化后的防撞梁在高速工况下吸能量明显增加，尤其是方案二铝合金防撞梁吸能量最大。方案一两种材料防撞梁内侵位移较小，但吸能量相对较少，使得车身自吸能量减弱，车上乘员受伤害程度较大。根据《乘用车正面碰撞的乘员保护》（GB11551—2003）标准规定，高速工况下正面碰撞时，汽车加速度峰值不能超过80g，方案二铝合金防撞梁加速度峰值最小，吸能量最大，安全性能最好。可以看出碰撞后防撞梁总能量几乎没有变化，动能越来越小，内能越来越大，动能转化为内能。沙漏能和滑移界面能低于5%，该结构满足可靠性的要求。因此，6082铝合金方案二结构防撞梁在满足可靠性、安全性的要求下，轻量化效果最明显，耐撞性能最好，有助于实现汽车安全、节能、减排的目的，实际汽车保险杠轻量化设计提供一定的参考。
4结束语
综上所述，在全球节能减排的趋势下，汽车轻量化要求越来越高。本文对某汽车保险杠防撞梁轻量化进行了分析研究，得到了该保险杠不能满足RCAR性能要求且不符合轻量化的设计要求，需要改进的结论。通过一系列的优化工作，结果表明铝合金及高强度钢板防撞梁的轻量化及安全性能较原模型均有明显改善，且铝合金防撞梁轻量化程度最好，安全性能及吸能量提升效果明显，满足汽车零部件设计中的轻量化、安全性的要求。
参考文献：
关键词：高层建筑 建筑结构 抗震设计 优化
中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（a）-0084-01
近年来我国地震灾害发生的较为频繁，在地震发生时，建筑受到破坏性较大，而且部分建筑还会发生倒塌，所带来的经济损失和人员伤亡较大。高层建筑由于其层数较多，容积率较大，一旦在地震中出现坍塌会带来严重的损害。因此做好建筑抗震设计具有十分重要的意义，所以需要在设计时对其抗震性能进行重点关注和优化，有效的提高高层建筑的抗震性能。
1 高层建筑结构抗震设计的主要内容
抗震设计的基本原则是要满足抗震设防目标大震不倒、中震可修、小震不坏3个水准的要求，在确定这个原则时，需要按抗震设计两阶段进行设计，這两个阶段分别是多遇地震下的情况和罕遇地震的情况，前者采用弹性反应谱法，后者采用抗倒塌弹塑性变形验算。对一些超越规范的高层建筑，可以采用基于结构性能的抗震设计理论进行设计。
2 高层建筑抗震设计中常出现的问题
2.1 建筑平面和竖向不规则
随着经济水平的提高和大家对流动的艺术的追求，建筑师创作的平面和立面越来越复杂。进而平面和立面规则性超限的情况越来越普遍。这就使得建筑的抗震性能有很大的削弱。
2.2 地基的选取不科学
不同的地基类型对地震力的传递有不同的特点，高层建筑由于垂直高度较高，自身重量较大，所以在选址时，对于土质的硬度、密实度和对地形的开阔和平坦性具有较高的要求，而且要远离河岸，避免抗震危险性路段，这样才能确保高层建筑的基础具有较好的抗震性能，能够在地震力作用下具有较好的承受能力。但当前由于我国城市发展速度的加快，城市人口不断增加，很大一部分房地产开发商在进行高层建筑选址时都会更多的对其商业利益和商业开发空间进行考虑，这就导致高层建筑地基在选取上具有较多的适宜性和不科学性，从而使其抗震性能降低，在地震发生时高层建筑的基础破坏较为严重。
2.3 材料的选取不科学
近年来我国地震发生的较为频繁，这就需要在地震频发地区在进行高层建筑设计时，需要确保其结构体系的合理性，同时还要合理选择结构材料。但因为施工、经济等原因，轻质高强材料并没有合理的采用。还停留在增加水泥、增加钢筋、加大截面来刚性提高结构安全，运用新材料、减震、隔震材料用的少。
2.4 抗震设防烈度较低
限于我国的经济发达程度，目前我国的建筑的抗震设防烈度较低，中震相当于在规定的设计基准期内超越概率大约为10%的地震烈度，较低的抗震设防烈度放松了高层建筑的抗震要求。
3 高层建筑结构抗震设计的优化措施
要设计出具有较好的抗震能力的建筑应该从结构概念设计和构件设计两方面进行作手。
抗震概念设计对结构的抗震性能起决定性作用，因此新规范（规程）均在相关条文中强调了建筑与结构概念设计的重要性，并要求建筑师和结构工程师在高层建筑设计中应特别重视建筑结构设计中的概念设计
结构构件抗震的优化准则，即“四强四弱”“强柱弱梁”是指节点处柱端实际受弯承载力大于梁端实际受弯承载力；“强剪弱弯”是防止构件剪切的破坏，要求杆件的受剪承载力高于受弯承载力；“强节点弱杆件”是防止节点的破坏先于构件；对于杆件截面而言，“强压弱拉”是为避免杆件在弯曲时发生受压混凝土破裂的脆性破坏，使受拉区钢筋的承载力低于受压区混凝土受压承载力具体的可以从以下几点进行考虑。
3.1 选择有利的抗震场地
地震对建设在不同地质条件上建筑设施的破坏作用有明显差异。在施工做好地基地质勘察工作，确保建筑场地有利于建筑设施的抗震，应避开对抗震不利地段，当无法避开时，应采取适当的措施提高抗震能力。按照建筑场地地基地质特点和受地震破坏作用的强弱进行有效分类，根据建筑场地的实际情况合理采取抗震措施，如根据地基地质抗震设防类别、地基液化等级等实际情况合理选择采用合理的基础形式，或者有效消除地基液化沉陷现象。
3.2 选用合理的结构体系
体系问题是结构设计应把握的头等重要的问题。应注意体系的合理性问题，优先采用抗震能力强、延性好、耗能能力强、便于施工的具有多道防线的结构体系（如采用设置耗能连梁的抗震墙结构、框架-抗震墙、框架-筒体结构等）。避免采用抗震能力较低的板柱-抗震墙结构、框架结构、尤其是单跨框架结构等。
3.2.1 优化平面和立面设计
结构的简单性，即尽量均匀、对称。结构简单是指结构在地震作用力下具有直接和明确的传力途径。只有简单的结构，才能够易于把握建筑结构的计算模型、内力位移分析和结构薄弱部位，从而对结构的抗震性能也有更可靠的估计。对于为了满足建筑功能要求的平面和立面的不规则，可以采取以下几点给予改善。
3.2.2 提高结构的刚度和抗震能力
水平地震的作用是双向的，建筑结构设计应使高层建筑能抵抗任意方向的地震破坏。通常设计可使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力，结构的抗震能力则是结构强度及延伸的综合反映。结构刚度的选择不仅要能减轻地震破坏作用，还要注意控制结构变形的增幅，过大的变形会产生重力二阶效应，导致结构破坏、失稳。
3.2.3 结构的整体性
在高层建筑结构中，楼盖的设计对高层建筑整体性起到至关重要的作用，楼盖相当于水平隔板，它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力结构，而且要求这些结构能协同承受地震作用。特别是竖向布置复杂或抗侧力构件水平变形特征不同步的结构，就更要依靠楼盖使抗侧力与结构能协同工作。
3.2.4 设置完善的抗震措施
抗震建筑结构体系应全面考虑到建筑物的设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素，经过技术、经济技术、经济条件综合考虑来确定。首先应设较多道抗震防线，从而避免因部分结构或构件破坏而导致整个高层建筑结构体系丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力减弱。合理的刚度和强度分布，会避免因局部消弱、突变性、过大的应力集中或塑性变形集中可能产生的薄弱部位。
3.3 选用合适的建筑材料
合理选择高层建结构材料也有利于提高建筑设施的抗震性能。从抗震设计的角度对建筑工程所用材料参数进行有效分析，选用符合高层建筑抗震要求的工程材料。尽量选用高性能混凝土和高强钢筋及其他高强轻质材料，以提高提高构件内力及抗震性能，并应积极运用新型减震、隔震材料。
4 结语
随着高层建筑技术的不断成熟，其抗震设计水平不断提升，高层建筑抗震设计的方案越来越趋向于科学和合理，再加之各种新技术和新材料的应用，高层建筑抗震性能不断提升，有效的提高了地震发生时建筑的安全性。
参考文献
[1]王海翠.我国高层建筑抗震结构设计初探[J].科技传播，2011（10）：29，41.
[2]郭霞飞.高层建筑结构抗震设计思想与工程实例分析[J].四川建材，2010（3）：120-121.
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