第 65 章 · 结构抗震加固
一、领域界定与行业地位结构抗震加固是针对既有建筑在地震作用下安全性不足而采取的检测鉴定、性能评估与加固修复活动,是城市更新与建筑全寿命周期安全治理的关键环节[118]。我国现存大量建于不同历史时期、执行过不同版本抗震设防标准的建筑,随着《建筑抗震鉴定标准》与《建筑抗震加固技术规程》JGJ 116 的演进,以及"城 ...
第 64 章 · 既有结构鉴定与加固
一、领域界定与行业地位既有结构鉴定与加固,是对已建成建筑进行安全性、适用性、可靠性及抗震能力的评估,并给出修复与补强方案的专业活动。它直面中国庞大的存量建筑:大量房屋步入中老年,安全隐忧与更新需求并存。《既有建筑鉴定与加固通用规范》GB 55021-2021 作为全文强制性规范确立了基本底线[115];《民用建筑可靠 ...
第 63 章 · 结构健康监测(SHM)
一、领域界定与行业地位结构健康监测(Structural Health Monitoring, SHM)指利用自动化监测系统实时获取结构的几何及应力、应变等特征信息,进而分析和识别结构健康状况的工作(《建筑变形测量规范》JGJ 8-2016 第 7.9 条给出明确定义)。它把"结构安全"从竣工那一刻的静态结论,延展为全生命周期的动态认知,是大跨桥梁 ...
第 62 章 · 结构可靠度与耐久性设计
一、领域界定与行业地位结构可靠度与耐久性设计,是以概率论与材料劣化机理为基础,保障建筑结构在设计使用年限内"该承载的能承载、该耐久的能耐久"的一门核心专业。它上接荷载与材料,下接施工图与运维,是结构安全从"经验给定值"走向"概率可度量"的标志。现行《建筑结构可靠性设计统一标准》GB 50068-2018 确立了以极限状 ...
第 61 章 · 结构风工程与风洞试验
一、领域界定与行业地位结构风工程研究风对建筑与结构的荷载、振动与气弹效应,是高耸、大跨与轻柔结构的命门。其方法谱系包括边界层气象、钝体空气动力学、风压系数数据库、气弹模型试验、计算流体力学(CFD)与大涡模拟(LES),以及《建筑结构荷载规范》[109]中的风荷载条文。风洞试验长期是风荷载评定的"金标准",在超 ...
第 60 章 · 消能减震技术研究
一、领域界定与行业地位消能减震是在结构既有抗侧体系之外,附加黏滞阻尼器、黏弹性阻尼器、金属屈服阻尼器、摩擦阻尼器或调谐质量阻尼器等装置,由装置在振动中耗散能量,从而削减结构位移与加速度响应。它与隔震同源而异术:隔震"隔开"地面运动,消能"吸收"结构振动,二者常配合使用。我国《建筑消能减震技术规程》[104] ...
第 59 章 · 抗震设计与隔震减震
一、领域界定与行业地位抗震设计是结构工程保障生命安全的根本防线,其核心是在地震作用下控制结构损伤、避免倒塌。传统抗震依赖"延性耗能"——允许结构构件屈服以吸收地震能量;而隔震减震则把思路前移:通过在基础或层间设置隔震支座(如叠层橡胶支座 LRB、摩擦摆 FP、三重摩擦摆 TFPB)或消能装置,把上部结构与地面运动 ...
第 58 章 · 隧道与洞室结构设计
一、领域界定与行业地位隧道与洞室结构设计,是服务于交通(铁路、公路隧道)、水利、市政与国防的地下空间工程学科,涵盖围岩分级、支护参数确定(锚杆、喷射混凝土、钢拱架等)、施工步序设计(开挖方法、超前支护、工序组织),以及 TBM(全断面硬岩掘进机)与盾构的掘进参数匹配。它是人类向地下与山体中拓展空间的核心 ...
第 57 章 · 地下结构与基坑支护设计
一、领域界定与行业地位地下结构与基坑支护设计,是在城市高密度开发与复杂地质条件下,对地下空间主体结构及开挖支护体系进行安全、经济设计的专门领域。其工作涵盖基坑支护方案选型(排桩、地下连续墙、内支撑、锚杆、土钉等)、变形控制、周边环境保护(邻近建筑、管线、地铁)、降水与止水,以及地下主体结构的受力设计 ...
第 56 章 · 桥梁结构设计
一、领域界定与行业地位桥梁结构设计是跨越河流、峡谷、道路等障碍的线性巨型工程结构学科,涵盖桥型选型(梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥及其组合体系)、结构受力分析与计算、抗震与抗风、疲劳与耐久,以及贯穿全寿命周期的养护检测。桥梁不仅是交通网络的咽喉与命脉,也是国家重大工程能力与建造水平的集中体现(Park et al ...
第 55 章 · 预应力混凝土结构设计
一、领域界定与行业地位预应力混凝土结构,是通过在混凝土构件中预先引入与荷载效应相反的应力,以抵消或减小使用阶段拉应力、控制裂缝与变形的一种结构体系,按工艺分为先张法与后张法,按体系分为有粘结、无粘结与缓粘结预应力。它广泛应用于大跨楼盖、桥梁、地下工程与筒仓等对抗裂、刚度要求严苛的场景[92];姜晨光, 20 ...
第 54 章 · 大跨空间结构设计
一、领域界定与行业地位大跨空间结构指跨度通常超过 60 米、以空间受力为主要特征的建筑结构体系,主要包括网架、网壳与悬索(含索穹顶、张弦结构)三大类,广泛应用于体育场馆、航站楼、会展中心与高铁站房。其设计精髓在于"以形态换受力"——通过合理的曲面与网格划分,使材料主要承受轴向力,从而以最少材料覆盖最大空间 ...
第 53 章 · 超高层结构设计与巨柱体系
一、领域界定与行业地位超高层结构的"巨柱体系",是指在 200 米以上高层与超高层建筑中,于建筑外圈或角部布置截面尺寸巨大(常达数米见方)、贯通数十层的巨型柱,与核心筒、伸臂桁架及腰桁架共同构成抗侧力与重力承载双重骨架的结构体系。其典型构型为"巨柱+核心筒+伸臂/腰桁架",部分项目进一步引入巨型支撑或伸臂阻尼器 ...
第 52 章 · 高层结构设计与抗侧力体系
一、领域界定与行业地位高层建筑的结构设计,核心在于选取并组织"抗侧力体系"——即抵抗风与地震水平作用的承重骨架。常见体系包括框架、剪力墙、框架-剪力墙、框架-核心筒、筒中筒,以及配合伸臂桁架(加强层)、腰桁架、黏滞或金属屈服阻尼器等耗能元件的组合体系[45]。抗侧力体系选型直接决定结构的刚度、延性、舒适度与 ...
第 51 章 · 木结构与竹结构设计
一、领域界定与行业地位木结构与竹结构是以木材、竹材及其工程复合材为主要承重构件的建筑体系,涵盖方木原木结构、胶合木结构、轻型木结构,以及以正交胶合木(CLT)、单板层积材(LVL)为代表的现代工程木;竹结构则包括圆竹结构与现代工程竹(胶合竹、重组竹)体系[86];[88]。在"双碳"目标与地域性建造复兴的双重背景下 ...
第 50 章 · 砌体结构设计
一、领域界定与行业地位砌体结构是以砖、砌块、石材等块材通过砂浆砌筑而成的承重结构体系,长期作为我国量大面广的建筑类型,广泛用于住宅、校舍、乡村民居、历史建筑及低多层工业与公共建筑[85]。与混凝土或钢结构相比,砌体结构的材料就地可取、造价低、保温隔热与防火性能良好,在存量建筑中占比极高。在城镇化进入存量 ...
第 49 章 · 钢-混凝土组合结构设计
一、领域界定与行业地位钢-混凝土组合结构设计,是指利用钢与混凝土在受力上的互补——钢材抗拉、混凝土抗压——通过组合梁、组合柱、钢管混凝土、型钢混凝土等构件,实现更高承载力、更好刚度与更省材量的设计活动。它在高层、大跨与桥梁中兼具钢的"快"与混凝土的"稳",是性能与经济性平衡的关键技术(Park et al., 2024; ...
第 48 章 · 钢结构设计
一、领域界定与行业地位钢结构设计,是指在钢材强度高、延性好、工厂化程度高的特性下,对梁、柱、支撑、节点与整体体系进行选型、分析、稳定验算与连接设计的活动。它广泛应用于大跨、高层、工业与桥梁工程,以"轻、强、快"支撑现代建造工业化(Park et al., 2024;姜晨光, 2024)。钢结构对节点与稳定的敏感,使其知识高 ...
第 47 章 · 混凝土结构设计
一、领域界定与行业地位混凝土结构设计,是指在荷载与组合、承载力、正常使用与耐久性等约束下,对梁、板、柱、剪力墙、基础等钢筋混凝土构件与结构体系进行选型、布置、内力分析与配筋设计的活动。它是量大面广的建筑"骨架",直接决定结构安全、造价与工期(Park et al., 2024;申金山, 2024)。在高层住宅、公共建筑与基 ...
第 46 章 · 建筑防火与疏散设计
一、领域界定与行业地位建筑防火与疏散设计,是保障建筑生命安全的底线领域,涵盖防火分区与耐火等级、安全疏散(疏散距离、疏散宽度、疏散楼梯与出口)、防烟排烟、消防电梯与消防设施布置,以及面向复杂建筑的性能化防火设计(performance-based design)与疏散模拟。其本质是法规刚性约束与建筑功能自由之间的平衡艺术。 ...