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建筑結構設計范文1
關鍵詞:建筑結構;剪力墻結構;配筋構造
引 言
隨著科技水平的不斷提高,我國建筑設計水平也更上一層樓。剪力墻整體性很好,本身的剛度較大,還具有良好的抗震性能,最重要的一點是價格低廉,達到了節省成本的目的,因而被廣泛地應用于建筑結構設計中。如今,人們對建筑設計要求不斷提高,設計人員只有不斷優化剪力墻的設計,加大對剪力墻結構的研究,才能提高建設單位對建筑的滿意度。
1 剪力墻結構的介紹
用鋼筋混凝土的墻板代替原來建筑物中的框架結構,把建筑物產生的各種荷載作用于墻板上,稱為剪力墻結構,這種剪力墻結構能夠有效地制約建筑結構產生的水平力。為了節省資本的投入,采用剪力墻結構,因為剪力墻結構價格低廉,具有很好的經濟性,在我國高層建筑中,剪力墻結構被普遍的應用。
2 剪力墻結構的表現形式
2.1 無洞單肢剪力墻
無洞單肢剪力墻實際上是一豎向懸臂構件,立面上沒有任何洞口,在受到水平壓力時,其彎曲變形的能偏離程度對平截面的假定,墻肢截面的正應力為直線分布,可以利用材料力學方法計算其內力和變形。
2.2 整體墻和小開口整體墻
這種類型的剪力墻與第一種剪力墻的實質一樣,仍然是一個懸臂構件,其墻面上只有很小的洞口,幾乎沒有影響。這種墻的正應力呈直線分布,其橫截面的變形在平面的假定的范圍內,這就是整體強。當開洞稍大一些,墻體可能引起局部彎曲,其墻肢應力不超過整體彎曲應力的15%時,墻肢截面的變形就不會超出平面的假定,其應力可以應用材料力學方法來進行計算,然后加以修正,這種墻叫小開口整體墻。
2.3 聯肢墻
聯肢墻是由許多受彎構件連接在一起的。建筑墻體上有許多洞口,豎向排列,這些洞口在外墻上表現為窗口,而在建筑的內部,門或走道是其表現形式。在實際設計中,窗戶、走道、門等將一片整墻分開,由連梁或樓板連接的墻肢,就稱為聯肢墻。
2.4 短肢剪力墻
短肢剪力墻是一種抗側力構件,近年來在我國興起,它的優點是保留了異形柱不凸出墻面,克服了異形柱抗震性能不理想的缺點,嚴格限制了軸壓比,由于是新型的剪力墻形式,專業人士正在研究其力學性能、破壞形態、抗震性能以及設計方法等,以期能夠更好地利用此種新型剪力墻。
2.5 框支剪力墻
框支剪力墻,又名柱支剪力墻,是指當底層需要大空間時,采用框架結構來承受上部剪力墻的壓力。形式分為常截面和變截面兩種,也可以采用斜柱和V形柱來表示。根據建筑設計的要求,來決定使用單層的和多層的部框架。
2.6 開有不規則洞口的剪力墻
應建筑使用上的要求,墻體上會開設不規則的較大洞口,這無疑會給建筑質量帶來不利的影響,盡量不要采用。當必須采用這種剪力墻時,為了減輕不規則開洞帶來的較大應力,可以用剛度小的材料填塞這些洞口,也可以設置一些連續性較強的暗柱暗梁,分散壓力。
3 剪力墻結構設計及計算的優化措施
剪力墻具有很強的抗震能力,在對剪力墻結構設計過程中,第一振型的底部是地震傾覆力矩的位置,剪力墻墻體所承受的地震傾覆力矩要大于結構承受的地震傾覆力矩1/2,剪力墻在建筑設計的數量一定要適量,剪力墻結構中,墻是一平面構件,它承受沿其平面作用的水平剪力和彎矩外,還承擔豎向壓力;在軸力,彎矩,剪力的復合狀態下工作,其受水平力作用下似一底部嵌固于基礎上的懸臂深梁。在地震作用或風載下剪力墻除需滿足剛度強度要求外,還必須滿足非彈性變形反復循環下的延性、能量耗散和控制結構裂而不倒的要求:墻肢必須能防止墻體發生脆性剪切破壞,因此注意盡量將剪力墻設計成延性彎曲型。
3.1 嚴格控制連梁超限
與剪力墻相連的梁稱為連梁。連梁一般具有跨度小,截面大,與連梁相連的墻體剛度又很大等特點。因此,高層建筑在水平力作用下,連梁的內力往往很大。設計時,即使采取了降低連梁內力的各種措施,如:加大剪力墻的洞口寬度;在連梁中部開水平縫,在計算內力和位移時對連梁剛度進行折減,對局部內力過大層的連梁內力進行調整等。而設計、構造不當將會造成結構在抵抗水平力時的強度、剛度不符合要求,進而影響承受豎向荷載的能力。在剪力墻結構設計中,連梁的跨高有著嚴格的規定,跨高比應該大于或等于2.5,如果采用低于2.5的連梁,就會嚴重超出限值,容易造成剪力墻的彎矩過大。還有一種情況,采用跨高比大于或等于5的連梁,宜按照框架梁設計,其連梁的剛度不能隨意折減。
3.2 剪力墻和平面外梁不宜相連
平面內剛度和承載力大是剪力墻結構的突出特點,而平面外剛度和承載力相對較小,因此,應避免剪力墻和平面外的梁相互連接,如果相互連接,墻肢平面外就會發生彎矩,在實際結構設計時,為了避免彎矩現象的發生,要盡量避免剪力墻與平面外的梁進行搭接。
3.3 以主軸為中心,向四周延伸
為了提高結構整體剛度,要以主軸方向作為中心,盡量不要設計單方向的剪力墻,宜雙向甚至多向的向四周延伸,應保證數量相當和布置均勻。
3.4 墻體配筋設計探討
墻的水平分布筋是為橫向抗剪以防止墻體在斜裂縫出現后發生脆性剪切破壞,同時起到抵抗溫度應力防止混凝土出現裂縫,設計中當建筑物較高較長或框剪結構時配筋宜適當增加,特別在連梁部位或溫度、剛度變化等敏感部位宜適當增加。但對于矮、短的房屋,其水平筋的配筋率是否適當減小值得探討。
墻的豎向鋼筋主要起抗彎作用,目前在一些多層低高層剪力墻中電算結果多為構造配筋;但配筋時所取的配筋率有人往往扣除了約束邊緣構件或構造邊緣構件中的鋼筋,筆者認為豎向最小配筋率應該包括邊緣構件中的鋼筋,墻肢的豎向配筋原則也應該盡量將鋼筋布置在墻端部邊緣區并保證鋼筋間距?芨300mm,也應該注意防止豎筋過多使墻的抗彎強度大于抗剪強度,對抗震不利。
4 結 語
綜上所述,對于一個結構設計者來說,首先應從概念和結構形式整體特性上把握全局,其次遵循現行規范要求的計算方法計算,最后根據工程實際情況對結構構件進行構造設計補充。
參考文獻
建筑結構設計范文2
【關鍵詞】抗震結構設計;問題;措施
一、建筑結構抗震性設計中存在的問題
近些年來,隨著地震造成的影響不斷加大,國家相關部門對房屋的抗震設計有了更多的關注。但在實際工作中,卻仍然存在一些有待改進的問題,比如高層抗震設計中的短柱問題、多層磚房抗震設計中的問題、建筑平面及立面布置方面的問題以及結構空間的剛度問題等等。設計人員如果想要從根本上提高工程的抗震性能,就必須要對以上問題進行系統的了解與掌握。
1.1高層建筑抗震設計中的短柱問題
在我國目前建筑結構的抗震設計中,根據建筑層數的不同,對結構構件的延性要求也存在明顯的不同。高層建筑相對于低層建筑來說,對結構構件的延性要求就要高一些。在抗震設計中,能夠對其構件延性造成影響的因素主要包括軸壓比和剪跨比,同時,二者之間也存在一定的矛盾性。一般來說,在層數一定的情況下,為提高延性而降低軸壓比則會導致柱截面增大,而且軸壓比越小截面就越大;而截面增大導致剪跨比減小,從而又會在一定程度上降低構件的延性。因此,在對高層建筑進行抗震設計的時候,為了能夠充分滿足工程對軸壓比限值的要求,柱子的截面往往比較大,在結構底部常常形成短柱甚至超短柱,這些短柱幾乎沒有延性,很容易在地震中受到破壞。
1.2多層磚房抗震設計中存在的問題
多層磚房抗震設計中存在的問題主要體現在很多方面,一方面,在“綜合樓”磚房的建設中,底層或頂層有采用“混雜”結構體系的,即為滿足部分大空間需要,在底層或頂層局部采用鋼筋砼內框架結構。有的僅將構造柱和圈梁局部加大,當作框架結構。另一方面,在大部分多層磚房的抗震設計中,設計人員都未能對其抗震承載力進行細致的計算,從而導致建筑采用的砌體強度等級較差,無法滿足抗震的需求。此外,在多層磚房抗震設計中,對于構造柱和圈梁的設計,多數設計富余較大,部分設計設置不足。這些都是多層磚房抗震設計中存在的問題。
1.3建筑平面及立面布置方面存在的問題
根據相關的建筑規范規定內容來看,建筑平面和立面的布置應該盡量做到簡潔、規則,結構的質量與剛度的布置也應該盡可能均勻。但就我國目前建筑結構設計的現狀來看,有部分工程對平面和立面的布置都較為復雜,從而導致質心和剛心無法重合,這樣的建筑結構在地震的作用下,必然會出現不同程度的扭轉效應,加劇了地震對建筑的破壞性。在唐山地震和汶川地震中就有很多由于建筑平面和立面布置不合理而造成的災害。
1.4結構空間剛度方面存在的問題
從我國目前建筑結構的形式來看,其主要包括橫向承重構件、豎向承重構件以及樓蓋等幾個部分,每一部分的剛度和穩定性對建筑的整體質量均有直接的影響。在建筑結構整體中,剛性樓蓋體系是保證所有豎向抗側力構件共同受力的先決條件。如果剛性樓蓋的結構空間剛度達不到工程的需求,那么勢必會加劇地震作用下對建筑整體的破壞。
二、建筑結構抗震性設計的改進措施
為了建筑結構的設計質量能夠達到相關工程的具體需求,針對其設計中容易出現的問題,必須要在充分了解其產生原因的基礎上,采取科學合理的解決措施,從而降低問題出現的幾率,確保施工的整體質量。
2.1高層建筑抗震設計中短柱問題的改進措施
在高層建筑抗震設計中,短柱只要能夠滿足“強剪弱彎”和“強柱弱梁”的要求,便可以有效避免由于地震發生而對其造成的破壞。因此,設計人員在對解決短柱問題的措施方面,就可以采用復合螺旋箍筋的方法進行設計。在工程中加入復合螺旋箍筋,不僅能夠有效提高柱子的抗剪承載力,而且還能在此基礎上加強對混凝土的約束作用,從而在很大程度上改善短柱抗震性能。除此之外,采用分柱體、鋼管砼柱以及鋼骨砼柱的方法進行設計,也可以有效解決短柱問題,設計人員可以根據工程的實際情況來對改進措施合理選擇。
2.2多層磚房抗震設計中存在問題的改進措施
由于多層磚房抗震設計中存在的問題較多,因此,其抗震措施的內容也比較復雜。首先,是對構造柱和圈梁的設置。這些主要是都是多層磚房的實際結構情況來具體設置的,構造柱的設置一般都是對于橫墻較多的多層磚房而言的,圈梁的設置是對建筑橫墻承重或縱橫墻共同承重的裝配式鋼筋混凝土樓、屋蓋或木樓而言的。在具體設計的時候應該注意,圈梁的截面和配筋不宜過多,也不宜無限提高。其次,是懸臂構件的連接。此項工作主要包括女人墻的穩定措施和懸挑構件的設計兩個方面。
2.3建筑平面及立面布置問題的改進措施
為了能夠將建筑平面和立面布置中存在的問題有效解決,設計人員在對建筑結構進行具體設計的時候,首先,應該盡可能確保結構的質心和剛心達到一致,以此來最大限度降低建筑在地震作用下所產生的扭轉效應。其次,應該確保建筑立面出現頭重腳輕的現象,盡可能將建筑的結構重點降低,以此來避免由于剛度突變以及結構連接處薄弱而給建筑整體質量帶來的影響。此外,在設計的時候還應該注意,當屋面結構剛度不夠的時候,突出屋面結構的下部一定范圍內破壞會相對集中。這種情況下,要求出屋面建筑部分的高度不應過高,以減小地震時產生的鞭梢效應影響。
2.4結構空間剛度方面問題的改進措施
在建筑結構空間剛度的設計上,由于剛性樓蓋體系占據著重要的作用,因此對其可以采用現澆樓屋蓋,這樣不僅能夠有效提高房屋的整體性,在一定程度上增加樓板的剛度,而且還會對平面上墻體對齊的要求給予適當的放寬,從而減低地震作用下,對建筑所造成的損壞。同時,在對建筑結構進行設計的時候,還應該注意平面上上下墻體不對齊的現象,如果建筑結構出現了這種情況,仍需要利用現澆樓屋蓋來對其進行處理,這種方法不僅能夠起到一定的傳遞水平力的作用,而且能夠增加樓板對墻體的約束,提高建筑結構的整體質量。
結語:
綜上所述,建筑結構的抗震設計如何直接關系到其整體的使用質量,雖然地震的發生我們無法對進行控制,但是卻可以采用相應的措施提高建筑結構的抗震性能,確保其不會因地震的發生而受到影響。因此,在未來的時間里,建筑工程的設計人員在對建筑進行設計的時候,應該盡可能全面考慮其抗震性,達到對其優化,確保其抗震性能,從而提高建筑的整體質量。
參考文獻:
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[2]常業軍,隋杰英.建筑結構抗震設計中的若干問題[J].《特種結構》.2002(04)
建筑結構設計范文3
【關鍵詞】建筑結構設計 概念設計 重要性 優化
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
前言
隨著國民經濟的大幅度提高,我國人民的生活質量也得到了改善,人們對居住生活環境的要求也越來越高。為了能夠適應我國人民不斷提高的物質要求,建筑行業也隨之做出了很多優化措施,尤其是建筑結構設計中的概念設計發展最為迅速。我國的建筑結構設計人員結合國際上先進的設計思想,并與實際情況相融合,在建筑結構設計中采用了概念設計的新思想,對我國的建筑行業發展具有重要的意義。
二、建筑結構概念設計概述
建筑結構概念設計也就是將實際經驗作為依據,在沒有經過精確計算的基礎上,尤其是沒有做出準確的力學研究的情況下,站在整體的立場去做結構設計。一般包含整體的設計方案,以及抗震細節方面的設計。概念設計向人們展現的是一種先進的設計理念,建筑設計工程師應該對建筑結構設計做到整體把握。
我國當前的建筑結構設計還有很多不足之處,以混凝土結構設計為例,設計中的力學分析是以彈性理論為依據的,但是截面設計卻是以塑性理論的極限狀態為依據,這兩種理論顯然是相互對立的,所以得到的分析結果就與實際情況不符。對于這種情況,應該采用概念設計理念。另外,目前我國建筑設計中過度使用計算機技術,而又不對分析結果做出科學研究,計算機也不可能模擬整個建筑結構設計過程。此時,建筑結構設計人員就應該運用概念設計理論去做出效果好、投入少的設計計劃。概念設計在建筑結構設計中是不可或缺的一部分,對我國的建筑行業發展十分有利。
建筑結構概念設計的重要性
概念設計使得設計方案更完美
概念設計能夠在建筑設計過程中對整個設計過程進行構架、對比,進而選出最優方案。結構設計中運用概念設計就會使得最終設計框架更加清晰,這可以為結構設計后期減少很多工作量,與此同時,還能夠促使設計方案更加經濟穩定。
概念設計鼓勵創新思維
建筑結構設計人員隨著實踐經驗的增多,概念設計就會做的越來越好,設計的方案就越好??墒?,隨著社會詳細化分工,還有一些建筑設計人員過于依靠設計規定、參考設計規范,過度依賴計算機進行設計,這樣做出的設計方案沒有創造性。所以,在建筑結構設計中融入概念設計理念,能夠激發設計工程師的創造性,為設計方案注入新的源泉。
運用概念設計能夠判別計算機計算結果的準確性
一般來說,把握概念設計能夠確保在設計過程中應用合適的設計原則,同時還能夠解決設計中存在的不足并提升設計質量。當技術人員發現了設計中的不足時,還能夠應用概念設計去研究其原因,探索引起問題的原因,這種方式在判定計算機計算結果中尤其重要。
此外,概念設計對計算機的計算結果還能起到補充作用。因為計算機只能對設計結果進行計算,不能處理設計初期數據,此時概念設計就起到了補充作用,通過概念設計可以找到投入最經濟、效果最佳的設計計劃。
四、建筑結構概念設計的優化策略
1、對整個設計目標進行優化
一般來說,很多外界因素都對建筑結構設計有影響作用,同時設計目標之間還存在著一定的對立性,如果想要提高某一個目標的要求,就勢必會降低另一目標的要求。如果想要優化建筑結構概念設計,首先應該探索一種最優方案,促使具有相對性的目標處于一種平衡狀態。
想要達到這種平衡就應該全方面考慮原因。最主要的就是要保證初期總投入、整年運營投入和收益這三個目標達到平衡狀態。也就是運用概念設計的優化,努力確保前期投入和整年運營投入最少,而又能保證獲得最大收益。這當中初期總投入的影響原因有很多,包含土地投入、建筑結構和裝飾投入、水電暖通投入、自動化系統投入、防火系統投入等,但是最重要的影響因素還是來自于建筑土地的投入;整年運營投入指的是建筑結構和設施的維護、整理、管理等費用;收益指的是建筑過程中所得到的所有費用,其中包含出售、租賃和投入運營所獲得的利潤等。
一般情況下,前期總投入越多,自然會提高整年運營投入數額,但是與此同時所得收益也會有所增加。所以建筑結構概念設計的優化目的就是控制建筑前期投入和整年運營投入處于合理的范圍中,做到收益的最優化,自然,當中還應該考慮到很多更加詳細的問題。總之,概念設計就是確保設計方案能夠得到最佳收益。
對概念設計約束進行優化
建筑物的穩定性、性能、舒適度等多種因素都對建筑結構概念設計都有一定的限制。怎樣才能在既不超越這些限制,又能夠減少投入、增加收益,這是建筑結構概念設計優化的一個主要方面。
建筑結構的設計限制一般劃分為以下三種:條件限制、規范限制、隱性限制。條件限制包客觀環境和客戶需求兩方面的內容。客觀環境因素包括所占面積、四周的環境、政府相關部門的整體計劃措施等;客戶需要的內容就比較復雜,有些是對建筑物的占地面積、樓高做出的要求,也可能是建筑物的投入或者建筑物的具體功能等多方面的要求。規范限制則是有關部門所的強制執行的規定,它包含建筑物的最大高寬比、最大長寬比、混凝土的標號和強度、防水防滲漏級別、防火規定、人防需求等多方面。不管是條件限制還是規范限制,都屬于建筑結構概念設計中強制性的規定,然而隱性限制卻是建筑設計工程師進行概念設計優化的關鍵所在。簡單說來,隱性限制需要建筑設計工程師對建筑結構概念設計有更深的理解,隱性限制屬于隱形的限制,經常被人們忽略,可是實際上隱性限制才是概設計優化措施的重中之重。例如在建筑設計中將陽光不足、有缺陷的位置作為衛生間或者儲物間,把光照好、地勢優越的位置設計做為書房或者臥室,在等同面積的土地上設計更加舒服合適的戶型等,這都屬于建筑結構概念設計的優化策略。
3、結構體系優化和簡圖的計算
建筑結構概念設計中比較重要的一項內容是對建筑結構體系的設計,設計人員要通過建立建筑結構體系來呈現出完整的建筑結構。建筑結構體系作為一個整體,不能被分隔,并且建筑結構體系中任何單獨的構件都沒有任何意義,只有將所有構件組合才具有建筑結構體系的價值。所以,對建筑結構體系進行規劃時要有整體性、全面性,絕對不能單獨的對某一構件進行設計,然后再對多個部件組合,這樣就會失去建筑結構體系的內涵,在建筑結構概念設計中要對簡圖進行計算,這個過程要使用結構構造的措施去做計算。簡圖計算是概念設計的關鍵環節,而且也決定了建筑結構計算的可靠性。所以在簡圖計算時一定要謹慎,而且要對簡圖進行優化。
4.虛擬現實技術的使用
應用設計人員使用工程組件庫、數據庫、知識庫等創建一個具有建筑結構的虛擬三維模型,用來對現實進行模擬,這就是虛擬現實技術。這樣建立出來的模型立體感很強,是具有現場感、真實感都的仿真系統。將虛擬現實技術應用到建筑結構的設計中去,能夠重復對系統模型的參數進行動態設計和分析,這樣能夠得出不同情況的結果,經過多次比較和完善,從而將建筑結構概念設計更加完美。
五、結束語
在建筑結構設計的不斷發展和革新過程中,前輩為我們積累了豐富的實踐經驗和技術。尤其概念設計,它是突破建筑結構設計傳統思想的有利武器,概念設計將建筑結構設計進行了優化及創新,對我國的建筑業結構設計發展起到至關重要的推動作用。概念設計必將成為國際上建筑結構設計的主要設計理念,這也對我國的建筑設計人員提出了更高的要求,建筑結構設計人員應該堅持不懈地學習并理解概念設計理念,為我國的建筑行業做出貢獻。
參考文獻
[1]閆正和;鄧永旗;;淺析建筑結構設計中的概念設計與技術措施[A];現代建設工程應用技術學術交流會論文集[C];2009年
建筑結構設計范文4
關鍵詞:建筑結構;抗震設計;探析
地震所具有的破壞性會給人們的生產生活帶來嚴重的影響,造成重大損失。特別是近年來,地震的頻繁發生,國家、人們的安全極大的受到了威脅,因此抗震設計在建筑結構設計中越來越受到關注。隨著我國對地震方面的研究,建筑結構設計雖然不斷進步,但是抗震設計仍然存在不少問題,抗震設計問題亟待解決。以下就此問題進行詳細分析。
1建筑結構設計中抗震的影響因素
1.1建筑抗震場地
建筑抗震場地對于建筑結構的整體抗震能力具有重要影響,是抗震設計的影響因素之一。地震具有不同程度的破壞性,在地震發生時,地表位置會產生變化,若是建筑場地選擇在土層較軟、土質疏松的地段,建筑結構會被嚴重破壞,造成不可估量的損失。
1.2建筑結構體系
建筑結構體系是與建筑物整體安全相聯系的。一方面,抗震設計要慎重處理整體和局部的關系。建筑結構要有一定的余度,不能因為個體建筑而影響整體的效果,當建筑物的局部被破壞時,需要保證建筑結構的整體抗震性能不受影響。另一方面,建筑結構體系設計的過程中,要保證建筑結構部件的強度和剛度的均衡。如果剛度和強度分配不合理,個別的建筑結構部件剛度達不到要求,對于建筑物區域有影響時,就會嚴重影響建筑結構的抗震能力。因此,必須注意建筑結構體系在抗震中的設計。
2建筑結構設計中抗震設計存在的主要問題
建筑的選址問題、建筑的結構問題、建筑的施工問題是在抗震設計中要考慮的主要問題,這三個方面涉及到建筑結構的穩定性和抗震性。但是在現實建筑設計中,抗震設計仍然存在很大問題。
2.1抗震設計認識不到位
隨著社會的發展和進步,建筑行業在迅猛發展。然而,在現實建筑的設計中,建筑設計人員往往只重視建筑的實用性發展,而忽視了建筑的抗震設計。關于對抗震設計的認識,一直沒有實質性的提高,而且人們一直疏于對抗震設計的重視,只是在地震發生后,人們才注意到建筑的抗震設計。所以,提高建筑設計人員對于抗震設計的認識尤為重要。
2.2抗震設計的結構不合理
抗震設計結構關系到建筑的整體安全。建筑結構設計中,一些設計人員雖然考慮到了要進行抗震設計,可是,迫于某些原因,抗震設計的結構不合乎實際,偏離建筑設計,造成了嚴重浪費,沒有達到抗震的效果。抗震設計主要是提高建筑物的安全性,為達到這一目的,必須考慮建筑結構的實際情況和地理因素,制定合理的建筑設計方案,提高建筑物的抗震性。
3建筑結構設計中抗震設計的有效措施
建筑的抗震性能較差,不僅影響人們的生命和財產的安全,而且對周邊的建筑和設施也會產生影響。因此,必須要重視建筑結構的抗震設計。
3.1慎重選擇建筑場地
抗震設計中首先要考慮的就是建筑場地的選擇問題。場地選擇不好會大大降低建筑物的抗震能力。地震發生時伴隨著一定的地質活動,因此,在建筑結構選擇場地時,要盡量在一些平坦開闊地域建筑房屋。地質較為活躍地帶,不適合房屋的建筑。另外,土質的疏松對于建筑結構也有很大影響,在選擇場地時,要對建筑地帶的土質問題進行慎重分析。在一些密實度較大,土質較硬且土質均勻的地帶適合建筑房屋,更有利于提高建筑結構的抗震能力,保證建筑結構的穩定性。
3.2慎重選擇建筑結構
建筑結構是抗震設計的影響因素之一。合理的建筑結構,不僅可以保證建筑物的穩定,還可以提高建筑物自身的抗震能力。建筑結構抗震設計中要注意以下問題:第一,建筑結構的載重范圍。要實現建筑物穩定、安全這一目標,要注意在抗震設計過程中,建筑的贅余度建筑材料的材質是否變形問題。這一問題直接關系到建筑的穩定性能。第二,建筑結構的平面設置。建筑結構的抗震設計,平、立面的布置非常重要。一定要確保建筑的準確性。在抗震設計過程中,一定要嚴格管理數據,提高數據的精確度。第三,建筑結構材料的強度和硬度。建筑材料的強硬度影響建筑結構的抗震能力。建筑材料強度不夠,建筑結構則會易于發生突變,從而降低建筑物的抗震能力。因此在建筑結構設計中,為了達到抗震這一目的,必須科學合理選擇建筑結構。
3.3加強多重抗震防線的設置
地震發生時,多一道抗震防線,就多增加一份人們逃生的希望,同時也會提高建筑結構的抗震能力。建筑結構的抗震設計中,可采取設置多重防線的方法。首先可以優先使用具有良好延展性能的材料作為一道抗震防線,其次再選擇一些適合作為防震設計的部件,進行其他防線的設置。設置多重防線的好處是可以緩沖地震的沖擊力,盡可能的降低地震的破壞,減輕地震帶來的損失。
3.4科學布局減少地震能量
減少地震的能量,就可以盡量的降低地震帶來的破壞。以位移為基點的結構設計和定量分析是減少地震能量的重要方式。要達到建筑物在地震發生時造成的破壞的結構變形要求,可以進行設計定量分析,減少建筑下層的位移延性比。當然,選擇地震不活躍地帶以及地質硬度大的地方修建建筑也會降低地震能量。
4結束語
地震對于建筑物具有較強的破壞力,然而在無法對地震準確預測的現在,提高建筑結構的抗震能力是非常具有現實意義的。建筑結構設計中的抗震設計在現實實施中,需要考慮多方面的因素,更要注意建筑結構的整體穩定性和安全性。在當今時代,建筑設計不能僅僅只在乎建筑物的實用性和建筑帶來的利益,建筑設計工作者應改變以前的觀念,加強自身建筑設計專業知識之外,更要重視抗震設計在建筑結構設計中的作用和價值,把抗震設計觀念放在重要位置,采取科學的方法加強建筑的抗震能力。另外,為提高建筑抗震能力,建筑結構設計還需要注意場地、建筑結構體系、建筑材料等方面??傊拐鹪O計是建筑結構設計中保證建筑物穩定性的最重要因素,同時也是保障人們安全的有效防線。
參考文獻
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建筑結構設計范文5
關鍵詞:建筑;結構設計
一、關于建筑結構設計的原則
適用、安全、經濟、美觀、便于施工是進行建筑結構設計的原則。一個優秀的建筑結構設計往往是這五個方面的最佳結合。完美的建筑結構設計就是在努力追求這五個方面的最佳結合的過程中產生的,適用、安全、經濟、美觀、便于施工是結構設計人員最終努力的目標,是結構設計的最佳體現。結構設計一般在建筑設計之后,“受制”于建筑設計,但又“反制”于建筑設計。結構設計不能破壞建筑設計,應滿足、實現各種建筑要求;建筑設計不能超出結構設計的能力范圍,不能超出安全、經濟、合理的結構設計原則。結構設計決定建筑設計能否實現,從這個意義上講,結構設計顯得更為重要,雖然一棟標志性建筑物建成后,人們只知道建筑師的名字,但一個適用、安全、經濟、美觀、便于施工的結構設計也是工程師們的驕傲和成就。
二、建筑結構的設計者應該明確建筑的概念設計
一個建筑的靈魂在于其概念設計,也就是說建筑的概念設計在整個結構的設計中起著至關重要的作用。如果沒有事先進行整體的概念設計,不管之后的計算程序多么精準,計算結果多么的準確,也很難成為優秀的設計項目。
對于住房設計而言,無論是什么結構,都不會和以往的靜力設計相同,一般情況下都會從抗震的角度出發,采用精密的設計理念,以保證住房的質量。因此,作為建筑結構的設計人員一定要明確建筑的概念設計,避免建筑結構設計不合理的現象出現,同時要掌握每個概念設計之中比較容易忽略的重點問題:
1.高層住宅結構。
對于一般的高層住宅結構而言,應該按照《建筑抗震設計規范》的具體要求,做到采用橫墻承重或者縱橫墻共同承受重量的結構體系,保證建筑結構的穩定;一般情況下,縱橫墻會出現布置不均的現象,因此,對于縱橫墻來說,沿平面內宜對齊,沿豎向應上下連續。
2.鋼筋較多的高層住宅。
對于鋼筋較多的高層住宅而言,其結構布置一般會采用比較規則的結構,以保證建筑的安全性,當然也存在相對比較復雜的結構,對于結構復雜的地方可以設置一個防震縫,使其成為各自規則的單元,但是并不是說防震縫越多越好,對于防震縫的布置應該越少越好,以保證建筑的穩定;對于建筑的框架來說,應該和抗震墻的抗側力相適應,采取雙向布置,各自承擔各自的壓力;此外,還應該考慮到住宅的整體性與抗震墻的鏈接問題,要在保證美觀的同時保證質量。
防止由于地基下降或者不均勻沉降造成的構件開裂和破壞為了有效防止地基下降或者不均勻沉降對構件造成的影響,一定要全面的對建筑結構加以控制,包括:地基和基礎措施、建筑措施、結構措施等方面。例如:a.對于同一建筑要盡量采取同一類型的基礎并埋置于相同的土層中,其中要注意高層建筑的基礎設計,因為高層建筑都需要一定的埋置深度,以保證建筑的安全性,然而,從經濟學的角度出發,不難看出結構設計中存在諸多浪費現象,對于基礎而言,一般情況下采用樁箱或者和樁筏相結合的形式就可以保證建筑設計的整體剛度,完全沒有必要浪費;b.平面布置要避免復雜化,平面布置復雜是指采用那些平面形狀復雜、陰角多的平面布置,平面設計復雜只會給設計者的工作帶去麻煩,并不會產生什么好的影響,因此,要盡量避免這些現象的出現;c.地基的處理方案,在進行地基處理方案之前,一定要認真分析和研究上部結構和地基結構的特點以及周邊環境,根據具體的設計要求,明確地基的處理范圍,并保證處理手段符合設計規范的要求,此外還要充分的考慮到施工單位的經驗問題和其對設計圖紙的掌握程度,以及是否理解設計者的理念,在進行多方面的調查和比較之后,選擇出最實用、安全、經濟、合理的處理方案,在完成地基的處理問題之后還要考慮到其對設計規范中強度和變形的具體要求,以保證建筑的最優;d.液化對建筑結構的影響,在土層出現較大起伏的時候,很可能會產生液化現象,對于多層建筑而言,在一般情況下不會采用長樁的設計方案。
三、建筑設計計算和結構設計要符合設計的相關規范
建筑設計規范是建筑設計者首要應該了解的知識,因此,作為一名優秀的建筑結構設計者應該在設計建筑圖紙的同時符合建筑設計規范的要求,在這方面存在的幾點問題和避免方法如下:
1.建筑設計結構計算上的問題。
從建筑結構設計的角度出發,不難看出其在計算上存在的問題:a.荷載計算的錯誤,例如:少算或者漏算荷載、建筑物設計用料與實際用料計算不符、或荷載折減不當、沒有計算到基礎的底板重量;b.不注意底框砌體結構驗算,設計者在進行底框砌體結構驗算時一般情況下都采用底部剪力法,但是要知道,這種方法只適用于剛度比較均勻的多層結構,并不適合具有薄弱層的底層框架混合結構,因此,在建筑結構設計的實際過程中要充分考慮到塑性變形的影響,對底層的地震剪力乘以1.2~1.5的增大系數;c.樓板計算,對于樓板計算而言要注意的問題也很多,例如:對于連續板的計算不能簡單的采用單向板計算方法,要考慮周全,對于雙向板計算要注意不能忽視材料泊松比對計算總結果造成的影響;d.電算結果的正確性,電算結果的正確性關系到設計圖紙是否被采納為施工依據,因此對計算結果進行分析和評定在建筑結構設計中是不能忽視的一個環節,一定要根據設計者以往的設計經驗對最后的電算結果進行判斷,當前,我國研發了很多結構設計計算程序,并且將其應用到實際的設計計算之中,還取得了一定的成績。
2.建筑結構方面的問題。
建筑結構方面要注意的問題也很多:a.構件最大配筋率和最小配筋率的限值,在抗震設計中顯得尤為重要,建筑設計中必不可少的就是建筑的抗震設計,在設計中一定要滿足抗震的要求,還要滿足最大配筋率和最小配筋率的要求,這就要求設計者嚴格遵守設計規范;b.通風散熱措施,為了防止建筑的墻體裂開,通風散熱措施是必不可少的,在材料的選擇、鋼筋的使用方面都要有所注意。
結語:總的來說,在分析了眾多建筑結構設計中的常見問題之后,對設計者提出了幾點要求,要求建筑結構的設計者進一步加強對一些常見結構問題的應變能力,并在學習的過程中不斷提高自身的設計能力,力爭設計出最好、最優秀的住房,保證住房結構設計工作更加合理、更加貼心。
參考文獻:
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建筑結構設計范文6
關鍵詞:建筑結構;概念設計;原則
中圖分類號: TU319 文獻標識碼: A 文章編號:
隨著社會經濟的發展與人們的生活質量、欣賞水平的不斷提高,建筑的結構設計被提出更高的要求。需要設計人員加強計算機技術的應用,發展更為先進的計算機理論,研發并應用新型、輕質、高強與環保的建筑材質,從而使建筑結構設計可以更加的安全實用。其中為了防止建筑結構設計人員陷入只注重使用精密計算機進行設計,忽略了實用性嘗試的誤區,提出了重視概念設計的觀點。
一、概念設計的含義
在建筑結構設計中,概念設計與理論設計相對應,是指不通過精確的數值計算,在一些非常規的問題與難以作出理性精確分析的問題中,結構設計者依據建筑物的整體體系與分體體系之間的震害現象、試驗現象、力學關系、結構破壞原理與相關工程經驗獲得的基本結構設計思想與設計原則。從宏觀的角度確定建筑結構的整體布局。
概念設計往往利用估算近似值的方法,可以在方案設計階段迅速有效的對整體結構進行構想、選擇與比較。得出的設計方案往往具有定性準確,概念清晰的特點,避免了后期實施階段一些不必要的運算麻煩。同時,概念設計也是判斷理論設計是否有效可靠的重要依據。
例如,對于建筑的底層框架設計,設計人員往往只注重使用三維空間結構的分析程序進行計算,并人為刻意的進行抗震墻的布置。這種做法一方面無法滿足樓層間存在合理的剛度比,又不能完整的反映出底層框架在遭受地震時的受力情況,其主要問題在于過度使用了理論設計方法。計算程序的使用與選擇不當,往往會造成難以估量的損失。因此,想要避免這種情況,在建筑結構設計的過程中配合概念設計是一種不錯的方法。
概念設計并不是一種非邏輯性的空想,而是當建筑結構設計遇到問題時,依靠常規的設計方法無法解決而不得不采取的思路與手段。因此,概念設計與理論設計應該是一種互補的關系,理應成為建筑結構設計過程中的重要組成部分。
二、概念設計的發展現狀
概念設計的充分利用,可以拓寬結構設計的思路。傳統的建筑結構設計與計算理論的研究往往只關注如何提高建筑的結構抗力,這種思維方式導致建筑配筋量逐步增高,混凝土的等級也越來越高,建造價格自然就水漲船高。由于設計人員過分注重配筋率的限定,從而導致出現大量的胖柱、肥梁與深基礎的建筑。例如在建筑的抗震設計過程中,設計人員一般會根據混凝土的等級與初定的尺寸計算出結構的剛度,再由結構剛度對地震力進行計算,最后計算配筋的比率。但在實際生活中,配筋率越高,剛度增大,地震力會隨之增前;而結構剛度越大,地震的作用效應也會越大。這種傳統的結構設計反而產生相反效果。
如果利用概念設計的方法,轉換設計思路,可以考慮降低地震的作用效應。在目前現有的抗震設計中,隔震效能的研究就是非常好的例子,通過隔震層的設計與效能裝置的加設,可以有效的降低地震的作用效應。這種研究已經在國內外廣泛的開展起來,其中在日本,研究成果已應用于實際建筑設計中,并取得理想的使用效果。而我國由于認識的限制與技術的不足,在建筑設計行業仍未得到廣泛的應用。
三、概念設計的重要意義
1.帶動建筑結構設計的發展
由于近幾年經濟發展迅速,科技水平不斷提高,企業部門在工作中分工不斷細化,越來越多的精確數據計算與整體系統運作被計算機操作所代替,隨之而來的是設計人員逐步忽略非常規性的思維方式與操作方式。在機器化的生產時代,計算機的精密計算阻礙了人們通過工作經驗來解決設計過程中的遇到難題。于是,概念設計引起行業學者越來越多的關注,并推動建筑設計結構行業的發展。
2.具有合理性與實際性
建筑物作為空間實物的存在,很多問題不能通過理論數據加以解決,應該做到具體問題具體分析。而計算機的數據運算,往往只能得出理論化、精確化的結果,在實際解決問題的過程中這些數據很難有較強的實用性與合理性。概念設計的出現可以很好的解決這些問題,設計人員通過對建筑結構的整體布局,呈現出較為真實、合理的建筑實體,從而使建筑結構設計得到優化。
3.概念設計可以排除隱患
計算機過度精密的運算結果并不是對建筑整體結構的正常反映,由于理論設計的機械化、程序化導致整個結構設計存在錯誤隱患的例子并不少見。而與之相反,概念設計通過人性化的思維方式可以對建筑實際進行全面的探討,成為解決問題的有效途徑,由這點可以看出,建筑結構設計必須重視概念設計的運用。
4.優化設計方案
結構設計的初始階段即為建筑方案的選擇,此階段由于某些問題無法通過計算機加以解決,因此必須通過設計人員依靠自己的設計經驗,對設計方案進行有效的分析,運用概念設計的方法對設計方案進行策劃、整合,最終達到優化的效果。
四、概念設計的遵循原則
1.精確分析數據結果
建筑結構結算的目的在于獲得精確的數據結果,因此,必須嚴格對待這一過程,不能盲目的進行。數據結果能否順利實現,是保證建筑結構的安全性與決定結構設計能否順利進行的重要條件與重要途徑。設計人員必須從輸入數據、計算數據與產生數據三個方面進行嚴格的審查。此外,由于受到外部因素的影響,同樣會導致數據結果的不準確,例如,使用不同的計算工具與不同的計算數據軟件,人為因素造成的過失等,都可能造成數據計算結果不精確。因此,對于數據結果的分析,設計人員應避免機械化的思維方式,給予足夠的人性化關注。
2.選擇適當的計算簡圖
在選擇計算簡圖的過程中,設計人員應選擇具有一定構造措施加以保證的結構簡圖。計算簡圖作為結構計算的重要組成部分,其選用是否準確在一定程度上可以決定能否產生準確的結構計算結果,是保證建筑結構安全的關鍵性前提。因此,在計算簡圖的選擇方面,應給予足夠的重視。
3.選擇合理方案
結構方案是整個建筑結構設計的初始部分,也是建筑結構設計過程中的關鍵所在。因此,結構方案是否合理有效決定了后續工作能否順利開展,并對最終的建筑質量產生重要影響,必須認真對待。
4.保持建筑結構體系
建筑結構的體系設計是概念設計的重要體現,設計人員應在結構體系中將整個建筑的完整構成呈現出來。在建筑結構體系中,我們應該意識到每個結構的組成部分都是不可分割、統一的整體,并不是具體部件的單一展現,所有部件只有組合在一起時才能夠表現出建筑結構的價值,如果將其拆分開來,結構便不復存在,體系也無法發揮其應有的功用。因此,利用概念設計來規劃建筑時,應從整體出發,不可將整個結構體系進行拆分,否則將失去原有的價值與內涵。
總結:
本文主要分析了概念設計的含義與目前概念設計的發展現狀,提出概念設計具有帶動建筑結構設計的發展、具有合理性與實際性、概念設計可以排除隱患與優化設計方案的意義。在具體實施的過程中,應遵循精確分析數據結果、選擇適當的計算簡圖、選擇合理方案與保持建筑結構體系的原則。
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