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房屋建筑結構設計范文1
關鍵詞:房屋建筑結構;設計;方法
當前我國城鄉居民收入的提高,滿足物質生活需求的基礎上對房屋建筑的需求量日益上漲,促進建筑業的興起與發展。在進行房屋建筑結構設計時可遵循剛柔并濟、低碳環保、多層建筑關注人文環境等原則,設計人員嚴謹工作態度,在設計時需依據相關規章制度,結合建筑要求及功能作用,對建筑的地理位置、抗震防裂、類別及高度等方面作出相關研究分析,以便展開設計工作。
一、房屋建筑結構設計的標準
改革開放政策的有效落實,使我國經濟發展取得一定的成果,建筑行業的發展較為快速。而其中的房屋建筑結構設計環節在建筑公司發展過程中起著重要作用,并直接影響住戶的人身財產安全。因而在進行房屋建筑設計時需設計人員遵循一定的設計標準,確保設計的房屋建筑安全穩定,滿足住戶要求。一般而言,房屋建筑設計的標準主要內容是:在進行設計工作時需依據現有的建設結構,不能對其產生破壞,以設計的建筑為主體,合乎常理、科學性的進行結構設計工作,避免超出設計能力范圍,給施工者帶來麻煩。在判斷房屋建筑結構設計的合理性時,可從建筑的安全性、效益性、美觀性、實用性、易于施工性等方面進行綜合評價工作。當這些方面均滿足相關要求時,將表明此建筑結構設計較為合理,反之表明該設計方案存在缺陷,需改進或者重新制定新的設計方案。
二、房屋建筑結構設計方法
(一)建筑結構相關部分的設計方法
在對房屋建筑結構進行設計時需注意結構平面圖、屋頂結構圖、大樣詳圖的設計繪制,以及建筑樓梯、基礎的設計方法。繪制建筑結構平面圖需考慮相關的抗震影響因素,可減少計算機軟件建模環節,設計人員可直接進行建筑結構設計;若通過計算機相關軟件進行建模,則需全面考慮建筑結構的受壓和局部受壓情況,合理使用計算機編程計算出房屋結構荷載值,確保設計出的建筑結構方案貼近結構實際受力情況。繪制屋頂結構圖可采取折板方式和梁板方式。前者可應用在跨度較小的房屋建筑結構,后者則可在不規則房屋平面以及跨度較大的房屋建筑結構使用,結構圖中還應標明房屋梁板折角鋼筋的位置。結構相對較為抽象,為讓施工人員能更好的理解圖紙意思,設計人員可將一定的空間概念融匯其中,并增強建筑圖紙和示意圖的理解能力。大樣詳圖的繪制可以建筑詳圖為基礎,并可對原有詳圖進行局部修改操作,以便在保持建筑外形時實現結構受力和易于施工的目的,并保證建筑結構標高和外形尺寸與建筑專業的一致性,以便能規避施工過程中出現的風險隱患。
建筑樓梯的設計時需側重其撓度,規范梯梁的梁下凈高度,上下樓層的梯梁位置需保持一樣,若出現異常情況,可采用折板樓梯進行彌補。折板樓梯鋼筋需考慮結構局部應力情況,可自相關折角處將其斷開錨固。梯梁的梁下凈空需求以及梁板寬度需依據相應的結構標準進行合理的設計,以確保其符合要求。在第一段梯板設計時需考慮其基礎沉降是否滿足相關要求,進而考慮是否加筑梯梁。設計建筑基礎需慎重考慮,因其質量水平對上層整體建筑質量有重要影響。進行基礎混凝土澆筑時需考慮混凝土配料、程序等問題,并在基礎配筋比上需嚴格按照圖紙標記進行配置,以便實現最小配筋比率;對建筑基礎圖紙上還應標明構造柱的位置。設計整個建筑結構時應考慮建筑結構抗震能力,以便增強建筑結構的堅固程度。
(二)結構設計成果檢測
在對結構設計成果進行檢測驗算時需不同結構分別采用不同方法進行驗算。多層結構建筑的砌底可應用底部剪力法,混合結構建筑則注意塑性變形集中化造成的不利情況。在雙向板查表驗算時可結合材料泊松比的意義進行驗算活動,在進行結構驗算時必須依照相關規范標準開展,嚴格核對相關數據,以保障工程施工質量。當前住宅建筑大多采用多層建筑結構設計方法,對此在進行結構設計時避免樓梯間出現在房屋尾部與轉角處,進行縱橫墻設計時需采取對稱處理??蚣芎涂拐饓蛇M行雙向布置,并注意控制屋頂的比例及抗震墻剛度,以確保房屋整體的安全穩定。
三、房屋建筑結構設計應注意的問題
(一)房屋建筑地下室外墻設計需注意的問題
在對房屋建筑地下室外墻設計時需綜合考慮影響因素,確定外墻混凝土等級以及外墻厚度。普遍看來,地下室需采取防水措施,外墻抗滲等級以及鋼筋配比均需采取相關對策進行管理控制。在進行房屋建筑結構設計時需以實際情況為基礎,全面考慮分析影響因素。
(二)建筑基礎底板設計需注意的問題
進行建筑基礎底板設計時需注意鋼筋攤鋪的均勻度,防止鋼筋重疊現象,有效利用天然地基優勢。設計人員在進行基礎底板設計前可實地搜集相關數據,充實設計資料,進而完善建筑結構設計方案。在處理軟弱地基狀況時可采取換土墊層的設計,設計者只憑借經驗進行處理將會造成建筑危害,不能達到安全、經濟的目的。在磚混結構房屋設計中需考慮墻體的坑剪能力,有效防止墻體出現裂縫現象,并能增強建筑結構的抗震性。
結束語
綜上所述,房屋建筑結構設計方法需多方面考慮,設計人員可實地考察,搜集確切數據,以防止設計過程中出現失誤,造成損失。以建筑質量為落腳點,重視設計細節,設計人員需提高技術水平、充實專業知識、積極積累實踐經驗,以便進一步完善房屋建筑結構的設計方法。
參考文獻:
[1]彭延標.探究房屋建筑結構設計的原則與方法[J].山西建筑,2012,29:71-72.
房屋建筑結構設計范文2
關鍵詞:房屋建筑;結構設計;必要性
中圖分類號:TS958 文獻標識碼: A
引言
隨著國家經濟的發展,各行各業對于建筑房屋的需求和人們對建筑的觀念改變,使得我國的建筑行業突飛猛進地發展起來。然而高層房屋建筑結構設計方面存在諸多問題,造成設計過程中安全性和經濟性不能有效的把握。我們必須重視這些問題,并探尋恰當的解決方法,以促進我國高層房屋建設工作的穩定發展。
一、建筑結構設計的特點
(一)結構設計的延性特點
在建筑物使用的過程中,由于受到地震、風力以及沉降等因素的影響,建筑會發生一定的變形,尤其是一些高層建筑。為了避免高層建筑由于變形而發生損壞甚至倒塌現象,我們在對建筑結構設計的時候,需要采取一些措施使建筑物具有一定的結構延性,從而確保建筑結構的安全性。
(二)結構設計的水平荷載問題
一般來說,在對一些低矮的建筑進行設計的時候,我們主要考慮的是豎向的荷載因素,而在一些高層建筑中,雖然豎向的荷載控制非常重要,但是,水平荷載則起著主要的決定性作用。鑒于此,在對一些高層建筑結構進行設計的時候,我們不僅要考慮豎向的荷載控制,更要注重水平荷載的影響,通過提高建筑結構水平荷載能力,進而增強建筑結構的穩定性和安全性。
(三)結構設計的抗震特點
近年來,由于受到多種因素的影響,地震動發生頻率增多,對建筑造成了嚴重傷害。因此,現代建筑對抗震性能的要求也比較高。在這種形勢背景下,為了順應時展潮流和滿足現實發展需要,我們在對建筑結構進行設計的時候,還要考慮抗震要求,使建筑結構的質量達到小震不壞和大震不倒的標準,通過提高建筑結構的抗震性能,從而減少地震等自然災害對建筑的毀壞。
(四)結構設計的側移變形問題
目前,為了節約有限的土地資源,高層建筑已經成為現代建筑發展的一種趨勢。高層建筑的水平荷載比較大,并隨著建筑高度的增加而增加,在一些因素的作用下,高層建筑就會發生一定的變形,使建筑的安全性大大降低。因此,在建筑結構設計的時候,我們要提高建筑的強度,使它具有良好的強度和剛度,有效控制側移變形的發生。
二、建筑結構設計中的重點
(一)混凝土結構設計
在建筑工程施工中,鋼筋混凝土是主要的施工材料,因為其承重效果好并且性價比較高,所以得到了廣泛的應用。在進行混凝土結構設計的過程中,如果設計的不夠合理,在施工的過程中可能會出現裂縫,影響到建筑結構的穩定性。此外,如果初期的設計比較合理,但是在結構說明中并沒有對數據進行確切的標注,在后期施工中也會影響到結構的穩定性,這是混凝土結構設計中的重點。
(二)基礎結構設計
基礎結構包括地基以及其它基礎構件,基礎工程的質量直接決定了上層建筑的質量,因為基礎結構需要承受整個建筑物的荷載,并且基礎結構屬于隱蔽工程,所以結構設計水平非常關鍵。在基礎結構設計階段,要對施工現場進行詳細的地質勘察,獲取準確的數據資料,對于土質狀況進行詳細的研究,然后科學合理的制定出結構設計方案,為整個建筑打下堅實的基礎。
(三)砌體結構設計
砌體結構較為常見,且種類繁多,針對于各種不同的砌體,其設計重點也有所不同。一般而言,對于混合承重結構,其砌體主要為底層框架結構,其組織體系的動力性能不同,因此抗震性能較差,如果應用于橫墻承重,需要保證橫墻具有一定的剛度;而應用于縱墻承重,則需要保證縱墻的抗彎能力。以上所列舉的,僅僅是建筑結構設計中的部分重難點,為了有效提高建筑結構設計的水平,我們除了要保證在鋼筋混凝土結構、基礎結構、砌體結構的設計上按照標準開展工作,還應該通過以下的措施,全面提升業務素質能力。
三、提高建筑結構設計水平的有效措施
(一)在房屋建筑施工前進行嚴密的房屋結構設計
在房屋建筑的具體施工前夕,需要進行專業的房屋建筑結構設計,要對房屋建筑地點的地形及地貌進行勘探,對當地的巖層及水文情況也要做到了解與把握,對地質的特殊問題要進行避免與修正,保證房屋建筑結構設計的嚴密性,使房屋建筑結構設計圖紙對施工能夠產生巨大幫助,推動接下來的房屋建筑施工的有條不紊。對于房屋建筑工程師來說,一份好的結構設計是完美建筑的基礎,是其建筑設計專業素質的最好體現,在進行施工前的結構設計有利于房屋施工的順利進行,對我國房屋建筑結構設計技術的發展也有著幫助。
(二)鋼筋錨固問題的分析
解決鋼筋的錨固是為了增強混凝土與鋼筋的連接,將鋼筋包裹在混凝土中使建筑物更為牢固。鋼筋的錨固長度一般是指梁、板、柱等構件的受力鋼筋伸入支座或者基礎中的總長度,鋼筋錨固中既需要嚴格規范其長度,又對其強度進行了嚴格的要求。由于鋼筋錨固與剪力墻的施工質量直接相關,就需要將剪力墻的設計與鋼筋錨固,結合在一起,將二者放在一起加以分析,找到同時有利于二者的施工條件與施工手段。鋼筋錨固問題的解決可以實現剪力墻與鋼筋錨固的完美結合,使其基本不會出現問題。
(三)做好計算結果的分析
目前結構設計多為軟件計算,且種類比較多,不同的軟件易和不同的計算方法都會導致不同的結果。設計前應全面了解程序的適用條件和范圍,熟悉設計規范,讓計算機作為輔助設計。設計過程中容易出現錯誤,如人工輸入錯誤;軟件本身有缺陷;結構的實際情況和程序的不符等,都會導致計算結果不準確,所以設計師計算完成后,應對電算結果認真分析審核,做出準確的判斷。
(四)回填土質量控制
回填土是指在完成基本的地下建筑工程后,在其空余的部分填入的土。對于回填土的使用需要考慮其最大粒徑、含水率及虛鋪厚度等,而且必須要達到設計及施工要求規范。在填土過程中還需要對其施工條件加以控制,根據施工工程特點、填土方土料的種類等確定回填土工程中的一些參數;在填土前應當做好驗收,確保前期工程已經完成并且不會出現任何質量問題;在開始施工時需要做好水平高程標志的布置,以便更好的確定填土位置及填土進行的程度。這一過程在整個建筑結構設計中占據著極其重要的地位,而且只有回填完成后才可以進行下一步工序。
(五)建筑物超高問題
高層建筑物最明顯的特征就是樓層多,建筑物本身高。但是,隨著建筑物高度的不斷加大,在抗震性能和建筑質量方面都面臨著更嚴峻的問題。出于高層建筑抗震性能的較高需要,建筑規范對建筑物的高度作出了嚴格的規定,在高度設計方面要確保滿足抗震的實際需要。在目前的高層建筑市場中,仍然存在著嚴重的超高問題。針對建筑物的超高問題,建筑規范逐漸將限制的高度設為)級高度,還在一定程度上細化了高度規則,增加了B級高度。這種較為明細化的建筑物高度規范使得高層建筑結構設計的方法和措施有了一定的改進。
(六)建筑結構體系設計和選取
在選取結構體系時必須針對所設計的建筑實際情況進行評估分析,只有正確選取結構體系才能設計出經濟合理的結構,目前高層建筑多采用鋼筋混凝土結構,其結構體系主要有框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構等,對于高層建筑來說主要以剪力墻結構和框架剪力墻結構為主,對于低層建筑則多采用框架結構,框架剪力墻結構體系中以剪力墻作為主要抗側力構建,而承受絕大部分水平荷載;而框架部門則主要承受豎向荷載,框架剪力墻結構中框架和剪力墻兩者共同受力,合理分工,而剪力墻布置應均勻設置在建筑物的周邊、電梯間等部位,由于該結構以框架結構為主,剪力墻為輔助,這種結構體系適用于25層以下的建筑,最高不宜大于30層,剪力墻結構是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結構中的梁柱的,剪力墻作為豎向承重和抵抗側力的結構,全部承受結構的豎向和水平力,這種結構體系通常采用平面布置形式,由于剪力墻受豎向荷載和水平荷載共同作用,剪力墻應雙向或多向布置,同時由于該結構全部由剪力墻組成,其剛度要比框架剪力墻結構更好,該結構體系常用于40層以下的高層住宅建筑等,而且該結構高寬比不宜大于6,其高度也應考慮抗震要求。
結束語
在我國的建筑結構設計中,需要嚴格按照國家的建筑標準與法規來進行。建筑工程設計人員需要深入了解各種標準要求的實質,嚴格按照規定進行設計,而且后期施工也不可以偏離建筑設計成果。此外,還需要對建筑結構設計進行經驗總結,結合實際情況靈活的對其進行應用。建筑結構設計是建筑工程施工過程中的重要的一個環節,會直接地影響到建筑質量與經濟消耗,所以對于建筑結構設計中有關問題的探討是十分有必要的。
參考文獻:
[1]胡方亮.建筑結構設計的特點及設計原則與安全性分析[J].江西建材,2014,24:26.
房屋建筑結構設計范文3
關鍵詞:房屋建筑;房屋結構;設計
前言:
現今社會已經步入知識經濟的時代,人們的生活水平也不同程度的得到提高,房屋建筑設計技術也隨之而得到發展。人們生活水平的提高,也對我們建筑技術提出了更高的要求,在我們不斷鉆研和完善房屋建筑結構設計技術的時候也會遇到許多不同的問題,房屋建筑結構設計技術可以說是在問題的解決過程中得到進步的。下面就實踐中遇到的問題和應對策略在下文中展開論述。
1 房屋建筑結構設計的基本方法
房屋建筑結構設計是房屋建筑的基礎,建筑工人都是根據這些設計圖紙進行施工的,因此設計人員對此必須要有嚴謹認真的態度,從而做到對設計圖紙的規范而合理的要求。大致上,我們可以把房屋建筑結構設計的方法分為5種。
1.1 繪制結構平面圖
在繪制這類平面圖時,對于是否需要輸入結構軟件,進行樓體建模,關鍵取決于建筑物所在地抗震設防烈度的大小。若抗震設防烈度值為6時,那么根據有關規范,是可以不進行界面抗震驗算的,但設計仍必須符合有關的抗震措施要求。當然,如果設計的時間允許,最好還是可以建模,因為軟件有一個優點,就是可以進行荷載導算。如果抗震設防烈度為7度以上,那么建模就是必須的。
1.2 繪制屋頂結構圖
繪制建筑屋頂結構圖,是便于施工人員更好地理解和把握建筑的方法。因為當建筑物呈現不同的形狀時,其結構的處理方法也不同,主要有梁板式與折板式兩種。對于建筑平面不規整,板跨度較大、屋面坡度及屋脊線轉折復雜的坡面采用梁板式較好;相反,則適宜采用折板式。結構設計者必須對空間概念有一定的把握,爭取理解建筑圖紙的設計意圖,才能設計出有利于施工的圖紙,提高工程的質量。
1.3 繪制大樣詳圖
大樣詳圖可以建立在準確無誤的建筑詳圖基礎之上,也可以利用以前的詳圖來進行局部改制。這一階段需要設計者在保持建筑外形不變的前提下盡量使結構合理和施工方便。標高和外形尺寸也一定要和建筑專業協調一致。
1.4 繪制樓梯圖紙
樓梯圖紙的繪制中,要注意梯板和梯梁的位置處理。要注意控制梯板的撓度,梯梁的梁下凈高度要滿足建筑的要求,局部不合適應該采用折板樓梯,使用這段樓梯的時候應該要注意其鋼筋在內折角處要斷開并且分別錨,以防止局部的應力集中。此外,還要注意一下樓梯下的凈空、梯板寬度以及首段梯板可能沉降的問題等。
1.5 繪制基礎圖紙
混凝土的標號選擇,必須要符合結構耐久性的要求;基礎配筋也應該滿足最小配筋率的要求;條基交接部位的鋼筋設置應有詳圖或選用標準圖。基底面積不能重復使用,注意調整其寬度。
2 建筑結構設計的類型與基本內容
2.1建筑結構的類型
建筑物有各種不同的使用功能要求,因此有許多類型及分類方法。根據建筑物的用途,可以分為工業建筑與民用建筑。根據建筑物的層數,可以分為單層、多層、高層和超高層建筑。建筑物根據所使用的結構材料可以分為:木結構、砌體結構、混凝土結構、鋼結構和混合結構等。建筑物根據其結構形式,可以分為排架結構、框架結構、剪力墻結構、筒體結構等。
2.2建筑結構設計的基本內容:
2.2.1結構設計的程序。建筑物的設計包括建筑設計、結構設計、給排水設計、暖氣通風設計和電氣設計等。每一部分的設計都應圍繞設計的四個基本要求:即功能要求、美觀要求、經濟要求和環保要求。建筑結構是一個建筑物發揮其使用功能的基礎,結構設計是建筑物設計的一個重要組成部分,主要包括以下四個過程:方案設計結構分析構件設計繪施工圖。
2.2.2建筑物結構設計的要求。為保證建筑結構的可靠度達到設計要求,在設計中,必須遵循以下要求:(1) 計算。內容:結構構件應進行承載能力極限狀態的計算和正常使用極限狀態的驗算,如直接承受動力荷載的構件應進行疲勞強度驗算;(2)結構上多種作用效應同時發生時,應通過結構分析分別求出每一種作用下的效應后,考慮其可能的最不利組合;(3)抗震設計:我國的抗震設防烈度為6至9度,建筑結構根據所在地區的烈度、結構類型和房屋高度采用不同的抗震等級。對應不同的抗震等級,有不同的計算和構造要求。
3 應對策略
3.1 對于房屋建筑結構設計中,最主要最核心的就是設計人員,因此要提高房屋建筑結構設計的水平,設計人員首當其沖。相關設計人員對于國家現行的設計規范、規則以及技術標準等有相當程度的了解和把握,并且不斷提高自身專業水平和道德素質修養。在經濟高速發展的今天,不可避免的有那么一部分設計人員為了追求高效益、趕進度而忽視了質量的要求,在設計過程中不斷地出現或有意放縱錯、漏、碰、缺等問題。為此,應該要加強對于房屋建筑結構設計專業人員的對我國該行業里相關法規的學習,并且嚴格落實設計人員的考核工作,從圖紙上把好技術關。
3.2 在工程實施的過程中,相關的設計人員一定要進行定時定量的實地考察,設計人員所設計的建筑方案必須要滿足當地的實際建筑條件,采用先進準確的科學技術來設計房屋建筑的框架結構,設計時應注意避免采用不規則的結構設計。如果遇到特殊要求或者特殊條件,不得已采取不規則結構設計時,也應該要盡量使該設計符合建筑物結構的實際受力要求,并且通過構建建筑模型進行受力分析,也相對應地采取有效的手段加強抗震設防的力度,保證工程的安全性。
3.3 盡管現代高速發展的經濟社會對于高層建筑結構有著迫切的追求,但是企業不能隨波逐流,盲目地去追求高的經濟利益,而忽視建筑設計的安全和質量。在房屋建筑設計的實際操作時,要遵循實事求是、具體問題具體分析的原則,而不應為了企業個人的利益,而設計建造一些危險建筑,罔顧人民群眾的生命財產安全。在設計現行比較熱門的異形柱結構時,更要格外注意對于房屋高度的計算,要使得所設計的建筑盡可能地保持規則性和注意保證房屋的抗震性能。
3.4 在設計房屋的框架結構時,要明白結構是影響房屋抗震性的主要因素之一,若在設計時,單純地考慮建筑物縱向框架結構的設計和發展,將會致使實際操作中出現建筑物梁的支座負筋、跨中縱筋和箍筋的配筋值均不足等的現象出現,故此,設計人員在設計圖紙時要注意把握建筑縱向橫向的框架結構的協調性,不應過分注重某一方面的發展,而使得建筑的平衡和安全性出現隱患。
3.5 建筑施工的過程中,采用國家規定的符合標準的建筑材料也是保證建筑設計安全的一項重要指標,避免因為建筑用材的問題而出現豆腐渣工程,使得工程的經濟利益受損,人民的生命財產受害。
房屋建筑結構設計范文4
【關鍵詞】房屋;建筑結構;優化技術
1結構設計優化的意義及要求
1.1結構設計優化的意義
(1)功能性
結構優化設計能夠根據工程的需求對結構造型、受力性能、結構材料等進行優化配置。比如選擇圓形、方形的結構進行方面平面設計能夠增加結構的受力性能。因此,工程結構的優化技術,是工程實現既經濟又安全,既美觀又實用的途徑。
(2)節約造價
合理的結構設計能夠根據建筑結構的空間和層面,增強結構的各種性能,結構設計受力性增加、抗震性增加不斷可以減少結構所需物料,還能減少基礎和裝修物料,達到統一協調的目的,實現了結構的經濟安全。
1.2房屋建筑結構設計的基本要求
(1)房屋舒適性要求
房屋建筑的設計和施工,是為了滿足人民群眾的生活需求,因此就必須要重視舒適性要求,比如室內的各部空間都應該靈活分布,要考慮到自然光源與人工光源的和諧統一,并且還要求充分考慮到用戶入住房屋后,對房屋可能會進行的改造行為,進行剪力墻結構設計時,剪力墻不必按開間布置,可以兩間合并布置為大開間剪力墻。
(2)房屋安全性與耐久性要求
房屋建筑的施工,大都具有其商品化的屬性,因此就應該努力考慮為用戶提供安全性與耐久性俱佳的產品,房屋作為一種消費品,與其它消費品最大的不同就應該是其優越的耐久性和安全性能,這也構成了房屋建筑結構設計與施工的最基本要求。在進行房屋建筑設計施工的材料選擇時,應該充分的考慮到建筑結構的穩固性與材料選用的合理性、安全性,應該達到優良的抗風性和抗震性,和使用周期內進行維護和維修的可能性與方便性。
(3)房屋經濟性要求
進行房屋建筑結構的設計時,要結合各種條件如房屋建設施工的位置、層級和結構特征等,充分考慮到建筑結構的安全性、舒適性和耐久性的基礎上,選用最為合理、能夠滿足經濟性要求的建筑結構。進行各個分部構件的設計也應該做到計算精細,在質量標準達到國家有關規范要求的前提下,將資金的投入降低到最優的程度。特別是當進行房屋建筑結構的基礎設計時,更加應該充分考慮到經濟化指標,因為房屋建筑結構的基礎設計的合理性,與房屋建筑的造價高低有著非常直接的關系。
2房屋建筑結構優化設計的階段
對房屋結構進行優化設計,是大量運用了科學知識,這能夠充分運用其資源成本,使得其結構既安全、美觀,又經濟實用。而且通過調查發現,經過優化設計的房屋結構其質量和成本都遠遠要優于其他沒有運用結構優化設計的。建筑設計師們在對房屋結構進行設計和優化時,一般會按照一定的步驟來進行。
2.1變量的選擇
通常情況下,對設計人員決定最終設計方案起到重要作用的參考數據,都可以作為變量供設計者進行選擇。如工程的目標參數包括房屋價格參數和預期產生的損失參數;工程的控制與約束參數包括表示房屋架構可靠性能的參數等。如果房屋建筑的設計者以變化幅度較小或考慮因素較少的參數作為設計的參考指標,那么相應的建筑結構設計、編程和計算有關的工作難度將會降低,設計者也可以更好地找到符合優化設計的參考數據。
2.2對相關函數的確定
設計者要根據事先設定的房屋橫截面尺寸和鋼筋尺寸面積的那一組函數,從眾多組相似的參考函數中進行合理科學的選取,并分析這組數據函數的相關各種性質,從而最大限度的降低房屋建造的成本費用。
2.3條件的衡量
處于對增強房屋結構穩定性和耐用性的考慮,房屋設計的約束指標應當包括房屋尺寸、架構穩定性、架構剛性、受力限度和變形限度、結構的可塑程度和結構的確定程度等。在實際的設計過程中,設計者應當結合房屋建造工程的具體情況,對施工實際中的約束性條件和目標確定的約束性條件進行比較和分析,確保各種條件都符合相關的建筑規定要求,從而實現優化設計的目的。
2.4確定最佳方案
執行以上所述步驟,綜合考慮各個方面,不能為了降低投資而忽視設計優化的作用,正確處理經濟和技術的對立統一關系,設計過程中,不能過分強調節約,忽視技術問題,也不能過分強調技術,輕視經濟性的要求。因此,房屋建筑結構優化設計是一項比較復雜的綜合性決策問題,往往存在對立面,滿足經濟、適用、安全、美觀及便于施工等原則,這五個原則之間也互相矛盾,所以需要進行研究、探索,實現用最少的投資,獲得最大的效益目標,滿足設計要求。
3房屋建筑結構設計優化措施
3.1地基是建筑結構的基礎
對建筑物的穩定性起著決定性的作用。在進行建筑結構的地基設計時,要因地制宜,具體情況具體分析。進行建筑結構地基的設計優化首先是要選擇合理的優化方案,如果是基礎較深,那么就需要對擬建工程施工現場的地質情況進行全面仔細的勘察,然后再綜合其他現場場地的各種因素進行基礎選型及埋深等設計。
3.2建筑底部剪力墻的設計優化
處于房屋建筑底部位置的框架剪力墻因為具有豎直方向抵抗側力部件的不連續性,所以就增加了受力出現不平衡狀況的因素。也就因此而增加了對建筑平面的要求。在設計中,應該盡最大可能將承重墻放置于框架梁之上,如果受到具體條件限制而只能放置于次梁時,就必須要將主梁與框架梁的鋼筋配置適度增大,使放置承重墻的樓板厚度增加。同時,在設計中需要樓板錯層時,必須要慎重,必須是在選用質量較輕的板層填充材料時才可以進行這樣的設計。
3.3砌體結構的設計優化
磚砌體在房屋建筑結構中主要擔負著抵抗側向位移和承重的作用,它的布置方式較為多變,但是在躍層結構或表現出過大的受力結構中卻并不適宜。通常應該對其進行以下方面的優化,優化平立面結構,保證建筑形體的規則性,抗側力構件平面布置宜規則對稱,側向剛度沿豎向宜均勻變化。縱向抗震墻體在建筑整體中,必須保證有三條以上,合理規劃門窗的開口規格,一般要將寬度控制在2m或2m以下,這樣的設計有利于增加建筑結構的穩固性。
3.4剪力墻的設計優化
對剪力墻進行優化設計,其中連梁是最為重要的環節。如果將連梁的剮度增加,就一會產生增加建筑結構地震作用的情況,同時也就造成了連梁與墻肢的內部受力分配大幅度增加,這樣就應該將此處構件的鋼筋配置適度增加,從而使建筑材料受到不必要的浪費。所以,在進行房屋建筑結構的設計時,不應該選擇將大剛度窗下墻當做連梁的設計。應該選擇的設計方式應該是把連梁設計成剛度與截面較小的弱連梁,并且在達到結構的剛度與變形程度要求的條件下,進行經濟與變形能力等多方面思考,對構件進行合理的布置。一般來說,剪力墻設計越多,建筑結構也就具有更大的抗側力,從而減少建筑結構的位移,卻導致了地震力的增大?;谝陨系目紤],進行剪力墻的設計時必須要掌握對稱和分散與均勻的基本理念,以水平位移限度為準控制剪力墻的數目。
4結語
通過優化設計手段進一步加深對結構優化設計在工程造價控制中的重要性認識,創造合適的條件,確定合理的目標,采用科學的控制方法,各個方面達到最佳結合,降低工程的總造價,這不僅符合現今建筑商對于建筑結構效益的追求,也是市場可持續發展的需求,更是適應綠色環保的要求。
參考文獻:
房屋建筑結構設計范文5
【關鍵詞】房屋建筑;結構設計;實踐
引言:房屋結構優化設計對于整個工程建設的貢獻是不容忽視的。每個工程建筑想要達到的目標就是用最少的資金投入提高整個工程結構的堅固性和可靠性,以至達到最大最長遠的經濟效益。
1、房屋建筑工程中的結構優化設計技術內容
在現代房屋建筑項工程項目中,進行結構設計活動時首先就要按照市場設計的規定標準,結合使用者提出的要求特點來進行。同時,在設計過程中也要格外注意其設計施工技術的可操作性和經濟效益性。為了實現這一目標,對工程師提出了更高的要求,即需要結構工程師對結構和構件受力特征有充分的把握,能根據構件設計的合理經驗和規范的深刻理解,采用合理優化方法進行有效設計。
2、房屋建筑結構設計優化的必要性與經濟性
2.1房屋建筑結構優化設計的必要性
為了達到結構優化設計的目的,工程設計人員必須在保證結構安全的前提下,通過對建筑結構的理性分析,采用合理的優化設計理念和方法進行優化設計,使得能有效地控制工程造價,滿足投資方的經濟要求。通過以往的優化設計經驗來看,相比于傳統的設計方法,優化設計通??梢赃_到降低工程造價5%~30%的目的。但是在實際的工程設計中,很多因素都制約了優化設計的開展和實施。比如,工程的設計進度的要求,使得設計人員根本無暇顧及到結構的優化設計要求;再者,由于知識水平的限制,傻瓜化的設計軟件使得年輕設計人員對優化設計的理解缺乏,更談不上有效合理的優化設計,大部分設計人員在所謂優化設計中總著眼于局部部位而忽略了結構總體方案的設計,沒有從總體布局上考慮造價的控制。為此,為了降低工程造價的成本,提高設計人員在工程建設過程中對優化設計的設計把握非常必要,只有加強技術和經濟效益的有效結合,通過合理的優化設計方案,達到降低工程造價的目的,創造更大的社會效益。
2.2房屋建筑工程結構優化設計的經濟性
2.2.1設計師首先就要充分考慮其建筑物結構的高度層數和用地面積,一般來說建筑物越高,其相鄰建筑物之間安全距離就越大,這就會使得建筑物小區的總面積增大,因此在設計其結構造型和高度層時就要合理規劃。
2.2.2在某一棟建筑物機構的占地面積相同的情況下,根據數學知識可以發現方形、圓形和矩形的結構的穩定性最強,其構件的受力情況也比較均勻,也就是說其結構的安全性就越高。再加上這種建筑結構形狀的周長也比較大,那么其墻體消耗面積就較小,使用者花費的裝修面積和費用都會隨之降低,因此,建筑結構設計時就要充分考慮方形或者是圓形結構形狀。
2.2.3房屋建筑結構功能齊全是建立在相關電氣設備、電梯設備、排水排氣管道設備等等基礎上的,房屋結構層越多,要用到的設備和資金投入也就越多,因此,建筑設計師就必須要自己綜合權衡,確保功能齊全的基礎傻上,盡最大可能降低成本。第四,房屋結構基礎結構的要求隨著高度層數的增加而提高,尤其是其基礎結構的承載力。另外對于其結構的梁體、墻體、柱體等承載力也會隨著結構層增多而增大,因此,建筑設計師也要合理考慮這些因素。
3、房屋結構設計優化技術的幾大實踐應用
3.1概念設計結合細部結構設計優化
概念設計應用于沒有具體數值量化的情況,例如地震設防烈度,因為它的不確定性,計算式難免與現實有較大的差異,在進行設計的時候就要采用概念設計的方法,把數值作為輔助和參考的依據。設計過程中需要設計人員靈活的運用結構設計優化的方法,達到最佳的效果。
與宏觀把握相對應的,設計的過程同時要注意對于細部的結構設計優化,比如現澆板中的異形板拐角處易出現裂縫,可劃分為矩形板。注意鋼筋的選擇,I級鋼和冷軋帶肋鋼市場價格差不多,但是他們的極限抗拉力卻相差很大,所以在塑性滿足要求的情況下,現澆板的受力鋼筋就可選擇冷軋帶肋鋼筋。在做里面設計的時候,外立面上的懸挑板及配筋,滿足基本的規范要求即可,達到既安全又經濟的目的。
3.2地基基礎結構設計優化
地基基礎的結構設計優化首先要選擇合適的方案,如果為樁基礎,那么要根據現場地質條件選擇樁基類型,盡量節省造價。樁端持力層對灌注樁樁長的選擇影響很大,應多進行比較以確定最合適的方案。
獨立基礎設計荷載取值的優化。鋼筋混凝土多層框架房屋多采用柱下獨立基礎,當地基主要受力層范圍內不存在軟弱粘性土層時,不超過8層且高度在25m以下的一般民用框架房屋或荷載相當的多層框架,一房,可不必進行地基和基礎的抗震承載力驗算。但這些房屋在基礎設計時應考慮風荷載的影響。因此,在鋼筋混凝土多層框架房屋的整體計算分析中,必須輸入風荷載,不能因為在地震區高層建筑以外的一般建筑風荷載不起控制作用就不輸入:另一種情況是.在設計獨立基礎時,作用在基礎頂面上的外荷載柱腳內力設計值,只取軸力設計值和彎矩設計值,無剪力設計值,或者甚至只取軸力設計值。以上兩種情況都會導致基礎設計尺寸偏小,配筋偏少,影響基礎和上部結構的安全。
3.3框架梁、柱箍筋間距的優化。對不同抗震等級的框架梁,柱箍筋加密區的最小箍筋直徑和最大箍筋間距做了明確的規定。根據這些規定.工程習慣上常取梁、柱箍筋加密區最大問距為]00mm.非加密區箍筋最大問距為200ram。電算程序總信息中通常也內定梁、柱箍筋加密區問距為100mm,并以此為依據計算出加密區箍筋面積.由設計人員要據規范確定箍筋直徑和肢數。但是.在程序內定的條件下.當框架梁的跨中部位有次梁或有較大的其他集中荷載作用卻僅配兩肢箍筋,此時可適當增加箍筋直徑或加密箍筋間距。對于框架柱,當框架內定柱加密區箍筋間距為100mm時。在某些情況下.亦可能因非加密區箍筋問距采用200mm引起配箍不足。
因此.我們也應適當增加箍筋直徑或加密箍筋間距。這里需要指出的是,梁、柱箍筋非加密區配箍驗算時可不考慮強剪弱彎的要求,即剪力設計值取加密區終點處外側的組合剪力設計值.并且不乘以剪力增大系數。
3.4 地下室層數輸入的優化。多層框架結構房屋也有設置地下室的。由于隔墻少,常采用筏板式基礎。在電算時,應將地下室層數和上部結構一起輸入,并在總信息中按實際的地下室層數填寫。這樣.計算地基和基礎底板的豎向荷載可以一次形成,并且在抗震計算時,程序會自動對框架底層柱底截面的彎矩設計值乘以增大系數。同時通過對層間側移剛度比的分析比較.還可以正確判斷和調整房屋的嵌固位置.并采取相應的抗震構造措施,保證樓板有必要的厚度和最小配筋率等 當結構表現為豎向不規則時.不僅要驗算薄弱層.而且還要對薄弱層的地震剪力乘以1.5的增大系數。如果在結構總體計算中.總信息填寫的地下室層數少于實際輸入的層數,彎矩設計值增大系數將會乘錯位置,從而在發生地震時,會使極易發生震害的底層柱底部位因抗震能力降低而破壞。
4、結束語
隨著人們對于居住條件及生活環境的要求不斷提高,相應建筑產品的品質要求也就不斷提高,為了降低項目工程造價,這就需要我們利用結構設計優化設計技術方法,提高有限空間、有限資源的最大化效果發揮,實現經濟化、實用性和適用性的良好目標。
參考文獻
[1]孫國正. 優化設計及應用[M]. 北京: 人民交通出版社,2004.
房屋建筑結構設計范文6
關鍵詞:房屋建筑,結構設計,基礎設計
中圖分類號:TU2文獻標識碼: A
前言:隨著我國經濟的發展,建筑結構日益復雜,功能性也越來越強,建筑結構設計也要緊跟時代的步伐,不斷進步?;A設計是建筑結構設計的重要環節,是提高房屋建筑結構整體穩定性的關鍵。在實際工作中,只有選擇合理的基礎設計形式,才能保證建筑質量,降低建筑成本,這也是建筑行業健康發展的需要。
房屋建筑結構設計過程中需要遵循的原則
建筑結構設計是一個全面和系統的工作,設計人員在對房屋建筑工程進行結構設計時需要遵循幾個原則,首先設計人員在進行結構設計的過程中一定要從整個房屋建筑工程的整體著手,需要與業主進行良好的、有效的、及時的溝通,確保房屋建筑結構設計既符合客觀方面的需要,也符合主觀方面的需求;其次,設計人員在設計過程中要提前做好準備,現代的房屋建筑工程在進行基礎設計的過程中,將重點都放到了房屋建筑工程的地基、基礎、以及一些上部結構的構件(例如梁、板、墻柱等)方面,但是還是有一定的弊端,因為很多的房屋建筑結構設計中的基礎設計并沒有完全地結合實際情況,所以在施工過程中很容易遇到設計與實際情況不符的問題。
二、 房屋建筑常用的幾種基礎形式
1. 墻下條形基礎
普遍應用的是混凝土剛性基礎,它可以起到很好的抗壓功能,不過抗彎、抗拉效果不是很好。一般用于地基承載力較好。壓縮性較小的中小型民用建筑。它的優點是價格低,方便,可因地制宜的改造整體的剛度。此外,較好的墻下條形基礎還有鋼筋混凝土柔性基礎,它能夠很好地解決上部結構荷載較大,地基承載力又較低,且地基又不很均勻的問題,主要用于承載力較低。上部荷載較大。設有地下室且基礎埋深較大的建筑。
2. 獨立基礎
獨立基礎在柱下基礎中使用較多,基礎的斷面有方形和矩形,主要依據是不同的柱荷載偏心距。當有比較大的柱距時,獨立基礎相較于其他基礎明顯性價比更高。在多層建筑的上部結構作為框架體系的時候,如選擇獨立基礎比較合適。此外,獨立基礎較普遍地應用在民用建筑的中柱,目前看來效果是不錯的。
3. 柱下條形基礎及十字交叉基礎
當上部結構荷載較大、地基土的承載能力差的時候,一般的基礎形式無法滿足要求,往往會選用柱下條形基礎的形式。它的剛度較大,能夠調整沉降的均勻度,不過柱間距較大時這種設計則不可以采用,因此,采用這種設計要在柱間距不能過大的前提下。十字交叉基礎比較適合地基的承載力比較小但柱荷載卻比較大的時候,它能夠較好地完成目標。不過雖然它的空間剛性較大但不能隨意地使用。
4. 鋼筋混凝土筏片基礎
鋼筋混凝土筏片基礎分為筏板式和梁板式兩種。適用于基礎之間的空隙較小并且地基承載力較低基礎的底面積出現重疊的情況。在有地下室的結構中,筏片基礎作為地板結構應用較多。此外,根據荷載的大小可以選擇合適的筏片基礎。筏片基礎的優點是整體的剛度較大,可調整整體沉降的均勻度。不過鋼筋混凝土筏片基礎也不是萬能的,需要根據具體情況來實施。
5. 樁基礎
承載力高、沉降量小是樁基礎的優點。在地基變形和強度方面都無法滿足要求時可采用樁基礎的深基礎。樁基礎適應于以下情形:建筑物的上部結構荷載較大,而地基上部負載能力小,下部有可作為樁端持力層的堅實土層;天然地基上的淺基礎沉降量過大,即使進行地基處理也不能滿足建筑物要求;對較為重要的建筑物,雖然地基承載力尚好,但由于對控制沉降有較高要求,不允許有過大沉降,也可考慮采用;對土層不很厚,土質又較差,如做條形基礎,土方量較大,可考慮采用鉆孔,灌注短樁。
三、 房屋建筑結構設計中的基礎設計應注意的幾個問題
1. 充分考慮各種因素對地基與基礎設計的影響
在地基與基礎設計當中,設計人員應該充分考慮各種因素對設計方案的影響,一方面,設計人員應該利用地質勘查中所收集的各種地質數據資料,了解當地的地質構造、地震災害情況,并通過其他途徑獲得氣候、環境等方面的資料,在這些資料的基礎上進行結構設計,這樣能夠最大程度地減少不良因素的影響。另一方面,運用換土墊層方法處理軟土地基的時候,應該在地質勘查的基礎上,了解土層構造及軟土層的厚度,在此基礎上計算墊土厚度,使墊層的寬度與及厚度符合安全性和經濟的雙重要求;需要注意墊土的選擇,一般選擇硬度、強度較好的砂礫,保證墊土層的穩定性。
2. 充分考慮環境溫度對建筑結構的影響
在建筑結構設計上,應該考慮環境溫度對混凝土基礎的影響。經常出現的混凝土基礎裂縫有很大一部分是由于受到外界氣溫的影響而產生的,比如氣溫驟降、保溫層失效、暴雨侵襲等,都可能造成環境溫度下降,使混凝土表面與環境產生溫差,由于溫差驟然形成,溫度應力時間短,極易造成表面裂縫。因此要嚴格按照設計標準設置伸縮縫,不能為了設計上的簡便和施工的便利用后澆帶代替伸縮縫,這設計的過程中要詳細計算環境溫度對建筑結構的實際影響,在此基礎上確定伸縮縫的寬度,保證能夠達到環境溫度影響的范圍內。要選擇合適的伸縮縫設施安裝方案和合適的填充材料,這些需要在設計方案中體現出來。同時加強對于頂層屋面的保溫隔熱措施,對于受溫度影響較大的部位來配置直徑小一點的溫度筋。
四、 對房屋建筑結構基礎設計的建議
1.注重結構平面圖設計
繪制結構平面圖屬于房屋建筑工程施工前期的準備工作,設計人員在繪制房屋建筑工程的結構平面圖時,需要從整體出發,從大局出發,需要把國家利益和人民群眾的生命財產安全放到首位,在設計過程中需要充分的考慮房屋建筑工程的防火等級、抗震等級、防水等級以及保溫等級,其中,抗震等級最為重要,同時,設計人員在設計過程中還需要充分的考慮到房屋建筑工程的整體及局部的受壓性。
2.做好屋頂結構圖設計
一般而言,房屋建筑工程的屋面都為坡形,當建筑板之間的空隙過大,就采用梁板式的樓板;如果建筑板之間的空隙不大,就采用折板式的樓板,確保屋面結構圖的設計與房屋建筑工程的整體設計能夠相融合。
3.加強大樣詳圖設計
設計人員在繪制房屋建筑工程的大樣詳圖時,需要確保圖紙的細致性和全面性,設計人員在繪制過程中,需要從提高房屋建筑工程的整體的受力性的角度出發,同時,力爭在最大程度上保證房屋建筑工程外形、結構以及尺寸的一致性。
4.強化樓梯樣圖設計
設計人員在對房屋建筑工程的樓梯結構進行設計的過程中,主要需要考慮的就是樓梯板的撓度問題,需要保證上下層之間樓梯梁位置的一致性和精準性,同時,設計人員還要注意首段的樓梯板的基礎沉降問題,如果在房屋建筑工程需要的情況下,可以在一定程度上對樓梯梁進行統一的、規范的設置。
5.做實基礎設計
設計人員在對房屋建筑工程的基礎進行設計的過程中,需要結合房屋建筑工程的實際情況進行設計,做到具體問題、具體分析,保證基礎設計的科學性和合理性,在對混凝土的選用方面,還需要注意考慮到結構的適用性和耐久性,以荷載為參考依據對基礎的寬度進行及時的、適當的調整,為房屋建筑工程整體的結構的合理性提供保障。
五、 結語
由于建筑結構的基礎設計在建筑結構設計中的起著舉足輕重的作用,我們在理論研究和實際工作中更應該優先考慮,著重解決。在實際工作中,只有選擇合理的基礎設計形式,做好每一個細節的設計,盡可能地提高房屋建筑的功能,才能保證建筑質量,降低建筑成本。隨著我國經濟的進一步發展,現今的建筑結構基礎設計遠遠不能滿足時代的要求,還需要廣大實踐者和理論家進行不斷探索,從根本上確保設計質量,進而確保房屋建筑工程質量。
參考文獻