0
首页 精品范文 房屋结构建筑设计

房屋结构建筑设计

时间:2023-07-28 17:32:11

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇房屋结构建筑设计,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

第1篇

【关键词】建筑结构 结构设计 优化技术

前言

在房屋建造的过程中,建造结构成本的花费占了一个比较大的比例,通过结构设计的优化技术可以很有效的解决建筑成本造价方面的压力。因此,从事结构设计的工作人员应当充分考虑房屋建造过程中地合理性、经济性和适用性,从而在满足建造要求的前提下降低房屋建造工程的总体造价。

1、房屋结构设计优化技术的现实价值及应用

1.1房屋结构设计优化技术的现实价值

在进行房屋结构设计时,首先要做的就是要满足房屋结构效益的长远化,在这个基础上,尽量使房屋在投资上降低,结构上科学合理。与传统的房屋结构设计理念相比,现代房屋结构设计优化技术在房屋结构建造中的应用,能够有效的降低工程成本,大约可以维持在10%――35%之间。结构设计优化技术的运用,能够将建材的利用率和性能发挥到最大值,使房屋内部的各个空间之间形成协调的整体,并符合我国相关的安全质量规定。此外,房屋结构设计优化技术的运用还能够对房屋的最初设计提供帮助,因此,优化技术对房屋整体设计的安全、合理、舒适起着重要的作用。

1.2房屋结构设计技术方案和理论的应用

房屋结构设计方案和理论在现实中的应用主要表现在两个方面,即房屋总体工程结构设计的优化和房屋各个组成部分的设计优化。在这其中,房屋各个组成部分的设计优化包括很多方面,如:相关细节结构部分的优化设计、相关基础结构方面的优化设计、房屋屋顶方面的设计优化等,对于这些方面的设计优化还包含很多更加细化的设计,如布置、选型、造价、受力等方面的设计优化。相关的设计工作者应该在满足房屋建造的相关规定前提下,而后充分考虑造价方面的因素进行相关的结构设计优化。

2.建筑结构设计优化方法

2.1结构设计优化方法的应用

结构设计优化方法和技术的应用具体体现在房屋工程结构总体的优化设计和房屋工程分部结构的优化设计两方面。其中房屋工程分部结构的优化设计包括:基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。对以上几个方面的优化设计还包含选型、布置、受力分析、造价分析等内容,并应在满足设计规范和使用要求的前提下,结合具体工程的实际情况,围绕其综合经济效益的目标进行结构优化设计。

2.2结构设计优化方法的实践价值

在满足建筑结构长远效益的前提下,应尽量减少建筑结构的近期投资并提高建筑结构的可靠度和合理性。与传统设计相比,采用设计优化技术可以使建筑工程造价降低5%~30%。优化技术的实现,可以最合理的利用材料的性能,使建筑结构内部各单元得到最好的协调,并具有建筑规范所规定的安全度。同时,它还可为建筑整体性方案设计进行合理的决策,优化技术是实现建筑设计的“适用、安全和经济”目标的有效途径。

3.房屋建筑结构优化设计

3.1结构设计优化技术的原则

结构设计优化要求我们从工程的设计和价值角度去思考方案。结构设计优化是追求最合理地利用材料的性能,使各构件或各设计专业得到最好的协调。它不仅具备了传统设计方案所要求的规范以及规范所要求的安全度,而且也具备了现今价值学和审美学的成分。结构设计优化是对结构设计进行深化、调整、改善与提高,也就是对结构进行高质量再加工的过程。结构设计优化不是以牺牲结构安全度与抗震性能为代价,而是经过结构设计优化的过程,使建筑功能更协调,成本更低,结构更安全。

3.2实施结构设计优化技术所遵循的要点

(1)科学地遵循结构设计规范

建筑结构设计工作要求结构设计工程师们不仅要具备丰富的设计经验,也要对结构规范的条文熟知,即在结构设计规范的要求下,将自身的结构设计方案贯穿于项目设计中。规范更多的是针对量大面广的工程,因而某些条文的规定会偏于保守;此外,用于一些特殊、复杂工程的设计时,有些条文则不够安全。所以,结构工程师在设计中应运用良好的专业知识与正确的判断力把握设计,做到设计成果不断优化与创新。

(2)结构工程师前期参与和主动参与的重要性

强调结构工程前期参与和主动参与是实施结构优化技术的重中之重。在实际施工期间,建筑师很难对结构体系的受力做到正确的分析,既建筑师的结构思想不能完全替代结构工程师的设计理念、经验和判断,也无法弥补结构与建筑专业技术共识的空白与隔阂。既具有扎实的结构设计理论功底,又具有丰富工程实践经验的结构工程师,积极主动地参与前期方案设计,帮助建筑师构思与创新,才能创作出优秀的设计作品,更好使整个建筑的功能得到彻底的体现。

(3)加强各专业之间的协调与合作

结构优化是一个系统的工作,需其它专业的协调与配合。从建筑学发展角度分析,现代建筑是建筑、结构、设备三大要素构成的综合产品,所以在实施中要强化分工与合作,强化专业之间的协调与合作,这样才能创作出各构成要素有机结合的完美作品。在整个项目开展中,建筑设计与结构设计是整个设计过程中最重要的两个环节,二者的结合不仅能够达到实用美观大方的效果,而且可以使结构受力更趋于合理进而降低成本和简化施工。在建筑设计中,许多建筑设计人员只强调方案创作的新奇,不遵循建筑的基本力学规律,这样的方案往往会造成结构设计困难。还有一些建筑师在设计过程中往往忽视力学的基本规律,如将抗震设防区的高层建筑电梯或楼梯偏置在建筑一侧,使得刚度中心与质量中心之间的偏心距过大,在水平荷载作用下产生大的扭转效应。从以上的例子可以分析出,加强专业的合作与协调是实现结构合理、成本降低的重要途径。

4.总结语

综上所述,可以说对房屋结构设计中的建筑结构设计优化方法的研究是一项非常复杂的综合性问题。我前边曾提到“经济、适用、合理”是房屋设计优化的原则,但是这三种效果之间又相互独立、相互矛盾。所以尽管在结构优化技术已经广泛应用的今天,如何使这三种因素更好的融合仍然需要我们在以后的应用实践中多探索、多积累,达到一种用最低造价实现最佳效益,既美观又合理的设计效果。

参考文献:

[1]范小平.高层建筑结构概念设计中相关的几个问题应用分析[J].福建建材.2008.

第2篇

关键词:轻型钢结构;工业建筑;设计研究

中图分类号:TU391文献标识码: A

引言

近年来,钢结构在房屋结构设计过程中得到广泛运用的同时,国家利用宏观调控的手段针对钢结构在建筑行业领域的运用也提出了很多政策方针以保障其正常运行。但是建筑设计的结构技术是不断发展的,在获得政策保障的同时不可避免的会出现诸多不利因素影响建筑行业的发展。在许多不利条件下,就要求建筑设计师在具备原有设计能力的同时,弥补自身不足,将自身所拥有的专业知识与运用钢结构技术建设实践相结合,增加对各种结构技术的新知识与新经验,创新思维,与时俱进,从而促进我国在房屋建设过程中钢结构技术的发展。

一、轻型钢结构在工业建筑设计中的优点分析

目前,轻型钢结构相较于钢筋混凝土而言在房屋设计中得到越来越多的应用,此结构拥有如下特点:这种建筑材料自身的重量比较轻便,对房屋建设中的其他结构产生的负重量小,这就避免了繁琐的地基处理的面积,降低了房屋建造的工作量及成本、缩短了施工周期;面对现如今地震活跃度高的现状,轻型钢结构具有硬度高、密度大、负重力强度大的特点,有利于抗击地震,减少因地震带来的房屋破损,也给建筑投资商降低了投资风险,带来了良好的经济效益;在房屋建设过程中轻型钢结构自身的抗压力强、结构断面小、应用覆盖面积小,这样就实现了房屋布置的灵活性和美观性。

1、轻钢结构的最大优点是施工工期短。所有构件均可以由工厂制作现场拼接安装,对一般规模较小的工业厂房仅需45d 至2 个月,而若采用钢筋混凝土建筑则要8~ 12 个月左右。

2、轻型钢结构与传统的混凝土结构相比较,具有自重轻、强度高、抗震性能好等优点。适合于活荷载占总荷载比例较小的结构,更适合与大跨度空间结构、高耸构筑物并适合在软土地基上建造。也符合环境保护与节约、集约利用资源的国策,其综合经济效益越来越为各方投资者所认同,客观上将促使设计者和开发商们选择钢结构。

3、由于施工周期短,可以提前投入使用,提前获取投资效益;更由于采用色彩鲜艳的彩色压型钢板,美观华丽,改善了周边环境的动态感;因为建筑物本身的自重轻,一般情况下不需要做桩基,可以节省投资;由于采用了聚苯已烯泡沫夹心板或单板加保温棉等措施后,使保温、隔热和隔章等效果良好。彩色钢板是以镀锌为基板又用硅酮作为表面,经两除两烘加工而成,耐久性也较好,根据目前我国的市场价格,轻型钢结构的造价已经低于钢筋混凝土结构,当厂房的跨度越大时,其优势更为明显,这也是它赖以竞争的一大优势。

4、抗震性能好:由于轻型钢结构属于柔性结构、自重轻,因而能有效地降低地震响应及灾害影响程度,极有利于抗震。我国是一个多地震区国家,在地震区建筑中应多多推广应用钢结构,必可大大减少地震灾害和人员伤亡。再就是采用钢结构宜于拆卸搬迁:一旦业主对所造厂址不满意或外界环境发生意想不到的变化,则整个建筑可在很短时间内拆迁,损失极小,而所有这些是钢筋混凝土建筑所无法具备的。

轻型钢结构近年来得到迅速的发展,正是由于其具有用钢量省、造价低、安装方便、外形美观、内部空旷等特点,而且随着近年来防火、防腐新产品的不断出现,已较好地解决了轻钢结构抗腐蚀性差的缺点,使得它在工业厂房以及民用设施中获得了广泛的应用,

二、轻型钢结构设计在工业建筑设计中的常见的问题

1、轻型钢结构的稳定性问题

建筑工程师对房屋结构设计的过程中一般只注意设计结构的负荷强度和是否变形的问题,对所运用结构的稳定性是常常忽略的突出性问题,无论是火电厂厂房建设还是居民住宅房屋建设在钢结构的稳定性方面都会遇见一系列问题。然而,在对房屋设计中,轻型钢结构的稳定性对于房屋使用的持久性起着至关重要的作用,如果在建设过程中由于钢结构稳定性差而产生事故,不仅会对建筑投资商造成严重的经济损失而且也会影响人们的生命健康。在钢结构的稳定性方面,稳定性已经成为轻型钢结构的重要设计环节。建筑工程师在对房屋钢结构的分析计算过程中先根据测量数据建立对房屋结构的基本模型,但是这一基本模型与实际建设过程中房屋的结构是存在一定差距的,其数据会有很大的波动,这样就会造成运用理论知识产生的数据与实际情况存在偏差,进一步导致房屋建设过程中钢结构稳定性差。再加上由于建筑工程师对于钢结构的稳定性所拥有的知识经验缺乏,不能清楚的认识到其结构构成,因此也就不能正确的认识到稳定性对于房屋结构建设的重要性。

2、轻型钢材选用质量等级与焊接质量等级的选用问题

在国家颁布的关于轻型钢结构设计标准书中规定,对于钢材料的质量等级必须要有正确的标识,并且要符合焊接质量等级标准。然而,在实际情况下对选用的材料的质量等级没有提供明确的标准,仅仅注明了钢材使用材料的类别。因此,在针对钢材材料和焊接的质量等级上要进行正确的选用。一方面,在轻型钢结构房屋建设中选用的钢材材料必须具有抗压力、可伸长性、负重性好以及能够承受一定强度的冷热冲击。一般而言钢材材料的选用要使用Q 级以上的碳结构钢和低合金高强度结构钢,使用此等级质量的钢材料可以保证钢结构的韧性和延展性;另一方面,钢材的焊接应具有标准的碳含量证书。钢材的焊接质量等级要高于二级,使用坡口焊接技术。

3、轻型钢结构的防护性问题

防止钢材料的腐蚀和隔热是进行钢材料防护的两个重要方面。在实际情况中,建筑工程师在对轻型钢结构的只注重了钢材的硬度、抗压力度的强化问题,却忽略了钢材在使用过程中的抗腐蚀效果和隔热效果,在建筑设计文件中钢结构的抗腐蚀度和最高隔热数值也没有明确标明,这就导致了房屋在使用过程中由于雨水、风力作用等外部环境的侵蚀,减少了房屋使用寿命。因此,一方面,在轻型钢结构的设计文件中需要标注钢材的抗腐蚀度,钢结构在埋入地下部分要进行包装,受到腐蚀的部位禁止埋入地下;另一方面,在生产钢材料的过程中要对其进行不同程度的耐火测试,从而实现在不同温度情况下采用对应的防护措施。

4、轻型钢结构的抗震性设计问题

由于各个地区的地壳活跃程度不一样,有的地区地壳波动程度剧烈而有的地区波动程度较小,因此引发的地震强度也是不同的。原先用混凝土构建的房屋为了抵御地震的破坏在地震活跃区和地震稳定区房屋的结构都具有明确的抗震等级分别,但是现如今由于轻型钢结构自身的比较坚硬,有一定的抗地震作用,因此钢结构的房屋并没有等级之别。在利用轻型钢结构进行房屋构造时,必须注重钢结构自身材料的结构形式、承受的地震强度、房屋的长高等因素。根据这些因素的不同数值控制构建房屋的长高,调整框架柱与钢框架之间的比例以及上下梁柱与支撑板之间的比例,来改变钢结构的结构类型以增强其抵御不同震级地震的效果。

结束语

当前随着我国科学技术的不断创新,在建筑行业领域能够得以运用的轻型钢结构技术获得了发展,在此基础上建筑投资商的投资额度的加大也增加了经济效益和社会效益,建筑工程师的专业设计水平也不断提高,增加了厂房设计的强度和硬度。因此,只有在不断发挥钢结构积极作用的同时,对轻型钢结构在房屋结构设计过程中比较频繁发生的难题进行分析、讨论,并根据实践经验解决问题,建筑行业才能获得长足发展。

参考文献

[1]姜学诗.轻型钢结构房屋结构设计中常见问题分析[J].建筑结构,2013(06).

第3篇

关键词:房屋建筑;结构设计;原则;方法

1、房屋建筑结构设计优化原则

1.1、安全性

在房屋建筑结构优化的过程中的过程中首先要考虑的就是稳定性与房屋建筑结构的安全性,并且在优化时要尽量节约房屋建筑结构的优化成本,在进行优化方案设计的过程中要紧跟当今社会所倡导的绿色健康无公害的步伐,积极将健康绿色的理念引入到房屋建筑设计的方案中。另一方面房屋建筑优化结构设计也应积极响应国家所倡导的节能理念,要充分利用自然能,设计时应充分考虑怎么设计才能让自然能发挥其最佳的效果。

1.2、环保性

房屋基础结构直接关系到房屋结构的整体功能和稳定,因此在基础结构设计环节中要全面应用建筑结构设计优化方法,对地基地质、桩基类型、基础结构等方面的设计进行全面地控制,合理确定桩基工程的形式,把握桩身长度和直径,优化基础结构的方案,确定基础结构、施工技术和资金投入的平衡点,在全面进行建筑结构设计优化的基础上,提升和保证房屋整体结构强度、结构稳定性。

1.3、经济性

考虑开发商的经济效益设计师们在优化结构时,也要考虑建筑项目资源分配的最优化,尽力的为开发商节约资源和成本。

1.4、创新性

实验一些新的结构和思路建筑设计师在对建筑结构设计进行综合考虑时,需要充分结合之前的经验和教训,大胆的进行创新,实验一些新的结构和思路,不断引进新的技术。总之,要注重使得其设计的建筑作品在优化的同时也要具有实用价值。

2、房屋建筑的结构设计优化方法

2.1、建立结构优化模型

结构优化设计通常情况下分为两部分,一部分是结构优化设计模型,另一部分就是结构优化计算方案。所谓的结构设计优化就是变量中选择出主要的参数,然后根据数据分析建立起函数模型,运用函数模型借助较为科学的方法计算出最优解。建立模型的步骤一般有以下几步:一、选择合理的设计变量。设计变量的选择对于模型的构建具有重要的意义,设计变量的选择将会影响到对设计要求影响较大的参数的选择,进一步涉及到参数重要性的区分问题。选择出了合理的设计变量在很大的程度上能够减少计算编程的工作量;二、确定目标函数。首先找出满足函数条件的最优解,然后确定约束条件。在房屋的优化设计中存在着很多的约束条件,其中有:应力约束、裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、从弹塑性约束等,在进行优化设计时要确保所有的约束条件都在规定的范围内,能够满足设计规范,即在规范条件内满足约束条件。

2.2、设计计算方案和程序

在进行结构优化中,设计人员应保证计算方案合理优化。在这个过程中,涉及很多约束条件和变量,所以在设计人员在进行计算中,要了解这些约束条件,然后进行合理的分析,最后考虑工程的变量,运用数学计算方式,进行优化设计。在模型建立和设计方案确定后,设计人员要根据设计方案制定相应的程序,然后将这些变量录入到计算机中,然后有设计变动,就要在基础结构上进行改写,将新的程序录入到计算机中。计算机在计算中只需要相关编程数据,然后计算出对应的结果。

2.3、认真分析统计结论

设计师在进行大量复杂的计算之后,要认真对统计结果进行分析,并找出各个设计方案所得结果的异同,综合考虑设计情况与进展确定最优设计方案。在进行结论分析时,设计师还有对一些细节问题多加留意。房屋的建设是一个漫长的过程,需要消耗大量的人力、物力,建设成本对于建设单位的利益和房屋使用者的利益都有很大的影响。因此,设计师需要在把握细节的基础上,从宏观上把握当事人的利用,有效节约建设成本,进一步优化建设方案。在进行建筑结构优化设计时,设计师要杜绝脱离建筑实际,盲目追求创新的现象。同时,设计师应当具有全局意识,一切从企业、人民的利益出发。

2.4、灵活运用建筑结构设计规范

设计人员需要全面理解规范条文,正确灵活的运用建筑结构设计规范。例如在规范中对剪力墙设计的要求是剪力墙需要上下贯通,剪力墙的布置位置最好是在结构的,因为这样可以增强结构的抗扭作用,从而让建筑结构的刚度有连贯性且变化情况稳定,但是作为一个优秀的工程结构设计师,应该灵活运用这个要求,不仅要考虑规范的要求,还需要考虑温度对楼层的影响,从而控制剪力墙的间距,防止剪力墙裂缝增大而增加建筑结构的不安因素。

2.5、具体设计要点把控

2.5.1、主体优化

房屋建筑的上部结构设计应当建立相应的模型并进行系统的优化。整个过程最先一步就应当合理地设置剪力墙,保证剪力墙整体的质量是均匀的,这样能将楼层中平面刚度的中心点重合于楼层整体的结构重心,从而减少地震或者风力等对其的破坏性。在房屋建设时,如果条件允许,要尽可能地对剪力墙进行大开间的构造,加长剪力墙的墙肢长度,这样就能减少墙肢的数量,还能在符合标准的基础上减少混凝土的使用。

2.5.2、结构细部优化

对于房屋建筑结构来说,一定要重视房屋建筑的分部结构优化工作。首先,在建筑物进行前期设计时,就应该深入考虑方案的合理性,为后期结构设计做好铺垫,才能完成合理完整的建筑物。与此同时,中国有句老话叫“千里之堤毁于蚁穴”,说的就是重视细节的道理,主体结构构建好了,但是如果局部位置出现问题,将危及整座建筑物,结构细部的优化工作包括了结构细部的设计工作,如平时我们工作中给常见的矩形现浇板做设计时,需要对其先做分析,避免在拐角处有裂缝,这都是细节,但如果不注意,引起的后果将不堪设想。

2.6、注重利用计算机技术

通过建筑结构优化设计和计算机技术的结合,设计师利用计算机仿真的设计优化方法对建筑结构优化设计带来了很多新的思路。建筑设计师能够利用计算机软件建立各种便于分析的模型并通过计算机的优化计算为设计师提供精确的数据最后达到建筑设计的优化。计算机技术的运用可以说把建筑结构优化设计这样一个工程的问题转变成一个数学的问题。特别对于大型的复杂的建筑结构设计中,计算其技术拥有人脑不可替代的优势。对于一些超高建筑的抗震、抗风等等设计问题计算机技术的合理运用能够分析得到很多精确的数据为建筑设计师在具体的设计中提供可靠的参考数据,可以大大提高建筑设计师的工作效率。

总言之,现今随着我国建筑工程项目的逐渐展开,有关建筑结构优化设计的问题将更加的突出,为了有效的适应城市的整体美观规划,相关人员要不断强化对建筑结构的优化设计在房屋结构设计中的应用,在保证建筑基础功能的基础上进行设计,提高建筑主体的质量,已最终满足人们对房屋建筑的现实需求。

参考文献

[1]何冬霞.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].中华民居(下旬刊),2013,10:18-19.

[2]吕芳.浅析房屋建筑的结构设计优化方法与应用[J].科技创新与应用,2013,34:234.

第4篇

关键词:建筑结构设计;优化方法;运用

中图分类号:TU318文献标识码:A

建筑是人们对于艺术、建筑、文化、生活等各方面理解后的一种表现形式,不同风格的建筑展示出的是不同的风情和历史,同时也是展示设计师的文化结构的一个途径。通过优化建筑结构的设计,可以极大的增强建筑的各项性能,同时也是降低施工单位的成本的重要举措,在不影响建筑性能的情况下,合理的进行结构优化设计可以最大限度的发挥出建筑材料的利用价值,因此,合理的进行建筑结构的优化,选择合适的优化方法的选择,对于实现建筑的各项性能来说都是非常重要的。

1建筑结构设计优化方法的内涵和特征

建筑结构的设计优化方法是全面考虑建筑方便的同时,把结构设计方法和艺术学、审美学充分结合到一起,把房屋建设的目的和房屋功能全涵盖的结构设计方法,再优化选择各种结构设计方案,挑选既适用又安全、美观的建设方法,确保房屋建筑质量、建设方便性及经济性。所以,建筑结构设计的优化方法有一些基本特征:美观性较强;涉及很多学科,多学科的联合性较广;实用性很强;方便建设施工管理;既环保又节能;具有较强的科学性。建筑设计师在设计建筑结构过程中,也要敢于创新,不断提出新的优化设计方法。

2优化建筑结构设计方法的重要意义

在设计房屋结构中充分运用结构设计优化技术不仅能够提升建筑工程质量,还能提升建筑企业的经济效益。我国一直提倡可持续发展理念,争取市场效益的最大化,这就要求建筑企业不仅要满足房屋建筑结构的长远效益,还要尽量减少建筑结构短期投资。和以往传统房屋结构设计比较,运用设计优化方法能够降低建筑工程建设成本,提高优化方法技术,实现建筑企业充分利用建筑材料。伴随我国高层房屋建筑越来越多,人们更加重视房屋建筑怎样既满足时展需求,又能减少建设投资的问题,而优化建筑结构设计是充分发挥机械设备和建材性能,对人们所关注的房屋建筑问题具有重要促进作用。房屋建筑结构设计如果得到优化,房屋结构各单元就能实现有机整合,进而提高建筑质量,确保人民安全居住环境。以往传统建筑结构十分注重安全质量,建筑建设成本方面控制工作做的不到位,工程设计时期成本很高,结构设计也常存有缺陷,外观也不够精美,这些都难以满足现代人们对房屋的心理需求。设计房屋结构过程中运用建筑结构设计的优化方法,既能把经济价值、审美价值、生态戒指及使用价值有效结合到一起,还能降低房屋建设成本,节省施工材料,确保房屋结构安全,具有很高的艺术性,提高房屋建筑综合效益。

3建筑结构运用结构优化技术的步骤

3.1建立建筑结构优化模型

选择设计变量过程中,要把对建筑结构具有重要影响的主要参数看出变量,例如:约束控制参数和控制目标参数。对变化范围小、影响较小或局部有关要素可以满足设计要求的参数,可以利用预定参数表示,进而减少计算数量和设计数量,变成工作量减少,工作效率自然会有所提升。确定目标函数十分重要,优化建筑结构设计过程中,需要运用满足预定条件的已失效概率函数及对应钢筋截面面积,进而降低建筑工程总的建设成本。有结构设计优化来讲,一定要保证结构具有较高可靠度,确定优化设计有关约束条件,约束条件主要含有结构强度约束、构件单元约束、裂缝宽度约束、应力约束、尺寸约束等约束条件。设计房屋结构过程中,一定有认真比较和分析目标约束条件和实际约束条件,保证每个条件均满足要求,争取获得最佳设计。

3.2合理设定优化设计方案及有关程序设计

按照可靠度所做的房屋结构优化设计有着多约束条件问题且有很多复杂变量,分析计算过程中,通常要将有约束条件的优化问题转成没有约束优化问题求解。优化设计常见的计算方法有复合形法、拉氏乘子法和Powell法。根据可靠度所进行的房屋结构设计优化模型和实际设计过程中利用的计算方式,为更好地实现它们的效果,可以把这些变成具有较强功能且运算速度非常快的运用程序,进而让优化设计方案得到全面实施。

3.3综合结果的分析

计算结构设计得出各种结果后要对这些结果进行分析与比较,通过选取各种方法的优缺点选择效果最好的设计方案。分析计算结果时,一定要全面考虑有关问题,并多角度分析这些问题。结果分析在整个建筑结构优化设计里占有重要地位,选取科学的设计方案可以确保建筑安全性、美观感和实用合理性,并降低整个结构的建设施工成本。优化建筑结构过程中,需要注意重视有关建筑技术要求,全面考虑对建筑工程具有重要影响,分析过程中,必须全面考虑科学配置,进而才能实现预期目标。

4优化建筑结构设计的措施

4.1建筑阶段性优化和寿命优化

建筑工程使用年限期间内,对各个阶段都要做相应优化。设计人员必须清楚每个阶段特征,按照实际计算分析结果确定优化方式,进而能够科学优化工程整体寿命。最终不仅确保建筑工程建设质量,而且提高建筑施工企业经济效益。

4.2建筑局部性优化和整体性优化

建筑在设计方面均具有相应复杂性与层次性特征。站在层次性角度看,含有建筑结构有关体系、整体设计体系及安装体系,每个单独体系也都含有很多下属体系。设计人员设计房屋过程中,要对应优化每个下属系统,突破关联横向性。站在复杂性角度看,建筑复杂含有选取建筑施工材料和选取建筑物零部件。对每个建筑来说,都要从整体上开始优化,才能实现真正的设计优化。

4.3建筑上部结构优化

设计建筑上部结构需要先构建对应模型再进行系统优化。科学设计剪力墙工作非常重要,剪力墙的设置要注意确保剪力墙整体质量均匀,才能使楼层平面刚度中心点和楼层整体结构重心相重合,进而减少风力或地震给建筑带来的破坏性作用。建设房屋建筑过程中,要尽量大开间构造剪力墙,加长剪力墙墙肢的长度,进而减少墙肢数量。

4.4结构优化和排水系统优化、电气优化相协调

排水系统房间机械设备的荷载强度与荷载能力都很大,一定要把机械设备布置在地下室,并确保管道预留深度和尺寸能够满足规范标准要求,加固楼板自身钻孔位置。除此之外,注意水平方向管线有可能会贯穿梁或柱,尽量降低管线贯穿梁或柱现象出现的概率。建筑里的电气管线安装通常是利用导线形式装于楼板、墙体或金属管体外部,这种安装方法会增加预制结构施工难度,因此,若要把管线穿过梁体,需要在梁体预留孔洞,并确保墙体宽度和梁体宽度相同。

5结语

建筑结构设计优化在建筑结构设计中占有重要地位,合理选择结构设计方案既能满足有关技术要求,还能节约建设成本。建筑结构的设计优化是一个综合性很强且十分复杂的系统性问题,设计人员一定要不断深入研究结构设计优化方法,不断提高自身水平,敢于创新,为人民居住提供安全保障。

参考文献

[1]佟月强,郝明.试论结构设计优化技术及在房屋结构设计中的应用[J].科技与企业,2012(8).

第5篇

关键词:房屋建筑;建筑结构;优化设计;设计研究

中图分类号: TU3 文献标识码: A

引言

随着我国社会经济的发展,人们的生活水平不断提高,对于自身的生活和居住环境也提出了更高的要求。房屋建筑的结构设计中,不仅需要考虑结构的合理性、可行性和安全性,还必须充分满足舒适性、经济性的要求。在市场经济环境下,市场竞争的日益激烈,使得建筑企业为了保证自身的利益,在保证建筑使用质量的前提下尽可能的降低成本,展开了对于结构优化设计方法的有益探索,从而推动了建筑结构设计优化技术的发展,不仅可以使得房屋建筑的设计效果更佳,而且能够取得最大的经济效益,具有十分重要的现实意义。

一、建筑结构优化设计综述

建筑工程包含的方面很多,所以建筑结构在设计过程中优化所涉及的内容也很丰富。从大的方面可以简单分为两大内容,即房屋总体结构优化和分部结构优化。细化可以进一步分为:房屋内部基本结构优化;房屋的维护方面、细节和总体结构的优化设计;屋顶结构优化设计;房屋造价优化控制设计等。建筑结构设计优化的目的是能够对有限的空间和固定的资源进行合理分配,将建筑材料和设备达到最大使用率,还能使所要建成的房屋安全、舒适、美观。经过优化设计的房屋比一般房屋在造价方面能够节省很多,从长远利益上看,建筑优化设计的理念对建筑工程是一种可持续发展的理论观念,对资源实现充分利用起到了关键作用。

二、结构设计优化技术的作用

(一)提升建筑的安全性

通过对房屋建筑结构的优化设计,可以对原有设计方案中的不足和缺陷进行弥补,从而提升建筑结构的合理性和安全性,在保证建筑整体质量的基础上,节省建筑材料,提升建筑的稳定性和相应的受力性能,确保建筑的使用安全。

(二)减低工程造价

相关数据显示,运用结构优化设计后,与原设计方案相比,建筑工程的成本可以节约10%-30%左右,成本大大降低。同时,通过结构优化设计,还可以充分发挥原材料的性能,确保建筑结构各个单元之间的紧密联系,提升建筑工程的经济性。

三、结构设计优化技术的方法

之前也提到,建筑结构设计所追求的最终效果,是实现结构的安全性、经济性、美观性、实用性以及施工的便利性。在房屋建筑中应用结构设计优化技术,主要体现在建筑结构总体的优化设计以及建筑的分部结构优化设计。在房屋结构设计中的结构优化设计,主要包括基础结构、屋盖系统、围护结构、结构细部等多个方面,需要从结构受力情况、整体布局、结构造型以及成本造价等方面进行综合分析。结构设计优化技术需要从房屋建筑的实际情况出发,以确保优化设计作用的充分发挥。

(一)建立相应的结构优化模型

结构优化设计的实质,是利用相应的数学知识,对就爱你住结构中的各种参数进行整理和分析,然后依据结构整体,构建相应的数学模型,寻求最优设计的过程实际上就是对最优解的求解过程。因此,在对房屋结构进行优化设计时,需要建立相应的优化模型。首先,对设计变量进行合理选择,设计变量对于房屋结构设计的影响是十分巨大的,设计人员需要按照变量的重要性,对其设计的参数进行分类,将影响较小的变量作为预定参数,从而简化计算流程。其次,要对目标函数进行确定。在这里的目标函数,就是满足建筑实际需求的最优解。然后,明确约束条件。对于房屋结构优化设计而言,其约束条件主要包括强度约束、尺寸约束、应力约束、弹塑性约束时,可以按照现行的房屋建筑设计规范,对优化设计的约束条件进行明确。

(二)确定结构设计优化方案

对于房屋建筑而言,结构设计的优化方案,主要是指结构的布局以及细部的优化。结构布局的合理性直接影响着房屋结构的造价,因此要求其结构尽量简单,传力直接,避免多次传力的情况。而细部优化是一个较为广泛的概念,包含的内容相对较多,根据其对于房屋结构的影响程度分析,最为关键的部分,是对构件截面的合理选择。例如,竖向构件应该在满足实际需求的前提下适当选择轴压比,轴压比过大或过小都会影响配筋的设置。梁的截面设置同样如此,如果截面过大,会影响建筑内部的有效空间,而截面过小,则会导致配筋相对较大,影响造价。

四、探讨房屋结构优化技术的实践应用方式

(一)框剪设计的整体思路

框剪结构集框架结构布局灵活、剪力墙结构刚度较大的优点于一身,使得该种结构体系具有较好的延性和整体性。目前框剪结构已被广泛的应用于公用建筑、住宅等高层建筑中。在这个结构的剪力墙可以单独设置,也可以利用一些其他的墙体,比如电梯井、楼梯间等,此外,这个结构还可以有效的提高侧向刚度。在实际的建筑施工中,主要有刚性、刚柔、柔性等不同的价值计算方法,一般来说选用哪种计算方法会根据抗震质量的不同来进行合理的选择,比如为了改善结构的抗震性能,应该注意场地的土质类别,对不同土质采取不同的加剪力墙等。

(二)复合地基形成法的技术提升

通过对被加固土体填充相应的材料,改变土体的结构,使土体被增强或被置换形成一定的增强体,由增强体和周围地基同承载荷载,形成复合地基的一些地基处理方法。在建筑施工中,根据特殊地质条件对地基承载力的要求,而选用不同的处理方法达到相应要求。比如通过填充砂和石料深入土体,被置换或挤密,从而达到提高承载力的目的等。

(三)多层钢筋混凝土框剪结构设计

在多层钢筋混凝土框剪结构的设计上,全面把握设计的主要点,分析梁柱以及刚接或者铰接相连促成的承载重量体系,在依据设计图纸和文件的前提下,全面把握设计图纸的客观需要,同时加强规范性施工和管理,读懂并理解设计图纸中的每一项内容,达到按图纸施工、依据图纸设计的目的,作好技术交底。根据建筑结构的实际需求,可以采用现浇式框剪设计,就是通过梁、柱、楼盖的现浇钢筋水泥混凝土结构,增强建筑结构的整体性能,提升抗震能力,在实际建筑设计中可以广泛应用;同时,还可以采用预制装配式设计,就是指梁、柱、楼板均为预制,这样可以减少工程的难度,提高工程的速度,但是,整体建筑质量的性能不是很强,抗震效果、漏水系统等会有一定的偏差,可以结合地质条件进行考虑。

(四)框架梁、柱箍筋间距的优化

对不同抗震等级的框架梁,柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距做了明确的规定。侧重点就是关于质量,比如抗震等级、人防等级、地基处理、承载能力、材料使用等一些相关因素,同时还包括对设计图纸的详细了解和掌握,在钢筋水泥的质量要求、地基基础设计等级、砌体结构施工质量控制等级,基本雪压和基本风压,地面粗糙度等等一些基本建筑结构的类型需要,如混凝土的含碱量不得超过3kg/m3、地下水类型及标高、防水设计水位和抗浮设计水位,地基液化,湿陷及其他不良地质作用,地基土冻结深度、设计活荷载值、混凝土结构的环境类别、材料等级、强度等级、材料性能、施工质量的特别要求等,是在建筑结构设计中要考虑的要素。

结束语

总之,在我国建筑行业飞速发展的带动下,人们对于建筑工程提出了更高的要求,也使得结构设计优化技术在建筑工程领域发挥着日益重要的作用。对于设计人员而言,需要对房屋结构优化设计的复杂性和系统性有一个清晰而明确的认识,不断提升自身的专业能力和设计水平,推动结构设计优化技术的发展,进而促进我国建筑行业的持续稳定发展。

参考文献

[1]段佳琦.浅谈对建筑结构设计的认识[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2010(11).

[2]马雪丽.浅析建筑结构设计[J].黑龙江科技信息,2011(10).

第6篇

【关键词】建筑结构;设计;梁柱;节点;钢筋

一、结构设计的基本方法分析研究

建筑结构的设计是建造的基础环节,优质的建筑设计,是优质建筑形成的第一步。对工程的质量、成本、使用寿命都有很大的影响。建筑设计费用虽然很少,但是可以影响建筑成本的75%。设计人员在房屋结构设计中,首先是要保证图纸规范、合理。一般结构设计的基本方法大致上有:绘制结构平面图,对于有抗震设防要求的地区,需要输入结构软件进行建模,计算建筑所在地抗震设防烈度的大小值;绘制屋顶结构图,现代建筑形式各异,建筑物形态不同,结构的处理方式也不同,屋顶的设计更是日新月异。结构设计者除具有相当的设计知识外,还应该具备一定的空间概念,正确绘制出屋顶设计图纸的意图;绘制大样详图,这一步可以在建筑详图确定的基础上,也可以直接绘出,这是比较完整的设计图纸,也是一个设计师技术水平的高度体现。

二、关于结构中梁柱设计的理解

结构设计中对梁进行优化,是提高设计质量及建筑效率的有效方法。设计者可以运用本构与重构概念和手法,进行结构中的梁柱设计。科学分析梁原型的“元”秩序的构成情况,认真研究材料与力流在梁构件内或梁构件体系之间的自身调整,然后经过计算和分析,从而提高结构的设计质量。设计者需要确定和构建生成逻辑清晰、具有表现力的结构形态方法与框架。结构中的梁可以采用多种材料形成,适合做梁的材料形成的梁构呈现不同的形式和特质。如混凝土梁的形成,其塑性可使梁外形坚实有力,梁的承受力改变与延展的一体化设计,能够使结构中的梁呈现完美的造型;钢材的精准使用,可以使梁形体细致、美观、不影响使用效果。结构设计中梁构件受力的优化与重构,是设计师必须认真考虑的因素,设计措施可以有多种手段,不管采用什么方法,其目的都是传递梁内力,保证建筑质量。设计方案的精细化,复合化,是保证材料发挥最大效率的手段。使梁的内力向轴力方向调整和重构。这种重构和调整可以从梁的原型开始延伸,将构件分解为截面和跨向支撑等单元,在这样的分解过程中。通过力的传递过程,使结构内力的传递逻辑更加明晰。设计师就是要在这期间,重新进行构建的新秩序。在对断面设计、组合、复合构件后,再生成最后受力合理、形态优美的结构框架体系。

三、梁柱节点区的抗震设计问题分析研究

建筑的抗震设计是结构设计中的一项重要内容,梁柱节点区的设计,是防震的关键,无箍筋或少箍筋的情况下,受剪压作用,建筑物的混凝土易出现斜裂缝,甚至造成纵向钢筋压屈成灯笼状的严重后果。因此,设计中要注意在节点区配置足够的箍筋。而且对施工混凝土的等级也应有明确的认证,从而实现强节点强锚固,缓解节点区的复杂应力。

四、梁柱交接设计中问题分析研究

1、配筋方面的因素。结构设计中,提高建筑安全性的主要方式就是利用钢筋来支撑,各个关键部位均需要钢筋来实现设计者巩固建筑质量的目标。梁柱交接点的钢筋构造是建筑强度和安全性的重要环节。比如这中间节点区箍筋的设置和梁柱钢筋在节点处的锚固等设计,都是影响施工及使用的重要因素。箍筋对关键部分的混凝土具的约束作用是建筑的强度形成过程,这个强度可以缓解节点剪力。建筑中箍筋的间距越小,那么对混凝土形成的约束能力就越强,进而使抗剪能力增强,有效保证建筑的抗震性。设计时,关键部位要加密钢筋的配置,但是设计过程中,出现更多的是只对梁柱的末端进行加密,忽视了交界点的处理和说明,从而影响建筑的施工质量。梁柱的交接处十分复杂,这里有横梁、纵梁和柱三方面的钢筋交叉集结。如果钢筋密度过大,往往影响箍筋的配置。建筑规范中对结构框架结构交接点核心区中的箍筋数量有明确的规定,箍筋的数量不少于柱端加密区的实际配箍量。符合规范的设计,能够有效提高梁柱的承受剪力的能力。实际中某些设计和施工人员忽视加密节点钢箍的设置,对节点所要承受的内力考虑不周,而且在节点的核心区域也没做过必要的和明显的标记,这些都是影响建筑施工质量的重要因素。

2、混凝土方面的处理问题。在建筑施工过程中,没有对梁柱交接点处所需的混凝土进行等级标注。加之施工单位图省事、图降低成本,在节点区域和梁板同时施工中使用强度等级相同的混凝土,这种错误的做法,对建筑的质量危害极大,大大降低了梁柱的坚固性。所以设计时,应该按照规范要求,对节点区的混凝土等级做好明确标注。明确梁柱的交接点,采用柱强梁弱的原则,而且保证和柱使用的混凝土等级一致。

3、做好节点的箍筋处理。钢筋在施工中是一个难题,一些施工人员的责任感也不强,往往使箍筋配置的比设计要求的少。所以施工中可以采用将节点处的箍筋做成笼状,然后把纵向钢筋用这个灯笼框套住,绑扎焊接坚固后放入梁的钢筋。摆放梁的底筋和箍筋。这样处理后,坚固性得到提高。

4、做好梁柱交接点箍筋加密。这个过程的箍筋制作须按梁柱的高度进行科学准确的计算。充分考虑好各方面的因素,在对节点进行浇筑混凝土的施工中,对于缝的操作应该在安装接点模板之前及时处理好,使施工面洁净无尘。浇筑前,需要先浇筑一层水泥,以便保证新旧界面的连接。注意浇筑的质量也是提高梁柱节点坚固性的一项重要措施。在混凝土施工时要严格控制其等级质量,充分振捣,不出现蜂窝状结构。提高人员的责任和质量意识,支好模板,尺寸精确。避免和柱交汇的横梁和纵梁的高度不一致情况的出现。梁柱的设计是建筑结构的重要组成部分,是建筑的骨架,一旦出现意外时,建筑的安全性就靠梁柱来支撑,而且梁柱的节点就是出现问题的关键部位。所以设计和施工中保证梁柱交接处的质量,是使建筑质量符合施工规范的要求必要条件。

五、结语

随着城乡一体化建设步伐的不断加快,工民建事业不断发展,人们生活水平的提高,在这种情况下,人们对于居住环境的要求也越来越高,房屋结构设计越来越复杂。为了满足广大消费者的需求,建筑设计部门以及房地产商等,也对住房的结构设计不断提出新的要求,目的是满足人们不断提高的物质追求。因此,设计师不断更新设计理念,由历史上的单层、低层向多层、高层发展,采用先进的设计理论和技术,提高住宅设计质量,使房屋建筑结构设计更科学、更以人为本、更安全可靠、更环保和经济,这也是建筑结构设计未来的发展方向。

参考文献:

[1]张重阳.高层钢管混凝土结构梁柱节点设计方法研究[D].东南大学,2004.

第7篇

【关键词】结构设计;梁柱;交接;处理方法

【 abstract 】 engineering construction process is the whole structure of the system in beam-column key links, the construction of engineering structure column of the important component, when there is damage is the first destroy beam-column handover position. Therefore, ensure the quality of the handover of beam-column treatment is very important, should strengthen the construction requirements of understanding, take strict construction measures, to ensure the construction quality to meet the requirements of the construction standard. This article from beam-column the basic design method, combining with beam-column handover in dealing with the problems, the solution is discussed.

【 key words 】 structure design; Beam-column; Handover; Processing method

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

随着城乡一体化建设步伐的不断加快,工民建事业不断发展,人们生活水平的提高,在这种情况下,人们对于居住环境的要求也越来越高,房屋结构设计越来越复杂。为了满足广大消费者的需求,建筑设计部门以及房地产商等,也对住房的结构设计不断提出新的要求,目的是满足人们不断提高的物质追求。因此,设计师不断更新设计理念,由历史上的单层、低层向多层、高层发展,采用先进的设计理论和技术,提高住宅设计质量,使房屋建筑结构设计更科学、更以人为本、更安全可靠、更环保和经济,这也是建筑结构设计未来的发展方向。

一、结构设计的基本方法

建筑结构的设计是建造的基础环节,优质的建筑设计,是优质建筑形成的第一步。对工程的质量、成本、使用寿命都有很大的影响。建筑设计费用虽然很少,但是可以影响建筑成本的75%。设计人员在房屋结构设计中,首先是要保证图纸规范、合理。一般结构设计的基本方法大致上有:绘制结构平面图,对于有抗震设防要求的地区,需要输入结构软件进行建模,计算建筑所在地抗震设防烈度的大小值;绘制屋顶结构图,现代建筑形式各异,建筑物形态不同,结构的处理方式也不同,屋顶的设计更是日新月异。结构设计者除具有相当的设计知识外,还应该具备一定的空间概念,正确绘制出屋顶设计图纸的意图;绘制大样详图,这一步可以在建筑详图确定的基础上,也可以直接绘出,这是比较完整的设计图纸,也是一个设计师技术水平的高度体现。

二、关于结构中梁柱设计的理解

结构设计中对梁进行优化,是提高设计质量及建筑效率的有效方法。设计者可以运用本构与重构概念和手法,进行结构中的梁柱设计。科学分析梁原型的“元”秩序的构成情况,认真研究材料与力流在梁构件内或梁构件体系之间的自身调整,然后经过计算和分析,从而提高结构的设计质量。设计者需要确定和构建生成逻辑清晰、具有表现力的结构形态方法与框架。

结构中的梁可以采用多种材料形成,适合做梁的材料形成的梁构呈现不同的形式和特质。如混凝土梁的形成,其塑性可使梁外形坚实有力,梁的承受力改变与延展的一体化设计,能够使结构中的梁呈现完美的造型;钢材的精准使用,可以使梁形体细致、美观、不影响使用效果。结构设计中梁构件受力的优化与重构,是设计师必须认真考虑的因素,设计措施可以有多种手段,不管采用什么方法,其目的都是传递梁内力,保证建筑质量。设计方案的精细化,复合化,是保证材料发挥最大效率的手段。使梁的内力向轴力方向调整和重构。这种重构和调整可以从梁的原型开始延伸,将构件分解为截面和跨向支撑等单元,在这样的分解过程中。

通过力的传递过程,使结构内力的传递逻辑更加明晰。设计师就是要在这期间,重新进行构建的新秩序。在对断面设计、组合、复合构件后,再生成最后受力合理、形态优美的结构框架体系。

三、梁柱节点区的重要性

1、对抗震的作用

建筑的抗震设计是结构设计中的一项重要内容,梁柱节点区的设计,是防震的关键,无箍筋或少箍筋的情况下,受剪压作用,建筑物的混凝土易出现斜裂缝,甚至造成纵向钢筋压屈成灯笼状的严重后果。因此,设计中要注意在节点区配置足够的箍筋。而且对施工混凝土的等级也应有明确的认证,从而实现强节点强锚固,缓解节点区的复杂应力。

2、对建筑框架结构质量的影响

在建筑施工过程中,梁柱交接处理的好坏直接影响到框架结构的质量,梁柱节点受到梁和柱共同传递的轴力、弯矩和剪力的共同作用,并且受力状态复杂。因此就要求梁柱的交接点要有足够的强度, 以应对相邻构件施加的压力, 保证整个结构的稳固和坚定。然而,在实际施工中往往存在很多影响梁柱交接点质量的因素,这需要建筑设计者多方面考虑,否则存在的隐患将不可预测。

四、梁柱交接设计中的问题以及处理方法

1、配筋方面的因素

第8篇

关键词:房屋结构 抗震 性能

中图分类号: TU973+.31文献标识码:A 文章编号:

首先是我国的几种情况,青海玉树地震发生后,有关方面调查显示,该地区住宅多为土木结构房屋,抗震能力很差,容易倒塌。但却没有水泥结构的房屋倒塌造成的死亡人数多,而受伤人数比较多。汶川地震中,大多的砖混结构,特别是采用预制楼板的住宅人员伤亡惨重。

反观智利里氏8.8级特大地震造成的死亡人数却仅有452名。究其原因就是智利第二大城市康塞普西翁市很多居民建筑都是钢结构,抗震能力很强。因此尽管人口稠密,但造成的伤亡却很少。日本是多地震的国家,钢结构建筑在日本的占有率更是达到了65%左右。据日本阪神地震后资料显示,钢结构建筑在地震中的受损率远低于混凝土结构建筑。无独有偶,四川汶川地震,同样是钢结构建筑的绵阳体育馆也未受到损坏,且成为安置灾民的主要地点。玉树的地震再次触动人们的敏感神经,也越发凸显出节能抗震性的钢结构建筑在未来建筑发展中的重要地位和推广的必要性。 地震频发,引起人们对“什么建筑最抗震”的进一步关注。

现有的建筑结构形式主要有砖混结构、框架结构、框架剪力墙结构、钢结构及整体承载式轻钢结构等,无论哪一种结构,只要设计合理、高度与结构形式相匹配,就应该是抗震的。但在同等条件下进行比较,砖混结构的主要承重材料砖砌体为脆性材料,抗震性能较差,框架结构稍胜之。而框架剪力墙、钢结构及整体承载式轻钢结构,抗震性能优于前两种。

所谓“建筑的抗震系数”的提法并不规范。结构设计中主要考虑抗震等级,抗震等级的确定与建筑物的类别相关,不同的建筑物类别在考虑抗震等级时取用的抗震烈度与建筑场地类别有关,也就是考虑抗震等级时取用烈度与抗震计算时的设防烈度不一定相同。建筑结构应根据其使用功能的重要性分为甲、乙、丙、丁类四个抗震设防类别,一般住宅与写字楼为丙类建筑。

房子的抗震性和户型也有关系,从抗震的能力上来讲,平层的房子抗震性最好。跃层、复式和错层户型的房子虽然在居住的舒适和美观度上占优势,但要达到与平房建筑相同的抗震标准,所要采取的措施就更多。从设计上看,无论是高层还是多层,只要严格按标准进行,均能达到抗震要求,高层建筑需采取更可靠的结构形式,如砖混结构只能建筑六层19米以下,高层则采用框架、框剪等结构。从震感上来讲,越高震感越强烈。

决定建筑物遭受地震袭击时造成破坏程度的主要因素有设防标准、结构设计和施工质量。在房屋的设计中,许多结构都是按照房屋的抗震需要建造的,因此在装修中,有些地方是坚决不能改动的,否则将破坏房屋的整体防震设计,在遇到地震时就极为危险。特别是装修中破坏承重墙,这是及其危险的做法。一般情况下,如果一楼居民将承重墙大面积拆除,发生八级地震时,楼体很可能会发生整体坍塌。另外,承重墙也不能随意凿洞,这也有损于房屋的抗震性。

实践证明,经过良好抗震设计和施工的房子在抗震效果上会得到较大的提高,这就是地震后为什么在同一片相邻区域,有的房子破损严重,有的则安然无恙的原因。抗震核心要点归结起来无非是减轻地震力,提高房屋整体抗震能力这两条。为了以防万一,在挑选楼盘时还是应该多一个心眼,看看房屋的抗震能力如何。

汶川大地震这场巨大的灾难所引发的严重伤亡,再次引发了人们对于自己日夜栖身的各种建筑抗震性的关注。 地震专家对历次地震的分析显示,人员伤亡总数的95%以上是由房屋倒塌造成的,仅有不足5%的人员伤亡是直接由地震及地震引发的水灾、山体滑坡等次生灾害导致的。作为地震中最直接威胁人民群众财产安全的建筑物而言,每种结构的抗震能力我稍作入下分析。

钢结构:钢结构是以钢材为主要结构材料。钢材的特点是强度高、重量轻,同时由于钢材料的匀质性和强韧性,可有较大变形,能很好地承受动力荷载,具有很好的抗震能力。 不过,由于钢结构建筑的造价相对较高,目前应用不是非常普遍。一般的超高层建筑(100米以上)或者跨度较大的建筑通常应用钢结构。

剪力墙结构:剪力墙是用钢筋混凝土墙板来承担各类荷载引起的内力,并能有效控制结构的水平力,这种用剪力墙来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。剪力墙结构在高层(10层及10层以上的居住建筑或高度超过24米的建筑)房屋中被大量运用。

框架结构:由钢筋混凝土浇灌成的承重梁柱组成骨架,再用空心砖或预制的加气混凝土、陶粒等轻质板材作隔墙分户装配而成。墙主要是起围护和隔离的作用,由于墙体不承重,所以可由各种轻质材料制成。框架结构中,还有一种框剪结构,又名框架—剪力墙结构,它是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合,吸取了各自的长处,既能为建筑平面布置提供较大的使用空间,又具有良好的抗力性能。这种结构的住房有很好的抗震性。框架结构在现代建筑设计中应用较为普遍,我们所见的大多数建筑都是框架结构。

砖混结构:砖混结构中的“砖”,是指一种统一尺寸的建筑材料,也包括其他尺寸的异型黏土砖、空心砖等。 “混”是指由钢筋、水泥、沙石、水按一定比例配制的钢筋混凝土配料,包括楼板、过梁、楼梯、阳台。这些配件与砖做的承重墙相结合,所以称为砖混结构。砖混结构住宅一般以多层 (24米以下,住宅10层以下)住宅为主,其抗震性能比起上述三者相对弱一些。砖混结构一般应用在多层或者跨度不大的建筑,但由于砖混结构的房屋格局死板,墙面不能改动,加之近些年框架结构以及剪力墙结构应用得越来越普遍,在城市建设中已经很少应用砖混结构,目前我国只有城郊的一些建筑中还是砖混结构。

综上所述,本人认为建筑在地震中的抗震表现与建筑自身的结构形式有很大关系,而建筑的结构形式有取决于结构设计,是根据建筑物所在地区的地质情况,建筑本身的用途、高度、荷载等等原因进行结构设计。

参考文献:

第9篇

【关键词】房屋地基变形;危害;事故原因;处理措施

随着我国社会经济的不断发展,对城乡建设的规模也在扩大。但是随之而来的一些建筑工程的质量问题也不得不引起人们的重视。房屋的地基直接影响着房屋的质量,然而房屋地基变形却是工程中常出现的问题之一。所以,针对房屋地基基础变形的事故原因分析,对事故防治措施具有非常重要的应用价值。

一、房屋地基基础变形对房屋质量的危害

地基是支撑建筑物的基础。建筑物经过基础将轴向力传递给地基,地基再反作用给基础底面。只有在地基的反作用力与轴向力互相平衡时,才能使建筑物的结构不受破坏。倘若由于一些其它原因造成了地基基础变形,而影响了建筑物的轴向力和地基反作用力的平衡,就会使建筑结构受到一定的影响,轻则使建筑物的墙体产生裂缝,使建筑物的外观受到影响,严重的可能会影响建筑物的正常功能,并且还为建筑物埋下了安全的隐患。

除此之外,房屋地基基础变形还可能会破坏房屋的建筑结构。一般表现在这样两个方面:一方面,由于建筑水平结构产生了相对的位移,使地基基础受到了额外的应力而变形,导致了地基基础承载力不足,最终出现一些险情。另一方面,由于地基基础的变形,改变了建筑物最初的结构设计要求,使结构受力不能承受地基变形后的工作强度,影响了建筑物结构的稳定性,往往会使建筑物出现倾斜,甚至倒塌。

二、房屋地基基础变形的事故原因分析

房屋地基基础的变形事故通常表现为沉陷变形、开裂变形以及倾斜变形这三种形式。在这当中沉陷变形可以分为两种,一种是较大的均匀沉降变形,另一种是不均匀沉降变形。沉陷变形是因为建筑物对地基基础的荷载作用不平衡而出现的变形。倾斜变形的产生和沉陷变形有直接关系,在地基产生了沉陷变形的情况下,使建筑物内部结构发生变化,从而使建筑发生了倾斜。开裂变形也与地基沉陷变形有关,在地基产生较大的沉降时,地基可能会产生局部的塌陷,使基础出现裂缝而导致的变形。

综上所述,房屋基础变形的事故很大程度上受地基的影响,而导致事故的原因又通常需要我们进行全面的分析,这样才能最终找出引发事物的具体原因,以便采取有效的处理措施,对事故进行处理,并且也可以防范类似的事故再次发生。

(一)、地质勘测有误

在工程施工之前,对地基的地质进行的勘测工作不够严谨,缺乏勘测资料,在勘测过程中对所勘测的数据没有经过严格的核实,使数据缺乏可靠性,或者对地基的勘测深度没有达到要求,使勘测的数据和真实数据有出入。此外,有的建筑单位根本没有对地质勘测工作进行重视,直接将地质勘测环节省略,盲目的进行建筑设计和施工;也有的建筑单位虽然对地质进行了勘测,但由于受经济利益的驱使,不顾勘测数据,冒险设计,使地基的承载力过大,致使地基被破坏产生基础变形。

勘测的工作是为了了解土质的状态,以便宜在设计中考虑到地基施工的外部环境。例如在软土层上建造地基,如果勘测数据有误,必然会影响设计人员的分析和判断上的错误,使建筑设计缺乏科学的依据,从而在建筑建成时,就会出现由于地基沉降而造成的各类问题。像建筑物出现裂缝等等。地质勘测数据的准确性直接影响着地基沉降量的大小,影响着整个建筑的基础支撑。因此,在建筑设计和施工之前,要做好地质勘测的工作,避免盲目的建设给国家和人民的生命财产安全造成不可弥补的损失。

(二)、设计存在缺陷

在建筑设计中,由于设计人员没有全面的考虑到地基土质的问题,往往是地基基础变形事故产生的主要原因。因为地基土质可能不是很均匀,所能承受的物理力学性能也不完全一致,也或者因为地基的土层厚薄不是很均匀,受外力作用后变形的可能性大,而设计人员又忽视了这些问题对地基的影响,在建筑设计中并没有采取有效的构造措施,从而导致了房屋基础因地基沉陷而出现变形。

另外,设计人员对于在软土、冻土、膨胀土以及湿陷性黄土这样的土质上建造地基,也常常忽略由于土质的原因导致的地基变形。所以在建筑设计中对房屋的内部结构设计也没有适当的采取相应的应对措施,而且在地基上部的建筑结构荷载超出了规范的设计,以至于房屋基础产生变形。建筑设计是一个较为复杂的工作,需要设计人员从全面考虑,设计出科学合理的建筑结构。同时,建筑设计图纸还是指导施工的重要依据。因此,建筑单位有必要提高建设设计人员的专业素质。

(三)、在施工中存在的问题

在地基施工方面也存在着很大的问题。首先,对地基的施工工序以及施工方法影响了地基的质量。目前在我国建筑行业中,施工人员大多数是凭借着以往的施工经验,缺乏专业和科学的指导,在施工过程中,往往将各个环节的施工程序颠倒,使工序紊乱,影响了工程的质量。例如:在地基打桩的施工过程中,如果投有根据正确的打桩工序施工,很可能会造成桩基础倾斜或产生过大的沉降。其次,在施工过程中,将大量的建筑材料和建筑垃圾堆放在基础底板基坑附近或者是已建好的建筑物附近,无形中增加了地基的荷载,导致了建筑物的基础变形。除此之外,还可能由于在施工过程中对地基的所处位置的原有土层结构进行了不当的施工操作,破坏了持力层土体的结构,降低了地基的抗剪强度,造成了地基的承载能力减弱,致使基础下沉变形。

(四)、地下水位条件对地基变形的影响

地下水位条件变化对地基变形的影响存在两个方面:一方面,在房屋的地基施工过程中,为了方便基础的开挖的工作和对地基的混凝土浇捣养护工作,往往采用了一些人工方法来降低地基建造位置的地下水位,从而使得土的重度在水位下降的范围内,由有效重度增大至天然重度,无形中对地基增加了荷载,造成了地基的不均匀沉降变形。另一方面,地基的防水效果出现不佳,导致地基浸水;也或者是由于地表水慢慢的渗漏入地基而引起的地基附加沉降;再就是由于基坑长期的处于溃,而使地基的承载能力相对下降。这些都是引起地基不均匀下沉或者变形的重要因素。在建筑物投人使用之后,这些因素对地基的影响就会渐渐的显现出来,使得建筑物的地基基础发生变形,从而导致建筑物发生倾斜或者裂缝等等事故。

三、应对房屋地基基础变形的处理措施

(一)、地基基础变形事故处理的标准

(二)、在设计阶段对房屋地基基础变形事故的预防

房屋的地基基础同建筑物一起构成了一个整体。因此,在设计时就要充分的考虑到房屋地基基础变形事故的发生,并采取一定的预防手段。首先,设计人员在设计时可以通过协调建筑物与地基刚度,使建筑结构的设计能够适应地基的变形,地基的反压力可以的分布接近地基的荷载分布。建筑物相对地基而言,普遍为刚度较大的结构,为了适应地基基础的变形,就要根据建筑物的地基条件、高度和地基的荷载等,将建筑物以沉降缝划分为多个单元,从而使建筑物的内力得到了削减,防止了因地基基础变形而造成的建筑物的结构发生破坏。其次,在设若中调整建筑结构对基底的压力,以达到对地基基础均匀沉降的目的。在同一建筑物中,宜采用相同的基础形式,并且要相同的埋深,使持力层要相同。这样可以防止由于持力层的土质不均匀导致的地基基础不均匀沉降变形。设计人员还可以通过对地基压力的计算,有意识的调整基础面积的大小,使基底的压力得到调整,达到地基基础均匀沉降。另外,在软土地区进行地基的施工中,地表有一层粘性土,这种粘性土的性质较好,在承载能力上也要优于软土层。在条件允许的情况下,可以在施工阶段,采用“宽基浅埋”的施工方案,来充分利用硬壳层的应力扩散作用,从而减少对地基的附加应力,达到降低地基沉降变形的事故发生的目的。

(三)、房屋地基基础变形的处理措施

虽然导致房屋地基基础变形的事故的原因有很多种,但是我们也要积极的采取一些行之有效的处理措施,将事故的影响降到最低。就目前的建筑施工技术而言,在处理地基基础变形事故中一般采用以下这几种方法:

1、卸荷法或反压法也是纠正基础变形经常采用的方法。什么是卸荷法呢?顾名思义,也就是适当卸去基础变形发生倾斜的一侧的荷载,通过对地基卸荷的方法来调整地基的沉降变形,减少对变形地基的荷载,缓解地基变形的速率,从而实现对变形地基局部矫正的目的。相对于卸荷法而言,反压法是在基础变形倾斜的另一侧适当增加外部荷载,加大这一侧地基的沉降量,调整地基的不均匀沉降,避免地基不均匀沉降导致的房屋结构破坏。

2、在对地基变形采取矫正的过程中,可以采用降水法、沉井法、地基应力解除法、振动局部液化法、水平挤密桩法以及注入外加剂使地基土膨胀法等方法,对变形的地基进行处理,争取矫正地基。 也可以使用千斤顶等其它机械顶推设备或者吊装设备对变形地基纠正。需要注意的是在纠正变形地基过程中,设备的顶推力矩不仅要大于自重稳定力矩,而且还要确保顶推力小于最大摩擦力,防止基础产生滑动,造成其它事故。

3、针对不同的基础变形所采用的纠正方法也有不同,因此,需要在纠正工作施工前仔细的查阅原建筑设计的图纸以及对地基位置勘测的地质报告、施工记录等相关资料,判断基础变形的确切原因,从而确定最适合的施工方案,纠正变形的地基基础。另外,在纠正基础变形的施工之前,要对方案进行现场试验,以便验证施工方案的可行性。

4、在纠正地基变形的中,如果条件允许,也可以采用抬墙梁法、沉箱法锚桩静压桩法或者是预留纠偏法等方法处理基础变形。

5、对于建筑物地基基础变形所造成的建筑上部结构裂缝或者倾斜的现象,在保证建筑物可以安全投入使用的前提下,对建筑物的上部结构采取一些加固的措施即可。而对于一些地基中有明显的沉降,并且建筑物的承重墙出现普遍的裂缝或者明显的倾斜,影响了建筑物的正常安全使用,需要采取有效的地基加固措施。例如:对建筑的局部进行拆除重砌,配制钢筋网外包细石混凝土,在砌体中增配钢筋网等都会取得有效的加固效果。

结束语:

随着城市建设步伐的不断加快,对建筑的质量问题也成为人们所关注的焦点。对于房屋地基基础变形对建筑物的危害是非常大的,在地基基础变形所引发的事故原因也很多。因此需要对具体的问题具体分析,以选择最佳的处理措施,保证建筑物的安全使用。另外,地基基础变形给建筑物的内部结构所带来的破坏也是巨大的,有的甚至难以修复,因此需要在建筑设计中要参照可靠的地质勘测数据进行科学的设计,并且规范施工人员的施工工序,确保地基的施工正常进行,做好预防工作,防止地基基础变形的事故发生。

参考文献:

[1]李洪生, 唐明越. 建筑结构地基与基础工程缺陷事故的分析及预防[J]. 黑龙江科技信息, 2011(09).

[2]王永辉. 框架结构房屋地基基础不均匀沉降危害分析及对策研究[J]. 中国新技术新产品, 2009(01).

[3]吕鹏, 商文磊. 多层砖混结构建筑物地基不均匀沉降的原因及防治措施[J]. 内蒙古科技与经济, 2003(10).

第10篇

关键词:大跨度;钢结构房屋;抗震性能;抗震性能设计

中图分类号:TU2文献标识码: A

随着社会经济的快速发展及我国人均生活水平的提高,为满足人们对生活空间的追求,需要扩大我国建筑行业的规模并提高发展速度。大跨度钢结构的研发迅速被应用到房屋结构的建筑中。我国大陆板块结构复杂,处于地震多发地带,每年因地震产生的损失不计其数,更极大的威胁着人民的人身安全。因此,房屋建造时,房屋建筑的抗震性能要引起足够重视。

一、设计、研究大跨度钢结构房屋抗震性能

首先,要在大跨度房屋的结构设计上添加抗震性能因素,然后在进一步实现大跨度钢结构房屋建筑的抗震性能的设计,并制定相应的性能优化目标。设计大跨度钢结构房屋的抗震功能,必须要非常了解设计的方案,具体问题具体对待,不允许套用同一个方案解决不同的问题。要针对具体问题撰写并分析相应的方案,找出每个钢结构建筑的结构特殊性,制定出与之符合的易于操作和实现的抗震性能优化目标,同时,为满足预期优化的目标有必要采取应对措施。实际情况下建筑设计要复杂的多,会受到很多因素影响,这些因素会大大影响钢结构建筑房屋的抗震效果。影响因素是:场地条件,抗震设防类别,设防烈度,结构设计的特殊性,建筑开支,恢复难易程度,震后损失等。根据大跨度钢结构建筑的抗震效果,可以把结构的抗震效果分为五个水准。

同时,通过树立不同的建筑结构抗震性能的目标,可把抗震性能的目标分为四个等级。结构抗震性能设计应分析结构方案不符合抗震概念设计的情况、选用适宜的结构抗震性能目标,并分析论证结构设计与结构抗震性能目标的符合性。结构抗震性能目标分为A、B、C、D 四个等级。

性能水平1:完好、无损坏

性能水平2:基本完好、轻微损坏;

性能水平3:轻度损坏

性能水平4:中度损坏

性能水平5:比较严重损坏

二、设计大跨度钢结构建筑房屋的延性性能

1 大跨度钢结构房屋设计延性性能的重要意义

随着建筑行业的发展,现在建筑的普遍高要求,高强度建筑材料的发展及应用,这些都促使钢结构建筑的跨度越做越大,设计高效的延性性能对建筑的抗震效果非常重要,甚至是大跨度钢结构建筑抗震性能的中流砥柱,它直接影响到房屋的抗震效果。如果设计的大跨度钢结构建筑的延性性能较好,在使用后期其部件和结构会比较牢固,弹性较强,能承受一定的变形,使用寿命延长。

2 大跨度钢结构建筑房屋延性性能的应用原理

传统延性性能的分析方法两种假设是线性假定和平面假定,但现在已不在使用传统的方法,因其有缺陷。缺陷是大跨度钢结构建筑在达到屈服载荷承受极限时,变形程度很大,表现出来的是几何的非线性性质,而不是传统的线性性质。该情况出现的原因是当钢结构建筑房屋达到屈服载荷时,钢结构处于最大载荷阶段,同时,房屋建筑材料的性能也在随之转变,其弹性力度逐渐减弱,向塑性性能转变。因此,建筑材料的性能由传统的线性性质向几何的非线性性质转变。所以传统的结构分析方法已不在适用。

在大跨度建设下的钢结构的设计过程中必须要对钢结构的延性性能进行控制,主要的设计思路表现为:1)在对钢结构的延性性能进行设计时,其中关键性的性能参数有:破坏变形、屈服变形、破坏荷载、屈服荷载等;破坏荷载指的是结构响应的过程中,构件的加载曲线中最大的荷载;屈服荷载指的是结构响应的全过程中,构件加载曲线出现转折时的荷载,在结构的设计过程中,破坏荷载就是最大荷载,而其中的破坏变形指的是破坏荷载所对应的构件的形变,屈服变形指的是屈服荷载所对应的构件的形变;2)在钢结构的延性设计中,设计的重点是要得到相关的延性性能的参数,以此来确定出合理的屈服变形值、屈服荷载值,保证在钢结构的运行过程中是在安全的设计荷载下使用,同时要对承载力系数进行合理的确定,保证钢结构在运行的过程中有一定的承载力储备;3)在钢结构的延性设计中还有一个重要的设计指标就是变形比例系数,其能保证钢结构在运行的过程中有足够的变形能力储备。

三、设计大跨度钢结构房屋的抗震预制性能

1 大跨度钢结构的构件拼接建筑结构

将钢结构构件拼接建筑结构应用在大跨度钢结构房屋中,会大大增加大跨度钢结构房屋的抗震效果。由于钢结构构件的拼接增加了房屋建筑塑性铰的数量,这样就大大提高了大跨度钢结构房屋抗震性能。钢结构构件拼接建筑结构的优点有两点:一是使钢结构房屋的抗震性能提高,二是当突发地震时,其较强的抗压、抗拉、抗剪性能可有效减缓房屋倒塌的过程,延长坍塌时间,大大提高了钢结构建筑房屋的抗震性能。

2 大跨度钢结构建筑房屋的支撑布置结构

现在,钢结构的诸多优点促使其在钢结构高层建筑中应用广泛。由于高层建筑钢结构的高度问题,为保证高层建筑的稳定性,必须有强有力的支撑。这种支撑不仅需要竖直方向的支撑,还需要水平方向的加强层。水平的加强层的加设能够大幅度提高钢结构建筑整体的刚度,其具体作用是有效控制楼层的顶点位移及楼与楼之间的位移设置。另外,水平加强层的加设不但能使钢结构房屋整体的刚度增强,而且能确保房屋建筑施工中钢的使用量减少,以节约成本。可见,大跨度钢结构建筑支撑布置结构的重要性之大。

3 大跨度钢结构房屋的轻型门式刚架结构

大跨度钢结构房屋的轻型门式刚架结构分为两种,分别为变截面门式刚架和等截面门式刚架。其结构主体的组成部分是变截面门式刚架或等截面门式刚架。钢结构房屋一般采用铰接或刚接的柱脚设计。轻型门式刚架结构优点非常多,比如重量较轻、安装便捷、易于施工、施工速度较快、经济实惠等。综合以上优点,使用轻型门式刚架结构的群体也越来越大,其常常应用在大跨度钢结构房屋建筑中。

4大跨度钢结构房屋的巨型梁设置结构

在建筑行业中,巨型梁的设置是钢结构房屋的抗震性能的关键,它是设计巨型钢结构抗震性能的重要因素,它的应用与否,是保证大跨度钢结构房屋抗震性能能否实现的关键。虽然巨型梁的设置很重要,但并不是数量越多越好,建筑结构的不同所需要的巨型梁数量也不一样。通过实验可知,巨型梁位置的稍微改变都会引起对钢结构房屋整体结构强烈的反映。因此,在应用中,巨型梁的设置应该引起我们足够的重视。

四、案例分析

1工程简介

渭南市体育中心体育馆包括比赛区和训练区,其平面结构是220mx120m, 建筑总高度是34m, 钢屋盖投影面积约22000扩。总体钢结构由钢屋盖、16.3m及19.3m两个钢夹层组成,混凝土部分分为5, 7,12m三个楼层。比赛区钢屋盖采用大跨度钢结构,运用空腹网壳受力体系, 网壳矢高5-10m,矢跨比12/0-1/10,最大跨度99m,网壳采用箱形截面450、250*14*14,材质采用Q345B钢。图1是其剖面图。

2荷载条件

2. 1重力荷载

钢结构构件自重通过程序自动计算,钢材容重y=78.5kN/m3。屋面恒载是0. 8kN/m2,活载是0.5 kN/m2。

2.2风荷载

基本风压:50年重现期的基本风压值是0.61kN/m2,是正常使用极限的验算,100年重现期的基本风压值是0. 67kN/m2,是承载能力极限状态的验算。

本工程的风荷载是按《渭南市体育中心体育馆风荷载试验研究报告》进行计算,50年重现期最大风压值为-3. 03 kN/m2。

2. 3温度荷载

混凝土结构考虑±15℃温差,钢结构考虑±30℃温差。

2.4地震作用

根据《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001),本工程所在地区抗震设防烈度为7度,地震分组为第一组,基本加速度值为0.1g。根据《建筑工程抗震设防分类标准》( GB50223-2004)第6. 03条,本工程抗震设防类别为乙类,抗震构造措施按8度。根据场地安全性评价报告,地震的最大地震影响系数amax=0. 105(竖向),0. 140(水平),特征周期Tg=0. 40s(竖向),0. 50s(水平)。计算结构时,在建筑结构的两个主轴方向要分别考虑竖向地震影响,并进行抗震验算。地震影响按安全评估报告取值。

3延性设计

所用的软件是Midas7. 8. 0。

3.1材料选取

对材料的要求:钢材强屈比大于1.2,钢材的屈服台阶要明显,且伸长率要大于20%,因此选用Q345 B钢,

3. 2变形要求

对大跨度屋盖结构在重力荷载代表值、多遇竖向地震作用共同作用下组合挠度值不超过L1 /400。场馆中部:(挠度)/D(跨度)=143/99000=1/692 < L1 /400满足要求。

总结

随着建筑业的发展,钢结构得到越来越广泛的应用,特别是大跨度钢结构建筑房屋的数量越来越多,因此,要严格提高大跨度钢结构建筑的结构形式并严格要求其相关技术要求。同时,我国处于地震极其活跃的大陆板块,近几年发生的地震带来的损失巨大,根据这一实际情况,我们应该着重提高房屋的抗震性能,对大跨度钢结构建筑的抗震性引起足够的重视,改进钢结构建筑的结构形式,并尽可能提高其延性性能,增加房屋建筑的可靠性、稳定性,做到把地震带来的灾难损失最小化。

参考文献

[1]熊文文.大跨度钢拱结构抗震性能研究[D].大连理工大学,2011年

第11篇

【关键词】传统文化;建筑设计;创新;发展

受中国改革开放政策的影响,中国的传统文化逐渐受到外来文化的冲击,建筑行业受外来文化和市场经济发展的影响,逐渐忽视中国传统建筑文化,盲目崇拜欧式的建筑设计风格,导致很多城市市政建设中出现了一些与本地区建筑风格完全不同建筑物出现,破坏了原先城市建筑物的整体性,为此,相关部门有必要对中国传统建筑风格进行分析研究,促进中国传统文化在建筑设计中的创新和发展,不断设计出具有中国特色的建筑。

一、中国传统文化对建筑设计的影响

1. 建筑设计中的艺术形象

中国古代建筑不仅注重建筑物的实用性,而且十分重视建筑物的艺术性,逐渐形成了中国建筑风格特色。中国建筑设计中的艺术形象特点主要表现在三方面。首先,建筑物的设计十分重视建筑装饰色彩的应用。古代的建筑设计大都使用木材,为了延长木材的使用寿命,同时增强建筑物的美观,古代匠师一般会在木材上涂漆或者桐油。经过长期实践,我国建筑在使用色彩装饰建筑方面积累了丰富经验,譬如在古代北方的宫殿建设过程中,一般都会运用鲜明色彩的调和和对比,屋檐下的阴影部分,一般会使用蓝绿相配的冷色,房屋主体受阳光照射较多的部分,则使用暖色(一般是朱红色),通过两种颜色对比,保证建筑物整体的和谐。通常情况下,为了使建筑物增加活泼感,避免单调呆板,古代匠师还会在建筑物屋檐下以及房屋主体部分的颜色上增加一些杂色。但是在中国南方,依照南方的自然环境和季节变化特点,为了保证建筑物的风格与南方的气候环境相协调,南方建筑的色彩大都比较淡雅,白墙、灰瓦、墨绿色的梁柱构成了南方建筑自身独有的特色,给人们以清凉感。由此可以看出,对于建筑装饰色彩的使用,中国古代匠师不仅充分考虑建筑物的性质和结构特点,而且还综合考虑了建筑物所在地的自然环境,确保建筑物的风格与当地的地域特色相融合。

其次,在进行建筑物整体设计的过程中,还要注意衬托性建筑的建设,通过在主体建筑物周围建设衬托性建筑,使主体建筑的结构和风格特色进一步凸显。中国古代出现了很多具有较高艺术价值的衬托性建筑,在今天依然使用,如很多建筑前的华表、石狮等。其实早在春秋战国时期,古代工匠就已经开始使用这种设计手段,在宫殿的正门前建“阙”,在汉代之后,经常会出现各种形式的阙。

最后,注重屋顶设计,中国古代匠师充分利用房屋木结构的特点,创造了屋顶举折、屋面出翘、起翘等房屋装饰结构,另外,在屋脊的脊端也会加上适当的雕饰。在宋代之后,房屋建筑开始普及使用琉璃瓦,给屋顶加上颜色和关泽。房屋的屋顶装饰设计在后来的历史发展过程中不断增加,形成了独特的建筑艺术风格,也成了中国建筑的重要特征之一。

2. 建筑的框架式结构

受中国传统文化影响,中国古代建筑大都使用木构架结构,这种结构主要使用木梁和木柱构成房屋的整体框架,屋檐和屋顶的重量通过梁架转移到立柱上,墙壁仅仅起到隔断的作用,所以中国自古以来就有“墙倒屋不塌”的谚语。这种房屋结构具有很多优势,一方面它可以在不同的气候条件下,满足人们生活和生产对房屋提出的各种功能要求,另一方面,这种框架结构还形成了一种在祠庙、宫殿等古代高级建筑中的独特构建,即屋檐下的一束束“斗拱”,主要是由弓形的横木和斗形木块组成,纵横交错,形成下大上小的托座,既可以起到装饰美观的效果,又可以支承荷载梁架。

二、我国传统文化在建筑设计中的创新与发展

1. 我国建筑设计的现状

近年来,随着国外建筑风格和建设理念传入中国,我国建筑行业在发展过程中遇到以一些问题,譬如目前国内很多建筑设计师对国外建筑设计盲目崇拜,一味模仿外国建筑,而且很多政府部门在进行市政规划的过程中只重视建筑物建设数量,不重视建筑物的设计质量,导致很多城市在城市化进程不断加快的今天,逐渐失去了自身的建筑特色,造成全国千城一面的状况。这种现状不仅阻碍了中国建筑行业的健康长期可持续发展,而且不利于对中国传统文化的维护、继承、发展。随着现代建筑业的不断发展,建筑行业内不断出现各种新型的设计理念,为此现阶段的建筑行业应该立足于当代的建筑设计实际,吸收传统建筑中的传统文化符号,两者相结合,保证中国的建筑设计的独特魅力。在国内有很多古今设计文化相结合的成功范例,譬如北京的龙形建筑大观,大观采用中国的代表性的文化符号“龙”,龙在中国人心中具有崇高的精神意义,代表着神圣和威严,在中国古代,龙是君权的象征,代表着至高无上的地位和权利;而这座采用龙作为设计点的建筑是一座集办公、商业、居住与一体的综合性建筑,紧靠北京奥运会举办地“水立方”、“鸟巢”,无论是从外观形象,还是从自身设计的内涵都与周围的建筑相统一。而且这座建筑中抽象的龙的造型,不仅线条流畅简约而且气韵古雅大方,将中国传统文化的精髓与现代人的审美有效组合,从设计颜色、线条、材质等多方面彰显出中国文化隽永悠长的质感。与北京大观的成功设计相关,在北京城郊的一家天子大酒店的设计,虽然也使用了中国传统文化,但是最终的建筑物传达出了反面的效果。这座建筑物的外表因为完全照搬了“福禄寿三星的形象,建筑十分庞大而且外表形象怪异,文化符号使用的过于直白使得建筑物自身与其设计内涵不相协调,而且一味的追求表面造型,忽视了对建筑物的实用功能。

2. 传统文化在建筑设计中的创新与发展

为了保证传统文化在建筑设计中的不断创新发展,在今天的建筑设计过程中一定要正确处理好当代与古代、中国与外国在建筑设计上的差异,立足于中国当代的建筑设计理念,吸取古代和国外建筑设计中的精髓部分,取其精华,去其糟粕。例如中国传统建筑讲求人与自然共生,而现在国内很多建筑开发商受经济利益驱使,盲目开发,违背因地制宜的原则,影响了生态平衡,对此国内建筑行业应该充分学习中国古代建筑中有利于建筑设计发展的理念,不断提高国内建筑设计的质量水平。

另外,建筑行业对中国传统文化的理解,不能仅仅停留在形式层面,建筑设计师一方面要了解中国传统文化中各种文化符号的原始意义,一方面也要把握这些文化符号的内涵意义,随着人们生活方式、知识结构、价值标准、生存环境的不断发展变化,对传统文化符号的理解也有了相应的转变,所以在进行传统文化的继承中,一定要摒弃传统文化中腐朽的、封建的部分,对各种文化符合进行创新发展,使这些传统的建筑文化符号不断再生延续。

结语:

中国传统文化在当代建筑设计中的合理使用,一方面可以继承中国传统的民族艺术形式,保证中国建筑延续东方文化的独特魅力;另一方面传统文化在建筑设计中的使用应该找到传统与现代的最佳结合点,设计出既有中国历史特色,又具有时代特征的建筑物。

参考文献

[1]张葛.我国传统建筑亮化设计中的文化意蕴[J].内蒙古民族大学学报(社会科学版), 2008(03) .

[2]詹晓燕,陈宏毅.中国传统文化对建筑工程设计的影响[J].中国新技术新产品, 2009(12) .

[3]田维飞,王建英.传统文化符号在现代建筑设计中的应用探析[J].山西建筑, 2011(13) .

第12篇

关键词:建筑 加固 处理 技术

中图分类号:TU198 文献标识码:A

正文:

随着社会经济的发展,我国的科学水平得到了不断的提高,与此同时,建筑业也发生了巨大的变化,传统的建筑工艺和建筑技术也不能满足现在人们的发展需求,在这样的情况之下,建筑业就必须进行多元化、多方位的发展,我们要将传统的建筑工艺和建筑技术进行创新和改良,将新建筑材料、新建筑工艺以及新建筑技术进行科学合理的利用,在新技术和旧技术的交融之下,建筑结构加固有了更好的发展空间。在对多层框架结构建筑进行加固设计施工时,施工人员应结合建筑物的实际情况和周边施工环境的状况,通过精确计算、综合分析,确定合适的设计施工方案,因此,整个加固工程中需要注意的问题有很多。

1. 建筑加固方案设计

(一)进行实地调查

设计人员在确定加固方案之前,要深入建筑物实地进行调查,对建筑物的实际情况进行调研。调研的主要内容应包含建筑物的受损情况测定、承载能力评估等,并结合调查的内容确定初步的加固方案。

(二)对加固方案进行论证

对建筑物进行实地调查后,加固设计人员应拿出多套施工方案,并会同工程施工小组相关人员进行方案论证,从施工成本、施工流程、施工稳定性等多个方面对所有方案进行详尽考量,并最终确定出最科学合理的加固方案。

(三)预备应急预案

在加固施工前,设计人员应准备相应的应急预案,从而保证施工方案的充分合理性。应急预案应与预实施方案起到互补作用,在施工过程中,一旦发现现有方案出现偏差,施工人员和设计人员应进行及时沟通,在保证加固施工有效实施的基础上,启动应急预案。

2.常用的建筑施工结构加固改造技术

2.1碳纤维加固技术

碳纤维加固技术就是通过对结构胶和碳素纤维的利用,对房屋建筑的结构予以一定程度的加固,是一种非常经济实惠、独特性质且实用性非常强的房屋建筑加固技术。这种技术使用的原材料非常的独特,非常新颖,且具有一定的特殊结构。这种原材料的强度非常高、能够经受强大的腐蚀性、应用的时间非常长,并且非常的轻巧便捷。碳纤维加固技术中富含的特殊材料还具有很多明显的优点,如使用起来非常的方便快捷、具有很强的实用性、占地面积较小,材料的管理也非常简单,不需要采用独特的监控技术进行监管。在房屋建筑施工领域中,碳纤维加固技术得到了广泛的运用,因为此技术花费的成本较低、实用性强、方便快捷等特性,受到很多建筑设计者的热捧。目前,碳纤维技术主要应用于房屋建筑结构的工程以及房屋建筑的防水防漏工程中。现在国内外的很多公司都进行了碳纤维的生产,为碳纤维加固技术提供了充足的资源,可满足各种客户的不同需求。

2.2结构粘钢加固

粘贴钢板加固法就是通过对使用胶粘剂的运用,在建筑结构构件的外部粘贴上一层钢板,以此对房屋建筑结构进行加固。粘贴钢板加固法采用了先进技术,将钢结构的作用和优秀的性能进行充分的发挥和表现。

粘贴钢板加固法只需占用较少空间,在工程完成之后,还是能将房屋建筑的原貌予以保持,对房屋建筑的外观以及周边环境造成的影响较小。粘贴放钢板加固法有一个非常明显的特征,那就是花费的时间非常短,建设的周期短。粘贴钢板加固法采用的原材料也非常简单,运用的工艺非常简单,经济实惠。这种房屋建筑结构加固技术施工的速度非常快,是一种少量湿作业,无湿作业,对建筑工程的外界造成的影响非常小,并且在结构加固之后,对原建筑的结构不会造成任何的影响。

2.3化学植筋技术

植筋技术就是通过化学粘合剂的使用,将螺杆、钢筋等混凝土进行加固,从而加固房屋建筑的结构。在实施这种技术之前,应该先进行正确位置的选定,之后进行钻孔,在钻孔之后将钻的孔进行清理,然后将准备好的钢筋进行填充,通过锚定胶的使用对钢筋的方向和角度进行控制和矫正,在一段时间后,钢筋就会稳固,之后再进行养护和检验,通过这样的方法对房屋结构进行加固。化学植筋技术主要应用于房屋建筑结构的变更和增建,可以通过对剪刀墙、柱头以及楼板等钢结构的改造对房屋建筑结构进行加固。

2.4注浆加固设计

注浆技术也是注浆法,这种方法在建筑工程业中得到了广泛的运用,在很久之前,人们就对这种方法进行了使用,所以这种方法具有非常悠久的历史,随着科学水平的不断发展,注浆技术也发生了一些变化。在对房屋结构进行加固时,应该在低压、慢速的状态下不断的灌浆,覆盖建筑结构的每一个裂缝之中,在浇灌的过程中,将注入量进行严格的控制,对裂缝的大小和注入状况进行明确的分析,根据分析的结果对注入的压力进行调节。注浆技术的使用将原本的防水和加固技术进行了改变,将加固的步骤予以了一定程度的减少。注浆加固技术主要运用于混凝土建筑物的修补,如大厦、公寓的建设,对铁道的附属构建、桥梁的附属构建,河川和港湾的堰堤、便桥、堤岸、拦沙坝等。

2.5改变受力体系加固法

改变受力体系加固法是一种非常重要的加固技术,在建筑结构中添加一些托架和托梁,增强建筑结构的承受力。在加固的过程中,要将不同的分类元素进行具体的分析,之后在进行不同的分类。受力点主要分为两种,弹性支点和刚性支点,根据支撑的受力情况,我们将支撑形式分为预应力支撑和非预应力支撑。预应力撑杆是在支撑杆件的基础之上增加预应力,以此来增建房屋建筑结构的预应力。受力体系加固法能将房屋建筑的整体承受力予以一定程度的增加,而且效果非常明显,但是这种加固方法会对建筑外貌进行一些改变。

2.6增补受拉钢筋加固法

增补受拉钢筋加固法就是在承受力较大的结构处进行受力拉钢的补充,将结构的承受能力和房梁的承受能力进行加强,通过这样的方法对房屋建筑的结构进行加固。增补受拉钢筋加固法得到了人们的广泛利用,在短短几年的发展之中,创新出了很多非常具有利用价值的工艺和技术。

2.7增大截面加固法

增大截面加固法主要针对多层混凝土框架结构建筑。在实施过程中,设计施工人员需采用与原建筑相同材料的钢筋混凝土增大原框架构建的截面积,以此达到提升整体建筑物承载能力的目的。

采用上述方法能够提升框架结构建筑抗弯、抗拉的性能,也能够修复已经存在损伤的混凝土框架截面,常用于对建筑物梁、板、柱以及钢结构中的屋架等构件进行加固。

此外,对框架结构建筑物进行加大截面加固法时,设计人员应充分考虑整体效应,避免施工过程中出现局部刚度过大的状况,从而保证建筑物局部与整体承力均匀。

2.8外包钢加固法

外包钢加固法是一种适用于多层钢结构框架结构建筑的加固方法。外包钢加固法一般使用与对框架结构建筑梁、柱、屋架等构件的加固,特别适合对大型多层大跨结构框架结构建筑的加固。采用上述方法时,一般可结合化学灌浆法进行外包钢加固,但要保证钢结构表面的温度低于60度,当施工环境具有腐蚀性时,应当采取适当的防护措施,例如,可通过采用高分子材料包裹钢型构件或采用氧气隔绝法等。对于多层框架结构建筑来说,应用外包钢加固法存在用钢量偏大的弊端,因此施工经济成本较高。

3.结语

而我国建筑大多数都采用混凝土结构,结构的抗震性能更是至关重要的,尤其是对于高层建筑的加固。而混凝土结构的抗震性能问题就是其中一种最为常见的问题。由于混凝土结构建筑往往会出现裂缝的现象,这对建筑结构的安全性能会带来严重影响。因此,如果我们能在施工以及改造的过程中,必须采取与建筑物功能相适应的加固模式,大大提高建筑工程的质量,从而保证人们的日常生活的安全与稳定。

参考文献: