0
首页 精品范文 建筑结构设计

建筑结构设计

时间:2022-12-29 02:46:27

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篇建筑结构设计,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:房屋结构 建筑结构 设计优化

1 引言

目前,随着科学的发展房屋结构设计技术不断发展,而房屋结构中建筑结构的设计市场越来越庞大。对建筑结构设计优化后,能加强房屋的使用性,更有利于人民的居住,改善居住的环境。因此,要想在庞大的设计市场中脱颖而出,就需要在建筑结构设计优化的时候,就需要引进先进的设计技术,创新设计理念,根据房屋所处的实际地理环境,选择合适的设计优化方案,争取采用最低的造价来换取最大的经济效果。同时,房屋结构建筑的设计优化还能提高使用者的居住环境和水平。因此,对于房屋结构设计中的建筑结构设计优化是目前建筑的最重要的目标。

2 目前的房屋建筑结构设计优化

目前的房屋结构设计优化还存在很多的缺陷,其中在优化过程中,只重视建筑尺寸的优化,在给予指定材料等建筑方面的要求后,优化只在建筑的表面进行,完全忽略了整体设计的优化。而这种仅仅满足尺寸方面的优化对于整个建筑来说没有任何意义。很多设计人员表明,建筑结构的优化需要的是合理的方案和布局,其中,表面的尺寸完全可以依靠计算机计算精密的数据,在实际的构建中符合数据就可以满足了。而且还有另一个关键的缺陷,就是在目前的建筑结构中,它的目标还不能满足建筑结构优化的需要。在设计优化的时候计算出来的结果只是一种理想主义数据,实际在实际的情况中,由于限制因素和变量效果等的影响,很难将这些数据应用到实际的建筑结构优化中。很多时候,建筑的设计方案和布局结构还是很不错的,但是就因为计算方面的不足,导致没有达到理想中的建筑结构目标。

3 建筑结构的设计优化理念

在对房屋结构设计中的建筑结构设计优化的长期探讨中,建筑结构的设计优化也有自己的理念。其中优化设计理念包含四个方面。第一个方面是房屋建筑具有安全性能,建筑能够反映人类的进步文明程度,能够保障人们各种工作的顺利进行,因此,对于建筑的安全性能有很高的要求。建筑结构的设计无论优化到什么程度,都是需要建立在安全性能的前提之下,一旦一个建筑优化的连安全性都保证不了,那么这个建筑就失去了存在的意义,甚至带来很大的灾难。第二个方面是可用性,建筑在表现美观的同时,设计优化的主打理念还是建筑的可用性,功能要满足使用者的要求,带来舒适的感觉。第三个方面是建筑结构的优化需要保护环境,我国在长期的发展中,人们对于保护环境的意识不高,造成我国目前环境的严重污染,因此,在建筑结构的设计优化的时候,设计合理,采用环保的建筑材料,排水等具有污染性的系统要做好环保的防护工作。第四个方面是可用价值性,在建筑结构的设计优化中,不能只顾眼前的利益,为了节约成本,而偷工减料,降低建筑的实际可用价值。建筑结构的设计优化理念的真正目标是用最少的钱却能打造出最有价值性的建筑。

4 房屋结构设计中的建筑结构设计优化方法

做任何事情有了目标和理念之后,在实际操作中都要讲究方法。因此,对于建筑结构如此重要的事情也需要一套详细的方案。

4.1 建筑结构的整体优化方法

房屋结构设计中的建筑结构设计优化主要表现在房屋建筑的整体结构上和房屋建筑的部分结构俩部分的设计优化。其中对于建筑的部分优化有很多方面,例如屋顶的优化,围护的优化等几个方面。这些方面不仅仅需要建筑设计者运用自己所学的精心设计,还得考虑到适用性能和造价等问题。在优化设计的时候,还必须进行实地的考察,结合实际情况对建筑进行设计优化。对于建筑的整体性优化来说,优化好的建筑要确保整体牢固,如果发生突发状况,能够把损失降到最低或者没有,这样优化出来的建筑是最好的。因此,在设计优化整体的时候,需要能够考虑各种可能出现的状况。例如,地震是最容易出现的自然灾害,在构建的时候就应该提前在建筑中加入一些避免降低地震的措施。在房屋结构的构建材料钢筋是降低地震破坏力的主要材料,因此对于钢筋与钢筋的接头距离应该严格按照有关部门的规定构建,这样才能够整体对建筑进行设计优化。

4.2 建筑设计优化的细节方案

当建筑的整体优化方案确定以后,需要细致的对建筑的细节问题进行研究。在建筑结构的不同部位对于负载的要求不同,就算负载要求相同,但是因为在同一部位的材料数据等各种参数也不相同,因此,就造成了对建筑细节的优化设计方法不同。而且在这些细节的问题中,很多实际的数据是不能通过计算机等机器计算的,完全需要的是人工计算,这就为细节的优化设计带来了很多的难度。这就需要建筑设计优化的工作人员能够根据自己多年的经验和积累的知识,快速准确的计算细节优化的各种数据,学习国外的先进方法,结合我国本身自己具备的设计理念,设计出我国自己的建筑优化方法。而且,在材料使用具体来说也属于细节,在构建之前应该对材料的使用有一个大概的了解,不用的材料也要根据情况回收利用,节约建筑设计优化的成本费用。设计人员的自身素质也要提高,目前我国的建筑水平还处于落后的阶段,需要我们的设计人员多向国外学习,引进他们的先进水平和经验,取其精华,取其糟粕。在建筑的结构设计上要注重均衡,无论是横向还是纵向都需要俩边平衡,具有美感。

5 总结

很多人都认为建筑是固体艺术,建筑师的设计优化方法能够赋予这个建筑物灵魂。因此,我们的设计师应该对未知失误勇于探索,积极创新,以自己最大的热情投入到实际的建筑构造中去。对建筑的优化要根据实际情况作出探究,经济价格适用,建筑结构的优化能够符合使用者的要求。而且,设计师不论再怎么对设计方案进行创新和设计,都要在保证建筑安全性的前提之下。

参考文献

[1]李飞.钢筋混凝土建筑结构设计优化探讨.《城市建设理论研究(电子版)》.2013年6期

第2篇

[关键词]建筑 结构设计 安全度

中图分类号:U414 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)01-0116-01

1.引言

在建筑结构设计中,最重要的基本的问题就是安全度的设计。根据结构设计的角度来看,在平面形状中,三角形结构比圆形、正方形、工字形、椭圆形等结构在抗侧移能力和抗弯曲变形等方面弱很多,因为其具有较大的迎风面,承受的水平风力作用较大,所以说三角形建筑的结构具有较差的安全性。因此,确保建筑结构的安全性是确保建筑物安全的首要前提。

2.建筑结构设计中的安全度概念

在一定的经济条件下,赋予结构以适当的安全度,使得结构在预定的使用期限内能够满足各种预期的功能要求,这是进行建筑结构设计的基本目的,通常来说,建筑结构必须满足一下几点功能:

(1)在正常施工可能出现的各种作用建筑结构必须可以承受,在使用时可能出现的各种作用建筑结构也必须可以承受,而且在遇到偶然发生的事件的时候,建筑结构的整体稳定性仍然可以保持,这也就是我们说的建筑结构的安全性。

(2)在正常时其工作性能良好,也就是建筑结构具有适用性。

(3)在对建筑结构进行日常的维护,建筑结构可以保持长久,也就是耐久性。

建筑结构安全与否的标志就是上述所说的安全性、适用性、耐久性,其总称为结构的安全性。结构的安全度是指在规定的条件下,规定的时间内,对预订功能完成的概率。

3.我国建筑结构设计安全度现状

自从上世纪50年代以来,我国建筑结构的设计方法几经变化,从容许应力设计法到破损阶段设计法,再到极限状态设计法和概率极限状态设计法,但是安全度设计却没有发生什么变化。我国的安全度设计水平一直落后于国际通用设计标准。安全系数、分项系数、可靠指标是安全度在结构设计标准方面的主要表现,同时一些其他因素对于安全度也有影响,比如荷载标准值、结构的构造规定等。通过一些规范来分析比较我国建筑结构设计安全度的现状,国外设计规范取用的荷载值高于我国,国外的材料强度的取值低于我国,国外所用结构承载力计算公式的安全裕度高于我国,有的可能存在不安全的隐患,国外对结构的构造规定远高于我国,例如,我们将我国混凝土结构安全度和国外标准相比,就发现我国的混凝土结构安全度偏低,我国在混凝土构造上规定柱子的压筋的最小配筋率为0.4%,然而前苏联1949年就规范柱子的压筋最小配筋率为0.5%,我国的安全度较低与前苏联的标准,我国规范中要求的梁的拉筋和柱的压筋都明显低于国际标准。这也就表明,在建筑设计结构安全度的每一个环节的安全性都低于国外。

我国在解放初期的时候,因为紧张的物资供应,国家对外备战、对内建设的大环境下,我国从事建筑行业的科研人员为我国事业做出了巨大的工序,因为受到物资、材料、资金等各种因素的限制,他们采用的可能是世界上最低的建筑结构设计安全度,为建国初期的中国建立了许多建筑物,而且经受了几十年的考验,这应该给予极大的肯定,但是从上世界80年代以来,我国的综合国力得到了提升,经济得到了迅猛发展,现行的结构设计安全度对于我国现今的国情已不再符合,结构设计低安全度对于今后的发展不能满足,如果继续按照低结构安全度进行建筑结构设计对于国家眼前和长远的利益都不符合。和国际现有的结构设计标准相比较来看,我国的机构设计水平低于国际标准,这对于我国建筑行业公司走出国门,去国外进行投资是不利的,对于我国的形象是一种损害。因此,在我国现如今综合国力、经济实力都增强的条件下,我国应该选择合理的建筑结构设计安全度,这才利于我国建筑行业的良好发展。

4.从设计思想上进行转变,使安全度水平得到全面提升

4.1 开发商要将高安全性能的建筑结构作为销售的竞争点

建筑结构设计安全度的高低不仅仅是一种纯政府的行为,因为建筑结构是一种特殊的商品,当前房屋的开发商、用户会参与其中。开发商在进行建筑结构安全度设计的时候,一定要本着质量第一、安全达标的标准进行设计,应该为其建造并出售给用户的建筑物的安全质量负责,开发商应该在对售价影响不大的前提下使得安全度得到最大程度的提高,开发商也可以将高的安全性能作为商品的竞争点,得到建筑物用户的认可,提高企业商品的销售量。

4.2 提升结构设计安全度标准,有利于建筑业主利益和要求的满足

根据我国现有的国情来看,现有的低建筑结构设计安全度不能够满足我国建筑业的需求,也很难得到建筑物业主的满意,因此,提高建筑结构设计安全度的标准是势在必行的,这对于提升生产、生活水准也是非常有利的,对于促进国民经济的发展也有一定作用,而且还能够使建筑业主的利益和要求得到满足。

4.3 尽可能合理的多使用合格的钢材

现如今我国综合实力远高于建国初期,物资匮乏的局面以不再,因此,现如今在进行建筑结构安全度设计的时候,应该在建筑主体中尽可能的多使用合的钢材,而没必要像建国初期那样挖空心思的节约钢材,只有在结构安全度设计中合理的多使用钢材,才利于建筑物安全性能的提升,满足开发商和建筑物业主的需要。

5.总结

建筑结构设计安全度设计在确保建筑物安全可靠方面是非常重要的,其对于建筑物的安全性、适用性、耐久性具有重大意义,因此在建筑结构设计中做好安全度的设计是重中之重,本文首先对建筑结构安全度的概念进行了介绍,并探讨分析了我国建筑结构设计安全度设计的现状,并根据我国国情提出了从设计思想上进行转变,全面提升安全度水平的观点,其主要包括开发商要将高安全性能的建筑结构作为销售的竞争点、提升结构设计安全度标准,有利于建筑业主利益和要求的满足、尽可能合理的多使用合格的钢材三个方面,做好上述三方面的工作,对于我国建筑结构安全度的提升具有重大意义。

参考文献

[1] 黎正平.对建筑结构设计安全度的几点看法.《新材料新装饰》.2014年1期

第3篇

关键词:建筑结构;抗震设计;探析

地震所具有的破坏性会给人们的生产生活带来严重的影响,造成重大损失。特别是近年来,地震的频繁发生,国家、人们的安全极大的受到了威胁,因此抗震设计在建筑结构设计中越来越受到关注。随着我国对地震方面的研究,建筑结构设计虽然不断进步,但是抗震设计仍然存在不少问题,抗震设计问题亟待解决。以下就此问题进行详细分析。

1建筑结构设计中抗震的影响因素

1.1建筑抗震场地

建筑抗震场地对于建筑结构的整体抗震能力具有重要影响,是抗震设计的影响因素之一。地震具有不同程度的破坏性,在地震发生时,地表位置会产生变化,若是建筑场地选择在土层较软、土质疏松的地段,建筑结构会被严重破坏,造成不可估量的损失。

1.2建筑结构体系

建筑结构体系是与建筑物整体安全相联系的。一方面,抗震设计要慎重处理整体和局部的关系。建筑结构要有一定的余度,不能因为个体建筑而影响整体的效果,当建筑物的局部被破坏时,需要保证建筑结构的整体抗震性能不受影响。另一方面,建筑结构体系设计的过程中,要保证建筑结构部件的强度和刚度的均衡。如果刚度和强度分配不合理,个别的建筑结构部件刚度达不到要求,对于建筑物区域有影响时,就会严重影响建筑结构的抗震能力。因此,必须注意建筑结构体系在抗震中的设计。

2建筑结构设计中抗震设计存在的主要问题

建筑的选址问题、建筑的结构问题、建筑的施工问题是在抗震设计中要考虑的主要问题,这三个方面涉及到建筑结构的稳定性和抗震性。但是在现实建筑设计中,抗震设计仍然存在很大问题。

2.1抗震设计认识不到位

随着社会的发展和进步,建筑行业在迅猛发展。然而,在现实建筑的设计中,建筑设计人员往往只重视建筑的实用性发展,而忽视了建筑的抗震设计。关于对抗震设计的认识,一直没有实质性的提高,而且人们一直疏于对抗震设计的重视,只是在地震发生后,人们才注意到建筑的抗震设计。所以,提高建筑设计人员对于抗震设计的认识尤为重要。

2.2抗震设计的结构不合理

抗震设计结构关系到建筑的整体安全。建筑结构设计中,一些设计人员虽然考虑到了要进行抗震设计,可是,迫于某些原因,抗震设计的结构不合乎实际,偏离建筑设计,造成了严重浪费,没有达到抗震的效果。抗震设计主要是提高建筑物的安全性,为达到这一目的,必须考虑建筑结构的实际情况和地理因素,制定合理的建筑设计方案,提高建筑物的抗震性。

3建筑结构设计中抗震设计的有效措施

建筑的抗震性能较差,不仅影响人们的生命和财产的安全,而且对周边的建筑和设施也会产生影响。因此,必须要重视建筑结构的抗震设计。

3.1慎重选择建筑场地

抗震设计中首先要考虑的就是建筑场地的选择问题。场地选择不好会大大降低建筑物的抗震能力。地震发生时伴随着一定的地质活动,因此,在建筑结构选择场地时,要尽量在一些平坦开阔地域建筑房屋。地质较为活跃地带,不适合房屋的建筑。另外,土质的疏松对于建筑结构也有很大影响,在选择场地时,要对建筑地带的土质问题进行慎重分析。在一些密实度较大,土质较硬且土质均匀的地带适合建筑房屋,更有利于提高建筑结构的抗震能力,保证建筑结构的稳定性。

3.2慎重选择建筑结构

建筑结构是抗震设计的影响因素之一。合理的建筑结构,不仅可以保证建筑物的稳定,还可以提高建筑物自身的抗震能力。建筑结构抗震设计中要注意以下问题:第一,建筑结构的载重范围。要实现建筑物稳定、安全这一目标,要注意在抗震设计过程中,建筑的赘余度建筑材料的材质是否变形问题。这一问题直接关系到建筑的稳定性能。第二,建筑结构的平面设置。建筑结构的抗震设计,平、立面的布置非常重要。一定要确保建筑的准确性。在抗震设计过程中,一定要严格管理数据,提高数据的精确度。第三,建筑结构材料的强度和硬度。建筑材料的强硬度影响建筑结构的抗震能力。建筑材料强度不够,建筑结构则会易于发生突变,从而降低建筑物的抗震能力。因此在建筑结构设计中,为了达到抗震这一目的,必须科学合理选择建筑结构。

3.3加强多重抗震防线的设置

地震发生时,多一道抗震防线,就多增加一份人们逃生的希望,同时也会提高建筑结构的抗震能力。建筑结构的抗震设计中,可采取设置多重防线的方法。首先可以优先使用具有良好延展性能的材料作为一道抗震防线,其次再选择一些适合作为防震设计的部件,进行其他防线的设置。设置多重防线的好处是可以缓冲地震的冲击力,尽可能的降低地震的破坏,减轻地震带来的损失。

3.4科学布局减少地震能量

减少地震的能量,就可以尽量的降低地震带来的破坏。以位移为基点的结构设计和定量分析是减少地震能量的重要方式。要达到建筑物在地震发生时造成的破坏的结构变形要求,可以进行设计定量分析,减少建筑下层的位移延性比。当然,选择地震不活跃地带以及地质硬度大的地方修建建筑也会降低地震能量。

4结束语

地震对于建筑物具有较强的破坏力,然而在无法对地震准确预测的现在,提高建筑结构的抗震能力是非常具有现实意义的。建筑结构设计中的抗震设计在现实实施中,需要考虑多方面的因素,更要注意建筑结构的整体稳定性和安全性。在当今时代,建筑设计不能仅仅只在乎建筑物的实用性和建筑带来的利益,建筑设计工作者应改变以前的观念,加强自身建筑设计专业知识之外,更要重视抗震设计在建筑结构设计中的作用和价值,把抗震设计观念放在重要位置,采取科学的方法加强建筑的抗震能力。另外,为提高建筑抗震能力,建筑结构设计还需要注意场地、建筑结构体系、建筑材料等方面。总之,抗震设计是建筑结构设计中保证建筑物稳定性的最重要因素,同时也是保障人们安全的有效防线。

参考文献

[1]王蓓蓓.建筑结构设计中的抗震设计探析[J].建筑工程技术与设计,2014(9):119.

[2]邵伟.探析建筑结构设计中的抗震设计[J].房地产导刊,2014(24):96.

第4篇

关键词:建筑结构;结构设计;抗震设计

地震灾害发生时,产生的破坏作用力较大,将会带来严重的经济损失和人员伤亡,影响到社会正常生产生活。在建筑结构设计中,抗震设计合理与否将直接到建筑结构稳定性和安全性,但是纵观当前建筑抗震设计现状来看,其中仍然存在一系列问题,还有待进一步完善。由此,加强建筑结构设计中抗震设计研究很有必要,有助于提升抗震设计水平,为推动建筑行业发展,为人们生命财产安全提供坚实的保障。

1.建筑结构设计中抗震影响因素

1.1建筑抗震场地

建筑抗震场地在建筑抗震设计中十分重要,抗震场地选择合理与否将直接影响到建筑结构整体抗震能力。地震由于自身破坏程度不同,在地震灾害发生时,地标位置会发生不同程度上的变化,如果建筑场地土层较软,土质疏松,将严重影响到建筑结构稳定性。

1.2建筑结构体系

建筑结构体系直接关乎建筑物整体安全和稳定。抗震设计中需要协调处理局部和整体之间关系,为建筑结构预留一定的余度,避免由于个体建筑影响到建筑整体抗震水平,如果建筑物局部受到破坏,应该尽可能避免对建筑物整体结构带来影响。同时,建筑结构体系设计中,综合考量建筑结构部件刚度和强度之间的关系,如果刚度和强度分配不合理,可能导致个别的建筑构件性能无法满足实际要求,一旦出现地震灾害,将严重影响到建筑结构整体的抗震能力。

2.建筑结构抗震设计分析

抗震设计作为建筑结构设计中重要组成部分,直接关乎到建筑物结构整体安全性和稳定性。故此,在建筑结构抗震设计中,主要使用的方法包括延性系数设计和能力普法,充分考虑到建筑位移和抗震设计之间的关系,有助于优化和完善建筑抗震方案。

2.1延性系数设计

在延性系数中,紧紧围绕着延性设计目标数据,在设计过程中对比分析抗震水平。在建筑结构抗震设计中,根据抗震数据进行计算,公式如下:YHYHΔΔ=Δ=μφφμφ在上述公式中,φH为建筑抗震结构设计的极限曲率,φY为建筑抗震结构设计中的屈服曲率;ΔH表示构件的极限位移,而ΔY则表示构件的曲线位移。经过公式计算可以得出延性系数和最大曲率之间的关系,获得更加精准、可靠的延性系数,在此基础上进一步设计可靠的抗震方案。延性系数作为建筑结构抗震设计中重要的设计指标,有助于更加全面的衡量建筑抗震中的位移变化,确保建筑结构抗震设计可以满足实际要求,提升建筑抗震性能。

2.2能力普法

建筑抗震设计中,对于能力普法的使用,主要对已经设计好的抗震方案中,结合实际情况,综合分析抗震结构的弹塑性,将剪力、屈服位移连接成曲线,了解建筑位移和加速度之间的关系。同时,在应用能力普法时,还需要充分考虑延性系数,具体公式如下:usuqΔΔμ=通过公式计算,为建筑抗震设计提供充足延性空间,尽可能降低建筑中结构破坏可能性,为人们的生命财产安全提供可靠的保障。

3.建筑结构抗震设计

3.1工程实例

以某城市市中心工程为例,交通较为便捷,地基占地面积为9958㎡,在建筑东南侧有一处轻轨站,对于新时期工程抗震设计提出更高的要求。工程地上22层,高度大概在98.50m,周围主要有五层裙房,层度高3.98m,主楼有2层地下室,主要是用于存储设备和停车,地下室面积大概在96350㎡。

3.2抗震结构类型

工程结构抗震设计中,除了应该降低地震带来的风险以外,还应该尽可能避免周围轻轨交通带来的影响和干扰。建筑结构材料以钢筋混凝土为主,地下室则是选择嵌固端,可以有效提升建筑结构抗震水平。建筑工程项目中涉及到大量的大跨越施工环节,将严重影响到建筑结构稳定性。基于此,为了尽可能降低建筑自重,还应该广泛应用钢结构,优化框架结构部分,满足建筑抗震结构稳定性和安全性要求。建筑抗震结构选型方案设计中,主楼轴线间距控制在9m~10.2m之间,根据实际情况动态调整。6、10处的轴线间距调整为12m,主楼4层以上的轴线间距同样调整为12m,4层以下则保持原样不动,通过设计转换桁架,可以有效提升建筑结构稳定性和安全性。

3.3抗震基础设计

由于建筑自身所处的地理环境十分复杂,加之受到工程环境的影响,对于工程抗震结构稳定性和安全性带来了十分深远的影响,进一步优化和控制周围因素的影响,提升建筑基础结构控制成效。在建筑基础设计中,为了打下坚实、可靠的建筑基础,选择了φ850钻孔灌注桩,总长度为55m,单桩柱承载力为3000KN,通过合理计算可以了解到建筑的沉降量大概在18mm左右,为了控制建筑基础沉降的同时,还需要避免建筑对周围轻轨交通环境带来的影响,在建筑抗震设计中引用隔震设计。抗震基础设计人员需要了解到,由于抗震基础设计和建筑物整体稳定性和安全性之间联系较为密切,通过隔震设计可以有效加固建筑结构,阻断地震灾害发生时带来的破坏力量传输渠道,在提升建筑基础抗震水平的同时,还可以降低对上部分建筑结构的冲击和影响。此外,也可以通过混合隔震装置的应用,优化抗震基础设计,为建筑结构整体安全和稳定打下可靠的基础。

3.4上部结构设计

建筑上部结构抗震设计中,由于结构自身特性,可能存在不同程度上的限制问题,最为显著的就是结构超限问题。主要是由于建筑平面和竖向的设计不规范,未能满足实际要求,进而出现结构超限问题,影响到建筑结构设计合理性。在建筑上部结构施工中,2层主楼和裙房楼板存在大幅度开洞问题,在一定程度上影响到工程抗震结构稳定性和安全性。故此,在上部结构抗震设计中,需要提高对结构超限问题的重视,并提出预防措施。可以通过楼层采用弹性楼板,如果楼板发生开洞问题,可以根据楼板设计强度和刚度要求,适当的增加或减少楼板厚度,以此来提升结构抗震设计刚度;对竖向构件连续性进行维护,如果存在震动风险,可以通过竖向节点维护来提升抗震结构可靠性,避免刚度过于集中,提升上部结构抗震设计合理性。

4.建筑结构抗震设计中的注意问题

在建筑结构抗震设计中,由于涉及内容较广,所以在设计中需要注意的问题较为多样。抗震设计中需要注重均衡性搭配,建筑工程除了受到地震灾害影响和破坏以外,更多的是受到外界自然环境多种因素影响。故此,建筑抗震设计中,需要注重结构均衡性设计,尽可能避免多方向作用力对建筑结构的影响。如果发生地震灾害时,除了地震源的影响以外,空气冲击和建筑结构自身荷载等因素,均是导致建筑结构崩溃的主要原因,这就要求建筑抗震设计能够地域多方面的破坏和干扰,提升建筑结构稳定性。结论:

第5篇

[摘 要]针对目前建筑结构设计当中墨守成规的现象,提倡采用概念设计思想来促进结构工程师的创造性,推动结构设计的发展。所谓的概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精确力学分析或在规范中难以规定的问题中,从整体的角度来确定建筑结构总体布置和抗震细部措施的宏观控制。

[关键词] 建筑设计 概念设计

在不断的结构设计研究与实践中,人们积累了大量有益的经验,并体现在设计规范、设计手册、标准图集等等。随着计算机技术和计算方法的发展,计算机及其结构程序在结构工程中得到大量地应用,每个设计单位都在为彻底甩掉图板而做努力。结果给部分结构工程师造成一种错觉,觉得结构设计很简单,只需遵循规范、手册、图集,等待建筑师给出一个空间形成的方案(非结构的),使用计算机,然后设法去完成它,自己只不过是一个东拼西凑的计算机画图匠而已。这不仅不能有效地运用他们的知识、精力和时间、而且还会与建筑师的交流中产生分歧与矛盾。

我国结构计算理论经历经验估算,容许应力法,破损阶段计算,极限状态计算,到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。现行的《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)则采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则,以使建筑结构的设计得以符合技术先进、经济合理、安全适用。概率极限状态设计法更科学、更合理。但该法的运算过程中还带有一定程序的近似,只能视作近似概率法。并且光凭极限状态设计也很难估计建筑物的真正承载力的。事实上,建筑物是一个空间结构,各种构件以相当复杂的方式共同工作,且都并非是脱离总的结构体系的单独构件。目前,人们在具体的空间结构体系整体研究上还有一定的局限性,在设计过程中采用了许多假定与简化。作为结构工程师不应盲目的照搬照抄规范,应该把它作为一种指南、参考,并在实际设计项目中作出正确的选择。这就要求结构工程师对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识,把概念设计应用到实际工作中去。

所谓的概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。运用概念性近似估算方法,可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的的经济可靠性能。同时,也是判断计算机内和分析输出数据可靠与否的主要依据。

比如,有的设计人员用多、高层结构三维空间分析程序来计算底层框架,还人为的布置一些抗震墙,即不能满足楼层间的合理刚度比,也不能正确的反映底层框架在地震时受力状态。问题在于结构概念不明确,没考虑这两种结构体系的差异。软件的选择和使用不当,造成危害是不容忽视的。美国一些著名学者和专家曾警告工业界:“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题”。然而避免这种情况,概念设计的思想不妨是个好方法。

运用概念设计的思想,也使得结构设计的思路得到了拓宽。传统的结构计算理论的研究和结构设计似乎只关注如何提高结构抗力R,以至混凝土的等级越用越高,配筋量越来越大,造价越来越高。结构工程师往往只注意到不超过最大配筋率,结果肥梁、胖柱、深基础处处可见。以抗震设计为例,一般是根据初定的尺寸、砼等级算出结构的刚度,再由结构刚度算出地震力,然后算配筋。

但是大家知道,结构刚度越大,地震作用效应越大,配筋越多,刚度越大,地震力就越强。这样为抵御地震而配的钢筋,增加了结构的刚度,反而使地震作用效应增强。其实,为什么不考虑降低作用效应S呢?目前在抗震设计中,隔震消能的研究就是一个很好的例子。隔震消能的一般作法是在基础与主体之间设柔性隔震层;加设消能支撑(类似阻尼器的装置);有的在建筑物顶部装一个“反摆”,地震时它的位移方向与建筑物顶部的位移相反,从对建筑物的振动加大阻尼作用,降低加速度,减少建筑物的位移,来降低地震作用效应。合理设计可降低地震作用效应达60%,并提高屋内物品的安全性。这一研究在国内外正广泛地深入展开。在日本,研究成果已经广泛应用于实际工程中,取得良好的经济、适用效果。而我国由于经济、技术和人们认识的限制,在工程界还未被广泛地应用。

同时,在目前建筑结构抗震鉴定及加固中,概念设计的思想也应得到延伸。在1976年唐山地震中,天津市加固的2万间民房无一倒塌,但天津第二毛纺厂三层的框架厂房,却因偏重于传统构部件的加固,忽视结构总体抗震性能的判断,造成不合理的加固使抗震薄弱层转移,仍然倒塌。

概念设计的思想被越来越多的结构工程师所接受,并将在结构设计中发挥越来越大的作用。然而现在的高校教学中,往往只重视单独构件和孤立的分体系的力学概念讲解。尤其在专业课教学中,单项计算练习居多,综合练习偏少,并着重体现在考题中,使得相当部分学生养成只知套用公式解题的习惯。而且近年来强调计算机应用教育,比如,毕业设计用结构设计软件计算、出图。但由于计算机设计过程的屏蔽,手算过程训练程度的削弱,造成学生产生一定依赖性,结果综合运用能力下降,整体结构体系概念模糊。这些对于培养具有创造力、未来的工程师是相当不利的。

随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进计算理论,加强计算机的应用。加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用,使建筑结构设计更加安全、适用、可靠,经济是当条之急。其中,打破建筑结构设计中的墨守成规,充分发挥结构工程师的创新能力,是相当必要的。因为他们是结构设计革命的推动者和执行者。这则需要工程界和教育界进行共同的努力。推广概念设计思想是一种有效的办法。

第6篇

【关键词】结构设计 安全性 措施

随着社会经济发展和人们生活水平的提高,对建筑结构安全提出了更高的要求。好的建筑结构设计是建造高质量建筑结构的前提和基础。当前建筑设计中结构设计存在抗震设计能力低下,结构设计失误等问题,不但会造成建筑物安全问题,更会影响设计行业的发展。应该从建筑结构设计的常见问题入手,在结合建筑设计,特别是建筑结构设计相关要求和规范的基础上,提高建筑结构强度和稳定度设计。

一、提高建筑结构设计安全性的意义

我国正全而推行住房体制改革,人们对生命则产安全的要求越来越高,住宅的安全性首当其冲。由于目前建筑造价中结构造价以及材料价格所占的比例不人,因此。如能适当提高安全储各实际上并不会引起建筑造价的很人波动,却可以显著减少质量问题。住房保障逐渐被越来越多的人重视。对低安全度的房产,业主将不得不付提高建筑结构设计安全性的意义。

从可持续发展的角度,通过选择优质建材并采取必要的构造措施(如加厚保护层和增加配筋),适当提高结构的安全储各是完全必要的。为提高耐久性所需的投入并不太多,但对延长结构使用寿命,减少维修加固工作量可起明显作用,因而是完全值得的。因此。适当提高安全性水平不仅有利于促进建筑业发展,也有利于建筑的消费者。

二、当前的建筑结构设计存在的安全性问题

(一)建筑设计人员对其结构的安全意识不强

据分析发现,我国目前建筑结构设计上程中,大部分项目结构设计人员和管理人员对建筑项目结构的安全性都不太重视,也没有一定的安全管理意识。由于其安全意识不强,使得其在建筑结构设计中就没有充分考虑其建筑结构安全问题,也就使得因为建筑结构设计安全操作和技术规范的问题事故改频繁发生,并直接影响了整个建筑物的结构安全,同时也影响了施上企业形象和人民群众的生命财产安全。

(二)结构设计中存在偷工减料的现象

我国政府规定了钢筋的配筋率,对这个高度重视,它是建筑结构设训的基础,关乎人民生命财产安全,不同部分的建筑物,它的配筋率各不相同。但是部分建筑公司为了获得更大的利润,节省成本,在建筑结构设计中偷上减料,或者用配筋率低的钢筋,以次充好,影响建筑物的质量,它的安全性能减弱,给建筑物带来安全隐患,严重威胁到人民的生命安个。另外,有些小的建筑公司力求利益的最大化,结构设计时选用一此能节省钢材的、节约成本的冷轧钢筋,这种不符合标准的钢筋首先强度高,其次钢筋韧性度小,再次钢筋的脆性大。从而影响了建筑物抗震性能,首先给建筑结构设计带来小稳定的因素,其次违反法律法规,最后给人民生命安全得不到保证。

(三)在建筑结构设计中对建筑抗震性考虑小足

前几年发生的汶川地震与玉树地震给当地人民的生产生话带来了很大的影响以及损失,很多建筑物的毁坏也说明了我国有此地方建筑物的抗震能力很差,未达到我国规定的标准。因此,确保建筑物的抗震性是保证人民生命财产安全,减少地震时不必要的损伤以及伤亡的前提。在建筑结构设计中提高抗震设计水平是提高建筑物设计水平的一个重要方面。

二、提高建筑结构设计中安全性的措施

(一)提高并加强建筑结构设计者的专业水平

首先,相关建筑结构设计师应当加强自我学习能力,要在其日常工作中多多注意向经验丰富的前辈进行学习,努力在提高其专业理论知识和专业技术的同时,也要注意提高其对影响建筑结构设计的安全因素的认识,并在其日常工作中严加注意,要充分考虑其结构材料、施工技术、自然环境因素等影响建筑结构使用性和安全性方面的因素,同时也要多加练习和思考,并在设计前做好准备工作,也要对其施工过程进行关注,并不时和施工技术人员和管理人员进行沟通,确保建筑工程的质量。与此同时,也要加强提高其技术规范制定的合理性,有助于建筑施工队伍灵活应对和处理施工设计问题。

(二)严格按照国家规定的建筑规范设计建筑结构

随着建筑业进一步的发展,建筑结构越来越被重视。国家也出台了一此相应的规定。而一个国家的规定不仅仅是技术性的,还具有很强的政策性。而且这此规定是与时俱进的,要不断修改,我们不能仅仅满足于过去的设计标准。为了提高建筑的质量,消除安全隐患,建筑设计人员要谨守木责,对建筑过程中不符合国家相关规定的行为及时提出异议,并提出解决措施,以避免或减少类似情况的发生,使建筑结构设计更多的为人们考虑周全。同时,建筑结构设计人员对存在违规行为且屡教不改的人员要及时举报,以免造成更严重的损失。

(三)开展科研,创新设计软件

第7篇

建筑结构设计的安全性是指在建筑设计师进行设计的前提下,运用科学合理的建筑结构设计方法和手段,在相关部门和施工人员的配合下,最大程度的保证建筑的安全水平。建筑结构设计作为建筑施工过程中的重要环节,是保证建筑安全性的前提,一旦建筑结构设计出了问题,必将导致建筑安全性降低。随着建筑设计的要求越来越高,建筑设计的问题也逐渐显现。

1.1建筑设计抗灾性能差

回顾近些年的灾害史,我国多地地震、滑坡、泥石流等地质灾害及台风、暴雨等气象灾害频发,在这些自然灾害中,不仅造成房屋倒塌、人员伤亡,而且还使人民财产受到巨大的损失,严重影响了我国经济、建设等方面的发展。在一次次灾难过后,留给建筑业的更是反思,如何提高建筑的安全性,来切实保障人民生命财产安全,成为了所有人考虑的方向。建筑结构设计对于房屋后期安全性有着至关重要的作用,但在建筑结构设计时,部分建筑设计师对于抗灾性能考虑较少,忽视了建筑在承受自然灾害时的安全性能,建设完工的建筑抗灾性能较差,致使问题不断发生。

1.2建筑结构设计不合理

建筑结构设计是保证建筑安全性的重要措施,也是整个建筑工程中的关键一环。把握建筑工程中的质量问题关系到国家和人民的财产安全。但由于部分建筑设计者欠缺设计经验、专业知识储备不足、能力有限,对建筑结构设计不重视,影响了建筑结构设计,直接导致了建筑安全性降低,增加了建筑安全事件发生的可能性。

1.3建筑质量难以保障

随着社会经济的不断发展,建筑业飞速发展,建筑业在社会经济中的作用也越来越重要。然而在建筑施工中,建筑质量问题尤为突出,部分建筑单位考虑到自身经济利益,从而在建筑材料上降低成本,导致部分建筑材料质量不过关,存在偷工减料的现象。部分建筑企业不重视建筑结构设计,敷衍了事,严重影响了建筑结构设计的质量,这些都直接影响了建筑的安全性,为今后埋下了重大的建筑安全隐患。

1.4建筑结构设计监管力度不足

随着社会经济发展对于建筑业的需求越来越大,我国建筑业发展迅速。然而建筑业一些基础性法律法规、建筑标准建设不完善,对于建筑结构设计不重视,缺乏建筑设计的监管,为不法建筑企业提供了生存的环境。在建设结构设计中,缺乏规范、章程和标准,没有明确的监管部门和监督机构,部分质量监管部门监督力度不足,也在一定程度上影响了建筑结构设计,降低了建筑的安全性。

2建筑结构设计提高建筑安全性的措施

建筑结构设计作为保障建筑安全的重要一部分,需要从根本上加以重视。对于建筑结构设计中存在的意识不足、设计不合理、质量难以保障、监督力度不足等问题,需要从设计者、施工方、监管部门等方面入手,找出切合实际的解决办法,才能提高建筑结构设计的质量,发挥建筑结构设计在提高建筑安全性方面的重要作用,切实保障建筑的安全性,保障国家财产不受损失、人民生命财产安全不受威胁。

2.1加强抗灾性设计

随着安全性能要求的提高,建筑结构设计也要提高设计水平,切实保障建筑的安全性。在建筑结构设计中要因地制宜,结合当地实际情况,准确分析当地的气象、地质条件,确保从实际出发,做到具体问题具体分析,设计出适合当地的建筑结构。只要适合实际情况的建筑结构才能在灾害发生时,降低建筑的受损率,减少人员伤亡和财产损失。建筑结构设计人员要切实加强建筑的抗灾性的理念,树立“安全第一”的意识,从根本上认识到建筑结构设计对于建筑安全的重要性,只有这样才能不断推动建筑结构设计的发展,切实发挥建筑的安全防护作用。

2.2加强建筑结构合理设计

随着经济水平的不断提高,技术水平也不断发展。建筑结构设计人员要紧跟时代的步伐,结合时展背景,不断提高自身的设计能力,利用空闲时间不断学习新知识,新理念,掌握新技能,在不断发展的今天,努力做到活到老,学到老,不断充实自己,做到与时俱进。同时又要学以致用,结合计算机技术,对于掌握的新技能,新理念,结合实际进行应用,不断提高自身的职业素养,不断积累建筑结构设计经验,提高自身的设计能力。同时要加强设计行业内交流,拓宽眼界,发掘新的技术,取长补短,在交流中积累经验,获得更多的建筑结构设计知识。通过不断的学习来加强建筑结构设计的合理性,做到结合实际,将建筑安全放在首位,切实保障建筑安全。

2.3监控施工,提高质量

建筑结构设计是建筑安全性的重要保障,建筑施工是建筑结构设计付诸实践的必经之路。要强化建筑结构设计在建筑安全性方面的作用,既要提高建筑结构设计水平,又要提高施工质量。在施工过程中,建筑结构设计方要时刻保持与施工方的联系,指派专人进行监督,及时发现在施工中与建筑结构设计中不相符的地方,并提出相对整改建议,引起施工方对建筑质量的重视。施工方在在施工过程中和建筑材料采购中,要遵循质量第一的原则,不得私自采购劣质建筑材料,不得在施工过程中偷工减料,要从根本上杜绝这些现象的出现,确保建筑的承载能力,切实提高建筑质量,保障建筑安全。

2.4强化监管,提高监管力度

随着建筑业的飞速发展,建筑结构设计中的安全隐患也越来越凸显,建筑业的质量问题亟待解决。我国相关部门要结合实际发展现状,制定符合我国建筑业发展实情的法律法规和相关标准,努力做到用制度管人,用制度抓安全。制定合理有效的规章制度,并在实际应用中,结合实际情况进行修正和完善。通过提高建筑结构设计标准,来严格规范建筑结构设计行业,用严格的标准来保证建筑结构设计的合理性、安全性。国家监管部门要加强监管力度,做到严格执法,在监督过程中及时发现问题,提出问题,督促建筑企业改正,并加大对违法违规企业的惩罚力度,加大违法成本。切实加强建筑结构设计的监管力度,提高建筑的安全性。

3总结

第8篇

【关键词】建筑结构;结构设计;概念设计;创新性;作用

随着我国建筑业的快速发展,建筑设计者亦随建筑的高要求而不断面临更大的挑战,本文阐述了概念设计对于建筑设计的意义,讨论了如何开展概念设计,并且指出概念设计在实际运用中容易出现的问题。概念设计对于提升建筑,尤其是高层建筑、智能建筑的质量与使用效能的所起的作用是有目共睹的,作为建筑设计师,我们一定要深刻的理解概念设计的内涵,做出高质量的精品设计工程。

1、概念设计的内涵与意义

所谓的概念设计,就是不经过精密计算而以宏观控制的特点来对结构的整体关联和分系统关系进行有机整理和创造的一种设计思维。概念是人们在实践基础上经过感性认识上升到理性认识而形成的。目前,人们在具体的空间结构体系整体研究上还有一定的局限性,在设计过程中采用了许多假定与简化。因此,这就要求结构工程师对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识,尤其在一些难以作出精确力学分析或在规范中难以规定的问题中依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验,把概念设计应用到实际工作中去,打破建筑结构设计中的墨守成规,充分发挥结构设计工程师的创新能力。针对目前建筑结构设计当中墨守成规的现象,从根本上避免由于设计软件的差异而导致设计不科学问题的出现。

2、概念设计对于建筑设计的必要性

建筑设计需要对各个力学应力数值、结构数值、材料数值进行精确地计算,但是过分依赖计算机软件,会对建筑结构造成不可预计的危害。比如在实际设计中很多设计人员用多、高层结构三维空间分析程序来计算底层框架,还有人为地布置一些抗震墙,但是不能完全满足楼层间的合理刚度比,也不能完全正确地反映底层框架在地震时受力状态。在设计中导致这样问题的出现,根本原因就是在于结构概念不明确,没考虑这两种结构体系的差异。如果是运用概念设计方法可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的经济可靠性能。

同时,概念设计也是判断计算机分析输出数据可靠与否的主要依据。避免电算误差问题的产生,在建筑结构设计中采用概念设计是最好的方法。在实际设计工作中,运用概念设计理念还可以对已经出现的问题进行深入的分析,从而发现深层次的因素,来改善设计水平。这往往比查找历史数据更为便捷。这种方法也可用于核对电算结果的科学性与严谨性。总之,在设计工程中引入概念设计理念,会极大的简化设计流程,避免因为计算机软件的过分应用产生的数据脱节现象。每一个建筑结构工程师都要以概念设计的理念充实自己的工作。

概念设计对建筑师的理论素养与实际应用能力有着更高的要求,需要设计师不断地丰富自身的知识,不断的结合实践锻炼自身的能力。还能避免设计师过分的对计算机软件产生依赖,僵化了设计思维。实际上,概念设计的运用,对设计师实际水平的提高也有重要意义。

3、如何开展概念设计

3.1 平面设计

建筑平面的形状宜选用风压较小的形式,并应考虑邻近高层建筑对其风压分布的影响,还必须考虑有利的抵抗能力和竖向荷载,在地震作用下,建筑平面要力求简单。在高层建筑中,建筑体受到更多的风压,没有好的的流体外形,就会对建筑产生长时间的水平应力。随着建筑层数提高,水平载荷下的侧移现象逐渐加重。在平常情况下承受内部静态应力,如果发生地震等或者其他地质灾害,则会诱发外部形变,对建筑内居住者产生生命安全影响。在高层建筑中,如何在满足相关要求的前提下选择更好的抗侧力体系成了结构工程师追求的重大目标。

3.2 剖面设计

在竖向传力体系设计设计中,首先要注意建筑不能超高,因为新的设计准则对建筑超高有了更严格的要求。在高层建筑的设计中,抗侧力结构刚度,应注意由基础向顶层逐渐过渡,要尽量避免出现在竖向上刚度发生突变的现象,以免由于刚度的较大突变而削弱其抵抗水平荷载的能力。高层建筑必须有相应的锚固深度,此锚固深度可结合布置设备用房和地下停车库的需要,作为一层或多层地下空间,这对降低高层建筑的重心有利,可提高建筑抗震能力及抗倾覆能力。

在竖向形体设计中,截锥形的建筑,采用由下而上分段逐渐减小楼层面积阶梯状体型,能使房屋刚度大大增加,由于房屋顶部的楼面尺寸比底部小,除了在建筑使用功能方面存在优点外,在抗风和抗震方面也具有一定的优越性。新月形的房屋就像一个竖向的悬臂壳体一样,能有效地增加它低抗侧向力的刚度,它的作用就像波形的屋面壳体能有效地抵抗重力荷载一样,重力荷载由柱-壳-框架承受,侧向荷载由竖向的壳体抵抗,该壳体由于楼面结构的加劲作用而得以加强,新月形的壳体形式能有效地抵抗对称作用与它的侧向力。上窄下宽形的高层建筑随着高度的增加在符合竖向结构的要求下,楼身向上不断收进与变细,这样可减轻承受的风力,降低楼体的重心,加强结构的稳定性。

3.3 基础设计概念

基础除了与地基相互作用外,与上部结构作用的关系也很复杂,除非在建筑的边缘部位出现荷载很大的情况,一般建筑基础的变形总是中部沉降多,外级沉降小。

在进行地质条件选型中,首先地基地质要好,或采用桩基。要求地基沉降量不能过大,重要的是控制高低层的沉降差,天然地基的建筑,高层部分一般采用满堂红基础,低层部分采用双向条形或单独基础,高层建筑常设有通往地下车库的通道,通道紧贴高层的外壁,并平行于外壁,作为车道的底板,便于铺防水层,也保证了高层建筑的整体连接。根据不同建筑的地理位置结构形式可选择桩基础、箱形基础和筏形基础。桩基础,当地基土质较软弱,建筑物层数较多,荷载较大的情况下,天然地基不能满足地基承载力的要求可以采用桩基将上部结构荷载直接传到下部坚实的持力层,高层建筑的桩基础可采用预制钢筋混凝土桩,混凝土灌注桩和钢管桩。箱形基础,箱开基础在高层建筑中广泛应用,它整体刚度好,能将上部结构的荷载均匀地传给基础,对上部结构能良好地嵌固,箱基有效地抵抗不均匀沉降,并与周围土体协同工作,提高建筑物的抗震和抗风能力。筏形基础,筏形基础适用于上部结构荷载较大,地基承载力较低的工程,筏形基础整体较好,刚度大,能有效地分散上部结构的荷载,调整基底的压力和不均匀沉降。

基础不但和和地基之间有相互作用,它和建筑的上部的那些结构也是相互作用的,所以必须要做好基础和上层建筑之间作用力的分析,加强基础的承载力,控制好建筑高低层的差异,使用最合适的结构类型,从而保证建筑的稳定和安全。比如,进行高层的地下室通道设计的时候,在确保通道与外部平行的时候,更要做好外壁的设计,从而对建筑防水层设置起到积极作用,更可以加强建筑的使用性。

在建造下部基层时,基础钢筋应力不断增长,建筑到四五层时钢筋应力达到最高值,以后随层数和荷载的增加应力又逐渐减小,这种现象是基础和上部结构协同作用的结果,当上部结构高低层数差别很大,但地下室有直通要求时,应做成整体基础,高低层不分开是有条件的。

4、总结

概念设计,总体上来说是整体设计的理念。要求设计师从宏观方面入手,系统的分析设计中的诸要素,采用科学的方法完成设计作品。概念设计减少了设计师对计算机软件的需求,更加强调设计师的理论素养和实际动手能力。只有对概念设计的理念有一个深入的了解,才能正确的处理可能出现的问题,设计出最符合要求的作品。

参考文献:

[1]王树中.建筑结构的方案设计[J].山西建筑,2006.

第9篇

关键词:建筑结构设计;提高建筑安全性;合理化建议

近些年我国建筑行业发展迅速,各种形式的建筑物层出不穷,建筑结构设计也朝着多样化方向发展,满足了人们对建筑的不同需求,但是在这过程中也出现了一些问题有待解决,其中尤为突出的便是建筑安全存在隐患,因建筑安全性得不到保证而造成的经济损失以及人员伤亡现象时有发生。如何保证建筑安全、提高建筑质量是当前建筑行业中重点研究话题,对实现企业长久发展、推动建筑行业进步具有重要意义,必须给予足够的重视。

1建筑结构设计安全性介绍

建筑结构设计是建筑工程中的一项重要工作,建筑质量和安全与设计方案的可靠性及可行性有着直接关系,只有从建筑特点、内部布局、施工环境等多方面进行综合分析,才能保证结构设计的科学、合理,从根本上减少建筑安全隐患,更好的发挥其功能,为人们的生活提供更多便利。当建筑在外力的作用下,其结构会出现不同程度的变化,如果建筑结构无法继续承受外部压力,就会发生变形甚至是坍塌现象,严重威胁了建筑内部人员的生命财产安全,保证建筑质量和安全一直是建筑企业不断追寻的目标,所以需要从结构设计出发,做好工程前的调查、加强施工阶段的管理、明确验收标准,同时要对各项数据进行准确的计算,提高施工人员的安全意识和责任心,严格按照国家规定的建筑安全标准结合实际工程进行建筑结构设计,规范施工流程和作业手法,提高建筑结构设计安全性和整体建筑质量。

2影响建筑安全性的因素

2.1安全意识不足

要想保证建筑结构设计的安全性,就要意识到建筑安全性的重要性,从设计工作的各个环节为建筑安全性提供保障。我国已经出台了一系列的规范及标准对建筑结构设计安全进行约束,特别是在建筑结构的抗震要求方面进行了明确规定,但是在实际工程中,很多人的建筑结构设计安全意识不足,没有意识到安全性设计的重要性,存在侥幸心理,在对建筑结构设计安全性进行考虑的时候比较片面化;对建筑结构的抗震设计要求不够重视,对抗震规范不够了解,建筑结构抗震设计难度较大,其结构的稳定性及安全性得不到保证。

2.2结构设计不合理

建筑结构设计比较复杂,会涉及到很多方面的工作,需要设计人员进行全面的调查、分析以及计算,确定更加科学、合理的建筑结构形式,保证结构设计的可行性和适用性。但是当前很多工程为了迎合业主方要求,没有对建筑结构设计实际要求进行考虑,结构设计不符合相关标准,甚至违背了基本的设计原则和设计原理,导致结构设计不合理现象严重,存在较多的安全隐患。

2.3抗震能力达不到要求

抗震设计是建筑结构设计安全必须考虑的问题,我国很多地区都位于地震带上,只有提高建筑的抗震能力,按照相关抗震要求进行建筑结构设计,才能提高建筑结构的稳定性,减少因地震灾害带来的损失。但是当前很多城市的建筑结构抗震能力都达不到要求,一些建筑企业为了扩大自身利益,偷工减料现象严重,建筑结构的钢材使用量不足,整体稳定性不强,当发生地震灾害,容易出现房屋倾斜、倒塌现象,造成重大的经济损失,引发人员伤亡。

2.4施工管理工作不到位

施工管理是保证工程质量的必要工作,包括施工材料管理、施工设备管理、施工人员管理等多个方面,所以必须从不同方面出发做好全面管理工作,为建筑安安全性提供最大保障。施工管理不到位是降低建筑安全性的主要因素之一,施工材料选用不符合使用要求、没有对其质量进行检验;施工设备维护工作不到位,容易出现运行故障对工程质量造成影响;施工人员综合素质不高,安全意识和责任意识不强,施工手法和施工流程不规范,这些情况都会对建筑安全性造成影响。

3建筑结构设计中提高建筑安全性的合理化建议

3.1提高安全意识

要想在建筑结构设计中提高建筑安全性,就要认识到安全性的重要,提高安全意识,做好每一个环节的设计工作,加大对安全隐患频发设计环节的研究力度,制定科学、有效的解决措施降低安全隐患的发生概率。以相关规定和标准对结构设计进行约束,并结合实际工程情况进行结构设计工作,使其稳定性能够达到工程要求;加强对建筑结构抗震性能和安全性的检查与估测,确保建筑结构设计的安全性和抗震性。

3.2优化结构设计

科技的不断进步为建筑行业的发展创造了有利条件,当前各种计算机技术和软件的应用越来越多,在进行建筑结构设计的时候,可以充分利用先进的计算机技术和软件,对结构设计进行优化,改善设计中存在的不足和缺点,提高建筑安全性,同时还能为技术人员提供更多的方便,工作效率得到了显著提高。通过智能、精良的设计软件,能够对各项数据进行更加准确的计算,为建筑结构设计提供更加可靠的依据,提高建筑的安全性。

3.3加强建筑结构抗震性能设计

加强建筑结构抗震性能设计是提高建筑安全性的必要工作,在降低因地震灾害造成的损失方面具有重要意义。在进行抗震设计的时候,需要以国家规定的建筑结构设计抗震要求和规范为基础,对当地的地质构成情况进行详细的勘察,选用更加合适的结构形式,并做好各种加固措施,提高建筑结构的稳定性抗震能力,保证建筑具有更高的安全系数。

3.4加强施工管理

对于提高建筑的安全性来说,加强施工管理非常重要的工作,在进行施工管理的时候,必须从材料、设备以及人员等多方面进行,对整体工程进行协调,实现提高建筑结构安全性的目的。在选用施工材料和施工设备的时候,需要严格按照合同规定进行,明确材料的规格以及设备的参数,并对材料质量进行抽检,避免不合格材料的混入;对设备进行定期维护,避免出现设备故障。做好对施工人员的培训工作,提高其安全意识,使其掌握更加全面、先进的施工工艺,规范施工手法,严格按照施工流程进行每一步工作,提高建筑安全性。

4结束语

综合全文来看,对建筑安全性造成影响的因素有很多,最常见的也是最主要的有安全意识不足、结构设计不合理现象严重、结构抗震能力达不到要求、施工过程缺乏有效的管理,通过提高安全意识、优化结构设计、加强结构抗震性能设计、做好施工管理等方式,能够有效解决建筑结构设计存在的安全隐患,最大程度上保证了建筑安全性,降低了安全事故的发生概率,在实现建筑行业稳定、健康发展过程中起到的重要作用。

作者:饶亚明 单位:江西省抚州市建筑勘察设计院

参考文献:

[1]侯捷.在建筑结构设计中提高建筑安全性的几点思考[J].江西建材,2016(13):32+35.

第10篇

关键词:剪力墙结构;建筑结构;设计;应用

目前,剪力墙结构设计在国内并没有相关规范条例,设计者应用在建筑结构设计中时参照实践经验和建筑实际要求来设计。剪力墙结构能够更好地适应建筑的发展需求,是建筑结构设计中常见的一种结构,设计得当不仅能减少建筑施工时间,以其抗侧刚度大等优势还能增加建筑使用年限,在建筑结构设计中占据着重要的地位。虽然剪力墙结构应用广泛,但是并不是所有建筑都适用,设计者应结合实际情况综合考虑,根据可靠分析来设计剪力墙结构,才能最大限度发挥其作用。

1剪力墙结构概述

1.1剪力墙结构

剪力墙结构是指建筑(包括房屋极其附属的建筑物)用来承受风荷载或者地震等自然灾害引起的水平荷载的墙体,因此又叫做抗风墙、抗震墙或者结构墙。剪力墙结构设计初衷是为了防止建筑结构遭受外力破坏,提高建筑结构的稳固性。所谓建筑结构,根据施工方法分为:混合结构、框架结构、剪力墙结构以及框筒结构等,剪力墙结构具有抗侧刚度大、用钢量小以及抗震性能强等优势,对比其他建筑结构,剪力墙在建筑结构设计中应用较广泛。剪力墙结构的建筑材料一般选用钢筋混凝土,利用钢筋混凝土墙板承受建筑结构来自竖向受力和横向受力,但在实际施工中,剪力墙结构主要指竖向的代替梁柱受力的钢筋混凝土墙板(见图1),水平方向仍然是用钢筋混凝土的大楼板搭载墙上实现对建筑结构水平力的控制。

1.2剪力墙特征及种类

根据剪力墙的墙体是否开洞以及开洞尺寸的大小,6~7m的为大开间,3~3.9m的为小开间,而小开间剪力墙较经济合理,减少了建筑成本,增大了建筑使用面积。剪力墙结构分别有以下四种:①实体墙,其中只有实体剪力墙结构墙体不开洞。实体墙的变形主要是曲型,墙体承受能力比较强,不会发生突变,稳定性较好。②整体小开口剪力墙,相对来说截面墙体开洞面积较小,占整个墙体面积的比例不超过15%,变形为弯曲型,弯矩图处有可能发生突变。③多肢或双肢剪力墙,墙体开洞面积过大并且洞口成列状分布,弯矩图处不会发生异常情况,受力特点和整体小开口剪力墙相似。④壁式框架剪力墙。墙体开洞面积在几种剪力墙结构中是最大的,墙肢线与连梁线上的刚度比较接近,变形为剪切型,受力特点与框架结构相似。

2剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

2.1剪力墙结构设计原则及要点

2.1.1对墙体进行受力分析

剪力墙结构在建筑结构设计中,墙体作为平面构件承受着建筑结构水平、垂直方向的剪力和弯矩,因此,在进行剪力墙结构设计时,要对墙体自身的实际受力情况进行充分研究和分析,保证墙体质量,才能发挥出剪力墙应用在建筑结构设计中的重要效果。

2.1.2平面内搭接

剪力墙的主要作用就是代替原始建筑结构中的梁柱受力,决定了剪力墙结构在同一平面内对自身刚度和承载力的要求。首先,剪力墙结构的平面布置方向应该尽量沿着主轴的方向,不能出现对直或拉通的现象,若方向不一样,则应该使剪力墙结构连在一起,只有这样,剪力墙结构才能发挥出在建筑结构设计中的价值。再者,剪力墙结构在垂直方向上要做到从下往上连续的布置,避免发生刚度突变,且刚度要分配均匀,剪力墙结构开的洞口要形成明确的墙肢和连梁。最后,合理控制剪力墙结构的数量,在建筑结构平面布置和设计时不能使剪力墙结构过于密集,需要平衡抗侧力刚度,如果抗侧力刚度过大,剪力墙结构重力加大,无形中对建筑抗震能力造成威胁。由于处在平面外的刚度和承载力相对较小,在建筑设计剪力墙结构时应尽量避免平面外的梁体与剪力墙连结,影响剪力墙弯矩发生突变导致施工质量问题,实在无法避免的情况下,应当按照相关施工标准加固剪力墙结构(见图2),确保剪力墙平面内外安全。

2.1.3调整超限

1)剪力墙结构应遵循建筑楼层之间最小剪力数的原则,例如在建筑结构设计初期,考虑到提高建筑抗震性时需要适当降低建筑结构自身重量,剪力结构设计应在短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩40%以内的前提下,尽量控制剪力墙的数量[1]。2)有必要对楼层之间最大位移与楼层高之间的比例进行调整的原则,为满足地震作用等对建筑造成扭转或剪切变形导致的建筑楼层之间发生位移的需要,剪力墙结构设计不能只依靠控制竖向构件数量来对建筑变形进行处理,调整楼层之间最大位移和楼层高比例可以尽量减少楼层之间的扭转、剪切变形。3)超限的具体内容是依据相关规定,剪力墙结构中连梁剪力和弯矩的跨高比须>2.5,反之,如果跨高比<2.5,则视为超过规定限度,但是跨高比大于2.5并不等于越大越好。例如当剪力墙结构连梁跨高比在5~6时,并不会导致连梁刚度发生变化,但是剪力墙出现超限现象,剪力墙结构发生突变概率增大,不利于整体建筑结构施工,这种情况应该采取框架结构的方式设计剪力墙。所以,剪力墙结构设计时,超限调整也是必不可少的内容之一,既保证剪力墙结构质量,又能有效控制建筑结构整体质量。

2.2剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

2.2.1平面布置

明确定位剪力墙设计要点,平面布置应尽量均匀、对称,同一平面内外的剪力墙结构的质量中心和刚度中心完全重合,减少扭曲,增加稳固性。建筑结构设计过程中较长的剪力墙结构要设计开洞口,并均匀分配成长度相等的几段墙面,为避免剪力墙发生剪切破坏,相关施工指标规定:每段独立墙面总高度与截面高度之间的比例必须≥2。剪力墙结构洞口一定要保证上下对齐,成列布置,避免墙洞交错叠合导致剪力墙受力刚度减小,否则剪力墙结构容易变形,发生施工事故。在建筑结构抗震功能设计时,进行双向或多向设置对剪力墙结构的功能性有一定的保障,形成一定的空间工作结构,当剪力墙结构洞口与墙边或洞口与洞口之间形成墙肢截面高度与厚度比例<4的小墙肢时,应该采取框架柱箍筋设计对剪力墙结构进行全高加密。对较长的墙肢要分为两个墙肢施工,超过8m长的墙肢都应设置施工洞使其划分为小墙肢。同时剪力墙结构的抗侧力刚度不宜过大,否则会导致墙体自身重力增大,违背了抗震性能设计的初衷。剪力墙结构的抗侧力刚度值可以通过公式:T=n(0.05~0.06)来计算,式中,n为建筑结构的楼层数,建筑施工建模时计算得出精确数据,防止抗侧力刚度过大影响建筑施工。

2.2.2墙肢截面厚度

剪力墙结构设计应用在建筑结构设计中,对墙体厚度施工有明确规范条例,例如短肢剪力墙,条例规定其底部加强部位不能<0.2m,其他部位必须>0.18m。剪力墙的厚度应按阶段变化,为防止剪力墙结构发生刚度突变,剪力墙阶段变化范围应控制为50~100mm,且要均匀连续变化,当混凝土等级和强度改变同时发生时,建筑结构设计必须将两者错开楼层。剪力墙结构墙体厚度的规范性施工能有效保证墙体的稳定性和刚度,直接决定了建筑结构的稳固性和安全性。

2.2.3剪力墙结构连梁钢筋配置

连梁是高层建筑的重要承重构件,按照国家四级地震抗震指标来说,剪力墙结构的配筋率不得低于0.2%,前三级抗震则要求不能低于0.25%。因此,在剪力墙结构设计过程中,连梁配筋率必须严格按照相关指标进行,结合实际对建筑结构连梁进行精确的承压计算,可适当增加剪力墙的配筋率,有效防止扭曲、剪切力对建筑结构的破坏,同时也不可盲目增加,避免剪力墙结构自身重力过大影响其抗震性。

2.2.4边缘构件设计

在建筑结构设计中设计剪力墙时,剪力墙的边缘构件也是一个比较重要的部分。剪力墙结构的边缘构件主要有端柱、暗柱等,增加边缘构件的延展性,结合实际设计需求约束边缘构件设计能防止剪力墙结构产生水平位移等问题。

3结语

在充分保证建筑结构的稳定性及安全质量的前提下,有效降低建设成本,优化建筑结构设计有助于建筑实现效益最大化。建筑结构设计中,剪力墙结构设计应用的重要性和广泛性在国内建筑业已经占据了很大的比例,设计人员在设计剪力墙结构时,应经多番论证结合建筑实际情况和设计要求,以剪力墙种类的多样性和灵活性为基础,遵循设计原则,把握剪力墙的设计要点,促进剪力墙结构设计技术的发展,推动建筑事业取得更大的成就。

作者:孙家昱 单位:四川西南广厦建筑设计院有限责任公司

参考文献:

[1]付艳强.论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].科技风,2014,27(1):146-147.

第11篇

关键词:房建工程;结构设计;问题;强化措施

中图分类号:TS958文献标识码: A

引言:

建筑结构设计作为每个工程项目建设的基础,是项目开展的重要前提工作。现阶段,建筑功能出现了多元化发展,建筑结构的意义得到了更好的体现。在建筑设计方面,对建筑项目的特征进行体现主要是通过结构设计来进行实现,建筑结构在设计过程中经常会出现很多的问题,对建筑项目的安全性以及经济性产生了很大的影响。为了能够对建筑结构设计的质量和水平进行提高,针对出现的问题可以采取相应的措施,促进建筑项目设计得到更好的发展。

一、建筑结构设计中存在的问题

(一)建筑结构设计图纸过于简单

在建筑项目施工中,建筑结构设计图纸的作用至关重要,要想使图纸能够更加完善和合理,要在进行设计时对每个细节问题都进行重视,在建筑结构设计方面要对建筑结构类型、建筑结构抗震设计、建筑结构抗震等级、建筑结构防裂等问题进行重视。但是,在现在的建筑结构设计中,存在着很多的设计环节不规范的情况,在设计方面采用的标准不规范,设计图纸中对很多事物的标高等重要信息没有进行明确,导致建筑项目在施工中出现了很大的随意和混乱问题,对建筑项目的质量产生了很大的影响。

(二)建筑基础选型不够合理

建筑结构在基础选型方面对建筑的安全性、实用性、科学性以及合理性问题要进行重视。现在,很多的高层建筑项目在基础选型方面出现了不合理以及不科学的现象,地基的承载能力不足导致建筑项目出现变形的问题。不合理的建筑基础选型会导致建筑项目地基出现不均匀的沉降问题,对建筑的安全系数有很大影响,建筑质量无法达到要求,对建筑项目的使用寿命也将产生很大的影响。

(三)地下室外墙设计不够科学

在建筑结构设计中,地下室外墙设计占据非常重要的地位,其也是建筑结构设计中非常容易出现问题的部分。地下室外墙设计对地下室建设有很大的影响,对整个建筑项目的承载能力也有很大的影响,因此,在设计方面比较严格。但是,地下室外墙设计在整个建筑结构设计中并没有得到很多人员的重视,在施工中也出现了很多的问题,比较常见的问题就是地下水位的高低、地下层数、地上负载等因素,这些因素对建筑项目的安全系数都有很大的影响,对建筑项目的质量也有很大的影响。

(四)房屋建筑中变形缝的设计不够重视

在房屋建筑工程中,考虑到房屋所处位置的气候环境因素,以及当地的冷热差,要在房屋设计中加入变形缝的项目,以免因温度变化造成房屋出现损伤,对于变形缝宽度的计算与设计,是考验房屋建筑结构设计工程师专业素质的一项难题。现如今我国部分房屋结构设计师习惯在设计过程中忽略变形缝的重要性,而选择在施工过程中用后浇带来解决变形缝的问题,后浇带虽然有一定的效果,但是在房屋的使用过程中寿命较短,而且不能进行二次修复,与变形缝相比,使用价值较低。因此房屋建筑结构设计工程师要加强对变形缝的认识,进行精准的变形缝设计。

二、强化房屋建筑结构设计的措施

(一)提高房屋建筑结构基础设计的质量

在房屋建筑结构设计中,地基与基础的设计不仅要安全适用,还要经济合理。因此设计人员必须要从多个方面进行考虑。在进行房屋结构设计前,必须要现场地质进行认真、详细的勘察,以根据全面的地质勘察资料为房屋的基础及上部结构方案进行设计。在进行荷载计算过程中,除了套用基础设计公式与地基所容许的承载力值进行设计之外,还要严重根据规范修正地基容许承载力值。由于不同的土,其承载力是不同的,因此设计人员必须要根据土层的类型,合理计算地基的承载力。在进行基础设计计算时,必须要严格按照设计规范,采用总刚程序与分析法进行计算,尽可能减少计算的误差,以提高房屋建筑结构基础设计的质量。

(二)提高房屋建筑框架结构设计的质量

在房屋建筑结构设计中,对于框架结构设计,坚决不运行设置钢筋混凝土楼电梯小井筒。同时,在选择框架结构参数时,既要考虑楼层地震剪力系数、楼层的侧向刚度比等因素,还要考虑其他指标对点算结果的验算。另外,在结构配筋的设计上,对配筋率的最大或最小限值也必须进行充分考虑。严格按照相关规范要求,以确保在各个部位的钢筋都能满足延伸、长度、强度及搭接等方面的要求,以使建筑设计满足强度要求,尤其是在发生地震时,建筑物就会出现一定的延性,有利于提高建筑的安全性。对于房屋顶层部分,也必须要根据规范标准进行设计,避免因屋面温度应力问题而导致墙体出现裂缝问题。

(三)建筑主梁的设计

在现代房屋建筑结构设计中,主梁的设计是非常重要的。主梁作为建筑物的构件及支撑骨架,是保证建筑物稳定性与安全性的关键,因此建筑主梁一般不存在问题。主要的问题多出现在主梁处有次梁的设计方案中,因此必须要在有次梁处增加箍筋。通过在主梁有次梁处的两侧增加箍筋,以提高主梁及次梁的抗压、抗剪及抗震能力,从而提升建筑物的稳定性及安全性。

(四)刚性楼面的设计

为了使程序的计算结果能够很好的反映出建筑结构的真实受力状况,以减少根本性误差的出现,在设计过程中应尽量设计成刚性楼面。因此在建筑设计方案阶段应避免大开洞、外伸翼块太长及凹槽缺口太深等楼面设计问题。同时,还要保证建筑结构布置与配筋构造的合理性,且要保证结构的使用功能。若平面无法满足刚性楼板的设定,这就要求在进行房屋结构设计中必须要增设连系梁板与在洞口边增设暗梁边梁,以增加梁板或暗梁边梁的配筋量,并采用双层配筋或斜向配筋等方法,以满足刚性楼板的设计要求。

(五)承重墙结构的设计

现代房屋多属矩形平面,其横向刚度往往要小于纵向刚度,这就要求必须要有足够的横墙,才能有效保证房屋建筑结构的抗震性能。从地震灾害可知,房屋墙体一般都是剪切破坏。因此,在进行房屋建筑设计时,必须要提高建筑的抗剪强度,以提升房屋横墙的抗震能力。以提高建筑的抗剪强度,就要求提高材料的强度等级,并相应增加横墙的轴压力,因此需要将横墙尽量成为承重与隔断相结合的墙体。当房屋建设中的房间比较大时,设有沿进深方向的梁应支撑在纵墙上,以使纵墙承重。同时,建筑楼板应沿纵向搁置,因此形成横墙承重,再加上纵墙因存在轴压力而增加其抗剪能力。

(六)对建筑材料加以统筹安排与利用

在工作人员展开建筑结构设计工作的过程当中,对于各类建筑材料的选取同样是关键的工作内容之一。对于建筑材料的选择需要充分考虑的指标包括:建筑材料的受力特征;建筑材料的工作环境。同时,所选择的建筑材料应当在保障材料使用性能的基础之上,最大限度地降低建筑材料的损失与浪费问题。此过程当中需要特别注意的是, 建筑结构设计人员需要结合项目设计的实际情况,设计多种建筑材料的选取方案,通过综合对比的方式,选择经济优势、以及性能优势最为突出的建筑材料设计方案。

三、结束语

房屋建筑工程行业仍在不断发展过程中,新的房屋建筑工程也在不断进行,为了保证房屋建筑工程的质量和减少房屋建筑中的问题,就必须要对房屋建筑结构设计加强,重新带入房屋建筑中。并且在进行房屋建设的过程中,在实现提高建筑结构设计水平的同时,不断发现探究可能出现的问题,并及时解决,保证房屋建筑结构设计革新与建筑施工的同步进行,推动我国整体房屋建筑结构设计水平的提升。

参考文献:

[1]张鹏. 探讨房屋建筑结构设计中的常见问题[J]. 中国建筑金属结构,2013,20:84.

[2]王健. 房屋建筑结构设计中的常见问题及解决措施[J]. 中外企业家,2013,35:142+144.

第12篇

关键词:建筑结构设计;设计原则;存在的问题

建筑结构设计是建筑设计的基础,更是建筑项目施工及后期运行得以顺利开展的前提所在。在建筑功能多元化发展的趋势之下,建筑结构设计的重要意义得到了进一步的凸显。在此过程当中,建筑设计工作人员希望赋予建筑项目的特征主要是通过结构设计的方式所展现出来的。建筑设计与结构设计之间的关系在于:制约与被制约。也正是由于这两者之间存在制约与被制约的关系,从而使得建筑结构在设计过程中频频出现各类问题,无法确保建筑项目的安全与经济。为了更加有效的保障建筑结构设计的质量与水平,文章就对结构工程设计中常遇到的有关问题进行相关分析探讨。

1 建筑结构设计内容。

结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西。结构语言就是结构师从建筑及其它专业图纸中所提炼简化出来的结构元素。包括基础、墙、柱、梁、板、楼梯、大样细部等等。然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系,包括竖向和水平的承重及抗力体系。把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。结构设计的内容由上可知为:基础的设计上部结构的设计和下部设计。

2 建筑结构设计的原则

建筑结构设计的基本原则是经济、适用、安全、美观、便于施工。一个优秀的建筑结构设计往往是这五个方面的最佳结合。结构设计一般在建筑设计之后进行,所以建筑结构设计一方面“受制”于建筑设计,另一方面又“反制”于建筑设计。结构设计应满足、实现各种建筑要求,而不能对建筑设计造成影响;而结构设计的能力范围是建筑设计的上限,也就是说建筑设计不能超出结构设计的能力范围,不能违背安全、经济、合理的结构设计原则,建筑设计的实现与否取决于结构设计。

3 建筑结构设计的关键问题

3.1 箱、筏基础底板的挑板及阳角问题

箱、筏基础底板的挑板,既能降低建设成本,也能调整边跨底板处弯矩使之受力均衡。当采取基础底板外挑时,能降低基底附加应力,减少沉降量:通过挑板尺寸的调整使上部结构的荷载合力重心尽量与筏板形心相重合,调整不均匀沉降。

筏板基础悬挑底板阳角的区域在整个基底中占据的分量不大,斜角设置也是可以的。若底板钢筋双向双排设置时,悬挑部位不变,阳角放射状附加钢筋可不另加。

3.2 梁、板的跨度计算问题

梁板结构在建筑结构设计中极为常见,简单说可以是指在梁的中心线上存在一刚性支座,模糊梁的定义,常常将梁板结构认为是一变截面板。在扁梁结构中,若梁的高度与板得尺寸相差不会很大时,则计算长度取至梁中心,梁配筋时,取梁中心处的弯距和梁厚、梁边弯距和板厚配筋中的大值配筋。柱子也可认为是超大截面梁,因此梁配筋的话取柱边弯距。

3.3 箱基沉降计算问题

在基坑开挖过程中,因基坑不同部位受到的约束大小不一致,地基土回弹情况不同,如摩擦角内坑边的基底土受到约束,不反弹,而坑中心的地基土反弹,以弹性为主。当然坑底约束大小、回弹情况也会影响沉降的计算。当基础较小、坑底约束很大时,则回弹可忽略不计,计算沉降时按基底附加应力计算;若基坑很大,承受的约束又较小,计算沉降时则按基底压力计算,受约束的坑边土作为安全储备。

3.4 承重柱截面高度的设计

在建筑工程设计中,有时为了满足建筑美观要求,刻意减小柱截面高度,使梁柱的线刚度比加大,将梁简化为铰支梁,柱按轴心受压计算,这样做虽然简化了计算模型,却给结构安全埋下隐患。因为这样处理忽略了柱对梁的约束弯矩,结构受力后易在梁与柱交接处出现水平裂缝,形成塑性铰。这种状态下既影响房屋的正常使用,也会在地震作用下发生房屋倒塌事故。这也违背了抗震设计的“强柱弱梁”的设计原则。因此在设计中应通过严格控制轴压比来选定柱截面尺寸,同时注意梁柱的线刚度比控制在4以内。

3.5 主梁及次梁处加附加筋

主次梁横截面施工时,应优先加箍筋,附加筋作为后补资源,当主梁箍筋不适用于次梁截面范围或箍筋短缺等情况时,在次梁两侧则需要补上附加筋,可见附加筋要有但并非一定的。梁所处部位不同,附加筋的使用情况也是不一样的,位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载,应全部由附加横向钢筋承担。具体来说,位于梁上的集中力无须加附加筋,如梁上柱、梁上后梁、水箱垫梁等;而位于梁下部的集中力应加附加筋,视梁截面高度范围内的集中荷载的具体情况而定。

一般来说,当主次梁截面相差不大,次梁荷载较大时,应加附加筋。出现下列情况的主梁可不加附加筋:①当主梁高度很高,而次梁截面及荷载很小时,如快接近板上附加暗梁;②当主次梁截面均很大,而工艺要求形成的主次深梁,而荷载相对不大时;③当主梁上次梁开裂后,从次梁的受压区顶至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁产生的剪力时;④主次深梁及次梁相对主梁截面、荷载较小时也不需加附加筋。

3.6 悬挑梁做等截面

悬挑梁适宜做成等截面,尤其是在挑出长度不大时。与挑板相比,挑梁的不同之处在于:挑梁自重占总负荷的比例很小,白重影响较小,若做成变截面,则无法有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋,所有的都不一样,这样一来会对建筑施工造成困难。此外等截面梁的挠度没有变截面梁大,耐久性也好点。

3.7 建筑抗震设计

在建筑结构抗震设计中,除了要考虑结构抗震验算、概念设计等外,也要考虑结构延性(结构类型和结构材料的限制使用)的提高,将抗震与消震相结合。通过设计地震力与结构延性相互影响方式,加强消能减震和隔震等措施,以达到降低地震对建筑结构的影响,使建筑具备良好且经济的抗震性能。强柱弱梁,强剪弱弯和强节点弱构件的设计理念在提高结构延性上具有重要作用。

建筑结构形式不同,结构抗震设计方法自然也是不一样的,下面是各类结构的抗震计算方法:①高度不超40m的单质点体系的结构,质量和刚度分布均匀,以剪切变形为主的结构,则采用底部剪力法等简化方法。②除上述以外的建筑结构,多采用振型分解反应谱方法。③不规则的高层建筑,应采用时程分析法进行补充计算,取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

4 结语

建筑结构设计在建筑安全中有着举足轻重的地位,为保证建筑行业的更好发展,设计人员要从基本的构件算起,深刻理解规范和规程的含义,并密切配合其它专业来进行设计,在工作中应事无巨细,善于反思和总结工作的经验和教训,才能做好建筑结构设计,促进建筑工程质量的不断提高。

参考文献

[1] 熊煜.建筑结构设计中若干问题分析[J].山西建筑,2009(25).