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摘要：本文根据作者多年的工作经验及总结对建筑结构设计的过程和一些基本的方法进行自己的探讨。
关键词:结构设计基本方法措施
Abstract: based on the author's work experience and summarize the structure design process and some of the basic methods of their discussion.
Keywords: structure design basic measures
中图分类号：TB482.2文獻标识码：A 文章编号：
:随着现代改革开放的慢慢深入和推进,我国经济的不断发展,即我国的工业民用建筑也得到了很大进步,建筑结构的设计思想也随着不断的得到更新,建筑结构的体系越来越多样化,及在建筑项目结构设计的早期阶段的项目管理也在不断的成熟当中。竞争变得越来越激烈,市场慢慢的走向成熟,客户对于建筑的设计也越来越理性,对于建筑的功能设计要越来的越高,因此从建筑设计人员来看的话, 建筑项目的设计过程变得极其重要。
建筑的结构设计
建筑结构设计可分为整体设计和部分设计两部分。整体设计包括结构结构体系的选择,柱网的布置,梁的布置,剪力墙的分布,基础的选型等。设计的关键在方案,应进行多方案比较。
建筑的结构方案不应该是预先设想的,所喜爱的某种形式,一般结构设计总可以有多种方案来实现建筑师的构想,而多种方案中通常必有一种相对更为经济、合理,作为方案技术比较和经济分析是一项必不可少的重要工作。建筑结构平面是否合理,竖向刚度、质量是否均匀,柱网尺寸是否适当,是决定结构方案好坏和经济与否的关键。建筑物的平面及造型一般都是建筑师的工作,市场经济有时往往为投业主所好,标新立异。
结构工程师处于比较被动的地位,解决这一问题的办法,除了建筑师需要掌握基本的结构知识,特别是抗震设防的概念外,结构工程师在方案的前期,就应该与建筑师共同商讨,通力合作,密切配合,以实现建筑师在设计上的创新。有时如果能够巧妙地运用结构体系,把它暴露出来,反映不同功能系统相互配合,展示建筑的风格,不但能取得经济效果而且会取得特有的多样化的造型效果。
建筑结构设计的阶段大致上可以分为三个部分的内容:
第一,结构方案的确定,即通过建筑所在地的地质情况和抗震情况,和所需建筑的高度来确定建筑所需要的结构形式。
第二:建筑结构的计算,这方面的计算包括很多的方面,比如说风的载荷、地震的载荷、结构自身的载荷等等另外,还应该根据计算出来的载荷值和一些计算方法来确定构件的截面,综合计算出来的载荷值和构件截面进行弯矩、扭矩等一些内力的计算。最后,通过对计算出来的构件的内力值和一些对构件的要求和限制计算出构件是否符合文件规范和要求。
第三,就是根据以上计算出来的值对施工图纸进行设计和确定。
2结构设计的基本方法
(1)地基的基础设计。向来建筑结构工程师都比较的重视地基与基础的设计,因为在该阶段的设计的好坏就会直接的影响到后续的设计工作,而且作为工程造价的决定性因素,地基与基础的设计也起着决定性的作用,因此在这一个阶段,应该确保设计的万无一失。
设计时应该严格按照国家的《地基基础设计规范》当中的要求和地方建设标准来进行,因此设计人员设计前必须对当地的地质条件和地方法规进行深入的学习。条基交叉处的基础面积不能循环利用,注意随时调整基础的宽度。
(2)结构的计算和分析。在结构的计算和分析阶段既要准确又要强调高效,因此结构工程师在这一阶段应该对一些比较常见的问题有一些清晰的认识。
第一,计算软件的选择。如果选择的软件不合适,不仅会浪费大量的时间和精力,还有可能对建筑结构产生一定的安全隐患。
第二,要考虑到风载荷与建筑自振周期的影响。表1和表2当中分别给出了风压高度变化的系数表和风振的动力系数。
第三,非结构构件的计算和设计。
第四,振型的数目是否充足,因为在旧的规范当中,没有提到振型参与系数的相关概念,因为我们计算时应该按照新的规范来操作,对计算结果中该振型参数进行有效的判断,从而决定要不要调整振型的数量。因此,在设计时这也是设计人员应该值得重视的问题。
(3)楼梯的设计。在楼梯的设计当中,要注意控制挠度,保证梯梁的位置和上下楼层的高度位置统一。
(4)剪力墙的设计。剪力墙的布置必须做到均匀并且合理,使得整个建筑的质心和刚心在同一个位置。对于大多数的小高层的建筑来说,剪力墙的面比较的广,量比较的大,因此应该合理的控制住剪力墙的钢筋配置,这点对于工程的安全性和经济意义是非常重大的。同时,按照规范,剪力墙应该按照《高层建筑混凝土结构技术规程》设置边缘型的构件。
边缘构件的配筋当中,应该区分剪力墙的受力特性及其区别,在设计当中对于一个方向长肢另一个方向短肢的按照长肢进行配筋的做法是不可取的,在这里计算中另一个方向短肢不进入刚度,则此时可以不再考虑短肢方向的影响,再者计算短肢的进入刚度,那么在设计时就应该考虑方向短肢带来的不利影响。
3结构设计时的一些注意事项
(1)箱、筏的阳角问题,因为阳角面积在整个的基础底板面积当中所占的比较非常的小,因此可以砍成直角或者斜角等。
(2)梁、板得跨度计算,在教科书当中的一些常规的结构设计应用在实际的扁梁当中是不太合适的,在扁梁的结构当中,应该把长度计算至梁的中心位置。
(3)挖基坑时,坑中心的地基土会出现反弹,回弹的地基土可以由人工予以清除,当基础较小时,坑底将会受到一个很大的约束,回弹的量就可以近视的忽略。当基坑很大的时候,约束力就会比较的小,因此计算的时候应该按照基底得压力计算。
(4)如果建筑的大部分房间都比较的小,就只是偶尔的几个房间比较的大时,按照大房间的面积确定基础板得厚度就会造成比较大的浪费,但是如果按照小房间的来设计又会显示出配筋时的困难。因此,对这一现象,在满足承载力的要求时,可以按照小房间来设计基础板得厚度,然后在大房间当中垫聚苯卸载。
4总结
以上几点只是我在建筑结构设计设计过程当中出现的几个问题的分析和一些应对措施,在以后的结构设计过程当中,还会碰到许许多多的问题,我们应根据规范来解决,不断的总结积累经验,是今后的结构设计更加的完善合理。
参考文献
[1] 张曙光,高剑平.砖混结构整体式外套框架加层的抗震概念设计[J].长春工程
学院学报(自然科学版),2003,3.
[2] 朱颖菲,张力,吴雨静,曾祥蓉.某超限高层建筑结构分析与优化[J].后勤工程
学院学报,2006,01.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:结构设计基本方法措施
Abstract: based on the author's work experience and summarize the structure design process and some of the basic methods of their discussion.
Keywords: structure design basic measures
中图分类号：TB482.2文獻标识码：A 文章编号：
:随着现代改革开放的慢慢深入和推进,我国经济的不断发展,即我国的工业民用建筑也得到了很大进步,建筑结构的设计思想也随着不断的得到更新,建筑结构的体系越来越多样化,及在建筑项目结构设计的早期阶段的项目管理也在不断的成熟当中。竞争变得越来越激烈,市场慢慢的走向成熟,客户对于建筑的设计也越来越理性,对于建筑的功能设计要越来的越高,因此从建筑设计人员来看的话, 建筑项目的设计过程变得极其重要。
建筑的结构设计
建筑结构设计可分为整体设计和部分设计两部分。整体设计包括结构结构体系的选择,柱网的布置,梁的布置,剪力墙的分布,基础的选型等。设计的关键在方案,应进行多方案比较。
建筑的结构方案不应该是预先设想的,所喜爱的某种形式,一般结构设计总可以有多种方案来实现建筑师的构想,而多种方案中通常必有一种相对更为经济、合理,作为方案技术比较和经济分析是一项必不可少的重要工作。建筑结构平面是否合理,竖向刚度、质量是否均匀,柱网尺寸是否适当,是决定结构方案好坏和经济与否的关键。建筑物的平面及造型一般都是建筑师的工作,市场经济有时往往为投业主所好,标新立异。
结构工程师处于比较被动的地位,解决这一问题的办法,除了建筑师需要掌握基本的结构知识,特别是抗震设防的概念外,结构工程师在方案的前期,就应该与建筑师共同商讨,通力合作,密切配合,以实现建筑师在设计上的创新。有时如果能够巧妙地运用结构体系,把它暴露出来,反映不同功能系统相互配合,展示建筑的风格,不但能取得经济效果而且会取得特有的多样化的造型效果。
建筑结构设计的阶段大致上可以分为三个部分的内容:
第一,结构方案的确定,即通过建筑所在地的地质情况和抗震情况,和所需建筑的高度来确定建筑所需要的结构形式。
第二:建筑结构的计算,这方面的计算包括很多的方面,比如说风的载荷、地震的载荷、结构自身的载荷等等另外,还应该根据计算出来的载荷值和一些计算方法来确定构件的截面,综合计算出来的载荷值和构件截面进行弯矩、扭矩等一些内力的计算。最后,通过对计算出来的构件的内力值和一些对构件的要求和限制计算出构件是否符合文件规范和要求。
第三,就是根据以上计算出来的值对施工图纸进行设计和确定。
2结构设计的基本方法
(1)地基的基础设计。向来建筑结构工程师都比较的重视地基与基础的设计,因为在该阶段的设计的好坏就会直接的影响到后续的设计工作,而且作为工程造价的决定性因素,地基与基础的设计也起着决定性的作用,因此在这一个阶段,应该确保设计的万无一失。
设计时应该严格按照国家的《地基基础设计规范》当中的要求和地方建设标准来进行,因此设计人员设计前必须对当地的地质条件和地方法规进行深入的学习。条基交叉处的基础面积不能循环利用,注意随时调整基础的宽度。
(2)结构的计算和分析。在结构的计算和分析阶段既要准确又要强调高效,因此结构工程师在这一阶段应该对一些比较常见的问题有一些清晰的认识。
第一,计算软件的选择。如果选择的软件不合适,不仅会浪费大量的时间和精力,还有可能对建筑结构产生一定的安全隐患。
第二,要考虑到风载荷与建筑自振周期的影响。表1和表2当中分别给出了风压高度变化的系数表和风振的动力系数。
第三,非结构构件的计算和设计。
第四,振型的数目是否充足,因为在旧的规范当中,没有提到振型参与系数的相关概念,因为我们计算时应该按照新的规范来操作,对计算结果中该振型参数进行有效的判断,从而决定要不要调整振型的数量。因此,在设计时这也是设计人员应该值得重视的问题。
(3)楼梯的设计。在楼梯的设计当中,要注意控制挠度,保证梯梁的位置和上下楼层的高度位置统一。
(4)剪力墙的设计。剪力墙的布置必须做到均匀并且合理,使得整个建筑的质心和刚心在同一个位置。对于大多数的小高层的建筑来说,剪力墙的面比较的广,量比较的大,因此应该合理的控制住剪力墙的钢筋配置,这点对于工程的安全性和经济意义是非常重大的。同时,按照规范,剪力墙应该按照《高层建筑混凝土结构技术规程》设置边缘型的构件。
边缘构件的配筋当中,应该区分剪力墙的受力特性及其区别,在设计当中对于一个方向长肢另一个方向短肢的按照长肢进行配筋的做法是不可取的,在这里计算中另一个方向短肢不进入刚度,则此时可以不再考虑短肢方向的影响,再者计算短肢的进入刚度,那么在设计时就应该考虑方向短肢带来的不利影响。
3结构设计时的一些注意事项
(1)箱、筏的阳角问题,因为阳角面积在整个的基础底板面积当中所占的比较非常的小,因此可以砍成直角或者斜角等。
(2)梁、板得跨度计算,在教科书当中的一些常规的结构设计应用在实际的扁梁当中是不太合适的,在扁梁的结构当中,应该把长度计算至梁的中心位置。
(3)挖基坑时,坑中心的地基土会出现反弹,回弹的地基土可以由人工予以清除,当基础较小时,坑底将会受到一个很大的约束,回弹的量就可以近视的忽略。当基坑很大的时候,约束力就会比较的小,因此计算的时候应该按照基底得压力计算。
(4)如果建筑的大部分房间都比较的小,就只是偶尔的几个房间比较的大时,按照大房间的面积确定基础板得厚度就会造成比较大的浪费,但是如果按照小房间的来设计又会显示出配筋时的困难。因此,对这一现象,在满足承载力的要求时,可以按照小房间来设计基础板得厚度,然后在大房间当中垫聚苯卸载。
4总结
以上几点只是我在建筑结构设计设计过程当中出现的几个问题的分析和一些应对措施,在以后的结构设计过程当中,还会碰到许许多多的问题,我们应根据规范来解决,不断的总结积累经验,是今后的结构设计更加的完善合理。
参考文献
[1] 张曙光,高剑平.砖混结构整体式外套框架加层的抗震概念设计[J].长春工程
学院学报(自然科学版),2003,3.
[2] 朱颖菲,张力,吴雨静,曾祥蓉.某超限高层建筑结构分析与优化[J].后勤工程
学院学报,2006,01.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。