浅谈建筑结构设计中应注意的问题

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   【摘要】建筑结构设计就是用结构语言来表述结构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、大样图等。在专业要求还是自身的设计能力方面,都对设计师们提出了更严苛的要求,本文提出了在建筑结构设计中应注意的一些问题。
  【关键词】建筑;结构设计;
  【 abstract 】 building structure is designed with the structure of language to describe the structural engineer must express things. Structure language is from building and other professional structure drawing, as refining the structure of the simplified out elements, including the basis, wall, column, beam, plate, stair, DaYang figure, etc. In the professional requirements or their own design ability, put forward to designers more rigorous requirements, this paper puts forward the design of the building structure in some problems needing attention in the.
  【 key words 】 architecture; Structure design;
  
  中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
  常人判断一个建筑的质量好坏,仅仅靠感官来感觉建筑外观的美丽与否,但是决定建筑质量好坏的关键环节就是建筑结构设计,对于人们来说,建筑结构设计的重要性主要体现在能否为他们以后的居住或办公环境提供既舒适安全,又经济实惠还有品味的设计方案,在这样的基础上不断创新以做到更好。
  一、在结构概念设计中必须把握总体布置
  一项建筑结构设计,首先应从概念出发,运用整体结构概念,进行结构选型和结构布置,结构设计是一种生产实际工作,设计前,设计人必绠对建筑物使用要求、工程特点、材料供应、施工技术条件及地质地形等情况進行充分调查和研究分析,做到心中有数,力求使设讨符合实际,结构设计要保证建筑物有足够的强度、刚度和豫定性;在抗震设计中,整体性好是建筑物抗震能力高低的关键,必须要使节点的承载能力大于构件的承载能力,要从构件上采取措施防止反复荷载作用下承载力和刚度过早退化,节点的设计应遵循“强节点、强锚固”的原则。
  概念设计中主要是要考虑到总体布置上的大原则,同时顾及关键部位的细节,只有合理地决定了设计中的基本问题,才能提取合理的结构计算模式。结构设计中,要采取对结构抗震有利的沆震方案;分析地震作用性质和结构的受力特点,使主观意图符合客观实际;确定地震和竖向荷载的传递途径及内力重分布趋势;有效地布置结构分布;预计结构的破坏过程和破坏机制,加强结构的关键部位和薄弱环节的结构布置;充分注意结构连接的整体性,使结构的强度和刚度在平面内和沿高度均匀分布,避免应力过度集中;估计和控制塑性铰区出现的部位和范围,有针对性的进行结构设计;安排高延性的耗能构件,使结构抗震设有多道防线;考虑非结构构件对主体结构抗震产生的影响,使结构受力简单、明了,为施工创造有利的条件。
  二、建筑结构设计应注意的问题
  (一)设计理念方面
  很多建筑设计师在实际应用设计的时候都有一些固定的设计模式,需要的时候照搬或者进行稍微的修改,再不就是没有目的地模仿他人的设计,满足于现状,保存着很多陈旧且传统的设计理念,而这些设计思维往往是落后没有创意的,这些古板的设计观念跟不上新形势的发展。面对这些问题,需要对该行业的工作人员提出更高的要求,既要有新颖的设计理念,还要在基础扎实的经验里面敢于创新,要有完善的人才储备力量,在激发工作人员工作积极性的同时,我们的设计人员也要重新学习,全面提升自己的素质,利用科技作为自己设计的辅助手段,要让自己的建筑结构设计充满灵魂,充满创意的思想,对设计师自身而言,也要具有更深层次的意识,才能充分发挥自己的效用和才华,才能设计出符合现代智能多元化要求的作品。
  (二)具体设计方面
  1、结构选型与结构布置是首要环节
  为了达到安全与坚固的目的,各种结构体系都是由构件按一定的规律组成的,结构型式是不能简单地计算出来的,而必须是设计出来的,合理的结构型式是塑造空间体形、构件形象、减少浪费的重要前提,因此建筑结构选型是结构设计中确定方案的重要内容,结构型式的选择是建筑结构设计的重大课题,所以必须要根据不同的地区、不同的施工条件、不同的建筑要求,在可能的条件下综合考虑、合理选用,设计建造出坚固、安全、适用、美观的工程。
  结构设计,首先应对各类结构中的各种构件的受力性能、计算原理有较为清晰的概念,明确如何遵循规范进行构件设计,将各构件进行有机地组合,形成结构体系结构的选型工作,是结构设计的第一步,同时也是结构设计中最为关键的一步。它不仅关系到土建造价的多少,而且也关系到功能的好坏。
  结构选型,即是要确定结构的体系、结构的形式,也就是要确定结构的方案。这是进行结构设计的首要任务。确定结构选型的主要原则有:要与建筑物的功能要求和建筑物造型相配合:要在国家或业主规定的投资额度范围内,力求经济;要与当前的施工技术水平相适应;要考虑材料的供应情况。
  总之,一个好的结构方案,不但受力明确,结构新颖,安全可靠,经济合理,同时还能满足建筑要求,施工方便,及早投产,在合理确定结构型式和体系后,结构的布置就成为建筑抗震的重要问题,抗震不利的结构布置会导致严重震害。
  2、结构计算简图
  选取合理的结构计算模式,对结构设计是至关重要的,合理的计算是实际结构真实的力学反映,因此合理的计算模式关系到计算结果的正确性,关系到结构的合理性和可靠性,也关系到设计的经济性。
  要使计算结果比较真实地反映实际结构的受力特性,必须使得选取的计算简图合理,要使简图中结构材料的布置符合实际结构,实际结构中受力大的地方,要增加结构材料的布置,要使刚度与实际结构的刚度相符,这样才能保证计算结果中内力和变形的真实性;要使简图成为超静定次数较多的几何不变体系,确保结构的整体稳定性。结梅计算简图最主要要保证力的传递连续性和位移传递的连续性。即保证刚度和强度的合理性。
  结构设计时,内力计算的结果是结构设计的重要依据。但是每个设计人员都应明白,结构的内力计算结果是和所选用的计算简图直接有关的,符合基本假定的不同计算简图会使结构的内力计算结果不完全相同。实际计算简图是进行结构计算时用以代表实际结构的经过简化的漠型,选择计算简图原则是要反映实际结构的工作性能;二是要便于计算。选取计算简图时,必须分清主次。抓住本质和主流,略去不重要的细节,计算简图的选择是力学计算的基础、极为重要。如果把计算简图取错了,就会出设计差错,甚至造成严重的工程质量事故。计算简图一经确定,就需采取适当的构造 昔施,使实际结构尽量符合简图的特点,选定符合实际结构的计算简图和在构造上采取措施保证其简图特点的实现,是一个问题的两个方面,必须统筹考虑。影响计算简图的主要因素如下:结构愈重要,简图应愈精确;初设可粗略。技术设计阶段应精确;静力计算可用较复杂的简图,动力和稳定计算可用较简略的简图;计算工具愈先进,筒图可愈精确。
  具体地说,在抽取计算简图时,支座形式是较为重要的,注意使交座简图必须与支座的实际构造和变形特点相符合。对于结构体系的简化而言,—般结构实际上都是空间结构,为简化计算可分解为平面结构,平面结构又可分解为基本部分和附属部分。荷载传递可分为主要途径和次要途径,以及主要变形和次要变形。
  结构计算后,应对计算结果的正确性进行判别,这一点非常重要,也是对计算简图合理性的一个检验,要分析计算结果的可靠性,必须了解各种结构体系的基本变形特征和动力特征。保证结构周期在一个大致的范围,调整结构刚度,使计算结果偏离不大,使水平位移特征符合结构的基本特征。如候架结构呈剪切型的变形曲线,剪力样结构呈弯曲型的变形曲线,框剪结构介于二者之问。变形曲线呈反S型。
  总之,结构设计是建筑工程的重要组成部分,是建筑安全应用的基础。因此,设计人员要从一个个基本的构件算起,做到知其所以然,深刻理解规范和规程的含义,并密切配合其他专业来进行设计。在工作中应事无巨细,善于反思和总结工作中的经验和教训。只有这样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] 黄华,《对住宅结构设计中常见问题分析》,[J],《科技咨询导报》,2007 年第3期。
  [2] 屈俊峰,《房屋建筑结构设计内容与存在问题分析》,[J],《中小企业管理与科技(上旬刊)》,2009 年第7期。
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