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结构设计理论在土木建筑工程中起到重要的作用,建筑结构设计的好坏直接影响到了建筑本身的安全性能和实用性能,所以对土木建筑结构设计理论的研究与实践的探讨是非常有必要的,本文将简要阐述阐述建筑结构设计中的基本理论和优化措施。
结构设计理论 土木建筑 结构设计 理论和实践
【中图分类号】TB482.2文献标识码:B文章编号:1673-8005(2013)02-0019-02
前言:随着近些年来我国城市进程的加快,经济的快速发展,我国房地产产业迅猛发展,房地产市场交易非常的活跃。对于中国的百姓而言,居所的购买时生平的意见大事,几乎花掉大半辈子的储蓄,而房屋建筑的质量不仅仅关系到使用者的舒适性,也直接关系到生命的财产安全。那么作为建筑行业的工作者,在建筑结构设计的过程中,必须深思熟虑,采取多种措施提高建筑结构设计的质量。
1结构的设计具体过程
结构设计的阶段大体可以分为三个阶段,结构方案阶段,结构计算阶段和施工图设计阶段。方案阶段的内容为:根据建筑的重要性,建筑所在地的抗震设防烈度,工程地质勘查报告,建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式(例如,砖混结构,框架结构,框剪结构,剪力墙结构,筒体结构,混合结构等等以及由这些结构来组合而成的结构形式)。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系和受力构件。 结构计算阶段的内容为:首先,荷载的计算。荷载包括外部荷载(例如,风荷载,雪荷载,施工荷载,地下水的荷载,地震荷载,人防荷载等等)和内部荷载(例如,结构的自重荷载,使用荷载,装修荷载等等)上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。其次,构件的试算。根据计算出的荷载值,构造措施要求,使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。再次,内力的计算,根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算,包括弯矩,剪力,扭矩,轴心压力及拉力等等。最后,构件的计算。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制(比如,轴压比,剪跨比,跨高比,裂缝和挠度等等)来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。
2在进行结构设计师需要的注意事项
2.1箱和筏基础底板挑板的阳角中注意的问题
2.1.1结构设计过程中阳角面积在全部基础面积中所占的比例偏小,这时可以砍成直角或者是斜角。
2.1.2如果在建筑结构设计过程中发现底板钢筋双排双向,并且悬挑的部分没有变化,则阳角不用加辐射钢筋。
2.2箱和筏基础底板挑板的中注意的问题
从结构设计的角度而言,梁板式筏基的肋梁宽度不宜过大,应满足正截面受弯、斜截面受剪和局部受压。特别地,在底板钢筋进行通长钢筋布置的时候,要特别注重跨钢筋的使用是否会导致整个底板通长钢筋的加大,这样可以在很大程度上节约钢材。出挑板之后,可以降低基底所附加的荷载应力,基础形成的地方在天然形成的地基或者人工建造的地基上,加挑板就可以采用天然的地基,这样可以降低建筑物整体的沉降。有时建筑体出现荷载偏心时,在建筑结构中设计特定部位的挑板可以有效的调整建筑物的沉降差以及整體的倾斜角度。窗井部位可以认为是挑板上砌墙,不宜再出长挑板。虽然在计算时此处板并不应按挑板计算。当然此问题并不绝对,当有数层地下室,窗井横隔墙较密,且横隔墙能与内部墙体连通时,可灵活考虑;当地下水位很高,出基础挑板,有利于解决抗浮问题;从建筑角度讲,取消挑板,可方便柔性防水做法。
2.3建筑结构设计中关于梁、板的跨度的计算
一般的建筑结构设计手册或者土木建筑教科书上所教授的跨度计算公式,如净跨的1.1倍等,这些规定和概念仅适用于常规的结构设计,但是在应用日广的宽扁梁中是不适用的。结构设计的过程和设计工作中应事无巨细,结构设计师应该善于反思和总结工作中的经验和教训。梁、板的跨度的计算需要更具不同是实际情况进行相应的处理,不能对书本上的公式进行生搬硬套,要对设计的时机结构进行分析,探讨然后得出适合工程实际的计算方式。
2.4建筑结构设计中综合优化的结构设计
建筑结构的设计中要考虑到结构设计方案的合理性,设计师应该从建筑设计的不同方面来考虑不同因素可能对建筑结构产生的影响。并且在所有可行的建筑结构设计方案中选择经济合理的设计方案。结构设计的过程中,要重点考虑分析每个结构构件的受力情况,也要根据结构所处的真实环境对构件在实际使用过程中可能受到的外力荷载进行判断,合理的进行结构方案的设置,以做到“传力明确,整体协调”。以符合建筑结构设计的基本要求。在此基础之上,还要考虑到建筑结构在实际过程中受到风、雨雪的影响,也要考虑到温度产生的应力,而别是在春冬季温差较大的北方地区,温度产生的应力将对建筑结构产生一定的影响,建筑结构设计者应该注意到这一点。在进行建筑地基设计的时候,需要以基本的建筑结构理论知识为基础,结合结构设计师丰富的时机经验,对可能出现的各种问题进行预测和分析,并且提出最为科学的解决办法和措施。在进行结构间计算的时候,要根据“强柱弱粱、强剪弱弯、强压弱拉”的设计原则进行设计。特别是对于钢筋锚固长度,要注意温度应力对其的影响,有其是在直线段的锚固长度当中,这样的影响为其明显。
3抗震设计的理念和管理体制的建立研究
3.1抗震设计理念在结构设计中的实践
在进行结构设计的时候,抗震设计是重要的组成部分。特别是在进行高层建筑结构设计的过程中,需要保证高层建筑在承担所设计的荷载的同时,也可以承受侧向风力荷载以及一定震级地震的冲击。特备是在我国东南沿海地区处于地理板块交接地区的城市,在进行建筑结构设计师更需要注意对抗震性能的设计。一旦对建筑抗震性能的错误设计和评估,那么而在地震或者其他自然灾害侵袭时,将给建筑物使用者带来生命和财产的严重威胁,所以建筑结构设计中,抗震结构的设计是不可以忽视的。
3.2建筑结构设计管理体制的建立
现在在建筑行业里面,建材市场和建筑装饰市场已经形成比较健全的市场,但是建筑结构的设计市场还没有完全形成,所以行业内还没有一套标准的行业规范来对建筑设计进行规范,这使得建筑结构设计行业没有一套完整的行业规则。这就导致了在建筑设计行业里面很多设计者和施工单位对只是产权的忽视,现在有很多的建筑行业开发商在进行项目分包时,标注结构设计是免费的,或者以低于市场行情的价格进行设计。这显然是违背市场规则的,建筑结构设计作为服务性质的劳动成果,免费设计的概念显然是违背了劳动价值的规律以及公平交易的市场准则的。
4结束语
组织结构设计理论的研究与实践在建结构设计中具有重要的作用,结构设计人员要认真的学习建筑结构的基本知识,提高自身的结构理论水平认知,另一方面,要结合自身的时机工作经验,对结构设计理论进行研究和探讨,发现其中所存在的问题,并且努力在实践和研究中找到合理且可行的解决措施,运用恰当的手段对建筑结构设计中存在的问题进行调整和完善,结构设计理论和结构设计的实践是仅仅结合的,两者密不可分,建筑结构的设计和研究具有重要的现实意义。
参考文献
[1]侯力更主编.砌体结构设计[M].中国计划出版社.2006.
[2]沈蒲生.楼盖结构设计原理[M].科学出版社.2008.12.
[3]张吉人.建筑结构设计施工质量控制[M].中国建筑工业出版社.2010.9.
[4]李志;高层建筑抗震设计分析[j];中外建筑;2010年01期.
[5]霍炬.浅谈高层住宅建筑结构形式及设计[j].建筑节能,20009
[6]宋占海.建筑结构设计.中国建筑工业出版社 2012
结构设计理论 土木建筑 结构设计 理论和实践
【中图分类号】TB482.2文献标识码:B文章编号:1673-8005(2013)02-0019-02
前言:随着近些年来我国城市进程的加快,经济的快速发展,我国房地产产业迅猛发展,房地产市场交易非常的活跃。对于中国的百姓而言,居所的购买时生平的意见大事,几乎花掉大半辈子的储蓄,而房屋建筑的质量不仅仅关系到使用者的舒适性,也直接关系到生命的财产安全。那么作为建筑行业的工作者,在建筑结构设计的过程中,必须深思熟虑,采取多种措施提高建筑结构设计的质量。
1结构的设计具体过程
结构设计的阶段大体可以分为三个阶段,结构方案阶段,结构计算阶段和施工图设计阶段。方案阶段的内容为:根据建筑的重要性,建筑所在地的抗震设防烈度,工程地质勘查报告,建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式(例如,砖混结构,框架结构,框剪结构,剪力墙结构,筒体结构,混合结构等等以及由这些结构来组合而成的结构形式)。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系和受力构件。 结构计算阶段的内容为:首先,荷载的计算。荷载包括外部荷载(例如,风荷载,雪荷载,施工荷载,地下水的荷载,地震荷载,人防荷载等等)和内部荷载(例如,结构的自重荷载,使用荷载,装修荷载等等)上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。其次,构件的试算。根据计算出的荷载值,构造措施要求,使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。再次,内力的计算,根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算,包括弯矩,剪力,扭矩,轴心压力及拉力等等。最后,构件的计算。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制(比如,轴压比,剪跨比,跨高比,裂缝和挠度等等)来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。
2在进行结构设计师需要的注意事项
2.1箱和筏基础底板挑板的阳角中注意的问题
2.1.1结构设计过程中阳角面积在全部基础面积中所占的比例偏小,这时可以砍成直角或者是斜角。
2.1.2如果在建筑结构设计过程中发现底板钢筋双排双向,并且悬挑的部分没有变化,则阳角不用加辐射钢筋。
2.2箱和筏基础底板挑板的中注意的问题
从结构设计的角度而言,梁板式筏基的肋梁宽度不宜过大,应满足正截面受弯、斜截面受剪和局部受压。特别地,在底板钢筋进行通长钢筋布置的时候,要特别注重跨钢筋的使用是否会导致整个底板通长钢筋的加大,这样可以在很大程度上节约钢材。出挑板之后,可以降低基底所附加的荷载应力,基础形成的地方在天然形成的地基或者人工建造的地基上,加挑板就可以采用天然的地基,这样可以降低建筑物整体的沉降。有时建筑体出现荷载偏心时,在建筑结构中设计特定部位的挑板可以有效的调整建筑物的沉降差以及整體的倾斜角度。窗井部位可以认为是挑板上砌墙,不宜再出长挑板。虽然在计算时此处板并不应按挑板计算。当然此问题并不绝对,当有数层地下室,窗井横隔墙较密,且横隔墙能与内部墙体连通时,可灵活考虑;当地下水位很高,出基础挑板,有利于解决抗浮问题;从建筑角度讲,取消挑板,可方便柔性防水做法。
2.3建筑结构设计中关于梁、板的跨度的计算
一般的建筑结构设计手册或者土木建筑教科书上所教授的跨度计算公式,如净跨的1.1倍等,这些规定和概念仅适用于常规的结构设计,但是在应用日广的宽扁梁中是不适用的。结构设计的过程和设计工作中应事无巨细,结构设计师应该善于反思和总结工作中的经验和教训。梁、板的跨度的计算需要更具不同是实际情况进行相应的处理,不能对书本上的公式进行生搬硬套,要对设计的时机结构进行分析,探讨然后得出适合工程实际的计算方式。
2.4建筑结构设计中综合优化的结构设计
建筑结构的设计中要考虑到结构设计方案的合理性,设计师应该从建筑设计的不同方面来考虑不同因素可能对建筑结构产生的影响。并且在所有可行的建筑结构设计方案中选择经济合理的设计方案。结构设计的过程中,要重点考虑分析每个结构构件的受力情况,也要根据结构所处的真实环境对构件在实际使用过程中可能受到的外力荷载进行判断,合理的进行结构方案的设置,以做到“传力明确,整体协调”。以符合建筑结构设计的基本要求。在此基础之上,还要考虑到建筑结构在实际过程中受到风、雨雪的影响,也要考虑到温度产生的应力,而别是在春冬季温差较大的北方地区,温度产生的应力将对建筑结构产生一定的影响,建筑结构设计者应该注意到这一点。在进行建筑地基设计的时候,需要以基本的建筑结构理论知识为基础,结合结构设计师丰富的时机经验,对可能出现的各种问题进行预测和分析,并且提出最为科学的解决办法和措施。在进行结构间计算的时候,要根据“强柱弱粱、强剪弱弯、强压弱拉”的设计原则进行设计。特别是对于钢筋锚固长度,要注意温度应力对其的影响,有其是在直线段的锚固长度当中,这样的影响为其明显。
3抗震设计的理念和管理体制的建立研究
3.1抗震设计理念在结构设计中的实践
在进行结构设计的时候,抗震设计是重要的组成部分。特别是在进行高层建筑结构设计的过程中,需要保证高层建筑在承担所设计的荷载的同时,也可以承受侧向风力荷载以及一定震级地震的冲击。特备是在我国东南沿海地区处于地理板块交接地区的城市,在进行建筑结构设计师更需要注意对抗震性能的设计。一旦对建筑抗震性能的错误设计和评估,那么而在地震或者其他自然灾害侵袭时,将给建筑物使用者带来生命和财产的严重威胁,所以建筑结构设计中,抗震结构的设计是不可以忽视的。
3.2建筑结构设计管理体制的建立
现在在建筑行业里面,建材市场和建筑装饰市场已经形成比较健全的市场,但是建筑结构的设计市场还没有完全形成,所以行业内还没有一套标准的行业规范来对建筑设计进行规范,这使得建筑结构设计行业没有一套完整的行业规则。这就导致了在建筑设计行业里面很多设计者和施工单位对只是产权的忽视,现在有很多的建筑行业开发商在进行项目分包时,标注结构设计是免费的,或者以低于市场行情的价格进行设计。这显然是违背市场规则的,建筑结构设计作为服务性质的劳动成果,免费设计的概念显然是违背了劳动价值的规律以及公平交易的市场准则的。
4结束语
组织结构设计理论的研究与实践在建结构设计中具有重要的作用,结构设计人员要认真的学习建筑结构的基本知识,提高自身的结构理论水平认知,另一方面,要结合自身的时机工作经验,对结构设计理论进行研究和探讨,发现其中所存在的问题,并且努力在实践和研究中找到合理且可行的解决措施,运用恰当的手段对建筑结构设计中存在的问题进行调整和完善,结构设计理论和结构设计的实践是仅仅结合的,两者密不可分,建筑结构的设计和研究具有重要的现实意义。
参考文献
[1]侯力更主编.砌体结构设计[M].中国计划出版社.2006.
[2]沈蒲生.楼盖结构设计原理[M].科学出版社.2008.12.
[3]张吉人.建筑结构设计施工质量控制[M].中国建筑工业出版社.2010.9.
[4]李志;高层建筑抗震设计分析[j];中外建筑;2010年01期.
[5]霍炬.浅谈高层住宅建筑结构形式及设计[j].建筑节能,20009
[6]宋占海.建筑结构设计.中国建筑工业出版社 2012