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建筑结构设计优化设计探讨

建筑结构设计优化设计探讨
建筑结构设计优化设计探讨

建筑结构设计优化设计探讨

发表时间:2018-06-29T15:20:40.280Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第3期作者:黎东

[导读] 随着建筑行业的蓬勃发展,建筑体量也不断增加。

广东博意建筑设计院有限公司

摘要:建筑工程在进行结构设计过程中,需要不断优化设计,才能提高房屋建筑的安全可靠性及经济性。在保障房屋使用功能最大化的前提下,提升其舒适性。因此,结构设计的优化设计是实现这个目标的关键环节。本文通过对建筑结构设计优化方法的重要性、设计中存在的问题及优化设计方法进行分析,供同行借鉴参考。

关键词:建筑结构设计;优化设计;问题;方法

一、建筑结构设计优化方法的重要性

随着建筑行业的蓬勃发展,建筑体量也不断增加。在人们日益追求的功能最大化、舒适度及大空间等需求的驱动下,房屋建筑结构设计的安全性及可靠性受到人们关注。在保障房屋安全可靠的前提下,如何降低房屋建筑的成本及保证房屋建筑后续的利用,满足房屋建筑后续的使用需求等问题需要通过结构优化设计来实现。由此可见,建筑结构优化设计的重要性。

二、建筑行业目前房屋结构设计中存在的常见问题

(一)房屋结构设计不利于低碳环保

目前很多建筑商在设计建筑的房建朝向、楼间距或者自然采光等方面都缺乏优化合理的设计方法。如果自然采光条件差,在我国北方城市,冬季就会增加一些散热的电气设备的使用。绿色低碳建筑本身的特点以及性能决定其自身涉及的绿色低碳的建筑理念,使得它的整个建筑系统都尽量采用科学合理的设计方案,将自然界的力量和能源应用到建筑的设计中,在整个建筑物的系统中,都会体现出绿色、环保、低碳的设计理念。在施工材料的选择上,尽可能的选择符合国家建筑行业标准的建筑材料,甲醛的含量降低在不会或尽可能不对人体造成伤害的范围,在周围小区的环境、绿化的设计、自然通风等,都能够对使用者带来环保、低碳的健康体验。

(二)设计结构千篇一律,不具备针对性

目前很多开发商认为已有的经验非常丰富,盲目的自信就导致没有对实际的地质环境进行勘探,就进行施工,这样的设计结构必然是不够完美的。建筑的设计应该根据当地的自然气候条件和人们喜好进行设计。南方和北方的气候条件差异较大,要根据实际的需求进行和理的施工与此同时,要根据建筑物周围的地形、周围的建筑物等和理的考虑采光度进行施工。

三、建筑结构优化设计

(一)构建设计模型

建筑结构优化设计是现阶段房屋结构建筑设计的研究课题,是突进建筑经济性与安全性的前提要素,在对其进行实施优化设计时,需要考虑以下方面的因素:第一,科学选择变量。通常情況下,设计师必须对整体的设计方案有初步的认知,还需要考虑到其对建筑建设的影响,针对部分重要工程参数来说,将其取值需要视作参考依据,这就需要变量供设计人员进行合理的选择。在实际设计过程中,设计师需要参考相应的参数,最好参考变化幅度相对较小,或是不需要考虑太多因素的,这样才能更好明确目标数据,从而减缓结构设计及编程难度;第二,确定函数,为了将房屋建筑成本控制到最低,设计人员需要筛选合适函数;第三,权衡建筑施工条件,对于设计师而言,他们需要从整体角度考虑房屋构件的尺寸,还有相应的结构体系,这样才能从根本上保障建筑物的稳定性。实际设计过程中,设计人员需要从建筑物的使用目的,再到施工条件,从而获取设计约束条件,然后依据建筑规范解决设计难题,最终确定最优的设计方案。

(二)明确基本的目标函数

在对房屋建筑结构进行优化设计的时候,一方面需要理清所有的建筑环节,准确预估基本的建筑材料数量、类型等,明确总的造价成本,另一方面,在一定的条件约束下,还需要选出一定数量的符合预定标准和要求的满足一定尺寸的钢筋截面面积,以及已经失效的概率函数,这样能有效的将房屋建筑成本控制在可控成本之内。

(三)约束条件的选择

要优化创新建筑结构的可靠性,要准确地确定建筑结构的定量和限制条件内容,并且按照限制条件,把建筑物相关的工程标准做到限制条件之内,这样来最优化房屋的结构设计。例如,必须要根据建筑物结构的实际情况来确定应力、尺寸和结构强度的约束。

(四)科学分析综合结果

通过一定的方式得出基本的计算结果后,我们必须将结果与最初的设计方案进行比较和分析,在保证整体建筑要求的基础上,选择一个符合企业、业主等各方要求的最佳的方案。在问题分析上,我们必须从房屋建筑整体出发,综合全面的考虑相关问题,对一些可能带来严重影响的问题可以立项研究,进行多角度的、深层次的分析,严禁模棱两可、差不多现象的存在。该流程在房屋建筑结构优化中占有非常重要的位置,选择一个科学的方案,不仅能保证建筑房屋的安全性、实用性,还能保证建筑结构的艺术性和美感性,同时,还能对建筑工程的整体投入产生有利的影响。

四、建筑结构设计优化设计方法

(一)拓扑优化方法

此方法的内涵在于,对房建结构进行优化设计的过程中,应先找出最精准的房建结构形式,并对建筑结构强度进行全面分析,采取拓扑优化方法来将建筑结构的自身重量有效降低,进而全面改善建筑物的整体性能。且在利用此方法的时候,相关设计人员应对此方法的优势进行全面分析,并采取拓扑优化方法把建筑物结构设计转化为概念性的建筑结构设计,进而在一定程度上将结构设计的逻辑性有效加大。

(二)截面优化方法

细节决定成败,通常建筑物的可靠性和安全性能最好的体现就是其结构的细节。面对这类问题时,设计者在处理建筑物截面时除了要考虑配合建筑的使用性,还要考虑建筑物截面结构的安全可靠性,对此进行科学的计算,同时对稳定性和美观度进行一定提升。如何对建

建筑结构设计不规则性问题的分析 董良

建筑结构设计不规则性问题的分析董良 发表时间:2018-06-15T09:59:12.437Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第1期作者:董良[导读] 建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中,由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响。 山东文孚建筑设计有限公司山东济南 250000 摘要:伴随着我国现代化建筑行业的不断发展,同时其结构空间也得到不断进步,然而在对建筑结构进行设计过程中,不仅只是简单的进行对称的设计,已经开始进行不规则结构设计,针对不规则设计而言,在很多方法依然存在一些问题,并且对建筑结构也存在不良影响。对此在本文中笔者将从建筑结构设计不规则性分类出发,从而提出以下解决建筑结构设计不规则性问题措施,希望能够满足建筑结构稳定性要 求。 关键词:建筑结构设计;不规则性;问题 建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中,由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响,从而导致建筑结构不规则,这对于建筑结构质量或者稳定性造成了严重的影响,因此在今后的建筑结构设计过程中,必须要加强建筑结构设计不规则性问题研究,从而为建筑企业创造更高的经济效益,推动我国建筑行业稳固发展。 1 建筑结构设计不规则性分类 在建筑结构设计中,对于建筑结构的不规则性问题必须采取合理的计算方法以及计算参数,不断优化设计方案,同时加大对于建筑结构的重点部位以及薄弱部位的分析,从而保证不规则结构设计具有合理性,最大程度的提高不规则建筑的安全性以及稳定性。 在进行建筑结构设计时,所表现出的不规则性主要分为两种,即平面结构不规则与竖向结构不规则,首先平面结合不规则是最常见的一种建筑结构设计不规则表现,具体而言主要体现在以下三个方面,①不规则扭转,在对不规则扭转进行判断时,设计者可以从建筑物的弹性水平位移进行判断。②不规则凹凸,在进行建筑结构设计时,设计者可以从建筑物的投影方向以及投影尺寸去进行对凹凸值进行判断,并且在这个过程中要求建筑结构中凹进去的一侧不能小于30%,这样可以防止建筑出现变形。③局部楼板不连续性,关于不连续判断可以从建筑物结构的平面刚度变化或者楼面面积出发。其次是竖向结构不规则,体现在以下四个方面,①不规则倾向刚度,在设计过程中要求不规则设计刚度值要小于70%,并且建筑物本身与周边建筑物的平均刚度值控制在80%以内。②竖向抗侧力构建不连续性,建筑物的竖向结构,抗侧力构建应该注重从水平方向到垂直方向的传递。③楼层承载能力不均匀,这要求设计人员楼层受力程度应该低于80%。④楼层质量不均匀性,也就是和下一层相比,应该高出上一层的1.5倍。 2 解决建筑结构设计不规则性问题措施 2.1 减少偏心距 有数据显示建筑结构之所以会出现扭转与建筑物偏心距有着绝对的关系,并且两种之间呈线性函数关系,因此在进行建筑结构设计时,为了防止出现扭转现象,提升建筑物结构设计规则性,在进行建筑结构设计时,就必须要不断的减少偏心距,这样才能通过线性函数调节,从而使整体的建筑结构更加的平均分布,而减少偏心距的方法有很多种,如通过详细的数据计算,从而对主体结构以及平面空间分布进行调整,并且在设计图纸之中,将建筑结构的重量核心与刚度中心位置进行标注,除此之外,在进行偏心距调节时,还可以采用数据分析的方式,从而对建筑结构刚度进行重新分布,这样可以对核心较远的抗侧力进行调整。 2.2 提高建筑结构抗扭承载力 在进行建筑结构设计时,会受到很多的因素影响,这些因素造成了建筑结构的不规则性转变,因此在进行建筑结构设计时提高建筑结构抗扭承载力就显得越发重要[2]。对此美国IBC规范曾经做出一个这样的调查,其发现在进行建筑结构设计时,每增加一个计算扭矩,地震扭矩也就是质心与刚心不重合时,就会与附加扭矩等比例放大,并且当位移小于等于1.2时,放大系数就会等于1,而当位移大于1.2时,位移系数也会大于1,由此可以看出,在附加扭矩不断增大的过程中,抗承载能力也会不断增加,而这会增加偏心距,而通过上述文章介绍也可以发现,偏心距是导致建筑结构设计不规则的主要原因,因此提高建筑结构抗扭承载力,是可以解决建筑结构设计不规则性问题的有效措施。 2.3 提高建筑物抗震性能 在进行建筑物结构设计时,可以分为主体设计与基础设计两个部分,其中主体设计是建筑结构设计的重点内容,而在进行建筑物主体设计时,绝对不能忽视建筑物边缘构件的设计内容,因此从某个角度分析,建筑结构边缘设计对于建筑结构物的整体质量具有绝对的影响,而通过以往的相关研究中发现,建筑结构抗剪性设计有利于提升建筑边缘结构性能,尤其是当建筑物长期处于非弹性阶段时,当受到地震或者外力作用时,易出现一些偏心问题,从而导致建筑结构出现不规则性,因此在进行建筑结构设计时,能够提升抗震性能,强化建筑物边缘结构设计的抗剪强度,这可以从本质上提升建筑物的抗外力作用,从而发挥出建筑物的弹性作用,满足建筑物规则性要求[3]。 2.4 提高建筑抗侧刚度 在进行建筑结构设计时,提高建筑物的抗侧刚度是有助于解决建筑物结构设计不规则性问题的,并且通过以往的数据调查研究发现,当建筑物主体结构出现扭转效应时,会与自我震动周期出现一个平方值函数关系,利用这种比例关系进行建筑结构设计可以减低建筑结构自我诊断周期,并且消除主体结构的扭转效应,为此在进行建筑结构设计时,应该采用科学的计算调整方法,从而对墙体长度与墙体厚度进行调节,进而使建筑结构刚度远离中心墙体,并且采取边缘装置柱梁的方式,从而对主体结构震动周期进行调整,这样有利于建筑结构刚度值的提升,从而实现改善扭转刚度的目的。 3 总结 在经济建设迅速发展的过程中,建筑行业迅速崛起,在这个过程中对于建筑结构设计要求也在不断的提升,而在进行建筑结构设计过程中,不可避免的会出现一些不规则设计现象,这也为建筑结构设计增添了难度,因此为了能够更好的满足建筑结构合理设计要求,设计人员必须要加大建筑结构设计不规则性问题分析研究,从而不断的提高建筑结构设计的质量,满足建筑结构设计的需求,从而实现建筑结构设计工作的顺利完成,促进建筑行业长远发展。

框架结构设计论文建筑工程师职称论文:浅谈建筑结构设计

框架结构设计论文建筑工程师职称论文 浅谈建筑结构设计 摘要:建筑结构设计是个系统的,全面的工作。需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。作为设计人员,要掌握结构设计的过程,保证设计结构的安全,还要善于总结工作中的经验。本文根据笔者的工作经验,对建筑进行结构设计时要注意的事项进行阐述。 关键词:建筑结构设计过程注意事项 0引言 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。用基础,墙,柱,梁,板,楼梯,大样细部等结构元素来构成建筑物的结构体系,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。 1结构的设计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进行结构设计时应注意的事项 2.1关于箱、筏基础底板挑板的阳角问题 2.1.1阳角面积在整个基础底面积中所占比例极小,可砍成直角或斜角。 2.1.2如果底板钢筋双向双排,且在悬挑部分不变,阳角不必加辐射筋。

探讨建筑结构设计中如何提高安全度

探讨建筑结构设计中如何提高安全度 摘要:本文结合多年的实践工作经验,简要阐述了提高建筑结构设计安全度的关键点,以供参考。 关键词:建筑结构设计;安全度;提高 安全度是建筑结构设计中用来度量结构安全性、适用性和耐久性的的指标,也被称作可靠度。其中,安全性是指建筑物在正常使用情况下能承受如设备机械、家具、人流、自重、气温变化、风雪等外荷载作用,且在地震、台风、火灾等特殊情况发生时,建筑物仍能保持整体稳定、不倒塌;适用性是指建筑物在正常使用情况下能正常发挥其各个部分的使用功能,保持良好的工作性能;耐久性是指建筑物在正常使用情况下能满足设计使用年限,安全使用寿命足够长。因此,要提高建筑结构设计的安全度,不仅要考虑当前我国工程实际和设计人员的业务水平,还要考虑建筑结构设计安全度的功能要求: 一、建筑结构设计安全度概述 建筑结构设计安全度的确定,应在统计学理论及概率论的基础上,对成功的数据进行分析总结,并根据当前设汁及施工技术水平、国家或地区资源状况和经济水平、建筑材料质量等综合考量。但是,在建筑结构设计的实际操作中,很少考虑工程项目所在地的经济条件和资源状况,更多的依靠结构工程师的经验、结构选型、建筑材料质量、目前的施工技术水平等进行综合考虑,这是导致安全系数和工程造价偏高的现象发生的原因之一。 我国目前各地区经济发展程度还存在较大差异、施工平均水平不高、建筑材料质量整体水平交欠缺。在跟国际通行的建筑结构设计规范相比中:混凝土结构设计规范中采用的荷载标准值比国外低,该规范中对安全度的设定相对较低,还是偏于不安全的范畴。 二、提高建筑结构设计人员对安全度的重视意识 建筑结构设计作为一项系统、全面的工作,要求结构设计人员有扎实的理论功底、认真严谨的工作态度以及创新灵活的设计思维。在设计过程中,要结合建筑工程实际,深刻理解规范含义,做到知其所以然,精益求精的设计每一个基本

建筑结构设计问答与分析

1、等效荷载 利用荷载效应相等的原则将复杂荷载等效为均布荷载。针对不同的效应会等效出不同的均布荷载,过分追求计算结果的精度意义不大。实际中主要是确定最不利的荷载效应。根据实际设计要求,效应包括内力(剪力、弯矩)和变形(挠度、裂缝)。计算中等效的结果与结构的跨度直接相关,因此等效的结果的应用位置需注意。相同的复杂荷载对于不同的效应会等效出不同的等效荷载,因此不同的结构构件计算时此效应不能通用。另外计算的等效荷载还与结构的边界条件有直接关系。等效荷载只是一种假象荷载,不能追求等效的精度,以满足结构的计算精度要求为宜。 2、汽车荷载 汽车轮压的等效荷载大小与结构的跨度成反比。规范中的汽车等效荷载为直接作用的楼板的荷载,另外考虑了汽车荷载的动力系数。汽车荷载的动力系数与楼板的覆土厚度直接相关,当结构的覆土厚度大于时,结构的动力系数取。计算梁柱时要考虑活荷载的折减系数。 3、消防车等效荷载计算 (1)、等效荷载的大小与板跨(非柱网)的大小有直接关系。 (2)、等效荷载的大小与覆土厚度有直接关系。 (3)、消防车的作业区域应该是消防车能够到达的任何区域。对消防车经 常出现的场所(主要消防通道、消防中心),消防车荷载是一种出现频率很高的荷载,此时应该考虑构件的裂缝和挠度,对消防车不经常出现的住宅小区,可不考虑消防车对构件裂缝和挠度的影响。但要是但考虑经常出现的车辆荷载的影响(一般控制首层地面活荷载不小于5KN/m2)。 (4)、地下是外墙的计算中,《全国民用建筑设计技术措施》中规定:地下 室外墙计算时,室外地面荷载取值不小于10kN/m2,汽车通道还应考虑汽车荷载的影响。 4、抗震设防类别 商业建筑《建筑抗震设防分类标准》规定:人流密集的大型的多层商场抗震分类标准应划为重点设防类。其中人流密集和大型的解释为一个区段人流5000人换算成建筑面积17000m2或营业面积7000m2以上的商业建筑。 这里的一个区段考察的是人员的聚集程度,与建筑的功能区分和区段的出口有关,与结构的分缝没有直接关系。高层建筑中,结构单元内经常使用的人数超过8000人,抗震分类标准应划为重点设防类。这里的结构单元也不是以结构缝作为划分,还是应该以建筑功能和区段划分作为依据。 5、地震动参数 多遇地震参数应根据场地安全评价报告和《抗震规范》合理取用,并不应该小于规范数值,设防烈度和罕遇地震参数应该参考规范数值。一个地区的抗震设防烈度是基本固定不变的,而抗震设防的分类标准时可以调整的。根据地区的抗震设防烈度、场地类别和结构的设防类别确定结构的抗震措施和抗震构造措施。抗震措施是除地震作用计算和抗力计算以外的所

建筑结构设计优化技术应用要点探析 谭善平

建筑结构设计优化技术应用要点探析谭善平 发表时间:2018-01-14T15:50:01.977Z 来源:《基层建设》2017年第29期作者:谭善平 [导读] 摘要:近年来,随着城市规模越来越大,我国的建筑逐渐朝着高层化的方向迈进。 身份证号码:45232719790905XXXX 摘要:近年来,随着城市规模越来越大,我国的建筑逐渐朝着高层化的方向迈进。而项目投资大,建设周期长,对其进行结构优化设计能够有效的减少投资金额。通过调整各构件刚度之间的比例关系,充分利用各构件的受力特点,发挥它们各自的长处,使整体结构达到最优。本文在此从建筑结构设计应用理论出发,对建筑结构设计的具体应用做了详细研究。 关键词:结构;优化技术;剪力墙 前言 高层建筑结构优化设计是我国高层建筑设计与管理中较为重要的一个环节,其主要的目标就是在于提升高层建筑的结构合理性和经济性,需要对各环节均做好分析,涵盖建筑工程的各个方面,通过综合优化来提高建筑工程舒适度、空间应用率以及经济效益等。 一、建筑结构设计优化的意义 面对新时期房屋建筑的结构设计问题,人们更多重视的是建筑结构需要满足一定的安全性和功能要求,同时还应该具备一定的美观性和经济实用性。就建筑工程的施工而言,成本最大的是建筑结构造价问题。因此,需要在保证所有建筑功能特点的前提下对建筑房屋进行合理的设计,最大限度的降低工程施工成本。此外,建筑物的优化设计还能够满足社会经济发展的需要,实现建筑物的功能性和安全性。 二、建筑结构优化设计应用的理论 建筑结构优化应用有两方面的作用,一是在建筑分部结构的优化设计方面的作用,二是在房屋工程结构总体的优化设计方面的作用,两者都有细分,例如结构总体的优化设计囊括了总体方案优化设计和细部结构方案的优化设计等,从另一方面讲包含了形体结构选型、布置、机构体的受力分析、建筑整体造价分析等项目。在建筑结构优化的实际应用中,可以根据使用简单、应用方便的原则,对建筑工程进行结构优化设计,在建筑结构设计过程中,要满足设计意图、平面布置规则、整体形态对称原则、质量中心和刚度中心整体布局原则、建筑物水平荷载作用等一系列问题,做到在理论上为实践提供前提、提供理论基础,做好准备工作。 三、建筑结构设计优化的几个具体应用 1、整体布局优化 应从结构优化设计的全局观念出发,利用结构设计中的点、线、面,确定建筑结构设计的总体布局,处理好点、线、面之间的架构关系,借助于材料的选用、构件的布置,充分发挥单个构件与整体结构的配合与协调,使之能实现最佳受力状况,既实现整体结构良好的承重力、刚性与延展性,也实现单个构件的最大化与最佳化利用,保证达到建筑设计的国家质量标准,实现建筑功能性、安全性与经济性的多重目标。 2、地基基础结构设计优化 地基基础的结构设计优化首先要选择合适的方案,如果为桩基础,那么要根据现场地质条件选择桩基类型,尽量节省造价。桩端持力层对灌注桩桩长的选择影响很大,应多进行比较以确定最合适的方案。 独立基础设计荷载取值的优化。钢筋混凝土多层框架房屋多采用柱下独立基础,当地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层时,不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋或荷载相当的多层框架,可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。但这些房屋在基础设计时应考虑风荷载的影响。因此,在钢筋混凝土多层框架房屋的整体计算分析中,必须输入风荷载,不能因为在地震区高层建筑以外的一般建筑风荷载不起控制作用就不输入:另一种情况是.在设计独立基础时,作用在基础顶面上的外荷载柱脚内力设计值,只取轴力设计值和弯矩设计值,无剪力设计值,或者甚至只取轴力设计值。以上两种情况都会导致基础设计尺寸偏小,配筋偏少,影响基础和上部结构的安全。 3、结构细部设计优化 进行建筑结构的设计优化,不但要关注整体设计,也应该对各个细部结构部件的设计给予重视,比如进行现浇板的设计时,为了达到去除拐角裂缝与结构受力均匀的目的就需要将异形板划分为矩形板。对于建筑结构底部的框架抗震墙的钢筋配置通常较大,如果在材料选用上使用冷轧带肋钢筋则能够适当减少钢筋配置,从而更加便于施工和达到控制工程造价的目的。 4、剪力墙结构优化设计 (1)连梁优化设计 在高层剪力墙结构中,连梁是一项关键的耗能构件,其剪切破坏将对结构抗震产生极为不利的影响,并会极大地降低结构体系的延性。因此在高层剪力墙结构的优化设计过程中,一定要注意对连梁进行强剪弱弯的验算,以保证连梁的剪切破坏晚于弯曲破坏。对于人为加大连梁纵筋的操作一定要慎之又慎,因为这样就有可能无法满足强剪弱弯的要求。 在住宅结构设计时,一般情况下不宜采用大刚度的窗下墙作为连梁,而宜将连梁设计成为截面、刚度较小的弱连梁。同时,在满足结构刚度与变形要求时,应从经济角度与抗力、变形方面综合考虑,合理布置抗侧力构件。 (2)结构延性设计 剪力墙结构有自身的特性,只有掌握了长处与短处,才能正确发挥好设计优化,保证剪力墙结构合理。在建筑设计中,剪力墙主要由整体墙、整体小开口墙和联肢墙三种形态。整体墙受力较大,要加大底部截面组合设计,提高或加大配筋率;联肢墙是连梁连接起来的剪力墙,联肢墙破坏形态以强墙肢弱连梁为宜,塑性变形和耗能能够进行分散。 要想从根本上避免脆性破坏,一定要限制墙肢或连梁平均剪应力与混凝土轴压比系数,做到设计值符合工程要求。一、二、三级剪力墙轴压比超过一定数值,必须设置约束边缘构件,这样才能确保结构的安全。 5、抗震优化设计 应结合建筑工程等级,在保证结构整体合理的基础上,尽可能多的设置抗震防线,对于抗震结构体系说来,其由若干个延性良好的分体系组成,并与延性优良的结构构件来连接进行协调工作。基于地震余震特点,在对建筑抗震结构进行优化设计时,还应保证抗震结构体系由最大可能数量内部、外部冗余度,并建立一系列分布屈服区,并保证主要构件具有较高的延性与刚度,提高对地震作用力的吸收与消

浅析高层建筑结构设计的中震设计概念

浅析高层建筑结构设计的中震设计概念 发表时间:2016-06-27T14:51:54.553Z 来源:《基层建设》2016年5期作者:隆凡梅 [导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作,并提出一些个人见解以供参考。 摘要:对于普通建筑物的结构抗震设计,目前我国是以小震为设计基础,中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作,并提出一些个人见解以供参考。 关键词:中震设计概念;地震影响系数;荷载 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标,但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。 首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题: 1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定,仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定; 2在中震作用下,规范仅提出“中震可修”的概念设计要求,没有具体的抗震设计方法; 3“中震可修”的技术经济问题:可修的标准决定工程????造价、破坏损失、震后修复费用。 随着时代的进步,现在的建筑物体型复杂,结构新颖,超高超限越来越多,因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。 2 中震设计 2.1 为何要进行中震设计呢? 《抗规》条文说明1.0.1条指出,对大多数结构,可只进行第一阶段设计(即小震下的弹性计算),而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求,但前提是建筑物的体型常规、合理,经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物,在大震下的结构反应和小震完全不同,不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。 为达到各阶段抗震要求,须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计,其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。 2.2 中震设计的基本概念 抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时,要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度,即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10%的地震烈度。 中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展,它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡,业主(设计者)可选择所需的性能目标,而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点,设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言,利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现,给超限设计提供可靠的判断依据。 2.3 中震设计的分类 中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍(αmax=0.23)取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法,第一种按照中震弹性设计,第二种是按照中震不屈服设计。 首先明确一点,中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念,两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计,设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数,保留材料、荷载等分项系数,对应地保留了结构的安全度和可靠度,结构仍属于弹性阶段,属正常设计。中震不屈服设计,设计中除了地震内力不作调整,同时也取消了材料、荷载等分项系数,对应地不考虑结构的安全度和可靠度,结构已经处于弹塑性阶段,属承载力极限状态设计,是一种基于性能的设计方法。由此可见,中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计,而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。 3 基本方法及应用 根据中震设计的分类,以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法,介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。 3.1 中震不屈服设计 3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制 若场地安评报告提供实际的地震影响系数,则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数,屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。 3.3.2 SAWTE计算:地震信息中抗震等级均为四级;αmax按表3取值;总信息中风荷载不参加计算;勾选地震信息中的按中震(或大震)不屈服做结构设计选项;其它设计参数的定义均同小震设计。 3.3.3 MIDAS/Gen计算:主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级:四级;主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数:定义中震反应谱,在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可,β值按表3计算所得;总信息中风荷载不参加计算;主菜单→结果→荷载组合:将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0;主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数:将材料分项系数取为1.0;其它同小震。 3.3.4 ETABS计算:选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级:四级;定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱,地震影响系数最大值αmax取值,其余参数按《抗规》;静荷载工况中不定义风荷载作用;定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ;定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。 4 工程算例 4.1 示范算例 4.1.1 基本参数:二十二层框支剪力墙结构,三层楼面转换,无地下室,首、二层4.5米,标准层3.5米,总高79m。结构平面布置如图一所示。结构高宽比3.76,长宽比1.22;抗震参数,7 度,第一组,0.10g;场地II类;风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。

商业建筑设计的24大要点

商业建筑设计,24大要点众览全局! PART1:商业项目建筑定位的5个要点 商业项目建筑定位可以从以下5个基本要点入手。 1.1 商业建筑的空间个性 现代商业物业的外观设计已不仅仅使用建筑材料,还包括使用装饰材料、灯箱广告、天花、灯饰、招牌等各种各样的软性装饰,目的是为营造繁华感和商业氛围。商业物业的细部处理,跟业态定位、店铺档次有关。商业物业最终给消费者心中留下的印象,即是该物业的个性。 1.2 尺度设计要人性化 小的尺度更能让人感觉舒服和亲切。商业街在尺度设计上要平易近人,让人们逛起来轻松并富有乐趣,而不能一味追求开阔宏伟。 比如,美国的城市规划尺度体现的是马路非常宽,汽车非常宽,大楼非常高,好像是给巨人、神用的;欧洲是一种人的尺度,小镇、小桥流水都很有人情味。所以,尺度舒适应该以欧洲的商业街、步行街这种模式为参考。 以北京的王府井大街为例,过去王府井是老店街、名店街,千姿百态,后来变成一眼看过去就像是政府办公楼的几栋大厦,没有人的尺度感。现在开始慢慢地进行改善,马路中间围起一小块咖啡座,几个凳子,几个雕塑小品,试图在辽阔的广场尺度上做出一点人情味。 1.3 内部空间的可视性 对于大型商场,商家比较强调内部空间的可视性,加大可视性可以对公共购物产生引导作用。整个商场的可视性可通过天窗和中庭变化,让顾客产生安全感和舒适感,而不是像进了迷宫。如广州太古汇的中庭就做的非常好。各个商店也要注重可视性设计。如果哪一间店能够被人一眼看见,或者多个角度都能看到,出租或出售起来就非常方便,否则很难出租。因此,加大可视性,以便对公共购物起到引导作用的设计很重要。 1.4 搭配室外广场 对于大型的商场而言,室外广场不仅是商场的需要,也是城市空间的需要。 我们经常会看到有些商场在门口临时搭个舞台,或是时装表演,或是抽奖促销。跟原来的卖东西的方式不同的是,这些活动都是现代商业演化出来的形式,如今已经变成一种模式。商业物业的设计有必要提供这样一个表演的舞台。 1.5 整合设计达到最佳效果 作为一个建筑,发展商如果分别委托不同的公司来做整体规划、建筑设计、景观设计、室内设计,这就造成在结合点上留下了许多空白。现在的整体发展趋势,就是多方面设计的整合,最后达到最佳效果。 PART2:商业建筑设计的19个要点 从需求、项目开发、业态对建筑的特殊要求等角度全部考虑完以后,基本上就能够明确每个链条的中心,以及要完成整体建筑的初步方向。然后形成一个基础的建筑设计任务书,再由专业建筑规划公司按照这个任务书,在满足基本要求的前提下,进行整体大楼的方案设计、扩初设计和施工图设计。 总体来说,初步确定建筑主要包括以下几类内容: 楼层、层高、柱距、柱宽、中庭、下沉式广场、核心筒、门市房、扶梯、货梯、观光梯、消防走梯、消防分区、主辅入口、吊顶、地面、经营空间概念效果、通道设计、动线与布局和硬件配置等。 2.1 楼层确定

建筑结构设计计算步骤探讨

新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充,特别是对抗震及结构的整体性,规则性作出了更高的要求,使结构设计不可能一次完成。如何正确运用设计软件进行结构设计计算,以满足新规范的要求,是每个设计人员都非常关心的问题。以SATW软件为例,进行结构设计计算步骤的讨论,对一个典型工程而言,使用结构软件进行结构计算分四步较为科学。 1.完成整体参数的正确设定 计算开始以前,设计人员首先要根据新规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述,以及工程的实际情况,对软件初始参数和特殊构件进行正确设置。但有几个参数是关系到整体计算结果的,必须首先确定其合理取值,才能保证后续计算结果的正确性。这些参数包括振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本周期等,在计算前很难估计,需要经过试算才能得到。 (1)振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。该值取值太小不能正确 反映模型应当考虑的振型数量,使计算结果失真;取值太大,不仅浪费时间,还可能使计算结果发生畸变。《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13-2 条规定,抗震计算时,宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应,振型数不宜小于15,对多塔结构的振型数不应小于塔楼的9 倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。一般而言,振型数的多少于结构层数及结构自由度有关,当结构层数较多或结构层刚度突变较大时,振型数应当取得多些,如有弹性节点、多塔楼、转换层等结构形式。振型组合数是否取值合理,可以看软件计算书中的x, y 向的有效质量系数是否大于0.9 。具体操作是,首先根据工程实际情况及设计经验预设一个振型数计算后考察有效质量系数是否大于0.9 ,若小于0.9 ,可逐步加大振型个数,直到x,y 两个方向的有效质量系数都大于0.9 为止。必须指出的是,结构的振型组合数并不是越大越好,其最大值不能超过结构得总自由度数。例如对采用刚性板假定得单塔结构,考虑扭转藕联作用时,其振型不得超过结构层数的3 倍。如果选取的振型组合数已经增加到结构层数的3倍,其有效质量系数仍不能满足要求,也不能再增加振型数,而应认真分析原因,考虑结构方案是否合理。 (2)最大地震力作用方向是指地震沿着不同方向作用,结构地震反映的大小也各不相同,那么必然存在某各角度使得结构地震反应值最大的最不利地震作用方向。设计软件可以自动计算出最大地震力作用方向并在计算书中输出,设计人员如发祥该角度绝对值大于15 度,应将该数值回填到软件的“水平力与整体坐标夹角”选项里并重新计算,以体现最不利地震作用方向的影响。 (3)结构基本周期是计算风荷载的重要指标。设计人员如果不能事先知道其准确值,可以保留软件的缺省值,待计算后从计算书中读取其值,填入软件的“结构基本周期”选项,重新计算即可。 上述的计算目的是将这些对全局有控制作用的整体参数先行计算出来,正确设置,否则其后的计算结果与实际差别很大。 2. 确定整体结构的合理性 整体结构的科学性和合理性是新规范特别强调内容。新规范用于控制结构整体性的

对目前房地产公司设计管理现状的反思

对目前房地产公司设计管理现状的反思 一、引言 本人在房地产公司从事设计管理十余年,历经深圳三家较大房地产公司。近年来一直困惑于国内房地产公司设计管理。 目前国内房地产公司都设置设计部,部门人员包括建筑师、结构工程师、水电工程师、装修设计师与景观设计师等,其职责均为项目设计管理。设计任务通过招标或直接委托形式外包给设计公司。设计公司根据房地产公司发出的设计任务书完成设计图纸的提交。这是一种普遍的房地产开发管理模式。 在过去的职业实践中,了解到欧美在房地产开发中普遍使用一种BIM设计软件,该软件可以设计住宅、工业厂房、酒店、医院、学校等多种项目类型。设计过程中,建筑、结构与水电设计可同时在三维图中进行,图纸审核完成后各专业可分开出具施工图纸。好处是建造形式、材料等通过三维图形演示给投资方。 提到BIM软件,我们必须对欧美房地产开发模式有个基本了解。投资方负责项目定位、成本、进度、财务和风险管理,具体说就是专司拿地和销售,一个项目一般配备2-3个设计工程人员。剩下的设计、建造通过合约交给建筑设计咨询管理公司与建造公司完成。项目承接方通过BIM软件向投资方汇报项目设计、施工工作。投资、设计与施工,工作任务明确、管理职责明晰。难怪欧美好建筑随处可见。 经过人类不断的社会实践,项目管理知识体系现已被国内外房地产企业采用。介绍完国内外房地产开发管理的基本模式,下面我们不妨分析一下国

内房地产开发设计管理的事儿。 二、事件描述 国内网络近年流传一首歌《死了都要改》:“把每天,当成是交图的dead line,一分一秒,都改到泪水掉下来。不理会,客户是看好或看坏,只要你勇敢,给我改。.......把每天,当成是交图的dead line,一分一秒,都赶到泪水掉下来,不理会,最后是改好或改坏,只要有时间,你还得改。so.......不要改得太快,你改得越快他的想法也就变得快,.......死了都要改,.......不说句脏话不痛快,笔会损坏,图会掩埋,计算机还在!到绝路都要改,不日夜颠倒不痛快,改到最后还得改!改到变态才精彩!” 最近国内网络上播放一个冷笑话:某设计师上班途中遇车祸,住院昏迷不醒。其领导就在他耳边反复念叨:“投资方同意出图了……”,几分钟后,设计师翻身下床,说我要去打图了…… 以上是源于网络的设计师故事。目前我任职的公司在深圳某口岸开发一高端住宅,项目设计管理总结主要问题如下: 1、商业街室外道路标高与相邻住宅项目道路标高衔接不上,我司室外标高高出相邻项目室外标高约50-70厘米,造成该处设计一条两家共用市政道路成为不可能。正确的设计要求除考虑道路排水坡度外,两个项目相邻室外标高应基本一致。 2、项目联排别墅后花园内标高低于花园外侧道路标高。后在花园内增加地漏和管道解决雨水排放。正确途径:花园内标高高于花园外标高,雨水通过场地高差直接排放到花园外道路上,再通过道路上雨水井收集后统一排放到城市雨水管道。标高设计错误,增加排水管道,投资成本增加。

高层建筑结构设计分析论文

高层建筑结构设计分析论文 1结构分析及设计分析 1.1分析三种重要的体系 1.1.1剪力墙体系 剪力墙结构是利用建筑的内、外墙做成剪力墙以承受垂直和水平荷载的结构体系。剪力墙的变形状态和受力特性同剪力墙的开洞情况联系密切,其中依据轧受力特性的不同,单片剪力墙可以分为特殊开洞墙和单肢墙。类型不同的剪力墙,对应的也会有不同的截面应力分布,所以,在对位移和内力进行计算时,也应该对不同的计算和设计方法进行使用,将平面有限元法应用到剪力墙的结构计算中。此种方法能够比较准确地完成计算,能够应用到各类剪力墙之间,然而,也有一定的弊端存在于这种方法中,其有着较多的自由度。所以,在具体的应用时,较为普遍地应用了开洞墙这一类型。 1.1.2筒体结构 筒体结构分为框架—核心筒、筒中筒等结构体系,其中框架—核心筒受力特点为框架主要承受竖向荷载,筒体主要承受水平荷载,变性特点类似于框架剪力墙,但抗侧刚度较大。依据不同的计算机模型处理手段,有三种类型的分析方法:主要为离散化方法、三维空间分析和连续化方法,其中三维空间方法的精确性会更高。 1.1.3框架—剪力墙体系 框架—剪力墙结构,是由若干个框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的建筑结构体系。此种结构位移和内力等计算方法尽管种类较

多,然而,连梁连续化假定方法会经常被使用,在对位移协调条件进行计算时,应该按照框架水平位移和剪力墙转角进行设计,将外荷载和位移的关系用微分方程建立起来。然而,应该考虑需求和因素量会存在的差异,所以,也会有着不同形式的解答方式。 1.2具体的设计与分析 1.2.1合理地确定水平荷载 每一个建筑结构都应该一同承受风产生的水平荷载和垂直荷载,对于抵抗地震的能力也应该具备。高层建筑中,尽管结构设计会较大程度上受到竖向荷载的影响,然而,水平荷载却占据着重大的比重。随着不断增多的高层建筑层数,在高层建筑的结构设计中,水平荷载成为了其中一个重要的影响因素。首先,由于楼面使用荷载和楼房自重在竖构件中发挥的功能,对应水平荷载会将一定的倾覆作用施加到结构中,并且竖构件中就会出现高层建筑结构的作用力;其次,就高层建筑结构而言,地震作用和竖向荷载,也会跟着建筑结构的动力情况而出现较大的改变。 1.2.2合理地确定侧控 同低层建筑不同,在高层建筑结构设计中,结构侧移已经成为 了其中一个非常重要的影响因素。随着不断增加的楼层数量,结构侧移在水平荷载侧向变形下会逐渐增大。在高层建筑结构进行设计中,不但规定结构要有一定的强度,对于荷载作用带来的内力能够有效的予以承受,同时,还应该确保具备一定的抗侧刚度,确保在某一限度内控制结构在水平荷载作用出现的侧移情况。

浅谈大型购物中心结构设计要点

浅谈大型购物中心结构设计要点 发表时间:2018-12-06T14:55:46.780Z 来源:《防护工程》2018年第25期作者:周薇薇 [导读] 要求大型购物中心建筑应改变单一的商业化建筑形式,向多功能、多元化商业建筑综合体发展。所以在大型购物中心建筑设计过程中要考虑到其功能性和实用性进行设计,其设计难度大于单一的商业建筑,很多设计者由于受固有经验与思维模式的影响,一时把握不住设计要点,现结合自身工作经验对购物中心建筑设计要点进行分析。 周薇薇 身份证号码:23010319910xxxx147 黑龙江科源工程质量检测有限公司 摘要:随着我国经济的快速发展,人们对高品质商业配套设施提出更高的要求,要求大型购物中心建筑应改变单一的商业化建筑形式,向多功能、多元化商业建筑综合体发展。所以在大型购物中心建筑设计过程中要考虑到其功能性和实用性进行设计,其设计难度大于单一的商业建筑,很多设计者由于受固有经验与思维模式的影响,一时把握不住设计要点,现结合自身工作经验对购物中心建筑设计要点进行分析。 关键词:大型购物中心;结构设计;要点;分析 一、大型商业建筑的功能和风格设计 由于大型商业建筑包含了办公、公寓、酒店、购物、娱乐、会所等多种功能,建筑面积大,使用人口较多,加上不同地域的商业建筑地区气候和文化需求不同,且商业空间不仅要在满足现阶段商业功能,同时还要适应未来商业变化的需求,因此大型商业建筑的设计难度及复杂程度都较大。在当前城市和商业都快速发展的今天,大型商业建筑的设计必须要精确定位建筑在城市中的整体业态功能,并使建筑内部业态之间、与外部社区以及与环境间呈现出和谐、共生和互补的状态,通过对建筑内部与外部流线的整合,体现建筑物鲜明的风格,力求在满足顾客多样需求的同时,做到功能化、人性化以及个性化的设计。成为具有特点的城市地标性建筑。 近年来,随着淘宝、团购等各大购物网站的普及,人们对现实中的购物场所要求越来越高,不仅对购物场所有一定的要求,同时开始注重餐饮、娱乐等附加功能,强调购物过程中的体验性与归属感。因此大型商业建筑一定要注重这方面,进行投入设计巧思以达到吸引人流,促进消费的目的。现以归属感的实现为例,人们对建筑物的观感取决于建筑物的外观与进入后的第一感觉,这就要求建筑师,在设计的时候要尽量创造出优雅、自然、沉静的公共空间,满足现代都市人群对自然的渴望,使其在其中缓解工作和生活上的压力。 二、大型商业建筑消防设计 大型商业建筑与普通商业建筑的差别较大,是一个组织精密、结构复杂、形态丰富的建筑综合体。具有大面积外墙悬挂广告牌,导致窗口无法正常开启、功能复杂、可燃物多、场所营业时间滞留人员多、人员疏散困难、扑救难度大等特点。加上大型商业建筑周边与商品密集形成的超常规的火灾荷载,设备用电频繁等各种因素,使大型商业建筑的防火设计变得非常棘手。如何保障大型商业建筑设计的安全性能,是当前亟待解决的现实问题。 在大型商业建筑消防性能设计中主要的是明确防火安全性能与性能标准。首先要确定设计目标;设计初期要根据建筑防火等相关规范,并根据火灾的性质对消防设施进行设计,较为复杂的设计更可以采用软件进行实况模拟测试。对设计方案的可行性进行分析评估和审核,最终确定最佳设计方案。针对商业火灾荷载大蔓延快的特点,安装自动喷水灭火系统,划分防火分区,采用封闭楼梯间或防烟楼梯间,阻隔火灾的发展。疏散楼梯是发生火灾时进行人员疏散的重要通道,必须确保其安全可可靠。疏散楼梯的数量要根据建筑物实际需要的疏散宽度进行设置,宽度由建筑物的用途确定,间距由疏散距离确定。对于地下商业建筑,在设置一定数量的直通地面楼梯外,另外建议在地下室四周设置安全避难走道或开敞式地下广场作为亚安全区域,这样能够大大降低每个防火分区疏散楼梯的数量,在保证人员疏散安全的同时,有效减少了地下或地面一层的楼梯数量,增加了有效建筑面积。 三、商业业态分类及层间业态分布原则 从建筑设计角度可以商业业态分为如下几个形式,超市、主力店、餐饮娱乐、品牌主营店及电影院形式等等。 超市区域通常不做吊顶,因而对应的自动喷淋头的形式及排烟口、烟感布置的原则均与有吊顶的区域布置不同,其楼面荷载较大,根据不同的品牌超市特点,对结构设计也要有对应的要求,超市作为目的性消费商业,能形成有效的人流,因此可以布置在相对较偏僻的区域或地下一层,并设置相对较长的人流必经路线,这样可以在人流必经路线两侧设置各类小型店铺;主力店通常会有一些特殊的要求,设计前应加强与主力店承租人的沟通,只有充分了解承租人的意图,才能做好此项设计;餐饮娱乐区域应重点考虑一下上下水电的预留,隔油池的设置及是否引入煤气的问题,若不引入煤气,则应考虑加大用电负荷;品牌主营店中店需要考虑的是是否采用分户计量及统一收银的问题,家电销售区应重点考虑一下用电负荷的因素,电影院在建成初期一般不为盈利目的,而是作为聚集商业人气的重要手段,待整体商业成熟后可反过来促使电影院盈利; 四、商业综合体结构方案设计要点 1. 建筑工程抗震设防分类应按照各结构单元的面积对应相应规范条文进行划分。 2. 大商业裙房建议采用框架结构 无塔楼的大商业一般为3~6层大体量建筑,建议采用框架结构,如采用少墙框架结构,应按照框架结构相关规范要求进行设计。 3. 分缝后的结构单元长度不宜超过150米控制;两个塔楼核心筒之间的楼板宜按照50~70米控制。 4. 避免形成三塔大底盘结构; 5. 结构缝可以跨越影城业态,但不得穿过影厅; 6. 桩型选择应使单方混凝土产生的承载力较高,并综合施工等因素比较确定。 7. 室内步行街中庭及连桥结构方案 该部位梁跨一般为16~20米,悬挑长度一般为4.5~6米,结构高度原则上控制在800高,或按照悬挑梁跨高比不小于5;连续梁跨高比不小于18控制。 当普通梁无法满足设计要求时,优选采用单向有粘结预应力混凝土梁,原则上不选用纯钢结构,或与机电配合,在满足业主净空要求

对建筑结构设计常见问题探讨

对建筑结构设计常见问题探讨 发表时间:2018-11-09T17:57:33.430Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第19期作者:秦浩 [导读] 设计工作需要由多工种多专业合作共同完成,因此结构设计工作不是孤立的。 山东建大工程鉴定加固研究院山东济南 250000 摘要: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。用基础,墙,柱,梁,板,楼梯,大样细部等结构元素来构成建筑物的结构体系,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。 关键词:房屋建筑;结构设计;常见问题 设计工作需要由多工种多专业合作共同完成,因此结构设计工作不是孤立的。在设计方面,就需要与建筑设计或工艺设计、设备设计及建筑经济等工种紧密配合;在设计以外,它又跟很多专业,如结构材料、施工技术、分析理论和计算工具、检测手段等密切相关,因此,要提高结构设计水平,除做好自身工作以外,不管是正常的设计工作或者科学研究,都要取得这些工种与专业的支持。不要把结构设计工作自闭起来,应该认识到它的成果或者提高是与其他工种和专业的支持分不开的。 1.地基与基础方面 1.1对于独栋或单体数量较少的住宅,建设单位能委托地质勘察单位进行详细的地质勘察,能为工程设计提供较为详细的勘察技术资料,而成片的多层房屋建筑往往因为地勘费用的问题,地勘单位的探点不能严格按照有关技术要求布置,多栋建筑单体参考一个探点,使得实际的地质情况与地勘报告相差较大。地基与基础设计要做到合理、安全适用,设计人员必须依据详细、真实的地质勘察资料。 1.2软弱地基处理一般采用级配砂石换填,仅仅简单提出换填深度和最终地基承载力的要求,在技术上只是草草写上严格执行《地基处理规范》,而没有针对具体的建筑物画出详细的开挖边线,如轴线变化处,突出凹进墙体部分的开挖边线等,也没有明确砂石换填的应力扩散角具体数值。因此很多工程在地基基础施工中,不能切实有效地做好地基处理。 1.3在基础设计中,对于混凝土独立基础、筏板基础、条形基础,节点设计、构造设计中往往不明确应采用的具体技术参数,如锚固长度搭接长度是采用抗震的还是非抗震的,造成具体实施阶段的扯皮现象 1.4在高层混凝土结构的主体结构设计中,往往梁柱混凝土的等级差别较大,那么在梁柱节点处混凝土怎么进行处理,在设计图中往往不作清楚地技术交底。梁柱节点本身就是个受力复杂的节点,而由于设计缺陷,造成此部位成为一个薄弱点。 2楼板设计常见问题 2.1设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足,简单地将双向板作用按单向板进行计算。使计算假定与实际受力状态不符,导致一个方向配筋过大,而另一方向配筋不足,致使板出现裂缝。 2.2楼板承受线荷载时弯矩计算问题。在民用建筑中,常在楼板上布置一些非承重隔墙,故楼板设计中,通常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后,进行楼板的配筋计算。有些设计人员图省事,错误地将隔墙的总荷载附以该板块的总面积。这样会造成非承重隔墙分布宽度内配筋量不足,而此板块其它部分配筋过大,这样隔墙处楼板会出现裂缝。 2.3双向板有效高度取值偏大。双向板在两个方向均产生弯矩,由此双向板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放,短跨方向的跨中钢筋应放在下面,长跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面,计算时应用两个方向的各自的有效高度。一般长向的有效高度比短向的有效高度小 d(d 为短向钢筋的直径)有的设计者为图省事或对板受力认识不足,而取两上方向的有效高度一致进行配筋计算,致使长跨有效高度偏大,配筋降低,致使结构构件存在的质量隐患,甚至出现开明缝的现象。 3楼层平面刚度的问题 一些设计在缺乏基本的结构观念或结构布置、缺乏必要措施时,采用楼板变形的计算程序。结构设计存在着结构不安全或者某些部位或构件安全储备过大等现象。为了使程序的计算结果基本上能反映结构的真实受力状况,而不致于出现根本性的误差,设计时应尽可能将楼层设计成刚性楼面。要做到这一点,首先,应在建筑设计方案阶段就避免采用楼面有变形的平面,比如楼层大开洞、外伸翼块太长、块体之间成“缩颈”连接、凹槽缺口太深等。其次,要从结构布置和配筋构造上给予保证,对于使用功能确实必需的,或者建筑效果十分优越的建筑设计,如果其平面无法完全符合刚性楼板的假定,那么在结构设计时,可以通过增设连系梁板、洞口边加设暗梁边梁、提高连系梁板或暗梁边梁的配筋量、采用斜向配筋或双层配筋形式等方法,尽量满足刚性楼板的基本假设,或者弥补由于不是绝对的刚性楼板假定而产生的计算“误差”。 4砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用 在砖混结构中,构造不但能够提高墙体的抗剪能力,而且构造柱与固梁联结在一起,形成对砌体的约束,这对于限制墙体裂缝的开展,维持竖向承载力,提高结构的抗震性能有着重要的作用在当前结构设计中,构造柱经常被作为承重柱使用,这种作法将引起以下几个问题。 4.1构造柱作为承重柱使用后,使得构造柱提前受力,这不但会降低构造柱对彻底的拉结和约束作和,而且结构一旦遭遇地震作用时,在构造柱位置必然形成应力集中,首先破坏这样构造柱不但起不到其应有的作用,反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。 4.2构造柱一般生根于地圈梁中,没有另设基础,构造柱兼作承重柱使用后,柱底基础的抗冲切、抗弯部及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压被出现裂缝。本文建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁上荷载和跨度都比较小时,构造柱也可布置于梁下,但此时必须按不考虑构造柱作用来验算下墙体的局部承压和抗弯强度。经验算满足,方可在粱下布置构造柱。 5承重柱截面高度设计过小 这种情况多发生于六度抗震设防区。一些结构设计人员误认为六度设防就是不设防,为受力分析方便,他们故意把柱子的截面高度设计得过小,使梁柱的线刚度比加大。把梁简化为铰支梁,梁柱按轴心受压计算。这种做法虽然易于进行结构受力分析,但却给房屋结构埋下了隐患。因为,这样做忽略了梁柱间的刚结作用,加之柱截面的配筋都较小,结构一旦受力后,柱顶抗弯刚度必然不足,从而柱子在梁底附近将会出现一条或多条水平裂缝,形成塑性饺。这样在正常使用情况下,柱子已开始带铰工作。这不但影响了房屋的耐久性,而且也常常引起用户的恐惧心理。更为严重的是,这样的结构一旦遭遇地震作用,将会倒塌,这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。

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