浅议建筑结构设计的特点问题
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浅议建筑结构设计易忽视的几个问题摘要:针对房屋建筑结构设计中地基与基础、砖混结构、框架结构、悬挑梁、连续梁、楼板设计等常易被忽视的几个问题,本文提出了一些设计建议和构造措施要求,以供同行交流,共同提高专业技术水平。
关键词:建筑设计;基础;框架结构;砖混结构;问题1.地基与基础方面(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。
(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。
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。
(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。
(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.砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱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:(1)构造柱作为承重柱使用后,由于砖砌体和混凝土材质的弹性模量不同,在变形一致的过程中使得构造柱受力较大,砖砌体承受的承载力变小,在结构一旦遭遇地震作用时,构造柱位置地震作用变大,水平剪力增大,产生应力集中,将可能造成首先破坏。
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部位。
(2)构造柱一般生根于地圈梁中,没有另设基础,是要求墙柱协同工作。
浅议框架结构设计原则及应注意的问题中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:钢筋混凝土框架结构是有梁和柱组成承重体系的结构,是一种抗震性能、抗风性能比较好的结构体系。
这种体系的侧向刚度小,建筑的内外墙处理十分灵活,易于满足建筑物设置大空间的要求,因此在工业与民用建筑中被广泛使用。
一、框架结构设计原则1.刚柔结合。
合理的建筑结构体系应该是刚柔结合的。
结构太刚则变形能力差,强大的破坏力瞬间袭来时,需要承受的里很大,容易造成局部受损最后全部毁坏;而太柔的结构虽然可以很好的消减外力,但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。
柔多了虽然造价可以降低但是必然产生变形以适应外力,太柔的结果必然导致太大的变形,甚至会导致立足不稳而失去根本。
2.多道设防。
安全的结构体系应当是躲到设防的,如破坏力来临时,所有抵抗外力的结构都在通力合作,前仆后继。
这时候,如果吧“生存”的希望全部寄托在某单一的构件上,是非常不可取的。
因此建筑结构设计中多肢墙要比单片墙好,框架剪力墙要比纯框架好等等,这些就是多道设防设计思路的体现。
3.保大弃小。
框架结构结构体系中提倡“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等的说法是非常重要的概念。
现实中绝对安全的结构是没有的。
简单地说,整个结构体系是由各种构件协调组成一体的,但各个构件所起的作用不尽相同,所以按照其重要性也就有了轻重之分。
一旦不可预料的破坏力量突然袭来,各个构件就会协作抵抗外来的破坏力,就是为了保护最重要的构件免遭摧毁或者至少是最后才遭摧毁,这时候有所牺牲在所难免,但由谁牺牲呢明智之举是要让次要构件先去承担灾难,如果各个构件平均用力,可能会得不偿失,损失将更大!4.整体性能。
理想的结构体系当然是有机一体的,通俗地讲也就是没有任何关节的,这样的结构体系能使任何外力都能迅速传递和消减。
基于这个思想,设计人员要做的就是要尽可能地把结构中各种不同的关节“打通”,使这种力量在关节处能够顺畅无阻。
打通关节,保持平衡的目的其实就是让其永远处于原始的静态或者处在相对的静态中。
浅议建筑结构设计安全性问题及施工质量控制研究摘要:随着经济的发展,人口的迅速增长,人们的生活水平的提高,地价也在不断的上涨,建筑结构设计安全性问题也在不断的涌现,建筑结构设计安全性问题给用户的生活带来极大不便,建筑结构的好与坏,不仅影响房屋的外观质量、使用功能和耐久性,甚至会危及人们的生命安全。
建筑结构设计安全性问题,应深入了解建筑结构工程中各类质量问题及控制管理。
关键词:建筑结构安全性施工质量控制管理对策研究abstract: with the development of economic, rapid population growth, people’s living standard enhancement, land prices are soaring, problems of structure design of buildings are constantly emerging, issues of structural design safety construction is inconvenient for the users to life, building structure is good or bad, not only affects the appearance of the house quality, function and durability, even endanger the life safety of people. design of building structure safety problems, should be all kinds of quality problems and control management in-depth understanding of building engineering.keywords : building structure, safety, construction quality, control and management, countermeasure research 中图分类号:tu3文献标识码:文章编号:俗话说“百年大计,质量第一”,对于企业生存发展而言,提升工程施工质量具有极大的意义,各企业在竞争激励的市场中能立于不败之地,所采用的就是“以质取胜”之道。
结构概念设计浅议——碎冰概念设计是结构设计的灵魂。
它要求设计人对结构有充分的体认,拥有对结构的直觉力,还要有灵感和创造力。
所有的分析软件以及其他外在的东西都只能辅助你去实现你的想法,这个基本的想法和构思和我们讨论的概念设计是一个东西。
他是源头是出发点,他决定一个结构设计是卓越、优秀还是普通、低劣。
和你是否采用最高端分析工具没有关系因为我们完全有可能采用最高端的分析工具设计出最拙劣的结构作品,比如央视大楼。
我们所有的分析都是去验证一个东西,而不可能去创造一个东西,这个东西就是你最初通过概念设计的方式在脑海里组装起来的结构构型。
这个最初构型就是概念设计最重要的成果,它决定了以后设计进程中的整个设计路径。
很简单,你不管用多么高端的分析手段都分析不出一个构型,而你只能去验证一个构型是否合理,是否可能。
认识到这点很重要。
精细的分析最多使我们的结构更精致,但对结构体的优劣却不可能有太多的帮助。
概念设计是基于对力的充分理解后的创造力释放。
结构人的创造力也只有在此点才能得到最为充分的表达和实现。
结构魅力也是基于此点才得以绽放!一个有建树的结构人,必是一个概念设计的高手,道理就在这里。
这就是过去的一些结构大师让我们吃惊的地方,那时还没有电脑,也没有有限元,但是一些令人惊艳的结构体就这样的诞生了(比如托罗哈的一些作品)。
为什么会这样呢?开始我也是迷惑的,后来我明白了,是他们对结构、对力拥有深刻的理解和超强的直觉力,当在进行一个项目的实施之前,在他们的脑海里已经有了清晰的结构构型,他们很确信这些构型是成立的,是能够实现的,然后就把他们从脑海里搬到了现实世界,于是经典就这样诞生了。
凡事一种技艺达到了一定的高度,都是据灵魂很近的产物。
一个好的建筑你会觉得有一种亲切感和美善的感觉,好的结构设计也一样。
建筑工程结构设计论文【摘要】我们在进行建筑的结构设计时,必须严格按照国家的相关规定,保证理论计算和实际情况相一致,尽量避免设计中的薄弱环节。
这就要求广大设计人员不仅要熟悉结构设计知识,还要掌握相应的力学和程序计算知识,最终实现建筑的经济适用和美观舒适的功能。
一、建筑结构设计的特点多层和高层结构的差别主要就是层数和高度。
但是实际上,多层和高层建筑结构没实质性差别,它们都必须抵抗横向及水平荷载促进作用,从设计原理及设计方法而言,基本上就是相同的。
1、水平荷载成为控制结构设计的主要因素结构内力、加速度与高度的关系,除轴向力与高度成正比之外,弯矩和加速度随其高度都呈圆形指数曲线下降,因此,随着高度的减少,水平荷载将沦为掌控因素。
水平力促进作用下结构与否优化,材料用量将存有非常大差别。
2、侧移成为控制指标与多层建筑相同,结构侧移已沦为高层建筑结构设计中的关键因素。
随着建筑高度的减少,水平荷载下结构的侧移变形快速减小,因而应当将结构在水平荷载促进作用下的侧移掌控在某一限度之内。
3、轴向变形不容忽视高层建筑中横向荷载数值非常大,使柱产生很大的轴向变形,从而可以使连续梁中间支座处的负弯矩值增大,横跨中正弯矩和端的支座正数弯矩值增大。
轴向变形还会对预制构件的下料长度产生影响,需要根据轴向变形的计算值调整下料长度进行。
另外轴向变形对构件的剪力和侧移产生影响,如不考虑构件竖向变形将会得出偏于不安全的计算结果。
二、建筑结构设计有关问题与掌控1、建筑结构设计中的概念设计的应用建筑结构中所谓的概念设计不仅仅就是建筑设计的一种理念,还是我国的建筑设计非常关键的一个环节,而且概念的设计这主要是建筑结构方案设计阶段,因为建筑结构的初步设计过程就是无法也不可能将借助计算机去同时实现的设计的。
所以,这就须要我国的建筑结构工程师对建筑结构的科学知识的综合运用以及能够把握住的建筑结构设计的概念从而挑选出与建筑工程来说结构最合理而且耗资最经济的结构设计的方案。
浅议建筑结构设计的特点问题
发表时间:2015-12-02T16:42:16.903Z 来源:《工程建设标准化》2015年8月供稿作者:刘云
[导读] 贵州建工集团第七建筑工程有限责任公司建筑结构设计必须讲究经济效益,一个成功的建筑结构设计,技术上先进合理,经济上效益显著。
刘云
(贵州建工集团第七建筑工程有限责任公司,贵州,贵阳,550000)
【摘要】适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的原则。
结构设计一般在建筑设计之后,“受制”于建筑设计,但又“反制”建筑设计。
结构设计不能破坏建筑设计,建筑设计不能超出结构设计的能力范围。
结构设计决定建筑设计能否实现,在这个意义上,结构设计就显得尤为重要。
本文结合建筑结构设计的概念、原则及特点提出了在进行建筑结构设计中应注意的相关问题。
【关键词】建筑;结构设计;问题
1 结构设计的概念及内容
结构设计简而言之就是用结构语言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。
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、上部结构设计和细部设计。
2 建筑结构设计的原则
适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的原则。
一个优秀的建筑结构设计往往是这五个方面的最佳结合。
完美的建筑结构设计就是在努力追求这五个方面的最佳结合的过程中产生的,适用、安全、经济、美观、便于施工是结构设计人员最终努力的目标,是结构设计的最佳体现。
结构设计一般在建筑设计之后,“受制”于建筑设计,但又“反制”于建筑设计。
结构设计不能破坏建筑设计,应满足、实现各种建筑要求;建筑设计不能超出结构设计的能力范围,不能超出安全、经济、合理的结构设计原则。
结构设计决定建筑设计能否实现,从这个意义上讲,结构设计显得更为重要,虽然一栋标志性建筑物建成后,人们只知道建筑师的名字,但一个适用、安全、经济、美观、便于施工的结构设计也是工程师们的骄傲和成就。
3 建筑结构设计特点
3.1 科学性
建筑结构设计是以数学、力学为理论基础,借助现代计算机技术进行的一种应用性技术。
一个结构工程师应该善于抽象建筑结构的理论模型,善于用数学和力学只是分析建筑结构的工作机理,只有这样才能具有较强的认识能力和适应能力。
3.2 应用性
建筑结构设计必须讲究经济效益,一个成功的建筑结构设计,技术上先进合理,经济上效益显著。
3.3 实践性
建筑结构设计是一种工程实践活动,没有一个工程师是直接从大学毕业生马上变成一个成熟的工程师,而是必须经过一个较长时间的工程设计锻炼。
3.4 复杂性
建筑结构设计的复杂性首先表现在设计中各种因素的不确定性,建筑结构设计是一个具有多解而没有标准答案的问题,作为一名结构工程师,我们需要找到一个相对最优的方案。
3.5 创新性
建筑结构设计作为一种技术服务行业,在设计市场竞争激烈形势下,要想获得开发商的项目,必须提供比别人更加合理经济的结构方案,这就需要工程师的创新能力。
4 进行建筑结构设计中应注意的相关问题
4.1关于箱、筏基础底板挑板的阳角问题。
(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)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。
4.2关于箱、筏基础底板的挑板问题从结构角度来讲,如果能出挑板,能调匀边跨底板钢筋,特别是当底板钢筋通长布置时,不会因边跨钢筋而加大整个底板的通长筋,较节约;出挑板后,能降低基底附加应力,当基础形式处在天然地基和其他人工地基的坎上时,加挑板就可能采用天然地基;能降低整体沉降,当荷载偏心时,在特定部位设挑板,还可调整沉降差和整体倾斜;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。
4.3关于梁、板的计算跨度一般的手册或教科书上所讲的计算跨度,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,在应用日广的宽扁梁中是不合适的。
梁板结构,简单点讲,可认为是在梁的中心线上有一刚性支座,取消梁的概念,将梁板统一认为是一变截面板。
在扁梁结构中,梁高比板厚大不了多少时,应将计算长度取至梁中心,选梁中心处的弯距和梁厚,及梁边弯距和板厚配筋取二者大值配筋。
(借用台阶式独立基础变截面处的概念)柱子也可认为是超大截面梁,所以梁配筋时应取柱边弯距。
削峰是正常的,不削峰才有问题。
4.4基坑开挖时,摩擦角范围内的坑边的基底土受到约束,不反弹,坑中心的地基土反弹,回弹以弹性为主,回弹部分被人工清除。
当基础较小,坑底受到很大约束,回弹可以忽略,在计算沉降时,应按基底附加应力计算。
当基坑很大时,相对受到较小约束,如箱基,计算沉降时应按基底压力计算,被坑边土约束的部分当做安全储备,这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一。
4.5抗震缝应加大,经统计,按规范要求设的防震缝在地震时有40%发生了碰撞,故应增大抗震缝间距。
4.6关于回弹再压缩基坑开挖时,摩擦角范围内的坑边的基底土受到约束,不反弹,坑中心的地基土反弹,回弹以弹性为主,回弹部分被人工清除。
当基础较小,坑底受到很大约束,如独立基础,回弹可以忽略,在计算沉降时,应按基底附加应力计算。
当基坑很大时,相对受到较小约束,如箱基,计算沉降时应按基底压力计算,被坑边土约束的部分当做安全储备,这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一。
4.7主梁有次梁处加附加筋:一般应优先加箍筋,附加箍筋可认为是:主梁箍筋在次梁截面范围无法加箍筋或箍筋短缺,在次梁两侧补上,象板上洞口附加筋。
附加筋一般要有,但不应绝对。
规范说的清楚,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。
也就是说,位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的垫梁不必加附加筋。
位于梁下部的集中力应加附加筋。
但梁截面高度范围内的集中荷载可根据具体情况而定。
当主次梁截面相差不大,次梁荷载较大时,应加附加筋。
当主梁高度很高,次梁截面很小、荷载很小时,如快接近板上附加暗梁,主梁可不加附加筋。
还有当主次梁截面均很大,如工艺要求形成的主次深梁,而荷载相对不大主梁也可不加附加筋。
总的原则,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,主梁可不加附加筋。
梁上集中力,产生的剪力在整个梁范围内是一样,所以抗剪满足,集中力处自然满足。
主次深梁及次梁相对主梁截面、荷载较小时,也可满足。
4.8一般情况下,悬挑梁宜做成等截面,尤其出挑长度较短时与挑板不同,挑梁的自重占总荷载的比例很小,作成变截面不能有效减轻自重。
变截面挑梁的箍筋,每个都不一样,加大施工难度。
变截面梁的挠度也大于等截面梁。
当然,外露的大挑梁,可适当变截面,使感官效果好些。
4.9当建筑大多数房间较小,而仅一两处房间较大时,如按大房间确定基础板厚会造成浪费,而按小房间确定则造成配筋困难,当承载力能满足要求时,可在大房间中部垫聚苯卸载,按小房间确定基础板厚。
5 结束语
总之,结构设计是个系统、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。
千里之行,始于足下。
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中的经验和教训。
参考文献:
[1]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,2006.9.
[2]沈蒲生.楼盖结构设计原理[M].科学出版社,2003.12.。