结构的设计与分析
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建筑结构设计的分析与应用建筑结构设计是指选定材料、确定构造、设计构件,以及确定构造体系和杆系,以满足建筑物在使用过程中的强度、稳定性、振动、变形、耐久性等各方面的要求。
在建筑领域中,结构设计是至关重要的,它决定了整个建筑物的稳定性和安全性。
本文将详细介绍建筑结构设计的分析与应用。
一、建筑结构设计的分类建筑结构设计根据其特点和性质的不同,可分为以下几种类型:1. 正交式结构正交式结构是指某一建筑物采用了两个或多个相互垂直的框架结构,形成一个完整的整体。
这种结构设计的优点在于其稳定性较强,抗震能力也很高,但其弊端在于不能有效地利用整个建筑物的空间。
2. 框架式结构框架式结构将某一建筑物分成了若干个内部框架和外部框架,这两个框架之间的空间可以用于建造悬挂层或具有特定功能的集成体。
在这种结构上,室内空间的使用更加灵活,但其对抗震的承受力较低。
3. 钢结构钢结构设计是指以钢材为基础建材,通过制造和安装钢制构件来实现建筑物的结构设计。
这种结构设计的优点在于施工速度快,结构轻盈,美观度高,但其成本也相对较高。
二、建筑结构设计的基本要素建筑结构设计的基本要素包括以下几个方面:1. 负荷要素负荷要素是指建筑物在全负荷状态下的承重能力。
它包括临界横向荷载和临界垂直荷载两个要素。
在这个方面,建筑结构设计需要考虑到建筑物在使用过程中的承重所需。
2. 稳定性要素稳定性要素是指建筑物在承受各种外部荷载时所体现出来的安全性。
建筑物的稳定性要素包括了碳化深度、钢筋强度以及抗震性等等。
在这个方面,建筑结构设计需要综合考虑建筑物在使用过程中的稳定性所需。
3. 材料要素材料要素是指建筑结构设计所采用的材料的性质。
这个要素涉及到建筑物所承受的各种外部荷载,包括了材料的强度、耐久性、能导热性、能ISL性以及加工、调节方便性等等。
三、在建筑结构设计的分析民应用过程中,往往要考虑以下几个方面:1. 建筑物形式分析建筑物的形式分析是指对所要设计的建筑物进行形式分析,以确定所需的结构类型以及承重能力。
工程结构分析与设计工程结构分析与设计是指对各种工程结构进行力学和结构力学分析,并基于此进行设计的过程。
在此过程中,工程师需要了解结构的静力学和动力学行为,以及相关的材料特性和工程要求。
通过运用各种计算方法和工程工具,工程师能够预测结构在不同力荷载下的行为,并设计出合理的结构来保证其稳定性和安全性。
一、结构分析结构分析是工程结构设计的基础,通过对结构进行分析,可以了解结构的内力、平衡条件、变形等重要参数。
在结构分析中,常用的方法包括静力学分析和动力学分析。
1.1 静力学分析静力学分析是对结构的平衡条件进行分析。
通过分析结构受力情况,可以确定结构的内力分布和各个部分的受力情况。
静力学分析的方法主要包括力平衡法、力矩平衡法、应力平衡法等。
1.2 动力学分析动力学分析是对结构的动态响应进行分析。
在动力学分析中,需要考虑结构在受到外界荷载作用下的振动特性。
常用的动力学分析方法包括模态分析、频率响应分析等。
二、结构设计结构设计是基于结构分析的结果,根据工程要求和相关规范,确定结构的尺寸、材料以及连接方式等。
结构设计的目标是使结构在各种作用力下满足强度、刚度和稳定性等要求。
2.1 结构材料选择结构材料的选择直接影响结构的性能和安全性。
在结构设计中,需要根据工程要求、设计寿命、使用环境等因素来选择合适的材料。
常用的结构材料包括钢材、混凝土、木材等。
2.2 结构尺寸设计结构尺寸设计是确定结构各个部分的几何尺寸。
在结构设计中,需要根据结构的受力情况和承载要求,确定合理的尺寸。
结构尺寸设计需要考虑结构的强度、刚度和稳定性等因素。
2.3 连接设计连接设计是确定结构各个部分之间的连接方式和连接件的设计。
合理的连接设计能够保证结构的整体稳定性和安全性。
在连接设计中,需要考虑连接件的强度、刚度和可靠性等因素。
三、结构分析与设计工具在工程结构分析与设计过程中,工程师通常会使用各种计算方法和工程工具来辅助分析和设计。
3.1 数值计算方法数值计算方法是一种常用的工程结构分析与设计方法。
结构分析与设计在现代建筑设计中,结构分析与设计是十分重要的环节。
一座建筑的结构设计直接关系到其安全性、美观性和功能性,因此,合理而精确的结构分析与设计是建筑师必须掌握的技能。
本文将介绍结构分析与设计的基本概念、方法和流程。
一、结构分析与设计的基本概念结构分析与设计是指对建筑物或其他工程结构进行力学计算和结构设计的过程。
它基于物理力学原理,通过数学模型和工程经验,确定结构的受力状态、形态和尺寸等参数,以满足规定的安全性能、结构刚度和变形要求。
结构分析与设计不仅仅关注结构的力学性能,还考虑了施工、材料和经济等方面的因素。
二、结构分析与设计的方法结构分析与设计的方法主要包括以下几个步骤:1. 建立数学模型:首先,根据建筑的几何形态和材料特性,建立结构的数学模型。
模型的选择应该符合实际情况,并能够简化计算过程。
2. 施加荷载:在数学模型的基础上,施加各种荷载,包括自重、活荷载、风荷载等。
荷载的大小和方向需要根据设计标准和实际情况确定。
3. 进行力学分析:根据建立的数学模型和施加的荷载,进行力学分析。
力学分析可以采用解析法、数值法或实验法等不同的方法。
通过力学分析,可以得到结构的受力状态、内力分布和变形情况等。
4. 设计结构尺寸:在力学分析的基础上,根据结构的受力情况和安全要求,确定结构的尺寸。
尺寸的设计应该保证结构的强度和刚度,并考虑到施工、材料和经济等因素。
5. 进行验算:设计完成后,对结构进行验算。
验算是通过检查结构的受力状况和尺寸是否满足设计要求,以及是否满足相关的建筑标准和规范。
三、结构分析与设计的流程结构分析与设计的流程可以分为以下几个阶段:1. 初步设计阶段:在这个阶段,建筑师根据建筑的功能和外观要求,对结构的类型和布局进行初步设计。
初步设计还包括计算结构的总体尺寸和质量估算等工作。
2. 结构分析阶段:在这个阶段,建筑师将初步设计的结构模型转化为数学模型,并施加荷载进行力学分析。
通过分析,可以得到结构的受力状态和变形情况。
建筑结构的设计与分析建筑结构是建筑物的骨架,它承担着支撑、传力和抗震等重要功能。
建筑结构的设计与分析是建筑工程中极为重要的环节,它决定着建筑物的安全性、稳定性和经济性。
本文将从设计理念、结构分析方法、材料选择等方面进行探讨。
一、设计理念建筑结构的设计理念是指在满足建筑功能、安全性和美观性的基础上,合理运用结构力学和材料力学原理,采用合适的结构形式,实现结构的高效性和经济性。
1.1 功能性要求建筑结构的设计首先要满足建筑物的功能性要求,即能够满足建筑物的使用需求。
例如,住宅建筑需要提供安全、舒适的居住空间;办公建筑要满足工作环境的需求;商业建筑要具有良好的展示和销售功能等。
1.2 安全性要求在设计建筑结构时,安全是首要考虑的因素。
建筑结构要能够承受自重、荷载和地震等外力的作用,保证建筑物在使用阶段的稳定性和安全性。
设计过程中需要考虑结构的强度、刚度和稳定性。
1.3 美观性要求建筑结构的美观性是指在满足功能和安全性要求的同时,结构形式整体上要与建筑风格、外观形象相协调,形成统一的建筑艺术效果。
二、结构分析方法结构分析是建筑结构设计的核心环节,通过数学模型和计算手段,对结构的受力、变形等进行分析和计算,以确定结构的合理性和安全性。
2.1 静力分析静力分析是最基本的结构分析方法,它根据结构受力平衡的原理,通过平衡方程计算结构的受力和变形情况。
静力分析适用于结构受力平衡的情况,如简支梁、柱子等。
2.2 动力分析动力分析是在结构受到地震、风荷载等动力荷载作用下,通过运用动力学原理,分析结构的动力响应和抗震性能。
动力分析适用于高层建筑、大跨度桥梁等结构。
2.3 有限元分析有限元分析是一种数值计算方法,将结构离散为有限个的单元,通过单元间相互关联和边界条件的约束,求解结构的受力和变形情况。
有限元分析可以模拟结构受力和变形的状况,对于复杂结构的分析具有较高的精度。
三、材料选择材料的选择是建筑结构设计中的关键环节,直接影响着结构的稳定性和经济性。
建筑结构分析与设计的理论基础在建筑工程领域中,建筑结构分析与设计是一个至关重要的环节。
它涉及到对建筑物的承载能力、稳定性和安全性进行综合考虑和计算,以确保建筑物可以在设计寿命内正常运行。
本文将重点探讨建筑结构分析与设计的理论基础。
一、力学基础建筑结构分析与设计的理论基础之一是力学理论。
力学是研究物体的力学特性、运动规律和相互作用的学科,它包括静力学和动力学两个方面。
在建筑结构中,静力学是最基础的理论,它是研究建筑物在平衡状态下受力的学科。
静力学的基本原理包括平衡条件、力的合成和分解、受力分析等。
通过对建筑物受力进行合理的分析和计算,可以确保建筑物在承载设计荷载时不会发生力学失稳。
而动力学是研究物体在外力作用下的运动规律的学科。
在建筑结构设计中,动力学主要用于分析建筑物在地震、风力等外力作用下的响应和振动特性。
通过动力学的分析,可以为建筑物的抗震设计和振动控制提供依据。
二、材料力学材料力学是建筑结构分析与设计的另一个重要理论基础。
它研究材料在力的作用下的变形特性和破坏机理,为建筑结构的材料选择和计算提供依据。
常见的建筑材料包括混凝土、钢材、木材等。
它们的受力性能和特性不同,需要根据具体情况进行合理的选择和计算。
材料力学中的弹性力学、塑性力学和破坏力学等理论可以帮助工程师准确估算建筑材料的受力性能,从而保证建筑结构的安全性和稳定性。
三、结构力学结构力学是建筑结构分析与设计的核心理论基础之一。
它研究建筑物的力学特性和受力行为,为建筑结构的分析和设计提供方法和准则。
结构力学包括静力学和动力学两个方面。
在静力学领域,结构力学通过应力、应变和位移的计算,对建筑物受力状态进行分析和评估。
在动力学领域,结构力学通过模拟和计算建筑物在外力作用下的振动特性,为抗震设计和振动控制提供依据。
四、结构分析与设计方法建筑结构分析与设计的理论基础还包括各种结构分析与设计方法。
这些方法包括解析法、数值法和试验法等。
解析法是指通过数学公式和力学原理,直接推导出建筑结构的受力状态和变形情况。
系统的结构设计和流程分析
系统的结构设计和流程分析是根据具体的系统需求和功能来确定的。
下面是一个示例的系统结构设计和流程分析的步骤:
1. 确定系统需求:首先需要明确系统的功能和目标,包括用户需求、业务需求和技术需求等。
2. 确定系统模块:根据系统需求,将系统划分为不同的模块,每个
模块负责不同的功能。
模块之间应该具有清晰的职责划分和接口定义。
3. 设计系统架构:根据模块之间的关系和依赖,设计系统的整体架构。
可以采用分层架构、模块化架构或者其他适合的架构模式。
4. 设计数据库结构:如果系统需要使用数据库存储数据,需要设计
数据库的结构,包括表的设计、字段定义和关系建立等。
5. 设计系统流程:根据系统功能和用户需求,设计系统的流程。
包
括用户的操作流程、系统的业务流程和数据流动等。
6. 设计界面和交互:根据系统的功能和用户需求,设计系统的界面
和交互方式。
包括界面的布局、样式设计和用户交互的流程等。
7. 确定系统接口:根据系统的功能和需求,确定系统对外提供的接
口和对接的接口。
包括API接口、数据传输格式和协议等。
8. 编写系统文档:根据系统的结构设计和流程分析,编写系统的详
细文档,包括系统架构文档、数据库设计文档、接口文档和用户操
作手册等。
以上是一个简单的系统结构设计和流程分析的步骤,具体的设计和
分析过程还需要根据具体的系统需求和实际情况进行调整和完善。
建筑行业中的建筑结构设计与分析方法在建筑行业中,建筑结构设计与分析是非常重要的环节。
只有确保建筑结构的安全性和稳定性,才能确保建筑物的可持续使用。
本文将介绍建筑行业中常用的建筑结构设计与分析方法,包括静力分析、有限元分析和结构优化等。
一、静力分析静力分析是建筑结构设计的基本方法之一。
在静力分析中,结构被认为是静止不动的,只考虑静力平衡。
通过计算结构受力和变形情况,确定结构的安全性。
静力分析可以分为刚性体系分析和柔性体系分析。
1. 刚性体系分析:刚性体系分析假设结构的刚度非常大,结构在受力作用下只产生很小的变形。
在刚性体系分析中,常用的方法有杆件法和板壳法。
杆件法适用于直线构件,如梁和柱;板壳法适用于平面和曲面构件,如板和壳体。
2. 柔性体系分析:柔性体系分析考虑结构的变形,结构被看作是弹性体系。
在柔性体系分析中,常用的方法有位移法和能量法。
位移法根据结构的变形和位移来计算结构的受力情况;能量法通过计算系统的能量及其变化来确定结构的变形和受力。
二、有限元分析有限元分析是一种数值计算方法,广泛应用于建筑结构的设计与分析中。
有限元分析将复杂的结构问题离散化为有限个简单的子问题,通过求解这些子问题得到整个结构的解。
有限元分析可以考虑结构的非线性变形和材料的非线性力学性质。
有限元分析的基本步骤包括建立模型、离散化、确定边界条件、求解方程和后处理。
在建立模型时,将结构分割成有限个单元,并根据不同单元的特性来选择适当的数学模型。
然后,根据结构的几何和材料特性,确定每个单元的初始条件和受力情况。
最后,通过求解各个单元的方程,得到整个结构的受力和变形情况。
三、结构优化结构优化是一种通过调整结构形状和尺寸来提高结构性能的方法。
结构优化可以帮助设计师减少材料的使用、改善结构的刚度和稳定性,并满足特定的设计要求。
常见的结构优化方法包括拓扑优化、形状优化和尺寸优化。
1. 拓扑优化:拓扑优化是通过改变结构的拓扑形态来提高结构的性能。
建筑结构设计与分析建筑结构设计与分析是非常重要的,只有清楚的知道结构才能更好的进行设计,每个分析结果都有理可循。
本店铺本店铺就建筑结构设计与分析和大家介绍一下。
1、建筑的结构体系1.1框架-剪力墙体系剪力墙体系是在建筑平面的某个位置设置用来代替框架体系中不满足结构强度和刚度要求的框架,这样的变更就形成了框架-剪力墙体系。
此体系中的剪力墙和框架是与建筑结构中的楼板、连续梁共同作用的,其中框架体系主要承受垂直荷载,剪力墙主要承受水平荷载,剪力墙的设置增强了结构的侧向刚度,使得建筑框架的水平位移减小,此种结构体系的整体性,延展性和结构抗性均有较大的提高,所以框架-剪力墙体系的建筑结构能够提高结构的建筑高度。
1.2筒体体系筒体体系是采用筒体为抗侧力构件的结构体系的统称,此体系的主要形式包括:单筒体、筒体-框架、筒中筒、多束筒等形式。
筒体是存在实腹筒和空腹筒两种类型的一种空间受力构件形成的体系。
其中实腹筒是由建筑结构中平面或曲面墙组成的三维竖向结构单体,空腹筒是由建筑结构中的密排柱、窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙组成的空间受力构件。
筒体体系的各构件受力合理有较强的抗风、抗震能力,筒体体系刚度大和强度大的特点,使得此种体系适用于大跨度、大空间和超高层的建筑结构。
2、建筑结构分析2.1建筑结构分析的基本假定建筑结构是一种大型空间结构体系,它本身是由竖向抗侧力构件通过水平楼板连续构成的,而且完全精确地按照三维空间结构进行分析具有很大的困难。
根据实际情况,建筑结构中的各种实用的分析方法都是需要对其计算模型做出相对应的筒化过程,以方便建筑结构模型的建立和适用。
笔者对于下面的一些常见的基本假定进行阐释:2.1.1弹性假定弹性假定是目前国内工程上广泛应用的一种建筑结构的分析方法,无论是在静力荷载还是动荷载的作用下,建筑结构一直是处于弹性阶段工作的,而这种假定基本符合处于规定年限范围内的建筑结构的实际工作情况。
但是在遭受临时意外作用(地震、台风等自然灾害)时,建筑结构由于受到较大的冲力而产生较了大的位移,随之会有裂缝的出现,从而建筑结构进入到了弹塑性工作阶段。
建筑结构设计与分析一、建筑结构设计的基本原则建筑结构设计是建筑工程领域的一个重要分支,主要负责设计建筑物的结构,保证建筑物具有承载能力、稳定性、安全性、经济性、美观性等各种要求。
建筑结构设计的基本原则包括:1.安全性:建筑的结构设计必须具有足够的稳定性和承载能力,能够承受各种载荷的作用,确保建筑物在使用过程中的安全。
2.实用性:建筑结构设计必须满足建筑的使用要求,具有良好的空间布局和使用便利性,易于维修和保养。
3.经济性:建筑结构设计必须在保证实用性和安全性的前提下,尽可能减少材料和人力成本,提高建筑的经济效益。
4.美观性:建筑设计的外观和内部布局应该符合人类审美标准,使建筑物具有良好的视觉效果和空间感受。
二、建筑结构设计过程建筑结构设计的过程主要包括以下几个步骤:1.确定建筑的使用功能和要求,根据建筑物的用途、地区气候、地质条件等因素,确定建筑物的结构类型、基础形式、主要结构和构造形式等。
2.进行结构计算和分析,分析建筑物的荷载情况和构造形式,根据不同的材料特性和承载能力,确定建筑物各部位的尺寸、截面形状、节距和联接方式等。
3.根据结构计算和分析的结果,设计出合理、经济、美观的建筑结构方案,并进行验算和优化调整。
4.编制建筑结构施工图纸,绘制建筑结构部位的详细构造和施工装配图,为建筑施工提供参考和指导。
5.进行结构检验和验收,对建筑结构进行质量检验和验收,确保建筑物的结构安全和使用质量。
三、常用建筑结构类型1.框架结构:框架结构是建筑结构设计中最常用的一种结构类型,既适合住宅建筑,也适合工业厂房等大型建筑物。
框架结构由柱、梁、墙等构件组成,具有优良的承载能力和刚度。
2.砖混结构:砖混结构是指用砖块和混凝土加铁筋等材料构成的结构形式,适合建设高层建筑、大型民用建筑、重要工业设施等。
3.筒壳结构:筒壳结构是一种曲面薄壳结构,可以用钢板、混凝土、玻璃纤维等材料进行制造,适用于建造大型建筑、球形建筑和空间受力构件。
浅谈结构的设计与分析
摘要:根据规范,结合实际设计工程及个人体会,对结构设计的概念、内容、方法及部分构件的设计进行分析讨论。
关键词:概念及内容设计阶段设计方法具体应用构件设计
前言
结构设计中相当部分构件的设置,规范仅给出了最低限值或建议取值,实际设计过程中各人的理解不同可能对整个设计带来相当大的区别。
还有部分是属于概念设计的范畴,尤其值得我们一起探讨。
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来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。
上部结构的设计和细部设计。
2.结构设计的阶段:
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:一: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。
二: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。
三: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。
三: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。
施工图设计阶段的内容为:根据上述计算结果,来最终确定构件布置和构件配筋以及根据规范的要求来确定结构构
件的构造措施。
3.各设计阶段的基本方法
根据方案阶段的主要内容,其基本方法就是根据各种结构形式的适用范围和特点来确定结构应该使用的最佳结构形式,这要看规范中对于各种结构形式的界定和工程的具体情况而定,关键是清楚各种结构形式的极限适用范围。
还要考虑合理性和经济性。
在结构计算阶段,就是根据方案阶段确定的结构形式和体系,依据规范上规定的具体的计算方法来进行详细的结构计算,规范上的方法有多种,关键是结合工程的实际情况来选择合适的计算方法,以楼板为例,就有弹性计算法,塑性计算法及弹塑性计算法。
所以选择符合工程实际的计算方法是合理的结构设计的前提,是十分重要的。
在施工图设计阶段,就是根据结构计算的结果来用结构语言表达在图纸上。
首先表达的东西要符合结构计算的要求,同时还要符合规范中的构造要求,最后还要考虑施工的可操作性。
这就要求结构设计人员对规范要很好的理解和把握。
另外还要对施工的工艺和流程有一定的了解。
这样设计出的结构,才会是合理的结构。
4.规范、手册及标准图集在具体工作中的应用:
结构设计的准则和依据就是各种规范和标准图集。
在进行不同结构型式的设计时必须要紧扣不同的规范,但这些规范又都是相互联系密不可分的。
在不同的工程中往往会使用多种规范,在一个工程确定了结构形式后,首先要根据《建筑结构可靠度设计统一标准》来确定建筑的可靠度和重要性;然后再根据《中国地震动参数区划图》,《建筑抗震设防分类标准》《建筑抗震设计规范》确定建
筑在抗震设防方面的规定和要求,在荷载的取值时要按照《建筑结构荷载规范》来确定,这是建筑总体需要运用的规范。
在工程的具体设计方面,涉及到砌体部分的要遵循《砌体结构设计规范》的规定;涉及到混凝土部分的要遵循《混凝土结构设计规范》的规定;涉及到钢筋部分的要遵循《钢筋焊接及验收规程》和《钢筋机械连接通用技术规程》的规定;在基础部分的设计时需要遵循的是《建筑地基基础设计规范》的规定。
最后在结构绘图时则要符合《建筑结构制图标准》的要求。
在各种结构设计手册中,给出了该结构形式设计的原理,方法,一般规定和计算的算例以及用来直接选用的各种表格。
这对于深刻理解和具体设计各种结构形式具有良好的指导作用。
我们推荐最好能参照设计手册来手算典型的结构形式。
标准图集是依据规范来制定的国家和省市地方统一的设计标准和施
工做法构造。
不同的结构形式有不同的标准图集。
设计中常用的有,结构绘图时采用:平法制图(03g101-1),砌体中的钢筋混凝土过梁采用:过梁(l03g303),砖混结构抗震构造详图采用:l03g313,钢筋混凝土结构抗震构造详图采用:l03g323,地沟及盖板采用:02j331。
需要说明的是,在选用标准图集时一定要根据具体工程的实际情况来酌情选用,必要时应说明选用的页号和图集号,不可盲目采用。
5. 部分构件的设计及概念的理解
a.桩筏基础中筏板取值:
桩筏基础设计中对于筏板厚度的取值,一般是先按建筑层数估算筏板厚度,常规是按层数x50mm来估算。
譬如说一幢十八层的小高层住宅,我们则先按18x50mm=900mm设定筏板厚,然后再根据排桩情况,分别验算角桩冲切,边桩冲切及墙冲切,群桩冲切。
一般情况均为角桩冲切来控制板厚,但笔者在这里主要强调一个短肢剪力墙结构下的群桩冲切,短肢剪力墙结构由于墙体不封闭,故取值群桩冲切边界时有相当大的困难,而群桩冲切由于桩群重叠面积较大,应是一种不利状态。
笔者一般是取值几个大层间近似作为冲切边界,所围区域内短肢墙体内力则作为抗力抵消,虽不完全准确,但区域放大后,边界的开口效应有所削弱,是可行的。
b.梁筏基础板筋位置:
性梁筏基础,由于考虑水浮力下底板所受向上的反向力,设计人员会要求筏板面筋能置于地梁主筋以下,而地梁配筋有时较多甚至配置双排筋,再加上梁箍筋则施工中引起板筋的弯折相当困难,遇到人防工程则更难施工。
笔者认为从受力传递过程来说,板筋设置必须准确,但考虑施工困难及相应板保护层的损失,建议可以作适当放松,我院地下工程说明中规定底板面筋应有一半钢筋经斜折后放置在支承基础梁主筋下面,伸入梁内不小于15d,这是合理的。
c.强柱弱梁的设计理念:
强柱弱梁的概念主要是针对小震不坏,中震可修,大震不倒的抗震设防目标而提出的。
柱破坏了建筑物整个都会倾覆,而梁破坏
则仅是某个区域失效,因此柱较之梁破坏的损害更大,当前我们的经济已高速发展,我们设计人员在设计中一定要将这一概念设计贯彻下去。
其一必须严格控制柱轴压比,我们目前的计算均是基于小震下进行的,如果小震下柱子轴压比过高,则大震下地震力将对边柱产生一个巨大的附加轴力(有文章研究表明约增加30%),则柱子根本不可能有这点安全储备,在大震即会破坏,那又何谈大震不倒呢?笔者认为轴压比在任何情况下均不宜超过0.9%,且我们对柱断面及配筋设置时应分部位处理,建议边柱,角柱应适当加强,特别是角柱,建议应全柱加密箍筋,且配筋率不宜小于1%。
所有框架柱,不包括小截面柱,笔者建议纵筋均应大于20,且柱筋品种不宜过多,矩形截面柱尽可能对称配筋。
而对梁配筋笔者则建议应配足梁中部筋,而支座筋则可通过调幅让其适当降低,以使地震作用下能形成梁铰机制,防止柱先于梁屈服,使梁端能首先产生塑性铰,保证柱端的实际受弯承载力大于梁端的实际受弯承载力。
6.结语
总之,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,设计人员要深刻理解规范和规程的含义,在工作中善于反思和总结经验教训,使我们的设计更经济合理。