钢筋混凝土结构设计探讨
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钢筋混凝土房屋设计结构的若干问题探讨摘要:房屋结构设计的情况直接关系到建筑整体的安全性能,对于设计人员来说进行房屋结构设计的一个最重要前提就是要科学合理地建立起结构计算模型,同时选择最合适的结构参数。
准确的结构参数在结构设计中扮演者绝对重要的角色。
笔者依据自身的设计工作经验以及心得体会,就当前房屋设计结构中存在的一些问题,从各个方面进行分析,提出一些意见建议,进而为相关从业人员做出指导。
关键词:钢筋混凝土设计结构房屋一个房屋的结构设计的质量高低对结构的安全性能有着极大的影响,如何才能建立起更加科学更加合理的结构设计模型是设计人员要解决的关键性问题。
在设计过程中合理地选择结构参数为正确分析结构提供了保障。
目前我国大部分的设计所都采用的是辅助设计软件来对房屋进行设计规划的,某些从业人员对房屋防震、抗风等方面因素认识不够深刻,对于结构设计中的相关原理了解不够,进而不能科学合理的选取计算参数的数值。
虽然我们可以很熟练地使用辅助设计软件对房屋设计进行绘图等工作,但是考虑不周全会使得设计不尽科学,并给房屋整体埋下安全隐患。
下面我们就如下几个方面进行探讨说明。
1、合理确定计算模型在面对多层房屋的框架基础埋深问题时,如埋深较大则应考虑要减小底层位移和底层柱子的设计长度,可以采取在地坪下面选择合适位置安置相应的基础拉梁来进行弥补。
但是,部分设计人员认为框架是固定在安置的基础拉梁上面的,从而按照构造来设计基础拉梁,依照中心受压来计算基础,如此的操作固然是不可取的。
我们现在来分析这个问题,首先如果按照上述构造设计基础拉梁则不能满足平衡柱脚弯矩的条件;其次在《混凝土结构设计规程》中有规定指出:框架结构底层柱的高度应取由基础顶面到一层楼盖顶面的高度,同时还有《建筑抗震设计规范》中提到的:框架柱底层的弯矩设计参数要同增大系数相乘。
由此可知,我们在设计拉梁相关结构的时候要先分析底层柱的配筋是由哪部分控制的,是基础拉梁顶面还是基础顶面上的截面。
钢筋混凝土结构的设计与施工要点钢筋混凝土结构是一种广泛应用于建筑工程中的结构形式,其设计与施工要点对于保证建筑物的安全性和稳定性至关重要。
本文将深入探讨钢筋混凝土结构的设计与施工要点,帮助读者更好地理解该结构形式的特点和应用。
一、钢筋混凝土结构的概述1. 混凝土的特点:混凝土是一种复合材料,具有较好的耐压性能和耐火性能,但抗拉强度较低。
钢筋混凝土的设计目的就是通过混凝土和钢筋的协同作用,充分发挥二者的优点,以提高整体结构的承载能力和抗震性能。
2. 钢筋的作用:钢筋主要承担混凝土的抗拉力,提高结构的抗震和抗弯能力。
根据不同的构件和承载要求,钢筋的布置和数量也会有所不同。
3. 结构形式:钢筋混凝土结构包括框架结构、梁柱结构、板柱结构等多种形式。
每种结构形式都有其特点和适用范围,必须根据具体的工程要求进行选用。
二、钢筋混凝土结构的设计要点1. 结构荷载的确定:在钢筋混凝土结构的设计中,首先需要准确确定结构受力情况,包括垂直荷载、水平荷载、温度荷载等。
这些荷载将直接影响到结构构件的尺寸、截面和钢筋的布置。
2. 材料的选择:钢筋混凝土结构中的混凝土和钢筋是至关重要的材料。
混凝土应符合强度等级和工作性能要求,钢筋应符合强度等级和规格要求。
还需要对材料的质量进行严格控制,以确保结构的安全性和耐久性。
3. 结构布局与分析:根据工程要求和结构形式的特点,进行结构布局和分析。
将荷载合理分配到各个构件上,并进行静力和动力分析,以保证结构的稳定性和安全性。
4. 结构计算与验算:根据设计荷载和结构布局,进行结构的计算与验算。
计算过程中需要考虑各种受力状态、构件的强度、钢筋的合理布置以及构件之间的连接等因素,以保证结构的承载能力和稳定性。
三、钢筋混凝土结构的施工要点1. 混凝土浇注:混凝土浇注是钢筋混凝土结构施工过程中的一个关键环节。
在浇注过程中,应注意混凝土的质量、浇注方式、浇注高度和浇注速度等因素,保证混凝土的均匀性和密实性。
钢筋混凝土结构设计钢筋混凝土结构是目前建筑工程中应用最为广泛的结构形式之一。
它具有强度高、耐久性好、整体性强等诸多优点,能够满足各种复杂建筑的需求。
在这篇文章中,我们将深入探讨钢筋混凝土结构设计的各个方面。
首先,让我们来了解一下钢筋混凝土结构的基本组成。
钢筋混凝土结构主要由混凝土和钢筋两部分组成。
混凝土具有较高的抗压强度,但抗拉强度较低;而钢筋则具有良好的抗拉强度。
将两者结合在一起,能够充分发挥各自的优势,共同承担结构所承受的荷载。
在进行钢筋混凝土结构设计时,荷载的确定是至关重要的一步。
荷载包括恒载(如结构自重、固定设备重量等)、活载(如人员活动、家具重量、风荷载、雪荷载等)以及偶然荷载(如地震作用、爆炸等)。
设计师需要根据建筑的使用功能、地理位置、环境条件等因素,准确地计算出各种荷载的大小和分布,以确保结构在设计使用年限内能够安全可靠地工作。
结构的选型和布置也是设计中的关键环节。
不同的建筑形式和功能要求需要选择不同的结构体系,如框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构等。
在确定结构体系后,还需要合理地布置柱、梁、墙等构件,使其能够有效地传递荷载,并且满足建筑使用空间和美观的要求。
钢筋的配置是钢筋混凝土结构设计的核心内容之一。
设计师需要根据计算得到的内力,确定钢筋的种类、直径、间距和数量等。
在配置钢筋时,要遵循相关的规范和标准,确保钢筋的锚固长度、搭接长度等符合要求,以保证钢筋与混凝土之间能够有效地协同工作。
混凝土的强度等级和配合比设计也不容忽视。
混凝土的强度等级应根据结构的受力情况、使用环境等因素来确定。
同时,还需要合理设计混凝土的配合比,以保证混凝土具有良好的工作性能和耐久性。
在设计过程中,还需要考虑结构的变形和裂缝控制。
由于混凝土的收缩、徐变以及温度变化等因素的影响,结构在使用过程中会产生一定的变形和裂缝。
设计师需要通过合理的设计措施,如设置伸缩缝、加强配筋等,将变形和裂缝控制在允许的范围内,以保证结构的正常使用和耐久性。
钢筋混凝土框架结构延性设计的探讨0.引言在我国当前的高层建筑当中,对于钢筋混凝土的运用是非常广泛和普遍的,而钢筋混凝土的框架结构因为具有十分稳定的延性,所以使得其也成为了现代很多高层建筑所主要采用的结构形式之一。
这种建筑结构在当前来说,更多的运用在了地震的防护区域,因为这种结构形式具有非常好的抗震性能,但是如果这种框架结构不进行有效的延性设计,那么在较大的自然灾害发生的时候或者是在地震到来的时候,就会产生比较严重的后果,甚至会诱发更大的灾害。
接下来,笔者将在本研究中将主要以建筑钢筋混凝土框架结构延性设计为例,对建筑钢筋混凝土狂接结构设计方面的问题做出简要分析,并简单谈一谈自己的主观看法。
1.建筑钢筋混凝土框架结构的设计原则在高层建筑的框架结构设计当中,应该遵循刚柔相互协调的这一原则,这可以保证高层建筑拥有一定的延性[1]。
而且,笔者认为在抗震撼方面还需要遵循多道设计的原则,这样,如果第一道抗侧力构件受到了破坏,那么接下来的第二道防线和第三道防线就会立即作出接替,这样便能够更好地挡住各种震撼力的冲击。
对于保证建筑物不会因为震撼而倒塌起到了一定的支撑作用。
此外,笔者认为在高层建筑的抗震设计当中还需要对选择作出一定的规定,在选材上,高层建筑要遵循轻质量高强度的原则,建筑材料不单单需要具备足够的形变能力和强度,而且材料的自重也应当尽可能的轻一些[2]。
这样,即便是因为很强大的震撼而造成高层建筑的坍塌,那么轻质的材料对人体所造成的伤害也会适当的降低很多。
2.建筑钢筋混凝土框架结构的延性设计2.1梁柱的延性设计如果想要保证建筑物的框架结构具有更高的延性,那么首先需要保证这个建筑物的框架梁祝具有足够的延性。
梁柱的延性和梁柱界面的塑性铰的转动力有十分重要的关系,所以框架结构的抗震设计最关键的就是对梁柱塑性铰进行设计。
笔者认为在对其进行设计的时候需要遵照强剪弱弯的原则。
钢筋混凝土梁柱在如果受到了较大的剪力,那么一般就会呈现出脆弱性的破坏[3]。
钢筋混凝土框架结构设计中的优化与安全性分析钢筋混凝土框架结构是现今建筑工程中最常用的一种结构,其安全性和可靠性对于保障人员生命财产安全至关重要。
而在设计阶段,如何优化结构设计,提高建筑物的承载能力和抗震性,成为设计师面临的重要任务。
本文将从优化设计和安全性分析两个方面进行探讨。
一、优化设计钢筋混凝土框架结构设计阶段,需要根据建筑物的地理环境、建筑物使用功能以及承重情况等多种因素进行考虑,通过合理的结构设计方案,提高建筑物的整体安全性和抗震能力。
1. 材料的选择钢筋混凝土框架结构的优化设计中,材料的选择是至关重要的因素,主要从以下三个方面进行考虑:1)力学性能在结构设计阶段,需要根据建筑物的使用功能和设计荷载,选择具有良好力学性能的钢筋和混凝土材料。
通常情况下,采用大直径的高强钢筋、高强混凝土等材料,可以提高材料的承载能力和抗震性能。
2)耐久性钢筋混凝土结构的使用寿命是一个重要的考虑因素,在材料的选择上,需要考虑材料的耐久性能。
钢筋材料选用不含氢、磷等杂质的优质钢筋,混凝土材料选用优选掺合料,有利于提高混凝土的耐久性能。
3)经济性经济性是针对使用性能特别要求不高的情况下考虑的一个因素。
例如,在需要降低造价的情况下,采用增强弹性模量材料、有机纤维等加强剂,可以起到一定的经济效益。
2. 结构的布局结构布局是钢筋混凝土框架结构优化设计中另一个十分重要的环节。
通常情况下,优化的结构布局应该是结构安全可靠、布局合理且美观大方,具备好的通风采光性能,并且考虑到建筑物的使用功能,增加使用时的舒适性。
3. 抗震设计抗震性能是钢筋混凝土结构设计中最为关键的考虑因素,通常情况下,钢筋混凝土结构的抗震能力依赖于材料的强度、布局和连接方式,因此,进行抗震设计是优化结构设计的主要环节之一。
抗震设计包括结构形式、轴力比、刚度比和拐点等因素的确定,建筑物的抗震能力通常需要根据设计标准进行评估和检验。
二、安全性分析钢筋混凝土框架结构的安全性分析主要涉及到以下方面:1. 结构的承载能力承载力是钢筋混凝土结构安全性的重要因素,设计师需要考虑建筑物的使用功能、地理环境等多个方面指标,应根据设计标准确定建筑结构布置、墙体开口、集中力的作用部位等因素,进行合理的结构设计和布置。
钢筋混凝土结构设计要点钢筋混凝土结构是现代建筑中最常见的结构形式之一。
它的优势在于具有较高的强度、耐久性和抗震性能。
合理的设计是确保钢筋混凝土结构安全可靠的关键。
本文将重点探讨钢筋混凝土结构设计的要点,希望可以对相关设计人员有所帮助。
第一部分:结构初步计算在进行钢筋混凝土结构设计之前,首先需要进行结构初步计算。
这包括确定结构的荷载、应力状态、构件尺寸等。
荷载可以分为恒载、活载和地震作用等,应根据实际情况进行合理估计。
在确定荷载后,需要进行应力状态的分析。
这包括弯矩、剪力和轴力等。
根据结构的几何形状和受力特点,可以通过解析方法或计算机辅助软件进行应力状态的计算。
在计算应力状态之后,需要确定构件的尺寸。
这包括截面尺寸和长度等。
合理选择构件尺寸可以有效地减小构件的变形和开裂,提高结构的稳定性和耐久性。
第二部分:配筋计算配筋计算是钢筋混凝土结构设计的一个重要环节。
配筋的目的是提供足够的受力面积,使结构能够承受设计荷载。
在配筋计算中,需要根据结构的荷载、应力状态和构件尺寸等参数确定截面的受力面积。
根据截面受力状态的不同,可以选择合适的受力模式,如单受力、双受力或拱截面等。
确定受力面积后,需要确定钢筋的布置方式。
通常情况下,应尽量避免局部集中钢筋,以减小应力集中和开裂的风险。
在布置钢筋时,应满足构件的强度和刚度要求,并考虑施工的可行性。
第三部分:承载力计算承载力计算是评价钢筋混凝土结构安全性的关键环节。
通过承载力计算,可以判断结构是否满足规范要求,并对结构的安全状况进行评估。
承载力计算主要包括构件的弯曲承载力、剪切承载力和抗弯承载力等。
这些承载力可以通过实验和理论计算进行评估。
在进行计算时,应使用合适的强度理论和材料性能参数,确保计算结果的准确性。
除了承载力计算外,还需要进行变形和开裂计算。
在变形计算中,需要根据结构的刚度和位移限制等规定,评估结构的变形情况。
在开裂计算中,需要考虑结构的开裂承受能力,确保结构不出现过大的开裂。
钢筋混凝土框架结构设计与分析方法研究钢筋混凝土框架结构是建筑工程中常用的一种结构形式。
这种结构具有良好的抗震性能、承载能力强、施工方便等优点,因此被广泛应用于建筑领域。
本文将对钢筋混凝土框架结构的设计与分析方法进行研究,以提高结构的安全性和经济性。
首先,钢筋混凝土框架结构的设计需要考虑结构的承载能力,即结构是否能够承受荷载并保持稳定。
设计师通常首先根据建筑用途、建筑物类型和设计规范等因素,选择适当的荷载标准。
接下来,采用结构静力分析方法对结构进行分析,以确定结构的内力分布、支座反力。
可以使用传统的静弹性分析方法,如弹性线性静力分析,也可以使用更先进的非线性分析方法,如非线性静力分析或非线性动力分析。
分析结果应满足结构稳定和强度要求,并应考虑适当的安全系数。
其次,钢筋混凝土框架结构的设计还需要考虑结构的抗震性能。
地震是造成结构倒塌的主要原因之一,而钢筋混凝土框架结构的抗震性能直接影响着结构的安全性。
为了提高结构的抗震性能,需要在设计过程中引入抗震设计的概念。
抗震设计包括选择适当的抗震等级、确定结构的抗震布置和构造措施,并进行相应的抗震计算和验算。
目前,国内外已经提出了许多抗震设计方法和规范,如等效静力法、弹性谱法、时程分析法等。
根据具体情况选择合适的抗震设计方法,并与相关规范保持一致,可以有效提高结构的抗震能力。
此外,钢筋混凝土框架结构的设计还需要考虑结构的经济性。
建筑工程中,经济性是一个非常重要的因素,设计师需要在满足结构要求的前提下,尽可能降低结构的成本。
在设计中,可以采用合理的断面尺寸、合理的材料选用以及优化的结构布置等手段来提高结构的经济性。
其中,材料的选择是关键的一项内容,合理选择材料可以降低结构的材料成本,并满足结构的强度与稳定性要求。
最后,值得一提的是,未来钢筋混凝土框架结构的设计与分析方法也在不断发展。
随着计算机技术的快速发展,结构工程领域出现了一系列新的计算方法和工具,如有限元分析、基于性能的设计等。
钢筋混凝土结构课程设计心得体会1. 引言钢筋混凝土结构课程设计是作为学习和理解钢筋混凝土结构的重要一环。
通过实际操作和设计,我对钢筋混凝土结构的原理、设计方法和工程应用有了更深入的了解。
在这篇文档中,我将总结和分享我在此次课程设计中的心得体会。
2. 课程设计背景此次课程设计的背景是一个三层住宅楼的结构设计。
在设计过程中,我需要考虑楼层的承载能力、结构的稳定性和抗震性等因素,并满足相关的设计规范要求。
3. 设计过程3.1 结构布置在设计过程中,首先需要确定结构的布置。
根据建筑功能、使用要求和空间布局等因素,我选择了常见的框架结构,以提供足够的空间和承载能力。
3.2 荷载计算在完成结构布置后,我进行了荷载计算。
根据设计规范,我考虑了楼层和屋面的自重、活载、风载和地震作用等荷载,并进行了相应的计算和分析。
3.3 结构分析结构分析是确认结构安全和稳定性的关键步骤。
我使用了结构分析软件,对结构进行了静力和动力分析,以评估结构的强度、刚度和抗震性能。
3.4 设计验算根据结构的荷载和分析结果,我进行了结构各部位的设计验算。
这包括了选取适当的断面尺寸、计算承载力和变形等方面。
3.5 详图设计最后,我根据设计验算结果进行了详图设计。
这包括了绘制结构平面布置图、布置和设计钢筋等。
4. 设计中的难点和挑战在本次课程设计中,我遇到了一些难点和挑战。
首先是结构的稳定性和抗震性设计。
由于住宅楼所在地的地震烈度较高,我需要结合地震设计规范,进行抗震设计和验算。
其次是结构的构造布置和细部设计。
为了满足建筑的功能需求,我需要充分考虑结构的布置和设计,以确保结构的安全和经济性。
5. 心得体会通过这次钢筋混凝土结构课程设计,我对钢筋混凝土结构有了更深入的理解和认识。
我学到了很多理论知识,并通过实践加深了对设计规范、分析方法和验算原理的理解。
在设计过程中,我也学会了运用专业软件进行结构分析和设计。
这些软件不仅提高了工作效率,还能帮助我更好地理解结构的行为和响应。
高层建筑中钢筋结构设计方式探讨高层建筑是城市发展的重要标志之一,也是现代城市风貌的重要组成部分。
高层建筑的设计、施工和运行管理是一个系统工程,钢筋结构作为高层建筑的主要结构体系之一,扮演着重要的角色。
本文将从高层建筑中钢筋结构设计方式方面进行探讨,探讨钢筋结构设计方式的发展历程、设计原则、应用技术和未来趋势。
一、钢筋结构设计方式的发展历程在高层建筑的设计中,钢筋结构作为承重结构体系,其设计方式经历了多个阶段的演变。
早期的高层建筑主要采用钢框架结构,其主要特点是梁柱节点刚性连接,整体刚度大,能够适应大跨度的设计要求。
随着高层建筑的发展,传统的钢框架结构在抗震性能和钢材利用率等方面存在一定的不足,新型的钢筋混凝土结构逐渐成为高层建筑的主要结构形式。
钢筋混凝土结构是将钢筋和混凝土有机地结合在一起,充分利用了钢材的高强度和混凝土的高抗压性能,具有一定的延性和韧性,能够更好地适应高层建筑的抗震和承载要求。
钢筋混凝土结构还可以有效地利用混凝土的保护作用,延长了钢材的使用寿命,使得高层建筑的结构更加安全可靠。
钢筋混凝土结构逐渐成为了高层建筑的主要结构形式。
在高层建筑的钢筋结构设计中,需要遵循一系列的设计原则,以确保结构的安全、经济和实用。
设计人员需要根据建筑的功能、使用要求和周围环境等因素,确定结构的受力形式和布局方式。
设计人员需要充分考虑结构的抗震性能、承载能力和变形控制等方面的要求,对结构进行合理的抗震设计和布置。
设计人员还需要充分考虑材料的选择、连接方式、施工工艺等方面的因素,以确保结构的施工质量和使用性能。
在高层建筑的钢筋结构设计中,设计人员需要运用一系列的应用技术,以应对多样化的设计要求和复杂的施工环境。
建筑信息模型(BIM)技术是一种十分重要的应用技术,通过BIM技术,设计人员可以将建筑的结构、设备、管线等信息以三维模型的方式集成在一起,实现对建筑的全过程管理和优化设计。
利用BIM技术,设计人员可以对结构进行动力学、强度、变形等多方面的分析和优化,提高结构的设计效率和准确性。
多层钢筋混凝土框架结构设计探讨摘要:加强多层钢筋混凝土框架结构设计的研究是十分必要的。
本文作者结合多年来的工作经验,对多层钢筋混凝土框架结构设计进行了研究,具有重要的参考意义。
关键词:民用建筑多层框架结构设计;问题;注意事项中图分类号: tu318 文献标识码: a 文章编号:0.引言在现代建筑中,业主的要求比工业建筑的要求更加体现个性化和实用化等。
因此,针对民用建筑较高的质量要求,要正确认识民用建筑结构设计的概念和内容。
同时由于民用建筑多层框架结构设计中遇见的问题也越来越凸显,需要我们正视问题,并要根据民用建筑多层框架结构设计的问题提出相应的解决措施,另外还要分别从民用建筑多层框架结构的基础设计和上部设计上注意相关的问题。
1多层钢筋混凝土框架结构设计出现的问题1.1多层框架的计算简图不合理现在民用建筑多层框架结构设计中出现的问题主要是计算简图不合理,举例来说,由于是多层框架结构,建筑的独立基础计算是按照中心受压计算的,另外没有考虑有无地下室等。
这种按照中心受压计算是不合理的。
因为:首先民用建筑的多层框架结构设计的拉梁不能平衡柱脚的弯矩。
根据我国的《混凝土结构设计规范》,框架结构地柱的高度应取基础顶面至首层楼盖顶面的高度,也就是要求这样的多层框架结构应该按照整体进行计算,要将基础层加入计算,要将荷载一起输入计算。
而且当设计拉梁层时,要通过比较得出底层柱的配筋是由基础拉梁顶面的截面控制还是由基础顶面的截面控制而决定的。
因此,如果民用建筑多层框架结构计算简图不合理,会影响民用建筑的多层框架设计的安全性和稳定性。
1.2多层框架柱配筋调整不合理由于多层框架柱的配筋率普遍较低,并且在实际建筑工程中可能不按照电算结果来进行构造配筋。
如果发生地震时,框架柱受到的扭转剪力会很大,又会受到双向的弯矩作用,会严重的伤害到横梁以及内柱,特别是对质量不均的框架伤害更大。
另外,由于配筋调配不合理,在进行民用建筑多层框架电算过程中,容易忽略掉温度和基础不均匀的沉降等影响。
钢筋混凝土结构设计探讨
摘要:本文作者结合实际工作经验,分析探讨了优化钢筋混凝土结构设计的措施,供大家参考。
关键词:钢筋混凝土;结构设计;探讨
中图分类号:tu37 文献标识码:a 文章编号:
钢筋混凝土作为结构材料在工业文明的潮流下广泛得到应用,因为其本身的材料特性优于其他结构材料,而在房屋建筑和土木工程中也得到空前的应用和发展,而后相继在材料、设计方法、制作工艺、施工技术等方面也大显身手。
目前,随着我国经济的飞速发展,城市面貌日新月异,一栋栋高楼大厦拔地而起。
混凝土也已经成为我国工程建设中最主要的结构材料之一。
随着我国建筑业的迅猛发展,随之建筑功能的不断丰富,新颖的造型,致使工程设计越来越复杂,但目前的设计周期普遍偏短,也使设计文件中普遍存在某些质量问题,因而在混凝土结构设计过程中,一些影响混凝土质量的问题必须引起结构设计人员的重视。
在钢筋混凝土结构中,钢筋承受拉力,混凝土承受压力,坚固,耐久,防火性能好,节省钢材,成本较低。
近年来,随着我国钢材量的不断提高,钢筋混凝土结构在建筑行业得到了迅速发展。
结构设计人员要在遵循各种规范的前提下,大胆灵活的优化结构设计方案。
1 钢筋混凝土结构设计应有的理念
在建筑设计领域,结构工程师应具有创新精神和超前意识,按照
建筑要求,综合结构安全、节省造价、方便施工等因素,做出最优的结构设计方案,尽最大限度满足建筑师的设计要求,结构设计人员应具备以下基本理念:
1.1 复杂结构简单化。
要善于将复杂变简单,将结构的受力、传力途径,设计的越简单直接越好。
沿建筑物竖向布置的抗侧力刚度构件,最好成均匀的连续布置,以避免出现层间位移角、内力,以及传力途径的突变,避免出现薄弱层。
建筑物的使用包括采光、通风、采暖、供水、排水、温湿度调节等多种要求,因此建筑结构设计,应与相关专业密切配合,尽量简单化设计,以便于多种管线、设备及设施的施工安装。
1.2 结构可靠,确保安全。
结构设计必须确保使用者在正常使用的安全,而且在遇到可能预料的各种灾难时,使生命财产的损失减少到最小程度。
要尽可能使结构平面布置的正交抗侧力刚度中心,靠近建筑物质量重心,最好重合,以避免或降低在风荷载或地震的作用下,产生的扭转效应及其相应的破坏。
结构设计方案应尽量做到受力明确。
利于计算,减小作用效应,增加结构构件抗力,利于非结构构件可靠连接,不易遭到破坏。
1.3 刚柔结合,富有艺术美感。
建筑物的作用是为了使用,对于不同类型建筑物,必须满足使用功能的要求;由于建筑同时又体现了社会的文化艺术,因此在做结构设计时,不仅要满足承载力、刚度和延性的要求,还要尽可能实现刚柔结合,采用多种建筑艺术手法,体现出时代的艺术美感,反映出建筑设计师所要表现的建筑艺
术要求。
2 优化钢筋混凝土结构设计的措施
2.1 保证结构传力路线简捷。
建筑布置在抗震设计中,平面、立面都要简单、规则、对称,结构的传力路线要简捷明了。
在荷载作用下,结构的传力路线越短,越直接,结构的工作效能越高,耗费的建材也就越少。
钢筋混凝土结构的抗震设计,要注意:平面宜简单,规则,对称,减少偏心;刚度中心与质量中心尽量重合;质量大的开间,不宜布置在结构单元的边缘,质量大的设备,宜布置在距刚度中心较近的部位;尽量少采用大悬挑结构;围护结构宜采用轻质材料。
从力学观点看,在民用和公共建筑的平面布局中,应尽量使柱网按开间等跨和进深等距布置,这样可以相应减少边跨柱距,充分利用连续梁的受力特点,以减少结构中的弯距,使各跨梁截面趋于一致,从而提高结构的整体刚度。
2.2 注意加强构造措施。
对于大跨度柱网的框架结构,处于楼梯间处的框架柱,由于楼梯平台梁与其相连,使得楼梯间处的柱可能形成短柱,应对柱箍筋全长加密。
这一点在设计中容易被忽视,应引起重视。
对框架结构外立面为带形窗时,设置连续的窗过梁,可能会使外框架柱成为短柱,应注意加强构造措施;对于框架结构长度略超过规范限值,建筑功能需要不允许留缝时,为减少有害裂缝,建议采用补偿混凝土浇筑。
采用细而密的双向配筋,构造间距宜小于150毫米,对屋面宜设置后浇带,后浇带处的构造措施,宜适当加强。
2.3 注意地下室的结构设计。
有地下室的建筑,当地下水位较高时,在室外地坪之下的结构部分外轮廓形状应尽量简洁,以有利于建筑防水的施工。
由于柱下承台的影响,基槽地模形状很复杂,太多的阴阳角和放坡,不但增加了防水施工难度,延长了施工时间,而且增加了工程造价。
对于这种情况,建议考虑采用反承台法:统一地下室底板和承台的下皮标高相同,承台需要加厚部分向上作,然后地下室内部作滤水层和覆土等地面做法。
此方法基槽地模形状简单,不但方便施工,利于保证工程质量,而且缩短施工时间,内部的覆土重量,也平衡掉了部分作用在底板上的水浮力,提高了建筑物的抗倾覆能力。
2.4 注意嵌固端与短肢剪力墙的设置。
由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防,嵌固端有可能设置在地下室顶板,也有可能设置在人防顶板等位置。
因此,在这个问题上,因嵌固端的设置引起的一系列需要注意的问题容易被忽视,例如,嵌固端楼板的设计,嵌固端上下层刚度比的限制,嵌固端上下层抗震等级的一致性,在结构整体计算时嵌固端的设置,结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等问题,而忽略其中任何一个方面,都有可能埋下安全隐患,导致后期设计的大量修改;新规范对墙肢截面高厚比为4~8的墙定义为短肢剪力墙,同时根据实验数据和实际经验,对短肢剪力墙在高层建筑中的应用,增加了相当多的限制。
因此,在高层建筑设计中,结构工程师应尽可能少用、最好不用短肢剪力墙,以避免给后期设计带来不必要的麻烦。
2.5 注意节点构造,使塑性铰向梁跨内移。
在罕遇地震作用下,要实现让梁端形成塑形铰,柱端处于非弹性工作状态而没有屈服,但节点还处于弹性工作阶段。
强柱弱梁相对于梁端截面实际抗弯能力而言,柱端截面抗弯能力增强幅度的大小,是使柱不被压坏的关键控制措施。
它决定了由强震引起柱端截面屈服后,塑性转动能否不超过其塑性转动能力,而且不致形成层侧移机构;柱强于梁的幅度大小,取决于梁端纵筋不可避免的构造超配程度的大小,以及结构在梁、柱端塑性铰逐步形成过程中的塑性内力重分布,以及动力特征的相应变化。
因此,要在建筑许可的前提下,尽可能把柱的截面尺寸做大些,使柱的线刚度与梁的线刚度的比值尽可能大于1,并控制柱的轴压比满足规范要求,以增加延性。
验算截面承载力时,将柱的设计弯距,按强柱弱梁原则调整放大,加强柱的配筋构造。
梁端纵向受拉钢筋的配筋不得过高,以免在罕遇地震中进入屈服阶段,不能形成塑性铰,或塑性铰转移到立柱上。
总之,建筑结构设计的好坏,关系到人民生命财产的安全,责任重大。
钢筋混凝土框架结构设计中有很多地方需要注意,结构设计人员要具有良好的设计理念,熟练掌握规范,不断优化设计方案,保证设计建筑安全,经济适用。
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