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建筑结构设计计算简要分析

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建筑结构设计计算简要分析

0引言

计算机技术快速发展，建筑结构设计计算软件的商业化，给结构设计工程师带来的巨大的方便，可以从繁琐的计算中解放出来，把更多的时间用在结构布置和优化上。但是用计算软件进行计算，并不能保证计算结果一定可以用于施工图中，必须根据工程设计的经验，对计算结果进行分析、判断。

1、计算结果产生错误的原因

计算软件本身编制的错误，频繁的软件更新升级，必然缺乏大量可靠的工程检验。高层建筑结构程序复杂，成万条语句，上千条通道，在调试程序过程中，难以一一审核，如果未经大量的工程应用检验，很难发现错误。其次，数据错误也不可避免，一个工程要准备很多原始数据，虽经多方校核，也难以保证不出错。所以，设计人员必须判断计算结果的正误后，才能将结果用于工程设计。

2、了解软件所适用的计算简图

首先要清楚所采用的软件基本编制原理及适用范围，否则在计算分析过程中，求得的结果与实际受力情况将有较大的差异。了解程序的适用性后，则需对要计算的结构进行适当的简化，确定计算简图，必须满足以下两点：首先确定的计算简图必须反映工程的实际受力和变形。其次，需满足所用程序力学假定，或近似地满足，比如基本的单元类型等。

3、计算结果宏观分析项目

计算结果的宏观分析可按以下项目进行：

1）自振周期。按正常的设计，大量工程的自振周期大概在下列范围（未考虑周期折减）：框架结构T=（0.12～0.15）n；框架-剪力墙和框架-筒体结构T=（0.08～0.12）n；剪力墙结构和筒中筒结构T=（0.04～0.05）n，n为建筑物的层数。如果周期偏离上述数值太远，应当考虑本工程刚度是否合适。

2）振型曲线。现在很多年轻设计人员不留意振型曲线，或者不够重视。正常计算结果的振型曲线多为连续的光滑曲线。第一振型没有零点；第二振型的零点在（0.7～0.8）H的高度上；第三振型的零点分别位于（0.4～0.5）H和（0.8～0.9）H的高度上。当竖向有刚度和质量突变时，振型曲线有可能出现不光滑的畸变点。

3）地震作用。根据目前许多工程的计算结果，在正常的设计条件下，底部剪力约在下列范围内较为正常（未考虑抗震调整）：8度、Ⅱ类场地F=（0.03～0.06）G，7度、Ⅱ类场地F=（0.015～0.03）G，G为建筑物的重力荷载。当计算的地震作用小于上述的下限时，宜适当加大结构的截面尺寸，提高其刚度，使设计地震作用不至于太小而不安全。一般情况下，振型分解反应谱法计算得到的结构底部剪力小于按简化底部剪力法求得的数值。如果是由于结构的刚度、质量沿竖向变化太大而产生高振型地震作用起控制、简化计算方法得到的底部剪力值反而小的现象时，说明结构设计上已经不合理了，应加以调整。

4）水平位移特征。水平位移曲线一般情况下不应出现畸点，曲线应连续光滑。剪力墙结构是竖向悬臂弯曲构件，其位移曲线是弯曲型，越往上层，水平位移增长约快。框架结构变形曲线呈剪切型，上部位移增长越来越慢。框架-剪力墙结构和框架-筒体结构的水平位移曲线介于两者之间，基本呈反S形而接近直线。水平位移必需满足规范要求，是必要条件之一，但不是充分条件，是否合理需综合考虑。

5）内外力平衡。为防止计算过程中的偶然因素，必要时可检查底层的平衡条件：底层墙、柱在单组重力荷载下的轴力，其和应等于总重量；风荷载作用下的底部剪力，应等于全部的风力值。对地震作用不能校核平衡条件，因为各振型采用CQC法进行内力组合后，不在等于总地震作用力。

6）对称性、渐变性、合理性。对称结构在对称外力作用下，对称点的内力和位移必须对称。竖向刚度、质量变化均匀的结构，在较均匀变化的外力作用下，其内力、位移计算结果自上而下也应均匀变化，不应有较大的突变。设计正常的结构，不应有太多的超限截面，墙柱轴力大部分应为压力，墙柱大部分应为构造配筋，梁基本上无超筋。

4、计算结果微观分析项目

计算结果的微观分析可按以下项目进行：

1）周期比。周期比是控制结构扭转效应的重要指标，是结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期的比值。周期比控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系，而非其绝对大小，它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不致于出现过大的扭转效应，而不是在要求结构具有足够大的刚度。

2）位移比。位移比是控制结构平面规则性的重要指标，是指楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与本楼层平均值的比值。结构是否规则、对称，平面内刚度分布是否均匀是结构本身的性能，可以用结构刚心与质心的相对位置表示，二者相距较远的结构在地震作用下扭转可能较大。位移比是一个相对值，在相同的位移比下，当结构刚度较小、平均侧向位移较大时，扭矩产生的最大位移也大，对结构的危害也较大。

3）刚度比。层刚度比是控制结构竖向规则的重要指标，体现了结构整体的竖向匀称度。楼层侧向刚度可取该楼层剪力和该楼层层间位移的比值。在判断楼层是否为薄弱层、地下室是否能作为嵌固端、转换层刚度是否满足要求时，都是用层刚度比作为依据。楼层层刚度比的变化主要由于竖向构件不连续、楼板大开洞、层高有较大变化等造成的。

4）层间受剪承载力之比。层间受剪承载力之比也是用来控制结构竖向不规则的重要指标。层间受剪承载力是指在所考虑的水平地震作用方向上，该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和。楼层抗剪承载力的简化计算，只与豎向构件尺寸、配筋有关，与它们的连接关系无关。由于楼层承载力产生的薄弱层，只能通过调整配筋提高结构的承载能力来解决。

5）剪重比。剪重比是反映地震作用大小的重要指标，是对应于水平地震作用标准值的剪力与重力荷载代表值的比值。由于在长周期作用下，地震影响系数下降较快，计算出来的水平地震作用下的结构效应可能偏小。而对于长周期结构，地震地面运动速度和位移可能对结构的破坏具有更大的破坏作用，但采用振型分解法时无法对此做出较准确的计算。因此出于安全的考虑，，规范规定了最小剪重比。

6）刚重比。刚重比是控制结构整体稳定的重要因素，也是影响重力二阶效应（即P-Δ效应）的主要参数，是结构刚度与重力荷载之比。重力二阶效应包含两部分，（1）由构件挠曲引起的附加重力效应；（2）由水平荷载产生侧移，重力荷载由于侧移引起的附加效应。一般只考虑第后一种，前一种对结构影响很小。当结构侧移越来越大时，重力产生的附加效应也将越来越大，从而降低构件承载力直至最终失稳。对于高层建筑，应采用一个刚柔相济、具有理想刚度的结构方案。 7）轴压比。轴压比是控制框架柱截面延性性能的主要指标，是指柱考虑地震作用组合的轴压力设计值与柱全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比值。控制轴压比限值的目的是要求框架柱截面达到具有较好延性性能的大偏压延性破坏状态，以防止小偏心受压状态的脆性破坏。从而保证框架结构在罕遇地震作用下，即使超出弹性极限仍具有足够大的弹塑性极限变形能力，实现“大震不倒”的设计目的。

5、结论

判断结构布置合理性和结构体系的经济性能是高层建筑结构设计的关键，这就需要设计人员对计算结果做出正确、合理的分析。本文以上的分析，可做参考。

参考文献：

《高层建筑结构实用设计方法》 赵西安 编著

《高层建筑混凝土结构技术规程》

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井字梁结构设计简要分析

井字梁结构设计简要分析

井字梁结构设计简要分析

【摘 要】井字梁就是不分主次，高度相当的梁，同位相交，呈井字型。又称交叉梁或格形梁。本文从井字梁的截面尺寸选择、计算以及构造等方面对井字梁进行了总结和阐述，希望能对相关工程设计人员提供一些参考。

【关键词】井字梁；结构布置；计算与配筋

Brief analysis on the design of well shaped beam Structure

Sun Qing-lin

【Abstract】The beam is the beam is not divided into primary and secondary,the height of the

beam,with the intersection,was a font.Cross beam or lattice beam.In this paper,the character of

the beam is summarized and expounded from the aspects of the selection,calculation and

construction of the section of the beam.

【Keywords】Steel beam; Structural arrangement; Calculation and reinforcement

【中图分类号】TU318 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）08-0006-02

1.采用井字梁结构的条件

井字梁跨度一般不大于20m，用于建筑需要大空间且结构高度受限制或者建筑外观有该要求的情况，且两个方的向跨度应相等或相近。如果两个方向的跨度不相等，则一般需控制其长短跨度之比≤1.5，如＞1.5且≤2，那就需要在长向跨度中部设大梁，从而形成两个井字梁体系或采用斜向布置的井字梁，斜向布置的井字梁可严格遵守45°对角线原则。

建筑结构设计要点难点分析及解决措施

建筑结构设计要点难点分析及解决措施

建筑结构设计要点难点分析及解决措施

1. 引言

建筑结构设计是建筑领域中至关重要的一环。在设计过程中，设计师常常会面临一些难点和挑战，这些问题需要经过分析和解决。本文将对建筑结构设计中的要点难点进行分析，并提出相应的解决措施。

2. 要点难点分析

2.1 结构安全性

建筑结构的安全性是建筑设计中最重要的因素之一。在设计过程中，需要考虑到各种荷载的影响，如地震荷载、风荷载、雪荷载等。同时，还需要对结构材料的选取、结构形式的确定进行综合考虑，以确保结构的承载能力和稳定性。

2.2 结构经济性

在建筑结构设计中，经济性也是一个重要的考虑因素。设计师需要在保证结构安全的前提下，尽量减少结构材料的使用量，减少建筑成本。同时，还需要考虑到结构的施工性和维护性，以降低后期的维护成本。

2.3 结构可行性

在建筑结构设计中，要考虑到结构的可行性。设计师需要综合考虑建筑的功能需求和使用要求，确定合适的结构形式。同时，还需要考虑到结构的施工技术和工艺，以确保结构的可行性。

3. 解决措施

针对以上要点难点，我们可以采取以下解决措施：

3.1 加强结构计算与分析

通过精确的结构计算与分析，可以全面评估结构的受力性能和稳定性，确保结构的安全性。设计师可以借助现代结构计算软件进行大规模的计算和分析，以得到准确的结构设计方案。

3.2 优化结构形式与材料选择

结构形式和材料的选择对于结构安全和经济性具有重要影响。设计师可以通过优化结构形式，选择适当的结构材料，以达到结构承载能力最优化和建筑成本最低化的目标。

3.3 引入新技术与新材料 随着科技的发展，新技术和新材料的应用正逐渐渗透到建筑结构设计领域。设计师可以考虑引入新技术和新材料，如钢结构、玻璃纤维等，以提高结构的性能和可行性。

4. 总结

建筑结构设计中的要点难点对于设计师来说是一项挑战，但通过深入的分析和合理的解决措施，可以有效解决这些问题。设计师在设计过程中应加强计算与分析，优化结构形式与材料选择，并积极引入新技术和新材料，以提高结构的安全性、经济性和可行性。这将有助于建筑结构设计的质量和效益的提升。

建筑结构静力计算手册

建筑结构静力计算手册

建筑结构静力计算手册

引言：

建筑结构静力计算是建筑设计中的重要环节，它是确保建筑物在正常使用情况下具有足够的强度和稳定性的关键步骤。本手册将介绍建筑结构静力计算的基本概念、原理、方法和步骤，并以具体案例进行说明，旨在帮助建筑设计师和结构工程师更好地进行建筑结构静力计算。

一、概念和原理

1.1建筑结构静力学概述

1.2结构几何模型

建筑结构的几何模型是指在计算过程中用来代替实际结构的简化模型。它可以是二维平面模型或三维空间模型，常用的几何模型包括梁、柱、板、墙等。

1.3结构受力分析

结构受力分析是根据结构的几何模型和受力边界条件，利用力的平衡原理和材料力学等基本原理计算结构的内力和变形。

1.4结构稳定性分析

结构稳定性分析是为了保证建筑物在外力作用下不会产生失稳现象，需要对结构的整体稳定性进行分析。常见的稳定性分析方法包括弹性稳定分析、弹塑性稳定分析等。

二、方法和步骤

2.1结构模型的建立 根据建筑物的实际情况和设计要求，建立适当的几何模型，包括梁、柱、板、墙等。

2.2外力的计算和确定

根据建筑物的使用功能和相应的标准规范，计算和确定外力的大小、方向和作用位置。

2.3内力的计算和分析

根据结构模型和外力的作用情况，采用截面法、弯矩法、力法等方法计算和分析结构的内力。

2.4结构的强度计算

根据结构的几何形状、材料力学性能和内力情况，计算结构的强度，包括抗弯、抗剪、抗压、抗拉等。

2.5结构的稳定性分析

根据外力和内力，采用弹性稳定性分析、弹塑性稳定性分析等方法进行结构的稳定性分析。

2.6结构的合理化设计

根据计算和分析的结果，对结构进行优化和合理化设计，使结构在强度和稳定性方面达到设计要求。

三、具体案例分析

以一栋多层住宅建筑为例，进行结构静力计算手册的具体案例分析。包括建筑物的平面和立面平衡分析，结构模型的建立，外力和内力的计算，结构的强度计算和稳定性分析等。 结论：

本手册介绍了建筑结构静力计算的基本概念、原理、方法和步骤，并通过具体案例进行了说明。建筑结构静力计算是确保建筑物的强度和稳定性的重要环节，对设计师和结构工程师具有指导和参考价值。在实际工程中，应根据具体建筑物的情况和标准规范进行结构静力计算，并采取合理化设计措施，以确保建筑物的安全性和可靠性。

木结构计算书

木结构计算书

木结构计算书

一、设计概述

本文档是对某建筑项目中使用的木结构进行计算和分析的技术说明。木结构作为一种古老而可靠的建筑材料，具有很高的承载能力和美观性。本文档旨在通过详细的计算和分析，确保木结构在项目中的安全可靠性。

二、结构参数

1. 木材种类：选择了经过研究证明具有良好承载能力且符合项目需求的木材种类。

2. 几何形状：对木结构的各个组成部分进行了准确的测量和分析，包括梁、柱、桁架等。

3. 荷载情况：根据建筑规范和项目要求，确定了各个荷载情况，包括自重、活载、风载等。

三、梁的计算

1. 梁截面的选择：根据设计要求，结合木材的强度参数，选择了适合的截面形状和尺寸。

2. 弯矩计算：根据荷载情况和梁的支座条件，计算了梁在不同截面位置的弯矩大小。

3. 梁的抗弯能力：通过与弯曲强度极限进行对比，验证了梁的抗弯能力是否满足设计要求。 四、柱的计算

1. 柱截面的选择：根据设计要求和建筑规范，选择了合适的柱截面形状和尺寸。

2. 柱的稳定性：进行了柱的稳定性分析，通过计算柱的抗压能力和压力大小，验证了柱的稳定性。

3. 柱与梁的联接：对柱与梁的连接方式进行了分析和计算，确保联接的可靠性和稳定性。

五、桁架的计算

1. 桁架构件的选择：根据设计要求和桁架的受力情况，选择了合适的桁架构件。

2. 桁架的稳定性：进行了桁架的稳定性分析，通过计算桁架构件的抗压能力和应力大小，验证了桁架的稳定性。

3. 桁架与梁柱的连接：对桁架与梁柱的连接方式进行了分析和计算，确保连接的可靠性和稳定性。

六、其他设计要素

1. 拉索和节点的计算：对拉索和节点进行了计算和分析，确保其承载能力和稳定性。

2. 防火措施：根据建筑规范和项目要求，对木结构的防火措施进行了考虑和设计，确保安全性。

七、总结与建议 根据对木结构的详细计算和分析，结合建筑规范和项目要求，木结构在本项目中具备安全可靠的承载能力。然而，我们建议在实施过程中严格按照设计要求进行施工，并加强对木材质量和防火措施的监控。最终，我们期待本项目的成功完成，并为木结构在现代建筑中的应用贡献一份力量。