建筑结构的规则性探讨
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概述建筑结构设计原则及要点摘要:本文笔者结合自身多年工作实践经验,从建筑结构设计基本原则以及建筑结构设计的要点分析两方面对建筑结构设计进行了探讨,希望对相关从业人员具有借鉴意义.前言:一个优秀的建筑结构设计,是整个施工过程中一个良好的开端,可以保证建筑的整体质量和整体效果,建筑结构设计对一个工程有着举足轻重的作用。
因此,加强对建筑结构设计原则及要点的研究是十分必要的。
1 .建筑结构设计基本原则1.1. 打通关节的原则关节在建筑结构体系中是无处不在的,这是由于整个建筑结构体系是变化统一的。
在实际生活中,由于节点破坏导致建筑整体破坏的例子非常多。
理想的结构体系是没有任何关节的,任何外力都能够迅速消减和传递。
因此,在建筑结构设计时,最好要做到打通各个关节,让各种力量在关节处都能够畅通无阻。
打通关节是建筑结构设计的基本环节。
在建筑设计概念中,首先要解决重新分配结构体系中的外力问题,要保证分配力量是按照构件的刚度进行的,最终要达到静态的平衡。
保持平衡和打通关节的目的就是让建筑结构处在最初的静态平衡中,如果力量达不到畅通,构件间的静态平衡就会破坏,结构也会发生变化。
因此,建筑结构设计可以起到协调作用,可以让所有静态构件通过相互连接使其仍处在相对静态中。
1.2.多道防线的原则安全的建筑结构体系是需要层层设防的,当灾害来临时,所有能够抵抗外力的结构通过相互合作,可以很好的减轻损害。
如果把希望单纯的寄托在某个构件上,这是很危险和不靠谱的。
框架剪力墙要比纯框架好,多肢墙好于单片墙,这就体现了多道防线的设计原则和思路。
1 3取大舍小原则每一件事情都会有一个大小之分的。
建筑施工设计中的取大舍小原则主要讲的就是在建筑施工的过程中要有主次之分。
一项工程,各个部位所需要的时间是不一样的,为了保证施工设计的合理性以及可行性,一定就会把一项工程分为主要和次要的两个部分,而这两个部分,也要有不同的重视程度。
在施工的时候,要保证的是柱的强度要高于梁的强度,剪处承力要强于弯处,这些东西都在建筑施工设计的范围之内。
对高层建筑结构设计进行探讨马飞午 洛南县建筑工程质量安全监督站摘 要:本文作者根据多年经验,对实际工作中遇到的主楼和裙房见的关系问题、高层建筑基础的选型、地下室外墙的设计等问题进行论述,并为结构设计人员提供了参考。
关键词:高层建筑;结构设计;地下室前 言随着科技和社会的不断发展和进步,自从19世纪以来出现了现代高层建筑,高层建筑设计越做越多,越做越复杂,高层建筑也越来越广泛的出现在人们的生活中。
作为一个庞大复杂的系统,高层建筑的结构设计,一方面要满足包括抗震,抗风等在内的安全性能的要求,一方面,也要满足高层建筑结构的科学性和合理性。
1 高层建筑结构设计问题分析及对策1.1 高层建筑结构存在着超高的问题基于高层建筑抗震的求,我国的建筑规范对高层建筑的结构的高度有严格的规定,针对高层建筑的超高问题,在新规范中不但把原来限制的高度规定为 A 级高度,并且增加了B 级高度,使得高层建筑结构处理设计方法和措施都有了改进。
实际工程设计中,对于建筑结构类型的改变对高层超高问题的忽略,在施工审图时将不予通过,应该重新进行设计或者进行专家会议的论证等。
在这种情况下,整个建筑工程的造价和工期都会受到极大的影响。
1.2 高层建筑结构设计短肢剪力墙设置我国建筑新规范中,短肢剪力墙是指墙肢的截面的高度和厚度比在 5~8 的墙,按照实际经验以及数据,高层建筑结构设计中增加了对短肢剪力墙的使用限制。
所以,在高层建筑的结构设计中,必须尽可能的减少或者避免使用短肢剪力墙。
1.3 高层建筑结构设计嵌固端的设置一般情况下,高层建筑配有两层或者两层以上的地下室或者人防。
高层建筑的嵌固端一般设置在地下室的顶板或者人防的顶板等位置。
因此,结构工程设计人员应该考虑嵌固端设置会可能带来的问题。
考虑嵌固端的楼板的设计,综合分析嵌固端上层和下层的刚度比,并且要求嵌固端上层和下层的抗震的等级是一致的;高层建筑的整体计算时充分考虑嵌固端的设置,综合分析嵌固端位置和高层建筑结构抗震缝隙设置的协调。
探讨建筑结构设计的基本原则与合理设计方案摘要:建筑结构的科学性对于建筑的使用及安全具有重大意义。
尤其是随着近年来我国建筑工程事业的迅速发展,通过提升建筑设计合理性来保障建筑的使用成为了引人关注的问题。
选择科学合理的设计方案不仅保证了工程质量,同时也减少了各种资源的浪费。
文章从建筑结构设计的四大原则入手,重点论述了如何得到合理的建筑设计方案。
关键词:建筑结构设计基本原则方案中图分类号:tu2 文献标识码:a 文章编号:1674-098x(2013)01(c)-0063-01随着经济与时代的发展,人们对于建筑的要求逐渐提升。
与此同时建筑工程项目的投资力度、规模、技术复杂度也都相应的提高,为此如何在保证建筑使用安全成为重要问题。
对于建筑质量问题,首选的解决方案是规范结构设计。
好的结构设计方案不仅是施工质量的保证,更是影响建筑最终安全性的根本。
通过在探讨建筑设计的基本原则及设计注意事项可以促使更为合理的建筑结构体系的出现,从而达到经济、高效、安全的目的。
1 建筑结构设计的基本原则进行结构设计的最重要目的是保证建筑多的安全使用,为此进行建筑设计过程中要遵循以下四项原则。
1.1 抓大放小由于建筑整体是由各种不同的构件组成的,但是不同构件在工程中所担负的作用并不均等,为此按照其重要性就有了轻重之分。
为此在工程建设中有“强柱弱梁”与“强剪弱弯”的重要概念。
在建筑物遇到突然地破坏力量时,不同构件进行协同抵抗破坏力的目的就是保护最重要的结构,从而使建筑物免遭毁坏。
如果在建筑中没有“轻重”之分,那么就会带来更大的破坏。
总之在建筑设计中要分清主次,通过设计中的抓大放小来最大限度的减少可能带来的损失。
1.2 多道防线通过设置多道防线的思想就是避免“将鸡蛋放于同一个篮子”。
安全结构体系要通过层层设防的方式,在灾难来临时前赴后继的抵抗外力。
实际设计中框架剪力墙较之纯框架更有优势,多肢墙较之单片墙有优势,这就是多道防线的主要实施方法。
第51卷第3期2021年2月上建筑结构Building StructureVol.51No.3Feb.2021DOI :10.19701/j.jzjg.2021.03.008作者简介:赵仕兴,硕士,教授级高级工程师,Email :316458931@qq.com ;通信作者:杨姝姮,硕士,工程师,Email :yangshuheng_92@163.com 。
有关建筑结构平面规则性的若干问题讨论赵仕兴1,2,杨姝姮1,2,陈可3(1四川省建筑设计研究院有限公司,成都610017;2四川省建筑设计研究院有限公司复杂结构设计研究中心,成都610017;3成都惟尚建筑设计有限公司,成都610017)[摘要]建筑结构的规则性判断是抗震设计的前提,也是抗震概念设计的重要内容。
建筑结构的规则性包括平面规则性和竖向规则性,对结构平面的确定、楼板不连续、楼板的有效宽度、凹凸不规则、组合平面、环形平面和口字形平面等结构规则性相关问题进行了详细的解释说明,并指出平面规则性判断的本质是楼盖的平面刚度是否足够、分块楼板之间连接是否可靠有效。
[关键词]平面规则性判断;凹凸不规则;楼板有效宽度;组合平面中图分类号:TU318+.2文献标识码:A 文章编号:1002-848X (2021)03-0047-04[引用本文]赵仕兴,杨姝姮,陈可.有关建筑结构平面规则性的若干问题讨论[J ].建筑结构,2021,51(3):47-50.ZHAO Shixing ,YANG Shuheng ,CHEN Ke.Discussion on several issues concerning the plane regularity of structures [J ].Building Structure ,2021,51(3):47-50.Discussion on several issues concerning the plane regularity of structuresZHAO Shixing 1,2,YANG Shuheng 1,2,CHEN Ke 3(1Sichuan Provincial Architectural Design and Research Institute Co.,Ltd.,Chengdu 610017,China ;2Complex Structure Design and Research Center ,Sichuan Provincial Architectural Design and Research Institute Co.,Ltd.,Chengdu 610017,China ;3Sunway International Co.,Ltd.,Chengdu 610017,China )Abstract :The judgment of buildings regularity is the prerequisite of seismic design and also an important content of seismic conceptual design.The regularity of buildings includes plane regularity and vertical regularity.This article is related to the structural regularity such as the determination of the structural plane ,the discontinuity of the floor ,the effective width of the floor ,irregular plane with concave and convex ,the composite plane ,the circular plane and the hollow plane were explained in detail and it was pointed out that the essence of plane regularity judgment was whether the in-plane stiffness of the slab was sufficient and whether the connection between the partial slabs was reliable and effective.Keywords :judgment of plane regularity ;irregular plane with concave and convex ;effective width of floor ;composite plane0前言历次大地震震害表明,体型规则的建筑震害相对较轻,能够更有效地保护人民的生命财产安全。
结构布置合理性[摘要] 对高层建筑的结构布置,结构工程师应该充分重视结构布置规则性的意义,制定合理的结构方案,这样会大大减轻计算调整的工作, 也为最终取得安全、合理、经济的设计成果打好了基础。
本文就结构布置的相关问题进行了探讨。
[关键词] 高层建筑;结构布置结构设计高层建筑结构要抵抗竖向和水平荷载,在地震区,还要抵抗地震作用。
因此,在高层建筑结构设计时,不仅要求结构具有足够的强度,而且还要求有足够的刚度,高层建筑结构应具有足够的延性。
这样才可以在满足使用条件下能达到既安全又经济的设计要求。
1.高层建筑平面布置的合理性1.1结构平面布置必须考虑有利于抵抗水平和竖向荷载,受力明确,传力直接,力争均匀对称,减少扭转的影响。
在地震作用下,建筑平面要力求简单规则,风力作用下则可适当放宽。
抗震设防的高层建筑,平面形状宜简单、对称、规则,以减少震害。
除平面形状外,各部分尺寸都有一定的要求。
首先,平面的长度比不宜过大,L/B一般宜小于6,以避免两端相距太远,震动不同步,由于复杂的振动形态而使结构受到损害。
长矩形平面的尺寸目前一般在70-80M以内。
为了保证楼板在平面内有很大的刚度,也为了防止或减轻建筑物各部分之间振动不同步,建筑平面的外伸段长度C应尽可能小。
平面凹人后,楼板的宽度应予保证,Z形平面的重叠部分应有足够长度。
另外,由于在凹角附近,楼板容易产生应力集中,要加强楼板的配筋。
在设汁中,L/R的数值7度设防时最好不超过4;8度设防时最好不超过3,C/D的数值最好不超过1.0.1.2为了防止楼板削弱后产生过大的应力集中,楼电梯间不宜设在平面凹角部位和端部角区,但建筑布置上,从功能考虑,往往在上述部位设楼电梯间。
如果确实非设不可,则应采用剪力墙筒体予以加强。
1.3在高层建筑周边设置低层裙房时,裙房可以单边、两边和三边围合设置,甚至高层主楼置于裙房内.当裙房面积较小,与主楼相比其刚度也不大时,上、下层刚度中心不一致而产生的扭转影响较小,可以采用偏置形式;当裙房面积较大,裙房边长与主楼边长之比大于1.5时,宜采用内置式。
高层建筑结构设计的问题与对策研究摘要:在高层建筑的建设中,结构设计是其中非常重要的组成部分,对建筑物的建设、养护等产生重要的影响。
文章以高层建筑结构设计为中心话题,探讨分析了高层建筑结构的特点、高层建筑结构设计的原则、高层建筑结构设计的问题与对策,希望能够引起人们对这一问题的进一步关注,能够对实践起到指导作用。
关键词:高层建筑结构设计短肢剪力墙嵌固端设置结构规则性一、引言随着社会的发展和科技的进步,建筑结构不断的发生变化,建筑物的高度逐渐增高,尤其是随着城市化进程的加快,高层建筑越来越多,并广泛的出现在人们的生产和生活之中。
在高层建筑的建设中,结构设计是其中非常重要的组成部分,对建筑物的建设、养护等产生重要的影响。
一方面,高层建筑结构设计需要具有科学性和合理性,能够满足人们生活的需要;另一方面,高层建筑结构设计要具有安全性,能够满足抗震、抗风等基本要求,为人们的生活和学习提供安全保障。
文章着重分析高层建筑结构设计的问题与对策,希望能够对实践发挥指导作用。
二、高层建筑结构的特点高层建筑结构具有与一般的建筑结构不同的特点,它同时承受着水平荷载和垂直荷载,其中水平荷载是由外界的风力所产生的,垂直荷载是由于建筑物高度所引起的,此外,高层建筑结构设计对抗震能力也有相应的要求。
通常情况下,低层建筑结构受到的水平荷载比较小,垂荷载也比较小。
但是,在高层建筑中,外界地震和外界风力会对高层建筑产生相当大的影响,并且是对高层建筑荷载的主要因素。
随着建筑物高度的不断增加,高层建筑的位移较快的增长。
但是,高层建筑过大的侧移不仅会影响人的舒适度,还会对建筑物的使用产生影响,此外,过大的侧移还会损害建筑物的结构构件和非结构构件。
有鉴于此,在进行高层建筑结构设计的时候,必须将侧移控制在合理的范围之内,使建筑物不会影响人的舒适度,不会影响建筑物的使用。
因此,可以说,在高层建筑结构设计中,其核心是抗侧力结构的设计。
三、高层建筑结构设计的原则1、选择合理的计算简图。
高层建筑结构中平面布置不规则问题的探讨说到高层建筑,大家脑袋里第一时间想起的是什么?大多是那些摩天大楼,挺拔入云,像一根根笔直的钢筋笔,写下了现代都市的天际线。
看着这些高楼大厦,咱们的眼光不免停留在那钢铁水泥打造的表面,琢磨着这些建筑的结构到底是怎么支撑住的。
尤其是有些楼盘,形状一看就不规则,像个大写的“L”字、像个弯弯曲曲的蛇,怎么看都不像是“标准”建筑。
别急,今天咱就聊聊这些平面不规则的高楼建筑结构,分析下它们为什么能够屹立不倒,又是怎样解决这些“不按常理出牌”的问题的。
说实话,不规则的平面布置,这可是高层建筑设计中的一大挑战。
咱们从“规则”说起。
大多数传统建筑都是方方正正的形状,大家可能会想,“那不是挺好的吗?简单直接,谁看了不懂”。
可是,城市的发展,尤其是人口激增,空间变得越来越有限了。
土地稀缺,建筑师们也得脑袋开花,得想办法在有限的空间内尽量实现最大化的利用,既要容纳更多的人,又要不失美观。
可一旦建筑物的形状开始变得不规则,问题就来了,支撑力、结构安全这些都得重新考虑。
比如说,有些建筑的外形就像个“Z”字形,或者一边宽,一边窄。
咱们就举个例子,一座高楼的底层是宽敞的商业空间,上面逐渐收缩,像一个逐步收紧的沙漏。
看上去好像挺时尚,挺前卫,但一旦建筑物的外形不规则,重心就不再集中,这就意味着,承重结构要重新调整,以保证楼体的稳定性。
否则,一旦风大,楼就可能被吹得“东倒西歪”,那可就不妙了。
楼体的各个部分需要承受的力量都不一样,尤其是高楼大厦,风压、地震这些自然力的影响都会不同。
建筑物上层的“高个子”部分,可能受到的风压比底部大得多,尤其在高空的时候,风力的影响更为显著。
这就要求设计师必须根据不同楼层的具体情况,做出相应的结构调整。
为了避免楼体不规则形状带来的问题,设计师们往往会在建筑内部设置一系列支撑体系,就像给不规则的楼形加上“筋骨”,让它在风雨面前也能稳稳当当。
不过话说回来,解决这些问题并不是一蹴而就的,得靠一些巧妙的设计。
建筑结构设计中有关问题的探讨摘要:随着高层建筑进一步的发展,满足高层建筑的形式,材料,力学分析模型都将日趋复杂多元,为了革新高层建筑,体现其魅力,追求新的结构形式和更加合理的力学模型将是土木工程师们的目标和方向。
关键词:高层建筑;结构;设计中图分类号:tu318 文献标识码:a文章编号:0引言如何设计出舒适、安全同时又符合人们精神生活要求且经济实用民用建筑以适应建筑市场的变化,满足消费者们的需求,成为设计师们要面对解决的首要问题。
结合多年的设计实践经验对高层民用建筑结构设计中常出现的问题进行总结。
1要进行合理的概念设计1.1结构平面布置刚度宜均匀,减少扭转高层建筑的平面布置宜简单,规则,尽量减少突出、凹进等复杂平面。
更重要的是结构平面布置时要尽可能刚度均匀,即结构的刚心与质心尽量接近,减少地震作用下的扭转,扭转对结构的危害很大。
减少结构的扭转,一是减少地震作用引起的扭转,二是增加结构抵抗扭转的能力。
平面刚度布置均匀,可减少地震作用下的扭转。
而影响平面刚度均匀的主要因素是剪力墙的布置。
剪力墙集中布置在结构平面的一端或一侧是不好的。
大刚度抗侧力单元偏置的结构在地震作用下扭转大,而对称布置剪力墙、井筒有利于减少扭转。
周边布置剪力墙,或周边布置刚度很大的框筒等,都是增加结构抗扭刚度的重要措施,有利于抵抗扭转。
为了减少地震作用下的扭转,还要注意平面上质量分布,质量偏心会引起扭转,质量集中在周边会加大扭转。
1.2结构竖向刚度宜均匀,避免薄弱层,减少鞭梢效应结构宜做成上下等宽或由下向上向心逐渐减小的体型,更重要的是结构的抗侧刚度应当沿高度均匀分布,或沿高度向心逐渐减小。
各层剪力墙的布置是影响结构竖向刚度是否均匀的主要因素。
框支剪力墙结构是典型的结构竖向刚度有突变的结构,框支层的变形大,为薄弱层,容易发生地震震害。
故在结构设计时,不允许将全部或大部分剪力墙设计成框支,必须有一走数量的落地剪力墙,将框支剪力墙转换层以上的剪力较均匀的转移到落地剪力墙,从而避免软弱层引起的震害。
试论高层建筑结构设计有关问题探讨摘要:目前,我国的经济水平不断提高,人民的生活水平也随之不断提高。
钢筋混凝土高层建筑发展模式也因建筑师以及业主的创新思维而得到推广,从而被广泛使用。
高层建筑结构设计与以往一般的建筑设计并不一样,它对建筑师以及设计人员提出了更高的设计要求,因此,本文根据高层建筑结构设计中所应当注意的几点问题进行探讨。
关键词:高层建筑;结构设计1、高层建筑结构受力方面。
高层建筑的设计方案在规划时,所需要考虑的是其空间组成的特点,而不是对建筑物的结构进行详细的确定。
一座建筑物的地平面对建筑物来说是十分重要的,建筑物的竖向稳定和水平方向的稳定都是取决于建筑物的地平面的承重能否。
由于建筑物本体是由多种大型构件所拼接而成的,因此,它要求建筑结构能够将它本身的重量传达至地面,且建筑结构中所负重的总体是向下作用至地面的,因此,在进行建筑设计时一定要注意建筑结构中的负重体系与地基的承载力之间的关系,所以,在进行建筑设计阶段时,就必须对建筑的承重柱与承重墙的总体分布进行规划。
对于各种建筑结构来说,其总体的竖向与水平方向的结构体系设计原理基本相同,但其中对于高层建筑来说,随着建筑物高度的不断增加,建筑物竖向结构体系成为影响建筑设计的主要因素,这其中主要有两方面的原因:一是如果建筑结构中有较大的荷载时,其必须要求有柱、墙或者井筒;二是建筑结构中其侧向力所产生的倾覆力矩与剪切变形要大得多。
竖向荷载中,其侧向荷载对于建筑物来说并不是线性型增加的,其增加的幅度是随着建筑物的高度增加而增加的。
因此,低层建筑与高层建筑中的结构受力性能有很大的区别。
2、结构选型阶段。
高层结构中在工程设计的结构选型阶段,结构工程师应当主要注意一下几点:2.1结构的规则性问题。
建筑设计规则中,其新旧规范有着较大的出入,新规范中添加了较多的限制条件,如:平面规则性信息以及嵌固端上下层刚度比信息等等。
新规范较为严格,有着强制性的明文规定,其规定为“建筑不应采用严重不规则的设计方案”。
探究房屋建筑结构设计的原则与方法摘要: 结合笔者的工作经验,从多方面分析了建筑结构设计的内容和原则,指出在工作中要严格执行国家的相关标准,还要有灵活的创新思维以及扎实的理论基础和实践工作经验,才能将房屋建筑结构设计做得更加完美。
关键词: 建筑结构设计,原则,方法中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:1 建筑结构设计的基本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他专业工程师所要表达的东西。
结构包括房屋的基础、墙、柱、梁、板、楼梯等等。
然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系。
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 建筑结构设计的原则1) 刚柔相济设计原则。
若要保证建筑结构体系安全,其设计应该是刚柔相济的。
结构刚度过大说明结构体系变形能力差,当施加瞬间巨大的外力时,很容易造成建筑结构局部受损影响建筑的功能; 而刚度过柔的建筑结构可以有很好的接受外部施压的能力,但相当容易变形。
所以,设计师要根据建筑物的功能特点来确定建筑结构体系的刚度。
2) 低碳环保设计原则。
目前,一些国家的建筑物是利用太阳能进行能量供给的,这不但节约了资源,还没有任何的污染。
我们不仅要求建筑物美观,还需要建筑物在使用上低碳环保。
一名合格的建筑设计师应该是注重环保、追求人与自然科学和谐发展的。
我国的大中城市花草树木比较少,而且一些城市的周边林草植被已经遭到破坏,水土流失严重,生态环境恶化,影响了人类的发展。
工业与交通集聚扩充引发大气污染,水污染和噪声污染等,这就影响了居民的健康与生活。
所以,建筑师在设计时要考虑设计区域的自然生态状况,本着保护和恢复原始生态的原则,利用好当地的植被进行环保设计,按照体现不同建筑的特点以及功能要求,尽量将建筑设计的低碳环保,让人们能够与自然和谐相处。
3) 多层建筑设计原则。
多层建筑的结构体系是多层设防的。
浅析房屋建筑结构设计的原则和方法摘要:随着我国的经济蓬勃发展,建筑事业也欣欣向荣。
而且这几年来随着人民的生活条件逐步改善,对房屋建筑的设计要求也越来越高。
本文在此对建筑房屋结构的设计原则和设计方法做了探讨。
关键词:房屋建筑设计原则;房屋建筑设计方法中图分类号:tu3;文献标识码:a ;文章编号:2095-2104(2013)国民经济的日益增长促进了建筑行业的迅猛发展。
房屋建筑结构设计是一项比较复杂而又艰巨的工作,它不仅会给房屋的安全性和耐久性带来影响,而且也会直接影响到它的经济性和使用性。
因此,对它的设计原则和设计方法进行探讨是建筑设计部门要引起足够重视的问题。
一、房屋建筑设计的基本原则设计师在设计房屋建筑时,要考虑结构的紧密性和适用性,为了实现这一目标,一般要遵循以下这些原则进行设计:(1)抓大放小的原则。
房屋建筑结构虽然是由各种构件而组成一个整体,但各个构件的作用都是不一样的,根据它起到作用的重要性有主次之分,这样可以有效地应对外界的侵袭。
(2)设置多道防线的原则。
房屋结构只有层层设置,当收到外力破坏时,它都会合力合作。
(3)刚柔并济的原则。
如果单凭结构的刚性它的变形能力就比较差,而如果结构太柔却会造成变形太大而无法使用,造成整体倾斜,因此要遵循刚柔并济的原则。
(4)打通关节的原则。
打通关节维持平衡可以永远保持静止状态,如果遇到力量不能通畅,各个构件之间的静态平衡遭到破坏,那么它的结构就会发生变化。
二、房屋建筑结构设计的主要方法1.在结构平面图上的设计方法如果建筑的地域的防震烈度为六度区的时候,按照我国的防震设计要求,可以不必采用截面抗震验算,但结构的设计也一定要达到抗震的标准。
所以对于砌体结构的建筑,软件建模可以省略,在进行设计的时候只要注意受压和局部受压的问题,就可以直接设计。
如果条件和时间允许,要做建模也无可厚非,因为它可以利用建模来荷载导算。
但是,如果建筑的地域防震烈度为七级时,就必须采用建模来进行计算。
关于高层建筑结构设计问题探讨摘要:目前,我国的经济水平不断提高,人民的生活水平也随之不断提高。
钢筋混凝土高层建筑发展模式也因建筑师以及业主的创新思维而得到推广,从而被广泛使用。
高层建筑结构设计与以往一般的建筑设计并不一样,它对建筑师以及设计人员提出了更高的设计要求,因此,本文根据高层建筑结构设计中所应当注意的几点问题进行探讨。
关键词:高层建筑;结构设计一、高层建筑结构设计方面的原则1、选用适当的计算简结构计算式在计算简图的基础上进行的,计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生,所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。
计算简图还应有相应的构造措施来保证。
实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点,但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。
2、选择合适的基础方案:基础设计应根据工程地质条件,上部结构类型与载荷分布,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析,选择经济合理的基础方案,设计时宜最大限度地发挥地基的潜力,必要时应进行地基变形验算。
基础设计应有详尽的地质勘察报告,对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。
通常情况下,同一结构单元不宜用两种不同的类型。
3、合理选择构方案:一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案,也就是要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。
结构体系应受力明确,传力简捷。
同一结构单元不宜混用不同结构体系,地震区应力求平面和竖向规则。
总而言之,必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境、施工条件等情况进行综合分析,并与建筑、电、水、暖等专业充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案,必要时应进行多方案比较,择优选用。
4、正确分析计算结果:在结构设计中普遍采用计算机技术,但是由于目前软件种类繁多,不同软件往往会导致不同的计算结果。
因此设计师应对程序的适用范围、条件等进行全面了解。
在计算机辅助设计时,由于结构实际情况与程序不相符合,或人工输入有误,或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果,因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析,慎重校核,做出合理判断。
建筑结构抗震设计—课程论文建筑结构的规则性学生姓名盛雪松学号08134120院系工学院土木系专业土木工程课程教师梁超峰完成日期2011-05-20建筑结构的规则性摘要:建筑结构不规则可能造成较大地震扭转效应,产生严重应力集中,或形成抗震薄弱层。
因此,在建筑抗震设计中,应使建筑物的平、立面布置规则、对称,具有良好的整体性。
质量和刚度变化宜均匀,防止在平面上质量中心与刚度中心不重合而造成严重的扭转振动。
竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变而形成薄弱层。
关键词: 建筑结构;不规则类型;判定和处理引言结构设计规范明确要求,建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称,并应有良好的整体性,建筑的立面和竖向剖面宜规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,不应采用严重不规则的结构方案,但随着我国经济实力和科学技术水平的提高,人们的思想观念不断更新,严格意义的规则建筑已经很难见到,取而代之的是大批新颖别致、标新立异、彰显个性的建筑物。
各地大量涌现的现代建筑物几乎都是不规则或是严重不规则的,如希尔顿饭店、深圳发展中心、中央电视台等,都是不规则建筑的典型代表,它们的出现既给城市建筑带来了崭新的面貌,同时又给结构设计人员提出了严峻的挑战。
如何遵循规范精神,对不规则建筑结构进行结构设计与计算分析,成为工程设计中必须解决的重要课题。
建筑结构的不规则类型可分为平面不规则和竖向不规则。
本文主要从不规则结构的判定、震害和处理措施结合实例来叙述。
1 结构不规则类型大致可分为平面不规则和竖向不规则。
1.1 平面不规则1)扭转不规则:楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍;2)凸凹不规则:结构平面凹进的一侧尺寸,大于相应投影方向总尺寸的30%。
①平面狭长,在抗震设防烈度为6、7度时,平面长宽比大于6.0(8度抗震时大于5.0);②凹进尺寸太多,平面凹进一侧的尺寸大于相应投影方向总尺寸的0.35(8度时大于0.3);③凸出过细,凸出部分的长宽比大于2.0(8度时大于1.5);3)楼板局部不连续:楼板的尺寸和平面刚度急剧变化,例如,有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%,或较大的楼层错层。
1.2 竖向不规则1)侧向刚度不规则:楼层侧向刚度小于相邻上部楼层的70%,或小于其上相邻三层平均值的80%;除顶层外,局部收进的水平尺寸大于相邻下一层的25%。
2)竖向尺寸突变:①高层结构上部楼层收进部位到室外地面高度大于房屋高度的20%,上部楼层收进的水平尺寸大于相邻下一层的25%;②高层结构上部楼层外挑,下部楼层的水平尺寸小于上部尺寸的90%,且水平外挑尺寸大于4m。
3)竖向抗侧力构件不连续:竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑)的内力由水平转换构件(梁、桁架等)向下传递。
4)楼层承载力突变:A级高层建筑的层间受剪承载力比小于0.8,B级高层小于0.75。
5)结构的周期比过大:A级高层建筑不应大于0.9,B级高层建筑和复杂高层建筑不应大于0.85。
6)复杂高层结构:带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构、连体结构、多塔楼结构等。
2 不规则震害举例2.1工程概况:陇南气象局办公楼位于武都市的小山包上,山包高出正常地面50米左右,办公楼位于小山包边侧20米。
该楼层为三层、局部四层,三四层两部分间连为一体未设防震缝。
四层为偏向三层端头的局部突出部分,为竖向不规侧布置,室内又为旷大房间。
该楼已建成使用25年。
2.2震害描述:四层突出的局部大房间四周外墙:①纵向窗间墙严重X形开裂,,伴有墙上下错断;②纵墙砖柱及构造柱错断,构造柱钢筋已锈蚀;③山墙X形开裂,伴有层底水平错动及向外倾斜;④钢窗压斜变形,外贴面粉刷大片脱落。
三层主体办公楼震害:①三层山墙X形裂缝及窗洞后填墙周裂缝、外贴面砖粉刷脱落;②纵外墙窗顶水平裂缝及外贴面砖粉刷局部脱落。
2.3震害原因分析:①该楼位于小山包边侧,根据调查发现该地区小山包震害比平地上房屋震害严重,地震反应增大,其增大系数约在1.3至1.5间;②该楼四层比三层高出一层,局部突出产生较大的结构鞭梢效应;③该楼四层位于主体三层的端部,质量刚度不均,产生较大的扭转效应;④该楼四层房间空旷,承载力和刚度均发生了突变。
该楼的严重震害,典型的说明了小山包上竖向不规则砖混结构产生了较强的地震增大效应、鞭梢效应和扭转效应,从而产生较大的水平地震剪力,而空旷四层砖房墙体的抗剪能力很差导致该楼破坏严重。
3 不规则的判定具体可根据表格内概念来判定不规则类型表1 平面不规则的主要类型不规则类型定义和参考指标扭转不规则在规定的水平力作用下,楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2 倍凹凸不规则平面凹进的一侧尺寸,大于相应投影方向总尺寸的30%楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化,例如,有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%,或较大的楼层错层表2 竖向不规则的主要类型不规则类型定义和参考指标侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%,或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%;除顶层或出屋面小建筑外,局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑)的内力由水平转换构件(梁、竖向抗侧力构件不连续桁架等)向下传递楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%4 不规则的处理建筑形体及其构件布置不规则时,应按下列要求进行地震作用计算和内力调整,并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施:4.1平面不规则而竖向规则的建筑结构,应采用空间结构计算模型,并应符合下列要求:1)扭转不规则时,应计入扭转影响,且楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的 1.5 倍,当最大层间位移远小于规范限值时,可适当放宽;2)凹凸不规则或楼板局部不连续时,应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型;高烈度或不规则程度较大时,宜计入楼板局部变形的影响;3)平面不对称且凹凸不规则或局部不连续,可根据实际情况分块计算扭转位移比,对扭转较大的部位应采用局部的内力增大系数。
4.2平面规则而竖向不规则的建筑结构,应采用空间结构计算模型,刚度小的楼层的地震剪力应乘以不小于 1.15 的增大系数,其薄弱层应按本规范有关规定进行弹塑性变形分析,并应符合下列要求:1)竖向抗侧力构件不连续时,该构件传递给水平转换构件的地震内力应根据烈度高低和水平转换构件的类型、受力情况、几何尺寸等,乘以 1.25~2.0 的增大系数;2)侧向刚度不规则时,相邻层的侧向刚度比应依据其结构类型符合本规范相关章节的规定;3)楼层承载力突变时,薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%。
4.3平面不规则且竖向不规则的建筑,应根据不规则类型的数量和程度,有针对性地采取不低于本条1、2 款要求的各项抗震措施。
特别不规则的建筑,应经专门研究,采取更有效的加强措施或对薄弱部位采用相应的抗震性能化设计方法。
4.4体型复杂、平直面不规则的建筑,应根据不规则程度、地基基础条件和技术经济等因素的比较分析,确定是否设置防震缝,并分别符合下列要求:1)当不设置防震缝时,应采用符合实际的计算模型,分析判明其应力集中、变形集中或地震扭转效应等导致的易损部位,采取相应的加强措施。
2)当在适当部位设置防震缝时,宜形成多个较规则的抗侧力结构单元。
防震缝应根据抗震设防烈度、结构材料种类、结构类型、结构单元的高度和高差以及可能的地震扭转效应的情况,留有足够的宽度,其两侧的上部结构应完全分开。
3)当设置伸缩缝和沉降缝时,其宽度应符合防震缝的要求。
有经验的有抗震知识素养的建筑设计人员,应该对所设计的建筑的抗震性能有所估计,要区分不规则、特别不规则和严重不规则等不规则程度,避免采用抗震性能差的严重不规则的设计方案”不规则——超过表1、2中一项及以上的不规则指标特别不规则——多项均超过表1、2中一项及以上的不规则指标,或某一项超过规定指标较多,具有较明显的抗震薄弱部位,将会引起不良后果者;严重不规则——体型复杂,多项不规则指标超过表中条上限值,或者某一项大大超过规定值,具有严重的抗震薄弱环节,将会导致地震破坏的严重后果者。
结构平面不规则判别准则中,凸凹不规则、楼板不连续等都较直观,较易宏观把握。
扭转不规则,是结构平面不规则中最重要控制指标,它主要有两项结构扭转特性指标——扭转变形指标和扭转刚度指标,需做专门的分析和计算。
5. 结束语综上所述,对于现代城市日益涌现的造型新颖别具一格的不规则建筑,结构设计人员应细心分析各种情况,从概念设计人手。
找出结构的重点和薄弱点,因势利导克服不利因素,使整个结构在平面和竖向合理地布置结构刚度,避免和减少结构可能出现的薄弱部位,同时加强薄弱部位的构造措施,使建筑物从一个貌似不规则的建筑调整成一个结构上的规则建筑,只要结构工程师认真分析,抓住重点,强化构造,不规则结构的设计问题是可以解决的。
参考文献:[1] 薛素铎,赵均,高向宇. 建筑抗震设计. 北京:科学出版社, 2007. 2版[2] 丁圣果, 肖常健, 丁婷. 不规则多高层结构概念设计的几点浅见. 建筑科学,2007, 9.[3] 陈孟芝. 平面和竖向不规则高层建筑结构概念设计探讨. 杭州:国外建材科技, 2006年第27卷第5期[4] 韩辉. 基于高层建筑结构设计中平面不规则问题的分析与处理.毕业论文。