关于民用建筑结构设计要点的解析
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高层住宅建筑方案设计要点摘要:近几年,随着科学技术的飞速发展,建筑施工技术得到不断的优化和改进。
随着新时期的到来,高层住宅建筑逐渐成为我国城市建设中的重要组成部分,它可以有效地缓解城市土地的紧张和居住问题,改善城市的空间环境。
为改善高层住宅的施工质量和寿命,需要对其结构设计环节进行严格控制,并充分把握各方面的设计要点,保证高层住宅建筑工程建设顺利进行。
关键词:高层建筑;结构设计;标准引言:高层建筑作为城市发展的重要体现,也是我国建筑业发展的主要趋势,它可以有效地解决人与地的矛盾。
提高高层建筑建设的质量和使用安全性,已经成为了人们的焦点。
要使高层建筑的各种功能得到有效利用,需要对高层住宅结构设计过程中的各项要点进行全面的认识,才能有效地提高高层建筑结构的设计效果。
一、高层住宅建筑方案设计存在的问题(一)建筑形态问题本文对近几年来的建设情况进行了分析,认为目前的高层住宅建筑的建设技术已趋于完善,但其在设计上仍存在一些不足。
所以在高层住宅设计中,其设计思想需要不断地创新,力求达到与众不同的效果。
然而,就一般的高层住宅而言,出于实用性与经济性的原因,其设计思想大致相同,因此市场上的住宅建筑同质化现象较为突出。
其次,我国的高层住宅建筑中,在追求新颖的立面形象设计的同时应兼顾平面功能的合理性,避免因过度考虑立面效果而牺牲使用功能的情况。
比如,为了建筑体形规整,会出现暗房间、空间不通透、开间进深不协调等问题。
图1 某住宅项目形态图2 某高层住宅形态(二)户型问题随着城市化进程的不断深入,城市居民的总体经济状况得到了极大的改善,同时也使生活费用有所增加,因而城镇居民的CPI没有太大的增长空间。
然而,在高层住宅的建筑设计中,由于没有充分考虑到城市居民的实际消费水平,造成了高层建筑中的大面积户型,超过了一般城市居民的可负担范围。
据调查数据,现阶段国内城镇居民中约有60%能承受90平米及以下的住宅,而有能力购买90平米以上住宅的居民不到20%。
试述高层民用建筑结构设计的若干问题摘要:经济的飞速发展,促进了建筑业的繁荣,建筑市场的竞争变得非常激烈。
人们的生活水平逐步提高,对建筑结构的设计要求尤其是高层民用建筑结构设计的要求也有所提高。
对高层民用建筑来说,居民要求建筑设计比较安全、经济。
笔者将主要分析影响高层民用建筑结构设计的因素,进而研究高层民用建筑结构设计的问题,以便为同行提供参考。
关键词:高层民用建筑;结构设计;问题现在居民的生活水平逐步提高,对建筑结构设计的要求也有所提高。
众所周知,高层民用建筑是城市居民住宅发展的主要方向。
高层民用建筑结构的设计水平不断提高,但也存在一些问题。
笔者将对设计中存在的主要问题进行分析,并找出相应的解决对策。
一、对高层建筑的结构体系进行介绍现在的高层建筑普遍采用的是混凝土结构,结构体系主要有框架结构、剪力墙结构和框架剪力墙结构。
其中应用比较多的结构是剪力墙结构和框架剪力墙结构。
笔者将对这三种结构进行相应的介绍。
1、框架剪力墙结构框架剪力墙结构体系主要是由框架和剪力墙组合成的。
剪力墙主要承受的是水平荷载,框架主要承受的是竖向荷载,它们两个共同承担受力并且进行合理的分工。
剪力墙设置的位置主要是建筑物的周围、电梯间以及平面形状变化比较大和竖向荷载比较大的位置。
框架剪力墙结构主要把框架结构作为主导,剪力墙作为辅助,它主要适合不超过25层的建筑,最大也不能超过30层。
2、剪力墙结构剪力墙结构主要是以钢筋混凝土墙取代框架结构里的梁柱,承担竖向以及横向的水平力。
这种结构一般采用平面布置的形式,它受到竖向和水平荷载的双重作用,剪力墙主要是双向以及多向布置。
剪力墙结构的刚度大于框架剪力墙结构,它主要适用楼层低于40层的高层住宅。
剪力墙结构的高宽比最好不要大于6,高度要符合抗震的要求。
3、框架结构梁和柱以刚接、铰接的形式相互连接,形成载重体系的结构,这就是框架结构。
梁和柱组成框架以后,一起承担水平荷载和竖向荷载的作用。
如果房屋墙体采用的是这种结构,只能起到围护、分隔的作用,通常还要用预先准备好的加气混凝土、陶粒等材料进行砌筑或者装配。
建筑结构设计要点探析摘要:本文作者结合实际工作经验,对多层建筑框架结构的设计要点进行深入的分析,供同行参考。
关键词:建筑;结构设计;要点;探析abstract: the author combines practical work experience, in-depth analysis of the design features of the framework structure of the multi-storey building, forreference.keywords: construction; structure design; points; exploration中图分类号:tu3文献标识码:a文章编号:2095-2104(2012)现代建筑造型和建筑功能要求的多样化发展,使得现代建筑设计中的难题也逐渐增多,对设计者的挑战也随之增加。
而作为一名建筑设计者,应该在严格遵循各种相关规范的前提下,采用灵活、大胆的方式和方法来解决一些结构上的设计难点问题,并在实际工作中不断地进行充实和完善。
在现代建筑中采用框架结构的形式比较常见,框架结构具有受力清晰、空间使用率高、工程造价较低的特点,被广泛的应用在工业和民用建筑领域。
我们所说的框架结构建筑就是指那些承重梁柱由混凝土和钢筋捣成的,再将其用浮石、加气混凝土、蛭石、膨胀珍珠岩、陶烂等轻质量的板材进行隔墙分户的建筑。
建筑的框架结构主要是由梁柱构成的,它的构件截面很小。
所以框架结构的刚度还有承载能力都很低,这种受力的特点和竖向悬臂剪切梁有些相似,越高的楼层,水平的位置移动就越慢,高层的框架不仅要承受纵向的水平力还要承受横向的水平力。
这样,现浇楼面也当做是梁,共同操作。
不要考虑装配整体式楼面产生的作用,一般框架结构的墙体是填充墙,主要的作用是分隔还有围护,它的特点主要是可以为建筑提供灵活的使用空间,但是它的抗震性很差。
建筑框架结构的具体类别:框架的分类按照跨数分主要有单跨和多跨;按照层数分类则有单层和多层;按照立面的构成分类有对称和不对称两种;按照所用的材料分为钢框架、钢筋混凝土框架、预应力混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合框架等。
民用建筑工程设计常见问题分析及图示(砌体结构)批准部门:中华人民共和国建设部批准文号:建质[2005]14号主编单位:中国建筑标准设计研究院、北京市建筑设计研究院统一编号:GJBT-789实行日期:二00五年三月一日图集号:05SGl09-2目录编制说明砌体结构1.1材料选用l.2结构布置l.3结构分析与计算1.4多层砖房的抗震构造措施1.5多层混凝土小型空心砌块房屋的抗震构造措施1.6底部框架抗震墙房屋的抗震构造措施1.7内框架房屋的抗震构造措施编制说明1,主要编制依据:建设部建质[20041 46号文“关于印发《二00四年国家建筑标准设计编制工作计划》的通知”《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001(简称可靠度标准)《建筑抗震设防分类标准》GB 50223-2004(简称设防分类标准)《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001(简称荷载规范)《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001(简称抗震规范)《砌体结构设计规范》GB 50003-2001(简称砌体规范)《多孔砖砌体结构技术规范》JGJl37—2001(简称多孔砖规范)《混凝土小型空心砌块建筑技术规程》JGJ/T14—2004(简称小砌块规程)《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002(简称混凝土规范)《建筑工程设计文件编制深度规定》建质[2003]84号(简称设计文件深度)《施工图设计文件审查要点》建质[2003]2号(简称审查要点)2,编制目的:根据现行的国家有关规范、规程,对民用建筑工程设计中由于设计人员的考虑不周和对规范、规程的理解不够全面,造成的一些不当做法和错误,以及在施工图设计文件审查中常出现的问题,进行汇总、整理、分析,并提出改进措施及依据,从而加强设计人员对规范及规程全面、准确的理解,避免类似错误的发生,合理和优化设计,提高设计质量。
3,主要内容:本图集共分四册。
第一册为工程设计管理、荷载与地震作用、地基与基础,第二册为砌体结构,第三册为混凝土结构,第四册为钢结构和空间网格结构。
建筑设计依据的要点解析无论是写计算书,图纸说明,还是写超限报告,设计依据这一部分基本是不可或缺的.但因为这一部分比较简单,所以大家的重视度不够,很多时候,容易犯一些低级错误.这篇文章就来总结“设计依据”这一部分的要点.比较完整的设计依据一般包括四个部分:1)设计规范/标准;2)相关设计文件;3)主要设计准则;4)建筑分类等级.以下分别介绍.一、设计规范/规程(标准)相关的设计规范包括国家规范及地方规范.这些内容应该都是工程师所熟识的,如果参加过注册考试,对这些基本的规范应该都有所了解.在这一部分,有两点需要注意:1)参考规范一定是最新的现行规范基本上,此部分内容我们都是从其他项目Copy过来,这本身没有问题,但一定要核实是否为最新规范.这一点很重要,如果参考的是老规范,从逻辑上来说,后面的东西都不用再看了.目前,我们容易忽视的是如下这几本规范:混凝土结构设计规范GB50010—2010(2015版)建筑抗震设计规范GB50011-2010(2016版)建筑设计防火规范GB50016-2014高层民用建筑钢结构技术规程JGJ99-2015组合结构设计规范JGJ138-2016如果是在图纸说明中引用图集,也一定是最新的图集,比如16G101系列.2)删掉本项目中并无使用到的规范我们曾经看到过一个钢结构项目,在设计依据里面引用了大量的混凝土规范;也看到过采用浅基础的项目,却引用了桩基规范.这样的例子看起来都很好笑,但却屡屡发生.再比如,图纸设计说明中保留了大量的本项目根本用不到的技术说明.这些问题的存在,会让业主对工程师的专业度产生严重的质疑,所以我们一定要慎之又慎,尤其是对初次合作的业主.二、相关设计/参考文件除规范以外,每个项目必然存在其他的技术文件,在这一部分,都应该详细列出来.比如:1)地勘报告(分初勘和详勘)2)风洞实验报告3)业主提供的地震波(如有)4)会议纪要达成的一些设计依据5)专家咨询会意见及答复现在一些比较大的项目,通常会有专家咨询会,会上的意见及答复通常也是后续工作的依据.6)参考的国外设计文件在国际咨询公司提供的报告中,时常有这一部分内容,常引用ASCE7-10Minimum Design Loads for buildings and other structures;AISCSpecification for structural steel building;CISCSteel Design Guide Series:FloorVibration Due to Human Activity等.设计院写报告的时候,一般不会引用相关的论文,但咨询公司引用论文是比较常见的,对一些有争议的问题,可以用比较权威的论文作为证据.三、主要设计准则设计准则,就是后续计算指标是否合理的判据.事实上,我们的设计准则非常多,广义来说,所有的规范都是我们的设计准则.但就目前所看到的,这一部分内容一般仅包括如下几个方面:1)结构位移控制准则这一部分,规范都有明确规定,比如层间位移角限值.当然,合理的层间位移角限值,最近一直存在南北派之争.我们可以自己去辨析,但最终执行可能还是要按规范或总工意见.2)风振舒适度控制准则风振舒适度控制标准在规范中也有明确规定,比如《高规》3.7.6条,对住宅和公寓控制值为0.15m/s2,对办公和旅馆为0.25m/s2;高层钢结构建筑,《高钢规》另有规定,a)公寓建筑,顺风向或横风向最大顶点加速度限值为0.20m/s2,b)公共建筑为0.28m/s2;顺风向及横风向风振加速度的算法一般有两个版本,即《高钢规》及《荷规》算法.按照规范,我们可以计算出顺风向或者横风向的顶点加速度值,这两个值可以直接与规范限值比较,有些院还会补充一个两方向的组合加速度值(0.8倍的平方根),并与限值比较.风振加速度计算公式略显复杂,所以我们一般使用YJK或SATWE提供的计算值,但要注意,最大风振加速度仅算至主屋面,如果结构模型中还有出屋面的部分,软件给出的结果是偏大的,如果据此增加结构刚度,甚至增设阻尼器,都是不当的.我们一般的做法是,自编程序,计算主屋面处的加速度.3)楼面振动标准中国规范以楼板振动频率控制楼面振动舒适度的相关要求大致如下表所示.国际标准一般采用ATC的竖向振动峰值加速度要求,具体如下图所示.《高规》3.7.7条即参考了此标准.关于楼板振动的分析方法,影响因素,笔者曾写过一篇文章,《考虑随机性人行激励的楼盖舒适度方法研究》,如有兴趣,可以参阅.四、建筑分类等级主要包括如下几个方面:防火等级,环境类别,基础设计等级,抗震设防类别,结构安全等级.1)防火等级虽然我们在报告中常写防火等级,但笔者翻看《建筑设计防火规范》(简称《防火规范》),只有耐火等级的概念.《防火规范》将民用建筑分为三类,一类高层民用建筑,二类高层民用建筑以及单、多层民用建筑.民用建筑的耐火等级分为一、二、三、四级.不同的耐火等级,各建筑结构构件对应着不同的耐火极限.这相当于我们结构中所规定的不同的抗震等级,但对不同的构件,却对应着不同的调整系数.这些都视构件的重要性而定.根据《防火规范》5.1.3条的规定,超高层建筑(高度超过100m)耐火等级均为一级,对二类高层民用建筑,耐火等级可定为二级.对单、多层民用建筑,耐火等级可酌情划定为三级或四级.2)环境类别环境类别的划分在《混凝土规范》3.5.2条有明确规定.此处,环境类别划分为一、二a、二b、三a、三b、四、五.但规范对裂缝宽度、耐久性以及保护层厚度的规定,只涉及一、二a、二b、三a和三b.根据笔者的理解,如果环境类别认定为四类和五类,将属于极端特殊环境,需要专门研究论证.对海岸建筑,如果采用桩基础,桩将长期浸泡在地下水(可能是海水)中,我们经常碰到这种情况,个人认为,环境类别定为三b即可.3)基础设计等级《建筑地基基础设计规范》3.0.1条对基础设计等级进行了规定.对30层以上的高层建筑可直接划定为甲级.4)结构安全等级《建筑结构可靠度设计统一标准》1.0.8条按照建筑物类型(重要的房屋、一般的房屋、次要的房屋)以及破坏后果(很严重、严重、不严重)将建筑结构的安全等级划分为一级、二级、三级.结构安全等级在结构设计中如何体现呢?一般是反映在结构重要性系数中,结构重要性系数同时也与设计使用年限相关.安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件,结构重要性系数≥1.1;安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件,结构重要性系数≥1.0;安全等级为三级或设计使用年限为5年的结构构件,结构重要性系数≥0.9;5)抗震设防类别抗震设防类别的划分会影响抗震措施的确定,比如,《高规》3.9.1条,对甲类、乙类建筑:应按本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施.因此,对抗震设防类别的划分要慎重.以下说一种比较有争议的情况.《抗震设防分类标准》规定,商业建筑中,人流密集的大型的多层商场抗震设防类别应划为重点设防类,而大型商场是指一个区段人流5000人,换算的建筑面积约为17000㎡或营业面积7000㎡以上的商业建筑.同时,《抗震设防分类标准》又通过小字注明,“区段是指由防震缝分开的结构单元、平面内使用功能不同的部分、或上下使用功能不同的部分”.由于大的商业裙房通常都会根据塔楼布置以若干条抗震缝划分,各区段的面积将小于大型商场的定义标准,抗震设防类别统统定位丙类?直观上感觉,此处是矛盾的,抗震设防类别是以震害发生时,人员伤亡程度等因素划分的,除非有更多的逃生疏散通道可以降低人员伤亡,否则没理由降低抗震设防类别.结构抗震缝与人员疏散有何干?再想想,防火分区与地震时人员疏散有何干?其实,都没有直接关系.在此,我引用一个我不喜欢的人的观点来结束这个问题的争议.“一个区段是指:具有同一建筑功能的相关范围,考察的是人员聚集程度,与建筑功能分区及不同区段出口有关,不完全是一个结构区段或一个结构单元,与结构是否分缝无直接联系.‘大型商场’不会因结构设缝或增加结构单元而消失.只有通过建筑手段,对密集人流进行合理分隔和疏导,使每一段内商业面积不满足大型商场要求、不会出现‘人流密集’现象,才能避免被划分为乙类.”。
1.4.6 构造柱的截面设计过大,数量设置过多。 原因分析:构造柱的作用不是代替墙体抗剪,而是约束墙体。《抗震规范》GB 50011规定了构造柱的最小截面,设计中不宜将构造的截面任意扩大,这样做有几个弊端: (1)构 造柱的截面增大以后,势必增大它的刚度。如果构造柱在墙段中的刚度过大,它将影响作为砌体墙的特性,甚至成为以混凝土柱为主的墙段,而使墙段的抗剪作用由 混凝土起主导作用,显然这不是我们所要求的。正确的构造柱设计应当使其刚度很小而约束较强,这样才能对墙段有所帮助,而不是使其刚度增加,造成地震剪力的 加大。 (2)众多试验也证明:如按常规设计的构造柱做法,包括截面大小和配筋,有构造柱墙段和未设构造柱墙段的初裂荷载基本不增大。 改进措施:构造柱设置过多也是设计上常见的问题,比如有些设计在所有墙的连接处均设构造柱等等。 构造柱对墙段的约束作用,特别表现在房屋四大角最为明显,角部的构造柱能够起到对两个方向墙段的约束作用,并有利于抗扭,所以四角必须设构造柱,对于其它部位的构造柱设置,要根据实际情况按规范要求布置。 阴角是否一律可以不设构造柱,也不是绝对的。要视其总体平面上墙段所处的位置而定。如图1.4.6所示阴角部位由于处于局部墙段的两端,一般可以不设构造柱。
1.4.7 钢筋混凝土楼板是装配整体式的,圈梁做预制装配整体式的。 原因分析:钢筋混凝土圈梁的抗震作用也是经过长时间的考验,被证明为行之有效的抗震措施之一。《抗震规范》GB 50011第7.3.3条对此作了明确规定。钢筋混凝土圈梁在抗震上的作用主要是:一是能够加强楼盖的水平刚度,使之楼盖能够在各道墙体间传递水平地震作用,二是作为沿高度方向上的构造柱的连接点(支点),使构造柱能够在各层约束墙体;三是作为墙侧面的边框的一部分,墙段两端由构造柱约束,而墙段上下边缘由抗震圈梁约束。 改进措施:为 了实现这些目的,抗震圈梁应是现浇钢筋混凝土的。如做成装配式或装配整体式,圈梁与墙的连接仅靠一层铺垫砂浆,与墙顶的结合较差,不利于板将水平地震作用 传至墙。作为楼盖的水平边框作用,若采用预制装配圈梁结合也不可能紧密,影响楼盖的水平刚度。地震区曾经发现过装配式圈梁破坏的例子,地震时圈梁与墙无可 靠粘接,圈梁脱离楼板摔下。 1.4.8 横墙承重的砌体结构,采用装配式楼盖层,内外墙圈梁不交圈没有处理。 原因分析:装配式楼盖中,如果横墙承重,楼板的圈梁一般均设在板底,此时,外纵墙的圈梁由于没有楼板的搁入,其底面与板底位于同一标高,这样就造成内外墙的抗震圈梁不在同一标高的问题。 改进措施:在地震设防地区,对此必须在内外墙交接处,设置一段圈梁的交接段,搭接长度可取二倍到三倍的标高差,如图1.4.8-l、2所示: 1.4.9 现浇楼盖可以不单独设置圈梁,但未沿墙周边设置加强钢筋。 改进措施:现浇楼盖已经有较大的水平刚度,其楼板的整体性也较好。因此,不必再单独另设置楼盖的边缘圈梁。 但是,考虑到现浇楼盖在支承墙体上,仅靠楼板内的一般配筋,包括分布钢筋,则是不够的。因为受力筋和分布筋可能都较稀,有一定的间距,还不足以形成楼板结构的边框作用。为此,为了加强楼板的边缘,《抗震规范》GB 5001l第7.3.3条第2款规定必须另行设置加强配筋,并应与相应的构造柱钢筋可靠连接。一般的做法可以是:在楼板支承在墙上的长度内,沿板厚方向上下设置212钢筋,并应沿墙长通长设置;也可以在板的支座长度内,水平搁置212加强筋。这些加强钢筋都必须与楼板的受力主筋或分布筋绑扎在一起,以起到楼板的水平边框作用。 1.4.10 装配式楼盖中,只在外墙上设周边的圈梁,内墙中用板缝或支承板端的配筋不另设圈梁。 原因分析:一般情况下是不允许的。因为作为楼盖边缘的圈梁是针对各间楼盖的整体性而设置的。一幢建筑中如果仅在外墙周边设置圈梁,显然是过于薄弱了。更何况较长的外墙圈梁还须要在中段设有拉结,否则单靠圈梁本身的刚度也是远远不够的。 不论在内墙中利用板缝或支承在墙上的板端配筋,其作用是很有限的,远不足以代替正规的钢筋混凝土圈梁。 当然,在现浇楼盖中不存在此类问题。因为对内墙面言,楼板是在墙上满搭的,因此能够较好的传递地震作用。 改进措施:应按《抗震规范》GB 50011第7.3.3条的要求在外墙和内纵墙以及内横墙上设置封闭的抗震圈梁。
民用建筑结构设计过程中常见问题摘要:本文作者分析了民用建筑结构设计中的常见问题,提出了相应的解决民用建筑结构设计问题的改进措施。
关键词:民用建筑;结构设计;常见问题;解决措施高层建筑的发展日新月异,建筑结构的复杂化和人们生活品质的提高,给高层民用建筑结构设计带来了更大的挑战。
怎样设计出安全可靠、经济合理、技术先进的高层民用建筑是设计者面临的重要课题。
建筑工程师在进行设计的时候一定要充分了解整个建筑物的结构特点以及抗震性,还要充分考虑到如果发生震动,建筑物相应的承受能力,找出问题的关键,解决矛盾,用正确的方式方法进行概念设计,这样才会获得成功。
因为,概念设计所涉及的范围非常广泛,所以不仅要分析整个建筑物的设计总方案,还要有非主材料的使用方法以及主要部分的详细构造。
1 结构体系及构件布置中的安全隐患和改进措施1.1 结构体系及构件布置中的安全隐患民用建筑结构设计中,当框架梁、柱中心线达不到重合,就会导致框架柱和梁柱节点的受力性能得到一定程度的恶化。
另外,在水平地震力额作用下,梁、柱构件的节点不仅会发生斜裂缝,还能导致梁下方柱内的竖向劈裂裂缝的产生。
另外,在民用建筑中进行抗震设计时,有的采用框架和部分砌体墙混合承重的形式进行设计。
由于两种结构类型是截然不同的两种结构体系,其构件选用的材料性质也不尽相同,另外,两种结构中所选用材料的受力特性以及变形能力都相差较大,针对发生地震作用下其两种结构很难做到协同工作,因此对建筑结构产生着具大的安全隐患。
1.2 结构体系及构件布置中对安全隐患的改进措施框架结构中提高安全性能的措施最常采用的就是对框架梁水平加腋,加腋厚度可取梁截面高度,框架梁加腋后,可以明显改善框架梁、柱节点承受反复荷载的能力。
在高发的地震区,应严格杜绝采用框架和砌体墙混合承重的形式,而应采用框架承重,另外要设计非承重填充墙。
为了减小混凝土收缩效应进行设置后浇带无疑是重要措施之一,对于增大建筑物伸缩缝间距的措施,除了进行设置后浇带外,还可以采用收缩的水泥、通过膨胀剂补偿混凝土收缩、局部进行配筋增加预应力等等措施,建筑结构设计人员应根据建筑项目的具体情况,有针对性的选择具体措施。
解析工业与民用建筑结构抗震设计地震是一种常见的自然灾害,虽然震级高、能量大的地震很少发生,但是由于地震具有突发性强、准确预测难、破坏力大等特点而成为建筑结构的最大忧患。
从近年的震害来看,我国大多数建筑在地震中不堪一击,使得人们越来越关注如何提高建筑的抗震性能。
在我国,最普遍的建筑形式就是民用与工业建筑。
如果在民用与工业建筑中做好结构抗震设计,就能有效提高建筑结构的抗震性能,从而在地震发生时,尽量避免和减轻地震造成的破坏。
本文首先分析了当前我国民用与工业建筑结构抗震设计中存在的不足,然后介绍了民用与工业建筑结构常用的抗震设计方法,并在此基础上,探究了提高民用与工业建筑结构的抗震设计的有效措施。
标签:工业与民用;建筑结构;抗震设计地震是天灾,它具有很强的破坏力,建筑结构的抗震效果是在建筑结构设计中的一个重要内容。
随着国内和国外的大地震在近几年频繁发生以及地震带来的巨大损失,给世界敲响了警钟,同时,随着社会经济的发展,在功能,造型的建筑不斷增长的需求这些主动和被动因素是建筑结构的设计提出了更高的要求抗震设计规范。
1、当前民用与工业建筑结构抗震设计中存在的不足1.1部分结构设计不合理建筑结构设计得是否合理对建筑的抗震性能是有很大影响的,如果建筑在部分结构的设计上缺乏合理性,就会给整个建筑埋下安全隐患。
工业建筑由于使用用途所影响,一般来说都比较低矮,在设计中,抗震性能的考量没有高层建筑那么严谨。
相对于建筑的抗震性能而言,许多设计人员更侧重于建筑的空间使用。
例如,在工业建筑中经常会出现单跨和不等高屋面厂房,而这对建筑的整体抗震性能来说是很不利的,所以要采取一些合理的处理措施进行加强,从而增加其抗震性能。
1.2设计人员职业素养有待提高建筑设计人员的职业素养对建筑结构的抗震性能有着直接的关系。
在实际设计过程中,一些设计人员由于职业素养不够,对设计缺乏严谨的态度,使得设计不够精细。
比如说,对结构关键性的节点上表述比较含糊;没有扎实的力学知识,而过分依赖计算软件,由于粗心对一些结构特征明显的地方却选择了错误的方法进行防震。
浅谈民用建筑的结构设计和优化毛祖阳摘要:当前,我国民用建筑开始向多元化的方向不断发展。
民用建筑设计不但要与社会经济的发展相吻合,同时要最大限度上满足人们基本的日常生活需求,为此,民用建筑设计当中,在确保建筑工程经济美观的基础上,把握好工程质量和相关使用性能,从而促使建筑结构设计达到最优化。
关键词:民用建筑;设计原则;结构设计;结构优化引言作为使用最广泛的建筑,民用建筑和人们的生命财产安全息息相关。
因此,民用建筑结构的设计要科学合理,以确保民用建筑结构的稳定性和安全性,同时又要根据技术的发展和建设需要,继续优化民用建筑的结构,从而不断提高民用建筑的质量,使之更适合居住。
1民用建筑结构设计基本准则民用建筑结构设计需要更好的满足建筑地基的基本承载性能、防震性能,以更好地达到建筑物的使用需求。
民用建筑设计作为一个综合性的结构系统,其包含了很多不同的空间结构,唯有将这些子结构有效地融合在一起,互相配合,才能够促使建筑空间整体的安全稳定。
要知道,建筑结构中的某一组成部分其抗震性能和其他子结构的强度、刚度是紧密联系在一起的,与整体建筑物的受力情况有着紧密的联系。
在民用建筑设计方面,由于建筑物使用性能的差异性,通常各个空间的性能上便存在显著地不同之处,为此,建筑结构体系不同,其互相间在空间结构分布上亦会存在较为明显的不同,为此要求建筑空间结构的分布要与其结构设计彼此吻合。
2民用建筑结构设计的选型和适用特征一般建筑结构会根据一定的方法形成具有荷载力可以对外界压力一定程度承受的空间和造型,并保持建筑物更加稳定。
建筑结构良好的设计可保障房屋的安全性,建筑结构造型主要是满足其美观的需求。
2.1剪力墙结构剪力墙结构是由竖向纵、横墙和平面楼板组成的一种结构体系,应根据建筑物的平面和结构的要求布置剪力墙。
因为剪力墙的空间和承载能力较强,对于高层建筑比较适用。
但剪力墙的间距又会对建筑物的平面开间造成影响,所以在旅馆或公寓住宅等比较适合应用剪力墙结构。
关于民用建筑结构设计的研究摘要:民用建筑工程质量的优劣关系到人们的生命安全,建筑质量主要由设计质量和施工质量两个方面来衡量。
民用建筑结构设计是一项繁重而又责任重大的工作,直接影响到建筑物的安全、适用、经济和合理性。
本文就现代民用建筑结构设计的关键技术发展进行了深入的探讨,提出了自己的建议和看法,具有一定的参考价值。
关键词:现代民用建筑;结构设计;关键技术;发展abstract: the engineering quality of civil building is related to the safety of people’s lives, which is measured mainly by the quality of design and construction quality. structural design of civil buildings is a heavy workload with great responsibility, directly impacting on the safety, applicability, economy and reasonableness of the buildings. the author makes a deep exploration on the development of the key technologies of the modern civil structural design, and puts forward his personal proposals and views, having a certain reference value.key words: modern civil building; structural design; key technology; development中图分类号:tu2文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)民用建筑是以居住为主要使用目的的建筑。
建筑结构设计中需要注意的问题作者:王召文来源:《城市建设理论研究》2013年第17期关键词:民用建筑结构设计问题分析前言:随着建筑数量的不断增多,建筑工程中的问题也不断暴露出来。
近几年,建筑结构设计中出现的问题也越来越多,引起了社会的高度重视。
建筑结构设计是一项系统的、全面的工作,在设计中存在的问题是多种多样的,所以设计者必须拥有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,不断加深对建筑结构设计内容与原则的认识,注意结构设计中常见的问题,才能有效地提高结构设计水平。
民用建筑结构的设计概述1、建筑结构设计的内容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。
用基础,墙,柱,梁,板,楼梯,大样细部等结构元素来构成建筑物的结构体系,大体可以分为三个阶段,结构方案阶段、结构计算阶段、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;结构计算阶段的内容为:荷载的计算,构件的试算,内力的计算,构件的计算;施工图设计阶段内容:根据计算结果绘制施工图。
2、建筑结构设计的原则进行建筑结构设计的最基本的原则就是适用、安全、经济、美观、便于施工。
一个优秀的建筑结构设计往往就是这五个方面的最佳结合,这是结构设计人员最终努力的目标,也是结构设计的最佳体现。
3、结构设计的基本要求为保证建筑结构的可靠度符合设计的要求,所以在设计中,必须遵循以下几个方面的要求:第一,计算的内容全面。
建筑结构的所有构件都应进行承载能力极限状态的计算和正常使用状态的计算,直接承受动力荷载的构件还要进行疲劳强度的计算;第二,结构的分析准确。
如果结构上多种作用效应同时发生,应通过结构分析分别求出在每一种作用下的效用,考虑其可能的最不利的组合状态;第三,抗震设计符合要求。
我国建筑的抗震设防烈度要求为6至9度,具体的建筑结构应根据所在地区的烈度、结构类型以及房屋高度来采用不同的抗震等级。
高层民用建筑地下室结构设计张丽佳摘㊀要:随着国家经济的不断发展,城市高层建筑规模也随之迅速扩大,人们对高层民用建筑也越来越关注,因为高层建筑在固定单位面积上需要承受较大的压力荷载,而地下室的质量和整个高层建筑的质量紧密关联,高层民用建筑的地下室设计对于提高建筑质量有着重要意义,所以对于地下室的结构设计有很高的要求㊂关键词:高层;民用建筑;地下室;结构设计一㊁高层民用建筑地下室结构设计难点(一)嵌固端难以确定所谓嵌固端实际上即地下室结构之中的固定端,对于固定端来说,它不能产生位移(该位移即在结构力学之中的X㊁Y平面中形成的位移还有围绕支座而形成的转角)㊂在高层民用建筑的地下室中嵌固位置一般有以下两个选择:首先,在基础板底顶部进行选择与设立;其次,在顶板顶面进行设立㊂倘若想要选择第一种方案,就一定要满足以下几个标准:①室外地面以及地下室顶板之间的高度差需要小于或者等于建筑物层高的1/3或1.5米;②在挑选地下室顶板的结构时,梁板结构是最佳选择,同时,还要保证楼面连续绝不可以存在大规模开洞等问题,以此确保楼面框架梁可以具有较为出色的刚度;③地下室的顶板厚度还有混凝度的强度㊁嵌固蹭住的截面等应当符合相关标准;④地下室的楼层剪切刚度需要为上部楼层剪切刚度的二倍左右,假如达不到上述要求,则要将嵌固端设于基层地面处㊂嵌固端设置的位置要根据工程实际情况通过相关计算之后进行选择㊂(二)设计内容广泛由于地下室结构设计工作设计的范围较广,通常会将多学科的专业知识进行综合应用,例如,排水㊁防火,还有设备用房以及管道等,在设计地下室的结构时上述因素都需要进行综合考虑,以此来得到一个最佳的设计方案㊂虽然抗浮问题基本不会在已经投入实际使用的塔楼中出现,但是抗浮问题却时常出现于裙房以及纯地下室等区域㊂除此之外,在设计地下室结构时忽视施工阶段以及注水阶段的主要原因是因为在对地下室的抗浮问题进行设计时一般只考虑在正常情况下的极限使用状态,进而可能会由于抗浮能力较弱等因素而产生部分破坏㊂二㊁高层民用建筑地下室结构设计要点(一)地下室结构平面设计在对高层建筑的地下室进行设计时,不仅要考虑防火性能和正常功能,还要考虑到设备㊁管道㊁通风和排水等实际情况㊂地下室的实际设置长度应该与规定相同,否则就会出现不相匹配的情况,在设计时要利用合理的结构,并且要根据实际情况考虑是否应该设置变形缝㊂一般情况下,地下室不需要设置变形缝,否则会使地下室的防水工程变得更加复杂;而如果不设置变形缝,就需要设计人员利用后浇带或混凝剂等来进行处理,这样才能够使整个结构更加完整㊂如果地下室因为长度过长而不能进行后浇带的设置,那么就需要将这一地下室合理地分割,并利用较窄的通道相连,这样既能满足实际使用,又能减轻管道的设计压力㊂另外,在进行结构设计时,还要设置通风井和采光井,如果高层建筑没有合理设置采光通风井,就需要在侧壁上加强采光井来满足地下室的采光和通风需求,并保持整体结构的稳定㊂(二)地下室外墙结构设计首先,最重要的是要明确墙的厚度㊁混凝土强度和具体的防水需求㊂地下室对于这三个方面的要求应该根据实际的建筑场地来确定,要充分考虑到建筑条件㊁地下水位的情况,以及上部结构的承载力㊂除此之外,对于地下室的层数高度以及埋深等具体情况也应该进行考虑㊂在如今的高层建筑中,地下室的外墙厚度一般要大于250mm,多层建筑要根据实际情况来进行合理调节,有时可以小于250mm,但最小不能低于220mm㊂其次,要确定地下室外墙的荷载力㊂一般情况下,外墙的荷载力是由垂直于墙面的配件荷载来控制的,如果这一地下室在施工时采用了护坡桩技术,那么它的静止压力系数就要进行折减㊂这一荷载力的确定应该由设计的简图来决定,根据设计图纸来进行配筋计算,在地下室的底部或者强度较大的底板处,要有基础梁进行相连,这样可以更好地起到固定作用㊂在具体的工程设计中,进行墙配筋计算时,还应该考虑竖向的荷载力和截面应力㊂最后,处理水㊁土压力以及两者之和的总侧压力㊂(三)底板及顶板结构设计地下室底板分为纯板式及梁板式结构㊂一般采用基础筏板作为地下室底板为宜,筏板结构受力较为复杂,用人工计算比较困难,随着结构计算软件的发展,可以采用计算机进行有限元分析计算,筏板厚度按计算满足剪压㊁冲切要求确定㊂核心筒㊁剪力墙或跨度比较大的框架柱集中受力部位可能局部板厚不满足要求,如果出现了不满足局部抗冲切的情况,也可以通过加厚局部的筏板或增加柱墩的方式来解决,柱墩一般可以设置在筏板面或板底㊂当筏板兼作地下室底板时,板上柱墩对地下室使用有较大影响,故一般设置板下柱墩,柱墩增加筏板局部厚度来满足剪压㊁冲切的规范要求,相当于无梁楼盖柱帽形式㊂地下室顶板结构亦可以分为梁板式和无梁楼盖式两种,相对于梁板式结构,无梁楼盖式由于不需设置截面较高的梁,在满足相同净空高度要求的同时,可减少地下室的层高,减少基础埋深,地下室顶板内力计算时需将不同工况的荷载,如恒荷载与活荷载(施工荷载㊁消防车荷载等)进行组合计算,选取最不利的组合来设计,顶板厚度必须满足覆土防水的最低要求,如果结构计算时将地下室作为嵌固端,那么为了进一步保证刚度,地下室的顶板厚度就要大于180mm,而且大多数情况下整个地下室的长度和宽度都会超出实际的伸缩缝要求,当设置伸缩缝时,防水做法难度大而且防水效果难以保证,故采用较少,一般设置后浇带,位置布置在跨度较小的开间或主体建筑物与裙楼连接处的开间或者底板厚度变截面处㊂后浇带的宽度要保持在800 1000mm,并且间距最少是25m,但不能超过30m㊂后浇带做法必须满足设计规范及施工规范㊂三㊁结语地下室对于高层民用建筑而言有着十分重要的潜在意义,建筑的整体结构均需要由地下室进行支撑,因此,确保地下室结构的合理性㊁安全性㊁耐久性,对于主体结构安全性以及人们日常生活都有着极其重要的作用㊂参考文献:[1]金飞.建筑工程地下室结构设计分析与探讨[J].中国住宅设施,2019(1):61-62.作者简介:张丽佳,女,河北保定人,研究方向:建筑㊂431。
高层民用建筑结构的抗震设计探讨摘要:随着我国城市人口的不断增多及建设用地日趋紧张和城市规划的需要,促使高层民用建筑得以快速发展。
另一方面由于轻质高强材料的开发及新的设计计算理论的发展,抗风和抗震理论的不断完善,加之新的施工技术和设备的不断涌现,特别是计算机的普及和应用以及结构分析手段的不断提高,为迅速发展高层建筑提供了必要的技术条件。
现对高层建筑结构概念设计中值得重视的几个问题进行探讨。
关键词:高层民用建筑;抗震设计;探讨一、高层民用建筑抗震结构设计的基本原则及设计措施1、结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能(1)结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。
(2)对可能造成结构的相对薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。
(3)承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
2、尽可能设置多道抗震防线(1)一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接协同工作。
(2)强烈地震之后往往伴随多次余震,如只有一道防线,则在第一次破坏后再遭余震,将会因损伤积累导致倒塌。
抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度,有意识地建立一系列分布的屈服区,主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度,以使结构能吸收和耗散大量的地震能量,提高结构抗震性能,避免大震时倒塌。
3、对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高其抗震能力(1)构件在强烈地震下不存在强度安全储备,构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。
(2)要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化,一旦楼层(部位)的比值有突变时,会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。
(3)要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。
二、影响建筑结构抗震能力的主要因素1、建筑结构所用的材料及施工质量这个因素是显而易见的,但是容易被人们忽视,对于材料而言,我们要明确这样一个道理:地震对结构作用的大小几乎与结构的质量成正比。
关于民用建筑结构设计要点的解析
摘要:随着社会的进步,生活水平的不断提高,人们对于居住环境也有了更高
的要求,为了满足大众和市场需求,针对民用建筑结构设计也提出了相应的要求。
所以说,民用建筑结构设计是很重要的研究项目,相关部门要重视起来。
民用建
筑和人民群众生活密切相关,民用建筑方面不仅要把握好建筑材料和工程施工的
质量,结构设计也是重要的环节。
因此,能够达到人们的需求,建造设计出实用、舒适、牢固的民用建筑是现代设计者的追求,以便更好的提高民用建筑的整体质量。
关键词:民用建筑;结构设计;设计原则;设计要点
1引言
随着社会的进步,生活水平的不断提高,人们对于居住环境也有了更高的要求,为了满
足大众和市场需求,针对民用建筑结构设计也提出了相应的要求。
所以说,民用建筑结构设
计是很重要的研究项目,相关部门要重视起来。
民用建筑和人民群众生活密切相关,民用建
筑方面不仅要把握好建筑材料和工程施工的质量,结构设计也是重要的环节。
因此,能够达
到人们的需求,建造设计出实用、舒适、牢固的民用建筑是现代设计者的追求,以便更好的
提高民用建筑的整体质量。
2民用建筑结构设计内容
民用建筑的结构设计,是建筑工程中最为重要的组成部分,民用建筑结构设计是关系到
建筑物整体安全与质量的保障。
一般来说对于民用建筑的结构设计按照地上地下分为上部结
构设计和基础结构设计,上部结构设计主要分为框架、剪力墙、筒中筒、砌体结构设计。
设
计内容包含;根据建筑要求确定民用建筑的结构体系和结构所使用的建筑材料;结构的平面
布置设计;结构荷载计算和结构受力分析,包括墙、梁、柱、楼板等;结构构件截面设计。
基础结构设计首先要依据建筑工程地质勘查报告来确定民用建筑的基础形式,确立基础所用
材料的强度等级,计算基础底面的大小以及基础承载力验算,对建筑物基础进行内力计算和
配筋计算,最后进行建筑结构平面图的绘制。
3民用建筑结构设计原则
3.1以人为本原则
建筑物本身的功能就是为人服务的,民用建筑更是人们日常工作生活所离不开的重要居
住场所,因此民用建筑的设计遵循以人为本的原则是建筑业可持续发展所必须的。
尤其随着
社会经济的发展,人们生活水平不断提高,仅仅是居有所主已经满足不了现代人们对居住的
需求,人们更追求的是超越物质的精神方面的追求,看到的目光更加长远,而且现如今人们
对环境保护的理念依然深入人心,人们更加关注对后代子孙造成的影响。
在这种理念之下生
态型民用建筑更加符合当代人们的需求,因此在民用建筑结构设计中,以人为本作为设计的
首要原则。
3.2可持续发展原则
民用建筑的设计与目前社会经济发展有着显著的促进作用,更对人们的工作生活有着巨
大的影响,目前民用建筑设计发展趋势正朝着多元化的方向发展。
随着我国社会发展和经济
发展的需要,民用建筑的设计要与社会整体发展相协调,要满足现代人们的物质生活和精神
生活的需要,因此民用建筑设计在设计思路上应追求相对完美的设计状态,在能够发挥民用
建筑的功能性、实用性的前提下保证民用建筑的质量。
同时以可持续发展的角度出发。
在设
计时应充分考虑民用建筑的自然环境因素,使民用建筑与周围环境融为一体,实现可持续发
展的目标。
3.3刚柔相济的原则
民用建筑的结构设计与建筑物的安全有着直接的影响,在设计房屋结构时必然具备一定
的标准。
但要注意的是在进行结构刚度设计时要把握一定的力度,建筑物结构的刚度过高和
过低都影响建筑物整体的稳定性,结构刚度过刚会使建筑结构承受的内力增加,如果在遭受
地震等自然灾害时,建筑结构吸收的能量过大容易发生损毁或者坍塌的危险。
而结构刚度过
软又容易使建筑物发生变形,同堂样造成不良后果,因此在设计建筑结构时要本着刚柔相济
的原则,使建筑结构既要保证一定的刚性,能够对结构形变进行控制又具备一定的柔性,可
以有效抵御结构所受的外力。
4民用建筑结构设计问题及要点
4.1民用建筑结构设计常见的问题
随着建筑的高度不断增加,能够影响民用建筑结构的因素也逐步增多,例如如何选取结
构材料、如何选择建筑结构力学模型、计算建筑结构荷载的时候要如何取值、怎样定位建筑
材料延伸性等问题已经成为影响当前民用建筑结构设计的常见因素,同时也是当前与质量问
题和安全管理有紧密联系的环节。
(1)嵌固端的设置问题。
随着民用建筑类型的增加,一些高层的民用建筑通常会设置
地下室或者人防系统,而大多数的人防系统以及地下室的顶板通常会被作为嵌固端使用。
这
就要求设计师在进行建筑结构设计的时候,要考虑到嵌固端是否合理,是否完善,避免由嵌
固端引发的安全问题。
例如考虑到嵌固端以及整体建筑结构的抗震缝之间协调性是否合理?
嵌固端的上下层是否具备科学的抗震等级?嵌固端的上下层结构的刚度是否科学等。
(2)结构规则性问题。
民用建筑的设计结构质量往往与设计人员的技能水平有直接关系。
设计人员是否能够按照新型的建筑设计规定展开工作,是影响建筑结构安全性的首要问
题之一。
(3)振形数量问题。
在关于民用建筑的新型设计规范中,提出了一个关于阵形参数系
数的新型概念,该参数的限值也有相应的标准,因此在进行民用建筑结构设计的过程中要考
虑到振形数量,结合建筑的层数以及结构进行调整。
因此在实际的建筑结构设计环节中,设
计师是否利用了正确的计算方式来对振形参数进行计算?是影响建筑结构安全的因素之一。
(4)结构计算问题。
针对多塔类型的民用建筑来讲,在结构设计的过程中需要按照多
塔类型结构的整体性展开计算,才能够保证计算结果的精准性,并且要考虑多塔间的结构刚度,如果刚度参数的差异较大时,需要进行参数调整,保证多塔间结构刚度与振形参数相符,才能够确保整体的建筑结构可以良好的应对地震力的考验。
4.2设计要点分析
(1)利用建筑结构模型分析。
民用建筑事关国民生活的实际,保障民用建筑的安全使
用是结构设计中需要考虑的重要问题,因此在进行民用建筑结构设计时强化对建筑结构模型
的利用,充分利用建筑模型进行分析以对结构设计进行优化。
通过对建筑结构模型的整体分析,使设计的民用建筑结构各方满足符合相关的建筑规范。
(2)计算要点分析。
在民用结构设计计算中,要特别注意计算中荷载取值的合理性,
避免荷载取值偏小,取值尽可能考虑到所有应力的作用。
如取值过程中要把悬挑物扭矩作用
充分考虑进去,对于高层民用建筑,还需要加入电梯牵引力作用。
另外对于框架结构建筑物,要考虑到填充墙的周期折减系数。
(3)构造设计措施要点分析。
对构造措施设计,要把温度差导致的收缩引起的影响加
入设计当中,构造措施混凝土浇筑时间必须大于60天,同时针对温差变化和混凝土收缩引
起的变化予以充分的考虑。
另外对板面钢筋与板底钢筋要考虑到钢筋温度变化,在楼板阴阳
角以及不规则楼板的凹凸处需要增设附加钢筋。
对建筑物的伸缩缝、以及两端开间钢筋要严
格按照规定设置。
(4)提高设计人员技术水平。
对于民用建筑结构设计,要严格按照现行的建筑抗震规
范要求进行,确保建筑物构件布置规范和建筑的整体性,明确荷载取值以避免因取值不当造
成计算与设计数值不符。
5结束语
民用建筑涉及千家万户的切身安全,因此要对民用建筑的结构设计进行更加深入的研究,一切从安全出发,建立一套完善的结构设计体系,使其能够在现代民用建筑中发挥作用。
参考文献
[1]建设部科技司,建研院等.小康民用建筑建筑结构体系成套技术指南[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.
[2]李志坚,罗艺晴.民用建筑结构设计与优化对策分析[J].四川水泥,2014(7):223.。