本构关系设计建筑结构论文

一、土的本构关系的概述

土体的形成是具有非常漫长的历史的，土是一种多孔材料，构成复杂。土体在受到外界的荷载作用之后，会发生以下的改变：

1、土体在剪切应力作用下会发生塑性应变，同时球应力也会引起塑性应变；

2、土体的不同构造就会具有不同的特性，土体发生沉积塌陷也会发生不同的特性改变；

3、应力路径会影响到土体的变形，不同的加载路径作用在土体上就会发生不同的形变；

4、土具有流变特性，尤其是软粘土这些特性十分明显；

5、紧砂、超固结粘土等土体在受剪后会表现出应变软化的特性；

6、土体还具有剪胀性等。为了更好的了解土体的特性和气真实力学变形特性，可以建立应力、应变和时间的关系，在实践与理论的结合上提出新的数学模型，即：土体的本构关系，可以更好的了解土的本构关系。

二、建筑结构设计要遵循的原则

建筑结构在设计中药遵守四个基本原则“抓大放小”、“多道防线”、“刚柔相济”，围绕这几个原则来设计建筑的结构。

1、抓大放小。一个完整的结构体系是由不同的构件共同组成的，每个构件在结构中起到不同的作用，“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等是建筑结构设计中非常重要的概念，也是在结构设计中所需要注意的问题。

2、多道防线。在结构体系中设计多道防线可以增强建筑的安全性，提高建筑的稳定性，在灾难来临的时候，更加有保障，不能把生存寄托在单一的构件上。

3、刚柔相济。建筑结构的设计要遵守刚柔并济的原则才能让各个建筑结构协调的组成完整的整体。如果结构的刚度很大，那么变形能力就比较弱，破坏力首先会对建筑进行压迫，造成建筑形变，刚度大很容易受损。结构太柔虽然可以很好的消除外力，但是形变过大建筑会无法使用。

4、打通关节。结构体系是变化的，但是变化又是统一的，这取决于结构体系中的结构关节。没有任何关节，浑然一体的构型这是理想中的结构体系，结构体系能使任何外力迅速传递和消减。永远处于原始的静态就是要打通关节保持平衡的目的，当一旦流入力量，构件与构件之间的静态平衡就会遭到破坏，结构也随之发生变化。结构设计是要满足建筑设计的，不能对建筑设计造成干扰，而建筑设计也要在结构设计的能力范围内，不能超出安全、经济、合理的结构设计原则。

三、基于本构关系的建筑结构设计方法

基于本构关系的建筑结构设计方法有两个最大的特点。一是把整个建筑结构进行微分为:混凝土单元、钢筋单元及混凝土与钢筋接触处的连接单元。只有这三个单元，所以在建筑结构设计方法中不存在构件，也不必对梁、柱、板等进行区分。所以只要有了混凝土和钢筋的准确的本构关系和准确的混凝土与钢筋接触处物理参数，所有建筑结构设计问题都可以迎刃而解。二是整个分析过程中都有混凝土单元、钢筋单罗凌霄吉林省城乡规划设计研究院吉林长春130061元及混凝土与钢筋接触处的连接单元参与，所以整体设计时可进行钢筋混凝土结构的弹塑性性能分析，也可对整体钢筋混凝土结构的受损阶段进行分析。下面笔者从分析结构入手，对其设计方法进行简单的说明。

1、分析结构在建筑结构设计过程中，分析结构是一项极为关键的工作，主要是将各种作用下的结构效应合理计算出来，其分析得出的结果一定要能够准确地评定与说明在预设作用下的结构效应，分析结构的合理性与科学性会对结构安全、可靠、经济造成直接性影响。确定计算模型属于分析结构的重要工作环节，其主要内容有计算理论与计算简图，这两个内容是分析结构的难点与重点。在实际设计工作中，不管是什么类型的分析模型，都无法准确地表达实际结构，所以有关规定要求只要在一定程度上与实际结构相近即可。通常情况下，设置结构做模型分析时，都应采取一些假定措施，例如假定建筑结构材料属于均质连续性材料，这一假定对于结构来说并不会产生严重偏差，只有将重要建筑结构的构件加入到整体性能的相关效应中，才会对建筑结构造成直接性影响，主要是因为这个假定没有充分考虑到次要构件以及非结构构件。

2、设置结构建筑结构在设计中首先需要有完整的结构体系，还要保证结构设置没有缺点，结构的设置对建筑设计方案有很大的影响，严重时会影响到整个建筑的安全性和实际功能的运用情况。结构缝设置。在对建筑结构进行设置的时候要注意一些影响结构安全的因素，例如形体复杂、沉降和温度收缩等。可以利用防震缠、沉降缝和伸缩缝对结构进行有效的划分多个单元，对每个划分后的单元进行分别处理，除去影响建筑结构的因素。结构竖向设置。结构竖向设置主要是为了防止建筑结构出现过大的内收与外挑现象，在做竖向结构之间要先了解结构设置的强度与刚度需求，配合整体建筑结构进行设置。处在同一楼层的楼面要把标高位置设置的相同，避免发生错层与局部夹层状况。高层建筑的刚度和强度直接要合理的处理，保持一致性。

3、结构计算结构计算主要包括荷载的计算和构件的试算。荷载分为外部荷载和内部荷载，对于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进行不同组合的计算。构件的试算也要进行不同数值与组合的交叉计算。

四、结束语

建筑结构设计对于建筑有非常大的影响，想要具体的分析建筑结构设计可以从本构关系入手，分析本构关系与建筑结构之间的关联，基于合理的本构体系上怎样做出更好的建筑结构设计，对于建筑结构的优化和提高有积极意义，可以提升建筑的整体质量和水平，在今后的设计中可以基于本构体系上对建筑结构进行研究，得到有建设性的成就。

作者：罗凌霄单位：吉林省城乡规划设计研究院