建筑结构设计范文

时间:2023-02-25 06:42:15

建筑结构设计

建筑结构设计范文第1篇

关键词:建筑物;结构设计;地震

Abstract: in Beijing occurred in April 20, 2013 7 magnitude earthquake in Sichuan Ya'an, 5 years after the terrible devil again heavenly palace. Merciless earthquake let tens of thousands of houses collapsed, destroying many happy families, claimed hundreds of lives, people in large disasters seem so incapable of action. A merciless earthquake are warning of human, structural design of the attention of the relevant warns human building, strengthening the seismic design of buildings, eliminate the bean curd dregs.

Keywords: building; structure design; earthquake

中图分类号:P315文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

0引言

在5.12汶川那种山崩地裂的大震中,任何一种计算模型都是苍白的。这时更显示出了概念设计的重要性。一个好的抗震设计,是应该在保证建筑物的整体性、延性、多重防线上下功夫,确保地震来临时建筑的安全性,而不应该是一味地死扣地震力有多大。

一.地震中建筑结构受到的影响

现行的建筑抗震设计规范将建筑场地划分为有利、不利和危险地段,并要求选择建筑场地时,应根据工程需要,掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料、对抗震有利、不利和危险地段作出综合评价。对不利地段,应提出避开要求;当无法避开时应采取有效措施,断裂范围内只允许建造1-2层分散的单体建筑,尽量采用整体基础,不用采用独立柱基,要加强上部结构的完整性;不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。规范对危险地段的描述是:地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等发震断裂带上可能发生地表位错的部位。汶川大地震和以往历次地震的震害调查均表明,处于上述危险地段的建筑物,构筑物和其它的人工建造物,无论采用什么结构形式,在强震发生后,绝大部分会遭受毁灭性的破坏,其震害远远要重于其它地段上建筑物、构筑物的震害。

汶川大地震引发的地质灾害主要有滑坡、崩塌、泥石流、地裂等,国家汶川地震专家委员会对汶川地震及次生灾害的调查表明,地质灾害多达12000多处,潜在隐患点近8700处,有危险的堰塞湖30多座。笔者从网上搜到的具体的灾害有:北川中学(新区)位于县城东部,坐落在陡峭的山坡西侧,学校东侧山体发生巨大滑坡,摧毁了北川中学(新区)几乎所有的房屋,校园内部现仅残留了半个篮球场;北川县陈家坝镇,3个村、22个社多数被泥石流整体吞没,死亡人数已达200人以上,3000余人下落不明;青川县红光乡河口滑坡,掩埋了石板沟村、东河口村等5个社,造成数百人失踪,滑坡体堵塞清水河及其支流红石河,形成堰赛湖,堰赛湖坝高20~40米,对下游关庄镇及竹园镇构成一定威胁;北川县城和茂县县城地处龙门山主断裂带上,地震中遭受毁灭性破坏,绝大多数建筑物倒塌,仅少数幸存。 众多事例证明由地震引发的次生灾害对建筑物本身是灾难性的,所以拟建建筑应避让危险地段。

一般情况下地震对建筑结构的作用大小几乎是与建筑结构自身的质量成正比的,在相同的条件下,质量大,刚度就大,地震作用就大,震害的程度也相当大;反之,质量小的,刚度就小,地震作用也就小,震害就小。所以在建筑的楼板,墙体,框架,隔断,维护墙以及屋面结构中一般会采用多孔砖,陶粒混凝土,加气混凝土板,空心塑料板材,瓦楞等轻质材料,将能显著提高建筑物的抗震性能。

在这次汶川大地震中,多层砖混结构房屋的震害相对于框架、框剪结构和其他抗震性能好的结构是比较严重的,它的震后危害主要表现为:

(1)震害较轻的房屋,在门窗洞口角部出现轻微裂缝;

(2)震害较重房屋,纵横墙的窗间墙、窗下墙或整片墙体上出现剪切斜裂缝或X形裂缝;

(3)震害严重的房屋,甚至出现破碎或倒塌,大多为局部破碎或局部倒塌,主要在建筑物端部、楼梯间和平面凹进或凸出部位;

(4)底部框架结构房屋,混凝土柱头柱脚剪切破坏严重,甚至底部框架全部倒塌,房屋整体下挫;

(5)内框架房屋,框架梁下墙体出现水平裂缝,砖墙体出现斜裂缝;

(6)突出屋面的小塔楼鞭梢效应显著,出现不同程度的破坏和倒塌;

(7)结构缝两侧建筑物相互碰撞,造成墙体局部破坏装修层剥落;

(8)构造柱和圈梁在端部连接部位有裂缝和混凝土压碎现象,但仍能有效地起到整体约束作用。

二.建筑结构的抗震设计

在建筑设计中,消防、人防、抗震是三项灾害预防设计内容。从这三种灾害的后果看,地震灾害远远大于前两项,但在相应的规范中,抗震设计的安全概率是最低的。在现行抗震规范中,采用的是两阶段、三水准设计理论,即所谓的小震不坏、中震可修、大震不倒。而这个三水准又是基于一个假设的地震烈度、地震模型下的概率设计,因此单纯的结构抗震设计与真实的地震反应是有很大出入的。并不能完全保证建筑物的安全性,至多也只能是降低损失,这也是现行的结构抗震设计无法克服的一个缺陷。而抗震规范对建筑场地有利、不利和危险地段的划分是从大的原则性方面给了一个规定,结构工程师有必要根据设计阶段的不同对项目的工程地质勘察提出不同的设计要求,及早发现拟建场地存在的不良利地质作用和地质灾害,以便采取有针对性的措施。2.1在项目可行性方案研究阶段,应对工程项目提出可行性研究勘察要求,应侧重于拟建场地的稳定性和适宜性,当有多个拟建场地时,应要求勘察单位进行比选分析,提出选址建议。看项目的可行性研究勘察报告时,应查看区域地质、地形地貌、地震、矿产、当地的工程地质、岩土工程和建筑经验等资料;对场地的地层、构造、岩性、不良地质作用和地下水等工程地质条件做到心中有数;应着重查看不良地质作用可能引起的地质灾害。不良地质作用主要有:岩溶、滑坡、危岩和崩塌、泥石流、采空区、地面沉降、场地和地基地震效应、活动断裂等。 2.2在项目初步设计阶段,应对工程项目提出初步勘察要求,应侧重于拟建场地的稳定性。看项目的初步勘察报告时,应查看拟建场地的地质构造、地层结构、岩土工程特性、地下水埋藏条件;应着重查看不良地质作用的成因、分布、规模、发展趋势,对场地的稳定性评价的结论是否明确;了解建筑结构物可能采取的地基基础类型、水和土对建筑材料的腐蚀性、基坑开挖与支护、工程降水方案进行初步分析评价。 2.3在施工图设计阶段,应对工程项目提出详细勘察要求,应侧重于对建筑地基的岩土工程评价,主要包括岩土性质及其均匀性、地基类型、基础形式、地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等。看项目的详细勘察报告时,应着重查看不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度及整治方案建议,还有地基的稳定性、均匀性和承载力;对勘察报告中提供的地基处理和基础方案建议如有疑问时应及时沟通。

另外,在建筑结构设计过程中还应该通过抗震构造措施来加强建筑的抗震性能,在地震中保证形成塑性铰的部位具有足够的塑性变形能力和塑性耗能能力,同时保证结构的整体性。抗震设计中为了避免没有延性的剪切破坏的发生,采取了“强剪弱弯”的措施来处理构件受弯能力与受剪能力的关系问题。值得注意的是,与非抗震抗剪破坏相比,地震作用下的剪切破坏是不同的。延性对抗震来说是极其首要的一个性质,要想通过抗震措施来保证结构的延性,那么就必须清楚影响延性的因素。对于梁柱等构件,廷性的影响因素最终归纳为最根本的两点:混凝上极限压应变,破坏时的受压区高度。影响延性的其他因素实质都是这两个根本因素的延伸。在抗震设计中为保证结构的延性,常常采用以下措施:控制受拉钢筋配筋率。保证一定数量受压钢筋,通过加箍筋保证纵筋不局部压屈失稳。

而在我国的广大农村房屋主要还是砌体结构为主,对于砖砌体结构,因其便于就地取材,耐久性、保温、隔热性能较好,施工简便的优点在世界大部分地区广泛使用。但砖砌体属脆性材料,如不采取规定的抗震措施,砖砌体结构难于满足结构抗震安全性的要求。现行建筑抗震设计规范规定的砌体结构的抗震措施,都是根据历次地震中对砌体结构震害的分析总结得出的,例如圈梁、构造柱的设置就是对1976年唐山大地震砌体结构的震害分析总结后规定的,纹川大地震砌体结构的震害表明,圈梁、构造柱的设置对改善砌体结构的延性,增强砌体结构的整体性具有重要的作用。当然,建筑结构物的抗震性能的好坏并不仅仅取决于是否采取了规范规定的抗震措施,还与建筑的平面、立面布置,荷载的分布等好多因数有关。

三.结语

本篇文章通过了解在地震中的建筑物的受影响情况进行详细的分析,有效的提出能减轻地震带对建筑物结构的大强度破坏的建筑结构设计,这对处于地震带的建筑结构设计发展有着深远的影响。

参考文献:

[1] 郝进锋;王振;陶贵闪;李艳秋; 地震区城镇建筑框架结构概念设计[J];世界地震工程;2007年01期

[2] 崔善仁; 从汶川地震看建筑抗震概念设计[J];湖南城市学院学报(自然科学版);2010年02期

建筑结构设计范文第2篇

关键词:房屋结构设计;建筑结构设计;优化

中图分类号:TB482.2 文献标识码:A 文章编号:

Abstract: with the development of economy, improve the people's living standard, the building structure design of building structure in the design optimization is one of the effective ways of China's construction enterprises to achieve sustainable development. The paper discussed the optimization design of building structure design of building structure.

Keywords: building structure design; structure design; optimization

1.建筑结构设计优化概述

由于建筑工程所涉及到的内容非常丰富,建筑结构设计优化所包含的内容页比较丰富,从总体上来看,建筑结构设计的优化工作包括对房屋总体结构和分部结构优化两个大的内容,其中,在房屋建筑结构设计中的建主结构优化设计主要包括以下几个方面的具体内容,第一,房屋基本结构优化内容。第二,房屋顶部结构的优化。第三,房屋的维护结构、总体结构、细节结构等内容的优化设计。第四,要以房屋建筑的基本功能要求和舒适性要求为基础,对房屋建筑结构的造价进行控制,也就是要对“房屋的造价进行最优化设计”。

之所以对建筑结构设计进行优化是因为优化设计能够实现对有限的空间和资源进行充分利用,提高各种设备和材料的使用效率,尽量使优化结构下所建筑的房屋能够实现安全、可靠、经济、美观。相关研究统计数据显示,建筑结构的优化设计与传统设计相比能够节省5%~33%的工程造价,因此,在房屋建筑结构设计中要积极应用建筑结构优化设计技术,以推动建筑工程企业的常远发展,实现资源的充分利用。

2.常用的房屋建筑结构设计优化技术

常用的建筑结构设计优化技术有很多种,不同的优化技术产生的实际建筑结构设计效果也是不同的,而由于各种优化技术都具有自身的特征,对建筑工程的要求也不同,因此,在与房屋建筑结构相结合时就需要对房屋建筑工程的实际状况进行分析,而基本优化技术的应用分为以下两种。

2.1概念设计在房屋结构设计中的应用

概念设计技术指的是“设计人员根据设计的一般规律和实践经验,对房屋建筑结构设计的多种方案进行分析并优化选择方案的过程”。概念设计技术在房屋结构中主要应用在房屋结构布置、房屋结构的细节处理、荷载量的确定、参数选择等部分的设计中,在进行概念设计过程中设计人员要对房屋施工方案进行综合分析,从中选择出最佳的施工方案。

2.2概念设计在建筑设计中的应用

概念设计在房屋的建筑设计中进行应用主要目的在于提高房屋的抗震能力,应用在房屋的抗震性设计当中,如果房屋抗震性能差,在发生地震时则会造成重大的损失,因此,房屋建筑设计中的抗震优化设计就显得尤为重要。然而发生地震的随意性是非常大的,不同地区的地震等级、破坏能力等都是不同的,这就给房屋建筑设计中的抗震设计提出了更高的要求,相关数据的计算难度也非常大。概念设计是“综合考虑决定抗震性能的各种因素和造价因素,选择抗震性和经济性最强的方案。”因此,在房屋建筑设计中的概念设计优化技术的应用能够大大提高房屋建筑的抗震能力。概念设计优化技术在房屋结构设计中所应用的主要思想是“小震不坏、中震可修、大震不倒”,其实这种思想也是多途径设防的思想,多途径设防思想是指“在发生大地震时,先破坏房屋次要的结构,消耗地震能量,尽量保证房屋的主体结构不遭到破坏。”

3.房屋结构设计中的建筑结构设计优化策略

房屋结构设计中的建筑结构设计优化策略是需要从不同的角度和方向来进行的,比如可以从节能环保角度进行优化设计、从信息化自动化角度进行优化设计等等,具体而言房屋建筑结构设计优化策略大致有以下几点。

3.1优化选择房屋建筑结构类型

不同的形式的房屋建筑结构类型是会产生不同的造价管理模式的,而在建筑结构设计中常用的结构类型有如下几种,第一,剪力墙结构类型。该类型主要应用于高层房屋建筑中,所依托的基础为混凝土结构施工技术,该种优化结构类型同“短肢剪力墙”结构类型相比就有抗震性能强、钢筋材料使用数量较少等特征。第二,框架结构类型。这种类型主要优点在于开间大、灵活布局、造价较低等优点,但是该结构类型也具有一定的缺点,柱的截面面积比较大,抗震能力相对较薄弱。第三,“框架—剪力墙”结构类型。这种类型的结构是对剪力墙和框架两种结构的优化组合,其能够综合以上两种结构类型的优点,结构布置比较合理,实际应用能力也比较强,该结构的最突出特点就是抗侧力能力比较强。

综上所述的三种房屋结构类型,无论是哪种都会有优点和缺点,在进行结构类型选择过程中一定要从建筑质量和建筑成本两个角度出发优化选择,对于建筑质量一定要符合业主和相关标准的要求,而对于建筑成本控制来说,要对房屋建筑工程的投资水平和施工单位的实际施工能力等进行分析和选择,最好是实现利益均衡。

3.2积极应用信息优化技术

在房屋建筑结构设计中存在的变量比较多,房屋建筑结构的优化造成了一定的障碍,因此考虑到房屋建筑结构中存在的各种复杂因素,在优化设计中就应该积极应用先进的信息技术,比如应用一些参数定义软件,这样就能够有效的减少房屋建筑结构优化设计中设计者的工作量,提高工作质量和工作效率。

3.3节能结构设计的优化

节能结构设计的优化是需要以绿色建筑理念为基础,并积极应用设计学中的方法。首先,优化布局和表面形状。布局就是指建筑的主要朝向,受到我国气候条件的影响,为了保证房屋的阳光照射量的通风良好,房屋的朝向尽量要朝南。表面形状的优化就是要保证所设计的房屋建筑外表面积不要接受冷风的直接朝向,这样就能够减少热能的消耗,起到节能效果。其次,维护结构设计。维护结构主要指的就是门窗和屋顶,对于门窗而言,在房屋朝南的方向所设置的门窗要尽量要大和多,这样能够最大限度吸收阳光辐射,朝向北的就要减少门窗,防止热量的流失,材料也要选择保温效果好的。屋顶的设计可以采用架空的方式或者是铺设循环水管,夏天降温冬天保暖。

4.结语

从以上的分析中我们看到了房屋建筑中结构设计的优化是需要综合进行的,虽然本文简单的提出了三点优化策略,但是在实际应用中,不同的房屋建筑工程特征所要求的优化方式也是不同的,还需要设计人员在优化设计之前对房屋建筑工程实际状况进行深入了解。

参考文献

[1]翁维素.运用系统思想,优化工程结构设计,实现节约目标[J].河北建筑工程学院学报.2008(03).

[2]侯贯泽,刘树堂,简国威.工程结构优化设计理论与方法[J].钢结构.2009(08).

[3]邹俊.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的现实应用[J].科技传播.2010(19).

建筑结构设计范文第3篇

关键词:建筑结构设计;抗震设计;建筑设计

抗震结构设计已经成为目前建筑结构设计中较为重要的组成部分,并关系到建筑工程的质量及人员的安全。尤其在一些地震多发地区内,更要提升抗震结构的设计水平,保障建筑的安全性。下文将重点对抗震结构设计展开分析探讨,对其遵循原则及设计理念予以详细说明。

1实施抗震结构设计的目的

建筑结构设计中,抗震结构设计主要是为了实现以下三个目标:一是保证建筑在小强度地震灾害影响下不会存在任何破损或裂缝等病害问题,维持建筑正常使用;二是要求建筑在中强度地震灾害中,存在轻微破损问题,且经过修复后不会对建筑结构带来任何影响;三是要求在强度较大的地震灾害中,建筑处于稳固不倒的状态下,保证周边环境及人员安全。所以在建筑设计中,要做好抗震结构的科学处理,根据现有资料数据,对区域地震灾害等级加以分析,确定建筑抗震性能,合理规划结构布局,改善抗震效果,维护建筑结构稳固性和安全性。

2建筑抗震结构设计中需要严格遵守的设计原则

任何工程设计工作的开展都需要满足既定原则要求,这不仅是为更好地进行工程管理和控制,同时也是为保证工程建设的规范性、安全性,提高后期利用价值。建筑结构设计中,抗震结构设计作为较为重要的一环,在工作落实中也应该加大对原则要求的重视力度,明确现有的规范指标,并严格按照指标内容开展设计活动,完善设计内容,以此更好的推动后续工作的开展,提高建筑结构抗震等级,防止建筑受到外界不良因素的影响,确保建筑结构的稳固性和安全性。具体而言,建筑结构设计中抗震结构设计应遵循的既定原则如图1。2.1整体性原则在抗震结构设计中,设计人员应从整体性角度实行综合分析与考量,综合思考建筑要求,合理规划建筑结构布局,以此来完善设计内容,优化建筑结构抗震性能,减少问题的产生。同时要注重前期试验,确定不同等级结构在地震灾害中产生的变化特征,合理选择材料种类,增强结构抗震性。此外,在设计过程中,需考虑到力传导性特点,避免应力集中在某一点致使局部破损,影响建筑结构质量,威胁建筑安全性。抗震结构设计中涉及的子结构种类较多,若想增强抗震效果,需要开展构件及细节的优化与处理,提高建筑安全等级。2.2清晰性原则抗震结构设计中,主要是通过传力路径的科学规划,对地震力予以分散和消耗,保障建筑结构的稳固性。实际设计中,应坚持清晰性原则,根据建筑结构特征对传力路径加以科学规划。构建三维立体模型,对整个建筑结构实行分析和探讨,了解结构受力特征及外力施加中可能出现的位移情况,再结合模型进行计算,承载负荷,以此对传力路径加以科学规划,降低地震灾害发生时对建筑结构带来的影响。2.3结构规则原则结构规则原则要求在在设计过程中增大建筑结构刚度,利用刚度加强建筑结构的稳定性,降低建筑在地震作用下的风险系数。在建筑结构设计中,大部分设计人员都忽略了建筑结构刚度的重要性,这使得建筑在外界压力增加或地震波作用下,出现位移、破损等问题,破坏了结构的稳定性。为此,设计中就需做好结构刚度的科学把控,尤其要合理计算抗侧移刚度,并利用专业软件加强计算的准确性,增大结构承载力,继而达到规范标准的要求。

2.4刚度与抗震能力相适应原则

刚度与抗震能力的协调处理可以保证建筑在地震灾害下,通过两个力的相互抵消减轻地震波带来的干扰和破坏,保证建筑结构的稳定性。在设计中,设计人员要充分考虑到建筑结构刚度和抗震能力间的关系,注重力学参数的准确计算,利用两者的相互作用力,对地震波加以分散,降低地震波对建筑结构带来的影响。现阶段,随着高层建筑数量的增多,高度的增加,对抗震结构设计要求有所提高,在抗震结构设计中,需要综合考虑建筑高度、结构特征,注重承力分析和研究,确定承载能力,科学选择连接构件,从而优化结构刚度和抗震性能。建筑设计

3建筑结构设计中抗震结构设计的重要意义

地震地质灾害对人们的生命财产安全有着较大影响,虽然随着技术手段的提高,人们可以对地震地质灾害予以提前预估,做到科学防控,但其对固定物体的影响还是不可避免的,尤其是对建筑物的影响。所以在设计中,要优化建筑的抗震性能,对地基基础结构、材料、建筑结构加以科学规划和处理,增强建筑抗震能力,减少地震灾害发生时带来的危险和破坏。建筑结构设计作为建筑工程施工中较为重要的一环,目的是对建筑结构、材料、施工技术实行科学规划,以保障其安全性与可靠性,并给出专业的施工方案,推动作业的顺利进行。建筑结构设计中,抗震结构设计是非常重要的环节,能够保证建筑在地震灾害影响下的安全性,避免倒塌、损坏等严重问题的产生,增加人们居住的安全系数,减少不必要损失的形成。

4建筑抗震结构设计理念

在开展建筑结构设计中抗震结构设计时,为加强设计的合理性,保障建筑结构的安全性,提高工程的价值,需要对抗震结构设计理念进行深度了解和分析,根据现今发展实况及具体要求,开展适当的创新活动,从而更好的指导设计人员工作,转变传统设计思想,加强设计的有效性,达成最终的工程建设目标。随着现代化城市的发展,人们对建筑质量的要求不断提高,抗震结构设计作为保证建筑结构稳定性的重要内容,应该加大关注力度,不断尝试设计理念的优化和调整,以此规范建筑的抗震结构设计,明确指标要求,做到科学选址和规划,确定抗震等级及红线范围,最终优化建筑抗震性能。

4.1更新设计理念,加大抗震结构设计重视力度

在建筑结构设计及抗震结构设计中,最为关键的影响因素就是设计人员,如果设计人员不具备专业能力,不具备明确的抗震理念,在设计中很难将抗震与建筑结构融合起来,这样在地震灾害发生时,就会因为抵抗能力不足而出现各种问题,威胁建筑及人们的安全。为此,设计人员需不断提高自身的专业能力和职业素养,根据建筑行业发展趋势做好理念的更新和优化,加大对建筑抗震功能的重视力度,采取科学有效措施完成抗震设计,确保建筑结构安全。建筑工程具有规模大、工期长、设计精准度高等特点,故而设计人员在处理时应做到全面分析和考量,制定针对性的设计方案,更好的指导施工作业的开展。抗震结构设计作为其中较为重要的一环,设计人员应加大对其重视力度,转变传统设计思想,注重数据资料的收集和处理,完善设计内容,增加结构强度,进而减少地震灾害带来的破坏,保障工程的整体效果。再者,还应该充分利用网络资源对抗震结构设计进行深入分析和探讨,了解地震带分布特点,掌握板块运动规律,不断完善抗震结构设计内容,符合建筑结构设计的相关要求,提高建筑整体水平,延长建筑使用寿命。设计完成后,还需开展专项评估和检测,确保抗震设计符合工程的建设要求。抗震结构的不同其产生的作用也存在较大差异,设计人员应重视这一点,并选择合适的结构种类,确保最终设计的合理性与科 学性。

4.2科学选址

地震的产生是由于地下板块剧烈运动强烈碰撞形成的,破坏性强、危险性高。基于这一实际情况,在开展建筑设计工作时,就应选择合适的施工场地,减少地震灾害造成的破坏。由于建筑物的震害是由一些地质运动造成的,可以考虑选择一些地质较强的位置来建造建筑物。在选择抗震地理位置时,应基于以下两个方面:一方面可选择地质偏硬的地理空间建造建筑。该类型地质结构的承载力较大,不容易出现地震或山体崩塌等问题。在建筑建设中,可有效提升结构刚度和承载力,削弱地震的破坏力;另一方面选择地势平坦宽阔的区域,该区域稳定性强,地壳运动激烈性不高,地震等级也会相对较低,可以降低抗震结构设计难度,改善建筑结构抗震性能,增大建筑安全系数。

4.3明确设计指标

在抗震结构设计中,设计人员需开展现场勘察,收集齐全的数据资料,明确设计指标要求,并以此为基础更好的规划设计方案,提高建筑结构抗震等级。在设计过程中,指标参数的确定要做到科学合理,要考虑到可能发生的问题及带来的影响,切实增大建筑结构承载力、强度和刚度。另外,在设计指标确定中,还应考虑到国家现有规范标准,全面分析地震作用力对建筑的伤害等级,以此为依据,完善抗震结构设计方案。此外,在设计过程中,设计人员还要树立全面管控意识,从多方面展开考量,注重设计的合理性、可靠性。

4.4提升抗震等级

在抗震结构设计中,如果抗震等级要求未达到标准要求,在日后使用中仍会受到地震波的影响,并导致建筑结构出现破损、裂缝、位移等问题,降低建筑质量。为此,在设计中,设计人员就需要对建筑抗震等级要求予以掌握,增强抗震性能合理性,减少建筑结构病害的产生。如在高层建筑结构设计中,设计人员可利用计算机软件对结构性能特征加以分析,重点了解结构物理刚性,掌握其位移及扭转力参数。在分析过程中,可按照建筑形状的常规设计要求,遵循国家相关技术规范,合理测量和判断高层建筑的物理刚度,使高层建筑的扭转力和位移刚度在1.1-1.2之间。在剪力墙与简化连梁的设计中,需使相关参数符合如下要求:连梁跨度高度比要控制在2以内,设置暗柱作为支撑结构,保障结构稳定性;设计过程中如发现连梁跨度高度比在1以内,需要设置交叉暗柱作为支撑结构。地震运动多是受到地壳垂直运动导致的,所以在抗震结构设计中,设计人员还需对地质地理结构特征及运动轨迹予以详细了解,并根据以往数据资料开展分析工作,对建筑所在区域及周边环境加以科学把控,预测和判断地震发生频率、地震等级变化,为抗震结构设计提供依据和参考(如图2)。同时,设计人员还要分析该地区的地震运动趋势,使区域建筑工程地质结构总体布局和该区域地震运动趋势大致处于相对垂直的状态,以降低特大地震对区域建筑工程前期设计的不利影响。4.5抗震防线设计抗震防线的科学设置可以在保证建筑结构整体性的前提下,优化建筑结构抗震性能,确保建筑的稳定性和安全性(如图3)。抗震防线规划设计原理为:在无大震的特殊条件下,注重侧向抗震性的有效延伸,以此保护建筑结构,优化抗震功能。通常情况下,抗震防线会设置三条,一条主两条次,以主线为主,开展防控处理。因为在地震灾害中,主要抗震线被破坏后,其他两条抗震防线才会出现问题,所以设计中要开展科学分析与考量,以确保放线质量。

4.6结构选型

抗震结构设计中,结构选型合理性对于抗震效果提升有着重要意义,在设计过程中应加大重视力度,增强整体设计有效性。在建筑工程结构抗震类型的设计和应用中,必须特别注意建筑结构抗震类型的正确设计和选择。根据建筑的具体功能要求及主体结构的特点,做到精心设计和分析,通常体现在两个方面,即立面的主体结构和建筑平面的主体结构,具体如图4所示。在抗震结构设计中,还应该遵循既有原则和要求,保障结构的安全性和稳定性,从而优化建筑抗震性能,有效提高建筑质量,延长建筑的使用寿命。为此,在建筑结构选型中,设计人员需要分别从整体性、安全性、协调性等多方面进行分析和考量,增强结构抗震效果,提高建筑稳定性和安全性。另外,在抗震结构设计中,分析结构受力特征,并根据结构性能要求,对抗震性加以科学分析,以削弱地震破坏力,保证建筑的质量和安全。

结语

综上所述,为加强建筑结构的稳定性和安全性,应加大对抗震结构设计的重视力度,根据现有规范要求及建筑特征,对建筑结构抗震性实行科学规划和处理,提高结构刚度、强度、承载能力,科学选型、选址,保障建筑安全性,降低地震灾害带来的破坏和威胁,在提高建筑质量的基础上,为人们营造安全舒适的建筑空间。与此同时,抗震结构设计水平的优化也是推动整个建筑行业持续前行的关键,值得相关人员加以重视和探讨。

参考文献

[1]吴振.建筑结构设计中的抗震设计理念分析[J].现代物业(中旬刊).2020(01)

[2]胡安吉.建筑结构抗震设计理念与方法分析[J].居舍.2020(02)

[3]茹彩磊.建筑结构抗震设计关键问题及对策研究[J].居舍.2019(35)

[4]高继红.混凝土建筑抗震结构设计有效对策探讨[J].建材与装饰.2020(04)

[5]朱俊朋.建筑结构设计中的抗震结构设计理念[J].风景名胜.2019(06)

建筑结构设计范文第4篇

关键词:建筑结构设计;抗震设计;建筑设计

抗震结构设计已经成为目前建筑结构设计中较为重要的组成部分,并关系到建筑工程的质量及人员的安全。尤其在一些地震多发地区内,更要提升抗震结构的设计水平,保障建筑的安全性。下文将重点对抗震结构设计展开分析探讨,对其遵循原则及设计理念予以详细说明。

1实施抗震结构设计的目的

建筑结构设计中,抗震结构设计主要是为了实现以下三个目标:一是保证建筑在小强度地震灾害影响下不会存在任何破损或裂缝等病害问题,维持建筑正常使用;二是要求建筑在中强度地震灾害中,存在轻微破损问题,且经过修复后不会对建筑结构带来任何影响;三是要求在强度较大的地震灾害中,建筑处于稳固不倒的状态下,保证周边环境及人员安全。所以在建筑设计中,要做好抗震结构的科学处理,根据现有资料数据,对区域地震灾害等级加以分析,确定建筑抗震性能,合理规划结构布局,改善抗震效果,维护建筑结构稳固性和安全性。

2建筑抗震结构设计中需要严格遵守的设计原则

任何工程设计工作的开展都需要满足既定原则要求,这不仅是为更好地进行工程管理和控制,同时也是为保证工程建设的规范性、安全性,提高后期利用价值。建筑结构设计中,抗震结构设计作为较为重要的一环,在工作落实中也应该加大对原则要求的重视力度,明确现有的规范指标,并严格按照指标内容开展设计活动,完善设计内容,以此更好的推动后续工作的开展,提高建筑结构抗震等级,防止建筑受到外界不良因素的影响,确保建筑结构的稳固性和安全性。具体而言,建筑结构设计中抗震结构设计应遵循的既定原则如图1。

2.1整体性原则

在抗震结构设计中,设计人员应从整体性角度实行综合分析与考量,综合思考建筑要求,合理规划建筑结构布局,以此来完善设计内容,优化建筑结构抗震性能,减少问题的产生。同时要注重前期试验,确定不同等级结构在地震灾害中产生的变化特征,合理选择材料种类,增强结构抗震性。此外,在设计过程中,需考虑到力传导性特点,避免应力集中在某一点致使局部破损,影响建筑结构质量,威胁建筑安全性。抗震结构设计中涉及的子结构种类较多,若想增强抗震效果,需要开展构件及细节的优化与处理,提高建筑安全等级。

2.2清晰性原则

抗震结构设计中,主要是通过传力路径的科学规划,对地震力予以分散和消耗,保障建筑结构的稳固性。实际设计中,应坚持清晰性原则,根据建筑结构特征对传力路径加以科学规划。构建三维立体模型,对整个建筑结构实行分析和探讨,了解结构受力特征及外力施加中可能出现的位移情况,再结合模型进行计算,承载负荷,以此对传力路径加以科学规划,降低地震灾害发生时对建筑结构带来的影响。2.3结构规则原则结构规则原则要求在在设计过程中增大建筑结构刚度,利用刚度加强建筑结构的稳定性,降低建筑在地震作用下的风险系数。在建筑结构设计中,大部分设计人员都忽略了建筑结构刚度的重要性,这使得建筑在外界压力增加或地震波作用下,出现位移、破损等问题,破坏了结构的稳定性。为此,设计中就需做好结构刚度的科学把控,尤其要合理计算抗侧移刚度,并利用专业软件加强计算的准确性,增大结构承载力,继而达到规范标准的要求。

2.4刚度与抗震能力相适应原则

刚度与抗震能力的协调处理可以保证建筑在地震灾害下,通过两个力的相互抵消减轻地震波带来的干扰和破坏,保证建筑结构的稳定性。在设计中,设计人员要充分考虑到建筑结构刚度和抗震能力间的关系,注重力学参数的准确计算,利用两者的相互作用力,对地震波加以分散,降低地震波对建筑结构带来的影响。现阶段,随着高层建筑数量的增多,高度的增加,对抗震结构设计要求有所提高,在抗震结构设计中,需要综合考虑建筑高度、结构特征,注重承力分析和研究,确定承载能力,科学选择连接构件,从而优化结构刚度和抗震性能。

3建筑结构设计中抗震结构设计的重要意义

地震地质灾害对人们的生命财产安全有着较大影响,虽然随着技术手段的提高,人们可以对地震地质灾害予以提前预估,做到科学防控,但其对固定物体的影响还是不可避免的,尤其是对建筑物的影响。所以在设计中,要优化建筑的抗震性能,对地基基础结构、材料、建筑结构加以科学规划和处理,增强建筑抗震能力,减少地震灾害发生时带来的危险和破坏。建筑结构设计作为建筑工程施工中较为重要的一环,目的是对建筑结构、材料、施工技术实行科学规划,以保障其安全性与可靠性,并给出专业的施工方案,推动作业的顺利进行。建筑结构设计中,抗震结构设计是非常重要的环节,能够保证建筑在地震灾害影响下的安全性,避免倒塌、损坏等严重问题的产生,增加人们居住的安全系数,减少不必要损失的形成。

4建筑抗震结构设计理念

在开展建筑结构设计中抗震结构设计时,为加强设计的合理性,保障建筑结构的安全性,提高工程的价值,需要对抗震结构设计理念进行深度了解和分析,根据现今发展实况及具体要求,开展适当的创新活动,从而更好的指导设计人员工作,转变传统设计思想,加强设计的有效性,达成最终的工程建设目标。随着现代化城市的发展,人们对建筑质量的要求不断提高,抗震结构设计作为保证建筑结构稳定性的重要内容,应该加大关注力度,不断尝试设计理念的优化和调整,以此规范建筑的抗震结构设计,明确指标要求,做到科学选址和规划,确定抗震等级及红线范围,最终优化建筑抗震性能。

4.1更新设计理念,加大抗震结构设计重视力度

在建筑结构设计及抗震结构设计中,最为关键的影响因素就是设计人员,如果设计人员不具备专业能力,不具备明确的抗震理念,在设计中很难将抗震与建筑结构融合起来,这样在地震灾害发生时,就会因为抵抗能力不足而出现各种问题,威胁建筑及人们的安全。为此,设计人员需不断提高自身的专业能力和职业素养,根据建筑行业发展趋势做好理念的更新和优化,加大对建筑抗震功能的重视力度,采取科学有效措施完成抗震设计,确保建筑结构安全。建筑工程具有规模大、工期长、设计精准度高等特点,故而设计人员在处理时应做到全面分析和考量,制定针对性的设计方案,更好的指导施工作业的开展。抗震结构设计作为其中较为重要的一环,设计人员应加大对其重视力度,转变传统设计思想,注重数据资料的收集和处理,完善设计内容,增加结构强度,进而减少地震灾害带来的破坏,保障工程的整体效果。再者,还应该充分利用网络资源对抗震结构设计进行深入分析和探讨,了解地震带分布特点,掌握板块运动规律,不断完善抗震结构设计内容,符合建筑结构设计的相关要求,提高建筑整体水平,延长建筑使用寿命。设计完成后,还需开展专项评估和检测,确保抗震设计符合工程的建设要求。抗震结构的不同其产生的作用也存在较大差异,设计人员应重视这一点,并选择合适的结构种类,确保最终设计的合理性与科 学性。

4.2科学选址

地震的产生是由于地下板块剧烈运动强烈碰撞形成的,破坏性强、危险性高。基于这一实际情况,在开展建筑设计工作时,就应选择合适的施工场地,减少地震灾害造成的破坏。由于建筑物的震害是由一些地质运动造成的,可以考虑选择一些地质较强的位置来建造建筑物。在选择抗震地理位置时,应基于以下两个方面:一方面可选择地质偏硬的地理空间建造建筑。该类型地质结构的承载力较大,不容易出现地震或山体崩塌等问题。在建筑建设中,可有效提升结构刚度和承载力,削弱地震的破坏力;另一方面选择地势平坦宽阔的区域,该区域稳定性强,地壳运动激烈性不高,地震等级也会相对较低,可以降低抗震结构设计难度,改善建筑结构抗震性能,增大建筑安全系数。

4.3明确设计指标

在抗震结构设计中,设计人员需开展现场勘察,收集齐全的数据资料,明确设计指标要求,并以此为基础更好的规划设计方案,提高建筑结构抗震等级。在设计过程中,指标参数的确定要做到科学合理,要考虑到可能发生的问题及带来的影响,切实增大建筑结构承载力、强度和刚度。另外,在设计指标确定中,还应考虑到国家现有规范标准,全面分析地震作用力对建筑的伤害等级,以此为依据,完善抗震结构设计方案。此外,在设计过程中,设计人员还要树立全面管控意识,从多方面展开考量,注重设计的合理性、可靠性。

4.4提升抗震等级

在抗震结构设计中,如果抗震等级要求未达到标准要求,在日后使用中仍会受到地震波的影响,并导致建筑结构出现破损、裂缝、位移等问题,降低建筑质量。为此,在设计中,设计人员就需要对建筑抗震等级要求予以掌握,增强抗震性能合理性,减少建筑结构病害的产生。如在高层建筑结构设计中,设计人员可利用计算机软件对结构性能特征加以分析,重点了解结构物理刚性,掌握其位移及扭转力参数。在分析过程中,可按照建筑形状的常规设计要求,遵循国家相关技术规范,合理测量和判断高层建筑的物理刚度,使高层建筑的扭转力和位移刚度在1.1-1.2之间。在剪力墙与简化连梁的设计中,需使相关参数符合如下要求:连梁跨度高度比要控制在2以内,设置暗柱作为支撑结构,保障结构稳定性;设计过程中如发现连梁跨度高度比在1以内,需要设置交叉暗柱作为支撑结构。地震运动多是受到地壳垂直运动导致的,所以在抗震结构设计中,设计人员还需对地质地理结构特征及运动轨迹予以详细了解,并根据以往数据资料开展分析工作,对建筑所在区域及周边环境加以科学把控,预测和判断地震发生频率、地震等级变化,为抗震结构设计提供依据和参考(如图2)。同时,设计人员还要分析该地区的地震运动趋势,使区域建筑工程地质结构总体布局和该区域地震运动趋势大致处于相对垂直的状态,以降低特大地震对区域建筑工程前期设计的不利影响。

4.5抗震防线设计

抗震防线的科学设置可以在保证建筑结构整体性的前提下,优化建筑结构抗震性能,确保建筑的稳定性和安全性(如图3)。抗震防线规划设计原理为:在无大震的特殊条件下,注重侧向抗震性的有效延伸,以此保护建筑结构,优化抗震功能。通常情况下,抗震防线会设置三条,一条主两条次,以主线为主,开展防控处理。因为在地震灾害中,主要抗震线被破坏后,其他两条抗震防线才会出现问题,所以设计中要开展科学分析与考量,以确保放线质量。4.6结构选型抗震结构设计中,结构选型合理性对于抗震效果提升有着重要意义,在设计过程中应加大重视力度,增强整体设计有效性。在建筑工程结构抗震类型的设计和应用中,必须特别注意建筑结构抗震类型的正确设计和选择。根据建筑的具体功能要求及主体结构的特点,做到精心设计和分析,通常体现在两个方面,即立面的主体结构和建筑平面的主体结构,具体如图4所示。在抗震结构设计中,还应该遵循既有原则和要求,保障结构的安全性和稳定性,从而优化建筑抗震性能,有效提高建筑质量,延长建筑的使用寿命。为此,在建筑结构选型中,设计人员需要分别从整体性、安全性、协调性等多方面进行分析和考量,增强结构抗震效果,提高建筑稳定性和安全性。另外,在抗震结构设计中,分析结构受力特征,并根据结构性能要求,对抗震性加以科学分析,以削弱地震破坏力,保证建筑的质量和安全。

结语

综上所述,为加强建筑结构的稳定性和安全性,应加大对抗震结构设计的重视力度,根据现有规范要求及建筑特征,对建筑结构抗震性实行科学规划和处理,提高结构刚度、强度、承载能力,科学选型、选址,保障建筑安全性,降低地震灾害带来的破坏和威胁,在提高建筑质量的基础上,为人们营造安全舒适的建筑空间。与此同时,抗震结构设计水平的优化也是推动整个建筑行业持续前行的关键,值得相关人员加以重视和探讨。

建筑结构设计范文第5篇

【关键词】房屋结构设计;结构设计优化技术;具体应用

在建筑结构设计中,采取相应的技术措施,优化结构设计,提高设计水平,更好的指导施工是人们的不断追求。然而,在设计过程中,由于受到设计人员、制度等因素的制约,结构设计优化工作被忽视,相关的技术措施没有得到有效落实,制约设计水平提高,今后需要转变这种情况,重视结构设计优化技术的运用,促进建设结构设计水平的提高。下面将对该问题进行探讨分析。

1 建筑结构设计优化方法的应用及实践价值

1.1是结构设计优化方法的应用

通常情况下,主要是在房屋工程结构总体的优化设计和房屋工程分部结构的优化设计中应用结构设计优化方法和技术。具体来讲,房屋工程分部结构的优化设计包括优化设计基础结构方案、屋盖系统方案以及围护结构方案和结构细部设计等等。这些方面又包括很多细小方面的内容,如选型、布置、受力分析、造价分析等。要严格依据相关的设计规范和使用要求,结合工程具体情况,来进行结构的优化设计,促使综合经济效益得到显著提升。

1.2是结构设计优化方法的实践价值

要充分考虑建筑结构长远效益,来对建筑结构的近期投资进行减少,并且促使建筑结构的可靠性和合理性得到显著提升。通过实践研究表明,相较于传统的设计方法,将设计优化技术应用过来,可以在较大程度上降低建筑工程造价。通过优化技术的应用,可以将材料性能给最合理的利用起来,有效协调建筑结构内部各个单元,并且安全度也符合建筑规范的规定。同时,还可以合理决策建筑整体性范昂设计,通过优化技术的应用,可以促使建筑设计的目标得到实现。

2 民用建筑结构设计与经济性的关系

2.1是结构设计与用地的关系

具体来讲,在多层或者高层住宅建筑中,各层建筑面积的总和就是总建筑面积,有着越多的层数,那么单位建筑面积所分摊的房屋就有着越少的占地面积。但是在增加建筑层数的过程中,也会增加房屋的总高度,那么就需要增大房屋之间的间距。因此,随着建筑层数的增加,并不会按照同一比例来增加用地的节约量。

2.2是结构设计与造价的关系

单位建筑面积造价会直接受到建筑层数的影响,但是对于各个分部结构,有着不同的影响程度。对于屋盖部分,如果有多少层,只需要对一个屋盖共用即可,在增加层数的过程中,不会增加屋盖的投资。因此,随着层数的增加,会明显降低屋盖部分的单位面积造价。基础部分,基础被各层所共用,在增加层数的过程中,也会增大基础结构的荷载,那么就需要对基础的承载力进行加大,虽然在增加层数的过程中,会降低基础部分的单位面积造价,但是并不是十分显著。对于承重结构,在增加层数的过程中,需要对其承载能力和抗震能力进行强化,那么就会在一定程度上提升分部结构的单位建筑造价。

2.3是高层住宅结构设计与经济性的关系

通过调查研究我们可以发现,住宅的造价会直接受到住宅层高的影响,在增加层高的过程中,会增加墙体面积和柱面积,结构自重遭到增加,基础和柱的承载力也会得到增加,并且会加长水卫和电气的管线。对层高进行降低,那么材料和能源就可以得到有效节约,建筑抗震性能得到提升,造价成本得到节约。同时,层高的降低,还可以促使住宅建筑的总高度得到降低,建筑之间的日照距离得到缩小,因此,层高的降低,也可以促使土地资源得到有效节约。即使建筑面积相同,如果住宅建筑有着不同的平面形状,那么住宅也会有不同的外墙周长系数。如果采用的是接近方形或者圆形的平面形状,那么就会降低外墙周长系数,这样就可以在较大程度上减少外墙、砌体、基础以及内外表面的装修,并且有着较好的受力性能,自然会在较大程度上降低成本造价。

3 结构设计优化技术在建筑结构设计中的应用

结构设计优化技术具有自身显著特点,满足建筑结构设计工作的需要,在设计中加以合理运用具有重要现实意义。主要表现在以下几个方面。

3.1有利于建筑物美观与实用。通过采用相应的技术措施,不仅能够提高设计水平,还能够实现建筑结构的美观、实用。对各部分结构进行科学合理的安排,也能降低工程建设的材料消耗,节约工程造价成本。

3.2有利于降低建筑工程造价。实践证明,通过优化建设结构设计,能够节约成本6%―35%,同时还能够合理利用各种材料性能,协调好建筑内部结构的各个单位,提高建筑物的安全度,满足适用、经济、安全的目的,对整个工程建设也具有重要的现实作用。

3.3有利于保障建筑物的安全与质量。利用相应的优化技术开展结构设计,能够提高结构的稳固,满足地基承载能力要求,保障结构稳固耐用,满足工程建设需要,提高工程安全程度,也有利于确保建筑工程质量。

4.结构设计优化技术在建筑结构设计的运用策略

在建筑结构设计中,为了促进设计水平提高,更好指导施工建设工作,需要重视结构设计优化技术运用,并根据设计具体内容,采取有效的设计策略。具体来说,应该从以下几个方面入手,采取相应的优化设计策略。

4.1结构整体与局部优化

建筑结构设计具有层次性,并且相对比较复杂,因而必须运用技术措施优化整体与局部设计工作。就层次来说,它包括设计体系、结构体系、安装设计体系等,并且每个体系还包含不同的分支体系。设计中必须考虑建筑结构的具体情况,优化每个分支体系结构,进而完成整个设计工作。同时,设计还包含原料选取、零部件选择、结构类型选择等内容,具有一定的复杂性,这也是设计中需要考虑的问题。针对这些特点,设计中必须从整体入手,细化设计工作,提高设计水平。

4.2桩基础与上部结构优化

桩基础主要包括灌注桩和预制桩两种不同类型,设计中需要根据具体情况合理选用。灌注桩施工复杂,工期较长,质量控制比较困难,但效果良好。而预制桩质量可靠,能够显著提高地基承载力,设计中应该重视该措施运用,并选择合适长度,满足预制桩施工需要,促进工程质量提高。同时,在上部结构设计时,首先需要合理布置剪力墙,确保剪力墙均匀,质量可靠,使楼层平面中心和结构重心重叠在一起,减少地震、强风所带来的负面影响。一般采用大开间剪力墙构造,适当增长剪力墙墙肢,减少墙肢数量,减少混凝土使用量。另外,剪力墙暗柱一般运用钢筋,有利于确保结构稳固,提高设计水平。

结语

通过上文的叙述分析我们可以得知,随着时代的进步和社会经济的发展,在时代飞速发展的今天,企业在发展过程中面临着日趋激烈的市场竞争,要想在激烈的市场竞争中获得发展和壮大,除了要保证建筑工程结构设计的质量和安全之外,还需要将经济性原则给贯彻过来,最大限度的扩大建筑工程的经济效益。针对这种情况,就需要将结构设计优化技术应用到房屋结构设计中;相关的工作人员需要不断努力,提升自己的专业素质和综合水平,总结设计经验,以便设计出更好更安全的房屋建筑。

参考文献:

[1] 宋戈辉. 结构设计优化技术在厂房结构设计中的应用[J]. 黑龙江科技信息. 2012(19)

[2] 孙有果. 结构设计优化技术在房屋结构设计中的具体应用探讨[J]. 科技致富向导. 2011(26)

建筑结构设计范文第6篇

关键词:高层住宅;剪力墙结构;连梁

1 建筑结构设计中剪力墙结构概念方案布置

剪力墙结构概念方案布置是剪力墙结构设计的首要前提,方案布置的合理性与否对整个工程造价影响甚大,因此以下对剪力墙结构布置作简要分析。

剪力墙平面布置宜沿两主轴方向双向布置,尽量均匀、对称布置,两主轴方向刚度尽量相近。过于集中布置剪力墙可能导致结构刚度中心与荷载重心偏差较大,从而产生较为严重的扭转效应;过于分散布置剪力墙则会导致刚度分布不均匀及梁板跨度加大,一方面会增加结构自重,加大地震作用效应,从而增加工程造价;另一方面,剪力墙间距过大,以致某片墙承担荷载过大,轴压比加大从而影响剪力墙延性设计。还有结构角部及结构开洞后形成凹凸不规则均属抗震扭转薄弱部位,易产生较大的扭转变形从而导致扭转破坏。因此在考虑剪力墙的平面布置时,应单独对角部及开洞周围进行局部加强。在平面角部尽量布置L 形墙肢,还可采设置端柱及转角部位楼板中设置暗梁等构造措施进行加强,以达到提高其扭转刚度的目的。剪力墙竖向布置宜沿房屋高度通高布置、上下对齐、连续布置,墙厚及墙长沿高度宜均匀变化,以达到竖向刚度逐渐变小,从而能够有效避免竖向刚度发生突变情况。这样既经济又能满足承载力、侧向变形的要求。

因此剪力墙布置的优劣直接关系到整个结构合理性及经济性。现如今结构的经济性已成为结构设计必须考虑的因素。如何在满足安全的前提下,将有限的资源物尽其用,是值得我们结构工程师所思考的问题。所以在剪力墙布置合理前提下尽量经济,节约成本,减少工程造价。对结构的重点、关键部位或计算模型与实际情况有出入部位,至少采用两种不同的结构计算软件进行分析计算,然后进行包络设计且在构造上给予加强。在概念方案布置前期,结构设计师应与建筑师紧密配合,初步确定一个比较合理的布置方案,避免出现不规则或严重不规则的平立面,达到技术先进,安全适用、经济合理的设计方案,实现降低总体造价的目的。

2 建筑结构设计中剪力墙结构受力分析

剪力墙结构设计有着自己的设计规则及原理。由于剪力墙通常情况下高度、宽度要比厚度大很多,因此其何特征像板, 但与板有很大的差别,板是按受弯构件计算,剪力墙是按压弯构件计算。因此在进行其结构设计分析时就需要考虑到其具体的设计差别。此外还包括剪力墙的肢长、墙厚度范围有着自身的特性,因此当墙肢截面高度与厚度之比hw/tw ≤ 4 时,应按框架柱结构设计;当hw/tw>8 时为一般剪力墙;当4 ≤ hw/tw ≤ 8 时短肢剪力墙,这也是剪力墙结构设计的基本原则之一。剪力墙结构是由一系列纵向、横向剪力墙与梁、板所组成的空间结构。其主要承受两类荷载:一类是竖向荷载,竖向荷载主要是梁板传来的恒载、活载、剪力墙身自重及竖向地震作用;另一类是水平荷载,主要为水平风荷载和水平地震作用。剪力墙的内力、变形分析包括承载能力极限状态与正常使用极限状态下分析。在承载能力极限状态下,剪力墙在各种工况下不致破坏,能够安全地承受重力荷载作用。在正常使用极限状态下,结构变形满足规范要求,结构耐久性也满足设计要求。剪力墙的变形主要是弯曲变形,框架结构的变形主要是剪切变形。

为了使剪力墙实现弯曲破坏的延性破坏模式,《高层建筑混凝土结构技术规程》简称高规,规定墙长不宜大于8m。实际上影响剪力墙破坏模式的两个主要因素是剪跨比和轴压比,只要剪跨比>2,且轴压比不超过规范规定限值,能够实现延性的破坏模式。当剪力墙墙长大于8m 时,尽量在墙中部开洞形成双墙肢,通过弱连梁连接。这样剪跨比一般也会大于2,即能满足延性破坏的需求。在地震作用下通过连梁来耗能,连梁端部首先进入塑性变形,形成塑性铰,这样连梁起到第一道抗震防线的作用。

3 连梁设计

高层住宅剪力墙结构中,由于开间不大或墙长较长时开洞后形成连梁,若两墙肢之间出现跨高比较小的连梁时,在计算过程中,容易产生连梁抗剪超限的情况,通常有以下几种解决方案:①增大截面,可以提高连梁自身的抗剪能力,但随着连梁刚度增加相应内力也增加,其对抗剪能力的提高是有限的。在梁宽一定的情况下,通过加高连梁梁高的方法;在梁高一定的情况下,也可以通过加宽梁宽,加宽截面却对连梁刚度的贡献较小,仅为线性关系,使得抗剪力的提高值仅大于分担剪力的增加值。②调整设计内力,在增大连梁截面对提高抗剪能力没有效果的情况下,可以通过人为的内力调整,对连梁刚度进行折减,控制剪力分配比,解决连梁抗剪问题。最简单的调控方法是在计算参数选取时,调整连梁刚度折减系数,仅对内力配筋计算时才能采用。在整体计算及非地震荷载作用下,连梁刚度不予折减,这时连梁应具备足够的抗弯和抗剪承载能力,以满足正常使用的要求。对于跨高比大于5 的连梁,应按框架梁设计,且必须满足框架梁各项要求。③也可设水平缝形成双连梁、多连梁或采取其他加强受剪承载力的构造措施,譬如设置交叉暗撑等措施来提高连梁抗剪承载力。

4 结语

随着我国国民经济整体水平的持续提高和建筑结构设计发展速度的持续加快,高层建筑将是现代建筑的主流。剪力墙结构因侧向刚度大,侧向变形小等优点,因而被广泛应用于高层建筑中。所以掌握好剪力墙结构受力特点,把握好剪力墙结构设计的基本原则,剪力墙结构设计就会更加经济合理。因此建筑结构设计人员应对剪力墙结构设计原理有着清晰的理解,从而能够在此基础上通过不断设计实践的进行来促进我国建筑工程整体设计水平的有效提高。

参考文献:

[1] 李捍文. 剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析[J]. 科技创新与应用,2012(9).

[2] 孙雪兰. 浅谈高层剪力墙结构的优化设计[J]. 山西建筑,2010(8).

建筑结构设计范文第7篇

关键词:建筑结构 剪力墙结构 配筋构造

引言

随着科技水平的不断提高,我国建筑设计水平也更上一层楼。剪力墙整体性很好,本身的刚度较大,还具有良好的抗震性能,最重要的一点是价格低廉,达到了节省成本的目的,因而被广泛地应用于建筑结构设计中。

一、剪力墙结构的介绍

用钢筋混凝土的墙板代替原来建筑物中的框架结构,把建筑物产生的各种荷载作用于墙板上,称为剪力墙结构,这种剪力墙结构能够有效地制约建筑结构产生的水平力。为了节省资本的投入,采用剪力墙结构,因为剪力墙结构价格低廉,具有很好的经济性,在我国高层建筑中,剪力墙结构被普遍的应用。

二、剪力墙结构的表现形式

(一)无洞单肢剪力墙。无洞单肢剪力墙实际上是一竖向悬臂构件,立面上没有任何洞口,在受到水平压力时,其弯曲变形的能偏离程度对平截面的假定,墙肢截面的正应力为直线分布,可以利用材料力学方法计算其内力和变形。

(二)整体墙和小开口整体墙。这种类型的剪力墙与第一种剪力墙的实质一样,仍然是一个悬臂构件,其墙面上只有很小的洞口,几乎没有影响。这种墙的正应力呈直线分布,其横截面的变形在平面的假定的范围内,这就是整体强。当开洞稍大一些,墙体可能引起局部弯曲,其墙肢应力不超过整体弯曲应力的15%时,墙肢截面的变形就不会超出平面的假定,其应力可以应用材料力学方法来进行计算,然后加以修正,这种墙叫小开口整体墙。

(三)联肢墙。联肢墙是由许多受弯构件连接在一起的。建筑墙体上有许多洞口,竖向排列,这些洞口在外墙上表现为窗口,而在建筑的内部,门或走道是其表现形式。在实际设计中,窗户、走道、门等将一片整墙分开,由连梁或楼板连接的墙肢,就称为联肢墙。

(四)短肢剪力墙。短肢剪力墙是一种抗侧力构件,近年来在我国兴起,它的优点是保留了异形柱不凸出墙面,克服了异形柱抗震性能不理想的缺点,严格限制了轴压比,由于是新型的剪力墙形式,专业人士正在研究其力学性能、破坏形B、抗震性能以及设计方法等,以期能够更好地利用此种新型剪力墙。

(五)框支剪力墙。框支剪力墙,又名柱支剪力墙,是指当底层需要大空间时,采用框架结构来承受上部剪力墙的压力。形式分为常截面和变截面两种,也可以采用斜柱和V形柱来表示。根据建筑设计的要求,来决定使用单层的和多层的部框架。

(六)开有不规则洞口的剪力墙。应建筑使用上的要求,墙体上会开设不规则的较大洞口,这无疑会给建筑质量带来不利的影响,尽量不要采用。当必须采用这种剪力墙时,为了减轻不规则开洞带来的较大应力,可以用刚度小的材料填塞这些洞口,也可以设置一些连续性较强的暗柱暗梁,分散压力。

三、剪力墙结构设计及计算的优化措施

剪力墙具有很强的抗震能力,在对剪力墙结构设计过程中,第―振型的底部是地震倾覆力矩的位置,剪力墙墙体所承受的地震倾覆力矩要大于结构承受的地震倾覆力矩1/2,剪力墙在建筑设计的数量一定要适量,剪力墙结构中,墙是一平面构件,它承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外,还承担竖向压力;在轴力,弯矩,剪力的复合状态下工作,其受水平力作用下似一底部嵌固于基础上的悬臂深梁。在地震作用或风载下剪力墙除需满足刚度强度要求外,还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求:墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏,因此注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。

(一)严格控制连梁超限。与剪力墙相连的梁称为连梁。连梁一般具有跨度小,截面大,与连梁相连的墙体刚度又很大等特点。因此,高层建筑在水平力作用下,连梁的内力往往很大。设计时,即使采取了降低连梁内力的各种措施,如:加大剪力墙的洞口宽度;在连梁中部开水平缝,在计算内力和位移时对连梁刚度进行折减,对局部内力过大层的连梁内力进行调整等。而设计、构造不当将会造成结构在抵抗水平力时的强度、刚度不符合要求,进而影响承受竖向荷载的能力。在剪力墙结构设计中,连梁的跨高有着严格的规定,跨高比应该大于或等于2.5,如果采用低于2.5的连梁,就会严重超出限值,容易造成剪力墙的弯矩过大。还有一种情况,采用跨高比大于或等于5的连梁,宜按照框架梁设计,其连梁的刚度不能随意折减。

(二)剪力墙和平面外梁不宜相连。平面内刚度和承载力大是剪力墙结构的突出特点,而平面外刚度和承载力相对较小,因此,应避免剪力墙和平面外的梁相互连接,如果相互连接,墙肢平面外就会发生弯矩,在实际结构设计时,为了避免弯矩现象的发生,要尽量避免剪力墙与平面外的梁进行搭接。

(三)以主轴为中心,向四周延伸。为了提高结构整体刚度,要以主轴方向作为中心,尽量不要设计单方向的剪力墙,宜双向甚至多向的向四周延伸,应保证数量相当和布置均匀。

(四)墙体配筋设计探讨。墙的水平分布筋是为横向抗剪以防止墙体在斜裂缝出现后发生脆性剪切破坏,同时起到抵抗温度应力防止混凝土出现裂缝,设计中当建筑物较高较长或框剪结构时配筋宜适当增加,特别在连梁部位或温度、刚度变化等敏感部位宜适当增加。但对于矮、短的房屋,其水平筋的配筋率是否适当减小值得探讨。

四、结语

建筑结构设计范文第8篇

【关键词】抗震结构设计;问题;措施

一、建筑结构抗震性设计中存在的问题

近些年来,随着地震造成的影响不断加大,国家相关部门对房屋的抗震设计有了更多的关注。但在实际工作中,却仍然存在一些有待改进的问题,比如高层抗震设计中的短柱问题、多层砖房抗震设计中的问题、建筑平面及立面布置方面的问题以及结构空间的刚度问题等等。设计人员如果想要从根本上提高工程的抗震性能,就必须要对以上问题进行系统的了解与掌握。

1.1高层建筑抗震设计中的短柱问题

在我国目前建筑结构的抗震设计中,根据建筑层数的不同,对结构构件的延性要求也存在明显的不同。高层建筑相对于低层建筑来说,对结构构件的延性要求就要高一些。在抗震设计中,能够对其构件延性造成影响的因素主要包括轴压比和剪跨比,同时,二者之间也存在一定的矛盾性。一般来说,在层数一定的情况下,为提高延性而降低轴压比则会导致柱截面增大,而且轴压比越小截面就越大;而截面增大导致剪跨比减小,从而又会在一定程度上降低构件的延性。因此,在对高层建筑进行抗震设计的时候,为了能够充分满足工程对轴压比限值的要求,柱子的截面往往比较大,在结构底部常常形成短柱甚至超短柱,这些短柱几乎没有延性,很容易在地震中受到破坏。

1.2多层砖房抗震设计中存在的问题

多层砖房抗震设计中存在的问题主要体现在很多方面,一方面,在“综合楼”砖房的建设中,底层或顶层有采用“混杂”结构体系的,即为满足部分大空间需要,在底层或顶层局部采用钢筋砼内框架结构。有的仅将构造柱和圈梁局部加大,当作框架结构。另一方面,在大部分多层砖房的抗震设计中,设计人员都未能对其抗震承载力进行细致的计算,从而导致建筑采用的砌体强度等级较差,无法满足抗震的需求。此外,在多层砖房抗震设计中,对于构造柱和圈梁的设计,多数设计富余较大,部分设计设置不足。这些都是多层砖房抗震设计中存在的问题。

1.3建筑平面及立面布置方面存在的问题

根据相关的建筑规范规定内容来看,建筑平面和立面的布置应该尽量做到简洁、规则,结构的质量与刚度的布置也应该尽可能均匀。但就我国目前建筑结构设计的现状来看,有部分工程对平面和立面的布置都较为复杂,从而导致质心和刚心无法重合,这样的建筑结构在地震的作用下,必然会出现不同程度的扭转效应,加剧了地震对建筑的破坏性。在唐山地震和汶川地震中就有很多由于建筑平面和立面布置不合理而造成的灾害。

1.4结构空间刚度方面存在的问题

从我国目前建筑结构的形式来看,其主要包括横向承重构件、竖向承重构件以及楼盖等几个部分,每一部分的刚度和稳定性对建筑的整体质量均有直接的影响。在建筑结构整体中,刚性楼盖体系是保证所有竖向抗侧力构件共同受力的先决条件。如果刚性楼盖的结构空间刚度达不到工程的需求,那么势必会加剧地震作用下对建筑整体的破坏。

二、建筑结构抗震性设计的改进措施

为了建筑结构的设计质量能够达到相关工程的具体需求,针对其设计中容易出现的问题,必须要在充分了解其产生原因的基础上,采取科学合理的解决措施,从而降低问题出现的几率,确保施工的整体质量。

2.1高层建筑抗震设计中短柱问题的改进措施

在高层建筑抗震设计中,短柱只要能够满足“强剪弱弯”和“强柱弱梁”的要求,便可以有效避免由于地震发生而对其造成的破坏。因此,设计人员在对解决短柱问题的措施方面,就可以采用复合螺旋箍筋的方法进行设计。在工程中加入复合螺旋箍筋,不仅能够有效提高柱子的抗剪承载力,而且还能在此基础上加强对混凝土的约束作用,从而在很大程度上改善短柱抗震性能。除此之外,采用分柱体、钢管砼柱以及钢骨砼柱的方法进行设计,也可以有效解决短柱问题,设计人员可以根据工程的实际情况来对改进措施合理选择。

2.2多层砖房抗震设计中存在问题的改进措施

由于多层砖房抗震设计中存在的问题较多,因此,其抗震措施的内容也比较复杂。首先,是对构造柱和圈梁的设置。这些主要是都是多层砖房的实际结构情况来具体设置的,构造柱的设置一般都是对于横墙较多的多层砖房而言的,圈梁的设置是对建筑横墙承重或纵横墙共同承重的装配式钢筋混凝土楼、屋盖或木楼而言的。在具体设计的时候应该注意,圈梁的截面和配筋不宜过多,也不宜无限提高。其次,是悬臂构件的连接。此项工作主要包括女人墙的稳定措施和悬挑构件的设计两个方面。

2.3建筑平面及立面布置问题的改进措施

为了能够将建筑平面和立面布置中存在的问题有效解决,设计人员在对建筑结构进行具体设计的时候,首先,应该尽可能确保结构的质心和刚心达到一致,以此来最大限度降低建筑在地震作用下所产生的扭转效应。其次,应该确保建筑立面出现头重脚轻的现象,尽可能将建筑的结构重点降低,以此来避免由于刚度突变以及结构连接处薄弱而给建筑整体质量带来的影响。此外,在设计的时候还应该注意,当屋面结构刚度不够的时候,突出屋面结构的下部一定范围内破坏会相对集中。这种情况下,要求出屋面建筑部分的高度不应过高,以减小地震时产生的鞭梢效应影响。

2.4结构空间刚度方面问题的改进措施

在建筑结构空间刚度的设计上,由于刚性楼盖体系占据着重要的作用,因此对其可以采用现浇楼屋盖,这样不仅能够有效提高房屋的整体性,在一定程度上增加楼板的刚度,而且还会对平面上墙体对齐的要求给予适当的放宽,从而减低地震作用下,对建筑所造成的损坏。同时,在对建筑结构进行设计的时候,还应该注意平面上上下墙体不对齐的现象,如果建筑结构出现了这种情况,仍需要利用现浇楼屋盖来对其进行处理,这种方法不仅能够起到一定的传递水平力的作用,而且能够增加楼板对墙体的约束,提高建筑结构的整体质量。

结语:

综上所述,建筑结构的抗震设计如何直接关系到其整体的使用质量,虽然地震的发生我们无法对进行控制,但是却可以采用相应的措施提高建筑结构的抗震性能,确保其不会因地震的发生而受到影响。因此,在未来的时间里,建筑工程的设计人员在对建筑进行设计的时候,应该尽可能全面考虑其抗震性,达到对其优化,确保其抗震性能,从而提高建筑的整体质量。

参考文献:

[1]蔡英.建筑结构抗震性设计的常见问题及改进措施[J].《科技资讯》.2006(28)

[2]常业军,隋杰英.建筑结构抗震设计中的若干问题[J].《特种结构》.2002(04)

[3]倪广林.对建筑结构抗震设计的若干思考[J].《山西建筑》.2010(27)

建筑结构设计范文第9篇

关键词:建筑;结构设计;优化

中图分类号:TU198文献标识码: A

在建筑领域内,数字计算机和相关的数字技术,不仅能够让从业者轻松自如的完成数据分析和计算、项目设计和出图等一系列工作。而且它也带给了我们许多“新体验”。比如说:建筑结构设计优化。经验告诉我们,在以数字计算机为操作平台,以数学、力学等学科为参考的建筑结构设计优化工作,不仅能够辅助结构师进行项目“可执行性”(传统结构设计)这一主要工作,同时,它也能够对结构设计的“安全性”、“经济型”等有关问题起到权衡利弊的作用。

一、建筑结构设计优化的好处

我们都知道,在传统的建筑结构设计中,设计者通常会根据设计要求,然后结合以往的实践经验,参考近似的设计方案,以判断的方式去着手进行相应的设计方案,在此之后,再去进行有关“强度”、“刚度”、“稳定”等相关方面的计算。在运用此方法进行结构设计时,如果条件允许的话,设计者还会从结构布局、结构外形、材质选择等方面入手,去寻求一个更为合理的设计方案,而在力学分析方面也仅仅是起到了一个核对查考、比较验证的作用。于是,传统的建筑结构设计就暴露出以下这么几种主要弊端:①工作量大、效率低下;②由于时间限定和设计者经验不足等内外因素,致使所敲定的设计方案并非是最为理想、科学的方案;③以分析和计算各种外界因素作用下的受力、变形等力学反应为工作目标,未达到设计这一层面。

然而,伴随着数字技术等科学技术的崛起和涌进,我们人类的思维、感想等各种与设计有关的因素,也不断地被充溢和改变着。能够起到“分析”作用的传统结构设计方式就明显的有些力不从心了。因为,现在不管是任何一种设计,其除了要满足设计对象的工艺性能等艺术特征,可靠性、安全性等使用性性能之外,还要做到设计对象被生产时,达到消耗最低、误差最小、费用最低等目的。而建筑结构设计优化,就是如此。

事实证明,建筑设计优化能够做到:“将设计周期缩短到最小范围,节省大量人力,提高设计质量及水平,从而,最终取得显著的经济和社会效益。”而建筑结构设计优化是如何做到这点的呢,这要从其方法和技术上谈起。

二、建筑结构设计优化的方法

和所用结构设计优化一样,建筑结构设计优化的主要特征是让“参与计算的部分以变量的方式”出现。通俗的讲,就是在设计过程中,在符合各种相关规范、规定条例之下,将所有能够实现结构设计的方案全部罗列出来。而后,在数学手段的辅助之下,按照设计预定要求,从中挑选一个“可执行性”、“科学性”和造价最低等各种优势兼顾的最优方案。而具体到方法的应用上,建筑结构和工程造价是两个最为明显的突破口。

(一)建筑结构

建筑抗震设计要求建筑平面宜规则、简单、对称,减少偏心,平面的长宽比不宜过长、平面凹凸不能太大,竖向抗侧力构件尽量连续等。因此建筑设计师在建筑方案设计阶段全局考虑尤为重要。同时结构师参与建筑方案的设计也是很有必要的。建筑方案规则合理了,结构设计师再在受力分析及概念设计方面进行计算分析、合理调整。就能做出完成一个既经济有安全的结构,做到既节省又节能的要求!大量工程实例表明,不规则的建筑方案很大程度上使得结构师在优化设计上显得有些力不从心。

对于一项工程而言,从建筑工程的结构入手,是设计师最长使用的结构设计优化办法。诚然,建筑结构总体是由若干个分部结构构建而成的,而建筑分部结构又可被分为:“基础结构”(建筑框架)、“屋盖结构”、,“围护(墙体)结构”以及“结构细部”(如:门窗、地板等)等多个方面。于是,每一个分部结构都成为了设计师使用结构设计优化的突破口,在具体操作时,设计者便可以在相关规定要求范围之内,围绕造型、选材、布局、位置、力学、造价等各个优化设计关键因素去结合具体情况(建筑师等相关人员的需求),本着经济效益、安全系数“双丰收”的方针,由片面(每一个分部结构)及全面的进行建筑结构优化设计。

(二)工程造价

经试验证明,在建筑工程项目中,正确使用建筑结构优化方法,可以让工程造价降低到5%-30%(就现况而言,但随着技术的革新,比率会越来越高)。所以,在保证建筑内部各个分支能够相互协调,保障建筑的安全性、合理性,结构可靠度的情况之下,合理的利用建筑材质材料,是降低工程造价的最直接的方式。于是,这也就成为建筑结构设计优化方法的另一个“着陆点”。

综上所述,我们不难看出:从正确的“入口”使用建筑结构设计优化方法,是实现建筑适用性能高、安全性能高、成本低廉等优势行之有效的途径。而在具体应用上,我们还要毫无纰漏的应用技术手段,来予以实现。

三、建筑结构设计优化技术上的难题

每一项建筑结构设计,它都会产生出许多种结构布局设计方案,另外,建筑物细部的处理方式更是千差万别的。对于设计者而言,通过一味的去分析设计中各种相关参数、材料、负荷值等数值,去寻求优化设计并非是科学的。因为,就拿负荷值来说,同种负荷情况下,也存在有许多不同的分析方式方法。

其实,建筑结构设计优化,同样也要遵循传统结构设计的流程的:“设计(拟定各个相关尺寸)校核(审核是否符合规范条例)修改设计方案再校核”,如此循环,直至达到理想方案。而在此流程中,结构设计师的经验、学识、阅历是起着不容小觑的作用的。例如说:每一个建筑项目都会在其建设中或建成后,有可能遇到许多不可预见的自然灾害,如地震、火山喷发等地质灾害。而在建筑结构设计优化过程中,设计者就要做到防患于未然。落实到操作上,我们首先要将不利于对抗“地震”等自然灾害的做法排除在外,其次,我们在设计优化过程中,一定要认真考虑“地震作用”、“风荷载”以及“轴力”、“弯矩”、“剪力”等和“外荷载”相关的各种数值。而在解决此问题上,设计者可以凭借自己的工作经验和学识,去因地适宜的进行设计。诸如:刚度平衡对称可以减轻地震给建筑带来的损害;“延性设计”可以避免建筑在地震影响下,发生“脆性断裂”现象;以及“多道设防设计”会让在特大地震发生时,先破坏建筑的次要构造元素,以达到最小限度的影响主体建筑结构。另外,随着建筑楼层的不断增高,结构师可以在满足建筑师设计诉求的基础之上,采用水平布置对称、规则,竖向上下贯通的优化方法。如此的优化方法,由于尽可能的缩小了质量和刚度中心,使得建筑物不会出现由于水平负荷过大,产生扭曲的状况。

结语

由上述可见,建筑结构设计优化的出现,为现在的建筑选择了一个最为有效、科学的建筑结构。有句名言曾经说到:“建筑的目标在创造完美,也就是创造最美的效益。”对于一个建筑结构设计师来说,在保证建筑安全、可靠性的前提之下,探索科学、经济、实效性的建筑结构是非常值得提倡的。因为,建筑结构设计优化方法的技术性实现,不仅可以让建筑项目在施工中找寻到最经济、最合理的材料利用方式,也可以让结构内部各元素得到很好的调配,更可以使落成的建筑拥有极高的安全度。无疑,建筑结构设计优化是让建筑实现经济、安全、且不乏适用性的最佳途径。

参考文献:

[1] 熊开安,程志勇著.《建筑结构》[M].广州:华南理工大学出版社.2011(07)

[2] 刘昭如,庄艳著.《建筑结构与力学基础》[M].上海:上海交通大学出版社.2011(09)

[3] 徐传亮,光军著.《建筑结构设计优化及实例》[M].北京:中国建筑工业出版社.2012(03)

[4] 姜牛著.《建筑结构设计中应注意的问题》[J].《价值工程》.2011(36)

[5] 朱江著.《试谈建筑结构设计的要点》[J].《价值工程》.2010(27)

建筑结构设计范文第10篇

随着建筑行业的快速发展,对建筑工程的质量和安全性有了更高的要求,所以建筑结构设计非常关键,直接关系到建筑整体结构的稳定性和安全性。在建筑结构设计中,减震设计是重要内容,地震会对建筑物造成严重的破坏,所以为了提高建筑的抗震性能,要加强减震设计水平,提高建筑的稳定性和安全性。文章对于建筑结构设计以及减震设计进行了简要的分析,对于提高建筑结构设计水平具有重要的意义。

关键词:

建筑;结构设计;减震设计

建筑结构设计是针对建筑各个受力部位的结构方式进行的设计,要最大限度的保证建筑结构的稳定性和安全性。建筑在建设过程中以及投入运营后,会受到各种应力的作用,从而对建筑结构的稳定性产生影响。如果建筑结构设计水平不达标,就会因为承受的荷载太大而发生变形、倾斜等现象,直接影响到建筑的安全。减震设计是建筑结构设计中的重要内容,所以在结构设计时,应该对当地的地质状况进行详细的勘察,然后在结构设计中采用适宜的减震技术措施,最大限度的提高建筑的抗震性能,确保建筑的安全使用,为维护社会稳定创造有利的基础。

1结构设计概述

结构设计就是对建筑物中各受力部件进行合理的分析,计算各部件所承受的荷载极限,从而本着稳定性和安全性的原则,对各个结构进行合理的设计。结构设计的核心就是确保建筑整体结构的稳定性,在遇到各种应力干扰的情况下,能够承受应力的变化,保持建筑结构的原有状态。建筑结构设计中的主要元素包括:基础、墙、柱、梁、板、楼梯、大样细部等等,也就是构成建筑物的框架,是支撑整体建筑的重要受力构件。在建筑物内部构成体系中,这些构件之间的受力会相互传递,需要承受竖向或者水平方向的各种应力,所以对构件的抗力性有较高的要求。只有确保这些构件的稳定性,才能够最大限度的保证建筑物的安全。

2建筑结构设计的过程

建筑结构设计主要可分三个步骤,首先是结构方案设计,根据建筑物的使用性质、地质结构、施工方式、层高、抗震设防烈度等,在对不同结构形式的受力特点分析后,确定结构设计中的受力构件和承重体系。其次是对结构进行计算,包括荷载计算、内力计算和构件的设计,以确保结构设计中各部件符合受力标准。最后是施工图设计,将建筑结构设计师的意图通过图纸表达出来,对于施工过程中每个环节的操作都有详细的说明,从而确保建筑结构设计的完整性。

3建筑结构设计的要点

3.1重视概念设计概念设计是在对建筑的力学性质以及结构原理有深刻的了解后,对设计对象进行的宏观控制。通过概念设计理念,能够选出最佳设计方案,对于总结构以及分结构的布局会进行详细的分析,并且具有丰富的结构设计经验,从而能够确保设计方案的合理性、科学性。概念设计理念能够从宏观的角度去审视,对于存在的缺陷和瑕疵可以明确的指出,由此弥补了设计思路上的缺陷。

3.2刚柔相济良好的建筑结构体系应该是刚柔相济的,太柔的结构虽然可以很好的消减外力,但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。结构太刚则变形能力差,强大的破坏力(如地震)瞬间袭来时,会吸收较大的能力,容易造成局部受损最后全部毁坏。但是在设计规范中并没有对刚与柔的设计比例给予一定的标准,所以刚柔相济的结构乃是设计者的最高追求。

3.3做好抗震设计抗震设计是建筑结构设计中的重要内容,也是体现建筑结构设计水平的重要标准。在抗震设计中,应该遵循“大震不倒、中震小修、小震不坏”的原则,但是由于地震具有随机性,所以破坏机理比较复杂,在抗震设计中不能够完全依靠理论上的计算参数,还应该根据在长期抗震中总结出的经验来设计,灵活运用抗震准则,提高建筑整体的抗震性。

3.4多道设防安全的结构体系应多层设防,不应该将希望全部寄托在某个单一的构件上,一旦此构件遭受破坏,后果不堪设想,有可能造成整个结构体系摧毁。所以应该在结构设计中采用多道设防,在受到应力作用时,会多个构件共同抵抗应力荷载,结构应该预留足够的安全储备,才能够确保建筑结构的稳定性和安全性。

4建筑结构设计的减震设计

减震技术是建筑结构设计中的重要内容,是建筑物在面临地震时,能够最有效的减少地震对建筑物造成破坏的重要保障。减震设计是在对地震对建筑物的作用原理分析后,采用适宜的结构设计方法,提高建筑的抗震性能,最大程度的避免地震对建筑物造成的破坏。在对建筑结构的减震原理进行分析后,可以总结出以下三种减震设计技术。

4.1消能减震消能减震技术主要是在地震发生时,通过耗能结构元件的设计安装能够有效的吸收地震所带来的能量波,从而减少对建筑结构主体所造成的破坏。这种设计方式充分的利用了建筑结构的附加阻力,通过减震装置的设计使用,能够有效的缓解地震对建筑所产生的反应程度,将产生的能量波逐渐消耗,从而提高抗震性。这项减震技术的应用范围较广,在钢结构的建筑中可以使用,在建筑上层的隔震层中也可以使用,都能够达到减震的效果,从而确保建筑在面临地震时的安全性和稳定性。目前主要的减震装置有如下几种,塑性阻力器、摩擦阻力器和粘滞阻力器等减震装置。

4.2机械减震这里主要指无粘结钢支撑减震体系,通过利用建筑结构内部钢支撑和外包钢管之间的不粘结性或是在内部钢支撑与外包钢筋、钢管混凝土上涂抹无粘结漆,从而形成滑移界面。在滑移界面建造中所使用的机械材料,在材料尺寸上要精心设计、施工,形成内部和外包层之间的相对滑动,防止内部钢支撑结构发生横向变形、整体弯曲或局部弯曲。

4.3跷动减震地震对建筑物的破坏就是从基础部位向建筑整体传递的能量波,从而对整个建筑的结构稳定性产生影响。跷动减震设计技术就是减少这种能量波的传递,如果建筑是一个牢固的整体结构,当底部受到能量波动时,势必会牵动上部结构,但是如果在建筑上部结构与下部的基础在竖向采用不紧固设计时,就会降低能量波的传递,从而减缓地震对建筑物造成的破坏。还可以对建筑结构中承受地震能量波较大的柱以及支撑等结构与建筑下部基础实行不紧固设计,也可以减少能量波的传递,有效缓解地震造成的破坏。

5结束语

建筑结构是整个建筑的骨架,是建筑承受荷载的重要组成部分,一旦建筑结构不稳定,那么整个建筑都会存在安全隐患。在建筑结构设计时,应该对建筑的使用性质、地质结构、层高以及建筑形式等进行综合分析,进而对其进行合理的结构设计。在结构设计中,应该加强减震设计水平,在分析建筑结构的受力状况后,采取有效的减震技术,提高建筑的抗震性能,从而确保建筑结构设计的稳定性和安全性。

参考文献

[1]季新强,张志强,郑雪霆.高烈度区高层建筑结构与减震设计研究[J].建筑结构,2013.

[2]吴宏磊,丁洁民,崔剑桥,等.超高层建筑结构加强层耗能减震技术及连接节点设计研究[J].建筑结构学报,2014.

[3]王娜.浅谈建筑结构设计与减震设计[J].黑龙江科技信息,2015.

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