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建筑结构设计中概念设计的探讨

建筑结构设计中概念设计的探讨
建筑结构设计中概念设计的探讨

建筑结构设计中概念设计的探讨

【摘要】建筑是一个空间结构,各种构件以不同方式组合在一起共同工作。作为结构设计工程师,不应把结构设计错误的理解为“规范+计算”而应该把规范作为指南与参考,把概念设计理念应用到结构设计中去。

【关键词】何谓概念设计;概念设计的介入时间;概念设计的宗旨;

一:何谓概念设计

所谓概念设计,一般是指不经过数值计算,尤其在一些难以作出精确数据分析或在结构设计规范中难以明确规定的问题中,依据整体结构体系与基本分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验和工程实践数据所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布局和细部抗震构造的具体要求。运用概念性近似估算方法.可以在建筑设计的方案阶段,迅速而有效地对结构体系进行构思、分析和比选,所得到的结构方案往往概念清晰、定性准确,可避免在后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,同时,它也是判断计算机内力分析后输出的数据可靠与否的主要依据。

在不断发展的结构设计理论研究与没计实践中.我们积累了大量有益的经验,具体体现在设计规范、设计手册、标准图集的更新和完善中。随着计算机技术及其编程在结构工程中的大量应用.在极大地减轻设计人员设计工作强度的同时,也给部分结构工程师造成一种错觉.以为结构设计很简单,只需按现行规范、设计手册、标准图集和建筑师给出的一个空间方案,依靠结构设计程序就可完成。这样不仅不能有效地运用他们的知识去精心设计,还会阻碍他们创新思维的发挥和建筑科技的进步。

我国建筑结构计算理论和结构设计工作.经历了经验估算、容许应力计算、破损阶段计算、极限状态计算,直到目前普遍采用的概率极限状态计算理论等几个发展阶段。现行的《建筑结构设计统一标准》(GBJ68—84)则采用以概率理论为基础的结构极限状态设计原则,使建筑结构设计更加符合技术先进、安全适用、经济合理等目标。事实上.建筑是一个空间结构,各种构件以不同方式组合在一起共同工作,其中每个构件并非是脱离总结构体系的单个构件,而是有机体中不可缺少的一部分。目前,我们在具体的空间结构整体研究上还有一定的局限性,因此,在结构设计中采用了许多假定和简化。作为结构设计工程师,不应盲目地照搬照抄设计规范,而应该把规范作为指南与参考,并在实际工程设计中作出正确的判断和选择,这就要求结构工程师对整个结构体系中各个构件及结构体系中各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识,把概念设计理念应用到结构设计中去。

在工程结构设计时,有的结构工程师用多层、高层结构的三维空间结构分析程序来计算底层框架,还人为地布置一些抗震墙,既不能满足楼层间合理的刚度比,也不能正确地反映底层框架在发生地震时的受力状态其症结在于结构

建筑结构的认识

建筑结构的认识 从古到今我国的建筑发展史,建筑结构形式的发展,始终都遵循着一个规律——安全可靠。如何设计出高大、安全可靠的建筑,是建筑结构工作者的道路。我简单的说明一下对建筑结构形式发展的认识。结构是指建筑物的承重骨架其作用是保证建筑物在使用期限内,把作用在建筑物上的各种荷载或作用力,承担起来,同时在保证建筑物的强度、刚度和耐久性的情况下,把所有的作用力传到地基中去。建筑物形式由于有多种多样,加上其房间面积大小、开间进深以及组合方式的不同,相应采用的结构也就有所不同。 建筑中由若干构件连接而成的能承受作用的平面或空间体系称为建筑结构。 建筑结构有多种分类方法。按照承重结构所用的材料不同,建筑结构可分为混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构和混合结构五种类型。 建筑结构中常见结构受力体系类型及施工方法: 1.混合结构:砖混或砖木……,块材砌筑墙体楼板 2.框架结构:梁柱刚接而成的受力体系,预制柱、梁、板装配;现浇混凝土柱、梁,预制板;全现浇钢筋混凝土 3.框架剪力墙结构:现浇混凝土墙,现浇混凝土柱、梁,现浇板 4.剪力墙结构:全装配大板;内浇外挂;全现浇;配筋砌块墙体,现浇构造柱、芯柱和圈梁 5.框筒结构:全现浇;

6.筒中筒结构:内外各做成筒,一般内筒为全现浇;外筒做成密柱深梁形成筒体 7.钢网架、悬索结构 建筑结构由水平构件、竖向构件和基础组成。水平构件包括梁、板等,用以承受竖向荷载;竖向构件包括柱、墙等,其作用是支承水平构建或承受水平荷载;基础的作用是将建筑物承受的荷载传至基础。 明梁是看得见突出的,一般在房中一眼看到的向下突出的暗梁是看不见的,表面上看都是和楼面水平的。只是在布钢筋的时候加进梁的钢筋 一般情况下,一定选择明梁,毕竟明梁的实际支撑作用远大于暗梁。对于大面积应该要加一部分暗梁 但是,要考虑一个地方,梁很厚,尤其在楼梯转角处,要考虑人的头会不会碰撞房间一共做几个梁,明梁还是暗梁,做在什么位置,一定要写清楚根据我对建筑结构的理解,建筑结构设计可分为整体设计和部件设计两部分。

CAD绘图技巧与建筑识图___入门级

CAD绘图技巧与建筑识图 入门级

一、CAD基础知识 二、宿舍楼平面图 三、宿舍楼立面图 四、宿舍楼剖面图 五、建筑行业就业形势论文 第一节AutoCAD的基础知识 CAD是Computer Adide Deignde简称(计算机辅助设计) CAD对我们建筑行业的人来说是非常重要的工具好比我们日常生活中吃饭用的筷子,不管以后是从事设计还是施工、监理等等都要用到CAD。事实论事我们以后进入社会的从事设计的人不会很多,大多数都要从施工做起,要想做好一个好的施工人员识图是必备的能力也是最基本的能力,对于我们刚刚接触建筑行业的人员,只有通过不短的画图联系才能掌握好识图的要领,可能一个施工员不是很会画图纸,但一个会画图纸的施工员必定是一个好的施工员,施工员在工地上是知道施工的人员,这就要求施工员掌握图纸上的每一个细节,建筑CAD就是绘制各种建筑图纸的(建筑施工图、结构施工图、水电施工图等等)所以CAD 应该是我们每一个专业人士应该掌握的技能。 一、安装要求: 为了给CAD一个优越的工作环境。用户的计算机,应采用高档的CPU(最低512的如pentiun133以上的处理器如果性能太低CAD将运行缓慢影响绘图速度,其优越性无法体现CAD安装的时候提供了一个很好的安装向导,可以按照安装向导的操作提示逐步进行安装。 提示:1安装完成后一定要重启计算机才能是配置生效 2拷贝资料是一定要安装程序快捷方式没用一默认般在C盘 3CAD2006的安装序列号:191-75444444(有注册机) CAD2007的安装序列号111-11111111

二CAD的界面组成 三、CAD的基本操作 1灵活的使用鼠标对提高绘图速度和绘图质量有着至关重要的作用,当鼠标在垫板上动时,鼠标的光标会在屏幕上不断的移动,光标所在屏幕上的位置不同,起形状也不同,所代表的含义也就不同,下面是各种光标形状所表示的含义: 光标形状含义光标形状含义 选择目标垂直移动 正常选择水平移动 正常绘图形状上右下移动 输入状态上左下移动 等待符号输入文本符号 应用程序启动任意平移

建筑结构设计不规则性问题的分析 董良

建筑结构设计不规则性问题的分析董良 发表时间:2018-06-15T09:59:12.437Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第1期作者:董良[导读] 建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中,由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响。 山东文孚建筑设计有限公司山东济南 250000 摘要:伴随着我国现代化建筑行业的不断发展,同时其结构空间也得到不断进步,然而在对建筑结构进行设计过程中,不仅只是简单的进行对称的设计,已经开始进行不规则结构设计,针对不规则设计而言,在很多方法依然存在一些问题,并且对建筑结构也存在不良影响。对此在本文中笔者将从建筑结构设计不规则性分类出发,从而提出以下解决建筑结构设计不规则性问题措施,希望能够满足建筑结构稳定性要 求。 关键词:建筑结构设计;不规则性;问题 建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中,由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响,从而导致建筑结构不规则,这对于建筑结构质量或者稳定性造成了严重的影响,因此在今后的建筑结构设计过程中,必须要加强建筑结构设计不规则性问题研究,从而为建筑企业创造更高的经济效益,推动我国建筑行业稳固发展。 1 建筑结构设计不规则性分类 在建筑结构设计中,对于建筑结构的不规则性问题必须采取合理的计算方法以及计算参数,不断优化设计方案,同时加大对于建筑结构的重点部位以及薄弱部位的分析,从而保证不规则结构设计具有合理性,最大程度的提高不规则建筑的安全性以及稳定性。 在进行建筑结构设计时,所表现出的不规则性主要分为两种,即平面结构不规则与竖向结构不规则,首先平面结合不规则是最常见的一种建筑结构设计不规则表现,具体而言主要体现在以下三个方面,①不规则扭转,在对不规则扭转进行判断时,设计者可以从建筑物的弹性水平位移进行判断。②不规则凹凸,在进行建筑结构设计时,设计者可以从建筑物的投影方向以及投影尺寸去进行对凹凸值进行判断,并且在这个过程中要求建筑结构中凹进去的一侧不能小于30%,这样可以防止建筑出现变形。③局部楼板不连续性,关于不连续判断可以从建筑物结构的平面刚度变化或者楼面面积出发。其次是竖向结构不规则,体现在以下四个方面,①不规则倾向刚度,在设计过程中要求不规则设计刚度值要小于70%,并且建筑物本身与周边建筑物的平均刚度值控制在80%以内。②竖向抗侧力构建不连续性,建筑物的竖向结构,抗侧力构建应该注重从水平方向到垂直方向的传递。③楼层承载能力不均匀,这要求设计人员楼层受力程度应该低于80%。④楼层质量不均匀性,也就是和下一层相比,应该高出上一层的1.5倍。 2 解决建筑结构设计不规则性问题措施 2.1 减少偏心距 有数据显示建筑结构之所以会出现扭转与建筑物偏心距有着绝对的关系,并且两种之间呈线性函数关系,因此在进行建筑结构设计时,为了防止出现扭转现象,提升建筑物结构设计规则性,在进行建筑结构设计时,就必须要不断的减少偏心距,这样才能通过线性函数调节,从而使整体的建筑结构更加的平均分布,而减少偏心距的方法有很多种,如通过详细的数据计算,从而对主体结构以及平面空间分布进行调整,并且在设计图纸之中,将建筑结构的重量核心与刚度中心位置进行标注,除此之外,在进行偏心距调节时,还可以采用数据分析的方式,从而对建筑结构刚度进行重新分布,这样可以对核心较远的抗侧力进行调整。 2.2 提高建筑结构抗扭承载力 在进行建筑结构设计时,会受到很多的因素影响,这些因素造成了建筑结构的不规则性转变,因此在进行建筑结构设计时提高建筑结构抗扭承载力就显得越发重要[2]。对此美国IBC规范曾经做出一个这样的调查,其发现在进行建筑结构设计时,每增加一个计算扭矩,地震扭矩也就是质心与刚心不重合时,就会与附加扭矩等比例放大,并且当位移小于等于1.2时,放大系数就会等于1,而当位移大于1.2时,位移系数也会大于1,由此可以看出,在附加扭矩不断增大的过程中,抗承载能力也会不断增加,而这会增加偏心距,而通过上述文章介绍也可以发现,偏心距是导致建筑结构设计不规则的主要原因,因此提高建筑结构抗扭承载力,是可以解决建筑结构设计不规则性问题的有效措施。 2.3 提高建筑物抗震性能 在进行建筑物结构设计时,可以分为主体设计与基础设计两个部分,其中主体设计是建筑结构设计的重点内容,而在进行建筑物主体设计时,绝对不能忽视建筑物边缘构件的设计内容,因此从某个角度分析,建筑结构边缘设计对于建筑结构物的整体质量具有绝对的影响,而通过以往的相关研究中发现,建筑结构抗剪性设计有利于提升建筑边缘结构性能,尤其是当建筑物长期处于非弹性阶段时,当受到地震或者外力作用时,易出现一些偏心问题,从而导致建筑结构出现不规则性,因此在进行建筑结构设计时,能够提升抗震性能,强化建筑物边缘结构设计的抗剪强度,这可以从本质上提升建筑物的抗外力作用,从而发挥出建筑物的弹性作用,满足建筑物规则性要求[3]。 2.4 提高建筑抗侧刚度 在进行建筑结构设计时,提高建筑物的抗侧刚度是有助于解决建筑物结构设计不规则性问题的,并且通过以往的数据调查研究发现,当建筑物主体结构出现扭转效应时,会与自我震动周期出现一个平方值函数关系,利用这种比例关系进行建筑结构设计可以减低建筑结构自我诊断周期,并且消除主体结构的扭转效应,为此在进行建筑结构设计时,应该采用科学的计算调整方法,从而对墙体长度与墙体厚度进行调节,进而使建筑结构刚度远离中心墙体,并且采取边缘装置柱梁的方式,从而对主体结构震动周期进行调整,这样有利于建筑结构刚度值的提升,从而实现改善扭转刚度的目的。 3 总结 在经济建设迅速发展的过程中,建筑行业迅速崛起,在这个过程中对于建筑结构设计要求也在不断的提升,而在进行建筑结构设计过程中,不可避免的会出现一些不规则设计现象,这也为建筑结构设计增添了难度,因此为了能够更好的满足建筑结构合理设计要求,设计人员必须要加大建筑结构设计不规则性问题分析研究,从而不断的提高建筑结构设计的质量,满足建筑结构设计的需求,从而实现建筑结构设计工作的顺利完成,促进建筑行业长远发展。

高层建筑结构设计常见问题探讨

高层建筑结构设计常见问题探讨 摘要:近年来,建筑高度的不断增加, 风格的变化多样,给高层结构设计提出了新的课题和挑战。本文就结构设计中特别要注意的几个问题进行了分析。 关键词:高层建筑; 结构设计;常见问题 一、高层建筑结构设计特点 1 高层建筑结构设计的特点 1.1 水平荷载成为决定因素。一方面,因为楼房自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与楼房高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖向构件中引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;另一方面,对某一定高度楼房来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。 1.2 轴向变形不容忽视。高层建筑中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引起较大的轴向变形,从而会对连续梁弯矩产生影响造成连续梁中问支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大;还会对预制构件的下料长度产生影响,要求根据轴向变形计算值对下料长度进行调整;另外对构件剪力和侧移产生影响,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。 1.3 侧移成为控制指标。与较低楼房不同,结构侧移已成为高层建筑结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加,水平荷载下

结构的侧移变形迅速增大,因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。 1.4 结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言,高层建筑结构更柔一些,在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免倒塌,特别需要在构造上采取恰当的措施,来保证结构具有足够的延性。 二、根据不同类型高层建筑,选择合理的结构体系 2.1结构的规则性问题 新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动,新规范在这方面增添了相当多的限制条件,例如:平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,而且,新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案”。因此,结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。 2.2结构的超高问题 在抗震规范与高规中,对结构的总高度都有严格的限制,尤其是新规范中针对以前的超高问题,除了将原来的限制高度设定为a 级高度的建筑外,增加了 b级高度的建筑,因此,必须对结构的该项控制因素严格注意,一旦结构为 b级高度建筑甚或超过了b 级高度,其设计方法和处理措施将有较大的变化。在实际工程设计中,出现过由于结构类型的变更而忽略该问题,导致施工图审查时未予通过,必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证

探讨建筑结构设计中如何提高安全度

探讨建筑结构设计中如何提高安全度 摘要:本文结合多年的实践工作经验,简要阐述了提高建筑结构设计安全度的关键点,以供参考。 关键词:建筑结构设计;安全度;提高 安全度是建筑结构设计中用来度量结构安全性、适用性和耐久性的的指标,也被称作可靠度。其中,安全性是指建筑物在正常使用情况下能承受如设备机械、家具、人流、自重、气温变化、风雪等外荷载作用,且在地震、台风、火灾等特殊情况发生时,建筑物仍能保持整体稳定、不倒塌;适用性是指建筑物在正常使用情况下能正常发挥其各个部分的使用功能,保持良好的工作性能;耐久性是指建筑物在正常使用情况下能满足设计使用年限,安全使用寿命足够长。因此,要提高建筑结构设计的安全度,不仅要考虑当前我国工程实际和设计人员的业务水平,还要考虑建筑结构设计安全度的功能要求: 一、建筑结构设计安全度概述 建筑结构设计安全度的确定,应在统计学理论及概率论的基础上,对成功的数据进行分析总结,并根据当前设汁及施工技术水平、国家或地区资源状况和经济水平、建筑材料质量等综合考量。但是,在建筑结构设计的实际操作中,很少考虑工程项目所在地的经济条件和资源状况,更多的依靠结构工程师的经验、结构选型、建筑材料质量、目前的施工技术水平等进行综合考虑,这是导致安全系数和工程造价偏高的现象发生的原因之一。 我国目前各地区经济发展程度还存在较大差异、施工平均水平不高、建筑材料质量整体水平交欠缺。在跟国际通行的建筑结构设计规范相比中:混凝土结构设计规范中采用的荷载标准值比国外低,该规范中对安全度的设定相对较低,还是偏于不安全的范畴。 二、提高建筑结构设计人员对安全度的重视意识 建筑结构设计作为一项系统、全面的工作,要求结构设计人员有扎实的理论功底、认真严谨的工作态度以及创新灵活的设计思维。在设计过程中,要结合建筑工程实际,深刻理解规范含义,做到知其所以然,精益求精的设计每一个基本

我对建筑结构设计的认识

我对建筑结构设计的认识 适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的原则。这五个方面各有所重,又互为矛盾,一个优秀的建筑结构设计往往是这五个方面的最佳结合。往往设计人员注意到适用、安全、经济、美观,而忽略了便于施工。有时设计人员为图方便,用偏于安全的简化方法计算,虽然既省事又保证安全,却增加了造价。 结构设计一般在建筑设计之后,“受制”于建筑设计,但又“反制”建筑设计。结构设计不能破坏建筑设计,建筑设计不能超出结构设计的能力范围。结构设计决定建筑设计能否实现,在这个意义上,结构设计显得更为重要。但一棟标志性建筑建成后,往往建筑师便成为了人们心目中的建造者,为了实现该建筑设计而付出辛勤劳动一丝不苟的结构师并不为人们所知。但无论如何,设计一个适用、安全、经济、美观、便于施工的结构设计方案是结构设计人员的责任。 根据我对建筑结构的理解,建筑结构设计可分为整体设计和部件设计两部分。 整体设计包括结构体系的选择,柱网的布置,梁的布置,剪力墙的分布,基础的选型等。 整体设计一般分主体和基础两部分进行。设计人员根据建筑物的性质、高度、重要程度、当地的抗震设防列度、风

力情况等条件来选择合适的结构体系。是采用砖混结构、框架结构、框剪结构、框支结构、筒体,还是巨型框架……选定结构体系后,就要具体决定柱、梁、墙的分布和尺寸等。 在进行主体结构内力计算后,主体结构底截面的内力成了基础选型和计算的重要依据。内力计算一般尽量简化为平面体系来计算,但有时必须采用空间受力体系来计算。无论怎样,内力计算最终是对柱、梁、板、墙和块体这五种部件的计算。也就是说,进行整体设计后,就要进行部件设计。梁和柱一般可看作细长杆件,内力情况与计算体系相符合。单向板可简化为单位宽度的梁来计算,双向板的计算理论也较成熟,异型板的计算就较为复杂,应尽量避免。对于单片的剪力墙,一般把它视作薄壁柱来近似计算,有时要考虑翼缘的作用;对于筒体结构中的剪力墙则要用空间力学的方法来计算。块体不同于梁、柱、板、墙,它在空间三个方向的尺寸都比较大,难以视作细长杆件或简化为平面体系来计算。如单独基础,桩的承台,深梁都是块体,受力情况很复杂,难以精确分析,所以在计算中往往加大安全系数,以策安全。 目前国内结构设计所用的设计方法是概率极限状态设计法,作用效应S必须小于等于结构抗力R,结构要满足强度条件和位移条件。内力计算采用的力学模型一般是弹性模型,要考虑塑性变形内力重分布时,往往是把利用弹性模型

建筑结构设计问答与分析

1、等效荷载 利用荷载效应相等的原则将复杂荷载等效为均布荷载。针对不同的效应会等效出不同的均布荷载,过分追求计算结果的精度意义不大。实际中主要是确定最不利的荷载效应。根据实际设计要求,效应包括内力(剪力、弯矩)和变形(挠度、裂缝)。计算中等效的结果与结构的跨度直接相关,因此等效的结果的应用位置需注意。相同的复杂荷载对于不同的效应会等效出不同的等效荷载,因此不同的结构构件计算时此效应不能通用。另外计算的等效荷载还与结构的边界条件有直接关系。等效荷载只是一种假象荷载,不能追求等效的精度,以满足结构的计算精度要求为宜。 2、汽车荷载 汽车轮压的等效荷载大小与结构的跨度成反比。规范中的汽车等效荷载为直接作用的楼板的荷载,另外考虑了汽车荷载的动力系数。汽车荷载的动力系数与楼板的覆土厚度直接相关,当结构的覆土厚度大于时,结构的动力系数取。计算梁柱时要考虑活荷载的折减系数。 3、消防车等效荷载计算 (1)、等效荷载的大小与板跨(非柱网)的大小有直接关系。 (2)、等效荷载的大小与覆土厚度有直接关系。 (3)、消防车的作业区域应该是消防车能够到达的任何区域。对消防车经 常出现的场所(主要消防通道、消防中心),消防车荷载是一种出现频率很高的荷载,此时应该考虑构件的裂缝和挠度,对消防车不经常出现的住宅小区,可不考虑消防车对构件裂缝和挠度的影响。但要是但考虑经常出现的车辆荷载的影响(一般控制首层地面活荷载不小于5KN/m2)。 (4)、地下是外墙的计算中,《全国民用建筑设计技术措施》中规定:地下 室外墙计算时,室外地面荷载取值不小于10kN/m2,汽车通道还应考虑汽车荷载的影响。 4、抗震设防类别 商业建筑《建筑抗震设防分类标准》规定:人流密集的大型的多层商场抗震分类标准应划为重点设防类。其中人流密集和大型的解释为一个区段人流5000人换算成建筑面积17000m2或营业面积7000m2以上的商业建筑。 这里的一个区段考察的是人员的聚集程度,与建筑的功能区分和区段的出口有关,与结构的分缝没有直接关系。高层建筑中,结构单元内经常使用的人数超过8000人,抗震分类标准应划为重点设防类。这里的结构单元也不是以结构缝作为划分,还是应该以建筑功能和区段划分作为依据。 5、地震动参数 多遇地震参数应根据场地安全评价报告和《抗震规范》合理取用,并不应该小于规范数值,设防烈度和罕遇地震参数应该参考规范数值。一个地区的抗震设防烈度是基本固定不变的,而抗震设防的分类标准时可以调整的。根据地区的抗震设防烈度、场地类别和结构的设防类别确定结构的抗震措施和抗震构造措施。抗震措施是除地震作用计算和抗力计算以外的所

建筑结构设计优化技术应用要点探析 谭善平

建筑结构设计优化技术应用要点探析谭善平 发表时间:2018-01-14T15:50:01.977Z 来源:《基层建设》2017年第29期作者:谭善平 [导读] 摘要:近年来,随着城市规模越来越大,我国的建筑逐渐朝着高层化的方向迈进。 身份证号码:45232719790905XXXX 摘要:近年来,随着城市规模越来越大,我国的建筑逐渐朝着高层化的方向迈进。而项目投资大,建设周期长,对其进行结构优化设计能够有效的减少投资金额。通过调整各构件刚度之间的比例关系,充分利用各构件的受力特点,发挥它们各自的长处,使整体结构达到最优。本文在此从建筑结构设计应用理论出发,对建筑结构设计的具体应用做了详细研究。 关键词:结构;优化技术;剪力墙 前言 高层建筑结构优化设计是我国高层建筑设计与管理中较为重要的一个环节,其主要的目标就是在于提升高层建筑的结构合理性和经济性,需要对各环节均做好分析,涵盖建筑工程的各个方面,通过综合优化来提高建筑工程舒适度、空间应用率以及经济效益等。 一、建筑结构设计优化的意义 面对新时期房屋建筑的结构设计问题,人们更多重视的是建筑结构需要满足一定的安全性和功能要求,同时还应该具备一定的美观性和经济实用性。就建筑工程的施工而言,成本最大的是建筑结构造价问题。因此,需要在保证所有建筑功能特点的前提下对建筑房屋进行合理的设计,最大限度的降低工程施工成本。此外,建筑物的优化设计还能够满足社会经济发展的需要,实现建筑物的功能性和安全性。 二、建筑结构优化设计应用的理论 建筑结构优化应用有两方面的作用,一是在建筑分部结构的优化设计方面的作用,二是在房屋工程结构总体的优化设计方面的作用,两者都有细分,例如结构总体的优化设计囊括了总体方案优化设计和细部结构方案的优化设计等,从另一方面讲包含了形体结构选型、布置、机构体的受力分析、建筑整体造价分析等项目。在建筑结构优化的实际应用中,可以根据使用简单、应用方便的原则,对建筑工程进行结构优化设计,在建筑结构设计过程中,要满足设计意图、平面布置规则、整体形态对称原则、质量中心和刚度中心整体布局原则、建筑物水平荷载作用等一系列问题,做到在理论上为实践提供前提、提供理论基础,做好准备工作。 三、建筑结构设计优化的几个具体应用 1、整体布局优化 应从结构优化设计的全局观念出发,利用结构设计中的点、线、面,确定建筑结构设计的总体布局,处理好点、线、面之间的架构关系,借助于材料的选用、构件的布置,充分发挥单个构件与整体结构的配合与协调,使之能实现最佳受力状况,既实现整体结构良好的承重力、刚性与延展性,也实现单个构件的最大化与最佳化利用,保证达到建筑设计的国家质量标准,实现建筑功能性、安全性与经济性的多重目标。 2、地基基础结构设计优化 地基基础的结构设计优化首先要选择合适的方案,如果为桩基础,那么要根据现场地质条件选择桩基类型,尽量节省造价。桩端持力层对灌注桩桩长的选择影响很大,应多进行比较以确定最合适的方案。 独立基础设计荷载取值的优化。钢筋混凝土多层框架房屋多采用柱下独立基础,当地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层时,不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋或荷载相当的多层框架,可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。但这些房屋在基础设计时应考虑风荷载的影响。因此,在钢筋混凝土多层框架房屋的整体计算分析中,必须输入风荷载,不能因为在地震区高层建筑以外的一般建筑风荷载不起控制作用就不输入:另一种情况是.在设计独立基础时,作用在基础顶面上的外荷载柱脚内力设计值,只取轴力设计值和弯矩设计值,无剪力设计值,或者甚至只取轴力设计值。以上两种情况都会导致基础设计尺寸偏小,配筋偏少,影响基础和上部结构的安全。 3、结构细部设计优化 进行建筑结构的设计优化,不但要关注整体设计,也应该对各个细部结构部件的设计给予重视,比如进行现浇板的设计时,为了达到去除拐角裂缝与结构受力均匀的目的就需要将异形板划分为矩形板。对于建筑结构底部的框架抗震墙的钢筋配置通常较大,如果在材料选用上使用冷轧带肋钢筋则能够适当减少钢筋配置,从而更加便于施工和达到控制工程造价的目的。 4、剪力墙结构优化设计 (1)连梁优化设计 在高层剪力墙结构中,连梁是一项关键的耗能构件,其剪切破坏将对结构抗震产生极为不利的影响,并会极大地降低结构体系的延性。因此在高层剪力墙结构的优化设计过程中,一定要注意对连梁进行强剪弱弯的验算,以保证连梁的剪切破坏晚于弯曲破坏。对于人为加大连梁纵筋的操作一定要慎之又慎,因为这样就有可能无法满足强剪弱弯的要求。 在住宅结构设计时,一般情况下不宜采用大刚度的窗下墙作为连梁,而宜将连梁设计成为截面、刚度较小的弱连梁。同时,在满足结构刚度与变形要求时,应从经济角度与抗力、变形方面综合考虑,合理布置抗侧力构件。 (2)结构延性设计 剪力墙结构有自身的特性,只有掌握了长处与短处,才能正确发挥好设计优化,保证剪力墙结构合理。在建筑设计中,剪力墙主要由整体墙、整体小开口墙和联肢墙三种形态。整体墙受力较大,要加大底部截面组合设计,提高或加大配筋率;联肢墙是连梁连接起来的剪力墙,联肢墙破坏形态以强墙肢弱连梁为宜,塑性变形和耗能能够进行分散。 要想从根本上避免脆性破坏,一定要限制墙肢或连梁平均剪应力与混凝土轴压比系数,做到设计值符合工程要求。一、二、三级剪力墙轴压比超过一定数值,必须设置约束边缘构件,这样才能确保结构的安全。 5、抗震优化设计 应结合建筑工程等级,在保证结构整体合理的基础上,尽可能多的设置抗震防线,对于抗震结构体系说来,其由若干个延性良好的分体系组成,并与延性优良的结构构件来连接进行协调工作。基于地震余震特点,在对建筑抗震结构进行优化设计时,还应保证抗震结构体系由最大可能数量内部、外部冗余度,并建立一系列分布屈服区,并保证主要构件具有较高的延性与刚度,提高对地震作用力的吸收与消

关于高层建筑结构设计的探讨

关于高层建筑结构设计的探讨 摘要:随着社会的不断进步和科技的不断发展,高层建筑越来越广泛的出现在城市建设中。在高层建筑结构设计方面出现了新的发展和变化。本文主要阐述了某高层建筑结构体系及其地基基础设计、结构计算结果分析,最后针对高位转换的加强措施进行分析论述,仅供参考。 关键词:高层建筑,结构设计,措施 1工程概况 该工程总建筑面积65182m2,主塔楼地面以上84米,共25层(1~6层为裙房),其中1~6层为商业用房,层高4.2~5.5米,7层为住宅会所,8至25层为住宅,层高2.9米。塔楼平面为U形。地面以下为两层地下室,底板顶面标高为-8.7米,地下室主要用于设备用房和小汽车库,其中地下二层为平战结合六级人防地下室。 本工程各土层(岩层)从上至下划分为:①人工堆积层:以素填土为主,平均厚度2.57米;②耕土层:主要成份为粘质粘土或粉土平均厚度1.6米;③冲积层:以粉土为主,局部夹有粉砂和中砂,平均厚度1.79米;④残积土:以粉土为主,平均厚度4.34米;⑤全风化岩:岩石已风化成粉土或粉质粘土平均厚度1.4米;⑥强风化岩:岩芯多呈半岩半土状,平均厚度2.67米:⑦中风化岩:以褐红色粉砂岩为主,局部夹微风化岩,层厚1.5~9.4米,平均厚度5.73米;⑧微风化岩:以砾岩为主,部分为粉砂岩,顶部埋深13~23.3米。 本工程基本风压值Wo =0.5KN/m2,按7度近震设防,Ⅱ类场地。 外墙及分户墙为190厚砌块,内隔墙为120厚砌块,砌块容重为13kN/m3。2结构体系及其设计

经综合分析和技术经济比较,本工程主塔楼及裙房均采用框架—剪力墙结构体系,裙楼竖向结构由电梯井筒、落地剪力墙及框架组成;主塔楼竖向结构由电梯井筒、剪力墙肢、短肢剪力墙组成。根据使用功能需要, 将主塔楼四周框架柱在7层以上转换为短肢剪力墙,第六层设梁式转换层。抗震等级按高层建筑正常提交一级采用:剪力墙取为一级,框架采用一级。 由于转换层高度受限制,为减小转换梁截面尺寸,改善结构的受力性态,经与建筑设计配合,尽量使短肢剪力墙一端支承在框支柱上,使得短肢剪力墙与转换梁协同工作,减小转换梁单独工作时的应力集中。 表1 墙柱截面取值及其变化层次 表2 砼强度等级取值及其变化层次

建筑结构设计计算步骤探讨

新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充,特别是对抗震及结构的整体性,规则性作出了更高的要求,使结构设计不可能一次完成。如何正确运用设计软件进行结构设计计算,以满足新规范的要求,是每个设计人员都非常关心的问题。以SATW软件为例,进行结构设计计算步骤的讨论,对一个典型工程而言,使用结构软件进行结构计算分四步较为科学。 1.完成整体参数的正确设定 计算开始以前,设计人员首先要根据新规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述,以及工程的实际情况,对软件初始参数和特殊构件进行正确设置。但有几个参数是关系到整体计算结果的,必须首先确定其合理取值,才能保证后续计算结果的正确性。这些参数包括振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本周期等,在计算前很难估计,需要经过试算才能得到。 (1)振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。该值取值太小不能正确 反映模型应当考虑的振型数量,使计算结果失真;取值太大,不仅浪费时间,还可能使计算结果发生畸变。《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13-2 条规定,抗震计算时,宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应,振型数不宜小于15,对多塔结构的振型数不应小于塔楼的9 倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。一般而言,振型数的多少于结构层数及结构自由度有关,当结构层数较多或结构层刚度突变较大时,振型数应当取得多些,如有弹性节点、多塔楼、转换层等结构形式。振型组合数是否取值合理,可以看软件计算书中的x, y 向的有效质量系数是否大于0.9 。具体操作是,首先根据工程实际情况及设计经验预设一个振型数计算后考察有效质量系数是否大于0.9 ,若小于0.9 ,可逐步加大振型个数,直到x,y 两个方向的有效质量系数都大于0.9 为止。必须指出的是,结构的振型组合数并不是越大越好,其最大值不能超过结构得总自由度数。例如对采用刚性板假定得单塔结构,考虑扭转藕联作用时,其振型不得超过结构层数的3 倍。如果选取的振型组合数已经增加到结构层数的3倍,其有效质量系数仍不能满足要求,也不能再增加振型数,而应认真分析原因,考虑结构方案是否合理。 (2)最大地震力作用方向是指地震沿着不同方向作用,结构地震反映的大小也各不相同,那么必然存在某各角度使得结构地震反应值最大的最不利地震作用方向。设计软件可以自动计算出最大地震力作用方向并在计算书中输出,设计人员如发祥该角度绝对值大于15 度,应将该数值回填到软件的“水平力与整体坐标夹角”选项里并重新计算,以体现最不利地震作用方向的影响。 (3)结构基本周期是计算风荷载的重要指标。设计人员如果不能事先知道其准确值,可以保留软件的缺省值,待计算后从计算书中读取其值,填入软件的“结构基本周期”选项,重新计算即可。 上述的计算目的是将这些对全局有控制作用的整体参数先行计算出来,正确设置,否则其后的计算结果与实际差别很大。 2. 确定整体结构的合理性 整体结构的科学性和合理性是新规范特别强调内容。新规范用于控制结构整体性的

读书笔记之建筑结构设计快速入门

P24 1.1.3如何初估各种结构构件的截面尺寸 主动记忆一些常识性的工程数据,比如梁板的跨高比,剪力墙墙厚,平时注意积累分析,多问多算,大工程做细,小工程做精。 1.1.3熟记民用建筑设计荷载 (1)多高层住宅楼(商品房),二次装修改造的荷载,落棉荷载一般取值2.0kN/m2。 (2)3个2.0kN/m2 楼面做法自重(2.0kN/m2)轻质隔墙自重(2.0kN/m2)活荷载取值(2.0kN/m2) 2.0 2.0 2.0 左右,与实际不会有太大出入;对于屋面活荷载,不上人时0.5 kN/m2,上人时为2.0 kN/m2。 1.2.3 “次要让位于主要”的原则—明确哪些钢筋的位置对结构设计来说更重要 1.3.1 钢筋的三种连接方式—焊接、搭接、机械连接“孰优孰劣” 对于结构重要的部位,《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)规定钢筋的连接宜采用机械连接,而之前规范规定为焊接,改的原因是焊接会使被焊钢筋变脆,在抗震的重要部位,反而变成了“最坏”的做法。 机械连接分为邓强连接和不等强连接,I级为等强连接,II、III级则为不等强连接,主要是针对“钢筋接头处的强度是否大于钢筋母材强度”而言的。 设计可依据《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJ 107-2003)中相关的规定,选择与受力情况相匹配的接头。 I级接头:套筒挤压、镦粗接头、剥肋滚螺纹。 剪力墙之水平与竖向分布筋,因钢筋较细,不是抗震的关键部位,适合采用搭接的方式,

不宜采用机械接头。 搭接接头应满足: (1)选择正确的搭接部位; (2)有足够的搭接长度; (3)搭接部位的箍筋间距加密至满足要求。 (4)有足够的混凝土强度与足够的保护层厚度。 如能满足这4款要求,搭接是一种比较好接头方式,而且往往是最省工的方法。但其缺点: (1)在抗震构件的内力较大部位,当构件承受反复荷载时,有滑动的可能; (2)在构件钢筋较密集时,采用搭接方法将使浇捣混凝土较为困难。 当受拉钢筋直径大于28mm,受压钢筋直径大于32mm时,不宜采用搭接。

对建筑结构设计常见问题探讨

对建筑结构设计常见问题探讨 发表时间:2018-11-09T17:57:33.430Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第19期作者:秦浩 [导读] 设计工作需要由多工种多专业合作共同完成,因此结构设计工作不是孤立的。 山东建大工程鉴定加固研究院山东济南 250000 摘要:结构设计简而言之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,包括竖向和水平的承重及抗力体系。把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。 关键词:房屋建筑;结构设计;常见问题 设计工作需要由多工种多专业合作共同完成,因此结构设计工作不是孤立的。在设计方面,就需要与建筑设计或工艺设计、设备设计及建筑经济等工种紧密配合;在设计以外,它又跟很多专业,如结构材料、施工技术、分析理论和计算工具、检测手段等密切相关,因此,要提高结构设计水平,除做好自身工作以外,不管是正常的设计工作或者科学研究,都要取得这些工种与专业的支持。不要把结构设计工作自闭起来,应该认识到它的成果或者提高是与其他工种和专业的支持分不开的。 1.地基与基础方面 1.1对于独栋或单体数量较少的住宅,建设单位能委托地质勘察单位进行详细的地质勘察,能为工程设计提供较为详细的勘察技术资料,而成片的多层房屋建筑往往因为地勘费用的问题,地勘单位的探点不能严格按照有关技术要求布置,多栋建筑单体参考一个探点,使得实际的地质情况与地勘报告相差较大。地基与基础设计要做到合理、安全适用,设计人员必须依据详细、真实的地质勘察资料。 1.2软弱地基处理一般采用级配砂石换填,仅仅简单提出换填深度和最终地基承载力的要求,在技术上只是草草写上严格执行《地基处理规范》,而没有针对具体的建筑物画出详细的开挖边线,如轴线变化处,突出凹进墙体部分的开挖边线等,也没有明确砂石换填的应力扩散角具体数值。因此很多工程在地基基础施工中,不能切实有效地做好地基处理。 1.3在基础设计中,对于混凝土独立基础、筏板基础、条形基础,节点设计、构造设计中往往不明确应采用的具体技术参数,如锚固长度搭接长度是采用抗震的还是非抗震的,造成具体实施阶段的扯皮现象 1.4在高层混凝土结构的主体结构设计中,往往梁柱混凝土的等级差别较大,那么在梁柱节点处混凝土怎么进行处理,在设计图中往往不作清楚地技术交底。梁柱节点本身就是个受力复杂的节点,而由于设计缺陷,造成此部位成为一个薄弱点。 2楼板设计常见问题 2.1设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足,简单地将双向板作用按单向板进行计算。使计算假定与实际受力状态不符,导致一个方向配筋过大,而另一方向配筋不足,致使板出现裂缝。 2.2楼板承受线荷载时弯矩计算问题。在民用建筑中,常在楼板上布置一些非承重隔墙,故楼板设计中,通常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后,进行楼板的配筋计算。有些设计人员图省事,错误地将隔墙的总荷载附以该板块的总面积。这样会造成非承重隔墙分布宽度内配筋量不足,而此板块其它部分配筋过大,这样隔墙处楼板会出现裂缝。 2.3双向板有效高度取值偏大。双向板在两个方向均产生弯矩,由此双向板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放,短跨方向的跨中钢筋应放在下面,长跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面,计算时应用两个方向的各自的有效高度。一般长向的有效高度比短向的有效高度小 d(d 为短向钢筋的直径)有的设计者为图省事或对板受力认识不足,而取两上方向的有效高度一致进行配筋计算,致使长跨有效高度偏大,配筋降低,致使结构构件存在的质量隐患,甚至出现开明缝的现象。 3楼层平面刚度的问题 一些设计在缺乏基本的结构观念或结构布置、缺乏必要措施时,采用楼板变形的计算程序。结构设计存在着结构不安全或者某些部位或构件安全储备过大等现象。为了使程序的计算结果基本上能反映结构的真实受力状况,而不致于出现根本性的误差,设计时应尽可能将楼层设计成刚性楼面。要做到这一点,首先,应在建筑设计方案阶段就避免采用楼面有变形的平面,比如楼层大开洞、外伸翼块太长、块体之间成“缩颈”连接、凹槽缺口太深等。其次,要从结构布置和配筋构造上给予保证,对于使用功能确实必需的,或者建筑效果十分优越的建筑设计,如果其平面无法完全符合刚性楼板的假定,那么在结构设计时,可以通过增设连系梁板、洞口边加设暗梁边梁、提高连系梁板或暗梁边梁的配筋量、采用斜向配筋或双层配筋形式等方法,尽量满足刚性楼板的基本假设,或者弥补由于不是绝对的刚性楼板假定而产生的计算“误差”。 4砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用 在砖混结构中,构造不但能够提高墙体的抗剪能力,而且构造柱与固梁联结在一起,形成对砌体的约束,这对于限制墙体裂缝的开展,维持竖向承载力,提高结构的抗震性能有着重要的作用在当前结构设计中,构造柱经常被作为承重柱使用,这种作法将引起以下几个问题。 4.1构造柱作为承重柱使用后,使得构造柱提前受力,这不但会降低构造柱对彻底的拉结和约束作和,而且结构一旦遭遇地震作用时,在构造柱位置必然形成应力集中,首先破坏这样构造柱不但起不到其应有的作用,反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。 4.2构造柱一般生根于地圈梁中,没有另设基础,构造柱兼作承重柱使用后,柱底基础的抗冲切、抗弯部及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压被出现裂缝。本文建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁上荷载和跨度都比较小时,构造柱也可布置于梁下,但此时必须按不考虑构造柱作用来验算下墙体的局部承压和抗弯强度。经验算满足,方可在粱下布置构造柱。 5承重柱截面高度设计过小 这种情况多发生于六度抗震设防区。一些结构设计人员误认为六度设防就是不设防,为受力分析方便,他们故意把柱子的截面高度设计得过小,使梁柱的线刚度比加大。把梁简化为铰支梁,梁柱按轴心受压计算。这种做法虽然易于进行结构受力分析,但却给房屋结构埋下了隐患。因为,这样做忽略了梁柱间的刚结作用,加之柱截面的配筋都较小,结构一旦受力后,柱顶抗弯刚度必然不足,从而柱子在梁底附近将会出现一条或多条水平裂缝,形成塑性饺。这样在正常使用情况下,柱子已开始带铰工作。这不但影响了房屋的耐久性,而且也常常引起用户的恐惧心理。更为严重的是,这样的结构一旦遭遇地震作用,将会倒塌,这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。

分析建筑结构设计中的常见问题及其应对措施

分析建筑结构设计中的常见问题及其应对措施 发表时间:2016-08-22T13:42:43.237Z 来源:《低碳地产》2015年第11期作者:谷峰云 [导读] 由于市场经济的高速运行,人们的物质生活水平得到了显著的提高。 信阳市水利勘测设计院 【摘要】由于市场经济的高速运行,人们的物质生活水平得到了显著的提高,特别是在工程建筑工作中,针对相关建筑项目的结构设计问题也提出了更深层次的要求。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。本文对建筑结构设计的方法进行了分析总结,并详细分析了建筑结构设计中存在的问题,希望相关研究工作可为设计师提供一定的帮助。 【关键词】建筑结构设计;问题;应对措施 1.引言 近年来,社会不断发展前行,人们生活水平日益提高,生活环境也不断改善,建筑工程的规模也在不断攀升,人们对建筑结构质量的要求也越来越高。在建筑的设计中,结构设计是一个关键的环节,也是一项复杂、全面并且系统的工作,需要加强对其的重视,认真分析结构设计中的问题,并采取有针对性的措施来保证结构设计的合理性,保证建筑的整体质量,同时,做到美观、经济和适用。但现阶段,在我国建筑结构设计的过程中仍然存在着诸多的问题,特别是使用最多的框架结构建筑存在许多令人不满意的缺陷。此外,现代化的建筑结构设计理念较之前并没有较大的突破,工程人员只是单纯凭借单一的设计模式来建筑项目构建,在一定程度上极大地限制了建筑项目的设计质量。因此,分析建筑结构设计过程中所出现的问题,探讨其解决方案对保障建筑结构质量、安全等意义重大。 2.建筑结构设计 2.1建筑结构分类 建筑物有各种不同的使用功能要求,建筑结构按照不同的划分标准具有不同的划分形式。建筑结构的分类具体如下:(1)根据建筑物的层数,可以分为单层、多层、高层和超高层建筑;(2)依据建筑物的实际使用性能进行划分:工业建筑与民用建筑;(3)建筑物可以根据其结构形式进行划分:框架结构、排架结构、筒体结构、剪力墙结构等;(4)建筑物根据所使用的结构材料可以分为:砌体结构、木结构、钢结构、混凝土结构和混合结构等。 2.2建筑结构设计的原则 适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的基本原则。建筑物的设计应该从实际出发,在满足建筑物各项功能要求的前提下,必须综合运用有关技术知识,确保结构的坚固、安全。在进行建筑构造设计时,应该改变传统设计师浮夸的设计理念,力求做到建筑物符合用户的实际需求。此外,还要通过科学的设计方案,节省投资方的资金投入。同时,应该适当融合国内外的美学原理,使建筑物具有一定的观赏性。 2.3建筑结构设计 建筑结构是一个建筑物发挥其使用功能的基础,结构设计是建筑物设计的一个重要组成部分,主要包括以下四个过程:方案设计→结构分析→构件设计→绘施工图。 3.建筑结构设计中的常见问题 3.1 建筑结构设计中地基设计存在的具体问题 在工程结构的建筑设计工作中,地基和基础的建筑构造通常是工程人员比较关注的工程建设问题,在此基础上由于地基构造是制约工程后期质量的关键要素,所以地基基础建设对提高整体建筑质量具有相当积极的推进作用。建筑结构设计中地基设计所存在的具体问题主要表现在以下两个方面:(1)地基设计过程中忽视了地基沉降的问题:现如今,在建筑地基结构设计的过程中,地基沉降问题很容易被忽略,建筑物地基沉降可以导致建筑物上部结构出现裂痕,更甚者可以导致地基破坏。地基质量一旦出现问题,将严重威胁建筑结构的安全性能,对居民的正常使用造成威胁;(2)建筑结构设计中对地基埋设所进行的设计不够合理:在现实的基础地基设计中高层建筑基础有效埋置深度不足的问题非常普遍,建筑地基作为承受建筑结构物荷载的岩体埋设深度不符合建设标准,将严重影响到地基的有效承载能力,严重威胁了建筑结构的安全性能。 3.2建筑框架结构设计不合理 建筑结构设计不合理主要表现在以下几个方面:(1)在进行结构设计时,只关注横向设计,而忽略了纵向框架设计,影响建筑物的使用性能;(2)框架梁端截面的底层纵向受力钢筋和顶层的纵向受力钢筋配筋量的比值不符合规范要求,这种设计方式不仅影响建筑工程质量,降低建筑物的安全性,更为严重的是,一旦发生地震,很可能会引起房屋倒塌;(3)在建筑结构设计中,承重柱的截面设计高度过小;(4)连梁全长箍筋设计没有按规定的构造方式对两端进行加密处理;(5)连续梁的设计问题,一般在进行建筑结构设计时,往往会把连续梁按照单梁来设计。 3.3建筑上部结构的设计所出现的问题 上部结构设计中所存在的问题主要表现在以下几个方面:(1)现浇混凝土强度等级:现浇框架结构设计时,根据结构中梁、柱、板的受力特性,常常将它们设计为不同的混凝土等级,但是在浇筑一块楼板的四周设置施工缝时,由于混凝土等级不同,造成施工工艺不当;此外,在同一平面内浇筑不同的混凝土既增加了框架结构的施工难度,又会增加施工管理的难度,并且使高强度混凝土浇筑了低强度混凝土区域,既造成了混凝土的浪费,又造成了建筑结构的安全隐患;(2)钢筋混凝土保护层厚度:混凝土保护层的厚度直接影响着混凝土构件的耐久性,如果主梁、楼板、次梁交叉处的钢筋分布不当,使得楼板负筋一侧的保护层厚度不足,影响到整个工程结构的强度、稳定性。 4.建筑结构设计所出现问题的解决措施 4.1地基结构设计优化 在具体的设计过程中设计工作人员应针对施工的具体环境,对天然地基与人工的地基的沉降量进行科学的估算,并在施工过程中对建

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