房屋建筑结构设计范文
时间:2023-07-13 17:31:21
导语:如何才能写好一篇房屋建筑结构设计,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
中图分类号:TB482.2文献标识码:A 文章编号:
1 连续梁按单梁结构设计中存在的问题
这种将连续梁当作单梁来进行设计的情况大多发生在房屋建筑的阳台边梁设计当中,这是因为边梁的荷载能力比较小,所以往往难以获得应有的设计重视,而设计者为了能够使房屋建筑的受力分析更加方便,就会狭隘的将连续梁当作单梁来展开相关的设计工作。而这样的行为直接的违反了房屋建筑结构设计的本质,从某种程度上混淆了房屋建筑的连续梁与单梁,并且造成房屋建筑质量上的问题,比如说会引起梁上部出现受拉力影响而造成的竖向裂缝。不仅如此,如果房屋建筑的边梁长度过长,还会引发更为严重的质量问题,因为阳台上的边梁是直接暴露在室外的,而室外环境的变化会直接造成对边梁的影响,比如说梁会因此而产生收缩应力造成房屋建筑的裂缝等等,从容降低了整个建筑工程的安全系数,直接的影响到建筑的安全使用。
2 楼板结构设计中存在的问题
楼板是房屋建筑工程结构设计中的重要内容,是划分建筑空间、层面的关键,不仅如此,楼板的存在能够将建筑的荷载有机的传递给建筑的墙、梁,从而形成稳固的、安全的房屋建筑承载系统。正是因为这样,必须做好对房屋建筑结构楼板的设计工作,因为这不仅仅关系到施工过程中的安全,更影响到建筑建成后的使用以及安全,如果在展开工作的过程中,没有对细节做好考虑,那么就会出现质量上的问题,从而为建筑工程埋下安全隐患。就目前的现状来看,楼板结构设计中的常见问题包括了以下几点:①双向板的有效高度取值过于偏大;② 板承受线荷载的时候弯矩计算出现问题;③ 在设计的过程中为了计算方便或者是因为对楼板受力状态的认识不足,简单的将双向板作用按单向板作用进行计算。
3 地基结构设计中存在的问题
地基是房屋建筑的基础,特别是对于高层建筑来说,地基的好坏直接的关系到整个房屋建筑工程能不能够获得顺利的展开以及顺利的完成,正是因为这样,房屋建筑结构设计中的地基设计必须全面的做到合理、适用以及安全,这样才能够从根本的基础上保障建筑工程的施工以及后续工作的展开,也才能够从本质上确保整个工程的质量。就现状来说,地基结构设计过程中存在的常见问题包括了以下几点:①对于房屋建筑工程的中柱、基础以及梁的负荷没有严格的按照具体的规范乘以折减系数;②没有正确的认识到软弱地基的危害,不仅仅没有展开相应的设计工作,甚至没有进行严密的科学计算,仅靠自身的经验来处理。
结构工程师在设计方案时,通常都会把地基与基础设计作为一项重点工作,这是因为一方面,该阶段设计过程的好与坏决定了后期设计的设计模式,另一方面,地基基础会影响到整个工程的造价。所以,如果在这一阶段,任何设计方面的纰漏都可能造成无法估量的经济损失。
在地基基础设计中,要认真对待地方性规范的问题。我国土地面积大,地质条件比较复杂,如果仅以国家出台的《地基基础设计规范》为标准,它并不能把全国各地的地基基础多囊括进去,也不可能对每个地区的地基基础都进行明文的规定,地方地基基础设计规范标准是建立在国家标准之上的,它根据当地的实际地形,结合一些成熟的经验描述,针对性的各地方的地基基础类型和设计处理方法都进行了详细的规定。因此,结构工程师在进行地基基础设计前,要了解地方的规范,把握好地基基础设计的方向。
4 板一柱结构设计中存在的问题
板一柱结构的节点连接非常薄弱,不利于抗震。如某高层建筑,设计采用板一柱抗震墙结构(中央为核芯筒,四周为板柱结构),设计层数达到21层,房屋高度超过75m。显然该工程设计的承重结构选型是不合适的。
5 异形柱结构设计中存在的问题
近年来,在我国的住宅建设中,特别是高层或小高层住宅,有些采用了异形柱结构。由于缺少相应的设计依据和规定,目前在异形柱结构设计中存在的问题很多,也比较突出。异形柱在低周反复荷载作用下,受粘结破坏的影响,受剪承载力比单调荷载作用下降低。试验表明,在反复荷载的施加作用下,异形柱会出现弯剪裂缝,随后存腹板内出现粘结裂缝,裂缝沿柱高进一步发展,混凝土保护层剥落,部分纵筋、箍筋,纵筋与混凝土间出现相对位移,翼缘与腹板纵筋问混凝土酥裂,丧失承载力。
另外,其存在的问题还表现在异形柱结构房屋的高度超高、结构布置不合理、体型小规则、抗震构造措施不当等方面。因此,在设计异形柱结构时,对房屋高度、结构规则性及抗震措施等方面,应严格把关。
应当说,目前国内对异形柱的受剪承载力、节点承载力和结构延性等方面的试验研究还不多,对异形柱结构抗震性能的认识还不够充分。在这种情况下,设计异形柱结构时,对房屋高度、结构规则性及抗震措施等方面宜从严掌握。
6 伸缩缝结构设计中存在的问题
对于超长建筑物,为减少温度变化对结构的不利影响,合理地设置伸缩缝是必要的。有些设计人员提出用后浇带代替伸缩缝,我认为此种做法并不一定妥当因为后浇带仅能减少混凝土材料干缩的影响,不能解决温度变化的影响。后浇带处的混凝土封闭后,若结构再受温度变化的影响,后浇带就不能再起任何作用了。对于不能或不便设置温度伸缩缝的超长结构,除留设施工后浇带外,还应采取其它构造加强措施,如加强顶层屋面的保温隔热措施,对受温度变化影响较大的部位适当配置直径较小、间距较密的温度筋,或采用预应力混凝土结构等。
地下室结构宜尽量不设缝。有些设计人员常在高层建筑地下室与裙房地下室之间设置沉降缝,这虽可解决两者间的差异沉降问题,但地下室设缝会带来一系列的问题,如地下室底板和外墙在沉降缝处的节点处理非常复杂,施工困难,易出现渗漏水等质量问题,另外还常会导致高层部分的基础有效埋深不足。因此,对地下室结构宜尽量不设缝,而采取其它技术措施来解决差异沉降问题,如采用桩基,使绝对沉降和差异沉降控制在允许范围内,或在主裙楼之间留设施工后浇带,待主楼封顶后再连成整体。
地下室埋于土中,建成后受温度变化的影响相对较小,因此对长度较长的地下室可采取留设后浇带、采用补偿收缩混凝土、局部提高配筋率等措施来解决混凝土干缩和温度应力的影响。地下室底板和外墙的混凝土强度等级不宜太高。目前普遍采用商品混凝土,一般来说,混凝土强度等级越高,水泥用量越大,混凝土的收缩量也越大。对需要抗震设防的建筑,其伸缩缝、沉降缝的宽度均应符合防震缝宽度的要求。
4 转换层的设计
转换层结构的功能主要是在结构转换的楼层设计水平转换构件,使得整个建筑符合其使用功能。因在建筑物中设置转换层可使其竖向刚度发生突变,降低了结构的抗震能力,为了防止这种情况的出现,应遵循以下设计原则:在设置转换层时,应尽量选用直接落地的竖向构件,因为需结构转换的竖向构件能够引起刚度突变,影响结构的抗震能力;另外,应在高层建筑竖向位置较低的地方设置转换层结构,把握宜低不宜高的原则;对转换层结构进行优化,保证选用的换层结构型式具有明确的传力路径,有利于结构分析设计和保证施工量;转换刚度不可过大,在考虑建筑物安全和经济的前提下,坚持宜小不宜大的方法。
篇2
1.1在房屋建筑施工过程中对房屋建筑结构设计的履行力度不足设计是为了更好的施工,但是在我国的房屋建筑施工过程中,明显存在着轻视房屋结构设计的现象,对于房屋结构设计,建筑商更偏向于经验型的建筑技巧,因此对于房屋结构设计产生轻视的情况,导致建设出的房屋不符合设计要求,房屋建筑的潜在问题较多,致使房屋在使用过程中出现大量的问题,影响我国房屋建筑行业的整体建筑水平。
1.2在房屋建筑结构设计图纸中对布局分布不合理只有房屋结构设计趋近于规范,房屋在实际建设过程中才能实现合理布局,房屋结构设计布局中包括建筑的外形构造,受力结构布局,最大承载力布局等,由于影响结构布局的因素过多,导致房屋建筑结构设计不规范,房屋结构布局不合理,影响了房屋的正常建筑水准。这主要因为房屋结构设计人员在设计前对房屋结构布局的思考不足,对房屋建筑条件的认识不够,致使房屋建筑工程中布局规范性较差。
1.3房屋建筑中变形缝的设计不够重视在房屋建筑工程中,考虑到房屋所处位置的气候环境因素,以及当地的冷热差,要在房屋设计中加入变形缝的项目,以免因温度变化造成房屋出现损伤,对于变形缝宽度的计算与设计,是考验房屋建筑结构设计工程师专业素质的一项难题。现如今我国部分房屋结构设计师习惯在设计过程中忽略变形缝的重要性,而选择在施工过程中用后浇带来解决变形缝的问题,后浇带虽然有一定的效果,但是在房屋的使用过程中寿命较短,而且不能进行二次修复,与变形缝相比,使用价值较低。因此房屋建筑结构设计工程师要加强对变形缝的认识,进行精准的变形缝设计。
2探究加强房屋建筑结构设计的对策与措施
2.1在房屋建筑施工前进行严密的房屋结构设计在房屋建筑的具体施工前夕,需要进行专业的房屋建筑结构设计,要对房屋建筑地点的地形及地貌进行勘探,对当地的岩层及水文情况也要做到了解与把握,对地质的特殊问题要进行避免与修正,保证房屋建筑结构设计的严密性,使房屋建筑结构设计图纸对施工能够产生巨大帮助,推动接下来的房屋建筑施工的有条不紊。对于房屋建筑工程师来说,一份好的结构设计是完美建筑的基础,是其建筑设计专业素质的最好体现,在进行施工前的结构设计有利于房屋施工的顺利进行,对我国房屋建筑结构设计技术的发展也有着帮助。
2.2注重在房屋建筑施工过程中对房屋结构设计的实现在房屋建筑施工过程中不注意按照结构设计图纸进行施工,是房屋建筑建设施工中的重大问题之一,在我国的房屋建筑结构设计施工图纸中,对建筑施工的技术标准与水平都有严格的界定,但是现如今在我国房屋施工过程中并没有做到严格执行房屋建筑结构设计图纸的要求,需要严格管理在房屋建筑施工过程中的设计图纸的实现,加强在施工过程中对房屋结构设计的监督,保证房屋建筑图纸的最优效果。
3结论
篇3
关键词:房屋建设;结构优化;优化技术;应用
随着现代经济的快速发展,人们的生活水平在不断提高,这也使得人们对居住环境的要求不断提高。建筑面积大的,外形美观的房屋受到热烈的欢迎。随着建筑面积的加大,工程的投资就会不断加大,如何降低施工成本,优化机构设计是目前的研究重点。在不降低工程质量的同时满足美观和面积的需求就必须对结构进行优化。房屋结构优化主要指两方面:一是房屋的整体设计的优化;二是内部细节的优化。计算机技术的出现给结构优化技术带来了新生机。
1.房屋建筑结构优化技术的内容
在使用优化技术之前首先要对房屋建筑结构优化的内容进行了解。房屋建设最重要的是安全和使用年限,在质量得到保证的前提下就要考虑房屋的结构设计,这个结构在设计上要求经济合理。对结构设计经济合理的要求就体现在结构设计的优化上。结构设计优化主要包括:1)要对房屋的整体结构有一定的了解,对整体的结构设计进行最优化的分析和改进;2)将房屋的细节构造作为单独的研究对象进行最优化的设计改造。在进行设计改进的同时可以将该结构进行更细的划分,逐步进行最优化分析设计。
2.房屋建筑与经济性的关系
1)房屋建筑结构设计的层数与用地面积之间的关系。大多数人都会认为在占地面积一定的情况下,楼层越多单位楼层的占地面积就越小,但在设计中却不是如此。在建筑高层建筑时,为了保障室内光线充足,就需要适当的增加楼与楼之间的间距,从而造成建筑总面积增加,从此可以看出高层并不一定比多层节省建筑用地,也说明楼层层数和用地面积之间不存在必然联系。如何调整层数和建筑用地的关系呢,这就需要进行建筑结构设计的优化。为了减少建筑用地保障采光,建筑上通常的做法是减少上部的面积。
2)房屋建筑结构的共用部分与建筑层数的关系
在房屋的建筑过程中,有很多共用部分,随着楼层的增多,有些共用部分的成本会下降但有些成本会增加,总体上说高层的是工程成本会多于多层的。在屋顶的成本上是降低的,楼层越多成本降得越多,但随着楼层数的增加,对地基和墙壁等共用结构的压力就越大,为了确保施工的质量这些部分就需要进行加固提高承载力,那么施工的成本就会随之增加,只不过是增加的幅度略有不同。
3)房屋建筑的层数与建筑设备之间的关系
在房屋建设中各种建设设备的使用是必不可少的,由于房屋层数的不断增加,使得各种给排水的管道布设加多,从而增加了建筑的成本。这时就需要进行房屋结构的优化,合理的布设众多管道和电气设备,控制楼层的层数,协调两者的矛盾。
4)房屋外观与经济之间关系
房屋的形状直接影响着材料的使用,也关系着建筑的成本。房屋若使用圆形的外观就可以减少墙体的面积,进而减少装修的费用,降低整个建筑的施工费用。另外方形和圆形的建筑面积可以使建筑结构的受力更均匀,增强整体的稳定性,因此现代的建筑外形多是方形或是圆形的。
3如何合理优化房屋结构设计
3.1重视概念设计优化技术的分析
建筑物的结构布置方式有很多种选择方案,对于同一个建筑结构,也可以有多种结构布置方案选择。同一种建筑物结构布置方案也可以有多种结构分析方法。由于建筑物结构布置方案的不唯一性,以及建筑物结构分析方法的不同,建筑物设计所选用的设计参数与指标以及选用的建筑材料、标准规范等等都会有所差别。因此,对于结构的设计处理,不应仅仅依靠计算机软件来得以实现,更重要的是要通过设计人员来进行概念化设计;但是不同的设计人员的设计方式、设计经验都会有所不同,对于概念设计的理解就会有着完全不同的模式。因此,处理上述的问题时,就需要相关的设计人员对于一些方案以及设计参数进行最合理的选择与判断,这就是一种概念优化设计的技术过程,这种优化技术最重要的在于设计人员的经验积累。对于经验越丰富的设计人员,设计的一些参数就可以做出越合理的判断与选择,就越能实现建筑物的结构优化设计。
3.2建筑物结构设计的实际性复杂问题对策
房屋建筑结构设计最主要的目的在于实现房屋建筑本身的安全性以及功能性,当然对于建筑物的耐久性要求也是一项非常重要的指标。能够在所设计的规定年限内实现建筑物的各种功能需求,并且能够最大限度减少建设成本是建筑结构设计的优化目的。使用概念化设计技术就是指通过房屋建筑物的结构优化实现建筑物抵抗外部作用因素的能力提高,在一些外部因素的综合作用下,建筑物的使用功能以及耐久性都不会受到相应的影响。因此,进行建筑物在复杂应力环境下的最优化设计是结构设计的最主要内容。其中外部因素作用中,地震作用较为特殊,因为地震荷载作用的时间、地点以及强度都无法准确预测,地震活动没有任何规律性。一旦发生能量等级高的地震作用时,建筑物的破坏可能是毁灭性的。因此,房屋建筑结构设计中应对于地震荷载作用进行充分考虑,尽可能减小地震作用对于房屋建筑的损毁程度。目前对于建筑物的结构抗震设计,有着一些比较有效的设计方案。通常情况下,结构对称的建筑物其荷载承受处于均匀状态,建筑物的延性较大,结构的危险截面比较少,因此对于抗震性能也有着明显的效果。对强能量级别的地震作用,首先发生破坏的是一些次要构件,这样可以有效保证主要构件的稳定性,使得建筑结构不至于失稳。这种设计理念称之为多道设防思想,通过次要构件来保护主要构件,通过主要构件来保证建筑物本身的安全。
4合理运用建筑物优化技术对房屋建筑结构优化
1)建筑物结构前期设计需考虑优化设计。对于建筑项目本身的建筑成本来说,前期结构设计方案是非常重要的。如果在前期不能达到对房屋的优化设计,存在合理性及可行性问题,便很容易埋下隐患,影响后期结构设计,及增加结构设计成本,因此,在建筑物进行前期设计时,就应该深入考虑方案的合理性,为后期结构设计做好铺垫,才能完成合理完整的建筑物。
2)加强结构细部的优化工作。对于房屋建筑结构来说,一定要重视房屋建筑的分部结构优化工作。中国有句老话叫“千里之堤毁于蚁穴”,说的就是重视细节的道理,主体结构构建好了,但是如果局部位置出现问题,将危及整座建筑物,结构细部的优化工作包括结构细部的设计工作,如平时我们工作中给常见的矩形现浇板做设计时,需要对其先做分析,避免在拐角处有裂缝,这都是细节,但如果不注意,引起的后果将不堪设想。另外,如今已不再是过去手绘稿的年代了,计算机已经渗透了我们的工作,设计人员需要与时俱进,了解计算机的工作性能,将设计理论通过计算机软件输出,既节省了时间,也方便修改,但如何将计算机与设计理论完美结合,设计或优化我们的结构方案,还需设计人员加强学习。
5结束语
对建筑物进行结构优化设计,并将优化设计技术应用于结构设计的各个阶段,这样可以尽可能保证结构设计的合理性与可行性。与此同时,结构设计理论也逐渐与计算机相结合,工程实践的问题更多地转化成为一种数学最优解的计算问题,因此,建筑结构设计人员应更多地掌握计算机优化设计方法,才能发挥计算机的设计优势。
篇4
关键词:建筑结构设计;安全度;功能;质量
中图分类号:TB482.2 文献标识码:A 文章编号:
建筑结构设计中的安全度, 主要指建筑结构安全性、适用性、以及耐久性的指标满足建筑作业质量建设需求, 故而建筑结构设计中的安全度是建筑载体多重安全保障属性的体现, 所以其也被称为可靠度。具体来说, 与建筑结构安全度中安全性密切相关的因素就是建筑结构载荷作用的体现, 即建筑设施设备、人力因素、自重变化程度、气候条件、外力因素的荷载作用因素都会对建筑结构整体安全度有一定影响。其中,如自然外力因素的地震、台风等状况的发生时,如果建筑物结构本身仍然能够具备一定安全保障功能,这就是安全性的体现;而适用性主要指建筑物在使用时期的功能能够长期体现,保持良好工作性能;耐久性主要指建筑商品随着时间的推移,其寿命限值仍然维持在正常使用期限范畴内。因此,当前建筑工程如果其安全度能够得以保证,除了要考虑当前建筑工程施工作业技术水准,建筑设计人员业务技能水准, 还要保证现代建筑物作业阶段各项环节能够满足质量建设的诸多要求。
一、建筑结构设计安全度的分析
现代建筑产品的安全度能够保障, 应当结合建筑力学、统计学理论、概率论等学科加以应用分析的数据进行总结、归纳、筛选, 并且要结合建筑产业化经济背景下的总体施工作业水准、国家各地区资源使用状况、地方经济水准、以及建筑施工阶段使用的建筑原材等因素进行综合衡量才行。然而目前来说, 建筑机构设计实务操作过程中, 往往很少会考虑到宏观意义上的地方经济水准、以及资源耗费情况等, 更多的却是依赖于建筑工程师、造价工程师等工程技师的从业经验去选择建筑原材与确立结构选型等。因此, 现代结构设计安全度问题与工程造价既定总目标之间的矛盾问题就体现在未能综合考虑各项因素, 这是当前工程造价偏高的主要诱因。
目前来说,我国各地方经济发展建设水准有高有低,同时施工技术水平、监理水准、建筑物资耗费情况等都有所差异。因此, 与国际通行的建筑行业结构规范相比而言,我国混凝土结构的载荷值一直处于较低状态, 即建筑施工主要原料载体的质量系数与国际统一标准相差较大。所以, 我们还要综合各项因素去认真看待这项问题。
二、加强建筑结构设计人员的安全度责任观念
建筑结构设计是保障房屋建筑功能与质量需求的重要系统作业工作。它要求结构设计人员具备一定的业务体系技能知识, 并能结合扎实的理论知识与责任意识去灵活发挥创新思维。因此, 在建筑结构设计阶段时, 要能够满足建筑商品作业实际情况, 并深刻体现约束合同、各项机制的延伸内涵,以此才能保证设计作业整体需求得到满足,在实践工作中得以总结经验与教训,认真反思出问题不足之处,为未来自身项目设计积累一定的底蕴与功底。
同时,在对建筑物进行结构设计时,结构设计人员要发挥自身主导作用,转换陈旧设计观念,正确对待建筑结构设计安全度的重要性,积极运用个人才智,对人民生命财产负责,设计出安全性能优良,能体现自己设计水平的作品。
三、基于安全度视角改进建筑结构设计方法
基于安全度视角下的建筑结构安全性体现主要与建筑结构整体牢同性、结构载荷能力系数等方面有直接关联。
(一)结构整体的牢同性体现
结构整体牢同性也称为结构牢固性。提高结构牢固性能够防止建筑结构遭受外力因素作用出现局部破坏时, 整体结构却不会出现坍塌或连续性损坏, 或者不会出现对称性连带反应的建筑结构破损现象。因此,建筑物整体结构牢固性的提升,可强化结构的的冗余度,从而能够抗拒外力因素对其造成不利影响, 如能够抵抗地震、台风、海啸等自然灾害性因素对荷载造成的不利影响, 起到降低经济效益损失与降低人员伤亡的直观作用。如2008年我国四川省汶川县地震这一项事实就足以说明这一问题,即地震的悲恸事件发生,除了自然地震灾害性因素会导致经济损失与人员伤亡, 还与当时房屋建筑结构的牢固性有直接关联, 并且这项事实经过调查已经证实与建筑结构牢固性有重大关系。
(二)加强建筑结构部件承载能力的安全性
现行项目工程规范机制中明确了建筑结构所需的荷载承受系数标准值与建筑原材强度系数,以及荷载分项系数有直接关系,并且也指出了这两项因素是保证建筑结构荷载能力的重要指标。其中, 建筑原材强度系数的大小能够计算评估出建筑结构构件的载荷作用力。而荷载分项系数主要作用是将载荷标准值放大, 以此确定出载荷对建筑构件的作用影响程度。在给定标准荷载作用下, 这两项系数体现了结构构件的安全度,在可靠度设计方法中体现了一定的可靠指标或名义失效概率, 其系数越大, 则安全度越高。
目前, 我国在住宅、办公楼等建筑物上的荷载标准值的设定与国外的差别较大, 不同类型、不同材料的建筑在安全设置水平上也与国外存在着或多或少的差距。因此, 随着我国设计水平、建筑材料质量、施工技术水平等的提高, 建筑结构设计的安全性能也将得到大幅度提高。
四、加强建筑结构设计中的耐久性价值体现
随着建筑市场产业化经济的提升, 建筑产品质量建设一直是近些年来建筑企业所关注的重点问题。而随之而来的建筑结构设计中也充分体现了这一点, 尤其是加强建筑结构设计中结构耐久性的问题研究。一般说来,建筑结构耐久性与自然因素有直接关系,如冰雪冻融、建筑基础结构被土壤化学物质长期作用侵蚀、大气侵蚀等因素都会影响建筑结构整体耐久性。而除了必要的自然因素举措需在设计过程中考虑外, 还要防止施工作业混凝结构安全工作执行力度不足的问题发生。这主要是因为钢筋混凝土的质量同样会引起建筑结构构件的荷载能力,并且随时间推移,混凝土与钢筋会逐步发生锈蚀现象。于此同时, 我国建筑产品施工作业所需的混凝土建筑原材最低等级、混凝土保护层厚度等也同样影响着建筑结构的耐久性。因此, 理应对建筑结构耐久性加以高度重视, 同时建筑工程师与结构设计师必须要通盘考虑各项因素,并对直观作业所需的悬臂构件、檩条、梁柱连接节点处、预留钢筋、混凝土结构等易受侵害的部位进行设计时, 要注意其久陛方面的性能。
五、 结 语
综上所述,建筑结构设计视角下的安全度问题的考虑,必须结合诸多因素去综合考虑。尤其是当前来看, 我国采用的分项系数法在一定程度还是存在较大缺陷, 即通过片面的建筑结构变异系数与变量均值去衡量这一问题,而变量分布与建筑选型却在设计过程中却考虑的非常少。因此, 当前建筑工程施工建设应当把安全度问题推广到整个建筑体系中去,而不仅仅在建筑结构设计中重点考虑,还要确保施工阶段的施工技术、监理职能发挥、施工流程工艺等方面加以考虑。以此,才能使得现代建筑商品能够满足质量建设需求并兼顾建筑结构安全度相关问题, 打造出最为优秀的建筑产品。
参考文献
[1]熊健.阐述建筑结构设计中的安全度问题[J].江西建材,2011,(02).
[2]劳健荣.浅析在建筑结构设计中提高安全性[J].知识经济, 2011,(13).
篇5
关键字:房屋建筑结构;原则;设计;基本方法
Abstract: This article from the principle and the basic content of building structures design, provide a detailed analysis of the optimization method of building structural design applications.Key words: building structure; principles; design; the basic method
中图分类号:TU22文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
1.前言
随着我国经济建设和城市建设的飞速发展。民用建筑设计工作繁重而又责任重大,直接影响到建筑物的安全性、舒适性、耐久和经济性。在新形势下研究民用建筑设计技术就显得尤为重要。特别是社会对建筑使用功能和民用建筑防火功能的要求不断提高,许多诸如建筑防火设计与建筑使用功能设计和结构设计之间的矛盾不断出现,在满足建筑结构长远效益的前提下,应尽量减少建筑结构的近期投资并提高建筑结构的可靠度和合理性。
2. 建筑结构设计的原则
2.1 顾全大局,抓大放小。
“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等是建筑结构设计中非常重要的概念,虽然整个结构体系是由各种构件协同组成一体的,但各个构件在结构中担任的角色不尽相同。
2.2 多道防线。
多肢墙与单片墙、框架剪力墙与纯框架相比,前者比后者的抵抗能力要强。安全的结构体系是采取多道防线来设计的,当发生灾难时,如果把生存的希望全都寄托在某单一构件上是非常危险的。
2.3刚柔相济。
结构刚度太大则变形能力差,强大的破坏力瞬间袭来时需要承受的力量很大,容易造成局部严重受损。而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。
2.4打通关节。
在结构体系中关节无处不在,因为结构的体系是变化的统一。理想的结构体系应该是浑然一体的,没有任何关节,这样的结构体系可以使任何外力都能迅速传递和消减。打通关节保持平衡的目的其实就是使其永远处于原始的静态,当力量不能畅通时,构件与构件之间的静态平衡被破坏,结构就会发生变化。
3.房屋建筑结构设计的基本方法
3.1结构平面图
在绘制结构平面布置图时,是否要输入结构软件进行建模呢?当建筑地处抗震设防烈度为6度区时,根据建筑抗震设计规范,是可以不用进行截面抗震验算的,但必须符合有关的抗震措施要求。因此对于砌体结构来说可以不用在软件中建模,直接设计即可,但设计中需要注意受压和局部受压的问题。当然,如果时间允许的情况下还是输入建模较好,有一个便利就是可以利用软件来进行荷载导算,何乐而不为呢7需要注意的是,当建筑地处抗震设防烈度为7度及以上时,是必须要输入软件建模计算的。
3.2屋顶(面)结构图当建筑是坡屋面时,结构的处理方式有梁板式及折板式两种。梁板式适用于建筑平面不规整,板跨度较大,屋面坡度及屋脊线转折复杂的坡屋面。折板式适用于相反的条件。
两种形式的板均为偏心受拉构件。板配筋时应有部分或全部的板负筋拉通以抵抗拉力。板厚基于构造需要一般不宜小于120厚。此外梁板的折角处钢筋的布置应有大样示意图。至于坡屋面板的平面画法,通常使用剖面示意图加大样详图的表示方法,这样更便于施工人员正确理解图纸。正确绘图和设计的关键是设计人员真正的心知肚明,结构设计者必须要具备一定的空间概念,正确理解建筑图纸和意图。设计的图纸方能让施工人员明白。由于屋面的起坡会造成阁楼层的部分墙体超高,要结合门窗顶设置圈梁来降低墙的计算高度。
3.3大样详图在建筑详图的;隹确无误的基础上,大样详图的绘制可在建筑详图的基础上直接绘制,也可在以前做过的详图的基础上来局部改进绘制。这阶段需要注意在保持建筑外形的前提下尽量的使结构受力合理和施工方便。在标高和外形尺寸上一定要和建筑专业协调一致。
3.4楼梯楼梯梯板要注意挠度的控制,梯梁要注意的是梁下净高要满足建筑的要求,梯梁的位置尽量使上下楼层的位置统一。
局部不合适处可以采用折板楼梯。折板楼梯钢筋在内折角处要断开分别锚固防止局部的应力集中。注意梁下的净空要求,并要注意梯板宽度的问题。首段梯板的基础应注意基础的沉降问题,必要时应设梯梁。
3.5基础基础要注意混凝土的标号选择应符合结构耐久性的要求。(通常情况下可采用C25)基础的配筋应满足最小配筋率的要求f施工图审查中心重点审查部位。条基交接部位的钢筋设置应有详图或选用标准图。条基交叉处的基底面积不可重复利用,应注意调整基础宽度。局部墙体中有局部的较大荷载时也要调整基础的宽度。基础图中的构造柱,当定位不明确时应给予准确定位。
3.6从结构计算和构造上进行合理设计
3.6.1底框砌体结构验算时应注意:
3.6.1.1底部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构,对具有薄弱层的底层框架混合结构,应考虑塑性变形集中的影响。
3.6.1.2底层框架混合结构的剪力分配不能简单地按框架抗震墙的方法。因为底框架结构中只有底层框架抗震墙,应采用双保险的方法,抗震墙承担全部剪力,框架按刚度比例承担剪力。刚度计算时,框架不折减,抗震墙折减到弹性刚度的20%~30%。
3.6.1.3应考虑底层框架柱中地震作用产生倾覆力矩所引起的附加轴力。
3.6.2 避免楼板计算中不正确方法。
3.6.2.1 连续板计算不能简单地用单向板计算方法代替。
3.6.2.2双向板查表计算时,不能忽略材料泊松比的影响,否则,由于跨中弯矩未进行调整,将使计算值偏小。
3.6.3避免荷载计算的错误。诸如漏算或少算荷载、活荷载折减不当、建筑物用料与实际计算不符,基础底板上多算或少算土重。
3.7 从抗震要求出发,进行合理的结构设计
3.7.1对一般多层砌体住宅结构,应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系:
3.7.1.1纵横墙的布置宜均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续;楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处不宜采用无锚固的钢筋砼预制挑檐。
3.7.1.2 对钢筋砼多、高层结构住宅,力求做到:
3.7.1.2.1框架与抗震墙等抗侧力结构应双向布置,以便各自承担来自平行于该抗侧力结构平面方向的地震力。
3.7.1.2.2框剪体系的各抗侧力结构要形成空间共同工作状态,除了控制抗震墙之间楼、屋盖的长宽比及保证抗震墙本身的刚度外,还需采取措施,保证楼、屋盖的整体性及其与抗震墙的可靠连接。
3.7.1.2.3结构布置应尽量采用规则结构,对复杂结构,可以设置防震缝。
4.建筑结构设计优化方法的应用及实践价值
4.1 结构设计优化方法的应用。
结构设计优化方法和技术的应用具体体现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两方面。其中房屋工程分部结构的优化设计包括:基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。对以上几个方面的优化设计还包含选型、布置、受力分析、造价分析等内容.并应在满足设计规范和使用要求的前提下,要结合具体工程的实际情况,围绕其综合经济效益的目标进行结构优化设计。
4.2 结构设计优化方法的实践价值。
在满足建筑结构长远效益的前提下。应尽量减少建筑结构的近期投资并提高建筑结构的可靠度和合理性。与传统设计相比,采用设计优化技术可以使建筑工程造价降低5%一30%。优化技术的实现,可以最合理的利用材料的性能,使建筑结构内部各单元得到最好的协调.并具有建筑规范所规定的安全度。同时,它还可为建筑整体性方案设计进行合理的决策,优化技术是实现建筑设计的“适用、安全和经济”目标的有效途径。
篇6
关键词:房屋建筑、结构设计、基础设计
中图分类号:TU2文献标识码: A
1、前言
随着房建工程的不断发展,房屋建筑一直趋向于复杂化,这使得结构设计成为了影响房屋建筑工程质量的重要因素,而基础部分的设计尤为关键。基础设计关系到房屋建筑的整体质量,也影响建筑后续工作,无论新技术如何应用,建筑业如何发展,基础设计作为房屋建筑安全稳定的根本,其重要性都是一成不变的。
2.房屋建筑结构设计的重要性
从大的意义上说,房屋建筑结构主要指两个方面的内容,一方面指的是房屋的建筑结构,一方面指的是房屋的户型结构。而房屋建筑工程进行房屋建筑结构设计的根本出发点主要是为了保证工程建筑物结构的安全性、可靠性,在能够保证工程建筑物的使用功能的发挥的同时保证工程建筑物的使用寿命,提高工程建筑物的性价比。
3.房屋建筑结构设计过程中需要遵循的原则
设计人员在对房屋建筑工程进行结构设计时需要遵循几个原则,首先设计人员在进行结构设计的过程中一定要从整个房屋建筑工程的整体着手,需要与业主进行良好的、有效的、及时的沟通,确保房屋建筑结构设计既符合客观方面的需要,也符合主观方面的需求;其次,设计人员在设计过程中要有提前量,现代的房屋建筑工程在进行基础设计的过程中,将重点都放到了房屋建筑工程的地基、基础、以及一些上部结构的构件(例如梁、板、柱、楼梯、雨篷等)方面,但是还是有一定的弊端,因为很多的房屋建筑结构设计中的基础设计并没有完全的结合实际情况,所以在施工过程中很容易遇到设计与实际情况不符的问题。
4.房屋建筑结构设计中的基础设计过程中需要注意的问题
虽然目前我国的房屋建筑结构设计的发展现状总体上还是十分不错的,但是,在目前我国的房屋建筑结构设计发展的还不够成熟和完善,还需要在不断的发展过程中进行适当的补充和完善,尤其是在房屋建筑结构设计中的基础设计过程中,还需要注意以下几个方面的问题。
4.1结构平面图的绘制问题
绘制结构平面图属于房屋建筑工程施工前期的准备工作,设计人员在绘制房屋建筑工程的结构平面图时,需要从整体出发,从大局出发,需要把国家利益和人民群众的生命财产安全放到首位,在设计过程中需要充分的考虑房屋建筑工程的防火等级、抗震等级、防水等级以及保温等级,其中,抗震等级最为重要,同时,设计人员在设计过程中还需要充分的考虑到房屋建筑工程的整体及局部的受压性。
4.2屋面结构图的设计问题
一般而言,房屋建筑工程的屋面都为坡形,当建筑板之间的空隙过大,就采用梁板式的楼板;如果建筑板之间的空隙不大,就采用折板式的楼板,确保屋面结构图的设计与房屋建筑工程的整体设计能够相融合。
4.3大样详图的设计问题
设计人员在绘制房屋建筑工程的大样详图时,需要确保图纸的细致性和全面性,设计人员在绘制过程中,需要从提高房屋建筑工程的整体的受力性的角度出发,同时,力争在最大程度上保证房屋建筑工程外形、结构以及尺寸的一致性。
4.4楼梯方面的设计问题
设计人员在对房屋建筑工程的楼梯结构进行设计的过程中,主要需要考虑的就是楼梯板的挠度问题,需要保证上下层之间楼梯梁位置的一致性和精准性,同时,设计人员还要注意首段的楼梯板的基础沉降问题,如果在房屋建筑工程需要的情况下,可以在一定程度上对楼梯梁进行统一的、规范的设置。
4.5基础方面的设计问题
设计人员在对房屋建筑工程的基础进行设计的过程中,需要结合房屋建筑工程的实际情况进行设计,做到具体问题、具体分析,保证基础设计的科学性和合理性,在对混凝土的选用方面,还需要注意考虑到结构的适用性和耐久性,以荷载为参考依据对基础的宽度进行及时的、适当的调整,为房屋建筑工程整体的结构的合理性提供保障。
5.房屋基础设计的要求
5.1高层建筑
高层建筑的特点是层数多,上部结构荷载大,使得基础埋置深度大、在材料的使用上也耗费量大、施工周期较长、工程总造价较高。因此,高层建筑设计时应注意满足以下几点要求。一是基础的总沉降量和差异沉降量应严格遵守规范规定的允许值;二是对复合地基或天然地基承载力及桩基承载力的要求要满足;三是地下结构做好建筑防水满足规定要求;四是不仅对基础本身的耗材和造价进行考虑,还要对土方、降水、施工条件与工期长短等因素进行考虑,对经济效益进行综合考虑。
5.2多层建筑
一般砌体结构建筑,应该严格按照建筑的抗震设计的规范要求,并在行动中真正的做到:要优先的采用横墙承重或者是纵横墙共同承重的结构体系,纵横墙在布置上最好能够均匀的对称,并且沿着平面进行对齐,沿竖向的面也应该上下进行连续。钢筋砼多层建筑结构的布置,应该尽量的采用规则的结构。如果结构比较复杂,可以预先设置好防震缝,并且将防震缝两侧分割成为各规则的结构,单元为单位,结构布置以少设缝为宜。这样就能够有效的使防震缝的设置以及伸缩缝、沉降缝可以得到统一。
6.加强房屋建筑结构基础设计的主要措施
6.1对软弱地基基础设计
局部软弱地基的基础设计,采用不同的处理方式时应在满足地基承载力及土层不发生整体破坏的前提下,以基础的沉降量为控制条件,满足使用要求和地基规范允许的沉降量是可以做到经济合理的。在改变地基条件的情况下,还需配合改变基础的设计,一般情况下,变更基础的尺寸,可以有效地调整基底附加压力的分布和大小从而改变地基变形值。当基底附加压力相同时地基的变形是随基底尺寸的增大而增大,而在确定的荷载下若增大基底面积,将会使地基的变形量减小。当然在验算地基变形,调整基底尺寸时还应考虑其它因素的影响。在软弱粘性土中采用卵石桩可以提高地基承载力,加速固结沉降,改善地基的整体稳定性。有关软弱土地基,处理的方式方法也有多种,同样又受各种诸多因素的影响很难用一种固定模式确定某种处理形式好,因此在场地条件不同的情况下,须经过分析研究再做决定。
需要注意的是,对每个建筑工程都要求设计人员认真编制方案比较说明书,综合评定基础类型,因此应加强对设计人员的管理。一个好的基础工程必须具备能安全地支承上部结构并能巧妙地将荷载传递到下部地基中,它在能满足规范要求的前提下,必须具有最小埋深,良好的稳定性能,又能将沉降和差异沉降控制在允许范围内,同时还要具有造价经济、施工简便、对周围环境污染小等特点。因而,要求设计人员在基础设计中,对所建工程的地质性质和地貌概况、周围环境进行综合分析;在设计计算中,对其参数、理论的精确度和适应性要进行研究,经多方案比较和调整偏差后,才能确定技术上合理、经济效果最佳的基础类型。在这一过程中,设计人员必须提出明确合理的观点,并形成书面文件。
6.2做好屋顶结构图设计
由于近年来各地“平改坡”的呼声较为严重,为符合客户需要,目前很多房屋建筑大都采用坡屋面的结构形式。这一结构形式主要有梁板式与折板式,若建筑板的跨度较大且建筑平面不规则,屋脊线的转折和屋面坡度复杂,因而基于此种坡屋面大都选择梁板式。反之,则采取折板式。它们的共同点就是这两种板都是偏心受拉构件。板配筋时,为有效抵抗拉力,应拉通部分或全部板负筋。板厚度应根据构件而定,通常不低120mm,并在梁板折角处布置钢筋大样示意图。
在设计屋坡面板时,为确保施工操作人员更好的理解图纸,应采取大样详图与剖面示意图相结合的表现方式。因而作为房屋建筑结构设计人员,必须具备空间感,就房屋建筑的整体构造做到心知肚明。以整体的视角掌握房屋建筑结构大局,以细微的设计体现其实用价值,坚持这一设计理念,所设计的图纸方能使施工技术人员一目了然的明白设计者的意图。但需要注意的是,由于屋面起坡会导致阁楼层的部分墙体超过高度,因而在设计时就应与门窗顶相结合设置圈梁,从而降低墙体计算高度。
6.3强化楼梯样图设计
在绘制楼梯样图时,应注意楼梯板挠度的控制,楼梯梁梁下的净高度必须满足建筑要求,确保楼梯梁位置上下层互相统一。若局部不符合则应采用折板楼梯,并注意折板楼梯钢筋,尤其是内折角处应断开并分别锚固,从而预防局部应力的集中,注意楼梯板的宽度和梁下净空要求,如果是首段梯板,应充分考虑基础带来的沉降,并在必要时设置梯梁。
6.4做实基础设计
在设计基础时,应注重混凝土标号的选择,并确保与结构耐久性要求相符。基础配筋必须确保与最小配筋率相关要求相符,条基交接处的钢筋设置必须选用标准图或详图,且条基交叉处的基底面积不能重复利用,并注意基础宽度的调整。若局部墙体的局部荷载较大也应就基础宽度进行调整,对于基础图中的构造柱,若定位不明确应进行精准定位。
结束语
总之,房屋建筑结构设计中的基础设计是一项较为系统复杂的工作。作为设计人员,做好房屋建筑结构设计中的基础设计是确保房屋建筑工程质量的关键,在设计工作中做好每一个细节的设计,尽可能的提高房屋建筑的功能,从根本确保房屋建筑结构设计质量,进而确保房屋建筑工程质量。
参考文献:
[1] 刘建鑫:《高层建筑结构地下室和基础设计应注意的问题》,《山西建筑》,2011年04期
[2] 宋春霞 张玉忠:《高层住宅局部框支结构设计要点》,《城市建设理论研究》,2011年23 期
[3] 杨国先:《房屋建筑结构设计基本原则与几个常见问题的探讨》,《城市建设理论研究》, 2012年19期
[4] 李剑波:《建筑结构设计中的异形柱节点受力特点分析》,《价值工程》,2011年01期
篇7
关键词:结构设计;设计优化;重要性
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
1 建筑结构设计优化的基本理论
房屋结构设计,是一项技术含量很高的专业性活动。设计人员在进行具体房屋结构的设计时,应当兼顾建筑物的各种性能指标,包括使用价值指标、美学价值指标等。建筑物的功能价值,指的是建筑物作为人们的日常住所所必须具有的遮挡风雨、抗温度变化等基本功能;建筑物的审美价值,指的是建筑物的外形要美观、结构搭配要协调,从而给人以美的享受。设计者不仅要考虑到房屋的基本性能,还要考虑到房屋的结构搭配以及美学价值的大小。在这样的设计理念指引下,设计者就要从拟定的多种方案中选择一种最佳的方案,以实现房屋结构设计的综合目标。我们可以将这个方案筛选过程用科学化方式加以表达:运用建筑学和相关的数学知识,在许多种设计方案中,选择一种与设计目标最相符的、最能体现居住者需要的设计方案。
建筑结构设计优化,指的是在设计建筑结构时,要改革设计理念,应用科学、先进的设计方案筛选方式,选择出在各方面都能达到最佳效果的设计方法。建筑物内部的结构十分复杂,要将建筑物的各个部分完美组合在一起,使建筑物发挥最佳的功能,并不是一件容易的事情。建筑结构设计优化,具体包括建筑物中各个部分结构设计的优化,以及建筑物整体设计结构的优化。在这两个部分中,建筑物整体结构的优化显得更为重要,因为整体是各个部分的综合,在完善房屋功能方面发挥着更大的作用。具体来说,建筑物整体结构的优化包括房屋顶部设计的优化、房屋设计的优化,以及房屋细节结构设计的优化。在这三个大部分中,还可以细分出型号选择、布局设置、受力研究、价格衡量等较小的设计项目。在实际的结构设计中,设计者还要紧密结合建筑工程的实际情况,努力实现房屋建造的经济效益、社会效益和环境效益。
在确保房屋结构性能稳定的前提下,设计者要大胆创新,敢于探索新型的结构优化方案。在进行建筑结构设计的过程中,设计者要平衡房屋使用者和建造者的利益,充分考虑房屋建筑工作者的意见;在满足建筑物建造者需求的基础上,寻求新式的房屋结构布局方法。
具体而言,房屋的平面结构应当平整,体现出建筑物的对称美,并尽量减小平面建造质量与房屋刚性结构要求之间的差异,使得房屋在承受较大的水平方向作用力时,不至于发生结构性的扭曲;在满足居住者使用要求的基础上,设计者应将房屋的承重结构设计成竖直贯通的形式,以便增强房屋对竖直方向压力的承受能力;尽量不更换房屋原有的转换结构。因为一旦更换这些结构,就会消耗大量的建筑原料,不符合房屋建设的经济性要求,还比较容易造成外来压力集中于某一个承受点上的现象;竖直方向的刚性程度设计要遵循渐变规律,避免刚性结构角度的突然改变。否则,角度突变的部位在受到强烈的水平压力时,不容易转移压力,这对于房屋整体抗压性能的提升是很不利的。
2 建筑结构设计优化的重要性
在房屋结构设计中采用建筑结构设计优化技术,不仅能够实现建筑物的美学价值、实际使用价值和经济价值等各种价值,还能够节约建筑成本、保护建筑物施工现场附近的生态环境。因此,恰当地运用这种结构设计技术,可以实现房屋建筑的综合效益。建筑商追求的目标是:在保证房屋长期使用性能的基础之上,最大限度地节省建筑物的设计和施工成本,节约原材料,并缩减建筑投资。只有保证房屋结构稳定、耐用、美观,才能满足用户不同层次的需求,也才能给建设单位带来最大的经营利润。与旧式的建筑结构设计方式相比,建筑结构设计优化方案可以使房屋建造的成本降低30%左右。采用优化的设计技巧,可以合理配置各种资源,充分利用建筑原料,并协调好房屋内部各个独立的单元,使这些独立的部分互相配合,共同发挥作用;采用优化的设计技巧,可以在创新设计方式的同时,确保建筑物的安全性能达到既定标准,保护居民的生命健康和财产安全;采用优化的设计技巧,还可以帮助建筑物结构的设计者认真规划建筑设计方案,选择最科学、最合理的设计方式,实现建筑结构设计的最终目标。
3 房屋结构设计中的建筑结构设计优化措施
3.1 设计结构模型
建筑物结构设计优化中的房屋整体设计优化可以分为三个阶段:
(1)第一阶段是变量的选择。通常情况下,对设计人员决定最终设计方案起到重要作用的那些数值,都可以作为变量供设计者选择。例如:工程的目标参数包括房屋价格参数和预期产生的损失参数;工程的控制与约束参数包括表示房屋架构可靠性能的参数,等等。如果设计者能够将变化幅度较小或者考虑因素较少的参数作为参考指标,那么与建筑结构设计、编程和计算有关的工作难度将会降低,设计者也可以更快找到符合设计目标的那一组数据。
(2)第二阶段是函数的确定。设计者要在多组相似的函数中,选取最符合事先设定的房屋横截面尺寸和钢筋尺寸面积的那一组函数,分析这组函数的各种性质,从而最大限度地降低房屋建造的成本费用。
(3)第三阶段是条件的衡量。出于增强房屋结构稳定性和耐用性的考虑,房屋设计的约束指标应当包括房屋尺寸、架构稳定性、架构刚性、受力限度和变形限度、墙体裂隙限度、单元组件规格、架构体系规格、结构可塑程度、结构确定程度等。在实际的设计过程中,设计者应当结合房屋建造工程的具体情况,分析比较施工实际中的约束性条件和目标确定的约束性条件,确保各种条件都能符合相关规定要求,以便实现设计结果的最优。
3.2 决定计算方法
房屋结构设计过程中会涉及到很多计算程序;而优化建筑结构设计的过程,就是一个复杂变量和多种设计条件的计算过程。设计者在对各种数据进行演算时,要注意将附加约束条件的问题转换成不附带约束条件的问题,这样更容易求得计算结果。经常用于建筑结构设计优化的计算方法也有很多,这些计算方法各有利弊;设计者要根据现实需要,选择最简便的计算方法,以节省时间和精力。
3.3 选择最优程序
在设计了房屋结构模型,并选择了适当的计算方法之后,设计者就可以进入选择最优程序的环节了。最优的设计程序应当具备功能完整、用途齐全、运转高效等优点。这种程序是由若干小程序组合而成的综合程序,在结构设计上发挥着重要作用。
3.4 分析统计结论
在统计了各种数据计算结果之后,设计者要认真分析统计结论,找出各种设计方案之间的相似点和不同点,并通过综合衡量,来确定一种最佳的方案。在分析结论时,设计人员要注意从多个角度思考问题,不能遗漏某些易被忽略的细节问题。这是因为,房屋建造是一项成本较高的建设工程,涉及到各方当事人的利益;只有站在宏观的高度平衡这些利益关系,才能节约建设资金、优化建设方案。设计者应当妥善处理工程经济效益与工程技术含量之间的关系,不能只顾节约成本,而忽视了技术的改进。也就是说,在设计方案的选择过程中,既应当避免片面追求效益和利润的倾向,又应当避免片面追求技术创新的倾向。
篇8
【关键词】建筑结构;结构设计;基本原则;问题
【中图分类号】TU318【文献标识码】A【文章编号】1002-8544(2015)07-0008-01
目前随着我国经济的高速发展,以及我国政府大力支持住房建设,我国房屋建筑行业高速发展,各种类型的房屋建筑在不断扩大,房屋建筑结构设计水平也有了显著的提高,各个大型的建筑的快速发展导致设计平面的布置以及体型变得越来月复杂,从而导致目前的建筑结构体系日趋多样化。然而,目前在我国实际的建筑结构设计过程中,总会受到各种各样的因素影响,比如由于建筑工程设计人员的疏忽,或是在设计过程中存在其他方面的原因导致在建筑设计中出现一些不可避免的问题,就是这些问题对房屋的建筑质量产生或轻或重的影响。因此,想要做好建筑结构设计,必须对房屋建筑结构设计的特点及结构体系有充分的了解,把握好建筑结构设计中的要点,只有这样才能大大的提高结构设计水平,在结构设计当中,要遵守经济适用、安全合理、保证质量的基本原则。把握好建筑结构设计应注意的问题是关系到建筑安全、人民安居乐业的重要工作,所以,我们作为房屋建筑结构设计人员,为避免建筑设计疏忽而造成损失,应该具体分析一下建筑结构设计中应注意的问题。
一、在房屋建筑结构设计过程中应该遵循的几个基本原则
设计人员在房屋建筑结构设计过程中,理应遵守四个基本设计原则,保证建筑结构设计的质量,这四个原则就是:“多道防线”、“抓大放小”、“刚柔相济”、“打通关节”。要想房屋建设的质量有保证,必须严格遵守这四个基本原则,严格规划,精益求精。
第一,建筑结构设计的原则是多道防线。总所周知,想要建设出高质量高安全的建筑结构体系是要求我们采取多道防线来设计的,这样一来,即使发生不可避免的灾难时(如火灾、地震),也可以通过多道防线来一层一层来防护,假设我们把在灾难来领是的生存希望寄托在某单个构件上是非常不合理的。比如,房屋的多肢墙与单片墙相比,多肢墙的抗压能力要比单片墙的大得多。
第二,在建筑结构设计当中要遵守的第二个原则就是:抓大放小。设计人员都知道,在整个房屋建筑设计当中,总的结构体系是由大大小小的各个构件协同在一起组成一体的,各个构件的作用组成整体建筑性能,但是,每一个构件在结构中的作用都是不相同的,“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等说的就是在建筑结构设计中需要遵守的抓大放小的原则,也是建筑结构设计中最常用到的概念。
第三,我们在建筑结构设计当中,也讲究刚柔相济。刚柔相济也是当前合理的建筑结构体系离不开的。如果房屋建筑结构的刚度太大,则会导致变形能力下降,当强大的外界冲击力瞬间来临时房屋需要承受的力量非常之大,这时很容易导致房屋局部严重受损。甚至会让房屋坍塌,所以在设计房屋的时候,需要考虑刚中有柔,然而,房屋建设设计的太柔,虽然结构可以很好的消减外力,但是容易受外界压力的影响,而造成房屋变形过大以至于无法使用户使用。
第四,房屋建筑过程中,打通关节这一步是必不可少的,他关系到房屋建设质量的好坏。这是因为结构体系中,大大小小各种类型的关节到处存在,而建筑结构的体系是统一的整体。我们所做的工作就是,打通建筑关节使结构保持平衡,这样做的目的其实就是使建筑结构永远处于原始的静态,避免外力不能平衡时而导致结构发生变化。
二、目前我国建筑结构设计中的应该注意的一些问题
第一、在地基建筑上与建筑基础结构设计方面存在的问题。首先,结构工程师一直都应该很重视地基与基础设计的方面,原因就是这个阶段设计过程的质量好坏会对后期设计的工作的产生巨大影响,不仅如此,在建筑房屋的时候,地基基础将是直接决定整个工程造价。然而,目前很多房屋建筑并没有地质勘察这方面的报告,建筑人员只是通过建设单位的口头表述,或者是模糊的照搬现有的建筑物基础设计资料就开始进行施工图设计。甚至有些建筑设计师对软弱的地基的危害认识不清,不加以防范,粗心大意。在采用土垫对软弱地基处理过程中,缺乏换土垫层设计这一个过程,大部分设计人员只凭经验处置地基的设计问题,或者是简单地凭借以往的设计经验来加强房屋的承载能力,根本没有进行地基垫层宽度以及厚度的精确计算,也没有对其抗压能力的估算,这样做使得房屋建筑既不安全,还不经济实用。与此同时,有一些设计人员在设计高层民用建筑房屋时,在计算房屋的梁、柱时并没有尊照目前我国的设计规范,没有将荷载乘以折减系数计算来其荷载能力,所以,这样做的结果会常常导致采用荷载值偏离实际值。结合多年经验,在地基建造和基础设计这一过程中,建筑设计工程师应当尽量选用整体性能好、能够满足地基承载力的设计,并且能够自行调节结构设计的不均匀沉降的现象。
第二,在钢筋混凝土承重结构体系、方位布置方面的问题。原则上,尽可能使钢筋混凝土结构的布置“规则化”,在抗震概念设计中,这是一个十分重要的过程,其中“规则化”就要求建筑使用平立面外形尺寸设计,以及建筑设计的承载力相关的地理分布等因素的考虑。由于大部分设计人员没有按照这几条要求导致我国很多钢筋混凝土承重结构设计布置不合理,建筑的体型也不规则。从而引起建筑结构不规则,尤其是对于复杂的建筑,在设计过程中很难用若干简化的定量指标来一一划分不规则程度,并且使其衡量出来,例如钢筋混凝土民用多层建筑结构设计的不规则程度。
第三,建筑楼板设计中存在的问题。在建筑工程中,楼板是其主要的承重构件,如果是与墙连接,它将楼面、屋面的荷载转移传给其周围的墙上,如果与梁连接,就会将压力转移到房梁,楼板的位置设计必定涉及梁、墙、柱等构件安全。如果对整个设计的考虑不周全,就会很容易导致设计原理问题。
第四,在抗震设计中,各个计算方面存在的问题。每个房屋都要有抗震设防的建筑结构设计,不仅要考虑正常使用的竖向荷载重、风荷载重,还应该使结构有良好的抗震防倒性能。我们知道,建筑结构有没有耐震的能力,主要看房屋有没有承载力和变形能力。房屋建筑中,钢筋混凝土是一种弹塑性材料,它的结构应该具有塑性变形的能力。
三、结语
从上面所说的总结起来,作为结构设计人员,建筑结构设计是一个系统而全面的工作,是建筑安全应用的基础。在工程实践中要严格遵照有关设计的规范、按照设计的标准进行操作,设计人员应该具备灵活创新的思维,加上严谨认真的工作态度,不断提高自身的结构设计水平,以保证建筑质量,确保人民生命财产安全,推动建筑业不断向前发展。
参考文献
篇9
关键词:建筑结构;设计规范;结构设计
随着国民经济的快速增长,建筑行业也得到了巨大的发展控制,随着房屋建筑从单层、多层朝着高层建筑发展,房屋结构形式也逐渐变得多样与复杂。但是房屋建筑结构设计中常见的问题依然无法得到有效规避,至今都影响着房屋建筑结构的质量与安全。所以,解决房屋建筑结构设计问题所具有的现实意义不容忽视。
1 房屋建筑结构设计常见问题的原因分析
1.1 由于过于笼统的建筑结构设计规范,导致设计人员在理解上出现了差异
业内人士都清楚,在房屋建筑结构设计过程中,都需要参照《建筑结构设计统一标准》、《荷载规范》、《混凝土结构设计规范》等规范标准进行系统的研究分析。但是在实际的操作过程中,却发现这一类型的纲领非常笼统,没有将规范表达细致,导致设计人员在进行房屋建筑结构设计时由于对设计因素的量化从而产生困难。特别是随着现代化理念的改革以及科学技术的飞速发展,这一类属于纲领性的规范就很到满足结构设计面面俱到的要求。对于这一类规范标准的理解,设计人员也是“仁者见仁,智者见智”,使得理解上出现了过多的偏差,这样对设计出来的作品质量也会产生不同程度的影响。
1.2 设计人员盲目的结构设计,从而导致恶性循环出现
在房屋建筑结构设计中,由于设计人员自身的主观原因或是客观原因,就很可能造成结构设计上过于盲目,从而出现恶性循环。考虑到社会大众对房屋建筑结构要求的提升,及房屋建筑结构设计的特殊性,科学、合理的设计理念就显得尤为重要。但是,在实际的设计过程中,大多数设计人员在设计中常常会用到“大约”二字。比如:在使用附加钢筋时,出于对建筑整体牢固性的考虑,很多设计人员会设置附加钢筋。但是在设计过程中却没有在脑海中内化科学的设计理念,由于只有通过力学的分析之后,才能够科学地设置附加钢筋。如果没有通过力学分析,仅仅依靠自身的经验,就会大大提升设计的盲目性,这样不仅会导致附加钢筋出现不必要的浪费现象,同时还会出现意识上的错误,影响到后续的设计。
2 地基与基础方面
由于多层房屋建筑没有是事先进行地质勘察,无法取得详细的勘察报告,在施工图纸设计仅仅是依靠建设单位的口头阐述或者是参照附近建筑物的基础资料。想要做到地基与基础设计的合理性、安全性、适用性,设计人员就需要对地质勘察资料进行系统分析,对基础与上部结构进行综合统一的分析,仅仅凭借地基承载力这一项数据不仅缺乏安全性,而且也欠缺完整性。当然,也不能盲目地认为将地基承载力的特征值取小一点就可以做到没有缺陷了,这些都是需要规避的。
对于软弱地基通过换土垫层法进行处理,完全凭借经验,没有考虑到换土垫层的设计。由于设计人员没有认识到软弱地基所造成的危害,在承载力的提升上仅仅是简单地采用砂石垫层。因此,首先需要对垫层的厚度与宽度加以计算,验算软弱下卧层,才能确保其安全性与经济性。
在房屋建筑的中柱设计中,基础与梁的负荷都没有按照荷载规范标准进行基表。在多层房屋建筑的设计中,在计算基础、梁、柱的负荷时,只有按照现行的荷载规范乘以有关荷载组合相应的分项系数才能确保荷载值的准确性。
3 上部结构方面
3.1 梁
做好框剪结构连梁的设计对于房屋建筑整体结构而言非常重要,但是很多结构设计上却是忽略了这一点。重视程度、认识程度的不足,都是影响其设计的因素之一。简单来说,连梁就是连接两片剪力墙,一旦遇到了中大地震时,就会出现开裂现象,起到一定的耗能作用,以此让建筑物具有一定延性的梁。只有满足这一要求,才能够称之为连梁,或者说我们在设计上才能够让其按照连梁进行设计。
3.2 板
在设计上,由于对板受力状态的认识度不够或是为了方便计算,就会讲双向板当作单向板来计算。这样的计算假定就会与实际状态存在差异,就容易出现配筋不足,导致板出现裂缝的现象。因此,在设计上,不能凭借主观意愿,方便计算,避免一个方向的配筋过大,另一个方向仅仅按照构造配筋的情况出现。当板承受线荷载时对弯矩的计算。在房屋建筑结构设计中,一般都会讲一些非承重隔墙设置在楼板上,因此,在设计大楼板时就会将该部分的线荷载换算成为等效的均布荷载之后,再对板的配筋加以计算。但是在设计中,要注意避免出现将隔墙综合再除以板总面积这种情况。
双向板有效高度取值相对偏大。在两个方向上,双向板都会有弯矩产生,所以,双向板跨当中的正弯矩钢筋都是纵横叠放的。其中,短跨方向的跨中钢筋应当放置于下部位置,长跨方向的跨中钢筋就应当放置在短跨钢筋的上部,在计算时也需要应用两个方向上的有效高度,一般来说,短向方向的有效高度都要比长向方向的大。在设计中,要注意避免设计人员没有充分认识到板的受力或是图省事的情况出现,避免为结构构件埋下质量隐患。
3.3 柱
一般来说,在6度抗震设防区常常会出现承重柱截面高度设计过小的情况。很多房屋建筑结构设计人员误以为6度设防区域就不用考虑设防,为了方便受力分析,设计人员估计将柱子截面高度设计的过小,这样能够增大梁柱的线刚度比,在计算简图中将梁柱节点简化为铰支,将梁简化成为铰支梁,梁柱也按照轴心受压来进行计算,虽然这样对于接受受力分析很简单,但是却忽视了这样会给房屋结构埋下质量隐患,这主要是因为忽略了梁柱之间的刚结作用,也就是将柱对梁的约束弯矩忽略了,再加上柱截面配筋一般都不会很大,一旦结构受力,柱顶抗弯刚度必定就会存在不足的情况,这样在梁底附近的柱子就会出现一条又一条的水平裂缝,从而有塑性铰的形成。
4 目前高层建筑结构设计中的问题与策略
4.1 建筑物超高问题
高层建筑物最明显的特征就是楼层多,建筑物本身高。但是,随着建筑物高度的不断加大,在抗震性能和建筑质量方面都面临着更严峻的问题。出于高层建筑抗震性能的较高需要,建筑规范对建筑物的高度作出了严格的规定,在高度设计方面要确保满足抗震的实际需要。在目前的高层建筑市场中,仍然存在着严重的超高问题。针对建筑物的超高问题,建筑规范逐渐将限制的高度设为A级高度,还在一定程度上细化了高度规则,增加了B级高度。这种较为明细化的建筑物高度规范使得高层建筑结构设计的方法和措施有了一定的改进。
4.2 短肢剪力墙设置问题
在高层建筑结构设计过程中,需要重视短肢剪力墙设置问题。在我国新的建筑规范中,明确规定了短肢剪力墙的定义,也对短肢剪力墙的使用作出了相关限制。短肢剪力墙是指建筑物墙肢截面的高度比和厚度比在5~8的墙,根据实际经验和相关数据,高层建筑结构设计应该尽量使用短肢剪力墙。
5 结 语
在房屋建筑结构设计中,只有严格按照规范标准与构造要求,才能够避免设计出现质量隐患,才能促进房屋建筑结构设计更加趋于完善。
参考文献
[1]张磊.建筑结构设计过程中常见问题探讨[J].中国城市经济,2011(24).
篇10
关键词:房屋建筑;结构设计;问题;对策
结构设计是建筑结构施工基础工作,好的结构设计工作对于保证房屋建筑施工的质量作用不可小觑,因此房屋建筑结构设计工作需要设计人员的认真对待。随着我国社会经济和科学技术的高速发展,人们越来多地表示出对房屋建筑质量和生活质量的关注,而房屋建筑结构设计对于建筑施工的影响也表现在了房屋质量中,所以我们必须对目前我国房屋建筑结构设计存在的问题进行分析并提出行之有效的处理办法,最大程度地保证房屋建筑结构设计的合理性和科学性,以便更好地推动我国房屋建筑结构设计的发展。
1、房屋建筑结构设计中的常见问题
1.1、房屋建筑设计重视及履行度不足
由于房屋建筑结构设计具有先导性和指导性,所以在很大程度上,房屋建筑结构设计影响着甚至可以说决定了房屋建筑的质量,所以房屋建筑结构设计的重要性不言而喻,我们应该充分重视起来。但是参照目前我国房屋建筑结构设计的现状和发展情况来看,并没有达到对设计应有的重视程度,还存在不少的问题。受传统观念的影响,我国建筑行业更加注重施工人员的经验,对真正的设计理念反而不够重视,通常并没有一个真正的建筑结构设计,施工中才会依靠工作人员的经验进行策划开工。这样做的风险是非常大的,不仅增加了施工过程中出现安全事故的几率,还会严重影响建筑工程的质量,对建筑风格的把握和实施会出现偏差,导致无法完成原有的风格计划。另外,在房屋建筑施工中,设计图纸的重要是不容忽视的,但是目前行业中有些企业并未做到真正意义上对设计图纸的重视,往往只是为了应付相关单位检查临时制作的,起不到真正的作用。
1.2、房屋地基基础问题
房屋建筑作为承载人们生活起居的载体,必须具有安全性与和合理性,才能保障人们的生命财产安全,而安全性与合理性则需要房屋建筑地基基础的科学性和实用性来实现。另外需要我们对施工区域的地质条件进行仔细勘察,但是由于房屋建筑行业大环境的影响,企业为了减少工程的预算与支出,往往会省略或者简化地基勘察的某些步骤,对勘察的布置也无法达到相关标准的要求。这就造成建筑地基地质勘察结果与实际情况严重不符的问题。无法对选择建筑地基基础提供依据,严重影响房屋建筑质量和施工进度。
1.3、结构缝设置不合理
我国幅员辽阔,地理位置跨度非常大。这就注定我们在房屋建筑施工中会碰到自然条件迥异、气候差异大的现象,每个地方都有自己独特的自然条件,这就对我们的施工提出了严峻的考验。而我国大部分地区四季分明,气候的冷热和自然环境的急速变换都会对建筑造成一定程度上的影响,因此结构缝无论是在房屋建筑设计环节还是在房屋建筑施工环节都是一大技术难题,所以,我们应该充分考虑到房屋结构缝在房屋设计和施工阶段中会遇到的问题。
2、房屋建筑结构设计中的问题对策
2.1、房屋建筑施工前进行严密的房屋建筑结构设计
各建筑企业首先应当高度的重视房屋建筑结构设计,不仅是因为房屋建筑结构设计可以指导建筑施工,更重要的是会直接影响到建筑质量,所以应该针对建筑实地情况,成立专门的房屋建筑设计队伍应用其较高专业水准对建筑图纸设计提前进行周密计划和实施。因为我国地质条件的复杂性,在这之前,施工团队应该充分调查和了解建筑当地的自然环境及气候条件,并且要及时关注了解当地的地形及地貌和可能的地质灾害,重点防范经常发生的地质灾害,并在建筑图纸设计中加以体现。另外,为了确保房屋建设施工有条不紊的开展,建筑企业一定要保证房屋建筑图纸设计队伍严密性、精确性和合理性。
2.2、合理设计建筑受力性能
在建筑工程中,地基在一定程度上决定了建筑的质量与使用寿命,所以在建筑物设计与施工的初期阶段,建筑结构设计人员要对建筑环境进行全面的考察与研究,实地调查分析建筑坏境的气候、水文、地质情况。地基承载着建筑的全部重量,因而其中最为关键的是考核建筑承载重量的数据信息。对建筑受力性能进行全面的分析与研究,是企业必须进行的先期工作,这样才能规定建筑的承载重量,进而推动建筑工程的施工。
2.3、重视结构缝设计问题
因为我国的地理气候等原因,结构缝是成为建筑领域的一大技术难题,也是其中最不能被忽略的问题。因此,建筑企业一定要重视结构缝问题,若因为怕麻烦或者成本问题对结构缝问题采取忽略的态度,就可能导致建筑的坍塌。因此,房屋建筑设计人员应当在房屋建设设计阶段,就实地深入到建筑环境,科学合理的评估当地的地形地貌、自然环境和气候条件。在实地调查分析之后请现场施工人员对施工进行合理的反馈和计划,并最终确定适合该特定建筑项目的结构缝处理方法,确保房屋质量及使用安全。
3、结语
总之,建筑作为人们生活工作的承载体必不可少,而在我国现代化城市化进程加快的今天,建筑行业的发展不断地走向新的高峰,处于对建筑质量及性能的考虑,为保障人民生命财产安全和地方经济的发展,建筑企业应该从房屋建筑的初级筹备阶段就进行周密详细的计划,同时不断革新不断改进,确保建筑施工的安全进行促进建筑行业的发展。
作者:杨丽娜 单位:沈阳思宇建筑设计有限公司
参考文献:
[1]赵军.房屋建筑结构设计中常见问题分析[J].门窗,2016,02:83-84.
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