建筑结构范文
时间:2023-04-11 03:17:04
导语:如何才能写好一篇建筑结构,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
【关键词】建筑结构;设计;问题
一、建筑结构设计的概述
由建筑材料做成用来承受各种荷载或者作用,以起骨架作用的空间受力体系。建筑物根据其结构形式,可以分为排架结构、框架结构、剪力墙结构、筒体结构和大路结构等。剪力墙的建立就是房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载的墙体。防止结构剪切破坏。剪力墙的主要作用是承担竖向荷载(重力)、抵抗水平荷载(风、地震等)。剪力墙结构中墙与楼板组成受力体系,缺点是剪力墙不能拆除或破坏,不利于形成大空间,住户无法对室内布局自行改造。短枝剪力墙结构应用越来越广泛,它采用宽度(肢厚比)较小的剪力墙,住户可以一定范围内改造室内布局,增加了灵活性,但这是以整个结构受力性能的降低为代价的(虽然有试验和研究表明这种降低幅度较小)。建筑物中的竖向承重构件主要由墙体承担时,这种墙体既承担水平构件传来的竖向荷载,同时承担风力或地震作用传来的水平地震作用。剪力墙即由此而得名(抗震规范定名为抗震墙)。剪力墙是建筑物的分隔墙和围护墙,因此墙体的布置必须同时满足建筑平面布置和结构布置的要求。剪力墙结构体系,有很好的承载能力,而且有很好的整体性和空间作用,比框架结构有更好的抗侧力能力,因此,可建造较高的建筑物。剪力墙结构的优点是侧向刚度大,在水平荷载作用下侧移小,其缺点是 剪力墙的间距有一定限制,建筑平面布置不灵活,不适合要求大空间的公共建筑,另外结构自重也较大,灵活性就差。由于短肢剪力墙结构相对于普通剪力墙结构其抗侧刚度相对较小,设计时宜布置适当数量的长墙,或利用电梯,楼梯间形成刚度较大的内筒,以避免设防烈度下结构产生大的变形,同时也形成两道抗震设防。短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢,当有扭转效应时,会加剧已有的翘曲变形,使其墙肢首先开裂,应加强其抗震构造措施,如减小轴压比,增大纵筋和箍筋的配筋率。高层短肢剪力墙结构在水平力作用下,显现整体弯曲变形为主,底部外围小墙肢承受较大的竖向荷载和扭转剪力,由一些模型试验反映出外周边墙肢开裂,因而对外周边墙肢应加大厚度和配筋量,加强小墙肢的延性抗震性能。短肢墙应在两个方向上均有连接,避免形成孤立的“一”字形墙肢。在建筑设计的时候要准备好作为备料、施工组织工作和各工种在制作、建造工作中互相配合协作的共同依据。便于整个工程得以在预定的投资限额范围内,按照周密考虑的预定方案,统一步调,顺利进行。
二、建筑结构设计中的结构理念
在建筑结构的设计中,建筑质量的好坏主要由设计质量和施工质量两个方面来衡量。相对而言,建筑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。剪力墙是建筑物的分隔墙和围护墙,因此墙体的布置必须同时满足建筑平面布置和结构布置的要求。如果在设计的过程中,我们对其建筑的结构设计得时候不采用剪力墙就需要,考虑以下方面来进行施工:1、柱、梁截面应合理:由位移、轴压比、配筋率等控制,梁大跨取大截面,小跨取小截面,连续跨梁截面宽度宜相同。柱截面应每隔3层左右收小一次,以节约投资,每次收小时应每侧不小于50mm,以方便支模,也不宜大于200mm,以免刚度突变,最上段(顶上几层)可用300mm×300mm(应满足计算要求)。收小柱截面,也可相应增加使用面积。混凝土强度等级:宜≥C25(留有余地),柱梁宜同,变柱截面处不变混凝土强度等级,以免刚度突变。2、柱设计。纵筋配筋率不宜大于5﹪,纵筋配筋率大于3﹪时对箍筋直径、间距、弯钩有要求,也可焊成封闭环式(与89规范规定必须焊成封闭环式不同了),抗震设计时不应大于5﹪;抗震设计时不应大于5﹪,纵筋净间距应≥50mm,抗震设计时,截面尺寸大于400mm的柱,纵筋间距不宜大于200mm. 一个截面宜一种直径,宜对称配筋,方便施工,自己设计也简单;钢筋直径不宜上大下小。强柱弱梁,纵筋不要太小,除一、二层框架可用φ16、φ18外,最好用φ20以上。在建筑结构设计中要充分来考虑具体情况,方便施工。
三、浅谈建筑设计中易出现的问题
在建筑结构设计中应该注意的问题主要有以下几点:1、关于梁、板的计算跨度。建筑物中,梁、拱券两端的承重结构之间的距离,两支点中心之间的距离。当地震作用组合控制结构设计时,尚应采取抗震构造措施,因为按抗震规范关于在6~8度时抗震措施应提高1度的规定,将因构件宽厚比普遍减小使这种房屋失去其固有的轻型特点。一般的手册或教科书上所讲的计算跨度,如净跨的1.1倍等,梁板结构,简单点讲,可认为是在梁的中心线上有一刚性支座,取消梁的概念,将梁板统一认为是一变截面板。在扁梁结构中,梁高比板厚大不了多少时,应将计算长度取至梁中心,选梁中心处的弯矩和梁厚,及梁边弯矩和板厚配筋,取二者大值配筋,于在什么情况下要进行抗震验算。设计计算表明,7度时可不作抗震验算,但8度时无论有无吊车,横向刚度和纵向框架均需作抗震验算。此外,当局部有多于l层且与门式刚架相连接的附属房屋时,也需作抗震验算。此处,局部多层仅限于面积较小的内置轻型办公类房屋。2、关于回弹再压缩。基坑开挖时,摩擦角范围内坑边的基底土受到约束、不反弹,坑中心的地基土反弹,回弹以弹性为主,回弹部分被人工清除。当基础较小,坑底受到很大约束,如独立基础,回弹可以忽略,在计算沉降时,应按基底附加应力计算。当基坑很大时,相对受到较小约束。3、设计剪力墙结构的侧向刚度不宜过大,如果采用全剪力墙结构,即除门窗洞外均为剪力墙,无一片后砌的填充墙,第一周期只有1.02秒,侧向刚度过大,使地震作用过大,不经济,不合理。关于底层剪力墙的厚度:抗震设计时,筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于总底部地震倾覆力矩的50%。剪力墙的计算配筋应为墙肢一端的配筋量。在短肢剪力墙较多的剪力墙结构中,多数设计人员将较短的墙段都画为约束边缘构件或构造边缘构件,将计算需要的纵向钢筋均匀配置在整个墙段内,这是不妥的,因为配置在墙肢中和轴附近的钢筋并不能发挥作用,因此纵向钢筋应向墙肢端部集中,宜打印剪力墙边缘构件配筋计算结果复核。抗震墙的墙肢长度不大于墙厚的3倍时,应按柱的要求进行设计,箍筋应沿全高加密,SATWE等程序在计算时也是照此条规定办理。如墙厚为200mm,墙肢长度600~800mm,虽然墙肢长度达到墙厚的3~4倍,认为仍宜按柱配筋。 有些人在电算总信息中输入分布筋的配筋率为0.30%,剪力墙的竖向、横向分布筋也不必太大,如墙厚为200或250mm,纵、横向分布筋都配φ12@200双排(配筋率达0.565~0.452%)似无必要,但钢筋间距宜≤200mm,对防止剪力墙开裂有好处。
参考文献:
[1]孔雅莎,《建筑结构设计杂谈》[J].建筑结构,2009
篇2
【关键词】建筑结构;裂缝;成因;预防对策
建筑结构裂缝,既影响建筑的美观,又影响到建筑物的结构强度、稳定性和防震强度,以至于威胁到经济的损失和人的生命安全。在研究建筑结构裂缝时,首先要对建筑结构裂缝产生的原因进行深入的分析,只有这样,才能实现“对症下药”,才能真正预防和避免建筑结构裂缝的出现。
1建筑结构裂缝产生的原因分析
1.1地基沉降不均匀导致建筑结构裂缝的产生
地基是建筑结构的基础,可以说,地基的好坏是影响到建筑结构质量的最主要因素。一般来说,建筑结构的质量都非常大,而建筑结构的负荷载重都要传递到建筑的地基上,地基在承受建筑结构负荷的作用力下,会产生相应的应力,而土壤会对这种应力产生一种扩散效应,土壤的扩散效应会使承受建筑结构的地基出现不均匀沉降现象。地基的不均匀沉降容易使建筑结构产生一定的裂缝。一般说来,如果土质较好且差别不大的时候,建筑结构的地基出现不均匀沉降的差值会小一些,建筑物就很少会出现裂缝,即使出现裂缝也是很小的,对建筑结构的安全使用不会造成太大的影响。但如果地基是打在土质不均、差别较大的地段时,甚至有是打在淤泥土质或是软塑状态的粘土上时,地基会在承担建筑结构负荷的作用力下出现严重的不均匀沉降,致使建筑结构出现严重的裂缝。建筑结构的裂缝主要表现为剪切裂缝和弯曲裂缝,具有八字裂缝和斜向裂缝的外观,严重影响了建筑结构的使用。
1.2施工质量不达标引起建筑结构裂缝的产生
施工过程是实现由设计意图向建筑实体转变的阶段,施工质量的好坏直接影响到建筑结构的质量,施工质量的低下同样会致使建筑结构裂缝的产生。具体来说,在施工阶段,如果屋面保湿厚度、保温材料或者墙体的强度不能满足设计要求的话,就容易导致建筑结构出现裂缝。如果砌体的砂浆饱和度不能满足建筑设计的要求,原本应该由砂浆固体所承受的负荷由墙体其他材质过分分担,就会致使墙体变形,同样会使得建筑结构出现裂缝。在地基的施工阶段,如果不能采用负荷达标的钢筋和混凝土等材料,就容易致使地基承受力度不够,出现不均匀沉降的情况,导致建筑结构裂缝的产生。当前,很多建筑结构的外墙和地面都经常出现不规则的裂缝,但经过检测发现,墙体的内部和地面的底层并没有真正出现裂缝,这就是由于施工质量不高导致墙面或地面表层下形成空鼓,在热胀冷缩的情况下,致使表层出现裂缝。
1.3温度的变化引起建筑结构裂缝的产生
通过调查笔者发现,绝大多数的建筑结构裂缝是在房屋顶层墙体和地面产生的。这主要是由于温度的变化所应起的裂缝。一般来说,夏天天气的室外最高温度都在35℃左右,而屋顶承受了太阳光的直射,温度更高,一般都有5 0℃左右,而墙体的温度一般都在30℃―5℃左右,也就是说,二者的温差大约在1 5℃―0℃之间。当外界温度上升时,墙沿长度方向伸长,房盖的伸长比墙体又大了很多,因此,房盖对墙体产生了附加水平推力,墙体在房盖推力的作用下会产生剪应力。剪应力与拉应力的共同作用又引起主拉应力,当主拉应力大于墙体所能承受的拉应力时,建筑结构的墙体就会出现类似 “八”字或“X”型的裂缝。
2建筑结构裂缝的预防对策
针对上述导致建筑结构裂缝出现的原因,提出以下三点预防建筑结构裂缝产生的对策。
2.1针对地基沉降不均匀的预防措施
首先,要对实施建筑的土质进行科学的检测。运用现代的科学技术和施工方法,测量土质的基本情况,结合建筑结构的要求,打下坚实的建筑地基。其次,合理设置沉降缝。合理的沉降缝是预防建筑结构出现裂缝的良好手段。将建筑结构底层设置成若干刚度较好的单元,并将沉降不同的区域拉开一定的距离,实现各个单元自由沉降的格局,减少建筑结构裂缝发生的机率。再次,加强上层建筑的刚性和整体性。合理使用建筑材料,增强建筑的刚性,科学规划,保证建筑的整体性,可以减少建筑结构裂缝的产生。
2.2针对施工质量不达标的预防对策
首先,严把施工单位的入口关。对施工单位的选择要审查其准入资格,要了解其过去施工的质量,避免盲目招标现象的发生。
其次,保证使用合理的建筑材料。对建筑材料的选择,要坚持以科学设计为标准,既要避免为了节约而使用廉价、低质的建筑材料,又要避免盲目追求建筑质量而选择昂贵的、并不适合的建筑材料,要科学,合理地选择建筑材料。再次,严格按照施工工艺进行施工。坚决杜绝为了省工、省时而不按施工工艺程序施工。
例如,阳东县某小区一号楼工程,该工程获省级用户满意工程称号。① 施工单位承建时,严格控制砖出厂时间,与砖厂签定协议,砖必须在养护期满后方可送至施工现场。② 该工程施工墙体时,每砌筑 600 mm均配筋砌筑。③ 窗台下均设窗台梁。④ 严格控制砖的含水率。该工程使用三年多来 ,虽有裂缝但均极细小,且数量很少,不影响使用及观感,但增加了建设成本,因此,探索新型墙材的使用还是极有必要的。
2.3针对温度变化的预防对策
首先,在墙体中设置伸缩缝。在容易因温度的变化而产生建筑结构裂缝的地方设置伸缩缝,并在必要的情况下设置多设置一些伸缩缝,其次,有针对性地分段施工。对于有利于减少建筑结构裂缝发生的区域可以实行分段施工,减少因温度的变化引起建筑结构裂缝,再次,设置隔热层。在温度变化较大的地方设置隔热层,减少建筑结构冷热不均现象的发生,可以降低因温度的变化引起建筑结构裂缝发生的机率。
例如,阳东县某单位一住宅楼,建筑面积 4210m2 ,砖混六层结构。条型基础,平屋面刚性防水,长47 m,未设变形缝,建成后约一年,东西两侧山墙均不同程度出现“八”、“X”形缝,用户集体投诉。在查明设计、施工原因后发现,设计不存在问题,主要是施工单位施工时,一是刚性抗水未按规定设置分仓缝,冷拔丝也未按规定要求剪断;二是刚性防水层与屋面结构层之间未设隔离层。后有关单位督促施工单位将防水屋按规定切割分仓缝,并对山墙裂缝部位将粉刷层铲除后加钢丝网后,再用高标号砂浆粉刷修补,数月后,检查发现虽仍有裂缝已极细小,不影响使用,用户未再投诉。
参考文献:
[1]张国辉,洪亮.从建筑结构设计角度探讨钢筋混凝土楼板裂缝的成因与控制措施.黑龙江科技信息,2010年 第05期
[2]罗鑫.钢筋砼结构裂缝成因及对策.中国新技术新产品,2009年第10期
[3]杨安康.论建筑结构混凝土常见裂缝的产生及预防措施.科园月刊,2008年第04期
篇3
【关键词】建筑结构;加固技术;结构使用要求
0.引言
建筑结构在其使用期间,随着时间的不断流逝,会因劣化、损伤造成使用功能下降,或由于技术条件的限制而无法继续使用。目前,建筑行业的发展的主要方向一方面是不断开发采用新技术、新结构、新材料、新工艺等来满足新建建筑的要求,另一方面是通过检测、鉴定和加固改造技术使现有建筑符合使用要求。如果能够科学地分析现有建筑劣化损伤的规律和程度,及时采用有效处理措施,就可以延缓结构损伤的进程,达到延长结构使用寿命的目的。
目前我国已有建筑物加固的方法很多,如增大截面法、预应力加固法、改变结构受力体系加固法、外包钢筋加固法,分别适用于不同的情况。加固方法的具体选择,应根据可靠性鉴定结果、结构功能降低情况及其他加固后建筑的功能要求,按加固效果可靠,施工方便、经济合理等原则,综合分析确定。
1.建筑结构加固原因
1.1人为因素
首先,设计人员原设计有误,考虑不周。设计出现失误常常是由于设计人员对结构承受的载荷和作用力估计不足,考虑载荷漏项,以及施工过程中的实际载荷远远超过设计值等原因造成的。其次是施工质量差。由于施工管理混乱,施工人员技术水平不高,施工企业未能把好质量关等原因造成的施工质量差在已有工程事故原因统计中占有较高的比例。第三是使用管理不当。主要表现为:建筑物建成交付使用后,使用部门管理不善,擅自改变建筑物的用途或使用环境管理不善,不进行定期维护,因侵蚀性物质进入结构构件造成损害等。
1.2环境因素
在长期的外部环境及使用环境条件下,建筑结构材料每时每刻都受到外部介质的侵蚀,导致材料状况的恶化,可分为以下三类:
(1)化学作用: 例如化工车间的酸、碱气体或液体对钢结构、混凝土结构的侵蚀。
(2)生物作用: 如微生物、细菌使木材逐渐腐朽等。
(3)物理作用: 如高温、高湿、冻融循环、昼夜温差的变化等, 会使结构产生裂缝等。自然灾害如风灾、地震等的破坏,重者可使建筑物毁于一旦,轻者会降低结构的安全性和耐久性。因此,有必要对受损建筑物进行必要的维修和加固,以提高工程结构的安全性,延长其使用寿命。
1.3其他因素
除了上述人为因素和自然环境因素的影响外,在建筑使用期内由于结构使用要求和设计标准的变化,使原有建筑满足不了继续使用要求,因而需要对其进行加固改造。
2.建筑结构加固原则
(1)结构体系总体效应原则。尽管加固只需针对危险构件进行,但同时要考虑加固后对整体结构体系的影响。因此,在制定加固方案时,应对建筑物总体考虑,不能简单采用“头痛医头,脚痛医脚”的办法。
(2)先鉴定后加固的原则。结构加固方案确定前,必须对已有结构进行检查和可靠性鉴定分析,分析结构的受力现状和持力水平,为加固方案的确定奠定基础。
(3)材料的选用和取值原则。原结构的材料强度应按规定取用,如原结构材料种类和性能与原设计一致,按原设计(或规范)值取用;当原结构无材料强度资料时,可通过实测评定材料强度等级,再按现行规范取值。
(4)加固方案的优化原则。建筑结构加固方案的选择应充分考虑已有结构实际现状和加固后结构的受力特点,对建筑结构整体进行分析,保证加固后结构具有较高的安全性和可靠度。此外,要考虑综合经济指标、施工特点和技术水平,在加固方法的设计和施工组织上采取有效措施,减少对使用环境和相邻建筑结构的影响,缩短施工周期。
(5)与抗震设防结合的原则。我国是一个多地震的国家,为了使在地震高发地带上的建筑物具有相应的安全储备,在对其进行承载力和耐久性加固、处理时,应与抗震加固方案结合起来考虑。
3.常用建筑结构加固方法及其特点
3.1直接加固法
3.1.1增大截面法
增大截面法是用同种材料加大构件截面积来提高承载力,工艺简单、适应性强, 并具有成熟的设计和施工经验。不仅可提高被加固构件的承载力,还可加大其截面刚度,改善使用性能。适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土加固。
该方法的优点是工艺简单,适用范围广。其缺点是现场湿作业工作量大,施工周期长,对建筑物的使用环境影响大。此外,还会减少建筑物净空,使结构自重增大。
3.1.2外包钢加固法
外包钢加固法是在结构构件(或杆件)四角(或两角)包以型钢的加固方法,分为干式外包钢和湿式外包钢两种形式。它可在基本不增大构件截面尺寸的情况下提高承载力,增大延性和刚度。该方法适用于混凝土柱、梁、屋架、及砌体柱和窗间墙以及烟囱等构筑物的加固。
该方法的优点是施工简便,现场工作量较小,施工周期短,受力较为可靠;缺点是用钢材的使用量较大,加固维修费用较高。
3.1.3预应力加固法
预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆或型钢撑杆,在被加固构件体外增设预应力拉杆或撑杆,通过施加预应力,提高建筑物体承载能力和刚度的方法。该方法被广泛用于加固砼梁、 板等受弯构件以及砼柱等。预应力加固具有卸荷、 加固及改变结构受力等功能,特别适用于大跨度结构以及采用其它方法效果不佳的较高应力应变状态下的大型结构加固。
该方法的优点是:可在几乎不改变使用空间的条件下,改变原结构内力分布并降低原结构的应力水平,提高构件的承载力。其缺点是:施工时需要增加预应力工序和设备,对施工技术要求高,预应力杆与被加固构件的连接(锚固)处理较复杂,施工难度大。
3.1.4外部粘钢加固法
外部粘贴加固法是用粘结剂将钢板或纤维增强复合材料等粘贴到构件需要加固的部位,以提高构件承载力和刚度的一种加固方法。这种方法在提高承载力的同时, 还可以约束核心混凝土,提高混凝土强度和构件的延性。这种方法常被用来加固承受静力作用下的砼 (或型钢)受弯及受拉构件。
但它要求环境温度不超过 60℃,相对湿度不大于70%,无化学腐蚀的影响。此外,本方法对施工工艺要求高,需要专业的施工队伍。该法施工简单、周期短,对生产和生活影响较小,且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响。
3.2间接加固法
3.2.1增设构件加固法
该方法是通过在原有构件基础上增加新的构件,改变构件刚度比等途径,减少受荷面积,从而达到结构加固之目的。采用该方法一般不会损害原结构,且易于操作,但需增加新构件,有时会对原有的构件功能产生负面影响。
3.2.2增设支点加固法
增设支点加固法是通过增设支承点来减少结构计算跨度,达到减小结构内力和提高其承载力的加固方法。按照增设支承结构的变形性能可分为刚性支点和弹性支点两种。该法简单可靠,但对建筑物的外观和使用功能影响大,同时对使用空间也有影响,适用于梁、板、桁架等水平结构的构件。
3.2.3增加结构整体性加固法
增加结构整体性加固法即通过增加支撑等措施使结构构件形成整体,共同作用。因整体结构构件被破坏的概率远远小于单个构件,所以可以达到结构加固的目的。
3.3综合加固法
综合加固技术就是同时采用多种加固技术增强结构某一方面的性能,进行综合加固设计的关键是利用各种加固方法的优势,其基本思路为:
(1)充分利用单一加固法法的优点。例如,预应力加固法可以克服其它方法不能克服的应力应变滞后,减小挠度和裂缝宽度;碳纤维材料比常规材料(如钢材)抗腐蚀能力要强得多,尤其适用于腐蚀性环境以及沿海的混凝土结构。
(2)弥补单一加固方法的缺陷。例如,增设支点加固法通过增设支点以改变结构的受力体系的加固方法,此方法可以减小结构构件的计算跨度,大幅度地提高结构构件的承载力;但采用这种方法会减小建筑结构的使用空间。因此,必须考虑辅以其它加固方法。
篇4
1、课程概况
《建筑结构》是土木类专业的必修课程,也是非常重要的专业基础课程,由于该课程内容涵盖面较广,尤其是需要三大建筑力学(理论力学、材料力学、结构力学)的铺垫,这使得该课程学习起来难度较大。以往,教师在教授该课程时,基本上是照本宣科,注重理论而脱离实际,教师难教,学生难学。为了改善这种状态,近几年很多院校的土木工程系专业的教师一直在进行尝试改革。
2、课程改革现状
笔者教授该课程有十几年的历史了,为吸引学生的注意力,曾经用模型等教具、多媒体教学、现场观摩等方法来进行改革。期间,学生的学习兴趣的确比以前有所提高,但是发现很多学生学完该课程以后,与后续的其他课程的衔接出现了问题,学生所掌握的知识比较死板,缺乏实际运用的能力,这使得学生的学习积极性一直难以高涨。而后,笔者又想了很多方法想打破僵局,都没有明显成效,形成了该课程的改革瓶颈状态。直到今年上半年学校为了贯穿课程改革,请来了戴士弘教授宣传课程改革理念,又在今年9月初,请戴教授来校针对学校各个专业的课程进行点评,使得我对该课程有了一些新的想法,认识到了以往所作的改革都是对教学方法的改良,没有注意到课程内容的改革是根本,是《建筑结构》课程改革瓶颈状态的最大的突破口。
3、课程内容体系的改革
课程内容体系改革是高等职业技术教育教学改革的重点和难点。要按照突出应用性、实践性的原则重组课程结构,更新教学内容。教学内容要突出基础理论知识的应用和实践能力的培养,基础理论教学要以应用为目的,以必须、够用为度;专业课教学要加强针对性和实用性。这就引入了戴教授所介绍的项目法理念来进行教学。《建筑结构》是高职土木工程类专业最为重要的专业基础课程,也是技术基础课,其内容包括钢筋混凝土结构、砌体结构和钢结构三部分。目前,土木工程类《建筑结构》课程中的钢筋混凝土结构部分使用的是2002年颁布的《混凝土结构设计规范》;砌体结构部分使用的是工业与民用建筑类规范,即2002年3月开始实施的《砌体结构设计规范》(GB50003-2001);钢结构水下部分结构使用的是《土木工程工程钢闸门设计规范》(SL74-95);水上部分结构使用的是工业与民用建筑类《钢结构设计规范》(GB50017-2003)。
由上可见,高职土木工程类《建筑结构》课程所含内容和所用规范种类较多,讲授时首先要讲清楚各个规范的适用对象,以免学生在工作中用错规范。另外,所讲内容全部为最新规范,充分体现了教育部有关更新教学内容的要求。其次,讲授内容要重点突出。《建筑结构》三大部分主要讲述材料的基本性能、设计原理、基本构件的设计方法和有关构造规定。作为高职学生,重点要掌握基本构件的设计方法和有关构造规定,为此有关这方面的内容要讲清楚讲透彻。如受弯构件正截面和斜截面承载力计算方法及其有关构造规定要着重讲解;而对于材料的基本性能、设计原理则作为一般了解内容,如钢筋和混凝土的基本性能以及受弯构件各个公式的来源等。除此之外,还应根据内容在实际工程中是否常用做适当区分,例如钢筋混凝土中受弯构件、受压构件,砌体结构中的受压构件等,是工程中的常用构件,上课时重点讲解;钢筋混凝土结构中的受扭构件和正常使用极限状态验算部分,砌体结构中的轴心受拉、受剪和受弯部分,在工程中使用较少,上课时可适当简单讲解。所有的知识点最好融入、贯穿一个实际的工程项目,使得学生学习完该门课程后,能够直接联系工程实际情况进行运用,增加学生的实际操作能力,以便于增大高职学生就业的优势。
篇5
钢结构在建筑结构中本身就属于布局相对灵活的一种,而轻钢结构的使用面积也能达到最大化。在轻钢结构中,能达到开间最大化,柱距最小化的特点。所有墙体在轻钢结构中几乎都是非承重墙,因此,客户可以根据自己的需求转换建筑空间布局,让整个建筑的构造更个性化和人性化。轻钢结构还能根据建筑的位置进行散热、保温、分隔等各种更人性化的变化。与此同时,轻钢结构的钢材构建也能在垂直方向上满足用户错层、跃层的需求,让建筑的空间更明快、更简约和更开阔,也让建筑形式更为多样。关于抗震性和自身建筑结构强度,轻钢结构也是具有优越性的。轻钢结构相比普通的钢材,其截面也更为合理。轻钢结构的质量轻也让它相比其他的钢材在同一承重能力下用的材料较少。除此之外,轻钢结构也有很好的变形能力和良好的任性,相比其他结构来说,其抗震能力也相对较强。
二、关于轻钢结构在建筑结构中的技术应用
(一)防腐应用技术在轻钢结构上的应用
轻钢结构有较弱的耐腐蚀性,所以在应用轻钢结构作为建筑结构的时候需要对其结构的防腐蚀性进行加强,就是响应采取一些钢材的防腐措施。一旦轻钢结构受到腐蚀,其结构的建筑承重截面就会缩小,从而轻钢结构的承载能力就会因为受到腐蚀而逐渐下降,影响轻钢结构的使用时长。所以说,在使用轻钢结构作为建筑结构之前一定要对其进行足够的防腐处理。在防腐处理技术中,喷涂非金属涂层保护是应多最广泛的轻钢结构防腐处理技术。市面上的轻钢结构非金属涂层价格也不高,种类也多,有施工比较简便的特点。所以说,在选择轻钢结构防腐非金属涂料的时候不仅要考虑到对钢结构的防腐防锈起到很好的保护作用,同时也要对涂料对钢结构的清刷、检查的影响进行试验。在轻钢结构的加注当中,建筑内部的时期、建筑凹凸角以及建筑四角都会对轻钢结构的防腐性能造成一定程度的负面影响。因此,在轻钢结构施工时,应注重对工程建筑轻钢结构的科学设计,这样才能有效地对建筑钢结构的防腐防锈起到一定的作用。
(二)关于轻钢结构的防火技术探讨
一旦建筑发生火灾,特别是形成大型火场的火灾,其建筑温度可能高达-$$R+$$摄氏度,因此,建筑结构所承受的温度一定要高于++$摄氏度。但是轻钢结构此时的高温承受能力较弱,在高温环境中,钢结构很可能会因为失去承载能力造成坍塌。所以,在应用轻钢结构作为建筑结构之前,还要注意对轻钢结构建筑进行防火技术处理。常见的处理方法有以下几种,第一是在轻钢结构建筑上设置自动灭火装置,利用灭火装置的喷淋来保护轻钢结构以免着火。其次是在轻钢结构外层包裹一层高防火性能的防火板材或者涂上一层高防火性能的保护膜。还有就是可以加强对轻钢结构建筑安全出口的紧急通道管理,用增设消防通道的方式减轻火灾的人员伤亡。
篇6
关键词:建筑结构;混凝土;设计
引 言
随着社会经济以及城市化的不断发展,高层建筑越来越多,建筑的安全性与使用性能也是社会普遍关注的问题。由于混凝土具有性能好、强度高以及造价低等特点,因此在我国建筑施工中的应用十分普遍。而混凝土结构的设计与建筑物的整体使用性能有十分密切的联系,必须引起设计者的高度重视。
1 建筑结构混凝土设计的现状分析
自改革开放以来,我国的混凝土施工技术不断提高,混凝土材料的研究与开发也得到了迅速发展。当前混凝土结构的应用十分广泛,不管是陆地还是海洋工程中都可以看到它的身影,混凝土的普遍应用也可以看做时展的印记。虽然目前在建筑行业中钢结构迅速兴起,但是由于其存在一些尚未解决的问题,混凝土依然是建筑施工中应用最多的一种形式。在当前我国钢结构施工水平相对偏低的情况下,混凝土几乎霸占了大部分地区的建筑市场[1]。
随着我国建筑施工技术的不断发展,混凝土逐渐成为建筑工程中十分重要的结构材料。但当前在建筑行业的实际应用中,混凝土在结构与设计方面依然存在一些问题,表现为混凝土结构的设计不尽完善、设计技术水平有限等。一些设计人员在混凝土结构设计中无法把握整体性,这就导致很多大型建筑物由于混凝土设计不当而引发意外事故。例如,被称为亚洲第一的宁波独塔斜拉桥,由于混凝土设计问题引发桥裂;某市投入巨资建造的高速公路通车后,不到三个月的时间就在不同部位发现裂纹与凹槽等。这些大型工程由于结构设计不合理,进而形成“豆腐渣”工程,这不仅浪费了大量人力、财力与物力,对正常的社会秩序也造成严重影响。在建筑工程中混凝土结构的设计十分关键,建筑工程的设计是否科学合理,直接关系到工程使用安全[2]。
2 建筑结构混凝土设计的主要原则
2.1 把握侧向力
在混凝土结构设计过程中,侧向力对建筑物结构的形变、内力有直接影响,同时与建筑项目的工程造价密切相关。侧向力主要是指水平地震作用以及风的作用,不管是高层还是低层建筑,都需要承受自重、雪载等垂直荷载的作用,并且需要承受风力、地震等水平力。对于低层混凝土结构,其在水平荷载的影响下位移以及内力较小,这个时候几乎可以忽略不计。而在多层建筑结构中,由于受到的水平荷载作用逐渐增强,这个时候水平荷载等就成为最重要的影响因素之一,需要作为主要控制点。
2.2 要求较好的延性
与低层建筑相比,高层建筑的内部结构更为柔和,在地震等水平力的作用下变形更大。建筑物的抗震能力与建筑结构的变形能力以及承载力这两个因素密切相关[3]。在进入塑形阶段后,为了保障建筑物具有较好的变形能力,避免高层建筑在大的地震中倒塌,就需要在符合混凝土结构刚性的前提下,运用科学合理的混凝土设计理念,并通过完善的构造措施,来提高整个建筑结构的变形能力,尤其需要注意建筑物的薄弱部位,保障整个结构有很好的延性。因此,在混凝土结构设计时应该综合考虑多方面的因素,保障设计的科学合理,让其具有良好的强度以及延性[4]。
2.3 要求合适的刚度
目前高层建筑越来越多,随着高度的增加建筑物的侧向位移也将逐渐增加。因此,在高层建筑的混凝土结构设计过程中,不仅需要保障混凝土结构良好的强度,也应该保障其具有合适的刚度,混凝土结构的自振频率等应该符合要求,在水平力的作用下结构的层位移也应该控制在适宜的范围内。
2.4 整体性原则
建筑结构混凝土的总体设计原则,就是要求建筑物的每个组成部分形成一个整体,并对整体的结构以及功能等进行全面分析研究,保障整体与部分之间相互制约、相互依存,进而实现建筑结构系统的正常运作。
3 建筑结构混凝土设计的关键点
3.1 混凝土结构的耐久性设计
混凝土自身的质量与混凝土结构的耐久性有直接关系,在设计过程中改变混凝土的密度,并对混凝土的渗透压等进行调节,就可以有效减缓混凝土被侵蚀的速度,同时混凝土的耐久性与混凝土的水灰比、强度等级等因素也有关系。在混凝土的实际应用中,氯离子对其中的钢材具有很强的腐蚀性,因此应该根据工程所处环境的不同,注意控制环境中氯离子的浓度。同时由于混凝土中含有大量碱性骨料,如果建筑工程所处的环境比较潮湿,混凝土结构内部的活性离子与碱会发生反应,这样容易导致混凝土出现裂缝,进而加快混凝土被侵蚀的速度。如果混凝土出现的裂缝较大,在裂缝内部也可能出现腐蚀性物质,并导致混凝土中的钢材被腐蚀。上述这些因素均会导致钢筋的腐蚀速率加快,导致混凝土的保护层裂开并剥落,出现锈蚀后钢筋的接触面积会逐渐减少,这也导致混凝土结构的承载力逐渐降低。另一方面钢筋出现锈蚀后,其抗滑能力会逐渐下降,也给建筑结构埋下了安全隐患。因此,在建筑结构混凝土设计过程中需要综合考虑承载力问题,避免出现混凝土的脆性破坏[5]。由此可见,对混凝土的耐久性进行深入研究尤为重要。
3.2 混凝土结构的抗震性设计
发生地震后建筑物的两个主体力量间将发生分配,因此在混凝土设计时需要考虑到建筑物主体结构在不同时期刚度的变化情况,对于钢筋混凝土材料,设计时可以选择混凝土剪力墙作为建筑的主体结构,并将钢筋混凝土作为建筑物的一个主要抗侧应力结构。如果出现往复式地震,处于塑性阶段的建筑物会出现墙体裂缝,这个时候结构的刚度将迅速下降,而刚度出现退化会导致框架的剪应力增加。一般来说,建筑物钢筋混凝土框架结构的弹性形变较大,比混凝土墙体的弹性好的多。在遇到较大的地震时,尽管建筑物的抗震能力比塑性阶段低,其中的钢筋混凝土框架会吸收大部分弯矩与水平剪应力。因此,为了保障建筑结构的基本“裂缝”需求,同时把握钢筋混凝土框架的水平部分,有效提高建筑物地基的承载能力,就需要应用相应的工艺措施让混凝土结构具有较高的变形能力,以此保障建筑物具有较好的抗震性。
3.3 遵循强柱弱梁的理念
在混凝土结构设计时遵循强柱弱梁的理念,在出现地震作用时,如果只是梁被破坏,并不会影响建筑物的整体运作,可能只是部分结构失去工作能力,但如果柱被破坏,那么整个建筑物将会倒塌。因此,柱的作用是十分关键的。近年来,我国发生了多处地震,设计人员应该注意对建筑结构的抗震设计。首先,在设计过程中对柱的轴压比加强控制。根据相关工程的统计数据,柱的轴压比一般需要控制在0.9%以下。同时需要加强柱截面、边柱的强度,并对柱进行加密箍筋设计,保障配筋率在1%以上。
4 结 语
建筑行业在国民经济中发挥着十分重要的作用,而整个建筑物的设计结构是否合理,将直接影响到人民群众的生命与财产安全。我们应该对建筑结构混凝土设计的现状进行深入分析,并采取有效的措施提高建筑结构混凝土的设计水平,以此维护建筑行业的可持续发展。
参考文献
[1]朱参军.建筑结构的抗震设计要点[J].黑龙江科技信息,2010(33).
[2]汤嘉健.浅谈建筑结构设计常见问题探讨和计算步骤[J].科技资讯,2011(05).
[3]肖丽娜.浅谈建筑结构的抗震设计方法[J].民营科技,2011(05).
篇7
关键词:大跨度建筑;结构表现;建构
1大跨度建筑的结构特点分析
主要内容:①结构与建筑具备较高的关联度,且远大于普通的建筑物。大跨度建筑的形体构筑、外在形象以及空间围合等都与其结构紧密相关。对大跨度建筑而言,结构就是建筑。而建筑也就是结构,两者可以说已经融合在一起。合理性的结构在整体建筑设计中占据十分重要的位置,且大跨度建筑一般分为屋盖结构与下部支撑结构,其中最为重要的结构表现便是屋盖结构;②结构的造价成本较高,大跨度建筑的造价很高,会耗费大量的社会劳动资源,比如国家体育场“鸟巢”的最终工程造价将近23亿元,且使用钢量为4.2万t。由此可见,大跨度建筑的资源耗费量是十分惊人的;③大跨度建筑的技术含量较高,在大跨度建筑的整体设计中,需要考虑结构、节能、智能控制等多种问题,需要运用到多种技术。同时,通过利用高新技术,大跨度建筑也可以体现出个性化的建筑形式,比如其结构设计中的技术必须达到跨度要求,并考虑到屋盖结构中会出现的结构自重等问题,而后采取合理的技术方法,确保荷载力与结构自重之间达到平衡。为了减轻自身重量,建筑必须使用效率更高的结构,而随着结构有效性的提升,其所需的技术也就越复杂。大跨度建筑必须经由多种高新技术的共同合成。
2大跨度建筑结构的存在的问题
2.1结构表现缺乏理性建筑结构的表现最终会体现于建筑的外在形象,但科学合理的建筑结构本身也应建立在力学与美学充分结合的基础上之上。结构表现是大跨度建筑的核心影响因素,如果一味将建筑结构作为表现的工具,那么整个设计就是缺乏理性美,甚至会变为形式主义的建筑物。且由此种错误理念下设计的建筑结构缺乏张力,不符合当前的现代设计理念。比如很多建筑设计只致力于打造壮观的建筑形象,并在形态上使用花朵、飞鸟等图案,使得建筑脱离实际,无法经受时间的考验。
2.2结构表现缺乏艺术性
在多数大跨度建筑中,其建筑结构都缺乏表现力,受理性主义的限制,以致建筑设计过于追求统一、高效的目的。而这些过于理性的建筑结构设计也使得建筑失去了本身的实际意义。同时部分建筑师并不关注建筑的外在结构表现,只将节省成本、降低造价作为唯一的建筑目睹,而由此种理念下设计的建筑便会缺乏艺术性,很容易使人失去兴趣。
3大跨度建筑结构的建构方法
3.1结构单元
在大跨度建筑中,结构单元是最为主要的核心因素,它可以为整体建筑设计增添规律感、在结构单元的设计理念下,任何的建筑都可以被看做若干个结构单元。而在实际施工过程中,当完成所有的结构单元时,那么此建筑也就可以宣告完工,即建筑施工也就是复制结构单元。同时,重复的结构单元也可以为人们提供一种秩序感,并增强建筑物的精确性。结构单元一般包含两种方式,即平面结构与空间结构,其中平面结构可以进行重复装饰,并给人一种整体感;而空间单元则以大部分的空间为单元,并复制空间设计,从而可以使大跨度结构体现出起伏、流动的动态感觉。例如吉隆坡的国际机场,便主要使用了结构单元的设计理念,并通过单元复制增添建筑的气势感。
3.2利用结构原型
建筑结构表现的大部分设计灵感都来自于生活以及自然中的原型,设计师通过演化原型,在大跨度建筑中进行灵活运用,并在适当的改进下,创造出更具艺术特点的结构形式。由此,这种不改变原型结构的演变方式也被称为建筑原型的演化,且其演化方式主要包括扭转、拉伸、放大以及缩小等。在建筑原型演化的过程中,设计人员还应注意获取而建筑参数,并形成结构受力之间的合理性,且要在确保方便施工的前提下,利用更为简洁的形式实现建筑结构形象的灵活化,避免出现呆板单一的结构形态。比如东京的代代木篮球馆便采用了这种设计理念,由篮球馆的屋顶上俯瞰,会看到整个建筑由悬挂屋盖旋转围绕着主立柱,这种结构具备很强的表现力,也具备良好的通风与采光效果(见图1)。
3.3结构组合
大跨度建筑的结构类型包括钢板、折板、悬索以及张力结构等。为了实现丰富的建筑形象,设计师应该在建筑结构美学的基础上,将不同的结构类型进行合理组合。实际建筑中,利用单一的建筑结构无法达到较好的经济效果,而结构组合类型,可以使大跨度建筑面向多元化方向发展。结构组合打破了单一结构的单调乏味性,使得建筑更加富于变化,并营造出动态的感觉.而由力学角度来看,结构组合也可以减轻单一结构的荷载,提升整体建筑的荷载承受力。交叉组合是最为常用的建筑结构,它同时运用了重叠组合与连接组合的方式,产生了全新的结构形式,也使得施工过程变得更加简单可行。
4结束语
当前我国大跨度建筑得到了快速发展,且出现了很多具有影响力的作品,它们的设计理念与设计技巧为大跨度建筑提供了更多的参考依据。但有些大跨度建筑存在设计不合理、造价成本较高以及没有考虑历史文脉等问题,对我国的建筑创作产生了很多消极的影响。同时,国外建筑师进入我国市场的现状也令人堪忧。应该由建构本质重新认识大跨度建筑,并提升国内建筑师的设计理念与创作技巧,从而真正提升大跨度建筑的设计水平。
作者:曲志宝 单位:沈阳铝镁设计研究院有限公司
参考文献:
[1]刘康.现代大跨度木结构建筑的建构研究[D].西南交通大学,2015,(5).
[2]况志涛.当前高层建筑中结构施工技术探讨[J].工程技术研究,2016,(6):77.
篇8
【关键词】建筑结构;砌体结构;抗震;设计
作为新时期背景下的建筑砌体结构设计人员,在结构设计过程中应始终以质量第一为己任,这不仅对自身及其所在设计机构的社会信誉,也对人们的生命财产安全有着直接的联系,这样才能促进我国建筑设计水平的提升。基于此,笔者结合自身工作实践,谈谈建筑结构中的砌体结构的设计的几点浅见。
一、概述建筑结构中的砌体结构
建筑结构是构成建筑物的主要骨架系统,也是建筑物的主要物质基础。建筑结构的主要职能是为人类生存生活提供服务,满足起居的安全需要,这就必须选择合理化的结构模式,而建筑结构中的砌体结构是结合建筑构造而选用的材料,并对其分类。因而设计建筑砌体结构在满足砌体结构的承重计算的同时与砌体材料抗压强度相符。那么什么是砌体结构呢,其又有什么缺点和优点呢?我们只有对其进行分析才能更好的确保建筑砌体结构设计的合理性和有效性。
(一)建筑砌体结构的定义
所谓建筑砌体结构,简而言之就是利用不同的砌体建造而成的结构,在我国建筑行业的应用十分广泛。这主要是各种砌体能就地取材,不仅耐久性良好,而且大气与化学稳定性也较强,尤其是保温隔热性能极佳。加上当前稀缺的土地资源,只有生产并应用由非粘土材料制作而成的块体是我国在建筑墙体材料的主要应用趋势。
(二)建筑砌体结构的优缺点
就优点来看,一是建筑砌体结构施工结构极其简单,既不要模板,也不要特殊施工设备,就能连续快速施工;二是在一定范围内应用砌体结构能节约大量的施工原材料,从而降低了工程造价。就缺点来看,一是由于砌体强度很低,而构件的截面尺寸又较大,这就使得结构的自重较大;二是不管是砌体的抗压和抗剪的强度都较低,就会导致其抗震性能差;三是砌筑工程量较大,且生产效率较低。
二、浅谈建筑结构中的砌体结构的设计
要做好建筑结构中砌体结构的设计工作,作为设计人员应在充分了解砌体结构的基础上,首先确保所选择结构形式的正确性和布置的整体性,其次注重地基的处理和基础的设计,再次是加强砌体的抗震设计,最后是在设计过程中注意相关问题。以下笔者就结合这几方面进行分析与探讨。
(一)确保所选择结构形式的正确性和布置的整体性
1、如何确保所选择结构形式正确性的分析
所有结构形式都源于自身特性而决定其适用的条件,因而砌体结构亦是如此。加上其具有极其广泛的应用范围,因而在实际设计过程中,由于这样或那样的原因导致体量小的建筑当做砌体结构进行处理,而因此引起的要么是一系列设计变更导致各种费用的增加,要么降低建筑功能和结构的安全性,为工程质量留下了极大的安全隐患。因而在设计过程中,作为设计人员必须对各地习惯性的做法进行充分了解和分析,尽可能的确保所选择结构形式的正确性,在设计之前加强与施工方、建设方和业主进行沟通交流,从而从源头上确保所选择结构形式的正确性。
2、如何确保结构布置的整体性
结构布置合理性与否对建筑的体型、立面、空间、平面布置等有着直接的影响,也是确定建筑构造及其整体布局的核心所在,因而作为结构设计人员应于建筑师一道加强沟通和交流,尽可能的确保结构布置的整体性,从而设计出建筑结构与功能的统一性和和谐性的作品,当然,在确保整体与结构形式设计合理的同时,还应结合建筑功能进行妥善处理结构的布局。
(二)注重地基的处理和基础的设计
在设计过程中,加强地基处理是确保建筑安全的重要措施。建筑的砌体结构平面大都不规则,房屋高差大使得建筑重量具有较大悬殊,加上地基的不均匀沉降,都给地基处理带来了难度,因而必须注重地基的处理。而现实是很多设计人员并没有对此引起重视,在进行地基处理与地基基础设计过程中具有较强的随意性,例如在利用软件对基础进行设计过程中,为了减少绘图工程量,由于具有较大的归并系数,这等同于独基(或条基)采用不同的地基承载力特征值。就理论来看,相同地基所承受的附加应力的不同就会导致不均匀沉降的出现,而为了更好的控制这一现象,以减少因沉降差导致结构附件应力的出现,这就需要设计人员加强地基处理的同时精心设计基础。当然,在设计过程中会遇到一些特殊情况,如地质条件不均匀的地基,不仅要考虑由于地基承载力的不同,会导致建筑砌体结构出现不均匀沉降,并加强对其的处理,特别是上部结构进行适当的加强,从而提高结构刚度,减少地基的不均匀沉降。
(三)建筑结构中砌体结构的抗震设计
鉴于砌体结构主要由各种构件组成,且连接方式的特殊性,使得其抗震性能较差,因而为提高建筑结构的安全性能,就必须加强对其的设计,在设计过程中严格按照国家相关抗震设计要求和标准,结合工程实际,确定针对性的设计方案,做到整体布局简单,圈梁和构造柱位置合理,砌体与墙体、墙体与构造柱、圈梁与屋盖、墙体与其他砼构件等连接的可靠性设计。这是由于地震来临时,第一砌体墙出现的裂缝宽度不会太大,且层间变形小,构造柱也不会出现开裂,而在第二道砌体墙就会出现大量的裂缝,对构造柱和圈梁都会影响,从而导致墙体大变形甚至断裂,因而必须引起高度重视。
(四)设计时应该注意的问题
一是严格控制建筑物的高度及层数,在相同地方、地基、地震,房屋高度越高、层数越多,受到的破坏程度也就越大,因此,控制砌体结构房屋的层数及高度可以减少地震灾害造成的损失;二是严格控制建筑层高及横墙间距,建筑是由纵向、横向承重构件以及楼板、屋顶等组合而成的空间结构,建筑结构的空间刚度及整体稳定性决定了它的抗震性能,结构纵向尺寸比横向尺寸大,如果横墙的间距设置过大,那么该方向的的刚度就会更小,当遭遇地震时,就更容易受到破坏。为了确保结构具有足够大的抗侧能力,横墙有着十分重要的作用,所以,砌体结构房屋尽量避免设置大开间;三是选择合适的材料,砌块强度的高低决定着承重墙的承载力,砂浆的强度、粘结力则对墙体的整体性有很大的影响。用强度高的砌体材料,适当的提高砂浆的强度,可以提高房屋的抗震性能。当地震烈度大于7度时,不宜采用混凝土空心砖作承重构件。
三、结语
总之,在建筑结构砌体设计过程中,作为建筑结构设计人员必须认识到加强建筑砌体结构设计的重要性,在日常工作中加强自身专业技术水平的提升,确保所选择结构形式的正确性和布置的整体性,注重地基的处理和基础的设计,加强建筑结构中砌体结构的抗震设计,并结合工程实际确定针对性、科学性的设计方案,为提高建筑结构设计水平和确保工程质量奠定坚实的基础。
参考文献:
[1]吴伟,李曦.汶川地震对砌体结构设计的启示[J].陕西建筑,2010,(07).
[2]席媛媛,刘桂申.多层砌体结构抗震设计中的构造措施[J].中国建设信息,2006,(11).
篇9
建筑结构课程是高职院校建筑设计专业普遍开设的一门必修课程。在众多设计课程中,建筑结构课程属于理论性较强的课程,其教学目的是使学生具有一定的建筑结构设计理论基础,在进行建筑构思和设计中,具有基本的结构件逻辑与体系概念,增强建筑设计中结构的合理性与可行性,做出比较经济合理、切实可行的建筑方案设计。一座建筑物能够得以实现,结构往往具有关键的作用。在具体设计工作中,建筑设计专业需要同结构专业密切配合,建筑设计师往往需要具备相当深入全面的结构知识。所以,建筑结构课程对于建筑设计专业的学生而言,也具有极其重要的实践意义。
高职院校建筑设计专业建筑结构课程中存在的问题
1.课程定位
课程定位包含两个方面的内容,一是建筑结构课程在整个课程体系中的定位,二是建筑结构课程自身的定位。在建筑设计专业的课程体系中,设计类课程是核心课程,技能类课程是建筑设计的基础,理论类课程则是建筑设计的支撑。在实际教授和学习的过程中,往往忽视了理论类课程的部分。过分的强调设计表现或者计算机操作,让学生在工作后很难掌握建筑设计工程性的本质。在具体的教学定位中,只关注理论知识而忽视与实践结合,这样首先单纯的理论教学容易导致枯燥的教学氛围,其次过分强调力学计算等内容的应试教育会让学生错误地形成了“结构无用”的认知。
2.课程内容
在建筑设计工作中,具体的结构设计、结构计算、结构制图有专门的结构设计师负责。作为建筑师,需要在方案设计阶段有良好的结构逻辑,在施工图设计阶段与结构设计专业有效配合,在施工阶段能够及时与结构设计师一起解决现场问题。传统意义上的建筑结构教学主要强调理论力学、材料力学、结构力学等内容的教学,忽视了结构构造、结构体系、结构比选的内容,缺少结构专业、结构图纸及结构配合等与实际工作密切相关的内容,一方面加大了不必要的学习难度,而且也导致了学习效果不好,实际应用不足的普遍现象。
3.课程教材
现有建筑结构教材大多数都是将土木工程专业的混凝土结构、钢结构、砌体结构等教材加以简单的删减和改写而成,没有考虑建筑学专业的学习目的和要求。教材中含有大量的结构计算,让建筑设计专业学生觉得难度大,不愿读。在现有教材中,大多数是内容过多,还涉及一些不常见的构件,和土木专业的课本区别不大。同时,教材版本没有及时改版更新也是建筑结构教材存在的普遍现象。在优秀建筑设计作品层出不穷的当代,科学技术突飞猛进,新技术的产生往往先于教材的更新,很多结构设计非常优秀的建筑案例应该被采用到建筑设计专业的结构教材里来,与时俱进充分拓展学生的知识面,激发学生的学习热情。
高职院校建筑设计专业建筑结构课程的实践教学思考
1.兼顾课程体系的课程设置
建筑设计专业一般学习年限为5年,而高职院校学习年限为3年,想要充分完成课程体系适应市场需求,具有一定难度。所以应该在有限的时间内,兼顾整体课程体系,既让学生掌握必要的理论知识,同时与设计类课程保持良好的互动性和延续性。在课程开设时间上,建筑结构课程应相对靠前,在学生经过一定建筑设计课程的学习后,这时学生已经对建筑设计具有一定的基础认知和设计需求,结合建筑结构课程的学习,对后续建筑设计课程起到积极的作用。
2.面向职业需求的授课内容
高职院校的教学有其职业需求的特殊性,建筑结构的授课内容也应紧密面向具体工作。从建筑设计的工作实际出发,建筑设计师所需要的结构知识主要在于结构设计、结构配合和注册考试等方面。高职学校建筑设计专业毕业生主要从事助理建筑师、建筑绘图员等工作,结构配合作为最重要的部分,决定了授课内容应该以此为主,着重强调培养学生的结构施工图纸阅读、结构专业图纸对接、建筑结构协同优化等能力。另外,在教学内容的选取上,应按照“实用、够用”的原则,适量增加实践教学的比重。建筑设计本身是强调实践的工作,建筑结构的学习更应该注重实际运用。在教学内容上可以通过校企合作安排一定的实训操作、工地教学,丰富教学内容,增强学生的结构认知。
3.观念取代概念的授课理念
篇10
[论文摘要]文章分析高层建筑结构的六个特征,并介绍目前国内高层建筑的四大结构体系摘要:框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。
我国改革开放以来,建筑业有了突飞猛进的发展,近十几年我国已建成高层建筑万栋,建筑面积达到2亿平方米,其中具有代表性的建筑如深圳地王大厦81层,高325米;广州中天广场80层,高322米;上海金茂大厦88层,高420.5米。另外在南宁市也建起第一高楼摘要:地王国际商会中心即地王大厦共54层,高206.3米。随着城市化进程加速发展,全国各地的高层建筑不断涌现,作为土建工作设计人员,必须充分了解高层建筑结构设计特征及其结构体系,只有这样才能使设计达到技术先进、经济合理、平安适用、确保质量的基本原则。
一、高层建筑结构设计的特征
高层建筑结构设计和低层、多层建筑结构相比较,结构专业在各专业中占有更重要的位置,不同结构体系的选择,直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特征有摘要:
(一)水平力是设计主要因素
在低层和多层房屋结构中,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中,尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响,但水平荷载却起着决定。因为建筑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,仅和建筑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所引起的轴力,是和建筑高度的两次方成正比。另一方面,对一定高度建筑来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震功能,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。
(二)侧移成为控指标
和低层或多层建筑不同,结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加,水平荷载下结构的侧向变形迅速增大,和建筑高度H的4次方成正比(=qH4/8EI)。
另外,高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大,在设计中不仅要求结构具有足够的强度,还要求具有足够的抗推刚度,使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内,否则会产生以下情况摘要:
1.因侧移产生较大的附加内力,尤其是竖向构件,当侧向位移增大时,偏心加剧,当产生的附加内力值超过一定数值时,将会导致房屋侧塌。
2.使居住人员感到不适或惊慌。
3.使填充墙或建筑装饰开裂或损坏,使机电设备管道损坏,使电梯轨道变型造成不能正常运行。
4.使主体结构构件出现大裂缝,甚至损坏。
(三)抗震设计要求更高
有抗震设防的高层建筑结构设计,除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外,还必须使结构具有良好的抗震性能,做到小震不坏、大震不倒。
(四)减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要
高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑,假如在同样地基或桩基的情况下,减轻房屋自重意昧着不增加基础造价和处理办法,可以多建层数,这在软弱土层有突出的经济效益。
地震效应和建筑的重量成正比,减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了,不仅功能于结构上的地震剪力大,还由于重心高地震功能倾覆力矩大,对竖向构件产生很大的附加轴力,从而造成附加弯矩更大。
(五)轴向变形不容忽视
采用框架体系和框架——剪力墙体系的高层建筑中,框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力,中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时,此种轴向变形的差异将会达到较大的数值,其后果相当于连续梁中间支座沉陷,从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。
(六)概念设计和理论计算同样重要
抗震设计可以分为计算设计和概念设计两部分。高层建筑结构的抗震设计计算是在一定的假想条件下进行的,尽管分析手段不断提高,分析的原则不断完善,但由于地震功能的复杂性和不确定性,地基土影响的复杂性和结构体系本身的复杂性,可能导致理论分析计算和实际情况相差数倍之多,尤其是当结构进入弹塑性阶段之后,会出现构件局部开裂甚至破坏,这时结构已很难用常规的计算原理去进行分析。实践表明,在设计中把握好高层建筑的概念设计也是很重要的。
二、高层建筑的结构体系
(一)高层建筑结构设计原则
1.钢筋混凝土高层建筑结构设计应和建筑、设备和施工密切配合,做到平安适用、技术先进、经济合理,并积极采用新技术、新工艺和新材料。
2.高层建筑结构设计应重视结构选型和构造,择优选择抗震及抗风性能好而经济合理的结构体系和平、立面布置方案,并注重加强构造连接。在抗震设计中,应保证结构整体抗震性能,使整个结构有足够的承载力、刚度和延性。
(二)高层建筑结构体系及适用范围
目前国内的高层建筑基本上采用钢筋混凝土结构。其结构体系有摘要:框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构等。
1.框架结构体系。框架结构体系是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成。由梁、柱、基础构成平面框架,它是主要承重结构,各平面框架再由连系梁连系起来,即形成一个空间结构体系,它是高层建筑中常用的结构形式之一。
框架结构体系优点是摘要:建筑平面布置灵活,能获得大空间,建筑立面也轻易处理,结构自重轻,计算理论也比较成熟,在一定高度范围内造价较低。
框架结构的缺点是摘要:框架结构本身柔性较大,抗侧力能力较差,在风荷载功能下会产生较大的水平位移,在地震荷载功能下,非结构构件破坏比较严重。
框架结构的适用范围摘要:框架结构的合理层数一般是6到15层,最经济的层数是10层左右。由于框架结构能提供较大的建筑空间,平面布置灵活,可适合多种工艺和使用的要求,已广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房和仓库中。
2.剪力墙结构体系。在高层建筑中为了提高房屋结构的抗侧力刚度,在其中设置的钢筋混凝土墙体称为“剪力墙”,剪力墙的主要功能在于提高整个房屋的抗剪强度和刚度,墙体同时也作为维护及房间分格构件。
剪力墙结构中,由钢筋混凝土墙体承受全部水平和竖向荷载,剪力墙沿横向纵向正交布置或沿多轴线斜交布置,它刚度大,空间整体性好,用钢量省。历史地震中,剪力墙结构表现了良好的抗震性能,震害较少发生,而且程度也较稍微,在住宅和旅馆客房中采用剪力墙结构可以较好地适应墙体较多、房间面积不太大的特征,而且可以使房间不露梁柱,整洁美观。
剪力墙结构墙体较多,不轻易布置面积较大的房间,为了满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共用房的要求,以及在住宅楼底层布置商店和公共设施的要求,可以将部分底层或部分层取消剪力墙代之以框架,形成框支剪力墙结构。
在框支剪力墙中,底层柱的刚度小,形成上下刚度突变,在地震功能下底层柱会产生很大内力及塑性变形,因此,在地震区不答应采用这种框支剪力墙结构。
3.框架—剪力墙结构体系。在框架结构中布置一定数量的剪力墙,可以组成框架—剪力墙结构,这种结构既有框架结构布置灵活、使用方便的特征,又有较大的刚度和较强的抗震能力,因而广泛地应用于高层建筑中的办公楼和旅馆。
4.筒体结构体系。随着建筑层数、高度的增长和抗震设防要求的提高,以平面工作状态的框架、剪力墙来组成高层建筑结构体系,往往不能满足要求。这时可以由剪力墙构成空间薄壁筒体,成为竖向悬臂箱形梁,加密柱子,以增强梁的刚度,也可以形成空间整体受力的框筒,由一个或多个筒体为主反抗水平力的结构称为筒体结构。通常筒体结构有摘要:
(1)框架—筒体结构。中心布置剪力墙薄壁筒,由它受大部分水平力,周边布置大柱距的普通框架,这种结构受力特征类似框架—剪力墙结构,目前南宁市的地王大厦也用这种结构。
(2)筒中筒结构。筒中筒结构由内、外两个筒体组合而成,内筒为剪力墙薄壁筒,外筒为密柱(通常柱距不大于3米)组成的框筒。由于外柱很密,梁刚度很大,门密洞口面积小(一般不大于墙体面积50%),因而框筒工作不同于普通平面框架,而有很好的空间整体功能,类似一个多孔的竖向箱形梁,有很好的抗风和抗震性能。目前国内最高的钢筋混凝土结构如上海金茂大厦(88层、420.5米)、广州中天广场大厦(80层、320米)都是采用筒中筒结构。
(3)成束筒结构。在平面内设置多个剪力墙薄壁筒体,每个筒体都比较小,这种结构多用于平面外形复杂的建筑中。
相关期刊
精品范文
10建筑工程课程设计