時間:2023-07-18 16:41:26
導語:在簡述建筑結(jié)構(gòu)概念的撰寫旅程中,學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。

關(guān)鍵詞:建筑設(shè)計;結(jié)構(gòu)設(shè)計;概念設(shè)計
中圖分類號: TU2文獻標識碼: A
計算機結(jié)構(gòu)程序在建筑行業(yè)的應(yīng)用,使建筑結(jié)構(gòu)工程師可以設(shè)計出大量優(yōu)質(zhì)的建筑結(jié)構(gòu),給設(shè)計帶來了極大的方便。但是在設(shè)計的過程也出現(xiàn)了很多不良的現(xiàn)象。不少設(shè)計人員對計算機技術(shù)過分的依賴,認為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作很簡單,只需要利用相關(guān)的軟件,并按照相關(guān)的標準就可以輕松的完成。在使用的過程中對軟件計算結(jié)果也不進行論證。甚至有些設(shè)計人員沒有考慮設(shè)計規(guī)范和軟件之間的差別,對結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體性和合理性缺乏思考。研究出更為先進的理論,并靈活的運用計算機技術(shù),認真分析優(yōu)質(zhì)建筑材料的運用,使建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計更加合理化、科學化和人性是現(xiàn)在建筑行業(yè)應(yīng)該認真思考的問題。這就要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師要善于創(chuàng)新,打破傳統(tǒng)思維定式,撲捉設(shè)計靈感,并想法設(shè)法將其表現(xiàn)出來。除了具備較高的審美素養(yǎng),建筑結(jié)構(gòu)分析師還需要有扎實可靠的理論基礎(chǔ)。能夠很好的處理建筑結(jié)構(gòu)中整體結(jié)構(gòu)和局部結(jié)構(gòu)的力學關(guān)系,同時將概念設(shè)計融入結(jié)構(gòu)設(shè)計中,創(chuàng)造出更為杰出的作品。
1 概念設(shè)計介紹
在運用概念設(shè)計之前,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師們需要對概念設(shè)計有個充分、清楚的了解,這樣才能在實際工作中靈活的運用。只有深刻的把握概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)中的表現(xiàn)形式,才能將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的別具一格。不管是從審美角度還是從居住的舒適度上分析都能給人耳目一新的感覺。
(1)概念設(shè)計一般指對建筑結(jié)構(gòu)不經(jīng)過數(shù)值的計算,尤其是在一些沒法做出精確理性分析或者是規(guī)范中也難以規(guī)定的問題,對建筑結(jié)構(gòu)進行全面的把握,從感官上進行設(shè)計。但是它并不意味著,結(jié)構(gòu)分析師可以根據(jù)自己的思想天馬行空的想象。為了能夠順利的實現(xiàn)設(shè)計的最終結(jié)果,結(jié)構(gòu)分析師需要準確的把握整體結(jié)構(gòu)體系和分體系之間的力學關(guān)系,并遵循工程設(shè)計的基本程序和原則,運用一定的設(shè)計思想,從整體的角度對建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)布局和抗震細節(jié)上進行宏觀的控制。
(2)運用概念設(shè)計的思想進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計,可以表現(xiàn)出很多的優(yōu)勢,比如可以讓結(jié)構(gòu)設(shè)計的思路突破傳統(tǒng)的局限,達到進一步的拓寬。在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計時,設(shè)計師往往將設(shè)計的重點集中在提高結(jié)構(gòu)的抵抗力上。為了達到這個目的,在施工的過程中,就會使用等級比較高的混凝土,并增加鋼筋的使用量,對工程的設(shè)計沒有整體的把握,使工程的造價不菲。因此,我們對一些工程中出現(xiàn)肥梁、肥柱的現(xiàn)象也就見怪不怪了。舉個很簡單的例子,在建筑物進行抗震設(shè)計時,一般先根據(jù)初定的尺寸計算出整個結(jié)構(gòu)的剛度,并計算出抗震力,最后進行配筋。但是我們不能忽略結(jié)構(gòu)剛度越大,其地震的效應(yīng)也就越強烈這個問題。剛度越大,地震力就越強,產(chǎn)生的破壞作用也會隨之增大。所以為了增加抗震力,而采用多配筋的方法是不可取的。
(3)為了減少建筑物在震中的破壞,設(shè)計師通常會采取一定的隔震消能的措施。這種措施有很多,一般是在建筑物基礎(chǔ)和主體之間設(shè)置一個柔性的隔震層,它能減少地震能量從基礎(chǔ)到主體的傳遞。還有的為了達到隔震消能的目的,在建筑物的頂部設(shè)置反擺裝置,在地震的時候這個裝置的位移方向和建筑物頂部的位移方向相反,這就加大了建筑物在振動過程中的阻尼,降低地震對其產(chǎn)生的破壞。只要設(shè)計的合理,這種方法降低地震破壞的作用非常明顯。
(4)在建筑的抗震設(shè)計中,更應(yīng)該注重概念設(shè)計的運用。我們知道由于建筑結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,在發(fā)生地震時,所受到的地震力不確定性比較大。這主要是因為人們對抗震結(jié)構(gòu)的認識比較模糊,對抗震設(shè)計分析和計算的結(jié)果精度,不能準確的把握,加上使用建筑材料的性能和其它不可預(yù)測的因素影響,甚至有些效應(yīng)現(xiàn)在也無法研究清楚,最終使設(shè)計的結(jié)果和預(yù)期的效果相差甚遠。同時在震中會遇到很多不確定因素,給建筑物帶來損壞,這種不確定因素在設(shè)計時很難把握,因此,建筑結(jié)構(gòu)師們必須重視整體的概念設(shè)計,從某種方面考慮,概念設(shè)計取得的效果比分析計算得來的效果更顯著。
2 概念設(shè)計的應(yīng)用
進行任何的設(shè)計都要遵守一定的原則,注意在設(shè)計中出現(xiàn)的問題,只有這樣才能為實際的工作做出正確指導,發(fā)揮其設(shè)計的價值。概念設(shè)計同樣也不例外,在設(shè)計過程中,要注意下面的問題:
2.1 準確把握剛性設(shè)計
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,合理的確定建筑物的剛性是非常有必要的??傮w來講建筑物的剛度不能太大,也不能太小,結(jié)構(gòu)設(shè)計師要根據(jù)具體的情況,進行準確的把握。建筑結(jié)構(gòu)的剛性太大,其自身的自振周期就短,在地震中比較容易傳遞能量,從而給建筑物帶來較大的破壞,并且造成大量的材料浪費,增加建造的成本。剛性太小的話,建筑物表現(xiàn)比較柔,在地震中比較容易變形,影響其整體的強度和穩(wěn)定性。
2.2 注重整體破壞機制
建筑物設(shè)計時,考慮的破壞機制有樓層和整體破壞機制。設(shè)計人員在設(shè)計時要注重整體破壞機制,避免樓層破壞機制的發(fā)生。一般出現(xiàn)樓層破壞說明在設(shè)計的時候,對細節(jié)問題考慮不周全,一些部位沒有發(fā)揮其承載能力。因此設(shè)計人員應(yīng)將設(shè)計的重心放在實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的整體破壞機制上,這就需要在適當?shù)奈恢貌贾盟苄糟q,并準確的把握其出現(xiàn)的順序等要點。
2.3 注重等強度和耗能設(shè)計
在建筑物抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計中,要認真考慮設(shè)計的原則,避免由于考慮的不周造成建筑物局部出現(xiàn)缺陷,在水平作用下造成承重結(jié)構(gòu)的提前垮塌。因此,在設(shè)計時,一定要注重建筑結(jié)構(gòu)的等強度設(shè)計。另外,在關(guān)鍵的部位還需要具有耗能的設(shè)計,只有這樣才能減弱地震能量造成的破壞。
2.4 遵守其它設(shè)計原則
在進行概念設(shè)計時還需要遵守其它的一些設(shè)計原則,比如結(jié)構(gòu)延性設(shè)計原則和強柱弱梁的原則。在設(shè)計的時候要盡量的保證結(jié)構(gòu)具有比較好的延性,采用強柱弱梁是為了避免樓層破壞機制的發(fā)生。
3 概念設(shè)計的意義介紹
(1)運用概念設(shè)計能夠在特定的環(huán)境中,對建筑空間和地理條件從整體的角度分析建筑結(jié)構(gòu)的整體效果。同時還能夠充分利用結(jié)構(gòu)和分體系之間的力學關(guān)系發(fā)揮重要的作用。有利于把握建筑結(jié)構(gòu)的各項性能,從而對分析結(jié)果有個合理的判斷。
(2)建筑物是一個完整的空間結(jié)構(gòu),里面每一個部件都發(fā)揮著重要的作用。因此,應(yīng)該將其看做是一個整體來考慮,但是現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計,在建筑空間的整體研究上仍存在一定的局限性。作為建筑結(jié)構(gòu)工程師,在設(shè)計的過程中要按照相關(guān)的規(guī)范和原則進行設(shè)計,同時對一些推薦性的規(guī)范不能盲目的遵守,而應(yīng)該將其作為設(shè)計中的參考,從而在具體的設(shè)計中能夠做出正確的判斷。
(3)運用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計能夠彌補理論設(shè)計的缺陷,現(xiàn)在建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計水平,并不能完全的保證對抗震、抗風等自然災(zāi)害具有良好的效果。由最近幾年國內(nèi)發(fā)生的震災(zāi)結(jié)果分析來看,在某個層面上采用概念設(shè)計比計算發(fā)揮的作用更加明顯?,F(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計,不管是從理論上還是計算上都存在著缺陷和不足。例如,對混凝土內(nèi)力和截面計算采用的理論不同,這兩者計算結(jié)果存在的矛盾,使其在實際的情況下很難發(fā)揮到預(yù)期的效果。因此,運用概念設(shè)計夠有效的彌補設(shè)計過程中,由計算理論帶來的偏差。
4 結(jié)束語
隨著人們生活水平的提高,對建筑物的設(shè)計要求也會越來越高。在設(shè)計的過程中運用概念設(shè)計的理念,通過不斷的創(chuàng)新和合理的分析,能夠達到減少資源浪費保障建筑安全的目的。概念設(shè)計的突出優(yōu)點將會受到越來越多人的青睞,它是建筑設(shè)計思想的提升,在不久的將來將會有更為廣泛的應(yīng)用。
參考文獻
[1]徐灼橋.對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的分析[J].河南建材,2009(04).
關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)概念;建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;應(yīng)用
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著我國經(jīng)濟及科技的不斷發(fā)展,計算機的相應(yīng)算法也逐步趨于成熟,結(jié)構(gòu)設(shè)計更是被廣泛的應(yīng)用到了結(jié)構(gòu)工程當中,在長時間不懈努力下,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計取得了較大的進步,要想設(shè)計出一個優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)工程,相應(yīng)的工程師必須具備豐富的經(jīng)驗及先進的設(shè)計理念。一般而言,結(jié)構(gòu)概念設(shè)計所針對的是實踐當中的力學分析或制度規(guī)定無法準確或精確的問題,不用計算,按照相應(yīng)的設(shè)計原則、力學關(guān)系、設(shè)計理念,從整體或全局角度解決相應(yīng)建筑工程當中的布置和細微的應(yīng)急措施。
簡析結(jié)構(gòu)概念
所謂的結(jié)構(gòu)概念就是沒有通過準確值進行計算,尤其是對那些難以作出準確分析的問題,根據(jù)整體結(jié)構(gòu)同子結(jié)構(gòu)體系之間力學關(guān)系、經(jīng)驗教訓、試驗等獲取的新想設(shè)計思想,然后對建筑結(jié)構(gòu)進行合理布置。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用結(jié)構(gòu)概念,大大拓寬了設(shè)計師的設(shè)計思路??墒?,傳統(tǒng)計算理論通常只強調(diào)如何提升整體建筑結(jié)構(gòu)抗力,造成使用的混凝土等級也不斷提高,加大了配筋量,從而逐漸提高了工程造價。如果在建筑設(shè)計過程中設(shè)計師僅僅強調(diào)配筋率,就會出現(xiàn)胖柱、肥梁的問題。因為建筑結(jié)構(gòu)很復(fù)雜,所以如果受到地震影響,加上材料的質(zhì)量、抗震的精確度、安裝質(zhì)量的優(yōu)劣等很多不確定因素,很容易造成設(shè)計結(jié)果同實際結(jié)果具有很大差距,所以至今為止還不能準確計算出作用效應(yīng)。因為影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的不確定因素有很多,所以建筑企業(yè)一定要充分重視結(jié)構(gòu)概念在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用。
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用結(jié)構(gòu)概念的意義
提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的精確性及立體化
建筑結(jié)構(gòu)的計算理論是從破損計算、經(jīng)驗估算、概率極限狀態(tài)計算等等階段發(fā)展而來的。目前,我國建筑業(yè)通常采用的都是概率極限狀態(tài)理論知識?,F(xiàn)階段,結(jié)構(gòu)設(shè)計標準的基本準則就是極限狀態(tài)設(shè)計理論。雖然概率理論比較先進,但其計算方法在很大程度上都是相同的,所以和概率法非常相近。此外,如果在設(shè)計過程中只采用極限狀態(tài)理論難以對建筑承載能力進行準確的估計,所以建筑業(yè)一定要積極推廣并應(yīng)用結(jié)構(gòu)概念,從而較好的解決現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)設(shè)計標準當中無法準確計算建筑物承載力的漏洞,提高建筑設(shè)計的準確性。此外,因為建筑為一種空間立體的結(jié)構(gòu),又有大量的構(gòu)件,并且這些構(gòu)件的切連方式非常復(fù)雜,所以設(shè)計師進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候一定要對建筑結(jié)構(gòu)體系進行整體上的布置。
提高建筑物的抗震能力
建筑設(shè)計師分析建筑結(jié)構(gòu)的時候,通常都會忽略結(jié)構(gòu)材料質(zhì)量、結(jié)構(gòu)空間作用、阻尼變化等各種因素對建筑的影響,從而增多了不確定因素,所以,進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候,尤其是館員抗震設(shè)計的時候一定要充分結(jié)合結(jié)構(gòu)概念,從而盡量發(fā)揮耗散地震的作用。
提升建筑設(shè)計水平
相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計師如果可以有效掌握結(jié)構(gòu)概念方法,而且能夠充分應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計當中,就能夠有效提升建筑設(shè)計水平,促進建筑設(shè)計行業(yè)的不斷發(fā)展。
結(jié)構(gòu)概念在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用
拓寬設(shè)計思路
因為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)實際的計算理論側(cè)重于建筑結(jié)構(gòu)抗力的提升,所以導致建筑業(yè)逐漸提高對混凝土等級要求,加大配筋量,提高了建筑造價成本。下面筆者以建筑的抗震設(shè)計做例子,說明結(jié)構(gòu)概念在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用。在傳統(tǒng)方法中,通常都是設(shè)計師根據(jù)既定混凝土及尺寸來對結(jié)構(gòu)的剛度進行準確計算,然后根據(jù)剛度的大小來計算相應(yīng)地震力的大小,最終確定相應(yīng)的配筋量。這種方法主要以提高建筑抗震性作用進行配筋,可是,增加結(jié)構(gòu)的配筋率以后也會提高結(jié)構(gòu)的剛度,所以提升了地震作用。然而,在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用結(jié)構(gòu)概念之后,就能有效過寬設(shè)計師的設(shè)計思路,進行建筑物的抗震設(shè)計的時候,絕不可以僅僅加強建筑物剛度,而要通過最科學、最合理的建筑結(jié)構(gòu)來降低相應(yīng)的地震作用。
結(jié)構(gòu)概念應(yīng)用于抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計
為了確保相應(yīng)建筑物具有較高的抗震能力,設(shè)計是進行設(shè)計的時候一定要充分應(yīng)用結(jié)構(gòu)概念,從而在宏觀上有效控制結(jié)構(gòu)的抗震性,要想達到這一目標,應(yīng)從這樣幾方面著手:首先,選擇那些有利于建筑抗震性的場地,從而避免由于地面變形損壞相應(yīng)建筑物的問題出現(xiàn),在條件允許的情況下,可以采取相應(yīng)措施穩(wěn)固建筑物的地基,保證建筑結(jié)構(gòu)的抗震性;其次,進行基礎(chǔ)設(shè)計的時候,在相同的結(jié)構(gòu)單元中不可以設(shè)置在不同性質(zhì)地基上,還不可以使用不一致的地基形式,從而充分發(fā)揮地基的潛能;第三,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅要對稱,還要盡量簡單,從而保證結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、剛度等都能發(fā)生比較勻稱的變化,降低由于地震作用形成的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力;第四,必須選擇合理的結(jié)構(gòu)體系,相應(yīng)的抗震構(gòu)件應(yīng)對稱,設(shè)置多個抗震的防線,從而防止某個部位成為建筑薄弱環(huán)節(jié),結(jié)構(gòu)的傳力也更加簡單;最后,建筑構(gòu)件的連接必須特別堅固,還有具有相應(yīng)的剛度,這樣才能在整體上提高結(jié)構(gòu)的抗震能力,降低結(jié)構(gòu)自重,減輕地基向建筑物所傳遞的震力。
結(jié)構(gòu)概念在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用原則
選擇科學合理的結(jié)構(gòu)方案
一個設(shè)計的優(yōu)劣,評價標準為其是否具備較強的合理性及經(jīng)濟性。結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用的結(jié)構(gòu)體系及形式的可靠性是體現(xiàn)設(shè)計經(jīng)濟及合理的重要方面。因而,設(shè)計師一定要全面分析材料質(zhì)量、建筑設(shè)計要求、施工條件等,同相關(guān)施工負責人進行充分的溝通才能確定相應(yīng)的結(jié)構(gòu)類型,選擇最合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。
科學選擇設(shè)計簡圖
設(shè)計簡圖為結(jié)構(gòu)計算的一項基礎(chǔ)性內(nèi)容,所以設(shè)計師可以充分利用設(shè)計簡圖對建筑結(jié)構(gòu)進行分析。相應(yīng)計算簡圖的懸著直接關(guān)系到建筑安全性,所以必須謹慎,一定要選擇科學合理的簡圖進行計算,否則很容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)事故。
結(jié)論:
隨著生活水平的不斷提高,人們對于建筑設(shè)計的要求也是日益提高,比如建筑的抗震性、穩(wěn)定性、安全性等等。所以,相應(yīng)的設(shè)計工程師必須充分重視對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計,積極應(yīng)用結(jié)構(gòu)概念,從而盡量設(shè)計出符合人們需求的優(yōu)秀的作品。
參考文獻:
[1]周建祥.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的結(jié)構(gòu)概念應(yīng)用分析[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2012(5)
[2]程駿.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)概念的有效應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2012(7)
[3]程建偉.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的應(yīng)用與研究[J].低溫建筑技術(shù),2009(8)
[4]韋潤忠.簡述建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念設(shè)計和經(jīng)驗[J].科技資訊,2008(5)
關(guān)鍵詞:抗震概念是設(shè)計;建筑結(jié)構(gòu);分析及討論
中途分類號:TU973 文獻標識碼:A
2013年4月20日8時02分,四川省雅安市蘆山縣發(fā)生了7.0級地震,震源深度13公里,這是即2008年以來,四川發(fā)生的第二次大地震。
當年的汶川地震是我國目前為止破壞力最大、范圍最廣的一次地震,當時,山河顫動、大地移位、滿目瘡痍。
在2011年11日,日本東北部也發(fā)生了9.0級地震,造成了日本核電站爆炸,輻射物質(zhì)外泄,周邊人員受到威脅。
伴隨著社會經(jīng)濟的逐漸進步,城市范圍逐漸擴張,地震所帶來的經(jīng)濟損失也越來越高。所以,怎樣準確的對地震進行預(yù)防,降低所產(chǎn)生的經(jīng)濟損失,并且防止地震出現(xiàn)后衍生的次生災(zāi)害(例如:核電站爆炸、火災(zāi)等),就變成了當前建筑工程部門首要處理的問題。人們在對數(shù)次的地震災(zāi)害進行分析,總結(jié)出:對于建筑抗震性能的設(shè)計來講,其結(jié)構(gòu)概念設(shè)計比計算設(shè)計更為關(guān)鍵。
一、建筑設(shè)計中抗震概念的必要性
當前,我國正處速發(fā)展的階段,其建筑速度及建筑規(guī)模都超越了以往。那么,增強先進計算理論的發(fā)展、提高計算機的使用、發(fā)展新型輕質(zhì)、高強、環(huán)保的建筑材料利用,將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計同安全、可靠、經(jīng)濟相關(guān)聯(lián)就成為了建筑部門首要解決的問題。但是,在飛速提升的背后,隱藏的是粗糙、盲目的建筑設(shè)計,其對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是十分危險的事情。對于當前的情況,應(yīng)倡導利用概念設(shè)計的方法幫助設(shè)計師發(fā)揮創(chuàng)造性,同時推動建筑行業(yè)的發(fā)展,所以,概念設(shè)計是十分重要的理念。
那么,抗震概念設(shè)計又是什么呢?抗震概念設(shè)計是鑒于地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗建立的抗震設(shè)計基本原則和思想,進行建筑和結(jié)構(gòu)的總體布置并確定細部構(gòu)造的過程。對于建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計來講,概念設(shè)計、抗震計算和構(gòu)造措施三個層次同等重要,缺一不可。那么,也可以說“概念設(shè)計”是建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中最為關(guān)鍵的問題。
這里說的“概念設(shè)計”指的是在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,不但要對建筑整體結(jié)構(gòu)的抗震性能進行關(guān)注,同時要根據(jù)結(jié)構(gòu)的破壞過程及機制,靈活將抗震標準應(yīng)用到設(shè)計中。不僅要把握整體布局,并且還要兼顧重要部位,進而使結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的問題得到根本的解決,更好的提升建筑整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。
建筑設(shè)計中,抗震概念設(shè)計的內(nèi)容主要包含工程整體結(jié)構(gòu)及細部的布置構(gòu)造;對于地震災(zāi)區(qū)建筑工程的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計中,抗震概念設(shè)計、結(jié)構(gòu)抗震計算及抗震構(gòu)造措施三方面內(nèi)容應(yīng)進行關(guān)注;從建筑及構(gòu)造方面進行綜合設(shè)計。
對于建筑結(jié)構(gòu)中的抗震概念的設(shè)計來說,基本為規(guī)范。當前,世界各國都將建筑思想逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)用多級設(shè)防的觀念。當前的建筑抗震設(shè)計標準通過修改及設(shè)定已經(jīng)趨于完善。在設(shè)計規(guī)范中,應(yīng)用了“兩個階段、三個水準”的概念,即“小震不壞、中震可復(fù)、大震不倒”。
在建筑結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計中,包含著一些不確定或模糊不清的條件。例如:地震作用是一種循環(huán)往復(fù)且隨機性很強的荷載,建筑物受到地震破壞的原因也比較復(fù)雜,想要準確預(yù)測遭受地震后的情況并進行計算是十分困難的。
二、建筑設(shè)計應(yīng)注重場地的選擇
我國現(xiàn)行抗震規(guī)范按場地上建筑物的震害輕重程度把建筑場地劃分為對建筑抗震有利、一般、不利和危險的地段。地震造成建筑的破壞,除地震直接引起結(jié)構(gòu)破壞外,還有場地條件的因素;因此抗震設(shè)防區(qū)的建筑工程宜選擇有利和一般地段,避開不利地段,并不在危險的地段進行建設(shè)。
工程地質(zhì)條件對地震破壞影響很大,常有地震烈度異?,F(xiàn)象,即“重災(zāi)區(qū)里有輕災(zāi),輕災(zāi)區(qū)里有重災(zāi)”,其產(chǎn)生的原因是局部地區(qū)的工程地質(zhì)條件不同。例如:蘆山縣太平鎮(zhèn)一座百年老宅,在“4.20”地震中地處震中9度烈度區(qū),震后建筑安然無恙、毫發(fā)未損,該宅地處位置就是老百姓常說的“風水寶地”。實際上就是抗震規(guī)范中提到的有利地段的一種體現(xiàn)。
三、合理把握建筑的體型
無數(shù)次的地震災(zāi)害表明,規(guī)則、簡單、對稱的建筑在地震時較不容易破壞,對建筑設(shè)計規(guī)則性的要求,已普遍得到了高度重視。在設(shè)計建筑方案時,建筑形體和布置應(yīng)符合抗震概念設(shè)計原則,盡量采用規(guī)則的建筑方案。也就是說,建筑的平面、立面應(yīng)力求規(guī)則、簡單、對稱,抗側(cè)力體系的剛度和承載力,材料強度和質(zhì)量分布應(yīng)均勻、連續(xù)、無突變。震害表明,不規(guī)則的建筑在地震作用下容易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動,進而破壞。
規(guī)則性在抗震概念設(shè)計中是一個重要的概念。然而建筑設(shè)計創(chuàng)作是工程技術(shù)和人文藝術(shù)的結(jié)合,可構(gòu)造某種認為環(huán)境體系,以滿足人們物質(zhì)和精神上的要求。為達此目的,建筑設(shè)計不可避免會出現(xiàn)一些復(fù)雜的建筑體型,這些復(fù)雜的建筑體型很難準確的用若干簡單的定量指標來劃分不規(guī)則程度。因此,就需要有經(jīng)驗的、有抗震知識素養(yǎng)的建筑師和結(jié)構(gòu)工程師相互配合,區(qū)分不規(guī)則、特別不規(guī)則和嚴重不規(guī)則等不規(guī)則程度;對所設(shè)計的建筑的抗震性能有所估計,這樣才能設(shè)計出抗震性能良好的建筑。并按實際需要合理設(shè)置建筑抗震縫,可以將體型復(fù)雜的建筑物劃分為“規(guī)則”的建筑,從而降低抗震設(shè)計的難度,提高抗震設(shè)計的可靠度。
四、利用結(jié)構(gòu)的延性
一個結(jié)構(gòu)的抗震性能,主要取決于對地震“能量吸收和耗散”能力的大小,而又取決于結(jié)構(gòu)延性的大小。延性好,則結(jié)構(gòu)通過彈塑性變形耗散大量地震能量,使結(jié)構(gòu)免于倒塌。利用結(jié)構(gòu)的塑性變形的發(fā)展來抗御地震,吸收地震能量,因此增加結(jié)構(gòu)的延性,不僅能削弱地震反應(yīng),而且提高了結(jié)構(gòu)抗御強烈地震的能力。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,對于框架結(jié)構(gòu)體系,按規(guī)定應(yīng)采用梁端屈服型框架,使框架結(jié)構(gòu)塑性鉸出現(xiàn)在梁端,這就是所謂“強柱弱梁”型的延性框架;以提高結(jié)構(gòu)整體的變形能力和抗地震倒塌能力,防止建筑物在強烈地震作用下倒塌。同時要求,使鋼筋混凝土構(gòu)件正截面受剪承載力大于構(gòu)件彎曲時實際達到的剪力,即“強剪弱彎”,用以改善構(gòu)件自身的抗震性能,“強柱弱梁、強剪弱彎”是結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計中的兩個重要概念。
對于砌體結(jié)構(gòu)房屋,按規(guī)定應(yīng)優(yōu)先采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓、屋蓋,設(shè)置圈梁和構(gòu)造柱,或采用配筋砌體,加強對砌體的約束,提高砌體結(jié)構(gòu)的延性和整體性,使砌體結(jié)構(gòu)在地震力的作用下,發(fā)生裂縫后不致倒塌。
五、設(shè)置多道防線
多道抗震防線對結(jié)構(gòu)在強震作用下的安全性是極其重要的,在建筑結(jié)構(gòu)中建立多重抗側(cè)力體系,當?shù)谝坏婪谰€的抗側(cè)力構(gòu)件在強烈地震襲擊下遭到破壞后,后備的第二道及至第三道防線的抗側(cè)力構(gòu)件立即接替,抵擋后續(xù)的地震力的沖擊,可保證建筑物最低限度的安全,免于倒塌,贏得救援時間,便于救援人員及時施救,提高了對生命的保護。
例如目前廣泛采用的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系,主要抗側(cè)力構(gòu)件是剪力墻,也就是第一道防線,一旦剪力墻開裂或屈服,框架部分將起到第二道防線的作用;又例如框架-填充墻結(jié)構(gòu)體系,如設(shè)計得當,在地震作用下,填充墻就是第一道防線,一旦填充墻遭到破壞,框架梁將起到第二道防線的作用,框架柱則為第三道防線。
六、注重非結(jié)構(gòu)因素
根據(jù)蘆山“4.20”地震破壞現(xiàn)象分析,多數(shù)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑的砌體填充墻率先破壞,耗散了大部分地震能量,拖延了震害過程,限制了框架變形,減少了整體結(jié)構(gòu)的地震側(cè)移幅值,使主體結(jié)構(gòu)免遭厄運,確實充當了抗震防線的“第一衛(wèi)士”。
在建筑抗震設(shè)計中,設(shè)計師應(yīng)注重填充墻對整個結(jié)構(gòu)抗震性能的影響,填充墻的布置在建筑平面上,應(yīng)力求對稱均勻,以免造成結(jié)構(gòu)偏心;沿房屋的豎向,填充墻應(yīng)連續(xù)貫通,以避免在填充墻中斷的樓層出現(xiàn)框架剪力的驟增。
結(jié)語
總而言之,抗震概念設(shè)計是決定建筑安全性能的關(guān)鍵所在,從建筑整體方案設(shè)計起始,就應(yīng)利用對建筑結(jié)構(gòu)抗震標準去應(yīng)對工程中將出現(xiàn)的問題,例如:建筑體型、結(jié)構(gòu)體系、剛度分布、構(gòu)件延性等。從宏觀角度去進行思考、判斷、選擇,再輔助必要的計算和構(gòu)造措施,從根本上消除建筑中的薄弱環(huán)節(jié),提升建筑整體抗震性能。也可以說,抗震概念的設(shè)定是基于建筑整體空間及地理問題基礎(chǔ)上,運用整體概念總結(jié)構(gòu)件方案,依據(jù)力學原理選取設(shè)計思路,更好的保證建筑整體性能,維護人民生命、財產(chǎn)安全。對建筑設(shè)計過程中如何把握抗震概念設(shè)計進行探討是值得相關(guān)工作人員深入思考的事情。
參考文獻
[1]范紅兵,淺談建筑設(shè)計過程中如何把握抗震概念設(shè)計[J].廣東科技,2012(19).
[2]段敬民,錢永久,張方,底部框剪砌體及結(jié)構(gòu)房屋抗震分析及抗震概念設(shè)計;
關(guān)鍵字:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則問題
1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則
1.1剛?cè)嵯酀脑瓌t
所謂剛?cè)嵯酀瓌t,就是指剛強與柔和相互協(xié)調(diào),具體到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域指的就是是建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計要考慮到建筑物投入使用后承受的各種力的作用,為加強建筑物抗外力的能力在結(jié)構(gòu)設(shè)計時就必須對建筑物的剛度進行控制,做到剛度適中,這樣才能保證建筑物的正常使用。一般來講,合理規(guī)范的建筑結(jié)構(gòu)體系都是剛?cè)嵯酀?剛度過大會使建筑物的適應(yīng)能力降低,當遇到強大的外力作用時,建筑物的負荷能力不足就很容易使建筑物局部或是全部受損,從而影響建筑物的使用。但是如果建筑結(jié)構(gòu)過柔,那么它雖然能夠很好的抵御強大外力,但是由于過柔,建筑就容易出現(xiàn)變形或是整體傾斜等狀況,這樣也會影響建筑物的使用。那么建筑結(jié)構(gòu)究竟應(yīng)該剛一點還是柔一點?其實,每個建筑都有自己獨特的要求及設(shè)計理念,所以不能照搬照抄,也不能將所有建筑物的剛?cè)岫榷甲鹘y(tǒng)一的規(guī)定,剛?cè)岫鹊陌盐招枰O(shè)計者根據(jù)實際情況綜合考慮各種因素來確定。
1.2多層設(shè)防的原則
安全的結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該是多層設(shè)防的,就目前來看,大部分的建筑結(jié)構(gòu)都是超靜定結(jié)構(gòu)體系,一旦災(zāi)難來臨,建筑物的所有能夠抵抗外力的結(jié)構(gòu)就通力合作,協(xié)調(diào)抵御外力,但是這時候如果某個局部由于設(shè)計不合理或施工不合格等出現(xiàn)了問題,那么建筑物局部或是整體就會受到致命性的破壞。因此對于這類問題,在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時設(shè)計者就應(yīng)該做好多道防線的設(shè)計,以保證建筑物抵御強大外力的侵害。同時,設(shè)計者應(yīng)該理解并且靈活運用超靜定結(jié)構(gòu)體系,因為它體現(xiàn)了多層設(shè)置防御線的設(shè)計理念?;蛟S設(shè)計者會覺得自己的計算等都很準確,不會有什么問題出現(xiàn),但是看看日常生活中的許多事故,就能夠發(fā)現(xiàn)由于結(jié)構(gòu)設(shè)計導致建筑物倒塌等問題常有發(fā)生,因而在精確計算的同時設(shè)計者更應(yīng)該考慮到結(jié)構(gòu)設(shè)計的隱患,理解建筑結(jié)構(gòu)的絕對安全性,以保證結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠更好的加強建筑物抗外力能力。
1.3圈出節(jié)點的原則
在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,所謂節(jié)點就是指各構(gòu)件交接的地方,或者是連接異常處。不同類型的構(gòu)件相連接,同一構(gòu)件截面改變之處都會形成在結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要表示清楚的節(jié)點。結(jié)構(gòu)體系是一個錯綜復(fù)雜的變化的系統(tǒng),在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中節(jié)點是無處不在的。當外力對建筑物的侵襲突然加大時,對于單一的構(gòu)件,外力的傳遞能夠合理傳遞,因而也可以得到有效的控制。而對于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系來說,各節(jié)點的復(fù)雜性是難以預(yù)測和控制的,即便在理論上保證了各個組件的強度等,但是由于各節(jié)點的存在都是客觀存在的,外力的傳遞會因為結(jié)構(gòu)的復(fù)雜而出現(xiàn)應(yīng)力集中無法傳遞或中斷的可能,由此就會產(chǎn)生很大的破壞力。
1.4以人為本的原則
建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計最終是要變成實體建筑物的,它是供人類使用的,因此,在設(shè)計結(jié)構(gòu)時,將人的心理、期望等都考慮在內(nèi)是以人為本原則的基本要求。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,人們生活水平不斷提高,對自身的居住辦公等的要求也不斷提高。生活在大都市的人們都希望回歸自然,希望更多的與大自然接觸,因而設(shè)計者應(yīng)該根據(jù)這一特點設(shè)計出以綠色為基礎(chǔ)包含生態(tài)、環(huán)保,可持續(xù)發(fā)展等多種理念結(jié)合的結(jié)構(gòu)。
2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題
2.1高層建筑基礎(chǔ)的選型
高層建筑的基礎(chǔ)的選擇應(yīng)該要以安全實用及經(jīng)濟合理為主要目標。選用整體性好,既能滿足地基承載力又能滿足建筑物允許變形的要求,同時還要能夠很好地調(diào)節(jié)不均勻沉降的基礎(chǔ)形式。一般有筏板基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、條形交叉梁基礎(chǔ)三種基礎(chǔ)形式,在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)類型、層數(shù)、荷載及地基承載力選用合理的基礎(chǔ)形式。筏形基礎(chǔ)有梁板式和平板式,當建筑物層數(shù)較多,地下室柱距較大、基底反力很大時,宜優(yōu)先選用平板式。采用梁板式筏基時,基礎(chǔ)梁截面大必然增加基礎(chǔ)埋置深度,當水位高時更為不利,梁板的混凝土需分層澆筑,梁支模費事,因而增長工期,綜合經(jīng)濟效益反而比平板式差。筏形基礎(chǔ)的雙向底板的厚度,除滿足正截面承載力外,主要由沖切、剪切承載力確定。
2.2連梁超筋等相關(guān)問題
剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中連梁超筋是一種常見現(xiàn)象。某段剪力墻各墻肢通過連梁形成整體,成為連肢墻或壁式框架,使此墻段具有較大的抗側(cè)剛度,要達到此目的主要是依靠連梁的約束彎矩。連梁的超筋實質(zhì)是計算剪力不滿足剪壓比要求。連梁易超筋的部位,在一般剪力墻結(jié)構(gòu)中,豎向在總高度1/3左右的樓層;平面中,當墻段較長時其中部的連梁易超筋;某墻段中墻肢截面高度(即平面中的長度)大小懸殊不均勻時,在大墻肢上的連梁易超筋。
2.3回彈再壓縮問題
基坑開挖時,摩擦角范圍內(nèi)的坑邊的基底土受到約束,不反彈,坑中心的地基土反彈,回彈以彈性為主,回彈部分被人工清除。當基礎(chǔ)較小,坑底受到很大約束,如獨立基礎(chǔ),回彈可以忽略,在計算沉降時,應(yīng)按基底附加應(yīng)力計算。當基坑很大時,相對受到較小約束,如箱基。計算沉降時應(yīng)按基底壓力計算,被坑邊土約束的部分當作安全儲備,這也是計算沉降大于實際沉降的原因之一。
由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個系統(tǒng)而全面的工作,它要求設(shè)計者有深厚的理論知識,同時還要有活躍創(chuàng)新的的思維以及嚴謹負責的工作態(tài)度。設(shè)計者要想真正做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計就要從每個基礎(chǔ)的細節(jié)做起,注意每個部件的設(shè)計,使各部件之間相互協(xié)調(diào)。同時還要做到知其然知其所以然,只有這樣才能真正理解建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計,才能真正做好結(jié)構(gòu)設(shè)計;只有真正做到事無巨細,做到細心嚴謹,才能真正在工作中不斷積累經(jīng)驗教訓從而做出更好的設(shè)計。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)施工圖;基本方法;常見問題
一、前言
我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計施工圖在解決施工作業(yè)的問題中起到了很大的作用,只有加強建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平,分析其出現(xiàn)的問題并制定解決措施,對我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計施工圖存在的問題進行分析,才能夠使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的作用得到更大的發(fā)揮。
二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本方法
1、結(jié)構(gòu)平面圖
在繪制結(jié)構(gòu)平面布置圖時,是否要輸入結(jié)構(gòu)軟件進行建模呢?當建筑地處抗震設(shè)防烈度為6度區(qū)時,根據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)范,是可以不用進行截面抗震驗算的,但必須符合相關(guān)的抗震措施要求。因此對于砌體結(jié)構(gòu)來說可以不用在軟件中建模,直接設(shè)計即可,但設(shè)計中需要注意受壓和局部受壓的問題。當然,如果時間允許的情況下還是輸入建模較好,有一個便利就是可以利用軟件來進行荷載導算計算現(xiàn)澆板配筋及裂縫和撓度,需要注意的是,基礎(chǔ)最好用手算。當建筑地處抗震設(shè)防烈度為7度及以上時輸入軟件建模計算是最好的捷徑。
2、屋頂(面)結(jié)構(gòu)圖
當建筑是坡屋面時,結(jié)構(gòu)的處理方式有梁板式及折板式兩種。梁板式適用于建筑平面不規(guī)整,板跨度較大,屋面坡度及屋脊線轉(zhuǎn)折復(fù)雜的坡屋面;折板式適用于相反的條件。兩種形式的板均為偏心受拉構(gòu)件,板配筋時應(yīng)有部分或全部的板負筋拉通以抵抗拉力且兼做抗裂鋼筋使用。板厚盡量大于等于120mm。至于坡屋面板的平面畫法,通常使用剖面示意圖加大樣詳圖的表示方法,這樣更便于施工人員正確理解圖紙。正確繪圖和設(shè)計的關(guān)鍵是設(shè)計人員詳細的表達屋面起坡的每個細節(jié),設(shè)計的最終目的不是讓審圖人員看懂,而是讓現(xiàn)場的施工人員一目了然,最終實現(xiàn)設(shè)計人的意圖。
3、大樣詳圖
大樣詳圖的繪制可在建筑詳圖的基礎(chǔ)上直接繪制,也可在以前做過的詳圖的基礎(chǔ)上來局部改進繪制。這階段需要注意在不更改建筑外形的前提下盡量的使結(jié)構(gòu)受力合理、施工方便,標注標高時注意考慮到建筑面層和保溫的影響。
4、樓梯
樓梯梯板要注意撓度的控制,板厚一般取L/27~L/33(有抗震要求的框架結(jié)構(gòu)宜參照圖集《11GF101-2》板厚取值不小于140mm),框架結(jié)構(gòu)因平臺板和梯梁的擱置造成該部位的柱形成短柱,這種情況下要注意框架柱的箍筋需全長加密,體積配箍率不應(yīng)小于1.2%(9度一級時不應(yīng)小于1.5%)。另外,梯梁要注意的是梁下凈高要滿足建筑的要求,首段梯板的基礎(chǔ)應(yīng)注意基礎(chǔ)的沉降問題,必要時應(yīng)設(shè)梯梁。
5、基礎(chǔ)
以擴展基礎(chǔ)為例,基礎(chǔ)混凝土的強度等級選擇應(yīng)符合結(jié)構(gòu)耐久性的要求,錐形基礎(chǔ)的邊緣高度不宜小于200mm,兩個方向的坡度不宜大于1:3,階梯形基礎(chǔ)的每階高度宜為300~500mm。受力鋼筋的最小配筋率不應(yīng)小于0.15%,設(shè)計時基礎(chǔ)總高度的取值應(yīng)注意地規(guī)8.2.11條的計算前提,即當臺階的寬高比小于或等于2.5且偏心距小于或等于1/6基礎(chǔ)寬度時,實際設(shè)計中當單個基礎(chǔ)長寬比值太大時,應(yīng)考慮和相鄰基礎(chǔ)聯(lián)合做聯(lián)合基礎(chǔ)(單獨基礎(chǔ)柱基基礎(chǔ)底面兩個方向的邊長比值大于2時,宜做基礎(chǔ)梁[4])。
三、結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計中存在的問題
1、分析結(jié)構(gòu)設(shè)計總說明中存在的問題
(一)、框架結(jié)構(gòu):
(1)、未注明:設(shè)計應(yīng)明確結(jié)構(gòu)的用途,在設(shè)計使用年限內(nèi)未經(jīng)技術(shù)鑒定或設(shè)計許可,不得改變結(jié)構(gòu)的用途和使用環(huán)境。
(2)、未注明鋼筋的性能指標
(3)、填充墻的要求寫的不全面,例如樓梯間和人流通道部位,應(yīng)采用鋼絲網(wǎng)砂漿面層加強,這句話往往漏掉,另外,填充墻的材料、容重等都應(yīng)寫明確。
(二)、砌體結(jié)構(gòu):
(1)、未注明砌體的施工質(zhì)量控制等級。
(2)地面以下(潮濕環(huán)境)墻材及砂漿應(yīng)按照砌規(guī)的相關(guān)要求寫明。
(3)樓梯間墻體應(yīng)加鋼筋網(wǎng)片或設(shè)鋼筋混凝土帶及配筋磚帶等。
2、建筑構(gòu)造設(shè)計中存在的問題分析
(一)、設(shè)計人員的問題
在實際工作中由于設(shè)計任務(wù)急,計算結(jié)果存在問題,由于改計算模型浪費時間太多,設(shè)計人員根據(jù)經(jīng)驗手工將梁的計算配筋及支承情況等修改,結(jié)果可能未考慮配筋率超2%箍筋直徑要加大和梁腹板高度大于450時,側(cè)面鋼筋的間距不宜大于200,和0.1%的配筋構(gòu)造要求。
(二)、梁上部鋼筋的凈距問題
在住宅陽臺的挑梁中,按照構(gòu)造的要求及規(guī)定,上部鋼筋的凈距應(yīng)該為1.5倍鋼筋并且水平方向的凈間距不應(yīng)小于30,而在實際設(shè)計中,因配筋太大造成梁上部鋼筋凈距小于規(guī)定的數(shù)值,較密的上部鋼筋影響了混凝土的質(zhì)量,使混凝土難以振搗,在這種情況下,最好采用加大梁截面或雙排配筋。
3、設(shè)計方法中存在的問題
(一)、抗震概念設(shè)計欠缺
從廣義上來看,建筑抗震的思想和原理在實際操作中的運用就是概念設(shè)計,它實際上是在很多方面都對建筑提出了要求,是針對建筑物抗震設(shè)計的一個重要技巧。但在部分實際的設(shè)計中,設(shè)計者會出于個人各方面的考慮,其設(shè)計的施工圖并不符合概念設(shè)計的要求。不管出于什么目的,作為設(shè)計者都應(yīng)該在其設(shè)計的施工圖中加強抗震概念設(shè)計的理念,設(shè)計工作中貫穿抗震概念設(shè)計的思想。
(二)、局部出現(xiàn)深梁及構(gòu)造欠缺
在住宅建筑中,如果遇到底部框架―抗震墻結(jié)構(gòu),倘若底層柱網(wǎng)過密分布、上部結(jié)構(gòu)傳力不直接,這就會導致二樓局部出現(xiàn)深梁。設(shè)計者在抗震設(shè)計中,要本著“強柱弱梁”的思想盡可能地減少深梁出現(xiàn)的幾率。這是由于深梁的剛度很大,當房屋遭遇地震時會經(jīng)歷塑性階段,這時剛度相對較小的柱中會出現(xiàn)塑性鉸,這樣房屋就會被整體破壞。
四、結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計改進建議
1、改進設(shè)計人員自身問題
首先,作為專業(yè)的設(shè)計人員必須要有明確的設(shè)計概念,平時加強對基礎(chǔ)知識的學習和對規(guī)范的理解,在實際工作中能靈活地運用專業(yè)知識,概念清新,活學活用。其次,設(shè)計軟件是設(shè)計人員必不可少的工具,要對設(shè)計軟件有充分的了解,能夠較為全面地把握設(shè)計軟件的原理、構(gòu)造要求、適用范圍、配筋規(guī)則等各方面的問題,能夠熟練運用,鍛煉運用設(shè)計軟件的技巧,積累操作經(jīng)驗。
2、思想教育和嚴格審核
設(shè)計單位內(nèi)部應(yīng)該加強對設(shè)計人員的思想教育,反復(fù)強調(diào)質(zhì)量才是工作的首位,合理地調(diào)整設(shè)計時間安排,避免工作人員因為忙于趕工而疏忽了設(shè)計的質(zhì)量,以保證建筑的安全性。應(yīng)加強對設(shè)計人員的繼續(xù)教育工作,促進專業(yè)技術(shù)人員不僅更新知識、加強能力,更要提高素質(zhì),做到質(zhì)量第一、注重實效、理論聯(lián)系實際。還要規(guī)范各方責任的權(quán)限和范圍,加強審查審核的程序的規(guī)范性,各審查機構(gòu)的審查人員應(yīng)該是通過認定的專業(yè)人士,所有審查人員都應(yīng)進行必要的崗位培訓。
五、結(jié)束語
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計施工圖在建筑施工中至關(guān)重要,因此,在工程的后續(xù)發(fā)展中,要不斷提高設(shè)計人員的職業(yè)素質(zhì),加強對結(jié)構(gòu)設(shè)計作用的重視,嚴格施工體系,促進建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的提高。
參考文獻:
[1]沙欣,叢朝暉,羅恕.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計施工圖中應(yīng)注意的一些問題[j].遼寧建材.2005
[2]紀榮洋,王文可.潘可明.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗探討[J].低溫建筑技術(shù).2008
[3]莫雪輝.深度探討如何提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平[J].科技資訊.2008
[4]全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施2009,結(jié)構(gòu)(地基與基礎(chǔ))
[5]建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 GB50007-2011
【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu);安全度;設(shè)計研究
1.建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計的簡述
1.1建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計的概念
建筑結(jié)構(gòu)安全度的設(shè)計主要體現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)的適用性、耐久性及安全性,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常用安全度來檢測結(jié)構(gòu)設(shè)計的適用性、耐久性和安全性[1]。建筑結(jié)構(gòu)的適用性主要是指建筑在使用的過程中擁有較好的適用功能,使得建筑各方面的功能得到最好的發(fā)揮。建筑結(jié)構(gòu)的耐久性主要指建筑能夠在正常使用和安全維護的情況下的使用時間,建筑適用時間的設(shè)計。建筑安全性主要是建筑能在外力負荷下仍然能夠安全使用,同時還有具有一定的抗震作用,保證建筑物的平穩(wěn)、安全。
1.2檢測建筑結(jié)構(gòu)安全性的方法
隨著建筑設(shè)計技術(shù)的不斷發(fā)展,開始利用建筑結(jié)構(gòu)的安全度可以檢測建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性和可靠性。安全度檢測方法的運用原理主要是利用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的失敗概率來檢測建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性。結(jié)合實際的建筑工程,把建筑結(jié)構(gòu)本身具有的抗壓力和負荷力之間的相互作用分開,形成隨機的變量,按照建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗作為依據(jù),實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性檢測。但是這種方法還存在一定的缺陷,還在不斷完善中。
2.建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計存在的問題
2.1建筑結(jié)構(gòu)抗震性較弱
近年來,我國一些地區(qū)發(fā)生了嚴重的地震災(zāi)害,導致房屋倒塌,傷亡嚴重。地震災(zāi)害的發(fā)生同時也在告訴我們我國建筑的抗震性能還十分的薄弱。建筑的抗震性,可以保證建筑的平穩(wěn)、不倒塌,減少人員的傷亡和經(jīng)濟損失。所以建筑的抗震性設(shè)計顯得尤為重要。雖然,我國的建筑抗震性還沒有達到一定的標準,但是實施的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》,為我國建筑的抗震性設(shè)計建筑提供了重要的理論依據(jù)。
2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計材料問題嚴重
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計材料問題重要表現(xiàn)在建筑材料的偷工減料現(xiàn)象上。一些建筑單位在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候,為了節(jié)省建筑開支,提高企業(yè)的經(jīng)濟效益,過度節(jié)省施工材料,導致建筑工程質(zhì)量沒有得到很好的保障,同時也影響到建筑結(jié)構(gòu)的安全性。建筑工程施工中有明確的規(guī)定,施工所用的鋼材量比例要規(guī)范合理。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在進行設(shè)計的時候要充分考慮建筑適用的鋼材量,控制高鋼材的使用量[2]。還有一些建筑單位雖然鋼材量得到保證,但是為了節(jié)省財務(wù)開支,采用價格較低的鋼材。這些鋼材雖然具有很好的強度,但是它的脆性也同樣很大,穩(wěn)定性低,存在很大的安全隱患,威脅人們的生命財產(chǎn)安全。
2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計缺乏合理性
首先由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的整體素質(zhì)不佳,導致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計缺乏科學合理的依據(jù)。建筑結(jié)構(gòu)不合理,對建筑的安全性造成很大的影響。一些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員只注重建筑的美觀度,而忽略了建筑的質(zhì)量和安全性,造成不可估計的損失。再者,建筑企業(yè)管理人員沒有對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計圖進行嚴格的審核,導致不合理結(jié)構(gòu)設(shè)計的使用和實行,給公司造成巨大的經(jīng)濟損失。這些都是造成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理的原因,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員必須重視。
3.提高建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計的措施
3.1提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的素質(zhì)
建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計要按照國家的建筑設(shè)計規(guī)范標準來進行,一個是要依據(jù)國家的建筑設(shè)計的政策,還有就是按照國家的經(jīng)濟狀況和技術(shù)能力。主要包括建筑結(jié)構(gòu)體系的選型、結(jié)構(gòu)的傳力、建筑鋼筋使用規(guī)定等方面的要求,這些因素都對建筑結(jié)構(gòu)的安全性都有著一定的影響。結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的素質(zhì)對建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計有著根本性的影響。結(jié)構(gòu)設(shè)計人員由于對建筑結(jié)構(gòu)的安全度理論不了解,缺乏相關(guān)的設(shè)計經(jīng)驗,導致建筑結(jié)構(gòu)安全問題的出現(xiàn)。建筑企業(yè)要定期對結(jié)構(gòu)設(shè)計人員進行培訓和考核,加強結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對結(jié)構(gòu)安全度的認識,提高結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的設(shè)計能力,實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計標準。定期進行考核,以保證培訓的效果。
3.2合理節(jié)省建筑施工材料
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,節(jié)省建筑施工材料,是提高建筑企業(yè)的經(jīng)濟效益,促進建筑企業(yè)的快速發(fā)展。最佳的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案就是在保證建筑質(zhì)量的同時可以盡量減少施工材料,實現(xiàn)建筑企業(yè)的經(jīng)濟效益。如果建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,就會造成施工材料的浪費,不是滿足建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟合理化的要求[3]。在一些發(fā)達國家,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師們都以節(jié)約施工材料作為設(shè)計目標,但是要在保證施工質(zhì)量,合理節(jié)省建筑施工材料。一些建筑公司為了保證經(jīng)濟效益,過度節(jié)省材料,導致建筑工程質(zhì)量問題的出現(xiàn)。所以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員要按照實際建筑工程的需要,合理安排施工材料,提高建筑工程質(zhì)量。同時鋼材的合理運用是提高建筑物抗震性的重要元素,所以為了提高建筑物的抗震性,鋼材量的使用要充足。
3.3善于運用新技術(shù)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,建筑業(yè)得到了很大的發(fā)展空間,人們對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作變得更加的繁雜,難度也變得越來越大。以前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代建筑設(shè)計的要求。例如在一些比較復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,原有的建筑結(jié)構(gòu)模型不能清楚的計算出建筑結(jié)構(gòu)的建筑物的承載力,或者計算差生偏差,使得建筑物的安全性受到很大的影響。信息時代的,將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算機軟件相結(jié)合,成為了現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的新方式。通過計算機軟件可以準確計算出建筑物的相關(guān)數(shù)據(jù),使得建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計得到很好的保障[4]。所以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員要善于運用新技術(shù)進行建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計,保障建筑物的安全性和可靠性。
4.結(jié)語
建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計關(guān)系到人們的生命財產(chǎn)安全,必須引起建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的關(guān)注。按照國家規(guī)定進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計,在節(jié)省施工材料的同時,要保證建筑鋼材的使用量,善于運用新技術(shù)進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計,提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量[5]。提高建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平,完善建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計,實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的適用性、耐久性及安全性,保證人們的生命財產(chǎn)安全。
參考文獻
[1]胡松.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的探討[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊).2010(09):89-90.
[2]張春明.建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計的思考[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2010(16):67-68.
[3]呂戲洋,馬玉剛,沈偉良.淺談如何提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量[J].知識經(jīng)濟.2009(04):45-46.
【關(guān)鍵字】力學;土木工程;計算簡圖;內(nèi)力計算
1、概述
人類為了滿足生活和生產(chǎn)活動的需求,建造了房屋、道路橋梁、隧道、堤壩、電站、港口、機場等建筑物和構(gòu)筑物。建造各類建筑物和構(gòu)筑物的科學技術(shù)統(tǒng)稱為土木工程。在土木工程漫長的發(fā)展過程中,力學知識一直有著廣泛的應(yīng)用。通過經(jīng)驗的積累,人類很早就會建房子、架橋梁,但只有擁有了現(xiàn)代力學知識,人們才能建造出摩天大樓、巨型水壩、大跨橋梁、海洋平臺、海底隧道等宏偉工程。
土木工程專業(yè)本科教學主要開設(shè)的力學必修課程包括理論力學、材料力學和結(jié)構(gòu)力學三門專業(yè)基礎(chǔ)課,通常稱為土木工程的“三大力學”。 土木工程中常用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括桿、梁、柱、板、殼、桁架、懸索等。在這些結(jié)構(gòu)構(gòu)件力學分析的基礎(chǔ)上,土木工程師可以建造出結(jié)構(gòu)優(yōu)化、安全可靠的現(xiàn)代大型結(jié)構(gòu)物。
2、模型的建立
人們對事物的認識往往并不是直接考察其真實的全部,而是通過科學抽象與合理簡化、略去次要因素并抓住其本質(zhì)特征而建立近似替代物來進行分析研究的。結(jié)構(gòu)的力學分析就是按照上述的道理采用力學建模進行研究的,即利用力學、工程結(jié)構(gòu)知識和實踐經(jīng)驗,首先經(jīng)過科學的抽象,并根據(jù)結(jié)構(gòu)實際的受力、變形等主要因素,對結(jié)構(gòu)進行合理的簡化;經(jīng)簡化后可以用作分析計算的模型,稱為結(jié)構(gòu)的計算簡圖或力學模型。
2.1 對外力的假設(shè)及簡化
對外力的假設(shè)及簡化反映了外力對建筑結(jié)構(gòu)的作用情況。根據(jù)不同的情況將外力簡化成不同的荷載。比如,當外力作用面積相對于結(jié)構(gòu)來說較小,可將其簡化為集中荷載,否則簡化為均布荷載。若外力相對于結(jié)構(gòu)位置和大小變化均較小,可將其簡化為靜荷載,否則簡化為動荷載。
2.2 對約束及連接的假設(shè)及簡化
對約束及連接的假設(shè)及簡化外部約束反映了約束體對結(jié)構(gòu)和約束體連接處位移的限制情況,約束的類別很多,根據(jù)不同的標準可以將其簡化成具體理想的約束。比如,當約束體的剛度很大或者結(jié)構(gòu)和約束體連接處位移受到限制小到可以忽略時,就可以將其簡化為剛性約束,如光滑接觸面、固定支座、活動支座等。當約束體存在變形且結(jié)構(gòu)和約束體連接處位移產(chǎn)生的影響不可以忽略時,可將其簡化為理性柔性約束,如彈性支座、柔索;將桿件結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)件與構(gòu)件之間連接簡化為鉸結(jié)點、剛結(jié)點等。
目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計采用PKPM軟件進行計算,使用過程中最關(guān)鍵的就是建模,也就是將一個復(fù)雜的工程問題簡化為一個簡單的力學計算簡圖,這就離不開力學知識。力學模型選取的正確與否直接關(guān)系到最終計算結(jié)果的正誤。
3、內(nèi)力的計算
計算機不是萬能的,如果在程序的操作過程中,因為某個參數(shù)輸入錯誤,導致整個內(nèi)力計算結(jié)果錯誤,而計算機不具備這種糾偏能力,就需要利用力學知識進行判斷、檢驗,以避免錯誤的出現(xiàn)。有些構(gòu)件采用PKPM進行計算相當麻煩,比如小框架結(jié)構(gòu)的樓梯,往往采用手算代替機算,這就需要力學知識首先算出其內(nèi)力。
4、結(jié)語
要想做一個合格的土木工程師必須要有較好的力學基礎(chǔ)。若缺乏對三大力學的基本概念、物理意義和求解方法的深入理解,想真正掌握好相關(guān)專業(yè)課程,做好有關(guān)工程設(shè)計、 施工、監(jiān)理乃至進一步的科研工作,是不可想象的。
參考文獻:
[1]馬崇武,秦懷泉,力學與土木工程專業(yè)的力學課程教學[J].高等理科教,2007(6)
[2]張明朗.論計算簡圖的建立[J].山西建筑,2010,36(6)
[3]郭劍, 張福明.如何激發(fā)學生學習建筑力學的興趣[J].山西建,2007,33(2)
[4]黃立新,吳宇華.土木工程專業(yè)的計算力學教育[J].廣西大學學報(自然科學版),2007,32(z2)
[5]郝哲.土木工程專業(yè)中的若干力學問題剖析[J].沈陽大學學,2005,17(2)
作者簡介:
【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)設(shè)計;概念設(shè)計;建模設(shè)計;施工圖設(shè)計
前言
結(jié)構(gòu)設(shè)計按流程先后可分為結(jié)構(gòu)概念設(shè)計、建模設(shè)計和施工圖設(shè)計三部分,本文通過概念設(shè)計、建模設(shè)計和施工圖設(shè)計等三方面的內(nèi)容,簡述如何提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。
1.概念設(shè)計
概念設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計的最初階段,也是結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心階段,貫穿了結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)布置、計算、構(gòu)件設(shè)計和構(gòu)造措施等每個設(shè)計步驟。[1]概念設(shè)計的好壞直接影響到結(jié)構(gòu)的抗震和抗風能力以及建筑的經(jīng)濟性。掌握扎實的專業(yè)知識是提高概念設(shè)計能力的基礎(chǔ),通過學習三大力學和各種結(jié)構(gòu)設(shè)計專業(yè)書籍可以幫助設(shè)計人員系統(tǒng)的掌握概念設(shè)計的基本知識。提高概念設(shè)計能力的關(guān)鍵是要求結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在設(shè)計過程中不斷的總結(jié)并提煉所遇到的實際工程問題,熟悉不同結(jié)構(gòu)體系的受力特點和適用范圍,結(jié)合業(yè)主需求對結(jié)構(gòu)方案進行最優(yōu)化設(shè)計,力求在滿足建筑設(shè)計要求的條件下使結(jié)構(gòu)傳力簡明,剛度分布均勻,具有較好的延性,并且在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計要求的情況下控制結(jié)構(gòu)總體的造價。在自主設(shè)計之余可以參考其他單位的優(yōu)秀設(shè)計成果,在結(jié)構(gòu)性能指標和結(jié)構(gòu)造價上與自己的設(shè)計成果進行對比,吸取其更優(yōu)的設(shè)計方法,充實自身概念設(shè)計的知識庫,從而快速的提高概念設(shè)計能力。
2.建模設(shè)計
根據(jù)建筑條件確定了結(jié)構(gòu)類型和體系后,接下來便是對結(jié)構(gòu)進行建模設(shè)計。建模設(shè)計可以分為整體結(jié)構(gòu)設(shè)計和局部構(gòu)件設(shè)計兩部分。
2.1整體結(jié)構(gòu)設(shè)計
整體結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要工作是結(jié)構(gòu)整體建模、計算和分析,這個過程是對概念設(shè)計的落實,并為后續(xù)的施工圖設(shè)計提供原始數(shù)據(jù),因此計算模型和分析結(jié)果的準確性至關(guān)重要,要求設(shè)計人員嚴格的把控。提高該階段的能力可以從建模和分析兩方面入手。
提高建模能力要求設(shè)計人員熟悉不同計算軟件的使用方法和技巧,在靈活使用PKPM[2]等設(shè)計軟件之余,也要重視其他如ETABS、ABAQUS等結(jié)構(gòu)分析軟件的學習。使用PKPM等設(shè)計軟件時應(yīng)學會如何通過AUTOCAD等繪圖軟件進行快速輔助建模,如結(jié)構(gòu)軸網(wǎng)和構(gòu)件的導入;熟悉特殊構(gòu)件如斜撐、斜梁、虛梁、轉(zhuǎn)換構(gòu)件的建模和使用方法,另外通過設(shè)置鍵盤快捷鍵和使用層間編輯等功能提高建模的效率。地震、風荷載和各種調(diào)整系數(shù)等計算參數(shù)的設(shè)置也至關(guān)重要,要弄清楚每個計算假定和設(shè)計參數(shù)的具體意義,才能保證計算結(jié)果的正確性。分析類軟件(ETABS、ABAQUS)等的學習需要更扎實的理論知識,提高這方面的能力可以從學習材料本構(gòu)、計算單元模型、有限元方法、地震波選擇等入手。由于結(jié)構(gòu)計算理論的共通性,掌握高等分析軟件的同時也會提高設(shè)計軟件使用能力。掌握各種計算軟件模型文件的互導和轉(zhuǎn)換方法,使用不同分析軟件對設(shè)計軟件的設(shè)計成果進行校核和分析也是設(shè)計人員需掌握的方法。
結(jié)構(gòu)分析能力是設(shè)計人員對計算軟件給出的各項結(jié)果進行歸納和整理,找出結(jié)構(gòu)超出規(guī)范限制和受力薄弱的位置,并給出改進的方案。具體可體現(xiàn)為結(jié)構(gòu)模型的調(diào)試。模型調(diào)試是一個不斷迭代和優(yōu)化的過程,這個過程需要設(shè)計人員采用概念設(shè)計的思想,根據(jù)規(guī)范給出的各項具體要求,分析當前結(jié)構(gòu)存在的各種不足,如結(jié)構(gòu)變形限值、扭轉(zhuǎn)效應(yīng)、構(gòu)件抗剪、抗彎能力、結(jié)構(gòu)強度和剛度的分布情況等,有針對性的對結(jié)構(gòu)布置進行調(diào)整。掌握常用的結(jié)構(gòu)調(diào)試方法,如通過分析結(jié)構(gòu)重心和剛心的相對位置來調(diào)整結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng);查找位移最大點并提高相應(yīng)構(gòu)件剛度的方法降低結(jié)構(gòu)位移;區(qū)分結(jié)構(gòu)風控和地震控時的不同調(diào)整方法(提高結(jié)構(gòu)剛度可以明顯減小風荷載下的位移,但是卻不一定適用于地震荷載作用下的結(jié)構(gòu),因為提高剛度的同時也會增大地震力,此時就必須對平面布置的合理性進行調(diào)整)??偠灾?,提高結(jié)構(gòu)分析能力,必須在熟悉規(guī)范條文的前提下,敢于嘗試,采用概念設(shè)計的思想有針對性的對結(jié)構(gòu)進行不斷調(diào)試,并不斷的歸納總結(jié),找出最優(yōu)的結(jié)構(gòu)布置方案。
2.2局部構(gòu)件設(shè)計
整體結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后,需在整體計算結(jié)果的基礎(chǔ)上對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行設(shè)計。局部構(gòu)件的設(shè)計包括梁、板、墻柱、支撐、基礎(chǔ)等的設(shè)計。提高這方便的能力,需從規(guī)范中結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計方法入手,掌握各種構(gòu)件的計算和構(gòu)造要求。熟悉運用各種小軟件(如探索者、morgain等)對構(gòu)件進行獨立設(shè)計。
3.施工圖設(shè)計
施工圖設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計成果的最終體現(xiàn),是設(shè)計人與施工人溝通的直接語言,施工圖的質(zhì)量直接體現(xiàn)了設(shè)計人員設(shè)計水平的高低。提高施工圖設(shè)計能力首先要求設(shè)計人熟悉掌握現(xiàn)有的施工圖平面表示法,學習各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的構(gòu)造圖集,掌握構(gòu)件中鋼筋的布置和構(gòu)造方法。在此基礎(chǔ)上繪制的施工圖,要求圖面表達清晰簡潔,方便施工人閱讀;對施工中涉及到的所有內(nèi)容都必須表達清楚,不能發(fā)生遺漏。使用CAD進行施工圖繪制時,需熟練掌握鍵盤快捷鍵、圖層管理等的應(yīng)用,以提高繪圖效率。在掌握自主繪制施工圖的能力后,設(shè)計人需學習并掌握結(jié)構(gòu)繪圖插件(如探索者、老虎板王等)的使用,從而提高繪圖質(zhì)量和效率,減少繪圖錯誤,使設(shè)計人從重復(fù)繁瑣的繪圖中解脫,將更多的時間用于結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力上。但是不能過于依賴繪圖插件,繪圖插件僅僅是輔助工具,設(shè)計人應(yīng)具備判斷施工圖繪制正確與否的能力。
4.結(jié)語
本文從概念設(shè)計、建模設(shè)計、施工圖設(shè)計三方面討論了提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力的方法,提高以上三方面的能力要求設(shè)計人在學習三大力學、有限元方法、結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范、技術(shù)措施、施工圖繪制方法圖集等基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上,發(fā)揮實踐的能動性、并不斷的分析、總結(jié)和積累。此外,到施工現(xiàn)場參觀學習也是發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計問題、改善結(jié)構(gòu)設(shè)計使結(jié)構(gòu)設(shè)計更符合實際施工要求的重要途徑。提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力沒有捷徑,只能靠大家在工程設(shè)計過程中不斷的積累、分析和總結(jié)以求日益的提高。
參考文獻
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);概念設(shè)計;
前言
概念設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心和靈魂,它貫穿于結(jié)構(gòu)設(shè)計的全過程。概念設(shè)計運用得好,能使結(jié)構(gòu)滿足建筑要求并以最快的方式將荷載傳遞到基礎(chǔ)、地基中,創(chuàng)造更為安全、舒適的工作和生活環(huán)境,并節(jié)約材料和資金。概念設(shè)計是設(shè)計工作者進行創(chuàng)新設(shè)計的基礎(chǔ)。
1 概念設(shè)計簡述
概念設(shè)計就是運用清晰的結(jié)構(gòu)概念, 不經(jīng)數(shù)值計算,而依據(jù)整個結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機理、震害、實驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗等對結(jié)構(gòu)及計算結(jié)果進行正確的分析,并考慮到結(jié)構(gòu)實際受力狀況與計算假設(shè)之間的差異,對結(jié)構(gòu)及構(gòu)造進行設(shè)計,使建筑物受力更合理、安全、協(xié)調(diào)。
概念設(shè)計主要從以下兩個方面對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行宏觀控制。一是在方案設(shè)計滿足建筑要求的情況下,從宏觀的角度考慮結(jié)構(gòu)的整體性及主要分體系的相互關(guān)系,來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置方案。二是在理論設(shè)計過程中綜合考慮各方面因素對結(jié)果的影響,以判斷理論設(shè)計的準確性,并對一些工程中難以作出精確分析或在規(guī)范中未精確規(guī)定的問題,根據(jù)實際經(jīng)驗采用一些結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施進行處理。概念設(shè)計的目的是力求使設(shè)計方案安全、可靠、經(jīng)濟、合理,是一個優(yōu)化的過程。
2 結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念設(shè)計的體現(xiàn)
2.1 概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)設(shè)計流程中的體現(xiàn)
結(jié)構(gòu)設(shè)計的流程一般分為三個部分: 前期的方案選擇、中期的結(jié)構(gòu)計算階段及后期的施工圖繪制階段。這三個階段都發(fā)揮著重要的作用。
(1)合理選擇結(jié)構(gòu)方案。一個成功的設(shè)計必須選擇一個經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)方案,即選擇一個切實可靠的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。必須對工程的設(shè)計要求、地理環(huán)境、材料供應(yīng)、施工條件等情況進行綜合分析,在此基礎(chǔ)上進行結(jié)構(gòu)選型,確定最優(yōu)結(jié)構(gòu)方案。概念設(shè)計在工程設(shè)計一開始就應(yīng)把握好場地選擇、能量輸入、房屋體型、結(jié)構(gòu)體系、剛度分布、構(gòu)件延性等幾個方面,從根本上消除建筑中的抗震薄弱環(huán)節(jié)。
(2)選用恰當?shù)挠嬎愫唸D。結(jié)構(gòu)計算是在計算簡圖的基礎(chǔ)上進行的,即對作用的荷載與構(gòu)件的約束狀態(tài)進行一定的簡化,使其接近實際狀態(tài)?,F(xiàn)在的建筑物功能復(fù)雜多樣,以前的手算已經(jīng)無法滿足要求, 結(jié)構(gòu)計算只能通過計算機來完成。所以,要將實際工程的結(jié)構(gòu)形式轉(zhuǎn)變成可以用于計算機計算的模型,并保證有足夠的精確度就成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵問題。而要達到這一目的就需要設(shè)計人員在結(jié)構(gòu)計算的過程中利用概念設(shè)計進行判斷與控制。
(3)正確分析計算結(jié)果。現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中有許多軟件可以供結(jié)構(gòu)設(shè)計人員選擇,但不同軟件往往會導致不同的計算結(jié)果。所以,設(shè)計人員在進行結(jié)構(gòu)計算前,先要全面了解該程序軟件的適用范圍和技術(shù)條件, 使用時要避免操作失誤,且對電算的結(jié)果再用概念設(shè)計進行科學分析,以做出正確的合理判斷。
2.2 抗震設(shè)計中應(yīng)注意的概念設(shè)計問題
抗震設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成部分。地震是一種隨機振動,要準確預(yù)測建筑物所遭遇地震的特性和參數(shù),目前尚難做到?,F(xiàn)在所采用的地震參數(shù)只是概率意義上的估計值,而結(jié)構(gòu)在地震作用下的性能有許多不確定性,因此,抗震設(shè)計不能過分依賴理論計算,概念設(shè)計在抗震設(shè)計中顯得尤其重要。
(1)選擇合適的場地。地震造成建筑物的破壞情況是各不相同的。一是由于地震時地面強烈運動,使建筑物在震動過程中,因喪失整體性或強度不足、變形過大而破壞:二是由于水壩倒塌、海嘯、火災(zāi)、爆炸等次生災(zāi)害而造成;三是由于斷層錯動、山崖崩塌、河岸滑坡、地層陷落等地面嚴重變形直接造成。前兩種可以通過工程措施加以防治,而后一種情況,單靠工程措施很難達到預(yù)防的目的。因此,選擇工程場址時,應(yīng)進行詳細勘察。搞清地形、地質(zhì)情況,挑選對建筑抗震有利、盡可能避開對建筑抗震不利的地段。任何情況下均不得在抗震危險地段建造可能引起人員傷亡或較大經(jīng)濟損失的建筑物。
(2)選擇合適的基礎(chǔ)方案?;A(chǔ)設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)類型及荷載分布、相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素,選擇經(jīng)濟合理的基礎(chǔ)方案?;A(chǔ)設(shè)計應(yīng)有詳盡的地質(zhì)勘察報告,一般情況下同一結(jié)構(gòu)單元不宜采用兩種不同的類型。
(3)采取相應(yīng)的構(gòu)造措施。遵循“強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點強錨固”的設(shè)計原則,注意構(gòu)件的延性性能,加強薄弱部位,注意鋼筋的錨固長度,尤其是鋼筋的直線段錨固長度,考慮溫度應(yīng)力的影響。除此之外還應(yīng)注意按均勻、對稱、規(guī)整原則考慮平面和立面的布置。設(shè)置多道抗震防線應(yīng)盡量避免出現(xiàn)薄弱層。
3 結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的應(yīng)用
某大廈為商住樓,建筑高度46.8m,建筑面積30.949m2,主體平面形狀為凹字形,長67.46 m,寬25.34 m,為不規(guī)則的平面結(jié)構(gòu)體系。工程設(shè)有一層地下室,一至三層為商場,上部為三個聯(lián)體單元的住宅,建筑功能比較復(fù)雜。由于該地區(qū)為七度抗震設(shè)防區(qū)且風壓值較高,為確保結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟與安全,概念設(shè)計主要通過以下幾個方面來體現(xiàn):
(1) 根據(jù)建筑物現(xiàn)有狀況及自然條件進行結(jié)構(gòu)選型,采用框剪結(jié)構(gòu),以滿足高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程對七度抗震設(shè)防區(qū)建筑物高度及高厚比的要求。
(2)在結(jié)構(gòu)抗側(cè)構(gòu)件布置時,與建筑專業(yè)密切配合,在建筑每部梯間及外周邊轉(zhuǎn)折處布置水平抗側(cè)力構(gòu)件(剪力墻),以加強結(jié)構(gòu)抗側(cè)移和扭轉(zhuǎn)剛度,并盡可能考慮剛心與質(zhì)心的重合,以減少水平作用下由于結(jié)構(gòu)偏心而引起的空間扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
(3)合理考慮樓層的平面布置,增大外周邊框架梁、連梁斷面,增大豎向剛度變化大的樓層平面剛度(增加板厚),以加強周邊抗側(cè)力構(gòu)件的聯(lián)系,增強結(jié)構(gòu)整體性及空間協(xié)同工作能力。
(4)在結(jié)構(gòu)計算過程中,首先根據(jù)經(jīng)驗預(yù)設(shè)較合理的自振周期,并根據(jù)初算結(jié)果,調(diào)整平面中剪力墻的布置,以減少結(jié)構(gòu)偏心,注意控制框架柱及小墻肢的軸壓比,以增強結(jié)構(gòu)延性。同時根據(jù)規(guī)范限值調(diào)整剪力墻沿豎向的厚度變化,控制層間位移量及頂點側(cè)移值,以求經(jīng)濟與安全的統(tǒng)一。
(5)在構(gòu)造設(shè)計時,有針對性地對轉(zhuǎn)折部位、連接部位以及由于水平力作用引起結(jié)構(gòu)受力變形復(fù)雜或相對薄弱部位的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行構(gòu)造及配筋的加強,使主要受力構(gòu)件具有良好的變形能力及耗能能力,以提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)變形性能。
(6)盡量采用輕質(zhì)墻體,以減輕樓層自重,從而降低地震力,同時要求加強地下室外回填土的夯實,通過人防地下室高強度的側(cè)壁與周邊回填土的共同作用, 增強對結(jié)構(gòu)的約束,以提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)的整體穩(wěn)定性,減少地震能量的放大。
(7)為減少溫度伸縮引起的混凝土開裂,在主樓中部設(shè)置伸縮后澆帶;為降低沉降差在主樓與群樓之間設(shè)置沉降后澆帶。通過以上概念設(shè)計,使該工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件在剛度、延性、承載力方面相匹配,形成一個在抗風、抗震中高效協(xié)同工作的結(jié)構(gòu)整體,從而使建筑物在經(jīng)濟、安全、適用、美觀的矛盾中找到了統(tǒng)一。