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        公務員期刊網 精選范文 結構設計要點范文

        結構設計要點精選(九篇)

        前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的結構設計要點主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。

        結構設計要點

        第1篇:結構設計要點范文

        關鍵詞 筒體;結構設計要點

        中圖分類號TU3 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2013)96-0081-02

        筒體結構具有造型美觀,使用靈活,受力合理,以及整體性強等優點,適用于較高的高層建筑。筒體結構包括框筒、筒中筒、束筒結構以及框架-核心筒結構等,其中框架-核心筒結構雖然都有筒體,但是這種結構與框筒、筒中筒、束筒結構的組成和傳力體系有很大區別,需要了解它們的異同,掌握不同的受力特點和設計要求。

        框筒、筒中筒和束筒結構都是常用的高層建筑結構的形式,除符合高層建筑結構的一般布置原則外,其結構布置應從平面形狀、高寬比、框筒的開孔率、柱距、框筒柱和裙梁截面、內筒布置、樓蓋形式等方面考慮,減小剪力滯后,以便高效而充分發揮所有柱子的作用。

        框架-核心筒結構可以做成鋼筋混凝土結構、鋼結構或混合結構,可以在一般的高層建筑中應用,也可以在超高層建筑中應用;框架一核心筒結構雖然與筒中筒結構在平面形式上可能相似,但受力性能卻有很大區別,其結構布置對核心筒提出了更高的要求,對周邊框架、框架與核心筒的內力分配、伸臂加強層以及樓蓋等也提出了相應的要求。

        1框筒、筒中筒和束筒結構的布置

        框筒結構具有很大的抗側移和抗扭剛度,又可增大內部空間的使用靈活性,對于高層建筑,框筒、筒中筒、束筒都是高效的抗側力結構體系。框筒、筒中筒、束筒結構的布置應符合高層建筑的一般布置原則,同時要考慮如何合理布置,減小剪力滯后,以便高效而充分發揮所有柱子的作用。

        筒體結構的性能以正多邊形為最佳,且邊數越多性能越好,剪力滯后現象越不明顯,結構的空間作用越大;反之,邊數越少,結構的空間作用越差。結構平面布置應能充分發揮其空間整體作用。因此,平面形狀以采用圓形和正多邊形最為有利。也可采用橢圓形或矩形等其他形狀,當采用矩形平面時,其平面尺寸應盡量接近于正方形,長寬比不宜大于2。若長寬比過大,可以增加橫向加勁框架的數量,形成束筒結構。

        筒中筒結構中的外框筒宜做成密柱深梁,一般情況下,柱距為,不宜大于4;框筒梁的截面高度可取柱凈距的1/4左右。開孔率是框筒結構的重要參數之一,框筒的開孔率不宜大于60%,且洞口高寬比宜盡量和層高與柱距之比相似。當矩形框筒的長寬比不大于2和墻面開洞率不大于50%時,外框筒的柱距可適當放寬。若密柱深梁的效果不足,可以沿結構高度,選擇適當的樓層,設置整層高的環向桁架,以減小剪力滯后。m3~1m

        框筒結構的柱截面宜做成正方形、矩形或T形,若為矩形截面,由于梁、柱的彎矩主要在框架平面內,框架平面外的柱彎矩較小,則矩形的長邊應與腹板框架或翼緣框架方向一致。筒體的角部是聯系兩個方向的結構協同工作的重要部位,受力很大,通常要采取措施予以加強;內筒角部通常可以采用局部加厚等措施加強;外筒可以加大角柱截面尺寸,采用L形、槽形角墻等予以加強,以承受較大的軸力,并減小壓縮變形,通常角柱面積宜取中柱面積的1—2倍,角柱面積過大,會加大剪力滯后現象,使角柱產生過大的軸力,特別當重力荷載不足以抵消拉力時,角柱將承受拉力。

        由于框筒結構柱距較小,在底層往往因設置出入通道而要求加大柱距,必須布置轉換結構。轉換結構的主要功能是將上部柱荷載傳至下部大柱距的柱子上。一般內筒應—直貫通到基礎底板。

        采用普通梁板體系時,樓面梁的布置方式一般沿內、外筒單向布置。外端與框筒柱一一對應;內端支承在內筒墻上,最好在平面外有墻相接,以增強內筒在支承處的出平面抵抗力;角區樓板的布置,宜使角柱承受較大豎向荷載,以平衡角柱中的拉力雙向受力。

        筒體結構層數很多,降低層高具有重要意義。因此,除普通梁板體系外,常用的樓板體系還有扁梁梁板體系、密肋樓蓋、平板體系等,均可降低梁板高度,從而使樓層高度也可以降低。

        2 框架-核心筒結構的受力特點

        筒體結構層數很多,降低層高具有重要意義。因此,除普通梁板體系外,常用的樓板體系還有扁梁梁板體系、密肋樓蓋、平板體系等,均可降低梁板高度,從而使樓層高度也可以降低。

        筒中筒結構和框架-核心筒結構,兩個結構平面尺寸、結構高度、所受水平荷載均相同,兩個結構樓板均采用平板。筒中筒結構與框架-核心筒結構翼緣框架柱軸力的比較,可知,框架-核心筒的翼緣框架柱軸力小,柱數量又較少,翼緣框架承受的總軸力要比框筒小得多,軸力形成的抗傾覆力矩也小得多;框架-核心筒結構主要是由兩片框架(腹板框架)和實腹筒協同工作抵抗側力,角柱作為兩片框架的邊柱而軸力較大;從框架抗側剛度和抗彎、抗剪能力看,也比框筒的腹板框架小得多。因此框架-核心筒結構抗側剛度小得多。

        兩個結構頂點位移與結構基本自振周期的比較(表1)表明,與筒中筒結構相比,框架-核心筒結構的自振周期長,頂點位移及層間位移都大,說明框架-核心筒結構的抗側剛度遠小于筒中筒結構。

        表2給出了筒中筒結構與框架-核心筒結構的內力分配比例。由表可知,框架-核心筒結構的實腹筒承受的剪力占總剪力的80.6%,傾覆力矩占73.6%,比筒中筒的實腹筒承受的剪力和傾覆力矩所占比例都大;筒中筒結構的外框筒承受的傾覆力矩占66%,而框架-核心筒結構中,外框架承受的傾覆力矩僅占26.4%。上述比較說明,框架-核心筒結構中實腹筒成為主要抗側力部分,而筒中筒結構中抵抗剪力以實腹筒為主,抵抗傾覆力矩則以外框筒為主。

        在采用平板樓蓋時,框架雖然也具有空間作用,而使翼緣框架柱產生軸力,但是柱數量少,軸力也小,遠遠不能達到周邊框筒所起的作用。增加樓板大梁可使翼緣框架中間柱的軸力提高,從而充分發揮周邊柱的作用,但是當周邊柱與內筒相距較遠時,樓板大梁的跨度大,梁高較大,為了保持樓層的凈空,層高要加大,對于高層建筑而言,這是不經濟的,為此另外一種可選擇的充分發揮周邊柱作用的方案是采用框架-核心筒一伸臂結構。

        3筒體結構的截面設計及構造要求

        筒體結構應采用現澆混凝土結構,混凝土強度等級不宜低于C30;框架節點核心區的混凝土強度等級不宜低于柱的混凝土強度等級,且應進行核心區斜截面承載力計算;特殊情況下不應低于柱混凝土強度等級的70%,但應進行核心區斜截面和正截面承載力驗算。

        由于剪力滯后,框筒結構中各柱的豎向壓縮量不同,角柱壓縮變形最大,因而樓板四角下沉較多,出現翹曲現象。設計樓板時,外角板宜設置雙層雙向附加構造鋼筋,對防止樓板角部開裂具有明顯效果,其單層單向配筋率不宜小于0.3%,鋼筋的直徑不應小于8mm,間距不應大于150mm,配筋范圍不宜小于外框架(或外筒)至內筒外墻中距的1/3和3m。

        核心筒由若干剪力墻和連梁組成,其截面設計和構造措施應符合剪力墻結構的有關規定,各剪力墻的截面形狀應盡量簡單;截面形狀復雜的墻體應按應力分布配置受力鋼筋。此外,考慮到核心筒系筒體結構的主要承重和抗側力結構,筒角又是保證核心筒整體作用的關鍵部位,其邊緣構件應適當加強,底部加強部位約束邊緣構件沿墻肢的長度不應小于墻肢截面高度的1/4,約束邊緣構件范圍內應全部采用箍筋。

        框筒梁的截面承載力設計方法、截面尺寸限制條件及配筋形式可參照一般框架梁進行。外框筒梁和內筒連梁的構造配筋,非抗震設計時,箍筋直徑不應小于8mm,間距不應大于150mm;抗震設計時,箍筋直徑不應小于10mm,箍筋間距沿梁長不變,且不應大于100mm。當梁內設置交叉暗撐時,箍筋間距不應大于15Omm;框筒梁上、下縱向鋼筋的直徑均不應小于16mm;腰筋的直徑不應小于10mm,間距不應大于200mm。

        4 結論

        筒體結構是空間整體受力,由于薄壁筒和框筒的剪力滯后,這類結構受力情況非常復雜,宜采用能反映空間受力的結構計算模型以及相應的計算方法。一般可假定樓蓋在自身平面內具有絕對剛性,采用三維空間分析方法通過計算機進行內力和位移分析。但在方案設計階段,也可采用簡化的計算方法,如等效槽形截面的近似估算方法和等效平面框架法,進行結構構件截面尺寸的估算。

        參考文獻

        [1]高雁.筒體結構剪力滯后效應研究及其簡化分析[D].重慶大學,2006.

        [2]陳加猛.高層框筒、筒中筒結構的二階效應分析[D].華南理工大學,2007.

        [3]宋德傳.多高層建筑結構組合控制理論及其應用[D].華南理工大學,2005.

        第2篇:結構設計要點范文

        關鍵詞 高層建筑;結構設計;結構分析

        中圖分類號 TU973 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)071-0094-01

        當前高層建筑結構設計工程師面臨的一個首要問題就是怎樣才能設計出安全、舒適、經濟、美觀,并能滿足人們精神及物質生活要求的高層建筑。因此,對高層建筑結構設計要點的熟練掌握,是高層建筑結構設計人員的必備基本素質。筆者將多年從事高層建筑結構設計的經驗做了一個總結,提出了高層建筑結構設計中一些需要注意的問題,并對高層建筑結構設計的體系作了分析,以供參考。

        1 高層建筑結構設計的特點分析

        1.1 水平荷載是高層建筑結構設計當中的決定因素

        高層建筑所承受的樓面荷載及其自身重量于豎向構件當中的彎矩及軸力數值與高層建筑的實際高度成正比;高層建筑結構中傾覆力矩的產生與水平荷載相關,結構的軸力也由豎向構件所引起,傾覆力矩及軸力都與高層建筑本身的實際高度成正比;對于具有特定高度的建筑來說,豎向荷載在一般情況下是一個定值;而高層建筑結構中的水平荷載數值由結構動力的特性決定,隨動力特性變化而變化,尤其是水平荷載當中的風荷載。

        1.2 軸向變形在高層建筑結構設計當中是不可忽視的因素

        如高層建筑所承受的豎向荷載值較大,可引起柱中出現軸向變形的現象,且幅度較大,從而影響連續梁的彎矩,對連續梁中部的支座處負彎矩值產生了減小作用,而對端支座的負彎矩值及跨中正的彎矩值則是產生了增大作用。較大的豎向荷載值還會影響預制構件下料的長度;在這樣的情況下,就需要以軸向變形作為依據的計算值,調整下料長度。此外,豎向荷載值對構件側移及剪力產生的影響也不可忽視,因其與構件豎向的變形相比較考慮,會產生與不安全結果不相符合的現象。

        1.3 側移是高層建筑結構設計中的控制指標

        高層建筑與低矮的樓房不一樣,高層建筑結構設計工作中,關鍵的影響因素為結構側移;隨建筑本身實際高度的增大,水平荷載之下的建筑結構側移的變形會迅速增大。可以發現,在水平荷載的作用下,需要對結構側移進行控制,使其保持在一定的限度之內。

        1.4 結構延性為高層建筑結構設計的重要指標

        高層建筑的結構要比低矮樓房的結構更柔,在地震的作用下,出現的變形幅度會更大,減少了倒塌的現象。在高層建筑的構造方面可采取相應的措施,使之進入到塑性變形的階段后,仍具有足夠延性,保持較強變形能力。

        2 高層建筑結構設計體系分析

        2.1 剪力墻-框架體系的設計

        在高層建筑結構中的框架體系剛度及強度均不能達到要求時,常常需要在高層建筑的平面內適當的位置,建立剪力墻以代替結構中的部分框架,將剪力墻-框架結構體系應用于結構設計當中[3]。當建筑物承受來自水平方向的壓力時,剪力墻及框架可以通過剛度足夠強的連梁及樓板共同組成相互協同結構工作體系。在剪力墻-框架設計體系中,承受來自垂直方面荷載的主體為框架體系,水平剪力的承受主體為剪力墻;在剪力墻-框架體系中,位移曲線為彎剪型。結構側向的剛度由于剪力墻的作用而增大,建筑在水平方向上的位移得以減小;框架所承受的水平方向上的剪力出現明顯下降的趨勢,豎向的內力分布變得均勻。

        2.2 剪力墻結構體系的設計

        剪力墻結構體系是指由平面的剪力墻結構組成的建筑主體受力結構。在剪力墻結構體系當中,全部的水平力及垂直荷載由單片的剪力墻所承受。剪力墻結構體系是一種剛性的結構,位移曲線是一種彎曲型結構。剪力墻結構體系的剛度及強度均相對較高,具有一定延性,在傳力時具有直接及均勻的優點,整體性好,且抗倒塌的能力較強,不失為一種優良的建筑結構體系,其可建的高度一般大于剪力墻-框架體系。

        2.3 筒體結構體系

        筒體結構體系指的是以筒體作為抗側力的構件建筑結構體系,筒體結構體系主要包括筒體-框架、單筒體、多束筒及筒中筒等其他多種形式。可將筒體分為空腹筒及實腹筒兩個大類。筒體為空間受力的結構構件與三維豎向的結構單體,由曲面墻或平面墻圍成;也可由窗裙梁、密排柱及開孔鋼筋外墻等構成。筒體結構體系的強度及剛度均相對較高,在大空間、大跨度等特殊類型的高層建筑中被廣泛應用

        3 高層建筑結構設計的基本假定分析

        由剪力墻及簡體框架組成了高層建筑主體結構,組成的方式為平樓板水平連接。因此,在三維空間中精確及完善的分析高層建筑結構設是存在難度的,特別是不同的實用分析方法,要引入不同程度的簡化計算模型。以下四種假定是高層建筑結構設計中比較常見的計算模型。

        3.1 小變形基本假定

        在一般情況下,小變形基本假定在高層建筑結構設計分析中被應用得最多。很多從幾何方面入手的研究人員對P—效應進行了詳細研究,并得出以下注意事項:在建筑高度與頂點的水平位移的比值大于0.2%的情況下,需高度重視建筑結構受到P—效應影響的程度。

        3.2 剛性樓板基本假定

        在分析高層建筑結構設計時,存在的問題主要是過于注重平面內剛度,而忽視了平面外剛度。采用剛性樓板基本假定的分析法不僅能將結構的位移自由度減少,計算的方法簡化,而且能為筒體結構空間薄壁的桿件理論創造良好的計算及使用條件。在一般的情況下,在剪力墻結構體系及框架結構體系當中運用剛性樓板基本假定是可行的。但是,就豎向剛度結構出現突變的情況而言,受到樓板變形的影響較大,如有些樓板的層數不多、剛度不大及抗側力構件的間距過大等情況,尤其是結構底部及每層頂部內力的影響更為顯著。對于以上問題,要采取一些適當的調整措施進行解決。

        3.3 彈性基本假定

        目前,在高層建筑結構設計的分析方法當中,彈性基本假定

        計算方法被運用的范圍較廣。尤其在垂直荷載的計算當中,因高層建筑結構長時間處于彈性的工作階段,實際工作情況與彈性基本假設的情況相吻合。但如果遭到較嚴重的自然災害,如較大強風及地震等,建筑結構會因較大的位移幅度而產生裂縫,從而進入到彈塑性的工作階段。在這樣的情況下,為了能使高層建筑結構狀態得到真實的反應,只能在結構設計中運用彈塑性分析方法。

        3.4 計算圖形基本假定

        高層建筑結構設計中三維空間的分析方法主要為計算圖形基本假定。二維協同分析沒有將側力構件中公共的節點在外位移納入到分析的范圍當中;側力構件外的剛度及扭轉剛度并沒有受到高度重視。分析精通桿的三維空間中每一節點時,自由度只有六個,不足以完成分析,使用計算圖形基本假定分析法,可以彌補這一缺陷。

        4 結束語

        高層建筑的快速發展增加了對其力學及結構分析模型等方面的諸多要求。因此,尋找新的結構設計形式與正確的力學分析模型,是當前高層建筑結構設計工作人員的主要奮斗目標;只有找到新型建筑結構設計形式與正確的力學分析模型,才能使高層建筑獲得更好的發展。

        參考文獻

        [1]都鳳強.高層建筑結構設計的實踐探討[J].科技創新導報,2009,21(8):942-943.

        第3篇:結構設計要點范文

        關鍵詞:網架結構;設計;措施

        中圖分類號:S611文獻標識碼: A

        1、網架結構設計要點研究

        1.1、網架結構的優點

        網架結構在大跨結構中應用廣泛且發展很快,其造型優美,形態變化多端,可以滿足建筑外觀豐富多變的要求;結構自重輕,有很好的經濟指標;網架結構為高次超靜定結構,各桿件協同工作,即使某根桿件破壞結構仍不會變為靜定結構,從而保證結構能正常工作,所以網架結構安全系數較一般結構形式的高;網架結構中一些桿件交匯到同一節點,同一節點處各桿件既共同受力,又互為支撐,所以其整體性能好、穩定性好,這對結構受力是非常有利的;由于其自身特定的結構形式,網架結構相比其它結構形式具有良好的抗震性能;網架結構中桿件主要承受軸力,這與桿件的主要受力形式相符合,可以充分發揮材料的力學性能,達到節約用材的目的;網架結構成功實現了以較小的空間來造就較大的跨度,并且可以利用上弦下弦之間的空間來布置管道設備等,可以創造大的建筑空間來滿足人們的需求。

        1.2、網架結構的形式

        網架結構有兩層和三層的形式,兩層形式是由上弦、腹桿、下弦組成,三層形式是由上弦、上腹桿、中弦、下腹桿、下弦組成,目前的結構中應用最為廣泛的是兩層的網架結構形式。

        2、網架結構設計過程中若干問題的探討

        2.1、網架設計軟件的選取問題

        目前,國內外設計網架結構的軟件主要有MSTCAD,SFCAD,MSGS等,其中MSTCAD開發運用最早,因為其良好的建模、分析及出圖等綜合性能被廣泛采用,該建筑物中的網架結構設計也是采用該軟件。該軟件不僅能分析各種網架、網殼結構形式,還能處理平面析架、空間析架、門式鋼架等結構形式。

        2.2、下部框架與上部網架的建筑物在結構建模時是分開建模還是整體建模的問題

        一般情況下從理論方面分析,把上部網架與下部建筑物建在一個模型進行整體分析最接近實際情況,能分析上部與下部的協調受力,也能分析出結構的整體受力與穩定問題。但實際情況是這種形式的建筑物在建模過程別是實際工程在設計院進行設計建模時,由于下部結構是框架,框架一般用PKPM軟件來進行建模與分析及出施工圖等,而上部網架結構則一般多用MSTCAD軟件來進行以上的工作,設計院所用的設計軟件很少有能把上部與下部兩種性質不同的結構建在同一個模型中,現在所用的SAP2000與Ansys等大型有限元分析軟件雖然能把兩者同時建在一個模型中進行整體分析,但在這些軟件中進行建模比在前面提到的PKPM與MSTCAD中建模要復雜的多,且在這些軟件中不能直接出施工圖,對設計院來說工作效率會大大降低。

        2.3、支座的選取問題

        在網架結構設計中支座的選取問題是重點也是難點,網架結構中采用的支座形式有固定鉸支座、彈性支座、滾軸支座等,而工程中最為常用的是固定鉸支座、彈性支座兩種支座形式。采用這兩種支座形式各有其優缺點,當采用固定鉸支座時由于支座處約束剛度大,所以上部的網架相對來說產生的軸力、位移、撓度等會較小,但其缺點是由于約束強,上部網架會對下部柱子產生很大的剪切力,這對下部柱子的設計會增加一定的難度。當采用彈性支座時,因為下部柱子在Z向對上部的約束較強,所以一般情況下會采取Z向固定約束,X與Y向為彈性約束,也即在X與Y向能釋放內力,這可大大減小連接處柱子所受的剪切力,而在Z向柱子受的是壓力,柱子的抗壓能力是很大的,所以采用這種支座形式下部柱子的受力情況良好。但不利方面的是上部網架結構由于連接處的約束較弱,內部桿件會產生較大的軸力、位移與撓度,特別是跨中的撓度會有很大的增加。所以選用什么樣的支座形式是根據多方面因素綜合而定的。

        2.4、桿件的設計與選取問題

        在設計桿件時,拉桿與壓桿的設計原則是不同的一一壓桿是按照長細比限值進行設計而拉桿是按照強度限值進行設計,一般情況下按照強度限值比按照長細比限值設計出來的桿件要小,但是在實際工程中我們并不能按照這一原則來進行設計,因為當荷載改變或某些外部原因作用時拉桿有可能會轉變為壓桿,所以在設計時我們一般都是按長細比限制來進行拉壓桿件的設計。另外按照網架受力特性運用規范、軟件等計算設計出來的桿件規格在受力上是合理的,但是有時實際中并不能直接采用,因為要考慮到當地的材料供應問題,所以在設計過程中從材料庫中選擇桿件時最好要先了解市場,采用市場中常供應的材料。

        3、網架結構的耐久性及設計

        網架結構的桿件和節點采用鋼材制作,但是鋼材是非常容易銹蝕的,銹蝕桿件截面減小,以此就會大大的降低網架結構的安全性,尤其是在相關的使用環境比較潮濕的情況下,就應該更加的注意對網架防銹處理工作的強化。在以往的工作中,通過我們對現場網架結構的檢測中發現,在相關的使用環境比較潮濕的情況下,網架的使用時間是不會太長的,都會產生一些桿件的銹蝕。對網架結構防銹方法有以下幾種:改變金屬結構的組織,在鋼材的煉制過程中增加合金元素以提高鋼材的抗銹蝕能力,如采用不銹鋼;在鋼材表而用金屬鍍層保護;在鋼材表而涂以非金屬保護層。當采用非金屬涂料的防銹方法時,應根據網架使用的環境條件、腐蝕介質的情況等條件選擇合適的底漆和面漆,并確定涂層厚度。

        與此同時,我們在現場檢查中發現部分螺栓球節點網架下弦桿與螺栓球間產生縫隙,這是由于下弦桿受拉變形引起的,潮氣很容易通過縫隙進入鋼管或高強螺栓中,腐蝕高強螺栓。所以等網架屋蓋系統安裝完畢,網架承受大部分荷載后,應用油膩子將接縫處填嵌密實。當使用環境比較潮濕時,最好是采用密封性較好的焊接球節點網架。網架節點設計時要注意不要出現死角,以方便焊接及進行防腐處理。網架由于其節點設計不合理造成焊接及防腐處理困難。檢查中發現當網架周邊的桿件埋在墻中時,桿件極易銹蝕,而桿件與墻面之間留有一定間隙時桿件不易銹蝕。所以在設計時應使網架周邊桿件與墻面間留有一定間隙,以此防止桿件銹蝕及有利于桿件的維護。

        結束語

        綜上所述,現階段,網架結構是發展最迅速、被應用最多的空間結構形式,這主要因為其有眾多的優點:其屬于空間受力結構,故各桿件受力均較為均勻;同時其結構的高度較小,便可以利用較小的桿件來建造出較大的跨度,這樣一來既可以滿足大空間的要求又可以降低工程的成本,且可以充分利用建筑物的建筑使用空間;屬于多次超靜定結構,結構的安全度高;結構的整體抗震性能較好;整體結構的空間剛度較大,使得結構的穩定性較好;桿件主要是以承受軸向力為主,能充分發揮材料的強度;桿件的類型統一,適用于工業化生產、拼裝和整體結構的吊裝,施工周期大大縮短,使得工程的投資回報期限短等等。所以在以后的工作中,一定要特別注意對其的設計應用。

        參考文獻

        [1]周燕.鋼結構網架結構設計要點研究[J].江西建材,2014,07:12.

        第4篇:結構設計要點范文

        關鍵詞:建筑 鋼結構 設計 要點

        在建筑工程的建設過程中,鋼結構設計的要點分析,是非常重要的一項工作。在國內鋼結構建筑工程數量快速增加的同時,鋼結構設計優化水平,對于其整體的施工質量,發揮了一定的影響。如何根據鋼結構建筑工程的實際施工情況,積極的探究鋼結構設計的要點,確保鋼結構建筑的施工質量符合相關建設標準,是建筑施工企業應關注的關鍵問題之一。因此,在實際工作中,進行鋼結構設計工作,需要注重主體結構與細節部分之間存在的各個要點,并將其充分體現在施工方案中,才能更好的促進建筑工程施工工作的開展。

        一、建筑鋼結構設計的原則

        在建筑工程的設計工作中,建筑鋼結構設計的原則主要包括:考慮整個體系以及各組成部分的穩定性要求;確保計算簡圖和實用計算方法所依據的簡圖一致;結構的細部構造與構件的穩定計算必須具有一致性等三個部分的內容。在建筑鋼結構設計的要點分析中,應充分重視鋼結構設計的原則,并將其設計理念落實到具體的施工方案中,才能確保建筑工程的施工質量。

        (一)考慮整個體系以及各組成部分的穩定性要求

        在建筑鋼結構設計工作中,考慮整個體系以及各組成部分的穩定性要求,是建筑鋼結構設計的首要原則。在建筑工程設計與施工中,穩定性是鋼結構設計中非常重要的一個問題,在各種類型的鋼結構設計中,一旦鋼結構的穩定性出現問題,就會造成嚴重的經濟損失,甚至是人員傷亡事故。考慮整個體系以及各組成部分的穩定性要求,在很大程度上可以確保鋼結構整體設計的問題性,避免鋼結構出現嚴重的問題。

        (二)確保計算簡圖和實用計算方法所依據的簡圖一致

        在鋼結構設計中,確保計算簡圖和實用計算方法所依據的簡圖一致,也是建筑鋼結構設計的原則之一。確保計算簡圖和實用計算方法所依據的簡圖一致,主要是為了在設計單層和多層框架結構的時候,計算框架的穩定性依據統一,計算簡圖和實用計算方法所依據同一簡圖得出,這在很大程度上能夠增加建筑鋼結構設計的穩定性。

        (三)結構的細部構造與構件的穩定計算必須具有一致性

        在建筑鋼結構設計的原則分析中,結構的細部構造與構件的穩定計算必須具有一致性,是其中非常重要的一項內容之一。結構的細部構造與構件的穩定計算必須具有一致性,要求傳遞彎矩與不傳遞彎矩的節點連接,以便可以增強結構的細部構造與構件之間的穩定性。因此,重視結構的細部構造與構件之間的穩定計算關系顯得很重要。

        二、建筑鋼結構設計要點分析

        (一)正確選用鋼材與焊縫質量等級

        在實際工作中,重視正確選用鋼材與焊縫質量等級這一工作,要求設計人員在鋼結構設計方案中,明確標明鋼材與焊縫質量等級,以避免建筑鋼結構出現嚴重的穩定性問題。此外,建筑鋼結構的穩定性要求,所選擇的鋼材具有一定的屈服強度、抗拉強度、伸長率等特點,在此基礎上,關注焊接連接的處理方法,確保焊接質量符合建筑工程的施工標準。因此,如何正確選用鋼材與焊縫質量等級,對于建筑工程的整體施工質量也會產生一定的影響。

        (二)重視結構選型

        在建筑鋼結構設計要點分析中,重視結構選型也是其中不可或缺的內容之一。在建筑鋼結構設計中,結構選型對于實現其設計方案的目標,具有很大的影響。如何根據建筑鋼結構設計方案,合理的進行結構選型工作也是非常關鍵的。在建筑鋼結構設計工作中,從建筑工程的整體結構體系與分體系之間的力學關系、破壞機理、試驗結果等幾個方面綜合進行考慮,對于作出合理的結構選型具有一定的積極影響。因此,在建筑鋼結構設計中,重視結構選型也很重要。

        (三)強化結構布置的合理性

        在實際的設計工作中,強調結構布置的合理性,是建筑鋼結構設計要點分析中相對重要的內容之一。強調結構布置的合理性,要求設計人員根據建筑鋼結構設計的整體方案及工程的使用需求,通過強調結構布置的工作措施的方式,促進建筑鋼結構設計目標獲得實現。此外,在強調結構布置的合理性的同時,優化建筑鋼結構設計流程,可以有效的完善建筑鋼結構設計方案,促使建筑鋼結構的穩定性得到保障。因此,在進行建筑鋼結構設計要點分析的環節,進一步強調結構布置的合理性也很重要。

        (四)強調節點設計的科學性

        為了順利實現建筑鋼結構設計目標,在建筑鋼結構設計要點分析中,強調節點設計的科學性,具有積極的現實意義。強調節點設計的科學性,要求設計人員結合影響建筑鋼結構設計的所有因素,在綜合分析的基礎之上,形成合理的建筑鋼結構設計方案,確保建筑鋼結構施工符合建筑工程的建設標準。同時,強調節點設計的科學性,也是確保建筑鋼結構設計符合建筑施工標準的前提之一。因此,在實際工作中,強調節點設計的科學性,具有一定的現實意義。

        三、結語

        綜上所述,在我國建筑工程的發展中,建筑鋼結構設計的要點分析,始終是一項非常關鍵的工作。在建筑鋼結構設計中,設計人員應充分關注建筑主體部分與細節部分之間存在的關聯性,并有效的協調這種關聯性,綜合把握各方面的設計要點,進而實現建筑鋼結構設計方案中技術與工藝的有效融合,最終實現建筑鋼結構設計方案的順利實施,提高建筑鋼結構的施工質量。因此,在建筑工程施工中,重視建筑鋼結構設計的要點分析,具有積極地現實意義。

        參考文獻:

        [1]張永波.淺談建筑鋼結構設計的要點[J].城市建設理論研究,2012,(21).

        [2]岑賡成.探析建筑鋼結構設計的要點及注意事項[J].城市建設理論研究,2013,(31).

        [3]閔衛中.建筑鋼結構設計的要點及施工[J].城市建設理論研究,2015,(14).

        第5篇:結構設計要點范文

        【關鍵詞】高層建筑; 鋼結構設計; 注意的問題;

        一、前言

        隨著新時期下建筑朝著縱向發展,鋼結構建筑可以說是最好的載體,其應用范圍不僅僅局限在住宅小區中,還包括了工業廠房以及公共場所等。從整體上來看,建筑鋼結構具有良好的外觀,較強的抗震性能以及總體成本低等優點。除此之外,建筑中所需的鋼結構材料的主要用途之一就是加工制造,并在工地現場完成拼裝工作,最終實現了施工效率的大幅度提升。但是現今建筑鋼結構存在一些設計方面的問題制約了其在結構領域的發展。本文主要對鋼結構設計中需要注意的問題和要點進行了分析,希望可以對大家日后的工作起到一定程度的幫助作用。

        二、鋼結構工程中的質量問題

        鋼結構工程質量問題的因素很多,也非常復雜。很多時候可能是同一性質的問題,然而造成的原因卻大相徑庭,所以對于鋼結構工程形成的質量問題,需要多角度深入分析、判斷、解決問題。就好比焊接裂縫,有的時候問題可能出在焊縫的金屬中,也有可能是因為母材的原因造成的,當然也有可能是焊接表層,或是焊縫的內部;甚至可能是選取的焊接材料問題,或是在焊接過程中對溫度的把控不嚴。這樣一來,容易延誤工程,若是建筑物質量不過關,可能對人造成傷害。因為鋼結構工程不合理造成的質量問題也很多,比如,在鋼構件的焊接過程中因為力度的變化,形成了新的裂縫,如果在焊接的接縫中有氫氣進入的話可能造成裂縫的延遲。

        三、高層建筑鋼結構設計中應注意的問題

        1、結構設計參數

        鋼結構的優質性能決定了前期設計工藝是非常復雜的,需要設計師先利用專業的數據統計軟件對鋼結構的各項技術指標進行嚴格精密的測試,只有通過了質量檢測的鋼結構才能真正投入大量生產再應用于施工中。具體的技術參數指標主要有水平荷載系數、抗震強度系數和結構的阻尼比等等。以水平荷載為例,建筑處于理想環境下,只有豎向荷載而水平荷載為零。但在正常生活環境中,一般都會存在不同程度的風荷載,在水平方向上將會對建筑的穩定性有所影響,設計師就需要根據當地環境可能的最大風荷載進行鋼結構水平荷載系數的設計,以免出現建筑穩定性不佳而坍塌的事故。

        2、強柱弱梁的設計

        對于一個建筑而言,穩定性是最重要的,因為它關系到了整棟樓人的生命安全問題,也關系到一個國家以及地區的穩定。所以,在高層建筑的建設過程之中,要想保證建筑的穩定性就要保證主梁的穩定性。而在眾多建筑結構材料的選用以及研究中,我們發現鋼結構是比較穩定的,但是,我們不能保證它百分之百的穩定,因為強柱弱梁的設計是極其關鍵的,所以,在高層建筑結構的建造過程之中,柱子的材料我們一般選用鋼材,因為由于它的硬度足以保證柱子的穩定性了,而墻梁的建造之中,我們就沒有必要像建造柱子那樣要求了,在這個時候,我們就可以選用質量較為輕的材料進行施工,但是我們要保證其建筑材料的質量,這樣就可以保證建筑材料整體的重量,防止坍塌事件的發生,因而我們在設計的時候一定要綜合考慮柱與梁的整體性。

        3、鋼結構建筑的抗震設計

        我國目前對于地震的關注度越來越高了,尤其是在建筑方面。同時我國又處于環太平洋地震帶以及太平洋板塊和亞洲板塊的交界處,所以地震事件的發生是屬于見怪不怪的,所以,要想保證地震發生是能夠在最大限度之上減少人員以及財產的傷害,就必須保證高層建筑具有防震性。因此在高層建筑鋼結構設計的過程之中我們要增加抗震的設計。

        4、鋼結構建筑的抗火設計

        鋼結構的鋼材雖然屬于非燃燒材料,但是因為鋼材料在高溫下的膨脹系數很高,會造成鋼材的變形,而且鋼材具有良好的導熱性,會導致火勢的蔓延。而且一旦達到一定的溫度之后還會引起爆炸,所以我們必須要注意鋼材料的抗火設計,在選用材料的時候一定要考慮到鋼材的熔點以及它的抗火性,這樣我們就在硬件設計上大大的減少了因為鋼結構鋼材的引燃、引爆的事件發生;另一方面,我們在設計的時候好要避免電路的交叉,以及電路與鋼材之間的距離。

        5、鋼結構設計要重視技術標準和規范

        高層建筑的設計本來就是一個非常注重技術的一項工作,而鋼結構的設計就更加的要求設計師的技術以及才能了。因為鋼建筑的設計并不是只是在電腦上動動鼠標和在稿紙上動動筆那么簡單的事兒,因為他要求設計者在設計稿件的時候一定要充分的調查施工地的自然環境以及高層建筑的樓層以及外形之外還需要充分考慮市場的建材行情。這樣就可以在保證鋼結構的質量的基礎之上減少開支,充分保證國家以及人們的利益。

        四、高層建筑鋼結構設計中的要點

        1、對鋼結構適用性的判定

        由于鋼結構大多數都是使用在荷載較大、體型復雜、跨度較大以及高層建筑中,要求其便于拆卸、密封嚴、耐高溫以及能夠承受較大幅度振動,所以我們在進行鋼結構設計之前一定要注意該條件下鋼結構是否適用,能否滿足正常使用需求。

        2、加強對其結構的分析

        在實際的設計工作中,我們通常對鋼結構進行線彈性分析。現在新開發出來的一些軟件則可以考慮鋼材的彈塑性以及幾何非線性,可以更加精準的對鋼結構受力進行分析。但是我們在實際的工作中,并不全依靠先進的軟件,也可以通過對力學手冊等工具書的充分利用,來獲得結構的內力以及變形等數據,并通過相關的計算進行分析。一旦遇到復雜的建筑結構就需要進行建模,對其進行詳細的模擬分析。

        3、加強對其截面的分析

        在進行結構布置后,應對鋼結構的截面進行預估。首先就要對主要支撐以及梁柱的尺寸以及形狀進行假定,其中鋼梁可以選擇H型鋼或者槽鋼,根據支座和荷載的情況,我們可以將截面的高度定在跨度的1/50~1/20之間。此外還要按照梁間側向支撐的l/b限值進行翼緣寬度的確定,由于這種方法避免了對鋼梁穩定性的計算,現階段已經得到了廣泛的使用。在確定了截面高度以及翼緣寬度后,我們可以按照相關規范對板件的厚度進行預估。其中λ在50~150的范圍內進行選擇,但大多數為了便于計算都選在100左右。再根據軸心受到壓力的不同,可以選擇H型鋼或者鋼管。根據不同的結構,我們可以選擇不同的界面構造。最后,我們就是需要根據構件受力的實際情況,在考慮到安全、美觀的前提下,進行構件截面形式的自由選擇。

        4、加強對節點的設計

        鋼結構的設計工作中,節點的設計工作是其中最為關鍵的一部分,因此,我們必須避免由于模型分析的節點與設計的節點不一致的現象,所以我們要按照不同的傳力特性,將節點分為半剛接、鉸接以及剛接三種,其中具體的選擇要按照鋼結構的實際受力進行選擇。

        五、結束語

        近年來,隨著世界先進的鋼結構設計概念和設計思想的涌入,進一步推動我國鋼結構的發展。雖然在一定程度上,與發達國家相比,中國的鋼結構設計水平有很大的差距。但是隨著我國經濟的快速發展,以及相關研究工作者的不斷努力,我們有理由相信,在不久的將來,中國的鋼結構水平將邁向一個新的臺階,達到高質量、高水平、高水準的設計目標。

        參考文獻:

        [1]申海嘯,張玉生,蔡鵬.談鋼結構設計的一般過程[J].陜西建筑,2008(09)

        第6篇:結構設計要點范文

        關鍵詞:結構設計;結構選型;經濟性;指標控制;規范

        近三十幾年來,隨著市場經濟飛速發展,我國建筑業取得了舉世矚目的成就。據國家統計局網站數據,我國建筑年竣工面積從1996年6.00億平方米增長到2015年的42.08億平方米。就建筑技術水平而言,迄今為之,建設完成的結構復雜、技術含量高、設計理念超前的建筑不勝枚舉。作為身處其中的結構設計師,我們扮演了重要的角色,同時也受惠良多。

        1結構設計條件的梳理

        1.1初識建筑,掌握其要素

        建筑方案設計階段,建筑設計師會提供建筑物的主要平面、立面及剖面圖紙。如同解一道數學應用題,此時正是重要的讀題階段。全面敏銳地關注涉及結構設計的建筑要素至關重要。這些要素主要包括:建筑安全等級、高度、體量、最大跨度、平面規則性、豎向規則性等。通過對這些要素的提煉,可以比較全面地掌握擬建建筑的結構要素,將注意力集中在這些要素上就可以避免出現忽視結構設計的重要先決條件。

        1.2掌握環境條件

        擬建建筑存在的外部環境對結構設計會產生極大影響。這其中主要包括外荷載、地質條件、耐久性影響因素等。外荷載主要包括地震荷載以及風荷載,應著重關注地震設防烈度、基本風壓,其次還要注意地形地貌對設防烈度及基本風壓的修正。地質條件主要包括:場地是否存在地震斷裂帶、土體的穩定、地基承載能力、是否處在暗河、溶洞等不利于承載區域等。耐久性影響因素主要包括高溫、高濕環境、侵蝕性氣體、水及土壤對建筑材料的腐蝕性等。

        1.3評估建筑方案,提出修改建議

        方案評估和修改過程是結構設計師同建筑師重要的技術交流階段。也是最適合結構師提出擬建建筑可能造成結構設計的不適宜、不合理、不經濟等專業性建議的時間點。例如,場地與地震斷裂帶的避讓距離不足或土體存在滑裂破壞等地質災害可能導致的不適宜建造;地基承載力較低或抗震設防烈度較高對于建造較高高層建筑的不經濟;建筑豎向的嚴重不規則導致抗震、抗風不利的不合理等。結合這些因素對建筑方案作出準確的量化指標評價,綜合權衡建筑物的安全、經濟、美觀適用要求,提出必要的修改建議。這個階段是規避方案性錯誤的重要階段,決定了之后結構設計的合理性甚至可行性。

        2結構選型和構件布置

        2.1結構選型

        建筑上部結構體系大致分為:砌體結構、框架結構、框架-支撐結構、框架-剪力墻結構、剪力墻結構以及筒體結構。各結構體系有其自身的力學性能及適用范圍。針對不同的承載需求,提供合理的強度及剛度是結構選型的核心內容;當然,建筑空間及外觀的需求也是必須兼顧的。另外就是樓、屋面水平結構受力體系的優化比選,尤其對于大跨、重荷載的情況一般應多方案量化比較。通常采用的密肋樓蓋、預應力混凝土結構、鋼實腹梁結構、鋼桁架結構、乃至鋼網架結構均有其適用情形。基礎選型同樣如此,基礎必須具備足夠的承載及抗變形能力。基礎類型大致可分為:獨立基礎、條形基礎、筏板基礎、箱型基礎、樁基礎。基礎選型是針對不同的荷載需求及地基承載力,選擇能可靠傳遞荷載并控制建筑沉降變形的基礎形式。基礎選型對結構設計經濟性控制所起到重要作用,尤其對于地基條件較為復雜的情況。因此,基礎選型也應進行多方案比較,結合當地及同條件項目經驗顯得尤為必要。

        2.2構件布置

        結構體系一旦確定,結構材料也基本確定完成,同時非結構構件材料也應會同業主進行認定,例如填充墻以及樓、屋面建筑面層做法等。這些非結構構件材料的確認是為下一步荷載計算及截面預估做準備。構件布置主要內容包括確定結構構件的類型、截面尺寸以及布置位置,從而繪制結構平面布置圖(俗稱模板圖)。模板圖的設計要求在每一處構件布置時都應協調好建筑的影響與結構自身構建的合理。截面尺寸的準確預估,布置位置的合理,可以避免后續結構模型計算時的大量反復調整工作。經驗豐富的設計師能夠高效率,很多時候是對模板圖設計的精準把握。

        3計算分析及指標控制

        3.1準確建模及參數設定

        目前,主體結構計算分析大多采用中國建筑科學研究院開發的PKPM系列軟件。準確地建立計算模型是做好計算分析的前提。主要應從截面尺寸、材料強度、荷載計算以及邊界條件等方面進行控制。截面尺寸與材料強度應力求與施工圖精準一致。就荷載布置而言,恒荷載應確保精確,活荷載應充分考慮使用階段可能出現的載荷情況;地震及風荷載應遵照規范條文進行必要的修正。梁柱節點的剛性假定,構件支座約束情況等邊界條件的設定應充分體現實際力學響應,不合理的邊界條件設定可能導致構件乃至整個結構體系的受力分析錯誤,極易造成嚴重的設計責任事故。PKPM軟件分析和設計控制參數主要包括總信息、計算控制信息、荷載信息、設計配筋信息等幾大類。需要充分理解參數的意義,掌握其對分析設計的響應,同時結合規范條文、軟件使用手冊、設計經驗才能設定準確。這里例舉部分重要的SATWE參數:“剛性樓板假定”、“考慮雙向地震作用”、“抗震等級信息”、“梁柱重疊部分剛域”、“柱配筋計算原則”、“箍筋間距”。這些參數對分析結果的重要指標及配筋控制都起著很大的作用。

        3.2補充計算

        絕大多數結構構件能通過軟件的整體分析完成設計,但對于特殊構件或節點,例如弧形梁、復雜的轉換構件、重要的連接節點等需要借助于其它計算程序或人工進行補充計算。另外,對規范有明確要求進行多模型對比時,還應采用多款軟件對整體模型作必要的校核對比及修正分析。目前,同我國規范結合較好且應用較為普遍的結構分析軟件有《3D3S》、《MIDAS》、《ETABS》、《SAP2000》;復雜節點應力分析、非線性分析一般采用通用有限元分析程序,如《ANSYS》、《ABAQUS》。對于特殊構件及復雜節點,結構設計者必須充分掌握其應力應變狀態、承載力水平,在構造設計中才能做到有的放矢。

        3.3指標控制

        分析結構的各項指標控制實質是執行規范條文,也即對結構設計經濟、安全性的量化控制。重要的控制指標有:“剛度比”、“軸壓比”、“位移比”、“周期比”、“剛重比”、“剪重比”、“抗剪承載力比”、“傾覆力矩百分比”、“位移角”、“配筋率”、“有效質量系數”等。準確理解這些指標的概念、控制意義以及影響因素十分重要。只有理解了這些,才能有目的地進行結構布置的調整從而控制好各項指標,使擬建建筑的結構獲得必要的強度與合理的剛度。

        4規范分析

        我國建筑工程結構設計主要采用的標準規范有:《工程結構可靠性設計統一標準》、《建筑抗震設防分類標準》、《建筑結構荷載規范》、《混凝土結構設計規范》、《建筑抗震設計規范》、《建筑地基基礎設計規范》、《鋼結構設計規范》、《砌體結構設計規范》、《高層建筑混凝土結構技術規范》、《高層民用建筑鋼結構技術規范》等。這些規范主要從“布置規定”、“材料選擇”、“荷載計算”、“分析原則”、“計算控制”、“構造要求”等幾部分構架了完整的結構設計規定,全面系統地制定了建筑工程結構設計的規則。我國規范標準按等級分為國標、行標、地標、企標。相互之間的關系是:下一級標準必須遵守上一級標準,下級標準的規定不得寬于上級標準,但可嚴于上級標準。由此可知,在運用下級規范時我們需要掌握嚴于上級的條文,另外就是結合行業或當地實情細化的、更為明確的條文。規范條文按屬性分為強制性條文和推薦性條文。強制性條文通常采用“應”提出遵守要求,對于以黑體字著重提出的是強制性要求遵守的;推薦性條文通常采用“宜”提出遵守建議。總之,規范條文是最低的設計要求,通常情況都應遵守采納。

        5結語

        我國的建筑業盡管已經蓬勃發展了三十多年,但就目前所處的城市化水平而言,建筑設計仍然有著很大的市場需求。加之老舊建筑的改造加固以及新的結構材料、體系的出現,建筑結構還有著很多技術領域等待探究。作為建筑工程設計者,我們始終被委以重任;不斷學習,不斷總結才能肩負起這份職責。

        參考文獻

        [1]朱丙寅《建筑結構設計問答及分析》中國建筑工業出版社,2013

        [2]GB50011-2010《建筑抗震設計規范》中國建筑工業出版社,2010

        [3]GB50010-2010《混凝土結構設計規范》中國建筑工業出版社,2010

        第7篇:結構設計要點范文

        關鍵詞:建筑結構設計;內容;原則

        Abstract: in recent years, with the improvement of people's living level, enhance the national economic strength, the design of building structures in China is more and more variety, emerge in an endless stream of building structure design. Design of building structures has become a hot public opinion, this paper is to analyze the demonstration of the building structure design, discuss should pay attention to in the design of building structures of some.

        Keywords: architectural design; principle;

        中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:

        一、建筑結構設計內容簡介

        盡管目前我國建筑結構的設計,越來越花樣紛呈,但其設計的中心思想還是不變的。建筑結構設計主要包括有兩個部分:一部分是基礎設計;另一部分是上部結構設計。

        (一)基礎設計包括:

        1、確定基礎采用的形式。應根據下面五個因素來確定基礎所采用的形式:材料的供應能力;所供給材料的強度等級;工程地質方面給出來的地質勘查報告;上部結構所采用的類型;上部結構傳給基礎的荷載效應;當地建筑施工隊的技術水平。基礎可以采用的形式共有三種,分別是淺基礎的條形基礎、獨立基礎,深基礎的樁基等。

        2、計算地基承載力的大小,當合力和基礎的重心重合時,反力的計算公式為:P=,

        確定最終的基礎底面積。

        3、計算基礎的配筋,計算基礎的內力。

        4、構造措施的準備,要注意準備的構造措施必須是必要的。

        (二)上部結構設計包括:

        1、分析總建筑的設計方案,并據此來確定選用的主要材料和結構的體系。

        2、合理布置結構平面;

        3、估算構件的橫截面的面積;

        4、分析計算內力和荷載;

        5、計算結構;

        6、分析結果,確定最終的上部結構設計方案。

        基礎設計和上部結構設計的方案都定下后,就要開始繪制結構施工圖,兩部分的設計要體現在結構施工圖上。因此,結構設計者在設計結構時,既要掌握設計的內容也要注意設計的各要點,這樣才能構造出合理的設計。

        二、建筑設計的原則

        (一)抗震驗算時,由樓蓋和具體布置來決定驗算時用的理論方法,要格外注意場地類別。為了提高建筑物的抗震能力,可以加剪力墻的地方要盡量加。垂直地震的危害一直被人們所忽視,實際上,垂直地震的危害也是很大的。因此在建筑設計時要注意對垂直地震的防范,結構設計最好用雙向梁柱。目前,《規范》(簡稱)對垂直地震的危害也不夠重視。

        (二)禁止雨篷出挑于填充墻。跨度比較大的陽臺、雨篷最好考慮抗扭,抗扭的扭矩為跨度的一半乘以梁中心板的負彎矩。

        (三)框架結構的電梯井壁要采用粘土磚進行建筑,電梯梯井的四角要加構造柱。每層墻體的重量要用每層的梁來承載,而不能用磚墻來承載。如果是高層建筑,在門洞上方要加圈梁。樓房建筑的電梯的位置一般比較偏,如果電梯的梯井采用混凝土,那么梯井的剛度就特別大,在這種情況下,最好在其他地方加上剪力墻,那樣對整體結構也十分有利。

        (四)如果建筑所在地的地下水水位比較高,在設計暖溝時就要注意防水。常用的方法就是用混凝土做“U”型的暖溝,負責輸送暖氣的管在進入室內之前先進入防水套管。如果建筑設計中有地下室,在設計地下室時要注意,防水混凝土設計抗滲等級不小于P6,最低強度等級C25,而且,在混凝土內要加入膨脹劑。

        三、建筑結構設計的要點:

        (一)建筑物地基設計

        最近這些年,經常發生由于地基沉降導致的建筑物或構件裂開甚至損毀的事件,危害構件使用壽命的同時對居住者的人身安全也構成威脅。為了防止這種事的發生,應從基礎措施、地基、結構措施和建筑措施等五個方面加以控制,盡量防止或減少地基沉降對建筑物的害。高層建筑和多層建筑對地基的要求不同,應該區別對待。

        1、高層建筑:為了保證建筑物的穩定,高層建筑的地基需要比較深的埋藏深度。為了節省資金,地基一般采用樁筏結合或樁箱的形式。采用這兩種形式的地基時首先要保證箱體整體的剛度。如果上層建筑結構起伏很大,下層的樁端就要埋在同一個土層中,同時還要考慮液化的影響。

        2、多層建筑:為了節省資金,多層建筑物一般不采用長樁。但如果地基下面的軟土層太厚,為了防止建筑物沉降,對地基就需要進行處理。處理的方式有很多種,在選擇處理方式前,既要注意地基的環境情況和特點也要注意上層結構的外部環境和特點,最后根據工程設計者的要求,確定地基的處理范圍、處理實用性以及地基處理的技術指標等問題。在選擇地基處理方案時,還要考慮施工隊的意見、經驗以及方案本身的成熟程度。最終選定的方案既要經濟合理又要安全實用。地基處理時還要考慮處理后的強度以及對變形的要求。

        (二)高層建筑的寬高比例。

        關于高層建筑的寬高比例,相關部門做出過明確的規定,但對如何計算,卻沒做出過相應的規定。只在《高層建筑混凝土結構技術規程》的第4.2.3條的條文中說一般場合用最小投影來計算,但在很多場合這種計算方法并不適用,在這種場合時,應該讓設計人員視具體情況來確定算法。

        (三)剪力墻上的梁支、框支問題。

        《建筑抗震設計規范》、《高層建筑混凝土結構技術規程》對框支柱、框支梁配筋的多少,橫截面的面積都做了詳細的規定,但對剪力墻上的框支梁卻沒做過規定,也沒提出過建議。剪力墻上的框支梁實際上是把一個大的荷載集中到一點然后加在剪力墻上,這個集中荷載既包括集中扭矩和彎矩,水平向和豎向,也包括集中的推拉力和集中的壓力。盡管剪力墻的承載力比較強,但承載這些方向力的卻是剪力墻的弱軸,很有可能承載不住。因此做這方面的工作時筆者建議:

        1、確定剪力墻的厚度要參照:《高層建筑混凝土結構技術規程》對框支柱截面的規定,對框支梁水平段鋼筋錨固的要求,關于無翼墻的要求。

        2、如果剪力墻的寬度大于或等于框支梁的寬度,在按框支柱時必須設置暗柱,并對配筋和構造進行計算。

        3、驗算剪力墻上的框支梁的抗震能力。

        (四)強柱弱梁設計理念。

        強柱弱梁主要是針對地震設計的,強柱弱梁可以實現大震不倒、中震可修、小震不壞的抗震目標。如果建筑物的柱被震壞,整座建筑都會倒塌,如果梁被震壞,那可能只是塌一小部分,從這一層面上來講,柱比梁重要,設計人員在設計時要考慮到這一點,柱軸壓比要嚴格控制。對建筑各方面的計算一般都是在小震的情況下進行的,如果小震情況下,柱軸壓已經過大,那么大震時再加上百分之三十的附加軸力,建筑物非倒塌不可。因此,在設置配筋及柱斷面時要區別對待。加強角柱和邊柱,特別是角柱,最好全柱加密箍筋,配筋率要大于或等于百分之一。

        抗震目標

        水準等 級 抗震目 標 具體解釋

        第一水 準 小震不 壞 當遭受的地震的等級低于本地區多遇地震時,主體結構不需修理仍可居住。

        第二水 準 中震可 修 當遭受的地震的等級等于本地區多遇地震時,主體可能被損壞,但只要經過一般修理仍可居住。

        第三水 準 大震不 倒 當遭受罕見地震時,建筑物不致倒塌而危及居民生民。

        (五)上部結構超高問題。

        在設計上部結構時,對總高度要有嚴格的要求,不是越高越好。相關部門出臺的新規定將高度分為A級和B級兩級,而且,對兩種不同等級高度的建筑物,設計方法和處理措施也都有很大的改變。因此,在實際的建筑結構設計中,如果結構設計發生變化,要馬上考慮超高的問題,嚴格遵守相關規定進行設計。

        參考文獻:

        [1] 張陽,劉亞雷. 建筑結構設計應注意的要點簡析[J].科技信息,2012,24.

        [2] 劉強. 建筑結構設計需要注意的幾個問題[J].中國房地產業,2012,01.

        [3] 劉振江. 關于建筑結構設計應注意的問題分析[J].城市建設理論研究(電子版),2012,23.

        第8篇:結構設計要點范文

        關鍵詞:多層框架結構;設計關鍵點;有效措施

        1.框架柱與梁的連接設計要點

        多層框架結構在抗震計算過程中,受力構件的矩計算主要是由框架梁、柱的剛度來決定,即哪個受力構件分配剛度較大大,其對應彎矩計算數值也就越大,因此在多層框架結構體系中,設計人員將框架柱截面尺寸相對較大,從結構安全性角度來分析,對主體結構體系完全有益的,同時滿足我們設計常說的弱梁強柱結構設計原則。

        除此以外,大部分結構設計人員一開始確定結構設計方案時采用彈性受力分析法,然而框架梁作為受彎構件則采用的彈塑性受力分析法。在《高層建筑混凝土結構技術規程》中對于框架結構體系的框梁彎矩調幅方面進行詳細敘述,通常取0.8 ~1,筆者通常在結構計算中取值0. 85,這在某種意義上控制框架梁支座抗彎能力,形成我們結構常見的塑性鉸,增強了結構受彎構件的變形能力,這就在抗震作用下,框架結構體系主要特點就是能將結構構件發生形變從而能夠轉化內部能量甚至逐步消耗,實現震預計目標。

        對此,筆者認為在框架梁配筋計算過程中完全不需要放大梁支座的配筋面積,甚至可根據實際情況乘以折減系數,而對于梁跨中彎矩計算則需要滿足以下條件要求(如下圖所示),如特殊情況需要增加框架支座端部的配筋面積,那么其配筋的增加量要結合框柱配筋情況考慮,避免框架柱出現塑性鉸,違反設計原則形成強梁弱柱。

        2.多層框架結構基礎設計關鍵點

        在多層框架結構體系計算中,設計人員根據地質勘查報告顯示所屬區域地基承載力較差或基礎擴展面較寬,通常選擇柱下條基這一基礎形式,同時驗算基礎在節點處使用雙向不利條件,合理增加基礎寬度。對于一些建筑地質條件好,且持力層埋深超過3m的情況下,在建筑方案設計過程中筆者建議業主單位可在正負0以下做成地下儲藏室或停車場。如框架結構所對應地質條件符合設計標準時,筏板基礎無需對外延伸拓展,這對主體結構防水有利,同時根據規范要求需要間距40米布置后澆帶避免主結構出現溫度應力出現變形與裂縫,待預訂時間后后施工人員可用高于基礎標號的混凝土進行澆注,筆者認為在建筑中增加地下室可能夠減少地基的附加作用力,有利于主體結構承載力的提升,主體結構在地震作用條件下處于更加有利地位,在結構設計中基于主體結構安全性,筆者反對在建筑中布置局部地下室,筆者甚至要求地下室的埋深應當保持一致,由于地下結構外墻均為混凝土結構,這就能夠取消部分基礎連粱與地梁,在基礎設計在違反設計強制性條例與標準的情況下盡量少設伸縮縫與抗震縫,一旦布置需要采取一定的加強措施。

        多層框架建筑周圍如有已建房屋,那么筆者建議設計人員需要收集周圍建筑的信息如基礎埋深等,對于新建建筑其埋深不得超過已建建筑,如是功能需要其埋深超過已建房屋的埋深,那么新建基礎與已建間距應當大于2倍埋深高差,同時建議布置抗側向滑移樁,最大程度上保護原有房屋免遭損壞。筆者不建議同一框架結構層數偏差過大,如層數相差大,則需要在應低樓層對應基礎區域內鋪設焦碴控制地基的附加作用力,除此以外框架結構基礎偏心差要有所控制,在必要的情況與周圍基礎布置為柱下條基形式。對于柱下條形形式,其底板偏心也要有所控制,如偏差過大需要將其布置為一端自由三端支承,對于雙柱條基其基礎形心與受力重心保持對應,基礎承臺為布置為階梯形,對于獨立基礎連梁配筋適用通長布置,對于一層內的隔墻無需另外布置基礎,只需加厚混凝土地面,除此以外通常建筑沉降呈鍋底形狀,這就要求基礎受拉區與其整體彎曲產生協同,基礎鋼筋應保持拉通,對于基礎連梁底筋也需拉通處理。

        3.框架柱設計關鍵點

        在多層框架結構設計過程中,為了造型需要將上部框架柱布置為圓柱,為了便于實際施工,地下部分仍可使用方柱,圓柱鋼筋縱向數量不得少于8根,并采用螺旋箍,在圓柱端部要布置水平箍筋段,對于方形框柱其箍筋應采用井字箍,并結合規范要求對齊加密處理,對角柱、梯柱不僅需要對縱筋適當放大,箍筋更是全場加密,在設計中對框柱縱筋間距、規格有明確要求,即其不得大于200mm。對于框架柱內埋設管道,其管道小于框柱4%,對于框架柱其混凝土標號也有所規定,不得低于C25級。對于異型柱框架結構,梁鋼筋縱筋較多的情況無需一排布置,否則造成混凝土在連接部位澆筑困難,同時異形柱與框架剛度要注意控制,其偏差不要過大。 在框架混凝土結構體系中,框架柱高度與截面尺寸比值少于4且框架結構的剪跨比不大于2,該框架柱則為短柱,筆者認為短柱容易在地震條件下,造成構件出現脆性破壞,除此以外構件的變形情況受到限值,必然造成建筑物產生破壞,筆者建議在設計過程中應當杜絕采用短柱,而造成短柱主要由于樓梯平臺以及結構錯層造成凈高受限。一旦在混凝土框架結構體系中布置短柱需要提高框柱自身抗剪能力與變形保留數值,還需要布置復合箍筋,沿短柱全長加密,確保短柱鋼筋布置合理對稱。

        4.混凝土框架結構薄弱層注意要點

        混凝土框架結構薄弱層主要是在偶遇地震作用下,薄弱層結構出現一定位移,而結構薄弱層在設計過程中其承載極限數值應符合抗震承載受力標準,筆者結合自身設計經驗認為如震級超過7級時,框架結構體系易產生薄弱情況,在設計過程中結構應出現薄弱層,而消除結構薄弱層需要采取有效措施,提高樓層抗側移水平,還應擴大薄弱層的梁、柱構件尺寸,除此以外可通過調整薄弱樓層高度或者控制基礎埋置尺寸,在業主的要求上其薄弱層應在施工圖與結構計算中,確保根據規范標準采取構造措施,設計人員需要進一步驗算薄弱層自身的屈服強度,其樓層屈服系數需要根據構件的材料標準與實際配筋展開計算,并結合樓層受剪力與地震作用力來復核樓層地震剪力數值,如地震烈度超過7度時,其樓層屈服系數低于0.5的情況下,還需演算主體結構的彈性變形數值,確保其滿足建筑抗震規范的具體要求,一旦不符合上述情況,同時需要二次調整混凝土框架結構體系。

        結束語:

        綜上所述,多層框架結構體系在建筑中得到廣泛應用,隨著建設單位對于使用功能與立面造型要求日益豐富化、多樣化的情況下,造成廣大設計人員的設計難度不斷提高,結構設計人員應當基于設計規范要求,解放思想、開拓思維、創新方法,在多層框架結構設計中不斷優化與完善,更好為業主服務。

        參考文獻:

        [1]沈珊珊.論建筑框架結構設計技術措施[J].建筑工程技術與設計, 2014, (11):99-99.

        第9篇:結構設計要點范文

        關鍵詞:高層建筑;剪力墻;結構設計

        Abstract: This paper mainly for high-rise shear wall in the structure arrangement, beam and plate layout, continuous calculation method of shear wall linked three aspects such as the design and control are analyzed.

        Key words: high-rise building; shear wall; structural design

        中圖分類號:TU973 文獻標識碼:A 文章編號:

        一、結構布置設計要點

        剪力墻的位置要遵循均勻、分散、對稱和周邊的原則,應沿房屋縱橫兩個方向布置。剪力墻宜布置在房屋的端部附近、平面形狀變化處、恒荷載較大處以及兩端樓(電)梯處,在結構中部盡量減少剪力墻的布置量。在平面布置上盡可能均勻、對稱,以減小結構扭轉。不能對稱時,應使結構的剛度中心和質量中心接近。沿高度均勻變化;在豎向布置上應貫通房屋全高,使結構上下剛度連續、均勻。多均勻長墻(增加抗側剛度和減少剪力墻數和混凝土用量),少短墻(抗震性差);可布置成單片形(不少于三道,長度不超過8m)、L形、T形、工字形、十字形或筒形最佳,H/L≥2,少復雜形狀轉折。洞口布置在截面中部,避免布置在剪力墻端部或柱邊。

        為了保證樓(屋)蓋的側向剛度,避免水平荷載作用下樓蓋平面內彎曲變形,應控制剪力墻的最大間距。而剪力墻的厚度則由以下因素確定:

        (1)通過結構分析,在滿足最大層間位移、周期比、位移比的各項指標確定每層剪力墻的厚度;

        (2)不同抗震等級的軸壓比的限制;

        (3)構造性及穩定性要求(而穩定性一般會滿足);

        (4)對于普通的住宅建筑在7度或8度地區,墻厚大多情況下是按穩定性和 構造要求所控制的;

        首先剪力墻厚度應滿足《高規》7.2.1條7.7.2條規定(其實是高厚比要求),當不能滿足上面幾條的時候應按《高規》附錄D 計算墻體的穩定,從大量工程實例看,按《高規》附錄D計算的墻厚比《高規》7.2.1條7.7.2條規定的小得多[1]。故穩定性一般會滿足;此時剪力墻墻厚主要由構造與施工要求控制。建筑物高度在百米以下時剪力墻厚度一般取200~300mm。

        剪力墻墻肢長度不能太短,否則就短肢(4-8倍),不能太長(大于8m),受彎后產生的裂縫寬度會較大,墻體的配筋容易拉斷。故我們控制剪力墻的墻肢長度大于厚度的8倍一點點,比如200墻;取1650墻肢長度,300墻取2450墻肢長度就行,但整個剪力墻的墻肢長度一般不要超過4m,當墻的長度很長時,可通過開設洞口將長墻分成兩段長度較小的墻段。用以分割墻段的洞口上可設置約束彎矩較小的弱連梁(其跨高比一般宜大于6)。墻肢旁邊為門垛時,門垛與墻肢合為整體。門窗邊離墻肢距離較近時(

        二、梁板布置設計控制要點

        對高層住宅,荷載一般不大,樓板絕大多數均為構造配筋,板厚就決定了樓板用鋼量的大小,所以樓板厚度一般按撓度、裂縫及板內設備穿管的最低要求取值,不必過厚。

        客廳、臥室、廚房、衛生間:

        LO(短跨)≤2.9m,h=90mm;LO=2.9~3.9m,h=100mm;LO=4.0~4.4m,h=110㎜;LO=4.5~4.8m,h=120㎜;LO=4.9~5.2m,h=130㎜

        陽臺:h=90

        屋面板:h≥120㎜,屋面板負筋拉通筋應優先用Φ10@200或Φ10@180(HRB335),板面通長鋼筋不足時,板支座處另設計附加鋼筋,施工圖中應注明貫通鋼筋與附加支座鋼筋應間隔錯開布置;

        樓層梁布置時,應保證梁具有簡單明確的傳力路徑,避免多重次梁、多次傳力的情況。剪力墻結構中的梁經濟跨度一般在3.0~5.0m之間;若非剛度及連接一字形墻的需要,不宜設置高連梁;建筑的洞口頂可設置后澆過梁[2],再砌梁上填充墻;較小跨度(3.6m以內)的板上有隔墻或開有洞口時,墻位置或洞口邊可不設置梁,可在板內設置加強筋的方式予以解決。梁截面一般按如下規定取:

        外墻梁:200(250)×600

        內墻框梁:200(250)×400~600

        內墻小梁:200×300~400

        陽臺挑梁和邊梁:200×400(受力較大處,不影響立面處可加大)

        100厚小隔墻下梁:150×300~350三、連續化方法計算聯肢剪力墻

        對于聯肢墻,連續化方法是一種相對比較精確的手算方法,而且通過連續化方法可以清楚地了解剪力墻受力和變形的一些規律。連續化方法把連梁看做分散在整個高度上的連續連桿。

        基本假定

        (1)連梁的反彎點在跨中,連梁的作用可以用沿高度均勻分布的連續彈性薄片代替(連梁連續化假定);

        a結構尺寸; b計算簡圖;c基本體系

        (2)忽略連梁軸向變形,即假定兩墻肢水平位移完全相同,同一標高處,兩肢墻的轉角和曲率相等。 (3)層高h和慣性矩I1、I2、Ib及面積A1、A2、Ab等參數,沿高度均為常數。2.方程的建立在連梁的反彎點處切開,雙肢墻變成兩個靜定的懸臂墻,切口處的軸力σ(x)和剪應力τ(x)是未知力,由切點處的相對位移為零的變形協調條件,可得沿剪應力τ(x)方向的變形連續條件的表達式:

        δ1(x)——由墻肢的彎曲和剪切變形產生的豎向相對位移;

        δ2(x)——由墻肢的軸向變形產生的豎向相對位移;

        δ3(x)——由連梁的彎曲和剪切變形產生的豎向相對位移。

        在x處作截面截斷雙肢墻,由平衡條件有:

        3.聯肢墻的內力計算

        由以上兩式,可得連梁中點處的剪應力τ(x),計算j層連梁內力,用該連梁中點處的剪應力乘以層高得剪力(近似于層高范圍內積分),剪力乘連梁凈跨度的1/2得連梁根部的彎矩:

        墻肢的總彎矩和總剪力:式中,Mpj,Vpj——第j層由于外荷載產生的彎矩和剪力。ms——第s層(s≥i)的總約束彎矩:

        式中, 是墻肢考慮剪切變形后的折算慣性矩:4.聯肢墻計算結果討論

        (1)整體系數

        式中,s——聯肢墻洞口列數,s+1即為墻肢數; ai,ci——2ai,2ci分別為第i個洞口的凈寬及相鄰墻肢重心到重心的距離; T——軸向變形影響參數;——第i列連梁的慣性矩。

        α值小,說明洞口很大,連梁的剛度相對很小,墻肢的剛度又相對較大,連梁的約束作用很弱,水平力作用下,雙肢墻轉化為由連梁鉸結的兩根懸臂墻。當洞口很小,連梁的剛度很大,墻肢的剛度又相對較小時,α值較大。連梁的約束作用很強,墻的整體性很好,雙肢墻轉化為整體懸臂墻。這時,墻肢中的軸力抵抗了水平荷載產生的彎矩的大部分,墻肢中的局部彎矩較小。當α值介于上述兩種情況之間時[3],墻肢截面上的實際正應力,可以看作是由兩部分彎曲應力組成,其中一部分是作為整體懸臂墻作用產生的彎曲正應力,另一部分是作用獨立懸臂墻作用產生的局部彎曲正應力。 (2)聯肢墻側移和內力分布

        聯肢墻的側移曲線呈彎曲型,整體系數α越大,墻的抗側剛度越大,側移減小;整體系數α越大,墻肢彎矩越小。連梁最大剪力在中部某個高度,向上、下都逐漸減小。整體系數α越大,剪力增大,最大剪力位置越接近底截面。因為墻肢軸力是該截面上所有連梁剪力之和,整體系數α越大,墻肢軸力增大。 (3)墻肢剪切變形和軸向變形的影響20層聯肢墻分以下三種情況按連續化方法計算得到的內力和位移比較圖。第一種考慮彎曲、軸向、剪切變形;第二種考慮彎曲、軸向變形;第三種僅考慮彎曲變形。第一種和第二種計算結果對比發現,不考慮剪切變形,誤差不大,不超過10%。從第一種和第三種計算結果對比發現,不考慮軸向變形的影響誤差較大。層數愈多,軸向變形的影響越大。《高規》:對50m以上或高寬比大于4的結構,宜考慮墻肢在水平荷載作用下的軸向變形對內力和位移的影響。

        參考文獻:

        [1] 李東升.高層剪力墻結構設計新規定探討[J].山西建筑,2011,37(1):36-37.DOI:10.3969/j.issn.1009-6825.2011.01.022.

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