引論:我們為您整理了1篇建筑結構論文范文,供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源,期望它們能夠激發您的創作靈感,讓您的文章更具深度。
建筑結構論文:建筑結構風景園林建筑論文
1風景園林建筑的結構與構造設計思路
1.1擬定建筑方案時要充分考慮結構選型
在園林建筑設計工作中,應考慮園林建筑的觀賞性、藝術性及場地因素等方面的要求,往往有多種建筑方案可供選擇,同時也引發多種結構方案需要甄選,我們應遵循安全、美觀、經濟的原則來確定的結構方案.
1.2根據建筑方案確定結構計算簡圖
個異性是風景園林建筑的特征之一.對于造型或結構特殊的構筑物或建筑小品,我們必須根據方案的實際情況,確定結構計算簡圖.
1.3荷載統計分析
荷載分析我們一定要做到不重不漏,要分清荷載的類型、荷載作用的久暫、是有利載還是不利荷載,這關系到荷載分項系數和組合系數的確定.
1.4內力計算
根據結構計算簡圖確定相應的內力(剪力、彎矩、扭矩等),而由于建筑造型的特殊性,扭矩計算有時較為重要,甚或扭矩是控制內力,我們要根據具體情況具體分析.
1.5確定結構處理方案
風景園林建筑由計算確定的結構配置可滿足結構的承載力安全性方面的要求,但構造的要求亦不可忽視.由于園林建筑所處空曠露天或依山傍水環境,受環境侵蝕嚴重,構造處理對建筑物耐久性影響猶大.
2風景園林建筑結構選型與設計方法
2.1結構方案的選定案例
某公園湖岸邊一游樂亭.根據建筑方案,有兩種結構方案可供選擇,方案一將游樂亭的一部分礎設置在湖中,方案二從岸邊設置懸挑結構以撐起亭子的湖面以上部分.兩種方案中方案一雖然看似簡單,但由于我們對湖底地質條件缺乏了解,這就增加了基礎處理難度及勘查所需要的費用,且由于水下作業而質量難于保障.方案二雖然結構計算復雜,但施工方便且質量易于保障,造價相對較低,可以認為方案二比較合適.
2.2結構穩定性驗算案例
在園林小品種中,有些假山或置石為了達到造型上的某種效果,結構的重心偏向一側或有較大懸挑石,這樣結構就存在傾覆的可能.因此我們從安全角度考慮需要對該類結構進行抗傾覆驗算。總之,風景園林建筑設計,美觀及藝術效果是及時考慮因素,但安全與實用問題亦不可忽略.由園林建筑體量不大,經濟因素往往作為次要考慮的因素.我們在對荷載的統計分析時,一定要考慮荷載的種類及性質,這對我們進行荷載分項系數的確定乃至結構的安全十分重要.
2.3構造要求案例
現代建筑向密集、高層且多為屋頂綠化的方向發展.精巧、別致、風格獨特的屋頂花園或草皮屋頂是建筑與環境合作的精品.他們是建在建筑物的結構層、保溫隔熱層和屋頂防水層之上,與普通屋頂不同之處是增加了為植物生長所必需的構造做法,一般草皮屋面各層構造.構造處理是否得當對于建筑的適用性和耐久性至關重要,在屋頂花園或草皮屋頂中尤為明顯.
2.3.1基質層(植物生長層)
植物基層的主要功能是滿足植物正常生長要求.為降低屋頂荷重,一般采用一種比天然土壤輕得多的混合土壤,同時還要求土壤具有足夠的養分.為保護種子,在生長層表面往往還要鋪一層沙礫覆蓋層、不僅可以防風、還可以在干旱季節時保護下面基質層中水分的作用,根據草的生長要求,該層的厚度一般為30~50mm.
2.3.2排水蓄水層
排水蓄水層多采用砂礫,并在該層中鋪有膨脹粘土、浮石或泡沫塑料排水板、其主要功能是調節屋頂綠化層的含水量.雨水通過植物生長層迅速響下滲透防止植物根系處于過分潮濕的環境中;同時還可以把部分雨水儲存起來以供干旱季節植物生長之需.
2.3.3防水層
一般情況下植物根系具有較強的穿透能力.為防止對屋面密封層的損害,一般在排水蓄水層與密封層之間設一層抗穿透層,常用做法是在結構基層上作一層厚20mm的1:3水泥砂漿找平層,再鋪一道復合防水材料.
2.3.4屋頂坡度
相關研究成果表明,為保障屋面能及時將剩余的水排走,屋頂最小坡度5°,適宜綠化的坡度為5~15°.在此種情況下,一般通過結構找坡,這樣有利于降低屋面的荷載值.
3結語
風景園林建筑的設計不僅僅是一個造型視覺效果的美學問題,還是一個與建筑結構的性能緊密相關的問題.在“大土木”教育背景下,我國目前高等教育中建筑學與建筑結構專業并未有做到應有的融合,造成我們人才培養上有一些“硬傷”.這就為我們園林設計工作者提出許多新的課題:不僅要具有一定的美學觀念、審美能力、還應具有一定的結構設計理論知識的復合型知識結構.
作者:王俊 朱亞紅 單位:許昌學院土木工程學院
建筑結構論文:混凝土裂縫建筑結構論文
1概述
近些年來,建筑行業取得了不凡的進步,這其中尤其是預應力混凝土結構以及混凝土結構相關技術得到了不小的發展,其科技成果日趨成熟。在建筑材料方面也得到了不小的發展,各種高性能的混凝土都在建筑中得到了應用。然而在建筑材料和建筑技術都得到快速發展的同時,建筑設計以及建筑施工方面還存在有不小的問題。溫度變化會引起混凝土的熱脹冷縮,這將會導致混凝土在豎直方向和水平方向都會產生一定的變形。在進行建筑結構設計過程中,對于溫度引起的內力變化計算有一定的難度。混凝土的性質包括塑料變形以及應力松弛,溫度的變化等都會導致混凝土產生裂縫。
2裂縫控制的意義和標準
建筑的結構設計建立在構件的強度極限承載力的基礎之上,而建筑工程的使用標準則是由混凝土裂縫控制的。近些年的研究表明。建筑物中混凝土裂縫是不能避免的,但是能夠有效的減少混凝土裂縫的存在。對于一般的民用以及工業建筑而言,小的混凝土裂縫對于建筑的日常使用是沒有危險的,只有一定寬度的裂縫才會對建筑物的使用造成較大的影響與危害。因此,在設置混凝土裂縫控制標準時,不能夠將混凝土裂縫的標準控制過嚴,同時還要考慮到地震等對于建筑物的影響。不管是預應力混凝土結構還是混凝土結構,其中存在的裂縫都會減小建筑結構的剛度,降低結構的耐久性。裂縫控制是指通過現有的建筑技術與措施控制建筑物中裂縫的大小,使其不會對建筑的正常使用造成影響。在建筑工程中,對于混凝土裂縫的控制主要表現在兩個方面。即設計和施工兩個階段。在設計方面對于裂縫的控制是指通過構造措施以及相關計算降低混凝土裂縫高于限度值的可能性。而在施工方面對裂縫的控制則是指在是施工過程中采取一定的施工措施以及相關技術降低建筑物中有害裂縫的產生。文章主要從建筑結構設計方面對混凝土裂縫進行分析,從而減少混凝土裂縫對于建筑物的損害。
3混凝土裂縫產生的原因分析
從建筑結構設計方面進行分析,產生混凝土裂縫的原因主要有以下幾個方面:首先,由于對于建筑結構的計算不夠,設計中涉及到的構件厚度不足,配筋數量也不夠充足,由于此種原因導致的板縫的產生會影響到建筑的結構,直接導致建筑物安全問題的產生。其次,在設計過程中,沒有對建筑物會受到的裝修荷載以及使用荷載進行估計,導致設計的建筑物受力遠遠小于建筑物的實際受力,導致建筑物中混凝土的開裂。以上兩種原因都是由于在建筑結構設計中對建筑的受力分析有誤而導致的,因此而導致的混凝土裂縫會對建筑物的結構造成較大的危害。而在目前的建筑結構設計中,還會出現另外一個極端的現象,那就是設計人員過于擔心在施工過程中有偷工減料情況的存在,在進行結構設計的時候,對于混凝土的強度等級計算會高出一個等級。這樣一來看似樓板十分安全,但其實混凝土的強度等級過高會為建筑帶來負面的影響,因為混凝土強度越高,混凝土的水化熱就會越大,從而使得混凝土產生有害性裂縫的可能性大大增加。有的設計人員還會考慮到施工方面而降現澆樓蓋的混凝土強度與建筑中的梁柱取為一致的。這樣做的危害在于建筑的實際受力與設計時的受力相去甚遠,因此會導致在真正的運用過程中,建筑中混凝土的受力遠遠大于設計受力,從而導致混凝土裂縫的產生。另外,在設計的過程中,對于溫度應力的重視可能不到位,因此,在隔熱層以及保溫層等方面沒有良好的設置,導致混凝土會因為溫度的變化而產生開裂?;蚴浅霈F伸縮縫設置不夠合理的情況,在溫度應力以及收縮應力的雙重作用之下,混凝土很容易產生開裂。樓蓋邊緣的約束的加強也會導致混凝土的開裂?;炷翗前迦绻軌蜻M行自由的變形與收縮,混凝土內部不會產生應力。因此,也不會有裂縫的產生,但是由于樓蓋邊緣的約束有所加強,因此,混凝土的收縮變形以及溫度導致的變形都會大大增加,從而導致在混凝土樓板的中部產生的較大的約束應力大于了混凝土所能承受的抗拉強度,使得混凝土產生裂縫。有的建筑結構設計人員在磚混的結構中采用了現澆混凝土的方式進行樓蓋的澆筑,出于抗震方面以及建筑結構方面的考慮,通常會將墻邊的支座按照簡支梁進行近似的估算。而建筑中混凝土樓板的實際受力卻與估算結果不一致,如果混凝土樓板的跨度比較大的時候,在板頂的支座處會產生一定的裂縫,有時樓板的邊角以及中央都會出現收縮裂縫。另外,如果在建筑結構設計中忽略了建筑中邊角柱以及構造柱對于建筑的影響,則會增大混凝土可能產生的裂縫。
4混凝土裂縫的有效處理措施
在進行混凝土裂縫的處理時,除了加強設計人員的安全責任意識之外,更重要的是在進行建筑結構設計時,加強設計人員對于混凝土裂縫的重視。另外,設計人員采取的結構形式一定要科學合理,為了保障其合理性,要在建筑結構設計前建立嚴格的審查制度,嚴格防止建筑結構設計中對混凝土裂縫的忽視。首先,在選擇建筑混凝土時,一定要按照建筑的功能與需求進行混凝土的選擇。如果混凝土的強度過低,則會對建筑的質量造成影響,而混凝土強度過高,會為建筑帶來負面的影響,因為混凝土強度越高,混凝土的水化熱就會越大,從而使得混凝土產生有害性裂縫的可能性大大增加。不能為了簡便施工而將樓板的混凝土強度的等級與建筑中梁柱的強度等級取為同一等級,更好的做法應該是對混凝土收縮的量進行減少,此外對于混凝土中水泥的用量以及外加劑的用量都提出具體的要求。如果建筑設計中,對于樓板的周邊約束是有必要的加強,那么與此同時還要加強構造鋼筋,以防止由于樓板所受到的約束應力的增大而導致的混凝土的裂縫的增大,對建筑結構造成影響。為了防止樓板的邊角產生斜裂縫,可以在樓板的邊角外側的上下兩層中都設置一定數量的鋼筋,需要注意的是增加的鋼筋長度一定要超過混凝土樓板長度的三分之一。另外在建筑結構的設計中,需要合理設置建筑的保溫層以及隔熱層,并且保障保溫層隔熱層使用的材料以及厚度都是科學合理的。在建筑結構中一般都會設置溫度伸縮縫抵消溫度變化會對混凝土產生的影響。因此溫度縫的設置需要足夠的合理,才能避免溫度對混凝土產生裂縫等的影響。
5結束語
建筑中的混凝土裂縫問題成為建筑過程中必須解決的技術問題。建筑的結構設計建立在構件的強度極限承載力的基礎之上,而建筑工程的使用標準則是由混凝土裂縫控制的。因此,對混凝土裂縫的大小進行控制對于每個建筑物而言都是非常重要的。從建筑結構設計方面對混凝土裂縫進行加強,主要可以通過加強設計時的計算、保障設計所用材料的厚度等多個方面進行。在建筑結構設計中,溫度縫的設置也是非常重要的。如果溫度縫設置不夠合理,非但不能減少混凝土裂縫的產生,還會大大增加混凝土裂縫對于建筑產生的傷害。因此,建筑設計師對于這些方面都要引起足夠的重視。
作者:艾得文
建筑結構論文:模板施工技術建筑結構論文
1模板技術工程施工前的必要準備
1.1制定科學合理的設計方案
在進行模板工程施工前,工程施工技術人員應該對工程施工環境和工程項目特征進行了解、分析,并做好相關數據的記錄工作,并以此為依據制定科學、合理的施工設計方案。具體來講,模板施工技術的設計方案的標準應該考慮到高大模板支撐系統的地基承載能力和地基的沉降問題,對于不同要求、標準的施工項目工程需要選擇不同的施工技術工藝,同時做好排水等中間細節工作。此外,在模板工程施工方案的設計過程中,一定要將安全意識滲透到每個施工細節中,將各項安全防護設施落實到實處,保障施工設計方案科學合理的同時,還應該與工程的具體需求相對應。
1.2對模板技術施工材料的選擇
在進行混凝土建筑結構模板施工的前期,首先應該將按模板設計方案的要求準備模板材料,結合項目工程的具體需求,選擇合適規格和材質的原材料進行施工。具體來講,目前我國混凝土建筑結構模板施工中大多使用木膠合板作為模板的原材料,不僅能夠滿足施工的基本需求,而且其具有較低質量密度,安裝和使用都十分方便,然而,當前我國混凝土建筑結構模板的施工過程中大多采用木質膠合板作為施工原材料,雖然說這種材料能夠滿足工程施工的基本要求,但是其具有吸水率不均勻的缺點,從而很容易造成混凝土建筑結構的成型效果不佳,導致模板澆筑質量的大幅度下降,因此在施工過程中應合理控制其吸水率,滿足砼成型需求。
1.3重視施工技術的選擇和提升
模板工程施工技術的選擇不僅應該確保整個工程施工的安全性,還應該交底施工技術規范,確保每位工程施工技術人員都能夠熟練掌握各項施工技術,并根據施工環境以及施工地質的不同選擇對應的施工操作技能,對施工過程中的各項專業技術數據進行細致的確定,比如對支架間距、接縫處理、立竿間距等方面參數的介紹和確定,并制定嚴格的施工標準,各工程技術施工人員應該按照施工操作手冊進行作業,相關施工技術的選擇應該嚴格按照國家相關標準,確保工程施工質量和進度。
2模板工程施工階段的質量控制
模板工程的施工階段是整個工程施工質量保障的重要時期,同時也是出現工程施工質量問題或隱患最多的階段,因此在此階段各級施工單位應該做好支模、制模等多方面的細節工作,下面就目前我國模板工程施工階段的各項工作做具體分析,并由此提出施工質量控制的相關注意事項。
2.1支模
支模是整個混凝土建筑結構模板施工過程中的首要步驟,因此支模的質量將會直接影響到后續工作的質量,支模工序應該按照模板施工工程的設計要求進行施工。在支模工作前,應該首先檢查是否存在預埋件、空洞等設備漏放現象,并檢查固定點以及柱腳墨線是否安放正確。在實際的操作過程中,還應該在柱腳位置設置一個垃圾清掃口,以便于清理施工過程帶來的建筑垃圾。與此同時,在模板拼裝好后,需要相繼安放圍楞、抱箍,并使用托線板對已經完成的模板安放位置、尺寸和高度等參數進行校準工作,使整個模板的施工工作滿足工程施工的標準和要求。此外,在施工過程中還應該做好各項細節工作,比如小型木模和定型組合鋼模需要按照先整體、后局部的原則進行安裝,并做好各項固定和校準工作,待校正達標后再加固加密其余連接件。
2.2接縫處理
在進行模板施工的過程中,模板漏漿將容易導致麻面和蜂窩的現象,為避免出現漏漿的現象,應該將模板與模板之間的縫隙處理好,可利用海綿條等軟性東西填設模板間的縫隙,并保障下口的平整,避免出現縫隙,有效防止漏漿現象的發生。
2.3模板支承架
模板支承架施工流程作為混凝土建筑結構模板施工技術中的重要一步,應該綜合考慮多方面的施工因素,確保施工工作的順利進行。支承立桿的施工要點在于保障其穩定牢固,使其能夠承受住一定的荷載,在夯實基礎后在基礎面上鋪設碎石,保障其厚度在20厘米左右,并將立桿的底腳安放在墊板上,有效提升其承載力。在進行模板施工的過程中,在遇到架體過高的模板時,需要增加一定數量的豎向剪刀支撐、防護欄或者安全網來保障施工過程的安全性和穩定性。
2.4模板的拆除
與模板的安裝工作相同,模板的拆除工作也需要提前制定好合適的方案,在拆除工作前,首先要符合工程項目的驗收要求,并根據混凝土試件強度確定模板拆除的時機。與安裝順序相反,模板拆除工作應該按照“先支后拆、先上后下、先側面后底面”的順序進行,在進行拆除的過程中還應該密切關注模板穩定性以及安全性的變化,不排除遇到較難拆除的模板,此時為避免產生縫隙應該禁止施重力敲擊模板,可以使用撬棍以微小力敲擊模板,使其與墻體平穩脫離,而且能夠有效避免對樓層造成沖擊荷載,保障混凝土建筑結構施工的順利進行。將拆除下的模板進行清理工作,并對模板缺陷的部分進行修補工作,并涂抹脫模劑,將模板放置好后等待后期處理。
2.5模板拆除后成品的養護
模板拆除工作完成后并不代表模板施工工作的結束,對模板的整理養護工作是保障其使用過程中質量的前提條件,模板的施工技術工作不僅體現在設計、配模、支模等流程,還應該重視后期使用過程中的維護工作,對模板進行整理修復,提高模板周轉率,降低工程成本。
3總結
改革開放以來,隨著我國國民經濟的不斷發展,我國人們生活水平也有了很大的提升,城市化進程也得到了進一步的提高,各項建筑工程或土木工程對于混凝土施工技術的應用越來越廣。因此,在進行混凝土建筑結構模板施工過程中,相關施工部門應該嚴格按照國家建筑工程施工標準,并結合工程施工的具體現狀,選擇并采用科學、合理的施工技術,保障混凝土建筑施工工程的質量,確保工程施工的安全性以及穩定性。
作者:唐中成 單位:四川煤礦基本建設工程公司
建筑結構論文:安全性建筑結構論文
1土木建筑工程現存的問題
1.1建筑設計方案不夠合理
在土建工程中,方案設計是工程能否順利進行的前提,建筑工程的穩定性與安全性首先取決于方案設計的合理性。但目前,我國很多工程建筑管理者對方案設計環節并沒有足夠的重視,這就導致在方案設計環節出現不合理現象,有些應該細化的條款變得籠統,有些應強調的環節一筆帶過甚至直接忽略,而且,現在很多方案在設計時大多考慮到建筑的承載力,對建筑的壽命考慮非常少,這些都直接影響到建筑結構的安全性。
1.2建筑團隊對建筑結構安全性意識不強
在我國,工程的建筑團隊大多數是來自農村的勞動力,他們一般接受的教育較少,對建筑結構的安全性認識普遍較低,近幾年建筑工程不斷發生的安全事故給建筑團隊敲響警鐘,使管理者開始重視安全培訓,但由于建筑團隊自身綜合素質的影響,對培訓的內容一知半解,對建筑結構的安全問題缺乏系統的認識,無法更好的防范安全隱患,這很容易導致因人為因素出現建筑結構的安全性問題。
1.3安全規范政策標準較低
我國在土木建筑工程中制定了一系列的安全規范標準,用于規范建筑過程,但與發達國家相比,這些標準過低,例如,在承載能力方面,我國設置的安全水準,是以分項系數或者安全系數為主要指標的,對土木建筑結構的安全性測試以系數為準,認為系數越大安全性越高,而且,針對一些特殊狀況如地震、爆炸等建筑的牢固性,我國的規范標準并沒有設置明確的要求。同時,我國在建筑結構方面重點強調結構的強度,對建筑的耐久性沒有過多的要求,缺少規范標準。
2影響土木建筑結構安全性的因素
2.1牢固性
近幾年,我國很多地區發生過地震災害,如汶川地震,給國家的發展和人民的生命財產都造成了無法彌補的損失,顯現了地震災害的巨大破壞力,同時也對建筑的牢固性進行了一次考驗。建筑的牢固性不夠是導致災害嚴重的重要原因。建筑的牢固性一方面要求建筑結構構件要具有足夠的承載力,另一方面也要求建筑結構整體具有牢固性。要保障建筑結構的整體牢固性必須滿足兩個指標,結構物的冗余度及延性。這樣的建筑物不會因為局部倒坍而造成整體的連續破壞。
2.2安全性
在土木建筑工程中,安全性是考量整體建筑結構的重要質量指標,指的是建筑結構承載倒塌、破壞等的能力。影響結構安全性的因素主要有兩個,一是在建筑過程中的方案設計合理性以及施工水準,二是建筑完成后的使用、檢測及維護。方案設計是建筑工程是否安全的重要指標,必須保障設計規范符合建筑結構的要求,標準要合理嚴謹,規范標準的制定是影響建筑結構安全性的一個重要因素。
2.3耐久性
土木建筑結構的耐久性指的是建筑的使用壽命,保障建筑能夠在規定的使用年限內發揮正常的使用功能?,F在大多數的土木建筑工程采用的都是混凝土,因此,建筑工程的質量很大一部分是取決于混凝土結構的耐久性。雖然人們普遍認為混凝土的耐久性非常強,但資料顯示混凝土的正常使用年限不超過三十年。在我國的土木建筑工程中,由于有害物質侵蝕等原因,使建筑的使用年限不斷縮減。雖然設置較低的安全水準會給建筑工程帶來一定的安全隱患,但因外界因素如混凝土銹蝕等原因給建筑造成的危害更勝一籌。當然,建筑結構的耐久性與建筑完成后的使用、檢測與維護有密不可分的關系,因此,在建筑工程時必須將后期維護預計產生的費用核算在內,避免過度超支。
3提高建筑結構安全性的措施
3.1重視土木建筑工程的方案設計環節
在建筑工程中,要充分重視方案設計環節,對建筑結構進行零誤差、零缺陷的設計,不得摻雜主觀色彩,有質量的完成產品、過程或服務。在強化結構構造以及增強材料性能方面,可采取防治鹽害及凍融的綜合措施。另外,方案設計的合理性直接影響到土木建筑結構安全性的系數,必須保障建筑結構局部具有牢固性,同時結構整體還要具有整體牢固性,要將環境等外界因素充分考慮。
3.2做好質量管控
首先,要嚴格控制土木建筑工程的進度。在施工前期,通過對整個建筑工程的宏觀把握,包括對工程的難易程度、工程質量要求、施工工藝方式以及其他因素的考慮,綜合分析,制定施工進度計劃與安排。嚴格控制工程進度,就是保障工程建設任務能夠按照承包合同規定進行。在我國,一般會采用對比法來檢驗施工進度,如利用橫道圖計劃。在編制計劃時要保障項目執行嚴格按照進度規劃進行,把施工進度規劃進一步細化,制定施工任務書,合理調配人力、物力、財力。同時,在施工過程中,要實時獲取施工的具體情況,確保項目施工進度嚴格按照進度規劃進行。在實際的施工過程中,可能存在進度的調整,這其實是一種周期性的循環??梢岳镁W絡計劃,采取調整、糾正偏差的措施對進度規劃進行調整,將工期壓縮以及趕工成本等因素考慮,有計劃的調整進度規劃,確保建筑工程能夠順利進行。
3.3做好原料的檢測及建筑的維護
為保障土木建筑結構的安全性,在施工開始前,必須對施工所需的原材料進行嚴格把控,如果原材料出現問題,必然會導致建筑工程出現安全隱患。在保障原材料品質的前提下,還要嚴格落實各個環節符合方案規劃,做好進貨檢驗記錄,掌握材料價格、質量、供貨能力等信息。同時,還要通過法律渠道保障土木建筑工程能夠在規定的年限內正常使用,并對建筑進行定期檢測與維護,提高建筑的安全系數。
3.4推廣應用新技術
要保障土木建筑結構的安全性,必須找出制約其安全的因素,并加以預防與改善。在建筑工程中,影響安全性的因素主要有滲漏、裂縫及剝蝕,其中破壞力較大的是裂縫,而裂縫的關鍵是撩測,在傳統的工程建筑過程中,主要采用聲波跨孔法以及超聲波法,效果不理想,針對這種情況,可以推廣應用新技術,采用超聲回彈綜合法、回彈法以及射線法等方法探測建筑結構的表層強度,進而針對現狀采取相應的安全措施。
4結語
綜上所述,在土木建筑工程中,影響結構安全性的因素有很多,若不加以防范,很有可能會給國家的經濟發展及人們的生命財產造成無法彌補的損失,因此,在建筑工程時,必須將各種影響因素考慮,制定合理化的方案設計,嚴格把控原材料環節、施工環節,并做好完工后的檢測與維護,保障建筑工程能夠在使用年限范圍內正常使用,為人們的生命財產安全提供必要的保障。
作者:周鑫
建筑結構論文:超高層建筑結構論文
一超高層建筑結構體系
1體系的分類以及選用原則
超高層建筑一般是按照建筑使用功能要求、建筑高度不同以及建筑抗震防水、防火和經濟、、合理、安全的設計原則,將超高層建筑結構體系分為框架結構體系、框架-剪力墻結構體系、剪力墻結構體系、框-筒結構體系、束筒結構體系以及筒中筒結構體系。在超高層建筑結構設計中主要采用鋼筋混凝土結構、型鋼混凝土結構、鋼管混凝土結構和全鋼結構。目前,鋼筋混凝土結構是我國超高層建筑的主要應用材料。在進行超高層建筑結構體系的選用時,首要考慮其安全及經濟性,其次要依據超高層建筑的高度和施工環境來選擇,同時要求超高層建筑的結構應具有較強的承壓能力。
2超高層建筑的結構材料分析
鋼筋混凝土材料之所以成為我國目前超高層建筑建設中使用最為廣泛的材料,是因為鋼筋混凝土在適應超高層建筑結構設計的前提下,能夠發揮其的性能,并且鋼筋混凝土耐久性較強,結構剛度較大,在維護過程中成本費用較低,因此鋼筋混凝土作為建筑材料被廣泛應用于建筑領域。為了更好的發揮鋼筋混凝土的性能,在選擇的時候要注意其材質問題。
3超高層建筑結構體系的選擇
(1)框架結構體系,框架結構是指利用梁柱組成縱橫兩個方向的框架結構體系,它可以同時承受水平荷載和垂直荷載。主要的優點是建筑平面布置較為靈活,有較大的建筑空間,并且建筑立面處理比較方便,被廣泛的應用于超高層建筑中。但是這種結構也有一定的缺點,就是橫向剛度較小,當樓層層數較高時就容易發生側移,易造成非結構性構件破壞而影響使用。
(2)剪力墻結構體系,是指鋼筋混凝土構成的承重體系,剪力墻又被稱為抗風墻或抗震墻。剪刀墻結構的優點是整體結構性較好,剛度大,在水平方向的荷載作用下不宜變形,承載力也毋庸置疑,并且房間內無梁柱外露,較為美觀。此結構在高層建筑中被大量運用,其缺點就是剪力墻不能被輕易的破壞或拆除,不利于形成大的空間。
(3)框架-剪力墻結構,毫無疑問這種結構就是將框架結合和剪力墻結構的長處集于一體,在此情況下超高層建筑的結構不僅滿足了建筑布局的靈活性,而且增強了超高層建筑的抗震能力,可以滿足不同建筑功能的需求,但是剪力墻過多則會影響建筑的經濟性和使用性能,過少則會增大建筑物側墻的壓力而出現變形的現象。
二超高層建筑結構設計的問題及對策
1超高層建筑的超高問題
目前,超高承重的問題在很多超高層建筑中普遍存在,因此,我國對超高層建筑的抗震能力方面要求嚴格,并且嚴格規定了超高層建筑的高度。在超高層建筑結構的設計過程中,禁止出現由于結構類型的改變而導致超高層建筑的超高問題出現。在設計過程中要認真審核和設計超高層建筑的結構設計方案,解決設計中存在的超高問題。
2超高層建筑的扭轉問題
剛度的中心、整體結構的重心和幾何形心是超高層建筑結構設計的三個核心。超高層建筑結構的扭轉問題關鍵在于進行設計的時候未將剛度的中心、結構重心和幾何形心重合,造成建筑物在水平壓力下出現扭轉的現象。設計者在設計時要盡量注重平面布局圖的合理性,在一定程度上避免或預防建筑物的扭轉問題,從而保障了在超高層建筑中剛度中心、整體結構的中心和幾何形心三個核心的重合。
3嵌固端設置問題
我國現有較多超高層建筑物在結構設計時都會配置地下室,超高層建筑的嵌固端自然而然地被設置在地下室頂板的位置。超高層建筑的結構嵌固端對高層建筑基礎具有一定的要求,其基礎需具有一定的埋置深度,目的是為了保障整體結構的穩定性,并對減弱地震反應也起著一定的作用。設計師在嵌固端設置的問題上面一定要表現出高效的工作狀態,從而避免在施工過程中由于嵌固端的設置而修改設計方案,造成日后不必要的麻煩。
三超高層建筑的基礎設計
超高層建筑中最重要的設計就是基礎設計,建筑物所受的各種荷載都需通過基礎傳至地基,可謂“承上啟下”。超高層建筑的特點是層數多,上部結構荷載大且較為集中,因此其基礎必須埋置深度大。在進行基礎設計的時候要保障其埋置深度必須滿足基地穩定和變形的具體要求,以避免日后建筑物出現傾斜的狀況發生。超高層建筑物的基礎通常采用樁形、筏形或者復合基礎,其選型設計應根據工程地質條件、施工條件、上部結構情況、抗震設防和周圍環境條件等因素綜合考慮。
四結束語
綜上所述,超高層建筑結構設計尤為重要,因為其直接影響著超高建筑物的質量與使用。在設計超高層建筑的工作中,應注意建筑的結構體系、鋼管結構、深基坑支護結構等一系列問題。面對超高層建筑結構這一至關重要的問題,建筑行業要加大對超高層建筑結構設計的研究,加強對專業技術人才的培養,從而促進我國超高層建筑行業的發展。
作者:徐春卯單位:四川職業技術學院
建筑結構論文:高層樁基礎設計建筑結構論文
1高層建筑結構樁基礎的分析
1.1樁基礎設計與工程應用現狀
樁基礎設計是整個高層建筑結構的基礎部分,所以只有在樁基礎施工完成后,才能夠進行上層建筑的施工,樁基礎設計不僅關乎整個工程的施工質量、安全性,對于施工進度還有很大的影響。目前使用比較多的是豎向荷載作用下的樁基礎,在豎向荷載的作用下,樁與土之間會相互作用,對于樁基的設計會產生很大的影響。在以往的樁基礎工程設計中,試樁和靜載試驗的結果都無法滿足設計的要求標準,設計師在對設計參數進行調整之后,意圖通過加密樁的方式來進行調整,這種情況下,靜載的試驗結果會高于設計標準很多,雖然在安全性方面可以保障,但是經濟系數卻大大的提高。這種矛盾的現象需要不斷的改善,如果超過設計的標準太多就需要重新進行試樁,但是建設的周期也相應的延長,會影響到整個工程的建設進度。如果在靜載試驗結果出來之后再進行樁基的設計工作,既不利于建設周期,同時也無法滿足建設的標準。所以目前急需解決的就是如何縮短靜載試驗與試樁設計之間的差距,并且對單樁靜載試驗的結果進行進一步研究,盡量將各項參數預估的更加。
1.2樁基礎簡化設計分析
由于高層建筑龐大的工程會對基礎部分造成巨大的作用,所以基礎工程需要能夠程序較大的荷載,埋深都較大。而在現階段,在很多的高層建筑中,都會有人防工程或者是地下停車場等結構需求,所以在進行基礎工程施工時,需要耗費大量的材料,并且施工技術比較復雜,耗費的工期較長。一般情況下,能夠直接建設在堅硬巖石上的建筑并不多,所以大部分的基礎工程都會采用鋼筋混凝土片筏式基礎、箱形基礎以及樁基礎。由于樁基礎的承載力較大,具有良好的穩定性,并且在沉降差較小的情況能夠保持的比較均勻,這些特點都決定了其能夠承受較強的水平力以及上拔力,在動荷載方面的性能較好,所以在基礎工程中應用的比較廣泛。在高層建筑結構中,上部結構與基礎之間會相互產生作用力,從這個問題來看,在傳統的計算中存在很多的假定,都可以利用在樁和土之間的作用力上。在傳統的設計算法中有一種Winker的假定,這種假定主要是針對地基的反力系數法,其中把土體對樁造成的反力作用簡化成單純的反力系數作用于樁上,這是傳統設計算法中針對于樁土作用力問題在理論層面從沒有通過的。高層建筑中各個部分之間產生的作用力,應該將樁、土以及結構作為一個整體來進行考慮。通過上述分析可知,如果利用傳統的設計算計來解決現實中的這些問題還具有很大的困難。而從目前的現狀來看,就分析的手法而定,還有有限元法的前景比較廣闊,通過有限元數值模型能夠對土體材料性質的空間差異性、力學響應的非線性,復雜的幾何邊界條件等進行詳細的分析,并且還可以通過數值技術對施工過程進行模擬,將施工過程中可能會遇到的各種耦合性因素都模擬出來,在編程以及電算方面都具有較強的效率,并且簡化了樁基礎設計的工作量,具有很強的現實意義。
2高層建筑結構樁基礎簡化設計措施
2.1“樁土分離模式”進行單樁簡化
在進行單樁計算時,可以通過有限元分析來達到簡化的目的。因為傳統的結構設計計算方法采用的都是不同程度回避樁土結構間的相互作用,對其不做過多的考慮。比如使用地基反力系數法把土地對樁的反作用力等復雜因素通過Winker進行假定,認為其僅僅為單純的反力系數作用于樁上。而有限元分析卻可以綜合考慮這些客觀存在的事實條件。它可以對力學響應的非線性、土地材料性質的空間差異性和比較復雜的幾何邊界條件進行綜合分析等,不僅求解力學問題簡便,同時便于二次開發,相較傳統的計算理論有明顯的優勢。因此,對單樁的簡化分析采取的是將樁和土分別劃分單元的方法,要注意這兩種單元也不是固定不變的,在它們其中還可以細化設置單元。在利用有限元進行單樁簡化分析時,要特別注意單元尺寸的選取對計算結構的影響。其實有時候,單元數量會劃分的特別巨大,從而造成計算的困難,因此在實際操作中,可以適當刪繁就簡,抓住主要部分,以提高工作效率。
2.2“樁土復合模式”進行群樁簡化
在進行計算時,可以通過有限元分析的方法來模擬樁的沉降和荷載關系,以達到簡化算法的目的。在實際中,通過群樁基礎規范法計算出來的沉降和實際荷載作用下的沉降相比,其值要大得多。為了盡量使其值接近且簡化運算,可以采用將垂直于樁軸線的樁土共同作用的平面作為各向同性的面,把樁土三維結構體系作為橫觀各向同性體。依據樁土各自的彈性模量和泊松比以及樁土這兩種材料復合成新的橫觀各向同性體的九個材料參數(其中只有五個材料參數是獨立的),用等效復合體模型計算樁土荷載沉降反應分析。同時要注意群樁上面作用荷載的特點與單樁靜力試樁有很大的差別,這點不在贅述。對計算的簡化,可以通過下面的方法來達到:把等效復合體模型的參數計算編成程序,修改樁、土的五個參數,在matlab軟件上運行即可得到復合模型的九個參數。計算時需注意xoz平面是各向同性的平面。因此,在實際中可以證明,該種方法模擬的樁基沉降,比著規范上要許多,在工程實測中有重要的現實意義。
3結束語
基礎工程是建筑工程中的重要組成部分,直接影響到整個建筑的質量和安全,尤其是對于高層建筑來講,基礎工程更為重要,因為其要承受巨大的荷載以及各種作用力。樁基礎是基礎工程施工形式的一種,在高層建筑中應用的比較廣泛,因為其具有較強的穩定性,沉降性能好,在各種力矩的作用下,都能夠保障高層建筑的安全性,所以樁基礎的設計非常重要。隨著建筑工程的不斷發展,對于樁基礎的設計要求越來越高,所以要充分的利用先進的理念和技術,提高樁基礎的設計水平,為建筑工程的長久發展創造有利的條件。
作者:秦俊林單位:江西省城鄉規劃設計院
建筑結構論文:高層超限建筑結構論文
一高層建筑超限設計的主體因素
1基于性能的抗震設計能否滿足抗震性能目標
在高層建筑結構抗震設計中,通常分為小震、中震和大震作用下的抗震設計,計算分析方法也具有一定的區別。通常利用振型分解反應法或是彈性動力時程法來對小震作用進行計算分析;而中震則利用彈性計算和結構構件屈服判斷分析法來對其抗震性能進行計算;在大震設計時,則利用靜力彈塑性一Pushover推覆分析及動力彈塑性來對進行計算。利用這些計算方法可以有效的對各階段所要實現的抗震目標進行判斷,確保結構的安全性。
2考慮可能的風載作用控制并驗算風作用下舒適度
通常情況下在對抗震超限審查項目中并不包括風荷載作用。但對于高層超限結構工程來講,由于其高度與正常高層建筑的高度超出較多,這就會導致風起到較大的控制作用。所以需要在高層超限結構中對風載進行必要的分析。在具體分析過程中,需要通過風洞試驗的數據對超高層建筑受相鄰超高層建筑物風擾的影響進行分析,根據其橫風作用的大小來采取必要的控制措施。在對橫風和順風作用進行超限計算時,需要將兩個方向的風壓值都要與放大系數1.3相乘,從而計算出相應的位移和強度,從而進一步對可能起控制的橫向風作用進行有效控制,確保在風作用下高層超限結構設計的舒適度。
3根據高層超限結構構件和剛度需求分析
溫差效應目前高層結構采用的都為豎向構件筒體,樁截面和剛度都較大,這就導致就會導致在混凝土澆筑過程中樓蓋梁板在水平方向上溫差變形會有較大的約束力產生。從而導致相應約束力產生,即水平溫差效應。所以在實際設計過程中需要對混凝土終凝時的溫度差值所可能對結構帶來的附加內力影響進行充分的考慮。
4針對超限分析要考慮混凝土徐變收縮對結構的影響
混凝土自身固徐變收縮的特性,但鋼結構則不存在這個問題,但當混凝土附著在鋼結構上時,隨著時間的持續,則會導致徐變變形的發生。同時作為超限高層建筑,由于其豎向構件高度較大,這就會導致其徐變變形累計數量較大,而且同時還會有收縮變形發生,在這兩種疊加變形的作用下,會導致超高層建筑豎向構件后期的塑性變形達到較大的一個量級,導致其超出荷載直接發生彈性變形,從而對部分結構構件或是非結構構件帶來較大的影響。所以在實際設計過程中,需要對這種徐變收縮進行量化分析,對其可能導致的不利影響進行評估,根據分析的結果來對是否需要采用相應的對策進行判斷,確保超限高層建筑的質量。
二高層結構超限設計中主體問題的解決措施
對于超限高層建筑,其對于抗震性能進行設計時,需要采用科學合理的設計方法從而對高層建筑結構在大、中、小三個地震級別的抗震性能進行具體的分析和判斷,對于豎向荷載及風載的作用,則需要在設計和計算時確保所選擇的方法的規范性。從而有效的確保結構構件的彈性,確保其在小需作用下結構具有良好的彈性和完好性,不會有損傷發生,使結構在小震中具有較好的抗震性能。在對中震作用下結構的彈性進行計算時,需要利用地震反應譜曲線來對中震彈性進行計算,由于需要在計算中對各項系數進行確定,所以可以將荷載、材料及城市承載力調整等各項系數都取1.0為準,而在計算過程中可以不對地震作用下內力放大調整進行考慮,其標準值可以根據材料的強度來進行選取,以構件地震作用組合效應小于強度標準值計算的抗震承載力為標準,在這種情況下,則可以做到中震作用下,高層超限結構具有良好的不屈服性,具有較好的抗震性能。豎向構件及與外框柱及內筒剪力墻面內相交的主要框架梁均不出現屈服,梁均不出現受剪屈服,在小震及屈服判別地震作用1時,所有梁不出現受彎屈服;在判別地震作用2及中震時,核心筒連梁僅出現程度較輕的屈服(主要表現為面筋配筋率略>5%),可判斷為輕微的損傷;另,右側的邊框架梁在中震下也出現輕微屈服,經將梁寬度適當加大后,即可滿足該梁中震不屈服。實際設計時,將按小震和中震兩者的較大值對構件進行配筋,這樣則能實現中震作用下結構“重要構件不屈服,其他構件部分允許受彎屈服,可修復使用”的第二階段抗震性能水準。對大震作用,則可以采用相應軟件對結構進行靜力彈塑性分析(Pushover)及用接口程序BEPTA進行模型的前處理和準備工作后通過分析軟件對結構進行動力彈塑性分析。按彈塑性程序計算所反映的塑性發展程度來對構件以至整個結構進行相應的性能評價。高層建筑超限結構設計,為了確保其安全性,在對其抗震進行超限審查時,還需要通過對風載、溫差和混凝土徐變收縮可能帶來的影響進行深入的分析,確保真正實施高層超限結構時其性能能夠得到有效的保障。
三結束語
高層建設超限結構設計,在設計過程中除了利用軟件和模擬分析外,還需要對主體結構需要承受的荷載、風載和地震等作用進行綜合考慮,對混凝土徐變收縮可能帶來的諸多影響因素進行計算,從而更好的確保高層超限結構設計的質量。
作者:秦俊林單位:江西省城鄉規劃設計院
建筑結構論文:優化設計建筑結構論文
一建筑結構優化設計措施
建筑行業如此龐大,在很大的市場需求下要求我們要有合理的規劃。建筑業與我們生活息息相關,這要求我們要很重視房建工程。好的工程要從設計開始,所謂好的工程就是用最少的錢建造出最安全合理的房屋來供社會來使用。我們設計行業尤其是結構專業要帶頭進行優化設計,為國家節省資源出份力。
1案例概況
本工程為辦公樓,初步方案為框架結構,但是為了減少造價改為砌體結構。根據建筑抗震規范規定該建筑所在的城市抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度為0.159,設計地震分組為及時組,設計使用年限51年。建設場地為II類,基本風壓為0.35KN/m2,基本雪壓為0.35KN/m2。結構層數為4層,結構形式采用磚混結構,基礎采用條形基礎。
2結合案例
進行對建筑節誒狗優化設計措施進行分析
2.1建筑結構形式設計
戶型選擇主要由建筑類型與功能決定,而建筑設計方案決定建筑類型與功能。在建筑結構形式優化沒計中,砌體結構與底部框架剪力墻結構是設計的主要部分。根據本次案例的實際情況,文章做一下具體設計:
(1)加強砌體結構設計。磚砌體是建筑承重與抗側移的結構部分,可以靈活的布置建筑平面,但不適于做躍層結構與受力大的突兀結構。為了有效減少建筑構造柱的配筋,可在保障建筑安全性的基礎上,建至少道縱向墻體,而且門窗開洞寬度不超過2.1m。
(2)加強底部框架剪力墻結構設計。在該設計中,如果底部框架剪力墻豎向抗側力構件不連續,極易出現受力不平衡問題,所以必須嚴格要求建筑平面。設計底部框架剪力墻結構時,應盡可能將承重墻設計在框架梁上,若將墻體設于次梁上,則需加大建筑部分結構的配筋,如該次梁、主梁、框架梁,并加厚該次梁樓板。下圖1為優化后的梁布置圖。(3)此外,結構樓板應在填輕質材料的基礎上,才能進行錯層。在建筑戶型設計中,為便于布置臨街面柱網,應在臨街面布置大房間,而背面則布置小房間,如衛生間、廚房等。
2.2建筑剪力墻設計
在剪力墻設計過程中,連梁設計是其中的關鍵部分。連梁連接建筑各墻肢形成聯肢墻,增加了制約墻肢的條件。建筑結構的地震作用隨著連梁剮度的增大而增大,而連梁與墻肢的分配內力也隨之而增大,因此需適當增加構件配筋量,才能保障建筑的安全.性,但會浪費建筑材料。所以,設計建筑結構時,經驗豐富的設計師通常不采用剛度大的衡下墻作為連梁,而是將連梁設計為弱連梁,減小截面與剛度。此外,建筑結構設計不儀要符合剛度和變形條件,還必須綜合考慮建筑抗力、變形、經濟等方面,盡可能合理布置建筑抗側力構件??梢娊ㄖY構抗側力剛度隨著剪力墻數量的增多而加大,結構位移也隨之減小,但建筑結構地震力會因此增大,從而不利于控制建筑結構造價。所以在進行布置剪力墻時,要把周邊弄的更加均勻,可以運用對稱、分散等原則,在設計的時候一定要以建筑規定的水平位移限值為標準,適當的控制剪力墻數量。
2.3建筑細節設計
建筑結構設計優化中主要體現以下幾個方面:加強建筑結構局部構件精細設計,如設計現澆板時,盡可能將異形板劃為矩形板,從而使建筑合理受力,并避免拐角出現裂縫;選擇冷軋帶肋鋼筋作為建筑底部框架抗震墻的底框梁箍筋,減少箍筋量,達到降低造價和便于施工目的;結合結構優化設計理念與計算機技術,使計算仿真優化設計思路廣泛應用于建筑工程結構設計。利用計算機建立建筑結構優化設計模型,并利用計算機高效的優化設計方法,使建筑結構設計達到優化目的。優化設計大型復雜的建筑結構時,利用計算機優化設計建筑結構,具有傳統設計方法無法比擬的優勢。所以,建筑結構設計人員必須具備一定的計算機知識與運用能力,有效利用計算機優化設計分析建筑結構??偠灾?,對于構造措施,要緊密聯系規范進行設計,不要盲目的加大構造尺寸和鋼筋直徑大小,減小不必要的浪費。梁板柱的布置體系和受力體系盡量簡單合理,對于不需要設置梁的部位要簡化設置??刂破鲶w砂漿等級??刂苹A的埋深和合理選用基礎形式,對承載力特征值進行修正。
二結束語
通過上文的闡述我們能夠了解到,結構的穩定性,對于質量有著直接的影響,為了保障人們的生命財產安全,維護社會穩定和諧,加大結構的優化設計,提高在施工過程中的監管力度,堅持以人為本的原則,不斷地提高建筑施工質量,這樣才能夠滿足市場經濟體制下,人們的種種需求,提高企業的經濟效益。
作者:楊志杰李娜彭寶瑩單位:青島騰遠設計事務所有限公司青島萬達東方影都投資有限公司
建筑結構論文:不規則建筑結構論文
1針對不規則情況進行處理的方法
大樓平面形體是Z字形,L/Bmax=0.56>0.35,為不規則建筑結構,豎向存在立面縮進,層高差別大。通過初步運算發現,結構在風荷載和地震影響下的位移角可達到規定的要求,雖然可達到規范需要,然而第二周期扭轉因子已經很大,達到0.34,這說明此結構抗扭剛度顯然不夠。與此同時,此結構在考慮偶然偏心情況下的扭轉位移比X向和Y向都大于1.30,甚至還有1.40的,此結構的扭轉效應比較嚴重,屬于扭轉不規則,裙房4層時薄弱層,剛度低于上3層平均剛度的近八成,首層是軟弱層,抗剪承載力達不到上層的八成,此結構不規則位置為5項,屬嚴重不規則結構,此樓上下層功能較多,地下室是車庫,業主要求有較大空間布置墻體受到約束,2到4層時酒店多功能廳,需空間寬敞,布置墻體受約束,5到12層時酒店客房,不允許在建筑外側設置剪力墻,12以上是辦公樓,中間也很難布置墻體,很多功能使此樓中部和邊上很難存在墻體上下貫通。此樓設計中的關鍵工作為調整周期比及扭轉位移比,因此樓平面凹凸不規則,2個核心筒都處于兩端,剛度十分的不均勻,剛心和質心有很大的偏差,在地震的影響下容易出現扭轉破壞??刂浦芷诒群涂刂莆灰票认嗤?,但控制周期比的側重點在于測向剛度和扭轉剛度間的相對性,主要目的是抗側力平面布置更加合理、有效,促使建筑結構不產生過大的扭轉效應。所以,控制周期比的主要目的是使結構抗側力構件的布置更加均勻、合理,而不是讓結構更具有剛度。若是平動及時周期和扭轉及時周期相對接近,因振動藕連作用,結構扭轉效果應該會變化的較為明顯。然而,此大廈第二周期扭轉因子為0.34,一般認為其扭轉剛度較弱,需要進行調整,不可只認為平動和扭轉及時周期的比值低于0.9就可以,同時還需要考慮平動周期內的扭轉因子,如若不然在地震較大時結構及時周期很有可能就會是扭轉周期??紤]到這一比如哦環節,應該針對結構豎向構件進行調整:首先,在結構左上方及右下方各加1片相對較長的剪力墻,加強建筑物周邊結構構件的抗扭性,同時還要把結構剛心大幅度的推向左側;其次,在右下角核心筒位置開洞,降低此處的剛度,這主要是原因這一位置核心筒有很大偏心,這使得剛度中心向左側偏移;第三,取消上部核心筒下端的1個小核心筒,降低中間剛度,并把此核心筒連梁減弱,從而使結構剪力墻更為均勻,這對于結構扭轉周期比和位移比皆大有裨益。首層高度8m,致使受剪承載力低于上層的近八成,要妥善處理抗剪承載力不夠的問題,應該增加抗剪截面或是提升混凝土的強度大小,具體辦法為再首層以下每層柱截面都增加100mm,強厚增加50mm,混凝土強度增加一級,這之后受剪承載力比會在大于90%,達到基本需要。此大廈第4層初算是薄弱層,4層頂便是裙房屋面,擴大裙房屋面梁截面,增加屋面板厚度,能夠有效防止薄弱層。經過以上調整,此大廈5項不規則調整成2項不規則,防止了申報超限情況的發生。
2調整前后的周期參數
由于1個小核心筒被取消,剛度變低,然而調整結構之后剛度顯然比調整之前更加均勻,同時也加強了抗扭剛度,扭轉位移比得到了顯著的改善,較大扭轉位移比都低于1.20,屬規則建筑結構、一個平面上顯然不規則的結構經過科學調整剛度,能夠使其成為規則的結構。
3抗震技術的應用分析
工程實際的每一方面因素,一般應用的抗震技術有:(1)在條件允許的情況下,盡可能增加周邊剪力墻的厚度,特別是離剛心最遠的位置,把剛心及質心的偏心率調整成低,降低扭轉周期,把建筑結構調整為扭轉規則的結構;(2)減弱核心筒的連梁,應用弱連接梁進行連接,增加平動周期和平扭周期比;(3)科學控制墻柱的軸壓比,提升柱縱筋的配筋率及箍筋配筋率,縱筋配筋率都要擴大一級,柱箍筋全樓進行加密,角柱加芯柱,以此提升結構豎向構件在強震時抗形變水平;(4)在凹角位置設置45°的斜向鋼筋,抵抗角區應力集中,加強薄弱位置的配筋與板厚;(5)雖然四層可不算作規范中的薄弱層,但是計算時依然要按照薄弱層進行運算,地震剪力需要乘以1.15增大系數,并且要強化此樓層的墻柱配筋,提升建筑結構在強震中的抗形變水平。
4結語
總而言之,對于當前各大城市不斷出現的造型別致、彰顯個性的不規則建筑,結構設計需要分析具體情況,集中從概念設計著手,找到結構的關鍵點與薄弱點,在工作中不斷克服不利因素,促使建筑結構在豎向和平面科學布置結構的剛度,防止可能出現的薄弱位置。與此同時,還應強化薄弱位置的構造,最終使看似不規則的建筑調整為結構上規則的建筑。
作者:李信澤單位:海南珠江建筑設計院有限公司
建筑結構論文:房屋建筑結構論文
一建筑結構設計優化的方法原則
1符合企業和社會大眾的需要
建筑結構設計的目的就是設計出符合企業、社會大眾要求的建筑。它首先要滿足現代人們日常生活的基礎功能,使得居住者能夠覺得方便、舒適。因此,其在進行優化設計工作時,必須要把安全和環保放在及時位,要使得作品能夠真正服務人們,供人們長期使用,并在使用時覺得身心舒暢。
2考慮開發商的經濟效益
設計師們在優化結構時,也要考慮建筑項目資源分配的化,盡力的為開發商節約資源和成本。
3大膽創新實驗一些新的結構和思路
建筑設計師在對建筑結構設計進行綜合考慮時,需要充分結合之前的經驗和教訓,大膽的進行創新,實驗一些新的結構和思路,不斷引進新的技術??傊?,要注重使得其設計的建筑作品在優化的同時也要具有實用價值。
二建筑房屋結構設計優化的具體應用
建筑師們在對建筑結構進行設計和優化時,一般需要按照從總體到部分的步驟來進行。
1進行對房屋整體結構的優化設計
在設計和優化建筑結構時,設計師需要建立一個數學模型,具體是指把影響結構設計效果和作用的元素作為設計的變量元素,通常情況下這些元素主要有:結構安全穩定度、結構的造價、應力約束和彈性約束等等。其次,還應該確立房屋整體模型的控制參數和目標,通過確定其房屋結構的約束條件,得出綜合計算出的結果。通俗的說,就是把建筑結構設計的影響元素進行組合從而代入到設計好的模式和函數當中來,運用數學知識方法來評比出的結構,這樣的方法既科學又方便。在這個過程中,可能會涉及到計算量比較大的數學知識,如拉式乘法等。這便對設計師提出了更高要求,需要其根據優化結構模式,綜合考慮其計算方法和變量來設計程序,從而通過這些步驟的計算和驗證,逐步找出其設計中不夠科學、不夠完善的地方。這樣就可以及時發現問題,然后進行進一步的改進計劃,以達到整體結構的完整性。
2對房屋分布結構的優化設計
房屋分布結構的優化設計主要包括房屋的結構基礎拉梁、荷載、鋼筋混泥土結構、建筑剪力墻結構等,這些部分都需要進行優化跟處理。在房屋的基礎拉梁結構上,設計師需要通過對其要求的高度、層數來綜合考慮其防震性以及穩固性。然后,還要對基礎樁基和基礎拉梁的配筋率進行綜合計算,以確保整個拉梁基礎和樁基的和諧一致。此外,施工周圍的土地質況、以及風力和氣候等因素往往是容易被設計師所忽視的問題。但是,其實在對房屋的荷載設計上,設計師也需要充分考慮其施工周圍的土地質況,以明確其地基的受荷載狀況,然后根據這些情況以及風力、氣候等元素來設計其基礎結構。現今,在設計建造房屋的鋼筋混凝土和剪力墻結構時,準則方法的設計步驟是經常會被采用的步驟。對結構整體受力和部件受力狀況進行預先演算,通過核定其單元截面上的受力優化來不斷推進,從而得出結構上的整體優化。通過這種方法,設計師能夠在其輔助下找出最合適、低以及最安全穩定的結構設計。
3對整體結構和部分結構優化
設計后所應該要注意的問題一般的設計師會認為,在對建筑結構的整體結構和部分結構都進行優化設計之后,設計工作也接近尾聲了。但是,其實在對建筑結構的整體結構和部分結構都進行優化設計之后還有許多應該要注意的問題。設計師們在完成了對建筑結構的整體結構和部分結構都進行優化設計的工作之后,還應該要綜合考慮其設計原則和規定準則,從而不斷驗證和核算其構件截面結構。作為一個合格的設計師,應該在做以上事情時抱著精益求精的態度來完善其設計工作,用一絲不茍的精神來每一個小部件的含金量和尺寸。除此之外,在實際的施工過程中,還極有可能由于一些原因會產生一些誤差甚至是更大的錯誤,這就要求其結構的超限項目和軟件結構模型隨機應變,可以運用概念設計優化方法來調整其后期設計,使得其設計作品更加的科學化、合理化。
三小結
的建筑物就像是一件藝術品,它能夠在滿足人們使用功能以及視覺感受的前提下,充分滿足人們和社會各界的各種要求。正因為如此,建筑結構設計師被賦予了更高的期望。本文結合了現今建筑結構設計中的實際問題,指出了建筑結構優化方法的重要性,說明了建筑結構設計師應該遵循的方法原則:符合企業和社會大眾的需要、考慮開發商的經濟效益以及大膽創新實驗一些新的結構和思路,更提出了建筑房屋結構設計優化的具體應用,主要包括進行對房屋整體結構的優化設計和對房屋分布結構的優化設計的從總體到部分的步驟以及其后應該注意的問題。建筑結構設計師們應該遵照“施工便利、安全、經濟、美觀與實用”的設計理念,努力不斷探索更加合理的結構設計方案,切切實實地為人民服務,保障建筑工程能夠取得良好的經濟效益和質量效益。這也是我國在增強現代化建設和國際競爭力的過程中堅持可持續發展的重要方法之一。
作者:吳凱夫單位:福建省建筑設計研究院結構分院
建筑結構論文:設計人員建筑結構論文
1.對建筑結構優化設計理論的研究
建筑設計實質就是設計師在遵循美觀實用等原則的前提下,根據建筑地區不同的情況進行綜合利用,運用建筑學設計理論進行設計。就建筑學的設計理論而言,主要有兩個體現部分:于建筑工程的結構設計;于建筑結構優化設計。房屋建筑工程結構優化設計包括了對內部結構細微部分的優化設計、對圍護結構的優化設計、對房屋頂部的優化設計,還包括了工程造價方面對建筑造價的分析、對建筑物的受力分析以及對周圍設施的布置等方面。房屋結構設計不僅需要在設計前期加以重視,還需要在施工和建設后期的關注。在進行具體建筑施工中,需要根據建筑的實際情況不斷的改進方案選擇方案,將房屋建筑綜合指數的設計方案作為施工建筑的藍本?,F在的建筑設計環境對于設計人員來說是一項新的挑戰和要求,因此,作為一個設計人員,要用于應對挑戰,在設計的過程中不斷的進行對比分析,從中選擇出方案。在設計一些建筑的時候,設計師要根據自己學過的設計理論,在結合建筑當地的環境和建筑條件,遵循安全實用、大方美觀、節省材料的原則,開展方案設計工作,從而達到房屋建筑的效果。設計人員根據工程情況,在工程的過程中對方案進行具體設計和步驟的優化。在設計平面上,建筑物需要盡量保持對稱,盡可能地縮小差異。
2.優化建筑結構設計的措施
2.1.本文結合大量的實踐工作以及自己多年工作經驗
總結出優化建筑結構設計的措施具體表現在以下幾方面,下面,我們就來詳細了解下。
及時,不斷加強剪力墻的優化設計。其中連梁是剪力墻設計的重點,這就要求我們將聯肢墻的應用重視起來,聯肢墻是利用連梁之間的各個墻通過連接形成,把墻肢的約束條件增加了。這種設計不僅可以有效的提高建筑物抗震能力,還使墻體的各個部分得到了更多的內力,雖然在具體施工中會造成一定建材的浪費,但是其所取得的效果是顯而易見的。另外,當我們對建筑結構進行設計的時候,還要在保障結構剛度和變形要求的同時,從經濟方面和抗變形等角度進行綜合的考慮,這樣才能做到化。
2.2.第二,要求設計人員要重視細部的優化
設計人員在注重整體結構協調的同時,也經過將細部結構設計重視起來。如在現澆板設計工作中,我們可以將異形板劃分為方形版,這樣就可以使得建筑物受力均勻,避免日后出現斷裂現象。如在建筑基礎設計中我們應該選取冷軋鋼筋作為材料,這樣既可以提高建筑的抗震性能,又可以有效的減少鋼筋使用數量,降低成本投入。
2.3.注重利用計算機技術
隨著計算機技術的成熟發展,計算機技術已經廣泛的應用到了建筑的結構設計中。通過建筑結構優化設計和計算機技術的結合,設計師利用計算機仿真的設計優化方法對建筑結構優化設計帶來了很多新的思路。建筑設計師能夠利用計算機軟件建立各種便于分析的模型,并通過計算機的優化計算,為設計師提供的數據,達到建筑設計的優化。計算機技術的運用可以說把建筑結構優化設計這樣一個工程的問題轉變成一個數學的問題。特別對于大型的復雜的建筑結構設計中,計算其技術擁有人腦不可替代的優勢。對于一些超高建筑的抗震、抗風等等設計問題,計算機技術的合理運用能夠分析得到很多的數據,為建筑設計師在具體的設計中提供的參考數據,可以大大提高建筑設計師的工作效率。
3.結語
不斷優化建筑結構設計,不僅可以有效提高建筑的功能性、安全性、穩定性,還可以充分的滿足人們的審美要求。所以,我們作為新時展下的建筑結構設計工作人員,在設計工作開展過程中不斷創新設計理念、創新設計方法、設計技術,實現建筑結構的優化設計。
作者:潘云于大偉單位:大連源潤建筑設計有限公司
建筑結構論文:裂縫建筑結構論文
1裂縫形成原因
1.1在具體施工中
有些時候由于鋼筋或模板等材料沒有按照規定合理的進行操作,導致混凝土在凝固前就發生了沉降,這也是塑性裂縫出現的根本原因。任何一種類型的裂縫都對工程質量產生一定的影響,塑性裂縫是其中影響較為嚴重的一種。另外,受到施工人員自身專業知識的限制,捆扎模板時,不是以正常的規程捆扎,也會造成裂縫的出現。
1.2在環境部穩定的情況下
很可能出現塑性收縮裂縫,產生裂縫的原因與塑性沉降裂縫的原因大致相同,主要是因為澆筑建筑物時,環境之間突然變化,惡劣的天氣將減少混凝土中的水分,進而使混凝土表面干燥,建筑物的表面容易產生塑性收縮裂縫。
1.3溫度應力裂縫必然和施工中的溫度有著密切的關系
混凝土澆筑是最容易產生裂縫的階段。在溫差的影響下,產生了混凝土拉應力,就算是不會產生比較明顯的變化,還是盡量的減少其出現的可能性,它的潛在威脅是造成整個建筑質量下降的主要原因。
1.4建筑工程的質量
受工藝、方法、技能、設備、材料的影響。在工藝方法上如采取不規范、不合理的施工就可能出現裂縫。裂縫的形成多是人為因素引起的,施工人員的專業技能不夠或缺少必要的責任感都可能影響施工質量。由此可見,要適當的對施工人員的專業技能進行相關的培訓。還要定期檢查施工的質量,不僅要以安全施工為前提,還要注重施工方法和工作效率,給建筑質量以最的保障。
1.5在設計階段就要在圖紙上
對原材料質量要求進行說明,需要考慮的因素也比較多,材料的搭配、材料的不合格都將影響施工質量、使用壽命,水泥、沙子、骨料都屬于施工的原材料。整個建筑施工對混凝土的質量要求比較高,不合乎標準的原材料一旦被應用到施工中,混凝土的諸多性能都將難以保障,都可能產生裂縫。所以,一定要嚴把原材料的質量關,盡量與信譽度比較高的生產商合作,原材料進廠要先對其進行必要的驗收,切不可粗心大意,原材料的質量合格了,工程的質量也才能有相應的保障。
2建筑物結構設計中控制裂縫的措施
2.1嚴格原材料的選材程序
從總體而言,原材料的質量是比較好控制的,但出現問題的幾率也比較高,很多建筑工程的例子都可以有力的說明這一問題。有的施工單位受到利益驅使,施工的原材料會選擇那些價格便宜的,原材料的性能也將大打折扣。還有的施工單位,雖然認識到了原材料的重要性,但受到材料采購人員和質量檢測人員自身素質和專業能力的限制,原材料就在這期間出現了問題,很多不合格的原材料就此混入了施工現場,進而造成了施工質量難以合乎標準,所以在設計階段就要對材料的搭配性及材料規格、品種進行明確,便于材料的選擇,還要以國家的相關標準和設計圖紙要求為材料選擇根本標準,還要盡量與信譽度高的廠家合作,審核時,必須按照相關程序,嚴把材料質量關,這樣才能較大限度的減少施工質量問題的出現,在此過程中還能夠降低整個工程的施工成本。
2.2做好混凝土建筑物的澆筑
施工技術控制設計中需要對混凝土澆筑的順序及澆筑方法、注意事項,以便較大限度的降低裂縫的發生幾率。澆筑施工過程是比較復雜的,涉及到的因素也很多,也需要施工人員具有更高的職業素養,所以對施工人員進行技術上的專業培訓是必不可少的,施工人員的專業技能提升了,工程質量才能得到保障。另外,通過在地下埋設水管也是一種比較好的散熱方法。澆筑方面鋼筋位置的控制,合理地對鋼筋的位置進行控制,防止位移,導致工程事故的發生。
2.3做好混凝土澆筑的養護工作
混凝土的養護是比較容易被忽略的問題。通常情況下規定,設計圖紙中都規定混凝土的保養時間,對于混凝土養護的時間為:在混凝土澆筑結束的12h以內對混凝土采取保濕、保溫措施,混凝土的養護時間不是固定的,具體時間需要根據材料的不同和周邊條件來進行,養護的整個過程中需要確?;炷恋臏囟纫约皾穸龋⑶倚枰ㄆ诘倪M行測量,并做好記錄,用薄膜紙進行覆蓋,能夠保障混凝土的濕度,使得混凝土保持一定的水分,這也能夠防止裂縫的形成。
2.4提高建筑結構設計人員整體素質
設計人員在進行圖紙的設計時,應該將施工過程的注意事項進行明確,這也是制定施工方案的前提和基礎。施工方案是由設計人員來制定的,所以施工人員的素質對一項建筑工程來說是尤為重要的,其與建筑的施工質量同處于工程的核心位置,應該引起足夠的重視。另外,施工人員的責任意識也是施工中的重要關鍵點,萬萬不可忽視。在具體的施工中,有必要對施工人員進行定期的考核,以便使其專業能夠得到較大限度的保障。還要及時傾聽他們的心聲,包括工作中遇到的問題和創新思想,使其充分認識到自身存在的價值和意義,增強工作的積極性。那些素質低下,缺乏責任心的施工人員應辭掉,讓整個施工隊伍更為專業、健康的發展。
3結束語
通過文章的分析,可以了解到在建筑結構設計時,就應該充分考慮到可能出現的裂縫問題,還要在設計圖紙中將措施和要求一一標注清楚,把好防裂縫的及時道防線。在具體的施工中建筑質量的安全固然重要,但也不可忽視建筑結構設計的合理性問題??偠灾?,在建筑結構設計時,對于裂縫等諸多問題的考量是必要也是必須的,設計人員在設計工作應不斷鉆研,不斷探索,爭取設計出更多更好的建筑精品,實現建筑快速、健康、穩定發展,同時也為我國的經濟建筑提供更多支持。
作者:賈列劉世錚單位:遼寧科技工程設計研究院有限公司
建筑結構論文:大底盤多塔樓建筑結構論文
一、大底盤多塔樓高層建筑結構的設計要點
1地基不均勻沉降的問題
大底盤多塔樓高層建筑結構的塔樓位置,樓層數比較多,而且高度也非常高,因此其相對應對地基需要承載更大的荷載,而該結構大底盤的位置,樓層數比較少,高度也相對比較低,因此其相對應的地基需要承載的荷載也就比較小,也正是因為如此,該結構體系存在著比較嚴重的地基不均勻沉降的問題。為了解決這個問題,設計應該做到以下幾點:及時,利用不同的方法將其沉降量以及沉降差計算出來,至少選擇兩種以上的方法,以此提高其計算的度;第二,設計人員需要依據計算結果來采取相應的措施,即:放或者抗,放就是在高層建筑塔樓與大底盤分界的地方進行后澆帶的設計,以便更容易觀察這兩個建筑位置存在的沉降量以及沉降差,等到塔樓以及大底盤的位置沉降處于穩定狀態時,對其進行計算,并且采取封閉沉降后澆帶的方法,這種方法只需要使用比較少的配筋,但是如果利用這種方法則需要更長的時間來達到沉降的目的,這會延長施工周期,而且因其結構設計并不簡單,非常不利于現場管理,因此一般而言,施工單位都不會使用這種方法。而抗就是指在天假陪金的基礎上,再添加鋼筋,以此使建筑構件剪力得到有效的提高,避免沉降差帶來的不良后果,與此同時該需要考慮到建筑結構中其他構件所帶來的不良影響,這種方法不需要過長的時間即可達到均勻沉降的目的,但是的不足是成本花費比較大。
2精選建筑材料
大底盤多塔樓高層建筑結構體系需要精選建筑材料,尤其是地下室部分,所使用的混凝土強度達到C30,此外,水泥用量也不宜過多,保持在250Kg即可,如果沒有特別要求的情況,一般不會選擇使用礦渣水泥,如果有規定要求,或者水泥的性能為未能滿足要求,可以適當的添加一定量的粉煤灰,避免混凝土結構出現水化熱,以此保障混凝土結構不會出現裂縫。
3設計與施工有機結合
在設計時,構件受力的計算十分重要,與此同時,預防裂縫也十分關鍵,有些結構的特殊部位則需要添加鋼筋,上述這些設計人員人員都需要做好,以便為順利施工奠定基礎,在澆注底板時,應該一次性完成,并且在基坑中降水,一直到底板下5m,施工期間,應該設計后澆帶,頂板與側墻的位置可以不連續,側墻與后澆帶之間大約相互30m即可,而頂板與后澆帶之間的差距應該保持在55m左右。墻體與柱子連接部位宜插入長度1500-2000mm,由8-10的加強鋼筋,插入柱子200-300mm,插入邊墻1200-1600mm,其配筋率應提高10%-15%。樓板宜配置細而密的構造鋼筋網,鋼筋間距宜小于150mm,配筋率宜為0.6%左右;現澆補償收縮鋼筋混凝土防水頂板應配置雙層鋼筋網,構造鋼筋間距小于150mm,配筋率宜大于0.5%。
4抗震設計方法
動力時程分析法。由于構件及樓層的屈服模型和退化規律非常復雜,高層結構的彈塑性時程分析還處于研究階段。目前工程設計中應用較多的是結構的彈性時程分析,對于多塔樓這種復雜結構,由于自由度很多,加之在進行逐步積分時積分次數很多,按空間模型進行動力積分計算量比較大,目前只有一些結構的通用分析軟件可用,而結構工程設計軟件則采用的是基于“平面分塊元限剛假定的層模型,層模型剛度矩陣的階數很低,相應的計算量也很小,每步的積分計算速度很快”。在彈性階段,可采用基于振型分解的時程分析方法。
二、結語
綜上所述,可知因為大底盤多塔樓高層建筑的穩定性以及抗震性與普通的高層建筑相比,比較差,而這兩項性能對高層建筑來說,十分重要,因此需要設計人員將重點放在這兩方面,以此保障高層建筑的安全性。
作者:封凱李榮林單位:深圳市華納國際建筑設計有限公司杭州分公司
建筑結構論文:易忽略下的建筑結構論文
1建筑結構設計中易忽略的問題
1.1建筑高寬比
建筑的高寬比是我們建筑結構設計過程的一個重要環節,其能夠直接對建筑結構的抗傾覆能力、承載能力、整體剛度以及穩定性產生影響,可以說我們在該項設計工作中更多的是依靠我們的實際工程經驗。在我國現行的建筑設計規范中,都對建筑的高寬比以及高度等參數進行了明確的規范,且給出了較大的高寬比以及高度限制。而在我們建筑結構設計工作實際開展的過程中,對于高寬比、高度等情況超出現行規范的建筑則應當根據建筑的實際情況進行設計。另外,建筑所具有的使用高度除了同抗震設防烈度以及結構體系類型具有較為密切的聯系之外,還同場地結構以及類別的規則情況等具有影響。對此,當建筑的高寬比超過限制時,就需要設計人員能夠根據建筑結構對其進行細致、的受力狀態分析,并在對荷載取值、安全指標以及材料性能等認真分析的基礎上幫助我們設計出更好的建筑結構設計方案。
1.2受力性能
在我們對建筑進行設計的開始階段,設計人員最需要考慮的就是此建筑物所具有的空間組成特點,而并不是對建筑的結構情況進行確定。對于建筑來說,其在空間以及地面形式上的水平、豎向穩定情況對于整個建筑物具有著較為重要的影響,通常而言,建筑都是由規模較大、較重的構件所組成的,對此,建筑所具有的結構就應當能夠將其自身所具有的重量同地面進行良好的傳遞。而我們在對建筑進行設計的過程中,就需要能夠對建筑向下作用力同地基承載力間的關系進行理順,并使我們在建筑方案確定時能夠做好建筑承重柱以及承重墻的數量以及位置分布的確定工作。
1.3箱、筏基礎底板的挑板
從建筑的結構方面來看,如果跨底板鋼筋在設置時不會由于出現跨鋼筋的情況而使整個底板的通長筋得到加大,就能夠獲得較為節約的設計效果。而在出挑板之后,則能夠使地基所具有的附加應力得到降低,并且當建筑基礎形式在人工地基以及天然地基坎上時,以加挑板的方式就能夠對天然地基進行應用。同時,其還能夠降低整體沉降,當荷載偏心時,在特定部位設挑板,還可調整沉降差和整體傾斜。當然,對于此項問題來說,也不是的,當建筑地下室層數較多、且窗井橫隔墻較為密集時則可以根據實際情況以靈活的方式對其進行考慮。另外,當地下水位較高時,出基礎挑板也能夠幫助我們更好的對抗浮問題進行解決。
1.4承重柱截面大小
在對抗震設防區進行設計時,部分建筑結構設計人員往往會貪圖受力設計的方便性而沒有將柱的截面高度設計到足夠的高度、將梁簡化成鉸支梁、使梁柱的線剛度比加大。對于這種設計方式來說,雖然其能夠在一定程度上簡化我們的結構受力分析任務,但是卻會對整個建筑結構的穩定性造成一定的隱患。另一方面,對于高層建筑底部柱來說,為了能夠使其滿足軸壓比限制的需求,我們往往會將柱子的截面取一個較大的值。但是,由于建筑高度的影響,就很可能會使框架柱成為短柱。對此,選擇較大的柱截面還是較小的柱截面則成為了我們實際設計過程中需要商榷的一個問題。另外,在建筑底層框架方面,梁所具有的抗彎剛度也會大于柱的抗彎剛度,且梁板對于柱子所具有的約束能力也相對較小。對此,就需要我們在實際設計時能夠嚴格地遵循強剪弱彎、強柱弱梁的原則,并在建筑的同一樓層中盡量保障不同柱子所具有的同等剛度,避免出現過大的截面差異。
1.5梁結構設計
在梁結構設計環節中,經常會有主次梁交叉的情況,而設計人員在面對這種情況時也會在對主梁配筋圖進行繪制時將次梁、板在主梁的位置以涂黑的方式對其進行表示,而在對次梁配筋圖進行繪制時,也會將板以及主梁以涂黑的方式進行表示。但是對于這種方式來說,就很可能使建筑的建設人員在對屋蓋、現澆樓進行施工時對次梁、主梁以及板的相互位置存在較大的困惑,不是出現主次梁板設計截面同實際截面不相符的情況,就是板的厚度超出了設計范圍。同時,如果我們將及時排設為板負筋、第二排為主梁負筋、第三排為次梁負筋,就會使建筑所具有的保護層成為一種:板的保護層高度+板負筋直徑+主梁箍筋直徑+主梁負筋直徑的情況。對于該種排法來說,如果主梁、板的負筋直徑越大、排數越多,就會使次梁保護層的厚度越厚,并導致在施工過程中經常出現當次梁負筋穿過主梁負筋下面后,再向上翻至板負筋下面,進而使次梁有效高度得到一定的減小,很可能出現裂縫問題。對此,就需要我們在對該環節進行設計時能夠適當地降低梁頂標高,從而以這種方式保障次梁任意截面都能夠保持有效、合理的高度。
1.6樓板配筋問題
1.6.1在對建筑的現澆混凝土樓板進行計算時,通常會分為單向以及雙向兩種情況。由于其四邊較為固定,我們一般會利用計算機或者圖表的方式對其進行計算,但是由于圖表類型較為多樣,就會使我們所得到的計算結果出現不一致的情況。另外,僅僅由梁對板進行約束也很難幫助我們得到固定的效果,尤其是邊梁對板的約束、梁的轉動卸荷以及荷載的不均勻情況等等都會出現內力重分布的情況,并使得板跨出現安全度降低以及內力增大的問題。
1.6.2在建筑衛生間等洞口數量較多的情況下,也存在沒有對洞口削弱的影響進行充分考慮的情況。而在多層砌體的建筑結構設計中,往往會因為衛生間轄板較小的特點而使建筑需要以雙層拉通的方式進行配筋。而在需要放置浴盆、浴缸的衛生間,則應當適當地增大荷載值。
1.6.3在支座上層鋼筋方面,由于在施工過程中存在操作人員踐踏、混凝土傾壓等情況,就很可能使鋼筋出現下沉的問題,并使支座內力得到了降低。對此,就需要我們在施工過程中加強管理監控,避免出現該類情況。
2結束語
總的來說,在現今高層建筑建設的過程中,結構設計是其中非常重要的一項工作,需要我們能夠對其引起充分的重視。在上文中,我們對建筑結構設計中易忽略的問題進行了一定的研究與分析,而在我們實際工作開展的過程中,也需要能夠細心地注重每一個細節,并以良好設計技術的應用保障設計效果。
作者:陶健單位:遼寧省建筑設計研究院
建筑結構論文:高層剪力墻建筑結構論文
1軟件計算參數選取分析
1.1地震信息輸入
①考慮偶然偏心和雙向地震作用。對于高層建筑結構,考慮偶然偏心計算出位移比大于1.2,說明結構質量和剛度分布不均勻,抗扭能力較差,此時應該計入偶然偏心的影響。②高層建筑振型計算個數。振型組合數如果取值小不能反映整體結構地震響應導致計算結果失真,如果計算個數過多會增加計算時間,消耗計算機資源,具體取值根據工程規模、結構規則性等因素確定。振型數太少不能正確考慮模型較大地震作用情況,本工程計算振型個數取15個。③周期折減系數??蚣芙Y構中填充墻數量較多,故折減系數較小,剪力墻結構中填充墻較少,通常折減系數取0.9-1.0之間,具體取值多少需要根據實際結構中填充墻多少及對結構剛度影響程度來確定。綜合考慮上述因素本工程為落地剪力墻結構,填充墻較少取0.98。④結構阻尼比。阻尼存在延緩結構破壞,延性得到提高。在設計地震反應譜時假定普通結構阻尼比為0.05,軟件默認值也為0.05。本工程結構阻尼比取0.05。
1.2設計信息
①梁剛度放大系數。采用剛性樓板假定計算樓板自身剛度沒有考慮到主體結構中,規范規定通過采用放大梁剛度方法來近似考慮樓板剛度對結構貢獻。在計算時梁按未考慮剛度放大前數值計算,如果不乘剛度放大系數梁承載力仍能滿足荷載組合作用下設計要求,說明梁不存在安全隱患。本工程梁剛度放大系數取1.5。②連梁剛度折減系數。為保障連梁在正常使用狀態下不發生開裂或開裂變形在一定范圍內,該參數取值不宜小于0.5,實際工程設計時取0.7。此項系數大小對于以墻體開洞方式形成連梁和以普通梁方式輸入連梁都起作用。本工程取0.7。③梁扭矩折減系數。若現澆樓板按樓板剛性假定計算,考慮到受力過程中樓板和梁共同抵抗扭矩而對梁扭矩值進行折減,參數取值范圍一般為0.4-1.0。定義彈性樓板,在計算時考慮樓板和梁抗扭作用,所以梁扭矩值無需再折減。本工程取0.4。
2計算結果分析
2.1周期和周期比計算結果分析
結構自振周期主要與自身質量、剛度有關,質量越大周期越大,剛度越大周期越小。本工程周期比為1.9794/1.4460=0.81滿足要求。如果計算結果超出規范規定范圍,說明結構扭轉效應明顯,通過增加結構外圍主要構件剛度,減小內部主要構件剛度來提高整體抗扭能力。
2.2位移計算結果分析
本工程樓層位移和層間位移比計算結果豎向均勻布置,沒有非常明顯剛度和質量突變,經軟件計算后輸出位移圖形光滑,沒有嚴重畸變點。由于建筑平面呈一字型布置,在確定設計方案時有一定處理,X方向抗側剛度還是大于Y方向,結構X方向較大位移值和層問位移比計算值均比Y方向小。經軟件計算發現較大位移或層間位移比超過限值,考慮適當加強結構抗側能力,采取結構方案適當調整,加大主要抗側構件尺寸等措施。
2.3側移剛度計算結果分析
規范規定高層建筑結構層間側向剛度不宜小于相鄰樓層70%或其上部三層相鄰樓層80%;對于計算分析存在薄弱層則按規定將樓層剪力計算值再乘以1.15增大系數,計算結果仍然要滿足剪重比規定以保障薄弱樓層抗震能力。為保障結構豎向均勻布置,避免剛度有突變存在,突變處由于在地震作用下變形一致容易破壞。由于本工程結構豎向布置均勻,未形成薄弱層。
2.4剪重比計算結果分析
采用振型分解反應譜法計算自振周期長結構時,由于地震影響系數取值偏小,相應地震作用計算值偏低,按照規范規定本工程剪重比最小值為0.024。若軟件計算剪重比結果小于規范要求時說明結構剛度相對于水平地震剪力過小,結構不安全;但剪重比過分大,雖然結構剛度好但經濟指標較高宜適當減少墻、柱等豎向構件截面面積達到節省工程造價目的。本工程地上主體結構一層為第4層,剪重比計算結果滿足相應要求。X方向有效質量系數99.49%,Y方向有效質量系數99.47%。
2.5剛重比計算結果分析
高層鋼筋混凝土結構自身重量很大,如果沒有側向荷載作用,結構穩定性良好不會發生失穩破壞,但在風或地震等水平荷載作用下結構一旦發生側移,由于自身強大慣性產生明顯二階效應。為保障結構良好抗震抗風性能,需要控制二階效應影響,避免結構發生整體側向位移變形時失穩倒塌。本工程X向剛重比EJd/GH**2=6.47,Y向剛重比EJd/GH**2=6.42,二者都大于1.4,能夠通過結構整體地穩定性驗算,都大于1.7,可以不考慮重力二階效應。
3結論
本章結合實際工程,通過PKPM系列軟件中的PM-CAD對結構建立模型,并在軟件中進行計算分析,結合實際工程詳細說明軟件計算參數的選取,得到結構設計結果分析數據,通過分析軟件計算數據性來推測結構方案中存在問題,更好地為設計者提供參數。
作者:張慧琦梅長騫單位:撫順市建筑設計研究院有限公司