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高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范模板(10篇)

時間:2023-09-05 16:30:19

導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范

篇1

Abstract: the civil building of quality in addition to the influence factors of site construction and outside, another one of the most important factors is the structure design. This paper in the design of civil building structure some points problems were discussed, and to the point of a simple research and analysis.

Keywords: civil building structure; Problem; Points according to the

中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:

一、民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則及步驟

結(jié)構(gòu)設(shè)計,是工程師通過專業(yè)的方式,即結(jié)構(gòu)語言來表達設(shè)計者的理念。而結(jié)構(gòu)語言就是通過從建筑或者專業(yè)圖紙中凝煉而出的建筑的基礎(chǔ),諸如墻,柱,梁,板,樓梯,大樣、構(gòu)造等。建筑師通過使用結(jié)構(gòu)語言的元素構(gòu)架建筑的體系,包括承重及抗力體系,這種體系是由豎向和水平構(gòu)件共同構(gòu)筑而成。

1.民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原則

民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計功能原理顯示:1)用于正常建設(shè)和施工使用,能經(jīng)受正常使用中的多種有可能性;2)具有良好的工作業(yè)績;3)正常維修養(yǎng)護中的耐久性;4)發(fā)生事故的設(shè)計規(guī)定和發(fā)生,可保持必要的整體穩(wěn)定性。

2.民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本步驟

建筑師在進行民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候,一般按照三個階段逐步開展工作:方案規(guī)劃階段,計算和設(shè)計階段,施工建設(shè)階段。以方案規(guī)劃階段舉例來看,其內(nèi)容一般會根據(jù)建筑的重要復雜度,重點考慮抗震設(shè)防烈度、工程地質(zhì)勘查報告、建筑類型和建設(shè)和層高來確定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的最終形式。比如是磚混結(jié)構(gòu)、筒型構(gòu)架或者其他結(jié)構(gòu)設(shè)計模式。

二、民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題

1.結(jié)構(gòu)平面圖相關(guān)問題

測繪結(jié)構(gòu)布局進行繪制結(jié)構(gòu)圖時,何時需要結(jié)構(gòu)軟件建模是需要結(jié)構(gòu)工作者進行分析的。當所需建建筑地處6度區(qū)的抗震設(shè)烈度地帶時,按照國家建筑抗震設(shè)計規(guī)范,可不必開展檢查地震剖面的工作,也就無需輸入結(jié)構(gòu)軟件建模,結(jié)構(gòu)設(shè)計可以直接進行,特別是砌體結(jié)構(gòu)建筑,但是必須要符合國家規(guī)定的抗震措施要求,注意局部受壓問題的解決。但是,當所建建筑地處7度區(qū)以上的地帶時,是必須要輸入結(jié)構(gòu)軟件建模計算的。當然,如果便利,無論哪種,如果從妥善和精確角度來看,輸入結(jié)構(gòu)軟件建模,都是有利而無害的。

2.屋頂(面)結(jié)構(gòu)圖問題

對于設(shè)計人員而言,民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工的關(guān)鍵, 必須正確掌握建筑圖紙的要素,理解圖紙的意圖。而做到對圖紙的把控,就必須有深入的空間概念。

梁板式及折板式的結(jié)構(gòu)處理方式,一般適用于坡屋面的建筑。二者略有區(qū)別。當建筑屋面坡度及屋脊線轉(zhuǎn)折復雜,且具有較大的版跨度和不平整的平面時,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者們往往就會采用梁板式的結(jié)構(gòu)處理方式。反之,會采用折板式。這兩種結(jié)構(gòu)處理方式,均為偏心受拉構(gòu)件。板配筋應(yīng)該配備負筋板的部分或全部抵抗拉力?;跇?gòu)造需要的厚度一般不應(yīng)小于120厚。此外,光束角鋼裝飾板倍應(yīng)該有大樣圖坡屋頂板法平面,經(jīng)常使用的文件增加樣品示意圖,這是更方便的安裝人員,要正確理解圖紙。

3.地基與基礎(chǔ)方面

1)無地質(zhì)勘察報告的多層房屋建筑,施工圖的設(shè)計是根據(jù)建設(shè)單位口頭或參考附近的建筑設(shè)計形式而做出的。參考設(shè)計必須合理、安全設(shè)計地基與基礎(chǔ),不能完全依靠地耐力進行考量,要統(tǒng)一考慮多種因素綜合所參考的建筑設(shè)計資料進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。

2)在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,軟弱地基的危害是非常嚴重的。不能僅僅憑借經(jīng)驗采用砂墊層加強一下承載力的處理方式,必須考慮墊層寬度和厚度,嚴格進行換土墊層設(shè)計計算,安全經(jīng)濟的解決軟弱地基的處理設(shè)計問題。

3)多層民用建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的時候,為了避免采用荷載值偏大的后果,必須在設(shè)計之初,對梁、柱和基礎(chǔ)負荷嚴格按照設(shè)計規(guī)范處理,通過將荷載乘以折減系數(shù)的計算方式,科學的計算荷載值,達到結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。

4.民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與其他專業(yè)設(shè)計的協(xié)調(diào)

民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須考慮電氣室內(nèi)敷線的問題。在設(shè)計的時候,應(yīng)該遵循相關(guān)設(shè)計原則,應(yīng)沿著墻壁及樓板等暗處敷設(shè)金屬管,導線敷設(shè)其中。然而這種暗設(shè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計方式,往往與裝配整體框架和剪力墻結(jié)構(gòu)相沖突。預制梁預留管道盡可能和波束寬度和壁厚一致,如果沒有協(xié)議,要求一側(cè)的墻壁和梁的一側(cè),側(cè)面平齊,使得穿梁管穿束垂直線不外露于墻上。

高層建筑平面電梯井道的位置確定,電梯電腦室肯定是向下的位置,電梯電腦室嵌入孔部分越多,電梯的電腦室負載也就越大,所以應(yīng)該詳細了解選定機型電梯建設(shè)條件和注意只有站的布局和更多臺布置的差異。由于電梯井一般為鋼筋混凝土剪力墻的方式,除了外面的垂直載荷下,仍然受橫向力的作用,因此應(yīng)驗證開孔強度。

5.底層框架——剪力墻砌體結(jié)構(gòu)挑梁裂縫問題

上部是多層磚混砌體結(jié)構(gòu),底層為剪力墻結(jié)構(gòu)或框架剪力墻結(jié)構(gòu)等,這類房屋的體系結(jié)構(gòu),往往會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計上的問題,為了追求底層空間和使用面積,設(shè)計師們單一追求建筑立面造型,將二層以上的部分橫墻且外層挑墻移至懸挑梁上,各層設(shè)計有挑梁,但實際結(jié)構(gòu)的底層挑梁承載普遍出現(xiàn)裂縫。

6.其它建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

a、多層和高層建筑,層數(shù)和高度的增加,豎向和水平的荷載也隨之增加,荷載量的增大使得底層柱截面不斷增大,使得建筑底部數(shù)層會出現(xiàn)大量短柱。

b、一般設(shè)計者往往會根據(jù)多孔磚墻體結(jié)構(gòu)的構(gòu)造,使用承重磚。承重磚卻是采用多孔磚砌筑而成,這種磚質(zhì)不適宜地面以下和室內(nèi)防潮層。

c、結(jié)構(gòu)設(shè)計沒有考慮房屋建筑的高度、高寬比,使得其限值超出現(xiàn)行規(guī)范。

e關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板的挑板問題等等。

三、民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和要點原則分析

1.設(shè)計規(guī)范的要求

針對上文闡述的在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時易出現(xiàn)的問題,設(shè)計人員在框架結(jié)構(gòu)構(gòu)思時,必須綜合的分析和符合建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范、抗震規(guī)范、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范等。結(jié)合當?shù)亟ㄖ奶厥庑?,以及材料、地質(zhì)、貨源、習俗等,合理建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計體系。

2.設(shè)計的主要原則及要點

a.結(jié)構(gòu)設(shè)計時注意抗震驗算。場地類別的差異往往決定抗震驗算的等級。當建筑超過5層的跨度時,結(jié)構(gòu)設(shè)計要盡量加剪力墻,盡可能改善結(jié)構(gòu)的抗震性。

b. 大跨度雨篷,陽臺等不允許從填充墻內(nèi)出挑,必須考慮抗扭,其扭矩為梁中心線處板的負彎矩乘以跨度的一半。

c.框架梁、柱的混凝土等級宜相差一級。

d.由于某些原因造成梁或過梁等截面較大時,應(yīng)驗算構(gòu)件的最小配筋率等。

e.出層面的樓電梯均不得采用磚混結(jié)構(gòu)。

f.框架結(jié)構(gòu)中的電梯井壁宜采用粘土磚砌筑,但不能采用磚墻承重。應(yīng)采用梁承托墻體荷載。

g.建筑長度宜滿足伸縮縫要求,否則應(yīng)采取適當措施,如增大配筋率,通長配筋,改善保溫,鋪設(shè)架空層,加設(shè)后澆帶等。

h.框架柱軸壓比宜滿足相關(guān)規(guī)范要求,并根據(jù)規(guī)范要求進行抗震設(shè)計。

i.當采用井字梁時,梁的自重大于板自重時,梁自重不可忽略不計,周邊一般加大邊梁的截面。

j.過街樓處的梁上筋應(yīng)通長,按偏心受拉構(gòu)件進行計算設(shè)計。

k.電線管集中穿板處,板應(yīng)驗算抗剪強度或開洞形成管井。電線管豎向穿梁處應(yīng)驗算梁的抗剪強度,開洞處應(yīng)進行抗震構(gòu)造措施處理。

l.構(gòu)件不得向電梯井內(nèi)伸出,否則應(yīng)驗算是否能裝下,電梯井處柱可外移或做成異性柱。

m.驗算水箱、電梯機房及設(shè)備下結(jié)構(gòu)的強度。水箱不得與主體結(jié)構(gòu)做在一起。

n.當?shù)叵滤缓芨邥r,暖溝應(yīng)做防水。一般可做U型混凝土暖溝,暖氣管通過防水套管進入室內(nèi)暖溝。

o.采用扁梁時,應(yīng)注意驗算撓度及裂縫,滿足規(guī)范要求等。

p.突出屋面的樓電梯間的柱為梁托柱時應(yīng)向下延伸一層,不宜直接錨入頂層梁內(nèi),并且托梁上鋼筋應(yīng)適當拉通,并驗算托梁抗剪強度。錯層部位應(yīng)采取加強構(gòu)造措施,女兒墻內(nèi)加構(gòu)造柱,頂部加壓頂。出入口處的女兒墻不管多高,均加構(gòu)造往,并應(yīng)加密。錯層處可加大梁截面,上下層板鋼筋均錨入此梁中。

q.注意基底附加壓力下基礎(chǔ)沉降不均的問題。

民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個復雜的系統(tǒng),其中存在的問題涉及到方方面面,要解決好這些問題就需要豐富的經(jīng)驗和先進的理論知識,在此前提下,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師通過綜合考慮各方面設(shè)計因子,并與各種規(guī)范進行多重整合,運用科學的設(shè)計理念,做到建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計的緊密結(jié)合,選擇合理的結(jié)構(gòu)體系,這樣才能設(shè)計出真正滿意的建筑。

參考文獻:

于桂萍《關(guān)于多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的主要問題分析》.中國高新技術(shù)企業(yè).2008.

篇2

中圖分類號:TU208文獻標識碼:A

一、當前我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)狀分析

以住宅建筑來看,由于建筑高度不斷攀升,從經(jīng)濟適用性和應(yīng)用普及來看,近幾年來,與大多高層商業(yè)建筑采用鋼結(jié)構(gòu)不同的是:高層住宅建筑結(jié)構(gòu)主體更多采用鋼-混結(jié)構(gòu)進行高層建筑的建造和設(shè)計。而近幾年針對民用高層建筑采用主體結(jié)構(gòu)的是以鋼結(jié)構(gòu)還是鋼-混結(jié)構(gòu)為主攻方向的爭議就沒有停止過。推崇鋼結(jié)構(gòu)為主攻方向的一部分學者認為:在當前住宅產(chǎn)業(yè)化趨勢之下推行鋼結(jié)構(gòu)具有:材料強度高、自重輕、施工速度快、防潮、抗震性能好,便于安裝和拆卸(便于實施產(chǎn)業(yè)化住宅實施以及二次優(yōu)化設(shè)計) ,但鋼結(jié)構(gòu)存在防火和腐蝕的典型問題,而作為民用建筑住宅的成本來看,鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟成本較高。

隨著近年我國房地產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及國家對抗震等硬性指標的規(guī)范,以往磚混結(jié)構(gòu)的住宅正在逐漸被鋼-混結(jié)構(gòu)所替代,雖然鋼-混結(jié)構(gòu)較之磚混結(jié)構(gòu)成本會高出很多,但在抗震等規(guī)范指標下與鋼結(jié)構(gòu)主體比較成本要低出許多。這也是近年來我國民用高層住宅建筑多采用鋼-混住宅結(jié)構(gòu)的因素之一。

二、高層住宅建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則

1.結(jié)構(gòu)堅固、耐久

除按荷載大小及結(jié)構(gòu)要求確定構(gòu)件的基本斷而尺寸外,對陽臺、樓梯欄桿、頂棚、門窗與墻體的連結(jié)等構(gòu)造設(shè)計,都必須保證建筑物構(gòu)、配件在使用時的安全。

2.應(yīng)用先進技術(shù)

在進行建筑構(gòu)造設(shè)計時、應(yīng)大力改進傳統(tǒng)的建筑方式,從材料、結(jié)構(gòu)、施工等方面引入先進技術(shù)、并注意因地制宜。

3.合理降低造價

各種構(gòu)造設(shè)計,均要注重整體建筑物的經(jīng)濟、社會和環(huán)境的三個效益,即綜合效益。在經(jīng)濟上注意節(jié)約建筑造價,降低材料的能源消耗,又要有利于降低經(jīng)常運行、維修和管理的費用。還須保證工程質(zhì)量,不能單純追求效益而偷工減料,降低質(zhì)量標準,應(yīng)做到合理降低造價。

4.注意美觀大方

建筑物的形象除了取決于建筑設(shè)計中的體型組合和立面處理外,一些建筑細部的構(gòu)造設(shè)計對整體美觀也有很大影響。例如欄桿的型式、陽臺的凸凹、室內(nèi)外的細部裝修,各種轉(zhuǎn)角、收頭、交接處的接頭設(shè)計.都應(yīng)合理處理.并相互協(xié)調(diào),注意美觀大方。

三、影響高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要因素

1.外力作用的影響

作用在建筑物上的各種外力統(tǒng)稱為荷載。荷載可分為恒荷載(如結(jié)構(gòu)自重)和活荷載(如人群、家具、風雪及地震荷載)兩類。荷載的大小是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要依據(jù)。也是結(jié)構(gòu)選型及構(gòu)造設(shè)計的重要基礎(chǔ),起著決定構(gòu)件尺度、用料多少的重要作用。風載是高層建筑水平荷載的主要因素,風力隨著地面的不同高度而變化,在沿江沿海地區(qū),風力影響更大,設(shè)計時必須遵照有關(guān)設(shè)計規(guī)范執(zhí)行。

地震荷載也是主要荷載。地基土的縱波使建筑物產(chǎn)生上下顫動;橫波使建筑物產(chǎn)生前后或左右的水平方向的晃動。但這三個方向的運動并不同時產(chǎn)生,其中橫波的振動往往超過風力的作用,所以地震力產(chǎn)生的橫波是建筑物的主要側(cè)向荷載。地震的大小用震級表示,震級的高低是根據(jù)地震時釋放能量的多少來劃分的,釋放能量愈多,地震越大,震級也愈高。故震級是地震的大小指標。

在進行建筑物抗震設(shè)計時,是以該地區(qū)所定地震烈度為依據(jù),地震烈度是指地震引起的地面震動及其影響的強弱程度。

2.氣候條件的影響

我國各地區(qū)地理位置及環(huán)境不同,從炎熱的南方到寒冷的北方,氣候條件有許多差異。太陽的輻射熱、自然界的風、雨、雷、霜、地下水等構(gòu)成了影響建筑物的多種因素。有的構(gòu)、配件因熱脹冷縮而開裂;有的部位出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象;有的因室內(nèi)過冷或過熱而妨礙工作等等.放在進行構(gòu)造設(shè)計時,應(yīng)該針對建筑物所受影響的性質(zhì)與程度,對各有關(guān)構(gòu)、配件及部位采取必要的防范措施.如防潮、防水、保溫、隔熱、設(shè)伸縮縫、設(shè)隔蒸汽層等等。以防患于未然。

3.各種人為因素的影響

人們在生產(chǎn)和生活活動中,往往遇到火災、爆炸、機械振動、化學腐蝕、噪聲等人為因素的影響。故在進行建筑構(gòu)造設(shè)計時,必須針對這些影響因素,采取相應(yīng)的防火、防爆、防振、防腐、隔聲等構(gòu)造措施,以防止建筑物遭受不應(yīng)有的損失。

四、高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的主要問題分析

1.框架柱剪力調(diào)整

受力需要:框剪結(jié)構(gòu)在小震作用下彈性計算變形協(xié)調(diào)所得的框架柱剪力較小大震作用下剪力墻筒體及連梁出現(xiàn)裂縫后剛度退化框架柱剪力將大大增加??拐鹦枰禾岣呓Y(jié)構(gòu)二道防線的抗震能力。問題:是否需滿足節(jié)點力系平衡――調(diào)整相連框架梁梁端剪力彎矩。

分析: (1)框架柱偏壓,軸壓比控制,配筋一般由構(gòu)造控制,剪力調(diào)整――柱承載能力未能得到有效提高; (2)框架梁純彎,梁端彎矩調(diào)整,配筋成比例調(diào)整,增大剪力調(diào)整――梁承載能力得到明顯提高; (3)實際結(jié)構(gòu)承載能力向強梁弱柱方向發(fā)展,不利于整體結(jié)構(gòu)強柱弱梁延性抗震; (4)臺灣、日本、美國震害表明,整澆樓蓋的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的豎向構(gòu)件墻柱破壞嚴重,樓蓋梁板一般未出現(xiàn)破壞。

建議和對策:

(1)小震作用下柱剪力調(diào)整十分必要; (2)不必拘泥于地震作用下框架節(jié)點力系平衡; (3)不必調(diào)整相連框架梁梁端彎矩剪力。

2.框架柱軸壓比控制

抗震受力延性需要:避免大震作用下框架柱壓屈脆性破壞?,F(xiàn)行規(guī)范框架柱軸壓比限值(抗震規(guī)范6.3.6條或高規(guī)6.4.2條):

分析:地震作用下,中柱所受軸力較小,邊柱、角柱所受軸力較大,尤其角柱迭加斜向扭轉(zhuǎn)作用所受軸力最大。建議和對策:框架中邊、角柱軸壓比控制宜參照1984年高層建筑結(jié)構(gòu)學組《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計建議》區(qū)別對待適當調(diào)整,中柱適當放松,邊柱不變,角柱適當從嚴。建議框架柱軸壓比限值:

3.框支框架傾覆彎矩控制

背景:現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定框剪結(jié)構(gòu),控制框架結(jié)構(gòu)承受傾覆彎矩≤50%整體結(jié)構(gòu)傾覆彎矩?,F(xiàn)行規(guī)范尚未提及框支框架結(jié)構(gòu)承受傾覆彎矩的控制。美國、日本、臺灣震害表明帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)主要破壞形態(tài)為大震[5]。作用下筒體剪力墻連梁開裂后,框支柱承受軸力過大,壓屈破壞。建議及對策:對帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu),增加地震作用下框支柱軸力。水平量化控制――控制框支框架結(jié)構(gòu)承受傾覆彎矩≤50%整體結(jié)構(gòu)傾覆彎矩。效果:有利于落地墻,筒體加強。有利于減輕框支柱受力,提高結(jié)構(gòu)抗震,抗倒塌能力。

4.地基基礎(chǔ)設(shè)計

地基基礎(chǔ)設(shè)計控制的要素:控制長期重力荷載作用下地基基礎(chǔ)的變形及其差異變形;滿足重力荷載水平荷載組合作用下地基基礎(chǔ)承載能力要求。建議和對策:強化中央?yún)^(qū),弱化邊緣區(qū)。減小重力荷載作用下地基基礎(chǔ)最大沉降及盤式差異。沉降斜率,改善結(jié)構(gòu)工作性能,提高結(jié)構(gòu)安全度。經(jīng)濟合理。

5.結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)變形控制

篇3

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念及內(nèi)容

結(jié)構(gòu)設(shè)計簡而言之就是用結(jié)構(gòu)語言來表達建筑師及其它專業(yè)工程師所要表達的東西。結(jié)

構(gòu)語言就是結(jié)構(gòu)師從建筑及其它專業(yè)圖紙中所提煉簡化出來的結(jié)構(gòu)元素。包括基礎(chǔ),墻,柱,粱,板,樓梯,大樣細部等等。然后用這些結(jié)構(gòu)元素來構(gòu)成建筑物或構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)體系,包括豎向和水平的承重及抗力體系。把各種情況產(chǎn)生的荷載以最簡潔的方式傳遞至基礎(chǔ)。在我國現(xiàn)階段的民用建中,大多部分都是使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),民用建筑的結(jié)構(gòu)體系有剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)等,這里的剪力墻結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)在民用住宅建筑中使用較多。下面我將介紹這兩種結(jié)構(gòu)。

(1)剪力墻結(jié)構(gòu)

剪力墻結(jié)構(gòu)使用的是鋼筋混凝土墻板,用它來代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱,剪力墻結(jié)構(gòu)是豎向承重以及抵抗側(cè)力的,并且用這種鋼筋混凝土墻板來承擔豎向以及水平力的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)一般情況下采用的是平面布置形式,因為有剪力墻受豎向荷載以及水平荷載的共同作用,剪力墻應(yīng)該呈現(xiàn)雙向或多向的布置。由于此結(jié)構(gòu)所有的都是由剪力墻組成,所以說此結(jié)構(gòu)的剛度比框架剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度更結(jié)實,大部分用于40層以下的比較高的商業(yè)、住宅建筑等,并且它的高度應(yīng)該考慮到抗震的要求。

(2)框架剪力墻結(jié)構(gòu)

框架剪力墻結(jié)構(gòu)是由剪力墻和框架組合而成的結(jié)構(gòu)體系。其中大部分的水平方向的荷載是由剪力墻來承擔的,豎向的荷載是由框架來承擔的,二者都受到力的作用,分工合理。剪力墻應(yīng)該均勻的布置在建筑物的周邊、電梯間的附近、平面形狀變化較大以及豎向的荷載較重的部位。因為該結(jié)構(gòu)是以框架結(jié)構(gòu)為主的,剪力墻結(jié)構(gòu)為輔助,所以說,此結(jié)構(gòu)體系適合用于25層以下的建筑物,并且最高的也應(yīng)該小于30層。

二、高層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計與布置原則?

框架結(jié)構(gòu)是指由梁柱桿系構(gòu)件構(gòu)成,能承受豎向和水平荷載作用的承重結(jié)構(gòu)體系。優(yōu)點:框架結(jié)構(gòu)平面布置靈活,可根據(jù)需要分隔成小房間或者改成大房間;結(jié)構(gòu)自重較輕。缺點:框架結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度較小。水平荷載是高層框架結(jié)構(gòu)的主要荷載,由此產(chǎn)生的整體傾覆力矩可能使部分柱受拉,影響整體抗傾覆穩(wěn)定。?

對高層建筑結(jié)構(gòu)來說,其層數(shù)較多,高度大,為保證在正常使用條件下,主體結(jié)構(gòu)基本處于彈性受力狀態(tài),控制裂縫的開展及控制其寬度在規(guī)范允許范圍內(nèi),以及保證填充墻、隔墻及幕墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的完好,要求高層建筑結(jié)構(gòu)必須具有足夠的剛度,且須對結(jié)構(gòu)樓層層間最大位移與層高之比進行限值,所以必須驗算結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移。?

梁彎矩調(diào)幅原因是按照框架結(jié)構(gòu)的合理破壞形式,在梁端出現(xiàn)塑性鉸是允許的,為了便于澆v混凝土,也往往希望節(jié)點處梁的負鋼筋少些;而對于裝配式和裝配整體式框架,節(jié)點并非絕對剛性,梁端實際彎矩將小于其彈性計算值,因此,在進行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計時,一般均對梁端彎矩進行調(diào)幅。?

三、影響高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要因素?

1.外力作用的影響?

作用在建筑物上的各種外力統(tǒng)稱為荷載。荷載可分為恒荷載(如結(jié)構(gòu)自重)和活荷載(如人群、家具、風雪及地震荷載)兩類。荷載的大小是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要依據(jù)。也是結(jié)構(gòu)選型及構(gòu)造設(shè)計的重要基礎(chǔ),起著決定構(gòu)件尺度、用料多少的重要作用。風載是高層建筑水平荷載的主要因素,風力隨著地面的不同高度而變化,在沿江沿海地區(qū),風力影響更大,設(shè)計時必須遵照有關(guān)設(shè)計規(guī)范執(zhí)行。?

地震荷載也是主要荷載。地基土的縱波使建筑物產(chǎn)生上下顫動;橫波使建筑物產(chǎn)生前后或左右的水平方向的晃動。但這三個方向的運動并不同時產(chǎn)生,其中橫波的振動往往超過風力的作用,所以地震力產(chǎn)生的橫波是建筑物的主要側(cè)向荷載。地震的大小用震級表示,震級的高低是根據(jù)地震時釋放能量的多少來劃分的,釋放能量愈多,地震越大,震級也愈高。故震級是地震的大小指標。?

在進行建筑物抗震設(shè)計時,是以該地區(qū)所定地震烈度為依據(jù),地震烈度是指在地震過程中,地表及建筑物受到影響和破壞的程度。?

2.氣候條件的影響?

我國各地區(qū)地理位置及環(huán)境不同,從炎熱的南方到寒冷的北方,氣候條件有許多差異。太陽的輻射熱、自然界的風、雨、雷、霜、地下水等構(gòu)成了影響建筑物的多種因素。有的構(gòu)、配件因熱脹冷縮而開裂;有的部位出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象;有的因室內(nèi)過冷或過熱而妨礙工作等等.放在進行構(gòu)造設(shè)計時,應(yīng)該針對建筑物所受影響的性質(zhì)與程度,對各有關(guān)構(gòu)、配件及部位采取必要的防范措施.如防潮、防水、保溫、隔熱、設(shè)伸縮縫、設(shè)隔蒸汽層等等。以防患于未然。?

3.各種人為因素的影響?

人們在生產(chǎn)和生活活動巾,往往遇到火災、爆炸、機械振動、化學腐蝕、噪聲等人為因素的影響。故在進行建筑構(gòu)造設(shè)計時,必須針對這些影響因素,采取相應(yīng)的防火、防爆、防振、防腐、隔聲等構(gòu)造措施,以防止建筑物遭受不應(yīng)有的損失。?

四、關(guān)于高層結(jié)構(gòu)計算參數(shù)的選?。?/p>

1.地震力的振型組合數(shù),一般對高層建筑而言,若考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián),則計算則會變得相當復雜和困難,所以通常情況下是忽略此項的,此時地震力的振型組合數(shù)不能少于3,若大于3,則為方便計算比較適合選擇不大于樓層總數(shù)的3的倍數(shù)。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的要求可知,計算中選取的地震力的振型組合數(shù)不能使陣型參與質(zhì)量與總質(zhì)量的比值小于0.9,目前SWATE軟件已有專門輸出參與質(zhì)量比值的功能。另外,因為非耦合計算結(jié)果比較保守所以通常情況下使用此種計算方法。但是當建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴重扭轉(zhuǎn)時應(yīng)該采用耦合計算的方法,此時非耦合計算僅做必要的補充參考。?

2.框架結(jié)構(gòu)活荷載的最不利布置、組合,若施加在結(jié)構(gòu)上的由人群、物料和交通工具引起的使用或占用荷載和自然產(chǎn)生的自然荷載比較大,則需要對建筑結(jié)構(gòu)進行活荷載的最不利布置、組合,否則將嚴重影響參數(shù)計算結(jié)果,并且導致即便計算程序給定了梁設(shè)計彎矩放大系數(shù)也反映不出工程實際應(yīng)力的分布情況,這樣就使得建筑結(jié)構(gòu)過于保守,或者不能滿足安全要求。因為PKPM計算軟件不具備區(qū)分荷載規(guī)范的功能,而《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中有“區(qū)分荷載種類和樓面荷載折減系數(shù)”的要求,所以采用PKPM將所有的結(jié)構(gòu)都按照樓面活荷載進行計算結(jié)果是片面的。針對這個問題,需要對建筑結(jié)構(gòu)的不同構(gòu)件分開進行計算,若需要考慮樓面活荷載的在計算程序中加入相應(yīng)的折減系數(shù),從而保證計算結(jié)果的真實有效。?

綜上所述,通過本文對于民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的探討,對于民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計又有了新的認識。但在實際的設(shè)計施工操作時,又面臨著諸多不定性因素的影響。這就要求設(shè)計師在遵循設(shè)計規(guī)范的條件下,對結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進行有效地創(chuàng)新和完善,從而設(shè)計出滿足客戶要求的高質(zhì)量民用建筑。

篇4

Abstract: In this paper, according to high civil buildings structure design application status of steel structure and the most simple analysis for the steel structure, through to the civil high-rise residential buildings design principle and the structure of the influence factors of high civil buildings structure focuses on high civil buildings structure design of the key questions, including the shear adjustment frame column, columns axial compression ratio control, box a framework overthrew bending moment control, foundation design and structure torsional deformation control etc. And the problems of concise analysis and put forward corresponding Suggestions and countermeasures.

Keywords: top buiding; civil building construction; structure; question.

中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:

根據(jù)建筑使用的材料,我國的高層建筑采用的主體結(jié)構(gòu)有砌體結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)等類型。鋼混結(jié)構(gòu)應(yīng)用民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,對混凝土的收縮和徐變變形影響不容忽視,在使用荷載和環(huán)境條件下的對裂縫開展深入的研究和設(shè)計,以及對大跨度鋼混凝土受彎和大偏壓構(gòu)件的剛度、撓度影響,因為在某些特殊情況下這些因素同樣將影響主體結(jié)構(gòu)的使用和安全性。

一、 當前我國高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)狀分析

以民用住宅建筑來看,由于民用建筑高度不斷攀升,從經(jīng)濟適用性和應(yīng)用普及來看,近幾年來,與大多高層商業(yè)建筑采用鋼結(jié)構(gòu)不同的是:民用高層建筑結(jié)構(gòu)主體更多采用鋼-混結(jié)構(gòu)進行高層民用建筑的建造和設(shè)計。而近幾年針對民用高層建筑采用主體結(jié)構(gòu)的是以鋼結(jié)構(gòu)還是鋼-混結(jié)構(gòu)為主攻方向的爭議就沒有停止過。推崇鋼結(jié)構(gòu)為主攻方向的一部分學者認為:在當前住宅產(chǎn)業(yè)化趨勢之下推行鋼結(jié)構(gòu)具有: 贊同強度高、自重輕、施工速度快、防潮、抗震性能好,便于安裝和拆卸(便于實施產(chǎn)業(yè)化住宅實施以及二次優(yōu)化設(shè)計),但鋼結(jié)構(gòu)存在防火和腐蝕的典型問題,而作為民用建筑住宅的成本來看,鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟成本較高。

隨著近年我國房地產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及國家對抗震等硬性指標的規(guī)范,以往磚混結(jié)構(gòu)的住宅正在逐漸被鋼-混結(jié)構(gòu)所替代,雖然鋼-混結(jié)構(gòu)較之磚混結(jié)構(gòu)成本會高出很多,但在抗震等規(guī)范指標下與鋼結(jié)構(gòu)主體比較成本要低出許多。這也是近年來我國民用高層住宅建筑多采用鋼-混住宅結(jié)構(gòu)的因素之一。

二、高層民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則

1.結(jié)構(gòu)堅固、耐久

除按荷載大小及結(jié)構(gòu)要求確定構(gòu)件的基本斷而尺寸外,對陽臺、樓梯欄桿、頂棚、門窗與墻體的連結(jié)等構(gòu)造設(shè)計,都必須保證建筑物構(gòu)、配件在使用時的安全。

2.應(yīng)用先進技術(shù)

在進行建筑構(gòu)造設(shè)計時、應(yīng)大力改進傳統(tǒng)的建筑方式,從材料、結(jié)構(gòu)、施工等方面引入先進技術(shù)、并注意因地制宜。

3.合理降低造價

各種構(gòu)造設(shè)計,均要注重整體建筑物的經(jīng)濟、社會和環(huán)境的三個效益,即綜合效益。在經(jīng)濟上注意節(jié)約建筑造價,降低材料的能源消耗,又要有利于降低經(jīng)常運行、維修和管理的費用。還須保證工程質(zhì)量,不能單純追求效益而偷工減料,降低質(zhì)量標準,應(yīng)做到合理降低造價。

4.注意美觀大方

建筑物的形象除了取決于建筑設(shè)計中的體型組合和立面處理外,一些建筑細部的構(gòu)造設(shè)計對整體美觀也有很大影響。例如欄桿的型式、陽臺的凸凹、室內(nèi)外的細部裝修,各種轉(zhuǎn)角、收頭、交接處的接頭設(shè)計.都應(yīng)合理處理.并相互協(xié)調(diào),注意美觀大方。

三、影響高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要因素

1.外力作用的影響

作用在建筑物上的各種外力統(tǒng)稱為荷載。荷載可分為恒荷載(如結(jié)構(gòu)自重)和活荷載(如人群、家具、風雪及地震荷載)兩類。荷載的大小是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要依據(jù)。也是結(jié)構(gòu)選型及構(gòu)造設(shè)計的重要基礎(chǔ),起著決定構(gòu)件尺度、用料多少的重要作用。風載是高層建筑水平荷載的主要因素,風力隨著地面的不同高度而變化,在沿江沿海地區(qū),風力影響更大,設(shè)計時必須遵照有關(guān)設(shè)計規(guī)范執(zhí)行。

地震荷載也是主要荷載。地基土的縱波使建筑物產(chǎn)生上下顫動;橫波使建筑物產(chǎn)生前后或左右的水平方向的晃動[2]。但這三個方向的運動并不同時產(chǎn)生,其中橫波的振動往往超過風力的作用,所以地震力產(chǎn)生的橫波是建筑物的主要側(cè)向荷載。地震的大小用震級表示,震級的高低是根據(jù)地震時釋放能量的多少來劃分的,釋放能量愈多,地震越大,震級也愈高。故震級是地震的大小指標。

在進行建筑物抗震設(shè)計時,是以該地區(qū)所定地震烈度為依據(jù),地震烈度是指在地震過程中,地表及建筑物受到影響和破壞的程度。

2.氣候條件的影響

我國各地區(qū)地理位置及環(huán)境不同,從炎熱的南方到寒冷的北方,氣候條件有許多差異。太陽的輻射熱、自然界的風、雨、雷、霜、地下水等構(gòu)成了影響建筑物的多種因素。有的構(gòu)、配件因熱脹冷縮而開裂;有的部位出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象;有的因室內(nèi)過冷或過熱而妨礙工作等等.放在進行構(gòu)造設(shè)計時,應(yīng)該針對建筑物所受影響的性質(zhì)與程度,對各有關(guān)構(gòu)、配件及部位采取必要的防范措施.如防潮、防水、保溫、隔熱、設(shè)伸縮縫、設(shè)隔蒸汽層等等。以防患于未然。

3.各種人為因素的影響

人們在生產(chǎn)和生活活動巾,往往遇到火災、爆炸、機械振動、化學腐蝕、噪聲等人為因素的影響[3]。故在進行建筑構(gòu)造設(shè)計時,必須針對這些影響因素,采取相應(yīng)的防火、防爆、防振、防腐、隔聲等構(gòu)造措施,以防止建筑物遭受不應(yīng)有的損失。

四、高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的主要問題分析

篇5

中圖分類號:TU3文獻標識碼: A

前言

隨著人們物質(zhì)生活水平的提高,對建筑的使用性能以及居住的舒適性有了更高的要求,所以要求建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面要更加完善,以提高建筑的牢固性和安全性。在建筑技術(shù)發(fā)展的過程中,建筑結(jié)構(gòu)處于不斷的變化中,而且越來越復雜,同時建筑類型和功能也開始向復雜化方向發(fā)展,這就給建筑結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計工作帶來了較大的難度。在這種情況下,建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案發(fā)展的越來越快,很多新興的方案呈現(xiàn)在人們面前,這就給結(jié)構(gòu)設(shè)計人員提出了更高的要求,需要在建筑設(shè)計時,將結(jié)構(gòu)設(shè)計放在首要位置,對結(jié)構(gòu)總體布置、高度、材料選用結(jié)構(gòu)、扭轉(zhuǎn)、剛度和設(shè)計要點等進行具體的分析,確保設(shè)計出優(yōu)質(zhì)的高層建筑結(jié)構(gòu)。

一、建筑可靠度設(shè)計理論

(1)在我國的建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范中,我們采用了先進的可靠度理論,采用失效概率來描述建筑結(jié)構(gòu)的可靠性,將作用效應(yīng)與抗力相互的獨立開來,同時用隨機標量來描述整個隨機過程,以實際經(jīng)驗為校準點,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中廣泛的應(yīng)用了這一理論。在國際標準組織中大力推廣和應(yīng)用工程設(shè)計中的可靠度理論,在所召開過的多次國際安全度會議上,也建議在設(shè)計規(guī)范中采用可靠度理論原則。

(2)可靠度理論作為衡量高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性的重要手段,其也是存在著一些缺陷的,作為效應(yīng)與抗力的分離、用隨機變量替代隨機過程以及將截面承載力的安全指標B作為結(jié)構(gòu)的可靠指標是影響結(jié)構(gòu)可靠度的三個約束條件,而在科學技術(shù)快速發(fā)展的背景下,它們的確定性也受到了一些質(zhì)疑??煽慷壤碚搹娬{(diào)正常設(shè)計、施工、使用。

(3)與傳統(tǒng)可靠度設(shè)計方法相比,分項多安全系數(shù)這種設(shè)計方法更加靈活,且適應(yīng)性更強,借助于可靠度理論共同分析安全系數(shù),并且選擇合理的系數(shù)值。因此,應(yīng)不斷改進和完善可靠度理論應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的問題,同時在現(xiàn)有的可靠度設(shè)計規(guī)范中應(yīng)考慮到更多的風險因素。采取可靠度理論時應(yīng)堅持實事求是的原則,不應(yīng)過分的追求和強調(diào)統(tǒng)一。

二、現(xiàn)階段建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的不足

(1)建筑基礎(chǔ)選型不夠合理

地基是整個建筑結(jié)構(gòu)中最重要的組成部分,其承載了整個建筑的重力,所以地基的施工質(zhì)量直接影響到整個建筑的質(zhì)量,在基礎(chǔ)的選型方面一定要確保建筑的質(zhì)量和安全。但是在基礎(chǔ)的設(shè)計中,由于選型不夠合理,導致地基的承載能力與建筑的實際需求不符,在后期使用中容易出現(xiàn)不均勻沉降和側(cè)移的現(xiàn)象,對于建筑結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)有很大的影響,縮短了建筑的使用壽命,所以要高度重視建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)選型的合理性。

(2)過分關(guān)注結(jié)構(gòu)設(shè)計中的低含鋼率

建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展使得從事建筑材料的相關(guān)企業(yè)越來越多,部分建筑商為了自身經(jīng)濟效益的提升,往往通過降低成本的方式來提高收益。因此,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的建筑材料選取過程中,盲目的追求建筑材料的低含鋼量特征,而在結(jié)構(gòu)設(shè)計中大做文章。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計材料選擇方面存在的問題最終會導致施工安全性顯著降低,最終影響各方利益。

(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震度不符合要求

根據(jù)國家新頒布的建筑物抗震規(guī)范中明確規(guī)定,建筑物的抗震能力要達到“小震不壞、中震可修、大震不倒”的要求,但實際建筑物建設(shè)設(shè)計中,很多都達不到此標準要求。從近幾年的大地震看出,例如汶川地震、青海玉樹地震,很多建筑物倒塌,造成大量的人員傷亡,嚴重損害了人們的生命財產(chǎn)安全,也給國家造成了很大的損失。我國國土資源遼闊,各地的地理環(huán)境都有差異,所以在進行建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,要綜合考慮不同地質(zhì)的差異,根據(jù)當?shù)氐牡刭|(zhì)情況進行設(shè)計,不同區(qū)域要有差異,不可按其他地區(qū)的經(jīng)驗,設(shè)計本地區(qū)建筑物的結(jié)構(gòu),而不考慮實際差異,只有這樣才可能設(shè)計出符合當?shù)乜拐鹨蟮慕ㄖ铩?/p>

三、建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計的實用方法

(1)保障建筑基礎(chǔ)選型的合理性

在建筑結(jié)構(gòu)選型過程當中,需要重點關(guān)注的指標包括兩點:建筑外形設(shè)計情況;建筑項目所處區(qū)域地質(zhì)情況。因此,在工作人員拿到設(shè)計圖后,決不能盲目的開展建模計算工作,而應(yīng)當在建模計算作業(yè)之前,對建筑項目的外形設(shè)計特征,以及建筑項目所處區(qū)域的地質(zhì)情況有一個全面的認知與分析。同時,在建筑基礎(chǔ)選型中,還需要建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員與其他相關(guān)專業(yè)人員,在充分協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)之上,得出最為合理與可行的設(shè)計方案。只有保障了設(shè)計方案的科學與合理,才能夠保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效果的優(yōu)質(zhì)與可靠。

(2)加強建筑設(shè)計師的質(zhì)量意識

建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個全面、系統(tǒng)的工作,這要求設(shè)計師要有牢固的理論知識、創(chuàng)新靈活的思維、認真嚴肅的工作態(tài)度。建筑設(shè)計是復雜的工程,在設(shè)計過程中,要重視每一個部位和環(huán)節(jié)。建筑設(shè)計人員在工作中要從細節(jié)出發(fā),在設(shè)計過程中注重工作總結(jié),能夠以有效的方式記錄下來并思考。建筑設(shè)計師應(yīng)該從傳統(tǒng)的思想里走出來,汲取并善用新的技術(shù)知識。對于建筑的抗震幅度要嚴抓,這樣才能夠保證建筑施工不會危害人們?nèi)罕姷纳敭a(chǎn)安全。建筑設(shè)計師要從自身出發(fā),要忠于工作,設(shè)計不但是體現(xiàn)自己的才能,還要另作品具有可靠性,不要顧此失彼,一定要兼顧國家的政策,還要保障建筑的可使用性。

(3)多角度提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度

首先,我們應(yīng)采用較為經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)方案,同時做好結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)建和連接的設(shè)計工作,為充分保證結(jié)構(gòu)的安全性,那么就應(yīng)按照規(guī)范選擇合理的可靠指標或是安全系數(shù)。而安全度實際上就是指我們所選擇的可靠指標或是安全系數(shù),其主要是用來衡量結(jié)構(gòu)截面的強度的,有很多因素都會影響到結(jié)構(gòu)的安全性,而安全度則是其中的最重要的一個方面,在實際的設(shè)計工作中,設(shè)計人員應(yīng)滿足相應(yīng)規(guī)范對結(jié)構(gòu)強度計算上的安全度需要,同時更要考慮到結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)耐久性、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)維護以及設(shè)計、施工到最后竣工使用每一個環(huán)節(jié)中可能出現(xiàn)的問題和錯誤,從而最大限度的保證結(jié)構(gòu)的安全性。高層民用建筑結(jié)構(gòu)的安全性會受到很多因素的影響,如防倒塌能力差、結(jié)構(gòu)整體承載能力差、保護層厚度過小、混凝土強度等級偏低、受力路線不準確、結(jié)構(gòu)的延性不足、構(gòu)件截面過薄以及鋼筋直徑過小等等。在實際的生活中,我們經(jīng)常會見到有些建筑項目在遠未達到使用壽命時,其耐久性和安全性就出現(xiàn)了問題,因此,要想充分的保證高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度,我們就必須從材料、構(gòu)造等多方面采取科學并且具有針對性的設(shè)計措施,同時對施工單位應(yīng)提出較高的要求。

(4)加強建筑結(jié)構(gòu)的剛度設(shè)計

剛度設(shè)計是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵要素,其對于建筑結(jié)構(gòu)的牢固性以及安全性有重要的影響,所以要加強對建筑的剛度設(shè)計。在建筑剛度設(shè)計時,由于設(shè)計人員理念的不同,所以在設(shè)計水平上也存在一定的差異,這就導致建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計過程中存在著較大的經(jīng)濟指標差異。建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能受其抗側(cè)移剛度影響較大,在土地較好巖基埋深較淺的地區(qū),基礎(chǔ)多以樁基為主,這樣整體建筑的持力層就會落在微化的巖層當中,地基具有較好的穩(wěn)定性和強度,這種情況下在對抗需剛度進行設(shè)計時就可以稍微低一些,其控制標準可以以結(jié)構(gòu)極限變形能力為主。在進行結(jié)構(gòu)剛度設(shè)計時,確保其在符合變形限值的情況下,結(jié)構(gòu)剛度盡可能設(shè)計得要小,這樣對于抗震性和減少共振的發(fā)生具有極其重要的作用。

參考文獻

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中圖分類號:TU318;文獻標識碼:A ;文章編號:

民用建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計會對建筑的質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較,結(jié)構(gòu)專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置,不同結(jié)構(gòu)體系的選擇,直接關(guān)系到建筑建設(shè)的各項事宜等。因此,在進行民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,一定要嚴格控制設(shè)計質(zhì)量。

1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念及內(nèi)容

結(jié)構(gòu)設(shè)計簡而言之就是用結(jié)構(gòu)語言來表達建筑師及其它專業(yè)工程師所要表達的東西。結(jié)構(gòu)語言就是結(jié)構(gòu)師從建筑及其它專業(yè)圖紙中所提煉簡化出來的結(jié)構(gòu)元素。包括基礎(chǔ),墻。柱,粱,板。樓梯,大樣細部等等。然后用這些結(jié)構(gòu)元素來構(gòu)成建筑物或構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)體系,包括豎向和水平的承重及抗力體系。把各種情況產(chǎn)生的荷載以最簡潔的方式傳遞至基礎(chǔ)。在我國現(xiàn)階段的民用建筑,大多部分都是使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),民用建筑的結(jié)構(gòu)體系有剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)等,這里的剪力墻結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)在民用住宅建筑中使用較多。下面我將介紹這兩種結(jié)構(gòu)。

(1)剪力墻結(jié)構(gòu)

剪力墻結(jié)構(gòu)使用的是鋼筋混凝土墻板,用它來代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱,剪力墻結(jié)構(gòu)是豎向承重以及抵抗側(cè)力的,并且用這種鋼筋混凝土墻板來承擔豎向以及水平力的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)一般情況下采用的是平面布置形式,因為有剪力墻受豎向荷載以及水平荷載的共同作用,剪力墻應(yīng)該呈現(xiàn)雙向或多向的布置。由于此結(jié)構(gòu)所有的都是由剪力墻組成,所以說此結(jié)構(gòu)的剛度比框架剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度更結(jié)實,大部分用于40層以下的比較高的商業(yè)、住宅建筑等。還有一點就是結(jié)構(gòu)的高寬比不應(yīng)大于6,并且它的高度應(yīng)該考慮到抗震的要求。

(2)框架剪力墻結(jié)構(gòu)

框架剪力墻結(jié)構(gòu)是由剪力墻和框架組合而成的結(jié)構(gòu)體系。其中大部分的水平方向的荷載是由剪力墻來承擔的,豎向的荷載是由框架來承擔的,二者都受到力的作用,分工合理。剪力墻應(yīng)該均勻的布置在建筑物的周邊、電梯間的附近、平面形狀變化較大以及豎向的荷載較重的部位。因為該結(jié)構(gòu)是以框架結(jié)構(gòu)為主的,剪力墻結(jié)構(gòu)為輔助,所以說,此結(jié)構(gòu)體系適合用于25層以下的建筑物,并且最高的也應(yīng)該小于30層。

2.結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的原則

2.1經(jīng)濟性原則

因土地、能源和材料價格的持續(xù)上漲,開發(fā)商要求設(shè)計單位必須注意材料和資金的節(jié)約,這一點符合結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性原則。要從根本上做到經(jīng)濟,結(jié)構(gòu)設(shè)計人員必須把握好民用建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計。概念設(shè)計是依據(jù)理論知識與工作經(jīng)驗,結(jié)合建筑功能要求與建筑工程條件,在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計,并能有意識地處理構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系的定性設(shè)計方法。一幢民用建筑的設(shè)計沒有經(jīng)過正確的概念設(shè)計,是難以實現(xiàn)效果最好、造價最低的結(jié)構(gòu)方案的。2.2用戶空間個性化原則業(yè)主具有個性化的思維方法和審美意識,不同時期住戶對建筑空間有不同的要求。在結(jié)構(gòu)設(shè)計上應(yīng)考慮讓住戶擁有建筑內(nèi)部的空間劃分與樓梯和樓梯間、建筑分戶墻、外墻或固定的廚房。豎向受力構(gòu)件的布置時,應(yīng)使其與電生間隔墻結(jié)合設(shè)置,避免在戶型內(nèi)部其他部位出現(xiàn)。這樣既在開間和進深兩個方向保留了較大的靈活性,也充分利用了承重墻隔聲好的性能。同時外墻部位的梁、柱、墻的設(shè)置,要為窗戶的靈活布置創(chuàng)造條件;樓板的設(shè)計,也必須考慮隔墻位置的調(diào)整。

2.3綜合性原則

在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)該遵循的第一個原則就是綜合考慮的原則,要巨無細遺的考慮到建筑設(shè)計中的方方面面,包括建筑結(jié)構(gòu)和施工方面的考慮,從整體到局部都要進行很好的把握,更不能忽視他們之間的關(guān)系,還有建筑完成后帶給使用者在視覺感受、功能使用方面、成本預算方面等的考慮。從實際出發(fā),結(jié)合當?shù)氐牡赜蛐蕴攸c,根據(jù)建筑即將坐落地區(qū)的自然條件、人文條件、歷史文化、資源和材料限制等方面從現(xiàn)實的角度考慮建筑的結(jié)構(gòu)概念。

民用建筑擁有自己的自重特點,要從減輕自重的原則出發(fā),建筑結(jié)構(gòu)所承受的荷載大部分都是來自建筑物本身的自重,減輕自重也就減輕了結(jié)構(gòu)的負荷。要讓建筑結(jié)構(gòu)合理受力,荷載均勻分布,多跨連續(xù)、空間作用、剛性連接、超靜定的受力系統(tǒng)都可以使結(jié)構(gòu)的受力狀況均勻分布,分析結(jié)構(gòu)的受力狀況時,還要從各部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的直接受力狀況和整體結(jié)構(gòu)的宏觀受力狀況分析。材料盡可能的選用以軸向應(yīng)力為主的受力狀態(tài),合理的組織構(gòu)件的截面。優(yōu)先選型,就是要優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系,根據(jù)實際條件優(yōu)化選擇合適的基本構(gòu)件,并確定他們的聯(lián)系,確定構(gòu)件的基本支撐做法。

2.4高層民用建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計原則

現(xiàn)代化的民用建筑都已開始向高層化趨勢發(fā)展。所謂高層民用建筑,我們完全看以把它想成是一個從地面拋向空中的懸臂掛件,它的高度就決定了這種建筑承受的水平的和豎向的荷載都要強于一般建筑物,對他的抗彎矩和抗剪力的能力在概念設(shè)計階段就要考慮細致,民用建筑特殊的受力特點不同于低層建筑,高度越高,水平荷載越強,例如地震和風力產(chǎn)生的作用就會越強,因此在地震強區(qū)若想建造民用建筑,就必須要保證所有的結(jié)構(gòu),包括結(jié)構(gòu)細部都具有足夠的剛度和強度,還必須具有很強的抗震能力。在框架結(jié)構(gòu)體系中,梁柱的節(jié)點是這種結(jié)構(gòu)體系的組合點,因此在增強抗震能力的環(huán)節(jié)中,節(jié)點也就成了關(guān)鍵部件,如果梁柱節(jié)點遭到破壞,那么框架結(jié)構(gòu)的剪切脆性就會破壞,在節(jié)點處相交的梁和柱就會失效,“強柱弱梁”、“強節(jié)點弱構(gòu)件”、“強剪弱彎”的設(shè)計原則,可以保證框架結(jié)構(gòu)體系在地震的壓力下還能保證足夠強的延性和承載力,構(gòu)造配筋、柱的軸壓比,還有截面尺寸的選擇,都可以影響到框架結(jié)構(gòu)的抗震能力,尤其是對于節(jié)點的構(gòu)造措施。建筑的平面形狀也在很大程度上影響著建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力,平面形狀越規(guī)正,抗震能力就會越強,所以在進行民用建筑設(shè)計時,盡可能的避免過大的外延或者是內(nèi)收。

3.民用建筑中結(jié)構(gòu)的新技術(shù)發(fā)展趨勢

3.1鋼結(jié)構(gòu)民用建筑的推廣

隨著鋼鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展,為建筑鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)事業(yè)創(chuàng)造了極好的時機。鋼結(jié)構(gòu)與磚混結(jié)構(gòu)和混凝士結(jié)構(gòu)相比,在民用建筑建筑中應(yīng)用主要有三個優(yōu)點:①由于鋼材強度高的特點,民用建筑設(shè)計可采用大開間布置。而磚混結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于材料的性質(zhì),限制了空間布置的自由。如果結(jié)構(gòu)跨度過大,就會造成構(gòu)件尺寸加大,不但影響美觀,而且造成結(jié)構(gòu)自重增大,增加了造價。②民用建筑采用鋼結(jié)構(gòu)體系產(chǎn)生的綜合經(jīng)濟效益較好。由于鋼結(jié)構(gòu)民用建筑自重輕,約為磚混結(jié)構(gòu)的65%,因此減少了土、沙、石的用量。不僅適用于軟弱地基,在其他地基條件下,也同樣可以大大減少基礎(chǔ)造價。鋼結(jié)構(gòu)民用建筑施工周期短,可以大大提高投資效益,加快資金周轉(zhuǎn)。③鋼結(jié)構(gòu)建筑具有較高的性價比,有利于環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展、適宜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,極具發(fā)展前途,可帶動鋼鐵產(chǎn)業(yè)和新型材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

3.2短肢剪力墻的廣泛應(yīng)用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是指墻肢的長度為厚度5~8倍的剪力墻結(jié)構(gòu)。其吸收了框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點,發(fā)展形成的民用建筑結(jié)構(gòu)型式。常用的短肢剪力墻有“T”字型、“L”字型、“十”字型“一”字形等。在這種結(jié)構(gòu)里剪力墻能結(jié)合建筑平面,利用間隔墻位置靈活布置,可選擇的方案較多,能避免與建筑使用功能發(fā)生矛盾。而連接各墻的梁隨墻肢位置也可隱蔽設(shè)于間隔墻豎向平面內(nèi)。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)里剪力墻數(shù)量的多少,墻肢的長短主要由結(jié)構(gòu)抗側(cè)力的需要而決定。這種新的結(jié)構(gòu)克服了普通框架和普通剪力墻結(jié)構(gòu)的一些缺點,得到了建筑師、開發(fā)商和廣大住戶的肯定與歡迎。

3.3預應(yīng)力混凝土大板結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用

預應(yīng)力大板結(jié)構(gòu)是在柱與柱之間布置明梁,樓板采用預應(yīng)力大板,并在預應(yīng)力大板上直接布置隔墻的結(jié)構(gòu)體系。若這種大板配合預應(yīng)力寬扁梁使用,則能更大限度的提升樓層凈高,隨著預應(yīng)力技術(shù)的逐漸成熟,預應(yīng)力材料及施工費不斷下降,我國民用建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中采用預應(yīng)力技術(shù)的情況越來越多。預應(yīng)力大板結(jié)構(gòu)在建筑上避免了室內(nèi)難看的次梁景觀,使住宅的建筑平面布置更加靈活,有利于二次裝修時室內(nèi)布局的改造,滿足了住戶個性化要求。

結(jié)語:

通過本文對于民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的探討,對于民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計又有了新的認識。但在實際的設(shè)計施工操作時,又面臨著諸多不定性因素的影響。這就要求設(shè)計師在遵循設(shè)計規(guī)范的條件下,對結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進行有效地創(chuàng)新和完善,從而設(shè)計出滿足客戶要求的高質(zhì)量民用建筑。

篇7

智能建筑的興起,對民用建筑規(guī)劃設(shè)計也提出了更高的要求。社會群眾的生活和民用建筑的設(shè)計有很大關(guān)系,同時,結(jié)構(gòu)設(shè)計會對建筑的質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。我國的民用建筑具有明顯的內(nèi)涵和特征,轉(zhuǎn)變了以往單一的住房設(shè)計,對建筑的舒適性、宜居性、耐用性、環(huán)保經(jīng)濟性和安全性有了更高的要求,因此,應(yīng)該在綜合了信息學科、控制學科、材料學科、建筑學、美學、電工學科之后,對民用建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行綜合性的規(guī)劃。結(jié)構(gòu)設(shè)計是直接決定著建筑物的安全和舒適度以及其功能是否能充分發(fā)揮的關(guān)鍵因素。在實際的案例中,經(jīng)常可以看到因為設(shè)計出錯帶來的各種建筑問題。本文闡述了民用建筑結(jié)構(gòu)中的相關(guān)問題,分析在社會主義建設(shè)的新時期,民用建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計方面的新要求,最終從運用鋼結(jié)構(gòu)、個性化設(shè)計和局部設(shè)計等幾個方面對民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行了討論,并且對設(shè)計中存在的問題進行了深入的分析。就建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念及基本內(nèi)容進行了簡要的闡述。

一、新時代對民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的新要求及基本內(nèi)容

民用建筑指的是將居住作為主要目標的建筑,在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中具有復雜的環(huán)節(jié)和重大的責任,會對人民的日常生活產(chǎn)生很大的影響,隨著我國城市化水平的不斷增加,對結(jié)構(gòu)設(shè)計的需求也不斷增加,民用建筑和其它的建筑不同,將居住作為主要的目的,因此,對廚衛(wèi)面積、采光和通風等有很高的需求。隨著社會對環(huán)境保護和綠色建筑的日益重視,在設(shè)計民用建筑結(jié)構(gòu)的過程中,應(yīng)該增加環(huán)境保護的理念,將環(huán)境適用和經(jīng)濟安全作為設(shè)計的指導性理念,對整體的概念設(shè)計進行把握。

結(jié)構(gòu)設(shè)計就是使用結(jié)構(gòu)的語言形式來表達出設(shè)計者(設(shè)計專業(yè)技術(shù)人員)的設(shè)計理念。而所謂的結(jié)構(gòu)語言就是指一種提煉出的結(jié)構(gòu)元素。這個結(jié)構(gòu)元素包含了很多方面,有墻、柱、梁、板以及樓梯等等。通過這些結(jié)構(gòu)元素的運用來組成建筑物的一個結(jié)構(gòu)體系以及承重體系等。簡要的說,結(jié)構(gòu)設(shè)計也分為基礎(chǔ)設(shè)計、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計以及下部結(jié)構(gòu)設(shè)計。

建筑結(jié)構(gòu)中的基本內(nèi)容又包括兩個方面,一是結(jié)構(gòu)設(shè)計的程序。在一個建筑的設(shè)計中,除了結(jié)構(gòu)設(shè)計以外,還有給排水設(shè)計以及暖氣通風設(shè)計、電氣設(shè)計等等。無論是哪個部分的設(shè)計都要求具備美觀性、功能性以及經(jīng)濟性和環(huán)保性的特征。建筑物要想有效的發(fā)揮其功能,就必須在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計上格外注意,因為這也是保證建筑物質(zhì)量的一個基礎(chǔ);二是結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求。對于建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算要求對構(gòu)件在正常狀態(tài)和極限承載能力的狀態(tài)下進行計算。例如疲勞強度的驗算等。如果有多種的作用力同時發(fā)生在構(gòu)件上,那么必須對構(gòu)件在各種作用力下的效應(yīng)進行仔細的分析,將最不利的組合考慮進去。對于抗震的設(shè)計也是非常重要的,我國對于抗震設(shè)防的烈度一般在六到九度,還可以根據(jù)建筑物所在地區(qū)的不同以及建筑物的結(jié)構(gòu)類型和高度等實際情況采取不同的抗震等級標準。而抗震等級不同,那么在計算和構(gòu)件等方面的要求也就有所不同。

二、民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

在我國民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在著設(shè)計不合理的現(xiàn)象,一些設(shè)計將底層設(shè)計為很大的空間,沒有抗震墻,最終使結(jié)構(gòu)體系不完善,有很大的安全隱患,沒有明確的傳力,在一些抗震分類當中,選擇了不合適的抗震場地,最終導致了整個設(shè)計結(jié)構(gòu)的錯誤,在一些混凝土配件之中,存在著配筋率不合格的現(xiàn)象,計算書和結(jié)構(gòu)設(shè)計不一致,使結(jié)構(gòu)強度降低,存在著安全隱患。在設(shè)計的過程中,一些設(shè)計人員偷工減料,設(shè)計的十分粗糙和簡單,在施工圖之中應(yīng)該使用的大樣圖、系統(tǒng)圖存在著漏洞,不能對工程的整體面貌進行反映,在設(shè)計之中沒有對消防、耐火等級、安全等級、工程類別和設(shè)計依據(jù)等進行明確的交代和標明。

篇8

隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展,各類房屋建筑面積逐年上升,房屋建筑設(shè)計水平也在不斷的提高,綜合性建筑的發(fā)展使平面布置和體型日益復雜;使結(jié)構(gòu)體系日益多樣化。但由于各種因素影響,在實際的建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計當中,還是有由于工程人員的疏漏或者其他方面的原因致使設(shè)計中出現(xiàn)問題,這些問題無論大小都對房屋的建筑質(zhì)量產(chǎn)生了一定程度上的影響。因此做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是關(guān)系到建筑經(jīng)濟、人民安居樂業(yè)的重要工作,作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員,必須充分了解高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點及其結(jié)構(gòu)體系,只有這樣才能使結(jié)構(gòu)設(shè)計達到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用、確保質(zhì)量的基本原則。本文結(jié)合作者的工作經(jīng)驗,淺談一下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注意的一些問題。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的類型與基本內(nèi)容

1.建筑結(jié)構(gòu)的類型。

建筑物有各種不同的使用功能要求,因此有許多類型及分類方法。根據(jù)建筑物的用途,可以分為工業(yè)建筑與民用建筑。根據(jù)建筑物的層數(shù),可以分為單層、多層、高層和超高層建筑。建筑物根據(jù)所使用的結(jié)構(gòu)材料可以分為:木結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)等。建筑物根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式,可以分為排架結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等。

2.建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求

為保證建筑結(jié)構(gòu)的可靠度達到設(shè)計要求,在設(shè)計中,必須遵循以下要求:(1)計算內(nèi)容:結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)進行承載能力極限狀態(tài)的計算和正常使用極限狀態(tài)的驗算,如直接承受動力荷載的構(gòu)件應(yīng)進行疲勞強度驗算;(2)結(jié)構(gòu)上多種作用效應(yīng)同時發(fā)生時,應(yīng)通過結(jié)構(gòu)分析分別求出每一種作用下的效應(yīng)后,考慮其可能的最不利組合;(3)抗震設(shè)計:我國的抗震設(shè)防烈度為6至9度,建筑結(jié)構(gòu)根據(jù)所在地區(qū)的烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度采用不同的抗震等級。對應(yīng)不同的抗震等級,有不同的計算和構(gòu)造要求。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則

適用、安全、經(jīng)濟、美觀、便于施工是進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則。一個優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計往往是這五個方面的最佳結(jié)合。完美的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計就是在努力追求這五個方面的最佳結(jié)合的過程中產(chǎn)生的,適用、安全、經(jīng)濟、美觀、便于施工是結(jié)構(gòu)設(shè)計人員最終努力的目標,是結(jié)構(gòu)設(shè)計的最佳體現(xiàn)。

結(jié)構(gòu)設(shè)計一般在建筑設(shè)計之后,“受制”于建筑設(shè)計,但又“反制”于建筑設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)計不能破壞建筑設(shè)計,應(yīng)滿足、實現(xiàn)各種建筑要求;建筑設(shè)計不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力范圍,不能超出安全、經(jīng)濟、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則。結(jié)構(gòu)設(shè)計決定建筑設(shè)計能否實現(xiàn),從這個意義上講,結(jié)構(gòu)設(shè)計顯得更為重要,雖然一棟標志性建筑物建成后,人們只知道建筑師的名字,但一個適用、安全、經(jīng)濟、美觀、便于施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計也是工程師們的驕傲和成就。

三、當前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)注意的問題

1.地基與基礎(chǔ)設(shè)計方面存在的問題。

地基與基礎(chǔ)設(shè)計一直是結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面,這是因為不僅該階段設(shè)計過程的好壞將直接影響后期設(shè)計工作的進行,而且地基基礎(chǔ)也是整個工程造價的決定性因素。但很多房屋建筑無地質(zhì)勘察報告,僅僅依據(jù)建設(shè)單位口頭或籠統(tǒng)參照附近建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計資料就進行施工圖設(shè)計。還有有些設(shè)計者對軟弱地基的危害認識不足,當采用換土墊層對軟弱地基處理時,不做換土墊層設(shè)計,只憑經(jīng)驗處置,只是簡單地憑借經(jīng)驗采用砂墊層加強一下承載力,沒有進行墊層寬度和厚度計算,既不安全,又不經(jīng)濟。另外一些設(shè)計人員設(shè)計多層民用建筑時,在計算梁、柱和基礎(chǔ)的負荷時未按現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范將荷載乘以折減系數(shù)計算其荷載值,因而導致采用荷載值偏大。

在地基與基礎(chǔ)設(shè)計這一階段,應(yīng)選用整體性好,滿足地基承載力和建筑物容許變形的要求,并能調(diào)節(jié)不均勻沉降的基礎(chǔ)形式。高層建筑宜設(shè)置地下室以減小地基的附加應(yīng)力和沉降量,有利于滿足天然地基的承載力和上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。此外,在地基基礎(chǔ)設(shè)計中要注意地方性規(guī)范的重要性。對多層建筑來說,尤其是軟土層覆蓋層厚度較大地區(qū)的多層建筑,一般都需要經(jīng)過地基處理的方式來達到控制建筑物沉降的目的。常用的軟土地基處理方式類型較多,但在選擇地基處理方案前。必須認真研究上部結(jié)構(gòu)和地基兩方面的特點及環(huán)境情況,并根據(jù)工程設(shè)計要求,確定地基處理范圍和處理后要求達到的技術(shù)指標,以及各種處理方面的適用性。進行多方案比較,最終選定安全實用、經(jīng)濟合理的方案。

2.鋼筋混凝土承重結(jié)構(gòu)體系選型、布置方面存在的問題。

鋼筋混凝土承重結(jié)構(gòu)的合理布置使結(jié)構(gòu)盡可能“規(guī)則”,是抗震概念設(shè)計中的十分重要的環(huán)節(jié),這里的“規(guī)則”包含了對建筑的平立面外形尺寸,抗側(cè)力構(gòu)件布置質(zhì)量分布,直至承載力分布等諸多因素的綜合要求。但我國很多鋼筋混凝土承重結(jié)構(gòu)布置不合理,體型不規(guī)則。由于引起結(jié)構(gòu)不規(guī)則的因素太多,特別是對于復雜的建筑體型,很難一一用若干簡化的定量指標來劃分不規(guī)則程度并規(guī)定限制范圍。如鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程,僅規(guī)定了規(guī)則結(jié)構(gòu)的準則,沒有對規(guī)則與不規(guī)則作出定量的劃分,也沒有對不規(guī)則結(jié)構(gòu)作出相應(yīng)的設(shè)計規(guī)定。導致有些設(shè)計人員往往對結(jié)構(gòu)規(guī)則性難以把握,有時甚至聽任業(yè)主和建筑師的要求,從而在實際工程中出現(xiàn)了不少規(guī)則性錯誤。另外配筋構(gòu)造也不合理或不符合有關(guān)規(guī)定,柱箍筋沒有按規(guī)范要求采用焊接封閉式,對框支柱和框架柱,沒有按抗震規(guī)范的要求對箍筋進行全高加密等。

3.樓板設(shè)計中存在的問題。

樓板是建筑工程中的主要承重構(gòu)件,它將樓面,屋面的荷載傳給其周圍的墻或梁上,樓板的設(shè)計問題必將連帶梁、墻、柱等構(gòu)件安全。若對整個設(shè)計考慮不周,很容易出現(xiàn)設(shè)計質(zhì)量問題。樓板設(shè)計中常見以下問題:

(1)設(shè)計時為了計算方便或因?qū)Π宓氖芰顟B(tài)認識不足,簡單地將雙向板作為單向板進行計算。使計算假定與實際受力狀態(tài)不符,導致一個方向配筋過大,而另一方向僅按構(gòu)造配筋,造成配筋嚴重不足,致使板出現(xiàn)裂縫。

(2)板承受線荷載時彎矩計算問題,在民用建筑中,常常在樓板上布置一些非承重隔墻,故大樓板設(shè)計中常常將該部分的線荷載換算成等效的均布荷載后,進行板的配筋計算。但有些設(shè)計人員錯誤地將隔墻的總荷載除以板的總面積。

4.抗震設(shè)計計算方面存在的問題。

有抗震設(shè)防的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計,除要考慮正常使用的豎向荷載、風荷載以外,還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能,即實現(xiàn)小震不壞,中震可修,大震不倒的三水準設(shè)計。建筑結(jié)構(gòu)是否具有耐震能力.是由承載力和變形能力兩者共同決定的。鋼筋混凝土是一種彈塑性材料,其結(jié)構(gòu)具有塑性變形能力。當?shù)卣鹱饔孟陆Y(jié)構(gòu)達到屈服以后,利用結(jié)構(gòu)塑性變形來吸收能量.增加結(jié)構(gòu)的延性,不僅能減弱地震反應(yīng),而且提高了結(jié)構(gòu)抗御強烈地震的能力。我們設(shè)計中所謂的強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點弱構(gòu)件及強錨固,強結(jié)構(gòu)底部等都是保證結(jié)構(gòu)延性的具體手段。另外抗震設(shè)計的結(jié)構(gòu)不能任意以強代弱,結(jié)構(gòu)的承載力、剛度要適應(yīng)在地震作用下的動力要求并應(yīng)均勻連續(xù)分布。某一部分超強就可能造成結(jié)構(gòu)的相對薄弱部位。因此,高層結(jié)構(gòu)梁端、柱端及剪力墻的加強部位,受彎鋼筋在滿足承載力和抗震構(gòu)造要求的條件下,應(yīng)采取措施減少鋼筋超配。

結(jié)語:

總之,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個系統(tǒng)而全面的工作,是建筑安全應(yīng)用的基礎(chǔ)。作為結(jié)構(gòu)設(shè)計人員,在工作實踐中要嚴格遵照設(shè)計規(guī)范、標準進行,具備靈活創(chuàng)新的思維和嚴肅認真負責的工作態(tài)度,加深對當前房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題的認識與研究,不斷提高自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計水平,以保證建筑質(zhì)量,確保人民生命財產(chǎn)安全,推動建筑業(yè)不斷向前發(fā)展。

參考文獻:

[1] 涂冬冬.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計基本方法及注意事項[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010(7).

篇9

Abstract: this article with the civil building structural design for the theme, according to writer's many years work experience, according to civil building structure design principles, civil construction structure to the development of new technologies in a shallow discussed.

Keywords: civil building construction; Structure design; analysis

中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:

民用建筑工程質(zhì)景的優(yōu)劣直接關(guān)系到人們的生命安全。建筑質(zhì)量的好壞主要由設(shè)計質(zhì)量和施工質(zhì)量兩個方面來衡量。相對而言,建筑設(shè)計是一項繁重而又責任重大的工作,直接影響到建筑物的安全、適用、經(jīng)濟和合理性。因此,在進行民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,一定要嚴格控制設(shè)計質(zhì)量。

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念及內(nèi)容

結(jié)構(gòu)設(shè)計簡而言之就是用結(jié)構(gòu)語言來表達建筑師及其它專業(yè)工程師所要表達的東西。結(jié)

構(gòu)語言就是結(jié)構(gòu)師從建筑及其它專業(yè)圖紙中所提煉簡化出來的結(jié)構(gòu)元素。包括基礎(chǔ),墻。柱,粱,板。樓梯,大樣細部等等。然后用這些結(jié)構(gòu)元素來構(gòu)成建筑物或構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)體系,包括豎向和水平的承重及抗力體系。把各種情況產(chǎn)生的荷載以最簡潔的方式傳遞至基礎(chǔ)。在我國現(xiàn)階段的民用建筑,大多部分都是使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),民用建筑的結(jié)構(gòu)體系有剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)等,這里的剪力墻結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)在民用住宅建筑中使用較多。下面我將介紹這兩種結(jié)構(gòu)。

(1)剪力墻結(jié)構(gòu)

剪力墻結(jié)構(gòu)使用的是鋼筋混凝土墻板,用它來代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱,剪力墻結(jié)構(gòu)是豎向承重以及抵抗側(cè)力的,并且用這種鋼筋混凝土墻板來承擔豎向以及水平力的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)一般情況下采用的是平面布置形式,因為有剪力墻受豎向荷載以及水平荷載的共同作用,剪力墻應(yīng)該呈現(xiàn)雙向或多向的布置。由于此結(jié)構(gòu)所有的都是由剪力墻組成,所以說此結(jié)構(gòu)的剛度比框架剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度更結(jié)實,大部分用于40層以下的比較高的商業(yè)、住宅建筑等。還有一點就是結(jié)構(gòu)的高寬比不應(yīng)大于6,并且它的高度應(yīng)該考慮到抗震的要求。

(2)框架剪力墻結(jié)構(gòu)

框架剪力墻結(jié)構(gòu)是由剪力墻和框架組合而成的結(jié)構(gòu)體系。其中大部分的水平方向的荷載是由剪力墻來承擔的,豎向的荷載是由框架來承擔的,二者都受到力的作用,分工合理。剪力墻應(yīng)該均勻的布置在建筑物的周邊、電梯間的附近、平面形狀變化較大以及豎向的荷載較重的部位。因為該結(jié)構(gòu)是以框架結(jié)構(gòu)為主的,剪力墻結(jié)構(gòu)為輔助,所以說,此結(jié)構(gòu)體系適合用于25層以下的建筑物,并且最高的也應(yīng)該小于30層。

2結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的原則

2.1經(jīng)濟性原則

因土地、能源和材料價格的持續(xù)上漲,開發(fā)商要求設(shè)計單位必須注意材料和資金的節(jié)約,這一點符合結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性原則。要從根本上做到經(jīng)濟,結(jié)構(gòu)設(shè)計人員必須把握好民用建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計。概念設(shè)計是依據(jù)理論知識與工作經(jīng)驗,結(jié)合建筑功能要求與建筑工程條件,在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計,并能有意識地處理構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系的定性設(shè)計方法。一幢民用建筑的設(shè)計沒有經(jīng)過正確的概念設(shè)計,是難以實現(xiàn)效果最好、造價最低的結(jié)構(gòu)方案的。

2.2用戶空間個性化原則

業(yè)主具有個性化的思維方法和審美意識,不同時期住戶對建筑空間有不同的要求。在結(jié)構(gòu)設(shè)計上應(yīng)考慮讓住戶擁有建筑內(nèi)部的空間劃分與樓梯和樓梯間、建筑分戶墻、外墻或固定的廚房。豎向受力構(gòu)件的布置時,應(yīng)使其與電生間隔墻結(jié)合設(shè)置,避免在戶型內(nèi)部其他部位出現(xiàn)。這樣既在開間和進深兩個方向保留了較大的靈活性,也充分利用了承重墻隔聲好的性能。同時外墻部位的梁、柱、墻的設(shè)置,要為窗戶的靈活布置創(chuàng)造條件;樓板的設(shè)計,也必須考慮隔墻位置的調(diào)整。

2.3綜合性原則

在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)該遵循的第一個原則就是綜合考慮的原則,要巨無細遺的考慮到建筑設(shè)計中的方方面面,包括建筑結(jié)構(gòu)和施工方面的考慮,從整體到局部都要進行很好的把握,更不能忽視他們之間的關(guān)系,還有建筑完成后帶給使用者在視覺感受、功能使用方面、成本預算方面等的考慮。從實際出發(fā),結(jié)合當?shù)氐牡赜蛐蕴攸c,根據(jù)建筑即將坐落地區(qū)的自然條件、人文條件、歷史文化、資源和材料限制等方面從現(xiàn)實的角度考慮建筑的結(jié)構(gòu)概念。

民用建筑擁有自己的自重特點,要從減輕自重的原則出發(fā),建筑結(jié)構(gòu)所承受的荷載大部分都是來自建筑物本身的自重,減輕自重也就減輕了結(jié)構(gòu)的負荷。要讓建筑結(jié)構(gòu)合理受力,荷載均勻分布,多跨連續(xù)、空間作用、剛性連接、超靜定的受力系統(tǒng)都可以使結(jié)構(gòu)的受力狀況均勻分布,分析結(jié)構(gòu)的受力狀況時,還要從各部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的直接受力狀況和整體結(jié)構(gòu)的宏觀受力狀況分析。材料盡可能的選用以軸向應(yīng)力為主的受力狀態(tài),合理的組織構(gòu)件的截面。

優(yōu)先選型,就是要優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系,根據(jù)實際條件優(yōu)化選擇合適的基本構(gòu)件,并確定他們的聯(lián)系,確定構(gòu)件的基本支撐做法。

2.4高層民用建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計原則

現(xiàn)代化的民用建筑都已開始向高層化趨勢發(fā)展。所謂高層民用建筑,我們完全看以把它想成是一個從地面拋向空中的懸臂掛件,它的高度就決定了這種建筑承受的水平的和豎向的荷載都要強于一般建筑物,對他的抗彎矩和抗剪力的能力在概念設(shè)計階段就要考慮細致,民用建筑特殊的受力特點不同于低層建筑,高度越高,水平荷載越強,例如地震和風力產(chǎn)生的作用就會越強,因此在地震強區(qū)若想建造民用建筑,就必須要保證所有的結(jié)構(gòu),包括結(jié)構(gòu)細部都具有足夠的剛度和強度,還必須具有很強的抗震能力。在框架結(jié)構(gòu)體系中,梁柱的節(jié)點是這種結(jié)構(gòu)體系的組合點,因此在增強抗震能力的環(huán)節(jié)中,節(jié)點也就成了關(guān)鍵部件,如果梁柱節(jié)點遭到破壞,那么框架結(jié)構(gòu)的剪切脆性就會破壞,在節(jié)點處相交的梁和柱就會失效,“強柱弱梁”、“強節(jié)點弱構(gòu)件”、“強剪弱彎”的設(shè)計原則,可以保證框架結(jié)構(gòu)體系在地震的壓力下還能保證足夠強的延性和承載力,構(gòu)造配筋、柱的軸壓比,還有截面尺寸的選擇,都可以影響到框架結(jié)構(gòu)的抗震能力,尤其是對于節(jié)點的構(gòu)造措施。建筑的平面形狀也在很大程度上影響著建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力,平面形狀越規(guī)正,抗震能力就會越強,所以在進行民用建筑設(shè)計時,盡可能的避免過大的外延或者是內(nèi)收。

3民用建筑中結(jié)構(gòu)的新技術(shù)發(fā)展

3.1鋼結(jié)構(gòu)民用建筑的推廣

隨著鋼鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展,為建筑鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)事業(yè)創(chuàng)造了極好的時機。鋼結(jié)構(gòu)與磚混結(jié)構(gòu)和混凝士結(jié)構(gòu)相比,在民用建筑建筑中應(yīng)用主要有三個優(yōu)點:①由于鋼材強度高的特點,民用建筑設(shè)計可采用大開間布置。而磚混結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于材料的性質(zhì),限制了空間布置的自由。如果結(jié)構(gòu)跨度過大,就會造成構(gòu)件尺寸加大,不但影響美觀,而且造成結(jié)構(gòu)自重增大,增加了造價。②民用建筑采用鋼結(jié)構(gòu)體系產(chǎn)生的綜合經(jīng)濟效益較好。由于鋼結(jié)構(gòu)民用建筑自重輕,約為磚混結(jié)構(gòu)的65%,因此減少了土、沙、石的用量。不僅適用于軟弱地基,在其他地基條件下,也同樣可以大大減少基礎(chǔ)造價。鋼結(jié)構(gòu)民用建筑施工周期短,可以大大提高投資效益,加快資金周轉(zhuǎn)。③鋼結(jié)構(gòu)建筑具有較高的性價比,有利于環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展、適宜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,極具發(fā)展前途,可帶動鋼鐵產(chǎn)業(yè)和新型材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

3.2短肢剪力墻的廣泛應(yīng)用

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是指墻肢的長度為厚度5~8倍的剪力墻結(jié)構(gòu)。其吸收了框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點,發(fā)展形成的民用建筑結(jié)構(gòu)型式。常用的短肢剪力墻有“T”字型、“L”字型、“十”字型“一”字形等。在這種結(jié)構(gòu)里剪力墻能結(jié)合建筑平面,利用間隔墻位置靈活布置,可選擇的方案較多,能避免與建筑使用功能發(fā)生矛盾。而連接各墻的梁隨墻肢位置也可隱蔽設(shè)于間隔墻豎向平面內(nèi)。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)里剪力墻數(shù)量的多少,墻肢的長短主要由結(jié)構(gòu)抗側(cè)力的需要而決定。這種新的結(jié)構(gòu)克服了普通框架和普通剪力墻結(jié)構(gòu)的一些缺點,得到了建筑師、開發(fā)商和廣大住戶的肯定與歡迎。

3.3預應(yīng)力混凝土大板結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用

預應(yīng)力大板結(jié)構(gòu)是在柱與柱之間布置明梁,樓板采用預應(yīng)力大板,并在預應(yīng)力大板上直接布置隔墻的結(jié)構(gòu)體系。若這種大板配合預應(yīng)力寬扁梁使用,則能更大限度的提升樓層凈高,隨著預應(yīng)力技術(shù)的逐漸成熟,預應(yīng)力材料及施工費不斷下降,我國民用建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中采用預應(yīng)力技術(shù)的情況越來越多。預應(yīng)力大板結(jié)構(gòu)在建筑上避免了室內(nèi)難看的次梁景觀,使住宅的建筑平面布置更加靈活,有利于二次裝修時室內(nèi)布局的改造,滿足了住戶個性化要求。

結(jié)語

通過本文對于民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的探討,對于民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計又有了新的認識。但在實際的設(shè)計施工操作時,又面臨著諸多不定性因素的影響。這就要求設(shè)計師在遵循設(shè)計規(guī)范的條件下,對結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進行有效地創(chuàng)新和完善,從而設(shè)計出滿足客戶要求的高質(zhì)量民用建筑。

篇10

中圖分類號:TU318;文獻標識碼:A ;文章編號:

隨著我國社會主義市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展,人民的生活水平得到了提高,民用建筑事業(yè)取得了飛速的發(fā)展,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也不斷完善。社會群眾的生活和民用建筑的設(shè)計有很大關(guān)系,同時,結(jié)構(gòu)設(shè)計會對建筑的質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。我國的民用建筑具有明顯的內(nèi)涵和特征,轉(zhuǎn)變了以往單一的住房設(shè)計,對建筑的舒適性、宜居性、耐用性、環(huán)保經(jīng)濟性和安全性有了更高的要求,因此,應(yīng)該在綜合了信息學科、控制學科、材料學科、建筑學、美學、電工學科之后,對民用建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行綜合性的規(guī)劃。

所謂結(jié)構(gòu)設(shè)計就是通過建設(shè)師以及結(jié)構(gòu)設(shè)計師等工程師,通過結(jié)構(gòu)的元素的組合來表達他們所想要表達的思想。這些結(jié)構(gòu)元素包含梁、板、柱、基礎(chǔ)、大樣等。用這些元素所構(gòu)成的建筑物或者構(gòu)筑物就是結(jié)構(gòu)體系。

一、 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念及基本內(nèi)容簡單的說,結(jié)構(gòu)設(shè)計就是使用結(jié)構(gòu)的語言形式來表達出設(shè)計者(建筑師或者工程師)的設(shè)計理念。而所謂的結(jié)構(gòu)語言就是指一種提煉出的結(jié)構(gòu)元素。這個結(jié)構(gòu)元素包含了很多方面,有墻、柱、梁、板以及樓梯等等。通過這些結(jié)構(gòu)元素的運用來組成建筑物的一個結(jié)構(gòu)體系以及承重體系等。簡要的說,結(jié)構(gòu)設(shè)計也分為基礎(chǔ)設(shè)計、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計以及下部結(jié)構(gòu)設(shè)計。

建筑結(jié)構(gòu)中的基本內(nèi)容又包括兩個方面,一是結(jié)構(gòu)設(shè)計的程序。在一個建筑的設(shè)計中,除了結(jié)構(gòu)設(shè)計以外,還有給排水設(shè)計以及暖氣通風設(shè)計、電氣設(shè)計等等。無論是哪個部分的設(shè)計都要求具備美觀性、功能性以及經(jīng)濟性和環(huán)保性的特征。建筑物要想有效的發(fā)揮其功能,就必須在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計上格外注意,因為這也是保證建筑物質(zhì)量的一個基礎(chǔ);二是結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求。對于建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算要求對構(gòu)件在正常狀態(tài)和極限承載能力的狀態(tài)下進行計算。例如疲勞強度的驗算等。如果有多種的作用力同時發(fā)生在構(gòu)件上,那么必須對構(gòu)件在各種作用力下的效應(yīng)進行仔細的分析,將最不利的組合考慮進去。對于抗震的設(shè)計也是非常重要的,我國對于抗震設(shè)防的烈度一般在六到九度,還可以根據(jù)建筑物所在地區(qū)的不同以及建筑物的結(jié)構(gòu)類型和高度等實際情況采取不同的抗震等級標準。而抗震等級不同,那么在計算和構(gòu)件等方面的要求也就有所不同。

二、民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

1、部分結(jié)構(gòu)設(shè)計不夠科學合理一部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計存在較大的安全隱患,沒有按照我國的建筑抗震設(shè)計的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。有些建筑的底層需要設(shè)計成一個較大的空間,因而缺少抗震墻,并且上部與底部的抗震墻也沒有對齊,使得其結(jié)構(gòu)體系不合規(guī)范,不符合力學原理。更有甚者,在設(shè)計中將抗震和場地的分類搞錯,致使整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計都出現(xiàn)錯誤。對于一些類似懸挑構(gòu)件的混凝土構(gòu)件,最小配筋率都不符合規(guī)定,甚至相差一半或者一半都不到。在計算荷載取值時不按照規(guī)定來確定的現(xiàn)象比較嚴重,而且一些結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算書明顯與其不符,計算結(jié)果遠大于其結(jié)構(gòu)強度,使得建筑物存在較大的質(zhì)量威脅。

2、設(shè)計深度不符合規(guī)定特別是在施工圖紙上的偷工減料現(xiàn)象比較突出,設(shè)計不夠精細,施工圖過于簡單,原本應(yīng)有的系統(tǒng)圖和大樣圖等都有所漏缺,并且一些比較重要的信息也只是用了“見圖集”等予以標注,或者由直接將責任推給廠家,沒有表達得很明確,對于一些細部的地方表述不清,不能將工程的全貌反映出來。在設(shè)計中,相關(guān)的安全等級、設(shè)計參數(shù)、設(shè)計依據(jù)和放火消防處理等都是需要予以標注或者交代的,而這些重要信息經(jīng)常被忽略了。產(chǎn)生這些問題的原因有可能是由于設(shè)計人員對民用建筑的設(shè)計重視不夠,擅自套用了一些其它設(shè)計結(jié)果等,也可能是因為設(shè)計人員對相關(guān)的設(shè)計規(guī)范和方法要求等都不是很了解,或者設(shè)計者沒有將力學的概念掌握透徹,不能對其進行正確的計算,或者沒有相關(guān)的計算經(jīng)驗。

3、結(jié)構(gòu)計算的問題對建筑物結(jié)構(gòu)計算的問題主要存在以下3個方面:一是荷載取值不當,比如對于民用多層框架的建筑在采取獨立基礎(chǔ)的情況下,一般其地基的主要受力部分沒有軟弱黏性土層的時候,如果建筑物的高度沒有超過八層,并且其高度在25m以下,是作為一般性的民用房屋,或者是荷載相當?shù)膹S房時,就沒有必要去驗算地基的抗震承載力了。不過在設(shè)計其基礎(chǔ)時還是要考慮到風荷載的作用。所以風荷載的輸入是必須的,無論其是否位于地震區(qū)或者是否是高層建筑;二是對底框砌體結(jié)構(gòu)進行驗算的問題只有當剛度較為均勻的多層結(jié)構(gòu)才可以適用底部剪力法,如果其結(jié)構(gòu)中具有薄弱層,那么就必須對其塑性變形集中造成的影響進行考慮;三是確定結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)??蚣芙Y(jié)構(gòu)等因為有填充墻,所以其實際剛度比計算剛度更大,而實際的周期又小于計算的周期,所以計算出的地震剪力一般是要偏小的,結(jié)構(gòu)就存在一定的安全隱患,所以對計算周期進行折減就顯得非常必要。

4、構(gòu)造設(shè)計的問題構(gòu)造設(shè)計的問題中重要存在地基基礎(chǔ)設(shè)計中的問題以及框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題。前者是設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)的問題。高層建筑基礎(chǔ)在有效的埋置深度上經(jīng)常出現(xiàn)不足的情況。如果對于柱基的類型選擇不當?shù)脑拰τ谄涫┕ど系牟僮骺尚行砸约巴旯べ|(zhì)量都可能造成嚴重影響,還可能對周圍的施工環(huán)境帶來損壞。而當樁間距不夠,不符合相關(guān)的規(guī)定的時候,尤其是錨樁和試樁的間距經(jīng)常被設(shè)計者忽略,這都會對試樁結(jié)果的正確性造成較大影響。此外,當樁身的鋼筋籠不夠長時,其在擠土灌注樁的時候就可能無法穿越軟弱土層的深度,不符合相關(guān)的樁基規(guī)范,這也是建筑設(shè)計中常常出現(xiàn)的問題。對于框架結(jié)構(gòu)設(shè)計,一般設(shè)計者很容易忽視縱向框架而只重視橫向框架。根據(jù)我國現(xiàn)行的抗震設(shè)計要求,應(yīng)該按照兩個主軸的方向來進行分別的計算。當不進行抗震設(shè)計時,一些設(shè)計人員將縱向框架按照普通的連續(xù)梁來進行設(shè)計,這也是不符合相關(guān)的構(gòu)造要求的。

5、材料、機構(gòu)體系的問題對于工程技術(shù)人員來說,選擇合適的建筑材料以及合理的結(jié)構(gòu)體系是非常重要的問題。特別是現(xiàn)在的民用建筑很多都是高層的甚至超高層的,我國根據(jù)建筑鋼材的分類建議高層建筑盡量采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)或者鋼管混凝土結(jié)構(gòu)等,使得其柱斷面的尺寸得以有效減小,使得其結(jié)構(gòu)的抗震功能得以提高。如果高度超過一定程度后,為了抵御風振,基本都是將鋼骨混凝土或者首選的建筑材料。

很多實際的建筑工程中都出現(xiàn)了規(guī)則性差以及抗震結(jié)構(gòu)不利等現(xiàn)象,還有就是樓層出現(xiàn)錯層的問題。如果在高層的建筑中出現(xiàn)大范圍的錯層,那么樓板的連續(xù)性則會出現(xiàn)問題,這種結(jié)構(gòu)一旦形成對于抗震是非常不利的。此外,一些民用的高層建筑存在薄弱層可是又沒有補救的抗震措施。按照我國對于高層建筑中抗震設(shè)計的相關(guān)要求,一般高層結(jié)構(gòu)是不能采用兩種或者兩種以上的復雜結(jié)構(gòu)。而樓板開洞過大也會造成結(jié)構(gòu)的不規(guī)則,影響結(jié)構(gòu)的抗震效果。

總之:民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計是一套科學的、復雜的體系,存在著涉及到各個方面的問題,應(yīng)該使用豐富的經(jīng)驗和理論解決在施工過程中出現(xiàn)的問題,施工人員在工作中秉持創(chuàng)新精神,將責任落實到每個人員身上,在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,應(yīng)該計算每一個基本構(gòu)件,對要點進行掌握,針對相關(guān)的規(guī)定,聘請專業(yè)人員對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,最終使我國整體的建筑水平得到體改,促進結(jié)構(gòu)設(shè)計向規(guī)范、安全、科學、合理的方向發(fā)展。