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建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第1篇

關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);抗震設(shè)計(jì);建筑設(shè)計(jì)

抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)成為目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中較為重要的組成部分,并關(guān)系到建筑工程的質(zhì)量及人員的安全。尤其在一些地震多發(fā)地區(qū)內(nèi),更要提升抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平,保障建筑的安全性。下文將重點(diǎn)對(duì)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)展開分析探討,對(duì)其遵循原則及設(shè)計(jì)理念予以詳細(xì)說明。

1實(shí)施抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是為了實(shí)現(xiàn)以下三個(gè)目標(biāo):一是保證建筑在小強(qiáng)度地震災(zāi)害影響下不會(huì)存在任何破損或裂縫等病害問題,維持建筑正常使用;二是要求建筑在中強(qiáng)度地震災(zāi)害中,存在輕微破損問題,且經(jīng)過修復(fù)后不會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)帶來任何影響;三是要求在強(qiáng)度較大的地震災(zāi)害中,建筑處于穩(wěn)固不倒的狀態(tài)下,保證周邊環(huán)境及人員安全。所以在建筑設(shè)計(jì)中,要做好抗震結(jié)構(gòu)的科學(xué)處理,根據(jù)現(xiàn)有資料數(shù)據(jù),對(duì)區(qū)域地震災(zāi)害等級(jí)加以分析,確定建筑抗震性能,合理規(guī)劃結(jié)構(gòu)布局,改善抗震效果,維護(hù)建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性和安全性。

2建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要嚴(yán)格遵守的設(shè)計(jì)原則

任何工程設(shè)計(jì)工作的開展都需要滿足既定原則要求,這不僅是為更好地進(jìn)行工程管理和控制,同時(shí)也是為保證工程建設(shè)的規(guī)范性、安全性,提高后期利用價(jià)值。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為較為重要的一環(huán),在工作落實(shí)中也應(yīng)該加大對(duì)原則要求的重視力度,明確現(xiàn)有的規(guī)范指標(biāo),并嚴(yán)格按照指標(biāo)內(nèi)容開展設(shè)計(jì)活動(dòng),完善設(shè)計(jì)內(nèi)容,以此更好的推動(dòng)后續(xù)工作的開展,提高建筑結(jié)構(gòu)抗震等級(jí),防止建筑受到外界不良因素的影響,確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和安全性。具體而言,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的既定原則如圖1。

2.1整體性原則

在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)從整體性角度實(shí)行綜合分析與考量,綜合思考建筑要求,合理規(guī)劃建筑結(jié)構(gòu)布局,以此來完善設(shè)計(jì)內(nèi)容,優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)抗震性能,減少問題的產(chǎn)生。同時(shí)要注重前期試驗(yàn),確定不同等級(jí)結(jié)構(gòu)在地震災(zāi)害中產(chǎn)生的變化特征,合理選擇材料種類,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震性。此外,在設(shè)計(jì)過程中,需考慮到力傳導(dǎo)性特點(diǎn),避免應(yīng)力集中在某一點(diǎn)致使局部破損,影響建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量,威脅建筑安全性??拐鸾Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中涉及的子結(jié)構(gòu)種類較多,若想增強(qiáng)抗震效果,需要開展構(gòu)件及細(xì)節(jié)的優(yōu)化與處理,提高建筑安全等級(jí)。

2.2清晰性原則

抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,主要是通過傳力路徑的科學(xué)規(guī)劃,對(duì)地震力予以分散和消耗,保障建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。實(shí)際設(shè)計(jì)中,應(yīng)堅(jiān)持清晰性原則,根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)特征對(duì)傳力路徑加以科學(xué)規(guī)劃。構(gòu)建三維立體模型,對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)實(shí)行分析和探討,了解結(jié)構(gòu)受力特征及外力施加中可能出現(xiàn)的位移情況,再結(jié)合模型進(jìn)行計(jì)算,承載負(fù)荷,以此對(duì)傳力路徑加以科學(xué)規(guī)劃,降低地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)帶來的影響。2.3結(jié)構(gòu)規(guī)則原則結(jié)構(gòu)規(guī)則原則要求在在設(shè)計(jì)過程中增大建筑結(jié)構(gòu)剛度,利用剛度加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,降低建筑在地震作用下的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,大部分設(shè)計(jì)人員都忽略了建筑結(jié)構(gòu)剛度的重要性,這使得建筑在外界壓力增加或地震波作用下,出現(xiàn)位移、破損等問題,破壞了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。為此,設(shè)計(jì)中就需做好結(jié)構(gòu)剛度的科學(xué)把控,尤其要合理計(jì)算抗側(cè)移剛度,并利用專業(yè)軟件加強(qiáng)計(jì)算的準(zhǔn)確性,增大結(jié)構(gòu)承載力,繼而達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.4剛度與抗震能力相適應(yīng)原則

剛度與抗震能力的協(xié)調(diào)處理可以保證建筑在地震災(zāi)害下,通過兩個(gè)力的相互抵消減輕地震波帶來的干擾和破壞,保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員要充分考慮到建筑結(jié)構(gòu)剛度和抗震能力間的關(guān)系,注重力學(xué)參數(shù)的準(zhǔn)確計(jì)算,利用兩者的相互作用力,對(duì)地震波加以分散,降低地震波對(duì)建筑結(jié)構(gòu)帶來的影響?,F(xiàn)階段,隨著高層建筑數(shù)量的增多,高度的增加,對(duì)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求有所提高,在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,需要綜合考慮建筑高度、結(jié)構(gòu)特征,注重承力分析和研究,確定承載能力,科學(xué)選擇連接構(gòu)件,從而優(yōu)化結(jié)構(gòu)剛度和抗震性能。

3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要意義

地震地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全有著較大影響,雖然隨著技術(shù)手段的提高,人們可以對(duì)地震地質(zhì)災(zāi)害予以提前預(yù)估,做到科學(xué)防控,但其對(duì)固定物體的影響還是不可避免的,尤其是對(duì)建筑物的影響。所以在設(shè)計(jì)中,要優(yōu)化建筑的抗震性能,對(duì)地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、材料、建筑結(jié)構(gòu)加以科學(xué)規(guī)劃和處理,增強(qiáng)建筑抗震能力,減少地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)帶來的危險(xiǎn)和破壞。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為建筑工程施工中較為重要的一環(huán),目的是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)、材料、施工技術(shù)實(shí)行科學(xué)規(guī)劃,以保障其安全性與可靠性,并給出專業(yè)的施工方案,推動(dòng)作業(yè)的順利進(jìn)行。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非常重要的環(huán)節(jié),能夠保證建筑在地震災(zāi)害影響下的安全性,避免倒塌、損壞等嚴(yán)重問題的產(chǎn)生,增加人們居住的安全系數(shù),減少不必要損失的形成。

4建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念

在開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),為加強(qiáng)設(shè)計(jì)的合理性,保障建筑結(jié)構(gòu)的安全性,提高工程的價(jià)值,需要對(duì)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念進(jìn)行深度了解和分析,根據(jù)現(xiàn)今發(fā)展實(shí)況及具體要求,開展適當(dāng)?shù)膭?chuàng)新活動(dòng),從而更好的指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員工作,轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想,加強(qiáng)設(shè)計(jì)的有效性,達(dá)成最終的工程建設(shè)目標(biāo)。隨著現(xiàn)代化城市的發(fā)展,人們對(duì)建筑質(zhì)量的要求不斷提高,抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要內(nèi)容,應(yīng)該加大關(guān)注力度,不斷嘗試設(shè)計(jì)理念的優(yōu)化和調(diào)整,以此規(guī)范建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),明確指標(biāo)要求,做到科學(xué)選址和規(guī)劃,確定抗震等級(jí)及紅線范圍,最終優(yōu)化建筑抗震性能。

4.1更新設(shè)計(jì)理念,加大抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重視力度

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,最為關(guān)鍵的影響因素就是設(shè)計(jì)人員,如果設(shè)計(jì)人員不具備專業(yè)能力,不具備明確的抗震理念,在設(shè)計(jì)中很難將抗震與建筑結(jié)構(gòu)融合起來,這樣在地震災(zāi)害發(fā)生時(shí),就會(huì)因?yàn)榈挚鼓芰Σ蛔愣霈F(xiàn)各種問題,威脅建筑及人們的安全。為此,設(shè)計(jì)人員需不斷提高自身的專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng),根據(jù)建筑行業(yè)發(fā)展趨勢做好理念的更新和優(yōu)化,加大對(duì)建筑抗震功能的重視力度,采取科學(xué)有效措施完成抗震設(shè)計(jì),確保建筑結(jié)構(gòu)安全。建筑工程具有規(guī)模大、工期長、設(shè)計(jì)精準(zhǔn)度高等特點(diǎn),故而設(shè)計(jì)人員在處理時(shí)應(yīng)做到全面分析和考量,制定針對(duì)性的設(shè)計(jì)方案,更好的指導(dǎo)施工作業(yè)的開展。抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為其中較為重要的一環(huán),設(shè)計(jì)人員應(yīng)加大對(duì)其重視力度,轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想,注重?cái)?shù)據(jù)資料的收集和處理,完善設(shè)計(jì)內(nèi)容,增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,進(jìn)而減少地震災(zāi)害帶來的破壞,保障工程的整體效果。再者,還應(yīng)該充分利用網(wǎng)絡(luò)資源對(duì)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入分析和探討,了解地震帶分布特點(diǎn),掌握板塊運(yùn)動(dòng)規(guī)律,不斷完善抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容,符合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)要求,提高建筑整體水平,延長建筑使用壽命。設(shè)計(jì)完成后,還需開展專項(xiàng)評(píng)估和檢測,確??拐鹪O(shè)計(jì)符合工程的建設(shè)要求??拐鸾Y(jié)構(gòu)的不同其產(chǎn)生的作用也存在較大差異,設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視這一點(diǎn),并選擇合適的結(jié)構(gòu)種類,確保最終設(shè)計(jì)的合理性與科 學(xué)性。

4.2科學(xué)選址

地震的產(chǎn)生是由于地下板塊劇烈運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈碰撞形成的,破壞性強(qiáng)、危險(xiǎn)性高?;谶@一實(shí)際情況,在開展建筑設(shè)計(jì)工作時(shí),就應(yīng)選擇合適的施工場地,減少地震災(zāi)害造成的破壞。由于建筑物的震害是由一些地質(zhì)運(yùn)動(dòng)造成的,可以考慮選擇一些地質(zhì)較強(qiáng)的位置來建造建筑物。在選擇抗震地理位置時(shí),應(yīng)基于以下兩個(gè)方面:一方面可選擇地質(zhì)偏硬的地理空間建造建筑。該類型地質(zhì)結(jié)構(gòu)的承載力較大,不容易出現(xiàn)地震或山體崩塌等問題。在建筑建設(shè)中,可有效提升結(jié)構(gòu)剛度和承載力,削弱地震的破壞力;另一方面選擇地勢平坦寬闊的區(qū)域,該區(qū)域穩(wěn)定性強(qiáng),地殼運(yùn)動(dòng)激烈性不高,地震等級(jí)也會(huì)相對(duì)較低,可以降低抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度,改善建筑結(jié)構(gòu)抗震性能,增大建筑安全系數(shù)。

4.3明確設(shè)計(jì)指標(biāo)

在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員需開展現(xiàn)場勘察,收集齊全的數(shù)據(jù)資料,明確設(shè)計(jì)指標(biāo)要求,并以此為基礎(chǔ)更好的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案,提高建筑結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)。在設(shè)計(jì)過程中,指標(biāo)參數(shù)的確定要做到科學(xué)合理,要考慮到可能發(fā)生的問題及帶來的影響,切實(shí)增大建筑結(jié)構(gòu)承載力、強(qiáng)度和剛度。另外,在設(shè)計(jì)指標(biāo)確定中,還應(yīng)考慮到國家現(xiàn)有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),全面分析地震作用力對(duì)建筑的傷害等級(jí),以此為依據(jù),完善抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。此外,在設(shè)計(jì)過程中,設(shè)計(jì)人員還要樹立全面管控意識(shí),從多方面展開考量,注重設(shè)計(jì)的合理性、可靠性。

4.4提升抗震等級(jí)

在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,如果抗震等級(jí)要求未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,在日后使用中仍會(huì)受到地震波的影響,并導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破損、裂縫、位移等問題,降低建筑質(zhì)量。為此,在設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員就需要對(duì)建筑抗震等級(jí)要求予以掌握,增強(qiáng)抗震性能合理性,減少建筑結(jié)構(gòu)病害的產(chǎn)生。如在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員可利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)結(jié)構(gòu)性能特征加以分析,重點(diǎn)了解結(jié)構(gòu)物理剛性,掌握其位移及扭轉(zhuǎn)力參數(shù)。在分析過程中,可按照建筑形狀的常規(guī)設(shè)計(jì)要求,遵循國家相關(guān)技術(shù)規(guī)范,合理測量和判斷高層建筑的物理剛度,使高層建筑的扭轉(zhuǎn)力和位移剛度在1.1-1.2之間。在剪力墻與簡化連梁的設(shè)計(jì)中,需使相關(guān)參數(shù)符合如下要求:連梁跨度高度比要控制在2以內(nèi),設(shè)置暗柱作為支撐結(jié)構(gòu),保障結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;設(shè)計(jì)過程中如發(fā)現(xiàn)連梁跨度高度比在1以內(nèi),需要設(shè)置交叉暗柱作為支撐結(jié)構(gòu)。地震運(yùn)動(dòng)多是受到地殼垂直運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的,所以在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員還需對(duì)地質(zhì)地理結(jié)構(gòu)特征及運(yùn)動(dòng)軌跡予以詳細(xì)了解,并根據(jù)以往數(shù)據(jù)資料開展分析工作,對(duì)建筑所在區(qū)域及周邊環(huán)境加以科學(xué)把控,預(yù)測和判斷地震發(fā)生頻率、地震等級(jí)變化,為抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)和參考(如圖2)。同時(shí),設(shè)計(jì)人員還要分析該地區(qū)的地震運(yùn)動(dòng)趨勢,使區(qū)域建筑工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)總體布局和該區(qū)域地震運(yùn)動(dòng)趨勢大致處于相對(duì)垂直的狀態(tài),以降低特大地震對(duì)區(qū)域建筑工程前期設(shè)計(jì)的不利影響。

4.5抗震防線設(shè)計(jì)

抗震防線的科學(xué)設(shè)置可以在保證建筑結(jié)構(gòu)整體性的前提下,優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)抗震性能,確保建筑的穩(wěn)定性和安全性(如圖3)??拐鸱谰€規(guī)劃設(shè)計(jì)原理為:在無大震的特殊條件下,注重側(cè)向抗震性的有效延伸,以此保護(hù)建筑結(jié)構(gòu),優(yōu)化抗震功能。通常情況下,抗震防線會(huì)設(shè)置三條,一條主兩條次,以主線為主,開展防控處理。因?yàn)樵诘卣馂?zāi)害中,主要抗震線被破壞后,其他兩條抗震防線才會(huì)出現(xiàn)問題,所以設(shè)計(jì)中要開展科學(xué)分析與考量,以確保放線質(zhì)量。4.6結(jié)構(gòu)選型抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)選型合理性對(duì)于抗震效果提升有著重要意義,在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)加大重視力度,增強(qiáng)整體設(shè)計(jì)有效性。在建筑工程結(jié)構(gòu)抗震類型的設(shè)計(jì)和應(yīng)用中,必須特別注意建筑結(jié)構(gòu)抗震類型的正確設(shè)計(jì)和選擇。根據(jù)建筑的具體功能要求及主體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),做到精心設(shè)計(jì)和分析,通常體現(xiàn)在兩個(gè)方面,即立面的主體結(jié)構(gòu)和建筑平面的主體結(jié)構(gòu),具體如圖4所示。在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,還應(yīng)該遵循既有原則和要求,保障結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性,從而優(yōu)化建筑抗震性能,有效提高建筑質(zhì)量,延長建筑的使用壽命。為此,在建筑結(jié)構(gòu)選型中,設(shè)計(jì)人員需要分別從整體性、安全性、協(xié)調(diào)性等多方面進(jìn)行分析和考量,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震效果,提高建筑穩(wěn)定性和安全性。另外,在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,分析結(jié)構(gòu)受力特征,并根據(jù)結(jié)構(gòu)性能要求,對(duì)抗震性加以科學(xué)分析,以削弱地震破壞力,保證建筑的質(zhì)量和安全。

結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第2篇

關(guān)鍵詞:剪力墻;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);使用研究

前言

剪力墻結(jié)構(gòu)由于其抗側(cè)剛度大,能有效地減少側(cè)移,且具有較好的抗震性能,因而被廣泛應(yīng)用于多層和高層鋼筋混凝土建筑中;同時(shí)采用現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu),可以將承重墻與分隔墻合二為一,相對(duì)來說比較經(jīng)濟(jì);另外,室內(nèi)較框架結(jié)構(gòu)簡潔,沒有露梁、露柱現(xiàn)象,外形美觀,便于室內(nèi)布置,使用功能更好,且增大了使用面積,因此受到歡迎。剪力墻由墻肢和連梁兩種構(gòu)件組成,其結(jié)構(gòu)承載力及剛度都很大,側(cè)移變形小,抵抗水平側(cè)移能力強(qiáng),經(jīng)過合理設(shè)計(jì)可做成抗震性能很好的廷性剪力墻。缺點(diǎn)是由于剪力墻最大間距的限制,使建筑平面和使用空間受到一定的局限。結(jié)構(gòu)的延性一般不如框架結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系,結(jié)構(gòu)自重較大,總高度不大時(shí),結(jié)構(gòu)材料耗費(fèi)可能較多。因此,在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中充分掌握其優(yōu)缺點(diǎn),進(jìn)行合理的設(shè)計(jì),達(dá)到既能保證建構(gòu)筑物的質(zhì)量又能節(jié)省資金、材料是每個(gè)設(shè)計(jì)人員所需掌握的。剪力墻結(jié)構(gòu)中,墻是一平面構(gòu)件,它除了承受水平作用力和彎矩外,還承擔(dān)豎向壓力;在軸力,彎矩,剪力的復(fù)合狀態(tài)下工作,其受水平力作用下是一底部嵌固于基礎(chǔ)上的懸臂深梁。在地震作用或風(fēng)載下,剪力墻除需滿足剛度強(qiáng)度要求外,還必須滿足非彈性變形反復(fù)循環(huán)下的延性、能量耗散和控制結(jié)構(gòu)裂而不倒的要求:墻肢必須能防止墻體發(fā)生脆性剪切破壞,因此注意盡量將剪力墻設(shè)計(jì)成延性彎曲型。

一、剪力墻結(jié)構(gòu)的超長問題分析

一是剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大,受溫差影響大,混凝土的收縮產(chǎn)生的變形大,墻體對(duì)樓面、屋面產(chǎn)生的約束也大;當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生收縮變形時(shí)比其他結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)裂縫。一些未超長的剪力墻結(jié)構(gòu)產(chǎn)生墻體或樓面裂縫,其主要原因就在此。

二是剪力墻結(jié)構(gòu)多用于住房和公寓,使用狀況復(fù)雜,一旦私人購買的房子出現(xiàn)裂縫,雖然沒有安全問題,但處理起來問題多、難度大、社會(huì)影響大。

三是混凝土結(jié)構(gòu)受溫度或收縮形變的影響與眾多因素有關(guān);而體型龐大的剪力墻房屋往往形狀復(fù)雜,混凝土收縮大,約束應(yīng)力積聚也大,施工工藝及管理也難控制,環(huán)境影響使用變化難于判斷,因此更難于解決混凝土收縮變形時(shí),在受約束條件下引起拉應(yīng)力而保證不出現(xiàn)裂縫。

四是目前混凝土中水泥用量普遍增大,加上由于混凝土強(qiáng)度的提高,使彈性模量增加將引起更大的約束拉應(yīng)力產(chǎn)生,使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的因素增多。

五是普遍使用商品混凝土泵送施工,為了泵送,增大水泥用量,減少了中粗骨料含量和骨料粒徑,加上泵送混凝土配合比和施工送料時(shí)的不良因素影響等都加大了結(jié)構(gòu)收縮量,增加產(chǎn)生裂縫的因素。

綜上所述,在處理超長結(jié)構(gòu)時(shí),特別是處理超長的剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)更要特別慎重:當(dāng)發(fā)生由于建筑使用功能要求不允許超長建筑設(shè)永久縫時(shí),建議采用對(duì)結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力的方法并結(jié)合采用設(shè)計(jì)構(gòu)造措施、施工措施共同給予處理。

二、剪力墻轉(zhuǎn)角部位開設(shè)轉(zhuǎn)角窗的問題分析

隨著建筑平立面體型的多樣化,在不少的居住建筑外墻轉(zhuǎn)角客戶要求設(shè)置轉(zhuǎn)角窗,高層剪力墻結(jié)構(gòu)的角部是結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位,在角部剪力墻上開設(shè)轉(zhuǎn)角窗,這不僅消弱了結(jié)構(gòu)的整體抗扭剛度和抗側(cè)力剛度,而且使臨近洞口的墻肢、連梁內(nèi)力增大,扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯,對(duì)結(jié)構(gòu)抗震不利。

一是B級(jí)高度及9級(jí)設(shè)防A級(jí)高度的高層建筑不應(yīng)在角部剪力墻上開設(shè)角窗或挑陽臺(tái)。

二是8度及8度以下級(jí)設(shè)防A級(jí)高度的高層建筑在角部剪力墻上開設(shè)角窗或挑陽臺(tái)時(shí),應(yīng)采取以下措施:①洞口應(yīng)上下對(duì)齊,洞口寬度不宣過大,連梁高度不宜過小,并加強(qiáng)其配筋及構(gòu)造;②洞口兩側(cè)應(yīng)避免采用短肢剪力墻和單片剪力墻,宜采用“T”、“L”、“[”型等截面的墻體,墻體厚度在底部加強(qiáng)部位不小于層高的1/12,其他部位不小于1/15,且不小于180mm,墻端暗柱縱向配筋適當(dāng)加強(qiáng);③宜提高洞口兩側(cè)墻肢的抗震等級(jí),并按提高后的抗震等級(jí)滿足軸壓比限值的要求;④轉(zhuǎn)角處樓板應(yīng)加厚,配筋宜適當(dāng)加大,并配置雙層雙向配筋;也可于轉(zhuǎn)角處板內(nèi)設(shè)置連接洞口兩側(cè)墻體的暗梁;⑤結(jié)構(gòu)電算時(shí),轉(zhuǎn)角梁的負(fù)彎矩調(diào)整系數(shù)、扭轉(zhuǎn)折減系數(shù)均取1.0,抗震設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮扭轉(zhuǎn)藕聯(lián)的影響。

三、剪力墻連梁設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中的問題分析

剪力墻連梁的含義:剪力墻連梁即兩端都與剪力墻相連且與剪力墻的夾角不大于25度,跨高比小于5,剛度可以折減的梁。在墻肢和連梁的協(xié)同工作中,剪力墻應(yīng)該具有足夠的剛度和強(qiáng)度。剪力墻的設(shè)計(jì)應(yīng)該保證不發(fā)生剪切破壞,也就是要求墻肢和連梁的設(shè)計(jì)符合強(qiáng)剪弱彎的原則,同時(shí)要求連梁的屈服要早于墻肢的屈服,而且要求墻肢和連梁具有良好的延性。連梁一般具有跨度小,截面大,與連梁相連的墻體剛度又很大等特點(diǎn)。因此在實(shí)際工程中要使連梁的設(shè)計(jì)滿足強(qiáng)剪弱彎的要求,就必須考慮以下幾個(gè)方面:

一是關(guān)于連梁剛度的折減。連梁由于跨高比小,與之相連的墻肢剛度大等原因,在水平力作用下的內(nèi)力往往很大,連梁屈服時(shí)表現(xiàn)為梁端出現(xiàn)裂縫,剛度減弱,內(nèi)力重新分布。因此在開始進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí),就需對(duì)連梁剛度進(jìn)行折減。根據(jù)《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》第4.1.7條中規(guī)定:“在內(nèi)力與位移計(jì)算中,所有構(gòu)件均可采用彈性剛度,在框架―剪力墻結(jié)構(gòu)中,連梁的剛度可予以折減,折減系數(shù)不應(yīng)小于0.55”。

二是加連梁跨度減少高度。在連梁設(shè)計(jì)中,剛度折減后,仍可能發(fā)生連梁正截面受彎承載力或斜截面受剪承載力不夠的情況,這時(shí)可以增加洞口的寬度,以減少連梁剛度。減少了結(jié)構(gòu)的整體剛度,也就減少了地震作用的影響,使連梁的承載力有可能不超限。如果只是部分連梁超筋或超限,則可采取調(diào)整連梁內(nèi)力來解決。調(diào)整的幅度不宜大于20%,且連梁必須滿足“強(qiáng)剪弱彎”的要求。

三是增加剪力墻厚度。亦即增加連梁的截面寬度,其結(jié)果一方面由于結(jié)構(gòu)整體剛度加大,地震作用產(chǎn)生的內(nèi)力增加,另一方面連梁的受剪承載力與寬度的增加成正比。由于該片墻厚增加以后,地震所產(chǎn)生的內(nèi)力并不按墻厚增加的比例分配給該片剪力墻,而是小于這個(gè)比例,因此有可能使連梁的受剪承載力不超限。

四是提高混凝土等級(jí)?;炷恋燃?jí)提高后,結(jié)構(gòu)的地震作用影響增加的比例遠(yuǎn)小于混凝土受剪承載力提高的比例,有可能使連梁的受剪承載力不超限。

五是地震區(qū)高層建筑的剪力墻連梁,在進(jìn)行了上述調(diào)整后,仍有部分不符合承載力要求時(shí),可取連梁截面的最大剪壓比限值確定剪力。然后按“強(qiáng)剪弱彎”的要求,配置相應(yīng)的縱向鋼筋。此時(shí),如果不能保證連梁在大震時(shí)的延性要求,應(yīng)重新計(jì)算整個(gè)結(jié)構(gòu),必要時(shí)調(diào)整結(jié)構(gòu)布置,使連梁的承載力符合要求。

結(jié)語

總而言之,以上都是在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中經(jīng)常遇到的幾個(gè)比較實(shí)際的問題,這些問題相對(duì)都比較復(fù)雜,只有把互相制約的因素統(tǒng)一協(xié)調(diào),才能取得比較理想的結(jié)果。

參考文獻(xiàn):

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第3篇

關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 安全度設(shè)計(jì) 概念設(shè)計(jì)

當(dāng)前我國的建筑行業(yè)發(fā)展迅速,但同時(shí)人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的安全性、舒適性及耐久性的要求也越來越高。隨著我國建筑行業(yè)規(guī)模越來越大,復(fù)雜程度越來越高,而相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)水平卻有待提高。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷所造成的建筑問題一直是設(shè)計(jì)研究者關(guān)注的課題。

1. 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則是安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀。四個(gè)原則各有所側(cè)重的地方,但是又不矛盾,好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須是這4項(xiàng)原則的完美結(jié)合。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大致分為三個(gè)階段:結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)計(jì)算、施工圖設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)方案布置是基礎(chǔ),是前提工作,需要特別注意方案的合理性。該階段主要是根據(jù)建筑物的重要性、建筑所在地的抗震設(shè)防等級(jí)、工程地質(zhì)勘察報(bào)告、場地類別和建筑物的總高度和層數(shù)來確立建筑物的結(jié)構(gòu)布置形式。接著,需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算工作,在經(jīng)過荷載統(tǒng)計(jì)和水平荷載、豎向荷載的受力分析之后,就要確定結(jié)構(gòu)的承重體系與受力構(gòu)件。最后是施工圖的設(shè)計(jì),此項(xiàng)是以前兩項(xiàng)的自然延續(xù)。需要注意的是,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通常是在建筑設(shè)計(jì)之后,它與建筑設(shè)計(jì)互相制約,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不允許破壞建筑設(shè)計(jì),建筑設(shè)計(jì)也不可以超出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力范圍。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將決定建筑設(shè)計(jì)能否實(shí)現(xiàn),因此,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯得尤為關(guān)鍵。

2. 建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)安全度的設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)的適用性、耐久性及安全性,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用安全度來檢測結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的適用性、耐久性和安全性。

2.1 建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計(jì)中存在的問題

建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計(jì)關(guān)系到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全,必須引起建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的關(guān)注。然而,實(shí)際上建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中仍存在著不小的問題:1)建筑結(jié)構(gòu)抗震性較弱。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高抗震設(shè)計(jì)水平是提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的一個(gè)重要方面。設(shè)計(jì)過程中個(gè)別忽略抗震性原則,造成了建筑物施工過程僅僅是一個(gè)表面工程,而實(shí)質(zhì)是建筑物并不具有真正的抗震性能,這種現(xiàn)象在我國不少地區(qū)屢見不鮮。2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料問題嚴(yán)重。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料問題重要表現(xiàn)在建筑材料的偷工減料現(xiàn)象上。一些建筑單位在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候,為了節(jié)省建筑開支,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,過度節(jié)省施工材料,導(dǎo)致建筑工程質(zhì)量沒有得到很好的保障,同時(shí)也影響到建筑結(jié)構(gòu)的安全性。3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏合理性。建筑結(jié)構(gòu)不合理,對(duì)建筑的安全性造成很大的影響。一些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員只注重建筑的美觀度,而忽略了建筑的質(zhì)量和安全性,造成不可估計(jì)的損失。

2.2提高建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計(jì)的措施

建筑結(jié)構(gòu)安全度的提高,必須嚴(yán)格按照國家規(guī)定進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在節(jié)省施工材料的同時(shí),保證建筑鋼材的使用量,善于運(yùn)用新技術(shù)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計(jì)有著根本性的影響,建筑企業(yè)要定期對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行培訓(xùn)和考核,加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)結(jié)構(gòu)安全度的認(rèn)識(shí),提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)能力,實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。此外,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,節(jié)省建筑施工材料,是提高建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)建筑企業(yè)的快速發(fā)展。最佳的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案就是在保證建筑質(zhì)量的同時(shí)可以盡量減少施工材料,實(shí)現(xiàn)建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,建筑業(yè)得到了很大的發(fā)展空間,人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作變得更加的繁雜,難度也變得越來越大。所以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要善于運(yùn)用新技術(shù)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計(jì),保障建筑物的安全性和可靠性。

3. 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)

概念設(shè)計(jì)是展現(xiàn)先進(jìn)設(shè)計(jì)思想的關(guān)鍵,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞,很大程度上取決于設(shè)計(jì)者結(jié)構(gòu)概念的完整性及創(chuàng)新能力,特別是建筑業(yè)飛速發(fā)展的今天,概念設(shè)計(jì)的重要性更是可見一斑。

3.1 概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用

概念設(shè)計(jì)一般指不經(jīng)數(shù)值計(jì)算,尤其在一些難以做出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中,依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想,從整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。運(yùn)用概念性近似估算方法,可以在建筑設(shè)計(jì)的方案階段迅速、有效地對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇,易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正確,避免后期設(shè)計(jì)階段一些不必要的繁瑣運(yùn)算,具有較好的的經(jīng)濟(jì)可靠性能。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可分為整體設(shè)計(jì)和部件設(shè)計(jì)兩部分。整體設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)體系的選擇,柱網(wǎng)的布置,梁的布置,剪力墻的分布,基礎(chǔ)的選型等。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定建筑能否實(shí)現(xiàn),在這個(gè)意義上,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯得更為重要。

3.2概念設(shè)計(jì)的內(nèi)容與實(shí)現(xiàn)

在建筑設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)師要重視結(jié)構(gòu)的地位,正確了解各種結(jié)構(gòu)形式的基本力學(xué)特點(diǎn)以及材料對(duì)結(jié)構(gòu)的影響等一些重要的結(jié)構(gòu)概念,設(shè)計(jì)作品時(shí)靈活地用結(jié)構(gòu)概念,使設(shè)計(jì)更加完善合理。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)主要由以下幾點(diǎn)內(nèi)容:

1)形成合理的結(jié)構(gòu)體系。概念設(shè)計(jì)中針對(duì)基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系進(jìn)行分析,并認(rèn)識(shí)到基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)為一個(gè)有機(jī)的整體,而不是把二者割裂開來。如對(duì)磚混結(jié)構(gòu),必須依靠圈梁和構(gòu)造柱將上結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)連接成一個(gè)整體,而不能單純依靠基礎(chǔ)自身的剛度來抵御不均勻沉降,所有圈梁和構(gòu)造柱的設(shè)置,都必須圍繞這個(gè)中心。

2)提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新能力。發(fā)展先進(jìn)計(jì)算理論,加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,加快新型高強(qiáng)、輕質(zhì)、環(huán)保建材的研究與應(yīng)用,使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加安全、適用、可靠、經(jīng)濟(jì)是當(dāng)務(wù)之急。其中,打破建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的墨守成規(guī),充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)新能力,是相當(dāng)必要的。

3)拓寬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路。運(yùn)用概念設(shè)計(jì)的思想,也使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路等到了拓寬。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)計(jì)算理論的研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)似乎只關(guān)注如何提高結(jié)構(gòu)抗力R,以至混凝土的等級(jí)越用越高,配筋量越來越大,造價(jià)越來越高。結(jié)構(gòu)工程師往往只注意到不超過最大配筋率,結(jié)果肥梁、胖柱、深基礎(chǔ)處處可見。以抗震設(shè)計(jì)為例,一般是根據(jù)初定的尺寸、砼等級(jí)算出結(jié)構(gòu)的剛度,再由結(jié)構(gòu)剛度算出地震力,然后算配筋。但是大家知道,結(jié)構(gòu)剛度越大,地震作用效應(yīng)越大,配筋越多,剛度越大,地震力就越強(qiáng)。這樣為抵御地震而配的鋼筋,增加了結(jié)構(gòu)的剛度,反而使地震作用效應(yīng)增強(qiáng)。

4.結(jié)束語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程的重要組成部分,是建筑安全應(yīng)用的基礎(chǔ)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度關(guān)系到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全,必須予以高度重視。因此,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要從一個(gè)個(gè)基本的構(gòu)件算起,理解建筑構(gòu)件的概念和含義,并密切配合其他專業(yè)來進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。只有對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行充分重視,采用先進(jìn)的技術(shù)來來進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),才能促進(jìn)建筑工程質(zhì)量的不斷提高。

參考文獻(xiàn):

[1] 黃冠豪.論當(dāng)前我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].知識(shí)經(jīng)濟(jì).2011(10)

[2] 郭玉紅.鋼管結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè).2009(11)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第4篇

1、科學(xué)性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以數(shù)學(xué),力學(xué)為理論基礎(chǔ),借助現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行的一種應(yīng)用性技術(shù)。

2、應(yīng)用性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須講究經(jīng)濟(jì)效益,一個(gè)成功的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),技術(shù)上先進(jìn)合理,經(jīng)濟(jì)上效益顯著。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)理論研究不同,它更加具體,更加簡潔,有些地方是近似解,有些地方根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修正。

3、實(shí)踐性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一種工程實(shí)踐活動(dòng)。

4、復(fù)雜性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性首先表現(xiàn)在設(shè)計(jì)中各種因素的不確定性。其復(fù)雜性另一個(gè)表現(xiàn)就是結(jié)構(gòu)方案的多元性,同一棟建筑可以有不同的結(jié)構(gòu)方案,甚至在構(gòu)件設(shè)計(jì)階段同一構(gòu)件也可以有不同的配筋。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第5篇

關(guān)鍵詞:高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)體系

引言

隨著科技和社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,高層建筑在城市化建筑中的比例也越來越大。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也越來越成為高層建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)工作的難點(diǎn)與重點(diǎn)。因此要重點(diǎn)對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究,高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析,運(yùn)用掌握的知識(shí)處理實(shí)際建筑設(shè)計(jì)中遇到了各種問題。

1高層建筑結(jié)構(gòu)的特征

高層建筑結(jié)構(gòu)不但承受著垂直方向的荷載,同時(shí)也承受著由外界的風(fēng)產(chǎn)生的水平方向的風(fēng)荷載,并且對(duì)于抵抗地震的能力也有相當(dāng)高的要求。一般情況下的低層建筑受到結(jié)構(gòu)水平方向上的風(fēng)荷載的影響比較小,然而在高層建筑中,外界水平地震和風(fēng)產(chǎn)生的水平方向的荷載的影響是主要的影響因素。隨著建筑物高度的增加,高層建筑在風(fēng)荷載作用下的水平位移增加較快,但是高層建筑過大的側(cè)移不但影響人的舒適度,同時(shí)使得建筑物的使用受到影響,并且容易損壞結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件?;诖?,在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),首先要控制側(cè)向位移在規(guī)定的范圍之內(nèi),所以,高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心是抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

2.1選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖

在計(jì)算簡圖基礎(chǔ)上進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算,如果選擇不合理的計(jì)算簡圖,那么就比較容易造成由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理而發(fā)生事故,基于此,高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全保證的前提是合理的計(jì)算簡圖的選擇。同時(shí),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該采用相應(yīng)的構(gòu)造方法保證安全。在實(shí)際的結(jié)構(gòu)中,其結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)不再是簡單的鋼節(jié)點(diǎn)或者餃節(jié)點(diǎn),我們要保證和計(jì)算簡圖的誤差在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。

2.2選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

按照高層建筑地質(zhì)條件進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的選擇。綜合分析高層建筑上部的結(jié)構(gòu)類型與荷載分布情況,考慮施工條件,相鄰的建筑物的影響等各個(gè)因素,在此基礎(chǔ)上選擇科學(xué)合理的基礎(chǔ)方案?;A(chǔ)方案的選擇應(yīng)該使得地基的潛力得到最大程度的發(fā)揮,必要的時(shí)候要求進(jìn)行地基變形的檢驗(yàn)。高層建筑設(shè)計(jì)要有詳細(xì)的地質(zhì)勘查報(bào)告,如果缺失,那么應(yīng)該進(jìn)行現(xiàn)場勘查并參考相鄰建筑物的有關(guān)資料。一般情況下,相同結(jié)構(gòu)單元應(yīng)該采用相同的基礎(chǔ)類型。

2.3選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)方案

合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案在滿足安全的前提下必須滿足經(jīng)濟(jì)性的要求,并且要滿足結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系的要求。結(jié)構(gòu)體系的要求是受力明確,傳力簡單。在相同的結(jié)構(gòu)單元當(dāng)中,應(yīng)該選擇相同結(jié)構(gòu)體系,如果高層建筑處于地震區(qū),那么應(yīng)力需要平面和豎向的規(guī)則。在進(jìn)行了地理?xiàng)l件,工程設(shè)計(jì)需求,施工條件,材料等的綜合分析的基礎(chǔ)上,并和建筑包括水,暖,電等各個(gè)專業(yè)的相協(xié)調(diào)的情況下,選擇合理的結(jié)構(gòu),從而確定結(jié)構(gòu)的方案。

2.4對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的分析

隨著科技的不斷進(jìn)步,計(jì)算機(jī)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中。當(dāng)前市場上存在著形形的計(jì)算軟件,采用不同的軟件得到的結(jié)果可能不同,所以,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在全面了解的軟件使用的范圍和條件的前提下,選擇合適的軟件進(jìn)行計(jì)算。由于建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況和計(jì)算機(jī)程序并不一定完全相符,所以進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的時(shí)候,出現(xiàn)人工輸入誤差或者因?yàn)檐浖旧泶嬖谥毕菔沟糜?jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確的問題,基于此,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師在得到了通過計(jì)算機(jī)軟件得到的結(jié)果以后,應(yīng)該進(jìn)行校核,進(jìn)行合理判斷,得出準(zhǔn)確結(jié)果。

2.5高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要采用相應(yīng)構(gòu)造措施

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則是強(qiáng)剪切力弱彎變,強(qiáng)壓力弱拉力,強(qiáng)柱弱梁。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中把握上述原則,加強(qiáng)薄弱部位,對(duì)鋼筋的執(zhí)行段錨固長度給予重視,并且要重點(diǎn)考慮構(gòu)件延性的性能和溫度應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的影響。

3高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型

建筑的結(jié)構(gòu)在抵抗來自于水平方向和豎直方向的荷載時(shí)構(gòu)件的組成形式和傳力的路徑就是高層建筑的結(jié)構(gòu)體系。通過包括墻,柱等的豎向構(gòu)件和樓蓋等水平構(gòu)件將豎向荷載傳遞到基礎(chǔ),利用抗側(cè)力體系將水平荷載傳遞到基礎(chǔ)。

根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)的材料將高層建筑的結(jié)構(gòu)體系分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系,鋼結(jié)構(gòu)體系,鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)體系以及鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)體系。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系被廣泛的應(yīng)用在各類的工程結(jié)構(gòu)中,具有混凝土和鋼筋兩種材料的協(xié)同受力性能特征,造價(jià)低廉,耐久耐火,成本低,整體性能優(yōu)良,但存在著自重大,延性差,施工慢等缺點(diǎn);鋼結(jié)構(gòu)體系的強(qiáng)度高,抗震性能比較好,施工方便,跨度大,用途多,但是存在著費(fèi)用高,防火性能差,施工復(fù)雜等不足;鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)結(jié)合了鋼筋混凝土構(gòu)件和鋼構(gòu)件的長處,不但增加了鋼構(gòu)件的材料強(qiáng)度,同時(shí)具有較高的抗震性能,成本低廉,然而這兩種材料構(gòu)件的連接技術(shù)還存在著不足;鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)具有承載能力高,抗震性能強(qiáng),比鋼結(jié)構(gòu)具有更優(yōu)良的耐火性,施工速度快,但是存在著節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造比較復(fù)雜的缺點(diǎn),一般被用于小屁偏心受壓構(gòu)件。

根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可以將高層建筑結(jié)構(gòu)分為框架結(jié)構(gòu)體系,剪力墻結(jié)構(gòu)體系,框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系。利用柱,梁等結(jié)構(gòu)體系作為高層建筑豎向承重的結(jié)構(gòu),并且承受水平荷載,這種結(jié)構(gòu)側(cè)向位移大,框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力大,適于50m高度以下的建筑;通過高層建筑的墻體當(dāng)做抵抗側(cè)力和豎向承重的結(jié)構(gòu)體系,就是剪力墻結(jié)構(gòu)體系。這種剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度大,整體性能好,不易受水平力作用發(fā)生變形,適應(yīng)于高層建筑,但是由于剪力墻的間距小,使得平面的布置不靈活,因此,在公共建筑中不宜使用;利用框架和剪力墻組合的而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)形式就是框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系,這種結(jié)構(gòu)形式不但具有實(shí)用性強(qiáng),布局靈活的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)承受水平負(fù)載的能力更高,在高層建筑中被廣泛使用。在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系中,需要注意考慮剪力墻的位置,設(shè)計(jì)合理的剪力墻的數(shù)量,以及滿足框架的設(shè)計(jì)要求。

4高層建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)問題分析

4.1高層建筑結(jié)構(gòu)存在著超高的問題

基于高層建筑抗震的要求,我國的建筑規(guī)范對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)的高度有嚴(yán)格的規(guī)定,針對(duì)高層建筑的超高問題,在新規(guī)范中不但把原來限制的高度規(guī)定為A級(jí)高度,并且增加了B級(jí)高度,使得高層建筑結(jié)構(gòu)處理設(shè)計(jì)方法和措施都有了改進(jìn)。實(shí)際工程設(shè)計(jì)中,對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)類型的改變對(duì)高層超高問題的忽略,在施工審圖時(shí)將不予通過,應(yīng)該重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或者進(jìn)行專家會(huì)議的論證等。在這種情況下,整個(gè)建筑工程的造價(jià)和工期都會(huì)受到極大的影響。

4.2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)短肢剪力墻的設(shè)置問題

我國建筑新規(guī)范中,短肢剪力墻是指墻肢的截面的高度和厚度比在5~8的墻,按照實(shí)際經(jīng)驗(yàn)以及數(shù)據(jù),高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中增加了對(duì)短肢剪力墻的使用限制。所以,在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,必須盡可能的減少或者避免使用短肢剪力墻。

4.3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)嵌固端的設(shè)置問題

一般情況下,高層建筑配有兩層或者兩層以上的地下室或者人防。高層建筑的嵌固端一般設(shè)置在地下室的頂板或者人防的頂板等位置。因此,結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮嵌固端設(shè)置會(huì)可能帶來的問題。考慮嵌固端的樓板的設(shè)計(jì);綜合分析嵌固端上層和下層的剛度比,并且要求嵌固端上層和下層的抗震的等級(jí)是一致的;高層建筑的整體計(jì)算時(shí)充分考慮嵌固端的設(shè)置,綜合分析嵌固端位置和高層建筑結(jié)構(gòu)抗震縫隙設(shè)置的協(xié)調(diào)。

4.4高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題

在關(guān)于高層建筑的新規(guī)范中,對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性做出了很多限制,比如規(guī)定了結(jié)構(gòu)嵌固端上層和下層的剛度比,平面規(guī)則性等等,并且硬性規(guī)定了“高層建筑不能采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案?!币虼?,為了避免后期施工設(shè)計(jì)階段的改動(dòng),高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格遵循規(guī)范的限制條件。

5結(jié)束語

隨著我國高層建筑的不斷發(fā)展,高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求也越來越高,高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)工作,對(duì)于建筑的設(shè)計(jì)有著非常重要的作用和意義。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)工程師要遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則,重視結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性和結(jié)構(gòu)方案的合理性,做出符合具體實(shí)際情況的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。