建筑结构设计中概念设计的应用分析
谈谈建筑结构设计中结构概念的应用
谈谈建筑结构设计中结构概念的应用摘要:概念设计是设计师展现其天才的设计思想的关键所在,结构工程师要在特定的项目中使用整体概念完成对整个建设方案的设计,并且能够处理好相关部分之间的关系。
本文阐明了概念设计在建筑结构设计中的应用,分析研究了概念设计中的结构措施。
关键词:建筑结构设计结构概念应用中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求。
发展先进计算理论,加强计算机的应用,加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用,使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。
其中,打破建筑结构设计中的墨守成规,充分发挥结构工程师的创新能力,是相当必要的。
因为他们是结构设计革命的推动者和执行者。
这则需要工程界和教育界进行共同的努力。
推广概念设计思想是一种有效的办法。
一、概念设计在建筑结构设计中的应用1、合理选择利于建设的建筑场地建筑场地的选择时设计的首要必经阶段,一个合理的利于项目建设的场地对整个结构概念设计后期阶段起到重要的作用。
建筑场地的选择首先应遵循这几个基本要素:建筑退界、防护距离、防火间距、日照间距、防噪间距、建筑高度控制、通视要求、现有地形分析等。
同时在建筑结构设计体系中,建设的场地应尽量选择有利于抗震的地点,尽量避免在不利于抗震的危险地段建造建筑,如果实在无法避免,也应采取有效措施尽量减少和消除不利影响,一般在初步设计前就要进行勘探和选址。
2、合理选择建筑基础完成建筑场地的选择后,再根据不同建筑的地形特征和结构形式选择合理的建筑基础。
一般常包括有桩基础,箱形基础和筏形基础这三种建筑基础形式。
(1)桩地基:普遍应用于地质松软并且负载较大的多层建筑结构。
使用天然地基无法足够承载时,而采用桩地基可将荷载由上部结构传送到下部坚实的持力层。
(2)箱形基础。
箱形基础广泛应用于高层建筑中,其整体刚度适当,可以将荷载通过上部结构均匀地传至下部基础中,从而使结构组成良好地得以嵌固,并且降低了箱基不均匀沉降的问题,增强了建筑物的抗震抗灾承受力。
阐述建筑结构设计中概念设计应用
阐述建筑结构设计中概念设计的应用摘要:随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,人们对建筑结构设计也提出了更高的要求。
概念设计的正确运用妥善地处理了在建筑结构设计遇到的各种问题,使建筑结构设计具有更高的安全性、适用性、可靠性和经济性。
关键词:建筑结构;概念设计;结构设计;应用随着科学技术的迅速发展以及计算机结构程序的全面应用,给建筑结构工程师们带来了极大方便,大大提高了设计的效率和质量。
但同时也养成了很多设计人员一味地依赖计算机,认为结构设计很简单,只需要按照规范、图集,通过电脑软件计算就可以完成,设计人员成了不过是东拼西凑的计算机画匠而已,对计算的结果也无法判断正误,规范与软件之间的差异更是不了解;对如何加强结构的整体性、合理性、经济性更是没有概念。
发展先进计算理论,加强计算机的应用,加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用,使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。
打破建筑结构设计中的墨守成规,充分发挥结构工程师的创新能力,是相当必要的。
这就要求结构工程师对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识,把概念设计应用到实际工作中去1概念设计1.1概念设计就是运用清晰的结构概念,不经数值计算,而依据整个结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、实验现象和工程经验等对结构及计算结果进行正确的分析,并考虑到结构实际受力状况与计算假设之间的差异,对结构及构造进行设计,使建筑物受力更合理、安全、协调。
概念设计主要从以下两个方面对结构设计进行宏观控制。
(1)是在方案设计满足建筑要求的情况下,从宏观的角度考虑结构的整体性及主要分体系的相互关系,来确定建筑结构的总体布置方案。
(2)是在理论设计过程中综合考虑各方面因素对结果的影响,以判断理论设计的准确性,并对一些工程中难以作出精确分析或在规范中未精确规定的问题,根据实际经验采用一些结构构造措施进行处理。
概念设计的目的是力求使设计方案安全、可靠、经济、合理,是一个优化的过程。
概念设计在建筑结构设计中的应用探讨
概念设计在建筑结构设计中的应用探讨摘要:所谓的概念设计,一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精确力学分析或在规范中难以规定的问题中,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。
概念设计的思想具有很多优点,拓宽了结构设计的思路。
文章对概念设计在设计的重要性、设计应遵循的基本规律以及设计思想的应用等方面作了相关探讨。
关键词:概念设计;结构设计;应用所谓的概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。
运用概念性近似估算方法,可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,易于手算。
所得方案往往概念清晰、定性正确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的的经济可靠性能。
同时,也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
当今建筑设计发展提倡采用概念设计思想来促进结构工程师的创造性,推动结构设计的合理性。
一、概念设计的优点著名的美国工程院院士林同炎教授在《结构概念和体系》一书中为结构工程师提供了广泛而又有独特见解的结构概念设计基础知识和设计实例。
该书着重介绍用整体概念来规划结果总体方案的方法,以及结构总体系和个分体系尖的相互力学关系和简化近似设计方法。
为结构工程师和建筑师在设计中创造性地相互配合,设计出令人满意的建筑奠定基础。
概念设计能够充分地展现结构工程师的先进的设计思想和理念。
结构项目工程师的工作重点就是在特定的建筑空间内用整体概念来制定结构总体方案,不仅能精确地计算和分析一个给定的分体系和构件,而且要有意识地利用总结构体系与各基本分体系之间的力学关系。
国际上公认的优秀结构设计,都是由一种或几种基本分体系有机地组合而成。
因此,要求结构工程师具有不懈追求完美的设计思想,同时要求具备丰富、踏实的整体结构概念和基本分体系的相互比较的能力。
浅析概念设计与结构措施在建筑结构设计中应用
的作用却是 比较大的, 并且在水平力的作用下 , 角柱轴力的变化幅度十分 大,
这就 需要 角柱 拥有 较大 的变 形性 能 。经常 采取 的方 法 即在设 计 中加大 角 柱 的
案设计 实 施 的过 程 当 中往 往 更加 依 赖 于设 计 手 册 、 设 计 规范 以及 模 仿性 的创 新, 但 是对 于 自主性 创 新亦 或 是 突破 性 创 新 总是 不 敢 轻 易去 尝 试 , 乃至 其 可
逐 渐 表现 出一 个发 展 多元 化与 需求 多 样化 的趋 势 , 这在 一定 程 度 上 给建 筑结 构 设计 提 高难 度 , 增 加一 些麻 烦 。 为确 保建 筑 工程事 业 的稳 定 发展 , 我们 必须
性 以及 防御不 均匀 下沉 。
2 ) 协 同作 业 理解 还表 现 于整个 结 构受 力 时 , 结 构 中 的各个 构 建部 分 可 以 同 时得 到一 个 较 高 的应 力水 平 , 特 别 是 在 多 高层 结 构设 计 之 中 , 应 当尽 可 能 地 防止 短柱 以及 层次 间 横梁 结构 不 同现 象 的出现 , 避 免各 受 力结 构 部件 处 在 不 同 的受 力水 平位 置 上。可是伴 随 着建 筑 物高 度 与层 数 的增 加 , 巨大 的水 平
负荷与竖向负荷会使得建筑底部层次间承载 自重力加大 , 进而使得建筑底层 呈 现 出越来 越 多 的短 柱 , 为有 所 成效 的 避免 短柱 出现 , 就 大截 面 柱 而 言 , 能 够
对 其结 构 设计 进行 周 密 的研讨 与分 析 。对 于建 筑 结构 设 计 而言 , 概念 设 计 与 使 用 在柱 截 面开 竖槽 的方 法将 矩 形柱 变 为 田形柱 ,进而 增 加基 柱 的 长细 比 , 长 短 梁 同 结 构 措施 堪 称其 根本 所在 , 并且 能 够在 很大 程 度上 反 映结 构 工程 师 的设 计 水 防止 短柱 的 大量 涌现 而 占据 建筑 T程 内部空 间 的现 象 现 。另外 , 时存 在 于 同一 框架 中 , 也 是 十分 不 利于 工 作 的 , 短跨 梁 在 水平 力的 作 用 之下 平 。具有 十 分重 要 的意义 。
试析建筑结构设计中概念设计的应用
试析建筑结构设计中概念设计的应用【摘要】随着科学技术的发展和时代的进步,我国人民的生活水平越来越高,对建筑结构设计也提出了更高的要求,这也就给建筑结构的设计带来了更大的压力。
为了提高建筑结构的设计水平,概念设计的思想被越来越多的设计师和设计单位所采纳。
文章试述了概念设计在建筑结构设计中的重要性,并重点探讨了建筑结构设计中概念设计的应用。
【关键词】建筑;结构设计;概念设计概念设计是结构设计的核心和灵魂,它贯穿于结构设计的全过程。
概念设计运用得好,能使结构满足建筑要求并以最快的方式将荷载传递到基础、地基中,创造更为安全、舒适的工作和生活环境,并节约材料和资金。
由此可见,在建筑结构设计中,充分的正确掌握设计概念,运用概念把控设计、计算过程,运用设计概念检验计算结果的可靠性,并能够运用概念对不可靠结构进行调整,是现代建筑结构设计的精髓,是做出完美建筑工程的前提。
1 概念设计的概念所谓的概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以做出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系,结构破坏机理,震害,试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。
运用概念性近似估算方法,可以在建筑设计的方案阶段迅速,有效地运载结构体系进行构思。
比较与选择,易于手算。
所得方案往往概念清晰,定性正确,易于手算,所得方案往往概念清晰,定性正确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的经济可靠性能。
同时,也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
2 概念设计的重要性概念设计是展现先进设计思想的关键,一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计,并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。
一般认为,概念设计做得好的结构工程师,随着他的不懈追求,其结构概念将随他的年龄与实践的增长而越来越丰富,设计成果也越来越创新、完善。
概念设计在建筑结构设计中的应用
浅谈概念设计在建筑结构设计中的应用【摘要】概念设计是通过无数的事故分析,历年来国内外建筑结构分析,模拟试验的定量定性分析以及长期以来国内外的设计与使用经验分析、归纳、总结出来的。
而这些原则、规定与方法往往是基础性、整体性、全局性和关键性的。
本文主要探讨概念设计在建筑结构设计中的应用。
【关键词】概念设计;建筑结构;安全建筑概念设计一般包括三个层次的内容与要求:(1)概念设计是根据人们在学习和实践中所建立的正确概念,运用人的思维和判断力,正确和全面地把握结构的整体性能,即根据对结构品性(承载能力、变形能力、耗能能力等)的正确把握,合理地确定结构的总体布置与细部构造。
(2)建筑计算是对地震作用进行定量分析,确定工程结构及构件的地震效应,再将地震效应与其他荷载组合验算结构及构件的强度与变形。
(3)建筑构造措施是指采用满足计算以外的措施,以保证结构整体性、加强局部薄弱环节等,保证建筑计算结果的有效性。
要使建筑物具有较好的建筑性能,首先应从大的方面入手,做好概念设计[1]。
一、结构概念设计的意义强调结构概念设计的重要性,旨在要求建筑师和结构工程师在建筑设计中应特别重视规范、规程中有关结构概念设计的各条规定,设计中不能陷入只凭计算的误区。
若结构严重不规则、整体性差,则仅按目前的结构设计计算水平,难以保证结构的建筑、抗风性能,尤其是建筑性能。
高层建筑设计尤其是在高层建筑概念设计中,应当非常重视概念设计。
这是由于高层建筑结构的复杂性,发生地震时地震动的不确定性,人们对地震时结构响应认识的局限性与模糊性,高层结构计算尤其是建筑分析计算的精确性,材料性能与施工安装时的变异性以及其它不可预测的因素,致使设计计算结果(尤其是经过实用简化后的计算结果)可能和实际相差较大,甚至有些作用效应至今尚无法定量计算出来。
因此在设计中,虽然分析计算是必须的,也是设计的重要依据,但仅此往往不能满足结构安全性、可靠性的要求,不能达到预期的设计目标。
述概念设计在建筑结构设计中的应用
述概念设计在建筑结构设计中的应用摘要:随着我国经济的增长,人们生活水平的提高,对于建筑的要求也有所提升。
我国的建筑业近年来获得了良好的发展机会,新技术、新工艺得到了广泛的应用,概念设计也也逐渐应用到建筑结构设计中。
传统的建筑设计已经不能满足现代建筑发展的需求,本文主要对概念设计在建筑结构设计中的应用时行探讨,希望概念设计对我国的建筑业的发展起到促进作用。
关键词:概念设计;建筑结构;意义中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:概念设计对当前建筑业的发展起到了很好的推动作用,也是时代发展的必然。
建筑设计师运用自己的知识、想象力以及创新意识来实现对工程的总体规划,这也是概念设计的很好体现。
一、概念设计的概念与步骤概念设计是一种实现结构设计的多样化要求的手段,是建筑设计师基于设计经验、设计理论以及将要建设的项目工程的特点,对建筑结构的抗震结构以及总体布局进行规划,并在建筑工程结构设计的初期对设计方案进行概念性的分析估算与比对。
这种设计方法具有定性准确、概念明确、便捷的优势,从而可以在实际应用中取得良好的经济效益。
一般可以将概念设计的步骤分为分析、综合以及评估三个不断向着满意阶段靠近的连续阶段。
其中分析阶段主要是对问题进行全方位的了解,但是存在着分析数据不完整与不准确的特点,为此表现出一定的模糊性质。
综合阶段是工程师将自己掌握的理论知识以及掌握的实际情况,利用自己的想象力以及创新意识实现工程设计规划。
最后评估阶段是一个比较选择最优方案的过程,可以说是一个循环实施的过程,直到得到满意的方案为止。
设计人员实施评估的过程中要借助于数据统计计算等工具,从而获得技术上以及经济上可行的方案。
二、概念设计在建筑结构设计中的应用1、建筑场地的合理选择。
建筑场地的选择作为设计前首要考虑的因素,同时也是一个对于建筑设计起着决定性与基础性的因素。
在进行建筑场地选择中一般要考虑到以下因素:防护距离、建筑退界、日照间距等。
概念设计在建筑结构设计中的作用
概念设计在建筑 结构设计 中的作 用
汤 浩 杰
中铁 隧 道 勘 测设 计 院 有 限 公 司
摘要 : 随着 近年 来建 筑结 构设 计 的不 断发展 , 越来 越 多 的计算 软件代 替 了以前 的手工 计 算。过 去 靠手 工计 算和 工程 实践 经 验获
l
得结 构概 念在 今 天被逐 渐 弱化 。 越 来越 多的结构 设计 工 程 师一味 的 依靠计 算机 分析 结 果 , 忽视 了结构概 念 设计 。 在 结构 设计 中用清 晰 的结构 概念 对 结构所 受的各 种作 用 的特 点 、 结构 计算 、 和构 造措 施 等 问题 进行 合 理 的分析 和判 断 , 利 用先 进 的结构 理论 、 结构 概念 使结 构设 计更 趋 合理 , 减 少或 避 免工 程 灾难 的发 生。
远 大 于杆 件 中 间截 面刚 度时 , 在 受力 模 型 中要作 为 刚域 处理 。对 于现 浇楼 盖
了人对 客 观世 界 的认识 能 力 。在 建 筑结 构设 计领 域 , 结 构 概 念是 结构 工程 师 对 结构 性 状和 行 为的理 解 和提炼 , 正确 并深 入 掌握 结构 概 念是 设 计 出一个 优 秀建 筑物 的前 提 。近 年来 随着 计算 机结 构分 析 软件 的应 用 与发 展 , 结构 设 计 师往 往运 用计 算 软件对 给 定 的计算 模 型进行 计 算分 析方 面 比较熟 练 。 但 是对 于实 际工 程要 建 立合 理正 确 的结构 模 型就 比较 困难 , 并且 往 往对 计 算机 得 出 的结 果 给予过 分 的信 任 。实 际上 由于 各种 原 因 , 计 算 软件 总 存在 着 一定 的 局 限性 、 适用 性 和近似 性 。 如温 度变 化在 结构 中 产生 的应 力 , 结构 受 力模 型与 实 力受 力 状况 的差 别 , 楼 板对 结构 刚度 的影 响 , 地 基 与上 部结 构 的相 互 作用 等 。 为 了更 好 的做 好 结构 设 计 , 结 构工 程 师 只有 深 入 了解 结 构 的工 作 机理 , 工 作
浅析建筑结构设计中概念设计的运用
1 在 建 筑 设 计 中 .概 念 设 计 至 关 重 要
它 反映了结构工程 师的水平 ,下面就 这个 问题谈 谈本人 的看法
算是基 于弹性理论 的计 算方法 ,而截面设 计却是 基 于塑性理 论的极 限状态设计 方法 ,这一 矛盾使计算 结果与 结构 的实际 受力状 态差之 甚远 ,为 了弥补这类计算 理论 的缺 陷 ,或 者实现 对实 际存在 的大量 无法计算 的结构构件 的设 计 ,都需 要优秀 的概念 设计 与结构 措施来
3 4 实施效果 .
赵 山渡 引水工 程 隧洞 进 1 洞脸 及 两侧 边坡 地质 条 2 t
不需注人砂浆 或锚 固剂。隧 洞两 侧在 设计 开 挖线 外 用 c . 7 5浆砌 块 石砌成原 开挖坡 面坡度 , 求与岩 面顶紧 。拱顶 设计 开挖线 外立 模 要 浇筑厚 5 c 0 m、宽 10c 0 m混凝 土圈 ,拱 圈基座 为 两侧浆 砌石 ,要 求
之 所以重要 ,还 在于在方案设 计阶段 ,初步设 计 过程是 不能借 助于 计算 机来实 现 的。这就 需 要结 构 工程 师 综 合运 用 其掌 握 的结 构 概
化 ,大部分结构 工程师 只会 依赖规 范 、设 计手册 、计 算机 程序做 习
惯性传统设计 ,缺乏创新 ,更 不愿 ( 敢) 创新 ,有 的甚 至拒绝 对 不 新技术 、新工艺 的采纳 ( 害怕 承担 创新 的责 任 ) 。大 部分 工程 师 在
师所接 受 ,并将在 结构设计 中发 挥越 来越大 的作用 ,概念 设计 必然会 成 为今后 结构设计 的主 流思 想。现 阐述 了概 念设 计和 概念设 计在 建筑 结构设 计 中的重要性 ,并重 点分析 了概 念设计在 建筑 结构设计 中的应用 。
关 键词 :结 构 设 计 ;概 念 设 计 ;措 施
概念设计在建筑结构设计中的应用分析
概念设计在建筑结构设计中的应用分析【摘要】近些年以来,建筑结构设计中逐渐兴起了概念设计,并且在现代建筑设计中概念设计得到了广泛的应用。
概念设计理念的不断发展以及日益成熟,推动了我国建筑行业的发展及进步,对建筑结构设计的创新和改革有着非常重要的意义。
本文针对我国建筑行业的发展现状,对建筑结构设计中概念设计的应用进行了简要的分析,旨在促进建筑结构设计水平的提高。
【关键词】建筑结构设计;概念设计;重要性;应用中图分类号:tu318文献标识码: a 文章编号:1. 前言随着科学技术的迅速发展以及时代的不断进步,广大人民群众的生活质量和生活水平得以逐步提高,并且也对建筑物的结构设计提出了更高的要求。
为了与人们不断增长的物质文化需求相满足,为了与广大消费者的迫切需求相满足,在建筑结构方面,我国的建筑行业的设计也得以发展与改革。
现阶段,国外先进设计理念对我国的建筑行业产生了较大的影响,我国的建筑结构设计人员以此为基础且结合设计经验,借助于概念设计的理念来设计建筑结构。
所谓概念设计具体指的是在未经过任何计算的基础上,尤其是在没有条件将精确的力学分析加以展开的前提下,或者是在没有明确定义设计规范的情况下,立足于建筑结构设计的整体,从而将设计工作展开。
概念设计给建筑行业注入了新鲜的活力,需要设计人员提起高度的重视。
2. 建筑结构设计中应用概念设计的重要性在以往传统的建筑结构设计工作当中,往往结构工程设计人员按照以往的设计经验,并经过不断的追求完善及归纳总结,从而在实际工作中实现设计理念及设计经验的创新和进步。
随着经验的不断丰富、时间的不断推移以及设计理念的逐步完善,所设计出的产品变得越来越成熟。
然而,因而诸多工程普遍的缺乏创新性,习惯于按照传统的设计手册及设计规范,并且借鉴以往的设计手法和设计风格,来将建筑结构设计工作展开,不仅缺乏对国内外先进设计理念和设计技术的高度重视,而且在设计中进行运用及改进,也常常只是忠于传统设计,对设计程序有着较强的依赖性,担心手工设计和创新会背离设计要求。
概念设计思想在建筑设计中的应用
1概 念设 计思 想的 提 出 所 谓的概念 设计~般指 不经数值 计算, 尤其在 ~些 难以作 出精 确理 性分析 或 在规范 中难 以规 定 的问题 中, 据整 体结构 体系 与分体 系之 间的 力学关 系、 依 结 构破 坏机 理 、震害 、试验 现 象和 工 程经 验所 获 得 的基 本设 计 原 则和 设计 思 想, 整体 的角度来 确定 建筑结 构 的总体布 置和 抗震细 部措施 的宏 观控制 。 从 运用 概念 性近 似估算 方法, 以在 建筑设 计 的方案 阶段 迅速 、有 效地 对结 构 可 体 系进行 构 思 、 比较 与 选 择,易 于手 算 。所 得 方案 往 往概 念 清 晰 、定性 正 确, 免后 期设计 阶段 一些 不必 要的 繁琐运 算 , 避 具有 较好 的 的经济可 靠 性能 。 同时 , 是判 断计 算机 内力 分析 输 出数 据可 靠与 否 的主 要依 据 。 也 概念 设计 的思想使 得结构 设计 的思 路得 到了拓 宽 。传统 的结构计 算理 论 的研究和 结构设 计似乎 只关注 如何 提高 结构抗 力R 以至混凝 土 的等级越 用越 , 高 , 筋量越 来越 大, 价越 来越 高 。结构 工程 师往往 只注 意到 不超过 最大配 配 造 筋 率, 结果肥 梁 、胖柱 、深 基础 处 处可 见 。 以抗 震 设计 为例 , 般 是根据 初 一 定 的尺寸 、砼等 级算 出结 构的 刚度, 由结构 刚度 算 出地 震力 , 后算配 筋 。 再 然 但是 大家知道, 结构 刚度 越大, 地震作用 效应越 大, 配筋 越多, 刚度越 大, 地震 力 就越 强。这样 为抵御地 震而 配的钢 筋, 增加 了结 构 的刚度, 而使地 震作 用效 反 应增 强。其 实, 为什么 不考虑 降低 作用 效应 S ? 目前在 抗震 设计 中, 呢 隔震 消 能 的研 究就 是一个很 好 的例 子 隔震 消能 的一般作 法是 在基础 与主 体之 间设 柔性 隔震层 : 加设 消能支 撑 ( 类似于 阻尼器 的装 置)有 的在 建筑物 顶部 装 ・ : 个 “ 摆 地震 时它 的位 移方 向与 建 筑物 顶部 的位移 相 反, 反 从对 建筑 物 的振动 加 大阻尼 作用 , 降低 加速度 , 少建筑 物 的位 移, 降低 地震 作用 效应 。合理 减 来 设 计可 降低地 震作 用效 应达 6 % 并提 高屋 内物 品 的安全 性 。这 一研 究 在 国 0, 内外 正广 泛 地 深 入 展 开 。 2协 同工作 与结 构 体系 协同工作的概 念广 泛存 在于工业产 品的 设计和制造 中, 对于任 ‘ 个工业 产 品, 我们 均不希 望其 在远 未 达到 其 设计 寿命 ( 负荷 、功 能) 它的 某些 部件 时, ( 或零件 ) 出现破 坏 。对 于建 筑 结构, 即 协同工 作 的概念 即是 要求 结构 内部 的 各个构 件相 互配 合, 共同工 作 。这不仅 要 求结 构构 件在承 载 能力 极 限状态 能 共 同受力, 同工作 , 协 同时达 到 极 限状态 , 要 求他们 能有共 同的耐 久寿 命 。 还 结构的协 同工 作表现在 基础 与上部结构 的关系 上, 必须视 基础与 上部结 构为 一 个 有机 的整体 , 能把两 者割裂 开来 处 理 。举 例而 言, 砖混 结构 , 须依靠 不 对 必 l梁 和构造柱将 上部 结构与基 础连接成 一个整体 , 凋 而不 能单纯依靠 基础 自身 的 刚 度来 抵御 不均 匀沉 降, 有 圈梁和 构造 柱 的设 置, 所 都必 须 围绕这 个 中心 。 对 协同工 作的理解 , 还在于 当结构 受力 时, 结构 中的各 个构件 能同 时达到 较 高的应力 水平 。在 多高层 结构 设计 时, 应尽 可能避 免短 柱, 其主 要 的 目的是 使 同层各柱在 相 同的水平 位移 时, 能同 时达到 最大承 载 能力, 但随着 建筑物 的 高度 与层数 的加大 , 巨大的竖 向和 水平荷 载使 底层柱 截面越 来越 大, 从而造 成 高层建筑 的底部数 层出现大 量短柱, 了避免这 种现象 的出现, 为 对于 大截面柱 , 可以通过对 柱截面开竖 槽, 使矩形柱 成为 田形 柱, 从而增 大长细 比, 避免 短柱 的 出现, 这样就 能使 同层 的抗 侧力 结构 在相近 的水 平位移 下, 达到最 大 的水平承 载力 ; 而对于 梁 的跨 高 比的限制 , 一般 还没有 充分 认识 到 。实 际上与 长短柱 混 杂的效果 一 长 、短梁在 同一 榀框 架 中并存 , 是极 为不利 的, 样, 也 短跨梁 在水
概念设计在结构设计中的应用
科
概念设计在结构设1 大庆 市城 建 开发设 计 院 , 黑龙 江 大庆 130 2 大庆 市规 划建 筑设 计研 究 院 , 江 大庆 13 0 ) 60 0 、 黑龙 60 0
摘 要: 概念设计是在头脑中形成的反映对象本质属性的思维形式, 它是将所感知事物的共同本质特点抽象出来加以概括而形成。针对 I l f 前建筑结构 设计 3中墨守成规的现象, - " 提倡采用概念设计思想来促进结构工程师的创造性, 推动结构设计的发展。结合工作 实 , 践 针对框一 剪结构这一应用极为广泛的 结构形式, 对概念设计在框一 剪结构设计 中的应用进行了 探讨 。 关键词: 概念设计; 结构设计; 剪结构 框一 地震输入能量; 另一方面利用赘余杆件 的破坏和 周边”均匀、 。 分散是要求剪力墙的片数多, 每片的 1概念设计的涵义 使整个结构从一种稳定体系过渡到另 刚度不要太大, 也就是说布置很多片短的剪力墙; 所谓 的概念设计一般指不经数值计算 , 尤其 退出工作, 在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规 种稳定体系, 实现结构周期的变化 , 以避开地震 并且在楼层平面上均匀布开不要集中在某一局部 一方面 , 剪力墙对称布置可以避免和减少建 定的问题中, 依据整体结构体系与分体系之间的 动卓越周期长时间持续作用所引起的共振效应。 区域。 来减轻建 筑物受到的扭矩。 另一方面, 剪力墙沿周边布置可 力学关 系、 结构破坏机理 、 震害、 试验现象和工程 这种通过对结构动力特性的适当控制 , 经验所获得的基本设计原则和设计思想 , 从整体 筑物的破坏程度,是对付高烈度地震的一种经济 以最大幅度地加大抗扭转 的内力臂 , 提高整个结 构的抗扭能力。 经过讨论, 大家一致同意剪力墙沿 的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措 有效的方法。 施的宏观控制。 运用概念性近似估算方法 , 可以在 2 . 3妥善处理非结构部件 周边布置。 3 . 2剪力墙的平面位置 建筑设计的方案 阶 段迅速 、 有效地对结构体系进 非结构部件一般是指在通常结构分析中不考 地震等侧力荷载的部件 , 般情况下 , 剪力墙宜布置在下述的各个部 行构思、 比较与选择, 易于手算 。 所得方案往往概 虑承受重力荷载以及风 、 框架填充墙, 建筑处围墙板 , 楼梯等。 实 位 : 念清晰、 定性正确 , 避免后期设计阶段一些不必要 如内隔墙 , 在地震作用下, 高层建筑中的这些部件或多 3 .竖向荷载较大处。 .1 2 这样可以获得三点好 的繁琐运算 , 具有较好的的经济可靠性能。同时, 际上 。 也是判断计算机 内 力分析输出数据可靠与否的主 或少地参与工作, 从而改变了整个结构或局部构 处:较大重力荷载 引起的较大地震作用 。 a . 可以直 h 要依据。也就是说概念设计是工程师运用思维和 件的用度 , 4 承载力和传力路线。 造成未曾估计到的 接传到剪力墙上. 剪力墙承受很大的弯矩和剪 在钢筋混凝土框架体系的高层建筑中, 力 , 有了较大轴向压力来平衡 , 可以减小墙体的拉 判断力 , 根据从大量震害经验得出的结构抗震原 局部震害。 则, 从宏观上确定结构设计 中的基本问题。因此, 这些影响最为普遍。 应力, 并提高墙体的受剪力承载力|可以避免使 c . 2. . 1砌体填充墙的抗震作用 : 使结构刚度 用较大截面梁、 框架来承担较大的竖向荷载。 3 a . 柱的 工程师必须从 主体上了解结构抗震特点 , 振动中 结构的受力特征, 抓住要点 , 突出主要矛盾 , 增大 , 振周期缩短, 用正 自 水平地震力增大 3 % 5%。 0 一0 3. .2平面形状变化处或楼盖水平刚度剧变 2 确的概念来指导概念设计 , 才会获得成功。 由于概 b . 了结构的地震剪力分布状况 。. 改变 c 砌体填充墙 处。这样可以消除地震时在该部位楼板 中引起的 念设计包括的范围极广,因此不仅仅要分析总体 具有较大的抗推刚度 , 限制了框架的变形 , 从而减 应力 集 中效应 。 方案确定的原则 , 还要顾及非材料的正确使用和 小了整个结构的地震侧移幅值 。 3. 。 3楼梯问、电梯间 以及楼板较大洞 口的 2 关键部位的细部构造。但是首先和最重要的还是 2. .2柱端震害, 3 在地震中。 角柱上端被嵌 砌 两侧。 根据本工程特点 , 剪力墙 的 平面位置布置在 结构总体概念设计、 材料选型和细部构造等问题 , 于框架间的砖墙顶断。 这是典型的柱端震害。 在框 竖 向荷载较大处。 这些设计原则和结构概念中, 较为重要的是结构 架体系设计中必须考虑, 并采取恰当的预防措施。 33剪力墙最大间距 . 在框一 剪体系中, 剪力墙是主要抗震构件 , 承 总体设计。 2 . 形成短柱破坏。 .3 3 采用钢筋混凝土框架的 2 结构总体设计的注意要点 高层建筑, 就框架柱的受力状况和破坏形态而言, 担着 8 %以 O 上的地震力; 框架是次要抗震构件, 仅 21延 性耗 能 . 般情况下属于长柱。由于窗裙墙对框架柱的刚 承担加%以下的地震力 。 要保持框一剪体系这一 在建筑结构的整体设计上要注意加强薄弱 性约束 , 减短了柱的有效长度 , 使它变成了短柱, 结构特性, 剪力墙为侧 向支撑的各层楼盖 , 以 在地 环节, 尽量做到等强度 。同时 , 应使建筑结构在一 承担的地震力大增 , 发生剪切破坏 。因此 , 采用贴 震力作用下的水平变形就需控制在很小数值范围 个恰当的部位能消耗大量的能量 , 在具体设计中 砌围护方案或墙、柱柔性连接方案都是 防止短柱 以内,使框架的侧 向变形与剪力墙大致相同。否 即为各式各样的梁 ,如框架梁、联肢墙的连肢梁 破坏的有效手段。 否则沿柱的全高 , 柱身箍筋的配 则 , 就需要通过空间分析来考虑楼盖水平变形所 等。 结构延性一般用延性系数表示, 它表示的是结 置均应符合短柱的规定。这一点 , 在施工图中, 应 引起 的框架剪力增值。 在实际工程 中, 剪力墙间距 般在 2 B及 3m以内。有 3 m长的一段无剪 . 5 0 0 构极 限变形( 、 位移 转角、 曲率) 与屈服变形的比值, 当说明清楚。 也可以分别用位移延性系数,转角延性系数等来 3案例 讨论 力墙 的自由布置空间 , 完全可以满足建筑功能的 表示 , 该比值越大 , 结构的延性越好。在设计上为 某项 目 情况 : 地上 3 层共 10 , 4 2 m 地下共 3 要求 。 提高钢筋混凝土梁的延性 , 一般采取以下措施: 层, 其中地下第 3 层为 5 级人防。 该结构为超高层 4结论 2 . 首先应选取合适的梁截面尺寸 ,以获 结构 , .1 1 框架一 剪力墙结构体系。其中在地上第三层 2 世纪是 自 1 主创新的时代 , 作为结构设计的 得合适的配筋率 , 避免梁受拉筋过多或出现超筋 。 有局部框值转换。 在方案设计阶段 , 框架的轴线尺 推动者和执行者, 结构设计师要想提高设计效率 , 因此 ,对地震区梁的配筋率要大大低于一般梁的 寸己经 由建筑确定,粱柱截面尺寸根据竖向荷载 就必须加强概念设计 的学习和应用 , 在方案设计 最高配筋率。 及粗估的水平地震作用效应确定。最后问题是剪 阶段就主动与建筑师合作, 自 用 身拥有的结构体 2. . 2粱上部( 和下部( 1 跨中) 端部) 配置适量的 力墙如何布置、 数量多少。 这是一个关系到结构安 系功能及其受力、 变形特征的整体概念去构思结 受压筋。 全和技术经济合理性 , 并体现出体 系优越性的关 构总体系 , 并以承载力 、 刚度和延性来主导总结构 213提高梁混凝土强度等级,采用中低级 键性环节。 .- 所以结构工程师在方案设计 阶段都积 体系和分体系之间的关系的概念设计。 钢筋对延性有利。 极参与 , 并根据适宜刚度概念算出剪力墙的面积, 2. T .4 形梁比矩形粱延性好。 I 结合建筑要求设计出经济合理的方案。 21 .. 5注意加密箍筋。地震区钢筋混凝土梁 3 . 1剪力墙的布置 的位移延性系数一般要求不得低于 4 。 般情况下,剪力墙应在纵横两个方 向同时 22多道防线设计 . 布置 , 并使两个方 向的自 振周期 比 较接近。 在非抗 现在有一种新的抗震概念: 当建筑结构受到 震设计的条件下,也允许 只设横 向剪力墙而不设 强烈地震动主脉冲卓越周期的作用时 ,一方面利 纵向剪力墙�
概念设计应用于建筑结构设计的分析
地震灾害表明 , 建筑 的破坏 , 不仅与建筑本 身的抗 震性能有 于带大底盘 的高层建筑 ,应该着重提高主楼与裙房项面相衔接 对于其他 不规 则立面高层建筑 , 应着 重加 关, 还与建筑物所在场地条件有关 。相应地 , 应选择 对建筑抗震 的楼层 中构件 的延性 ;
量计算出来。因此在 设计 中, 虽然分析计算是必须 的, 也是设计 提 高结构的抗侧移刚度, 往往是 以提高工程造价及降低 结构 的重要依 据, 但 仅此往往不能满足 结构安全性 、 可 靠性 的要求 , 延性指标为代价的。要使建筑物在遭受强烈地震时具有很强 的 不能达到预 期的设计 日标, 还必须非常重视概念设计 。从某种意 抗倒塌能力 ,最理想的是使结构中的所制 。
的建筑结构 , 应从结构计 算、 内力调整 、 采取必要 的加强措施 等
强调概念设计的重要 , 主要原因有 : ①现行 的结构设计理论 多方面 加以仔细考虑 ,并对薄弱部位采取有 效的抗震 构造 措施 与计算 理论存在许 多缺 陷或不可计算性 ,比如对 混凝土结构设 以保证建筑的整体抗震性能 。
. 2 建筑 平 立面的布 置 计 算 ,尤 其 在 一 些 难 以 作 出 精 确 理 性 分 析 或 在 规 范 中难 以规 定 2 建筑 的平 立 面 布 置应 符 合 概 念 设计 的要 求 , 不 应 采 用严 重 不 的 问题 中 , 依据 整体 结构 体 系 与 分 体 系 之 间 的 力 学 关 系 、 结构破
严格按照 《 抗 规》 G B 5 0 0 1 1 - 2 0 1 0第 3 . 4 . 3 条, 第3 . 4 . 4 坏机理 、 震害、 试验现象和工程经验所获得的基本 设计 原则和设 规 则 的方 案 。 条及 《 高规》 第 3 . 4 . 3条对不规则结构进行控制 。对 于一些不规则 计 思想 ,从 整 体 的角 度 来 确 定 建 筑 结 构 的总 体 布 置和 抗 震 细 部
对建筑结构设计中的概念设计探讨
对建筑结构设计中的概念设计探讨随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求。
安全、适用、可靠、经济是建筑结构设计当务之急。
这则需要工程界和教育界的共同努力,而推广概念设计思想是一种有效的办法。
本文就建筑结构设计的概念设计定义、应用研究及发展进行了分析。
一概念设计的定义结构设计分为理论设计和概念设计。
理论设计是结构工程师在对结构进行计算模型的假设及受力状态假定的前提下,根据计算理论和规范对结构进行计算分析和设计;概念设计是指不经数值计算,尤其在一些难以做出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。
二概念设计的应用与研究⑴概念设计来完善计算理论的局限性。
现在结构计算理论存在一些缺陷或不可计算性,按照现行的设计理论得到的结果只存在控制解,不存在精确的解。
我们非常清楚知道结构计算分析一般分三步来进行的:①按照结构布置确定荷载;②选择合理的结构体系,确定计算模型,进行构件内力计算与组合;③选择控制截面,进行截面设计,验算构件、结构的强度、刚度、稳定性。
⑵辅助设计软件的应用。
许多设计人员完全依赖计算程序的分析,而把结构设计的基本理论与概念设计的相关内容全部抛在一边。
主要的原因是我国的大规模的基本建设和大量高层建筑的起步始于上个世纪八十年代中后期,当时,计算机技术已步入成熟期,我国的结构设计工程师还未亲身体验到结构分析尤其是对高层结构计算分析的极其繁重性,就不知不觉的从一次技术革新中解放出来,使我国的结构工程师们缺少必要的警觉,对采用人工计算和运用概念处理复杂的结构问题未给予足够的重视,就把计算分析的“控制解”当成了“精确解”。
⑶结构方案设计阶段要更注重概念设计。
凡是概念设计做得好的工程师,才能创造出富有创新及功能合理、造价低的优秀作品。
概念设计在建筑结构设计中的意义分析
3 . 3结 构的 竖 向布置
建 筑结 构 的竖 向布 置应 该 满足 其使 用 功能 , 同 时要 保证 其 结构 安 全 的要 求 。竖 向传 力 体系 的设 计要 在 建筑 不超 过 规定 高 度 的前 提下 进行 , 高 层 建筑
除 了满 足设 备 用 房 和 地 下停 车 的需 求 , 要 起 到 降 计; 可行性评估是对方案进行审核评估的过程 , 该过程要借助数据的统计 和 必 须 有相 对 应 的锚 固 深度 , 这样 能 提高抗 震 和抗 倾 覆性 能 。建 筑 竖 向布 置包 括 竖 向 计算工具 , 以评估方案在技术上和经济上可行性 ; 三个步骤实际上是一个循 低 建 筑重 心 的作用 , 传 力 体系 和 竖 向形 体 两种 设计 , 在 竖 向传 力 体 系设 计 中 , 要 注 意一 下 几个 要 环, 在 不 断 的分 析 、 设计、 评 估 中找 出最 佳方 案 。 求: ( 1 ) 控 制建 筑 物 的高 度 比率 ; ( 2 ) 抗 侧力 结 构 刚度 应 逐 渐从 基 层 向顶层 过 2 . 2概念 设 计 的设计 原 则 避免 竖 向 刚度 出现 突 变 , 以达 到 避 免刚 度 突 变造 成 的水平 荷 载 能 力 的削 ( 1 ) 综合考虑原则 。 建筑结构概念设计过程中, 要综合考虑整体建筑的结 渡 , ( 3 )如使 用功 能 的要 求不 能避 免 刚度 的较 大 变化 ,则须 设 置相 应 的 转换 构特 点 和基 本 要求 , 设 计 合 理化 的方 案 。结 构设 计 时 要充 分 考 虑本 土 的 自然 弱 ; ( 4 ) 高层 建 筑要 保 证一 定 的锚 固深 度 , 一 方 面方便 设 备 用房 和 地下 停 车使 环境、 人文环境、 地质类型等条件 的限制 , 此外还要考虑相邻建筑物 、 荷载以 层 ; 用, 同时 起 到降低 建 筑重 心 的作 用提 高抗 震 和抗 倾覆 的性 能 。而 在竖 向形体 及施 工 条件 等 各种 因素 的影 响 。 ( 2 ) 功能 合理 原则 。结 构设 计要 尽 可能 确保 结 构 、 建筑 、 设备 和施 工手 段 之 间 的功 能 不受 影 响 , 协 调 各个 构 件 的 受 力关 系 , 起 到 分 担 自重 和 外 部荷 载 的作 用 , 保证 其 功能 的合 理 性和 整 体效 益 。建筑 的外 形 和 内部结 构 应 保持 协 调, 同时 不能 对建 筑 使用 功 能造 成影 响 , 一 般 可采 用 对称 结 构 、 连 续 变 形 和协 调 受力 和 变形 三种 手 法来 保 持建 筑 的功 能合 理 。
建筑结构设计中概念设计的应用何俊
建筑结构设计中概念设计的应用何俊发布时间:2021-09-13T06:53:44.791Z 来源:《建筑科技》2021年9月下作者:何俊[导读] 概念设计大体上分为建筑概念设计和结构概念设计两部分,两者相互影响又相互融合。
结构概念设计是结构工程师根据自身对结构概念的理解结合实际工程经验,进行建筑和结构的总体布局并确定细部构造的过程。
四川省建筑设计研究院有限公司何俊四川成都 610000摘要:概念设计大体上分为建筑概念设计和结构概念设计两部分,两者相互影响又相互融合。
结构概念设计是结构工程师根据自身对结构概念的理解结合实际工程经验,进行建筑和结构的总体布局并确定细部构造的过程。
关键词:概念设计;规则性;多道防线;延性1.方案构思阶段建筑和结构是密不可分的,结构工程师通过与建筑师充分沟通,深入理解建筑师的设计意图和设计理念,综合考虑实用、美观、经济、结构方案合理等因素,确定合理的结构体系,具体体现在以下方面:(1)实地踏勘现场,对项目所在地的自然条件(如:抗震设防烈度、基本风压、水文地质情况、地形地貌)进行了解;(2)对建筑方案要求的建筑功能、使用主体、立面风格进行深入了解,初步确定结构方案;(3)根据结构方案进行试算,初步确定主要竖向构件、抗侧力构件、耗能构件、水平受力构件的尺寸和位置,以便于建筑专业对空间尺寸、通风采光、消防等各方面的功能要求进行深化;2.抗震概念设计的基本内容2.1场地选择地震对建筑物的破坏是通过场地、地基和基础传给上部结构的,同时,场地、地基和基础又上上部结构的支撑体。
不同的场地条件下,建筑物的震害是有明显不同的,选择有利的场地进行建设,就能大大减轻地震灾害。
但是实际工程实践中,建设用地的选择收到诸多因素的制约,除了有重大危险的场地以外,都会作为建设用地使用,这就需要根据不同的场地情况,对建筑物采取适当的加强措施。
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011)的规定,抗震的有利地段指的是地势平坦、开阔,有稳定基岩坚硬土层或密实均匀的中硬土层的地区;抗震不利地段指的是在地震作用下,对地震作用有放大的地形或者地震作用下可能出现地基较大变形、失效的地区(例如软土地区、液化土层、河岸和边坡边缘等);危险地段指的是地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、泥石流等破坏情况的地区。
建筑结构设计中概念设计的应用
建筑结构设计中概念设计的应用唐述桥摘㊀要:目前ꎬ建筑工程的施工工序相对繁杂ꎬ结构设计作为其中关键组成部分ꎬ不仅决定了建筑工程能否顺利实施ꎬ还是后续建筑施工的坚实依据ꎮ除此之外ꎬ为了在最大限度上确保建筑工程自身功能得以发挥ꎬ还要确保建筑工程中的各项目做到相互配合ꎬ从而进一步保障工程的质量性与安全性ꎮ同时ꎬ这些要求促使建筑结构设计标准变高ꎬ施工单位各部门的工作进度要严格依照工程结构设计进行施工ꎬ才能确保多各项目一起稳步推进ꎬ为建筑工程质量打下坚实基础ꎮ关键词:建筑结构设计ꎻ概念设计ꎻ应用一㊁引言随着基础设施建设的全面开展ꎬ建筑行业获得良好发展ꎬ建筑质量与建筑技术获得相应的提升ꎬ同样也对建筑结构设计有着更为严格的标准ꎮ基于此种背景下ꎬ概念设计基于自身优势特性在建筑结构设计中获得有效应用ꎮ概念设计从思想㊁方法与理论等方面ꎬ均为建筑结构提供良好的技术平台ꎮ所以ꎬ概念设计与结构措施在建筑结构中的应用ꎬ有着非常重要的作用和影响ꎮ二㊁建筑结构设计中应用概念设计的必要性(一)概念设计有助于建筑结构设计方案的优化将概念设计用于建筑结构设计中ꎬ通过将建筑的整体架构建立起来ꎬ在研究的过程中采用对比方法ꎬ使得结构设计方案更加合理ꎬ还起到完善建筑结构的作用ꎮ应用概念设计的时候ꎬ设计人员要从整体的角度出发考虑建筑结构ꎬ对于设计的整体框架充分考虑ꎬ使得设计量减少ꎬ设计压力也逐渐减小ꎬ人力资源和物力资源的投入量减少ꎮ另外ꎬ将概念设计引入到建筑结构设计中ꎬ结构设计方案更加科学ꎬ具有较高的合理性ꎬ由此提高建筑工程质量ꎮ(二)概念设计有助于建筑结构设计方式的创新建筑结构设计需要积累大量的资料ꎬ设计人员要有丰富的设计经验ꎬ选择合适的设计方法ꎬ采用创新思维展开设计并对于结构设计不断完善ꎮ概念设计中在提高设计效率ꎬ以获得良好的设计效果ꎬ具体的设计工作中ꎬ借鉴以往的建筑工程实际设计情况ꎬ不断地总结并做好归纳ꎬ将设计思路制订出来ꎬ并从建筑结构设计的实际出发不断完善ꎬ将最优的设计思路用于建筑结构设计中ꎮ采用这种方法可以扬长避短ꎬ避免建筑结构设计中产生类似的问题ꎬ实现建筑结构设计优化ꎮ发挥概念设计的指导作用展开建筑结构设计ꎬ设计人员针对设计理念相互交流ꎬ新的设计灵感被激发出来ꎬ使得设计方案实现创新ꎬ而且符合建设要求ꎮ三㊁概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用(一)选择合理的结构方案合理的结构方案中应该包含科学合理的结构形式和体系ꎬ该结构体系必须受力明确ꎬ具有清晰和简便的传力系统ꎮ在高层建筑平面设计中ꎬ必须注重概念设计ꎬ在设计方案阶段就应该先保证所设计的方案是完全符合受力要求的ꎮ合理的结构方案是开展结构概念设计的前提ꎬ而结构方案想要更加科学合理就需要满足和调节建筑要求ꎬ和水暖㊁供电等其他专业进行协商ꎬ然后确定结构选型和结构方案ꎮ结构体系选择时应考虑地震作用的大小ꎬ选择合适的结构形式ꎮ结构概念设计可以从平面和竖向分别考虑ꎮ(二)在建筑平面设计中的应用随着我国建筑行业的不断发展ꎬ高层建筑和超高层建筑在城市化建设中也更加频繁出现ꎬ而高层建筑平面设计的合理性对保障施工质量具有重要作用ꎬ因此必须在平面设计环节分析和预判各种影响因素ꎬ确保建筑项目的顺利推进ꎮ在建筑平面设计中应用概念设计ꎬ设计人员需要明确建筑的各项性能指标ꎬ结合概念设计的类型和结果等对结构设计做出相应的调整ꎬ尽量将风荷载对建筑结构设计的影响控制在最小的范围内ꎬ提升建筑的抗风性能ꎮ要想达到这一目的ꎬ则需要在进行施工之前对风荷载等级进行检测ꎬ根据检测结果审核建筑平面设计的合理性ꎬ为建筑工程顺利施工奠定基础ꎬ从而达到提升建筑整体质量和综合性能的目的ꎮ(三)竖向设计高层结构抗侧力结构的刚度应从下往上逐渐过渡ꎬ避免因为突变而减弱了对水平荷载力的抵抗能力ꎮ竖向设计时可以通过 刚柔并济 的方法加强某些构件ꎬ减弱某些构件ꎬ如美洲银行大厦ꎬ通过设置较大刚度的束筒和较弱的连梁ꎬ达到很好的消能减震的作用ꎮ另外ꎬ结合建筑的要求ꎬ结构可以进行适当创新设计ꎬ如深圳万科中心设计采用斜拉索的结构形式ꎬ采用了类似于斜拉桥的设计方法ꎬ在首层形成了连续大空间ꎮ(四)基于场地情况选择建筑基础结构位于选定建筑区域ꎬ开展勘测设计ꎬ应根据建筑形式以及区域地形ꎬ对建筑基础做出科学合理的选择ꎮ建筑基础通常涵盖桩基础与箱型基础等ꎬ箱型基础具有良好的整体刚度ꎬ能够对荷载均匀分解传递至下部结构ꎬ确保建筑更加安全稳定ꎬ避免由于受力不均匀的情况ꎬ产生基础沉降ꎬ可以使建筑抗震性能得到有效的增强ꎮ桩基础作为建筑基础结构的不同形式ꎬ该结构通常在地表松软或是荷载相对交的高层建筑较为多见ꎮ该种形式基础结构ꎬ可以对上部产生的荷载传递至下部ꎬ并分散至土壤ꎬ保证建筑更加安全㊁稳定㊁可靠ꎮ(五)对钢结构的优化目前ꎬ在建筑行业中通常会用到钢结构ꎬ其不仅可以增强构件结构的质量ꎬ还可以确保在最大限度上运用空间ꎮ另外ꎬ钢结构具备高强度的特征ꎬ与混凝土结构进行搭配ꎬ能够将结构轻的优势发挥出来ꎬ还可以显著提升建筑结构的强度ꎮ钢和混凝土结构组合可以很好地预防混凝土结构变形ꎮ在实际设计的时候ꎬ结合工程建设实际情况与需求来进行科学化设计ꎬ从而促进整体工程结构设计更为科学化ꎮ四㊁结语随着近些年来建筑项目数量的增加ꎬ人们对建筑结构设计也提出了更高的要求ꎮ概念设计是当下建筑结构设计中新兴的一种设计手段ꎬ并且也获得了相关行业人士的认可ꎬ具有较高的应用价值ꎮ在建筑结构设计中应用概念设计ꎬ有利于强化建筑整体的安全性和稳定性ꎬ进而为人们提供一个更加宜居的居住环境ꎬ提升人们的生活质量ꎮ参考文献:[1]李男.建筑结构设计中的概念设计[J].居舍ꎬ2019(34):95.[2]刘万民.建筑结构设计中的概念设计及结构措施[J].住宅与房地产ꎬ2019(25):80.作者简介:唐述桥ꎬ广东博意建筑设计院有限公司济南分公司ꎮ231。
建筑结构设计中概念设计的应用探讨
是 力 求 使 设 计 方 案 安 全 、 靠 、 济 、 理 , 一 个 优 化 的过 可 计的体 现
2 1 概 念 设 计 在 结构 设 计流 程 中 的体 现 .
结 构 设 计 的 流 程 一 般 分 为 三 个 部 分 :前 期 的 方 案 选 择 、 中期 的结 构 计 算 阶段 及 后期 的施 工 图绘 制 阶段 。这 三 个 阶段 都 发 挥 着 重 要 的作 用 。 ( ) 理 选 择 结 构 方 案 。 一 个 成 功 的设 计 必 须 选 择 一 个 1合
构 的 总体 布置 方案 。二 是 在 理 论 设 计 过 程 中综 合 考 虑 各 方 面
因 素 对 结 果 的 影 响 , 判 断 理 论 设 计 的 准 确 性 , 对 一 些 工 以 并
程 中难 以 作 出 精 确 分析 或在 规 范 中 未 精 确 规 定 的 问 题 , 据 根 实 际经 验 采 用 一些 结 构 构 造 措施 进 行 处 理 。概 念 设 计 的 目的
( ) 择 合 适 的 场 地 。地 震 造 成 建 筑 物 的破 坏 情 况 是 各 1选 不 相 同 的 。一 是 由 于 地震 时 地 面 强 烈 运 动 , 建 筑 物 在 震 动 使 过程 中. 丧失整体性或强度不 足 、 形过大而破坏 : 是 由 因 变 二 于 水 坝 倒 塌 、 啸 、 灾 、 炸 等 次 生 灾 害 而 造 成 ; 是 由 于 海 火 爆 三 断 层 错 动 、 崖 崩 塌 、 岸 滑 坡 、 层 陷落 等地 面 严 重 变 形 直 山 河 地 接 造 成 。前 两 种 可 以 通 过 工 程 措 施 加 以 防 治 , 后 一 种 情 况 , 而 单 靠 工 程 措 施很 难 达 到 预 防 的 目的 。 因此 , 择 工 程 场 址 时 , 选 应 进 行 详 细 勘 察 。 搞 清 地 形 、 质 情 况 。 选 对 建 筑 抗 震 有 地 挑 利 、 可 能 避 开 对 建 筑 抗 震 不 利 的地 段 。 任 何 情 况 下 均 不 得 尽 在 抗 震 危 险 地 段 建 造 可 能 弓 起 人 员 伤 亡 或 较 大 经 济 损 失 的 l
概念设计在建筑结构设计中的应用
概念设计在建筑结构设计中的应用【摘要】建筑结构的概念设计充分反映工程师的设计理念及其专业技术水平。
本文中,笔者首先分析概念设计的几点设计原则,然后介绍建筑结构的简化计算,最后探讨概念设计在建筑结构设计中的具体应用。
【关键词】建筑结构;概念设计;应用一、前言建筑结构设计中,概念设计充分结合了经验与理论,是设计人员在实践经验和理论知识的基础上所形成的结构设计的新的设计方法,既符合理论的科学性,又结合施工实际,充分反映了工程师的设计理念及其专业技术水平。
结构工程师在应用概念设计时,应概念性地分析、比较建筑结构设计,结合建筑功能,优化建筑结构的总体布局。
二、概念设计的原则概念设计可充分体现结构工程师的设计思想,在进行结构概念设计时,工程师应遵循以下几个原则。
1.优化选型原则结构概念设计的关键在于确定主体结构体系及其联系,主要需考虑两点,通过比较优化选择结构体系和结构布置。
对于结构体系,应掌握各类基本构件的特征,结合实际环境条件、使用、建筑和荷载情况,选择适用的基本构件,确定构间间的联系,形成基本结构单元,确定各自支承做法,然后采取线型、平面、叠合、交叉等集合形式,集合基本结构单元,形成主要结构体系。
对于结构布置,应在满足功能要求和建筑意向的基础上,选择最优的楼屋盖水平系统、柱墙竖向支承系统以及基础系统。
应充分考虑各种布置的承载能力、竖向和侧向变形、支承做法、地质条件等,比较各自结构问题的合理性和优越性,确保平立面的规则和对称,实现良好的整体性,竖向剖面应在规整的基础上,保证侧向刚度的均匀变化,适宜自下而上递减,应避免突变。
2.空间作用原则应结合各建筑部分结构的空间作用,还原本来的结构面貌。
建议有意识地利用构件间的空间关系,实现建筑结构的更大刚度,同时减小内力,实现良好的受力效能好。
3.合理受力原则结构概念设计中应充分利用力学原理处理结构构件的一般受力分析问题。
对于受力和变形,均匀受力比集中受力好,空间作用比平面作用好,多跨连续比单跨简支好,刚性连接比铰接好,传力简捷比传力曲折好,超静定的受力体系比静定的受力体系好,应尽量避免不明确的受力状态,应充分利用结构的对称性、刚度的相对性、变形的连续性和协调性,综合分析各部分构件的直接受力状态和整体结构的宏观受力状态,关注主要的受力状况及其变形,忽略次要的受力状况及其变形。
建筑结构设计中概念设计的应用
建筑结构设计中概念设计的应用浅析摘要:进入“十二五”发展阶段以来,我国建筑事业得到了一定的改善和提升。
但与世界先进水平还存在一定的差距,还需要我们共同的努力。
鉴于概念设计在建筑工程质量方面具有的重要性,笔者将本文取名为《建筑结构设计中概念设计的应用浅析》。
首先就对建筑结构设计中的概念设计进行了概述;其次分析了建筑结构设计中整体方案的概念设计;再次浅析了建筑结构设计中概念设计的应用;最后对全文进行简单的总结。
旨在与同行交流,不断提升建筑结构设计水平,提高建筑结构设计质量,从而确保整个建筑工程质量达标。
关键词:建筑结构设计;概念设计;抗震设计;应用abstract: in the “5 years plan of 12th” stage of development since, our country building business got certain improvement and ascension. but with the advanced world level there were differences of need to our efforts. in view of conceptual design in the construction engineering quality of the importance, the author in this paper named for the building of conceptual design in the structural design of the application according to the “. first is the structure design of the concept design summarized; secondly analyses the architecture in the structural design of the overall program concept design; again the building according to theconceptual design in the structural design of the application; the last of the full text summarizes briefly. with partners to exchange, and constantly improve building structural design level, and improve the quality of structure design, so as to ensure that the whole construction engineering quality standards.keywords: building structure design; the conceptual design; seismic design; application中图分类号:s611文献标识码:a 文章编号:在现代建筑工程中,关系建筑工程质量的主要因素就是设计和施工方面的因素。
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建筑结构设计中概念设计的应用分析
摘要:随着科技水平的不断发展,建筑施工技术水平也将不断提高。
概念设计成为当前建筑结构设计的主要趋势必将具有更加广阔的发展空间。
本文从概念设计介绍、概念设计在建筑结构中运用的原则,以及结构概念设计在建筑结构设计中的作用这三个方面对当前建筑结构设计中概念设计的应用进行阐述。
关键词:建筑;结构设计;概念;设计
随着社会的不断发展,人们生活水平逐渐提高,城市发展的需要,现代建筑向大规模和复杂化发展。
结构分析计算软件在工程设计时应用较为广泛,结构工程师的当前的首要任务是如何解决计算模型的合理性和计算结果的可靠性,而概念设计是解决这类问题的关键。
“概念”指的是“反映对象的本质属性的思维方式”是“人们通过实践,从对象属性,以其独特的属性概括而成”。
在建筑结构中的设计概念是建筑结构各种情况下的一般规律。
设计师应以概念设计理念贯穿结构的选型、计算、布置到细节处理的全过程,根据实际情况,总结实践经验,对遇到的问题,制定详细的措施,合理分析、及时的处理,以最直接的方式对荷载进行传递,创造一个更安全、舒适的工作环境,并节省材料和金钱。
设计必须选择—个经济合理的,且切实可行的结构形式和结构体系。
结构体系应该明确总体布置、抗震细部、应受力等方面,同一结构单元不宜混用不同结构体系,力求平面和竖向规则。
总之,必须对建筑师设计要求、结构特点、材料供应、施工条件等情况进行综合分析,并与施工方面、业主等方面充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案,必要时还应进行多方案比较,择优选用。
因此,对于建筑结构的设计,充分掌握设计概念,掌控设计和计算的过程,检验计算结果的可靠性,对不可靠的结构进行调整,是现代建筑结构设计的本质,同时控制建筑工程成本投入的经济合理性。
一、概念设计在建筑结构中运用的原则
1、坚持优化选型的原则
结构概念实际上就是明确建筑主体的结构体系以及之间的联系。
它主要是对以下两个方面进行思考,并采取比较方式实现优化选择:
(1)对结构体系进行优化。
对建筑中基本构件的特征进行掌握,这是其前提条件,特征主要包括和变形相关的刚性特征以及和受力相关的几何特征等等。
依据建筑、使用、坏境以及荷载情况进行优化选择比较适合的基本建筑构件,并对它们之间的关系进行判定,进而建立它的支承作法(例如筒体结构以及框架结构等等)与基本性的结构单元;之后利用平面、叠合、线型以及交叉等集合形式将基本性的结构单元转变为主要结构体系。
(2)对结构布置进行优化。
在确保建筑的使用需要以及意向的基础上,对建筑的楼层盖水平、基础系统以及柱墙竖向支承系统进行优化布置。
在这时要对建筑的承载能力、支承作法、侧向与竖向的变形以及地质条件等结构性问题进行
比较,确定其是否具备优越性以及合理性。
此外,尤为重要的原则就是平面最好是对称和规则的,且具备较好的整体性,竖向的剖面要平整、规则,侧向的刚度最好保证其能平衡变化,并由下而上的变小,防止出现突变现象。
2、坚持空间作用的原则
建筑物属于空间结构,在进行结构的概念设计时,应该注意建筑内的各个结构中的空间作用,实际就是将恢复为原本的结构。
此外,如果能够有意识的使用构件之间的空间关系将会对建筑带来极大的好处,它会提高建筑的刚度、改善受力的效能且能降低内力。
3、坚持合理受力的原则
在进行结构的概念设计时,往往需要使用力学知识对结构构件中的一般性受力问题进行处理,其中,必须对以下几点加以注意:
(1)从受力与变形的角度来讲,集中受力不如均匀受力的效果好,单跨简支不如多跨连续,平面作用不如空间作用,铰接不如钢性连接,超静定的受力体系优于静定的受力体系。
此外,传力简捷明显优于传力曲折,对于无法确定的受力状态应该避免。
(2)从受力和变形的角度来讲,应该充分使用建筑刚度的相对性、变形的协调性和连续性以及结构的对称性。
不但要对其部分构件的受力情况进行分析,还必须对其整体结构的宏观受力情况进行分析。
对重要的受力情况以及变形情况加以重视,对于不是很重要的受力与变形情况可以忽视不计。
二、建筑结构设计中概念设计的应用
1、选择合适的基础方案
对于一件建筑设计作品来说,方案的敲定对最终成品的影响非常之大。
建筑基础选型设计不仅关系到住户的生活体验感受,更会影响到住户的人身安全。
在许多建筑工程中,一些建筑的结构与所处的地基条件非常不协调,有些建筑上部体积非常大,但是基座仅有几根柱子作为支撑,这样的建筑不仅在美学上不具有美学效应,而且连基本的安全保障都不能提供。
此,建筑设计人员和施工人员在进行建造之前,就应该调查分析好各方面的环境因素,调查地质条件,结合实践工作经验,依据经济适用性,美观性,安全性等性能方面认真设计选定最终的设计,正确掌控建造大局。
2、合理选择结构规则和对称的建筑主体
主体建筑结构选择必须合理,这样可以稳定非结构件工作状态,降低耗材成本。
通常建筑结构的对称是指抗侧力主体结构的对称.可选择较容易对称的平面结构如简体框架结构、剪力墙结构等。
另外,建筑内结构的对称亦需要结合建筑
平面工程对其进行合理布置。
实现结构基本对称的方法可通过调整结构刚心、建筑物质心及平面形心的距离,使三者尽可能靠近。
3、抗震设计以及结构体系的应用
我们不难发现概念设计对于建筑物抗震性的强弱具有非常重要的作用。
在对建筑进行抗震设计的过程中,许多构造的设计都是来源于概念设计。
无论是在强柱弱梁方面,还是在设置底部加强区上都需要根据抗震概念设计的相关方法来进行。
只有在这样的条件下和背景下设计出的建筑结构,才能保证足够的抗震强度。
通常情况下,在建筑的结构中分为水平和竖向两种构件来形成空间的架构。
其中水平的构件主要负责承担竖向构件所带来的相应压力,进而形成抗侧力体系传递给基础。
但抗侧力体系也不是一层不变的,它会随着竖向构件的不同而产生相应的变化。
一般我们所说的建筑物的安全系数以及质量好坏,在很大程度上都受抗侧力体系的左右。
从这里我们应当了解,在建筑结构设计中运用概念设计时,要根据建筑物的抗震等级的要求,保证抗侧力体系的布置科学合理。
在这个过程中,就可以运用概念设计的相关手段来对设计方案以及相应构建尺寸的合理性进行一定的估算。
4、合理选择结构刚度
设计中选择的建筑结构是建筑结构设计中的不可忽略的指标之一,选择合理的结构刚度,可加长结构的基本自振周期。
从而减小地震作用的危害。
合理的结构刚度,主体承受的水平力,倾覆弯矩,地基基础负担都能有效的减少,从而配置合理数量的建筑构造材料,减少耗材。
同时,合理的主体结构刚度,可有效减少结构占用空间,提高建筑平面的利用率,做到既经济又合理。
总之,在现在的结构设计中,概念设计的应用越来越被工程师所接受,对它们的应用也越来越多。
在结构设计中,概念设计的应用能够减少资源的浪费,保障建筑的安全。
因此,结构设计师要善于创新,并合理分析结果,在设计的过程中不断改进和完善,从而提高概念设计的水平。
参考文献
[1]陈现伟刍议当前建筑结构设计中概念设计的应用[J] 《中华民居》-2013年18期-
[2]范文勇结构概念设计在建筑结构设计中的作用分析[J]中华民居(下旬刊)-2013-09:35-36
[3]刘华新,孙志屏,孙荣书抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J]辽宁工程技术大学学报-2010-02:222-224
[4]范涛浅论概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J]科技信息-2012-13:
398。