结构概念设计三
对结构概念设计的理解
对结构概念设计的理解
结构概念设计是指在进行建筑、工程或产品设计时,对其整体结
构的理念和框架进行设计与规划的过程。
它是设计过程中的一项关键
工作,可以影响到建筑物、工程或产品的功能、稳定性、可靠性和美
观性等方面。
在结构概念设计阶段,设计师需要考虑以下几个方面:
1. 功能需求:设计师需要明确建筑、工程或产品的功能需求,
确保结构设计能够满足用户的使用要求。
2. 结构形式:设计师需要根据功能需求、预算限制和地理环境
等因素,选择合适的结构形式。
常见的结构形式包括框架结构、悬挑
结构、拱结构和网壳结构等。
3. 材料选择:设计师需要根据结构的性能要求和预算限制,选
择合适的建筑材料。
不同材料具有不同的强度、耐久性和施工难度等
特点,需综合考虑选择最优材料。
4. 载荷分析:设计师需要对可能的荷载进行分析,包括自重、
活载、风荷载、地震荷载等。
通过载荷分析,设计师可以确定结构所
需的强度和刚度,并确定结构的安全性。
5. 结构布置:设计师需要确定建筑、工程或产品的结构布置,
并考虑不同构件之间的相互作用。
合理的结构布置可以提高整体的稳
定性和均衡性,减轻荷载对结构的影响。
结构概念设计是建筑、工程或产品设计过程中的一项重要环节,
可以为后续的详细设计和施工提供基础和方向。
通过全面考虑结构的
功能需求、结构形式、材料选择、载荷分析和结构布置等方面的问题,设计师可以制定出合理、经济、安全、美观的结构方案。
系统体系结构设计概念
系统体系结构设计概念首先呢,得明确需求。
这是整个系统体系结构设计的基础呀!你得知道这个系统是用来干啥的,有哪些功能是必须要实现的。
这一步看似简单,但我得提醒你,可千万别小瞧它!要是这一步没做好,后面的设计就像盖房子没有打好地基一样,容易出大问题。
我通常会在这一环节多花点时间,反复确认需求有没有遗漏或者误解的地方。
然后呢,就是划分模块啦。
你可以把整个系统想象成一个大拼图,每个模块就是一块小拼图。
根据之前确定的需求,把系统分解成不同的功能模块。
这一步啊,灵活性很大的,你可以根据自己的理解和经验来划分。
不过呢,也要考虑模块之间的耦合性,尽量让它们相互独立又能很好地协同工作。
这一点真的很重要哦!我有时候会在这一步反复调整,直到自己觉得满意为止。
接下来就是确定模块之间的接口了。
这就像是各个小拼图之间的连接部分。
接口定义好了,模块之间才能顺利地“对话”。
这个时候要特别小心哦!接口的设计要简洁明了,方便各个模块进行交互。
我通常会在设计完接口之后,再检查一遍,确保没有什么遗漏或者不合理的地方。
你是不是觉得这个过程还挺有趣的呢?再然后就是选择合适的技术框架啦。
市场上有好多技术框架可供选择,这时候你可能会有点眼花缭乱。
不过没关系,根据系统的需求、性能要求还有团队的技术储备来选择就好。
这一步其实还蛮关键的,选错了框架可能会导致开发过程中遇到很多麻烦事儿。
我自己在这一步也会纠结很久呢,哈哈。
最后呢,要进行整体的架构评估。
看看这个架构是否满足需求啦,性能、可扩展性、可靠性这些方面是不是都还不错。
这就像是对整个设计做一个全面的检查。
如果发现有问题,就要及时调整。
这一步可不能偷懒呀!真的很重要,我一般都会再检查一次,确保没有问题。
结构设计概念是什么
结构设计概念是什么结构设计概念是指在建筑、土木工程以及其他相关领域中,设计人员基于项目的特定要求和目标,根据力学原理和结构力学的知识,对建筑物或结构物的整体结构进行规划、设计和优化的过程。
结构设计是一个综合性的工程学科,涵盖了材料力学、结构力学、土力学、抗震设计等多个领域的知识和理论。
结构设计的目标是确保构筑物在正常工作状态下能够承受各种静、动载荷的作用,并保证其安全性、可靠性和经济性。
结构设计需要考虑各种力的作用,如恒定载荷、可变载荷、温度变形以及地震、风荷载等外部力的作用。
在结构设计过程中,设计人员需要根据结构的用途和要求,选取合适的材料,并合理地设计结构的形状、尺寸、连接方式等,以达到满足使用需求的目的。
在进行结构设计时,设计人员需要对结构所受到的各种力进行计算和分析。
他们需要使用现代计算机软件、CAD(计算机辅助设计)、BIM(建筑信息模型)等工具进行模拟和仿真,以预测结构在不同工况下的工作性能。
通过这些分析和计算,设计人员能够了解结构的受力情况,并做出相应的设计调整,以确保结构能够承受不同力的作用而不发生破坏。
结构设计的一个重要环节是材料选择。
不同的材料具有不同的物理力学性质和耐久性,对结构的承载能力和稳定性有很大影响。
根据结构设计的要求,设计人员需要选择适当的材料,如混凝土、钢结构、木材、复合材料等,来满足结构所需的强度、稳定性、耐久性和安全性等要求。
另外,结构设计也需要考虑可持续性和节能性等因素。
随着全球对环境问题的关注增加,人们越来越重视建筑物和结构物的可持续性。
结构设计人员需要通过优化设计,减少材料的使用量,提高能源利用效率,降低碳排放等,以减少对环境的不良影响。
同时,结构设计也需要考虑结构的维护和修复的便捷性,以提高建筑物的使用寿命。
总之,结构设计是一项涉及多学科知识和技术的综合性工程学科。
它需要设计人员具备扎实的理论基础和丰富的实践经验,能够充分理解和应用力学原理和结构力学的知识,以达到设计出安全、可靠、经济和具有可持续性的结构的目标。
结构概念设计
2).主梁布置 主梁布置应与结构的竖向构件统一考虑, 形成竖向承载和水平受力抗侧力体系,通 常沿建筑的轴线布置。 3).次梁布置 主梁布置后,根据建筑使用功能的划分要 求,在其分隔墙的部位楼层出设置次梁, 如设置后仍然存在楼板跨度较大时,也会 考虑增加布置,根据传力的途径,次梁有 主次之分,但应尽量减小主次的量,做到 传力明确、路径短、简捷。
2. 特别不规则类型 当存在多项不规则或某项不规则超过规定 的参考指标较多时,应属于特别不规则的 建筑。其一,同时具有平面和竖向不规侧 六个主要类型的三个或三个以上;其二, 具有下列的一项不规侧;其三,具有平面 和竖向不规侧六个主要类型的两个,其中 一项接近下列的一项不规则指标。
1) 扭转偏大:裙房以上有较多楼层考 虑偶然偏心的扭转位移比大于1.4。 2) 抗扭刚度偏弱:扭转周期比大于 0.9,混合结构扭转周期比大于0.85。 3) 层刚度偏小:本层侧向刚度小于相 邻上层的50%。 4) 高位转换:框支墙体的转换构件位 置:7度超过五层,8度超过三层。
4. 结构的层高变化大 当建筑设计的使用功能确定需不同功 能需要不同层高时,通常结构应在不 同层高的分区位置分缝,通常是抗震 缝,也可兼为变形缝使用,分缝后结 构体系明确,设计也可做到更经济合 理。
4. 建筑形体及其构件布置不规则 当建筑形体复杂、构件布置不规则时,为 了使其满足规范的规则性要求,通常需设 置抗震缝。 通过建筑设置抗震缝,将建筑化分为若干 的结构单元,设计对每一结构单元分别进 行整体分析和构件设计。 结构的规则性,一般指结构的平面和竖向 布置情况,后面将作详细的讲解。
建筑结构设计中的概念设计
浅析建筑结构设计中的概念设计摘要:迄今为止,我国建筑结构设计一直都循规蹈矩,按部就班的进行,所以,我们急需要对建筑结构设计进行创新,采用新的设计思想,并且大力推动结构工程师的思维创造,使结构设计得到更好的发展。
关键词:建筑设计;概念设计;结构设计;抗震1 概念设计的涵义概念设计从广义上来讲就是建筑结构从最初成立设计方案起,就必须正确的认识到建筑结构中的抗震因素,并且把这一重要因素融入到整个结构设计当中,像建筑物的体形,建筑物的结构体系,建筑物的构件延展性等一系列可能遇到的问题。
概念设计一定要从宏观的角度上进行全方面的评估、评价、评定,在有针对性的进行计算和构造措施。
这样一来能更好的解决关于建筑物抗震这一不可抗力因素,增加建筑物的抗震性能,以便达到设计的最终目的。
换言之,建筑结构设计中的概念设计就是充分利用建筑工程师的丰富创造力和思维判断能力,依据大量地震灾害的实例,结构抗震收获了许多宝贵的经验,并且总结出自己的原则,以宏观的角度去观察结构设计的基本问题。
所以,建筑工程师在进行设计的时候一定要充分了解整个建筑物的结构特点以及抗震性,还要充分考虑到如果发生震动,建筑物相应的承受能力,找出问题的关键,解决矛盾,用正确的方式方法进行概念设计,这样才会获得成功。
因为,概念设计所涉及的范围非常广泛,所以不仅要分析整个建筑物的设计总方案,还要有非主材料的使用方法以及主要部分的详细构造。
2 结构总体设计的注意要点2.1 延性耗能在整体建筑结构的全面设计上要注意的是加强关于薄弱环节的处理,尽可能的做到相等的程度。
与此同时,建筑结构在使用过程中应该处于一个较为完善的地方这样才能把能量消耗到最大,在详细的设计过程中梁是一个不可不考虑的环节,例如:建筑物的框架梁等等。
结构延性的表示方法普遍采用延性系数,结构延性所表示的是结构极限变形以及屈服变形的比值,其中极限变形包括了位置移动、转变角度和曲率,除此之外,结构延性还可以用位移延性系数或者是转角延性系数等来表示,系数的比值越大就代表结构延性越好。
论建筑结构设计中的概念设计
论建筑结构设计中的概念设计摘要:本文分析了概念设计的概念,概念设计在结构设计工作中的重要性,概念设计中需要注意的问题,针对目前建筑结构设计当中墨守成规的现象,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。
关键词:建筑结构;概念设计;工程师中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:概念设计时反映事物本质属性的思维形式,反映客观事物本质的特征,是人们在实践基础上经过感性认识上升到理性认识而形成的。
人们目前在具体的空间结构体系整体研究上还有一定的局限性,在设计过程中采用了许多简化和假设。
因而,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,将概念设计应用到实际工作中去,打破建筑结构设计中墨守成规的现象,充分发挥结构设计工程师的创新能力。
随着社会经济的发展和人们生活水平的日益提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求,概念设计的思想被越来越多的结构设计工程师所接受,并将在结构设计中发挥越来越大的作用[1]。
1 概念设计的定义概念设计是指不经数值计算,尤其是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,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。
运用概念设计方法,可以在建筑设计的方案阶段就迅速有效地对结构体系进行构思、比较和选择。
从而使方案概念清晰和定性正确,避免在后期设计阶段出现一些不必要的繁琐运算。
具有良好的可靠性和经济性。
同时,也是判断计算机内分析输出数据可靠与否的主要依据。
对于实际存在的大量无法计算的结构构件的设计,可以运用优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的,弥补现行结构设计理论与计算理论之间存在的某些缺陷或不可计算性。
而结构设计者的阅历、学历、胆识,包括对力学、工程结构等方面的直观概念与深层机理概念是工程实践中合理的运用概念设计的关键[2]。
组织结构设计的概念
组织结构设计的概念
组织结构设计是指确定和建立一个组织中的各个部门、职责、职位和工作流程等方面的安排和规划。
它考虑组织的目标、战略和需求,以确定适当的组织结构,并确保组织能够高效地实现其目标。
组织结构设计的概念包括以下几个要点:
1. 分工:分工是指将工作任务分配给不同的部门和人员,使其按照各自的职责和专长进行工作。
通过合理的分工可以提高工作效率和质量,并确保组织各个部门之间的协调和配合。
2. 权责清晰:组织结构设计要确保各个职位和部门的权责清晰明确,使每个人员都知道自己的职责范围和权限,从而能够更好地完成工作任务。
3. 层级关系:组织结构设计考虑到不同职位之间的层级关系,即上下级关系。
通过明确的层级关系,可以实现工作任务的下发和完成的监督管理,确保组织能够有序运转。
4. 组织沟通:组织结构设计考虑到不同部门和人员之间的沟通渠道和方式。
有效的组织沟通可以促进信息流动、知识共享和决策协调,提高组织的创造力和适应能力。
5. 灵活性:组织结构设计要具备一定的灵活性,能够适应外部环境和市场需求的变化。
灵活的组织结构可以帮助组织更好地应对挑战和机会,并做出相应的调整和改进。
总之,组织结构设计是为了构建一个能够高效运转、适应变化的组织体系,使组织能够实现其目标并具备竞争优势。
建筑结构设计原理的核心概念与基本原则解析
建筑结构设计原理的核心概念与基本原则解析在建筑领域中,结构设计是一项至关重要的工作。
它涉及到建筑物的稳定性、强度和安全性等方面,直接影响到建筑物的使用寿命和居住者的安全。
本文将解析建筑结构设计的核心概念与基本原则,以帮助读者更好地了解这一领域。
一、核心概念1. 结构:建筑物的结构是指支撑和承载建筑物自身或外部作用力的各项构件,包括梁、柱、墙等。
结构的设计需考虑建筑物的功能、外部环境以及材料的选择。
2. 荷载:荷载是指作用在建筑物上的力或力矩。
荷载可以分为静态荷载和动态荷载。
静态荷载包括自重荷载、雨水荷载等,而动态荷载则包括地震荷载、人员活动引起的荷载等。
3. 强度:强度是指建筑结构所能承受的最大荷载。
在结构设计中,需要确保结构能够安全地承受外部作用力,避免出现塌方等意外情况。
4. 稳定性:稳定性是指建筑结构保持平衡的能力。
稳定性设计旨在确保建筑物在受到外部力作用时不发生倾覆或失稳。
5. 钢结构和混凝土结构:钢结构和混凝土结构是目前常见的建筑结构类型。
钢结构具有高强度和较大的跨度优势,适用于大跨度的大型建筑物;混凝土结构具有较好的耐久性和抗震性能,适用于多层住宅和办公楼等建筑。
二、基本原则1. 安全性:安全性是建筑结构设计的首要原则。
设计师需要根据荷载和使用需求来选择适当的结构形式和材料,并合理设计构件的尺寸和连接方式,确保建筑物能够安全承载荷载。
2. 经济性:经济性是建筑结构设计的重要原则。
设计师需要在确保安全性的前提下,尽量减少材料和成本的使用,提高建筑物的使用寿命。
3. 简洁性:简洁性是建筑结构设计的追求目标之一。
设计师应尽量简化结构形式和构件的布局,减少不必要的细节和附加工艺,提高施工效率。
4. 美观性:美观性是建筑结构设计的重要考虑因素之一。
设计师需要将结构元素融入建筑整体,使建筑物既具有良好的结构性能,又具备美观的外观。
5. 可持续性:可持续性是当代建筑结构设计的关键原则。
设计师应采用环保材料,考虑建筑物的能源利用效率和生命周期环境影响,减少对环境的负面影响。
2.1概念结构设计 2.2逻辑结构设计 2.3物理结构设计
2.1概念结构设计 2.2逻辑结构设计
2.3物理结构设计
数据库设计通常包括概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计三个阶段,每个阶段都有其特定的目标和任务。
2.1 概念结构设计:概念结构设计是数据库设计的第一步,它关注的是数据库的高层概念模型。
在这个阶段,设计师通常使用实体关系图(ERD)或类似的工具来表示数据库中的实体、关系和属性。
通过绘制 ERD,设计师可以清晰地理解和捕捉业务领域中的关键概念和数据之间的关系。
概念结构设计的主要目标是建立一个准确、完整、一致的数据库概念模型,为后续的设计和开发提供指导。
2.2 逻辑结构设计:逻辑结构设计将概念结构转化为逻辑表示形式。
在这个阶段,设计师根据概念模型定义数据库的表、列、约束、索引等逻辑结构。
他们还会确定数据的类型、长度、主键、外键等细节。
逻辑结构设计的主要目标是定义数据库的逻辑模型,确保数据的完整性、一致性和有效性,并优化数据的存储和查询性能。
2.3 物理结构设计:物理结构设计关注的是数据库在实际物理存储设备上的布局和组织。
在这个阶段,设计师会考虑数据库文件的存储位置、文件组织方式、索引的选择和创建、数据存储格式等。
物理结构设计的主要目标是根据系统的性能需求和硬件环境,优化数据库的存储效率、访问速度和数据备份策略。
总之,概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计是数据库设计的三个重要阶段。
它们依次递进,从高层概念到具体实现,确保数据库在满足业务需求的同时具备良好的性能和可维护性。
每个阶段的设计都需要与利益相关者进行充分的沟通和协作,以确保设计的准确性和有效性。
建筑结构设计中概念设计
建筑结构设计中的概念设计探讨摘要:本文分析了概念设计的定义及进行概念设计的意义和一般原则,强调了概念设计的重要性,并从结构设计过程的几方面论述了概念设计的应用。
关键词:建筑结构;概念设计;结构设计概念设计的宗旨是在特定的建筑空间及环境条件下,用整体概念来考虑结构的总体方案,并能有意识地发挥和利用结构总体系和各基本分体系之间的力学特性与关系。
建筑物是一个整体空间结构,各种构件以相当复杂的方式共同工作,并不是脱离总的结构体系的单独构件。
作为结构工程师,不应过度依赖计算机和盲目照搬规范,应把概念设计应用到实际工作中去。
1概念设计的定义结构设计分为理论和概念设计。
理论设计是结构工程师根据计算理论和规范,在对结构进行计算模型的假设及受力状态的假定的前提下,对结构进行计算分析,得出数据式的结果,然后利用结果进行设计。
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。
在建筑设计的方案阶段,从总体出发,采用概念性近似计算方法,能迅速、有效地对结构体系进行构思、比较和选择。
这种方法虽有一定误差,但概念清楚、定性准确、手算简单快捷,能很快选择出最佳方案,具有较好的经济、可靠性能,同时也是施工图设计阶段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的应用面非常广泛,几乎蕴含了所有的结构设计。
在不确定因素多、受力状况变化较大的抗震设计、高层建筑设计、基础设计中,概念设计的应用尤显重要和突出。
概念设计的重要性,主要体现在三方面:一是因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性。
为了弥补计算理论的缺陷,或实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计,都需要用概念设计来满足结构设计的目的。
建筑结构概念设计
建筑结构概念设计建筑结构概念设计是指在建筑设计的初期阶段,针对项目的基本要求和设计理念,对建筑结构所采用的结构形式、材料选用、力学性能等进行初步的方案设计和探讨。
它对于建筑的整体效果、空间布局、建筑形式和外观等方面起着至关重要的作用。
本文将围绕这一主题展开,详细探讨建筑结构概念设计的相关内容。
一、建筑结构概念设计的基本要求建筑结构概念设计的首要任务是满足建筑功能和使用要求的前提下,尽可能减少结构的材料消耗、工程施工量和投资成本,同时要保障结构的安全、可靠、经济和美观。
建筑结构概念设计还要与整体建筑设计紧密结合,服务于建筑的功能、形式、环境和其他设计要素。
二、建筑结构概念设计的基本内容1. 结构形式设计:根据建筑的功能要求和建筑形式,确定适应的结构形式。
常见的结构形式包括框架结构、桁架结构、壳体结构、悬索结构、索网结构等。
在设计阶段需要综合考虑建筑的空间布局、荷载特性、地质条件等,选择最合适的结构形式。
2. 材料选用:结构材料的选用直接关系到结构的性能和经济效益。
在建筑结构概念设计中,需要根据建筑的要求和材料的特性,选择合适的材料,包括混凝土、钢结构、木结构、复合材料等。
3. 力学性能分析:需要对建筑结构所受内外荷载进行分析,包括静力分析、动力分析、热工耦合分析等,确保结构在使用和极限状态下的安全性和稳定性。
4. 整体效果与环境协调:建筑结构概念设计应该与建筑整体效果和环境相协调。
结构设计要体现建筑的美感,同时要考虑与周围环境的融合,满足城市规划和建筑节能环保的要求。
三、建筑结构概念设计的实施步骤1. 方案设计:根据建筑项目的基本要求和设计理念,进行初步的结构形式确定和设计方案制定。
对建筑结构进行整体构思,初步确定结构形式和材料选用。
2. 参数计算:进行结构荷载分析和力学性能计算,包括荷载分析、受力分析、变形计算、振动分析等。
通过理论计算和有限元分析等手段,对结构的性能进行评估。
3. 模型试验:对重要结构部件进行模型试验,验证计算结果的准确性,保证结构的安全性和稳定性。
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。
建筑结构设计概念设计及常见结构类型
建筑结构设计概念设计及常见结构类型
建筑结构设计是建筑设计中的重要部分,决定着建筑物的安全、舒适和美观度。
在建筑结构设计之前,首先需要概念设计,即明确建筑物的类型、功能和空间布局,并设计出大致的建筑形态和基本结构体系。
常见的建筑结构类型有:
1. 框架结构
框架结构是由纵横交错的柱、梁组成的,可以承受较大的荷载。
常见于高层建筑、工业建筑和大跨度建筑。
空间网架结构是由许多三角形构成的结构,配合柱、梁组成空间网架,适合于大跨度建筑。
其结构轻巧、有良好的受力性能,同时可以减少建筑物重量和材料消耗。
3. 悬挑结构
悬挑结构是指部分支撑在空中的结构形式,常用于建筑物外立面的设计,使建筑物更具艺术感和观赏性,同时也能减轻建筑物重量和减少柱子的使用。
4. 拱形结构
拱形结构是由曲线构成的结构形式,具有强大的压缩和挤压能力,适合于建筑物、桥梁和地铁通道等结构的设计。
5. 梁柱结构
梁柱结构是最常见的一种结构类型,由若干根柱子和若干根平行的梁组成,适用于各种建筑物的设计。
球形结构是由多个钢梁组成的球形形状,适应于体育馆、剧院等大型空间建筑物的设计。
7. 薄壳结构
薄壳结构是由混凝土或钢板等材料所组成的,能够形成大跨度、轻型、无柱和美观的设计,适合于体育馆、会议中心等大型建筑的设计。
总之,建筑结构设计是建筑设计过程中的核心考虑因素,不同结构类型具有不同的应用场景,建筑师应根据建筑物的特点和需求进行综合考虑和设计,以达到美观、实用和安全的目的。
建筑工程结构设计的概念
建筑工程结构设计的概念建筑工程结构设计是指在建筑设计过程中,根据建筑物的功能需求和设计要求,通过研究建筑物的受力特征和力学性能,确定并选择合适的结构形式、材料和构件,进行结构布置和尺寸确定的一系列活动。
建筑工程结构设计的概念包括以下几个方面:1. 结构形式:建筑工程结构设计首先需要确定适合该建筑物的结构形式。
建筑结构形式可以是框架结构、桁架结构、拱结构、索结构等。
选择合适的结构形式需要考虑建筑物所需的空间效果、施工工艺、建筑材料等因素。
2. 结构材料:建筑结构设计需要选择合适的结构材料,包括钢、混凝土、木材等。
选择结构材料需要考虑材料的力学性能、耐久性、成本等因素。
3. 结构布置:建筑工程结构设计需要确定结构布置,即各个构件的位置和排布。
结构布置需要考虑建筑物的功能需求、空间要求等因素,确保结构布置满足建筑物的使用和技术要求。
4. 构件尺寸:建筑结构设计需要确定构件的尺寸,即构件的截面形状和尺寸。
构件尺寸的确定需要满足建筑物的受力要求和设计强度,确保结构的稳定性和安全性。
5. 结构分析:建筑工程结构设计需要进行结构分析,即通过力学原理和数值计算方法,对结构受力、变形和稳定性进行分析。
结构分析可以采用手算、计算机模拟和实验等方法。
6. 结构优化:建筑工程结构设计需要进行结构优化,即通过调整结构布置、尺寸和材料,提高结构的经济性、稳定性和可靠性。
结构优化可以通过数学优化方法和经验设计等手段进行。
7. 建筑施工技术:建筑工程结构设计还需要考虑建筑施工技术。
结构设计要与施工工艺相匹配,确保施工的可行性和安全性。
8. 结构监测与维护:建筑工程结构设计需要考虑结构的监测与维护。
结构监测可以通过传感器等设备,对结构的受力、变形和损伤进行实时监测;结构维护需要定期检查和维修,确保结构的安全使用。
总而言之,建筑工程结构设计旨在通过合理的结构形式、材料和构件的选择,确保建筑物的力学性能和安全可靠性,同时满足建筑物的功能需求和设计要求。
建筑结构设计中的概念设计与结构措施
建筑结构设计中的概念设计与结构措施建筑结构设计是建筑领域中非常重要的一个环节,其任务是使建筑物达到稳定、可靠的结构要求,保障建筑物使用寿命、安全性能和经济效益。
概念设计是建筑结构设计的第一步,而结构措施是建筑结构设计的具体实施措施,下面将分别从概念设计和结构措施两个角度来介绍建筑结构设计。
概念设计概念设计是建筑结构设计的最初阶段,其任务是在考虑建筑功能、建筑形态和建筑美学的前提下,根据建筑物所在区域的气候条件、地震烈度、土层条件和深度、以及建筑物的使用要求等因素确定建筑结构体系的类型和风格以及主要材料,为建筑结构的具体设计打下基础。
1.建筑结构体系的类型建筑结构体系的类型是指建筑物采用的结构体系类型,它关系到整个建筑物的支撑体系和稳定性能。
常见的建筑结构体系类型有钢结构、混凝土结构、钢混凝土结构、木结构等。
在选择建筑结构体系类型时需要综合考虑多种因素,包括建筑物的使用要求、施工的难易程度、建设资金的限制等。
2.建筑结构风格建筑结构风格是指建筑结构设计所强调的特定风格,它可以通过结构材料的颜色、形状、大小、质地、表面处理等方面来体现。
建筑结构风格可以有很多种选择,例如传统、现代、抽象等,具体选择应该根据建筑物所在地域、使用要求等因素来确定,合理的建筑结构风格可以增加建筑物的美感和艺术价值。
3.主要材料主要材料是指建筑结构设计中采用的主要结构材料,包括钢材、混凝土、砖、石材、木材等。
在选择主要材料时需要综合考虑材料的强度、刚性、耐久性、抗风能力、抗地震能力等多种因素,选择合适的主要材料可以在保证建筑物强度的同时,保证建筑物的美观和经济性。
结构措施结构措施是建筑结构设计的具体实施措施,包括结构形式、结构布局、结构尺寸、结构節點等,下面将分别从这四个方面来介绍建筑结构设计中的结构措施。
1.结构形式结构形式是指建筑物所采用的结构形式,可以是杆系结构、面系结构、网壳结构、框架结构、拱形结构等。
各种结构形式有着各自的特点和适用范围,具体选择应该根据施工难度、建筑物使用要求、工程经济等多种因素来决定。
概念模型设计的主要方法
概念模型设计的主要方法
概念结构设计通常有四类方法:
(1)自顶向下。
先定义全局概念结构的框架,然后根据定义的框架范围逐步细化。
(2)自底向上。
先定义各局部应用的概念结构,然后将它们集成起来,得到全局概念结构。
最经常采用的策略是自顶向下地进行需求分析,然后再自底向上的设计概念结构。
(3)逐步扩张。
先定义最重要的核心概念结构,然后向外辐射和扩充,以滚雪球的方式逐步生成其他概念结构,直至完成总体概念结构。
(4)混合策略。
自顶向下和自底向上相结合的混合模式。
使用自项向下策略设计一个全局概念结构的框架,以它为框架集成由自底向上策略中设计的各局部概念结构。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
结构概念设计(三)
3.抗震结构体系的优化配置
(1)多道抗震防线
一次巨大的地震产生的地面运动,能造成建筑物破坏的强震持续时间少则几秒,多则几十秒,有时甚至更长(汶川地震强震持续时间80秒以上),一个接一个强脉
冲对房屋往复式冲击,造成积累式的破坏。
如果建筑物采用仅有一道防线的结构体
系,一旦该防线破坏后,在后续地面运动的作用下,就会倒塌;特别是当建筑物自
振周期与地震动卓越周期相近时,建筑物会发生类共振,更加速倒塌过程。
如果采
用多重抗侧力体系,第一道防线破坏后,第二道、第三道防线抗侧力立即发挥作用,
接替挡抗住后续的冲击,避免倒塌。
在遇到建筑的基本周期与地震动卓越周期相近
时,多道防线就显出良好性能,当第一道防线因共振破坏后,第二道防线接替工作,
自振周期大幅变化错开了地震动卓越周期,避开出现持续的类共振,从而减轻地震
的破坏作用,因此设置合理的多道防线是提高抗震能力、减轻破坏的必要手段。
例如,在框架-剪力墙结构中,延性的抗震墙是第一道防线,令其承担全部地震力,延性框架是第二道防线,要其承担墙体开裂后转移到框架的部分地震剪力。
对于单层厂房,柱间支撑是第一道防线,承担了厂房纵向的大部分地震力,未设支撑的开间柱则承担因支撑损坏而转移的地震力。
(2)足够的侧向刚度
但“刚一些好”还是“柔一些好”应结合结构的具体高度、体系和场地条件进行综合判断。
根据结构反应谱分析理论,结构越柔周期越长,结构在地震作用下的加速度反应越小,即地震影响系数越小,结构所受到的地震作用就越小。
但是,是否就可以
设计得柔一些减小结构的地震作用呢?
国内外地震表明一般性高层建筑还是刚比柔好。
采用刚性结构方案的高层建筑不仅主体结构破坏轻,而且由于地震对结构变形小,隔墙、围护墙等非结构构件受
到保护,破坏也轻。
正是基于上述原因,目前世界各国的抗震规范对结构的抗侧刚度提出明确要求。
我国《抗规》规定了各类结构多遇地震和罕遇地震下的变形限值要求(见《抗规》
表5.5.1及表5.5.5)。
此外,结构振动和变形的大小不仅与结构刚度有关,还与场地土有关。
当结构自振周期与场地土的卓越周期接近时,建筑物地震反应会加大,变形和地震力都会
加大。
因此,还应根据场地条件来设计结构,硬土地基上的结构可柔一些,软土地
基上的结构可刚一些,通过改变结构刚度调整结构自振周期,使其偏离场地的卓越
周期。
较理想的结构是自振周期比场地卓越周期更长,如果不可能,则应使其比卓
越周期短得较多,因为在结
构出现少量裂缝后,周期会
加长,要考虑结构进入弹塑
性状态时结构自振周期加长
后与场地卓越周期的关系,
如果有可能发生类共振,则
应采取有效的措施,因此在
进行较高的高层建筑设计前,
应取得场地土动力特性的勘
测资料。
(3)足够的冗余度
防止建筑物的倒塌是我们的最低目标,而建筑的倒塌往往是结构破坏后致使结构体系变为机动体系的结果。
因此,结构的冗余度(即超静定次数)越多,进入倒塌的过程就越长。
从能量耗散角度看,在地震作用下,结构上每出现一个塑性铰,即可吸收和耗散一定数量的地震能量。
在整个结构变成机动体系之前,能够出现的塑性铰越多,耗散的地震能量就越多,就更能经得住较强地震而不倒塌。
从这个意义上说,结构冗余度越多,抗震安全度就越高。
从结构传力路径上看,超静定结构明显优于静定结构。
静定结构,传递水平地震作用的路径是单一的,一旦其中某一根杆件或局部节点产生破坏,整个结构就会因传力路线的中断而失效。
而超静定结构的情况就好得多,结构在超负荷状态工作时,破坏首先发生在赘余杆件上,地震作用还可以通过其它途径传至基础,其后果仅仅是降低结构的超静定次数,但换来的却是一定数量地震能量的耗散,而整个结构体系仍然是稳定的、完整的,并且有一定抗震能力。
因此,一个好的抗震结构体系,一定从概念角度去把握,保证其具有足够多的冗余度。
(4)良好的结构屈服机制
其特征是结构出现塑性铰后,竖向承载能力基本保持稳定,并可持续变形而不倒塌,进而最大限度地吸收和散耗地震能量。
良好的结构屈服机制应满足下列条件:
a.结构塑性发展从次要构件开始,或从主要构件的次要杆件(部位)开始。
最后才在主要构件上出现塑性铰,从而形成多道防线。
b.结构中所形成的塑性铰数量多,塑性变形发展的过程长。
c.构件中塑性铰的塑性转动量大,结构的塑性变形量大。
结构的屈服机制分为两种基本类型:①楼层屈服机制
......:结构在侧向荷载作用下,竖向构件先于水平构件屈服,导致某一楼层屈服或某几层楼层发生侧向整体屈服。
发生这种屈服机制的结构有弱柱框架结构、强连梁剪力墙结构等。
②总体屈服机制
......:结构在侧向荷载作用下,全部水平杆件先于竖向杆件屈服,然后才是竖向杆件的屈服,发生这种屈服机制的结构有强柱框架结构、弱连梁剪力墙结构等。
图(一)、(二)为楼层机制,图(三)为总体屈服机制。
从图中可看出:①总体屈服机制其塑性铰数量远多于楼层屈服机制;②总体屈服的结构,侧向变形的竖向分布比较均匀;而发生楼层屈服的结构,不仅侧向变形分布不均匀,薄弱层处存在严重的延性变形集中。
从抗震的角度,应有意识地配置结构构件的刚度与强度,确保结构实现总体屈服机制。
(5) 构件设计的准则
从国内外多次地震认识到,建筑物在地震时要免于倒塌和严重破坏,结构中发生强度屈服顺序应符合如下条件:①杆先于节;②梁先于柱;③弯先于剪;④拉先于压。
就是说,一幢建筑遭遇地震时,其抗侧力体系中的构件(譬如框架)的损坏过程应该是:梁、柱或斜撑杆件的屈服先于框架节点;梁的屈服又先于柱屈服;而且梁和柱又是弯曲屈服在前,剪力屈服在后;杆件截面产生塑性铰的过程,则是受拉屈服在前,受压破坏在后。
这样,构件发生变形时,均具有较好的延性,而不是砼被压碎的脆性破坏。
即各环节中,塑性变形成分远大于弹性变形成分,那么这幢房屋就具有较高的耐震性能。
为使抗震力构件的破坏状态和过程能够符合上述准则,进行构件设计时,应遵循以下设计准则:①强节弱杆;②强柱弱梁(强竖弱平);③强剪弱弯;④强压弱柱。
延性结构....
的概念:延性是指构件和结构屈服后,具有承载能力不降低或基本不降低,且具有足够塑性变形能力的一种性能,一般用延性比表示延性,即塑性变形能力的大小。
塑性变形可以耗散地震能量,大部分抗震结构在中震作用下都进入塑性状态而耗能。
延性比...
:极限变形(曲率u φ、转角u θ或挠度u f )与屈服变形(y φ、y θ、y f )的比值。
屈服变形....
的定义是钢筋屈服时的变形,极限变形一般定义为承载力降低10~20%的变形。
(6) 妥善处理非结构构件
其抗震对策,可根据不同情况区别对待:①做好细部构造,让非结构构件成为抗震结构的一部分,在计算机分析时充分考虑非结构构件的质量、刚度、强度和变形能力;②在构造做法上防止非结构构件参与工作,抗震计算时只考虑其质量、不
(一)(二)(三
)
考虑其强度和刚度;③防止非结构构件在地震作用下出平面倒塌;④对装饰要求高的建筑选用适当的抗震结构形式,主体结构要具有足够的刚度,以减小主体结构的变形量,避免装饰破坏;⑤加强建筑附属机电设备支架与主体结构的连接与锚固,尽量避免发生次生灾害。