浅析对建筑工程结构体系的探讨
有关建筑结构设计中相关问题的分析与探讨
有关建筑结构设计中相关问题的分析与探讨摘要:在现在的设计中,建筑的结构是比较重要的一部分,要想将建筑物设计的比较合理,最重要就是建筑物的结构,针对建筑物的结构,在设计中有很多相关的问题,针对不同的问题运用不同的解决方法才能将建筑物建造的更好。
关键词:建筑结构设计相关问题分析探讨随着现在社会的不断发展和进步,人们对建筑物结构的设计逐渐在提高,但是在现在的建筑物中,建筑物的结构仍然存在着很多的问题,在设计方面为了外在的美观,也经常忽略了建筑物本身结构的问题,如果建筑物结构出现相应的问题,在以后的生活当中就会出现很多细节的问题,这样对于建筑物本身的影响也是非常大的,所以笔者针对建筑结构设计中的相关问题进行相应的分析和阐述。
一、关于建筑结构设计的重点。
1.建筑结构中的结构体系。
在建筑结构中,经常运用的一种手法叫做刚柔并进,这主要是针对建筑物本身的特点决定的,在建筑物的实际施工中,如果将建筑物设计的过于生硬,则会导致建筑物本身变形能力比较差,在应用的过程中,容易发生损毁的现象,但是如果建筑物设计的比较柔软,建筑物就比较容易发生变形,在受到外力的时候也比较容易发生损毁的现象,所以在建筑结构的设计中,最好采用刚柔并进的方法,这也是建筑结构设计中的重点,在建筑设计中,如何才能将建筑设计比较系统的融合起来,这也是建筑设计所应该考虑的重点。
2.多种防线的设计。
在建筑施工中,为了安全起见,通常情况下,都会采取多道防线,因为只有这样,在遇到危险或者是外界压力的时候才会有着比较好的承受能力,因为在建筑结构中,面临外界的压力,最主要的就是运用整体的防线,而不是只是一点的外界防线,所以在建造建筑物的时候要用到多种防线,就拿墙面来举例,多肢墙在一定程度上就要比单层墙面的承受能力强,这也是在一定程度上体现了多重防线的好处,在实际的建筑设计中,一般情况下,为了安全考虑,通常采用的都是多道防线的设计。
3.强柱弱梁的设计思想。
在建筑设计中,有一种设计思想是叫做强柱弱梁,这种设计思想主要源自地震的多发地区,在地震来袭的时候,由于梁是相对来说比较弱的,所以一般情况下,横梁是先屈服的,由于梁面的一些特点,决定了在倒塌的时候会减少地震的阻力,在一定程度上消耗地震所带来的伤害,起到的作用就是弃卒保帅,这种思想实际上通过多年的建筑经验总结的,如果没有此类的经验,在实际的建筑中,如果遇到地震等突发状况,就非常容易增加相应的伤害。
建筑结构设计与框架体系分析
建筑结构设计与框架体系分析建筑结构设计是指在满足建筑物功能要求的前提下,根据物质力学原理和工程经验,选定合理的结构形式、尺寸和材料,并按照预定的强度、稳定性、刚度和其他性能指标进行计算、分析和设计。
而框架体系则是建筑结构设计中常见的一种形式,它以框架为主要承力构件,通过梁柱连接构成空间的支撑体系。
本文将探讨建筑结构设计中的框架体系分析及其相关问题。
首先,框架体系的优点之一是具有较好的抗震性能。
框架结构的主要力学特点是强轴弱旋,因为纵向梁柱具有较好的刚性,在水平力作用下能够较好地分担地震荷载,保证建筑物的稳定性。
此外,框架结构中的撑杆和斜撑对梁柱的稳定性具有重要影响,它们能够有效地增加结构的刚度和稳定性,提高整体结构的抗震性能。
然而,框架体系也存在一些问题需要注意。
首先是节点连接的设计。
节点连接是框架结构中承担转换力和力传递的关键部位,其设计必须满足一定的刚度、强度和可靠性要求。
因此,在框架体系分析中,节点连接的设计应当细致入微,充分考虑受力情况和材料性能,保证节点的稳定性和安全性。
其次是框架梁柱的尺寸和材料选择。
框架梁柱是承担主要垂直和水平荷载的构件,其尺寸和材料的选择直接影响到结构的稳定性和经济性。
在框架体系分析中,需要对框架梁柱的受力情况进行细致计算,确定合适的尺寸和材料。
同时,也要注意梁柱的布置和排布,避免出现过大的梁柱跨率和过小的截面尺寸,影响结构的承载能力和安全性。
此外,框架体系在施工过程中也需要特别关注。
由于框架结构受力往往较为复杂,需要充分考虑结构的稳定性和施工的可行性。
在框架体系分析中,需要对结构的施工过程进行综合考虑,确保施工的顺利进行和结构的安全稳定。
最后,框架体系的设计还需要综合考虑经济性和美观性。
框架结构在多层建筑中应用广泛,它具有简单、灵活、高强度、轻量化等特点,能够满足不同建筑形态和功能的需求。
在框架体系分析中,需要在保证结构稳定性和安全性的前提下,尽可能降低材料成本,提高建筑的经济性。
对建筑工程结构设计的探讨
刘 荣 坤
北京中原工程设计顾问有限公司( 1 0 0 0 2 1 )
摘 要 : 结 构 设 计 简而 言之 就 是 用 结 构 语 言 来 表 达 建 筑 师及 其 它 专业 工 程 师 所 要 表 达 的 东西 , 包 括 基
础、 墙、 柱、 梁、 板、 楼梯 、 大 样 细 部 等 等 。 然后 用这 些 结 构元 素 来构 成 建 筑 物 或 构 筑 物 的 结 构 体 系 , 包括
就 是 结 构 师从 建 筑 及 其 它专 业 图纸 中所 提 炼 简化 出来 的结构 元素 。包括基 础 、 墙、 柱、 梁、 板、 楼梯 、 大 样 细部 等等 。然后 用这些 结构 元素来 构 成建筑 物 或
构 筑 物 的结构 体 系 , 包 括竖 向和水 平 的承重 及 抗力
体系。 把 各种 情况 产生 的荷 载 以最 简 洁的方式 传递
竖 向和 水 平 的 承 重 及 抗 力 体 系 。 把 各 种 情 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ产 生的 荷 载 以最 简洁 的 方 式 传 递 至 基 础 。
关键词: 建筑: 结构设计 ; 方 法
1结构 设计 的概 念 及 内容
结 构设 计 简 而 言之 就 是 用 结 构语 言来 表 达建 筑 师及 其它 专业 工程师 所要 表达 的东 西 。 结构 语 言
构 形式 的界 定 和工 程 的具 体情 况 而定 . 关 键是 清楚
各 种结 构形式 的极 限适 用范 围 。还要考 虑合 理性 和 经 济性 。 在 结构 计算 阶段 , 就是 根 据方 案 阶段 确定 的 结 构 形式 和体 系 , 依 据规 范上 规 定 的具 体计 算方 法来
绿色建筑结构选型和结构体系探讨
◎张望(作者单位:宝泰隆新材料股份有限公司)绿色建筑结构选型和结构体系探讨每一栋独立的房屋都是由各种不同的构件有规律按序组成的,这些构件从其承受外力和所起作用上看,可以分成结构构件和非结构构件。
一、房屋基本构件的序组成1.结构构件。
起支撑作用的受力构件,如:板、梁、墙、柱。
这些受力构件的有序结合可以组成不同的结构受力体系,如:框架、剪力墙,框架剪力墙等,用来承担各种不同的竖向、水平荷载以及产生各种作用。
2.非结构构件。
对房屋主体不起支撑作用的自承重构件,如:轻隔墙、幕墙、吊顶、内装饰构件等。
这些构件也可以自成体系和自承重,但一般条件下均视其为外荷载作用在主体结构上。
上述构件的合理选择和使用.对于节约材料至关重要,因为在不同的结构类型和结构体系里有着不同的特质和性能。
在房屋节材工作中需特别做好“结构类型”和“结构体系”的选择。
二、建筑结构不同材料组成的“结构类型”1.砌体结构。
其材料主要有:砖砌块、石体砌块、陶粒砌块以及各种工业废料制作的砌块等。
建筑结构中所采用的砖一般指黏土砖。
黏土砖以黏土为主原料,经混料处理、成型、干燥和焙烧制成。
黏土砖按其生产工艺可分为机制砖和手工砖;按其构造不同又可分为实心砖、多孔砖、空心砖。
砖块不能直接用于形成墙体或其他构件,必须将砖和砂浆砌筑成整体的砖砌体,才能形成墙体或其他结构。
砖砌体是我国目前应用最广的建筑材料。
和砖类似,石材也必须用砂浆砌筑成石砌体,形成石砌体或石结构。
石材易于就地取材,在产石地采用石砌体较为经济,应用广泛。
砌体结构能就地取材、价格低廉、施工比较简便。
这种结构结构强度比较低,自重大、比较笨重,建造的建筑空间和高度都受到一定的限制。
2.木结构。
其材料主要有各种天然和人造的木质材料。
这种结构,结构简便,自重较轻,建筑造型和可塑性较大,在我国有着传统的应用优势。
这种结构,需要耗费大量可贵的天然木材,材料强度也比较低,防火性能较差,建造的建筑空间和高度都受到很大限制。
浅谈建筑工程结构设计中存在的问题及应对措施
浅谈建筑工程结构设计中存在的问题及应对措施摘要:随着经济增长,建筑行业不断的发展,市场竞争越来越激烈。
要想建筑企业立于不败之地,就必须要不断的提高建筑质量。
而建筑结构设计是保证工程质量的重要基础,但是建筑结构设计中也存在着些许问题。
本文结合笔者的一些工作经验,为大家整理了一些建筑设计设计中常见的问题,并且提出了些许解决方案供大家参考。
关键词:建筑工程;结构设计;问题分析引言:合理科学的建筑结构设计是建筑质量的重要保障,优质的建筑工程不只是能帮助公司树立良好的信誉和形象,提高竞争力,创造更好的经济效益,更能为消费者提供安全舒适的生活环境,促进社会的和谐发展。
因此,在建筑工程的结构设计阶段,应该提高重视,加大投入,为质量合格的建筑工程奠定基础。
一、建筑结构设计简介项目的结构设计广义上来讲是一种生产实际方面的工作,在做结构设计前,设计人员必须要对建筑物的要求、工程的特殊性、建筑材料的供应、施工过程中的技术条件以及施工地的地质地形等方面的情况进行相当充分的调查和研究,深入分析,对工程的整体做到心中有数,力求使每一项设计都能够符合实际。
建筑行业中,每个从业人员必须清楚,建筑结构的构造设计是整个结构设计中无可取代的关键环节,一定要给予高度的重视。
二、当前建筑结构设计中常见的问题(一)建筑结构设计图纸绘制粗糙一切建筑施工活动的进行都必须依据施工图纸来进行,因此,一份结构设计图纸是否合理、标注详尽对于建筑施工过程建筑质量的控制具有非常大的影响,结构设计包括建筑的结构类型、抗震设计等级以及房屋主体结构的防裂度(抗震设防烈度)、所用的建筑材料等,如果在建筑结构设计过程中标注不明确甚至是设计不科学、不合理,那么在具体的施工过程中极易引起施工现场的混乱,严重时甚至会导致建筑事故的发生。
这些原因,主要是由一些不具备设计水平的人员设计,而结构校对和审核人员不认真、不仔细造成的。
(二)设计图纸内容简单不专业专业详细的工程图纸是施工的必备条件,能够充分的反应施工内容,也是建筑质量的保证。
关于建筑工程中结构设计的探讨
关于建筑工程中结构设计的探讨摘要:建筑表面和形式上的华丽和其结构布局的合理同等重要,实用性是大部分建筑工程的灵魂。
主要对建筑进行结构设计时要注意的事项进行阐述。
关键词:建筑工程;结构设计;问题;对策中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:现代建筑要配合城市规划、景观效果等诸多因素,故形式越来越多样化,这对建筑工程结构设计提出了很高的要求。
建筑行业关乎民生,我国对建筑行业的研究重点一向偏重于施工,对结构设计的研究有所欠缺。
本文从建筑结构设计的原则处入手,将其过程中需注意的一系列要点进行了探讨,仅供同行借鉴。
一、建筑结构设计原则1、抓大放小“强剪弱弯”、“强柱弱梁”等都是建筑结构设计中重要的方法。
平均用力可能会“玉石俱粉”。
建筑结构中,柱倒梁则倒,而梁倒柱不一定倒。
可见柱承担的责任比梁大,柱不能先倒。
虽然结构整个体系是由各构件协调组成,但各构件担任角色不同。
按其重要性也就有轻重之分,从而达到不同设防水准的要求。
2、层层防设安全结构体系层层设防,灾难来临时,所有抵抗外力结构都在通力合作前仆后继。
如果只寄望某个单一构件是非常危险的。
多肢墙比单片墙好、框架剪力墙比纯框架好等,这些都体现了层层防线的设计思路。
3、刚柔相济建筑结构体系如果合理,则应是刚柔相济。
结构太刚则变形能力差,强大的破坏力瞬间袭来,需承受力很大,容易造成局部受限最后全毁;而结构太柔虽可消减外力,但易造成变形过大而无法使用甚至全体倾倒。
二、结构设计过程结构设计可分三个阶段:结构方案阶段、结构计算阶段和施工图设计阶段。
方案阶段:从建筑重要性出发,结合建筑所在地抗震设防烈度、工程地质勘查报告、建筑场地类别及建筑高度和层数来确定建筑结构形式(如砖混结构、框剪结构、框架结构、筒体结构、剪力墙结构、混合结构及由这些结构组合而成的结构)。
结构形式确定后就要根据不同结构形式特点和要求布置结构承重体系和受力构件。
结构计算阶段:首先是计算荷载。
荷载有外部荷载(如风荷载、施工荷载、雪荷载、地震荷载、地下水的荷载、人防荷载等)和内部荷载(如结构自重荷载、装修荷载、使用荷载等) ,计算荷载要根据荷载规范和规定采用不同组合值系数和准永久值系数来进行不同工况下的组合计算。
浅析建筑工程主体结构和关键性工作
浅析建筑工程的主体结构和关键性工作根据招标投标法第四十八条“中标人应当按照合同约定履行义务,完成中标项目。
中标人不得向他人转让中标项目,也不得将中标项目肢解后分别向他人转让。
中标人按照合同约定或者经招标人同意,可以将中标项目的部分非主体、非关键性工作分包给他人完成。
接受分包的人应当具备相应的资格条件,并不得再次分包”。
建筑法第二十九条“建筑工程主体结构的施工必须由总承包单位自行完成”。
合同法第二百七十二条“建设工程主体结构的施工必须由承包人自行完成”。
现就有关主体或主体结构和关键性工作浅析如下,供同仁参考。
一、什么是主体和主体结构:根据行业建、构筑物的特点,其主体和主体结构的划分也是有所区别的;就房屋建筑而言,其主体即主体结构,就是建筑物的主要部分——建筑的骨骼。
从空间体系来说就是前、后、左、右和上、下。
具体指的是(±0.000)以上至屋面的柱、梁、楼板、楼梯、包括围护结构(填充墙)等结构所形成的整体系统。
如在砌体结构中,其梁(含圈梁)、柱(含构造柱)、墙(12墙除外)、楼板(含屋面板)为主体结构;而在框架、框剪、框支结构或剪力墙结构的工程中,其主体结构则是梁、板(含屋面板)、柱、楼梯、钢筋砼墙(含外填充墙,但和主体封顶无关)。
当上述分部分项工程完成后,我们一般称之为主体封顶。
一般来讲,二次结构不是主体结构的范畴(但构造柱和外填充墙例外)。
建构筑物的基础工程虽不属主体结构的范畴,按惯例基础工程是不允许进行分包的,但强夯和土石方及复合地基等工程属于地基处理工程,是可以单独发包或分包的。
二、主体结构的基本功能:主体结构是基于地基基础之上,接受、承担和传递建设工程所有上部荷载,维持上部结构整体性、稳定性和安全性的有机联系的系统体系;建筑法第六十条规定,建筑物在合理使用寿命内,必须确保地基基础工程和主体结构质量。
它必须具有足够的强度、刚度和稳定性,并和地基基础一起共同构成建设工程完整的结构系统,是建设工程安全使用的基础,是建设工程结构安全、稳定、可靠的载体和重要组成部分。
对建筑结构设计相关问题的探讨
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工 程科技
( 河北省沧州市建筑设计研究院有限公 司, 河北 沧 州 0 6 1 0 0 1 ) 摘 要: 建 筑结构设计是确保建 筑工程质量的关键 , 因此应高度重视 建筑结构设 计工作 是非常有必要 的。建筑结构设 计工程 师应认 真学习并掌握有关设计规 定、 规范的要 求, 并将其 与实际工作做 到完美的结合 , 为确保建筑结构设计质 量提供保障。 本文对建筑结构设计 现 状及 建筑结构设计相关问题进行 了探 讨。 关键词 : 建筑结构设计 ; 现状 ; 问题 前言 材 料利用率 , 协 同工作设计 的另一个 目的 , 还在 于对材料 的充 分利 加 强对建筑工程设计 的研究 和管理 , 确保建筑工程设计质量和 用。 材料利用率越高 , 该结构 的协同工作程度也越高 , 结构设计的 目 安全 , 促进建筑行盟健康发展 , 避免因设计 问题导致建筑生产事故的 的就是花最少 的钱 , 做最好 的建筑 , 这就要求设计 时对结构材 料 的 发生 , 探索建筑结构的创新设计 , 是目 前建筑结构设计工作的首要任 充分利用 , 这从梁类构件 的演变可以看 出。 2 . 2框支梁支放在剪力墙上 的设计 。当框支梁直接支放在混凝 务 。因而建 筑结构设计人员应不断总结以往的设 计经验 , 积极探索 确保建筑结构设计质量 , 为提供高质量 的建筑打下坚实的基础 。 土剪力墙上 时 , 应对底部进 行认 真的考虑 , 如果底部加 强部位没有 1建筑结构设计现状分析 翼墙的要求 , 可 以参考有关规定中对框支柱截面高度的限制要求 , 在建筑结构设计过程 中, 随着设计者设计经验 的不断积 累与研 及框支梁钢筋水平 段的锚 固要求 , 先初步确定剪力墙 的厚度 ; 在 大 究, 会有许 多高质量的建筑结构设计 呈现在人们 面前 。随着计算机 于框支梁宽度范围内的剪力墙 中按照框支柱 的要求设置暗柱 , 并 按 技术 和计算方法的发展 , 计算机设计建筑 结构 程序 在建筑结 构工程 照严格 的构造计算 , 确定配筋 ; 还应对框支梁所受 的集 中荷载进 行 中得 到广泛的应用 ,每个设计单位都在为彻底脱离图板而做努力 。 局部抗力验算 。 结果 给部分结构工程师造成 一种错 觉 , 觉得结 构设 计很简单 , 只需 2 . 3对试桩 阶段抗拔锚桩裂缝进行有效 的控制 。在确保不影响 遵循规范 、 手册 、 图集 , 等 待建筑 师给出一个空 间形成 的方 案 , 使 用 试桩构件承载力的前提下 , 不用计较构件 的裂缝宽度 。但应考虑地 计算机 , 然后设法去完成它 : 自己只不过是 一个 东拼西凑 的计算 机 下水 浮力 的作用及基础底板的作用荷 载问题 , 对各 阶段作用在箱体 画图匠而已。这样做不能有效 地运用他们所拥有 的知识 、 精力和时 上的荷载 以及分项系数的取用 , 应做认真 的分析 。对于正常使用极 间, 而且还会与建筑师在交流 中产生分歧与矛盾 。建筑物是一个空 限状态设计时 , 应根据不 同 目的选用不 同的组合方式 。作用在基础 间结构 , 各种构件 以相 当复杂的方式共 同工作 , 且都并非是 脱离总 板上的荷 载有基础板 自重 ;基础板面上的永久荷载和可变荷载 ; 墙 的结构体系的单独构件 。目前 , 人们在具体 的空 间结构体系整体研 柱所传竖 向荷 载;其 中包括上部荷载作用下的地基反力和水浮力 。 究上还有一定 的局 限性 , 在设计过程 中采用 了许多假定 与简化 。作 基础板下无桩基 时的受荷关系 , 如果基础板下没 有桩 基础 时 , 应 根 为结构工程师不应盲 目的照搬照抄规范 ,应该把它作为一种指南 、 据结构的平衡 状态 , 使 其上下所有荷载 的作用平衡 。基 础板下有 桩 参考 , 应在实际项 目 设计 中作出正确的选 择。这就要求 结构 工程 师 基 时的受 荷关 系 , 在 基础底板下设置桩基础 时 , 如果 上部竖 向荷 载 对整体结构体系与各基本分体系之 间的力学关系有 明确 的认识 , 把 被桩平衡 , 此 时的基础底板所受荷载除板 顶面永久荷载和可变荷载 概念设计应用到实际设计工作 中。 随着社 会经济的发展和人们生活 以及板 自重外 , 就是可变的地基反力与水浮力之和 。由于桩基础沉 水平的提高 , 对建筑结构设计也提出了更高的要求。积极研发先进 降 ,基础板下 的天然地 基就 会承受一定数量 的上部传来 的竖向荷 计算理论 , 运用计算机技术 , 加快新 型高 强 、 轻质 、 环保建材 的研 究 载。 由于桩 、 土产生变形 , 必然有部分上部荷载卸载到基础板下 的天 与应用步伐 , 使建筑结构设计更加 安全 、 适用 、 可靠 、 经济是 当前 的 然地基 中, 这部分竖 向荷载与板 自重的方 向一致 , 所受 的力 应该 与 首要任务。打破建筑结构设计 中的旧的不合理 的模式 , 充分发挥结 基础板 自重及与 自重方 向一致的基础板 面永久荷 载和可变 荷载相 构工程师的创新能力 , 是非常有必要 的。因为他们是结构设计革命 加 , 并与水浮力相减 , 而不是与水 浮力相加 的关系。 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 2 . 4剪力墙 的设计 。因为柱 、 短肢剪力墙 和一 般剪力墙 的所 承 广概念设计思想是行之有效的办法。 载的特性 不同 , 对剪力墙构造 的要求也有较大差别 。因构造标准 的 2对 建筑结构设计相关 问题 的分析 提高导致截 面厚度的增大 , 使 构件定义改变 , 这种情况 下构件截 面 2 . 1将概念设计应用于建筑结构设计 中。 概念设计是建筑设计 增大是 整体性的 , 增 大的幅度也是有 限的 , 因此其受力 特性不会 有 非常重要的环节 , 这在于方案设计 阶段 , 初步设计 过程 是不能借 助 太 大的变化 , 更不会 对局部构件造成新 的危 害 , 原则 上不必要提 高 于计算机来实现的 。 这就需要结构工程师综合运用其把握的结构概 原确定的结构抗震等级 ; 增大截面后 的墙 肢应 比原 构件 的承载能力 念, 选择效果最好 、 造价最低 的结构方案 , 这就要求工程师不断丰富 提高 ; 当因建筑 功能需要 而改变局部墙肢 的截面尺寸 , 使其受力 性 自己的结 构概念 , 深 入了解各类结构的性能 , 并做 到有意识 、 灵活地 能发生变化时 , 应给予加强。 运用。对 于建筑结构 , 协 同工作的概念 即是要求结构 内部的各个构 结束语 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 在建 筑结构设计 中, 必须严格遵守相关 规定的要求 , 利 用计算 能共同受力 , 协同工作 , 同时达到极限状态 , 还要求他们能有共 同的 机技术认真进行设计计算 , 融 入概 念设 计的理念 , 对设计 中容易 出 耐久寿命。结构的协 同工作表现在基础与上部结构的关 系上 , 必须 现的问题 给予足够 的重视 , 为建设出高质量 的建筑奠定基础 。 视基础与上部结构为一个有机的整体,不能把两者割裂开来处理。 参考文献 比如对砖混结构, 必须依靠圈梁和构造柱将上部结构与基础连接成 【 1 1 黄松 凯. 高层 建 筑结 构设计 的原 则及 相 关问题探 讨 [ J ] . 科 技风 ,
对某建筑工程结构设计
对某建筑工程结构设计探讨摘要:随着国民经济的不断发展,我国的建筑业也得到了快速发展,取得了巨大的成就。
本文结合某建筑工程实例,就该工程结构设计问题进行探讨!关键词:结构设计;结构计算;高位转换层1工程概况该工程总建筑面积65182m2,主塔楼地面以上84米,共25层(1~6层为裙房),其中1~6层为商业用房,层高4.2~5.5米,7层为住宅会所,8至25层为住宅,层高2.9米。
塔楼平面为u形。
地面以下为两层地下室,底板顶面标高为-8.7米,地下室主要用于设备用房和小汽车库,其中地下二层为平战结合五级人防地下室。
本工程各土层(岩层)从上至下划分为:①人工堆积层:以素填土为主,平均厚度2.57米;②耕土层:主要成份为粘质粘土或粉土平均厚度1.6米;③冲积层:以粉土为主,局部夹有粉砂和中砂,平均厚度1.79米;④残积土:以粉土为主,平均厚度4.34米,顶板埋深4.0~6.1米;⑤全风化岩:岩石已风化成粉土或粉质粘土平均厚度1.4米,顶板埋深8.4~10.7米;⑥强风化岩:岩芯多呈半岩半土状,平均厚度2.67米,顶板埋深9~13.2米;⑦中风化岩:以褐红色粉砂岩为主,局部夹微风化岩,层厚1.5~9.4米,平均厚度5.73米,顶板埋深11.6~16.0米;⑧微风化岩:以砾岩为主,部分为粉砂岩,顶板埋深13~23.3米。
本工程基本风压值wo =0.5kn/m2,按7度近震设防,ⅱ类场地。
外墙及分户墙为180厚砌块,内隔墙为120厚砌块,砌块容重为13kn/m3。
2结构体系及其设计经综合分析和技术经济比较,本工程主塔楼及裙房均采用框架—剪力墙结构体系,裙楼竖向结构由电梯井筒、落地剪力墙及框架组成;主塔楼竖向结构由电梯井筒、剪力墙肢、短肢剪力墙组成。
根据使用功能需要, 将主塔楼四周框架柱在7层以上转换为短肢剪力墙,第六层设梁式转换层。
抗震等级按高层建筑取为二级。
由于转换层高度受限制,为减小转换梁截面尺寸,改善结构的受力性态,经与建筑设计配合,尽量使短肢剪力墙一端支承在框支柱上,使得短肢剪力墙与转换梁协同工作,减小转换梁单独工作时的应力集中。
建筑结构体系的轻量化设计与施工研究
建筑结构体系的轻量化设计与施工研究随着科技的不断发展和人们对环境可持续性的不断关注,建筑行业也开始逐渐转向轻量化设计与施工。
轻量化设计和施工能够在保证结构强度和稳定性的前提下,减轻建筑物的自重,减少材料的消耗,并提高施工效率。
本文将就建筑结构体系的轻量化设计与施工进行探讨。
一、轻量化设计的理念1.1 轻量化设计的背景和意义轻量化设计的理念起源于环境保护和资源可持续利用的要求,通过降低建筑的材料消耗和自重,减少对环境的压力。
在建筑结构中,轻量化设计可以减少对土地资源的占用,降低能源的消耗,并提高建筑物的抗震性能和使用寿命。
1.2 轻量化设计的原则与方法轻量化设计的核心是在满足结构强度和稳定性的前提下,尽量减少材料的使用。
为了实现轻量化设计,可以采用以下原则与方法:(1)合理选用材料:选择轻质、高强度、高稳定性的材料,如混凝土中的轻骨料、钢材、复合材料等,以降低建筑的自重。
(2)优化结构形式:通过优化构件形状、减少构件数量等措施,减少结构材料的使用。
(3)加强结构连接:通过改进结构的连接方式,提高结构的刚度和稳定性,进而减少结构的材料消耗。
二、轻量化施工的技术应用2.1 模块化设计与预制构件模块化设计是一种将建筑物分解为各个独立模块,并在工厂中进行加工的方法。
预制构件的使用可以减少施工现场对材料和人力的需求,降低施工过程中的污染和噪音,并提高施工质量和效率。
2.2 轻质隔墙材料的应用传统的隔墙大多使用砖石等材料,但这些材料密度较大,施工周期长。
相反,轻质隔墙材料如蒙脱石板、硅酸镁板等,具有重量轻、抗震性好、保温性能优秀等特点,可显著减轻建筑物的自重,并缩短施工周期。
2.3 结构优化的计算与模拟在轻量化设计中,计算和模拟技术发挥了重要的作用。
通过数值模拟和结构优化算法,可以快速、准确地评估和优化结构形式,实现建筑结构的轻量化设计与施工。
三、轻量化设计与施工的案例研究3.1 叠合屋顶结构以叠合屋顶结构为例,该结构采用轻质钢结构制作屋顶和雨篷,有效减轻了屋顶结构的自重,提高了施工效率,同时兼顾了建筑物的美观性和抗风性能。
关于建筑工程中结构设计的探讨
‘ 邓 永 灿
( 山市南海 中韵建筑设计有限公 司, 东 佛 山 5 80 ) 佛 广 200 摘 要: 随着 当今 社会 的发展 , 人们对住宅设计的需求也在 不断提 高, 从而 需要 建筑结构设计人员掌握扎 实的理论知识功底 , 灵活的 创新思维和严 肃认真 负责的工作 态度 。 为设计人 员, 掌握结构设计 的过程 , 作 要 保证设计结构的安全及善 于总结工作中的经验。 主要对建 筑进行结构设 计时要 注意的事项进行 阐述 。 关键词 : 原则 ; 建筑结构 ; 设计过程 ; 注意事项 1建筑 结构 设计 的原则 扁梁结构中, 梁高比板厚大不了多少时应 将计算长度取至梁中心, 选梁 1 抓大放小。“ . 1 强柱弱梁”“ 、强剪弱弯” 等是建筑结构设计中非常 中心处的弯距和梁厚, 及梁边弯距和板厚配筋, 取二者大值配筋。 用台 借 重要的概念。宁为玉碎, “ 不为瓦全” , 如果平均用力' 可能会“ 玉石俱粉” 损 阶式独立基础变截面处的概念蛀 子也可认为是超大截面梁, 以梁配 所 失则更大矣! 在建筑结构中, 柱倒了, 梁会跟着倒; 而梁倒了, 柱还可以不倒 筋时直取柱边弯距 。削峰是正常的, 不削峰才有问题。 的。 可见柱承担的责任比梁尢 柱不能先倒。 虽然整个结构体系是由各种 3 抗震缝应加大。 . 4 经统计按 规范要求设的防震缝在地震时有 4 % 0 构件协调组成—体饵各个构件担任的角色不尽相同。按照其重要性也 发生了碰撞。故应增大抗震缝间距。 3 关于回弹再压缩。 _ 5 基坑开挖时摩 擦角范围内的坑边的基底土受 就有轻重之分以防不可/ ̄ 的破坏力量突然袭来。 #4 i 1 . 2层层防设。安全的结构体系是层层设防的' 灾难来临所 有抵抗 到约束, 不反弹, 中心的地基土反弹, 坑 回弹以弹性为主, 回弹部分被人工 外力的结构都在通力合作前仆后继。如果把“ 生存” 的希望全部寄托在 清除。当基础较小, 坑底受到很大约束, 如独立基础, 回弹可以忽略, 在计 某个单一的构件上是非常危险的。多肢墙 比单片墙好 、 框架剪力墙比纯 算沉降时应 按基底附加应力计算 。 当基坑很大时, 相对受到较小约束, 如 框架好等等就足体现了层层防线的设计思路。 箱基, 计算沉降时应按基底压力计算, 被坑边土约束的部分当做安全储 1 . 3刚柔相济。合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构太刚 备 这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一 。 则变形能力差, 强大的破坏力瞬间袭来时, 需要承受的力很大, 容易造成 3 . 6主梁有次梁处加附加筋。 一般应优先加箍筋, 附加箍筋可认为是: 局部受限最后全部毁坏; 而太柔的结构虽然可以很好的消减外力, 但容 主粱箍筋在次梁截面范围无法加箍筋或箍筋短缺, 在次粱两侧补上, 象 易造成变形过大而无法使用甚至全体倾倒。 板上洞 口附加筋。附加筋一般要有但 不应绝对。规范说的清楚, 位于粱 2结构的设计过程 下部或梁截面高度范围内的集中荷载应 全部由附加横向钢筋承担。也 结构设计 的阶段大体可以分为三个阶段, 结构方案阶段结构, 计算 就是说 位于粱上的集 中力如粱上柱 、 梁上后做 的粱如水箱下的垫梁不 阶段和施工 图设计阶段。 方案阶段的内容为 必加附加筋。 位于梁下部的集 中力应加附加筋。 但粱截面高度范围内的 在地 的抗震设防烈度, 工程地质勘查报告, 建筑场地 的类别及建筑的高 集中荷载可根据具体隋况而定。当主次粱截面相差不大, 次梁荷载较大 当主粱高度很高。 次梁截面很小 、 荷载很小时, 如快接近 度和层数来确定建筑的结构形式例 如: 砖混结构, 框架结构拒 剪结构, 时, 剪 应加附加筋。 力墙结构, 简体结构, 混合结构等等以及 由这些结构来组合而成的结构 板上附加暗梁, 主梁可不加附加筋 。 还有 当主次梁截面均很大, 如工艺要 形式1 。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来 求形成的主次深粱, 而荷载相对不大, 主梁也可不加附加筋。 布置结构的承重体系和受力构件。结构计算阶段的内容为: 荷载的 首先, 3 悬挑梁宜做成等截面。 . 7 一般 睛况下, 悬挑梁宜做成等截面, 尤其出 计算。荷载包括外部荷载例 如: 风荷载, 雪荷载施 工荷载地 下水的荷载, 挑长度较短时。 与挑板不同, 挑粱的自重 占总荷载的比例很小作 成变截 地震荷载人 防荷载等 和内 部荷载 如: 结构的 自 重荷载艘用荷载装 面不能有效减轻 白重 。变截面挑梁的箍筋 , 每个都不一样 , 加大施工难 修荷载等等) 上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不 同 度。变截面梁的挠度也大于等截面梁。当然夕 露的大挑梁, 可适当变截 的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算 。其次, 面, 使感官效果好些。 构件的试算 。 根据计算出的荷载 构造措施要求, 使用要求及各种计算 3 建筑房间大小。 . 8 当建筑大多数房问较小, 而仅一两处房间较大时, 手册 E 推荐的试算方法来初步确定构件的截面。再次, 内力的计算, 根据 如按大房间确定基础板厚会造成浪费, 而按小房间确定则造成配筋 困 确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算, 包括弯矩虏 力。 扭矩, 轴心 难, 当承载力能满足要求时, 可在大房间中部垫聚苯卸载, 按小房间确定 压力及拉力等等。 最后, 构件的计算。 根据计算出的结构内力及规范对构 基础板厚。总之, 结构设计是个系统 、 全面的工作, 需要扎实的理论知识 件的要求和限制( 轴压 比, 比如: 剪跨比, 比, 跨高 裂缝和挠度等等) 来复核 功底, 灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度 。千里之行, 始于足 结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构 下。设计人员要从一个个基本的构件算起做 到知其所以然。 深刻理解规 件的截面或布置直到满足要求为止。 范和规程的含义, 并密切配合其它专业来进行设计, 在工作 中应事无 巨 3 进行 结构 设计 时应注 意的事 项 细, 善于反思和总结工作中的经验和教训 。 31 .关于箱 、 筏基础底板挑板的阳角问题。 阳角面积在整个基础底 & 4 建筑结 构设计 的主 要方 法 面积中所占比例极小, 可砍成直角或斜角。h 如果底板钢筋双向双排, 且 目 国内结构设计所用的设计办法是概率极限状态设计法作 用效 前, 在悬挑部分不变, 阳角不必力辐射筋。 I 1 应必须小于等于结构抗力,R结构要满足强度条件和位移条件。 S 内力计 3 关于箱 、 . 2 筏基础底板的挑板问题。 从结构角度来讲。 如果能出挑 算采用的力学模型一般是弹性模型, 要考虑塑性变形 内力重分布时, 往 板, 能调匀边跨底板钢筋, 特别是当底板钢筋通长布置时。不会因边跨钢 往是把利用弹性模型计算所得的内力乘 以一个调整系统。手算和计算 筋而加大整个底板的通长筋, 较节约; 出挑板后, 能降低基底 附加应力, 机算所采用的计算方法 、 当 理论、 计算模型是有差别的。结构计算的工作 基础形式处在天然地基和其他 ^工地基的坎上时加 挑板就可能采用天 量是很大的, 、 采用手算时要在工作量和计算精度之间折衷。手算为降低 然地基; 能降{整体沉降, 氐 当荷载偏心时, 在特定部位设挑板 ' 还可调整沉 工作量, 受力体系尽量简化为平面力系, 计算中作一些假设, 利用经验值 降差和整体倾斜; 窗井部位可以认为是挑板上砌墙, 不宜再出长挑板。 虽 和查用图表。但随着高层 、 超高层建筑的 日益增多结 构越来越复杂, 抗 然在计算时此处板并不应按挑板计算。当然此问题并不绝对, 当有数层 震要求越来越高, 手算的工作量和计算精度难以满足要求, 计算机已被 地下室, 窗井横隔墙较密。 且横隔墙能与内部墙体连通时, 可灵括考虑; 大量利用到结构计算中来。 当 地下水位很高, 出基础挑板有 利于解决抗浮问题; 从建筑角度讲取 消挑 5结论 板, 可方便柔『 生防水做法。 总之, 随着建筑业的发展, 结构设计成为繁重而责任重大的工作, 不 3 关于梁、 _ 3 板的计算跨度。一般的手册或教科书七所讲的计算跨 但关系到建筑结构的安全l 生和耐久性, 而且关系到建筑的适用性和经济 度, 如净跨的 1 倍等。这些规定和概念仅适用于常规的结构设 计, . 1 在应 性。 从而谢 队 员在工作中应事无巨细, 善于反思和总结工作中的经验 用 日广的宽扁梁 中是不合适的。 梁板结构, 点 可认为是在梁的中 和教训, 简单 才能将设计工作做好。 心线上有一刚性支座, 取消梁的概念将 梁板统一认为是一变截面板。在
浅析建筑结构设计中有关问题的探讨
浅析建筑结构设计中有关问题的探讨陈维花肖艳青岛易境工程咨询有限公司山东青岛266000摘要:随着我国经济的不断发展,居民生活水平的不断提高,目前大家也越来越关注建筑结构设计。
建筑业作为我国的支柱产业也得到了快速发展,取得了巨大的成就。
随着我国市场经济发展以及人们对建筑物功能要求改变,人们对建筑工程产品的要求也日益增高。
建筑结构设计是个系统的,全面的工作。
建筑结构设计对建筑的质量,建筑的美观等方面都有重要影响。
所以好的建筑结构设计是优秀建筑的基础,同时也会为企业带来很多利益。
本文针对建筑结构设计中常见的问题进行分析。
关键词:建筑结构设计,问题,探讨Abstract:along with the development of economy,the continuous improvement of people's living standard at present people pay more and more attention tobuilding design.Construction as the pillar industry in China also get the rapid development,has had great success.Along with our country market economy development and people to the building functionrequirement change,people on the construction project of product requirements increase quickly.Structure design is a systematic,comprehensive work.Building structural design on the quality of the buildings,the beautiful architecture are important influence.So good building structure design is excellent architecture of the foundation,at the same time also can bring many benefits for the enterprise.This article in view of the building structural design of common problems are analyzed.Keywords:building structure design,the paper中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:正文:随着我国城市化进程的加快,建筑业也面临了更多的机遇和挑战。
浅谈对几种新型建筑工程结构体系的认识
林
业科ຫໍສະໝຸດ 技情报 ・ 1 7・
浅谈 对 几 种 新 型 建 筑 工 程 结构 体 的 认 识 系
张彦 彬 王 炳乾 陈 晓辉
( 黑龙 江省城 市规 划勘 测设计 研 究 院)
[ 摘 要 ] 随着建筑设计的不断创新 , 结构设计 理论 、 高强材料 的不 断发展 , 几种新型建筑结构体 系正被越 来越 广泛 的应 用。
—
c n r t x d s u t r ,n t r me sr c u e,h g o c e e mie t cu e e a t t r r f u ih—e e t t s t cu e a d v l m t cu e f c r ssr t r n e u s u tr . se u r
钢一 混凝土混合结构是 我 国 目前在 高层 建筑 领域里 应 用较多的一 种结构形 式。钢结 构 和混 凝 土结 构 各有 所 长 , 前者具有重量轻 、强度 高 、延 性好 、施 工速 度 快 、建筑 物 内部空间大等优点 ;而后者 则 刚度大 、材料 费省 、防火 性 能好。综合利用这 两种 结构 的优点为 高层建 筑 的发展开 辟 了一 条新 途径 ,其 中的典 型建筑 是上 海金茂 大厦 。钢一 混 凝土混合 结构在办公楼 、学校 、医院及 住宅 等高 层建筑 中 将 有更广 泛的应用 。 2 网 架 结 构 网架结构 也是一种 新型大 跨度 空间结 构 ,可 分为单 层 平面 网架 、单层 曲面 网架 和 双层穹 隆网架 等多种 形式 。单 层 平 面 网架 多 由两 组 互 相 正 交 的 正 方 形 网格 组 成 ,可 以 水 平放 ,也 可以斜放 。这种 网架 比较适 合 于正 方形或 接近 于 正方形的 巨型平面建筑 。如果把单层平面 网架改变 为 曲面 , 可 以进一步提高结构 的刚度 ,从而增大结构 的跨度 。 网架结构具有刚度 大、变形 小 、应 力分 布均 匀 、自重 轻 、材料费省等优点 ,并且 具 有多种 多样 的形式 ,使用灵
浅析建筑工程结构设计
浅析建筑工程结构设计摘要:建筑的结构犹如人的骨架,是抵抗风吹雨打的重要保障,是保证建筑物长久性的重要基础,因此建筑施工结构设计不容半点马虎,一丁点的疏漏,都可能给未来埋下隐患,因此,建筑施工结构设计要在保证安全的前提下,科学合理设计每一环节,根据建筑工程的实际情况,确定建筑物的结构类型与体系,然后以分析结果和相关结构设计的规范为依据,进行施工图设计。
关键词:建筑施工结构;结构设计随着我国国民经济的迅猛发展,城市化进程亦不断加速,城市规模不断扩大,与此同时,带动了建筑业的快速、持续的发展。
随着人居生活质量不断提高,更多对于建筑结构设计提出了更高的要求。
发展先进设计理论,引入先进技术,加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用,时建筑结构设计的发展的趋势之一。
一、建筑工程结构设计总体目标建筑是人居生活中重要的组成部分,其本身的一些特征将给人们生活带来诸多方面的影响,因此,提高其本身的安全性、适用性、耐久性对于人居生活具有重要意义,同时,这三个方面亦是建筑施工设计中的总体指导目标。
1.安全性:指结构应能承受正常使用时可能出现的各种荷载和变形等作用,在偶然事件(如地震、强风)发生时及发生后结构仍能保持必需的整体稳定性,即结构仅产生局部损坏而不致发生倒塌。
2.适用性:指结构在正常使用过程中,应具有良好的工作性能。
不仅仅是花架子,徒有其表,整个建筑结构设计要根据其具体作用进行设计,最大程度的提高其适用的性能。
3.耐久性:指结构在正常使用和正常维护条件下应具有足够的耐久性能,能够正常使用到预定的设计使用期限结构的功能要求概括起来为结构的可靠性,即在规定的时间内(设计使用年限),在规定的条件下(正常设计、正常施工、正常使用和维护),结构完成预定功能(安全性、适用性、耐久性)的能力。
二、建筑结构的相关分析在建筑结构工程中,对其需要采取内力、位移等各方面的计算,在计算时需要从不同的程度进行相关方的计算,并完善计算方式以取得理想的数据。
建筑工程框架结构工程的探讨
建筑工程框架结构工程的探讨摘要:建筑工程规模持续扩大下,施工技术和工艺不断扩大,赋予建筑工程时代性的同时,也导致建筑工程施工结构愈加复杂。
在建筑工程施工中,框架结构是主要的工程结构,直接关乎到工程整体质量,需要不断推动框架结构创新和发展,改善其中的质量隐患,为建筑工程整体质量和安全提供坚实保障。
本文就建筑工程框架结构工程进行探究,结合施工特点,针对其中存在的问题持续推动技术创新,以求打造高质量的建筑工程。
关键词:框架结构;建筑工程;钢筋工程;混凝土工程;模板工程经济社会的飞快发展,建筑工程规模和类型的丰富,为新时期的建筑工程质量提出了新的要求。
面对现代建筑行业飞快发展带来的挑战,应持续推动建筑工程技术和工艺创新改革,优化框架结构工程,推动施工活动有序开展的同时,保证框架结构工程安全和稳定。
但是,由于建筑工程框架结构较为复杂,如果工艺选择不合理,操作不当,很容易受到客观因素影响到施工质量,埋下一系列安全隐患。
故此,推动建筑工程框架结构工程改革,改善现有技术不足,为后续施工活动开展提供坚实保障。
一、建筑工程框架结构工程概述建筑工程框架结构工程技术的应用,通常是在高层建筑和超高层建筑工程建造,赋予建筑物纵向获得部分承载力,指导施工活动有序进行。
高层建筑工程施工过程中,优化框架结构设计,逐层变化,结合楼层具体承载力设计。
做好各个楼层承载力工作,施工活动规范化展开,只有这样工程质量才可以符合要求。
通过此种方式,可以减少占地面积,迎合社会飞快发展要求。
在当代社会进步和发展中,高层建筑是社会主流趋势,在建筑工程框架结构工程技术不断创新发展中,综合考量抗震、防雷与风力荷载等不可抗力因素,结合具体施工要求灵活开展施工活动[1]。
现代建筑行业蓬勃发展下,建筑工程数量和规模持续扩大,与人们日常生活之间的关系愈加密切,打造高质量的建筑工程项目,对于人们生活质量提升具有积极应用。
城市现代化建设进程不断加快,人均占有土地面积不断减少,建筑工程框架结构也发生了不同程度的变化,高程和超高层结构逐渐占据主流。
浅谈建筑施工中的结构问题
浅谈建筑施工中的结构问题摘要:设计与施工是建筑工程中最重要的两个环节。
设计人员设计好图纸之后,准备好一切便开始施工。
但施工过程中存在很多问题,施工是否能按照图纸完成,是否理解设计图纸的意图,这都关系到施工的质量和效率。
了解问题才能更好的解决问题,所以接下来重点介绍建筑施工中的结构问题,以便更好的保证施工的质量和效率。
关键词:建筑施工;结构问题;质量1.砼楼板支座负钢筋的倒伏问题楼板是建筑施工过程中常用的材料,而楼板设计结构过程中常见问题是现浇钢筋楼板支座负钢筋的倒伏问题。
出现倒伏问题主要是由以下原因造成:楼板筑好后,然后楼板上的钢筋按照设计的要求扎绑,隐藏验收后开始倒砼,但在这个过程中往往忽略已经建立好的负钢筋的支座,出现了重视主要的问题而忽略了次要的问题的现象,造成支座负钢筋倒伏问题的出现。
这种清况的出现往往引发其他问题的出现。
例如,支座负弯矩因为没有足够的钢筋来承担,造成支座处板面出现裂缝;由于板的刚度降低和挠度的加大,让板的受力状态逐渐趋向于简支,即跨中实际弯矩比设计中的弯矩大的多,所以使板配筋趋向于不安全。
以上出现的问题主要是由于施工时工作不规范所引起的,所以要避免问题的出现,主要就是加大对工作的监督以及确保施工方法的正确实施和操作规范性的实施。
另外对于结构设计中也要避免这类问题的出现,要做到防患于未然,加强对这类问题的防患措施。
具体要做到在设计文件中明确提出支座负钢筋的准确位置,保证位置的准确性;要有足够的钢筋撑脚(马凳脚),来保证支座负钢筋的抗踩踏能力,必要时可以加大支座负筋和架立筋的直径来提高支座负钢筋的抗踩踏能力;因为计算中支座负钢筋按弹性分析与实际情况不符,所以楼面板的计算应该用塑性内力重分布的方法,这样便能降低支座弯矩,提高跨中弯矩,又由于考虑到屋面板防水防裂,所以只有跨中弯矩按照这样的方法计算,能使计算结果更接近真实情况,这样也更加提高了面板的安全程度。
2.面板结构层不平整和超重问题面板结构层不平整的原因主要是由以下两个方面造成:1.在施工过程中,由于面板的模板支撑不平衡,造成成品的不平整。
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浅析对建筑工程结构体系的探讨
进入20世纪以后,随着建筑造型、建筑设计和跨度的要求越来越高,对建筑结构的要求更高,从而提出了一些新的结构体系。
本文主要介绍越来越多应用的几种新型建筑结构体系,包括:钢——混凝土混合结构、索张拉结构、索穹顶结构、膜结构和高效预应力结构。
一、钢——混凝土混合结构钢——混凝土混合结构是我国目前在高层建筑领域里应用较多的一种结构型式。
钢结构和混凝土结构各有所长,前者具有重量轻、强度高、延性好、施工速度快、建筑物内部净空气大等优点,而后者刚度大、耗钢量少、材料费省、防火性能好。
综合利用这两种结构的优点为高层以建筑的发展开辟了一条新途径。
统计分析表明,高层建筑采用钢——混凝土混合结构和用钢量约为钢结构的70%,而施工速度与全钢结构相当于,在综合考虑施工周期、结构占用使用面积等因素后,混合结构的综合经济指标优于全钢结构和混凝土结构的综合经济指标。
钢——混凝土结构最早于1972年用于芝加哥的Gateway ⅢBuilding(36层137米),我国至80年代才将钢结构用于高层建筑,目前已建成或在建的高层结构建筑(约有40余幢)中,有一半以上采用的是钢——混凝土混合结构。
最近建设部和国家冶金工业局在颁布的《建筑用钢技术政策》中,将钢——混凝土混合结构列为要大力推广的建筑新技术,可以预见,混合结构在高层办公楼、学校、医院及住宅等建筑中将有较广泛的应用。
二、索张拉结构结构基本受力构件有三类:受压构件、受弯构件和受拉构件。
对于受压构件,当构件长细比较大时,由于构件会发生整体失稳,构件的作用不能充分发挥。
对于受弯构件,由于构件截面应力不均匀,截面边缘的最大应力往往控制构件的设计,使得构件材料不能充分发挥作用。
只有受拉构件,截面的应力均匀,不会发生整体失稳,如利用高强钢索做成受拉构件,能最大限度地发挥受拉构件的作用,提高结构的经济性。
在结构体系中巧妙利用张拉构件,结合少数刚性受压构件,可构成受力合理的高效张拉结构体系,不仅承载力高、刚度大,且能使各种材料的强度均得到很好的发挥。
三、索穹顶结构索穹顶结构实际上是一处特殊的索-膜结构,是近几年才发展起来的一种结构效率极高的张力集成体系,其外形类似于穹顶,而主要的构件是钢索,由始终处于张力状态的索段构成穹顶,利用膜材作为屋面,因此被命名为索顶顶。
由于整个结构除少数几根压杆外都处于张力状态,所以充分发挥了钢索的强度,只要能避免柔性结构可能发生的结构松弛,索穹顶结构便无弹性失稳之虞,所以,这种结构重量极轻,安装方便,可具有新颖的造型,经济合理,被成功地应用于一些大跨度和超大跨度的结构。
四、膜结构膜结构是张力结构体系的一种。
它以具有优良性能的柔软织物为
膜材,由膜内的空气压力支承膜面(充气式膜结构或所承式膜结构),或利用钢索或风性支承结构向膜内预施加张力(张力膜结构),从而形成具有一定刚度、能够覆盖大空间的结构体系。
膜结构采用的薄膜的材料,大多采用涂层织物薄膜,分为两部分,内部为基材织物,主要决定膜材的力学性质,提供材料的抗拉强度、抗撕裂强度等;外层为涂层,主要解决膜材的物理性质,提供材料的耐火、耐久性及防水、自洁性等,常用膜材一般为聚酯织物涂敷氯乙烯涂层膜材、玻璃纤维织物涂敷聚四氟乙烯涂层或有机硅树酯涂层膜材。
膜材并接的结构接缝多采用热焊,非结构接缝采用缝合。
膜结构具有如下特点:造型活泼优美,富有时代气息;自重轻,适合大跨度的建筑,充分利用自然光,减少能源消耗;价格相对低廉,施工速度快;结构抗震性能好。
充气膜结构有单层、双层、气肋式三种形式,充气膜结构一般需要长期不间断地能源供应,在低拱度大跨度建筑中的单层膜结构必须是封闭的空间,以保持一定气压差。
在气候恶劣的地方,空气膜结构的维护有一定的困难,不少建筑曾遭意外的漏气而下瘪。
五、高效预应力结构体系高效预应力结构是指用高强度材料、现代设计方法和先进的施工工艺建筑起来的预应力结构,是当今技术最先进、用途最广、最有发展前途的一种建筑结构型式之一。
目前,世界上几乎所有的高大精尖的土木建筑结构都采用了高效预应力技术,如,大型公共建筑、大跨重载工业建筑、高层建筑、大中跨度桥梁、大型特种结构、电视塔、核电站安全壳、海洋平台等几乎全部采用了这一技术。
与传统预应力相结构相比,高效预应力结构具有以下一些特点:#广泛采用高强度材料:目前国内预应力混凝土结构中常用的混凝土强度等级从c40-C80,甚至达到C100以上,预应力钢绞线的极限抗拉强度可达1860Mpa;# 按照现代设计理论设计:如抗震设计理论、延性设计理论等,通过合理确定结构预应力度和截面配筋指数,大大改善了高效预应力结构的抗震性能、正常使用性能等;# 先进施工工艺的开发:近年来高吨位、大冲程千斤顶的应用和多种锚固体系的开发等,为高效预应力结构的大规模推广应用提供了技术基础;# 适用范围广:高效预应力结构适用于大跨和超大跨度、重载以及使用性能高的结构,其应用范围拓展到高层以结构转换层、钢结构、基础、路面等结构领域。
近年来,高效预应力技术在我国发展迅速,已制定专门的预应力结构设计、施工规程、工程中应用的预应力结构体系也很丰富。
典型工程实例有:面积最大的单体预应力工程是首都国际机场新航站楼工程,每层建筑面积约8.8万平方米,总建筑面积约35平方米,在混凝土板、墙、框架、柱以及钢屋架、钢梁和钢管网架中大量采用了预应力技术;柱网最大的预应力工程是深圳车港工程,标准层平面尺寸159×103.5米,标准柱网16×25米,总建筑面积9.5万平方米;最在的预应力钢桁架工程是北京西站主站房工程`,该预应力钢桁架跨度45米,桁架上承40米高的中式门楼,门楼总重5400余吨;层数最多的预应力工程是广东国际大夏主楼,总计63层;高度最高的预应力工程是青岛中银大厦,总高度241米,
58层,等等。
限篇幅,本文重点介绍首都国际机场新航站楼工程和北京西客站主站房工程。
首都国际机场新航站楼工程全面采用了高效预应力技术,仅无粘结预应力筋量就达4000余吨堪称本世纪国内最大的预应力工程之一。
新航站楼的基础为整体预应力平板片筏基础,上部结构采用了预应力框架、剪力墙体系和预应力板柱、剪力墙体系,部分屋面采用了预应力空间焊接钢管屋架。
可以预计,随着高性能预应力材料(高强混凝土、高强预应力筋、新型纤维塑料筋等)的推广应用以及结构设计理论和设计的不断发展,新型、高效应力结构体系将在我国二十一世纪大规模基本建设中发挥越来越大的作用。