建筑结构设计论文
高层建筑结构设计论文
高层建筑结构设计论文随着科学技术的不断发展,功能俱全的高层建筑越来越多。
高层建筑结构设计也越来越成为建筑结构工程师的重要工作内容。
下面是店铺为大家整理的高层建筑结构设计论文,供大家参考。
高层建筑结构设计论文范文一:探究高层建筑结构边节点抗震性能1试验概况1.1试验构件设计和制作边节点试验构件取用承重框架梁柱反弯点之间的一个平面组合体,即“T字形”试件。
为有效保证试件的浇筑质量和垂直度,并与工程实际相符,全部试件均采用钢模板、立模浇筑。
边节点构件柱子的截面尺寸为200mm×200mm,梁的截面尺寸为150mm×250mm,纵向受力钢筋采用HRB400级,箍筋采用HPB235级。
柱子的配筋率为1.13%,梁的配筋率为0.9%,所有构件配筋率和钢筋的强度相同。
为防止柱头破坏,柱上、下两端箍筋加密;节点核心区按照抗震要求对箍筋进行了加密处理。
本次试验共包括7根试件,详细的试验构件概况如表1所示,构件的尺寸和配筋图示,节点核心区采用柱混凝土的构件,施工缝留设在梁下部;节点核心区采用梁混凝土的构件,分别在梁上和梁下留设两道施工缝,施工缝处浇筑时间间隔为2天(48小时)。
1.2试验方法和加载装置采用低周反复试验方法进行研究,加载制度为力—位移混合控制加载,在开始加载到构件屈服前采用力控制;构件屈服后,改用屈服位移的整数倍为级差作为回载控制点,每一位移下循环3次。
在实际框架结构中,当作用水平荷载时,上柱反弯点可视为水平可移动铰,相应的下柱反弯点可视为固定铰;而节点两侧梁的反弯点可视为水平可移动铰。
这样可以有两种加载方案:一种是在柱端施加水平荷载或位移,这时梁能够左右移动而上下受到约束,产生剪力和弯矩。
这种边界条件比较符合实际结构中的受力状态;另一种是将柱保持垂直状态,在梁的自由端施加反复荷载或位移,此时边界条件变为上下柱反弯点为不动铰,梁反弯点为自由端。
本次试验采用的是柱端加载的方式,即采用在柱顶施加轴向力和水平力的方式进行试本次试验在东北电力大学结构试验室进行,采用美国MTS公司生产的MTS液压式伺服加载系统进行试验,采用MTS动态数据采集系统进行数据采集。
高层建筑论文结构设计论文
高层建筑论文结构设计论文摘要:随着高层建筑规模和形式的不断发展,追求结构形式新颖、受力合理的目标将是结构设计工作者的目标和方向。
作为结构工程师,高层建筑结构设计中应根据实际情况做好结构分析,多做方案比较,加强优化设计的实施,高层建筑的结构设计不仅应保证高层建筑具有足够的安全性,还应保证结构的经济性、合理性。
高层建筑是社会经济发展和科技进步的产物。
随着大城市的发展,城市用地紧张,市区地价日益高涨,促使近代高层建筑的出现,电梯技术的改进更使高层建筑越建越高。
宏伟的高层建筑是经济实力的象征,具有重要的宣传效应,在日益激烈的商业竞争中,更扮演了重要的角色。
1、高层建筑结构设计的意义及依据1.1概念设计的意义高层建筑能做到结构功能与外部条件一致,充分展现先进的设计,发挥结构的功能并取得与经济性的协调,更好地解决构造处理。
1.2概念设计的依据高层建筑结构总体系与各分体系的工作原理和力学性质,设计和构造处理原则,计算程序的力学模型和功能,吸取或不断积累的实践经验。
2、高层建筑结构设计的特点2.1水平力是设计主要因素在低层和多层房屋结构中,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。
而在高层建筑中,尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响,但水平荷载却起着决定性作用。
因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与建筑高度成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力,是与建筑高度的两次方成正比。
另一方面,对一定高度建筑来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值随着结构动力性的不同而有较大的变化。
2.2轴向变形不容忽视高层建筑中,竖向载荷很大,能在柱中引起较大的轴向变形,对连续梁弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩减小,跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大;此外还会对预测构件的下料长度产生影响,要求根据轴向变形计算值,对下料长度进行调整;另外对构件剪力和侧移产生影响,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。
高层建筑结构设计论文
高层建筑结构设计论文随着城市化进程的加速,高层建筑在城市中如雨后春笋般涌现。
高层建筑不仅是城市现代化的象征,更是解决城市人口密集、土地资源紧张等问题的有效途径。
然而,高层建筑的结构设计是一项极其复杂且具有挑战性的任务,需要综合考虑众多因素,以确保建筑的安全性、稳定性和功能性。
高层建筑结构设计面临着诸多特殊的挑战。
首先,垂直荷载显著增加。
由于楼层数量多,建筑物自身的重量以及人员、设备等产生的荷载都较大,这对结构的竖向承载能力提出了更高的要求。
其次,水平荷载成为控制结构设计的关键因素。
风荷载和地震作用在高层建筑中产生的效应更为显著,可能导致结构的侧向位移和内力大幅增加,甚至影响结构的整体稳定性。
再者,结构的稳定性和抗倾覆能力至关重要。
高层建筑重心较高,容易在外界作用下发生倾覆,因此在设计中必须充分考虑结构的稳定性。
在高层建筑结构设计中,结构体系的选择是至关重要的。
常见的结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
框架结构具有布置灵活、空间大等优点,但抗侧刚度相对较小,适用于层数较低的建筑。
剪力墙结构则具有良好的抗侧刚度,能有效抵抗水平荷载,但空间布置不够灵活。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点,既能提供较大的空间,又具有较好的抗侧性能,适用于大多数高层建筑。
筒体结构包括框筒、筒中筒等形式,具有很强的抗侧和抗扭能力,常用于超高层建筑。
风荷载是高层建筑结构设计中不可忽视的因素。
风对高层建筑的作用不仅会产生水平力,还可能引起漩涡脱落、横风向振动等复杂现象。
在设计中,需要通过风洞试验或数值模拟来准确确定风荷载的大小和分布。
同时,合理的建筑外形设计可以有效减小风荷载的影响。
例如,采用流线型的外形可以降低风阻,减少风荷载对结构的作用。
地震作用对高层建筑的安全性构成严重威胁。
在地震区,高层建筑必须具备良好的抗震性能。
结构的抗震设计包括概念设计和计算设计两个方面。
概念设计强调从整体上把握结构的布置和选型,遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”等原则,保证结构具有合理的传力路径和良好的变形能力。
高层建筑结构设计论文
高层建筑结构设计论文【摘要】高层建筑是一种更为复杂的建筑模式,然而建筑的结构设计效果并不理想,高层建筑安全问题发生的频率相对较高,由此在高层建筑结构设计过程中,建筑结构设计人员更应该根据建筑结构的特点,认真考察建筑具体实际,从而设计出合理的设计方案,保证建筑的安全性和稳定性,发挥建筑的效益,从而满足建筑使用群体的要求,同时为建筑业的更快更好发展做出贡献,使得建筑业可以有更长足的发展空间。
一、高层建筑结构的特点1.水平载荷成为决定因素高层建筑的设计和建造过程区别于低层建筑,不仅要考虑竖向载荷,更重要是考虑水平载荷的影响。
高层建筑楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与建筑高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩以及由此在竖构件中引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;另一方面,对一定高度建筑来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。
2、抗震设计要求更高相对于低楼层而言,高楼层具有独特的特性,高楼层拥有更好的柔性,由此在地震作用下的变形更大一些。
所以高层建筑结构设计,除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外,还必须使结构具有良好的抗震性能,做到小震不坏、大震不倒。
3、轴向变形不容忽视在有外力作用的情况下,建筑结构会发生一定的位移,包括弯曲、轴向变形和剪切变形。
对于低层建筑的结构,一般的结构构件轴向和剪切变形的影响相对小,由此不会涉及到轴向变形和剪切变形问题的考虑。
但是高层建筑的轴力相对较大,由此产生的轴向变形就会比较显著,由此在建筑结构设计中就要把轴向变形考虑进去。
二、高层建筑结构体系1、框架结构体系整个结构的纵向和横向全部由框架构件组成的结构成为框架结构。
框架既负担重力荷载又负担水平荷载。
框架结构的优点是建筑平面布置灵活,可提供较大的内部空间。
但由于结构属于柔性结构体系,在水平荷载作用下,强度低,刚度小,水平位移大,在高烈度地震区不宜采用。
建筑工程结构设计论文
建筑工程结构设计论文【摘要】我们在进行建筑的结构设计时,必须严格按照国家的相关规定,保证理论计算和实际情况相一致,尽量避免设计中的薄弱环节。
这就要求广大设计人员不仅要熟悉结构设计知识,还要掌握相应的力学和程序计算知识,最终实现建筑的经济适用和美观舒适的功能。
一、建筑结构设计的特点多层和高层结构的差别主要就是层数和高度。
但是实际上,多层和高层建筑结构没实质性差别,它们都必须抵抗横向及水平荷载促进作用,从设计原理及设计方法而言,基本上就是相同的。
1、水平荷载成为控制结构设计的主要因素结构内力、加速度与高度的关系,除轴向力与高度成正比之外,弯矩和加速度随其高度都呈圆形指数曲线下降,因此,随着高度的减少,水平荷载将沦为掌控因素。
水平力促进作用下结构与否优化,材料用量将存有非常大差别。
2、侧移成为控制指标与多层建筑相同,结构侧移已沦为高层建筑结构设计中的关键因素。
随着建筑高度的减少,水平荷载下结构的侧移变形快速减小,因而应当将结构在水平荷载促进作用下的侧移掌控在某一限度之内。
3、轴向变形不容忽视高层建筑中横向荷载数值非常大,使柱产生很大的轴向变形,从而可以使连续梁中间支座处的负弯矩值增大,横跨中正弯矩和端的支座正数弯矩值增大。
轴向变形还会对预制构件的下料长度产生影响,需要根据轴向变形的计算值调整下料长度进行。
另外轴向变形对构件的剪力和侧移产生影响,如不考虑构件竖向变形将会得出偏于不安全的计算结果。
二、建筑结构设计有关问题与掌控1、建筑结构设计中的概念设计的应用建筑结构中所谓的概念设计不仅仅就是建筑设计的一种理念,还是我国的建筑设计非常关键的一个环节,而且概念的设计这主要是建筑结构方案设计阶段,因为建筑结构的初步设计过程就是无法也不可能将借助计算机去同时实现的设计的。
所以,这就须要我国的建筑结构工程师对建筑结构的科学知识的综合运用以及能够把握住的建筑结构设计的概念从而挑选出与建筑工程来说结构最合理而且耗资最经济的结构设计的方案。
高层建筑结构设计论文
高层建筑结构设计论文随着城市化进程的加速,高层建筑在城市中如雨后春笋般涌现。
高层建筑不仅是城市现代化的象征,更是解决城市人口密集、土地资源紧张的有效手段。
然而,高层建筑的结构设计面临着诸多挑战,需要综合考虑多种因素,以确保其安全性、稳定性和经济性。
一、高层建筑结构设计的特点高层建筑与低层建筑在结构设计上存在显著差异。
首先,高层建筑所承受的风荷载和地震作用明显增大。
随着高度的增加,风的影响愈发显著,风振效应可能导致结构的疲劳和破坏。
地震作用也会随着高度的增加而放大,对结构的抗震性能提出了更高的要求。
其次,高层建筑的竖向荷载较大。
由于层数众多,建筑物自重以及活荷载的累积效应不容忽视,这对结构的竖向承载能力和基础设计带来了考验。
再者,高层建筑的结构体系更为复杂。
常见的结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
不同的结构体系在力学性能、适用高度、经济性等方面各有优劣,需要根据具体情况进行选择和优化。
二、高层建筑结构设计的主要考虑因素(一)安全性安全性是高层建筑结构设计的首要原则。
这包括结构在正常使用条件下的承载能力、稳定性,以及在极端情况下(如强烈地震、大风)的抗倒塌能力。
在设计过程中,需要依据相关的规范和标准,进行详细的力学分析和计算,确保结构能够承受各种可能的荷载组合。
(二)稳定性高层建筑的高宽比通常较大,容易产生失稳现象。
因此,在结构设计中需要通过合理的布置构件、增加抗侧力构件的刚度等措施,提高结构的整体稳定性。
(三)经济性在满足安全性和稳定性的前提下,应尽量降低工程造价。
这需要在结构选型、材料选用、构件尺寸优化等方面进行综合考虑,以达到经济合理的设计目标。
(四)使用功能高层建筑往往具有多种功能,如办公、居住、商业等。
结构设计应满足不同功能区域的使用要求,如大开间的办公区域需要采用较为灵活的结构体系,而住宅区域则更注重房间的规整和隔音效果。
(五)施工可行性设计方案应便于施工,考虑施工过程中的技术难度、施工周期和成本等因素。
现代高层建筑结构设计论文
试论现代高层建筑结构设计【摘要】随着科技的进步,经济的高速发展,现今社会的高层建筑向着更高、更复杂的趋势发展,本文就高层建筑的最基本原理展开讨论。
【关键词】高层建筑结构;结构体系;结构布置1 选择合理的结构类型正确认识高层建筑的受力特点高层建筑从本质上讲是一个竖向悬臂结构。
竖向荷载主要使结构产生轴向力与建筑物高度大体为线性关系;水平荷载使结构产生弯矩。
从受力特性看,竖向荷载方向不变,随建筑物的增高仅引起量的增加;而水平荷载可来自任何方向结构上的作用、作用效应和结构抗力。
结构产生各种效应的原因,统称为结构上的作用。
结构上的作用包括直接作用和间接作用。
作用在结构上的直接作用或间接作用,将引起结构或结构构件产生内力(如轴力、弯矩、剪力、扭矩等)和变形(如挠度、转角、侧移、裂缝等),这些内力和变形总称为作用效应,其中由直接作用产生的作用效应称为荷载效应。
结构或结构构件承受内力和变形的能力,称为结构的抗力,如构件的承载能力、刚度的大小、抗裂缝的能力等。
结构抗力与结构构件的截面形式、截面尺寸及材料强度等级等因素有关。
结构抵抗水平荷载产生的弯矩、剪力以及拉应力和压应力应有较大的强度外,同时要求结构要有足够的刚度,使随着高度增加所引起的侧向变形限制在结构允许范围内。
因此,高层建筑采用何种结构形式,应取决于其结构体系和材料特性。
2 正确选择合理的结构体系建筑设计与结构设计是整个建筑设计过程中的两个重要的环节,对整个建筑物的外观效果、结构稳定起着至关重的作用。
二者相互协调也相互制约,是伙伴还是冤家,就在于能否和谐工作。
建筑设计师常常把结构放在从属地位,要求结构必须服从建筑,一切以建筑为先导。
通过受力因素分析,下一步就考虑采用什么结构体系,有下面几种高层建筑结构体系可供选择,其结构体系有:框架结构、剪力墙结构、框架一剪力墙结构、筒中筒结构等。
钢筋混凝土常用的结构形式:框架结构:平面布置灵活,抗侧刚度小,但建筑物较高时就需要较大的梁柱,减小了有效的使用空间,经济指标不太好。
高层建筑结构设计论文
高层建筑结构设计论文随着城市化进程的加速,高层建筑在城市中如雨后春笋般涌现。
高层建筑不仅是城市现代化的象征,更是解决城市人口密集、土地资源紧张等问题的有效途径。
然而,高层建筑的结构设计是一项极其复杂且具有挑战性的工作,需要综合考虑众多因素,以确保建筑的安全性、稳定性和功能性。
一、高层建筑结构设计的特点高层建筑由于其高度较高、自重较大、水平荷载影响显著等特点,使得其结构设计与低层建筑有很大的不同。
首先,高层建筑所承受的竖向荷载远大于低层建筑。
除了自重外,还包括大量的人员、设备和家具等荷载。
这就要求结构具有足够的强度来承受这些竖向压力,以避免出现过大的变形和破坏。
其次,水平荷载成为了高层建筑结构设计的控制因素。
风荷载和地震作用对高层建筑的影响非常显著。
在强风或地震作用下,高层建筑会产生较大的水平位移和内力,因此需要结构具有良好的抗侧力性能。
再者,高层建筑的结构体系更为复杂多样。
常见的结构体系如框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等,每种结构体系都有其特点和适用范围,设计时需要根据具体情况进行合理选择。
二、高层建筑结构设计的原则在进行高层建筑结构设计时,需要遵循一系列的原则,以确保设计的合理性和可靠性。
安全性是首要原则。
结构设计必须能够承受各种可能的荷载组合,包括正常使用情况下的荷载以及极端情况下的风荷载、地震作用等,确保在其使用寿命内不会发生倒塌或严重破坏。
适用性原则要求结构在正常使用过程中,具有良好的变形性能和舒适度,不出现过大的振动或裂缝,满足建筑的使用功能。
经济性原则也是不可忽视的。
在保证结构安全和适用的前提下,应通过合理的设计和优化,降低工程造价,提高建筑的经济效益。
耐久性原则则要求结构具有足够的抗腐蚀、抗老化能力,以保证其在长期使用过程中的性能稳定。
三、高层建筑结构设计的主要内容1、结构选型结构选型是高层建筑结构设计的关键环节。
需要根据建筑的高度、使用功能、地质条件、施工条件等因素,综合考虑选择合适的结构体系。
建筑结构设计论文
浅谈建筑结构设计摘要:房屋建筑质量的优劣直接关系到人民的生命财产安全,而高质量的建筑又源自于有一个科学合理、经济实用的建筑结构设计,因此做好建筑结构设计是一项关系到建筑、经济、人民安居乐业的重要工作,也是一项需要我们每一个建筑结构工作者全心全力为之付出的工作。
结合工作经验,浅谈一下在建筑结构设计中应注意的一些问题。
关键词:结构设计;基本原则;结构计算抗震;沉降abstract: the quality of housing construction quality directly related to people’s life and property security, and high quality construction and comes from a scientific, reasonable, economical and practical architectural structure design, so do structure design is a concern to the construction, economy, people’s lives and work of the important work, is also a need to each of our building structure workers with whole heart to pay work. combining the working experience, talk about how to design of the building structure in some problems needing attention in the.keywords: structure design; basic principles; structure calculation seismic; settlement中图分类号:tb482.2 文献标识码:a 文章编号:1 结构设计中要遵循的基本原则结构设计的目的是使建筑物安全并能够适应使用的要求,因此我们在结构设计中要保证和遵循这样四个基本原则:1.1 抓大放小。
高层建筑结构设计论文
高层建筑结构设计【摘要】建筑结构是支撑和满足建筑空间环境及功能的力学体系,结构设计是一门历史悠久而古老的学科,并随着科学技术及新材料的发展而不断进步。
下文主要对高层建筑的几大结构体系进行了探讨,并分析了高层建筑结构的设计要点。
【关键词】高层建筑;结构设计概述随着社会与经济的蓬勃发展,世界人口迅速增多,文明建设水平突飞猛进,既可以节约城市用地面积,又能够减少市政投资,还在某种程度上加速了城市化建设的高层建筑已被广泛采纳与应用。
城高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较,不同结构体系的选择,直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。
高层建筑的承载能力、抗侧刚度、抗震性能、材料用量和造价高低,与其所采用的结构体系密切相关。
不同的结构体系,适用于不同的层数、高度和功能。
我们只有掌握了建筑结构体系的特点才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用。
1 高层建筑结构设计特点水平荷载成为决定因素。
一方面,因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与楼房高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖构件中引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;另一方面,对某一定高度楼房来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。
轴向变形不容忽视。
高层建筑中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引起较大的轴向变形,从而会对连续梁弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大;还会对预制构件的下料长度产生影响,要求根据轴向变形计算值,对下料长度进行调整;另外对构件剪力和侧移产生影响,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。
侧移成为控制指标。
2 高层建筑结构体系2.1 框架结构框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构,即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。
建筑结构设计论文
建筑结构设计论文摘要:结构设计是建筑工程的重要组成部分,是建筑安全应用的基础。
因此,建筑结构设计人员要从基本的构件算起,深刻理解规范和规程的含义,并密切配合其他专业来进行设计。
在工作中应事无巨细,善于反思和总结工作中的经验和教训,精益求精,只有这样才能做好建筑结构设计工作。
前言在进行建筑结构设计之前,对于建筑要进行一定的优化,在进行房屋结构的具体设计当中,进行优化方法的应用的具体意义更大,不仅仅能够使得建筑变得实用和美观,还能够对于公测造价进行有效地控制,对于建筑企业而言,自然希望能够用最小的投资,得到最多的利益,但是对于建筑结构还要顾及到可靠性、科学性和安全性,这就要求对于建筑结构进行优化设计。
在进行现代建筑的结构设计优化和传统的房屋结构设计来比较,我们能够发现:这样不但能够使得建筑的安全系数得到保障,还能够使得建筑结构设计的实用性与安全性得到保障。
1 建筑结构设计中的常见问题1.1屋面梁配筋数量不足在设计人员进行结构建模的过程中,有些设计师为了图方便或是追赶设计的进度,屋面梁直接照搬了下层梁的尺寸,这样设计就是认为屋面梁的荷载较小,同时配筋的数量也不多,这样在以后的施工过程或是使用时一旦出现混凝土收缩、温度突然变化或是受力不均匀时,屋面梁都会因为配筋数量的不足而出现裂缝宽度过大的问题。
1.2进行框架结构设计时,只注意横向框架的设计现阶段,在我国最新的建筑结构抗震设计规范中要求了水平地震的作用应按照两个主轴的方向进行计算的,那么该方向的抗侧力构建就应承担各方面地震的作用力。
1.3楼板变形程度的计算存在问题很多设计在进行结构布置时没有采取足够的措施或是设计人员在设计时缺乏基本的结构概念,都采用基本的楼层变形的计算程序。
这些程序的编程在数学上的力学模型上是绝对成立的,但是在实际中应用到计算楼板的变形程度却并不是准确无误的。
而如果一个计算程序的前提就是存在一定的瑕疵的,那么利用这个程序计算出的结构就肯定也是存在问题的了。
别墅建筑论文结构设计论文
别墅建筑论文结构设计论文摘要:别墅结构设计是一项极为重要的工作,为了最大限度上提高别墅结构的质量,必须从各个层面上提高结构设计的质量,唯有如此才能从整体上提升别墅的水平。
别墅作为一种较为特别的建筑类型,随着人们收入水平的不断提高,别墅受到越来越多人的热爱。
为了确保别墅整体的质量,结构设计对于别墅的质量有着极大的影响。
别墅结构的布置与一般住宅的结构布置有着明显的不同,因此在具体的设计的过程中需要考虑到诸多因素,从而确保结构稳固性。
1别墅的风格与建筑形式风格,在建筑理论上是一个十分复杂的的概念。
新建别墅作为一种引领时尚的实物象征,同样要被人们赋予了一种风格定位。
古往今来,别墅都归富人所有。
“有钱就是任性”,所以,一幢别墅或一个别墅群的风格,不仅要体现设计师驾驭时代技术的能力和在艺术特色上的创作个性,更要体现拥有者的身份、修养、审美喜好和民族习惯。
古典的、现代的、中式、日式、欧式、美式;园林式、古堡式、庙宇式;亚当风格、古希腊风格、新古典主义风格、文艺复兴风格、草原风格、工匠风格林林总总。
其实在我们看来,再多的风格,无非就是一种建筑物的外观造型,也正是这样造型,为结构设计提出了一个又一个需要各个击破的难题。
新建别墅在建筑形式和外观形状上,早已打破地域、时空、民族和等级界限,全球优秀的别墅建筑风格在中国目前的别墅市场领域几乎都有所体现。
然而,在建筑材料上,现代的别墅建筑已经不可能继续延用纯木质、纯石材的结构建设。
钢筋混凝土结构已经成为当今别墅建设的主流建筑形式。
砖木、砖混、框架、框剪和钢混结构兼而有之。
而一些原有的木质和石材造型都可以通过制作模具、填充混凝土和外表装修来实现其视觉效果。
2别墅建筑的地基结构设计常言道:基础不牢,地动山摇。
地基是由于在其上兴建建筑物,所产生的荷载引起应力状态发生变化的岩土。
地基虽然不属于建筑的组成部分,但它对保证建筑物的坚固耐久起着非常重要的作用。
一般地基要经过加工,使其产生足够的承载力,以保证建筑物在长年累月的负荷下,不能因膨胀、收缩、压缩、冻胀、湿陷等原因产生过大的变形;地基的沉降量需控制在一定范围内,不同部位的地基沉降差不能太大,以免在建筑物上产生开裂变形。
建筑结构设计优化论文5篇
建筑结构设计优化论文5篇第一篇:建筑结构设计BIM技术的应用1引言当前建筑工程中建筑形式、规模及数量日益增多,专业间如工程师、建筑师、设计人员及业主等面临着高效沟通及信息共享问题,新型的BIM技术可以实现不同专业、不同部门之间的数据共享,方便优化工作结构,提高设计质量。
2BIM技术的概述2.1BIM技术的概念BIM即建筑信息模型,是一种全新的信息化管理技术,其根据建筑工程项目中的各种相关信息建立工程数据模型,用于建筑工程项目的设计、施工及维护等管理过程,实现建筑工程过程的信息化和数字化。
2.2BIM技术的特点(1)BIM具有信息集成的特点。
BIM为建筑信息模型,是整个建筑工程详细数据信息的数据库,包括设计过程和设计信息。
通过BIM,建筑的外观、构件,建筑施工材料、尺寸等任何信息均可被迅速精准地找到。
传统设计在查找对比图纸上有着明显劣势,在修改图纸上更是工作繁重。
BIM技术具有信息集成功能,数据之间相互关联,在实际施工过程中如果出现问题需要对原设计稿进行调整,工作人员只需对单项进行修改便可生成最新的数据信息模型,工作效率大大提高,数据信息实时可靠。
(2)BIM能够实现协同设计。
建筑信息模型为设计人员、工程师、建筑师及业主提供了一个实时数据共享平台。
业主的需求、实际施工过程中遇到的问题均可在此平台得到及时解决。
同时BIM技术能够自动检测建筑构件间的相互作用和影响,支持同类数据的导入与组合,并根据参数设置给出合理的模型方式。
相较于传统各自为主的设计流程,BIM技术解决了不同专业、不同部门交流困难,无法协同工作的困境,有效降低了建筑企业的经营成本,提高了建筑企业的质量管理工作和安全管理工作水平,对推动我国建筑工程行业健康持续发展意义重大。
3BIM技术在建筑结构设计中的应用3.1可视化建筑结构设计传统建筑结构设计使用CAD软件进行二维绘图,平面化建筑结构,各设计图之间存有割裂,而不同专业、不同部门之间又存在着专业知识差异,传统设计很难将建筑结构的详细信息展示给不同用户,如此可能影响最终设计的精确性。
建筑工程技术毕业论文(精品三篇)
建筑工程技术毕业论文(精品三篇)一、建筑结构优化设计及其应用研究摘要:随着我国经济的快速发展,建筑行业也在不断创新和进步。
建筑结构优化设计作为建筑工程技术的重要组成部分,对于提高建筑物的安全性、舒适性和经济性具有重要意义。
本文以某大型公共建筑为例,对其结构优化设计进行深入研究,通过分析建筑物的功能需求、结构特点和受力情况,提出了一种基于遗传算法的结构优化设计方法。
结果表明,该方法能够有效提高建筑物的结构性能,降低建筑成本,具有较高的应用价值。
关键词:建筑结构优化设计;遗传算法;大型公共建筑;应用研究1. 引言建筑结构优化设计是建筑工程技术领域的一个重要研究方向,涉及到建筑物的安全性、舒适性和经济性等多个方面。
随着计算机技术的不断发展,越来越多的优化算法被应用于建筑结构设计中,如遗传算法、蚁群算法等。
本文以某大型公共建筑为例,对其结构优化设计进行深入研究,旨在提高建筑物的结构性能,降低建筑成本。
2. 建筑结构优化设计方法本文采用基于遗传算法的结构优化设计方法,通过模拟自然界中的生物进化过程,寻找最优解。
具体步骤如下:(1)编码:将设计变量编码为染色体,每个染色体代表一种设计方案。
(2)适应度函数:根据建筑物的功能需求、结构特点和受力情况,定义适应度函数,用于评价各个设计方案的优劣。
(3)选择:根据适应度函数,选择适应度较高的设计方案进行繁殖。
(4)交叉:模拟生物的交叉过程,对选中的设计方案进行交叉操作,新的设计方案。
(5)变异:模拟生物的变异过程,对设计方案进行变异操作,提高种群的多样性。
(6)迭代:重复执行选择、交叉、变异操作,直至满足终止条件。
3. 实例分析以某大型公共建筑为例,对其结构优化设计进行实例分析。
通过对比优化前后的结构性能和建筑成本,验证了本文提出的方法的有效性。
结果表明,优化后的建筑物在结构性能方面得到了显著提高,同时降低了建筑成本。
4. 结论本文以某大型公共建筑为例,对其结构优化设计进行了深入研究。
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浅谈建筑结构设计
摘要:本文主要从结构的控制设计、结构刚度、结构工程的特点与设计重用目标三方面论述了建筑结构设计,望能给广大同行在理论和实际应用上提供一些参考。
关键词:建筑结构;控制设计;高层建筑结构;建筑结构设计;结构设计
abstract: this article mainly from the structure of the control design, structure stiffness, structure features and design reuse project target three aspects discusses the structure design, hope can give the general colleague in the theory and practical application provides some references on. keywords: building structure; control design; high-rise building structure; building structure design; structure design
中图分类号:tu3文献标识码:a文章编号:
1.关于建筑结构的控制设计方面
理论和试验研究均表明,并经震害实践证明,如果要求建筑结构在遭受地震作用时不破坏或不倒塌,至少应具备下列两个条件之一:结构的主要部位有足够的强度储备;结构的主要部位对地震作用下的强追变形有充分的适应能力。
如单纯满足前者,往往需要耗用过多的材料,且若遭受强烈地震作用,结构仍可能破坏或倒塌。
从而
提出抗震结构按两阶段设计,即在弹性阶段按强度控制,在弹塑性阶段按变形控制,这样设计的结构,既有一定的强度,又具有较大的延性和耗能能力,能一定程度地适应强烈地震使结构产生的强迫变形。
1.1机构控制
在分析框架和抗震墙结构的倒塌模式的基础上,提出对破坏机构进行控制,使之发生期望的破坏机构形式,达到既具有足够强度又具有足够延性的目的。
实现途径是在结构的特定位置设置一定数量的人工塑性铰,对塑性程度及区域进行控制,使得结构在强震时能形成最佳耗能机构。
对于一个实际的多层、高层建筑结构,如何实现机构控制。
即人工铰的构造、布置和出现顺序的确定,是一个尚待深入研究的课题,且是此方案能否真正实现的关键。
1.2梁的延性设计
在梁的端部设置特殊腹筋(直腰筋或交叉斜筋),可以增强梁端的抗震性能,特别是对于剪跨比小的梁,延性和耗能均有大幅度的提高。
用作抗震墙墙肢间的普通连梁和刚性连梁的延性和耗能特性对整
个抗震墙结构的工作影响极大。
试验表明,当连梁的跨高比为5时,延性和耗能很好,连梁两端相对竖向位移的延性系数都在8以上,滞回曲线也相当饱满。
当连梁的跨高比降至1时,延性系数则降至3左右,滞回曲线严重捏拢,耗能很小,最后弯剪破坏。
抗震墙的刚性连梁,其跨高比往往仅为1左右,若要使其工作在弹塑性阶段作耗能构件,则需要对它的组成和构造采取一定措施,以适应延性
和耗能的要求。
措施之一是在1/2梁高的中性面上留~水平通缝。
在缝的上、下两侧各埋置钢板,钢板上开有椭圆形螺栓孔,用高强螺栓把两钢板连结。
在竖载、风载和小震下,高强螺栓把水平通缝分开的两部分连梁连结成整体工作,使刚性连梁整体刚度不变,以保证其工作在弹性阶段;在强烈地震作用下,两钢板发生相对滑动,原来跨高比为1的刚性连梁将被分成两根跨高比为2的小梁协同工作。
这样,不仅延性系数由原来的3提高为l0左右,而且由于钢板问的滑动摩擦,使其耗能能力也得到了一定改善。
措施之二是在刚性连梁内埋设一根工字型钢,以提高其延性和耗能能力。
1.3柱的延性设计
虽然不希望塑性铰发生在柱上,但是它们仍需具有一定的延性和耗能能力,才能保证大震时不倒。
试验表明,采用螺旋箍筋能较大程度地提高柱的延性和后期抗轴压能力。
螺旋箍筋分为矩形箍和圆形箍,单旋箍和复台箍。
其中复合螺族旋箍效果最好,圆形箍比矩形箍要好。
1.4新型复合材料节点
节点的合理设计是提高结构抗震性能的关键之一。
而提高其强度和延性仅靠增加箍筋效果不显著,而且太多箍筋给施工带来较大的困难。
因而不少学者致力于一些新型节点的研究,其中以钢纤维混凝土和劲性混凝土梁柱节点效果较好。
这种节点由于劲性钢材或钢纤维与混凝土的共同工作,使得节点区混凝土的受力性能,特别是剪切变形大大改善,延性和耗能能力显著提高。
1.5折曲撑和偏心连结支撑
一般的交叉支撑框架剪切变形能力低、刚度降低幅度大、耗能差,采用折曲撑或偏心连结支撑抗侧力单元,可以改善这些缺点,其中折曲撑由钢纤维混凝土杆制造,偏心连结支撑可用钢杆或劲性钢筋混凝土杆组成。
设计原则是在强震时让折曲撑先弯折破坏,然后梁才破坏,即形成撑—梁—柱的理想破坏机制。
由于曲撑的存在和钢纤维混凝土的良好变形能力。
整个框架单元的延性和耗能性能好,而且在正常使用荷载下,曲撑又能保证一定的抗凹刚度。
综上分析表明,结构本身的延性耗能设计是靠提高构件的延性耗能能力来实现。
结构的构件无非是梁、板、柱和墙等,内部受力材料是受力筋、构造筋(对于劲性混凝土则是型钢)以及混凝土,延性耗能设计只能从这些材料的位置数量和构造方式来实现,显然该方式能提高结构的抗震能力。
2.高层建筑结构设计中的结构刚度
在高层建筑结构设计中,现行的规范是《高层建筑混凝土结构技术规程》(下简称《规程》)。
高层建筑层数多、高度大,为保证高层建筑结构具有必要的刚度,应对其层间位移加以控制。
这个控制实际上是对构件截面大小、刚度大小的一个相对指标。
高层建筑的抗侧刚度对结构的抗震性有很大的影响,应设计的刚些,还是柔些,不同的设计人员有不同的看法。
目前大多数建筑都设计的比较刚,特别是高层住宅,由于房间布置的要求,开间较小,这样剪力墙布置较多,而且墙厚较厚,比较浪费。
在结构结算时,计算的最大弹
性层间位移角只有1/2000~1/3000,甚至更小。
一般认为,对于某些地区,由于土质较好,基岩埋深也普遍较浅,且高层建筑多采用桩基础,或者有1~2层的地下室,持力层座落在中,微风化岩层或者中硬场地土层,地基的特征周期值较小。
所以在此条件下,高层建筑的抗侧高度一般可以设计得柔些,以结构的极限变形能力(可按照《规程》的弹性层间位移角限值,剪力墙结构为1/lo00)作为控制值。
在满足变形的限值的前提下,结构刚度可尽可能设计的小些,这样既降低了地震作用,也使场地与建筑物发生共振的可能性减小,而且也达到了经济目的。
大多数工程实践证明,建在较硬场地上的高层建筑可以按变形控制,以柔克刚,既安全又经济。
3.建筑结构工程的特点与设计重用目标
从零件出发的重用策略在机械工程和软件工程领域得到了很好的应用,启发了研究人员在建筑工程领域应用类似的方法。
机械系统或软件系统由零件或模块构成,其产业便于实现标准化,这一特点是成就零件策略的重要原因。
建筑工程是个复杂的系统,其中某些具备相同特点的分部分项工程也可应用零件策略,但作为主要工程之一的结构工程却不具备这些条件。
结构工程的设计对象是包括梁、板、柱、墙和基础等构成建筑基本形体的力学构件和体系。
因为每个建筑都是一个作品,所以与之配套的每个结构都是一个定制工程。
这意味着不同建筑的结构构件及其体系的尺寸和构成都要按需设计,工程与工程之间缺乏可通用的
部分。
同时,结构不同于机械,它没有零件,所有构件固定在一起形成有机的整体,虽然可以人为地划分构件、房间或楼层等部分,但划分的标准模糊,具有很大的随意性,较难实现零件化,更谈不上部件的标准化和通用化。
在一个难以零件化、标准化和通用化的工程环境中,需要寻找新的设计重用策略。
设计重用的本质是通过充分利用已有的设计成果提高新设计的设计效率。
只要不同的设计中存在相同或相似的部分,理论上就可以采用设计重用的方法减少重复工作量。
在一个建筑工程内存在很多重复内容。
由于建筑物必须自下而上逐层建造,各个楼层的平面布局逐层渐变,相邻和相近楼层存在相当数量的重复内容。
设计过程中,工程师通常把相同布局的楼层归并为标准层,并将标准层作为相对独立的设计单元进行设计,每个标准层逐一设计,并具有单独成套的图纸。
研究的目标除了从已经完成的标准层设计中提取可重用的设计信息、减少新标准层的设计工作量外,另一个重要目标是提高维护设计的效率。
这是因为建筑工程作为一种复杂的定制型工程,设计变更和修改占据了设计过程的大部分时间,如果采用设计重用,就可用一个可重用单元替代重复设计部分,这样,修改可重用单元就可将修改自动
作用于相关标准层,避免了逐一修改各标准层。