建筑结构设计论文

时间:2023.11.3

  摘 要:随着社会的不断进步和科技的不断发展,高层建筑越来越广泛的出现在城市建设中。在高层建筑结构设计方面出现了新的发展和变化。高层建筑的结构设计已经成为了高层建筑设计的重点内容,因此,研究高层建筑结构设计的问题是非常重要和有意义的。介绍了高层建筑结构特征,分析了高层建筑结构设计的原则,阐述了高层建筑结构体系的选型问题,并重点分析了高层建筑结构设计问题及对策。

  一、高层建筑结构设计的原则

  1.1 高层建筑结构计算简图的合理化原则

  计算高层建筑结构设计的基础是计算简图,则计算简图的合理性直接关乎到高层建筑的结构安全。由此可见,高层建筑结构设计必须坚持计算简图合理化原则。此外,必须把计算简图的误差控制到规范范围内,理由是高层建筑实际结构的节点并不单一。

  1.2 高层建筑结构基础方案的合理化原则

  一般而言,选择高层建筑结构基础方案的参考依据为高层建筑的地质条件。高层建筑结构基础方案的合理化要求对高层建筑的结构类型、施工条件、荷载分布情况、与邻近既有建筑物的关联性等因素予以综合考虑。高层建筑结构设计基础方案通常应确保最大化发挥地基的潜力。此外,高层建筑结构设计必须具备相应的地质勘查报告。

  1.3 高层建筑结构方案的合理化原则

  高层建筑结构方案的合理化是指高层建筑结构设计方案必须与结构体系和结构形式的要求保持一致,同时应满足经济性的要求,其中结构体系的具体要求为传力简单化、受力明确化。针对某些结构单元相同的高层建筑物,其结构体系也应该相同。

  一般而言,高层建筑结构方案的合理化要求综合考虑工程设计需求、地理条件、施工材料、施工条件等因素,同时要求建筑的暖气、水、电等相互协调。

  二、高层建筑结构设计中存在的问题

  2.1、高层建筑结构受力性能

  对于一个建筑物的最初的方案设计,建筑师考虑更多的是它的组成特点,而不是详细地确定它的具体结构。建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的,由于建筑物是由一些大而重的构件所组成。因此结构必须能将它本身的重量传至地面,结构的荷载总是向下作用于地面的。而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基上的承载力之间的关系。所以,在建筑设计的方案阶段,就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布做出总体设想。

  2.2、高层建筑结构设计中的扭转问题

  建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏,应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局,尽可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷载作用下。高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀。减轻结构的扭转振动,应使建筑平面尽可能采用方形、矩形涠形、正多边形等简单平面形式。

  2.3、高层建筑结构设计中抗震的问题

  对一、二级抗震等级的剪力墙底部加强部位控制轴压比,并设置约束边缘构件,是《高规》为保证剪力墙的延性,新增加的要求。在剪力墙约束边缘构件配箍特征值为λv/2的区段,规范允许配置箍筋或拉筋。所设拉筋应同时钩住墙体的水平分布筋(或箍筋)和竖向分布筋,而不能有一部分拉筋仅钩住墙体的竖向分布筋。当此区段的体积配箍率或拉筋的竖向间距不能满足规范要求时,应同时设置箍筋。

  三、高层建筑结构设计解决对策

  针对于在高层建筑结构设计中,存在着的高层建筑本身的原因以及连梁超筋现象、地下室外墙设计存在着的问题,设计人员应该根据建筑的实际情况,根据自身的设计经验,采取有效的措施进行解决,才能够不断的促进高层建筑结构设计的顺利进行,促进高层建筑顺利的施工和竣工。下面就针对于具体的措施进行分析。

  3.1、配合专业了解工程

  首先,设计人员需要进行全面的分析,充分的了解工程以及情况,不是拿到图纸盲目的建模计算或者是上机绘图,需要理解透彻建筑图的含义及意义,明确各个专业注意和配合,并且做统一的标准,确定原则和方案,必要的时候要组织各个专业的协调和相关的管理,使各个专业的条件图真正成为条件图,避免出图后出现调整引起的返工,浪费时间和精力。

  3.2、建模处理

  建模计算之前要处理好荷载计算,不要估算不精确的同时还存在着误差,要完整的准确的根据建筑做法和要求来输入,考虑是否施工活荷载的不利影响,楼梯口的输入局部开洞口,飘窗部分的处理地方,要运用专业知识来计算或处理,这样减少误差,也减少计算工作量。

  3.3、收集数据资料

  准确的计算出建设工程所处的地理位置的制约条件,以及设计要涉及的所有数据和资料,都要提前收集好,等要用到的时候能够很快的查阅到,方便工作的需要,而且对于一些特殊的建筑还要根据经验来确定各种数值的参数取值,收集设计所需要的资料和规范,根据不同地域工程类型准确计算参数,可以使设计计算更加的可靠。

  3.4、保护装置

  为了确保安全,要在电源处安装与进户线连接,形成保护接零系统,引用各个插座的接地和不带电的金属外壳,总配电箱的熔丝和分支熔丝应该相配得当,用电设备发生故障时应得到保护,高层房屋住宅应该安装防雷保护装置,确保使用者的安全,有计算机房的要设计屏蔽网,防外漏干扰。

  四、结束语

  综上所述,高层建筑结构设计是高层建筑的灵魂,关系到整个建筑的安全及可行性,同时高层建筑行业与高层建筑结构设计是一个彼此影响、相互关联的整体,高层建筑行业的深入发展需要高层建筑结构设计的支撑,直接关乎到高层建筑行业的可持续发展。


第二篇:浅谈建筑结构设计论文


  建筑是人们用土、石、木、钢、玻璃、芦苇、塑料、冰块等一切可以利用的材料,建造的构筑物。建筑的本身不是目的,建筑的目的是获得建筑所形成的“空间”。下面是小编为你带来的浅谈建筑结构设计论文 ,欢迎阅读。

  适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的原则。这五个方面各有所重,又互为矛盾,一个优秀的建筑结构设计往往是这五个方面的最佳组合。往往设计人员注意到适用、安全、经济、美观,而忽略了便于施工。有时设计人员为图方便,用偏于安全的简化方法计算,虽然既省事又保证安全,却增加了造价。

  结构设计一般在建筑设计之后,“受制”于建筑设计,但又“反制”建筑设计。结构设计不能破坏建筑设计,建筑设计不能超出结构设计的能力范围。结构设计决定建筑设计能否实现,在这个意义上,结构设计显得更为重要。但一栋标志性建筑建成后,往往建筑师便成为了人们心目中的建造者,为了实现该建筑设计而付出辛勤劳动一丝不苟的结构师并不为人们所知。但无论如何,设计一个适用、安全、经济、美观、便于施工的结构设计方案是结构设计人员的责任。

  建筑结构设计可分为整体设计和部分设计两部分。

  整体设计包括结构结构体系的选择,柱网的布置,梁的布置,剪力墙的分布,基础的选型等。

  设计的关键在方案,应进行多方案比较。

  建筑的结构方案不应该是预先设想的,所喜爱的某种形式,一般结构设计总可以有多种方案来实现建筑师的构想,而多种方案中通常必有一种相对更为经济、合理,作为方案技术比较和经济分析是一项必不可少的重要工作。

  建筑结构平面是否合理,竖向刚度、质量是否均匀,柱网尺寸是否适当,是决定结构方案好坏和经济与否的关键。建筑物的平面及造型一般都是建筑师的工作,市场经济有时往往为投业主所好,标新立异。结构工程师处于比较被动的地位,解决这一问题的办法,除了建筑师需要掌握基本的结构知识,特别是抗震设防的概念外,结构工程师在方案的前期,就应该与建筑师共同商讨,通力合作,密切配合,以实现建筑师在设计上的创新。有时如果能够巧妙地运用结构体系,把它暴露出来,反映不同功能系统相互配合,展示建筑的风格,不但能取得经济效果而且会取得特有的多样化的造型效果。

  抗震设计中,影响整个结构抗震能力的因素很多,如:结构构件的承载力和变形性能;非结构构件的材料性能及提供的强度储备;结构的连接构造;结构的稳定性;结构的整体性能在经受第一次地震后多次余震反复作用下的抗破坏能力。对难以准确模拟的复杂结构,七分计算三分构造,更重要的是概念设计。

  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。遗憾的是,随着社会分工的细化,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(不敢)创新,有的甚至拒绝对新技术、新工艺的采纳(害怕承担创新的责任)。大部分工程师在一体化计算机结构程序设计全面应用的今天,对计算机结果明显不合理、甚至错误而不能及时发现。随着年龄的增长,导致他们在大学学的那些孤立的概念都被逐渐忘却,更谈不上设计成果的不断创新。强调概念设计的重要,主要还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,比如对混凝土结构设计,内力计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满足结构设计的目的。同时计算机结果的高精度特点,往往给结构设计人员带来对结构工作性能的误解,结构工程师只有加强结构概念的培养,才能比较客观、真实地理解结构的工作性能。概念设计之所以重要,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念,选择效果最好、造价最低的结构方案,为此,需要工程师不断地丰富自己的结构概念,深入、深刻了解各类结构的性能,并能有意识地、灵活地运用它们。

  人们对建筑设计的要求越来越高,因此,设计也要进行创新。建筑架构设计应该建立在计算机的良好运用的基础上,还要结合概念设计,将结构设计进行优化。环保、优质建材的使用,只是建筑结构设计的一部分。最重要的是对概念设计的理解。通过对结构设计的创新,才能够将建筑设计的创新和发展进行得更加顺利。所以,可以说,推广概念设计,将其深刻的进行理解,是工程师的首要任务。结合教育机构对于教材和教学方式的改革,将概念设计在学生时代就进行培养,对于我国的建筑结构设计方面的进步非常重要。

  在建筑结构设计的不断改革和创新中,前人积累了非常多的技术和经验。其中,概念设计作为打破设计理念墨守成规,将结构设计进行优化和创新的方式方法,在我国建筑结构设计行业越来越重要。工程师良好地运用概念进行结构设计,对于建筑方案的设计和优化都有非常重要的作用。

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