体系结构范例6篇

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体系结构

体系结构范文1

1.结构体系

钢结构住宅的结构体系是由钢结构构件为主的各承重构件构成的结构类型。主要是梁柱组成的框架体系。

钢结构体系自重小,自振周期比较长,抗震能力好,但抗侧移刚度小。在风荷载及地震的作用下,其层间侧移与总侧移无法符合规范要求,必须设置多种侧向抗力体系。抗侧力体系由各框架间的连接支撑、剪力墙以及核心筒等构成。因此,钢结构住宅的结构体系又分为:纯钢框架体系、钢框架支撑结构体系、钢框架――剪力墙结构体系、钢框架――核心筒结构体系、错列桁架钢结构体系。

住宅设计中选择钢结构住宅体系,应遵循安全、便捷以及经济等原则,结合住宅的功能、模数以及后期维修等具体要求进行,同时还需满足住宅的使用功能,节约投资。整体而言,纯钢结构框架的构件截面较大,影响平面空间尺寸;错列桁架体系中的桁架会影响到平面布置;钢框架――支撑体系中的支撑构件影响到立面门窗的布置;框架剪力墙中剪力墙的位置会影响到门洞与隔墙的布置;框架核心筒的围护体系布置比较灵活,不受结构限制,但是会有部分现场湿作业,施工比较复杂,施工速度慢。因此,在进行钢结构住宅设计时,要根据具体情况,选择结构体系。

2.楼板体系

楼板体系主要起到竖向支撑与水平传递的作用。建筑的楼 板 结 构 必 须 具 有 足 够 的 刚 度 、 强 度 和 保 证 梁 的 整 体 稳 定 性 。 对 于 住 宅 建 筑 还 要 有 良 好 的 隔 声 、 防 火 性 能 , 同 时 要 考 虑 在 楼 板 内 敷 设 管 线 的 空 间 。各种楼板都会受限于梁的布置,梁露于室内,减少了室内的空间净高,因此对于楼板厚度的研究十分有必要。

国外的钢结构住宅通常采用木板楼板层,这主要是由于钢结构对木结构的可替代性,由于木材短缺以及与现行防火安全法规冲突等问题,木板楼板层并不适用于我国,我国目前一般采用的楼板体系有:全现浇楼板、压型钢板――现浇钢筋混凝土楼板、预制预应力叠合现浇楼板、双向轻钢密肋组合楼盖、密排小桁架―现浇混凝土楼板、压型钢板干式组合楼板、预制加气混凝土楼板

以上几种楼板结构各有特点,从大范围可分为复合式和单板式。国内已建的钢结构住宅楼板体系大多为预应力叠合板,是介于装配式和现浇式中间的一种类型,反映了目前中国钢结构住宅正处在从传统设计建造方式向工业化生产方式过渡的改革时期。

楼板的跨度范围通常为6~7m,预制加气混凝土楼板由于其跨度较小,难以实现钢结构大跨度的优势,现浇钢筋混凝土楼板全部采用现场作业,压型钢板干式组合楼板与双向轻钢密肋组合楼板虽然实现了全部或部分的装配化,但是楼板厚度较大,占用室内空间净高。压型钢板――现浇钢筋混凝土楼板与预制预应力叠合现浇楼板这两种楼板形式,由于跨度适宜,并且实现了部分装配化,楼板厚度为200~300mm,因而成为我国目前应用较广的楼板体系类型。

3.围护体系

常用的围护体系有:幕墙体系、成品墙板体系以及砌块系统。其中,幕墙是最理想的钢结构围护体系,目前已建成的许多钢结构建筑中都采用了幕墙系统。但是由于造价问题,现阶段幕墙体系无法在住宅中得到普及。

外墙围护体系按施工工艺可分为填充和外挂两种。一般选用墙板与砌块作为填充材料,通过内嵌于梁板或楼板的底部而构成。而外挂通常选取轻质墙板,分为小板与大板。填充砌块的设计及施工比较容易,使用比较普及,挂板砌块相对比较复杂。

砌块系统是由各种材料制成的块体砌筑而成的外墙围护体系。由于钢结构体系的框架承重特性,外墙围护体系的砌体应选用不承重的新型轻质砌块,通常采用的砌块如蒸 压 加 气 混 凝 土 砌 块 墙 体 、 混 凝 土 小 型 空 心 砌 块 墙 体 ( 普 通 型 和 轻 集 料 ) 、 粉 煤 灰 砌 块 墙 体 等 。 其 中 , 蒸 压 加 气 混 凝 土 砌 块 墙体的应用最为广泛,技术相对更加成熟。

板材型墙体可以定型化设计、工厂化生产,适合于装配式施工建造,更加符合工业化住宅发展的要求。随着我 国 建 材 工 业 的 发 展 , 以 及 大 量 引 进 国 外 先 进 的 建 材 产 品 生 产 线 , 作 为 建 筑 物 外 围 护 结 构 的 墙 体 板 材 品 种 越 来 越 多 。 根 据 材 料 的 组 成 类 型 可 分 为 单 一 材 质 墙 板 和 复 合 材 质 墙 板 ; 根 据 生 产 加 工 及 施 工 建 造 工 艺 不 同 可 分 为 工 厂 预 制 墙 板 和 现 场 复合拼装墙板;按板型,板材类墙体材料又分大板和条板。

4我国钢结构住宅技术体系实践

我国近十年来,各地进行了多高层钢结构住宅的工程实践或工程示范,这些项目积累了一定的经验。通过对国内钢结构住宅实践工程的体系构成的使用情况进行统计,可以发现,目前国内钢结构住宅的结构形式以框架――支撑、框架――剪力墙以及框架――核心筒为主,特别是框架――剪力墙与框架――核心筒广泛的应用于高层住宅中。我国目前的钢结构住宅中,楼板与围护体系纷繁复杂,统计的18个项目使用了11种楼板,16种围护材料。这充分表明我国钢结构住宅尚处于起步和探索阶段,尚未形成有代表性的体系。更为突出的问题是,受到配套材料和传统设计思维的限制,这些项目大多没有采用体系化的技术构成及设计方法,多数沿用了钢筋混凝土结构的设计方法,不能充分发挥钢结构的优势。

结构体系的应用情况

体系结构范文2

关键词:钢结构,建筑结构体系,钢结构建筑

中图分类号:TU3文献标识码: A 文章编号:

引言

随着社会步伐的不断变迁,具有强度高、韧性好、抗震性能优、施工周期短等优点的钢结构建筑正逐渐取代传统的粘土、砖石、钢筋混凝土建筑结构,得到了迅速的发展。钢结构建筑体系的类型有多种,按其高度可分为低层和多、高层结构体系, 按跨度可分为大跨度结构体系,超大跨度结构体系。本文主要介绍了不同的钢结构建筑的结构体系。并分析了它们的实例及优缺点,这对今后的建筑设计有一定的指导意义。

低层结构体系

低层钢结构体系在我国主要应用在大型公共场所,由于较钢筋混凝土等的造价较高,在民用住宅上的应用较少。但在欧美等发达国家,低层钢结构在住宅、别墅中的应用相当成熟且广泛。不过随着我国经济的不断发展,钢结构住宅的普及将是一个趋势。现在所谓钢结构在底层建筑中主要的形式有轻钢骨架的形式和门式钢架两种。1.1 轻钢骨架结构

轻钢骨架体系主要分为冷弯薄壁型钢格构式结构体系和热轧型钢结构体系。该结构体系韧性强,不宜受到地震和各种侧向风力的影响;各个部件标准化,方便施工,耗时短,因此成本较低;对空气污染较小,很环保。在现代低层钢结构建筑中具有较高的性价比和经济效益。轻钢骨架体系结构实际上只是相当于一个骨架,其中用来填充骨架结构的结构主要有:楼板,墙板以及屋面板等。1.2门式刚架结构

门式刚架结构是以梁和柱组成骨架,内置支撑的结构体系。基本形式有典型门式钢架、带吊车的门式钢架以及带局部二层的门式钢架。门式刚架结构材料的承载力很好,并且造价低廉。这得益于它自重轻,内力分布均匀的优点。构件工业化程度高, 构件单元安装便捷。

二、多、高层结构体系

多高层钢建筑体系相比低层建筑体系结构而言,更要发挥其钢结构本身的材料优势。当然,与此同时,也要满足多高层建筑的建筑规范。多高层建筑主要采用的是框架体系结构,其中包括:钢框架体系结构、框架-支撑体系结构以及框架-剪力墙体系结构等。2.1 纯框架结构

由梁、柱组成的结构单元称为框架。所谓的框架体系结构是指,用来抵抗侧力的部件均采用的是框架部件。钢框架结构早在1900 年即已出现,类似于钢筋混凝土框架体系。

框架结构因为简单灵活的特性,在施工建造时能够灵活地为建筑物提供较大的空间和更为合理适用的布局;结构各部分的刚度比较均匀,施工时材料的选择上会比较简单,操作性强;框架结构较大的延展性和较长的自振周期使得它的抗震性能很好,对地震的影响不大;框架结构的梁柱构件结构因其独特的优点例如容易实行标准化、定型化以及装配化,这就使我们的设计变得更加简便了。这些很好的优点为钢框架结构在实际建筑应用中奠定了良好的基础。

但是框架结构不可避免的具有自身的缺点,抗侧刚度较小,一般适用于层数不超过30层的高层结构,在较高层建筑上会很容易受到侧向风的影响,危险性较大。2.2 框架-支撑结构在地震时,如果没有钢框架-支撑体系结构的辅助,房屋就很难再险境中存活下来。为此我们增加了房屋的支撑结构来加强多层房屋建筑的侧向刚度以及它抵抗水平风的承受程度。这种体系结构的之所以有这种性能,是因为它能够承受住水平力和侧向力,有了这种性能,使得在房屋的层数过高时比单纯的框架结构更加经济可靠。而且此体系较纯框架结构用钢量少,节点构造较其他体系相对简单。另外,框架支撑体系结构的使用从整体上提高了房屋建筑结构的刚度,使得整体框架结构能够抵抗侧面的压力。同时,从抗震特性以及侧向刚度较大的角度来说,框架支撑体系结构属于双重抗侧力体系。上面已经说过,当楼层高于一定的高度时才有必要使用钢框架的支撑结构,因此在层数较高时适用框架体系结构,这个楼层高度一般是在35到40层左右。2.3 框架- 剪力墙结构 下面我们再来介绍框架-剪力墙结构,这种结构是用来抵抗竖向的压力以及侧向力的,其中框架是用来承担来自竖向和水平的负荷。,而剪力墙的作用主要是平均各层框架之间的力,从而承担了大部分的剪力,因此,剪力墙的结构虽然简单但非常具有实用性。 钢框架-剪力墙结构比钢框架结构的刚度和承载能力都大大提高了,无论在非地震区还是地震区,这种结构型式都可用来建造较高的高层住宅,一般是40-60层的结构。

其实,钢结构的种类有很多,还有一些比较常用的结构,例如有交错桁架体系悬挂结构、框架筒体系、矩形框架体系、外交叉桁架体系等,这里就不一一赘述。

三、大跨度结构体系

近几年来,大跨空间结构发展十分迅速,并且随着它的飞速发展,这种体系结构已经在建筑行业拥有了不可动摇的地位。 主要应用在剧院、展览馆等公共建筑和造船厂等生产性建筑。大跨度钢结构建筑分为平面结构和空间结构。下面我们来依次对平面结构和空间结构进行讨论和细分。

3.1 平面结构 (1)梁式结构 梁式结构体系,主要是桁架。梁氏结构现在应用广泛,可用于工业和民用的建筑中。在使用过程中它不会产生水平方向的推力,因此可以用来支撑墙壁,它的制造和安装过程也比较简单,使用十分方便。在跨度较小时,可以采用实腹式梁式结构;跨度在50-70m及更大时,不能采用梁式结构。 (2)框架结构

框架结构也有很多自身的优点,例如,框架结构与梁式结构相比,可以从一定程度上降低建筑物的高度,另外它还从选材以及高度上都降低了成本,因此比梁式结构更加的经济。 目前,主要应用在工业建筑物中。(3)拱式结构 拱式结构主要用于屋盖的设计,受力合理,比梁式和框架式屋盖结构经济。主要应用在民用公共建筑物中。 3.2 空间结构 (1)网架和网壳结构 网架、网壳是一种高次超静定空间结构体系。与平面结构不同的是,这种结构能够承受来自各方面的力或者是负载强度,另外它还有很多的优点,网架和网壳结构的空间刚度和抗震性能都比较好。杆件自重较轻,非常节约材料,可以利用小规格的杆件建成大跨度的结构。并且杆件规格划一,适于工业化生产。该体系广泛用于公共建筑及工业厂房等屋盖承重结构。

(2)悬索结构 悬索结构的主要的受力构建就是用来拉东西的索,这种索可以悬挂在相应的支撑结构上。在使用悬索进行支撑时,由于轴向拉伸作用,使得钢材的强度得以充分利用;施工方便,费用低;便于建筑建造。是比较理想的大跨度结构形式之一。

现如今,大跨度体系结构在建筑结构中使用的非常广泛,但美观性也是需要让人考虑的一个因素,因此在使用这种结构的时候,往往要更注重它的美观性。四、钢结构建筑的发展前景 钢结构建筑在我国有广阔的前景,适应于时代的发展。这是因为钢具有强度高、质量小、韧性好、抗震性能施工周期短等优点以及我们国家发展和环保的需求,使得钢结构建筑能够迅速发展,甚至成为整个建筑体系中的主流。 钢结构应用范围广泛,在住宅建筑、各个行业以及城市规划建设中具有很大的应用前景。

五、结语 在钢结构飞速发展的今天,新型的钢结构体系以飞快的速度不断涌现。我们若想更加正确的选择我们所应使用的钢结构体系,就必须及时去了解每一种钢结构体系的使用性能。钢结构具有强度高、质量小、韧性好、抗震性能好、施工周期短等优点,是一种有利于保护自然环境、符合我国现代基本国情的可持续发展的绿色建筑模式,可带动各种产业的大力发展,给社会带来大量的经济效益、社会效益和文化附带效益。

参考文献:

【1】李天,门式钢架轻钢结构支撑体系的建模及受力分析,郑州大学,SteelConstruction 2005。

体系结构范文3

关键词:建筑板柱结构 体系结构设计 SLAB程序

中图分类号: TU2 文献标识码: A

1、前言

随着我国社会经济的不断发展,人们对于建筑的设计要求也越来越高,因此也给建设设计带来了新的变革。在我国建筑建设的发展中,整个建筑结构越来越向着高层、多层的建筑结构发展,因此建筑设计中的板柱结构体系也得到了广泛的应用。板柱结构主要是以楼板与柱组作为核心承重部分的建筑设计模式,其主要的特点就是设计出来的建筑在楼板下面没有过多的建筑结构(比如梁等),从而大大增加了建筑的空间流畅性和平面布置灵活性。因此在实际应用中,板柱结构不仅能够很好的应用在各个厂房、仓库等多层建筑中,还可以应用在住宅楼和办公楼上。下面主要结合板柱体系的设计与SLAB程序上关于柱上板带宽度的取值,谈一谈建筑板柱结构体系的结构设计。

2、板柱体系的设计

2.1 板柱结构的定义

一般来说,板柱结构都应用在建筑构件垂直承重水平载荷的空间结构体系方面,其应用的主要构件一般都为楼板或柱等。板柱结构不但拥有框架结构的优点,而且还拥有整个结构的高度较小、采光和通风条件好、实际施工较为简便等多种优点。此外,在板柱结构实际施工中,应用升板法能够大大降低模板的成本。板柱结构设计主要应用在食品、市场和医院等建筑上,而其预应力板柱体系则通常被应用于住宅建筑中。

2.2 板柱结构体系计算原理

在对整个板柱结构进行设计工作之前,首先应该针对建筑工程的实际情况,而对板柱的整体结构进行必要的计算,同时整个计算过程也应该用到等代框架法。即在用建筑设计软件PMCAD建模的时候,可以把楼板看成是宽扁的框架梁,从而就可以在SATWE软件中对其进行全过程的解析,并通过软件计算整个板柱结构在水平载荷影响下所产生的内力值。在这个过程中,如果仅仅的使用楼板模型运算,就会把整个板带分成柱上板带和跨中板带两个方面进行后续的计算,继而应用有限元的方法来计算每一个部分竖向荷载相应的内力值。在后续计算过程中板柱结构配筋的计算时,就应该将水平和竖向荷载的就按进行科学合理的组合,然后根据此宽扁梁的计算流程进行相应的配筋工作。

3.3 等代梁宽度的取值

根据《钢筋混凝土升板技术规范》中关于板柱结构设计的相关规定,建筑板柱结构在进行设计的时候,是允许使用相应的等代框架来进行其内力与位移的计算的。此外,因为侧向力的影响,甚至还可以沿着侧向力的方向进行代框架梁的宽度计算。在实际计算过程中,应该应用下面两个公式中的较小值。

by=(lx+bce)

by =ly

在上述两个式子中,by为等代框架梁的计算宽度;而bce则为柱帽的有效宽度;而lx、ly为柱距,即x、y两个方向上的跨度。

在使用设计软件PMCAD进行相应的建筑板柱结构体系设计的时候,在等代梁的宽度设计方面,应该根据《升板规范》中的的要求取值。除此之外,在取值方面也可以根据建设设计的实际情况来选择下列几种方法:第一从等代梁两侧分别取出相邻房间跨度的1/4,并且相加;第二如果等代梁两端的房间不等跨,那么其等代梁应该按照偏心的方式进行布置。这样不仅可以解决房间不等跨时宽度不能精确确定的问题,还能够使房间1/4跨度划分出来的等代梁自重在数量上整个楼板的自重相等。

3.4 板柱结构的破坏

对于建筑设计中板柱结构的破坏,主要分为两个方面:第一是在建筑设计中没有抗震墙的时候,整个地震产生的作用都应该由板柱框架来承受。因为建筑设计中没有布置相应的抗震墙,结构各处的节点刚度都比较弱,因此就会带来较大的侧向位移。此外因为其延时性较差,因此这种结构所附带的抗弯和抗变形的能力也很差,再加上P-效应的影响,一旦发生强烈的地震,整个建筑很容易出现严重破坏甚至大范围的坍塌;第二是板柱结构的各个节点处,其楼板的抗冲击能力相较于其他部位很差。在板柱设计中,如果其柱子周边板内没有设计抗冲切的钢筋或者设计部合理,那么就会导致板柱节点处受力不平衡,从而给楼板带来附加的剪应力。此时如果板柱体系柱子周边的板厚度不足,就会使柱子纵筋在各个节点处发生滑移的现象。因为这两方面的原因,在建筑遇到强烈地震的时候,墙板就会受到很大的冲击切应力,从而受到严重的破坏,造成楼板坠落等巨大的事故。基于板柱结构破坏的原因,在实际设计中应该采用有针对性的措施,从而最大程度的提升整个建筑的抗震性能。此外,“框架一核心筒”结构中带有一部分仅承受竖向荷载的无梁楼板时,就不再作为抗震强结构的核心组成部分,因此在实际应用中还应该结合相应技术规范,来进行整个设计工作。

3、SLAB程度关于柱上板带宽度的取值

一般来说,SLAB程序主要分为划分柱上板带和跨中板带两种方法,其方法的选择如图1所示。

图1 板带划分方法的选择

3.1 按PM中输入的等代梁宽度与位置划分板带

如果在应用建筑设计软件PMCAD使输入了等代框架梁,那么应该尽量的选择此项,其原因主要是等代框架梁的目的就是计算水平载荷给板带来的内力。如果选择了此项,程序就能够自动的把等代梁范围内的各个楼板,在在竖向荷载的影响下对其内力进行积分计算,从而得到各个界面的弯矩M2。然后把M2和相同界面水平荷载作用下产生的弯矩M1进行科学的组合,继而得到了配筋的面积。所以说,此方法主要应用在水平载荷的计算方面。

3.2 按升板规范自动划分板带

在使用建筑设计软件PMCAD计算板柱结构的时候,如果输入等代梁而仅仅输入了虚梁,那么应该尽量的选择此项,其原因主要是没有等代梁,整个程序就不会进行水平载荷内力的计算。在这之中,如果利用SLABCAD软件进行精细的计算时,就应该重视竖向载荷引起内力的计算。此种方法主要是应用在无需考虑地震的地下车库等建筑。

3.3 板柱一抗震墙的设计建议

在进行建筑板柱结构设计的时候,应该布置必要的抗震墙,并且墙的位置应该避免出现偏心。在建筑的周边,应该布置相应的边梁,从而形成周边框架的结构模式。在这之中,如果因为特殊条件的影响不能在周边布置边梁,那么应该在其他部位布置相应的框架梁,从而形成板柱一框架一抗震墙的综合体系。

4、结语

随着人们生活水平的不断提高,社会各个方面对于建筑的要求也会越来越高。而板柱结构作为建筑设计的重要部分,在未来的发展中必将有其新的意义和内涵。本文经过科学合理的探究,较为系统的阐述了建筑设计中板柱结构体系的设计,给广大建筑设计人员带来了操作性较强的实践经验。因此,作为一名优秀的建筑设计人员,在当下更应该对板柱结构的核心技术进行深入的掌握,积极借鉴其他建筑设计关于板柱结构设计的先进技术经验,给建筑设计中板柱结构的应用做出自己的贡献。

5、参考文献

[1] 陈庸璇,林俊权. 高层建筑无粘结预应力板柱结构体系设计探讨─—福州置地广场建筑结构设计[J]. 福建建筑,1997,S1:59-62.

[2] 郭兆军,胡克旭,郭朋,胡文军. 装配式板柱结构住宅建筑合理高度和跨度分析[J]. 结构工程师,2008,05:18-21+26.

[3] 王宜生,邹志刚,马启蔚. 板柱结构体系有限元分析方法及其扩充BASIC语言编制的若干问题[J]. 四川建筑科学研究,1983,01:2-7.

体系结构范文4

关键词:钢框架;抗侧力体系

随着时代的发展钢结构在工业和民用建筑中日趋重要,具有延性好,塑性变形能力强,优良的抗震性能等诸多优点。我国是个多震国家,加之近年来我国大力发展符合国民经济可持续发展的钢结构,所以对钢结构进行深入的抗侧力性能、弹塑性稳定、抗震性能的研究和优化非常必要,具有重要的现实意义和应用价值。本文结合多年设计经验,并结合自己对相关钢结构资料的学习体会,综合阐述了钢结构常用抗侧力体系及各自的优缺点。

多高层钢结构设计,宜分别按房屋数不超过12层和超过12层考虑。除应遵守规范规程相应的规定之外,应与建筑设计紧密配合。根据建筑平、立面布置及体型变化特点,综合考虑使用功能、荷载性质、材料供应、制作安装、施工条件等因素,以及所设计房屋的高度和抗震设防烈度,合理选用抗震和抗风性能好又经济合理的结构体系,并力求构造和节点设计简单合理、施工方便。结构体系应根据建筑结构抗震设计小震不坏、大振不倒、中震可修的基本原则具有足够的强度和刚度,并且结构体系还应具有较高的延性和较大的耗能能力。强度、刚度和延性是结构抗震设计永恒的主题。

钢框架体系是沿建筑的纵向和横向均采用框架作为承重和抗侧力的主要构件所构成的结构体系。目前建筑钢结构体系分类,主要是在大量工程实践经验的基础上,根据不同建筑高度所采用的各种不同抗侧力结构对水平荷载效应的适应性,以及抗震性能和结构非线性进行广泛而深入的研究而提出的。钢框架一般可分为纯框架和支撑框架两种形式。各个结构体系具体特点为:

1 框架结构体系

建筑钢结构框架体系的基本构成与钢筋混凝土框架结构基本相同,由水平方向的梁和垂直方向的柱通过刚性节点连接而成。这种结构体系通过结构构件的抗弯刚度来抵抗侧向力的作用。钢框架体系是钢结构的基本体系。这种结构体系延性好,由于柱子间无支撑,可以提供一个较大的空间,有利于建筑布置。建筑平面设计有较大的灵活性,可采用较大的柱距和提供较大的使用空间。

钢结构框架体系是典型的柔性结构体系,受层间位移的限制,结构的刚度一般在设计中起控制作用。也就是说基本上都是有变形限值作为设计的控制条件,梁、柱构件的截面尺寸主要由结构的刚度而不是强度来决定。在具体的设计过程中,所选的梁、柱截面尺寸如果满足了规范对层间位移的限值要求,构件的承载力一般也能满足要求。这是钢结构框架结构体系不同于钢筋混凝土框架的地方。框架结构的层间位移主要取决于梁、柱刚度。通常情况下,梁的跨度要大于楼层高度,为了控制层间位移,有效的作法就是增大梁的截面尺寸,使得梁的线刚度大于柱的线刚度。而这样做的弊端就是使得主体结构的用钢量增大。另一方面,框架梁截面尺寸的增大会使更多的弯矩从梁转移到钢柱,并在节点域产生较大剪力。在非弹性变形阶段,由此会在节点域引起很大的塑性变形,导致节点过早的塑性破坏,起不到节点耗能的作用。

为了实现强柱弱梁的设计概念,使塑性铰出现在梁端而不是柱端,《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)6.3.3条规定,抗震设防的框架柱在框架的任一节点处,柱截面的塑性地抗拒和梁截面的塑性地抗拒宜满足下式的要求:

ΣWpc(fyc-N/Ac)≥ΣWpcfyb (1)

在罕遇地震作用下不可能出现塑性铰的部分,框架柱可按下式计算:

N≤0.6Acf (2)

实际情况中,式(1)往往难以得到普遍满足,特别是在由钢框架结构组合而成的框筒或筒中筒结构体系中更是如此。若为此加大柱截面,使得工程的用钢量增加较多,很不经济。在这个问题上,日本和美国的作法是不同的。美国加州SWAOC规范规定必须满足强柱弱梁,一般不要求控制轴压比。而日本规范正好相反,不要求控制强柱弱梁,轴压比满足要求即可。本文认为,墙柱弱梁思想作为一种设计概念来理解,注意其重要性,在具体工程设计中根据模型综合指标参数来控制。

2 框架-中心支撑结构体系

在框架结构体系中设置斜向支撑构件就形成了框架-支撑结构体系。当斜向支撑构件的梁端均位于梁、柱相交处,或一端位于梁、柱相交处,另一端在另一支撑与梁的连接点处同梁相连,则构成了框架-中心支撑结构体系。值得注意的是,当支撑采用斜杆体系时,应同时设置不同倾斜方向的两组单斜杆。与框架结构体系相比,框架-中心支撑结构体系在弹性变形阶段具有较大的刚度,很容易满足规范对结构物层间位移的限值要求。竖向支撑桁架的抗侧力能力与其高宽比成反比,一般情况下,竖向支撑桁架的高宽比小于10~12时,该体系的抗剪效果较好。在节点设计方面,若支撑足以承受建筑物的全部侧向力作用,则框架梁、柱节点可全部作成铰接,仅承受竖向荷载;如果单纯依靠支撑不能提供足够的侧向刚度,则可将部分或全部梁、柱节点作成刚性连接,由支撑桁架和框架共同承担水平荷载。

3 框架-偏心支撑结构体系

如上所述,框架结构体系具有很好的延性和耗能能力,但是当楼层比较高时,其刚度往往不够,且节点设计和施工都很复杂。框架-中心支撑结构体系虽然大大增加了结构的侧向弹性刚度,然而,如果将中心支撑设计得强震作用下不致屈曲,则造成地震力过大,使得主体结构含钢量增加,不够经济合理;若允许支撑屈曲,则屈曲后其性能退化,影响整体结构的承载力和耗能能力。框架-偏心支撑结构体系很好的解决了上述结构体系存在的问题。

在框架-支撑结构体系中,若支撑斜杆一端与梁连接(不在梁柱节点处),另一端连接在梁与柱相交处,活在偏离另一支撑的连接点与梁连接,并在支撑与支撑之间形成一梁段,则构成了框架-偏心支撑结构体系。上述梁段称之为耗能梁段,是这一结构体系的核心构件。

值得注意的是,在布置偏心支撑时,除了满足建筑师对门窗洞口的设置要求外,还应根据不同的支撑形式控制耗能梁段的长度。当耗能两端点长度较小时,耗能梁段为短梁段,其非弹性变形主要为剪切变形,由剪切作用使梁段屈服形成剪切型塑性铰;当耗能梁段距离较大时,耗能梁段的梁端弯矩也较大,其非弹性变形主要为弯曲变形,容易使梁段屈服后形成弯曲型塑性铰。试验研究表明,剪切屈服型耗能梁段对框架-偏心支撑结构抵抗强震作用特别有利。主要原因就是,剪切屈服型耗能梁段能使整体结构的弹性刚度与框架-中心支撑结构相接近,而其耗能能力和滞回性能优于弯曲屈服型。由此可见偏心支撑结构体系在强震下就有很好的延性和耗能能力,比较适合高烈度地区使用。

4 筒体结构体系

上述三种结构体系为钢结构中最常用的也是最基本的结构体系。在受力特征中,基本上都属于平面构件为主的平面结构体系。但当楼层较高时就先出抗倾覆能力的不足。筒体结构体系是以立体构件为主的结构体系,结构物中两个方向的杆件均参与结构整体抗弯,从而可以较好的满足较高的高层建筑或超高层建筑队结构抗倾覆能力的要求。因此设计人员应综合考虑各种因素从而选择合适的结构体系。

参考文献

1.高层民用建筑钢结构技术规程 JGJ99-98. 中国建筑工业出版社

体系结构范文5

关键词:软件体系结构风格;正交软件体系结构;模型驱动体系结构

中图分类号:TP3 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 07-0000-01

The Reserch of New Software System Structure

Li Xuan

(Hebei Handan Polytechnic College,Handan056001,China)

Abstract:The paper compares the new tendency and rising system,and offers some ideas about new system.Also offer layer-level theroy which is the basic pricinple and modle is more advantages than language in big complex system.

Keywords:Software-system structure Style;Orthogonal software-system structure,Modle driving system structure

一、概述

软件体系结构在软件工程中有着广泛的应用,许多专家学者从不同角度和不同侧面对软件体系结构进行了刻画。但软件体系结构还处于不断发展之中,研究的焦点集中于如何通过部件和部件之间的交互作用定义一个软件系统,或者说,就是如何从部件(模块)构造系统。

成熟和流行的经典风格有:最常用的c2风格。通过连接件绑定在一起的按照一组规则运作的并行构件网络;在管道/过滤器风格中,每个构件都有一组输入和输出,构件将输入的数据流,经过内部处理后产生输出数据流;数据抽象和面向对象风格则建立在数据抽象和面向对象的基础上,适宜于目前软件界已普遍转向使用面向对象系统这一大趋势。这是软件体系结构研究早期较为合适和理想的途径和模式。

二、新型软件体系结构

(一)正交软件体系结构

正交软件体系结构由组织层和线索的构件构成。层是由一组具有相同抽象级别的构件构成。线索则是子系统的特例,它是由完成不同层次功能的构件组成(通过相互调用来关联),每一条线索完成整个系统中相对独立的一部分功能。

(二)三层C/S软件体系结构

三层C/S结构将应用功能分成表示层、功能层和数据层三个部分。表示层是应用的用户接口部分,负责用户与应用间的对话。功能层相当于应用的本体,处理所需的数据从表示层或数据层取得。表示层和功能层之间的数据交换要尽可能简洁。数据层就是数据库管理系统,负责管理对数据库数据的读写。

三层C/S结构优点:1.允许合理地划分三层结构的功能,使之在逻辑上保持相对独立性,能提高系统和软件的可维护性和可扩展性。2.允许更灵活有效地选用相应的平台和硬件系统,使之在处理负荷能力上与处理特性上分别适应于结构清晰的三层。3.各层可以并行开发,也可以选择各自最适合的开发语言,达到较高的性价比。4.可充分利用功能层有效地隔开表示层与数据层,未授权的用户难以绕过功能层非法访问数据层,系统的管理层次更加合理和可控制。

(三)C/S与B/S混合软件体系结构

B/S体系结构不足:1.对动态页面的支持能力不够,没有集成有效的数据库处理功能。2.系统扩展能力差,安全性难以控制。3.在数据查询等响应速度上,低于C/S体系结构。4.数据提交以页面为单位,数据的动态交互性不强,不利于在线事务处理(OLTP)应用。

解决方案是把B/S和C/S这两种软件体系结构进行有机的结合,扬长避短,有效发挥各自优势。在C/S与B/S混合软件体系结构中,内部用户通过局域网直接访问数据库服务器,外部用户则通过Intenet访问Web服务器,再通过Web服务器访问数据库服务器。

(四)模型驱动体系结构

模型驱动体系结构(Model Driven Architecture,MDA)是国际面向对象管理组织 OMG提出的新的软件开发思想体系。模型驱动体系的核心是引导和根据用户的需求特点建立管理模型,然后根据模型通过软件平台产生OA、ERP等管理应用软件。

三、几点思考

(一)层级理论是构建复杂软件体系的基本原则

诺贝尔奖获得者西蒙曾论述到:“要构造一门关于复杂系统的比较正规的理论,有条路就是求助于层级理论……我们可以期望,在整个复杂性必然是从简单性进化而来的世界中,复杂系统是层级结构的”。由简单到复杂的进化道路上,软件的体系结构、软件开发的体系结构、软件开发工具的体系结构等,都呈现出层级的特征。

(二)一维语言之后是模型

现有的“程序设计语言”是单维的,它的基本语法以前后顺序为基础的。当系统的复杂程度提高时,用这样的语言精确描述复杂系统变得越发困难,可视化开发平台、代码管理工具(甚至某种意义上共享组件也可包括在内)等出现对此是一种补充,但仍然不是最终的解决方法。软件描述体系进化到这里,面临着突变,将有新的物种出现,这个新物种可能就是模型。模型与程序语言主要的区别不在于图形化,也不在于抽象的程度,而在于表达方式突破了“单一顺序”的限制,最简单的例子就是二维表。模型可以更容易和直接地表达复杂的结构。

(三)模型和语言都是对系统的描述

传统的编程语言和模型都是一种表述的体系,前者适合表述顺序过程,后者适合表述复杂结构。模型的必要性可以通过下面这个例子看出来:为了精确地复现,一个人可以用语言精确地叙述一个立方体,甚至1O个立方体组合的形状,但他不会试图用语言描述一栋房子,适当的方式是用工程图纸。由此可见,对于建立企业应用系统的情形,企业系统要表述的,主要是复杂的结构,过程占的比重很小,因此,模型就变得更加重要了。

(四)模型的分析要素

模型的时效性(time―effectiveness of mode1):关于这一点最重要的区分是“运行期模型”(Run―Time Mode1),还是开发期模型?类似于解释语言和编译语言的区别,“运行期模型”揭示了模型驱动的本质。模型的进化性(Evolutionableness of mode1):是否可以在系统的应用过程中,持续地适应应用环境与需求的变化,不断地由应用者或自适应地对模型进行改进?这是对模型“性能”的一种度量。模型的层级性(hierarchy of mode1):正如语言有多个层次一样,没有理由认为模型只有一个层次,当系统足够复杂时,模型的层次划分将会是必要的。

参考文献:

[1]孙昌爱,金茂忠,刘超:软件体系结构研究综述[J].软件学报,2002,7

[2]王一宾,江唯青.软件体系结构初探[J].安庆师范学院学报(自然科学版),2003,4

体系结构范文6

探讨。

【关键词】 建筑结构设计 问题 设计

中图分类号:TB482.2文献标识码: A

根据现今社会的城市建设的突飞猛进,城市内的高层建筑物可谓是眨眼而起。对然高层建筑迅速的拔地而起,但是其中的诸多质量隐患也随之而产生。随意为了更好的保证施工质量就要把整体建筑解剖开来,一步步的从各部分结构开

始完善。

一、建筑结构分析与设计的基本特点

1、水平载荷成为决定因素任何一个建筑结构都要同时承受垂直荷载和风产生的水平荷载,还要具有抵抗地震作用的能力。

2、轴向变形不容忽视通常在低层建筑结构分析中,只考虑弯矩项,因为轴力项影响很小,而剪切项一般可不考虑。但对于高层建筑结构,情况就不同了。由于层数多,高度大,轴力值很大,再加上沿高度积累的轴向变形显著,轴向变形会使高层建筑结构的内力数值与分布产生显著的改变。

3、 侧移成为控制指标与低层建筑不同,结构侧移已成为高层建筑结构设计中的关键因素,随着楼层的增加,水平荷载作用下结构的侧向变形迅速增大。设计高层结构时,不仅要求结构具有足够的强度,能够可靠地承受风荷载作用产生的内力;还要求具有足够的抗侧刚度。

二、高层建筑结构的体系类型

1、框架结构体系房屋竖向称重结构全部由剪力墙组成。与多层框架结构体系相似,高层建筑中框架结构体系也由纵横框架所组成,形成空间框架结构,以承受竖向荷载和水平作用。与其他高层建筑结构体系相比,框架结构具有布置灵活,造型活泼等优点,容易满足建筑使用功能的要求,如会议厅、休息厅、餐厅和贸易厅等的布置。同时,经过合理设计,框架结构可以具有较好的延性和抗震性。但框架结构构件断面尺寸较小,结构的抗侧刚度较小,水平位移较大。在地震力作用下容易由于大变形而引起非结构构件的损坏,因此其建设高度受到限制,一般在非地震区不宜超过60m,在地震区不宜超过50m。

2、剪力墙体系当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时,即形成剪力墙体系。在剪力墙体系中,单片剪力墙承受了全部的垂直荷载和水平力。剪力墙体系属刚性结构,其位移曲线呈弯曲型。剪力墙体系的强度和刚度都比较高,有一定的延性,传力直接均匀,整体性好,抗倒塌能力强,是一种良好的结构体系,能建高度大于框架或框架――剪力墙体系。

3、框架剪力墙为了充分发挥框架结构平面布置的灵活和剪力墙结构侧向刚度大的特点,当建筑物需要有较大空间,且高度超过了框架结构的合理高度时,可以采用框架和剪力墙共同工作的结构体系。框架剪力墙结构体系是由框架和剪力墙共同作用为承重结构的受力体系。它克服了框架结构抗侧力刚度小的缺点,弥补了剪力墙结构开间过小的缺点,既可以使建筑平面灵活布置,又能对常见的3o层以下的高层建筑提供足够的结抗侧刚度。因而在实际工程中被广泛应用。

4、巨型结构巨型结构一般由两级结构组成。第一级结构超越楼层划分,形成跨若干楼层的巨梁、巨柱(超级框架)或巨型衍架杆件(超级衍架),以这巨型结构来承受水平力和竖向荷载,楼面作为第二级结构,只承受竖向荷载并将荷载所产生的内力传递到第一级结构上。常见的巨型结构有巨型框架结构和巨型桁架结构。

5、 简体体系凡采用简体为抗侧力构件的结构体系统称为简体体系,包括单筒体、简体――框架、筒中筒、多束筒等多种型式。简体是一种空间受力构件,分实腹筒和空腹筒两种类型。实腹筒是由平面或曲面墙围成的三维竖向结构单体,空腹筒是由密排柱和窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙构成的空间受力构件。筒体体系具有很大的刚度和强度,各构件受力比较合理,抗风、抗震能力很强,往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。

三、高层建筑结构设计基本要求

1、 结构的规则性高层建筑应采用规则的结构体系,如下列要求:

(1)应具有必要的承载能力、刚度和变形能力。

(2)对可能出现的薄弱部位,应采取有效措施予以加强。

(3)应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力。

2、 规则结构的主要特征建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称,并应具有良好的整体性;建筑的立面和竖向剖面宜规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。

四、建筑结构设计中存在的问题

1、基础选址不科学。基础选址是建筑结构设计中十分重要的工作,有利于保障建筑结构的实用性,而在设计工作中,尤其是一些高层建筑设计中,其基础选型不科学,所选地址的地基承载力较差,不能满足建筑变形的要求,导致不均匀沉降的发生,影响了建筑物的安全性和质量。

2、设计图纸不合理。合格的设计图纸需要说明建筑结构设计的每一项内容,每一个细节,包括结构类型、地震烈度、抗震等级、墙体材料等等。然而,在设计过程中,一些设计人员不规范操作,在梁、柱、墙平面配筋图中,采用不标准图集,结构标高、梁柱编号、结构层高标注不明确,影响了施工的顺利进行。

3、地下室设计不合理。地下室设计与地基质量和整个建筑工程质量有着紧密的联系。在进行设计的时候,墙体的厚度、混凝土的强度、防水材料的性能、钢筋支撑架的刚度等都有明确的标准,但没有引起设计人员的注意,对于地下水位的高低、竖向荷载能力没有进行科学的测量和设计,忽视考虑地下总层数、地上负载,设计不科学不合理,导致地下室外墙出现开裂、漏水现象,不仅影响建筑物的质量和安全,还影响其正常的使用。

五、建筑结构设计的对策

1、严格遵守设计规范。设计人员需要学习建筑设计相关的规范,细致的处理好设计的每一个细节问题,促进建筑设计的规范化和制度化进程,避免建筑物存在安全隐患,影响其正常使用。

2、重视结构图纸设计。结构图纸对工程的影响是直接的。在图纸设计的时候,需要严格按照相关规范进行,详细标注相关的内容。如果结构比较复杂,应该重点详细进行标注,结构简单的地方也应该清楚标注。设计人员需要认真履行自己的职责,设计完成后进行审核,发现问题及时改进,提高设计的科学性和合理性。

3、加大钢结构的使用。钢结构的经济效益高,施工时间短,抗震强度高,因此,要注重对钢结构的使用。它能够进行大开间的布置,降低工程成本,能够对空间进行分割,在设计的时候应该进行灵活的布置,提高设计水平。

4、完善设计管理工作。完善管理能够确保设计的质量,要规范开发商的行为,选定合格的开发商进行建筑施工,并加强质量监督,确保建筑物的质量。

结语

高层建筑结构的选型和结构的布置,在结构抗震中占有非常重要的地位,它直接影响到结构的安全性、经济性和实用性;总体来说高层建筑结构选型,不仅仅包含竖向承重结构选型还包含有水平承重结构选型以及下部结构选型;结构布置包括结构平面布置、结构竖向布置及变形缝设置。因此对于选型的复杂,在设计中就要全方面的对比、总结最后选取最合理的结构体系。

参考文献

[1]沈蒲生.高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.

[2]刘海卿,康珍珍,张丙军.高层建筑结构选型影响因素分析[J].科学技术与工程,2006(6).