常见的结构设计范例6篇

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常见的结构设计范文1

【关键词】:框架结构;存在问题;对策;

【 abstract 】:with the development of economy, urban construction with each passing day. At the same time, in the building structure design, and especially The frame structure of the building is to the requirements of the design more and more is also high. This paper is the author of frame structure design and produce The treating measures related problems are explained and analyzed.

【 key words 】:frame structure; Existing problems; countermeasures;

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

0引言

框架结构是指由梁和柱以刚接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适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。采用结构的房屋墙体不承重,仅起到围护和分隔作用。因此框架结构具有结构空间布置灵活,建筑物自重小,有较好的抗震能力和结构的整体性、刚度较好等特点。框架结构在我国已经成为了一种很常见建筑结构形式,普遍运用在各种工业与民用建筑当中。

本文分析了当前框架结构设计中应存在的一些问题和对策,方便结构设计者在遵循各种规范的前提下快速把握框架结构设计原则和一些容易忽略的问题,以提高建筑框架结构设计水平。

1 框架结构设计原则

1) 合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构太柔虽然可以很好的消耗地震力,但容易造成变形过大而无法使用甚至整体倾覆:结构太刚变形能力就差,在高设防烈度地区,承受的地震力较大,容易造成局部受损最后全部毁坏。结构是刚一点好,还是柔一点好,这个问题结构专家历来有争论,现行的的规范也只是给出了限值。

2)多道防线。安全的结构体系是层层设防的, ,如果把结构的安全全部寄托在某个单一的构件上,是非常非常危险的。如土建结构中多肢墙比单片墙好,框架剪力墙比纯框架好等等,就是体现了多道防线的设计思路。框架结构中填充墙的存在增加了框架结构的整体刚度,在遭遇地震时,填充墙率先破坏,填充墙充当了整个框架结构的第一道抗震防线。但同时填充墙对框架结构的承载力、刚度、变形都有影响,因此结构设计时要考虑其对结构的影响、

3)框架结构结构体系应满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯,强节点强锚固的基本设计原则。

基于以上原则在进行框架结构设计时,把握好结构方案,满足承载力、变形、裂缝、挠度等要求是结构设计人基本的设计步骤。此处就不再赘述。

2 框架结构设计常见的问题及对策

1)为了满足柱轴压比的要求,同时又要满足控制柱截面的要求,柱子采用较高强度等级的混凝土。而对于以受弯为主的楼层梁板混凝土强度等级却不必过高。在实际工程设计中合适的楼盖混凝土强度等级通常采用 C20~C35。由此可见,高层建筑混凝土框架结构的柱混凝土设计强度高于梁板的设计强度必然存在,而且随着建筑物高度的增大,两者的设计强度差距会越大。 目前混凝土的浇筑施工一般都是用商品混凝土泵送工艺,各施工单位通常将竖向构件与水平构件分批集中浇筑。如果要求对其中的梁柱节点进行单独浇筑,那么将导致供应量及浇筑时间不易控制和节点区与梁板之间的分隔难度大。 针对这个问题在结构设计中应做的对高层建筑混凝土结构的竖向和水平构件的混凝土强度要进行合理取值;整个工程的竖向构件混凝土强度等级种类不应过多,且与竖向构件截面的变化要错层同步;水平构件的混凝土强度等级取值要符合规范要求,尽可能与竖向构件相匹配,使实际施工简单化,尽量减少梁柱节点单独浇筑混凝土。

2)混凝土保护层的作用是保护钢筋不发生锈蚀,并保证钢筋的粘结锚固性能,从而直接影响构件的耐久性和钢筋的受力性能,但由于设计人员的不重视,常会出现以下问题:在梁或柱中,只会注意到主筋的保护层厚度,然而却忽略了箍筋的保护层厚度,造成箍筋外露或保护层厚度不足;主梁与次梁交叉处、主梁、次梁和板的钢筋关系处理不到位,造成板负筋保护层厚度不足或构件有效截面高度损失。这些问题直接影响到构件的安全性,设计人员针对保护层的问题应重视。

正确处理构件内各类钢筋的相互关系,按钢筋的正确位置确定构件内钢筋的保护层厚度及构件有效截面高度,并进行构件的截面设计。根据规范要求确定梁柱内箍筋的保护层厚度,然后确定箍筋的正确位置,主筋的保护层厚度可采用a+d1(a为箍筋保护层最小厚度,d为箍筋直径),并大于规范规定的最小厚度,以此确定主筋的正确位置;根据各种钢筋的正确位置,确定相关构件的有效截面高度并进行配筋计算,在施工图中标出相关构件中钢筋的位置。

②地上部分与地下部分的柱子因所处的环境条件不同,根据规范要求,应采取不同的保护层厚度。地下部分的柱子可将其断面加大,满足其保护层厚度的要求,同时保证柱子钢筋上下位置的一致性,满足钢筋受力要求。

3)钢筋混凝土框架结构时,由于钢筋混凝土的自重较大,作为建筑的底层柱,其所承担的轴向压力会随着建筑高度的增加而不断增加,在层高一定的情况下,为了提高抗震规范对构件的延性要求,就要将轴压比控制在一定范围之内不能过大,这就必然导致柱截面的增大,从而形成短柱、甚至形成剪跨比小于1.5的超短柱。对于大跨度柱网的框架结构,框架柱在楼梯间处与楼梯平台梁相连,使得楼梯间处的柱可能成为短柱,这时就应对柱箍筋全长加密。这一点,在设计中容易被忽视,新抗规明确规定框架结构楼梯间须整体建模,这个问题以后应该会被重视。当框架结构的外立面为条形窗时。因设置连续的窗过梁,使外框架柱可能成为短柱,应注意加强柱的构造措施。

4)对于框架结构长度略超过规范限值。建筑功能需要不允许留缝,结构设计经常会遇到这种问题。为减少有害裂缝(规范规定裂缝宽度小于0.3),可采用细而密的双向配筋,构造间距宜小于150,建议采用补偿混凝土浇筑。对屋面宜设置后浇带。后浇带处按构造措施宜适当加强。

4)挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。与挑板不同,挑梁的自重占总荷载的比例很小,作成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋,每个都不一样,施工不方便。变截面梁的挠度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁时,注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋,除非受剪承载力不足。对于大挑梁,梁的下部宜配置受压钢筋以减小挠度。挑梁配筋应留有余地。

5)根据《建筑抗震设计规范》第3[注明标准号].7.1 条规定,非结构构件,包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备、自身及其与结构主体的连接,应进行抗震设计。比如框架结构中女儿墙构造柱的设置,尤其注意女儿墙高度大于1.0 m 时,应注意采取结构构造措施,保证女儿墙的稳定。

3 结语

总之,本文提出的都是些框架结构设计中容易出现的疏忽的问题。如果处理不好或计算过程中未加考虑不但会导致结构不合理,甚至结构不安全。从事设计的人员在精于结构电算分析的同时,更应注意到以上所提到的在设计过程中碰到的类似问题,使施工图的设计更完善,保证结构的安全、经济、耐久、适应。

参考文献

【1】方部华.高层建筑结构设计【M】.北京:中国建工出版社.2003。

常见的结构设计范文2

关键词:结构设计漏算荷载天然地基剪力墙抗震设计

1.引言

随着我国建筑行业的不断发展,各类房屋建筑面积逐年上升,房屋建筑设计水平也在不断的提高。建筑工程质量的优劣直接关系到人们的生命安全建筑设计是一项繁重而又责任重大的工作,直接影响到建筑物的安全、适用、经济和合理性,但在实际设计工作中,常常发生建筑结构设计的种种概念和方法上的差错,这些差错的产生,有的是由于设计人员没有对一般建筑尤其是多层建部设计引起高度重视,盲目参照或套用其他的设计的结果;有的则是由于设计对设计规范和设计方法缺乏理解;还有的是由于设计者的力学概念模糊,不能建立正确的计算模式,对结构验算结果也缺乏判断正确与否的经验,为了避免或减少类似的情况发生,确保建筑设计质量能上一个台阶,本文对建筑结构设计中应注意的一些问题进行了阐述。

2. 建筑结构设计的原则

安全、 适用、 耐久、 经济是进行建筑结构设计的原则。一个优秀的建筑结构设计往往是这四个方面的最佳结合。完美的建筑结构设计就是在努力追求这四个方面的最佳结合的过程中产生的, 安全、 适用、 耐久、 经济是结构设计人员最终努力的目标,是结构设计的最佳体现。

①安全性。结构在预定的使用期限内,应能承受正常的施工、正常使用时间可能出现的各种荷载、强迫变形、约束变形等作用。在偶热荷载(如地震、强风)作用下或偶然事件(如火灾、爆炸)发生时和发生后,构件仅产生局部损坏,不会发生连续倒塌现象。在自然灾害频发的今天,安全性就显得尤为重要。

②适用性。结构在正常使用的荷载作用下具有良好的工作性能,如不发生影响正常使用的过大挠度、永久变形和动力效应,不产生令使用者感到不安的裂缝宽度。

③耐久性。结构在正常使用和正常维护的条件下,在规定的环境中,在预定的使用期限内应有足够的耐久性,如不发生由于混凝土保护层碳化或者氯离子的侵入导致钢筋锈蚀而影响结构的使用寿命。

④经济性。为落实节能、降耗、减排、环保和可持续发展的基本国策,要淘汰低强材料,推广高强、高性能材料,注重经济的节约性。

结构设计一般在建筑设计之后, “受制”于建筑设计,但又“反制”于建筑设计。结构设计不能破坏建筑设计,应满足、 实现各种建筑要求;建筑设计不能超出结构设计的能力范围,不能超出安全、 经济、 合理的结构设计原则。结构设计决定建筑设计能否实现,从这个意义上讲,结构设计显得更为重要, 虽然一栋标志性建筑物建成后,人们只知道建筑师的名字,但一个适用、安全、经济、美观、便于施工的结构设计也是工程师们的骄傲和成就。

3.建筑结构设计的常见问题

3.1楼板计算中漏算荷载

设计楼板中进行荷载计算时,往往由于疏忽或者工种间配合不好而漏算荷载。常容易发生漏算的有:

①漏算楼板上的不规则隔墙重量。或者,将隔墙荷载化成均摊于楼面的均布荷载,而不是折算成等效的均布荷载,使荷载偏小。

②漏算建筑吊平顶荷载。或者,吊平顶荷载虽已计算,但漏掉平顶保温层荷载、漏掉平顶内上人检测马道荷载。

③漏算设备吊风管荷载。或者,虽算了风管自重,但是漏算风管保温层荷载。

④漏算楼板上设备荷载。如通风机、电动机、水泵等的静力与动力荷载。

3.2天然地基承载力及基础埋深的确定问题

3.2.1地基承载力的确定有误。地基承载力的确定,除与地基性质有关外,还与基础埋置深度、基础宽度都有关,地基承载力随基础埋深的加深和基础宽度的加大而提高。但对类似上海这样的软弱地基来讲,致使地耐力取值偏高,造成不安全。

3.2.2基础埋深,一般自室外地面标高算起。填方地区在填土后挖槽的,可自填土面算起,填土在上部结构完成进行的,应从天然地面标高算起。对于地下室,如采用箱形基础或筏基时,基础埋深自室外地面标高算起;如为分离式基础的地下室,则内墙、内柱基础,其埋置深度从室内地面算起;地下室外墙基础则取室内外计算埋置深度的平均值。但设计中往往不注意天然地面室外设计地面标高间之不同以及填土施工顺序的先后而一律按设计室内地面标高算起。这样就使基础计算埋深值偏大,从而使按深度调整后的地基承载力也偏大,造成不安全。

3.3 钢筋混凝土承重结构体系选型、布置方面存在的问题

钢筋混凝土承重结构的合理布置使结构尽可能规则,是抗震概念设计中的十分重要的环节,这里的规则包含了对建筑的平立面外形尺寸,抗侧力构件布置质量分布,直至承载力分布等诸多因素的综合要求。但我国很多钢筋混凝土承重结构布置不合理,体型不规则由于引起结构不规则的因素太多,特别是对于复杂的建筑体型,很难一一用若干简化的定量指标来划分不规则程度并规定限制范围如钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程,仅规定了规则结构的准则,没有对规则与不规则作出定量的划分,也没有对不规则结构作出相应的设计规定导致有些设计人员往往对结构规则性难以把握,有时甚至听任业主和建筑师的要求,从而在实际工程中出现了不少规则性错误另外配筋构造也不合理或不符合有关规定,柱箍筋没有按规范要求采用焊接封闭式,对框支柱和框架柱,没有按抗震规范的要求对箍筋进行全高加密等。

3.4剪力墙砌体结构挑梁裂缝问题

底层框架剪力墙砌体结构房屋是指底层为钢筋混凝土框架--剪力墙结构,上部为多层砌体结构的房屋 该类房屋多见于沿街的旅馆 住宅 办公楼,底层为商店,餐厅 邮局等空间房屋,上部为小开间的多层砌体结构 这类建筑是解决底层需要一种比较经济的空间房屋的结构形式 部分设计者为追求单一的建筑立面造型来增加使用面积,将二层以上的部分横墙且外层挑墙移至悬挑梁上,各层设计有挑梁,但实际结构的底层挑梁承载普遍出现裂缝,该类挑梁的设计与出现裂缝在临街砌体结构房屋中比较常见。原因是原设计各层挑梁均按承受本层楼盖及其墙体的荷载进行计算 但实际结构中,悬挑梁上部墙体均为整体砌筑,且下部墙体均兼上层挑梁的底摸,这样挑梁上部的墙体及楼盖的荷载实际上是由上往下传递 上述挑梁的设计计算与实际工程中受力及传力路线不符是导致底层挑梁承载力不足并出现受力裂缝的主要原因,解决的办法要么改变计算简图及受力路线,要么注意施工顺序和施工工序。

3.5关于板面设置温度应力筋

根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第10.1.9 条规定在温度收缩应力较大的现浇板区域内,钢筋间距宜取为 150--200mm,并应在板的末配筋表面布置温度收缩钢筋,板的上下表面沿纵横两个方向的配筋率均不宜小于0.1% 对于这一条设计人员的理解又会产生出入 什么区域属于温度收缩应力较大的区域?笔者认为对于规则较短的建筑物我们可以在各楼面边跨及屋面层设置相应的温度应力钢筋,而对于超长结构,则建议在超长结构的长向均应设置双层钢筋 其余部位则可因人而异,功能重要的区域设置,有条件的建设子项设置,而不必过于强调 另外有一点,当地下室筏板厚度大于1200mm时,笔者建议在筏板中间配置温度收缩应力钢筋以抵抗大体积混凝土所产生的收缩及温度应力,配筋量取1/2筏板厚的0.1%。

3.6抗震设计计算方面存在的问题

有抗震设防的建筑结构设计,除要考虑正常使用的竖向荷载风荷载以外,还必须使结构具有良好的抗震性能,即实现小震不坏,中震可修,大震不倒的三水准设计建筑结构是否具有耐震能力。是由承载力和变形能力两者共同决定的。钢筋混凝土是一种弹塑性材料,其结构具有塑性变形能力。当地震作用下结构达到屈服以后,利用结构塑性变形来吸收能量。增加结构的延性,不仅能减弱地震反应,而且提高了结构抗御强烈地震的能力我们设计中所谓的强柱弱梁强剪弱弯强节点弱构件及强锚固,强结构底部等都是保证结构延性的具体手段。另外,抗震设计的结构不能任意以强代弱,结构的承载力刚度要适应在地震作用下的动力要求并应均匀连续分布。某一部分超强就可能造成结构的相对薄弱部位。因此,高层结构梁端、柱端及剪力墙的加强部位,受弯钢筋在满足承载力和抗震构造要求的条件下,应采取措施减少钢筋超配。

4.结论

建筑结构设计是随着经济发展及人们对建筑物功能要求改变,又随着科技的进步而得以实现和解决。以上所提到的几个问题是设计人员在工程设计中较易出差的地方,对设计者来说要把提高设计质量作为终身奋斗的目标,更好地服务于我国的建筑事业。

总之,建筑结构设计是一个系统而全面的工作,是建筑安全应用的基础。作为结构设计人员,在工作实践中要严格遵照设计规范标准进行,具备灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度,加深对当前房屋建筑结构设计中常见问题的认识与研究,并密切配合其他专业来进行设计。不断提高自身的结构设计水平,只有这样才能做好建筑结构设计,促进建筑工程质量的不断提高,从而以保证建筑质量,确保人民生命财产安全,推动建筑业不断向前发展。

参考文献

[1].白建方,实用建筑结构设计,化学工业出版社,2011

[2].《建筑结构设计常见病分析》编辑组,建筑结构设计常见病分析,中国建筑工业出版社,1993

[3].徐晋,建筑结构设计的常见问题研究,建筑技术,2011

常见的结构设计范文3

关键词:建筑结构设计; 基本内容; 问题分析

中图分类号:TU3 文献标识码:A文章编号:

结构设计就是用结构语言来表达工程师所要表达的东西。结构语言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、大样图等。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,再把各种情况产生的荷载传递至基础。

1.建筑结构设计的基本内容

1.1结构设计的程序

建筑物的设计包括建筑设计、结构设计、给排水设计、暖气通风设计和电气设计等。每一部分的设计都应围绕设计的四个基本要求:即功能要求、美观要求、经济要求和环保要求。

建筑结构是一个建筑物发挥其使用功能的基础,结构设计是建筑物设计的一个重要组成部分,主要包括以下四个过程:方案设计结构分析构件设计绘施工图。

1.2建筑物结构设计的要求

为保证建筑结构的可靠度达到设计要求,在设计中,必须遵循以下要求:

(1)计算内容:结构构件应进行承载能力极限状态的计算和正常使用极限状态的验算,如直接承受动力荷载的构件应进行疲劳强度验算;

(2)结构上多种作用效应同时发生时,应通过结构分析分别求出每一种作用下的效应后,考虑其可能的最不利组合;

(3)抗震设计:我国的抗震设防烈度为6至9度,建筑结构根据所在地区的烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级。对应不同的抗震等级,有不同的计算和构造要求。

1.3结构的设计过程

结构设计的阶段大体可以分为三个阶段,结构方案阶段,结构计算阶段和施工图设计阶段。方案阶段的内容为:根据建筑的重要性,建筑所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度和层数来确定建筑的结构形式(例如,砖混结构,框架结构,框剪结构,剪力墙结构,筒体结构,混合结构等等以及由这些结构来组合而成的结构形式)。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布置结构的承重体系和受力构件。

1.4建筑结构设计的原则

适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的原则。一个优秀的建筑结构设计往往是这五个方面的最佳结合。完美的建筑结构设计就是在努力追求这五个方面的最佳结合的过程中产生的,适用、安全、经济、美观、便于施工是结构设计人员最终努力的目标,是结构设计的最佳体现。

结构设计一般在建筑设计之后,“受制”于建筑设计,但又“反制”于建筑设计。结构设计不能破坏建筑设计,应满足、实现各种建筑要求;建筑设计不能超出结构设计的能力范围,不能超出安全、经济、合理的结构设计原则。结构设计决定建筑设计能否实现,从这个意义上讲,结构设计显得更为重要,虽然一栋标志性建筑物建成后,人们只知道建筑师的名字,但一个适用、安全、经济、美观、便于施工的结构设计也是工程师们的骄傲和成就。

2.结构设计的常见问题分析

2.1屋面梁与配筋的问题

(1)屋面梁配筋太少。结构建模时, 设计人员图方便,屋面梁直接拷贝下层梁的尺寸。由于屋面梁荷载较小,计算结果配筋不多,这样屋面梁在温度变化、混凝土收缩和受力等作用下因配筋率过低而裂缝宽度较大。

(2)受扭屋面梁缺少必要的腰筋。对于一般的梁,为了保持钥筋骨架的刚度, 同时为了承受温度和收缩应力及防止梁腹出现过大的裂缝,一般构造措施为梁腹板高度大于450mm时加设腰筋,其间距≤200mm,然后拉筋勾连。对于受扭构件,《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第10.2.5条第二款规定,其纵向受力钢筋的间距不应大于200MM和梁截面短边长度。对于设置悬挑檐口的屋面梁,在结构设计中误等同一般梁,未按受扭构件设计配筋。

2.2回弹再压缩问题

基坑开挖时,摩擦角范围内坑边的基底土受到约束,不反弹,坑中心的地基土反弹,回弹以弹性为主,回弹部分被人工清除。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作安全储备,这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一。

2.3地基沉降或不均匀沉降引起的构件开裂或破坏问题

预防或减少不均匀沉降的危害,可以从建筑措施、结构措施、地基和基础措施方面加以控制。诸如:避免采用建筑平面形状复杂、阴角多的平面布置;避免立面体形变化过大;将体形复杂、荷载和高低差异大的建筑物分成若干个单元;加强上部结构和基础的刚度;同一建筑物尽量采用同一类型基础并埋置于同一土层中等一系列措施。应该引起重视的是:对高层建筑来说,由于需要一定的埋置深度,从经济的角度考虑,基础一般采用桩箱或桩筏结合的形式,此时应保证箱体的整体刚度,群桩布置的形心应与上部结构重心相吻合。当土层有较大起伏时,应使用同一建筑结构下的桩端位于同一土层中,并应考虑可能产生的液化影响。

2.4箱、筏基础底板的挑板问题

从结构角度来讲,如果能出挑板,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,当基础形式处在天然地基和其他人工地基的坎上时,加挑板就可能采用天然地基;能降低整体沉降,当荷载偏心时,在特定部位设挑板,还可调整沉降差和整体倾斜;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,可灵活考虑;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,取消挑板,可方便柔性防水做法。

3.结构设计应注意的问题

3.1从结构计算角度,看结构计算应注意的问题

避免荷载计算的错误。诸如漏算或少算荷载、活荷载折减不当、建筑物用料与实际计算不符,基础底板上多算或少算土重。底框砌体结构验算时就应注意:底部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构,对具有薄弱层的底层框架混合结构,应考虑塑性变形集中的影响,通常对底层地震剪力乘以1.2—1.5的增大系数;底层框架混合结构的剪力分配不能简单地按框架抗震墙的方法。连续板计算不能简单地用单向板计算方法代替;双向板查表计算时,不能忽略材料泊松比的影响,否则,由于跨巾弯矩未进行调整,将使计算值偏小对电算结果的正确性进行正确评价。

3.2从构造角度看应注意的问题

注意构件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震设计中既要保证建筑结构在地震发生时具有一定的延性,又必须满足最小配筋的要求。严格按照规范要求,保证钢筋在各个部位所需满足的锚固、延伸和搭接长度,材料选用也必须满足强度要求。为了防止屋面温度应力引起的墙体开裂,必须采取有效的通风散热措施。按抗震构造要求设置的构造柱,应在整个建筑物高度内上下对准贯通,上至女儿墙压顶,下伸人基础圈梁,或伸人室外地面以下500毫米,构造柱与圈梁、楼板和墙体的拉接必须符合规范要求。

4.结束语

以上几点是对设计中经常出现的几个问题的理解。在今后的设计过程中,设计者要把提高设计质量作为终身奋斗的目标,应以规范为依据,不断总结,因为安全才是人民利益的根本所在,使我们的设计更经济合理。

参考文献:

[1]沈蒲生.混凝土结构设计原理.北京:高等教育出版社,2003.

[2]应惠清.土木工程施工.同济大学出版社,2001,2.

常见的结构设计范文4

关键词:工业建筑;结构设计;常见错误;基础;系数取值

Abstract: with the modern industrial production, process technology constantly updated, the traditional and single function has gradually be multi-functional comprehensive building the plant replaced, the structure system getting tend diversification. In the industrial structure design demand more and more cases, it is necessary to a progress analysis and exploration in the design of industrial building structure common problems, to constantly improve and perfect the industrial structure design is very important value and significance. Therefore, this paper industrial building structural design basic content initial analysis in the design of structure common error, assure the construction safety of the structure.

Keywords: industrial architecture; Structure design; Common mistakes; Foundation; coefficient

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

近年来,传统的单一功能厂房逐渐被多功能综合厂房所代替,对结构设计提出了更高的要求。与民用建筑相比,工业建筑结构较为复杂、楼地面设备布置与预埋件预留孔较多,导致设计人员因考虑不周等因素使得结构设计经常出现错误。不仅容易拖延施工进度、降低经济效益,也为工业建筑结构留下了严重的安全隐患。因此,文中结合工业建筑结构设计基本内容,进一步分析与探讨了其结构设计中的常见错误,为其他同行提供较为科学的参考依据。

一、基础设计的中常见错误

工业建筑占地广、投资规模大、地质情况较为复杂,故而建筑基础采用的形式也较为丰富。比如,荷载较大的工业建筑可以采用桩基、独立基础、条形基础等基础形式。从设计角度来讲,基础设计中应当注意混凝土的标号选择。采用符合结构耐久性要求的混凝土标号,通常采用等于或大于C25规格混凝土;基本配筋应满足最小配筋率的要求,这是施工设计图会审的重要内容。下面以条形基础为例,详细论述其结构设计中的常见错误。

柱下条形基础的翼板采用放坡形式,没有注意放坡的角度设计,导致振捣工序操作较为困难;翼板厚度与宽度设计不合理;没有清楚表明混凝土标号;强度设计不达标;条形基础交接部位的钢筋设置没有清楚标注详细图或选用标准图;条形基础交接处的基地面积重复使用;基础宽度设计不合理,尤其在砌体结构局部荷载较大时,基础宽度设计不合理;构造柱在基础设计中没有明确标注,导致基础施工时未能预留构造柱钢筋;等等。这些都是工业建筑基础结构设计中的常见问题,为了保证基础设计与施工的质量,设计人员在基础结构设计过程中应当特别注意这些问题,避免设计出现不合理。

二、梁、板、柱结构设计中的常见错误

由于工业建筑荷载较大、梁柱截面较大、钢筋大而密,导致结构施工难度较大。因此,某些设计人员为了控制截面高度,故意降低钢筋的配筋率,导致设计与施工达不到规定标准。比如说厂房三、四层中本来应当放8根钢筋,可实际中却只能放6根,导致配筋率严重下降。同样的情况,在预留二次浇注孔的梁时也经常出现。由此可见,配筋设计是梁、板、柱结构设计中比较常见的问题。通常情况下,单向板配筋是按塑性计算的、双向板是按弹性计算的,这种方式不能保证配筋率的精确性,应当将配筋计算方式尽量统一化,计算结构与实际应用才会相一致。另外,薄板与厚板配筋支座设计按照同一种方式,导致厚板配筋设计不要合理,也是板结构配筋设计的错误表现之一。

三、预埋件设计中的常见错误

工业建筑需要安装大量的设备,故需要大量埋设埋件,这就要求设计人员在结构设计图中详细标明埋件的大小规格及准确的定位尺寸。可是,由于工业建筑结构设计的复杂性,某些设计人员由于缺乏设计经验、考虑不周、沟通交流不善等因素,经常导致预埋件设计不合理。特别是结构施工图中没有明确标注楼梯的埋件,经常造成楼梯埋件漏埋,为现场施工带来一定麻烦。另一方面,给排水装置埋件预留也特别重要。由于结构设计人员没有及时与排水设计人员沟通交流,导致预埋件大小、尺寸、位置等方面不相符,严重提高了施工难度。

除此之外,在选择埋件时,一定要选择符合结构设计要求的受力埋件。比如,某工业建筑工程中,皮带拉紧装置的重量达到几吨重,可设计人员在施工图纸中却标注采用构造埋件,没有采用相应的受力埋件。因此,建筑结构设计人员在设计施工设计图纸时应仔细查看楼体结构,及时与其他基础装置设计人员沟通,保证预埋件设计的精确性和有效性。

四、钢结构设计中常见错误

钢结构设计作为建筑结构设计的重要结构组成部分,工业建筑中经常采用钢结构,显得钢结构设计的合理性尤为重要。分析以往钢结构设计经验,总结道其设计中的常见错误主要包括以下方面。

第一,堆篷采用轻型门刚结构时,斜梁与柱相交处没有采用高强螺栓连接,导致现场施工根本无法使用力矩扳手;第二,未清楚标明钢结构的防锈处理措施;第三,未明确标出钢架结构制作及安装过程;第四,没有全面分析钢结构设计的可行性,配套设置不合理;等等。

五、结构设计并未考虑厂房实际需要

在这里,结构设计并未考虑厂房实际需要是指某些防爆厂房没有考虑泄压面积。通常情况下,某些生产危险产品的厂房结构设计中,厂房宜设计成敞开式或半敞开式。如果一定要求设计成封闭式,应当科学计算厂房的泄压面积,合理设计门窗的数量和面积。尤其,地下建筑物更应注意这一点,比如锅炉厂房。为了保证泄压面积满足要求,在厂房设计中应当准确掌握厂房的类型和功能、均匀布置泄压面积(门、窗等)、保证泄压位置靠近重大危险源,尽量避开主要交通干道和人员集中地方。以防特殊情况下,降低人员伤亡。

六、系数取值不合理

在工业建筑结构设计的整个过程中主要包括两项系数取值:一是梁扭矩折减系数取值,二是活载组合系数取值。化工厂房设计中,由于吊挂设备较多、露面开洞较多较大,洞孔周围又需要支撑诸多吊挂装置,除了严格规范配筋设计外,还要计算梁扭矩的折减系数。可是,受到其他因素影响,导致梁扭矩折减系数计算经常出现错误。

通常情况下,活载组合值系数取值应当为0.7,有时也会采用0.9或1.0。比如,仓库库房、通风机房、电梯机房的取值是0.9,半导体器件车间、粮食加工车间的取值是1.0。因此,为了保证活载组合值系数取值的合理性,设计人员应当结合厂房类型和功能使用合理进行调整。

七、结束语

综上所述,为了满足工业建筑结构安全性、可靠性、耐久性等要求,工业建筑结构设计中应当注意基础设计、梁板柱结构设计、预埋件设计、钢结构设计及相关系数取值等方面的问题。正确了解与掌握结构设计中经常出现的主要错误,并采取有效措施合理预防和修复,保证结构设计的科学性与合理性。同时,工业建设结构设计不同与民用建筑设计,结构设计较为复杂、技术性强,设计人员必须严格按照国家相关规定和标准运行相关内容,并抱着认真负责的态度减少常见常见错误设计的出现,才能保证工业厂经久耐用。

参考文献:

[1] 石江海. 钢管混凝土结构在工业建筑中的应用初探[J]. 中国西部科技(学术), 2007,(09) .

[2] 王伟. 工业建筑结构设计优化[J]. 广州建筑, 2008,(02) .

[3] 刘慧芝,李福来. 浅析建筑结构设计中的概念设计与技术措施[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊), 2009,(04) .

常见的结构设计范文5

【关键词】钢筋混凝土;高层结构设计;问题

引言:随着高层建筑的发展,高层建筑的日益增多,如果在高层结构设计中出现一些过时,将会对整个建筑工程造成经济损伤,严重的情况下造成人身安全。但是在钢筋混凝土高层结构设计的过程中难免会出现一些错误,为了避免在钢筋混凝土高层结构设计中减少错误,现将常见的问题总结如下:

1 结构概念设计

在混凝土高层结构设计中概念设计是保证高层建筑物具有良好的抗震性能的主要的措施之一,在设计的过程中应该选择对抗震有利的结构布置和设计方案,可以加强抗扭的刚度以及减少扭转的方式进行设计延性结构以及延性结构构件。在设计的过程中应该加强对结构薄弱环节的设置,从而减少局部破环而导致的连锁反应。结构概念设计主要是要求建筑师以及设计师在建筑设计时应该注意有关结构概念设计的规定。在结构概念设计中应该注意以下问题:

1.1 在混凝土高层结构设计中,应该注意结构的选型、平面以及立面的布置的规则性并且应该选择经济合理、抗风性能和抗震性能比较好的结构体系。并且设计的结构应该明确传递地震力的途径以及计算简图等。

1.2 在钢筋混凝土高层结构设计中,根据抗震性能的设计理念的特点,使抗震设计从宏观定性的目标向量化的多层目标进行过度,并且设计的依据应该按照要求进行选择不同层次的抗震目标[1]。比如如果业主要求高层结构设计的抗震性能按照中等地震以及大地震的弹性设计或者不屈服设计,保证在地震的作用下建筑物不影响正常的功能。

1.3 水平地震的作用是双向性的,因此在设计的过程中,使高层结构的布置应该具有抵抗各种方向的地震性能,而且设计的高层结构应该沿着平面上两个主轴方向具有足够的抗震能力和足够的刚度要求。在进行选择结构刚度时,首先应该考虑建筑长度的特征,选择结构刚度从而减少地震的作用效应,但是在设计的过程中也应该充分考虑结构变形,如果变形比较大时,则会造成对结构破环[2],因此,设计的高层建筑结构不仅需要具有足够的抗震能力和足够的水平方向刚度,而且还应该具有抵抗扭转震动的能力以及足够的抗扭刚度。

2 结构选型中常见的问题

在钢筋混凝土高层结构选型的过程中,工程师以及结构设计师应该注意以下几点:

2.1 结构规则性的问题

在建筑结构设计中,对于结构规则性的内容规范有很大的变化,在旧的结构规则性规范中增加了很多的新的规范条件,比如平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比较的信息以及竖向规则性信息等,并且在新的规范中,采用强制性的规定,所以在高层建筑物结构设计时,应该遵循设计的规范内容,从而可以有效避免施工中要求设计的改变。

2.2 嵌固端的设计问题

目前很多的高层建筑物都有两层或者两层以上的人防和地下室,所以嵌固端可能设置在人防的顶板位置处,也可能设置在地下室顶板的位置处,在设置嵌固端时,建筑师以及结构设计师很容易忽略嵌固端的设置带来的问题,如:嵌固端上下层的刚度、楼板的设计以及上下层抗震等级的统一性以及结构整体计算时嵌固端的位置等一系列的问题[3],如果在设计中忽略任何一个问题都可能对高层建筑结构造成安全隐患,所以这就要求建筑师以及设计师在钢筋混凝土高层结构设计时,注意嵌固端设置的问题。

2.3 短肢剪力墙设计的问题

在钢筋混凝土高层结构设计的规范中,对短肢剪力墙在高层建筑中应用有很多的限制,所以在高层建筑设计中,建筑师以及结构设计师应该尽量减少或者短肢剪力墙,从而可以有效避免工程设计中以及在之后的设计中增加不必要的麻烦。

2.4 结构超高问题

在钢筋混凝土高层结构设计中,对于高层建筑的总高度在抗震规范中具有严格的要求,,特别是新规范中,除了将原来的限制的高度设置为A级高度,增加了B级建筑物的高度,所以在高层结构设计时,应该严格控制建筑物高度,从而可以减少重新设计以及不符合要求等问题,减少对高层结构设计以及工程工期的影响。

3 地基设计以及基础设计

在高层结构设计中基础设计以及地基设计是建筑师以及结构工程师比较重视的问题,建筑物地基的设计以及基础设计直接影响直接影响着设计后期的工作,并且地基设计对整个工程造价具有重要的作用,因此这一阶段所出现的问题将对整个工程造成严重的损失。并且在基础设计以及地基设计的过程中应该注意地方性规范的重要性,如果仅靠《地基基础设计规范》是无法满足要求的[4],所以在进行地基基础设计的过程中,应该对地方性规范进行深入的考察研究,从而减少或者避免对整个高层建筑结构设计或者后期工作造成的影响。

4 高层结构计算以及分析

在高层结构设计的过程中的结构分析以及结构计算方面,高效、准确的结构计算以及分析对工程设计质量的好坏具有决定性的作用,特别是新规范的推出,对高层结构设计的整体分析与计算做出了给进和调整,所以在高层结构计算以及分析的过程中应该注意以下几点:

4.1 计算模型的选择

在设计的过程中对于常规的结构设计可以运用整体平面内无线刚假定模型进行设计,而对于错层结构以及多塔的结构设计,可以选择楼板分块平面内无限刚模型设计,如果对于楼板局部开洞或者塔与塔之间具有多塔相连的多塔结构也可以选择楼板分块平面内无限刚模型,对于特殊的共享空间的楼板结构或者分析精度高的高层结构可以选择弹性楼板模型,并且在进行选择计算模型时,还应该根据工程的实际情况以及工程经验进行选择,从而保证最小的计算量达到最高的要求,从而满足高层建筑设计的要求。

4.2 抗震等级的选择

在进行设计的过程中对于常规的高层建筑,可以根据《高层钢筋混凝土技术规程》规定进行设计抗震等级,对于复杂的高层建筑应该符合建筑设计的规程,对于地下室抗震等级设计,如果地下室的顶板作为嵌固端的位置,地下室的抗震等级应该和上部结构的抗震等级一致,地下室二层或者多层应该根据具体的工程情况进行确定[5]。

4.3 非结构构件的分析计算

早高层建筑结构设计中,很多的建筑由于对建筑物的功能或者美观以及非主体承重的体系内的非机构构件,对于这些要求,特别是对于高层建筑物楼顶的装饰构建设计时,由于建筑物的荷载比较以及地震作用比较大,所以在进行对非结构构件进行分析计算时,应该严格按照规范中对非结构构件增加的计算处理措施进行分析。

结束语

钢筋混凝土高层结构设计对高层建筑物具有决定性的作用,并且钢筋混凝土高层结构设计是一项复杂、多样化以及工期长的项目,因此在设计时,应该避免设计存在的不安全因素,从而保障建筑物的安全性,并且这也对建筑师以及结构设计师的工作提出了更高的要求。

参考文献

[1] 刘园;浅谈在钢筋混凝土高层结构设计中的注意事项.[J].城市建设理论研究(电子版);2011(17):

[2] 贾岩;钢筋混凝土高层结构设计常见问题探讨.[J].民营科技;2011(7):333

[3] 王忠武;钢筋混凝土高层结构设计常见问题探讨.[J].中华民居;2010(11):323

常见的结构设计范文6

关键词:建筑,结构,设计,问题,对策

中图分类号:TU3文献标识码: A

前言:随着建筑规模不断扩大,结构越来越复杂,功能也越来越多,因此对建筑质量及其安全性都提高了要求。文章中结合笔者多年来的工作实践,对建筑结构设计的重要原则进行了探讨,指出了当前建筑结构设计中存在的一些问题,并提出了相关应对措施,对促进我国建筑行业的发展具有非常重要意义。

一、建筑的结构设计原则

建筑结构主要受到外界风力压力的影响,还要承受各种垂直荷载力,同时具有较高的抗震要求,通常底层建筑受到风力影响较小。对于建筑而言,风力、自身荷载、地震等因素是影响建筑结构性能的主要因素。建筑物高度逐渐增加,建筑水平位移量也随之增大,若建筑具有较大侧移,必然会影响居住舒适度,对建筑物安全性造成严重威胁。因此,在进行结构设计时必须依照一定的设计原则,以提高建筑结构的整体性能。

1.合理进行方案设计

怎样才算是合理的结构设计方案呢,要从建筑结构体系和建筑结构形式上满足高层建筑的结构设计,而且还要做到在尽量节省资金的前提下做到最合理的设计。传力简单和受力明确体现了建筑结构体系的基本要求,在结构单元相同的时候,必须要选择相同的建筑结构体系。而且在选择合理化的建筑结构方案时,更应该注意建筑施工的材料、建筑施工的条件、建筑工程设计的需求以及建筑的地理位置条件等进行综合性的分析。

2.合理进行基础设计

每个建筑物结构的地理位置、地质地貌、相邻建筑物的影响等都是不同的,必须综合的分析,进而设计出最合理的基础设计。不仅这样,基础设计的好与坏对建筑物荷载以及建筑物上部的结构类型都有着重要的影响,尤其是高层建筑物,更需要考虑到建筑物荷载的分布情况。临近建筑物的影响也是不可忽视的,比如:临近建筑物存在着对该高层建筑物挡光、地基等影响的因素,这些都是不可忽视的。综合所有影响因素分析设计出更具合理化的基础设计方案,使建筑物在实用、美观、安全等性能上发挥更大的空间。

3.合理进行计算简图设计

建筑结构设计的安全性是建立在对数据正确计算的基础上的,而提到计算就引出了计算简图,如果计算简图的计算不合理,那么将会对建筑物造成相当严重的安全隐患。为了能进一步保证计算简图对建筑结构设计以及建筑物以后使用中的安全性,我们应该在实践中采取相应的构造措施。选择合理的计算简图是保证高层建筑结构设计安全的基础条件。不合理的计算机结构简图,会使在计算中对结构节点处理不当,导致建立错误的结构模型,使得高层建筑产生结构安全事故。在实际的建筑机构设计中,应该尽量的降低计算误差,将建筑结构计算简图尽可能的控制在规定的范围之内,以进一步提高计算简图的精确性,也为整个建筑结构设计的安全性奠定了良好基础。

二、建筑结构设计中的问题

1.扭转问题。建筑结构设计中,建筑三心由结构中心、几何形心与刚度中心组成,在结构设计过程中,力求做到建筑三心汇集于一点,实现三心合一。建筑结构设计中的扭转问题,在设计过程中可能无法实现三心合一。建筑受到水平压力作用影响,进而产生扭转振动问题.

2.受力性能问题。针对建筑物而言,建筑设计师在确定初始方案设计时,必须考虑到空间组成特征,考虑到建筑具体的结构特点。建筑结构重力始终与地面呈向下作用。

3.短肢剪力墙设置问题。针对新建筑规范,通常将墙肢截面高厚比为5一8的墙体定义为短肢剪力墙.结构设置过程中,必须按照实际实验数据与施工经验要求,目前短肢剪力墙的是使用与增加,具有较多的限制因素。由于较薄的墙肢厚度,通常在200mm左右范围,在梁和墙的连接处,存在有暗柱、端柱或翼墙竖向钢筋的影响,导致相连接的梁无法达到设计所需的宽度,梁的强度可能存在缺陷。短肢剪力墙若存在较短的墙肢,墙肢与异形柱的受力性能较为接近,不利于截面抗扭。因现代化建筑的需求,许多建筑设计中都设置有地下车库、商业用房等底层大空间设施,针对短肢墙体结构来说,落地的墙肢,影响了车辆的流通,需要增设有结构转换层。

4.超高问题。通常而言,建筑结构的抗震、防火、超高结构体系规范,在建筑中,没有一个统一、明确的规定与划分,通常认为高度超过24m的建筑,就划分为建筑范围,而超过100m的建筑,就属于超建筑范围。在现有的建筑抗震、高度规范设计中,都要求严格限制建筑结构高度,然而在实际的建筑结构设计过程中,通常会出现各类问题,由于结构类型变更,导致施工图未能及时通过审查。要求设计师必须重新设计方案,通过专家会议讨论与商核,才能确定设计方案,进而增加了工程造价的成本与工期,影响了整体规划。

5.建筑物嵌固端的设置问题。许多建筑通常都设置有两层及以上的人防地下工程与地下室,因此,嵌固端可能在地下结构顶板处设置,可能在人防顶板处设置。所以,嵌固端设置问题上,建筑设计师通常不注重嵌固端设置,可能会导致一系列问题。而忽略任何一个小细节,均可能在后期工作中,大量修改建筑隐患,降低居住舒适度。

三、建筑结构设计中的问题对策

1.针对扭转问题。为确保建筑物免受水平荷载作用影响,引起扭转性破坏。建筑设计人员,必须确定合理的结构形式、平面布局,尽可能实现建筑的三心合一

2.针对受力性能问题.在建筑设计中,首先要求设计师必须明确结构体重的地基承载力,同向下作用力之间的关系。所以,建筑在方案选择阶段,必须总体设想承重墙、承重柱的数量与布局。

3.针对短肢剪力墙设置问题。在布置短肢剪力墙结构时,通常要遵循以下原则:选择适中数量的短肢墙,符合抗侧力需求、竖向荷载需求。尽量均匀分布好短肢墙,不宜存在较大差异的轴心应力。若存在平面凹凸较多、风力较大、抗震需求时,在凸部分、角点处、平面外边缘,必须布置有短肢墙,以使其平面刚性和整体性达到要求。必须拉直和对齐各短肢墙,使其同连梁形成连续跨数多、规整的抗侧力片。若不能完全实现时,可允许在局部范围内错开,短肢墙同两方向的梁进行连结,尽量在墙肢竖平面内布置连梁,控制连梁宽度等同于墙肢厚度。控制墙肢的厚度,不宜过厚,间隔墙表面尽量少凸出或不凸出,也不应太薄,以便于稳定和施工,通常选择300mm、250mm或200mm为宜,可部分布置混合、较长的异形柱和墙。

4.针对超高问题。对于建筑而言,在结构设计初始阶段,就必须确定好建筑的高度,不能影响建筑类型变更,而影响建筑成本与工期。

5.针对建筑物嵌固端的设置问题。在建筑结构设计阶段,设计师要考虑到嵌固端设置合理性,嵌固端设在地面层时,地面宜设置刚性地坪,以保证传力的可靠。嵌固端在地面层或地下层时,仅表示嵌固端的水平位移受到约束,而转角则不能设为约束。

四、结束语

综上所述,建筑作为一个全面、系统的工程,要求设计师必须具有扎实的设计知识功底,具有灵活思维、负责态度,与其它专业设计进行紧密配合,做到事无巨细,对错误进行总结与反思,吸取经验教训,更加合理的设计高层建筑结构,确保建筑结构的安全性与永久性。

参考文献:

[1] 黄琛雄.高层建筑结构设计中常见的几个问题及对策[J].中华建设,2007(12).

[2]于险峰.高层建筑结构设计特点及其体系 [J]. 建筑技术,2009(24).