試論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、<p>　　試論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)</p><p>　　摘要：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)系統(tǒng)的,全面的工作。需要扎實(shí)的理論知識(shí)功底,靈活創(chuàng)新的思維和嚴(yán)肅認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。作為設(shè)計(jì)人員,要掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程,保證設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的安全,還要善于總結(jié)工作中的經(jīng)驗(yàn)。通過加深對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)的認(rèn)識(shí),注意結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的問題,可以有效地提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);要點(diǎn)

2、 </p><p>　　Abstract: The design of building structures is a systematic, comprehensive work. Have a solid theoretical knowledge, flexible and innovative thinking and serious and responsible work attitude. As

3、the designer, to master the process of structure design, ensure the structure safety, but also be good at summing up the experience of work. Through the understanding of the features of the architecture design of structu

4、re, attention to common problems in structural design, can effectively improve the l</p><p>　　Key words: building; structure design; key points </p><p>　　中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><

5、p>　　1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn) </p><p><b>　　1.1 科學(xué)性 </b></p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以數(shù)學(xué)、力學(xué)為理論基礎(chǔ),借助現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行的一種應(yīng)用性技術(shù)。一個(gè)結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該善于抽象建筑結(jié)構(gòu)的理論模型,善于用數(shù)學(xué)和力學(xué)只是分析建筑結(jié)構(gòu)的工作機(jī)理,只有這樣才能具有較強(qiáng)的認(rèn)識(shí)能力和適應(yīng)能力。 </p><p><

6、;b>　　1.2 應(yīng)用性 </b></p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須講究經(jīng)濟(jì)效益,一個(gè)成功的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),技術(shù)上先進(jìn)合理,經(jīng)濟(jì)上效益顯著。 </p><p><b>　　1.3 實(shí)踐性 </b></p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一種工程實(shí)踐活動(dòng),沒有一個(gè)工程師是直接從大學(xué)畢業(yè)生馬上變成一個(gè)成熟的工程師,而是必須經(jīng)過一個(gè)較

7、長(zhǎng)時(shí)間的工程設(shè)計(jì)鍛煉。 </p><p><b>　　1.4 復(fù)雜性 </b></p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性首先表現(xiàn)在設(shè)計(jì)中各種因素的不確定性,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)具有多解而沒有標(biāo)準(zhǔn)答案的問題,作為一名結(jié)構(gòu)工程師,我們需要找到一個(gè)相對(duì)最優(yōu)的方案。 </p><p><b>　　1.5 創(chuàng)新性 </b></p

8、><p>　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為一種技術(shù)服務(wù)行業(yè),在設(shè)計(jì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈形勢(shì)下,要想獲得開發(fā)商的項(xiàng)目,必須提供比別人更加合理經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)方案,這就需要工程師的創(chuàng)新能力。 </p><p>　　2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) </p><p>　　2.1 剛?cè)岵⒅氐慕Y(jié)構(gòu)體系。 </p><p>　　正確合理的建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)當(dāng)是剛?cè)岵⒅?，工程?shí)踐表明，結(jié)構(gòu)太剛則變形能力

9、差，強(qiáng)大的破壞力瞬間襲來(lái)時(shí)，需要承受的力很大，容易造成局部受損最后全部毀壞；而太柔的結(jié)構(gòu)雖然可以很好的消減外力，但容易造成變形過大而無(wú)法使用甚至全體傾覆。顯然對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)怎樣選取以達(dá)到剛?cè)岵⒅剡@是設(shè)計(jì)核心之一。較柔的結(jié)構(gòu)體系易于找到共同受力的構(gòu)件以協(xié)同消化和抵抗外力，但結(jié)構(gòu)過柔將產(chǎn)生變形以適應(yīng)外力，太柔的結(jié)果必然是太大的變形，甚至?xí)?dǎo)致立足不穩(wěn)而失去根本。必然結(jié)構(gòu)體系最適宜就是做到剛?cè)岵⒅亍１匾獎(jiǎng)偠瓤捎行У乜刂平ㄖ冃卧谠?/p>

10、許范圍內(nèi)，而必要的柔將有效地提高建筑消化轉(zhuǎn)換外力的能力。 </p><p>　　2.2 多道防線設(shè)計(jì)。 </p><p>　　安全的建筑結(jié)構(gòu)體系必須做到層層設(shè)防的，當(dāng)遇到突如其來(lái)的荷載時(shí)，建筑中所有抵抗外力的結(jié)構(gòu)都在通力合作，而不應(yīng)當(dāng)把荷載全部寄托在某個(gè)單一的構(gòu)件上。如工程實(shí)踐表明，多肢墻比單片墻好，框架剪力墻比純框架好等等，就是體現(xiàn)了多道防線的設(shè)計(jì)思路。即使在設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)的計(jì)算是正確的，但

11、要絕對(duì)安全的防備構(gòu)件是不存在的，所以多道防線設(shè)計(jì)是應(yīng)當(dāng)考慮的。 </p><p>　　2.3 強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)思想。 </p><p>　　就是地震力作用下，讓梁先屈服，而且是梁的支座位置屈服并且形成塑性鉸，從使之變成類似阻尼器的耗能構(gòu)件，消耗掉地震力，用棄卒保帥的方法保護(hù)整體結(jié)構(gòu)的安全。而不理想的受力，就是塑性鉸出現(xiàn)在柱子上，那么整個(gè)結(jié)構(gòu)就變成了幾何可變體。結(jié)構(gòu)將在瞬間就會(huì)倒塌。所以很明顯

12、，就是把柱子做的盡量強(qiáng)，配筋考慮加大（不要過于加大截面，因?yàn)榻孛嬖酱髣偠仍酱?，剛度越大則分到的地震力也就越大）。梁的配筋則相對(duì)考慮減小一些，尤其是支座位置的配筋不要過于超過計(jì)算值。具體的量是靠經(jīng)驗(yàn)的，如果經(jīng)驗(yàn)不足，有個(gè)比較簡(jiǎn)單的方法：在設(shè)計(jì)柱子的時(shí)候，把“中梁剛度放大系數(shù)”減小一些，而設(shè)計(jì)其他構(gòu)件和計(jì)算書的時(shí)候則填寫正常數(shù)值。這樣做的原理，就是設(shè)計(jì)柱子的時(shí)候考慮柱子分擔(dān)的地震力多一些，并且以這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)布置配筋。 </p>&

13、lt;p>　　2.4 相對(duì)靜定結(jié)構(gòu)體系。 </p><p>　　在建筑結(jié)構(gòu)體系中，不同類型的構(gòu)件相接處或者同一構(gòu)件截面改變之處即為節(jié)點(diǎn)。考慮結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，應(yīng)主要從結(jié)構(gòu)的軸力和彎矩進(jìn)行分析，在無(wú)彎矩的情況下，軸力在截面上時(shí)均勻分布，能夠充分利用材料的強(qiáng)度；而彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力在截面上為三角形分布，沒有充分利用材料的強(qiáng)度，因此，在結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)分析中主要考慮結(jié)構(gòu)中的彎矩的分布及最大值。在相同跨度和相同荷載下，簡(jiǎn)支

14、粱的彎矩最大，伸臂粱、靜定多跨粱、三鉸剛架、組合結(jié)構(gòu)的彎矩次之，而桁架結(jié)構(gòu)的彎矩為零。 </p><p>　　在工程中簡(jiǎn)支粱多用于小跨度結(jié)構(gòu)；伸臂粱、靜定多跨粱、三鉸剛架、組合結(jié)構(gòu)可用于較大跨度的結(jié)構(gòu)；而大跨度結(jié)構(gòu)通常采用桁架結(jié)構(gòu)或者拱結(jié)構(gòu)。在實(shí)際工程中，除考慮受力特點(diǎn)之外，還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的施工、幾何特點(diǎn)、構(gòu)造本身。如：簡(jiǎn)支粱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，桁架結(jié)構(gòu)便于進(jìn)行安裝，但桿件較多，結(jié)點(diǎn)構(gòu)造比較復(fù)雜。 </p&g

15、t;<p><b>　　3結(jié)構(gòu)方案選取 </b></p><p>　?。?）橫向框架承重方案。橫向框架承重方案是在橫向布置框架梁，樓面豎向荷載由橫向梁傳至柱而在縱向布置連系梁。橫向框架往往跨數(shù)少，主梁沿橫向布置有利于提高建筑物的橫向抗側(cè)剛度。而縱向框架則往往僅按構(gòu)造要求布置較小的聯(lián)系梁。這也有利于房屋內(nèi)的采光與通風(fēng)。 </p><p>　?。?）縱向框架

16、承重方案?？v向框架承重方案是在縱向布置框架承重梁，在橫向布置聯(lián)系梁。因?yàn)闃敲婧奢d由縱向梁傳至柱子，所以橫向梁的跨度較小，有利于設(shè)備管道的穿行；當(dāng)在房屋開間方向需要較大空間時(shí)，可獲得較高的室內(nèi)凈高；另外，當(dāng)?shù)鼗恋奈锢砹W(xué)性能在房屋縱向有明顯差異時(shí)，可利用縱向框架的剛度來(lái)調(diào)整房屋的不均勻沉降。縱向框架承重方案的缺點(diǎn)是房屋的橫向抗側(cè)剛度較差，進(jìn)深尺寸受預(yù)制板長(zhǎng)度的限制。 </p><p><b>　　4結(jié)構(gòu)

17、布置 </b></p><p><b>　　4.1 樓梯方案 </b></p><p>　　樓梯結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中通常都會(huì)遇到，整體式樓梯按照結(jié)構(gòu)形式和受力特點(diǎn)不同，可分為板式樓梯、梁式樓梯、剪刀式樓梯和圓形樓梯、螺旋樓梯等。其中，應(yīng)用較為經(jīng)濟(jì)的、廣泛的是板式樓梯和梁式樓梯，剪刀式樓梯、圓形樓梯和螺旋式樓梯屬于空間受力體系，外觀美觀，但結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，設(shè)計(jì)

18、與施工較困難，用鋼量大，造價(jià)高，在實(shí)際中應(yīng)用較少。 </p><p>　　板式樓梯由梯段板、平臺(tái)板和平臺(tái)梁組成。梯段板為帶有踏步的斜板，其下表面平整，外觀輕巧，施工支模方便，但斜板較厚，結(jié)構(gòu)材料用量較多，不經(jīng)濟(jì)。故當(dāng)梯段水平方向跨度小于或等于3.5m時(shí)，才宜用板式樓梯。梁式樓梯由踏步板、斜梁、平臺(tái)板和平臺(tái)梁組成。踏步板支承在兩端的斜梁上，斜梁可設(shè)在踏步下面，也可設(shè)在踏步上面。根據(jù)梯段寬度大小，梁式樓梯的梯段可采用

19、雙梁式，也可采用單梁式。一般當(dāng)樓梯水平投影跨度大于3.5m時(shí)，用梁式樓梯。結(jié)構(gòu)中的樓梯采用板式樓梯。若采用梁式樓梯，支模困難，施工難度較大。采用梁式樓梯所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)主要是鋼筋用量較省，采用的樓梯板較薄，混凝土用量也較少，會(huì)被人工費(fèi)抵消。 </p><p>　　4.2 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) </p><p>　　樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)遇到的一個(gè)環(huán)節(jié)，合理的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是確保結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)受力以

20、及節(jié)省樁工程造價(jià)的一個(gè)重要方面。 </p><p>　　所有樁基均應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算包含的以下幾個(gè)方面：1）根據(jù)樁基的使用功能和受力特點(diǎn)進(jìn)行樁基的豎向（抗壓或抗拔）承載力和水平承載力計(jì)算，某些條件下尚應(yīng)考慮樁、土、承臺(tái)相互作用產(chǎn)生的承載力群樁效應(yīng)。2）對(duì)樁身及承臺(tái)承載力進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于樁身露出地面或樁側(cè)為液化土、軟土中細(xì)長(zhǎng)樁尚應(yīng)進(jìn)行樁身壓曲驗(yàn)算，混凝土預(yù)制樁尚應(yīng)按施工階段吊運(yùn)、運(yùn)輸和錘擊作用進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。3

21、）樁端平面以下存在軟弱下臥層時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算軟弱下臥層的承載力。4）位于坡地、岸地的樁基應(yīng)驗(yàn)算整體穩(wěn)定性。5）對(duì)樁基抗震承載力驗(yàn)算。另外有些情況還需要驗(yàn)算的建筑樁基的變形。如樁端持力層為軟弱土的一、二級(jí)建筑物以及樁端持力層為粘性土、粉土或存在軟弱下臥層得一級(jí)建筑樁基應(yīng)驗(yàn)算沉降，并宜考慮上部結(jié)構(gòu)與樁基的相互作用。承受較大水平荷載或?qū)λ阶兾灰髧?yán)格的一級(jí)建筑樁基應(yīng)驗(yàn)算水平變位。 </p><p><b>　　5

22、結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　總之,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)系統(tǒng)、全面的工作,需要扎實(shí)的理論知識(shí)功底,靈活創(chuàng)新的思維和嚴(yán)肅認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。千里之行,始于足下。設(shè)計(jì)人員要從一個(gè)個(gè)基本的構(gòu)件算起,做到知其所以然,深刻理解規(guī)范和規(guī)程的含義,并密切配合其它專業(yè)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì),在工作中應(yīng)事無(wú)巨細(xì),善于反思和總結(jié)工作中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn): </