实例探讨土木工程中建筑结构基础设计应用

实例探讨土木工程中建筑结构基础设计应用
实例探讨土木工程中建筑结构基础设计应用

实例探讨土木工程中建筑结构基础设计应用

摘要近年来,伴随我国经济建设的飞速发展,建筑结构功能日益复杂,建筑结构设计也要紧跟时代的步伐,不断进步。基础设计作为土木工程建筑结构设计的重要环节,对提升土木工程结构整体稳定性及保障建筑物的质量具有重要作用。本文基于实例对土木工程中建筑结构基础设计进行分析探究。

关键词建筑结构;基础设计;实例分析

1 土木工程结构基础设计的概述

在土木工程建设中,地基作为建筑物的基础,是建筑物的立足根本,因此加强建筑基础设计十分重要。通常,地基基础及地下室的成本约占整个土建项目成本的6%,对埋深较深,地质情况复杂,需特殊处理的地基基础,其造价更可达10%以上,因此,加强地基基础的优化设计,能有效减少项目建设的造价成本。

基础设计是土木工程建筑结构设计的重要内容,主要在考虑构造措施的前提下,根据项目地质勘查报告、上部结构类型、上部结构的荷载效应、当地施工技术水平和材料供应情况确定基础的形式以及材料的强度等级,进行基础底面积的确定及地基承载力验算,完成基础的内力计算和配筋计算,其对保证建筑物的正常使用和安全性至关重要[1]。由于地基深埋地下,地下地质情况复杂,加上地下水因素的影响,导致基础设计中存在诸多不确定性,设计难度也骤升。因此,基础设计过程中要做好以下要求:①基底附加压力不超过地基承载力或桩基承载力;②基础总沉降量和差异沉降量控制在允许限值以内;③适当考虑桩基的运用;

④预先估计到基础在施工中对毗邻房屋可能造成的影响;⑤考虑综合经济效果,不仅考虑基础本身的用料和造价,还应考虑使用、施工条件和施工工期等因素对经济效果的影响。

2 土木工程结构基础设计的相关要求及其选型

2.1 基础设计的要求

通常,对于土木工程结构基础设计的要求主要分为以下两种情况:

(1)多层建筑,一般砌体结构建筑,严格按照建筑的抗震设计规范要求,在施工中要优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系,纵横墙在布置上最好能均匀的对称,且沿着平面进行对齐,沿竖向的面也要上下进行连续。钢筋砼多层建筑结构的布置,要尽量采用规则的结构。如果结构比较复杂,可预先设置好防震缝,并且将防震缝两侧分割成为各规则的结构,单元为单位,结构布置以少设缝为宜。

(2)高层建筑,其特点是层数多,上部结构荷载大,使得基础埋置深度大、在材料耗费量大、施工周期较长、工程造价高。因此,在高层建筑地基基础设计

建筑结构设计不规则性问题的分析 董良

建筑结构设计不规则性问题的分析董良 发表时间:2018-06-15T09:59:12.437Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第1期作者:董良[导读] 建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中,由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响。 山东文孚建筑设计有限公司山东济南 250000 摘要:伴随着我国现代化建筑行业的不断发展,同时其结构空间也得到不断进步,然而在对建筑结构进行设计过程中,不仅只是简单的进行对称的设计,已经开始进行不规则结构设计,针对不规则设计而言,在很多方法依然存在一些问题,并且对建筑结构也存在不良影响。对此在本文中笔者将从建筑结构设计不规则性分类出发,从而提出以下解决建筑结构设计不规则性问题措施,希望能够满足建筑结构稳定性要 求。 关键词:建筑结构设计;不规则性;问题 建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中,由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响,从而导致建筑结构不规则,这对于建筑结构质量或者稳定性造成了严重的影响,因此在今后的建筑结构设计过程中,必须要加强建筑结构设计不规则性问题研究,从而为建筑企业创造更高的经济效益,推动我国建筑行业稳固发展。 1 建筑结构设计不规则性分类 在建筑结构设计中,对于建筑结构的不规则性问题必须采取合理的计算方法以及计算参数,不断优化设计方案,同时加大对于建筑结构的重点部位以及薄弱部位的分析,从而保证不规则结构设计具有合理性,最大程度的提高不规则建筑的安全性以及稳定性。 在进行建筑结构设计时,所表现出的不规则性主要分为两种,即平面结构不规则与竖向结构不规则,首先平面结合不规则是最常见的一种建筑结构设计不规则表现,具体而言主要体现在以下三个方面,①不规则扭转,在对不规则扭转进行判断时,设计者可以从建筑物的弹性水平位移进行判断。②不规则凹凸,在进行建筑结构设计时,设计者可以从建筑物的投影方向以及投影尺寸去进行对凹凸值进行判断,并且在这个过程中要求建筑结构中凹进去的一侧不能小于30%,这样可以防止建筑出现变形。③局部楼板不连续性,关于不连续判断可以从建筑物结构的平面刚度变化或者楼面面积出发。其次是竖向结构不规则,体现在以下四个方面,①不规则倾向刚度,在设计过程中要求不规则设计刚度值要小于70%,并且建筑物本身与周边建筑物的平均刚度值控制在80%以内。②竖向抗侧力构建不连续性,建筑物的竖向结构,抗侧力构建应该注重从水平方向到垂直方向的传递。③楼层承载能力不均匀,这要求设计人员楼层受力程度应该低于80%。④楼层质量不均匀性,也就是和下一层相比,应该高出上一层的1.5倍。 2 解决建筑结构设计不规则性问题措施 2.1 减少偏心距 有数据显示建筑结构之所以会出现扭转与建筑物偏心距有着绝对的关系,并且两种之间呈线性函数关系,因此在进行建筑结构设计时,为了防止出现扭转现象,提升建筑物结构设计规则性,在进行建筑结构设计时,就必须要不断的减少偏心距,这样才能通过线性函数调节,从而使整体的建筑结构更加的平均分布,而减少偏心距的方法有很多种,如通过详细的数据计算,从而对主体结构以及平面空间分布进行调整,并且在设计图纸之中,将建筑结构的重量核心与刚度中心位置进行标注,除此之外,在进行偏心距调节时,还可以采用数据分析的方式,从而对建筑结构刚度进行重新分布,这样可以对核心较远的抗侧力进行调整。 2.2 提高建筑结构抗扭承载力 在进行建筑结构设计时,会受到很多的因素影响,这些因素造成了建筑结构的不规则性转变,因此在进行建筑结构设计时提高建筑结构抗扭承载力就显得越发重要[2]。对此美国IBC规范曾经做出一个这样的调查,其发现在进行建筑结构设计时,每增加一个计算扭矩,地震扭矩也就是质心与刚心不重合时,就会与附加扭矩等比例放大,并且当位移小于等于1.2时,放大系数就会等于1,而当位移大于1.2时,位移系数也会大于1,由此可以看出,在附加扭矩不断增大的过程中,抗承载能力也会不断增加,而这会增加偏心距,而通过上述文章介绍也可以发现,偏心距是导致建筑结构设计不规则的主要原因,因此提高建筑结构抗扭承载力,是可以解决建筑结构设计不规则性问题的有效措施。 2.3 提高建筑物抗震性能 在进行建筑物结构设计时,可以分为主体设计与基础设计两个部分,其中主体设计是建筑结构设计的重点内容,而在进行建筑物主体设计时,绝对不能忽视建筑物边缘构件的设计内容,因此从某个角度分析,建筑结构边缘设计对于建筑结构物的整体质量具有绝对的影响,而通过以往的相关研究中发现,建筑结构抗剪性设计有利于提升建筑边缘结构性能,尤其是当建筑物长期处于非弹性阶段时,当受到地震或者外力作用时,易出现一些偏心问题,从而导致建筑结构出现不规则性,因此在进行建筑结构设计时,能够提升抗震性能,强化建筑物边缘结构设计的抗剪强度,这可以从本质上提升建筑物的抗外力作用,从而发挥出建筑物的弹性作用,满足建筑物规则性要求[3]。 2.4 提高建筑抗侧刚度 在进行建筑结构设计时,提高建筑物的抗侧刚度是有助于解决建筑物结构设计不规则性问题的,并且通过以往的数据调查研究发现,当建筑物主体结构出现扭转效应时,会与自我震动周期出现一个平方值函数关系,利用这种比例关系进行建筑结构设计可以减低建筑结构自我诊断周期,并且消除主体结构的扭转效应,为此在进行建筑结构设计时,应该采用科学的计算调整方法,从而对墙体长度与墙体厚度进行调节,进而使建筑结构刚度远离中心墙体,并且采取边缘装置柱梁的方式,从而对主体结构震动周期进行调整,这样有利于建筑结构刚度值的提升,从而实现改善扭转刚度的目的。 3 总结 在经济建设迅速发展的过程中,建筑行业迅速崛起,在这个过程中对于建筑结构设计要求也在不断的提升,而在进行建筑结构设计过程中,不可避免的会出现一些不规则设计现象,这也为建筑结构设计增添了难度,因此为了能够更好的满足建筑结构合理设计要求,设计人员必须要加大建筑结构设计不规则性问题分析研究,从而不断的提高建筑结构设计的质量,满足建筑结构设计的需求,从而实现建筑结构设计工作的顺利完成,促进建筑行业长远发展。

土木工程结构设计

东南大学土木工程结构设计作业 如图所示,预应力混凝土两跨连续梁,截面尺寸b×h = 350mm×900mm,预应力筋线性布置如图所示(二次抛物线),且已知有效预应力为1200kN (沿全长)。(9根直径为15.2mm 低松弛1860级钢绞线)混凝土的弹性模量为MPa E c 4103.25?=,(C40混凝土),抗拉 强度MPa f tk 3=。 (1)若作用60m kN /向下均布荷载(含自重),试计算此时跨中挠度; (2)若均布荷载增加到120m kN /(含自重),此时跨中挠度是否为60m kN /均布荷载下跨中挠度的两倍?如恒载与可变荷载各为60m kN /,梁跨中需要配HRB400钢筋的面积为多少? 单位:mm 100 100 100 10000 10000 1. 预应力梁等效荷载法 由题意,预应力钢筋的轴线为二次抛物线,则有效预加力N Pe 产生一个与均布荷载作用下梁的弯矩图相似的弯矩图。预应力筋的轴线为单波抛物线,则有效预加力N Pe 在单波抛物线内的梁中将产生一个等效的均布荷载q e ,其值:

(1-1) e pn为该抛物线的垂度,即单波抛物线中点到两端点所连成直线的距离,即: (1-2)l为该抛物线在水平线上的投影长度。 对称结构选取单跨梁进行分析,其中,, ,,, ,代入式(1-1)和式(1-2),得: ,。 作用在双跨连续梁上的等效均布荷载如图1-1所示。 p=50.4 KN/m 图1-1:双跨连续梁等效均布荷载图 2.连续梁弯矩 等效荷载q e及恒活荷载q均为作用在双跨连续梁上的均布荷载,计算简图如图2-1所示,根据结构力学相关知识,对称双跨梁在对称荷载作用下,可以等效为一半结构进行分析,约束可以简化为一端简支、一端固定,如图2-2所示,其弯矩、剪力、支座反力及挠度如下

建筑结构概念设计及案例

建筑结构概念设计及案例 书名:建筑结构概念设计及案例 出版社:清华大学出版社 作者:罗福午 出版日期:2003-12-01 简介: 本书提出建筑结构概念设计的概念、原则和思路,并介绍相关案例。“概念”部分说明结构概念设计的地位和作用、基本思路、基本做法以及设计中常用到的结构概念。“案例”部分则介绍了国内外的著名案例。 目录: 前言 第1章建筑结构概念设计概述 1.1 建筑结构的作用 1.2 结构概念设计的概念 1.3 概念设计在建设过程中的地位 1.4 建筑结构的基本构件类型 1.4.1 基本构件的类型 1.4.2 各种构件之间的区别与联系 1.5 建筑结构的几个基本概念 1.5.1 荷载和作用 1.5.2 结构失效和材料,结构受力和荷载

1.5.3 结构的可靠度和设计方法 1.5.4 结构的三个基本分体系 1.5.5 关于地基的基本概念 1.5.6 梁、板设计中的几个基本概念 1.5.7 梁、拱和索 1.5.8 梁柱框架 1.5.9 平面桁架(含空腹桁架)和空间架1.5.10 从对比中认识壳体结构 1.5.11 折板结构和幕结构 1.5.12 帐篷、索和充气结构 1.5.13 结构受力、变形的相对性 1.5.14 结构构件的弯曲变形示意图 1.5.15 预应力和预应力结构 1.5.16 结构抗震设计的基本概念 1.5.17 从总体概念上考虑结构设计 1.5.18 对标准、规范、规程应有的知识1.6 结构概念设计的原则 第2章托罗哈结构概念设计作品案例2.1 关于E.托罗哈的评价 2.2 运动场旁有轨电车站 2.3 圆形手术教室 2.4 阿尔捷希拉集贸市场

建筑结构设计问答与分析

1、等效荷载 利用荷载效应相等的原则将复杂荷载等效为均布荷载。针对不同的效应会等效出不同的均布荷载,过分追求计算结果的精度意义不大。实际中主要是确定最不利的荷载效应。根据实际设计要求,效应包括内力(剪力、弯矩)和变形(挠度、裂缝)。计算中等效的结果与结构的跨度直接相关,因此等效的结果的应用位置需注意。相同的复杂荷载对于不同的效应会等效出不同的等效荷载,因此不同的结构构件计算时此效应不能通用。另外计算的等效荷载还与结构的边界条件有直接关系。等效荷载只是一种假象荷载,不能追求等效的精度,以满足结构的计算精度要求为宜。 2、汽车荷载 汽车轮压的等效荷载大小与结构的跨度成反比。规范中的汽车等效荷载为直接作用的楼板的荷载,另外考虑了汽车荷载的动力系数。汽车荷载的动力系数与楼板的覆土厚度直接相关,当结构的覆土厚度大于时,结构的动力系数取。计算梁柱时要考虑活荷载的折减系数。 3、消防车等效荷载计算 (1)、等效荷载的大小与板跨(非柱网)的大小有直接关系。 (2)、等效荷载的大小与覆土厚度有直接关系。 (3)、消防车的作业区域应该是消防车能够到达的任何区域。对消防车经 常出现的场所(主要消防通道、消防中心),消防车荷载是一种出现频率很高的荷载,此时应该考虑构件的裂缝和挠度,对消防车不经常出现的住宅小区,可不考虑消防车对构件裂缝和挠度的影响。但要是但考虑经常出现的车辆荷载的影响(一般控制首层地面活荷载不小于5KN/m2)。 (4)、地下是外墙的计算中,《全国民用建筑设计技术措施》中规定:地下 室外墙计算时,室外地面荷载取值不小于10kN/m2,汽车通道还应考虑汽车荷载的影响。 4、抗震设防类别 商业建筑《建筑抗震设防分类标准》规定:人流密集的大型的多层商场抗震分类标准应划为重点设防类。其中人流密集和大型的解释为一个区段人流5000人换算成建筑面积17000m2或营业面积7000m2以上的商业建筑。 这里的一个区段考察的是人员的聚集程度,与建筑的功能区分和区段的出口有关,与结构的分缝没有直接关系。高层建筑中,结构单元内经常使用的人数超过8000人,抗震分类标准应划为重点设防类。这里的结构单元也不是以结构缝作为划分,还是应该以建筑功能和区段划分作为依据。 5、地震动参数 多遇地震参数应根据场地安全评价报告和《抗震规范》合理取用,并不应该小于规范数值,设防烈度和罕遇地震参数应该参考规范数值。一个地区的抗震设防烈度是基本固定不变的,而抗震设防的分类标准时可以调整的。根据地区的抗震设防烈度、场地类别和结构的设防类别确定结构的抗震措施和抗震构造措施。抗震措施是除地震作用计算和抗力计算以外的所

浅析土木工程建筑结构设计 刘红杰

浅析土木工程建筑结构设计刘红杰 发表时间:2019-10-10T15:10:20.137Z 来源:《建筑模拟》2019年第33期作者:刘红杰 [导读] 本文对这两个方面设计中存在的问题进行分析,并提出若干改善意见,以求能够提高我国土木工程建筑结构设计水平。 刘红杰 嫩江市房屋租赁保障服务中心黑龙江黑河 161499 摘要:近年来,随着社会经济的不断发展,土木工程建筑数量与日俱增。要实现高质量的土木工程建筑建设,土木建筑工程结构的设计工作就显得尤为必要,其不但与整个建筑工程的质量有着直接关系,还能够影响我国基础事业的发展以及人民群众的生命财产安全。站在我国当下土木工程建筑的安全以及耐用角度出发,本文对这两个方面设计中存在的问题进行分析,并提出若干改善意见,以求能够提高我国土木工程建筑结构设计水平。 关键词:土木工程建筑;结构设计;问题与对策 引言 随着社会的发展,我国土地资源愈发紧张,迫使土木工程的建筑结构不断发生变化。要想有效提升土地资源的利用率,需要明确建筑结构设计的重要性,通过提升结构设计的有效性来提升土木工程建设质量,促进土地资源利用率的提升。而在现阶段结构设计过程中,由于部分问题的存在导致其结构设计效果降低,无法满足当前社会发展对土木工程建设提出的要求。因此,解决当前土木工程建筑结构设计中存在问题具有长远发展意义。 1我国土木工程建筑设计的现状 1.1电子产品和电子设备在土木工程建筑中的作用 由于科技的发展和技术的进步,电子信息技术也逐渐贯彻到社会中来,而对于土木工程的设计也得到了计算机的协助。在土木工程建筑设计中,设计师可以通过电子计算机来寻找合适的设计样式,以其中优秀的设计图案中进行创造性地改造,并且形成了一种新的设计形式,为设计师的工作减轻了许多工作负担。但同时也带来了许多潜在性的威胁,由于设计师自身的局限性,使得许多设计都不能进行扩展性地设计,从而造成了设计成品不是十分精巧完整。 1.2我国土木工程设计具有相对局限性 在土木工程建设的设计过程中,依然会存在许多不确定因素阻碍着设计的进步,设计师在最开始的设计上就有其自身的局限性,再加上由于商业利益很强,而只求效率不求质量的观念已经深入人心,上司会为设计师提供最后期限,时间上的限制和地点上的局限也使得设计师不能完成最纯正、最佳的作品。 2建筑结构设计中存在问题 2.1图纸设计问题 作为土土木工程建设的主要依据,图纸设计的合理性关系到建筑建设质量,并对土木工程建设成本有着至关重要的影响。而纵观当前土木工程建设结构设计,部分设计人员素质能力较差,没有认识到图纸设计的重要性,导致图纸设计存在应有的科学性与合理性,图纸设计质量不符合实际需求,进而对建筑工程建设质量产生影响,甚至危害到民众的生命安全。 2.2安全性不高 作为土木工程建设中的核心内容,结构设计的有效性关乎着我国城市基础建设事业的发展,并对国家经济发展产生影响。而在当前建筑结构设计过程中,缺乏对安全性的考虑,部分土木工程使用期限未超出十年就出现墙面开裂、形变等问题,而出现这种问题的主要原因就是缺乏对工程安全性的考虑。再加上侧重于对建设成本的降低,忽视结构设计的合理性,进而对土木工程建设质量产生严重的影响。 2.3执行力不足 在当前土木工程建设中,存在忽视建筑结构设计的现象,只是依托于多年的建筑经验进行模式化设计,没有结合实际建设需求、建筑实际情况科学合理的设计。导致建筑结构设计不合理,存在诸多问题。再加上在土木工程建设过程中,部分施工单位没有严格按照结构设计图纸进行施工,缺乏应有的执行力度,导致工程建设水平受到严重的影响。 2.4自然原因造成工程的持久性不足 由于我国土地面积较为广泛,南北跨度较大,气候的不同也在一定程度上成为阻碍土木工程建筑设计的一个因素。设计者需要按照气候的不同设计建筑,这已经成为了极为重要的问题。 3土木工程建筑结构设计中问题的解决策略 3.1对建筑结构设计进行改进完善 工程质量是进行土木工程建筑结构设计过程中的最重要的要素之一,应当将工程的质量作为整个建筑结构设计的主要核心,在保证建筑结构质量的基础上,尽可能的控制整个工程建筑的投入成本。要明确的认识建筑质量与经济效益之间的关系以及企业的回报已经建筑质量之间的关系,这样才能过让相关设计人员用精益求精的理念去设计建筑图纸,并且还能以建筑质量为基础尽可能的节省资金投入,设计出可以让建筑方满意并且可以让人们安心使用的建筑图纸。 3.2相互交流 在进行土木工程结构设计方案开始之前,应当进行良好的交流沟通。土木建筑工程的设计师在进行设计一个工程之前,应该和承包商及投资商进行详细地交流,并且通过与其有效的交流和沟通,理解施工的具体要求,根据其要求进行创新型设计,从而形成新颖独特的建筑设计风格。建筑结构设计人员应当通过与投资方以及施工相关负责人了解到建筑结构设计过程中需要注意的重点,并且要把建筑结构设计的目标效果充分明确,以这些为设计建筑结构时的参照物。同时,还需要对建筑施工现场的实际环境有足够的了解,将建筑工程附近的建筑物以及环境也要加入结构设计时需要考虑带因素中,这样才可以确保设计出来的施工反而更加的贴切以及精准,并且能够融入整个建筑物群或者环境中, 3.3明确参数 在进行土木工程建筑结构设计初期,有许多的专业术语会应用到其中,而这类词语也是进行土木工程建筑结构设计是需要相关设计人

建筑结构选型实例分析报告

建筑结构选型实例分析 第一章 悬挑结构:现代MOMA 1.工程概况: 当代MOMA位于东直门迎宾国道北侧,拥有首都北京的地标优势,项目规划建筑面积22万平方米,其中住宅为13.5万平方米,配套商业面积达8.5万平方米,包括多厅艺术影院,画廊,图书馆等文化展览设施,还包括了精品酒店,国际幼儿园,顶级餐饮,顶级俱乐部及健身房、游泳池、网球馆等生活设施与体育休闲设施。 当代MOMA由纽约的哥伦比亚大学教授StevenHoll设计,项目规划概念是BEIJINGLINKEDHYBRID,在建筑艺术方面实现了世界的唯一,更加充分的发掘城市空间的价值,将城市空间从平面、竖向的联系进一步发展为立体的城市空间。当代MOMA也是当代置业科技主题地产的延续与发展,在万国城Moma实现高舒适度、微能耗的基础上,将大规模使用可再生的绿色能源。从可持续的观点出发,当代MOMA适当的高密度(强度)开发利用土地与大规模使

用可再生的绿色能源是大城市发展的方向,是真正“节能省地型”的项目。 在当代MOMA的规划设计中,更多考虑了未来城市的生活模式,引入了复合功能的概念,实现开放功能的城市社区,在这里不单是居住功能,而且能够和谐的工作,娱乐、休闲消费、交通,作为一个汇集精品商业与国际文化的开放社区,充满生气与活力,将创造更和谐的国际化生活氛围,不仅为社区创造更舒适的环境,更多的交往机会,也将完善城市区域功能,为北京的城市形象,为北京奥运会增添光彩。项目计划2005年初开始建设,在2008年奥运会之前建成使用。 2.结构形式: 为减轻自重,梁柱采用H型钢,并且设置了受拉的钢斜撑,提高悬挑结构的刚度和承载力.为承受悬挑部分重力荷载产生的倾覆力矩,在悬挑部分增设钢斜撑,将倾覆力矩传递到塔楼上;在塔楼相应的部位增设钢管斜撑。使塔楼整体承受倾覆力矩。在塔楼内除设置核心筒外。还设置了十字型剪力墙,提高塔楼整体的刚度和抗倾覆能力。长悬挑是本工程主要设计难点之一,目前主体结构竖向构件采用了中震不屈服的性能目标,对于悬挑结构这样更加重要的部分,设计中采用了中震弹性设计的更高的性能目标,即悬挑部分的构件验算时,按中震弹性地震力(水平地震和竖向地震)与竖向荷载进行组合,考虑荷载分项系数,材料强度取设计值。经中震弹性设计验算,悬挑部位构件的应力比基本上都控制在0.9以下。 3.施工情况: 物业公司:第一物业服务有限公司 建筑面积:220000平方米 绿化率:34% 使用率:80% 容积率:2.64 建设规模:地上21层、地下两层

土木工程建筑结构设计中的问题与策略探讨 程培军

土木工程建筑结构设计中的问题与策略探讨程培军 发表时间:2018-09-18T08:54:11.123Z 来源:《建筑模拟》2018年第17期作者:程培军 [导读] 建筑自人类起源时就一直存在,从远古时期祖先们的茅草小屋到现如今现代化的高楼大厦,建筑在我们的生活中无处不在。 重庆华投工程设计有限公司重庆 400000 摘要:建筑自人类起源时就一直存在,从远古时期祖先们的茅草小屋到现如今现代化的高楼大厦,建筑在我们的生活中无处不在。随着社会的发展和时代的进步,建筑也渐渐由只是为人们提供遮风挡雨的场所发展到如今的建筑艺术,但在实际土木工程建筑结构设计中仍然存在着一些问题。因此,需要根据当前土木工程建筑结构设计中问题的特点,制定出有针对性的解决策略,从而使得结构设计方案更加的科学合理,保证土木工程建筑工作的顺利进行。 关键词:土木工程;建筑结构设计;问题;解决策略 1土木工程建筑结构设计的定义与作用 建筑结构设计是土木工程建筑设计的重要组成部分。该项设计工作主要包括地基设计、墙体设计、楼板层设计、门窗设计、变形缝设计和防火防震设计等,综合做好建筑结构设计工作方能全面提升建筑安全施工质量。从微观视角来讲,建筑结构设计工作应用到了建筑力学、建筑材料、建筑物理学、建筑结构学、建筑施工技术、建筑美学和建筑经济学等多项专业知识,其设计目标是提高建筑整体结构功能与安全质量。在土木工程建筑施工中,建筑结构设计为施工作业提供了较为全面的参考依据。建筑设计师通常会设计细致的施工图纸与构造详图,针对建筑构造,列出最优施工材料和最佳施工工艺。一方面,当代建筑设计师非常重视建筑结构的组合功能,在设计过程中,会努力提升建筑结构的表现效果,确保设计方案的安全性。另一方面,建筑结构的所有节点与内部处理涉及到了多种因素,因此,建筑设计师会充分考虑这些因素,选择符合土木工程建筑施工要求的材料、技术和产品等,从而有效提升建筑结构的组合功能。 2土木工程建筑结构设计的相关原则 2.1 结构设计合理性原则 土木工程建筑的结构设计是否科学合理,直接影响着建筑项目的施工安全、施工质量、施工效果等。因此,在开展土木工程建筑结构设计的过程中,应当对土木工程建筑项目的施工地质条件、实际施工情况等因素,进行细致的研究,提高土木工程建筑结构设计的合理性,保证设计方案可以满足建筑施工和使用的要求。 2.2 结构设计高效性原则 在土木工程当中,应当明确建筑物的设计图表,建筑结构设计的主要工作就是图表设计。在建筑图表的设计过程中,首先要对详细、准确的数据进行分析调查研究,尤其是建筑结构的节点难题,设计人员应全面掌握具体情况并进行细致研究,然后对结果进行提炼和整理,合理高效的利用各种设计资源,提升准确性,避免在核算当中出现较大的误差,确保图表设计的高效性。 2.3 结构设计完整性原则 在土木工程建筑结构设计中,为了避免设计方案中存在各类问题,设计人员应充分地考虑土木工程建筑结构完整性设计原则要求,重视结构设计的完整性,不能出现任何的缺点和问题。在编制设计方案的时候,认真分析建筑结构的每一个部分,尤其是细节问题处理,增强设计方案的适用性。对于设计中较为薄弱的部分应当加强重视,严格按照相应的原则落实设计方案,保证设计方案的可靠性和安全性。 3土木工程建筑结构设计常见问题分析 3.1整体性不强 对于当前很多土木工程建筑结构设计工作的开展,其表现出来的一个突出问题就是结构方案的整体性不强,难以围绕着整个土木工程建筑进行全方位分析,如此也就导致相应结构设计工作存在零散问题,很多区域的设计规划都存在着各为其主的现象,不具备整体性,如此也就容易在最终实际应用过程中表现出一些较为明显的缺陷。这种整体性不强的问题不仅仅表现在结构自身的各个组成部分方面,还具体表现在土木工程建筑和周围环境存在着明显的不协调,进而也就容易产生一些矛盾。既无法实现对于周围自然资源以及可再生能源的充分运用,还容易导致一些较为明显污染和损害问题的出现。 3.2细节处理不严谨 在土木工程建筑结构设计工作落实中,对于一些关键细节,需要引起足够关注。现阶段很多土木工程建筑结构设计问题的出现都表现在一些细节上,最终形成的威胁却是比较突出的。结合这种设计细节方面的具体问题表现,其具体呈现也是多方面的,比如对于当前应用比较频繁的土木工程建筑结构中的预埋件,其就很可能会因为考虑不全面而形成较为明显的威胁,最终导致一些后续施工不适应问题出现,还容易和其它相关系统的施工安装形成明显冲突,影响到整个土木工程建筑的有效应用。 3.3设计方案呈现存在问题 土木工程建筑结构设计工作的有效落实必然还需要最终落脚到施工应用上,为了充分提升设计方案的施工指导作用,促使其能够体现出较强的参考效果,必须要围绕着设计方案进行优化,促使其能够形成较为理想的呈现效果。但是在当前具体设计方案的成型中,其在的问题是比较繁杂的。比如对于一些具体标识,容易因为规范性和标准型不足,导致后续施工中相关人员出现误解,也就必然会影响到设计方案的准确应用,同样也损害了土木工程建筑结构设计价值,需要在后续设计工作开展中引起设计人员的足够重视。 4土木工程建筑结构设计问题的解决策略 4.1 严格工程设计招标管理 通过招标方式来选择设计单位和施工单位,能够解决因为频繁的偷工减料活动而直接影响整个土木工程质量以及设计方案正常实施的问题,提高整个土木建筑的安全性,也可以提高所有设计单位与施工单位的竞争意识,充分发挥出设计单位和施工单位实际设计施工过程中的主观能动性。另外,通过进行设计施工招标,开发商们不仅能够比较承包单位的实际技术水平,还能够对其在建筑行业中的评价进行详细分析,从而作出正确的选择。通过招标的方式来选择设计单位与施工单位,能够很好的协调这两个单位之间的关系,保证该土木工程的安全性和实用性。 4.2确保结构整体协调 每一项工程设计的开始,即建筑方案设计阶段,就能凭借自身拥有的结构体系功能及其受力、变形特性的整体概念和判断力,帮助建

分析建筑结构设计中的常见问题及其应对措施

分析建筑结构设计中的常见问题及其应对措施 发表时间:2016-08-22T13:42:43.237Z 来源:《低碳地产》2015年第11期作者:谷峰云 [导读] 由于市场经济的高速运行,人们的物质生活水平得到了显著的提高。 信阳市水利勘测设计院 【摘要】由于市场经济的高速运行,人们的物质生活水平得到了显著的提高,特别是在工程建筑工作中,针对相关建筑项目的结构设计问题也提出了更深层次的要求。建筑结构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。本文对建筑结构设计的方法进行了分析总结,并详细分析了建筑结构设计中存在的问题,希望相关研究工作可为设计师提供一定的帮助。 【关键词】建筑结构设计;问题;应对措施 1.引言 近年来,社会不断发展前行,人们生活水平日益提高,生活环境也不断改善,建筑工程的规模也在不断攀升,人们对建筑结构质量的要求也越来越高。在建筑的设计中,结构设计是一个关键的环节,也是一项复杂、全面并且系统的工作,需要加强对其的重视,认真分析结构设计中的问题,并采取有针对性的措施来保证结构设计的合理性,保证建筑的整体质量,同时,做到美观、经济和适用。但现阶段,在我国建筑结构设计的过程中仍然存在着诸多的问题,特别是使用最多的框架结构建筑存在许多令人不满意的缺陷。此外,现代化的建筑结构设计理念较之前并没有较大的突破,工程人员只是单纯凭借单一的设计模式来建筑项目构建,在一定程度上极大地限制了建筑项目的设计质量。因此,分析建筑结构设计过程中所出现的问题,探讨其解决方案对保障建筑结构质量、安全等意义重大。 2.建筑结构设计 2.1建筑结构分类 建筑物有各种不同的使用功能要求,建筑结构按照不同的划分标准具有不同的划分形式。建筑结构的分类具体如下:(1)根据建筑物的层数,可以分为单层、多层、高层和超高层建筑;(2)依据建筑物的实际使用性能进行划分:工业建筑与民用建筑;(3)建筑物可以根据其结构形式进行划分:框架结构、排架结构、筒体结构、剪力墙结构等;(4)建筑物根据所使用的结构材料可以分为:砌体结构、木结构、钢结构、混凝土结构和混合结构等。 2.2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基本原则。建筑物的设计应该从实际出发,在满足建筑物各项功能要求的前提下,必须综合运用有关技术知识,确保结构的坚固、安全。在进行建筑构造设计时,应该改变传统设计师浮夸的设计理念,力求做到建筑物符合用户的实际需求。此外,还要通过科学的设计方案,节省投资方的资金投入。同时,应该适当融合国内外的美学原理,使建筑物具有一定的观赏性。 2.3建筑结构设计 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。 3.建筑结构设计中的常见问题 3.1 建筑结构设计中地基设计存在的具体问题 在工程结构的建筑设计工作中,地基和基础的建筑构造通常是工程人员比较关注的工程建设问题,在此基础上由于地基构造是制约工程后期质量的关键要素,所以地基基础建设对提高整体建筑质量具有相当积极的推进作用。建筑结构设计中地基设计所存在的具体问题主要表现在以下两个方面:(1)地基设计过程中忽视了地基沉降的问题:现如今,在建筑地基结构设计的过程中,地基沉降问题很容易被忽略,建筑物地基沉降可以导致建筑物上部结构出现裂痕,更甚者可以导致地基破坏。地基质量一旦出现问题,将严重威胁建筑结构的安全性能,对居民的正常使用造成威胁;(2)建筑结构设计中对地基埋设所进行的设计不够合理:在现实的基础地基设计中高层建筑基础有效埋置深度不足的问题非常普遍,建筑地基作为承受建筑结构物荷载的岩体埋设深度不符合建设标准,将严重影响到地基的有效承载能力,严重威胁了建筑结构的安全性能。 3.2建筑框架结构设计不合理 建筑结构设计不合理主要表现在以下几个方面:(1)在进行结构设计时,只关注横向设计,而忽略了纵向框架设计,影响建筑物的使用性能;(2)框架梁端截面的底层纵向受力钢筋和顶层的纵向受力钢筋配筋量的比值不符合规范要求,这种设计方式不仅影响建筑工程质量,降低建筑物的安全性,更为严重的是,一旦发生地震,很可能会引起房屋倒塌;(3)在建筑结构设计中,承重柱的截面设计高度过小;(4)连梁全长箍筋设计没有按规定的构造方式对两端进行加密处理;(5)连续梁的设计问题,一般在进行建筑结构设计时,往往会把连续梁按照单梁来设计。 3.3建筑上部结构的设计所出现的问题 上部结构设计中所存在的问题主要表现在以下几个方面:(1)现浇混凝土强度等级:现浇框架结构设计时,根据结构中梁、柱、板的受力特性,常常将它们设计为不同的混凝土等级,但是在浇筑一块楼板的四周设置施工缝时,由于混凝土等级不同,造成施工工艺不当;此外,在同一平面内浇筑不同的混凝土既增加了框架结构的施工难度,又会增加施工管理的难度,并且使高强度混凝土浇筑了低强度混凝土区域,既造成了混凝土的浪费,又造成了建筑结构的安全隐患;(2)钢筋混凝土保护层厚度:混凝土保护层的厚度直接影响着混凝土构件的耐久性,如果主梁、楼板、次梁交叉处的钢筋分布不当,使得楼板负筋一侧的保护层厚度不足,影响到整个工程结构的强度、稳定性。 4.建筑结构设计所出现问题的解决措施 4.1地基结构设计优化 在具体的设计过程中设计工作人员应针对施工的具体环境,对天然地基与人工的地基的沉降量进行科学的估算,并在施工过程中对建

建筑结构选型案例分析(1)

1 混合结构体系 混合结构体系概述 混合结构是指承重的主要构件是用钢筋混凝土和砖木建造的。如一幢房屋的梁是用钢筋混凝土制成,以砖墙为承重墙,或者梁是用木材建造,柱是用钢筋混凝土建造。由两种或两种以上不同材料的承重结构所共同组成的结构体系均为混合结构。混合结构,又可以说是砖混结构.虽然也用钢筋浇柱\梁,但墙体具是承重功能,不能乱拆. 特点:质量较框架略差,质量较好,寿命较长.造价略低,适合6层以下,横向刚度大,整体性好,但平面灵活性差。 分类:型钢柱+混凝土梁+混凝土筒归入混凝土结构 型钢柱/钢管混凝土+钢梁+混凝土筒归入型钢框架混凝土核心筒结构 实例工程项目概况 金茂大厦(JinMaoTower),又称金茂大楼,位于上海浦东新区黄浦江畔的陆家嘴金融贸易区,楼高米,是上海目前第2高的摩天大楼(截至2008年)、中国大陆第3高楼、世界第8高楼。大厦于1994年开工,1999年建成,有地上88层,若再加上尖塔的楼层共有93层,地下3层,楼面面积27万8,707平方米,有多达130部电梯与555间客房,现已成为上海的一座地标,是集现代化办公楼、五星级酒店、会展中心、娱乐、商场等设施于一体,融汇中国塔型风格与西方建筑技术的多功能型摩天大楼,由著名的美国芝加哥SOM设计事务所的设计师Adrian Smith设计。因为中国人喜欢塔所以中国才把金茂大厦设计成这样。 实例工程项目结构选型与结构布置分析 其结构体系为巨型型钢混凝土翼柱+ 内筒混合结构体系。这种混合结构体系的巨型型钢混凝土柱和钢筋混凝土内筒通过刚性大梁构成一个整体的抗侧力体系, 而且其抗侧力体系的力矩很大, 效率很高。这种体系还可提供较大的使用空间, 其外围洞口可以做得很大。 2框架结构体系 框架结构体系概述 框架结构是利用梁柱组成的纵、横向框架,同时承受竖向荷载及水平荷载的

最新土木工程专业结构设计摘要

摘要 本工程为宜宾市华府春天办公楼,共七层,总用地面积896.25平方米,总建筑面积6273.75平方米,采用钢筋混凝土框架结构,梁柱和楼板均为现浇,该地区地震设防烈度7度,框架为三级抗震。根据设计任务书的要求,综合考虑基地环境、使用功能、综合选型、施工、材料、建筑设备及经济等。最终确定设计方案,画出建筑施工图。 结构设计是在建筑物初步设计的基础上确定结构方案,选择合理的结构体系,从而进行结构布置,并初步估算,确定结构构件尺寸,进行结构计算。 在结构计算和构件截面估算后,选取一榀框架进行计算,用二次分配法算出内力,并对最不利活荷载和最不利内力进行分析,从而进行配筋计算,本设计基础形式采用柱下独立基础,整个方案设计符合设计和结构要求,具有一定的创造性和合理性。 结构设计部分包括结构方案设计、结构计算和施工图设计。该建筑物结构采用现浇钢筋混凝土框架结构。结构方案包括梁、柱的选用,结构计算包括梁、柱、板的配筋计算,施工图设计主要有基础的设计。结构计算部分应用PKPM系列软件,主要用到PMCAD、SATWE、JCCAD完成。地震作用及内力计算、地震位移验算采用手工计算分析。 关键词:钢筋混凝土结构设计办公楼抗震设计内力组合PKPM软件中的应用 《我是什么》第二课时教学设计 一、设计理念: 学习语文应该是一种美丽的畅想。在追求自主感悟、个体体验、人文熏陶的新课标环境下,语文教学更应给学生的学习提供美丽畅想的情境和空间,让他们在美丽的畅想中感受语言,体味语境,锻炼语感,张扬个性,陶冶性情,培养学习语文的兴趣,更好地体现语文学科丰富的人文内涵。 二、教材分析:

水,是生命之源。没有水,就没有我们这个美丽可爱的世界。水,是人们生活中天天离不开的东西。云、雨、雪等是人们司空见惯的自然现象,我们很少把水和它们联系起来,琢磨其中的变化规律和科学道理。《我是什么》是人教版二年级上册第八单元的一篇主体课文。课文采用了拟人的写法,因此内容比较生动、有趣,适宜于低年级学生学习。课文中的很多内容牵扯到一些自然常识,如果教师讲得过细,势必将语文课上成自然课。教学时,教师不要深究各种物候现象的形成,应引导学生多读,在反复品读中理解语言文字,培养起对自然界物候现象的兴趣。 三、学情分析: 本学期的学习已接近尾声,学生对于课文中的生字已经不再感到困难了,但是要读的有感情,有趣则还需要老师的点拨。

浅谈房屋建筑结构设计中常见问题分析

浅谈房屋建筑结构设计中常见问题分析论文关键词:安全;结构抗震;承载力 论文摘要:本文主要针对当前房屋建筑结构设计中一些常见却又常被人们忽视的错误进行了剖析,指出了错误的原因和后果,并给出了一些设计建议和构造的要求。 1地基与基础方面 1.1多层房屋建筑无地质详勘报告,仅仅依据建设单位口头或笼统参照附近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计。地基与基础设计要做到合理,安全适用,设计人员必须

依据地质勘察资料,统一考察多方面因素进行基础类型和上部结构方宁设计,仅凭地耐力这一数据是不完全面的,也是不安全的,更不能盲目地把耐力容许值取得小一些就认为成无一失了。 1.2采用换土垫层进行软弱地基处理,不进行换土垫层设计,只凭经验处置。有时设计者软弱地基的危害认识不足,只是简单地凭借经验采用砂垫层加强一下承载力,没有进行垫层宽度和厚度计算,既不安全,又不经济。 1.3民用建筑中柱,梁及基础的负荷未按规范乘以折减系数。设计人员设计多层民用建筑时,在计算梁、柱和基础的负荷时未按现行设计规范舸用荷载乘折减系数计算其荷载值,因而荷载值准确。 2砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用 在砖混结构中,构造不但能够提高墙体的坑剪能力,而

且构造柱与圄梁联结在一起,形成对砌体的约束,这对于限制墙体裂缝的开展,维持竖向承载力,提高结构的抗震性能有着重要的作用。 在当前结构设计中,构造柱经常被作为承重柱使用,这种作法将引起以下几个问题。 2.1构造柱作为承重柱使用后,使得构造柱提前受力,这不但会降低构造柱对彻底的拉结和约束作和,而且结构一旦遭遇地震作用时,在构造柱位置必然形成应力集中,首先破坏。这样构造柱不但起不到其应有的作用,反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。 2.2构造柱一般生根于地圈梁中,没有另设基础,构造柱兼作承重柱使用后,柱底基础的抗冲切、抗弯部及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压被出现裂缝。本文建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁上荷载和跨度都比较小时,构造柱也可布置于梁下,但此时必须按不考虑构造柱作用来验算下墙体的局部承压和抗弯强度。经验算满足,方可在梁下布置构造柱。

建筑结构选型案例分析

1 混合结构体系 1.1混合结构体系概述 混合结构是指承重的主要构件是用钢筋混凝土和砖木建造的。如一幢房屋的梁是用钢筋混凝土制成,以砖墙为承重墙,或者梁是用木材建造,柱是用钢筋混凝土建造。由两种或两种以上不同材料的承重结构所共同组成的结构体系均为混合结构。混合结构,又可以说是砖混结构.虽然也用钢筋浇柱\梁,但墙体具是承重功能,不能乱拆. 特点:质量较框架略差,质量较好,寿命较长.造价略低,适合6层以下,横向刚度大,整体性好,但平面灵活性差。 分类:型钢柱+混凝土梁+混凝土筒归入混凝土结构 型钢柱/钢管混凝土+钢梁+混凝土筒归入型钢框架混凝土核心筒结构 1.2 实例工程项目概况 金茂大厦(JinMaoTower),又称金茂大楼,位于上海浦东新区黄浦江畔的陆家嘴金融贸易区,楼高420.5米,是上海目前第2高的摩天大楼(截至2008年)、中国大陆第3高楼、世界第8高楼。大厦于1994年开工,1999年建成,有地上88层,若再加上尖塔的楼层共有93层,地下3层,楼面面积27万8,707平方米,有多达130部电梯与555间客房,现已成为上海的一座地标,是集现代化办公楼、五星级酒店、会展中心、娱乐、商场等设施于一体,融汇中国塔型风格与西方建筑技术的多功能型摩天大楼,由著名的美国芝加哥SOM设计事务所的设计师Adrian Smith设计。因为中国人喜欢塔所以中国才把金茂大厦设计成这样。 1.3 实例工程项目结构选型与结构布置分析 其结构体系为巨型型钢混凝土翼柱+ 内筒混合结构体系。这种混合结构体系的巨型型钢混凝土柱和钢筋混凝土内筒通过刚性大梁构成一个整体的抗侧力体系, 而且其抗侧力体系的力矩很大, 效率很高。这种体系还可提供较大的使用空间, 其外围洞口可以做得很大。 2框架结构体系 2.1框架结构体系概述 框架结构是利用梁柱组成的纵、横向框架,同时承受竖向荷载及水平荷载的

土木工程结构试验学习心得

土木工程结构试验学习心得 -标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

土木工程结构试验学习心得 土木工程结构试验是研究和发展结构计算理论的重要实践,从材料的力学性能到验证由各种材料构成不同类型结构和构件的基本计算方法,以及近年来发展的大量大跨、超高、复杂结构的计算理论,都离不开试验研究。因此,土木工程结构试验在土木工程结构科学研究和技术革新方面起着重要的作用,与结构设计、施工及推动土木工程学科的发展有着密切的关系。土木工程结构试验是土木工程专业的一门专业技术课程,与材料力学、结构力学、混凝土结构、砌体结构、钢结构、地基基础和桥梁结构等课程直接有关,并涉及物理学、机械与电子测量技术、数理统计分析等内容。通过本课程的学习,使我获得土木工程结构试验方面的基础知识和基本技能,掌握一般工程结构试验规划设计、结构试验、工程检测和鉴定的方法,以及根据试验结果作出正确的分析和结论的能力,为今后的学习和工作打下良好的基础。《土木工程结构试验》是土木工程专业的一门专业课程,也是唯一的一门独立的试验课程。它的任务是在结构或实验对象上,以仪器设备为工具,利用各种实验技术为手段,在荷载或其他因素作用下,通过测试与结构工作性能有关的各种参数(变形、挠度、位移、应变、振幅、频率)后进行分析,从而对结构的工作性能作出评价,对结构的承载能力作出正确的估计,并为验证和发展结构的计算理论提供可靠的依据。通过本门课程的学习,在理论上我学到许多关于结构试验的知识,工程结构试验的量方法、程结构试验过程、可靠性鉴定等。工程结构试验的量方法土木工程结构试验中的试验荷载要与结构在实际中的受力情况相一致,试验时的荷载应使结构处于某一种实际可能的最不利的工作情况。当采用等效荷载时,试验荷载的大小要根据相应的等效条件换算得到,同时要注意荷载图式的改变对结构的各种影响。结构试验的加载制度要根据不同的结构按照相应的规范或标准的规定进行设计。测量方法:机测法。利用机械仪表测量所需的数据或参数,机测法适应性强、简便、可靠、经济,是结构试验中最常用的测量手段。 ②电测法。通过传感元件把试验需要测量的数据或参数,转换为电阻、电容、电感、电压或电流等电量参数,经放大器放大,然后进行测量,由指示记录设备记录和显示,这种转换和测量技术称为非电量电测技术,具有准确、快速测量、自动控制、连续记录和远距离操纵等优点。与计算机联机,还可根据测量结果自行判断和运算。③光测法。利用光的准直性对测量参数放大、转换、实现连续记录,阻尼小、响应快(如光线示波记录仪)。也可利用光敏材料的物理化学原理和力学特性在偏振光作用下产生的光学效应,测定应力场(如光弹仪),简便、可靠、直观性好;及激光测量位移和激光全息的应用。

土木工程结构试验期末重点

1.土木工程结构试验的任务:是基于结构基本原理,使用各种仪器仪表和试验设备,通过有计划地对结构物受载后的性能进 行观测,对测量参数(位移,应力,振幅,频率等)进行分析,达到对结构物的工作性能作出评价,对其承载能力作出正确估计,并为验证和发展结构的计算理论提供依据的目的。 2.土木工程结构试验的作用:是结构发展理论的重要途径,是发现结构设计问题的主要手段,是验证结构理论的主要方法,是结构质量鉴定的直接方式,是制定各类技术规范和标准的基础。 3.结构试验的分类:(1)按试验目的分类:科学研究性试验、生产鉴定性试验(2)按试验对象分类:真型试验、模型试验、小构件试验(3)按荷载性质分类:静力 试验,动力试验(4)按试验时间长短分类:短期荷载试验、长期荷载试验(5) 按试件破坏与否分类:(6)按试验场地 分类:实验室试验、现场试验 4.科学研究性试验:验证结构设计计算理论的各种假定、为制定设计规范提供依据、发展新的设计理论改进设计计算方法、为发展和推广新结构、新材料、新工艺提供理论和实践的依据。 5.生产鉴定性试验:鉴定结构设计和施工质量的可靠程度、为工程改建或加固判断结构的实际承载能力、为处理工程事故提供技术依据、检验结构可靠性、估算结构剩余寿命、鉴定预制构件的产品质量。 5.1发展简史:解放前,科学技术极端落后,根本没有土木工程结构试验这门学科,解放后,迅速发展,建立一大批各种规模的结构实验室,拥有一支实力雄厚的专业技术队伍,具有一定数量的现代化仪器设备,并积累了丰富的试验技术经验。目前随着智能仪器的出现、计算机和终端设备的广泛使用,各种试验设备自动化水平的提高,越来越先进的试验技术手段会不断涌现。 5.2试验准备阶段主要工作:试件的制作、试件的尺寸与质量检查、试件的安装与就位、安装加载设备、设备仪器的率定、做辅助试验、仪表的安装和连线调试、记录表格的设计准备、通过计算结构内力进行判断和控制加载 5.3试验实施阶段:(1)确定基本加载方案,如破坏与否、试验周期的长短等(2)荷载图式的选择,如集中荷载还是均布荷载。(3)加载顺序的确定,如直接加载 还是分级加载,按几个循环进行。(4) 观测注意点和测点布置。观测时应注意:首先观测试件的整体工作状态、整体工作变形能反映出整体工作的面貌,而后观测局部的变化。测点布置:要满足试验要求,便于操作和测读,数据准确等。 6.模型是仿照原型并按照一定比例关系 复制而成的试验代表物,相似模型试验要求比较严格的相似条件,即要求满足几何相似、力学相似和材料相似,破坏试验一般以模型结构为对象。 7.结构试验的一般过程:结构试验规划设计、结构试验准备、结构试验实施和结构试验资料整理分析并提出试验理论。其中制定试验规划设计阶段最为重要,试验实施阶段(试验加载测试阶段)是中心环节。 8.路标实验1767年法国科学家荣格密里在没有量测的情况下,首次用简单的试验,验证了受弯梁断面上应力的存在,这位就是著名的路标试验。 8.1.静力荷载加载顺序:预加载阶段、标准荷载阶段、破坏荷载阶段。 8.2动力荷载:动荷载是指使结构或构件产生不可忽略的加速度反应的作用。对结构施加动荷载,主要用于研究结构动力性能的试验,如结构的疲劳试验,采用匀速脉动荷载,一般应使试件在试验时不产生共振,远离共振区,加载顺序应根据实际情况而定。 9.分级加载的优点:对静荷载的加载通常采用分级加载方式,可以控制加载速度、便于观察结构变形与荷载之间的相互关系,了解各阶段的承载情况、有利于各点加载统一步调。 10.预加载的目的:使结构内、外部接触 良好,进入正常的工作状态;检验全部试验装置的可靠性,检查全部观测仪表的工作是否正常;起到演习的作用;总之通过预加载可以发现一些潜在的问题并将之 解决在正式试验之前,这对保证试验顺利进行具有重要意义。 11.加载方法:1)预加载一般分三级进行,每级取标准荷载值得20%,加载一级停歇10min,混凝土构件预加载荷载值小于开 裂荷载值的70%;2)正式加载:小于标准值时,每级不大于标准值的20%,一般分五级加至标准荷载值,超过标准值时,每级不大于标准值的10%,当所加荷载到达破坏荷载的90%时,采用标准值的5%加载 至破坏。 12.间歇时间:钢结构一般不小于10min, 混凝土或木结构不少于15min。满载时间: 标准长期宜持续30min~24h,对于标准短 期,钢试件和钢筋混凝土时间不小于 30min,木试件不小于60min,拱和砌体构 件为180min,预应力混凝土满载30min, 开裂持续30min。空载时间:一般钢筋混 凝土构件45min,重要的跨度大于12m的 构件去满载时间的1.5倍,钢结构时间不 大于30min。 13.试验加载图式:试验荷载在结构构件 上的布置形式。一般要求与理论计算图式 一致,在实际结构试验中因条件限制无法 实现,应根据试验目的与要求,采用与计 算简图等效的加载图式,等效荷载。 14.等效荷载:指加在试件上,使试件产 生的内力图形与计算简图相近、控制截面 的内力值相等的荷载。 15.等效荷载加载图式应满足的条件:等 效荷载产生的控制截面的主要内力应与 计算内力相等,等效荷载产生的主要内力 图形与计算内力图形相似,对等效荷载引 起的变形差别应予以修正,控制截面内力 等效时,次要截面上的内力应与设计值相 近。 15.1采用等效荷载应注意:除了控制截面 的某个效应与理论荷载相同外,该截面的 其他效应和非控制截面的效应,则可能有 差别,所以必须全面验算因荷载图式改变 对试验结构构件的各种影响。必须特别注 意结构构件是否因最大内力区域的某些 变化而影响承载能力,尤其对不等强的结 构,一定要细加分析和验算,采取有效的 等效荷载形式。比如增加集中荷载个数, 从而减少或消除影响。 16.加载方法与设备的要求:(1)选用的 试验荷载图式必须是等效荷载图式(2) 荷载传力方式和作用点明确,产生的荷载 数值准确稳定,静荷载不随加载时间、外 界环境和结构物变形而变化,保证荷载量 的相对误差不超过+-5%(3)静载试验便 于分级加载和卸载,能控制加、卸载速度, 荷载分级的分度值要满足试验量测的精 度要求(4)加载设备不参与结构工作, 不影响结构的自由变形,不影响结构受力 (5)加载装置本身要安全可靠,不仅满 足强度要求,还需严格控制变形量(6) 力求采用先进技术,减轻劳动强度,尽量 提高试验效率和质量 17.静力荷载试验中常用的加载方法:重 物加载、气压加载、机械加载、液压加载、 电液伺服加载系统 惯性力加载、电磁加载、人工激振加载。 18.液压加载器(千斤顶)的工作原理: 当油泵将具有压力的液压油压入千斤顶 的工作油缸时,活塞在压力油的作用下向 前移动,与时试件接触后,活塞便向结构 物施加荷载,荷载值的大小由油压表示值 和加载器活塞受底面积求得,也可以由液 压加载器与荷载承力架之间所置的测力 计直接测读,或用传感器将信号输给电子 秤显示或记录器直接记录。 19.液压加载系统主要由高压油泵、管路 系统、操作台、液压加载器、加载架、试 验台座等部分组成。 19.1液压加载:是目前结构试验中应用普 遍和理想的加载方法。优点:是利用油压 使液压器产生较大荷载,试验操作方便, 安全,特别是对于大型结构构件试验,当 要求荷载点数较多、吨位较大时更合适, 尤其是电液伺服加载系统的广泛应用,为 工程结构动力试验模拟地震荷载等不同 特性的动力荷载创造了有利条件。 20.目前国内结构试验常用的台座主要有: 板式试验台座(槽式试验台座和地脚螺丝 式试验台座)、箱式试验台座、抗弯大梁 式台座、空间桁架式台座。 21.离心力加载是根据旋转质量产生的离 心力对结构施加简谐振动荷载:结构长柱 试验机是大型结构试验的专门设备,其液 压加载器的吨位一般至少在2000kN以上; 机械式加载不仅可以对建筑物施加静力 荷载,也可以施加动力荷载;惯性力加载 法常用于结构动力试验中,由于荷载作用 的方法不同,可分为冲击力加载和离心力 加载两种方法。 22.卷扬机和倒链是通过钢丝绳或链条对 结构或构件施加拉力荷载;螺旋千斤顶可 用来施加压力荷载;采用初位移或初速度 的突卸荷载或突加荷载的方法,可使结构 受冲击荷载作用而产生自由振动;液压加 载的最大优点是利用油压是液压加载器 产生较大的荷载,试验操作方便安全。 23.结构疲劳试验机主要是脉动发生系统、 控制系统、液压加载器工作系统三部分组 成,结构疲劳试验机脉动频率可根据试验 的不同要求,在100~500次/分范围内任 意调节选用。 24.电液伺服加载系统有电液伺服液压加 载器、控制系统、液压源三部分组成。 25.结构试验测量技术包括:量测方法、 量测工具、量测误差分析;量测方法主要 有直接测量法和间接测量法,偏位测定法 和零位测定法;量测误差包括系统误差、 过失误差、偶然误差;主要量测的内容暴 扣外部条件(外荷载、支座反力)、结构 变形(位移、应变、曲率等)、内力(应 力)、裂缝以及自振频率、振型、阻尼等 一系列动力特征。 26、量测仪表主要由感受部分、放大部分、 纪录显示部分;主要性能指标有:刻度值、 量程、灵敏度、分辨率滞后、精确度、可 靠性、零位温飘和满量程热漂移、线性范 围、线性度等等。 27.仪表率定的概念:为了确定仪表的精 确度和换算系数,定出其误差,需将仪表 示值与标准量相比较,求出被率定仪器的 刻度值。方法:在专门率定设备上率定, 这种设备能产生一个已知标准量的变化, 把它和被率定仪器的示值做比较,求出被 率定仪器的刻度值;采用和被率定仪器同 一等级的标准仪器进行比较来率定;利用 标准试件率定仪器。 28.索力测量的方法:电阻应变片测定法、 拉索伸长量测定法、索拉力垂度关系测定 法、压力表测定法、压力传感器测定法、 频率法、磁通量法。 29.应变测量的主要方法有:应变机测法、 应变电测法、应变光测法。 30.应变电测法:在结构试验中,因结构 受到外荷载或温度及约束等原因而产生 应变,应变为机械梁,用量电器量测非电 量,首先必须把非电量转化为电量的变化, 然后才能用量电器量测,量测由应变引起 的电量的变化称为应变电测法。 31.电阻应变片的工作原理及构造:电阻 丝感受的应变和它的电阻相对变化成线 性关系,当构件受力变形时,敏感元件的 截面、长度等尺寸将随构件的变形而变形, 因而其电阻值也将发生相应的变化。只要 用精密仪器测出电阻应变片电阻的变化 率,即可得出构件应变的大小,从而求出 其承受的应力。组成:敏感栅、引出线、 覆盖层、基底、粘接剂。 32.量测仪表选用原则或试验对仪表的基 本要求:(1)仪表性能应满足试验具体 要求,如合适灵敏度,精度和量程。精度: 最小刻度值小于等于被测值的5%;量程以 选用最大被测值的1.25~2.0倍为好(2) 动态量测仪表其线性范围、频响特性、相 对特性等均应满足试验要求(3)对于安 装在结构上的仪表或感受器,要求体积小、 自重轻,不影响结构的工作性能和受力(4) 同一试验中选用的仪表种类、规格尽可能 少,以便统一数据的精度,简化量测数据 的整理工作和避免出错(5)仪表对环境 的适应性要强且使用方便,工作可靠和经 济耐用 33.振动测量仪器主要由:拾振器、测振 放大器、显示记录仪。 34.精确度:是精密度和准确度的综合反 映,是指仪表指示值与被测值得符合程度, 常用满量程的相对误差来表示。仪器精度 越高说明随机误差和系统误差小,误差越 小,精度越高。 35.滞后:在恒定的环境下,某一输入量 从起始量程增至最大量程,再由最大量程 减至最小量程,正反两个行程输出值之间 的偏差称为滞后。 36.可靠性:在规定的条件下,满足给定 的误差极限范围内连续工作的可靠性,或 者说构成仪表的元件或部件的功能随时 间的增长仍能保持稳定的程度。 37.电桥原理:相邻两臂的应变输出符号 相反,相对桥臂的应变输出符号相同。 38.温度效应:用电阻应变片测量应变时, 应变片除了感受试件应变外,由于环境温 度变化的影响,同样也能通过应变片的感 受而引起电阻应变仪指示部分的示值变 动,此种变动即成作温度效应。 39.温度效应产生原因:电阻丝温度改变 Rt ,即Rt ;材料与应变片电阻思想膨 胀系数不相等,但二者又粘在一起,当温 度该改变t 时,引起附加电阻的变化。 40.消除温度效应方法:应变片自补偿法 和桥路补偿法(温度片补偿和工作片补 偿),常用为桥路补偿法。 41.常用的电桥连接有半桥连接和全桥连 接:应变片的粘结步骤:计划准备、试件 测点表面处理、应变片粘结、固化处理、 应变片粘结质量检查、导线连接、防护处 理。42.钢弦传感器工作原理:钢弦传 感器被张紧的钢弦作为敏感元件,利用其 固有频率与张拉力的函数关系,根据固有 频率的变化来反应外界作用力的大小。 43.读数显微镜是如何测定裂缝宽度的? 试件表面的裂缝经过物镜在刻度分划板 上成像,然后经过目镜进入肉眼,由于微 调螺丝的螺距和上分划板的分化值均为 0.5mm,所以读数鼓轮每转动一圈,下分 划板上划线相对上分划板边移动一刻度 值。 44.裂缝观测的主要内容:裂缝的出现时 间和位置,裂缝出现的最大宽度,裂缝的 基本走向描绘。 45.电阻应变片的主要技术性能指标:灵 敏系数,标距,使用面积,电阻值,应变 极限等。 46.电阻应变片的优缺点:优点是灵敏度 高、尺寸小、重量轻、粘结牢固、适用于 各种温度场和外部环境;缺点是不能重复 使用,黏贴工作量大、估计参数不精确、 具有近似性。 47.按基底材料应变片分为:纸基应变片、 胶基应变片、金属基应变片、临时基底应 变片。 48.钻心检测混凝土强度原则:钻去芯样 的位置应尽量避免在结构主要受力部位 避免在结构边缘,接缝处取样;混凝土强 度质量有代表性的部位;便于钻芯机安防 和操作的部位,避免主筋等钢筋;每个芯 样应清楚的标注几号,并记录芯样在混凝 土结构中的钻去位置。 49.芯样要求:芯样数量、芯样直径、芯 样高度、芯样外 观检查、芯样测量、芯样端面补平方法。 50.回弹法检测混凝土的基本原理及检测 原则:检测原则前提是混凝土结构内外质 量一致。检测原理:采用回弹仪的弹簧驱 动一起内的重锤,通过弹击杆弹击混凝土 表面,并检测处重锤反弹回来的距离,以 反弹距离与弹簧初始长度之比,回弹值R, 由R与混凝土强度的相关关系来推算混凝 土的抗压强度。 51.回弹法检测混凝土强度测强曲线及用 途:专用测量曲线:影响因素的干扰较少, 推算强度的误差也较小;地区测量曲线: 适用于某一地区情况,设计影响因素比专 用曲线广泛,误差较大;通用测量曲线: 覆盖面广。 52.钻心取样法检验混凝土强度方法:从 施工已完成的混凝土结构中,用钻机或冲 击钻钻处芯样,将芯样进行处理,通过芯 样测定混凝土的劈裂抗拉强度或抗拉强 度。 53.后张预应力结构的工作原理:由于预 加应力和外荷载引起的应力叠加后,可能 是结构中出现拉应力,或裂缝出现延缓, 或将裂缝控制在一定范围内,这即是后张 预应力的基本原理。 54.什么是先张和后张预应力结构?答: 先张预应力结构:先张法指采用永久和临 时台座在构建混凝土浇筑之前施张预应 力筋待混凝土达到设计强度和龄期后,将 施加在预应力筋上的拉力逐渐释放,在预 应力筋回缩的过程中利用好其余混凝土 之间的粘结握裹力对混凝土施加预应力。 后张法是指在混凝土构件浇筑,养护和强 度达到设计值后,利用预设在混凝土构件 内的孔道穿入预应力筋,以混凝土构件本 身为支撑采用千斤顶来张拉预应力筋,然 后用特定的锚具将预应力筋锚固形成永 久预应力,最后在预应力筋孔道内压注水 泥浆防锈,并使预应力筋和混凝土黏结成 整体。 55.穿心式千斤顶的工作原理:张拉预应 力筋时,张拉缸油嘴进油,顶压缸油嘴出 油,顶压油缸,连接套件和成套连成一体 顶住锚环,张拉油缸、端盖螺母及堵头和 穿心套连成一体带动工具锚移动张拉预 应力筋,顶压锚固时,在保持张拉力稳定 的条件下,顶压油缸嘴进油,顶压活塞、 保护套和顶压头连成一体移动将夹片强 力顶入锚固环内,此时张拉油缸嘴回油、 顶压缸油嘴进油张拉缸解压回程。最后, 张拉缸、顶压缸油嘴同时回油,顶压活塞 在弹簧力作用下回程复位。 56.千斤顶标定的原因:油压千斤顶的作 用力一般有油压表测定和控制,油压表上 的指针读数为油缸内单位油压,在理论上 将其乘以活塞面即为千斤顶的作用力。但 是由于油缸与活塞之间有一定的摩阻力, 此项摩阻力抵消一部分作用力,因此实际 作用只要比理论值偏小。为正确的控制张 拉力,一般均用校验标定的方法测定油压 千斤顶的实际作用力与油表读数的关系。 由于每台千斤顶的配合面积及尺寸和表 面的粗糙程度不同,密封圈和防尘圈的松 紧程度不同,造成千斤顶内摩阻力不同, 而且摩阻力虽有压高和使用时间的变化 而变化,所以,千斤顶要进行定期标定, 且要进行配套校验,以减少累积误差,提 高预应力控制张拉力的测力精度。 57.对张拉千斤顶进行校验情况:新千斤 顶初次使用前;油压表指针不能退回原点; 千斤顶、油压表和油压管进行过更换或者 维修后;张拉二百次或连续张拉两月后; 张拉应力终于仅出现多跟断裂事故或者 张拉伸长值有较大误差;停放三个月不用

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