高层建筑结构概念设计初探
浅析高层建筑结构设计中的概念设计和结构措施

浅析高层建筑结构设计中的概念设计和结构措施摘要:高层建筑结构随着时代的发展,规模和投资力度都大大增加,高层建筑的设计也变得越来越重要,高层建筑的结构设计也成为结构工程设计师设计工作的主要重点和难点。
本文就高层建筑的发展,介绍了概念设计的一些知识,并通过对高层建筑受力特点的分析,探讨了高层建筑结构中概念设计的有关问题。
关键词:高层建筑、概念设计、结构体系引言:高层建筑相比于其他建筑来说有着自己独特的设计特点,高层建筑的高度、自重力以及受到水平拉力时的反应都区别于其他的建筑,因此,在进行高层建筑的设计时,不仅要注意结构的定量计算分析,更应该注意结构的概念设计,即结构的宏观控制和定性判断。
1、高层建筑结构体系设计高层建筑结构从出现发展到现在,随着不同结构形式的出现,建筑形式相继呈现出不同的表现状态。
从结构的角度来看待高层建筑的话,杆状是高层建筑结构形式的基本特点,相比起竖向荷载,水平荷载成为了高层建筑结构的控制因素,高层建筑结构的底部在水平荷载的压力下,其弯矩和剪力都表现为最大,这就要求高层建筑结构要有很强的抗侧移和抗倾覆能力,设计的基本概念也就因此而成为对建筑形体、刚度、延性还有结构体系的合理正确的要求。
高层建筑选择结构体系的决定因素通常是建筑物自身的高度和空间,不同的结构体系因为刚度、强度、结构样式都不尽相同,在进行设计时所适合的高度和空间也会不同。
高层建筑结构的基本构件包括板、梁、柱、框架、衍架、网架、拱、壳体、墙,还有索,板的高度大于厚度,承受的是垂直于板面的荷载,梁是截面小于跨度的结构构件,柱是线性构件,框架既能承受竖向荷载,同时也能承受水平荷载,衍架是具有三角形区格的平面或者是空间的承重结构构件,网架是通过节点按照一定的网格形式连接多根杆件而形成的空间结构,拱式平面结构构件,壳体是曲面形的构件,墙是竖向构件,承受的是平行于墙面方向的荷载,索是以柔性受拉钢索形成的构件。
高层建筑结构体系有钢结构、钢筋混凝土结构和一种混合结构,钢结构包括框架结构体系,也就是钢性连接的柱梁体系,但是这种结构体系的有效性只限于中层建筑结构,框架剪力衍架结构体系,既有框架,又有剪力衍架的一种结构体系,框筒和成束筒,框筒是一种筒体结构,在很大程度上增加了建筑物的抗颠覆能力,成束筒是将单独的筒体捆绑在一起,这种结构体系不仅减小了筒体的剪力滞后效应,还大大加强了结构的侧向荷载能力,对角支撑筒体就是在外框筒结构上增加交叉斜支撑形成的结构体系,这种结构体系有效性很强,可以增加窗洞面积,由三位空间衍架组成的结构体系叫空间衍架结构体系,内部对角支撑衍架实际上也是一种空间衍架结构。
高层建筑结构概念设计初探

高层建筑结构概念设计初探摘要:本文介绍了高层建筑结构概念设计的定义,概念设计的基本原则,同时对概念设计的主体内容进行了一定论述。
关键词:高层建筑;结构设计;概念设计随着人类生活水平的提高,人们对建筑功能的要求逐步趋于功能化、多样化,高层建筑的类型和功能也越来越复杂,高层建筑的结构体系类型也越来越多,结构体系及立面布置方式亦愈来愈复杂,这些都对高层建筑的结构设计提出了更高的要求。
在方案设计阶段,结构工程师要和建筑师充分合作,从总体出发考虑技术问题,并考虑施工可行性、经济性和美观的需求,解决好结构和空间设计的矛盾,发挥结构工程师的创造力和创新精神,从而创造出一个优秀的作品。
结构概念设计在高层建筑结构设计中有着至关重要的作用,它在一定程度上能反映出一个结构工程师的设计水平。
在高层建筑结构设计的过程中,通过采用概念设计的方式能够在方案设计阶段迅速的对结构体系进行构思、比较,并加以选择,还使得计算更加方便;同时,采用概念设计所得到的方案概念更加清晰,定性更加准确,能有效的避免后期设计阶段某些繁琐的运算,有着良好的经济效果;另外,结构概念设计还能够判断计算机内力分析的分析结果是否可靠。
这对于那些只会依赖专业的、一体化的计算软件或是照搬规范做设计的年轻结构工程师们很有帮助。
1、高层建筑结构概念设计的基本原则高层建筑结构的概念设计过程中,除了常规的以承载力、刚度、延性等为基础,实现多防线、刚柔结合的基本设计理念之外,由于其自身的特殊性,还有一些设计的基本原则。
1.1 尽量简化结构模型在对高层建筑的结构进行设计时,要尽量将结构的受力和传力方式设计得简单、直接。
因为实现传力的方式越复杂,其传力过程中越容易形成内力和变形的不协调以及各种导致结构破坏的薄弱环节,使得建筑结构的安全性降低。
与此类似,对结构进行分析与计算的过程中,也尽量使用简单、直接、可靠的分析和计算方法。
1.2 构件设计应尽量均匀连续为了达到避免高层建筑出现软弱层和层间位移角、内力及其传力途径突变等问题,在对那些沿建筑物竖直方向布置的抗侧力刚度构件进行设计时,应将之设计成均匀的、连续的。
高层建筑结构概念设计浅谈

Doors&Windows
摘
1
建筑结构设计阶段
建筑结构设计阶段
2
概念设计是一种基于理论基础知识的设计思想在计算机技术迅速发展的背景下数值来计算和分析
3
建筑领域各项指标中
合理
选定建筑区域
建筑规划与设计
114
2020.04
2020.04
Doors &Windows
田国土生态保护是国土空间规划的重要内容与任务我国国土面积广大空间特色就土地规划管理建设的本质进行分析[(上接第113页)
础结构对建筑场地的选择属于建筑设计的关键内容高层结构抗侧力结构的刚度应从下往上逐渐过渡为提高建筑的抗震能力所谓的”,参考文献建筑规划与设计
115。
高层建筑结构概念设计初探

高 层 建 筑 结 构 概 念 设 计 初 探
孙 建 文
( 晋城市晋方 圆建筑检测有限公司, 山西 晋城 0 4 8 0 0 0)
摘
要: 从设计 的不 同阶段如何对高层建筑结构概念设计的把握方面 进行 了论述 , 初步认识 了高层建筑 结构的概念 设计 , 达 到了
推广学 习、 进 一步 掌握高层建筑结构概念设计 的效果。 关键词 : 概念设计 , 规范 , 一体化计算机结构设计程序
筑结构 的设计 中 , 应本着积极 、 主动 的态度 , 自觉地完成 高层 建筑 高层建筑结构 的概念设计 。一句话 , 对 应于高层 建筑结构 概念设 首先 , 在建筑方案 设计 阶段 , 要 正确 把握 高层 建筑 结构 的概 那么, 什么是高层建筑结构的概念设计 。 高层建 筑结构 的概念设计就是 在特定 的空 间形式 、 功能 和地 念设计 , 必须坚持结构设 计没有 惟一 解的设 计理 念 , 充分发 挥结 构工程师 的创造力和创新能力 , 协 助建筑师 以达到令业 主满意 的 理环境 的条件下 , 以结构工 程师 自身确 定 的理 想承 载力 、 刚度 和
2 ) 翼缘板上作线状加热 , 在 腹板 上作 三角 形加热 。用这种 办 动 , 选 用中温矫 正。当温度到达 6 0 0℃ ~ 7 0 0℃ 时, 在波峰为止加 使 加热 区金属 受压 , 冷 却后 变平 。矫 法矫 正柱 、 梁 的弯 曲变 形效 果 显 著 , 横 向线 状 加热 宽 度普 通 取 垫板后再用大锤击 打垫 板 , 2 0 m m一 9 0 ml n , 板厚 小时 , 加热 宽度要 窄一 些 , 加 热过 程应 由宽 正时完成一个点后再进行加热矫正第二个 波峰点。
中图 分 类 号 : T U 9 7 1 文献标识码 : A
探讨高层建筑结构概念设计

探讨高层建筑结构概念设计摘要:概念设计在我们结构设计中发挥着巨大的作用,无论是从经济角度来考虑还是安全使用角度考虑,它都是值得结构设计人员去学习去借鉴的。
同时概念设计的内容也较为复杂,综合性强,需要设计人员从多方面角度去理解结构整体的受力状态,通过不断的积累结构设计经验,不断的进行设计创新,从而做出外形美观,经济适用,安全耐久的结构设计。
关键词:高层建筑结构;概念设计;设计思想1.概念设计的重要性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。
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,导致他们在大学所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。
2.做好概念设计因思考的问题2.1 结构方案要根据建筑使用功能、房屋高度、地理环境、施工技术条件和材料供应情况、有无抗震设防,选择合理的结构类型。
2.2 分析结构破坏的机制和过程,以加强结构的关键部位和薄弱环节。
2.3 分析竖向荷载、风荷载及地震作用对不同结构体系的受力特点及传递途径。
2.4 注意非结构构件对主体结构抗震产生的有力和不利影响,协调布置,并保证与主体结构连接构造的可靠性。
2.5 承载力和刚度在平面内及沿高度尽量均匀分布,避免突变和应力集中,有利于防止薄弱的子结构过早破坏、倒塌,使地震作用能在各子结构之间重分布,充分发挥整个结构耗散地震能量的作用。
论高层建筑结构设计中的概念设计

论高层建筑结构设计中的概念设计对于高层建筑结构设计过程中的概念设计而言,通常是指未经数值计算而在对建筑结构的风、地震以及温度和场地土特征进行综合分析的基础上,从整体视角指导建筑总体布局、结构选型以及抗震的有效措施。
本文将对结构概念设计的基本原则进行分析,并在此基础上就如何进行概念优化设计,谈一下个人的观点和认识,仅供参考。
标签:高层建筑;概念设计;结构设计;研究0 引言通过概念设计,对建筑结构的性能进行整体把握,即优选结构体系,从平面、立面两种形式进行综合协调,从而使各空间要求与对应的平面和立面形式配合,并且对其中的细节构造进行充分考虑。
概念设计能够有效拓展建筑结构设计思路,打破常规,实现真正的创造性设计,同时这也是建筑结构设计的最终目标。
1 高层建筑结构的概念设计基本原则1.1 全面考虑建筑结构概念设计过程中,应当对涉及的内容进行综合、全面的考虑和分析。
其中,主要涉及建筑、施工以及结构等方面的内容,并且对功能、使用以及技术和美观方面进行全面考虑,注意整体与局部之间的关系。
基于上述几组内容分析,在三维构思基础上进行二维构思技术设计,分别解决水平、竖向分体系构件选择以及双边关系。
基于二维构思的考虑,再进一步进行一维构思,然后进入施工图设计环节,即对组成分体系的一维构件进行设计和计算。
1.2 立足实际,优化选型建筑结构概念设计过程中,应当立足实际,从实际出发。
比如,全面考虑本地固有的环境条件、历史人文条件以及当地当时的条件等。
同时,还有对建筑结构进行优化选型,做好以下工作。
第一,优化建筑结构体系。
这一前提是全面掌握基本构件的主要特征,并根据环境条件、利用需求以及建筑荷载要求等,对基本构件进行优化选择,确定彼此之间的关系,并在此基础上形成基本的结构单元以及支撑方法。
第二,优化结构布局。
在满足应用需求、建筑意向的基础上,对楼层盖水平、柱墙竖向支撑以及基础等系统进行优化布置。
第三,科学构造做法。
这一环节的重点在于结构构造做法、建筑构造要求之间的一致性,而且结构理论构造与施工实际要求相一致。
浅谈对高层建筑结构的认识

浅谈对高层建筑结构的认识浅谈对高层建筑结构的认识高层建筑是现代城市发展的重要组成部分,其结构设计对于建筑的安全性和稳定性至关重要。
本文将从多个方面对高层建筑结构的认识进行详细论述。
一、高层建筑的概念及发展1.1 高层建筑的定义高层建筑是指高度超过一定限制的建筑物,通常对于高于60米的建筑会被称为高层建筑。
1.2 高层建筑的发展历程从人类文明发展的角度看,高层建筑的发展经历了多个阶段,从传统的木结构建筑发展到现代的钢结构、混凝土结构和复合材料结构。
二、高层建筑结构设计原则2.1 承载力原则高层建筑结构设计的首要原则是保证其承载力,通过合理的结构布局和材料选择来满足建筑物的强度和刚度需求。
2.2 抗震设计原则由于地震活动的存在,高层建筑结构设计必须考虑抗震能力,采取适当的抗震措施,如增加结构的刚度和采用阻尼器等。
2.3 稳定性原则在高层建筑结构设计中,稳定性是考虑的重要因素,通过合理设计建筑的重心位置和采取适当的支撑措施来提高建筑的稳定性。
三、高层建筑的常用结构形式3.1 钢框架结构钢框架结构是一种常见的高层建筑结构形式,通过钢材的高强度和抗拉性能来满足建筑物的承载和刚度需求。
3.2 钢混凝土结构钢混凝土结构是将钢筋混凝土两种材料组合使用的结构形式,钢筋提供了一定的拉力强度,而混凝土提供了压力强度,使结构更加稳定。
3.3 玻璃幕墙结构玻璃幕墙结构是一种常见的高层建筑外立面形式,通过玻璃和铝材的组合搭建,提供了良好的视觉效果和采光条件。
四、高层建筑结构设计中的挑战与创新4.1 超高层建筑的设计挑战超高层建筑因其高度的特殊性,会面临更加复杂的设计挑战,如风荷载、地震荷载等,需要采用更加创新的结构设计方法。
4.2 可持续性设计的创新随着环保意识的增强,高层建筑结构设计也需要考虑可持续性发展,包括能源利用、生态设计等,以减少对环境的影响。
五、本文档所涉及附件如下:附件1:高层建筑结构设计规范附件2:高层建筑结构案例分析报告六、本文档所涉及的法律名词及注释:1. 承载力:指结构在预定工作条件下能够承担的荷载。
浅谈高层建筑结构概念设计

浅谈高层建筑结构概念设计摘要:随着建筑新材料的开发和利用、建筑的高度继续提升、组合结构建筑的增加、新型结构形式的应用、耗能减震技术的应用发展,高层结构布置常屈从于建筑平面布置和美感的要求,这引起了相关的结构问题。
本文就高层建筑结构设计中结构体系的选择、结构抗震设计、侧向位移的控制、构造要求等方面加以阐述。
关键词:高层建筑结构设计;结构体系的选择;结构抗震设计;侧向位移的控制;构造要求一、高层建筑结构设计注意项高层建筑结构中,随着高度的增加,不但竖向荷载产生的效应很大,水平荷载产生的内力和侧向位移更是迅速增大。
而且对一定高度建筑来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。
因此水平荷载成了设计中的主要控制因素。
(注:风荷载作用在建筑物表面,结构处于弹性阶段;地震作用是惯性力,结构考虑进入塑性阶段以耗散能量。
)高层建筑结构中,建筑应具有充分的刚度。
必须限制水平位移,防止由于重力荷载大在产生二阶P-△效应时使建筑突然倒塌,防止非结构构件的破坏(出现裂缝)、防止电梯井变形过大影响使用、防止对使用者产生的不舒适感。
(注:高层建筑结构在承载能力极限状态和正常使用极限状态方面同等重视。
)高层建筑结构中,由于徐变和收缩的竖向积累变形很大,足以引起非结构构件的破坏,同时在水平构件中引起明显的结构内力,尤其在结构的上部区域。
高层建筑结构中,结构的重力和水平荷载通过基础传递到地基,应注重结构特性和土—结构相互作用力对基础变形的影响。
因此在高层建筑结构的设计中,应在结构体系的选择、结构抗震设计、侧向位移的控制、构造要求等方面加以注意。
二、高层建筑结构设计步骤1、选择合理的结构形式;2、构件的截面尺寸;3、结构上荷载的确定;4、结构内力分析和水平位移计算;5、截面设计和结构的延性;6、构造要求;7、绘施工图。
三、高层建筑结构体系的选择高层建筑从本质上可看做是一个竖向悬臂构件,所以应注重水平荷载的作用。
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文章编号:1009-6825(2013)02-0048-02高层建筑结构概念设计初探孙建文(晋城市晋方圆建筑检测有限公司,山西晋城048000)摘要:从设计的不同阶段如何对高层建筑结构概念设计的把握方面进行了论述,初步认识了高层建筑结构的概念设计,达到了推广学习、进一步掌握高层建筑结构概念设计的效果。
关键词:概念设计,规范,一体化计算机结构设计程序中图分类号:TU971文献标识码:A习惯的传统设计往往给结构工程师造成一种错觉:认为结构设计就是“规范+计算”,或是“规范+一体化计算机结构设计程序”。
其导致的结果必然是:1)依赖和盲从于规范,认为规范就是结构设计的全部法律依据,殊不知规范只是建筑物和构筑物所需要的最低标准要求,而且是滞后的。
2)盲目依赖和依靠一体化计算机结构设计程序,而对结构设计程序的基本理论假定、应用范围、限制条件等缺乏了解,对计算结果不能进行正确的判断、取舍。
如何走出传统设计的误区。
作为一名结构工程师,在高层建筑结构的设计中,应本着积极、主动的态度,自觉地完成高层建筑结构的概念设计,这是我们走出传统设计误区的关键。
那么,什么是高层建筑结构的概念设计。
高层建筑结构的概念设计就是在特定的空间形式、功能和地理环境的条件下,以结构工程师自身确定的理想承载力、刚度和延性为主导目标,用整体构思来设计各部分有机相连的结构总体系,并能有意识地利用和发挥结构总体系和主要分体系,以及分体系与构件之间的最佳受力特征与协调关系。
高层建筑结构的概念设计分为三个阶段:第一阶段,即建筑方案设计阶段。
结构工程师以自身拥有的高层建筑结构体系功能及其受力、变形特征的整体设计概念与判断力去帮助建筑师开拓和实现业主梦寐以求的,或已初步构思的空间形式及其使用、构造与形象功能。
并以此为统一目标,与建筑师一起构思总结构体系,并能明确结构总体系和主要分体系之间的最佳受力特征要求。
第二阶段,即初步设计阶段。
结构工程师通过概念性近似计算能迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,这种近似的计算方法概念清楚,定性准确,手算简单快捷,能较快地对结构体系进行探索、优化,乃至最后确定分体系及其构件的基本尺寸,并确认设计方案的可行性。
第三阶段,即施工图设计阶段。
由初步设计阶段可以得到结构体系的计算模型和所需输入的原始数据,在施工图设计阶段,结构工程师结合自身拥有的结构概念、经验和判断力,对计算机内力分析输出数据的可靠性与否进行判断。
作为一名结构工程师,如何去把握,或者说有意识地去进行高层建筑结构的概念设计。
一句话,对应于高层建筑结构概念设计的三个阶段,分别进行概念设计。
首先,在建筑方案设计阶段,要正确把握高层建筑结构的概念设计,必须坚持结构设计没有惟一解的设计理念,充分发挥结构工程师的创造力和创新能力,协助建筑师以达到令业主满意的建筑。
例如,美国芝加哥第一国家银行大楼建设之初,银行业主追求和向往能在他们银行大楼的整个底部有一个4层 5层楼高的无柱大空间,以充分满足他们银行业务在使用功能和形象功能上的需要。
在芝加哥第一国家银行大楼方案设计中,结构工程师和建筑师合作开拓了一种新的结构形式,即将电梯井筒与设备井筒分别设置在建筑物的纵向两侧,作为巨型柱,并将第一道设备层设置在第6层,往上每隔18层再各自设置一道,作为承载力和刚度很大的巨型水平构件,并与周边的巨型柱有机地刚性连接在一起,从而构成了一种巨型框架体系的结构功能与受力特征,不但能有效地抵抗重力荷载和水平荷载,还在整个大楼底部5110m 2櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅的1)在翼缘板上,对着纵长焊缝,由弯曲中心向两头作线状加热,即可矫正弯曲变形。
如果效果不理想,可用辅助加载的方法。
2)翼缘板上作线状加热,在腹板上作三角形加热。
用这种办法矫正柱、梁的弯曲变形效果显著,横向线状加热宽度普通取20mm 90mm ,板厚小时,加热宽度要窄一些,加热过程应由宽度中心向两头扩大。
加热三角形从顶部开始,从中心向两边扩大,一层层加热直到三角形的底为止。
6.2.3柱、梁腹板的波浪变形矫正波浪变形是在波峰处用圆点加热法配合手锤矫正。
加热圆点的直径一般为100mm 200mm 。
烤嘴从波峰起作圆形挪动,选用中温矫正。
当温度到达600ħ 700ħ时,在波峰为止加垫板后再用大锤击打垫板,使加热区金属受压,冷却后变平。
矫正时完成一个点后再进行加热矫正第二个波峰点。
参考文献:[1]GB 50205-2001,钢结构工程施工质量验收规范[S ].[2]GB 50018-2002,冷弯薄壁型钢结构技术规范[S ].Welding stress and deformation control of steel structure industrial plantLI Jian-bin(Hebei Yongcheng Project Management Limited Company ,Baoding 071000,China )Abstract :According to the welding stress and deformation control problems of steel structure industrial plant members ,discussed from materials quality ,processing technology ,welding sequence ,welding processing and other links ,and put forward the eliminating method of welding stress and control measures and correction method of welding deformation ,in order to ensure the safety and reliability of structural members.Key words :industrial plant ,steel member ,welding stress ,deformation control·84·第39卷第2期2013年1月山西建筑SHANXIARCHITECTUREVol.39No.2Jan.2013文章编号:1009-6825(2013)02-0049-02断裂损伤理论在混凝土中的应用研究刘黎(三峡大学土木与建筑学院,湖北宜昌443002)摘要:针对混凝土的断裂与损伤在工程中的普遍性,讨论了混凝土断裂损伤机理,介绍分析了几个经典模型,总结了断裂损伤理论在工程中的应用现状,并展望了其应用前景。
关键词:混凝土,断裂损伤力学,裂纹中图分类号:TU375文献标识码:A断裂损伤力学是固体力学的一个分支,是断裂力学和损伤力学的简称。
断裂力学是研究含裂纹固体介质的强度和裂纹扩展规律的学科,它采用均匀性假设,且假设仅在材料缺陷处不连续;损伤力学是研究材料内部存在错位、夹杂、微裂纹和微孔洞等分布缺陷时,在外荷载作用下损伤的演化规律及其对力学性能的影响,二者共同描述了结构从原有缺陷到宏观裂纹形成继而断裂的全过程。
1961年M.Kaplan 首先运用断裂力学方法分析混凝土裂缝[1],后来许多学者对缝端微裂缝模型进行了深入的研究[2,3]。
本文探讨混凝土的断裂损伤机理,并对断裂损伤力学在混凝土中的发展及应用前景进行了展望。
1混凝土中的断裂损伤过程混凝土中存在大量微孔洞和微裂纹,这些裂纹可分为随机分布的微裂纹和有一定方向的宏观裂纹,其材料在受到外部荷载或内部温度应力等作用时,加剧了混凝土缺陷的扩大、延伸、汇合,原有的裂纹尖端骨料界面的微裂纹也会扩展并绕过骨料不断发展,随着荷载增加,材料在成型时和使用过程中产生的裂缝就会内外贯通,产生应力集中现象。
在混凝土成型时存在的各种不同形式的缺陷,一方面是导致宏观裂缝萌生的根源,另一方面对主裂缝起到了屏蔽和劣化的双重作用[4]。
2混凝土断裂损伤力学的研究现状2.1混凝土断裂力学的研究现状国内外很多研究学者进行各种断裂模式(张开型、滑开型、撕开型、复合型)的试验研究以及断裂韧度的测试,提出了一系列应力强度因子的计算方法和经验断裂判据,主要成果有:A.Griffith[5櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅]面积内无一根柱子,实现了业主梦寐以求的大空间。
同时,在建筑方案设计阶段,结构工程师所构思的结构总体系应有一个多道防线、刚柔结合的理想刚度目标。
即具有一定大的刚度和承载力抵御风荷载和规范设防烈度水准的地震作用,以及在第一道防线的有意识屈服后,在结构变柔的同时仍具有足够大的弹塑性变形能力和延性耗能能力来抵御可能遇到的罕遇大地震。
其次,在初步设计阶段,要正确把握高层建筑结构的概念设计,必须掌握各种结构体系的近似计算方法。
英国工程师A.L.L.Baker 讲过:工程师所掌握的最佳计算方法,应该是运用最简单、最直接的计算方法。
而近似的计算方法就是对一个结构工程师进行高层建筑结构设计能力的最基本的要求。
例如,对于框架结构体系,必须掌握的近似计算方法为:竖向荷载作用下的直接弯矩分配法,水平荷载作用下的近似计算法。
同时,结构工程师还必须了解抗侧力构件的变形近似计算,通过获取不同抗侧力结构(或构件)之间的相对刚度比较概念,来大致估算建筑物的变形,以便于提出或比较各种可行的结构总体方案。
最后,在施工图设计阶段,仍然要注意把握和运用高层建筑结构的概念设计。
例如,钢筋混凝土框架柱的轴压比超过了规范的限值,我们要结合具体设计综合判断。
众所周知,规范控制轴压比限值的目的:要求钢筋混凝土框架柱截面达到具有较好延性功能的大偏心受压破坏状态,以防止小偏心受压状态的脆性破坏。
同时我们知道,影响钢筋混凝土框架柱截面延性功能的因素除轴压比外,还有框架柱的配箍特征、核心区混凝土的抗压强度等级、纵向钢筋承担截面轴压的能力、框架柱的截面形状等因素,轴压比限值的大小必须根据具体工程设计综合所有因素进行一定程度的合理调整。
综上所述,作为一名结构工程师,在高层建筑结构设计中,应始终坚持概念设计的理念,既不盲目照搬规范,也不盲从于一体化计算机结构设计程序,任其随意摆布;只有始终坚持概念设计的理念,才可能不断地追求尽善尽美的设计思想,而其结构的概念、经验、判断力和创造力才会随年龄与实践的增长而越来越充实,其设计成果才能不断创新。
参考文献:[1]JGJ 3-2010,高层建筑混凝土结构技术规程[S ].[2]GB 50010-2010,混凝土结构设计规范[S ].[3]GB 50011-2010,建筑抗震设计规范[S ].[4]高立人.高层建筑结构概念设计[M ].北京:中国计划出版社,2005.On exploration for conception design for high-rise buildingsSUN Jian-wen(Jincheng Jinfangyuan Building Inspection Co.,Ltd ,Jincheng 048000,China )Abstract :The paper indicates how to learn the concept design for the high-rise buildings at various stages of the design ,and has the primary un-derstanding for the concept design of the high-rise architectural structure ,so as to extend and grasp the concept design of the high-rise buildings in future.Key words :concept design ,regulation ,integrated computer structural design program·94·第39卷第2期2013年1月山西建筑SHANXIARCHITECTUREVol.39No.2Jan.2013。