浅谈建筑结构工程设计

浅谈建筑结构工程设计
浅谈建筑结构工程设计

浅谈建筑结构工程设计

发表时间:2017-12-11T11:32:58.620Z 来源:《基层建设》2017年第26期作者:耿竞华[导读] 摘要:本文就建筑结构工程设计进行研究。

马建国际建筑设计顾问有限公司北京 100000

摘要:本文就建筑结构工程设计进行研究。首先,阐述了建筑结构的概念设计。其次,针对结构设计在建筑中的应用以及建筑结构工程的数学方法进行讨论,最后,对建筑结构设计的安全问题进行探究。

关键词:建筑结构;概念设计;数学方法

伴随着建筑造型的多元化以及各种建筑功能要求的先进化,无论是在工业建筑还是民用建房,建筑结构工程设计已经在建筑行业完美的站住脚。同时,我们也会在结构工程的设计中遇到的各种各样的“疑难杂症”。因此,本文从建筑结构的概念设计入手,针对结构设计在建筑中的应用以及建筑结构工程的数学方法进行讨论,最后,提出在建筑结构设计中针对设计师可能遇见的问题进行探讨。

1 建筑结构概念设计

建筑结构概念设计其实就是从实际生活经验出发,在没有经过精准计算机硬件计算的基础上,特别是没有做出准确的工程力学研究情况之下,通过整体构建去进行结构设计。这一般包括了整体的设计方案,以及抗震细节方面的设计。概念设计向人们展现出来的是一种先进的设计理念,建筑设计工程师理应对建筑结构设计有一个整体方向的掌握。

现阶段,中国的建筑结构设计还有很多缺陷的地方,以钢筋结构设计为例子,设计分析中的力学是以弹性基础理论为依据的,不过实际的截面设计却以塑性理论的极限临界值状态为依据。可见这两种理论显然是互相违背的,以至于得到的分析结果就会与实际情况不相符。对于这种情况来说,我们的解决办法就应该是采用概念设计理念。另外,前一段时间,中国的建筑设计过程中出现了过度依赖于计算机技术的现象,但是非常不好的现象是在这个过程中对分析结果从未做过科学性的理论方面的研究,当然就算是计算机也不是万能的,它也同样不可能模拟出整个建筑结构设计过程。此时的建筑结构设计人员就应该运用概念设计理论去做出效果更好、投入更少的设计计划。

概念设计在整个建筑结构设计中是不可替代的一部分,对我国的建筑行业发展十分有帮助。建筑结构概念设计也是展现出先进设计思想的关键。整个建筑结构设计的好与坏,在很大程度上要取决于设计者结构概念的完整性及创新能力,特别是现今的建筑行业越来越突出,概念设计的重要性更是显而易见。结构设计决定建筑能否实现。在这个意义上,结构设计显得更为重要。

2 结构设计在建筑中的应用

这些年来,随着中国社会的强壮发展,建筑建造行业也同时有很大的进步,各种各样的工业和民用建筑都普遍发展起来,越来越多的地区选择加快脚步的追赶“时尚”,将建筑行业推上一个新高峰。在建筑行业里,最重要的就是建筑物的安全能力,正所谓没有安全不成建筑,那么我们如果想要将安全发挥的淋淋尽致,必须经过人为和技术等限状态的结构的分析。这里面,非线性结构又能够拆分成材料非线性与几何非线性两种。其中材料非线性就是指建筑的材料和截面或者说是构件的本构关系,例如:应力与应变之间的关系、弯曲与曲率之间的关系、荷载与位移之间的关系都是属于材料非线性的一部分。至于几何的非线性则是因为结构不可避免的变形作用于它自身的内力二阶效应令荷载与自身效应之间显示出的非线性关系,但是至于要如何选择,还是应该按照具体情况具体分析的原则,结合实际应用的工程,挑选最优方案。

3 建筑结构工程的数学方法

建筑结构工程的数学方法通常分为两种:一是数学解析方法、二是数值方法。那么何为数学解析法?数学解析法又称为数学分析法,是使用数学理论知识来推导或是演绎得出结论的数学模型方法,通常用函数方法来表示,一般常用于结构模型。当建筑的结构偏为复杂的情况下,无法轻易的使用连续函数带入的数学解析法来解决部分结构,并且它的边界结构也同样不能如此表达。此时我们就应该转变思路,选择使用数值方法来解决问题。数值方法同时还分为有限单元法、有限差分法、有限条法等。其中有限单元法应该是现在应用最为广泛的一种。它主张把整体的结构拆分成一个个有限的单元结合体,这样很方便解决那些不好模拟的结构,可以逼近而又真实的体现出来。然而这两者的区别就是一个是使用全部为已知量的式子表示其他未知量(函数),而另一个则是直接将其中一个数值引入到算式中去,若算式不成立再及时调整被代入的算式的数值。

4 建筑结构工程设计的安全性

无论是在建筑设计方面还是在生活方面,我们都需要一个能够有质量保证的安全的环境,但是,我们的建筑安全问题一直以来都是人们不得以信赖的一项很大的弊病。所以在此方面,我们一定要十分看重安全问题。事实上,不光是有些建筑结构设计工程师的实践经验与理论知识的不足,还有一些建筑结构设计工程师的安全意识较为薄弱,只是将目光过多的集中在建筑设计的外观以及资金经济等方面,更有甚者,只为了自身的利益而忽视这样有可能带来的损失和安全问题,哪怕是明明心里很清楚这样的设计会出现安全隐患,但是仍然没有正确积极地解决问题,而是选择了多一事不如少一事的逃避心理,其实这些都会使实际竣工的建筑与当初的设计出现误差,这很有可能导致出现一些我们没能及时注意到的安全隐患。虽然这样的人员是极少数的不负责任,但是再少也不代表没有,既然有,我们就应该提起十二分的精神做好预防。加强对建筑结构设计工程师的安全意识,以及职业素养的培养,使每一个人都做到人人自危,不计个人利益的目的设身处地的为施工单位和住户安全来考虑。不仅如此,建筑结构设计工程师还要提前对施工环境进行考量,经过深思熟虑之后再着手设计,从根本上坚决杜绝那些不合理的设计或者是只注重美观而忽略质量安全的设计,一定要避免等到严重后果出现以后,再进行补救,到那时已经为时已晚。

5 总结

通过以上几点的研究与探讨,我在建筑结构工程设计中得到了很多认识与体会,衷心希望这些设计体会能给在今后的工程设计中的设计师带来些许的帮助,以便更好的提高我国建筑结构工程设计的质量。同时,我也发现一些存在的问题,为了医治好这样的弊病,作为一为合格的建筑结构工程设计师必须要在遵循各种建筑工程师规范和建筑施工规范下大胆灵活的解决这些结构设计方案上的“疑难杂症”。

参考文献

[1]陈思彤.刍议建筑结构设计中的抗震分析[J].建材与装饰.2017,10(09):120-127

[2]李均.建筑结构设计安全性问题及改善措施[J].建材与装饰.2017,09(09):98-110

[3]庞舒展.探究建筑结构设计中的常见问题及对应措施[J].建材与装饰.2017,11(07):78-90

浅析高层建筑结构设计的中震设计概念

浅析高层建筑结构设计的中震设计概念 发表时间:2016-06-27T14:51:54.553Z 来源:《基层建设》2016年5期作者:隆凡梅 [导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作,并提出一些个人见解以供参考。 摘要:对于普通建筑物的结构抗震设计,目前我国是以小震为设计基础,中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作,并提出一些个人见解以供参考。 关键词:中震设计概念;地震影响系数;荷载 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标,但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。 首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题: 1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定,仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定; 2在中震作用下,规范仅提出“中震可修”的概念设计要求,没有具体的抗震设计方法; 3“中震可修”的技术经济问题:可修的标准决定工程????造价、破坏损失、震后修复费用。 随着时代的进步,现在的建筑物体型复杂,结构新颖,超高超限越来越多,因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。 2 中震设计 2.1 为何要进行中震设计呢? 《抗规》条文说明1.0.1条指出,对大多数结构,可只进行第一阶段设计(即小震下的弹性计算),而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求,但前提是建筑物的体型常规、合理,经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物,在大震下的结构反应和小震完全不同,不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。 为达到各阶段抗震要求,须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计,其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。 2.2 中震设计的基本概念 抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时,要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度,即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10%的地震烈度。 中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展,它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡,业主(设计者)可选择所需的性能目标,而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点,设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言,利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现,给超限设计提供可靠的判断依据。 2.3 中震设计的分类 中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍(αmax=0.23)取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法,第一种按照中震弹性设计,第二种是按照中震不屈服设计。 首先明确一点,中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念,两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计,设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数,保留材料、荷载等分项系数,对应地保留了结构的安全度和可靠度,结构仍属于弹性阶段,属正常设计。中震不屈服设计,设计中除了地震内力不作调整,同时也取消了材料、荷载等分项系数,对应地不考虑结构的安全度和可靠度,结构已经处于弹塑性阶段,属承载力极限状态设计,是一种基于性能的设计方法。由此可见,中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计,而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。 3 基本方法及应用 根据中震设计的分类,以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法,介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。 3.1 中震不屈服设计 3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制 若场地安评报告提供实际的地震影响系数,则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数,屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。 3.3.2 SAWTE计算:地震信息中抗震等级均为四级;αmax按表3取值;总信息中风荷载不参加计算;勾选地震信息中的按中震(或大震)不屈服做结构设计选项;其它设计参数的定义均同小震设计。 3.3.3 MIDAS/Gen计算:主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级:四级;主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数:定义中震反应谱,在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可,β值按表3计算所得;总信息中风荷载不参加计算;主菜单→结果→荷载组合:将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0;主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数:将材料分项系数取为1.0;其它同小震。 3.3.4 ETABS计算:选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级:四级;定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱,地震影响系数最大值αmax取值,其余参数按《抗规》;静荷载工况中不定义风荷载作用;定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ;定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。 4 工程算例 4.1 示范算例 4.1.1 基本参数:二十二层框支剪力墙结构,三层楼面转换,无地下室,首、二层4.5米,标准层3.5米,总高79m。结构平面布置如图一所示。结构高宽比3.76,长宽比1.22;抗震参数,7 度,第一组,0.10g;场地II类;风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。

浅谈建筑设计院的发展与展望

浅谈建筑设计院的发展与展望 近年来建筑设计院面临内外部环境的变化,迫切需要虚报球一种适合自身的发展模式。这需要以战略为中心,系统思考如何围绕着发展战略,来重新规划组织结构、运营机制和人力资源管理体系以实现经营创新。首先,企业需要明确当前的核心能力在哪里,企业的资源如何,企业未来的发展方向是做大还是做专等等一系列战略性问题。然后,根据不同企业的战略思路和具体情况,选择适合自己的经营创新方式和途径。 目前来看,围绕着现有核心设计业务进行经营创新有两种方式:一是产品创新,二是区域扩张。例如住宅,我们可以针对不同类型客户进行细分,形成面向青年伴侣、小太阳、中青年、中老年等各类家庭的产品类型,实现产品创新。 现有业务经营创新的另一重点是进行区域扩张。在选择目标区域的基础上,区域扩张采用何种途径也需要思考。当前,国内建筑设计院实现区域扩张可以总结为四类模式。第一类模式是依靠核心技能,以优质设计服务进行扩张。第二类模式是自我发展、自建分支进行扩张。第三类模式是采用合并收购的模式进行扩张。第四类模式是采用连锁加盟、战略合作的模式进行扩张。 围绕着新业务发展进行经营创新也有两种方式:一是垂直一体化,二是多元化。 垂直一体化即从传统的建筑设计业务向产业上下游延伸。近年来,一大批建筑设计院纷纷开拓思路和视野,积极沿产业链展开延伸,除了进入相关的设计领域例如环境景观设计、装饰设计等,也进入项目管理、代建、投资咨询、招标代理等产业的上下游。这里的典型代表是华汇工程设计集团,其业务分为设计咨询、投资、工程承包施工三大板块,形成了从项目可研-勘察设计-工程施工-竣工验收的工程建设全过程服务链。 在多元化发展方面,建筑设计院更多的还是介入投资领域,这里面既包括了和建筑设计相关的房地产投资领域,例如浙江城建设计集团、厦门建筑设计院等通过自建、收购房地产公司进入房地产开发领域,也包括了利用企业的社会资源开展的其他投资和资本运作。

浅谈高层建筑结构设计的优化

浅谈高层建筑结构设计的优化 摘要:在社会经济快速发展的背景下,城市建筑用地资源日益紧张,高层乃至 超高层建筑项目不断兴起,在城市建筑领域中占据着相当重要的地位,并带动着 建筑行业的蓬勃发展。高层建筑项目建设中,结构设计的质量水平会对高层建筑 物的整体性能产生影响,如何对高层建筑结构进行优化设计是业内人士必须关注 的一项课题。本文即探讨在高层建筑结构优化设计中存在的不足之处,并提出了 高层建筑结构优化设计的解决措施与方法,望能够促进建筑结构设计方案的进一 步优化与发展。 关键词:高层建筑;结构;设计;优化 引言:高层建筑凭借着自身众多优势而成为当前城市建设中最重要的类型。 而结构设计的科学合理性对高层建筑的安全稳定性、适用性、耐久性及经济性等 有重大影响,因此优化高层建筑结构设计意义重大。高层建筑结构优化的主要目 的是在满足人们基本居住要求的前体下,实现对有限空间及资源的更合理分配, 以提升房屋的安全、舒适及美观性。建筑工程包含的内容众多,因此结构设计优 化的内容也是多方面的,在结构优化设计中,只有从多角度进行全面的优化设计,才能从整体上促进高层建筑结构优化设计水平的提高。 1、高层建筑历史与现状发展 在很早以前就有了结构化优化的思维,是在很多建筑设计者的实践中提炼出 来的,林同炎设计大师就是首次在国内提出结构化优化的方法。之后在我国高层 建筑迅速发展,目前发展已经十分惊人,各种优化方法也层出不穷。 在早前,手工画图时代,结构设计师都是依靠先把空间问题转换成平面问题。此时通过计算力学效应,逐步分析计算和考核,强度、整体受力情况都需要一一 验算核准,强调安全性,也要满足设计的基本要求。然后凭经验初取截面,再进 行强度验算校核、整体受力验算等步骤。由于受到当时条件制约,整体上要既要 实现经济,又要完全达到优化设计是很难达到的。随着计算机的普及,在建筑设 计上的应用,利用计算机来优化建筑设计结构,研究成果虽然取得了突破性的进展,但是应用上并不如人意。那是因为科研的结果与现实的运用在很大程度上有 一定的距离,现实中会考虑更多的约束条件,工程的复杂性在现实中得到体现。 不是科研中的简单函数关系就能处理完成,需要考虑实际情况。工程的复杂和不 可复制性,就决定了结构化优化的难度。 各种计算机语言和软件的出现,为建筑结构化设计提供了精准的计算,让设 计更有迅速。即便如此,科学研究的最优解和建筑实际的最优化还是有很大的区别,理论和实践区别在于实践的变化性。这就需要以实践为基础,更深入的去研究,从结构优化,到安全、美学、功能等方面进行优化。 2、设计高层建筑结构合理性所遵守的原则 2.1 高层建筑结构基础设计方案要合理 高层建筑场地的地址因素是决定高层建筑结构基础方案如何选择的参考依据。合理、有效的高层建筑结构基础方案的设计,必须结合相应的地址勘探条件,必 须切实、全面的考虑周边原有建筑群体、施工限制条件、地基荷载分布情况与高 层建筑结构类型等相互间的关联因素。 2.2 保证高层建筑结构设计方案的合理性

中国传统建筑外部空间设计理论探析

中国传统建筑外部空间设计理论探析 一、建筑组群的外部空间设计:中国古代建筑艺术的突出特色和卓越成就 在中国古代,建筑以组群布局方式在平面上展开,远比竖向发展更被注重,也更呈优势,形成了显著特色。与此同时,不胜枚举的优秀实例表明,诸如城市、宫殿、坛庙、寺观、陵寝、皇家园林、府邸、衙署等大规模建筑组群的外部空间的设计意象,从群体到单体,从整体到局部,都十分注重合理控制其体量和尺度,讲究空间程序的巧妙组织,力求其空间艺术效果,既能在远观时以整体性的宏大气势和魄力彰现特定的性格,也能在近观时以单体及局部细节构成的多姿多彩予人亲切细腻的感受,更能在行进时以各空间层次和景物生动有致的多样变化造成富涵审美情趣的知觉群的连续综合印象,达到很高艺术境界(图1)。 图1 1980年代的北京紫禁城:建筑组群在平面上展开,远比竖向发展更被注重,也更呈优势,形成显著特色。 事实上,在中国古代,很早就已拥有发展大尺度大体量建筑的技术实力。文献记载中以及遣存至今的许多“竣极天工”的台阁、明堂、佛塔等,就曾在建筑技术与艺术上显示出古代哲匠的惊人才智与成就。然而,历史上这些竖向发展而且体量尺度超人的建筑,却往往是通神、求仙、礼佛,或藉以炫耀皇权神授威势的“神的空间”。这些宗教性彼岸世界的崇拜物,或现

实世界的对立物和补充物,由于中国古代社会关注现实人生的实用理性精神的深刻制约,非但从未有过西方世界那种宗教迷狂式的膨胀性发展,相反,固有的和外来的宗教,都曾不断呈现出典型如佛教禅宗“见性成佛”那样的理性化取向,以及“舍宅为寺”那样的世俗化趋势。这样一来,建筑作为神的空间而以尺度超人的大体量和向上发展的趋向,终究只占了中国古代建筑总体上的很小比重。 另一方面,中国古代发展大尺度和大体量建筑的技术实力,很早就在曾长期领先世界、被盛誉为古代工程技术奇迹的大跨度结构原型上充分显示出来。诸如隋代赵州安济桥等的敞肩圆弧石拱券结构,跨度达37米;宋代汴京虹桥以及浙闽等地大量遗存的木叠拱结构,跨度可达42米;还有跨度可逾40米的伸臂桥;以及清代泸定桥等众多铁索、竹索、藤索桥所应用的悬索结构,跨度更远超百米;等等。在中国古代哲匠那里,运用这些先进的大跨度结构技术来建造屋盖,构筑大尺度大体量的室内空间,纵非举手之劳,也应是轻车熟路的事;然而,在中国古代建筑史上,无论文献记载亦或实物遗存,却从未有过这种室内空间的踪影。 其实,正如《墨子·辞过》强调过的那样:“为宫室之法,曰:高足以辟润湿,边足以圉风寒,上足以待雪霜雨露,宫墙之高,足以别男女之礼,谨此则止。是故圣王作,为宫室,便于生。”对此,《吕氏春秋·本生》更明确指出:“室大则多阴,台高则多阳,多阴则蹶,多阳则痿,此阴阳不适之患也。是故先王不处大室,不为高台。……昔先王之为苑囿园池也,足以观望劳形而已矣;其为宫室台榭也,足以辟燥湿而已矣。”嗣后汉代董仲舒《春秋繁露·循天之道》也质言:“高台多阳,广室多阴,远天地之和也,故人弗为,适中而已矣。” 显然,这种具有强烈的实用理性精神的价值取向,正是限定或阻绝中国传统建筑大尺度和大体量室内空间产生发展的基本原因。 另一方面,就像班固《西都赋》强调:“其宫室也,体象乎天地,经纬乎阴阳,据坤灵之正位,仿太紫之圆方。”中国古代建筑的发展,很早就同诸如《中庸》“参天地、赞化育”的天人合一的宇宙观、人生观和审美理想结下不解之缘。被视为“礼之具”即人伦道德载体的各种建筑,无论形制规模,或者布局中的方位、序列等等,都既要体现礼制的尊卑等级秩序,规范人的社会行为,还要遵循《周易》“崇效天”那样的观念,赋予阴阳五行和八卦九宫等“宇宙图式”象、数、理的意义,以组群方式依附大地并上应天象地有序组织起来。帝王奉天承运的都城和宫苑,固然要竭力体现如像《论语》倡导的“为政以德,譬如北辰,居其正而众星共之”的意象;即便是一般的住宅,也有诸如“五音姓利”、“福元游年”、“九星飞宫”、“五行穿宫”等讲究,力图构成如风水名著《黄帝宅经》主张的“阴阳之枢纽,人伦之轨模”,俾使“人宅相扶,感通天地”。中国古代建筑在平面上以组群布局展开,受到这种体天法地观念的深刻影响,也是一个不容忽视的基本原因。

浅谈高层建筑结构设计_0

浅谈高层建筑结构设计 上世纪末以来,城市化进程加速,城市人口激增,社会经济蓬勃发展,高层建筑在城市中越来越多。如今,城市中的高层建筑已经成为当地经济繁荣的重要标志。 标签结构设计;高层建筑;控制参数;载荷;抗震 1 高层建筑的特点 《高层建筑混凝土结构技术规程》规定,10层及10层以上和高度超过28 m 的钢筋混凝土民用建筑属于高层建筑。相比多层建筑而言,高层是向空中发展,容积率一定的情况下,建造高层建筑可以节省规划用地面积,提高城市绿化率,还可以缓解城市用地紧张的局面。 高层建筑基础需要计算确定深度,独立的高层建筑单体而言,基础埋深比较容易确定,但现今住宅多为数十栋高层建筑群,地下车库相互连接,这时,既要充分考虑地下车库应的侧向刚度作为高层建筑的侧限。 高层建筑比多层建筑多出较多的设备用房,如电梯、管道井等,这样就会增加建筑物的造价,增加公共面积;从建筑防火的角度看,高层筑的防火要求要高于中低层建筑,也会增加高层建筑的工程造价和运行成本。 2 高层结构设计体系特点 地震作用和风荷载的影响下高度的增加,水平作用对高层建筑结构安全的控制作用更加显著。高层建筑的抗震性能、抗侧刚度、承载能力、造价高低,与所采用的结构系统密切相连。不同的层数、高度应采用不同的结构体系。 2.1 筒体结构 单个筒体可分为实腹筒、框筒和桁筒。平面剪力墙组成空间薄壁筒体,即为实腹筒;框架通过减小肢距,形成空间密柱框筒,即框筒;筒壁若用空间桁架组成,则形成桁筒。实际结构中除烟囱等构筑物外不可能存在单筒结构,而常常以框架—筒体结构、筒中筒结构、多筒体结构和成束筒结构形式出现。在层数很多或设防烈度要求很高时,可用筒体结构。 2.2 剪力墙结构体系 利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构,称为剪力墙结构体系。剪力墙结构体系于钢筋混凝土结构中,由墙体承受全部水平作用和竖向荷载。现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好,刚度大,在水平荷载作用下侧向变形小,承载力要求也容易满足。但剪力墙结构体系平面布置不灵活,结构自重往

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高层建筑结构设计分析论文 1结构分析及设计分析 1.1分析三种重要的体系 1.1.1剪力墙体系 剪力墙结构是利用建筑的内、外墙做成剪力墙以承受垂直和水平荷载的结构体系。剪力墙的变形状态和受力特性同剪力墙的开洞情况联系密切,其中依据轧受力特性的不同,单片剪力墙可以分为特殊开洞墙和单肢墙。类型不同的剪力墙,对应的也会有不同的截面应力分布,所以,在对位移和内力进行计算时,也应该对不同的计算和设计方法进行使用,将平面有限元法应用到剪力墙的结构计算中。此种方法能够比较准确地完成计算,能够应用到各类剪力墙之间,然而,也有一定的弊端存在于这种方法中,其有着较多的自由度。所以,在具体的应用时,较为普遍地应用了开洞墙这一类型。 1.1.2筒体结构 筒体结构分为框架—核心筒、筒中筒等结构体系,其中框架—核心筒受力特点为框架主要承受竖向荷载,筒体主要承受水平荷载,变性特点类似于框架剪力墙,但抗侧刚度较大。依据不同的计算机模型处理手段,有三种类型的分析方法:主要为离散化方法、三维空间分析和连续化方法,其中三维空间方法的精确性会更高。 1.1.3框架—剪力墙体系 框架—剪力墙结构,是由若干个框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的建筑结构体系。此种结构位移和内力等计算方法尽管种类较

多,然而,连梁连续化假定方法会经常被使用,在对位移协调条件进行计算时,应该按照框架水平位移和剪力墙转角进行设计,将外荷载和位移的关系用微分方程建立起来。然而,应该考虑需求和因素量会存在的差异,所以,也会有着不同形式的解答方式。 1.2具体的设计与分析 1.2.1合理地确定水平荷载 每一个建筑结构都应该一同承受风产生的水平荷载和垂直荷载,对于抵抗地震的能力也应该具备。高层建筑中,尽管结构设计会较大程度上受到竖向荷载的影响,然而,水平荷载却占据着重大的比重。随着不断增多的高层建筑层数,在高层建筑的结构设计中,水平荷载成为了其中一个重要的影响因素。首先,由于楼面使用荷载和楼房自重在竖构件中发挥的功能,对应水平荷载会将一定的倾覆作用施加到结构中,并且竖构件中就会出现高层建筑结构的作用力;其次,就高层建筑结构而言,地震作用和竖向荷载,也会跟着建筑结构的动力情况而出现较大的改变。 1.2.2合理地确定侧控 同低层建筑不同,在高层建筑结构设计中,结构侧移已经成为 了其中一个非常重要的影响因素。随着不断增加的楼层数量,结构侧移在水平荷载侧向变形下会逐渐增大。在高层建筑结构进行设计中,不但规定结构要有一定的强度,对于荷载作用带来的内力能够有效的予以承受,同时,还应该确保具备一定的抗侧刚度,确保在某一限度内控制结构在水平荷载作用出现的侧移情况。

浅谈建筑设计行业如何长期发展

行业发展时局与可持续发展思考 建筑设计行业应按照科学发展观的要求,整合现有资源,以新的观念、新的形象、新的方法、新的角度做好工程设计工作,努力寻求和探索建筑设计业的科学发展之路。1)大型建筑设计企业要做强做大大型建筑设计企业要同时关注技术市场、工程市场和资本市场的发展,在做强做优设计主业的同时,不能只依靠单一建筑设计“技术”优势,而是要依靠延伸产业链条、提供建筑工程全过程管理服务的综合优势能力,才能适应竞争需要。必须强化延伸产业链、提升价值链的能力,通过产业链上下延伸,有效带动策划、规划、咨询和工程承包等相关业务发展,并真正发挥带动作用;通过不断提高价值链,促进服务产品不断走向高附加值。与此同时,要利用资本运作提升设计企业研发中心技术水平和优势,促使企业承揽更多大型建设项目和扩大工程的总承包项目。将资本和技术有机结合,用资金保证建筑实用技术的研究与开发,保证产业化投入规模,解决企业的发展瓶颈,增强企业可持续发展能力。2)中小型建筑设计企业要做精做专中小型建筑设计企业要在提升设计技术专业化、特色化发展水平上实现突破,可以向专业设计所或专业设计公司转化,从事某一专业或某种专门技术设计(如节能设计、医疗设计、住宅设计和钢结构设计等),提高专业化程度,形成自己的技术优势和专业优势。也可以和施工企业重组联合,或进入企业集团,发挥各自优势,增强自身抗风险能力。另外,小型建筑设计企业要服务于广大村镇建设,为社会主义新农村建设服务。 3)实现股权多元化的探索目前,建筑设计行业早期完成产权制度改革的单位,股权模式在由全员持股转向要素持股,混合型所有制也成为了一种新的探索与选择。企业是否上市、股权是否多元、员工是否持股等,是在企业未来发展的探索中需要思考的内容。总之,随着市场竞争加剧、融投资体制改革深化及科学发展观理念逐步深入,我国建筑设计行业正面临深层次转型,业内企业面临持续变革。建筑设计行业要按照科学发展观的要求,以科学的发展观统领行业发展的全局,尊重客观规律,以科学的态度看待行业发展,以科学的思想指导行业发展,以科学的精神谋划行业发展,以科学的方法促进行业发展。建筑设计行业要树立先进的咨询设计理念,坚持科学客观公正的行业标准和执业道德,为提高工程质量和效益发挥重要作用;要进一步解放思想和落实科学发展观,加快行业与企业改革发展,为“推动国民经济实现又好又快发展,建设资源节约型、环境友好型社会,实现可持续发展”目标作出新的更大贡献。

浅谈建筑外部空间设计

浅谈建筑外部空间设计 摘要:旧建筑行业思想中把设计范围集中于室内空间,认为搞好室内环境规划才是工程设计的重点。随着审美观念的积极转变,广大业主开始关注于建筑物外部空间的规划情况,以此来衡量建筑物是否符合个人居住或使用的要求。外部空间设计并非单独式的设计处理,而是要经过多方面考察才能取得预期的设计效果,这就要求设计人员从整体角度出发,科学地编制空间设计方案。 关键词:建筑外部;空间;设计 旧建筑行业思想中把设计范围集中于室内空间,认为搞好室内环境规划才是工程设计的重点。随着审美观念的积极转变,广大业主开始关注于建筑物外部空间的规划情况,以此来衡量建筑物是否符合个人居住或使用的要求。现以居住建筑为例,分析了外部空间设计的相关问题。 一、建筑外部空间的重要性 从结构层次划分,建筑物由内、外两部分空间构成,主要空间范围集中于室内。这也导致早期设计师们将建筑设计的重点局限于室内规划,对外部空间设计缺乏必要的改进措施。新时期建筑行业思想进行了多方面的改革,外部空间设计开始受到业务及设计师的高度关注,这同样关系着业主日常居住的生活质量。建筑外部空间设计现实意义,如图1,具体情况:首先,增加了住宅区内的空间感,对建筑物之间的空间距离详细规划,从宏观上呈现了建筑之美;其次,改善了居住环境的优越感,强调外部空间设计扩大了住户们的户外活动场地,为其提供休闲、运动、娱乐等场所。 图1外部空间设计的意义 二、外部空间设计的常用方法 外部空间设计并非单独式的设计处理,而是要经过多方面考察才能取得预期的设计效果,这就要求设计人员从整体角度出发,科学地编制空间设计方案。就目前建筑行业设计状况而言,外部空间比较常用的设计方法包括: 1、渗透法。注重空间结构的有效划分,有助于外部空间资源的高效利用。渗透法强调了外部空间设计的融合性,内外空间的相互延伸及渗透,这是空间的连续和相互作用造成的时空的连续。如:中国古典园林中的借景与对景都是空间的延伸和渗透,灵活应用两种景象把不同的设计寓意整合起来,这种设计方法扩大了空间的美感度。 2、层次法。要创造有秩序而丰富的外部空间,就要考虑空间的层次。如:面对注重实用功能的住宅区,建筑设计对于运用空间就要有空间导向,就要有序

浅谈钢结构在某高层建筑结构设计中的实际应用

浅谈钢结构在某高层建筑结构设计中的实际应用 摘要:在高层建筑结构设计中,钢结构设计是一项复杂且艰巨的工作,科学、合理应用钢结构,可优化和完善高层建筑结构,提高建筑的整体质量。本文结合高层建筑的实际情况,对钢结构在高层建筑结构设计中的应用进行分析与探讨,以推动城市高层建筑的发展。 关键词:高层建筑;结构设计;钢结构;应用 随着社会经济的迅速发展,高层建筑日益驱多,其在城市发展过程中发挥着重要的作用,是城市发展的缩影。由于高层建筑自重大,结构构件的截面尺寸也相应较大,在高层建筑结构设计中,钢结构的应用越来越广泛。钢结构设计是高层建筑整体结构设计中不可忽视的重要环节,关系到高层建筑整体的施工质量,因此需给予高度重视。本文着重阐述某高层建筑结构设计中钢结构的应用情况。 1 工程概况及结构选型 某高层建筑工程共43层,其中地上40层,地下3层,总建筑面积13万m2,建筑物总高度167m。抗震设防烈度为6度。 高层建筑钢结构的类型,按材料区分有全钢结构、钢-混凝土组合结构和钢-混凝土混合结构3种类型,根据工程条件和特点,结合建筑使用功能、荷载情况、材料供应等因素,本工程采用了钢-混凝土组合结构,其结构型式如下:地下3层至地上3层均采用框架-筒体结构,第4层为梁式转换层,层高3.5m,梁截面尺寸最大为1200mm×3500mm,板厚190mm,5层以上采用剪力墙-核芯筒结构。基础方案为预应力管桩,采用型钢混凝土柱,±0.000楼面采用钢筋混凝土楼板及型钢混凝土梁。 2 钢结构的设计 根据结构受力情况,型钢混凝土梁柱中的型钢均采用Q345B级钢材。高强度螺栓采用10.9级扭剪型高强螺栓,表面喷砂处理,摩擦面抗滑移动系数取0.45。 采用实腹式┼字形为型钢混凝土柱中型钢的截面形式,型钢混凝土柱中的型钢含钢率控制在5%左右,而型钢混凝土梁中的型钢则采用H型钢,采用中国建筑科学研究院编制的PKPM系列程序中多、高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE进行整体计算,并根据计算结果合理调整梁柱截面钢筋及钢骨大小。本工程若采用钢筋混凝土柱,则底层柱的截面需要1600mm×1600mm,而采用钢骨混凝土柱,底层柱的截面仅需要1100mm×1100mm。 钢板的厚度均不小于6mm,一般为翼缘厚度≥20mm,腹板厚度≥16mm;由于在轧制过程中,较厚的钢板存在各向异性,常在焊缝附近形成约束,焊接时易引致层状撕裂,很难保证焊接质量,因此当钢板厚度大于36mm时,必须按《厚

浅谈高层建筑结构设计的重点和难点

林业科技情报2014Vol.46No.1 浅谈高层建筑结构设计的重点和难点 梅雅莉 (黑龙江省林业设计研究院) [摘要]由于我国人口数量的增多,为解决住房等问题需要发展建筑行业,尤其是要发展高层建筑行业。随着建筑高度的不断增加,建筑的形式和结构功能也变得复杂多样,因此,高层建筑的结构设计工作便成为建筑工程师在设计过程中的重点和难点。本文着重对高层建筑结构设计过程中应注意的问题进行分析。 [关键词]高层建筑;结构设计;重点问题 Discussion On The Emphasis And Difficulty Of The Structure Design For High-Rise Building Mei Yali (Forest Designing AndResearch Institute Of Heilongjiang Province) Abstract:With the increasing for the population in our country,it is necessary to develop architecture industry,es-pecially the high-rise buildings,to solve the housing problem.Associated with the increasing number for the high -rise building,the type of the architecture and the structure function has got much more complex.As a result,the design for high-rise building becomes the emphasis and difficulty for the architecture engineering worker.The par-ticle mainly analyzes the problem emerging from the high-rise building design process. Key words:high-rise building;structure design;emphasis problem 1高层建筑结构设计的概况及意义 随着我国城市化进程不断加快,城市人口显著增多,高层建筑在城市建设中发挥着越来越重要的作用。即使在建筑设计理念和方法日益先进的今天,仍会因为高层建筑复杂的结构,较广的学术知识涉及和较大的工程量而出现设计失误的现象。高层建筑结构设计的意义有:首先,如果建筑所使用的面积一定,设计和建造高层建筑可以获得相对多一些的使用面积,可以解决城市用地紧张、房价高涨等问题。另一方面,精美的高层建筑设计还可以改善城市的外观,或者说成为城市的一道风景。比如马来西亚的石油大厦和上海的金茂大厦等等。而如果设计的建筑高层密度、结构不合理,就会给城市带来热岛效应,影响城市居民的生活环境,甚至由于高层的玻璃因反光而发生光污染的现象。其次,如果是在建筑面积与建设场地面积的比值一定,那么建造高层建筑就会有效地节约城市土地面积,得到更多的空闲地面,用这些空闲出来的地面来进行城市绿化或者供人们休息娱乐。与此同时,建筑高层的土地结构设计会为城市带来更充足的日照、更良好的采光和通风效果。在新加坡新建的居住区中,由于建造了很多的高层建筑群,得到了许多空闲的地面,使人们的休闲活动空间也得到了拓展。最后,一般情况下,高层建筑也可以使人们的内心得到舒展,所以说高层建筑对于城市人们的生活非常重要。因此,高层建筑的结构设计也非常重要,良好的建筑结构可以使人们生活得更加安全,更加舒心。也会使城市更加美观,拥有良好的生态环境。高层建筑结构设计师们要发挥自己的所学所能,设计出美观、经济、实用的高层建筑。 2高层建筑结构设计中应注意的问题 在高层建筑结构的设计中,我们需要注意一些问题,主要有以下几方面。 2.1剪力墙的设计 在高层建筑中,剪力墙对建筑有着重要的影响,所以,在剪力墙的设计过程中,要充分考虑剪力墙的结构体系。也就是以建筑物墙体作为承受水平、竖向荷载的结构,要求混凝土剪力墙具有较好的结构,较强的刚度,以满足其承载力的要求。在对剪力墙进行计算配筋时,切记要为墙肢一端配筋。在短肢剪力墙相对较多的结构中,将较短的墙段划为约束边缘的构件是不妥的,这会使墙肢中和轴附近的钢筋无法发挥作用。另外,剪力墙间距也不能过大,因为这会使得平面的布置显得死板,无法满足公共建筑功能需求。此外,一旦剪力墙自身的结构过大,高度超过标准就会引起悬臂墙变形, · 03 ·

浅谈建筑的发展和设计理念

浅谈建筑的发展和设计理念 建筑是人们用土、石、木、钢、玻璃、芦苇、塑料、冰块等一切可以利用的材料,建造的构筑物。建筑的本身不是目的,建筑的目的是获得建筑所形成的“空间”。对于这个“空间”考虑的因素日益完善,逐渐趋于智能、绿色、节能、环保等。 标签建筑;材料;空间;智能;绿色;节能;环保 1 建筑的发展历史 在中国几千年的古代封建社会里,虽然政治上有二十余朝皇帝的更替,文化上有多次的对外交流,但是中国的建筑,在中国整个环境总影响之下,虽各个时代有时代的特征,其基本的方法及原则却始终一贯。 2 古代建筑 2.1 中国古建筑以木材、砖瓦为主要建筑材料,以木构架结构为主要的结构方式。此结构方式,由立柱、横梁、顺檩等主要构件建造而成,各个构件之间的结点以榫卯相吻合,构成富有弹性的框架。木构架结构很类似今天的框架结构,由于木材具有的特性,而构架的结构所用斗拱和榫卯又都有若干伸缩余地,因此在一定限度内可减少由地震对这种构架所引起的危害。“墙倒屋不塌”形象地表达了这种结构的特点。 2.2 平面布局具有一种简明的组织规律就是以“间”为单位构成单座建筑,再以单座建筑组成庭院,进而以庭院为单元,组成各种形式的组群。 2.3 古代建筑造型优美尤以屋顶造型最为突出,主要有庑殿、歇山、悬山、硬山、攒尖、卷棚等形式。庑殿项也好,歇山顶也好,都是大屋顶,显得稳重协调。 2.4 运用彩绘和雕饰。彩绘具有装饰、标志、保护、象征等多方面的作用。油漆颜料中含有铜,不仅可以防潮、防风化剥蚀,而且还可以防虫蚁。 3 现代建筑 一批青年建筑师提出了比较系统及激进用于建筑创作改革的主张,因而大大的推动了建筑改革。对于这些年青建筑师所提出的观点,当时有过许多不同的名称,诸如功能主义、客观主义、实用主义、理性主义以及国际式建筑等等。但是在20世纪50年代以后,则有更多人称之为现代主义或现代派,现在则称之为现代主义。 建筑设计中逐渐更加强调建筑三要素(艺术、技术、空间)中技术的成分,

浅谈我国建筑设计方法的现状和发展研究

浅谈我国建筑设计方法的现状和发展研究 发表时间:2018-07-16T11:13:21.203Z 来源:《基层建设》2018年第16期作者:何文湘 [导读] 摘要:随着我国经济的不断发展,人们生活水平不断的提升,现我国居民对住房、办公建筑等要求也不断提高,使得建筑设计行业发展迅速。 上海建筑设计研究院有限公司 200041 摘要:随着我国经济的不断发展,人们生活水平不断的提升,现我国居民对住房、办公建筑等要求也不断提高,使得建筑设计行业发展迅速。而我国建筑设计方法仍存在着建筑个性化设计不足、人性化设计欠缺、设计理念不明确等问题,导致建筑缺乏艺术美感,不利于其发展。应该不断培养创新型设计人才,强化设计理念,增加个性化、人性化的设计部分,让建筑符合社会发展趋势,并通过建筑材料、格局的整改,以实现绿色化、可持续发展的目标,推动我国建筑行业的发展进程。 关键词:设计理念;创新 探讨建筑设计方法包括建筑理念确定、图纸测绘等方面,但我国的建筑设计方法还处在发展阶段,存在一定的弊端,如设计理念不明确、前期勘测工作不到位、创新能力不足等,这些问题影响着建筑的发展。要正视问题所在,不断调整设计方法以适应多变的市场,并深化绿色、节能的理念,增加个性化设计风格,逐步实现建筑的现代化建设。 1 我国建筑设计方法的现状 1.1 建筑设计方法中人性化体现较少 建筑本身的意义就是为了满足人们的居住、办公等需求,在此基础上进行艺术美感的创造,而设计者往往在建筑设计的过程中,忽视了建筑自身的存在意义,过分的追求视觉上的美感,导致建筑设计的成效不佳、不尽人意。如,某些设计者设计的建筑功能性、适应性发挥作用不大,不能有效的满足人们的正常需求,甚至给使用者造成一定的不便与隐患,导致建筑的设计很失败,出现了不利的声誉以及经济的巨大损失。而仅仅是做到了功能性设计的建筑也不能顺应时代的潮流,部分建筑缺乏美观性,不符合大众的审美观,缺乏个性化的体现,使得设计的建筑难以在市场中博得大众的欢心,导致经济效益低下,不利于建筑自身的发展。这样缺乏人性化体现的建筑设计方法,急需处理与解决。 1.2 建筑设计理念不明确 建筑的设计理念是建筑的灵魂,只有具备科学的设计理念,才能塑造出完美的建筑。但目前,部分建筑设计缺乏明确的设计理念的现象十分严重,限制了建筑行业的发展与进步。如建筑设计缺乏先进的理念,不能将传统的中国文化与国外的建筑文化相结合,不能将两者的设计理念相结合,使得建筑设计过于单一或者建筑风格难以把持,不利于建筑的设计与发展;建筑设计缺乏绿色、环保的意识,运用大量的不可回收、不可再次利用的建筑材料,给建筑后期的拆除带来危害与不利;在设计时,不顾及经济效益,不能做到建筑资源的整体调控,有效的利用剩余材料,使得出现了建筑资源浪费的问题,提高了建筑设计成本,造成生命安全问题。 1.3 建筑设计者缺乏创新思维 我国建筑设计者的综合素质水平参差不齐,普遍较低,缺乏先进的设计理念,没有系统性的建筑设计理论知识体的创新能力,这样缺乏创新思维的建筑设计,阻碍了建筑设计行业的发展。 2 我国建筑设计方法的发展前景 2.1 加强建筑设计中人性化设计 建筑设计是将建筑的功能性与美观性有机结合的过程,要不断增强建筑自身的功能性、适应性,以满足人们的正常需求,辅助人们工作,简化操作流程;并要不断提升建筑的艺术美感,使人们能领略到建筑的美,进而体悟生活的美。如,设计者应该做好前期准备工作,进行实地考察,还可以进行市场问卷调查,收集各项信息数据,选择合理的分析软件,进行综合分析与设计,以了解潜在客户的实际需求,并根据具体情况进行主要功能性的建筑设计,这样更好的把握市选择出灵活度更好、可塑性更强的材料,以便设计出更加别具一格的建筑风格;采取科学、合理的颜色搭配、材质搭配,更好的突出人性化的设计,为建筑增加亮点,也促进经济、社会效益的增收。 2.2 强化建筑设计理念 良好的设计理念能够有效的指导建的设计与施工,以及吸引潜在客户及更好的服务客户。建筑应该具备先进的设计理念,可以将传统的文化与国外的地域风情相结合,并结合当地人们的生活习俗,进行建筑设计理念的创新,打造出具有鲜明特色、别具一格的新式建筑,使得经济效益不断提升,并增加市场影响力,推动建筑的发展;加强绿色、环保设计理念的创新,对市场建筑材料进行进行结构塑造,并根据建筑设计的理想目标进行设计与创新;优化资源配置,科学、合理的调整各项资源,提高工作效率,提升资源利用率,避免建筑材料的大量浪费现象出现;在材料使用过程中,按照正确的方式进行整改,避免产生二次危害,威胁人们的生命安全。 2.3 不断培养建筑设计者的创新意识 应该聘用综合素质水平高的建筑设计者,以提高建筑的设计水平;并对已工作的建筑设计者进行综合素质培训与考核,增加建筑设计的实习机会,提升设计者的专业水平,有利于建筑设计行业的蓬勃发展;而建筑设计者的本身,要树立正确的价值观、职业观,主动参加各种培训与实习,不断丰富个人经验,增强技术水平,并积极投身于设计工作中,勤于发现,勇于创新,能够运用自身的专业知识设计出符合社会发展需求的建筑来,既发挥了个人价值,也推进了建筑设计行业的不断进步。 3 结语 总而言之,建筑设计是一项操作繁琐且任重而道远的工作,需要综合考虑各项指标、经济与社会效益等,为应对建筑设计中存在的设计理念不明确、个性化设计欠缺、现代科技应用不足等问题,应该不断培养综合素质水平高的设计者,充分做好设计的准备工作,掌握基础理论与实际情况,优化资源配置;强化建筑设计理念,不断融入绿色、环保新概念,改善建筑整体的功能性、适应性;加强创新能力,通过对建筑材料、布局等的科学调整,推动建筑设计的发展。 参考文献: [1]徐海滢.浅谈现代建筑设计方法的创新[J].长沙铁道学院学报,2010(03):234 ~235.[2]李铭茜.浅析现代建筑设计方法的创新[J].城市建筑理念研究,2015(16):283 ~284.

浅谈高层建筑结构设计

浅谈高层建筑结构设计 发表时间:2010-05-26T16:55:04.717Z 来源:《赤子》2010年第2期供稿作者:姜亚同鲁保义[导读] 近年来,随着社会的发展与进步,高层建筑的逐渐增多,掌握好高层结构设计的要点就显得尤为重要了。姜亚同鲁保义(哈尔滨学院土木工程系,黑龙江哈尔滨 150000)摘要:近年来,随着社会的发展与进步,高层建筑的逐渐增多,掌握好高层结构设计的要点就显得尤为重要了。针对高层结构设计的特点 以及经常遇到的问题进行了简单阐述,旨在为高层结构设计提供一定的参考。关键词:高层结构设计;结构计算;分析;地震力引言 伴随着城市化进程的逐渐发展,高层建筑已成为建筑业的主题,而钢筋混凝土高层建筑越来越多的问题在设计中呈现出来,为了避免在钢筋混凝土高层结构设计过程中少犯或者不犯这些错误,特系统分析了下列问题以供参考。 1 高层建筑结构选型注意的问题 1.1结构的规则性问题。 新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动,新规范在这方面增添了相当多的限制条件,例如:平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,而且,新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此,结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。 1.2结构的超高问题。 在抗震规范与高规中,对结构的总高度都有严格的限制,尤其是新规范中针对以前的超高问题,除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外,增加了B级高度的建筑,因此,必须对结构的该项控制因素严格注意,一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度,其设计方法和处理措施将有较大的变化。在实际工程设计中,出现过由于结构类型的变更而忽略该问题,导致施工图审查时未予通过,必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况,对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。 1.3嵌固端的设置问题。 由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防,嵌固端有可能设置在地下室顶板,也有可能设置在人防顶板等位置,因此,在这个问题上,结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面,如:嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题,而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。 1.4短肢剪力墙的设置问题。 在新规范中,对墙肢截面高厚比为5~8的墙定义为短肢剪力墙,且根据实验数据和实际经验,对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制,因此,在高层建筑设计中,结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙,以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。 2 高层建筑结构计算与分析中应注意的问题 2.1结构整体计算的软件选择。 目前比较通用的计算软件有:SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等,但是,由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异,因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以,在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件,并从不同软件相差较大的计算结果中,判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的,哪个又是意义不大的,这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则,如果选择了不合适的计算软件,不但会浪费大量的时间和精力,而且有可能使结构有不安全的隐患存在。 2.2是否需要地震力放大,考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。 该部分内容实际上在新老规范中都有提及,只是,在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。 2.3振型数目是否足够。 在新规范中增加一个振型参与系数的概念,并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中,并未提出振型参与系数的概念,或即使有该概念,该参数的限值也未必一定符合新规范的要求,因此,在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断,并决定是否要调整振型数目的取值。 2.4多塔之间各地震周期的互相干扰,是否需要分开计算。 一段时间以来,大底盘、多塔楼的高层建筑类型大量涌现,而在计算分析该类型高层建筑时,是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算,还是将结构人为地分开进行计算,是结构工程师必须注意的问题。如果多塔间刚度相差较大,就有可能出现即使振型参与系数满足要求,但是对某一座塔楼的地震力计算误差仍然有可能较大,从而便结构出现不安全的隐患。 2.5非结构构件的计算与设计。 在高层建筑中,往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。对这部分内容,尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时,由于高层建筑的地震作用和风荷载均较大,因此,必须严格按照新规范中增加的非结构构件的计算处理措施进行设计。 总结 随着城市人口的增多,高层建筑的设计向着更加复杂而迈进,只有更好的注意各个方面的问题,以科学严谨认真负责的态度对待高层设计过程中的每个环节,才能避免错误的发生。参考文献 [1]黄林青,李元美,胡志旺.多高层建筑结构设计[Z]2004. [2]吕西林.高层结构设计[Z].2002.

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