試論建筑結(jié)構(gòu)設計要點

1、<p>　　試論建筑結(jié)構(gòu)設計要點</p><p>　　摘要：建筑結(jié)構(gòu)設計是個系統(tǒng)的,全面的工作。需要扎實的理論知識功底,靈活創(chuàng)新的思維和嚴肅認真負責的工作態(tài)度。作為設計人員,要掌握結(jié)構(gòu)設計的過程,保證設計結(jié)構(gòu)的安全,還要善于總結(jié)工作中的經(jīng)驗。通過加深對建筑結(jié)構(gòu)設計特點的認識,注意結(jié)構(gòu)設計中常見的問題,可以有效地提高結(jié)構(gòu)設計水平。 </p><p>　　關鍵詞：建筑;結(jié)構(gòu)設計;要點

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：S611文獻標識碼：A 文章編號： </p><

5、p>　　1建筑結(jié)構(gòu)設計特點 </p><p><b>　　1.1 科學性 </b></p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)設計是以數(shù)學、力學為理論基礎,借助現(xiàn)代計算機技術進行的一種應用性技術。一個結(jié)構(gòu)工程師應該善于抽象建筑結(jié)構(gòu)的理論模型,善于用數(shù)學和力學只是分析建筑結(jié)構(gòu)的工作機理,只有這樣才能具有較強的認識能力和適應能力。 </p><p><

6、;b>　　1.2 應用性 </b></p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)設計必須講究經(jīng)濟效益,一個成功的建筑結(jié)構(gòu)設計,技術上先進合理,經(jīng)濟上效益顯著。 </p><p><b>　　1.3 實踐性 </b></p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)設計是一種工程實踐活動,沒有一個工程師是直接從大學畢業(yè)生馬上變成一個成熟的工程師,而是必須經(jīng)過一個較

7、長時間的工程設計鍛煉。 </p><p><b>　　1.4 復雜性 </b></p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)設計的復雜性首先表現(xiàn)在設計中各種因素的不確定性,建筑結(jié)構(gòu)設計是一個具有多解而沒有標準答案的問題,作為一名結(jié)構(gòu)工程師,我們需要找到一個相對最優(yōu)的方案。 </p><p><b>　　1.5 創(chuàng)新性 </b></p

8、><p>　　建筑結(jié)構(gòu)設計作為一種技術服務行業(yè),在設計市場競爭激烈形勢下,要想獲得開發(fā)商的項目,必須提供比別人更加合理經(jīng)濟的結(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)設計要點 </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)體系應當是剛?cè)岵⒅?，工程實踐表明，結(jié)構(gòu)太剛則變形能力

9、差，強大的破壞力瞬間襲來時，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法使用甚至全體傾覆。顯然對于結(jié)構(gòu)設計人員來說，結(jié)構(gòu)怎樣選取以達到剛?cè)岵⒅剡@是設計核心之一。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)生變形以適應外力，太柔的結(jié)果必然是太大的變形，甚至會導致立足不穩(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?。必要剛度可有效地控制建筑變形在?/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 多道防線設計。 </p><p>　　安全的建筑結(jié)構(gòu)體系必須做到層層設防的，當遇到突如其來的荷載時，建筑中所有抵抗外力的結(jié)構(gòu)都在通力合作，而不應當把荷載全部寄托在某個單一的構(gòu)件上。如工程實踐表明，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)了多道防線的設計思路。即使在設計中結(jié)構(gòu)的計算是正確的，但

11、要絕對安全的防備構(gòu)件是不存在的，所以多道防線設計是應當考慮的。 </p><p>　　2.3 強柱弱梁的設計思想。 </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，那么整個結(jié)構(gòu)就變成了幾何可變體。結(jié)構(gòu)將在瞬間就會倒塌。所以很明顯

12、，就是把柱子做的盡量強，配筋考慮加大（不要過于加大截面，因為截面越大剛度越大，剛度越大則分到的地震力也就越大）。梁的配筋則相對考慮減小一些，尤其是支座位置的配筋不要過于超過計算值。具體的量是靠經(jīng)驗的，如果經(jīng)驗不足，有個比較簡單的方法：在設計柱子的時候，把“中梁剛度放大系數(shù)”減小一些，而設計其他構(gòu)件和計算書的時候則填寫正常數(shù)值。這樣做的原理，就是設計柱子的時候考慮柱子分擔的地震力多一些，并且以這個標準布置配筋。 </p>&

13、lt;p>　　2.4 相對靜定結(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?？紤]結(jié)構(gòu)的受力特點，應主要從結(jié)構(gòu)的軸力和彎矩進行分析，在無彎矩的情況下，軸力在截面上時均勻分布，能夠充分利用材料的強度；而彎矩產(chǎn)生的應力在截面上為三角形分布，沒有充分利用材料的強度，因此，在結(jié)構(gòu)的受力特點分析中主要考慮結(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)。在實際工程中，除考慮受力特點之外，還應考慮結(jié)構(gòu)的施工、幾何特點、構(gòu)造本身。如：簡支粱結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，桁架結(jié)構(gòu)便于進行安裝，但桿件較多，結(jié)點構(gòu)造比較復雜。 </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。 </p><p>　　（2）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。因為樓面荷載由縱向梁傳至柱子，所以橫向梁的跨度較小，有利于設備管道的穿行；當在房屋開間方向需要較大空間時，可獲得較高的室內(nèi)凈高；另外，當?shù)鼗恋奈锢砹W性能在房屋縱向有明顯差異時，可利用縱向框架的剛度來調(diào)整房屋的不均勻沉降?？v向框架承重方案的缺點是房屋的橫向抗側(cè)剛度較差，進深尺寸受預制板長度的限制。 </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)設計中通常都會遇到，整體式樓梯按照結(jié)構(gòu)形式和受力特點不同，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，應用較為經(jīng)濟的、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)受力復雜，設計

18、與施工較困難，用鋼量大，造價高，在實際中應用較少。 </p><p>　　板式樓梯由梯段板、平臺板和平臺梁組成。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。故當梯段水平方向跨度小于或等于3.5m時，才宜用板式樓梯。梁式樓梯由踏步板、斜梁、平臺板和平臺梁組成。踏步板支承在兩端的斜梁上，斜梁可設在踏步下面，也可設在踏步上面。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。一般當樓梯水平投影跨度大于3.5m時，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的經(jīng)濟優(yōu)勢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，會被人工費抵消。 </p><p>　　4.2 樁基礎設計 </p><p>　　樁基礎設計也是建筑結(jié)構(gòu)設計中經(jīng)常會遇到的一個環(huán)節(jié)，合理的樁基礎設計是確保結(jié)構(gòu)基礎受力以

20、及節(jié)省樁工程造價的一個重要方面。 </p><p>　　所有樁基均應進行承載能力極限狀態(tài)計算包含的以下幾個方面：1）根據(jù)樁基的使用功能和受力特點進行樁基的豎向（抗壓或抗拔）承載力和水平承載力計算，某些條件下尚應考慮樁、土、承臺相互作用產(chǎn)生的承載力群樁效應。2）對樁身及承臺承載力進行計算，對于樁身露出地面或樁側(cè)為液化土、軟土中細長樁尚應進行樁身壓曲驗算，混凝土預制樁尚應按施工階段吊運、運輸和錘擊作用進行強度驗算。3

21、）樁端平面以下存在軟弱下臥層時，應驗算軟弱下臥層的承載力。4）位于坡地、岸地的樁基應驗算整體穩(wěn)定性。5）對樁基抗震承載力驗算。另外有些情況還需要驗算的建筑樁基的變形。如樁端持力層為軟弱土的一、二級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建筑樁基應驗算沉降，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髧栏竦囊患壗ㄖ痘鶓炈闼阶兾弧?</p><p><b>　　5

22、結(jié)語 </b></p><p>　　總之,結(jié)構(gòu)設計是個系統(tǒng)、全面的工作,需要扎實的理論知識功底,靈活創(chuàng)新的思維和嚴肅認真負責的工作態(tài)度。千里之行,始于足下。設計人員要從一個個基本的構(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)來進行設計,在工作中應事無巨細,善于反思和總結(jié)工作中的經(jīng)驗和教訓。 </p><p><b>　　參考文獻: </