浅析建筑结构设计

发布时间:2022-06-07 19:55:08   来源:作文大全    点击:   
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摘要:随着我国对建筑质量要求不断地提高,结构设计已经作为建筑施工过程中至关重要的一部分。本文主要从建筑结构设计的概述、建筑结构设计中应该遵循的基本原则、当前建筑结构设计的不足之处和建筑结构设计的基本方法四方面进行了分析。

关键词:建筑;结构设计;基本原则

前言

结构设计是个系统、全面的工作。作为结构设计人员,需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。加深对当前建筑结构设计中常见问题的认识与研究,不断提高自身的结构设计水平,使设计的作品比现阶段的其它建筑具有更高的水准、更合理和更经济的结构形式。

1建筑结构设计的概述

为了满足各个类型建筑的使用功能,需要对建筑的结构进行规划和设计,一般来说,对建筑结构的分类方法和建筑类型的不同,其建筑的结构也不尽相同。从建筑物的使用来说,分为工业建筑和民用建筑,从建筑的高度来分,包括单层、高层、多层和超高层,根据其使用的材料分为木结构、砌体结构、混凝土结构和钢结构等多种,另外根据结构形式可以分为排架结构、框架结构、剪力结构等。因此对建筑结构的设计要根据建筑的特点进行,采取有效的设计方式,真正的发挥建筑的功能。对建筑结构进行设计,首先需要按照一定的设计程序进行,主要包括建筑设计、结构设计、给排水设计以及暖气通风设计等,并且在进行部分设计时要按照一定的原则,保证其功能、美观、经济、环保四个方面满足规定的要求。作为建筑设计的一个重要组成部分,结构设计要包括以下的程序,即方案的分析、结构分析、构建分析、绘制施工图等四个主要的环节。为了保证对建筑结构设计满足要求,需要在设计的过程中做好相应的计算,如构件的承载能力极限的计算以及正常使用极限状态的计算,以及各个构建的疲劳强度的计算等等,做好结构的设计的分析,考虑多种作用共同发生时的最优组合,并对结构设计进行抗震设计,根据建筑的具体情况采用不同的抗震等级同时确定不同的计算标准和构造要求。在建筑的结构设计方面要遵循适用、安全、经济、美观和施工便捷的原则,最大限度的实现五个方面的完美结合,寻找出最佳的设计方案。对建筑结构的设计往往在建筑的设计之后,因此会受到建筑设计的约束,同时对建筑设计产生了较大的影响,因此在进行结构设计时,要考虑到建筑设计,不可破坏建筑的设计,同时为了满足建筑的各个要求,在坚持安全、美观和经济适用的原则的基础上,发挥最大的潜力对结构进行设计,进而在保证建筑功能的前提下,最大发挥建筑的整体功能。

2建筑结构设计中应该遵循的基本原则

2.1刚柔并济原则

建筑的结构设计应该遵循刚柔并济的原则。建筑的结构过刚则其变形的能力弱,当瞬间袭来很强的破坏力时,建筑所承受的压力非常大,局部容易受损,甚至导致到最后建筑被全部毁坏。建筑的结构过柔,袭来的强大外力虽然容易被消减,但是却容易造成建筑的变形过大,甚至出现全体倾斑的状况。因此,建筑结构设计应该刚柔并济,多一分太刚,少一分太柔,这样的建筑才能承受巨大的外力而不容易造成变形,符合大多数设计者的要求,提高建筑工程的质量。

2.2多道防线原则

建筑的结构设计需要设置重重安全保障,遵循多道防线原则。当巨大的灾难降临时,所有的抵御外力的建筑结构都在相互协作,一个倒了另一个补上,以确保建筑不被毁坏。如果把建筑的安全系于某一局部的建筑结构上,这对建筑来说是非常之危险的,因为只要这一建筑结构垮了,整个建筑也就被毁坏了。因此。在设计的过程中,应该尽量采用多肢墙而舍弃单片墙,采用框架和剪力坡而舍弃纯框架结构,遵循多道防线的原则来设计建筑的结构,以提高建筑工程的质量安全。

2.3主次分明原则

强剪弱弯、强柱弱梁等概念是主次分明原则的体现,对于建筑的结构设计非常重要。建筑是由不同的构件相互协调形成一体的,其中的构件作用也各不相同,按其重要性有主次之分。强大的破坏力一旦袭来,建筑的各个构件相互协作,共同抵抗,破坏力被平摊到各个构件上,其破坏性就变小了,主要的构件得以避免被摧毁,从而可以保证建筑的安全。在建筑结构设计过程中,要尽量地避免可能的损失,需要遵循主次分明原则,保主舍次。

2.4打通关节原则

建筑中处处都存在关节,建筑的毁坏主要是从节点开始的,节点也是整个建筑体系中最弱的环节。理想的建筑结构,应该是没有一个关节的,这样的建筑结构可以使受到的外力迅速的传递消减。因此,设计人员应该尽量地把建筑结构中的每个关节都打通,使得受到的外力在任何关节处都传递得畅通无阻。建筑结构设计的各项具体的操作,都与打通关节原则的贯彻密切相关。遵循打通关节原则,要解决好外力在建筑结构中重新分配的难题,确保外力是严格按照构件本身的刚度以及大小来进行合理分配的,尽量避免外力不合理集中的情况发生,使整个建筑最终达到动态平衡。如果外力不能顺利通过关节时,各构件之间静态的平衡就会被破坏,导致结构发生变形,建筑遭到毁坏。

3当前建筑结构设计的不足之处

3.1建筑设计质量不高

有的设计人员没有职业素质,道德水平低下,在设计图纸的时候偷工减料,对于一些细节问题的处理过于草率;在施工图纸中应该具备的系统图和相关的剖视图都没有到位;对一些必须要用图纸来显示的内容没有明确画出,设计语言不够专业,表达不清晰;没有具体的施工操作,没有对施工过程进行详细的描述等。建筑结构的设计必须一丝不苟,设计者应该对此负起责任,努力追求高质量的设计。

3.2结构分配不合理

设计人员对建筑结构的设计缺乏合理的划分,通常把建筑底层设计成大空间,而没有设计抗震墙;上部设计的抗震墙与底层的框架梁不对齐,从而使得建筑结构分配不合理;有的建筑设计中抗震分类不明确,造成设计阻碍;有的建筑结构设计的混凝土材料构件的性能没有达标,所用材料的质量非常差;有的建筑结构设计未能达到施工的标准合同的硬性要求,建筑结构的设计强度比实际计算的偏低。合理地分配好的建筑结构,这样的设计才是完美的。

4建筑结构设计的基本方法

4.1剪力墙的设计

设计剪力墙时要做到合理、均匀,从而使整个建筑结构的质心与刚心在相同的位置上。小高层建筑结构剪力墙的墙面应该设计得比较广,重点在于合理地控制剪力墙里钢筋的合理配置,这对于建筑的安全性与经济性具有重大意义。按照国家规定,剪力墙都应该一并设置一些边缘型的建筑构件。边缘建筑构件的钢筋配置应该严格区分好剪力墙的不同受力的特性。在计算时如果另一方向的短肢没有进入刚度,那么就可以不用考虑短肢的影响;如果计算时另一方向的短肢进入刚度,那则应该考虑短肢方向的不良影响。

4.2建筑结构的分析计算

建筑结构分析计算的阶段要做到准确并且高效,设计人员在这时应该对某些常常遇到的问题要有自己清晰明确的理解。选择合适的计算软件,可以避免浪费过多的精力与时间,有效排除建筑结构中有可能发生的安全问题。同时,也要注意到风的载荷和建筑结构的自振周期对于建筑安全的影响。再者,要考虑到振型数目足够与否, 在此项计算时严格按照国家发布的新规范来进行,从计算的结果分析振型参数,并对之进行正确判断,得出最合适的振型数量。设计人员一定要重视建筑结构的分析计算问题,争取得到最正确合理的结果。

4.3地基的设计

地基的设计是建筑结构设计的关键,因为地基设计的优劣直接影响着后续设计的工作开展。同时,地基的设计还是决定工程的造价主要因素。设计人员对于地基的设计一定要认真对待,确保万无一失。在地基设计的时候要严格地按照国家相关的标准来设计,这就需要设计人员对国家的标准有着清楚的理解。设计人员在设计之前必须认真考察当地的具体地理条件,从而可以结合当地的优点,避免其缺点来设计。地基是建筑结构的基础,设计人员在设计时万万不能粗心。

4.4底板和挑板的设计

从建筑结构角度分析,如果能调匀底板的钢筋,尤其是当底板的钢筋呈通长方向布置时,不会因为边跨钢筋的影响而导致底板的钢筋加大,这样的设计既合理又可以节约材料。窗井的部位一般被当作挑板上的砌墙,此处不应该设置长挑板。挑板的作用是降低建筑整体的沉降,当建筑的荷载偏离重心时,采取在特定的部位设置挑板的方法,可以调整建筑整体的沉降差和倾斜度。设置挑板后,能有效降低地基底的附加应力。底板和挑板的设计应该具体情况具体分析,合理的设置可以使建筑工程的质量得到提高。

5结语

综上所述,建筑结构设计是建筑设计过程中重要的一个环节,同时也是一项十分繁杂个工程项目,这需要设计人员从科学的角度加以规划和设计才能保障建筑工程的质量。

参考文献:

[1]胡金焱.浅谈建筑结构设计中应注意的问题[J].科技创新与应用,2013(32)

[2]吴智新.探析建筑结构设计中应注意的问题[J].河北企业,2013(12)

[3]聂群华.浅析高层建筑结构设计[J].中国建材科技,2014(05)