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摘要:随着人们对于生活质量和建筑要求的不断提高,传统单一式的建筑结构与风格已不能满足现代人的审美文化需求,建筑结构设计改革已成为时代行业发展的必然趋势。文章阐述了建筑结构的分类,详细介绍了建筑结构设计的要点和原则
关键词:建筑结构;结构设计;要点原则;
前言:随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进设计理论,加强先进技术的应用,加快新型高强、轻质、环保建材的研究,使建筑结构设计更加安全、适用、可靠和经济是建筑结构设计的发展方向。
一、 建筑结构分类概述
建筑结构是指在建筑物(包括构筑物)中,由建筑材料做成用来承受各种荷载或者作用,以起骨架作用的空间受力体系。狭义的建筑指各种房屋及其附属的构筑物。建筑结构是在建筑中,由若干构件,即组成结构的单元如梁、板、柱等,连接而构成的能承受作用(或称荷载)的平面或空间体系。
(一)建筑结构因所用的建筑材料不同可以分为如下几类:
1.混凝土结构:(以混凝土为主要材料的结构)包括:
a、钢筋混凝土结构—配置受力的普通钢筋,钢筋网或钢骨架;
b、预应力混凝土结构—配置预应力钢筋的混凝土结构;
c、素混凝土结构—没有配置受力的钢筋的混凝土结构。
2.钢结构:以钢材(钢材、型钢)为主制作的结构
3.砌体结构:由块材通过砂浆砌筑而成的结构
4、木结构:指全部或大部分用木材制作的结构
5、混合结构:由两种及两种以上材料作为重要承重的房屋。
(二)根据承重结构类型可分为:
1. 框架结构:梁柱刚接而成的受力体系,(钢筋混凝土或者钢材)预制柱、梁、板装配;现浇混凝土柱、梁,预制板;全现浇钢筋混凝土。
2.剪力墙结构:利用建筑物的纵向和横向钢筋混凝土作为墙体的主要承重构件,再配以梁板组成的承重结构体系。
3、框架—剪力墙结构:框架结构的基础上,沿框架纵、横方向的某些位置,在柱与柱之间设置数道钢筋混凝土墙体作为剪力墙。
4.筒体结构:全现浇(大模板、滑模);内外各做成筒,一般内筒为全现浇;外筒(现浇混凝土、钢)做成密柱深梁形成筒体
(三) 此外还有一些其他的分类:
根据建筑所体现的民族风格,可分为中国式、日本式、意大利式、英吉利式、俄罗斯式、伊斯兰式、印第安式建筑等;
根据建筑的时代风格,可分为古希腊式、古罗马式、哥特式、文艺复兴式、巴洛克式、古典主义式、国际式建筑等;
根据建筑流派的不同,分类就更复杂了,仅“二战”后,西方就有野性主义、象征主义、历史主义、新古典主义、新方言派、重技派、怪异建筑派、有机建筑派、新自由派、后期现代空间派等。
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但在通常情况下,人们较多地是根据使用目的的不同而将建筑分为住宅建筑、生产建筑、公共建筑、文化建筑、园林建筑、纪念性建筑、陵寝建筑、宗教建筑等.
二、建筑结构设计要求要点
1.基础设计方案选择要点:在进行技术设计方案的选择时,应对建筑工程项目实际地质条件、建筑结构类型、工程项目与周围建筑影响程度、施工条件以及建筑荷载分布情况等因素进行综合分析,并严格参考详尽的地质勘查报告或者现场调查证明,对基础方案设计优化选择,以更好的发挥建筑工程基础设计方案的经济效益。
2.选择结构方案要点:作为影响建筑设计方案成功与否的先决条件,结构设计方案的合理性在整体建筑设计中占有极其重要的地位。在进行建筑结构方案设计时,应严格按照建筑结构形式和体系进行合理设计,充分考虑建筑施工的方方面面的综合性因素影响,例如:材料供应、水电暖的设置、抗震性能分析、建筑结构受力分析、以及同一结构单元采用一种结构体系等,要充分考虑设计的各个环节,多次验算反馈,多方比较,优中择优,选出最优化的结构方案。
3.计算简图要选择适当:结构计算是在计算简图的基础上进行的,计算简图选用不当就会给结构的安全带来隐患甚至发生事故,所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。计算简图还应有相应的构造措施来保证,实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点或刚结点,但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。
4.结构结果分析要点:结构计算是结构设计中必不可少且极为重要的部分,随着网络经济的到来,多种结构工程计算软件得到普遍青睐,由于软件种类和设定功能的不同性,往往会导致不同的计算结果。此时结果分析就显得格外重要,所以结构工程师在拿到电算结果时应进行一个综合整理分析,认真检查各参数的设置是否正确,位移比和剪重比是否得体,抗震分析是否有漏洞,通过分析结果找出设计中遗漏或错误的地方,慎重校核做出合理判断,最终得出正确的结论,弥补电算化带来的不足。
5.构造措施设计要点:结构设计必须选用合理的构造措施,设计构造措施要牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压若拉原则”,注意构件的延性性能,加强薄弱部位;注意钢筋的锚固长度,充分考虑温度应力的影响力。
三、建筑结构设计原则
1、刚柔相济
有时候觉得建筑物的设计,就好像为人的一声设计蓝图一样,人们在遇到不同的人不同的事情时,需要有能屈能伸的品质,同样合理的建筑结构体系也应该是刚柔相济的。结构太刚则变形能力差,强大的破坏力瞬间袭来时,需要承受的力很大,容易造成局部受损最后全部毁坏;而太柔的结构虽然可以很好的消减外力,但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。结构是刚多一点好,还是柔多一点好?刚到什么程度或柔到什么程度才算合适呢?这些问题历来都是专家们争论的焦点,现今的规范给出的也只是一些控制的指标,但无法提供“放之四海皆准”的 精确答案。最后,专家们达成难以准确言传的共识:刚柔相济乃是设计者的不变追求。
2、多道防线
安全的结构体系是层层设防的,灾难来临,所有抵抗外力的结构都在通力合作,前仆后继。这时候,如果把“生存”的希望全部寄托在某个单一的构件上,是非常非常危险的。多肢墙比单片墙好,框架剪力墙比纯框架好等等,就是体现了多道防线的设计思路。也许我们会自信计算的正确性,但更要牢记绝对安全的防备构件是不存在的,还是应该多多考虑:当第一道防线跨了,应有第二道、第三道防线来顶住。尽力做到有备无患。
3、抓大放小
“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等是建筑结构设计中非常重要的概念。有人问:为什么不是“强柱强梁”“强剪强弯”呢?为什么所有构件都很强的结构体系反而不好,甚至会有安全隐患呢?这里面首先包含着一个简单的道理:绝对安全的结构是没有的。
4、打通关节
在结构体系中,所谓关节,是指变化相聚之处,或变化出现的地方。不同类型的构件相接处,同一构件截面改变之处,是关节。广义上,诸如结构错层之处,体量改变之处,转换层亦是关节。关节无处不在,因为结构体系乃是变化的统一。外力突然袭来之时,对于单一的构件,力量的传递简明,因而容易控制。对于复杂的结构体系,关节的复杂性难于预测和控制,即使从理论上保证了每个组成构件的强度和刚度,但因关节的普遍存在,力量的传递往往不能畅通而出现集中甚至中断,破坏由此而发生。历次灾害表明,从节点开始破坏的建筑占了相当大的比例。
结束语:总之,建筑结构设计是一门科学系统的高深学问,在进行设计工作时,我们要充分认识自身工作的重要性,明确责任意识,掌握完整的设计理论和内容,把握总体结构设计要点,注意设计过程中的细节问题,多实践、多学习、多创新,提高结构设计能力,争取设计出更安全、更合理、更经济的建筑结构,促使我国建筑业与世界接轨,并肩齐发展。
参考文献:
【1】 杨恒.试论高层结构设计中的常见问题[J]. 黑龙江科技信息. 2008(13)
【2】王学永.建筑结构设计应注意的几个问题[J]. 科技信息(科学教研). 2008(18)
论文作者:栗昌 付朝文 董银立
论文发表刊物:《基层建设》2016年15期
论文发表时间:2016/10/18
标签:结构论文; 建筑论文; 结构设计论文; 建筑结构论文; 构件论文; 体系论文; 简图论文; 《基层建设》2016年15期论文;