概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用分析论文_张学虎

概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用分析论文_张学虎

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摘要:在我国社会经济高度发展的实际环境之下,建筑行业在我国得到了迅猛的发展。而结构设计作为建筑工程的核心内容,其设计问题也引起了社会的广泛专注。现阶段,优化结构设计已经成为了建筑企业追求进一步发展的重要举措。概念设计以及结构措施是结构设计的创新理念,文章主要研究概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用。

关键词:概念设计;结构措施;建筑结构设计

1概念设计在建筑结构设计中的应用

所谓概念设计,就是从分析用户的需求机构,到形成概念产品的设计活动内容,其具有明显的目标性、有序性、有组织性。随着现代社会市场竞争形式的日渐激烈,概念设计因为其对用户需求的良好把握而在各大企业的产品设计过程中得到了广泛的应用。而其在建筑结构设计之中的应用,能够有机落实市场消费者的需求形势,进而将其渗透到结构设计之中,以此更好的满足消费者的基本需求,实现更好的建筑结构设计效果。

1.1抗震设计

抗震设计是建筑结构设计的重要设计内容,其决定了建筑的质量以及整体抗震性。随着现代生活水平的切实提高,建筑结构的稳定性得到了人们越来越多的关注,而良好的建筑抗震设计,就是保证建筑结构稳定性的重要设计内容。一般来说,在进行抗震设计的过程中,设计人员首先会明确建筑的初始尺寸以及砼的等级。在这一基础上,就可以对建筑的实际结构刚度进行计算。之后,再根据建筑的实际结构刚度,就可以对地震力进行有机的推算,进而得到正确的配筋数量。总体来说,建筑刚度、地震力、配筋数量着三者表现为正比关系。因此,如果随意增加建筑的刚度,实际上就是增加配筋量,进而影响建筑结构的经济性及抗震性能。而如果应用概念设计,就能够有机的应用降低作用效应扩展设计思路。例如:在陕西某建筑设计的过程中,为了实现建筑结构的抗震性,其首先在建筑结构的顶端位置设计了一个反摆结构,其次,在建筑的基础以及主体之间有机的设计了隔震层。如此,就从地震力方面着手,降低了地震力对建筑的影响。

1.2剪力墙的设计

在武汉市有一个建筑结构设计项目,项目要求建筑共计30层,楼高共105米,地下两层,并且第二层需要四级人防。这一结构设计属于超高层的建构设计项目,也就是框架-剪力墙结构。在设计的过程中,建筑在地上第二层会出现框架的局部转换。同时,建筑的框架尺寸以及轴线已经明确,其竖向的荷载水平也基本确定。对此,剪力墙的设计就成为了设计的关键。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而应用概念设计的原则,就可以对建筑的剪力墙进行优化设计[1]。首先,应该保证剪力墙设计在竖向荷载相对较大的位置,如此,可以保证剪力墙有效承担建筑的荷载,提高建筑的稳定性。并且。剪力墙承受的剪力以及弯矩能够以轴向压力进行有机的平衡。此外,可以将剪力墙设计在电梯间、楼梯间、楼板洞口两侧等位置。这些位置的楼盖刚度变化以及平面形状变化较大,如此设计,能够保证建筑的结构稳定。在本案例之中,建筑的高度较高,竖向荷载水平较大。因此,就可以有机将剪力墙设计在竖向荷载较大处。

1.3计算简图的选择

建筑的结构计算,就是基于计算简图的基础之上实现的。随着现代建筑结构的越来越复杂,建筑技术必须要依靠计算机才能给有效完成。对此,在结构计算的过程中保证计算的精准度就显得尤为重要。在进行建筑结构设计的过程中,必须要落实概念设计的基本理论,优化结构布置,进而达到优化计算简图。假设,a、b分别是厂房建筑之中的组合式吊车梁,其上弦设计为T型钢筋混凝土截面梁,下部杆件主要由钢板以及角钢构成。在梁上进行钢轨的铺设,保证吊车能够灵活移动。

对此,就可以应该对结构体系以及杆件之间的相互连接进行简化。同时,还需要简化荷载以及支座。在这一基础上,就可以获得吊车梁的优化计算简图。

2结构措施在建筑设计之中的应用

2.1对材料利用率进行协同

通过有效协同工作,一方面可以有效强化建筑结构的稳定性,另一方面,还能够有效优化材料的利用率。一般来说,在建筑设计的过程中,材料的利用率表现的越高,与之相应的结构的稳定性也就更加突出。尤其是随着现代绿色生态建筑理念的深入发展,对材料的协同利用有利于有效提高建筑的经济性能。例如:矩形截面的受压构件是建筑结构之中比较常见的构件类型,但是,这一构件类型的实际利用率相对较低,难以满足建筑的实际应用需求。而从原因上进行分析,导致其利用率低的原因一方面是因为其梁的长度发生变化,会造成其弯矩的变化[2]。另一方面,就是因为其中和轴周边的材料利用率普遍不高。而在如此的实际情况之下,应用结构措施,就可以对梁横截面位置的应变梯度进行有机的调整。如此,就能够使得构件可以保持比较好的轴心受力。如此,就在极大程度上强化了材料的利用率。此外,在经过大量的实践研究之后,发现通过应用结构措施原理,可以形成一种衍架结构,以此可以有效去除大量的多余材料有以及无用材料。如此,一方面有效落实了原本的结构设计效果,另一方面还在极大程度上降低了材料的成本以及自重。

2.2保持结构体系协同

协同工作是在现代建筑结构设计领域应用比较广泛的工作方式。这一工作方式需要建筑结构内部之中每一部分构件都能够实现有效的互相协作,达到一种共同的工作状态。如此,就可以实现一种有机的协同效应。进而使得结构构件在一定的承载力极限状态下可以保证共同的协调工作。而这一效应的实现也需要其各部分构件之间具有共同、协调的耐久性。简单来说,就是需要在建筑结构基础以及上部结构在承受荷载的条件下可以有效的保证整体性以及统一性,并共同对荷载进行分担。例如:在应用砖混结构的一些建筑项目之中,为了切实维护结构体系的协同性,可以通过圈梁以及构造柱将整个建筑结构有机的合成为一个具有统一性以及协同性的整体,共同进行受力。如此,就可以有效避免由于建筑结构自身承载建筑自身刚度而出现的载荷过大问题。现阶段,随着高层建筑在城镇建筑之中的迅猛发展,建筑的短柱现象开始不断增加。而如此的建筑结构设计实际情况之中,如何保证每一个结构构件都可以有机的达到一个相对比较高的应力水平,已经成为了建筑建构设计所需要面临的主要问题。对此,在多层结构的建筑结构设计过程中,应该尽量避免各层出现短柱现象,以此有效提高建筑相同设计平面之间的荷载承受能力,保证建筑结构的稳定性。

结束语:随着现代生活水平的切实提高,人们对建筑工程的质量提出了更高的要求。而建筑结构设计作为影响建筑质量以及性能的核心因素,也面临进一步的优化发展。概念设计以及结构措施是现代化的设计理念,其在建筑结构设计过程中的有机应用,能够有效提高设计的整体质量以及结构性能,有利于促进建筑业发展。

参考文献

[1]卫志强.浅析概念设计与结构措施在建筑结构设计[J].新建筑设计,2017,(04):125-126.

[2]杨怡悦.探析概念设计及结构措施在建筑结构设计中的应用[J].西北大学学报(建筑科学版),2016,46(04):118-123.

论文作者:张学虎

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第1期

论文发表时间:2018/5/7

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