建筑结构优化设计论文

时间:2023-11-02 03:48:16 作者:edision129 综合材料 收藏本文 下载本文

【导语】“edision129”通过精心收集,向本站投稿了13篇建筑结构优化设计论文,以下是小编整理后的建筑结构优化设计论文,仅供参考,希望能够帮助到大家。

篇1:建筑结构优化设计论文

在进行结构设计的优化过程中会存在很多的问题,对于一些低层建筑物,建筑结构设计原理基本上都是一致的。但是由于土地资源的有限性,空间的局限性,目前高层建筑不断地发展,对于高层建筑来说,建筑结构设计就要增加新的控制因素,较高的承载需要结构上的绝对稳定,这就给建筑结构的设计增加了一定的困难,越高层建筑承载力需要越大,在安全稳固方面就越困难,这些问题都会对建筑结构设计的优化造成很大的压力。另外对于建筑结构设计的技术要求来说,要想优化技术水平,就要了解建筑结构设计的要求跟使用功能,这就需要在考虑众多细节问题的同时也要把握经济的适用性,优化技术是要从建筑整体跟组成构件出发,对于建筑中的各个结构部分都要做到优化解决,用有限的资金做出最优的方案,实现经济与质量的有效结合。

篇2:建筑结构优化设计论文

建筑结构设计的优化是通过整体建筑的要求决定的,首先要了解整体建筑的设计理念,这样才能够进一步的确定建筑的整体结构,才能开展建筑设计的优化工作,确保在有限的空间及资金条件下,优化建筑水平,建筑结构设计也有着自身的特点,要考虑建筑结构的整体性,把握好建筑的一般结构类型,了解建筑结构的特点,这样才能够在进行建筑结构设计的时候充分考虑到各种条件方面的优化,还要根据建筑的整体结构,还有建筑结构的特点来设计合适的结构类型,确定具体的结构配置,以及所需资源的构件,对各种建筑结构进行设计优化时,还要考虑整体建筑的布局类型,实现科学技术与建筑艺术性设计的结合,通过对建筑结构的进行优化来找出最好的建设方案进行建筑设计。

篇3:建筑结构优化设计论文

我国各个城市都有自己的图书馆,纵览现代图书馆的设计,可谓千姿百态,不拘一格。有的利用老旧的图书馆加以施工,给人一种复古的'感受,而有的图书馆设计采取新颖的设计理念设计,带给了人们现代的感觉。总的来说图书馆内部不但要讲求通达、方便、舒适,而且其外部造型更要具集典雅庄重、美观于一体,既要坚持馆舍总体布局科学、适用的原则,在功能上满足人们的需求,又要给人以建筑艺术美的享受。具体来说现代图书馆设计应具备以下几个功能特点:

(1)内部设施要有灵活性。

(2)合理的建筑布局。

(3)方便读者的使用。

(4)馆舍可扩展性。

(5)内部设施的使用性。

(6)室内布置的统一性。

(7)舒适的阅读环境。

(8)确保文献的保存。为某图书馆建筑几乎采用了完全的特制玻璃外围设计,这样不但能为内部环境的透明度和光照条件加强,而且可以减轻热量的吸收,眩光等影响;内部设计采用多层组合的方式进行功能上的分层布局模式。而且它是围绕中央大厅的设计形式,结合了中国古建筑中具有庭院的设计风格。该图书馆建筑面积超过540,000平方英尺,在满足收藏图书的同时,布局了多个现代化的电子阅读室,音乐厅,画廊室,以及会议设施,大大在单一的图书馆基础上扩展了该建筑的实用性。其外形设计不但表达对自由和知识的重要性,更加发展了现代建筑的结构设计理念,无论是从内部设计还是外观的结构设计都有了巨大的进步,符合建筑结构优化的设计。

7结束语

建筑结构设计优化不仅能够节约资源降低工程报价,还能够在一定程度上控制工程的投资激烈化,达到更高的建筑质量水平,实现建筑功能的各种功能,并且能够结合现在人们的需求理念在建筑物的艺术风格上满足人们对高质量生活水平的追求。

篇4:建筑结构优化设计论文

社会的发展促使人们的生活水平得到了很大的提高,注重物质生活水平的追求也不断提高,这就形成了对建筑水平多样化的要求,要想在节约建筑成本与建造高质量工程中有效统一,就需要一定的建筑结构优化设计,建筑结构优化设计不仅能够在资源上节约成本的支出,还能够实现在资源的有限条件下使建筑的质量功能水平最优化,能够提高空间的利用率,发挥资源的最大功效,建筑的高质量包括建筑的环境以及使用功能,结构设计优化符合一定的经济发展原理,对资金,土地资源空间,建筑质量与水平都能做到合理的优化,建筑结构优化对于建筑行业的发展以及未来的经济可持续发展都有着很重要的作用。

篇5:建筑结构优化设计论文

首要要对建筑结构设计的重新认知,要提高建筑结构设计的优化技术,在进行建筑结构设计时提高对建筑质量的要求并且结合建筑的美观等问题。具体的表现在:设计师在设计建筑结构方案时,要结合建筑参数,对工程的目标进行一个预测规划,这样可以实现建筑工程中的资源经济控制,有利于建筑结构设计的优化设计工作,更好的实现工程建筑的目标;建筑结构设计要根据建筑的设计来确定最终的方案,根据固有的建筑面积最大限度的设计出结构的合理限度性以及空间的利用率,减少工程造价成本;而且由于建筑本身承担的功能作用就是安全稳定持久耐用,以及美观性,所以在进行建筑结构设计时要考虑多方面的影响,包括建筑的整体功能,建筑的安全稳定,还有各种可以完善建筑的设计施工,在设计时综合对这些条件进行考虑设计,实现建筑结构设计优化的目的。

5建筑结构设计优化的应用方法分析

建筑结构设计优化是为了解决在建筑结构设计中经常出现的一系列问题,所以建筑结构设计在应用时要注重对结构设计技术优化的分析,建筑结构设计不是单一方案,是根据具体的建筑情况规划的多方案的结构方案,对于同一个建筑方案有着不同的建筑结构方法,这就使得在选择的过程中,不断地对比研究,重在完成高质量的同时减少资源的利用以及资金的节俭,最大限度的降低工程的造价,这就要求设计师在进行设计时,要具有较高的建筑结构设计经验和设计优化水平,科学合理地优化设计方案。同时在进行建筑结构设计时,也要注意结构应用技术优化的作用,在对设计师的培训选择中,注重对经验的要求,培养设计师的创造性,这样才能更好的进行设计的优化工作,实现建筑结构设计优化的技术与应用完美的结合。

篇6:高层建筑结构优化设计论文

1.1高层建筑结构类型分析

高层建筑结构选型决定高层建筑的整体安全性和可靠性。常见的几种结构可类型为分为框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构等。①框架结构主要是由梁柱、楼板等部分组成,根据建筑功能的需求,完成对平面框架的布置。框架结构造价低,但在水平荷载影响下变形较大,抗震效果不佳;②框架-剪力墙结构,高层建筑中,剪力墙主要布置在电梯间,通过核心筒承担水平荷载,抵抗地震力,整体稳定性高。但是框架剪力墙结构容易受到平面布局限制,出现质心和钢心不重合的现象,结构扭转过大,可能会出现的安全隐患;③剪力墙结构,具有较好强竖向和水平向的承载能力,对高层建筑的整体刚到和稳定性具有显著的提升效果,重点在于剪力墙的布置及自重的控制;④筒体结构,在电梯间及建筑外围布置剪力墙,形成筒体,该结构具有更高的刚度。

1.2高层建筑结构选型的影响因素

高层建筑结构选型,除了受建筑需求影响外,其主要因素可归纳为:①环境条件。主要包括设防烈度、场地条件、基本风压等;②建筑方案特征。主要包括方案建筑的高度、高宽比、长宽比以及建筑体型,其中建筑体型包括平面体型和立体体型。平面体型是由平面规则性、平面对称性、平面质量和刚度偏心等组成,立体体型是由结构高宽比、立面收进体型、塔楼和层间刚度等组成;③建筑使用功能要求。高层建筑的使用功能大体上可分为住宅、办公楼、旅馆和综合楼等。某种功能的建筑可能只有某几种结构型式和它相匹配。比如高层住宅,由于其使用空间较小,分隔墙体较多,且各层的平面布置基本相同,因此这种功能的建筑就比较适合采用剪力墙或框架剪力墙结构;④结构抗灾水平及现场施工、后期使用、运营维护等。

1.3结构选型实施案例

本章节以某工程为例,该工程中主要包含的高层住宅和多层商务办公两部分,建筑的`总占地面积95388.440m2,其中工程中主要以1号楼、2号楼、3号楼为高层建筑,且楼层均为36F,其中且高度分别为117.390m、119.400m、119.400m。本工程主要采用钢材、混凝土等材料。本章节以1号楼为研究对象,1号楼拟建楼层36层,设防烈度7度,基本风压0.75KN/m2,场地Ⅱ类。建筑对称布置,平面规则,其空间分隔小,隔墙多,且各层平面布置基本相同。通过考虑其竖向、水平向荷载、造价施工方面等因素,本工程采用剪力墙结构,通过合理布置剪力墙,控制结构的整体刚度及侧向位移等,使结构更安全、更稳定、更经济。

篇7:高层建筑结构优化设计论文

2.1结合建筑类型进行优化

汶川地震震害结果表明,对于教育类项目,如中小学,由于使用功能要求,相比其它建筑,教学楼竖向结构体系相对较弱,强度和刚度不足,并且建筑体型不对称,致使建筑在地震中易倾倒。因此教育类项目,应在建筑侧边及楼梯间布置剪力墙,以增强建筑结构的整体性与稳定性,使其具有良好的工作性能。针对文化体育类项目,例如图书馆、博物馆,根据其典藏书籍及文物的特点,其荷载大,使用空间大,平面不规则,在结构进行竖向布置时不必按照传统9m模数布置,某项目案列按12m模数优化柱网后,结构截面变化不大,但能更好满足建筑使用功能需求。

2.2结合建筑总高度进行优化

在某超高层中,通过对比分析钢骨砼柱—砼梁与钢管砼柱—钢梁,钢梁组合楼盖可有效降低梁柱截面,满足建筑使用净高要求,且中庭洞口各层交错布置,采用钢梁组合楼盖解决了传统支模难题;可有效控制塔楼标准层室内梁高,内部净高高出150~200mm;绝大部分构件都在工厂加工完成,最大化地提高建筑产品工业化水平,大大减少施工现场建筑垃圾;施工工期大大缩短。

2.3结合建筑荷载进行优化

越来越多的企业在项目建设过程中承受着巨额成本的压力,地下室优化的必要性不容忽视。在满足安全和建筑功能、效果的前提下,充分考虑覆土、消防车、人防等荷载,再进行平面布置,并进行多方案比选,项目实例表明,在常规8.5m×8.5m柱网情况下,荷载越大,采用大板结构,建筑物含钢量最低,最经济。在结构优化过程中应多方面考虑,对建筑安全、美观、经济等全面比较,以实现项目效益最大化。

2.4剪力墙结构优化理论在实际工程中运用

(1)在进行结构计算时,应通过软件分析,满足最大层间位移、周期比、位移比、轴压比等各项指标确要求。(2)通过适当的缩减剪力墙的长度,减轻自重,增加高层建筑内部使用空间。(3)剪力墙的肢截面控制,在具体的控制中,需要保障肢截面以简单、规则为基准,具体的门窗洞口,同样需要设计整齐成列,并形成明确的墙肢与连梁,进而使得应力可以的合理的分布,提升高层建筑的整体安全性和稳定性。(4)剪力墙过长的部分,采用的开设洞口的方式,完成对剪力墙的均分,再由的弱连梁对他们进行连接,避免剪力墙出现的脆性剪切破坏,影响高层建筑的整体质量和安全。(5)剪力墙应自上而下的连续性布置,减少高层建筑出现刚度突变的情况,保障剪力墙的连续性。设计过程中适当对剪力墙的厚度和混凝土强度进行调整,满足轴压比的要求。(6)对窗口梁和阳台梁等截面进行调整,完成对结构刚度及位移的微整,是结构布置更合理。针对高层建筑的结构选型设计的基本情况,可完成高层建筑的结构优化,从而使得高层建筑的空间效果、结构性能和高层建筑的整体综合效益等均可得到改善,在保障高层建筑基本功能的基础上,提升高层建筑的稳定性和安全性。

3结束语

高层建筑提升空间利用效率,高层建的结构选型及优化设计使高层建筑整体更安全稳定、空间更合理,本次研究还得到:①高层建筑结构主要框架结构、框架结构-剪力墙、剪力墙、筒体结构等,且结合工程的具体情况,充分分析荷载、场地、周边环境,选取合适的结构体系;②通过分析不同建筑类型、高度、荷载情况下优化方案及具体的高层建筑剪力墙结构优化情况,总结出结构优化方法,保证结构设计优化能高出建筑基本需求,同时能保障高层建筑安全与质量,更加经济合理。

篇8:设计案例建筑结构论文参考

设计案例建筑结构论文参考

1目前建筑结构课程教学中存在的问题

1.1学生基础薄弱,学习兴趣不够对于高职学生而言,一般基础比较薄弱,特别是高等数学及工程力学是建筑结构课程学生的基础课程,有些学生这两门课的基础很差,又缺乏工程经验,学习建筑结构就有很大的难度,其后果是直接导致部分学生畏难情绪严重,甚至厌学。同时,学生的学习目的不够明确,学习过程中缺乏主动性,只做被动接受知识,缺乏思考,无法应用。

1.2教师教学方法单一,反思调整不及时教师主要是为完成教学任务,在目前各高职院校强化动手能力,采取2+1学习方式,即2年在校内学习理论知识,1年校外实习,这样学生的理论课学习课时数就有所减少,若还按原来传统的教学模式,采用满堂灌的方式,在有限的时间内将全部知识都传授给学生;甚至有些教师试图通过多媒体授课,将大量的知识信息放到课件中,不停给学生展示,学生根本来不及思考就硬性地接受,可想而知,这样得到的知识无法应用到实践中。

1.3重视理论学习,缺乏动手能力建筑结构课程理论性与实践性都很强,传统做法是将全部理论知识讲授给学生,而学生动手参与设计能力的培养较少,很多学生课程学得不错,但不会应用,真正进行结构设计,就无从下手,高分低能现象比较严重。

1.4教学内容更新较慢新时期的高职教学理念是培养高技能人才,因此在教学内容上也应适应技能培养方面的调整,但教材更新还达不到这个要求,很多课本上还没有体现设计理念。

2以设计为导向的建筑结构课程教学方法

2.1引入以设计案例为导向的教学模式根据高职高专以就业为导向的办学理念,改革课程教学体系,突出以实践教学为重点的相关内容,针对不同就业岗位群,将建筑结构各章节内容归纳整理成各具体的、切合实际的工程设计案例。即将课程内容项目化,将项目分解成各任务,针对不同任务对应于实际工程案例,各案例均来自工程设计任务。每当学生完成一个项目课程,就能针对该课程项目完成一项实际工程中的设计任务,将教材中单一算例用工程设计案例来代替,避免学生学习课程时的盲目性,即所学知其所用,真正调动了学生的学习热情,通过真正的工程设计案例,更好地引导学生学习建筑结构课程理论,促进学生主动思维,培养学生以设计为导向的建筑课程教学模式,更好地为学生走向工作岗位提供保障。

2.2以设计案例为向导的教学方法与教学手段改革传统教学方法是以教师课解为中心,学生被动接受知识。课堂上主要是教师唱主角,学生缺乏参与热情,有的学生上课无精打采,甚至上课玩手机,根本听不下去课。以设计为导向的教学方法就是要转变这种状况,授课以学生为中心,学生参与到课堂的教学中,每个学生都是承担设计案例的设计者,完成一堂课的教学需要由学生、主讲教师、设计室及实训中心多个方面配合完成。由于建筑结构课程是以设计为主的,其教学目的也是要让学生掌握工程结构设计理念,达到进行结构设计及能识读工程结构施工图。那么为了达到这上目标,有设计室参与到教学中是最好不过的了,因为可以通过设计室的实际工程项目作为授课的直接案例,这部分列入教师备课教案的一部分,每次课教针对相关内容进行案例布置,当然这需要教师通过事先将学生分组形式,将本次课程内容分组布置成设计任务,学生要完成设计任务需要掌握的理论知识,就是学生要主动探究的内容。教师可以借助于多媒体演示以及建筑结构模型实训室,让学生参与到理论知识学习中来,如设计任务解决需要的`理论依据、设计原理、计算公式、公式的适用条件、以及设计规范等,学生都会感兴趣,此时教师讲授这部分知识,恰好与学生探究的知识达到一致,教与学的互动效果也达到了统一。同时充分利用实训室的教学条件,实现讲课、实训一体化。学生所学到的理论知识,通过实训室模型,达到了理论与实践的结合,学生的工程设计成果,交由设计室参与评定,这样能给学生营造出一种真实的工程设计氛围,极大地激发了学生的学习兴趣,学生被动学习变成了主动学习,学习效果也就体现出来了。

2.3以设计案例为导向的学生成绩评定以设计案例为导向的教学方法,需要从根本上改变以往的期末一次考试定成绩的方法。既然强调设计,那么考核方法重在设计过程的考核,通过考核及时了解学生在学习过程中对理论知识的认知程度、对实践知识的掌握程度,每个设计任务完成情况、设计方案的取舍、小组学生的协调配合等都能很好地反映出来,这样通过各小组对比,以及设计任务完成的时间、质量,根据事先确定的学习过程考核细则,可以对学生学习过程进行综合评定。

3结语

为了适用培养符合新时期社会发展要求的新型高素质人才,进行课程教学改革势在必行。以设计案例为导向的教学方法使学生参与建筑结构设计任务中来,充分调动了学生自主学习的主动性,提高了学生学习的积极性,同时也激发学生的设计创新能力,对提高课程教学质量起到了很好的作用。

篇9:建筑结构概念设计论文参考

建筑结构概念设计论文参考

关键词:概念设计;建筑结构设计;应用

作为建筑工程项目开展中的一个重要环节,建筑结构设计不但会关系到建筑工程项目的顺利开展,而且还会影响到整个建筑工程质量。所以,相关单位要充分重视建筑结构设计工作,并且采取科学有效的方法有效提高建筑结构设计水平。在其中合理地运用概念设计方法,可以有效地优化建筑结构设计方案,提高建筑结构设计水平。因此,设计人员要在建筑结构设计中要积极、合理地运用概念设计方法。

1概念设计概述

所谓的概念设计即为在尚未经过数值计算,特别是在一些很难通过相关的规范制度做出明确规定或者是很难进行精确理性分析的问题当中,根据整体结构体系以及分体系彼此之间存在的力学关系、试验现象等总结获得的设计思想与设计原则,以此来从整体上来完成对建筑结构的总体规划与布置,有效管理与控制抗震细部方法等[1]。在建筑设计方案制定的时期,这一设计方法可以更加科学、合理地完成对结构体系的构思、建立以及选择等,进而能够获得更加准确以及概念清晰的方案,从而为后期的设计奠定坚实的基础,进而提升其经济性以及安全、可靠性。

2概念设计在结构设计中的重要作用

2.1有效弥补计算机设计中存在的缺陷

在采用计算机完成建筑结构设计方案的时候是会存在许多缺陷的,其无法正常完成方案初步设计工作。这是由于计算机设计往往会为设计师造成一定的错觉,会使得设计人员觉得计算机程序的运用简单易行,因此就会对计算机软件产生过度依赖的心理,于是就不会去专心地研究与学习结构概念的相关知识,进而影响到其设计能力的`提升。另外,一些设计人员会存在一种习惯,即会在设计过程中应用分析程序。然而其却没有充分意识到假如采用正确的软件会使得设计效率与设计水平得到有效提升,而假如选择的软件是错误的,那么就会造成结构设计发生问题,会留下潜在的隐患。因此,为了能够有效弥补计算机设计存在的缺陷,那么就应该合理运用概念设计,要鼓励与引导设计人员积极地学习结构概念的相关知识,进而充分利用概念设计的基本原则制定出最为理想化的结构方案。

2.2有效优化结构设计

对于每位建筑设计人员而言,其都需要充分地了解与掌握结构概念。因为利用结构概念可以帮助其创造出新的灵感以及更加准确、清晰的思路,可以帮助设计人员在充分遵循正确设计基本原则的基础上,有效地防止概念混乱以及定性不正确等诸多问题的出现[2]。除此以外,工作人员在面对一些技术问题的时候,假如其可以充分了解概念设计,那么就能够准确地找到问题的原因所在,然后再采取科学、有效的方法解决问题。在当前实行的《建筑结构设计统一标准》当中就涉及到概念理论,而且标准中明确提出了一个围绕概念理论而制定的结构极限状态设计准则,这一种设计方法会更加科学、严谨,进而可以有效提高结构设计的完善性与可靠性,有效地实现结构设计方案的优化。

3概念设计在建筑结构设计中的应用策略

3.1在建筑场地选择中的应用

为了可以有效地提升建筑结构设计的有效性与科学性,那么就必须要做好建筑场地的选择工作,因为只有充分保证建筑场地的科学、合理性,那么才可以也使得后续建筑设计工作更加顺利地开展,有效地确保其工作价值的实现。因此,在选择建筑场地的过程中要合理应用概念设计。具体而言,必须充分注意以下要素:(1)地形因素。因为不同的地形也会对建筑结构产生不尽相同的影响,而且在大多数的情况下还会对其产生极大的制约,所以在开展建筑结构设计的过程中,必须要充分考虑到建筑结构设计的要求,考虑到建筑的实际情况,进而综合考虑选择出最为合适的地形。(2)地质因素。由于地质因素也会在很大程度上影响的建筑结构设计税票,特别是对基础结构设计具有较大的影响。因此,在选择建筑场地的过程中,需要积极地开展全面、科学合理的评估以及分析,进而充分确保施工场地的地质能够有效地满足建筑施工的要求[3]。(3)抗震性因素。由于抗震性也会在很大程度上影响到建筑结构设计水平,因为只有在充分确保建筑结构有着良好的抗震能力以后,那么才能够有效地确保建筑的使用安全。因此,在选择建筑场地的时候,也要合理地应用概念设计,进而尽量防止在在那些极易发生震动的地方开展建筑操作。

3.2在基础设计中的应用

建筑结构的设计人员根据建筑物的具体结构形式以及所处的地理位置,然后再充分遵循概念设计的基本原则,对基础设计类型进行选择。例如筏型基础以及箱型基础等等[4]。在具体采用箱型基础的过程中,需要充分确保建筑物的负载能力,可以及时、均匀地传递给地基,这样就能够对地基不均匀沉降现象产生有效地抵御作用,而且使其可以有效地完成对周围土体的协作互助,进而有效地提升建筑物的抗风以及抗震能力。在选择使用筏型基础的时候,就会使得建筑物上部结构存在着非常大的荷载。对于建筑而言,其具有非常小的承载能力,这一结构类型能够使得建筑物上部得到有效的分散,而且使得地基获得更大的承载能力,在此状况下就会使得极不均匀沉降现象得到了有效的避免。

3.3在高层结构设计中的应用

在受到水平负荷作用时候,会造成高层建筑结构侧移现象的发生,这是高层建筑设计的一个重点与难点问题,每位建筑设计工作人员都必须要给予充分重视。在具体开展结构设计工作的过程中,设计人员要充分遵循概念设计基本原则,不但要充分考虑相关的要求与标准,与此同时还必须要选择更加科学、合理的抗侧力体系,不但要对建筑物四周存在的其他建筑物的位置、结构等进行综合、全面的分析与考量,而且还要对这些建筑物对所要建设建筑物的风压布局所、造成的影响进行综合的考量[5],进而要在具体开展结构设计的时候,采取有效的措施努力提升建筑物的竖向荷载及其抵抗力,要合理地运用概念设计基本原则,努力加强建筑结构的抗震力,使其能够保证平面结构的简单性以及规范性。总之,在当前科学技术快速发展的时代背景下,也使得我国建筑行业获得了跨越式的发展。然而,其在建筑结构设计方面还存在着诸多问题,那么为了能够有效地提升建筑结构设计水平,就应该合理地应用概念设计方法,以此来有效地提升结构设计的完善性与可靠性,有效弥补在结构设计中存在的问题,优化结构设计方案,有效促进建筑结构设计水平的不断提升。

作者:杨涛 单位:中信建筑设计研究总院有限公司

参考文献:

[1]张宸瑞.概念设计在建筑结构设计中的应用分析[J].城市建设理论研究:电子版,2014(22):89-90.

篇10:高层建筑结构概念设计论文

近些年来,建筑业有了突飞猛进的发展,城市规划设计中的高层建筑越来越广泛。它以其高度强烈地影响着规划、设计、构造和使用功能。就结构特性而言,高层建筑是必须着重考虑水平荷载和竖向荷载组合影响的建筑物。设计高层建筑时,它的结构除在上述荷载组合下的强度、刚度和稳定性应予以保证外,还必须控制由风荷载(或地震水平作用)所产生的侧向位移,防止由此产生的结构的和非结构性材料的破坏;控制由风荷载造成顶部楼层的加速度反应,以使用户对摆动的感觉和不舒适感降到最低程度。这就需要设计师从一开始就应该以一个立体的概念设计为基础。

一、高层结构概念设计

(一)高层结构概念设计的三维层次

把房屋看成一个三维空间块体分层次来分析,对于复杂的高层,例如多塔机构也可以把它分成几块,分别研究其倾覆、刚度、承载力等问题,然后组合起来。首先,在方案阶段(I),可以把基本设计方案概念化,建立一个符合建筑空间三维形式的结构方案。在该阶段分析总结构体系的荷载和抗力关系;高宽比与抗倾覆;承载力和刚度;并预估基本分体系的相互关系。由于整个结构必然是由一些平面单元组成,因此在初步设计阶段(Ⅱ),要扩展方案,把那些体现初步设计基本要求的、主要是二维的平面体系包括进来,进行基本水平和竖向分体系的总体设计,从而得到主要构件及其相互的关系。而在最后的.第Ⅲ阶段,即施工图设计阶段,处理一维的构件设计,具体设计所有分体系的构件、连接和构造详图,对第Ⅱ阶段做出的粗略决定进行细化。

对于高层建筑结构,可以设想成为一个从地基升起的竖向悬壁构件,承受水平侧向荷载和竖向重力荷载的作用。侧向荷载是由风吹向建筑物引起的水平压力和水平吸力,或者是由地震时地面晃动引起的水平惯性力。重力荷载则是建筑物自身的总重力荷载。这些侧向荷载和重力荷载的组合,趋向于既可能将它推倒(受弯曲),又可能将它切断(受剪切),还可能使它的地基发生过大的变形,使整个建筑物倾斜或滑移。对抗弯曲而言,结构体系要做到不使建筑物发生倾覆,其支撑体系的构件不致被压碎、压屈或拉断,其弯曲侧移不超过弹性可恢复极限;对抗剪切来说,结构体系要做到不使建筑物被剪断,其剪切侧移不超过弹性可恢复极限;对地基和基础来说,结构体系的各支撑点之间不应发生过大的不均匀变形,地基和地下结构应能承受侧向荷载引起的水平剪力,并不引起水平滑移。由于风力和水平地震作用力对于高层建筑是动荷载,使建筑结构抗弯曲和抗剪切时都处于运动状态,就会导致建筑物中的人有震动的感觉,使人有不舒服感。如果建筑物晃动得太厉害,还会使非结构构件(如玻璃窗、隔墙、装饰物等)断裂,甚至危及屋外行人的安全。所以,高层建筑结构要避免过大的震动。例如:在建造机关事务局12层的办公综合楼,它长48m、宽18m、高36m。建筑物两边各有9根柱,横行柱距为18m,纵向柱距为6m,中央有一个6×12m的电梯和管道井筒。考虑水平荷载的传递有几种不同方式,进行结构方案优选,分析两种结构方案:一种为仅由核心筒承受水平力,外柱仅承受大部分竖向荷载,不抵抗水平力,梁和柱铰接;一种为纵横两个方向柱和梁刚接形成框架,来抵抗纵横两个方向的水平力。在方案一中:筒井所受的风荷载为1。4×6×8=67。2KN/m,竖向荷载近似为15120KN,井简墙自重为6×36×(6+12)×2=7776KN,可得抵抗倾覆弯矩的竖向荷载为22896KN。则可计算出合力偏心矩e=M/G=67。2×36×18/22896=1。9m,超过核心范围(6/6=1m),不满足稳定要求。必须加强、加宽基础或采用下部锚固,才能避免基础向上抬起。在方案二中:由横行跨度的框架承担全部水平力。因此,在一个方向风荷载作用下,总框架一侧柱子受压,另一侧柱子受拉,并可近似求得总压力或拉力为:67。2×36×18/18=2418。2KN,大致由每侧9根柱子平均分担2419。2/9=268,8KN/柱<7×3×9×10=1890KN,即比每根柱所承受的恒载小很多,基础不会向上抬起。因此方案二比方案一好,应采用方案二的结构。

二、高层建筑的结构体系

通过受力因素分析,下一步就考虑采用什么结构体系,有下面几种高层建筑结构体系可供选择,其结构体系有:框架结构、剪力墙结构、框架一剪力墙结构、筒中筒结构等。根据其受力特点,结合高层概念设计的三维层次考虑,选取合适的结构体系或其组合体系。

(一)框架结构体系

由梁、柱、基础构成平面框架,它是主要承重结构,各平面框架再由梁联系起来,形成空间结构体系。框架结构的优点是建筑平面布置灵活,可以做成有较大空间的会议室、餐厅、车间、营业厅、教室等。需要时,可用隔断分割成小房间,或拆除隔断改成大房间,因而使用灵活。外墙采用非承重构件,可使立面设计灵活多变。但是框架结构本身刚度不大,抗侧力能力差,水平荷载作用下会产生较大的位移,地震荷载作用下较易破坏。不高于15层宜采用框架结构,可以达到比较好的经济平衡点。

(二)剪力墙结构体系

剪力墙结构体系是利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构体系。墙体同时作为维护及房间分隔构件。剪力墙间距一般为3—8m,现浇钢筋混凝土剪力墙结构整体性好,刚度大,在水平荷载作用下侧向变形小,承载力要求容易满足,适于建造较高的高层建筑。而且其抗震性能良好,在历次的地震中,都表现了很好的抗震性能,震害较少发生,程度也很轻微。但是剪力墙结构间距不能太大,平面布置不灵活,而且不宜开过大的洞口,自重往往也较大,不是很能满足公共建筑的使用要求,而且其成本也较大。

(三)框架一剪力墙结构体系

框架一剪力墙结构体系由框架和剪力墙组成。剪力墙作为主要的水平荷载承受的构件,框架和剪力墙协同工作的体系。在框架一剪力墙结构中,由于剪力墙刚度大,剪力墙承担大部分水平力(有时可以达到80%~90%),是抗侧力的主体,整个结构的侧向刚度大大提高。框架则承受竖向荷载,提供较大的使用空间,同时承担少部分水平力。由于有了剪力墙,其体系比框架结构体系的刚度和承载力都大大提高了,在地震作用下层间变形减小,因而也就减小了非结构构件(隔墙和外墙)的损坏。这样无论在非地震区还是地震区,都可以用来建造较高的高层建筑。还可以把中间部分的剪力墙形成简体结构,布置在内部,外部柱子的布置就可以十分灵活;内筒采用滑模施工,外围的框架柱断面小、开间大、跨度大,很适合现在的建筑设计要求。

(四)筒中简结构体系

筒中筒结构体系由一个或多个简体为主抵抗水平力。通常简体结构基本形式有三种:实腹筒、框筒及桁架筒。筒体结构最主要的特点就是它的空间受力性能。不论哪一种简体,在水平力作用下都可看成固定于基础上的箱形悬壁构件,它比单片平面结构具有更大的抗侧刚度和承载力,并具有良好的抗扭刚度。简中筒结构是一种抵抗较大水平力的有效结构体系,但是由于它需要密柱深梁,当采用钢筋混凝土结构时,可能延性不好,而且造价昂贵。

除了上述的几种结构体系外,还有其他一些结构体系,如薄壳、膜结构、网架等。随着时代的进步,会涌现出越来越多更好的结构体系。这就需要不断学习,从各方面考虑运用经济合理的手段到达目标。

篇11:装配式建筑结构的设计论文

1装配式建筑概述

装配式建筑是指用预制的构件在工地装配而成的建筑。这种建筑的优点是建造速度快,受气候条件制约小,节约劳动力并可提高建筑质量。装配式建筑最初出现于上世纪初期,并不需要现浇作业,只需要现场装配即可,同时,这种建筑中的构件成本并不高,性价比也很好,且带有绿色建筑特点。在生态环境保护备受重视的今天,装配式建筑因具有绿色环保特征,受到人们的青睐。

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2.1种类划分

对于装配式建筑来说,拥有多种类型,按照形式划分有剪力墙形式、框架与核心筒形式、框架与剪力墙形式等;按照高度划分有多层混凝土式、高层混凝土与低层混凝土式。在我国应用最多的装配式建筑结构形式为剪力墙结构,但在商场等建筑项目中多采用框架式。

2.2抗震性能

在自然灾害频发的今天,任何建筑最重要的一点莫过于具有良好的抗震性能。通过研究可以发现,装配式混凝土建筑结构大致可以分为两种,一种是全装配式;另一种是半装配式,无论哪种装配形式,其装配程度的高低不会影响到建筑整体刚度,能够影响结构刚度的只有受力构件刚度与节点刚度,如果它们的刚度不达标,那么在地震等自然灾害发生以后,建筑使用者的安全将受到极大威胁,因此,应提升受力构件与节点刚度[3]。同时,在装配式建筑中有多个节点形式,不同结构刚度所带来的影响也不会不同,尤其是抗震性能存在一定差异,所以,在装配式建筑结构体系设计过程中,应加强与现实情况的联系,提升建筑结构的抗震性能。

篇13:装配式建筑结构的设计论文

3.1框架结构体系设计

对于装配式建筑框架结构体系来说,在我国商场建设中应用较多,也是应用力度较大的装配式建筑结构。之所以采用这种结构体系,主要是由于该体系质地相对较轻,便于运输,同时它属于综合性能相对较好的`高层框架。在利用框架结构体系的过程中,无论是叠合板还是合梁都会在工厂内部完成,然后利用运输设备将这些框架运输到施工场地,再在现浇处理节点或梁端键槽等方式的作用下完成下一阶段的设计。为提高框架结构体系装配式建筑的受力能力,在实际设计中还需要关注以下几点问题:一,强度等级控制。无论是柱混凝土还是预制框架柱底的强度等级至少要达到C30左右;二,平面设计原则。在设计梁柱中心线的过程中应做到竖向平面相同,且呈现对齐形式,在纵向上也要以对齐为主;三,预埋件的处理。对于框架结构体系设计来说,预埋件属于不可缺少的一部分,所以,在实际设计过程中应保证处于不同区域的预埋件能够很好的连接在一起,无论是承受轴力还是剪力都处于良好状态。

3.2剪力墙结构体系设计

剪力墙结构体系在我国居民保障住房中的应用较多,在设计这种结构体系的装配式建筑时,可以根据需求与工厂实际情况选择剪力墙结构,既可以是半预制式,也可以是全预制式,无论哪种形式都能满足设计需求。为确保装配式建筑结构质量,满足使用需求,应关注以下几点内容:一,设计好承重墙板。承重墙是装配式剪力墙结构体系设计中不可缺少的一部分。为做好承重墙设计,保证建筑质量,需要将承重墙搭建在两侧的山墙上。同时,做好内力计算结果与抗侧力设计。此外,在结构竖向抗侧力设计的过程中,应保证现浇方式能够将竖向主承力钢筋浆锚与连接带组合在一起,并做好抗震设计与连接设计,以便提升建筑结构的整体性,避免出现中断的情况;二,控制好钢筋直径与强度。在剪力墙结构体系设计中应保证各个预制构建间的连接性处于良好状态。在实际设计的过程中不仅要确保传力良好,还要提高构造的可靠性。如果发现该结构的抗震能力较差,应适当提升钢筋直径与强度;三,注意与现场吊装环境的联系。对于剪力墙结构体系来说,如果在设计中采用的是分块设计,那么在实际设计中应注意与现实情况的联系,如房间构造、拼接位置等。对于竖向接缝的部位,应做到避免应用到暗柱中,且尽量避免在同一个建筑结构中应用多个构件。此外,在实际设计中应严格按照相关要求操作,做好验算,避免出现配筋变形等情况,只有这样才能保证设计合理,满足人们实际需求。

4结语

通过以上研究得知,装配式建筑是现代建筑中应用较多的一种形式,它不仅可以降低劳动强度,还有利于生态环境保护,但不同的装配式建筑在结构体系与设计上的方式并不相同,注意要点也存在差异,因此,本文联系实际情况,分别对框架式装配式建筑与剪力墙装配式建筑的结构设计进行了研究,希望能为相关人士带来有效参考,加大装配式建筑在我国的设计与应用力度。

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