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工程结构设计概况范文1
关键词:超长、结构设计
1、工程概况:
某地下汽车库,周围与主楼相连,为大地盘多塔结构。主楼为地上27层,地下二层,剪力墙结构,车库为地下一层,板柱剪力墙结构。车库单层建筑面积7万平米,长516.5米,宽211.4米。上部覆土1.9米,考虑10KN/m2活荷载。楼板为现浇混凝土空心楼盖,基础形式为柱下独基和墙下条形基础并设构造底板。
2、结构设计
2.1、结构设计基本概况
本工程结构设计基准期为50年,设计使用年限为50年,建筑安全等级为二级,建筑抗震设防类别为丙类,地基基础设计等级为甲级。按《建筑抗震设计规范》要求,本工程抗震设防烈度7度,设计基本地震加速度值为0.10g;场地类别为Ⅱ类,场地特征周期值Tg=0.40 s。建筑抗震设防类别为丙类。在多遇地震作用下结构阻尼比取0.05。
2.2、结构体系
由于建筑功能要求,主楼和车库连为一体。车库主体结构采用板柱剪力墙结构,剪力墙布置一定数量的剪力墙,以保证主楼嵌固于地下室顶板。
2.3、主要构件断面
剪力墙是本工程主要抗侧力结构构件,承担主要的水平荷载,外墙厚度为350mm,内墙厚度为250mm 。框架柱截面为600x600mm。
2.4 结构计算分析
本工程采用SATWE(墙元模型)计算。
3、结构构造措施
3.1由于本工程与主楼相连接,为解决主楼与车库沉降差异设沉降后浇带。沉降后浇带封闭时间待主楼主体施工完毕后结合沉降观测资料与有关单位共同确定。再用高一强度等级补偿收缩混凝土封闭;封闭前后浇带跨内不允许拆模及水平支撑等保证主楼侧限措施。
3.2本工程超长,施工时设连续式膨胀加强带和施工后浇带,以解决混凝土的收缩徐变问题。施工后浇带间距不大于90米。加强带宽度为2.0米,施工间距不大于30米。应严格控制混凝土原材料的质量和技术指标,粗细骨料的含泥量应尽量减少(1%~1.5%)。水泥优先选用水化热低的品种,如矿渣硅酸盐水泥。采用粉煤灰,它可以改善混凝土的黏塑性,并可代替部分水泥,减少混凝土的用水量和水泥用量,从而减少水化热及混凝土中的孔隙,提高密实性和强度,提高抗裂性。混凝土楼板采用膨胀剂拌制的微膨胀混凝土(补偿收缩混凝土),混凝土的浇筑应尽量采用低温入模,低温养护,使混凝土终凝时温度尽量降低,减少水化热和收缩。浇筑后应及时采用塑料薄膜或喷养护剂及草帘进行保湿和保温养护。必要时应采取临时保温隔热措施,以防止主体结构长期暴露在高温或寒冷之下,出现裂缝。
3.3基础采用独立基础并设300厚防水底板,防水板下设50厚聚苯板。防止构造底板出现裂缝。
4、 结语
综上所述措施, 实现了在保证安全的前提下与建筑功能结合。将建筑与结构统一,实现建筑之美。
参考文献
[1]建筑抗震设计手册(第二版)中国建筑工业出版社 主编:龚思礼
工程结构设计概况范文2
关键词:工程结构;土木工程;交互式教学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)44-0112-02
一、引言
受专业覆盖面广及行业涉及面宽等特点的影响,土木工程对国民经济的发展至关重要。在当前“大土木”专业背景下,培养具有较宽理论基础、较强适应能力、较广专业视野的土木工程专业人才是土木工程专业的最终目标[1]。作为工程管理专业的必修课程――工程结构,集理论与实践为一体,在工程力学、建筑材料、建筑制图等课程基础上,围绕建筑结构的受力体系阐述各种结构构件的受力性能、计算原理和方法以及结构构造要求等内容[2]。对培养工程管理专业学生的土木工程专业素养起着举足轻重的作用。
二、工程结构课程简介
1.培养目标。为提高工程管理专业学生的土木工程专业素养,工程结构课程要求学生在数学、力学的基础上,初步掌握建筑结构的设计原理和方法,为将来从事工程管理工作提供充分的结构工程知识背景。通过本课程的学习旨在使学生具备简单的结构构件设计能力,使其能够解决工程管理中简单的结构问题;同时应了解工程结构的基本原理和方法,建立正确的结构概念,保证其充分理解结构设计意图,为其从事工程施工、造价、监理等工作提供良好的结构工程知识基础。
2.课程概况。工程结构Ⅰ内容如下:建筑结构选型与设计方法讲述建筑结构的基本特点与结构选型、建筑结构荷载与设计方法等内容;混凝土结构设计原理讲述材料的力学性能、钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算、受弯构件斜截面承载力计算、轴心与偏心受压构件承载力计算、轴心与偏心受拉构件承载力计算、受扭构件承载力计算、变形与裂缝宽度计算、预应力混凝土构件;钢筋混凝土梁板结构讲述整体现浇式单向板肋形楼盖、钢筋混凝土现浇双向板肋形楼盖、钢筋混凝土楼梯计算;混合结构房屋设计讲述刚性、弹性、刚弹性方案房屋的相关计算、混合结构房屋基本构件与构造措施、房屋的静力计算方案等内容。
工程结构Ⅱ内容如下:钢结构设计原理讲述钢材的力学性能、钢结构的连接、受弯构件的计算原理、轴心受力构件、拉弯构件、压弯构件、节点设计原理、单层厂房钢结构、大跨钢结构与空间结构;地基与基础工程讲述地基土的工程性质及分类、地基基础设计的基本原理、地基处理等内容;建筑结构新技术讲述新型建筑结构、计算机方法、工程结构的事故处理等。
三、工程结构课程教学存在的问题
1.授课课时少,授课内容多。工程结构包含土木工程各专业课程内容,授课内容众多。在土木工程专业课程设置中,混凝土结构设计原理、钢结构设计原理、地基与基础、高层建筑结构设计等各专业课程授课课时均不少于32课时,而工程结构课程的授课课时仅128课时。在有限授课课时内讲述众多课程内容,不可避免地降低了学生的学习效果。
2.章节内容的重复性与独立性。工程结构中各章节内容具有明显的独立性。比如,荷载作用类型方面,混凝土结构设计原理、钢结构设计原理、地基与基础等章节,主要讲述静力荷载作用下构件的受力性能与设计原理,建筑结构抗震则重点讲述地震作用对建筑结构与构件受力性能和设计方法的影响。此外,工程结构中各章节内容尚存在一定的联系性,从而造成了部分内容的重复。例如,建筑结构选型与设计方法,指出按承重结构的类型分剪力墙结构、筒体结构等,讲述各种结构类型的定义与受力特点,并对其变形与受力进行了详细分析;高层建筑结构设计同样介绍了剪力墙结构、筒体结构等不同结构类型的定义与受力特点。再如建筑结构选型与设计方法部分,分析了混凝土结构、钢结构、砌体结构的优缺点及所用材料的物理力学性能,而混凝土结构设计原理、砌体结构、钢结构设计原理同样介绍了各种结构的优缺点及所用材料的力学性能。
3.考核方式单一,学生积极性低。目前,我校工程结构课程的考核方式主要为闭卷考试,最终课程考核成绩由平时成绩和期末考试成绩构成,平时成绩与期末考试所占比例为20%和80%。平时成绩根据出勤、课堂讨论、课后作业、期中检查等评定。上述考核方式在有限授课课时条件下,具有良好的效果。但实际教学过程中,存在学生积极性不高、考核方式较单一等缺陷。
四、工程结构课程教改方法
1.授课课时适当增加,授课内容适当删减。对于土木工程专业而言,混凝土结构设计原理、钢结构设计原理、地基与基础工程等课程授课课时均在32课时及以上。在相同授课范围的要求下,必然要对授课内容进行适当删减。在改革的过程中要遵循把握主要内容、突出重点内容、穿插细节内容的基本原则。以钢结构设计原理为例,所谓把握主要内容,是指将钢结构三大连接方式及其计算、钢结构受弯构件、轴心受力构件、拉(压)弯构件等内容讲述清楚,而有关钢结构材料生产、节点设计、钢结构的塑性设计及抗震设计等内容,则简单介绍即可;所谓突出重点内容,是指重点讲述计算公式的具体运用,有关计算公式的推导可适当讲述;所谓穿插细节内容,是指讲述主要计算公式的过程中,对一些构造措施处理进行适当讲解。除此之外,在教学大纲不变的前提下,建议适当增加本门课程的授课课时,以提供充足的授课时间。
2.章节内容适当归类,重复内容合理整合。工程结构课程各章节存在内容重复的现象,针对此类问题,需要对该课程各章节内容进行适当归类。按照材料进行分类,可划分为混凝土结构、钢结构、砌体结构等内容;按照荷载条件,可分为静力计算、抗震设计;按照受力层次,可划分构件设计、结构设计两部分。建筑结构选型与设计方法简要介绍混凝土、砌体、钢材等物理力学性能,框剪结构、剪力墙结构、筒体结构等介绍选型,而混凝土结构设计原理、砌体结构、钢结构设计原理则介绍相应材料的力学评价指标,如冲击韧性、伸长率、破坏形式、冷弯性能等,高层建筑结构设计则讲述剪力墙结构、框架―剪力墙结构、筒体结构等不同类型结构的受力与变形分析。根据上述分类,在实际授课过程中,既要讲授各章节的联系,又要避免章节内容的重复讲述,从而达到节约授课课时的目的。
3.考核方式多样化,交互式教学的运用。为提高工程结构课程的教学质量,应消除传统考核方式的弊端,积极探索灵活多样的考核方式。为此需要丰富考核内容,采取多种手段和方式对学习效果与成绩进行评价,如平时考勤、课堂问答、课堂讨论、课后作业、学习心得、课程建议调查、小组试讲、授课内容总结等方式,以此弥补单一、枯燥考核方式的不足,逐步形成有利于促进学生综合素质提高和能力培养的考核评价机制。
结合多种考核方式,开展交互式教学,体现教师的引导作用,突出学生的主体地位,可有效促使教学水平的提高。根据情境和过程的不同,交互式教学以多种形式出现,相互作用以纵向或横向的方式出现。交互式教学可分为师生交互、人机交互以及一些潜移默化的相互影响、相互启发。传统的交互式教学以反馈和交流为主要特征,目的是构建一个互相信任、尊重和平等的学习氛围,通过对话和倾听实现师生之间和学生之间的双向沟通,进而在合作和交流中加深对学习内容的理解。随着计算机网络技术以及白板在教育中的广泛应用,基于网络及白板环境的交互式教学迅速兴起,它促使了学生主体地位的真正确立,其学习的自主性、能动性、合作性得到充分发挥,有利于提高学生的学习积极性。为此,新形势下交互式教学以问题主导、小组主导、课堂互动、多媒体辅助、网络交流等多种形式出现,以实现以教为主(教师“满堂灌”)向以学为主转变、以课堂为主(过分重课堂)向课内外结合转变、以结果评价为主(过分重分数)向结果过程结合转变。与此同时,交互式教学需要教师灵活运用多种教学方法,注重各种教学方法的优化组合,熟练处理教材的系统性并突出讲授的重点,善于用明白、易懂的语言来表达深度理论、深邃思想、深刻思路,善于应用启发式,吸引学生同步思维,从而不断提高讲授的艺术性,调动学生的积极性与主动性。
五、结论
为提高授课效果,需要适当增加授课课时,此外,需要合理调整授课内容,坚持把握主要内容、突出重点内容、穿插细节内容的基本原则;为避免部分内容的重复讲述,需要对该课程各章节内容进行合理归类;为保证教学质量,提高学生的学习积极性,需要灵活运用多样的考核方式,开展交互式教学。
参考文献:
工程结构设计概况范文3
钢筋混凝土多层、多跨框架软件开发
2.项目研究背景
所要编写的结构程序是混凝土的框架结构的设计,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。
编写算例使用建设部最新出台的《混凝土结构设计规范》gb50010-XX,该规范与原混凝土结构设计规范gbj10-89相比,新增内容约占15%,有重大修订的内容约占35%,保持和基本保持原规范内容的部分约占50%,规范全面总结了原规范实施以来的实践经验,借鉴了国外先进标准技术。
3.项目研究意义
建筑中,结构是为建筑物提供安全可靠、经久耐用、节能节材、满足建筑功能的一个重要组成部分,它与建筑材料、制品、施工的工业化水平密切相关,对发展新技术。新材料,提高机械化、自动化水平有着重要的促进作用。
由于结构计算牵扯的数学公式较多,并且所涉及的规范和标准很零碎。并且计算量非常之大,近年来,随着经济进一步发展,城市人口集中、用地紧张以及商业竞争的激烈化,更加剧了房屋设计的复杂性,许多多高层建筑不断的被建造。这些建筑无论从时间上还是从劳动量上,都客观的需要计算机程序的辅助设计。这样,结构软件开发就显得尤为重要。
一栋建筑的结构设计是否合理,主要取决于结构体系、结构布置、构件的截面尺寸、材料强度等级以及主要机构构造是否合理。这些问题已经正确解决,结构计算、施工图的绘制、则是另令人辛苦的具体程序设计工作了,因此原来在学校使用的手算方法,将被运用到具体的程序代码中去,精力就不仅集中在怎样利用所学的结构知识来设计出做法,还要想到如何把这些做法用代码来实现,
4.文献研究概况
在不同类型的结构设计中有些内容是一样的,做框架结构设计时关键是要减少漏项、减少差错,计算机也是如此的。
建筑结构设计统一标准(gbj68-84)该标准是为了合理地统一各类材料的建筑结构设计的基本原则,是制定工业与民用建筑结构荷载规范、钢结构、薄壁型钢结构、混凝土结构、砌体结构、木结构等设计规范以及地基基础和建筑抗震等设计规范应遵守的准则,这些规范均应按本标准的要求制定相应的具体规定。制定其它土木工程结构设计规范时,可参照此标准规定的原则。本标准适用于建筑物(包括一般构筑物)的整个
工程结构设计概况范文4
【关键词】:建筑;结构设计;总说明;注意的问题。
中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:1003-8809(2010)05-0015-02
一、引言
结构设计总说明主要内容有设计依据、相关规范、抗震等级、人防等级、地基情况、抗渗做法、荷载取值,材料情况、施工注意事项、选用图集、通用图以及在施工图中未画出而通过说明来表达的信息。
二、结构设计总说明写法问题
1、相关规定
(1)《结构专业审查要点》的规定结构设计总说明着重审查设计依据条件是否正确,结构材料选用、统一构造做法、标准图选用是否正确,对涉及使用、施工等方面需作说明的问题是否已作交待。审查内容一般包括建筑结构类型及概况,建筑结构安全等级和设计使用年限,建筑抗震设防分类、抗震设防烈度(设计基本地震加速度及设计地震分组)、场地类别和钢筋混凝土结构抗震等级,地基基础设计等级,砌体结构施工质量控制等级,基本雪压和基本风压,地面粗糙度,人防工程抗力等级等7 条。
(2)《建筑工程设计文件编制深度规定》要求每一单项工程应编写一份结构设计总说明,对多子项工程宜编写统一的结构施工图设计总说明。如为简单的小型单项工程,则设计总说明中的内容可分别写在基础平面图和各层结构平面图上。结构设计总说明应包括工程结构设计的主要依据,建筑结构的安全等级和设计使用年限,混凝土结构的耐久性要求和砌体结构施工质量控制等级,建筑场地类别,地基的液化等级,建筑抗震设防烈度(设计基本地震加速度及设计地震分组)和钢筋混凝土结构的抗震等级等12 条。
2、相关内容写法
(1) 通常,工程结构设计的主要依据是:①设计遵循的规范、规程和规定;②工程地质勘察报告;③设计荷载;④建设单位对设计提出的符合有关标准和法规的、与结构有关的书面要求;⑤批准的方案设计文件。应遵循的规范、规程和规定自不必说,“工程勘察报告”最好通过审查,这样可以避免设计依据不准确造成结构设计的返工。荷载取值要规范,活荷载应与房间的使用功能相符,符合专门的规范、标准。
(2) 设计±0.0 标高所对应的绝对标高按规划部门要求。
(3) 图纸中标高、尺寸的单位一般为:标高以m 为单位,其余尺寸以mm 为单位。
(4) 建筑结构设计的结构安全等级和使用年限,应符合《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068―2001)第1.0.5条、第1.0.8 条的有关规定。特别注意:基础的安全等级(《建筑地基基础设计规范》(GB 50007―2002)3.0.1 条)与建筑物的安全等级(《混凝土结构设计规范》(GB50010―2002)3.2.1条)不同,应按各自的规范来确定安全等级。结构设计使用年限与建筑专业年限的说法不同。设计使用年限定义:设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期。根据《建设工程质量管理条例》,要注明工程合理使用年限,一般工程结构设计使用年限为50 年,而建筑施工图定为100 年(例如:一般高层,其根据《民用建筑设计通则》第1.0.4 条,为建筑耐久年限)。若结构使用年限定为100 年,则结构要符合另外的要求或采取专门的有效措施。
(5) 建筑场地类别、地基的液化等级、建筑抗震设防烈度(设计基本地震加速度及设计地震分组)要符合《建筑抗震设防分类标准》、《建筑抗震设计规范》(GB 50011―2001)。建筑抗震设防分类要清楚,严格按《建筑工程抗震设防分类标准》(GB 50223-2008)的规定执行。
(6) 人防工程的抗力等级应按《人民防空地下室设计规范》(GB50038-2005)执行。规范增加的常规武器和核武器分类,针对防空地下室的类别在设计说明中应有明确。
(7) 有关地基概况宜如下描述:地基基础设计等级,持力层类别、承载力特征值,地下水类别、标高,设计防水水位,有无软弱下卧层,基坑开挖支护措施,应符合《建筑地基基础设计规范》。①天然地基基础,要注明基槽检验要求。②桩基础要分析使用地质勘察报告,说明桩端持力层的选择,桩的承载力取值,对桩基的检测要求。③地基处理选择的方法应合理、有效,承载力取值方法满足规范要求,地基处理后的承载力与变形满足上部结构的设计要求,地基处理方法和施工试验、检测要求符合《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002)规定。
(8) 采用的设计荷载,包含风荷载、雪荷载、楼(屋)面允许使用荷载、特殊部位的最大使用荷载标准值,应按《建筑结构荷载规范》(GB 50009―2001),对《建筑结构荷载规范》未作具体规定的荷载标准值应注明,可参见《全国民用建筑工程设计技术措施(结构)》。基本风压、地面粗糙度符合规范要求。
(9) 钢筋混凝土结构时,应说明受力钢筋的保护层厚度、锚固长度、搭接长度、接长方法,预应力构件的面积、锚具种类、预留孔道做法、施工要求及锚具防腐措施等,并对某些构件或部位的材料提出特殊要求。选用的建筑材料,应注明规格、型号、性能等技术指标,其质量必须符合国家标准的要求。说明混凝土强度等级、钢筋种类与级别。受力钢筋的混凝土保护层厚度应符合《混凝土设计规范》第9.2 节。现浇挑檐、雨罩等外露结构应按《混凝土结构设计规范》第9.1.1 条附注设置伸缩缝,即伸缩缝间距不宜大于12m。
(10) 对水池、地下室等有抗渗要求的建筑物的混凝土,说明抗渗等级,提出需作渗漏试验的具体要求,在施工期间存有上浮可能时,应提出抗浮措施。地下工程防水混凝土底板混凝土垫层应按《地下工程防水技术规范》(GB50108―2001)要求不应小于C15,厚度不应小于100 mm,在软弱土层中的厚度不应小于150mm。防水混凝土结构厚度不应小于250mm。地下工程防水混凝土迎水面钢筋保护层厚度《地下工程防水技术规范》(GB50108―2001)要求不应小于50mm。注意:此规定与混凝土规范不一致,一般情况下,民用建筑不宜按防水规范设计。必须采用时,应注意采取对厚保护层的防裂措施。同时应进行裂缝宽度的计算,裂缝宽度不得大于0.2mm,并不得贯通。防腐蚀措施可按《工业建筑防腐蚀设计规程》(GB50046―2008)要求。
(11) 所采用的通用做法和标准构件图集;如有特殊构件需作结构性能检验时,应指出检验的方法和要求。不应采用过期作废图集。特别说明有:“本工程施工前,应由建设单位组织设计单位根据工程的特点进行技术交底。施工单位应全面熟悉图纸内容,在设计单位进行技术交底后方可施工。若遇图面不明,应与设计单位取得联系,共同研究解决,不得擅自处理。未尽事项均应按照国家现行有关设计、施工验收规范规程等要求执行”。
(12) 施工中应遵循的施工规范和注意事项,施工图涉及到钢网架、电梯及其它设备预留的孔洞、机坑、基础、预埋件等一定要写明:“有关尺寸在浇筑混凝土之前必须得到设备厂家签字认可方可施工。”这样可以免除一些以后使用上的麻烦。预埋件、吊环的材料、计算与构造要合理、安全,按《混凝土结构设计规范》10.9.1~8 条。施工的注意事项,有后浇带设置,封闭时间及所用材料等。以上也可参照《混凝土结构构造手册》。
参考文献
[1] JGJ3―2002《高层建筑混凝土结构技术规程》.
工程结构设计概况范文5
在当前社会土地资源愈来愈稀缺的背景下,开发山地是非常有必要的,我国近年来涌现出了越来越多的山地建筑,这就是对山地进行开发的结果。建筑的结构设计直接关系着最终建筑质量,尤其是对于山地建筑来说,其对结构设计的要求更高。山地建筑结构设计不仅要满足人们对建筑质量和建筑功能的需求,更要同时注重对山地的生态环境进行保护。本文以烟台铺拉谷酒庄工程为例分析了山地建筑结构设计的要点,希望对建筑业的发展有所助益。
【关键词】
山地建筑;建筑结构;结构设计
由于山地自身的特性,导致对山地建筑结构设计与平原地区的建筑结构设计具有一定的差异。在进行山地建筑结构设计之前首先要选择适合的山地地块,通常情况下,适合建造房屋建筑的山地坡度要不小于8%,确定地块之后要结合该区域的自然条件进行设计,尽可能地合理利用自然条件,不随意改变原有地形结构,科学规划道路,并根据业主要求科学设计公共设施和公共服务建筑等[1]。以下笔者就以烟台铺拉谷酒庄工程为例,探讨山地建筑结构设计的要点。
一、建造山地建筑的意义
随着当代社会的发展和人口的急剧增长,土地资源越来越稀缺,为了节省城市土地资源,人们将目光放到了山地区域上面,于是越来越多的山地建筑工程项目被提上了日程。建造山地建筑,可以有效扩展人们的居住空间,节约土地资源,同时山地环境还有利于让人们舒缓心情、释放压力,所以建造山地建筑是现代人们的必然需求。根据调查研究显示,开发山地资源、建造山地建筑一来可以适应社会经济发展,二来能够适应现代建筑功能,三来能够有效节约成本,四来具有现代技术保障,所以建造山地建筑是可行的,更是意义重大的[2]。
二、山地建筑工程概况
1、工程概况以烟台铺拉谷酒庄工程为例:本工程一期共15个单体酒庄,位于烟台市莱山区,5号酒庄建筑高度为21.90m,建筑面积为4486.19m2,地下二层为葡萄酒作坊展示、品酒厅,地下一层为中餐厅,一层为大堂、客房;二、三层为客房、休闲吧;建筑的基础形式为独立基础,采用天然地基,结构类型为掉层框架结构。2、地层结构及承载力根据实地勘察显示,烟台铺拉谷酒庄工程位于山谷冲沟中,场地地形起伏较大,场区地貌类型属山谷冲沟。素填土层结构松散,分布于场区5号、6号楼沟底地带,颜色为褐黄色,主要由粘性土角砾、风化岩石碎块、碎屑等组成;5号楼厚度一般为0.50-4.90m,6号楼厚度一般为0.50-1.80m。强风化花岗岩层厚度一般为5.00-10.00m,场区分布较广泛,颜色为褐黄色,巨斑中粒结构,块状构造,主要矿物成份为石英、长石、角闪石等,矿物蚀变强烈,风化裂隙很发育,裂隙面多氧化物渲染,呈粗砂状,手搓易散;岩体属极破碎的软岩,岩体基本质量等级为V级。
三、山地建筑结构设计要点
1、结构类型选择目前比较常见的山地建筑结构类型主要有吊脚结构和掉层结构这两类,在实际山地建筑结构设计过程中,基本都是运用这两类结构或者其衍生结构类型。吊脚结构如图1所示、掉层结构如图2所示。
2、抗震设计对于山地建筑而言,其结构设计中的抗震设计一般是通过概念设计、计算及构造措施这三方面来实现的。其中,概念设计指的是对山地建筑结构的整体抗震性能进行总体把控,一般是通过控制山地建筑结构的高度、高宽比、平面及竖向规则性等方面来实现,而平面和竖向规则性则通常是通过对刚度比、强度比以及扭转效应等指标进行控制来实现的。在对这些指标进行实际计算时通常会存在两点问题:第一是如何按照实际计算,第二是计算结果是否适应山地建筑结构特点。在这方面,目前建筑界大多只考虑常规地形下对指标的控制,而对山地建筑的考虑较少。为了加强山地建筑的抗震设计,必须要在对常规地形下建筑指标控制的基础上结合山地建筑结构的特点进行修正。具体来说,在山地建筑的抗震设计中主要应考虑以下问题:①在概念设计中,首先需要考虑如何确定结构高度界定中的起算点(取最高接地点、最低接地点、还是平均值?),一般建筑设计要求从较低一侧的室外地面起算,但其是否对多层吊脚结构和掉层结构同样适用还需进一步讨论;笔者建议按重庆地区相关规范[3]对山地建筑高度的界定中增加一个补充限值条件,即以不大于主要竖向构件的实际高度为宜。其次需要考虑如何合理选取结构嵌固端,由于山地建筑结构的特点是其底部约束不在同一水平面上,所以其嵌固点也应当根据实际而选择不同的高度。②在抗震力计算中,必须要模拟出真实的地震力作用。由于山地建筑结构要与地形环境相适应,所以容易形成单侧、两侧或三侧带约束的地下室,而约束边的土层性质往往直接影响着其在地震作用下的受力特点,对此还需进一步完善现有结构计算软件的适应性。③在抗震构造上,由于山地建筑结构的抗震性能需要具有独特的特点,所以应当在常规抗震规范的基础上根据山地建筑结构的实际抗震性能特点适当增加一部分内容,并对薄弱环节进行有针对性的加强。
3、边坡支护方案选择比较常见的边坡支护方案有:①放坡:放坡的特点是开挖造价成本较低,往往是建筑工程的首选边坡支护方案;②喷锚支护:喷锚支护的造价也比较低,其是一种依靠喷射混凝土、钢筋网、锚杆与土体共同作用的支护体系;③重力式挡土墙:重力式挡墙分为多种类型,主要有直立式、仰斜式、俯斜式、悬臂式及衡重式等,其中直立式受力最为经济合理,仰斜式的优势是占地面积较小,而衡重式则比较适用于那些高差较大的位置;④钢筋混凝土挡土墙:由于钢筋混凝土挡土墙是与建筑的结构主体一起参与工作和抗震计算的,所以在设计中需要重点考虑土推力对结构主体的影响。结合烟台铺拉谷酒庄工程的实际情况对以上几种边坡支护方案进行综合分析和考虑,笔者认为该工程主楼以外的场地高差可以采用放坡支护方案或喷锚支护方案;多层框架结构的主楼应当采用重力式挡土墙支护结构,并且为了避免土推力对结构主体产生较大影响,挡土墙要与建筑结构的主体完全脱开;柱网的间距较小,可以采用仰斜式重力式挡土墙支护结构;而高层由于是剪力墙结构,所以适宜采用钢筋混凝土挡土墙[4]。
4、基础和基础深埋选型烟台铺拉谷酒庄工程的场地土质、主楼区及单层地下室均采用独立基础,由于场地的高差变化相对较大,所以基础底标高应当在不同高度上,并且要控制好相邻基础的底间距与高差,保证二者之间的关系满足D/H>1[5]。高层部分的基础可以选择钢筋混凝土筏板,这种材质的基础整体型强、刚度高,能够充分发挥出地基承载力,有效调节不均匀沉降问题,并且比较经济。建筑工程的基础埋置深度通常是取决于建筑本身的高度和地下室的层高和层数,由于山地建筑的特殊性,其基础埋深和计算高度往往是由室外最低点算起。基础可以按照埋深要求分段设置不同的标高,计算时应当综合考虑土压力传递的不平衡性,尽量增强其整体性。
5、接地形态设计山地建筑有其独有的特殊性,对其不定基面的设计要注重灵活性,尤其要对建筑出口进行合理设计。建筑的不定基面一是指建筑的入口层面,二是指建筑室外空间所产生的建筑层面。而建筑底面则是指建筑与基底之间的接触面[6]。由于山地建筑自身的特点,导致其底面偶尔会与基面之间出现分离现象,再者也可能会同时出现多个基面。烟台铺拉谷酒庄工程可以采用不定基面的设计原理,将一、二层的出入口与三层以上的出入口设置在不同面,并充分利用电梯实现爬山和退台功能。
四、结语
综上所述,目前山地建筑在我国已经有了较大的发展,在建造山地建筑时,必须要根据山地的地形特点,充分利用山地区域的环境条件,对山地建筑结构进行科学合理的设计,将建筑与地势有机结合,以满足人们对建筑的需要。
参考文献
[1]吴帅,谭方.山地建筑结构设计探讨[J].建筑结构,2013,11:38-41.
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工程结构设计概况范文6
关键词:抗震设计;建筑房屋结构设计;住房安全
建筑结构抗震设计中,建筑结构设计人员需要正确认识抗震设计的意义和价值,并且加大了对建筑抗震设计要点的控制力度,从而优化和完善建筑结构的抗震性能,保障群众的生命财产安全。为此,研究抗震设计在建筑房屋结构设计中的应用具有积极的现实意义。
1建筑工程结构抗震设计的重要性
抗震设计在建筑工程结构设计中占据着重要的位置。首先,能够完善工程结构的抗震性能。工程人员可采取切实可行的技术手段,增强建筑工程结构承受地震作用的能力,从而维持工程结构的稳定性和安全性。其次,有助于提高建筑工程结构整体刚度。在工程设计中,建筑工程结构的刚度存在十分明显的不足,这也是其在地震作用下产生变形或塌陷的主要因素。抗震设计中,设计人员需根据工程实际采取多种措施增加结构刚度,强化抗震能力。最后,建筑工程抗震设计也可减轻地震对建筑工程结构的负面影响,以削弱地震灾害对社会的不利影响。
2建筑工程结构抗震性设计的基本原则
为优化建筑工程结构设计中的抗震性能,完善建筑抗震设计,设计人员应准确把握建筑工程结构抗震设计的主要原则。
2.1简单化原则
在建筑工程结构设计中,结构形式越简单,计算简图越明确,地震作用传递途径也越直接。与复杂的建筑结构体系相比,简单的建筑工程结构体系可增加力学计算的准确性,从而有效平衡项目结构设计,最大限度地避免结构设计过于复杂度高所引发的设计不全面问题。同时,建筑形体的规则性还可减少地震灾害对建筑结构的负面影响,弱化地震作用过程中的力学传递效果,优化建筑的抗震性能。
2.2抵抗性原则
为有效加强建筑工程结构在地震作用下的稳定性和安全性,应在结构体系设计中全方位考虑地震作用。为此,设计人员在工程结构设计期间,要建立相对科学和完善的抗震体系模型,确保发生地震灾害时,建筑结构依然能够保持相对稳定性,抵御地震灾害的负面作用,也可充分展现模型的预防性作用和优势。上述工作也是建筑结构抗震设计中的重点内容。为加强结构的稳定性和安全性,要求合理设置抗震能力,且抗震性能设置不宜过大,需保障其自身结构体系力学的平衡性效果。
2.3合理性原则
科学合理的结构布局可以有效抵御地震作用时造成的冲击力,提升建筑的抗震能力。因此,在工程结构抗震设计中,设计人员要从结构的整体特点入手,将在地震作用下可能首先发生位移或形变的建筑部位找出来,并对导致这一部位出现形变的原因进行分析,找出设计不合理之处,进而对现有的结构布局进行优化和调整。然后再次重复同一的实验,直至整个布局受力平衡且无明显变形或形变位置为止。建筑结构抗震设计中,遵循合理性原则,可对建筑结构形态、连接部位特征以及受力情况等进行综合分析与考量,合理调整结构性能参数,科学选择材料设备,提高建筑结构设计质量,降低地震灾害对建筑的影响,减少坍塌问题的产生。
3抗震设计在建筑结构设计中的应用
随着社会经济发展速度的加快,人们对生活质量的要求越来越高,建筑作为生活及工作中的重要组成部分,人们对其要求也在逐渐提升。若想切实的保障建筑工程的施工质量,则就需要切实的做好建筑结构设计工作,并在其中融入抗震设计内容,一方面避免建筑建立在危险区域的可能,另一方面对建筑结构进行优化调整,对其性能及受力状态进行重新设计,以提升建筑强度、承载性能,提高建筑整体的稳定性和安全性。
3.1科学选址
建筑抗震结构设计中,建筑选址尤为关键,虽然突发的地震灾害可能使建筑物轰然倒塌,但科学合理的地理位置也可显著提高建筑物的抗震能力。在发生地震灾害时,建筑结构可能产生明显的移位现象。不同结构和不同性质的土体上,位移的程度也会存在较大的差异。如建筑结构设置于无法满足工程建设要求的土体上,不仅不利于完善建筑结构的性能,而且也会加大建筑物坍塌的风险。为此,在建设项目选址的过程中,要以可有效控制地震作用影响的地区为首选,并全方位考量附近地形和地貌概况,将工程建设在平坦开阔的区域,注重建筑物周边土体的密实度和稳定性,进而承受不同的荷载组合。若无法避开不利地质区域,设计人员可以发挥自身的专业优势和技术优势,采取切实可行的改进措施,根据建筑的抗震能力,采取有效的地基基础设计和加大上部结构刚度的措施,最大限度地减少地震灾害对建筑结构的负面影响。
3.2设置多道抗震防线
在建筑物抗震设计的过程中,设计人员应根据实际设置多道抗震防线,采取该设计模式可控制地震对建筑物的不利影响。在建筑结构设计中,应在抗震体系中应用延性优势较为明显的构件,这也是建筑结构抗震的第一道防线。或者也可设置多种其他的建筑构件,形成第二和第三道防线。发生地震灾害时,如第一道防线受损,则可充分利用其他防线的作用和功能承受地震灾害所带来的冲击,为人们的生命财产安全提供有力保障。多到抗震防线的设置也能够消减地震作用力对建筑结构的威胁,尤其是对高层建筑的威胁,保证建筑在地震灾害中的稳定性,降低危险系数,减少对居民及周边环境的连带影响。
3.3合理布局,控制地震能量
采取减少地震作用的方法可有效减轻地震灾害对建筑结构造成的负面影响。为严格控制地震灾害产生的能量,在建设土木工程结构的过程中,还需认真分析建筑物位移动作的影响因素,且在结构设计的过程中注重因素的合理预测与定量分析,以期在结构设计的过程中减弱地震震动产生的能量。同样重要的是,发生地震时,为严格控制建筑物可能出现的破损和变形问题,需认真分析和设计建筑底部位置的塑性变形,这种方法在地质硬度较高的土木工程建设中具有十分显著的优势。在设计过程中,工作人员应将结构间的关系及力传导方向等进行思考和分析,合理利用结构间的协作关系,实现对地震能量的消减和把控,降低地震能量波集中传导对局部建筑结构带来的影响和威胁,保证建筑的质量。在力传导分析中,要做好应力均衡划分的思考,避免局部应力过大带来的威胁,保证建筑结构的质量。
3.4加强结构抗震设计
3.4.1防震缝设计
以预防地震为基本原则组织抗震结构设计,对于无法满足设计要求的建筑,可以在特定位置设置防震缝,合理利用防震缝分解建筑内部结构,使建筑内部结构成为独立于其他结构的重要单元。缝隙两侧也需预留结构宽度,保证防震缝两侧建筑完全分离。如出现地震作用,则防震缝可有效减轻地震产生的波动,以规避建筑的某个部分影响建筑结构的其他部分。
3.4.2抗震墙设计
建筑结构设计中,如发生严重的地震灾害,则建筑物抗震墙所受的影响最为明显。墙体受到地震作用后,会产生不同程度的裂缝问题,如问题较为严重也会引发建筑倒塌的情况。所以,抗震墙设计也成为建筑结构设计中的关键内容。墙体设计需要高度满足建筑抗震性能的要求。在建筑结构设计中,可采取精细化设计方式。墙体横向设计期间,始终坚持均匀设计原则,确保发生地震灾害时,墙体不易产生横向位移。在墙体纵向设计阶段,为抵御严重的地震灾害,要规避墙体竖向裂缝,这里纵向设计与横向设计的有机结合可有效减轻地震灾害对建筑结构的不利影响。同时也可提高建筑结构的承载力。通常情况下,建筑刚度与墙体的数量有着十分密切的联系,如墙体的数量无法满足工程结构设计的要求,则建筑结构的刚度过小,进而造成建筑位移过大,降低建筑结构的抗震能力。所以,抗震墙设计和布置在抗震设计中占据着极为关键的位置。
3.4.3构件设计
现代房屋建筑建设中,工程质量与结构稳定性关系密切。轻质高强的工程受地震作用的影响较小,也可减少地震灾害所引发的生命财产损失。为维持建筑结构的稳定性,要求人员采取有效措施减轻结构的自重。在规范施工的前提下,减轻结构重量,采用低质高强的材料能更好的维护房屋整体结构稳定性,增强其抵御地震的能力。
结语
现阶段,我国的地震灾害发生频率显著上升,为有效减轻地震灾害对人们日常生活的负面影响,在建筑结构设计期间,务必高度重视结构抗震设计,分析和总结建筑结构设计中的过往经验,将总结的经验教训应用于工程结构设计中,且做好建筑的防震缝设计、抗震墙体设计以及构件设计,以此提升建筑结构抗震设计水平,优化房屋抗震性能,加快现代建筑行业的前进脚步。
参考文献
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