结构设计研究范文第1篇
工业厂房中采取钢结构形式, 能够提高工业厂房的功能性、实用性, 降低成本费用的增加, 并且具有很好的耐久性, 有助于工业厂房使用寿命的提高。对于工业厂房建设余同, 钢结构设计工作是保证结构稳定性、安全性的首要条件, 由于在设计过程中需要考虑的因素很多, 对作业条件、基础条件有较高的要求, 为了保证工业厂房的安全性和稳定性, 还需要从多方面入手, 重视厂房抗震、防火等安全设计。
1 工业厂房结构设计中钢结构的优势
1.1 钢结构经济效益高
对于工业厂房来讲采用钢结构具有很多优势, 作为工业厂房空间面积对生产效率和生产质量都产生一定影响。钢结构厂房方便运输、吊装与安装, 通常情况下, 最大跨度在50米左右, 重量紧是传统混凝土屋架的三分之一, 在同一梁高情况下, 钢结构开间能扩大百分之六十左右。这在很大程度上提高了工业厂房的利用率与经济效益, 凭借自身灵活性的特点, 钢结构能够满足厂房建设大跨度的要求。另外, 钢结构不仅具有操作简单、成本低的特点, 在施工中机械化水平较高, 钢构件主要在工厂中进行生产加工, 然后运送至现场, 对现场空间需求较小, 质量合格率较高。钢结构金属网架结构具有开间大、空间大的特点, 能够满足内部多种管道的布设要求, 在具体的应用中, 钢结构上部空间能够得到充分的利用, 有助于建筑成本的降低。同时采用钢结构施工其施工的工期较短, 对于节约工程的施工成本具有重要意义。
1.2 环保性
在工业厂房设计中应用钢结构具有很好的绿色施工效果, 钢结构作为一种建筑材料, 具有较高的利用率, 并且可以重复使用, 在安装过程中钢结构不会产生噪声与粉尘污染, 拆卸后的金属构件还能实现回收利用, 充分体现钢结构的环保性优势。
1.3 抗震性强
钢结构在地震灾害发生时具有很好的抗震效果, 在同等跨度和负载作用下, 钢结构的自重较轻, 采用钢结构厂房大大降低了结构设计的难度, 全面提高了厂房的稳定性与安全性。高质量的抗震效果能够降低地震灾害发生时所造成的人员伤亡与经济损失。除此之外, 对于动力荷载钢结构也具备很好的质量标准, 能够抵挡八级的地震, 较多的应用于地震多发区。
2 工业厂房钢结构设计分析
2.1 防火设计
相比于传统的混凝土结构, 钢结构受到温度变化的影响较大, 这就对钢结构防火设计提出更高的要求。因此, 设计人员在设计过程中应该重视钢结构的防火、隔热设计, 降低工业厂房火灾发生对结构产生的影响。在设计过程中, 充分考虑工业厂房的使用途径和火灾危险性类别, 明确钢结构厂房的防火等级, 严格按照相关规范要求与设计标准进行防火设计, 提高钢结构的耐火性。通常情况下, 我们在钢结构表面涂抹一层防火涂料, 以此满足钢结构的防火要求。另外, 设计人员还要充分考厂房的实际情况, 做好提前的预防措施, 比如:科学设计安全出口与疏散楼梯, 在火灾发生时保证人员的及时疏散, 从多方面入手提高钢结构设计的合理性。
2.2 防腐设计
钢结构金属构件在使用中经受时间的推移, 容易产生腐蚀现象, 这对于钢结构的质量安全是非常不利的。在进行工业厂房钢结构设计的过程中需要注意以下几方面内容:首先, 设计人员要有足够的防腐设计意识, 能够了解腐蚀问题对钢结构所造成的影响, 加强设计过程中的防腐设计。其次, 结合以往的工程案例分析腐蚀问题发生的主要原因, 采取针对性的防腐措施, 提高钢结构厂房的防腐性能, 从根本上降低腐蚀现象的产生。另外, 在设计过程中, 对钢结构设计防腐涂层, 并且保证防腐涂层具备良好的附着性、电阻大、疏水性特点, 避免空气中氧气、氧离子等物质与钢结构金属物质产生化学反应, 实现更好的防腐性能。
2.3 抗震设计
钢结构抗震设计对厂房整体质量安全有着直接影响。随着我国地震灾害现象的频发, 工业厂房设计中重视抗震设计至关重要, 在实际工作中, 不仅要保证工业厂房有良好的使用空间, 还要保证整体受力均匀, 能够充分发挥钢架的作用, 从横向结构、纵向结构两方面出发, 降低厂房变形问题的产生, 保证厂房结构能够具有很好的抗震性能。从目前来看, 我国建筑结构地震灾害受到损害多是由于支撑结构达不到强度要求所造成的, 在地震作用下结构稳定性得不到支撑, 从而产生坍塌等事故。在结构设计中明确结构传力特点, 均衡布置支撑, 能够降低地震对结构产生的危害。另外, 合理设计各构件的连接, 特别是柱子、屋架、屋面板等重要部位, 必须要保证相互之间的连接牢固。另外, 构件连接设计时应当结合施工条件选择合适的连接方式, 充分考虑承压力、剪切力等方面的要求, 确保连接位置的方便、合理。
2.4 荷载设计
荷载设计具有一定的专业性, 需要通过科学的方法对钢结构进行荷载计算, 这样才能保证钢结构荷载取值的准确性。当前, 设计人员进行结构设计往往会采用设计软件辅助完成, 在进行荷载取值的时候, 应当结合工程多在区域的自然环境与气候条件, 在降雪量大的地区适当的增加钢结构屋面的积雪荷载, 保证结构荷载最大值能够承受降雪的影响。
结语
总而言之, 我国工业快速发展, 工业厂房的建设正在不断的增加中, 高质量的厂房设计能够提高厂房的安全性与稳定性, 为生产人员提供安全、可靠的作业环境。近年来, 钢结构在我国工业厂房设计中的应用越来越普遍, 一些新技术、新工艺不断的涌现出来。加强工业厂房钢结构的设计工作, 从防火、防腐、抗震等多方面提高钢结构设计质量, 有助于工业厂房建设水平的提高。
摘要：目前, 我国社会经济水平不断提高, 各方面建设有了很大进步, 工业厂房建设规模与建设数量都有所提高。从目前来看, 工业厂房结构设计中钢结构的应用较为广泛, 由于钢结构满足社会对绿色建筑越来越高的要求。具备高强度、抗震性好、施工简单等多方面优势, 钢结构厂房建设受到越来越多的青睐。基于此, 本文对工业厂房结构设计中钢结构设计进行分析与探讨。
关键词：工业厂房,结构设计,钢结构,厂房设计
参考文献
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[2] 俞智钦.探析工业厂房结构设计中钢结构设计的应用[J].江西建材, 2015 (12) .
[3] 梅神兵, 李学芳.工业厂房结构设计中钢结构设计的应用研究[J].江西建材, 2016 (01) :20-22.
结构设计研究范文第2篇
1 环境类别的区分
由于我国地域广阔, 因此各地建筑的环境类别也不一样, 设计时一定要根据当地的实际情况来确定环境类别进而确定不同部位钢筋的混凝土保护层厚度。
2 建筑材料的选用
我们在工程中常用的材料一般包括砖, 砂浆, 混凝土, 钢筋以及加气混凝土砌块等。我国地域广阔, 南北差异较大, 由于气候、温度、湿度以及风雪的影响, 材料的运用也不一样。一般来说, 地面以下, 也就是我们所说的±0.000以下的墙体均采用实心粘土砖或粉煤灰页岩烧结普通砖, ±0.000以上的墙体在北方地区, 如果是框架结构, 因为只是围护墙而不是承重墙, 一般用加气混凝土砌块, 这样可以减轻墙体重量, 提高经济效益;而在南方地区, 由于常年多雨, 湿度较大, 一般外墙都采用多孔拈土砖砌墙。如果是砌体结构或排架结构, 一般都采用多孔拈土砖。另外都是砖, 在北方长度一般为240mm, 而在南方的一些地区, 如长江流域, 砖的长度为220mm, 这也要注意。
屋面排水措施:在有组织排水系统中, 雨水管的大小和数量至关重要, 不论在哪个地区, 一定要根据当地的降水资料计算确定, 另外在南方一些降雨量较大的地区, 还要在雨水管上方的相应位置设置溢水管, 以确保排水的畅通。
3 桩基础的设计
桩数的确定应根据读取的荷载标准值计算, 对于同一个工程或同一个子项工程, 为了追求较大的经济效益, 不同的柱下或不同的墙段可以取不同的桩径, 以减小桩承台的混凝土和钢筋的用量, 同时要考虑桩的检测费用。
桩长和桩径的确定:仅以混凝土预制管桩为例, 一般来说, 桩径主要有:Φ400, Φ500, Φ600几种类型, 单根桩的最大长度为12m, 为了保证接桩的质量, 桩的接头不宜超过3个, 因此桩的总长度不宜超过48m。桩的中心间距不宜小于3.5d, d为桩的直径。桩数越多, 中心间距应越大。
4 梁柱的计算
由于我们所做的工程大部分为工业项目, 由于工艺流程复杂多变, 工作环境和条件也各不一样, 楼层和设备的活荷载不好确定, 因此对于结构专业来说, 应主动和条件提出专业进行联系、沟通、商量, 尽最大可能使提出的荷载准确、合理, 但是对于工艺流程不太成熟、设备布置不太固定, 或者建设方的思路不太确定的情况, 应合理地考虑一部分安全储备。在进行具体的设备布置、结构计算时, 还应注意一些具体细节, 比如对于四点受力的设备, 我们一般仅考虑三点受力, 这样做更符合实际的受力情况, 还有局部荷载向均布荷载的转换等等。对于用计算程序计算的结果, 我们还要进行合理的分析和对照, 看有没有明显不合常规或者配筋面积和实配结果差异较大的情况。另外根据所做工程的抗震等级, 还要检查梁、柱的纵筋配筋率、箍筋的体积配箍率和梁的顶部底部所配钢筋的最小比例等问题。
5 板的配筋
板受力钢筋的计算一般由专业计算软件算出, 对于与支撑结构整体浇注的现浇混凝土板, 其上部构造钢筋不宜小于φ8@200, 还应符合以下规定。
(1) 板的周边与混凝土梁或混凝土墙整体浇注, 上部构造钢筋的面积不宜小于板跨中相应方向纵向钢筋面积的1/3, 自梁边或墙边伸入板内的长度, 在单向板中不宜小于受力方向板计算跨度的1/5, 在双向板中不宜小于板短跨方向计算跨度的1/4, 当柱角或墙的阳角突出到板内且尺寸较大时, 亦应沿柱角或墙的阳角布置构造钢筋, 上述构造钢筋均应按受拉钢筋考虑锚固长度, 有时为了备材和施工的方便, 一定范围内的构造钢筋可以取一个大值。
(2) 嵌固在砌体墙内的现浇混凝土板, 其上部与板边垂直的构造钢筋, 沿受力方向的构造钢筋面积不宜小于该方向受力钢筋面积的1/3, 沿非受力方向的构造钢筋可适当减少。构造钢筋伸入板内的长度从墙边算不小于短跨的1/4。在实际设计中, 同样, 为了备材和施工的方便, 一定范围内的构造钢筋可以取一个大值。
(3) 单向板垂直受力方向的构造钢筋一般不小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15%, 且不宜小于该方向板截面面积的0.15%, 分布钢筋的间距不宜大于250, 集中荷载较大的部位, 间距不宜大于200, 直径不宜小于8 m m。
(4) 温度钢筋的设置。在温度较高, 收缩应力较大的现浇板内, 钢筋间距不宜大于200mm, 并应在板的未配筋区域内布置温度收缩钢筋, 板的双层双向的配筋率不宜小于0.1%, 在南方一些地区, 主管部门要求现浇板应双层双向配筋, 如浙江省的临海地区。
6 轻钢屋顶的设计
6.1 算模型的确定
标准的门式刚架, 一般当荷载较小, 吊车荷载为5吨以下时, 可以认为柱底为铰接, 梁柱之间为刚接, 中间摇摆柱为上、下均铰接;如果荷载较大, 或吊车吨位在5吨以上, 则柱底应设为刚接, 其它同上;现在有许多工程, (尤其是风荷载较大区域) 采用混凝土柱和钢梁的模式, 柱底可认为是刚接, 梁柱之间为铰接 (事实上也不是纯粹的铰接) 。
6.2 参数的选择
结构重要性系数, 对于一般的门式刚架结构或混凝土柱、轻型屋面结构, 设计使用年限考虑50年, 结构重要性系数取1.0, 而对于一些厂家明确要求就用25年的可取0.95。
活荷载一般可取0.3和当地雪荷载的大值。
恒荷载一般根据当地的习惯做法 (习惯做法一般与当地的风俗习惯, 气候条件相适应) 比如需不需要保温, 保温材料的种类和厚度来确定。一般板和保温层可取0.25kN/m2, 檩条自重可取0.05kN/m2, 悬挂设备重量有相关专业提出。
风荷载一定要重视, 尤其是风荷较大的区域, 比如东部沿海, 西北旷野等地, 应注意当地的场地类别和地面粗糙度类别。
6.3 梁的计算
钢梁一般选用焊接H型钢, 选择截面时, 应优先考虑窄翼缘、高腹板的型式, 这样可以在满足应力的前提下有效地节省钢材, 钢梁的平面外计算长度, 一般可以控制在3000左右 (也就是隅撑的间距) , 钢梁的应力比一般控制在0.90～0.95, 在南方一些地区, 审图机构可以放宽至更高, 只要不出现红字就可以。
6.4 撑系统的设置
支撑的作用, 主要是将不同的排架组成一个几何不变体系, 是保证房屋整体刚度和稳定性的主要措施, 支撑的大小应通过计算确定。
支撑的布置。在每个温度区段内或分期建设的区段内, 应独立设置;设置应遵循的原则:一般应设在区段两端的第一个开间内, 如果因为特殊原因 (如门洞的限制) 不能满足时, 可以设在第2个开间, 但是必须在第一个开间的相应位置设置刚性系杆, 支撑的间距一般不大于45m, 当有吊车时, 宜在区段的中部。
支撑的选取。柱间支撑:在非抗震区一般用圆钢, 在抗震区或有吊车时, 则应选用型钢 (如双角钢) ;屋面支撑:在非抗震区一般用圆钢, 在地震区可根据屋面荷载的大小选用圆钢或型钢 (角钢) , 支撑的夹角应在30°～60°, 宜接近45°, 用圆钢支撑必须带有张紧装置, 柱间支撑除十字交叉型式外, 还有门型支撑、八字支撑、人字支撑等形式。
6.5 系杆
系杆的布置一般在房屋 (单跨) 的边柱顶和屋脊以及多跨房屋的某些中间柱顶和屋脊通长设置, 另外当支撑系统设于第2开间时, 在第一开间的相应位置 (两个横向交叉支撑之间) 也应设置。刚性系杆一般用圆钢管或型钢, 也可以用檩条兼做, 但必须满足对压弯杆件的刚度和承载力要求。
6.6 隅撑
隅撑的作用可以保证刚架在侧面的稳定, 因此除在屋顶和柱顶必须设置外, 其余可每隔一根檩条设置一个隅撑保证梁柱在平面外的计算长度不大于3m。
6.7 节点设计
刚架构件的连接应采用高强螺栓, 端板连接螺栓应成对称布置, 端板应伸出截面高度以外, 在受拉翼缘和受压翼缘的内外两侧均应设置, 并宜使每个翼缘的螺栓群中心与翼缘的中心重合或接近……当受力较小时, 也可将螺栓全部设在构件截面高度内。螺栓中心至翼缘板表面的距离不宜小于35mm, 螺栓端距不应小于两倍螺栓孔径;受压翼缘的螺栓不宜少于两排, 受拉翼缘可以增设, 螺栓间距可取75mm, 且不小于3倍孔径;与横梁端板连接的柱翼缘部分应与端板等厚度, 当两对螺栓间距大于400mm时, 应在中间增设一对螺栓, 端板的厚度应通过计算确定且不小于12mm。
摘要：建筑结构设计中环境类别的区分, 建筑材料的选取, 以及工业结构设计的注意事项。
结构设计研究范文第3篇
市政桥梁结构的设计需要根据城市的实际情况去深入挖掘, 既要满足城市便捷、安全通行的需求, 又要在此基础上提升城市的整体品质。在进行市政桥梁结构设计的优化时, 可以积极的借鉴国际先进的技术和建造经验, 适当的引入新型材料、新型结构理念和施工设备, 从而更好的满足日益多元化的市政桥梁建设需求。
1 我国桥梁结构设计方面的问题
1.1 市政桥梁的结构耐久性上存在不足之处
市政桥梁的建设和使用都是在外界环境中进行的, 桥身长期暴露在空气中很容易受到环境和一些化学物质的影响, 再加上桥梁结构还会受到来自车辆的压力, 地震等地理环境的影响以及超载等因素的综合作用, 桥梁材料的老化和变质等等会对桥身造成不同程度的损伤, 因而对桥梁结构的耐久性产生影响。目前, 由于桥梁倒塌造成的交通事故频发, 不仅导致使用者的人身安全没有保证, 还会对经济造成一定的损失。因此, 在市政桥梁结构设计的过程中, 应该着重桥梁整体结构和耐久性等细节的考虑, 保证桥梁交通的安全性。
1.2 市政桥梁的结构设计中经常出现桥梁结构疲劳损伤的问题
桥梁出现结构疲劳损伤主要是由于桥梁在运行中存在符合运行的现象, 进而在桥梁的内部形成循环变化的应力, 这些应力会导致内部结构出现振动。长时间积累之后, 就会出现桥梁结构的疲劳损伤。为了减少桥梁结构疲劳损伤的情况, 桥梁建造施工人员应该对桥梁的宏观裂纹进行有效的控制, 减少材料和结构出现脆性断裂的现象。
2 桥梁结构设计的原则
2.1 结构安全
在桥梁设计中, 最重要的一部分就是结构, 结构的安全性直接关系到桥梁的正常使用、在设计结构时:要考虑结构自身的安全性, 需要通过可靠的结构结算分析以及合理缜密的构造处理来保证;要将恒载、活载、自然荷载等其他荷载考虑在内;对于突然性的高强度的荷载。例如强风荷载、高强度的冻胀力、水力等因素也需要考虑在内。
2.2 耐久适用
桥梁结构设计常常受到地形条件的限制。因此, 对于地形条件较复杂的地区, 桥梁布设往往会出现高墩大跨结构, 对于这类结构形式的桥梁, 在下部结构进行刚度分配时, 稳定性、耐久性等因素是结构设计时的关键点。对于难以采用标准跨径结构和互通式立交中弯曲半径较小的桥梁, 可以采用钢筋混凝土现浇结构及预应力混凝土现浇结构。对结构形式的选择直接关系到结构的安全和使用。
2.3 经济合理性原则
在桥梁设计时, 除了要考虑施工技术、结构形式等因素外, 还要考虑桥梁造价问题, 这是一个现实的问题, 在考虑的时候应遵循基本达标、择优而取、最少污染的原则:必须要达到桥梁的最基本要求, 且经济指标是否接近最佳范围;要和其他方案反复比较, 确立最佳方案;所选方案要尽量减少对自然环境的破坏, 尽量和自然环境相协调、相结合。
3 市政桥梁结构优化设计策略
3.1 借鉴他国的经验
我国相对发达国家的发展时间较短, 有很多现代化的设施仍处于自行摸索的状态, 而桥梁的设计恰恰就处于其中, 如果想要在桥梁设计中少走弯路, 借鉴他国桥梁设计的先进理念与成功案例是必不可少。
3.2 解决耐久性问题
为了最大程度的提高市政桥梁的使用寿命, 加强市政桥梁使用的安全性, 解决市政桥梁的耐久性问题在市政桥梁设计中是十分重要的。这就需要设计师在进行桥梁设计之前, 必须要进行实地考察, 确定影响桥梁寿命的因素, 以便在设计时能最大限度的规避这些因素。
3.3 改善桥梁超载的情况
在改善桥梁超载的状况时, 要根据实际情况, 具体的分析, 从而采取最有效的措施。对于落成年代较久远的桥梁来说, 必须有专人经常地测试其承重量, 及时的维修, 从而避免桥梁在使用过程中突然崩塌的状况发生, 并且要制定严格的交通规则, 避免车辆负载超重的状况发生, 另外设计师在设计桥梁时必须考虑到桥梁上的日常车流量, 以便所设计的桥梁在投入实际应用中, 由于桥梁超载所出现安全问题的可能性降到最低, 从而在最大程度上保证桥梁使用的安全性以及桥梁的使用寿命, 这在一定程度上对促进当地的经济发展有着举足轻重的作用。
3.4 优化桥梁结构的疲劳状况
桥梁在交通运输中起到十分重要的作用, 因此, 其质量与结构被设计师广泛重视。桥梁结构的疲劳状况实际上是无法避免的, 因为桥梁长时间的暴露在外界, 经历风吹日晒, 即便没有车辆, 风雨都会对桥梁的内部结构造成损害, 所以只能优化桥梁的疲劳状况。这就需要设计师在设计桥梁时对桥梁的内部材料的均匀度做出一定的要求, 最大程度的保证桥梁的内部结构的稳定性, 而且在桥梁落成后要经常地检查, 虽然早期轻度的结构疲劳不容易被检测出来, 但是经常的检查可以避免出现比较大的交通事故, 在一定程度上保障了市民出行与车辆往来的安全。
3.5 加强桥梁的抗震性能
随着近些年来地震暴发频率的逐渐增多, 加强市政桥梁的抗震性能在桥梁设计中是十分重要的。设计师在设计桥梁时, 采取纵向横向相互交错的结构走向, 一定要保证桥梁结构的稳固性, 优化桥梁连接公路的接口处。再者, 所选择的材料要具有一定的抗震性, 比如软胶等, 添加减震消能装置。这在一定程度上保证了地震爆发时, 交通公路还能使用, 从而保证人员能得到及时疏散, 救援能及时的开展, 在一定程度上降低了人员的损失, 保证了居民的生命财产的安全。
4 结语
综上所述, 随着交通建设的飞速发展, 桥梁建设日益增多, 优化桥梁结构的设计也变得非常重要, 但是我国桥梁结构设计中出现的问题还是很多, 设计人员要在设计时要充分考虑结构中具有影响力的因素, 整体提升桥梁结构的可靠性。
摘要：随着我国城市化进程的不断加快, 市政桥梁工程的建设也在飞速发展。市政桥梁不同于其他类型的桥梁, 它的存在不仅要具有实用性, 还应该能够对周围景观和观景起到一定的协调作用。文章主要对市政桥梁结构优化设计进行了简单的分析。
关键词：市政桥梁,结构,优化设计
参考文献
[1] 于微微, 冯家骏.关于市政桥梁结构设计要点的探讨[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2017 (34) :183.
结构设计研究范文第4篇
引言:随着社会经济的快速增长, 土地资源特别是城市中的土地资源越来越少, 这样就对高层建筑提出了更多的需求和要求。因此, 城市里的一幢幢高层建筑拔地而起, 同时也促使我国城市化进程高速向前。高层建筑由于其集约性和高度决定了其对质量的要求更高, 而人们不断增长的需求也同时对高层建筑的景观视野的要求也越来越高。因此, 在进行高层建筑设计时, 应狠抓结构设计的合理性和稳固性, 确保高层建筑质量安全的同时, 也为人们提供更开阔的视野和舒适度, 推动我国城市化建设更快、更好地向前发展。
1 结构设计特点
1.1在高层建筑结构设计中起着关键作用的就是建筑水平力的设计, 同时建筑结构的动力性也随着高层建筑层数的水平荷载能力的变化而变化, 一般情况下水平荷载和纵向荷载的数值存在差异。
1.2高层建筑结构设计的重要环节之一就是轴向变形设计, 高层建筑随着楼层的增加, 剪力墙体系也随之增大, 另外边柱受力形变与中轴受力形变相比较小, 从而引起高层建筑结构受力不平衡的情况出现。
1.3在建筑高层设计时也应该注意对建筑进行抗震能力的设计, 因为地震包括纵向荷载及水平荷载, 会导致建筑高层结构的安全性能出现危险的可能。
2 高层建筑的设计理念
2.1 合理的简图设计理念
选择合理的计算简图是高层建筑保障其结构设计安全合理的关键问题所在, 因为如果其出现任何问题, 将直接导致结构问题的发生, 从而直接威胁高层建筑的安全性。因此, 高层建筑的计算简图需要进行严密的结构设计和计算, 严标准、高要求, 在进行实际的施工过程中, 应当对构造方法进行合理的配置, 当然这种配置并不是局限在钢节点或者饺节点, 应当最大程度上的减缩小误差, 将计算的简图尽量的保证规范, 控制到规定的范围之内。这对于高层建筑的质量来说是质量安全保证的第一步。
2.2 合理的基础设计风格
高层建筑对于建设用地的地质条件要求很高, 对地质情况进行充分考量是基础设计必须要做的, 这样才能根据不同的地质条件选择不同的设计方法和施工材料, 因为垂直荷载的问题存在, 诸如高层建筑的垂直荷载很大, 远超过一般的建筑, 这就要求对地质条件进行充分的考量, 同时, 因为高层建筑周围往往还存在其他的建筑物, 因此在施工时还要充分考虑到是否会对周围建筑物造成影响, 或是被周围建筑物影响, 这就要求综合考虑到地质、建筑环境等各方面的问题, 需要注意的还有就是, 一定要充分考量地基的潜力问题, 地基的潜力对于高层建筑来说是很有帮助的, 因此, 在适当的时候可以进行地基变形检测, 根据地基的情况进行适时的变通和修改, 只有充分掌握了地基的情况, 才能为参天大厦打牢地基。
2.3 合理的结构方案
高层建筑的结构设计方案通常包括形式和体系两个方面, 而这两个方面都十分重要, 特别是可以有效的将经济价值考虑进去, 获得性价比比较高的结构方案, 受力和传力对于结构体系来说是很重要的问题, 也是必须要考虑的问题。施工方案的考虑必须要兼顾全面性, 不仅仅包括地理条件, 甚至周边建筑的现实条件, 对于工程, 则是主要关注施工条件和材料, 对于这些指标的综合分析是整个施工方案进行结构选择的关键性问题, 正是通过这些问题的研究才能更好的确定最佳的结构方案。
3 高层建筑结构设计的问题与对策
3.1 超高的问题对策分析
(1) 抗震性一直是高层建筑设计中比较头疼的问题, 而为了建筑的安全系数, 这也是不得不重点考量的问题之一, 而这其中又不得不考量建筑物的高度问题。建筑物的高度应当满足实际的抗震的需要, 只有满足抗震需要才是更加体现建筑为人类造福的理念, 高层建筑对于抗震来说更是关键, 因为高层建筑物所承载的垂直荷载更大。
(2) 在建筑物的超高问题上, 最初的限制只是仅仅局限在A级高度, 但是由于实际问题的产生以及人们对于所存在问题的理解不断加深, 出来一个比较新的规范, 这个规范是将限制高度进行了扩展, 例如到了B级高度, 这种细化主要是为了高层建筑的安全考虑, 而这样的细化则大大优化和改进了高层建筑结构设计方法和措施, 而对于高层建筑设计来说, 其实践性措施往往是比较具有现实可行性的, 特别是建筑结构的问题审核来说, 在施工图纸方面, 建筑结构直接会影响图纸审核, 由于图纸的预测性与施工的实际性的交叉, 使得在通常情况下不得不对实际的建筑结构进行改变, 但是这种意义上的改变会直接使得高层建筑的超高存在很大问题, 因此需要定期、定时的进行专家论证会, 对建筑物进行重新的论证, 只有这种比较谨慎的做法才能对于工程建设起到很好的作用。
3.2 高层建筑的规则性对策分析
(1) 在实际的建筑规范当中, 对于高层建筑来说有许多的限制, 这种限制是基于规则性的限制, 比如, 在对高层建筑中的结构嵌固端的层面进行相应刚度的控制, 平面性的规则的限制。同时在实际的规范当中对高层建筑的要求更为样, 比如严谨不规范的设计方案措施的规划, 同时再按照规划进行设计的时候, 结构设计的改动都要进行上报, 进行相应的层级设置, 只有这样才能确保后期的条件规范性的问题。
(2) 高层建筑的设计虽然需要在一定的规则中进行, 但是建筑最后还是得回归人类居住需求的本质, 因此, 必须要在设计的时候加入人性化的考量, 营造宜人居住的建筑氛围, 并充分考量人类对于建筑物功能的多样化需求, 这样才能进一步促进建筑设计水平的提升。
4 结论
高层建筑的结构往往不同于以往中低层建筑, 因此在设计上也更加充满挑战, 社会实践也是对高层建筑的设计施工保持着充分的关注, 我们发现如何有效的体现出新的设计理念, 就显得十分重要, 对于常见是理念的坚持对于工程建设来说是十分重要, 如何有效的提高这种设计施工的有效性, 对于建筑施工的设计来说具有重要意义。所以希望通过本文的研究和介绍, 可以促进建筑设计和建筑质量的进一步发展。
摘要：现如今, 随着社会经济的蓬勃发展, 不管是高层建筑的数量还是质量都面临着严峻考验, 其中结构设计更是十分重要的一环。同时, 高层建筑的设计理念也日新月异, 本文正是基于此, 在对高层建筑结构设计方面进行相应的阐释, 旨在通过阐释, 使得大家可以对高层建筑的实际性问题有清晰的认识, 在这个过程当中, 不断的针对存在的问题, 提出相应的解决办法, 希望借此对高层建筑设计有所助益。
关键词：高层建筑,结构设计,对策
参考文献
[1] 赵义珂.浅谈高层建筑发展中存在的问题及解决方法[J].居业.2017 (06) :58-58.
[2] 陈思平.高层房屋建筑工程技术管理的要点研究[J].城市建设理论研究 (电子版) .2017 (24) :74-74.
结构设计研究范文第5篇
1 高层建筑结构设计的要点
1.1 侧移问题的关注
一般来说, 高层建筑由于高度非常高, 因此对其稳定性、以及安全性的要求非常高。在对高层建筑开展设计的过程中, 必须要度建筑构造侧移等相关的问题给予高度的重视。为了能够避免高层建筑构造发生较为严重的变形, 通常会对位移的显著进行严格的要求。如果层间相对位移非常大的情况下, 那么将导致构造变形, 最终会对建筑的整体质量造成严重影响。随着高层建筑的高度在不断的攀升, 其受到的水平荷载力也不断加大, 建筑物的侧向移动幅度也变大, 不仅会加大其侧移附加力, 还使建筑主体构造产生裂隙, 进而带来严重的结果。这就要求展开建筑设计时, 要控制好构造水平区域的侧移幅度, 将其限制于一定范畴内, 保证高层建筑物的安全性。
1.2 轴向变形的预防
就目前来看, 大多数高层建筑都是以框架构造为主, 在这种情况下, 将会造成中柱轴受形变形的概率显著增加。尤其是当建筑物高度非常大的情况下, 这种变形会变得更加严重, 所以很容易出现下沉的情况。由于高层建筑自身存在着一定的轴向变形, 从而会为构件的剪力与侧移力造成比较严重的影响, 并且会使建筑的安全性大幅降低。
1.3 抗震要求的越高
由于受到地震的作用, 高层建筑的安全性相对来说非常低, 并且形变也逐渐变得更加严重。因此, 在对高层建筑进行设计的时候, 必须要保证承载力以及刚度自上而下逐渐的减小, 并保证变化非常的均匀。通过开展合理的设计, 不能技能使建筑物变形能力得到进一步加强, 同时还能够有效的提升抗震性能。同时, 在实际设计的时候, 应当对地基土质进行综合考虑, 保证结构具有较好的抗震性能。
2 高层建筑结构设计应遵循的原则
2.1 简图设计合理原则
在高层建筑构造设计中最直观详细的表现方式就是计算简图, 其决定着高层建筑构造设计运算的重点, 对高层建筑构造的发展趋向发挥着关键的选择作用, 也是确保高层建筑构造设计是否安全稳固的关键要素。所以, 在详细的对高层建筑构造展开设计时, 要合理的筛选运算准确的简图, 保证高层建筑构造的运算简图误差保持在一定权限内。
2.2 结构方案合理原则
对高层建筑的总体稳定性来讲, 其中最关键的是高层建筑的基础, 在对实际的高层建筑构造展开设计时, 要参考高层建筑所在地的详细土地状况展开准确科学的基础构造设计, 在明确最后的基础构造设计方案之前要全面考虑高层构造各个层面的影响要素。使建筑构造基础方案不但具备受力明确、经济型、遵循传力简单等高层建筑构造的设计准则, 还应该达到高层建筑物使用标准。
2.3 计算结果精准原则
在展开高层建筑构造的实际设计时, 要展开一定有关数据运算, 由于高层建筑构造的规模比较大, 致使运算的困难度不断加大, 所以要使用辅助的运算工具对其展开运算。在对有关数据展开运算时, 不仅要数据运算人员认真仔细, 还要对运算工具掌握熟练同时要对有关数据运算的结果展开多次核算。
3 高层建筑结构设计的问题
3.1 结构设计选型
3.1.1 结构设计的不规则
就目前来看, 在对高层建筑结构进行设计的过程中, 对构造设计制定了一些硬性指标, 因此在设计的时候, 必须要根据实际情况的需要, 对结构进行合理的选型, 这样才能够为后续的施工带来很大的帮助。
3.1.2 建筑结构高度问题
现阶段, 高层建筑的规模正在不断的扩大, 而且高度也在逐渐的提升。由于受到地震力作用, 会造成高层建筑发生一定程度的形变, 因此在设计的时候, 必须要对此给予高度的重视。一般情况下, 建筑物高度增加会对结构造成严重的影响, 尤其是在一些参数超标的情况下, 必然会对结构自身的安全性以及稳定性带来不利影响。所以在开展设计的过程中, 必须要严格遵守国家的相关标准来对高度进行合理设计, 防止发生超高限的情况。
3.1.3 嵌固端的设置问题
对于高层建筑来说, 为了可以尽量提升空间的使用率, 一般都会采用向地下部分进行延伸的方式, 也即是修建地下室, 这样就能够使空间使用率得到显著的提升。对于那些有地下室的高层建筑来说, 通常在地下室的顶板或是人防的顶板位置处来展开嵌固端的设定。必须要进行认真的分析, 防止对上下层刚度造成严重的影响, 从而为工程留下一些安全隐患。
3.2 抗震结构设计
在对高层建筑构造实际开展设计的过程中, 必须要对防震进行合理的设计, 这也是设计工作的一个难点。一般而言, 由于高层建筑自身的高度非常高, 如果发生了一些自然灾害, 最终产生很多不可预测的因素。就目前来看, 在对高层建筑进行设计的时候, 一般都未能对结构设计相关的数据进行合理分析, 进而导致建筑物结构的抗破坏能力非常差。在我国大部分的高层建筑构造设计中, 也无法对防震数据展开精准的剖析, 在实际的设计进程中, 也没有以地震发生原理为基础, 导致高层建筑抗震性能不达标, 进而给高层建筑结构带来了一定的安全隐患, 这样会对人身安全带来严重的威胁。
3.3 抗风结构设计
高层建筑的高度直接决定了其具备更强的抗风性能。当前, 在我国大多数高层建筑结构设计中, 高层建筑抗风设计未得到充分的关注, 有些甚至直接被忽视。通常情况下, 由于高层建筑物高度比较高, 风力会对其产生一种相似于振动的功效, 如果风力较强, 高层建筑就要承担较大的承重力, 进一步对建筑物自身安全形成一定危险, 严重时还会破坏高层建筑的主休构造, 最终使建筑物主体断裂。
3.4 消防结构设计
相对于日常性建筑物, 高层建筑物是比较繁琐的, 所以, 在对其展开构造设计时, 为了让高层建筑达到不同层面的要求, 要筛选各种类型的材料。现阶段, 可燃性材料依旧被广泛应用于我国高层建筑的建设, 这给高层建筑带来了一定的火灾隐患。此外, 由于高层建筑物的高度较高, 如果受到较大的风力作用, 以及较强的空气流动作用, 一旦发生火灾, 必将导致严重的后果。这就要求外墙防火材料要达到防火规范的要求。
4 高层建筑结构设计的优化措施
4.1 注重结构体系的选取
高层建筑与多层、低层建筑的构造体系有差别。多层低层建筑在建筑构造设计进程中, 主要受垂向荷载力的作用, 因为层高较矮, 风压对建筑物构造的作用较小。可是高层建筑不一样, 因为建筑物高度较高, 受水平力作用较大。而且, 因为现今的高层建筑的使用功能各式各样, 有时为了不制约到建筑物功能的正常利用, 会对构造部件比如柱墙的尺寸有限定, 这也为高层建筑构造设计制造了难点, 而且高层建筑构造的总体刚性相对于多层低层建筑构造偏软, 所以, 在对高层建筑构造展开设计时, 构造系统的选择显得相当关键。在高层建筑构造设计的初步时期, 要参考建筑的标准, 优先筛选有规则的构造体系, 构造平面布置较优是简单规则, 减少偏心, 且需考虑构造的防风性与防震性, 尽可能防止刚性突变易产生薄弱层的构造系统。对有特别要求的位置在设计时要给予调整。因为在正常使用高层建筑时, 通常会受到水平作用力 (例如风荷载) , 所以在设计初期要将高层建筑构造所受到的水平力考虑在内。在设计高层建筑构造时, 尽可能让建筑构造的质量、刚度和承重力均匀分布, 以防因为水平力而产生扭转振动, 进而破坏建筑物构造。严禁使用不规则的构造来进行平面布置。所以要将高层建筑构造的水平力考虑在内, 尽可能将建筑构造的几何形心、刚度中心和结构重心保持一致, 使结构均匀分布。
4.2 优化建筑抗震结构设计
4.2.1 为了增强高层建筑构造的相连性与稳固性, 在对构造展开设计果, 要对防侧力部件展开科学的排布。
通过改动抗侧力部件点位, 可形成横向上的应力排布体系, 并且还加强竖向方向上的测力构造功能, 进而构成一套适当的应力排布系统, 高效的减少建筑物因为横向中的对称在地震中的破坏力。
4.2.2 通过设计高性能的剪力墙, 来适当的加大墙板与楼板的刚性, 高效的控制建筑移动情况, 进一步达到防震的目的。
通过有关的探究结果可知, 加强高性能剪力墙的设计, 当地震发生时剪力墙可大幅吸收其内力作用。
4.2.3
在发生地震灾害时, 高层建筑地基极易受到损坏, 针对此, 在对建筑物展开防震构造设计时, 可适宜的加大桩基埋深, 以及桩基与上部构造的相连性, 可高效的增强基础构造的防震水平。
4.2.4
在高层建筑构造设计时, 通过简化构造部件与一体化, 可高效的加强总体构造的相连性与刚度, 并且可提高建筑物本身的防震能力。在进行结构设计师, 应当对扶壁、筒脚、筒口展开简单处置, 以使建筑物达到对称的目的。
4.3 抗风结构设计方案的优化
想要保证高层建筑构构造具有强的防风能力, 就要对以下内容引起高度关注: (1) 保证建筑物构造基础的稳定性, 可通过在高层建筑基础设计时使用高级砂石, 或是展开基础持力层设计时使用高级砂石, 或是在开展基础持力层设计时加上抗拔锚杆的方法来完成。 (2) 适宜的增多高层建筑里耗能构造的设计, 比如在展开剪力墙与楼板等非承重构件耗能设计时, 可使用适宜的耗能构件, 以减少风能对建筑物形成的作用。 (3) 在对高层建筑展开设计时, 要高效的控制水平力对建筑物的作用, 在现实的施工进程中, 还应该使用高性能混凝土, 以高效减少构造内力产生的机率。这主要是因为在风力的作用下, 高层建筑极易产生构造内力, 之后, 当其与风力相加后, 会形成更大的水平作用力, 进而给建筑物带来巨大的安全隐患。 (4) 对高层建筑构造本身的承重力与抗风力展开认真的验算, 并设置一个科学的标准, 之后在前提下制定一个合适的放大系数, 进一步保证高层建筑构造的抗风功能。
5 结论
总而言之, 高层建筑作为城市的典型标志物, 所以, 高层建筑构造设计质量的优劣程度直接关系到城市的进步水平, 所以, 在对高层建筑构造展开设计时, 要严苛遵照有关的标准来开展, 而且要强化实地考察, 不同方面的对构造展开深层面的剖析, 编写不同的设计预案, 通过对所有的预案展开比较来筛选出最适宜的设计预案, 及时对设计进程中存有的问题展开处理, 以确保高层建筑构造设计的质量与稳定性, 进而加快我国城市化的发展脚步。
摘要：在经济飞速的进步下, 我国的城市化进度在不断加速, 而随着城市使地的紧缺与建筑技术的更新, 高层建筑获得了较快的发展速度。可是在高层建筑中, 构造设计进程还存有一些问题, 文章着重对高层建筑构造设计的有关问题展开剖析, 并给出对应的解决方案。
关键词：高层建筑,结构设计,问题,对策
参考文献
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结构设计研究范文第6篇
我们的生活中必不可少的一样物品是建筑物, 其稳定性直接影响着我们的正常生活, 因此做好钢结构稳定性控制非常重要, 但是就目前的情况来看, 因为钢结构会受到外界因素的影响, 因此进一步加强建筑钢结构的稳定性设计的研究非常有必要。
1、建筑钢结构的稳定性设计
1.1、建筑钢结构稳定性概念
就目前的情况来看, 建筑钢结构稳定性会受到自身强度和稳定性的影响, 钢结构强度主要是指在平衡状态下所承受的最大应力, 需要保证其是否控制在材料的屈服点以内。对于钢结构的稳定性主要是指很对钢结构因为受到外界应力的影响所发生的变形, 从而会直接影响到整个性能, 不能保障整体的性能。
1.2、建筑钢结构稳定性设计要点
在进行建筑钢结构稳定性设计的时候需要从以下几个要点进行:1) 在进行钢结构布置的时候需要充分考虑整体性, 为了确保平面结构处于稳定状态, 需要有效的计钢结构的稳定性结构和布置。2) 需要确保计算方法保证简图和结构计算简图是处于一致状态。一般情况下我们不会计算框架结构的稳定性分析, 在计算的时候主要是假设方法得到, 对此需要根据所存在的条件进行设计, 从而才能够满足设计的需求。
2、钢结构稳定性的原理与原则
钢结构稳定性主要的原理是来自于三角形的稳定性, 随着对这方面的不断研究, 钢结构稳定性会受到材质、受压等方面的应, 对此在钢结构整体布置的时候必须要考虑体系以及组成的稳定性。就目前的情况来看, 钢结构的设计主要是通过建筑平面体系进行的, 因此在进行平面钢结构稳定性计算的时候其和布置方面是一致的, 不仅如此, 钢结构计算简图和稳定性计算的时候都是根据简图进行的, 如果两者出现问题, 会直接影响到计算结果。为了更好的保障准确度, 需要按照相关原则进行, 防止出现失稳的情况。因为钢结构具有特殊的特点, 在进行设计的时候需要根据强度进行构造, 同时也要配合好细部结构, 从而能够确保其达到一致的状态。
3、在设计中考虑的钢结构失稳的自身因素
钢结构稳定性也会受到自身稳定性的影响, 因此进一步加强对其的研究非常有必要, 从而才能够更好的确保其达到要求, 在这个基础上需要采取有效的措施进行防护。1) 钢结构自身的原因。钢结构的纵向稳定会受到支撑系统的影响, 例如钢结构钢柱之间存在一定的支撑力, 其会受到风力、地震等方面的影响, 从而直接影响到钢结构的屋架上的负载力。而对于钢结构横向问题的主要是确保其框架和排架刚度必须要达到标准要求, 例如钢结构水平传递的负荷。如果钢结构自身不能受到平衡状态的影响, 就会直接影响到整体的稳定性。2) 钢结构内容主要有杆件、板件, 而稳固行直接受到刚度影响, 钢结构构件杆件的长细比及杆件的高厚比的系数会直接影响到整体的稳定性, 当钢结构受到压力的影响时, 就会使得稳定性受到直接影响。
4、提高建筑钢结构稳定性设计的措施
4.1、钢结构计算加固设计
在进行钢结构计算加固设计的时候需要有效的改变荷载的受力、钢结构承受力以及节点性质方面, 需要在这个基础上不断增加钢结构附加杆件的承受力。另外, 还需要进一步增加压力, 同时扩大整个承受力的极限值, 同时还需要充分的考虑空间钢结构协同工作的性质, 做好加固设计, 从而能够进一步增加整体的刚度, 从而能够进行标准化验算。如果有需要, 需要增加刚度, 目前主要是增加支撑点和结构刚度, 或者进一步调整结构的自振频率等, 从而能够改善整体的刚度和承载能力, 进一步提高整体的稳定性, 从而在排架结构中重点加强某一列柱的刚度, 确保整体的水平力达到要求, 降低整体的负荷, 增加整体的结构刚度。
4.2、建筑工程中钢结构稳定性设计的防腐设计
建筑工程钢材腐蚀目前主要分为了两种形式, 对于各个形式都会进一步降低钢材的强度和耐久性, 因此进一步加强防腐设计非常重。如今钢结构的腐蚀主要方式是涂装防锈漆, 根据建筑工程的具体情况和施工要求进行, 同时需要充分的考虑防腐设计的保养以及维护方法, 从而能够对涂装进行选择, 包括半永久性和永久性。在进行防腐设计的时候还需要加强市场防腐等级的选择, 根据地区以及施工环境方法进行防腐方案的选择, 从而能够有效的确保整体的防腐设计稳定性, 更好的确保钢结构稳定性能。
4.3、钢结构构件截面加固设计
如果钢结构稳定性设计方案咋施工的时候出现了问题, 特别是杆件受弯, 需要进行方案的优化, 目前主要是进行荷载的转换, 从而一个集中荷载转换成多个集中荷载, 从而使得整体承受能力受到改变。变铰接为刚结, 可以选择增加中间支座或将简支结构端部进行结构改变, 将其进行支座位置改变。
4.4、进行钢结构稳定性设计时要注意的几个问题
随着科学技术的不断发展, 建筑行业中已经广泛的使用计算机, 其能够进一步辅助钢结构设计。对于这种操作具有非常重要的作用, 不仅能够有效的确保结构的稳定性, 同时也能够进一步提高整体的计算, 在进行该部分设的时候需要设计人员重点加强两个方面, 并充分的利用计算机技术, 从而能够更好的确保整体的稳定性和准确度。
结束语
总之, 在进行钢结构设计的时候需要充分的对施工地点、气候进行考虑, 结合实际情况和国际相关规定进行设计, 从而能够更好的确保整体的稳定性, 进一步降低其中存在的问题, 提升整体的性能, 更好的确保钢结构质量, 促进建筑行业的建设发展。
摘要：随着社会的不断发展, 建筑工程中已经广泛的应用钢结构, 但是因为每个领域对于钢结构的稳定性需求是不一样的, 因此在应用的时候需要设计人员充分的了解钢结构稳定性设计原理, 同时更加相关特点进行加固。如今因为地下资源的原因, 人口数量不断增加, 从而使得高层项目越来越多, 如果钢结构稳定性出现问题, 会引发一系列的安全事故, 因此需要重点加强对其的研究。对此需要根据建筑市场对钢结构稳定性的需求进行分析, 采取有效的措施来提高建筑的稳定性。本文通过分析当下钢结构稳定性设计中存在的问题, 提出一些改进建议。
关键词：建筑钢结构,稳定性,设计
参考文献
[1] 李喃.浅议建筑钢结构的稳定性设计[J].四川水泥, 2017, (01) :87+143.