芻議建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)

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1、芻議建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和人們生活質(zhì)量的不斷提高，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也提出了更高、更新的要求。本文簡(jiǎn)單闡述了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的含義和一般原則，并結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)，提出了利用概念設(shè)計(jì)這一科學(xué)方法提高設(shè)計(jì)水平的途徑，從而保障工程質(zhì)量、保護(hù)人民生命安全。關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；概念設(shè)計(jì)；原則1.前言　　從設(shè)計(jì)理念來(lái)講，概念設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)人員在工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，不是依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)，而是從實(shí)際出發(fā)，由自身經(jīng)驗(yàn)積累形成對(duì)結(jié)構(gòu)的合理形式、結(jié)構(gòu)變形以及內(nèi)力等設(shè)計(jì)關(guān)鍵要素具有總體的概念和進(jìn)行定性分析的能力。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，

2、概念設(shè)計(jì)的宗旨是在特定的建筑空間及環(huán)境條件下，用整體概念來(lái)考慮結(jié)構(gòu)的總體方案，并能有意識(shí)地發(fā)揮和利用結(jié)構(gòu)總體系和各基本分體系之間的力學(xué)特性與關(guān)系?！　∮?guó)著名的鋼筋混凝土教授雷諾說(shuō)過(guò)：“準(zhǔn)確的判斷對(duì)結(jié)構(gòu)的安全、經(jīng)濟(jì)效益和精確計(jì)算起到同樣的重要作用”。自覺(jué)掌握和運(yùn)用概念設(shè)計(jì)的方法．是提高設(shè)計(jì)水平的一個(gè)有效途徑。　　2.建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的原則　　2.1結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單性、規(guī)則性和均勻性　　應(yīng)將復(fù)雜的變成簡(jiǎn)單。將結(jié)構(gòu)的受力與傳力途徑設(shè)計(jì)成越簡(jiǎn)單、直接和明確就越好。盡可能避免出現(xiàn)以抗扭為主導(dǎo)的關(guān)鍵性傳力構(gòu)件。傳力途徑越復(fù)雜就越易形成

3、內(nèi)力與變形的不協(xié)調(diào)和難以預(yù)料的薄弱環(huán)節(jié)；建筑平面規(guī)則，平面內(nèi)結(jié)構(gòu)布置宜規(guī)則、對(duì)稱、均勻、減少偏心，使建筑物分布質(zhì)量產(chǎn)生的地震慣性力能以比較短和直接的途徑傳遞，并使質(zhì)量分布與結(jié)構(gòu)剛度分布協(xié)調(diào)，限制質(zhì)量與剛度之間的偏心?！　?.2合理選擇結(jié)構(gòu)方案　　一個(gè)成功的設(shè)計(jì)必須選擇一個(gè)切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)形勢(shì)和結(jié)構(gòu)體系．這樣才能充分做到經(jīng)濟(jì)合理。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)受力明確、傳力簡(jiǎn)捷，同一結(jié)構(gòu)單元不宜混用不同的結(jié)構(gòu)體系，力求平面和豎向規(guī)則。總之，必須對(duì)工程的設(shè)計(jì)要求、地理環(huán)境、材料供應(yīng)及施工條件等情況做綜合分析，并與其他專業(yè)相互協(xié)調(diào)后進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型．

4、確定結(jié)構(gòu)方案?！　?.3選用恰當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖　　結(jié)構(gòu)計(jì)算是在計(jì)算簡(jiǎn)圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析的。選擇恰當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖是確保結(jié)構(gòu)安全的重要條件，—個(gè)選用不當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖將會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)事故的發(fā)生。計(jì)算簡(jiǎn)圖還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來(lái)保證。實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)不可能是純粹的剛接或鉸接點(diǎn)，但與設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖的誤差應(yīng)在允許的范圍之內(nèi)?！　?.4正確分析計(jì)算結(jié)果　　目前市場(chǎng)上建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件種類繁多。而不同的設(shè)計(jì)軟件所計(jì)算出的結(jié)構(gòu)也不盡相同．這就要求設(shè)計(jì)師對(duì)程序的設(shè)計(jì)原理及技術(shù)條件有廣泛的了解，對(duì)計(jì)算結(jié)果認(rèn)真分析，慎重校核．做出合理判斷?！　?.5結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)　　

5、各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件都應(yīng)進(jìn)行必要的抗彎、抗剪、抗扭等計(jì)算，并采取相應(yīng)的構(gòu)造措施。實(shí)際工程中溫差、混凝土收縮、徐變，支座沉陷或結(jié)構(gòu)次應(yīng)力的影響在結(jié)構(gòu)計(jì)算中往往未加考慮，但由于塑性鉸的出現(xiàn)．結(jié)構(gòu)自身進(jìn)行了調(diào)幅，使結(jié)構(gòu)得以正常使用?！　?.6選擇合適的基礎(chǔ)方案　　選擇合適的基礎(chǔ)方案是確保結(jié)構(gòu)安全和降低工程造價(jià)的重要因素。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)有詳細(xì)的地質(zhì)資料，應(yīng)盡量避免在無(wú)地質(zhì)資料的情況下進(jìn)行設(shè)計(jì)?；A(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、建筑體型、有無(wú)地下室、上部結(jié)構(gòu)類型和荷載大小等因素做綜合分析，選擇經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)方案．最大限度的發(fā)揮地基的潛力

6、。一般情況下，在同一結(jié)構(gòu)單元不宜采用兩種不同類型的基礎(chǔ)?！　?.抗震概念設(shè)計(jì)的基本原則　　我國(guó)是一個(gè)多地震同家。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我同大陸地震約占與世界大陸地震的三分之一。在抗震地區(qū)工程設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)者還應(yīng)遵循抗震設(shè)計(jì)基本原則，根據(jù)安全經(jīng)濟(jì)的原則進(jìn)行抗震設(shè)防，做到小震不壞，中震可修，大震不倒?？拐鸶拍钤O(shè)計(jì)基本原則是：　　2.1建筑體型應(yīng)力求規(guī)則　　建筑體型應(yīng)力求簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱，質(zhì)量和剛度變化均勻，以減少地震作用產(chǎn)生的變形、應(yīng)力集中及扭轉(zhuǎn)反應(yīng)，但在實(shí)際工程中往往不能完全達(dá)到要求。這就要求結(jié)構(gòu)工程師在進(jìn)行抗震計(jì)算中．運(yùn)用概念設(shè)計(jì)的方法

7、，估計(jì)應(yīng)力集中的部分，分析扭轉(zhuǎn)影響，采取構(gòu)造措施．提高抗震能力?！　?.2應(yīng)具有合理傳力途徑　　為避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)體系喪失抗震能力和對(duì)重力荷載的承載能力，要求建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震作的傳遞途徑，應(yīng)具備必要的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。避免因局部削弱突變形成薄弱部位，而產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力集中或塑性變形集中。此外結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有必要的強(qiáng)度和變形能力；結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接應(yīng)可靠；并考慮非結(jié)構(gòu)構(gòu)件對(duì)主體的影響；且對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)?！　?.運(yùn)用概念設(shè)計(jì)方法提高設(shè)計(jì)水平　　3.1結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置　　單從抗震

8、角度考慮，好的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)具備下列性能：延性系數(shù)高，強(qiáng)度僵力比值大，勻質(zhì)性好，正交各向同性，構(gòu)件的連接具有整體性、連續(xù)性和較好的延性，能發(fā)揮材料的全部強(qiáng)度。確定結(jié)構(gòu)抗震體系時(shí)，應(yīng)具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震作用傳遞途徑；應(yīng)具有多道抗震防線，避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)體系喪失抗震能力或?qū)χ亓Φ某休d能力；應(yīng)具備必要的強(qiáng)度、良好