民用建筑结构

民用建筑结构（精选十篇）

民用建筑结构 篇1

关键词：民用建筑,结构设计,基本原则,设计要点

民用建筑中的结构设计主要是指通过对结构元素的重新整合来体现建筑师预期的设计理念, 这些结构元素主要是由柱、梁、墙、板等基本建筑元素组成。从结构体系来看民用建筑的结构设计组成, 主要包括了基础结构设计、上部结构设计和下部结构设计内容。结构设计程序在执行过程中需要从给排水设计、通风和暖气设计以及电气设计等方面来体现结构设计的美观性及环保性特征, 还要从使用功能的角度最大程度地保障民用建筑结构设计的可靠与安全。此外, 关于建构设计中的抗震设计也是民用建筑设计中需要慎重考虑的问题。无论是抗震等级还是结构类型都应有严格的设计规定。

一、当前民用建筑结构设计中存在的问题分析

在民用建筑结构设计的内容方面, 主要包括结构计算设计与结构图纸设计两方面内容。结构计算设计过程中必须从民用建筑的基本设计要求着手, 考虑到结构形式的基本特征, 准确的计算结果应建立在构件正常和承载能力适中的基础之上。结构图纸设计方面侧重对构造措施以及图纸表述的衡量。此外, 类似电气设计、通风与暖气设计等内容也应该在结构设计过程中得到体现。民用建筑的构件受到多重作用的影响, 需要综合考虑各种因素的影响。建筑业的发展与经济力量的推动有着必然联系, 然而当前民用建筑结构设计中存在的问题也是不容忽视的, 主要包括以下几方面内容:

1. 民用建筑结构设计过程存在极大的安全隐患

民用建筑的结构设计需要在相关的规定与标准下严格执行, 然而当前不少民用建筑在结构设计过程中忽视了抗震墙的设计, 造成了极大的安全隐患。此外, 在混凝土构件的选择上也与规定不符, 加大了结构设计的强度, 这也难以保证建筑质量的安全。

2. 民用建筑的结构设计深度缺少事实依据

结构设计的粗略化也是当前民用建筑在结构设计过程中存在的重要问题之一。过于简略的施工设计不仅体现在建筑图纸的绘制上, 甚至一定程度上还造成了施工过程中的偷工减料问题, 这些都是由于民用建筑的结构设计在深度设计方面缺少事实依据。

3. 民用建筑在构造设计方面与规定不符

民用建筑构造设计方面的问题主要表现为地基处理和框架构建。其中地基处理经常出现柱基选择的问题, 这不仅破坏了建筑施工的可行性, 对于夯实建筑根基也极为不利。而框架构建方面的问题则是过分重视横向框架的构建与设计, 这与民用建筑的相关规定严重不符。

4. 民用建筑的结构计算存在明显误差

结构计算作为民用建筑结构设计的构成内容之一, 在具体设计过程中也存在着明显的计算误差。这一误差主要来源于三个方面, 即结构计算的荷载取值问题、结构设计中的底框砌体验算问题以及结构设计中的周期折减系数问题。

二、民用建筑在结构设计中的注意事项

民用建筑的结构设计与质量要求密切相关, 这不仅关系到整体民用建筑的施工质量, 对于民众的生命财产安全也是一种保证。结构设计内容复杂, 更是一种责任意识的体现, 甚至一定程度上结构设计直接影响到整体建筑的安全性能与舒适程度。不少建筑问题或施工意外的发生正是源自结构设计的不够合理。生活质量的提升使得人们对于建筑施工的质量提出了更高的要求, 而民用建筑直接服务于民众的生产和生活, 在结构设计方面意义重大。秉持基本的耐久性与经济性原则, 民用建筑结构设计应切实满足民众的使用需求, 从根本上落实结构设计中的安全与舒适特征。因此, 民用建筑结构设计中应注意以下问题:

1. 重视民用建筑结构设计中的水平力处理

民用建筑在结构设计中往往将计算重点放在竖向荷载的衡量方面, 然而水平力的有效处理也能从根本上保障民用建筑的安全性能。水平荷载与民用建筑的动力差异密切相关, 需要在结构设计过程中引起相关人员的足够重视。

2. 突出短肢剪力墙在民用建筑结构设计中的重要性

关于短肢剪力墙在民用建筑结构设计中的重要性已经逐渐得到建筑设计人员的普遍共识。因此, 在建筑结构设计中必须对短肢剪力墙的高度和厚度作出明确规定, 在必要的辅助措施下促进短肢剪力墙建筑作用的发挥, 体现民用建筑的实用性功能。

3. 实现民用建筑结构设计概念与计算的有机结合

在概念设计与实际理论之间必然存在着一定误差, 这就需要建筑设计人员能够从民用建筑的使用功能和社会效应出发, 切实实现民用建筑结构设计概念与计算的有效融合。此外, 抗震设计的概念也应当在结构设计中有所体现, 这对民用建筑的地基和结构影响深远。

4. 在结构设计中突出对民用建筑自重的控制

尽可能减轻民用建筑的自重也是当前建筑结构设计中需要重视的问题。无论是出于地基承载力的考虑还是桩基的影响, 对民用建筑自重的控制都能从根本上保证民用建筑的基本经济效益, 同时也是建筑抗震结构设计的有效体现。

三、结束语

民用建筑的结构设计涉及到建筑施工各方面内容, 作为一个极其复杂的系统实施与优化过程, 民用建筑的结构设计要求建筑设计师不仅具备充沛的专业理论基础, 在实践经验方面也有诸多要求。民用建筑结构设计过程中, 需要从最基本的构件计算开始, 领域每一结构设计环节的基本要点, 从经济性与功能性的基本原则上实现对整体建筑结构的设计与规划。简单来说, 民用建筑的结构设计不仅是我国建筑设计水平的有力体现, 同时也是对民用建筑质量的有效提升, 在民用建筑结构设计的发展背景下, 我国建筑施工企业的发展必将朝着更加规范化和合理化的方向迈进。

参考文献

[1]徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].中国建筑工业出版社, 2005.

[2]韩克航.试析如何做好建筑结构设计以提高建筑的安全性[J].科学与财富, 2011, (07) .

民用建筑结构 篇2

关键词：钢结构；

焊接；

分析 Abstract: Based on the importance of welding technology, this paper mainly elaborates the high-strength steel welding, cold welding and thick steel plate welding these main construction processes, for your reference.Key words: steel structure;welding;analysis 中图分类号：TU391文献标识码：A 文章编号：2095-2104（x）随着我国经济的发展，我国在钢结构施工中，无论是技术手段还是施工材料，都取得了很大的突破，我国虽然早期在铁结构方面有卓越的成就，但由于2000多年的封建制度的束缚，科学不发达，因此，长期停留于铁制建筑物的水平。直到19世纪末，我国才开始采用现代化钢结构。新中国成立后，钢结构的应用有了很大的发展，不论在数量上或质量上都远远超过了过去。在设计、制造和安装等技术方面都达到了较高的水平，掌握了各种复杂建筑物的设计和施工技术，在全国各地已经建造了许多规模巨大而且结构复杂的钢结构厂房、大跨度钢结构民用建筑及铁路桥梁等。随着社会的进步和科学技术不断创新，建筑钢结构焊接方面的的工艺以及技术也在不断的更新和完善，近些年新的焊接技术不断的被创造和使用到工程施工中去，不仅为建筑钢结构焊接施工带来了更加简单快捷的方法，而且实现了钢结构技术在建筑领域的快速发展，以及钢结构在建筑方面的质量保证，钢结构的焊接水平提高起到了至关重要的作用。本文主要结合实际操作过程，对钢结构焊接工艺进行详细的论述。高强钢焊接的施工工艺 1.1 焊接材料的选择及匹配 1.1.1 强匹配。强节点弱杆件，即与母材规定的最低标准相比，焊接材料熔敷金属在强度、韧性、塑性等方面要明显高于标准；

并且焊接接头位置的各种基本的性能指标至少要与母材料规定的最低标准相匹配；

1.1.2 焊缝的塑性。在进行厚板焊接时，应该根据厚度效应后的强度来选择适当的焊材，通常当节点的拘束度比较大的时候，可以在1/4 板厚以后选择强度稍低的焊材；

1.1.3 满足冲击韧性的要求。对焊材韧性的选择是一项非常重要的工作，好韧性的焊材能够使焊缝以及热影响区的韧性满足钢结构的规定标准。比如在焊接无裂纹钢种的时候，可以选取低 H 或者超低 H 的焊接材料，同时在钢板厚度低于50mm 或者温度在0℃以上的时候，可以不对钢结构进行预热。这一方法的明显优势就是它的力学指标突出，尤其是在区强比的冲击性能方面更显优越；

1.2 高强钢焊接性能的评价方法 现阶段，建筑施工主要采取的评价方法有：碳当量计算评定法；

热影响区最高硬度试验评定法；

插销试验临界断裂应力评定法 1.3 确定最低预热温度的常用方法 1.3.1 通过裂纹实验来进行控制，即通过进行斜 Y 坡口试样抗裂方面的试验对最低的预热温度进行确认；

1.3.2 通过硬度控制预热温度，通常采用的方法是根据一定碳含量的钢材，其不同板厚 T形接头角焊缝热影响区硬度达到 350HV 对应的冷却速度（540℃时），查表确定焊接线能量；

1.3.3 根据裂纹敏感指数、板厚范围、拘束度等级、熔敷金属扩散氢含量确定最低预热温度；

1.3.4 根据接头热输入、冷却时间和钢材的特定曲线□确定最低预热温度；

1.4 对焊接质量的控制方法；

1.4.1 对热输入以及冷却速度进行控制。此方法主要是通过对焊接时的电压、电流以及焊接时的焊接速度和熔敷金属在800℃～500℃区间内的冷却时间的控制，进而完成焊接质量的控制；

1.4.2 对焊缝中各种元素的质量百分比进行必要的控制，主要是指碳、硫、磷、氢、氧等。为了达到这一目的，除了要选择质量优越的低氢焊接材料外，还要求操作人员拥有较好的操作手法，从而对熔池金属进行很好的保护；

1.4.3 应力与变形控制。选用高能量密度、低热输入的焊接方法，如气体保护焊；

用小线能量，多层多道焊接；

减小焊接坡口的角度和间隙，减少熔敷金属填充量；

采用对称坡口，对称、轮流施焊；

长焊缝应分段退焊或多人同时施焊；

用跳焊法避免变形和应力集中；

在进行高强钢的焊接作业时，应从钢材料自身的强化机理以及供货时的所处特征出发，全面考察各项性能的指标要求，从而选择适合的焊材以及评价焊接质量的试验方法。最后得到适合于生产的焊接工艺，起到相应的指导生产的要求。在进行这一钢材的焊接时，为了避免其产生冷裂现象，应该注意采取相应的措施。同时为了出现接头弱化的现象，焊接时应该对层间温度以及焊接线能量进行较为严格的筛选和控制。总的原则还是应该在较低的成本下，尽可能完成高质量的焊接任务。低温焊接时的施工工艺 2.1 焊接材料的选取 由于是在低温环境中进行焊接作业，所以为了更好的完成焊接任务，应该尽量选取氢含量较低的焊接材料，并且对焊接材料进行必要的烘焙以及保温措施。

2.2 焊接前的防护措施 为了达到尽量减少热量的损失，可以在进行焊接作业的地方构建相应的保护房，从而形成相对密闭的空间。如果条件不允许构建防护房，也可以采取其他一些措施来起到防护热量损失的作用。在进行一些气体保护焊接操作时，气瓶也要进行必要的保温措施。

2.3 对焊接质量的控制 2.3.1 预热和层间温度。相比较于常温条件下的焊接预热，低温焊接时的预热温度要稍高，并且需要预热的区域范围较大，通常情况下是焊接点周围大于等于两倍钢厚度的范围，并且这一范围不小于 100mm。焊接层的温度通常要高于预热温度，或者是不低于相应规定中的最低温度 20℃，二者之间取较高温度者；

2.3.2 采用合理的焊接方法。尽量使用窄摆幅，多层多道焊，严格控制层间温度；

2.3.3 焊接后热及保温。焊接后及时对焊接接头进行后热保温处理。利于扩散氢气的逸出，防止因冷速过快而引起的冷裂纹，同时适当的后热温度还可以适当降低预热温度；

厚钢板焊接技术 3.1 建筑钢结构中厚钢板得到最大的使用，大量钢结构工程采用厚钢板，促进了厚钢板焊接技术的发展，同时也丰富了建筑用钢的范围。

3.2 厚钢板焊接的关键是防止由于焊接而产生的裂纹和减少变形，应主要考虑以下几点 ：

3.2.1 选用合理的坡口形式。如尽量选用双 u 或 X 坡口，如果只能单面焊接，应在保证焊透的前提下，采用小角度、窄间隙坡口，以减小焊接收缩最、提高工作效率、降低焊接残余应力；

3.2.2 合理的预热和层间温度；

3.2.3 后热和保温处理；

结束语 在建筑工程中，钢结构的主要连接方式就通过焊接来完成，焊接技术在建筑工程中发挥着重要的作用。随着社会的进步和科学技术不断创新，不论是在物理、化学、冶金，还是在电子、计算机等领域，新技术、新设备、新材料不断被发现和使用，作为主要的钢结构连接技术——焊接技术，在我国的建筑钢结构建设过程中发挥着不可替代的作用。根据相关的资料显示，在建筑领域一半以上的钢结构在使用前都需要进行必要的焊接处理加工，由此可见，为了实现钢结构技术在建筑领域的快速发展，以及钢结构在建筑方面的质量保证，不断提高钢结构的焊接水平就显得尤为重要。

参考文献：

[1] 姚晋勇.论钢结构焊接现场施工工艺.科技情报开发与经济，x,17(13).[2] 徐鹏毅.钢结构焊接现场施工工艺探讨.中国高新技术企业，x(10).[3] 景明勇；

高层民用建筑结构设计研究 篇3

【关键词】高层建筑；结构设计；平面结构；竖向结构

1.影响高层民用建筑结构设计的因素

1.1水平荷载

水平荷载是高层民用建筑结构设计的决定因素。建筑结构整体近似于一个悬臂梁，水平荷载引起的倾覆力矩和轴力与楼房高度的平方成正比。对高层民用建筑来讲，水平荷载主要有风荷载和地震作用等，在水平荷载的作用下，建筑结构容易出现失稳现象，所以水平荷载是建筑设计过程中必须要考虑的重要因素。

1.2轴向变形

轴向变形在高层民用建筑结构设计过程中不容忽视。高层民用建筑结构设计中，建筑自重和楼层载重荷载所产生的轴力和弯矩与楼房高度的呈线性关系。高层民用建筑的竖向的荷载包括建筑自重和楼层载重等，数值很大，容易引起较大的轴向变形。轴向变形会是建筑的内力分布发生变化，引起构建的塑性变形。因此，在高层民用建筑设计中，要充分考虑竖向荷载的作用，进行合理的配筋设计。

1.3侧移

侧移成为高层民用建筑结构设计的重要控制指标。在地层的楼房设计中，基本不存在侧移问题，但如果高层民用建筑设计不合理，在水平荷载的作用下，楼房发生侧移的可能性很大。为了维持建筑结构的稳定性，在高层民用建筑结构设计中一定要把侧翼变形维持在一定的范围之内，只有这样才能保证建筑结构的安全。

1.4结构延性

结构延性是高层民用建筑结构设计过程中的重要指标。为了保证建筑结构的安全可靠，防止高层民用建筑结构在地震等自然灾害作用下出现倒塌等重大破坏，必须要在高层建筑结构设计师采取措施，提高结构的延性，是高层建筑结构在进入塑性变形阶段后，仍具有变形能力。

2.高层民用建筑结构设计布置要求

2.1平面结构布置要求

高层民用建筑结构设计的平面形状应采用规则的结构布置，要尽量做到简单、规则、对称，使结构的质心与刚心重合。由于建筑功能要求必须进行不规则设计时，可以将建筑结构进行划分，使其形成比较规则的简单独立结构单元，防止产生扭转效应。扭转效应对建筑结构中的端部构件位移，建筑结构扭转过大还会出现应力集中现象，造成建筑结构的破坏。判定建筑结构扭转十分过大有两种方法：第一，概念设计法。设计者在进行平面结构布置时，近似计算出质心和刚心，找出偏心距，并通过控制平面规则性，尽量让质心和刚心重合。第二，比值法。通过控制楼层最大弹性水平位移与楼层两端弹性水平位移的比值来确定结构扭转情况，如果比值超过1.2，则为结构扭转不规则。

2.2竖向结构布置要求

高层民用建筑结构竖向布置的最基本原则是均匀、规则。均匀是指建筑结构的上下体型、刚度、承载力和质量的分布及变化均匀。就建筑结构的上下体型来讲，应当是自下而上逐渐收进，且应限制收进尺寸，不应出现过大变化或突然变化。上部楼层收进后，楼层的平面尺寸会减小，高振型影响会加大。如果竖向结构布置上部楼层设计过大，就会造成扭转明显加大，头重脚轻，使建筑结构失去稳定性。就建筑结构的刚度来讲，其竖向结构设计也应该为下大上小，从下而上逐渐减小。如果建筑结构下层设计刚度较小，会形成建筑结构薄弱层，导致建筑结构下部变形，严重的还会造成建筑倒塌。规则主要是指建筑体型规则。如果必须要求变化，也应是有规则的渐变。建筑体型严重不规则的的建筑在地震时特别容易形成集中变形，引发倒塌事故。

3.高层民用建筑结构设计相关问题研究

3.1高层民用建筑结构体系选取

设计者在设计建筑结构时首先要明确建筑的结构体系，只有根据具体情况，正确选取建筑结构体系才能设计出经济合理的结构。目前，高层民用建筑一般都是钢筋混凝土结构，采用剪力墙结构或框架剪力墙结构。

框架剪力墙结构由框架和剪力墙组合而成，以剪力墙作为主要抗侧力构建，承受大部分水平荷载，框架则主要承受竖向荷载，框架和剪力墙合理分工，共同受力。剪力墙应均匀设置平面形状变化较大和竖向荷载较大的部位。该结构体系以框架结构为主，剪力墙为辅助，较适用于25层以下的建筑。

剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的粱柱，剪力墙作为竖向承重和抵抗侧力的结构，伞部承受结构的竖向和水平力。这种结构体系通常采用平面布置形式，由于剪力墙受竖向荷载和水平荷载共同作用，剪力墙应双向或多向布置。同时由于该结构全部由剪力墙组成，其刚度要比框架剪力墙结构更好，该结构体系常用f40层以下的高层住宅建筑等，而且该结构高宽比不宜大于6，其高度也应考虑抗震要求。

3.2高层民用建筑结构设计的参数控制和调整

在高层民用建筑结构设计中，各参数的控制和调整直接影响建筑结构的安全性，合理的选择各个控制参数，并作出适当的调整，可以提高建筑结构的整体控制效率，增加建筑结构的合理性。以下介绍了一些重要参数的控制与调整：

（1）轴压比：通过限制轴压比，可以保证建筑结构的延性要求。轴压比可以通过增大墙、柱的截面，提高墙、柱混凝土强度等方法进行调整。

（2）层间位移角：限制建筑结构的层间位移角，可以保证高层建筑结构的稳定性，避免因出现过大位移影响使用。层间位移角只能通过加强竖向构件刚度的方法进行调整。

（3）周期比：建筑结构的抗扭刚度不能太弱，以减小扭转对建筑结构产生的不利影响。周期比只能通过改变结构布置进行调整。

（4）剪重比：限制各楼层的最小水平地震剪力，确保建筑结构的安全。剪重比可以通过加强竖向构件刚度的方法进行调整。

（5）刚度比：刚度比的规范主要是为了是建筑结构布置更有规则性，避免建筑结构沿竖向突变，形成薄弱层。刚度比可以通过适当加强下层墙、柱和梁的刚度，或适当削弱上部相关楼层墙、柱和梁的刚度来调整。

【参考文献】

[1]倪荣荣.高层建筑结构设计若干问题探讨.2011，（23）.

[2]郑军红.论高层民用建筑结构设计问题的研究.2012，（24）.

[3]王振勇.关于高层民用建筑结构设计中的问题探讨.2012，（20）.

民用建筑结构 篇4

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:在建造某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=672×36×18/22896=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。

2 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。

2.1 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。

2.2 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。

2.3 框架—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。

2.4 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。

建筑结构 水工钢筋混凝土结构 篇5

增大截面加固法：用同种材料加大构件截面面积，提高承载力

外粘型钢加固法：在混凝土构件四周粘贴型钢，显著提高承载力

预应力加固法：采用外加预应力的钢拉杆或撑杆，使加固与卸载合二为一

增设支点加固法;增设支点减小结构构件的计算跨度或变形，改变传力途径

粘贴钢板和纤维复合材料: 在混凝土表面用结构胶粘贴钢板或纤维复合材料，提高承载力

2、轻质高强的材料有哪些？

答：新型岩棉板、酚醛板、泡沫玻璃板建筑材料是区别于传统的砖瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品种，包括的品种和门类很多。从功能上分，有墙体材料、装饰材料、门窗材料、保温材料、防水材料、粘结和密封材料，以及与其配套的各种五金件、塑料件及各种辅助材料等。

3、预防构件裂缝的其他措施？

选用水化热低的水泥，非活性骨料，选用级配优良、含泥量低的砂、石骨料。

大体积混凝土施工采取合理分层、分块、分缝措施。科学确定配合比，掺加减水剂，控制水泥用量，减小水化热。浇筑时加强振捣，提高密实度，可采用二次振捣。及时抹压表面，加强养护，适当延长养护时间。安排合理的拆模时间及顺序。

葛洲坝水利枢纽它位于中国湖北省宜昌市境内的长江三峡末端河段上，距离长江三峡出口南津关下游2.3公里。它是长江上第一座大型水电站，也是世界上最大的低水头大流量、径流式水电站。1971年5月开工兴建，1972年12月停工，1974年10月复工，1988年12月全部竣工。坝型为闸坝，最大坝高47米，总库容15.8亿立方米。总装机容量271.5万千瓦，其中二江水电站安装2台17万千瓦和5台12.5万千瓦机组；大江水电站安装14台12.5万千瓦机组。年均发电量140亿千瓦时。首台17万千瓦机组于1981年7月30日投入运行。[1] 葛洲坝工程具有发电、改善航道等综合效益。电站装机容量271.5万千瓦，单独运行时保证出力76.8万千瓦，年发电量157亿千瓦·时（三峡工程建成以后保证出力可提高到158万~194万千瓦，年发电量可提高到161亿千瓦·时）。电站以500千伏和220千伏输电线路并入华中电网，并通过500千伏直流输电线路向距离1000公里的上海输电120万千瓦。库区回水110～180公里，使川江航运条件得到改善。水库总库容15.8亿立方米，由于受航运限制；2013年无调洪削峰作用。三峡工程建成后，可对三峡工程因调洪下泄不均匀流量起反调节作用，有反调节库容8500万立方米。[2] 云南小湾水电站

中国水电建设史上建设规模仅次于长江三峡电站工程、设计装机容量四百二十万千瓦、年发电量一百九十亿千瓦时的小湾水电站今天（25日）中午12：30实现并网发电。

云南小湾水电站位于云南省大理白族自治州南涧县和临沧地区风庆县交界处，是澜沧江上的第三座梯级电站，总投资超过400亿元，历时10年时间建设。据中国华能集团公司副总经理那希志介绍，小湾工程坝高294.5米，是世界首座300M级混凝土双曲拱坝。其规模之大、施工难度以及运用的技术之多，均属世界之最。

作为西部大开发和“西电东送”工程的重要建设项目，小湾水电站以发电为主，兼有防洪、灌溉、拦沙及航运等综合利用效益，是具有多年调节性能的龙头水库，可以极大改善云南水电站群的调节性能，提高水电站枯期保证出力和电量，使枯期和汛期电量趋于平衡。小湾水电站在保证发电的同时，还可调节下游已建、在建和拟建中的漫湾、大朝山、景洪等多座电站的汛期和枯期发电用水。

哈利法塔（阿拉伯文：جرب ةفيلخ‎，拉丁化：burj khalifah‎，英文：Khalīfa tower），原名迪拜塔，又称迪拜大厦或比斯迪拜塔，是世界第一高楼与人工构造物。哈利法塔高828米，楼层总数162层，造价15亿美元，大厦本身的修建耗资至少10亿美元，还不包括其内部大型购物中心、湖泊和稍矮的塔楼群的修筑费用。哈利法塔总共使用33万立方米混凝土、6.2万吨强化钢筋，14.2万平方米玻璃。为了修建哈利法塔，共调用了大约4000名工人和100台起重机，把混凝土垂直泵上逾606米的地方，打破上海环球金融中心大厦建造时的492米纪录。大厦内设有56部升降机，速度最高达17.4米/秒，另外还有双层的观光升降机，每次最多可载42人。哈利法塔始建于2004年，当地时间2010年1月4日晚，迪拜酋长穆罕默德·本·拉希德·阿勒马克图姆揭开被称为“世界第一高楼”的“迪拜塔”纪念碑上的帷幕，宣告这座建筑正式落成，并将其更名为“哈利法塔”。

加拿大国家电视塔（the CN Tower）又译加拿大国家塔、西恩塔，位于加拿大安大略省多伦多。1995年，被美国土木工程协会（英文：American Society of Civil Engineers）收入世界七大工程奇迹，同时是世界名塔联盟（英文：World Federation of Great Towers）的成员

mitre gate 左右两扇门叶分别绕水道边壁内的垂直门轴旋转，关闭水道时，俯视形成“人”字形状的闸门。mitre gate 左右两扇门叶分别绕水道边壁内的垂直门轴旋转，关闭水道时，俯视形成“人”字形状的闸门。人字闸工作时，两扇门叶构成三铰拱以承受水压力；水道开时，两扇门叶位于边壁的门龛内，不承受水压力，处非工作状态。人字闸门一般只能承受单向水压力，而只能在上、下游水位相等，静水状况下操作运行，最用于通航河道的船闸，作为工作闸门布置在上、下闸首。

民用建筑结构 篇6

摘要：人们生活水平的不断提高，加剧了人们对建筑质量的新的更高要求，建筑结构设计水平成为衡量建筑质量的一大重要因素，随着建筑技术的发展，建筑结构设计水平也不断进步，剪力墙结构由于具有抗震、抗侧刚性等优势，在建筑结构设计中得到了广泛而深入的应用。本文首先阐述了剪力墙结构基本内容，然后分析了剪力墙结构设计原则以及具体的设计技术要点。

关键词：剪力墙；建筑结构；设计；原则

1、剪力墙结构的基本内容

1.1 剪力墙结构的定义

剪力墙结构是建筑施工中一种常见的结构设计，这种结构设计方式能够更好的提高建筑物的框架结构的稳定性，通过钢筋混凝土材质的墙体设计来提高建筑物的负荷能力，在某种程度上来说，这种结构设计能够真正的实现对建筑结构水平力的限制。同时，钢筋混凝土材质的墙体代替了原有的水平和竖直的承载冲重力墙后，在表现效果上也有着一定的优势。而剪力墙结构在使用上更有着经济性和稳定性的特点，这种结构设计能够更好的降低建筑物的投資成本，并且对于提高建筑物的稳定性也有着非常重要的作用，所以，我国大多数的建筑工程中普遍都采用了这种结构设计作为建筑设计的主要模式。而建筑结构中的剪力墙结构由于使用相对较为广泛，在使用过程中也可以将剪力墙结构放在一起进行应用，这对于降低建筑物的负荷也有着非常好的效果。然而虽然剪力墙结构的使用较为广泛，但是这种建筑结构也不能够应用到全部的建筑设计中，很多建筑结构中如果采用了这种结构设计往往还会产生一定的负面效果，因此在选择剪力墙结构设计时还需要依照实际情况来进行，这样才能最大限度的保证剪力墙结构的使用效果。

另外，剪力墙结构对于建筑抗震的效果也有着非常明显的作用，在进行剪力墙结构设计时，一方面要考虑到建筑结构的稳定性，另一方面就是要注重建筑结构的抗震性，房屋的墙体一定要保证能够负担足够的地震倾覆力矩，并且所承载的力矩也要控制在一定的范围内，因此剪力墙结构的设计还要讲地震倾覆力矩放在第一振型的底部。如果建筑物在进行设计的过程中对于剪力墙结构的使用相对较少，那么还要根据实际的情况来尽量的减少剪力墙结构所能够承载的地震倾覆力矩，并且力矩的范围也有相应的有所控制，避免过大或者过小，这样才能够从根本上保证剪力墙结构在建筑物中的抗震性能。

1.2 剪力墙结构的不同形式

剪力墙结构在建筑结构设计中也可以分为不同的种类，通常来说，剪力墙结构的划分可以按照墙体的开洞情况来进行，剪力墙的墙体开洞的大小也是划分剪力墙结构的一项重要指标，为了更好的对剪力墙结构进行区分，下面对几种不同形式的剪力墙结构进行详细的分析和说明。

1.2.1 实体墙。实体墙是剪力墙结构中一种最常见的表现形式，实体墙就是没有开洞的建立起设计，或者开洞的大小也都保证在一定的范围内，不能够超过正常墙体面积的百分之五十。这种剪力墙结构所负担的承载力相对较大，并且墙体不会出现弯曲变形的现象，在很多建筑中实体墙都会被用在外墙部分。

1.2.2 剪力墙整体小开口。在剪力墙结构中，前提上出现开洞面积约占整个墙体面积百分之十五以内的剪力墙设计被称为剪力墙的整体小开口，建筑结构设计中常常会应用这种设计形式，这种类型的建立起结构在使用过程中墙体的弯矩图处稳定性相对较高，不会出现异常的情况。

1.2.3 双肢或者多肢类型的剪力墙。双肢或者多肢类型的剪力墙是指剪力墙墙体上的洞成列状排列或者是开洞的面积过大的剪力墙。

1.2.4 壁式框架剪力墙。壁式框架剪力墙是指剪力墙墙体上的开洞尺寸足够大，并且剪力墙墙肢线上所具有的刚度和墙体连粱线上的刚度相差不大，非常接近。这种类型的剪力墙会在楼层处的弯矩图点发生突变现象，并且会在建筑中出现很多的异常现象，那就是反弯点会出现在建筑的大多数楼层中。

2、剪力墙结构设计的原则

在施工项目中，进行剪力墙设计时，并不是为了能够达到目的而随意的去进行剪力墙的施工，一定要严格根据剪力墙结构应用的规范对实际状况进行勘察，促进剪力墙结构在国内施工结构中的应用能够达到最佳状态。在剪力墙设计过程中，在施工技术方面会有一定程度的受限。所以在剪力墙的设计过程中，必须对这些制约条件进行重视，保证够建设出更加合理、标准、正当的剪力墙。

2.1 建筑物楼层之间进行调整量小剪力系数的原则

为了减少建筑结构本身的重量，增强建筑承载地震的性能，在建筑施工过程中，需要尽量的减少使用剪力墙的地方，这就必须使用短肢种类的剪力墙负担处在第一震型，底端的地震倾覆力矩要比剪力墙结构负担的总底端地震倾覆力矩小百分之六十以上，把剪力墙墙体上进行大开间处置，可以提升剪力墙结构的倾向刚度。

2.2 调整建筑物楼层与楼层之间最大位移和楼层商之间的比例

建筑物在施工设计的过程中，楼层之间的弯曲处置也是一项非常重要的部分。如果建筑物的弯曲处置不合理，那么也将会影响到整个建筑的使用性能。对建筑物剪切弯曲的处置需要参照一定结构配件的数量来进行相应的控制，但是塑向结构配件数量过多的话，控制工作也很难进行，剪力墙的剪重比例也会相应的增大，这样剪力墙的结构设计就达不到标准的要求，楼层和楼层之间弯曲的部分会逐步增加，整个楼层在长期使用后还会出现位移的现象。因此在进行剪力墙结构设计的过程中必须要严格的控制好楼层和楼层间的扭转弯曲，这也是提高建筑稳定性的基本保障。

2.3 调整剪力墙连粱超限的原则

剪力墙连梁超限的原则是在剪力墙结构建设的过程中建立起来的，由于剪力墙的跨高通常会出现超限的情况，这也就要求在剪力墙设计的过程中要做好剪力墙的连梁跨高，通常来说，剪力墙的结构设计标准中都会将剪力墙结构的连梁跨高设计在一定的范围内，并且用框架梁的方式来进行剪力墙结构的建设。而如果剪力墙的跨高比在5-6的范围内时，还要保证剪力墙的连梁刚度不出现波动，剪力墙的承载力和弯矩也要控制在一定的范围内，这样才能够符合剪力墙结构设计的基本标准。

3、剪力墙结构在建筑结构设计中的具体应用

我国的建筑设计中采用剪力墙结构的设计相对较为广泛，大多数的建筑中都应用了这种设计形式，而通过上面对剪力墙结构的分析也可以看出，剪力墙结构在建筑结构中能够表现出更好的经济性和稳定性，因此对于剪力墙结构的具体应用分析也有着非常重要的意义，下面通过几点内容来对建立起结构设计的具体应用来进行详细的说明论述。

3.1 剪力墙结构的布置

建立起结构的水平布置是剪力墙结构设计的重点内容，剪力墙的水平方向安排需要尽量的将重量核心和刚度核心布置在一起，同时，剪力墙结构设计中需要对平面设计进行轴对称的方式来安排，这样做的目是为了更好的降低剪力墙的扭矩。同时，剪力墙结构设计时还要注重对建立起抗震性能的把握，如果剪力墙的抗震效果差，那么说明剪力墙结构的设计还存在一定的问题，在进行设计的过程中要特别注重设计的合理性，不能够应用单向的形式来安排设计，这样会对剪力墙结构的抗震性能产生一定的负面效果，从而造成建筑物整体的抗震性能降低。此外，为了更好的提高剪力墙结构的使用效果，剪力墙墙体之间的间隔也要控制在一定的范围内，这样既能够保证剪力墙结构的稳定性，又能够提高剪力墙结构的刚度，对于建筑物整体使用性能的提高也有着非常好的效果。

3.2 约束边缘构件处理

对剪力墙边缘构件的处理通常有两种不同的方式，一种是无约束的边缘构件处理，另一种是有约束的边缘构件处理，对比两种处理方式可以看出，无约束的处理方式在承载力上表现的更加优秀，并且楼层间的位移角度也会出现一定的变化，但是在抗震能力上要相对较弱，而剪力墙在整体的问题性上也有一定的不足，在进行选择时候需要根据不同的情况来加以判断。

4、结束语

从上述内容可以看出，剪力墙结构在建筑工程中有着非常好的作用效果，因此在剪力墙结构的设计中，要根据剪力墙设计的标准进行，促进剪力墙的施工达到剪力墙设计的每一项规范需求，确保剪力墙结构设计的可行性、经济性，进而减少施工項目施工成本。

参考文献：

[1]赵守勇.剪力墙结构设计分析[J].煤炭技术，2011（09）.

[2]宝峰，刘秀火，李彬等.剪力墙钢筋焊接网的布置和安装[J].施工技术，2008（08）.

试论民用建筑结构设计 篇7

关键词：民用建筑,结构设计,问题

建筑设计的工作是比较复杂的, 而且责任又特别重大, 如果不考虑施工的因素, 那么结构设计是直接决定着建筑物的安全和舒适度以及其功能是否能充分发挥的关键因素。在实际的案例中, 经常可以看到因为设计出错带来的各种建筑问题。本文就建筑结构设计的概念及基本内容进行了简要的阐述, 并且对设计中存在的问题进行了深入的分析。

1 建筑结构设计的概念及基本内容

简单的说, 结构设计就是使用结构的语言形式来表达出设计者 (建筑师或者工程师) 的设计理念。而所谓的结构语言就是指一种提炼出的结构元素。这个结构元素包含了很多方面, 有墙、柱、梁、板以及楼梯等等。通过这些结构元素的运用来组成建筑物的一个结构体系以及承重体系等。简要的说, 结构设计也分为基础设计、上部结构设计以及下部结构设计。

建筑结构中的基本内容又包括两个方面, 一是结构设计的程序。在一个建筑的设计中, 除了结构设计以外, 还有给排水设计以及暖气通风设计、电气设计等等。无论是哪个部分的设计都要求具备美观性、功能性以及经济性和环保性的特征。建筑物要想有效的发挥其功能, 就必须在建筑结构设计上格外注意, 因为这也是保证建筑物质量的一个基础;二是结构设计的要求。对于建筑物结构设计的计算要求对构件在正常状态和极限承载能力的状态下进行计算。例如疲劳强度的验算等。如果有多种的作用力同时发生在构件上, 那么必须对构件在各种作用力下的效应进行仔细的分析, 将最不利的组合考虑进去。对于抗震的设计也是非常重要的, 我国对于抗震设防的烈度一般在六到九度, 还可以根据建筑物所在地区的不同以及建筑物的结构类型和高度等实际情况采取不同的抗震等级标准。而抗震等级不同, 那么在计算和构件等方面的要求也就有所不同。

2 民用建筑结构设计中存在的问题

2.1 部分结构设计不够科学合理

一部分的结构设计存在较大的安全隐患, 没有按照我国的建筑抗震设计的相关规定执行。有些建筑的底层需要设计成一个较大的空间, 因而缺少抗震墙, 并且上部与底部的抗震墙也没有对齐, 使得其结构体系不合规范, 不符合力学原理。更有甚者, 在设计中将抗震和场地的分类搞错, 致使整体的结构设计都出现错误。对于一些类似悬挑构件的混凝土构件, 最小配筋率都不符合规定, 甚至相差一半或者一半都不到。在计算荷载取值时不按照规定来确定的现象比较严重, 而且一些结构设计的计算书明显与其不符, 计算结果远大于其结构强度, 使得建筑物存在较大的质量威胁。

2.2 设计深度不符合规定

特别是在施工图纸上的偷工减料现象比较突出, 设计不够精细, 施工图过于简单, 原本应有的系统图和大样图等都有所漏缺, 并且一些比较重要的信息也只是用了“见图集”等予以标注, 或者由直接将责任推给厂家, 没有表达得很明确, 对于一些细部的地方表述不清, 不能将工程的全貌反映出来。在设计中, 相关的安全等级、设计参数、设计依据和放火消防处理等都是需要予以标注或者交代的, 而这些重要信息经常被忽略了。产生这些问题的原因有可能是由于设计人员对民用建筑的设计重视不够, 擅自套用了一些其它设计结果等, 也可能是因为设计人员对相关的设计规范和方法要求等都不是很了解, 或者设计者没有将力学的概念掌握透彻, 不能对其进行正确的计算, 或者没有相关的计算经验。

2.3 结构计算的问题

对建筑物结构计算的问题主要存在以下3个方面:一是荷载取值不当, 比如对于民用多层框架的建筑在采取独立基础的情况下, 一般其地基的主要受力部分没有软弱黏性土层的时候, 如果建筑物的高度没有超过八层, 并且其高度在25m以下, 是作为一般性的民用房屋, 或者是荷载相当的厂房时, 就没有必要去验算地基的抗震承载力了。不过在设计其基础时还是要考虑到风荷载的作用。所以风荷载的输入是必须的, 无论其是否位于地震区或者是否是高层建筑;二是对底框砌体结构进行验算的问题只有当刚度较为均匀的多层结构才可以适用底部剪力法, 如果其结构中具有薄弱层, 那么就必须对其塑性变形集中造成的影响进行考虑;三是确定结构周期折减系数。框架结构等因为有填充墙, 所以其实际刚度比计算刚度更大, 而实际的周期又小于计算的周期, 所以计算出的地震剪力一般是要偏小的, 结构就存在一定的安全隐患, 所以对计算周期进行折减就显得非常必要。

2.4 构造设计的问题

构造设计的问题中重要存在地基基础设计中的问题以及框架结构设计中的问题。前者是设计中经常出现的问题。高层建筑基础在有效的埋置深度上经常出现不足的情况。如果对于柱基的类型选择不当的话对于其施工上的操作可行性以及完工质量都可能造成严重影响, 还可能对周围的施工环境带来损坏。而当桩间距不够, 不符合相关的规定的时候, 尤其是锚桩和试桩的间距经常被设计者忽略, 这都会对试桩结果的正确性造成较大影响。此外, 当桩身的钢筋笼不够长时, 其在挤土灌注桩的时候就可能无法穿越软弱土层的深度, 不符合相关的桩基规范, 这也是建筑设计中常常出现的问题。对于框架结构设计, 一般设计者很容易忽视纵向框架而只重视横向框架。根据我国现行的抗震设计要求, 应该按照两个主轴的方向来进行分别的计算。当不进行抗震设计时, 一些设计人员将纵向框架按照普通的连续梁来进行设计, 这也是不符合相关的构造要求的。

2.5 材料、机构体系的问题

对于工程技术人员来说, 选择合适的建筑材料以及合理的结构体系是非常重要的问题。特别是现在的民用建筑很多都是高层的甚至超高层的, 我国根据建筑钢材的分类建议高层建筑尽量采用钢骨混凝土结构或者钢管混凝土结构等, 使得其柱断面的尺寸得以有效减小, 使得其结构的抗震功能得以提高。如果高度超过一定程度后, 为了抵御风振, 基本都是将钢骨混凝土或者首选的建筑材料。

很多实际的建筑工程中都出现了规则性差以及抗震结构不利等现象, 还有就是楼层出现错层的问题。如果在高层的建筑中出现大范围的错层, 那么楼板的连续性则会出现问题, 这种结构一旦形成对于抗震是非常不利的。此外, 一些民用的高层建筑存在薄弱层可是又没有补救的抗震措施。按照我国对于高层建筑中抗震设计的相关要求, 一般高层结构是不能采用两种或者两种以上的复杂结构。而楼板开洞过大也会造成结构的不规则, 影响结构的抗震效果。

3 结论

民用建筑的结构设计是一个复杂的系统, 其中存在的问题涉及到方方面面, 要解决好这些问题就需要丰富和经验和先进的理论知识, 并且秉着认真负责的态度和创新精神投入工作中。而设计者在进行民用建筑的结构设计时则要从每个基本的构件开始计算, 掌握其中的各个要点, 并且按照相关规定, 配合其它专业人员进行整体的结构设计, 从而提高我国民用建筑的结构设计水平, 将建筑质量提升到一个新的阶段, 使得我国的民用建筑在结构设计上更加科学合理、安全规范。

参考文献

[1]孔雅莎.建筑结构设计杂谈[J].建筑结构, 2006 (3) .

[2]陈天虹.超高层建筑中结构概念设计的几个问题[J].建筑技术, 2006 (6) .

[3]赵丽清.浅谈高层建筑结构分析与设计[J].山西建筑, 2007 (33) .

[4]熊煜.建筑结构设计中若干问题分析[J].山西建筑, 2009 (35) .

民用建筑结构设计和优化 篇8

关键词：民用建筑,结构设计,剪力墙,简体结构

随着国民经济的不断发展, 在舒适度和建筑质量方面, 人们的要求越来越高, 因此, 合理设计和优化民用建筑结构是势在必行的, 这样才能满足人们的需求, 使我们的建筑更加具有较高的舒适度和稳定性, 不仅如此, 还能实现民用建筑建设成本的最大化降低, 使民用建筑不仅具有经济效益, 还能满足社会效益, 实现最大化利益。

1 民用建筑结构设计原则及几种常见的民用建筑结构设计

1.1 民用建筑结构设计原则

民用建筑在进行设计时, 必须以民用建筑结构的设计原则为参考标准, 在设计简化的基础上, 使民用建筑结构设计更加具有科学性和有效性, 进而使民用建筑结构的使用周期和稳定性得到保障, 避免出现各种问题在结构设计中, 甚至是在使用过程中。1) 经济适用原则:在设计建筑结构时, 要以建筑环境为依据, 选择适合的建筑结构设计要求和施工工艺, 使施工环境与施工流程相符。除了考虑适用性外, 还必须考虑经济性, 所选择的建筑材料必须具有较高的性价比, 实现工程成本的最大化节省, 使施工单位的投入降到最低;2) 安全坚固原则:在设计建筑结构时, 应该充分使用新的建筑结构技术, 不仅能够确保建筑结构的安全性, 还能保证其合理性, 只要保证建筑结构具有安全性和合理性, 才能使人们的财产安全和建筑工程质量得到保障, 这样建筑在使用时, 不仅可以保证施工现场的安全, 降低施工事故的发生率, 还能确保使用的稳定性;3) 美观实用原则:现阶段, 人们生活水平逐步提升, 人们的居住观念也有了较大变化, 不仅要保证建筑结构的实用性、稳定性、安全性, 还必须具有美观性, 只有在设计时, 考虑到这一原则, 才能与人们审美需求相符合。

1.2 几种常见的民用建筑结构设计

在设计民用建筑结构时, 必须是建筑具有足够的使用空间, 确保建筑物的相对稳定性及设计的合理性, 与人们的要求相符。1) 砖混结构:在建筑物中, 砖墙或其他类砌体为竖向受力构件, 钢筋混凝土结构为横向受力构件, 主要承受的压力来源于屋面、楼面和梁, 此种结构为砖混结构。试用范围为多层建筑、房间面积较小或是开间进深不大的低层。在结构设计时, 主要的受力构件就是墙体, 因此, 墙体必须具有抗震性和足够厚度以及稳定性。同时, 在设计时, 还应该考虑施工过程的方便性与快捷性, 以最短工期确保施工工作的顺利进行;2) 框架结构:在建筑物中, 框架主要由梁和钢筋混凝土组成, 这种结构体系可以承担侧向水平力和竖向荷载。在平面布置中, 框架结构较为灵活, 有利于较大空间的布置, 且具有良好的抗弯能力和抗震性能, 可以进行多功能使用。由于构件截面尺寸有限, 框架结构在设计房层高度上也受到影响;3) 剪力墙结构:侧向水平力荷载和竖向荷载是由钢筋混凝土墙来承担, 这种结构体系就是剪力墙结构。钢筋混凝土墙具有承受荷载和分割空间的双重作用。由于钢筋混凝土墙为主要受力构件, 所有此结构具有较多优点, 比如较强的整体性、较好的抗震性与较大的刚度, 且剪力墙结构具有较大的适用范围, 有利于建筑物的高层设计。但是, 由于受到间距影响, 剪力墙具有较大的开间距, 因此, 结构的灵活性比较差;4) 简体结构:在现代建筑中, 简体结构广泛应用于高层建筑中, 具有较强的防震能力和较好的刚度结构。简体结构的主要组成部分就是框筒结构和核心筒组成, 此种结构具有较好的整体性、较大的抗侧刚度和灵活性, 且使用空间比较大。对于来自水平的荷载, 简体结构能够实现有效的抵抗, 因此, 对于超高层建筑较为适合。

2 民用建筑结构设计中存在的相关问题

1) 如今, 在民用建筑结构设计中, 很多不合理设计现象存在较多, 多数设计人员在设计建筑结构时, 以最大化的使用空间为主要目的, 而忽视了防震墙的设计, 使建筑物在使用过程中, 存在较大的安全隐患;2) 设计方案与施工不相符, 在实际施工过程中, 一旦存在此种问题时, 施工人员就会对设计方案进行擅自更改, 致使设计过于粗糙简单, 使建筑施工存在较大不合理性;3) 设计图纸存在较多漏洞, 没有详细标注安全等级、耐火等级及消防等, 使得建筑结构与实际施工存在差异, 不能满足居住标注。

3 民用建筑结构优化措施

3.1 保证和提升设计质量

现阶段, 在民用建筑结构中存在较多问题, 比如设计粗糙、标注不全、违反规范条文等, 在施工之前, 这些问题都应该得到解决, 因此, 对设计人员具有较高要求, 必须具有较强的职业素养和专业知识。设计人员应该定期参加各种专业培训, 使自身的责任心和专业水平得到提升, 在设计过程中, 能够端正态度, 使建筑结构的设计质量和水平不断提升。在进行设计方案选择时, 必须严格审查设计方案的资质和相关证书, 不仅可以从源头上保证整个工程的质量和安全性, 还能使建筑结构具有较高的设计质量。

3.2 民用建筑结构模型的优化

民用建筑结构的好坏, 与国计民生息息相关, 即建筑工程与人民群众具有紧密联系, 因此, 在设计民用建筑结构模型时, 应该对设计方案进行合理性优化, 保证房屋的各个细节都能得到合理性优化, 比如围护结构、结构体系等, 使建筑具有较好的承重能力。在设计建筑结构模型时, 经济性原则、安全性原则是不可忽视的, 同时, 想要最大化实现经济效益, 必须使建筑结构成本降到最低。

3.3 民用建筑结构设计安全性的提高

如今, 自然灾害频繁发生, 而多数民用建筑结构缺乏相应的抗震设计, 结构设计不合理现象比较严重。因此, 合理科学的民用建筑结构设计, 才能保证建筑结构的使用寿命和安全性。在进行民用建筑结构设计时, 选择的结构类型必须具有合理性。现阶段, 钢结构应用的较为广泛, 与传统结构相比, 此结构具有工期短、质量轻、强度高等特点, 与民用建筑结构设计安全性的提高是相吻合的。

4 结束语

综上所述, 设计和优化民用建筑结构是一项庞大且复杂的系统工程, 在不断探索和改革的基础上, 使民用建筑结构更能符合设计要求, 更具有合理性和科学性, 与当今社会的环保理念并驾齐驱。想要优化民用建筑结构设计, 提升设计人员的素质和能力也是必不可少的环节, 能够保证设计方案的合理性、科学性、安全性及可持续性。

参考文献

[1]潘亮.房屋结构设计中机构设计优化技术的应用[J].科技风, 2014.

高层民用建筑结构设计问题探讨 篇9

如何设计出舒适、安全同时又符合人们精神生活要求且经济实用民用建筑以适应建筑市场的变化, 满足消费者们的需求, 成为设计师们要面对解决的首要问题。结合多年的设计实践经验对高层民用建筑结构设计中常出现的问题进行总结。

1 高层建筑结构体系介绍

目前高层建筑基本上都是采用钢筋混凝土结构, 其结构体系有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构等, 其中在高层住宅建筑中剪力墙结构和框架剪力墙结构使用较多。

1.1 剪力墙结构

剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱, 作为竖向承重和抵抗侧力的结构, 这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。该结构通常采用平面布置形式, 由于剪力墙受竖向荷载和水平荷载共同作用, 剪力墙应双向或多向布置。由于该结构全部由剪力墙组成, 其刚度比框架剪力墙结构更好, 常用于40层以下的高层住宅建筑等。该结构高宽比不宜大于6, 其高度应考虑抗震要求。

1.2 框架剪力墙结构

框架剪力墙结构是由框架和剪力墙组合而成的结构体系。其中剪力墙承受绝大部分水平荷载, 框架承受竖向荷载, 两者共同受力, 合理分工。剪力墙应均匀布置在建筑物的周边、电梯间、平面形状变化较大和竖向荷载较大等部位。由于该结构以框架结构为主, 剪力墙为辅助, 因此, 该结构体系适用于25层以下的建筑, 最高不宜大于30层。

2 高层结构设计的控制参数与应用

高层结构设计中各控制参数的选取直接影响结构的安全性、合理性等。因此。合理的选取各控制参数, 有助于提高结构整体控制的效率, 也有助于使结构设计更加安全、经济合理。

2.1 轴压比:

限制结构的轴压比, 以保证结构的延性要求。当不满足规范要求时可以通过增大该墙、柱截面或提高该楼层墙、柱混凝土强度的办法调整。

2.2 剪重比:

限制各楼层的最小水平地震剪力, 确保周期较长的结构的安全。当偏小且与规范限值相差较大时, 可通过增强竖向构件, 加强墙、柱等竖向构件的刚度的办法调整。

2.3 刚重比:

规范上限主要用于确定重力荷载在水平作用位移效应引起的二阶效应是否可以忽略不计。当不满足规范下限要求时, 可以通过调整增强竖向构件, 加强墙、柱等竖向构件的刚度的办法调整。

2.4 层间位移角:

限制结构在正常使用条件下的水平位移, 确保高层结构应具备的刚度, 避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用要求。当不满足规范要求时, 只能通过调整增强竖向构件, 加强墙、柱等竖向构件的刚度的办法调整。

2.5 层间位移比:

限制结构平面布置的不规则性, 以避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。当不满足规范要求时, 可以改变结构平面布置, 减小结构刚心与质心的偏心距达到规范要求。

2.6 周期比:

限制结构的抗扭刚度不能太弱, 使结构具有必要的抗扭刚度, 减小扭转对结构产生的不利影响。当不满足规范要求时, 只能通过调整改变结构布置, 提高结构的抗扭刚度。

2.7 刚度比:

主要为限制结构竖向布置的不规则性, 避免结构刚度沿竖向突变, 形成薄弱层。当不满足规范要求时, 可以适当加强本层墙、柱和梁的刚度, 或适当削弱上部相关楼层墙、柱和梁的刚度以满足要求。

3 框架计算简图的处理

无地下室的框架结构, 基础埋深较深时。为了加强底层的整体性, 可以在+-0.00m附近设置基础连系梁。由于基础连系梁的设计仅为构造设计, 无法平衡底部柱脚的弯矩, 更不能够作为上部结构的嵌固部分, 底层计算高度H显然不能取用基础连系梁顶面到一层楼盖顶面的高度。正确的设计是:柱的H值取用基础顶面至连系梁顶面的高度, 也就是把基础连系梁以下的部分看作底层, 而把实际建筑的底层作为第二层计算, 层高取用连系梁顶层至一层楼面的高度。当采用这样确定计算简图时, 应注意底层柱的配筋应取用基础连系梁顶面和基础顶面中较大内力设计值进行计算。

带有地下室的框架结构, 合理确定上部结构的嵌固位置是非常关键的。而《建筑抗震设计规范》和《混凝土结构设计规范》都没有明确提出具体位置, 需要我们根据工程的实际情况来分析。采用箱型基础或者能够满足《建筑抗震设计规范》的地下室结构时, 可以将地下室顶作为框架上部结构的嵌固位置。在利用PKPM进行设计时, 楼层总数仅输入地下室以上的实际层数, 底层的实际层高就是层高H。这样设计的地震作用和实际情况较为接近, 但是竖向荷载的计算仅计算到底层的柱底处。当地下结构是采用的筏板基础, 嵌固位置最好取在基础顶面。在利用电算时, 总层数应为实际的楼层数加上地下室的层数。如当建筑地上6层时, 地下2层时, 总层数取8层。按此确定的计算简图经整体计算后, 地震作用相对保守, 结构设计比较安全。

4 结构计算参数的选取

4.1 地震力的振型组合数

地震力的振型组合数, 对高层建筑, 当不考虑扭转耦联计算时, 至少应取3, 当振型系数多于3时, 宜取3的倍数, 但不应多于房屋的层数《建筑抗震设计规范》指出, 合适的振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量的90%所需的振型数。SATWE已有这种功能, 可以很方便地输出这种参与质量的比值。此外, 由于耦合计算的地震剪力通常小于非耦合计算, 仅结构存在明显扭转时才采用耦合计算, 但在必要时应补充非耦合计算。

4.2 框架结构活荷载的最不利布置、组合

当活荷载较大时, 是否进行活荷载的最不利布置、组合对计算结果的影响非常大。使程序给定的梁设计弯矩放大系数, 也不一定能反映出工程实际应力分布的情况, 有可能造成结构不安全或保守。应注意的是PKPM中无法区分荷载规范, 因此很难实现“荷载规范”区分荷载种类和楼面荷载折减系数的要求, 程序中不区分不同的楼面活荷载类型, 一般均按楼面活荷载类型考虑并取相应的折减系数, PKPM计算程序对楼面活荷载的折减是不全面的, 使用PKPM计算时, 应考虑区分不同构件进行分步计算, 并在荷载输入时将楼面活荷载折减。风荷载体型系数的选取应注意, 当多个建筑物, 特别是群集的高层建筑, 相互间距较近时, 宜考虑风力相互干扰的群体效应;一般可将单独建筑物的体型系数乘以相互干扰增大系数, 该系数可参考类似条件的试验资料确定;必要时宜通过风洞试验得出。

5 结论

关于民用建筑结构设计的分析 篇10

1 建筑结构设计

运用语言这种形式来表现建筑工程师对于设计的理念和观点是结构设计的根本目的, 通过对一些结构元素的精华进行提炼, 就形成了结构元素, 当然它可以从很多角度, 如墙、柱、梁等都是其元素。而对他们进行组合最终形成了建筑物的结构体系, 结构设计主要分为基础设计, 上部设计和下部设计。

建筑结构设计主要包括二个方面:建筑结构设计计算过程和建筑结构构造设计要求。在建筑设计中, 我们除了对主要结构进行设计外, 从另一个角度讲还要设计在通风方面的暖气、电气等。让每个设计出来的建筑都能达到预期良好的效果, 不仅要有实用性, 还要具备其美观性, 并且还顺应保护环境的热潮。当然为了建筑能具有更强大的实用性, 就要行动起来在建筑物的结构设计上非常的用心, 同样这也是保证建筑物质量的基础。对于建筑物结构设计的计算要求对构件进行测试和计算, 这就需要分别在正常状态和极限两种状态下进行。可以对它们的强度、稳定性等方面进行验算。还要分析构件的受力状况, 如果受力很多, 那就需要对各个作用力进行认真的分析, 还要把最坏的组合想得很周全。在抗震中, 设计也是重要的一个环节, 6到9度是我国在抗震设防的过程中感受到的烈度, 但不同的地方有不同的建筑物结构类型, 对于不同的抗震等级也要根据实际状况来采用不同的标准。这自然也对计算和构件等方面有不同的要求。

2 建筑结构中的问题

我国的建筑业在不断的发展与进步, 在不断发展中也表现出了建筑的一些问题。下面我们对民用建筑结构中所存在的疑问进行分析:

在建筑设计中, 有些结构存在很大的缺点, 表现出不合理性, 并且在结构设计过程中, 还总会有安全问题来等待解决, 这是它没有认真的设计和执行我国的抗震规定, 我国在一些建筑物中有修建了地下停车场等, 在建筑物的底层会有很大的空间, 这样不符合力学的原理, 还不符合国家的标准, 而且有些设计师在设计上不够有严谨认真的态度, 会出现把抗震和场地混为一谈的现象, 让建筑的整体出现很严重的错误, 还有在使用的悬挑构件中, 总是不能达到国家的标准, 并且相差甚远。在进行荷载取值中, 不按照国家的建筑标准, 就会导致重大的失误。在很多结构中, 计算出的数会与实际有着很大的差距, 距离标准更是有着很远的距离。这些都会导致重大的安全隐患。在设计的深度上也达不到标准。建筑物的结构设计在建筑施工图纸上经常会出现偷工减料的现象, 让整体表现出的工程面貌不令人满意, 在设计上总是不能用心, 导致施工安全等级降级等问题出现, 而这些也都是由于设计者把施工图纸做的过于简单, 不够精细, 在图纸中出现的系统图和大样图都有一些漏缺, 对于施工中应注意的点只用了“见图集”等予以标注, 并没有表达出完整明确的含义。对于细节部分表达也不够清楚准确, 没有将应该交代的问题及时交待。以上问题的产生其主要原因是设计师对民用建筑结构设计的重视程度差, 还用了别人的作品成果, 也可能是因为设计师没有对设计规范和方法做出正确和全面的认识。没有将力学的概念准确的掌握, 不能对建筑物进行正确的计算。

在建筑结构上验算出现的疑问。在结构方面有可以分为三类:一是对于荷载取值方面的不当, 在采用独立的基础的状况下, 对民用多层的框架建筑中, 其建筑受力点主要在软弱黏性的土层, 进行在软弱黏性的土层中, 让建筑物的高度小于8层, 并且高度要小于25m, 在一般的民用房屋中, 根本不需要去验算在地基中的抗震承载力, 但在设计的基础上要充分考虑到风荷载在其中产生的重要作用。风荷载的输入是必须的, 无论其是否位于地震区或者是否是高层建筑;二是对底框砌体结构进行验算的问题只有当刚度较为均匀的多层结构才可以适用底部剪力法, 如果其结构中具有薄弱层, 那么就必须对其塑性变形集中造成的影响进行考虑;三是确定结构周期折减系数。框架结构等因为有填充墙, 所以其实际刚度比计算刚度更大, 而实际的周期又小于计算的周期, 所以计算出的地震剪力一般是要偏小的, 结构就存在一定的安全隐患, 所以对计算周期进行折减就显得非常必要。

构造设计的问题。构造设计的问题中重要存在地基基础设计中的问题以及框架结构设计中的问题。前者是设计中经常出现的问题。高层建筑基础在有效的埋置深度上经常出现不足的情况。如果对于柱基的类型选择不当的话对于其施工上的操作可行性以及完工质量都可能造成严重影响, 还可能对周围的施工环境带来损坏。而当桩间距不够, 不符合相关的规定的时候, 尤其是锚桩和试桩的间距经常被设计者忽略, 这都会对试桩结果的正确性造成较大影响。此外, 当桩身的钢筋笼不够长时, 其在挤土灌注桩的时候就可能无法穿越软弱土层的深度, 不符合相关的桩基规范, 这也是建筑结构设计中常常出现的问题。对于框架结构设计, 一般设计者很容易忽视纵向框架而只重视横向框架。根据我国现行的抗震设计要求, 应该按照两个主轴的方向来进行分别的计算。当不进行抗震设计时, 一些设计人员将纵向框架按照普通的连续梁来进行设计, 这也是不符合相关的构造要求的。

材料、结构体系问题。在建筑物的建造时适合的建筑材料和合理的结构体系对于工程技术员来说是非常主要的问题。在我国近些年的民用建筑多以高层和超高层建筑为主, 那么对于工程师的选材和体系的建立要求就更加的严格, 我国对于超高层建筑有明确的要求, 超高层建筑尽量选用钢骨混凝土结构或者是钢管混凝土结构, 这样一来柱断面的尺寸就会有效的减小, 并提高建筑结构的抗震能力。如果建筑物超过一定的高度, 为了更好的抵挡风振, 我们一般使用钢骨混凝土作为建筑材料。

在现在的很多建筑中会出现规则性差和抗震结构不完善等现象, 例如一些高层中会出现大范围的错层, 这一结构的形成对于抗震是非常不利的。

3 结束语

在民用建筑中结构设计是非常复杂的一个系统, 它存在的问题涉及各个方面, 想要更好的解决这些问题, 我们就需要经验丰富、专业能力强、有责任心的设计师全身心的投入工作。只有这样才能提高我国的民用建筑的结构设计水平, 让我过的建筑设计业得到全面的发展。

参考文献