关于建筑结构的论文范文

建筑毕业论文 时间:2017-07-17 我要投稿

  近几年,我国的经济发展速度极快,随着经济的发展,人们的生活水平也不断的提高。对建筑也有更高的要求。建筑结构的设计工作当中,建筑的稳定性是十分重要的。建筑构造设计要处处考虑经济合理,采用合理的构造方案,就地取材,节约材料,在保证质量的前提下降低造价,并减少建筑物的运行费用、维护费用。

  关于建筑结构的论文篇1

  浅论建筑结构设计

  【摘要】 在建筑设计中,结构的设计有着举足轻重的地位。

  为此,本文就建筑结构设计遵循的原则,建筑结构的基本要求,多层和高层房屋以及单层大跨度房屋的常见结构型式等有关问题进行分析。

  【关键字】 建筑;结构;设计;型式

  引言

  结构是建筑物赖以存在的物质基础,在一定意义上,结构支配着建筑,这是因为,任何建筑物都要耗用大量的劳力和材料来建造,建筑物首先必须抵抗或承受各种外界的作用如风力、重力、地震等,合理的选择结构材料和结构型式,即可满足建筑物的美学原则,又可以带来经济效益。

  一、建筑结构设计遵循的原则

  1.满足使用功能要求

  由于建筑物所处的环境和使用性质不同,除满足空间尺寸要求外,还要满足某些建筑物的特殊要求,如保温、通风、隔热、吸声等,在构造设计时要综合相关专业的技术知识,优化设计,选择经济合理的构造措施,满足建筑使用功能要求。

  2.确保结构安全

  正确的结构计算时保证建筑物安全的前提,除对建筑结构、构件进行必要的计算外,对阳台栏杆、楼梯扶手、构件接缝等,要采取必要的措施,保证其在使用过程中的安全和可靠。

  3.注重建筑经济的综合效益

  建筑构造设计要处处考虑经济合理,采用合理的构造方案,就地取材,节约材料,在保证质量的前提下降低造价,并减少建筑物的运行费用、维护费用。

  二、建筑结构的基本要求

  新型建筑材料的生产、施工技术的进步、结构分析方法的发展,都给建筑设计带来了灵活性和更广阔的空间。

  但是,这种灵活性并不排除现代建筑结构需要满足的基本要求。

  其要求包括以下方面:

  1.稳定。

  整体结构或结构的一部分作为刚体不允许发生危险的运动,这种危险可能来自结构自身,也可能来自地基的不均匀沉陷或基土的滑移,例如意大利的比萨斜塔由于地基不均匀沉降引起的倾斜。

  2.平衡。

  平衡的基本要求就是保证结构和结构的任何一部分都不发生运动,力的平衡条件总能得到满足,从宏观上来看,建筑物总是静止的。

  平衡的要求是结构与“机构”即几何可变体系的根本区别,因此建筑结构的任何部分都应当是几何不变的。

  3.经济。

  现代建筑的结构部分造价通常不超过建筑总造价的30%,因此,结构的采用应当是使建筑的总造价最经济。

  结构的经济性并不是指单纯的造价,而是体现在多个方面,而且结构的造价受材料和劳动力价格比值的影响,还受施工方法、施工速度以及结构的维护费用的影响。

  4.美观。

  美学对结构的要求有时甚至超过承载能力的要求和经济要求,尤其是象征性建筑和纪念性建筑更是如此,应当懂得,纯粹质朴和真实的结构会增加美的效果,不正确的结构将明显的损害建筑物的美观。

  5.优化。

  应在建筑方案设计的基础上,在满足结构安全的前提下,充分优化结构设计,必要时应委托专业的设计公司进行结构设计和结构的优化设计,降低建筑物的自身荷载,减少主要材料的消耗,通过工程概算及其主要技术经济指标分析结构设计的优化程度。

  结构专业的优化设计,不是以牺牲结构安全度和抗震性能来求得经济效益的,而是以结构理论为基础,以工程经验为前提,以对结构设计规范实质内涵的理解和灵活运用为指导,以先进的结构分析方法为手段,对设计进行深入调整、改善与提高,对成本进行审核和监控,是对结构设计再加工的过程。

  “优化”工作是以原设计为基础,在充分尊重原设计的基础上,着眼于结构体系和结构布置的合理性和高新技术的应用,同时,“优化”的过程也是发现差错、纠正不足的过程,通过优化降低不安全因素,从而保证项目的技术质量和经济质量。

  结构设计优化是精益求精的过程,将会带来合理的设计、带来经济技术效益。

  实现上述各项要求,在结构设计中就要贯彻“经济合理、技术先进、安全适用、确保质量”的结构设计原则,保证结构和建筑的和谐统一。

  三、建筑结构选型

  一个好的建筑设计,需要有一个好的结构型式去实现。

  而结构型式的最佳选择,要考虑到建筑上的使用功能、结构上的安全合理、艺术上的造型美观、造价上的经济,以及施工上的可能条件,进行综合分析比较才能最后确定。

  以下针对多层和高层房屋以及单层大跨度房屋的常见结构型式的受力特点、适用范围进行简单分析。

  多层和高层房屋结构的主要承重结构体系有:混合结构体系、框架结构体系、剪力墙结构体系等。

  1.混合结构体系

  这是多层民用建筑房屋中最常用的一种结构型式,其墙体、基础等竖向构件采用砌体结构,而楼盖、屋盖等水平构件则采用钢筋混凝土梁板结构。

  结合抗震要求,在进行混合结构房屋设计和选型时,应注意以下一些问题。

  (1)层高和房屋最大高宽比

  限制房屋的高宽比,是为了保证房屋的刚度和房屋的整体抗弯承载力,普通砖、多孔砖和小砌块砌体房屋的层高不应超过4.5m。

  (2)多层房屋的层数和高度限制

  一般情况下,房屋的层数和总高度不应超过表中的规定。

  显然,采用烧结普通砖砌体的混合结构,其层数和总高度均比其他砌体的要好,对医院、教学楼等及横墙较少的多层砌体房屋应比表中规定的降低3m,层数相应减少一层;各层横墙很少的多层砌体房屋,还应根据具体情况再适当降低总高度和减少层数。

  (3)纵横墙布置

  在进行结构布置时,应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重方案;纵横墙的布置宜均匀对齐,沿平面内宜对齐,沿竖向上下连续,同一轴线上的窗间墙宜均匀。

  楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。

  2.框架结构体系

  与混合结构类似,框架结构也可分为横向框架承重、纵向框架承重及纵横双向框架共同承重等布质形式。

  一般房屋框架采用横向框架承重,在房屋纵向设置连系梁与横向框架相连;当楼板为预制板时,楼板顺纵向布置,楼板现浇时,一般设置纵向次梁,形成单向板肋形楼盖体系。

  当柱网为正方形或接近正方形,或者楼面活荷载较大时,也往往采用纵横双向布置的框架,这时楼面长采用现浇双向板楼盖或井字梁楼盖。

  框架结构体系包括全框架结构、内框架砖房和底部框架上部砖房几种形式。

  现浇钢筋混凝土框架结构房屋的适用高度分别为60m、55m、45m和25m。

  现浇框架结构的整体性和抗震性能都较好,建筑平面布置也相当灵活,广泛用于6――15层的多层和高层房屋,如学校的教学楼、实验楼、办公楼、医院等(其经济层数为10层左右、房屋的高宽比以5――7为宜)。

  在水平荷载作用下,框架的整体变形为剪切型。

  四、结束语

  建筑住宅在国家基本建设投资中占有很大的比例,因此在建筑结构设计中必须正确处理适用、经济、美观等几方面的关系。

  根据不同类型的建筑,正确的把握好结构的类型,更不能忽略建筑设计的经济性,要在满足使用要求下,用较少的投资建造美观、简洁、大方的建筑,让人们居住的更加舒适、健康。

  参考文献

  1.熊丹安,建筑结构,华南理工大学出版社,2009年版

  关于建筑结构的论文篇2

  浅析建筑抗震结构设计

  摘要:抗震,是当前建筑施工必须要关注的话题,建筑结构的抗震也就成了房屋设计必须要考量的核心环节。

  文章将就建筑抗震设计的要求、目标、原则,以及相关的内容进行探讨。

  关键词 抗震;结构;设计方法

  如何能够让建筑在地震中保持安全,不受严重的损害,是当前建筑施工设计必须要考量的一个大问题,特别是近年来地震频繁,人们的生命财产受到严重威胁,建筑安全则成了社会安全的一个重要影响因素,为保证建筑的抗震能力,设计人员必须要根据相关标准,设计出具有相当抗震能力的房屋。

  1.抗震设防的目标

  我们所说的抗震设防,指的是对建筑物进行抗震设计,同时有针对性的采取一定的抗震构造的措施,最终实现结构抗震的效果和目的。

  一般来说,抗震设防主要依据的是抗震设防烈度。

  而抗震设防烈度的依据,是以国家规定权限审批或颁发的文件执行的,其是一个地区作为抗震设防标准。

  通常情况下,是采用国家地震局颁发的地震烈度区划图中规定的基本烈度的。

  从当前内外抗震设防目标的发展总趋势来看,其基本要求建筑物在使用期间,可以应对对不同频率和强度的地震,即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。

  这是我国抗震设计规范所采用的抗震设防目标。

  建筑工程在施工中的设防的目标如下:1)如果所遭受的是低于本地区设防烈度多遇的常规地震,建筑物不受损坏,不需修理仍可继续使用;2)如果遭受到本地区规定的设防烈度的地震,建筑物,包括结构和非结构部分,可能损坏,但不会对人民生命和生产设备的安全造成威胁,经修理仍可使用;3)如果遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震,尽量保证建筑物不倒塌。

  也就是说,在建筑结构的防震设计上,设计方可以按照多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度这三个层次进行考虑。

  从概率上看,多遇地震烈度是发生机会较大的地震级别。

  按照现行规范设计的建筑,在设计上要达到这样的防震效果:当遭遇多遇烈度作用时,建筑物处于弹性阶段,通常不会损坏;当遭遇相应基本烈度的地震时,建筑物将进入弹塑性状态,但一般不会发生严重破坏;当遭遇罕遇烈度作用时,建筑物可能会有严重破坏,但不至于倒塌。

  2.建筑结构抗震设计方法要点

  我国所颁布的《抗震规范》提出了两阶段设计方法,以实现上述3个烈度水准的抗震设防要求。

  第一阶段的设计方案,必须要符合抗震设计原则,同时根据与基本烈度相对应的众值烈度(相当于小震)的地震动参数,通过采用弹性反应谱法求得结构在弹性状态下的地震作用标准值和相应的地震作用效应,接着与其他荷载效应按一定的组合系数进行组合,同时对结构构件截面,进行具有针对性的承载力验算,如果建筑物较高,还必须要进行变形验算,以保证其侧向变形不要过大。

  这样,一方面满足了第一水准下必要的承载力可靠度,同时也满足第二水准的设防要求(损坏可修)。

  当然,最后还必须通过概念设计和构造措施来满足第三水准的设防要求。

  对于非地震高发区的大多数建筑结构而言,只进行第一阶段的设计已经足够了,但根据建筑的特点和地区的特征,少部分结构诸如有特殊要求的建筑和地震时易倒塌的结构,还必须要进行第二阶段的设计,也就是按与基本烈度相对应的罕遇烈度(相当于大震)验算结构的弹塑性层间变形是否满足规范要求(不发生倒塌)。

  如果发现有变形过大的薄弱层,那应该积极修改设计,或者可以采取相应的构造措施,以满足第三水准的设防要求,也就是大震不倒。

  3.结构选型与结构布置

  3.1 结构材料的选择

  选择哪一种材料对建筑的结构抗震有着直接的影响,所以材料的选择应该与建筑的方案设计同步,在研究建筑形式的同时进着手进行研究。

  同时还应该要确定采用什么样的结构体系。

  这样做的目的,主要是为了能够根据工程的各方面条件,选择既符合抗震要求又经济实用的结构类型。

  结构选型是较为复杂的一项工作,在选择时必须要考虑建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素,再加上经技术、经济条件比较后再确定。

  如果我们单从抗震角度考虑,好的结构型式,应具备以下特点:1)延性系数高;2)“强度/重力”比值大;3)匀质性好;4)正交各向同性;5)构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性,并能发挥材料的全部强度。

  如果只从数据上看,按照上述标准来衡量,常见建筑结构类型,理论上的抗震性能优劣顺序是:1)钢结构;2)型钢混凝土结构;3)混凝土一钢混合结构;4)现浇钢筋混凝土结构;5)预应力混凝土结构等。

  当然,在这里必须要强调的是,我们说的抗震最好的钢结构,其优越性是相对性的,从优点看,其延性,连接较好,具有可靠的节点,同时拥有在低周往复荷载下有饱满稳定的滞回曲线,从实际的经验看,钢结构建筑的表现都不错。

  但是,我们说的相对性,是只设计理念即施工方法的到位如果不到位这些建筑同样会在地震中受损。

  3.2 抗震结构体系的确定

  不同的结构体系,在抗震性能、使用效果和经济指标等方面的效果是不同的。

  因此,确定适合的抗震结构体系至关重要。

  《抗震规范》的基本要求:1)必须具备明确的计算简图和合理的地震作用传递途径;2)形成多道抗震防线,避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力的承载能力;3)必须具备必要的强度以及良好的变形能力和耗能能力;4)应该具有合理的刚度和强度分布,避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的应力集中或塑性变形集中;对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。

相关推荐