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科学论文:科学理念在建筑结构设计的应用

时间:2022-09-22 13:35:53 建筑毕业论文 我要投稿
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科学论文:科学理念在建筑结构设计的应用(通用7篇)

  在学习和工作中,大家都不可避免地要接触到论文吧,论文的类型很多,包括学年论文、毕业论文、学位论文、科技论文、成果论文等。那么一般论文是怎么写的呢?下面是小编收集整理的科学论文:科学理念在建筑结构设计的应用,仅供参考,大家一起来看看吧。

科学论文:科学理念在建筑结构设计的应用(通用7篇)

  科学论文:科学理念在建筑结构设计的应用 篇1

  【摘要】随着科学技术的不断发展,建筑规模越来越大,形式多样化的同时结构设计也越做越复杂,建筑结构设计也逐渐工程设计的关键所在。不同于其它的专业设计,建筑结构的设计理念和质量直接影响着工程周期、节能环保、成本节约。可以说是一个工程中重要的灵魂。本文就从建筑结构设计的基本内容和原则出发,探讨科学理念在建筑结构设计时的应用。

  【关键词】科学理念;建筑结构;应用

  1 引言

  建筑结构设计是一个综合反复的过程,任何失误、遗漏都会使建筑结构设计效果不理想,甚至会直接影响到设计过程以及施工过程。为了防止建筑结构设计过程中出现不稳定因素,在建筑结构设计过程中,设计人员应当从消费者较高使用需求以及建筑美的视角出发,采用科学的原理深入探析设计方案,树立系统的前沿理念,努力提高建筑结构的使用价值,完善建筑结构的多样化功能,最大限度地追求设计应用的整体效益,大幅度增强设计应用的实效性。

  2 建筑结构设计的基本内容及其原则

  建筑结构设计包括许多内容,通常有结构设计、建筑设计、暖气通风设计、电气设计和给排水设计等。在建筑结构设计过程中,每一个部分都要满足功能性、环保性、美观性以及经济性的要求。由于建筑结构设计影响到建筑的综合水平,为了确保科学的建筑结构,必须要通过认真计算,计算出结构构件承载能力的极限状态和并对正常使用极限状态进行验算。另一方面,当多种作用效应同时发生在结构上时,应通过结构分析分别求出每一种作用下的效应,考虑其有可能产生的最不利组合。最后,在抗震性方面,建筑结构的设计必须因地制宜,依据其所在地区的地质地形,对于相对应的抗震标准,进行不同的计算与设计。下面就规则性原则作简要的分析。

  2.1结构的规则性

  建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不应采用严重不规则的设计方案。严重不规则的结构体系,不仅会导致建筑难以具备必要的承载能力、变形能力和刚度,而且由于部分结构或构件的破坏会使整个结构丧失承受风荷载、重力荷载和地震作用的能力。结构的竖向和水平布置应当具有合理的承载力分布和刚度,避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位。面对这种情况,要对可能出现问题的薄弱部位,采取有效的措施予以加强。建筑的'结构体系宜具有多道抗震防线。

  2.2 规则结构的主要特征

  规则结构通常是指建筑体型(平面和立面)规则,结构对称并具有较好的抗扭刚度且平面分布均匀。结构竖向布置均匀,结构的刚度、质量和承载力分布均匀,没有突变。建筑的立面和竖向剖面宜规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小,避免抗侧力结构出现侧向刚度和承载力突变的情况;建筑及其抗侧力结构的平面布置宜对称、规则,并且具有良好的整体性。

  2.3 规则平面布置需满足的要求

  结构平面布置必须考虑到抵抗水平和竖向荷载的问题,应满足受力明确、均匀对称、传力直接、减少扭转的条件。在地震作用下,建筑平面应力求简单规则,而风力作用下则可适当放宽。抗震设防的建筑,平面形状宜简单、对称、规则,以减少震害。在建筑的独立结构单元内,应当使结构平面形状简单规则,承载力和刚度分布均匀。不应采用严重不规则的平面布置,减少偏心。

  3 建筑结构设计的科学理念

  从我国建筑结构设计的内容和基本原则,可以清晰的看出我国对于建筑业的要求。但是就目前情况来说,过多的建筑商一味追求经济效益,忽视社会效益,追求速度,忽视质量,在我国的建筑行业发展现状和发展水平与国际水平还有一定的差距的基础上。更加不利于建筑业的健康发展。在建筑结构设计过程中,应当坚持的科学理念,以助建筑业长足发展。

  3.1合理地选用结构设计方案

  建筑结构设计的主要影响因素包括:建筑物结构各个部件间的关联性、结构设计稳定性等因素,对于上述这些影响因素,建筑设计者应当进行充分地分析与考虑,并且对这些影响因素进行综合性的研究与分析,对其中的一些有利因素则应该进行加工和创新,以有效加强各个构件间的协调性与灵活性,而对其中的一些不利因素,相关设计者则应该对其进行有效地修正与改进,以确保这些因素对于建筑结构的设计可以起到促进作用。

  3.2 在设计建筑结构时要注意刚柔有度

  建筑物的刚性是指建筑结构设计要考虑到建筑物本身以及其内部所要承受的各方面力的荷载作用,只有具备一定的刚性才能支撑整个建筑的正常使用。然而如果建筑结构太刚,则相应的变形能力就会降低,难以抵御较大的破坏力,一旦出现大面积坍塌,则会造成重大损失;如果建筑结构没计过柔,稳定性又会降低,一旦遭遇较大的变形,则会使得整个建筑物软体倾覆。由此就需要设计人员在建筑结构设计的过程中,能够准备把握工程的设计力度,确保建筑结构设计的合理性。

  3.3 人性化设计

  住宅作为一种共同需要的商品,应该充分满足住宅居住者对住宅的生理和心理需要,同时需要保证居住者的安全、舒适和健康。所以对于建筑结构的设计者,在充分考虑建筑使用者上述需要的基础上,调整设计思路,从全局出发,设计出符合建筑使用者的人性化需求的产品。对于具体的建筑结构设计来说,住宅的整体环境就是一种宏观考虑,除了空间和环境品质的物质形态,还是以人及存在的环境的关系为中心的一种环境,它包括自然环境、社会生态环境、人文历史环境等。整合居住区生活方式场所,使其更适于人居住和发展。从内部来说,建筑结构设计的室内环境,就要求将人的生活习惯、健康舒适、建筑风格等都考虑在内,尤其是在无障碍设计方面,如住宅出入口设置无障碍坡道,注意扶手高度;公共走道满足无障碍设计的要求等等。人性化理念融入每一个细节是我国建筑业综合水平提升的理念之一。

  3.4技术和人才的共同进步

  虽然在建筑结构的设计中采用了CAD技术,但在结构施工图中还是会出现很多概念性的错误以及计算错误,其中有些错误甚至会导致严重的后果。这些错误产生的原因是由于部分结构设计人员虽然具备了一些初级建筑结构设计软件的使用能力,但未受过系统的专业知识教育,从而导致缺乏整体结构认知概念。对软件技术设定条件认识不清或过分相信计算机分析结果从而导致计算出错。建筑结构设计时,我们应当认真考虑从模型简化、荷载汇总、结构计算到施工图绘制的每一环节,保证简化的计算模型与工程实际相符,这需要使用软件的人熟悉设计软件的适用条件及技术条件,正确的运用PKPM 软件,保证计算结果准确。但是软件技术发展再完善,也只是辅助设计程序,需要设计人员对软件参数设置有成熟的理解。不断提高自己运用结构的素养和技巧,在创新的同时,了解并学习先进的建筑技术,将先进的技术应用于现有建筑。

  3.5节能环保

  通过对建筑的合理设计,合理选材,达到建筑结构设计环保节能的目的。可以通过设计手段,把室内自然温度控制在人体舒适的温度范围之内。例如合理使用太阳能、地热、风能等以及各种建材与节水节电设备等。在降低建筑物的运行能耗,提高用能效率的同时为居住者提供舒适、环保的居住空间。应当加大开发和使用可再生能源以及新能源的力度,因为节能环保与先进的技术密不可分。所以学习先进技术和创新是一项重要任务。而建筑结构设计时的因地制宜就是指充分利用当地的地理条件,少动土方,将原有的地理形势与设计结合起来,最大程度地利用原有的地形地貌。

  3.6 合理利用当地自然资源

  例如将园林植物、湖水等自然景观与建筑风格相融合。达到既降低了成本,又体现出自然舒适、亲近大自然的目的。因地制宜的另一体现,就是将当地历史文化、地域特色、传统习俗等人文软资源融合到建筑结构设计中去。建筑之美并不是千篇一律的,应当是有特色的。真正好的建筑是可以代表一个地域,让人眼前一亮,看到就可以联想到特定的地域。这些特色是从当地建筑文化内涵中来的。只有吸取合理的建筑思想,才可以创造出具有时代精神、民族传统和地方特色的建筑结构设计风格,才可以将自然环境与设计完美融合,达到人与自然的和谐相处的境界。

  4 结束语

  目前,我国的城市化建筑当中,高层建筑的比例越来越大。对建筑使用功能的要求也越来越严格,随着越来越复杂的建筑类型与功能的出现,建筑高度的不断增加,高层建筑数量的日渐加大,建筑结构体系的多样化,建筑结构设计的应用也越来越受到重视。只有全面了解建筑结构体系及其结构设计的特点原则,将先进的科学理念融入设计之中,才可以使设计应用达到技术先进、经济合理、安全适用的目的。

  【参考文献】

  [1] 张蕊. 建筑结构设计的基本方法及存在的问题[J].科技咨询导报.2007(08)

  [2] 汪志仿.浅谈建筑设计的人性化理念[J].城市建设理论研究.2011 (26)

  [3].王春梅,建隔震层建筑结构设计的技术要点[J].北京:中国新技术新产品.2011(20):10-11.

  科学论文:科学理念在建筑结构设计的应用 篇2

  随着我国各项经济建设速度的增快,促进了房地产行业的发展,建筑行业无疑成为了我国经济增长的支柱,而城市中的高层建筑物非常多,并与生产建设以及人们生活密切相关,为此要想确保高层建筑物的稳定性就要做好其结构的设计和选型。本文从高层建筑物的结构特点出发,探讨了做好建筑结构设计和选型的方法,希望能够为相关部门提供一些借鉴。

  1 高层建筑结构的特点

  1.1 抗震性能好

  高层建筑是城市发展的产物,在城市化进程的推动下,高层建筑的重要性逐渐凸显,并且其建设质量决定着一个城市的发展程度。其主要特点为:一般高度的建筑物结构都会承受来自外界的垂直负荷以及水平负荷,其抗震性能标准是非常高的。因为一旦发生地震,如果建筑结构的抗震性能无法达到标准,结构物的平面布置不当,就会造成刚度中心和质量中心有较大的不重合,结构会沿着竖向刚度有很大的变化,则容易造成结构破坏,进而因为结构过大的扭转或反应,变形集中,建筑薄弱底层房屋将倒塌。尤其是高层建筑,其抗震性能更是设计人员应该着重考虑的问题。现代高层建筑结构基本采用钢结构,而钢结构在实践中的应用得到一致的好评。钢结构具有自重轻、结构的抗震能力好、强度和刚度都很高的优点,能满足现代高层建筑施工的基本要求。

  1.2 稳定性能好

  此外,来自外界的建筑结构水平负荷对低层建筑物产生的影响较小,而高层建筑物因为高度的限制受到水平负荷和地震影响较大,并且随着建筑物的增高,其产生的位移会大大增加,如果位移幅度较大将对居民的生活产生较大的影响,会增加人的不舒适感。为此,其结构位移是高层建筑结构的一大特点,要想确保其稳定性,就要将结构位移控制好,抗侧力结构的设计是非常重要的。结构稳定性能是影响建筑施工安全的重要因素,结构稳定是确保后期工程项目能正常投入使用的重要前提和基础。建筑结构稳定性主要包括部分结构的稳定性和整体结构的稳定性。在高层建筑结构稳定性设计中,要考虑的因素很多,是一项十分复杂且注重细节的工作,所以设计人员应该不断积累自身实践经验,从细节出发,确保结构整体格局的稳定性,保证结构体系的完整性。

  2 高层建筑结构设计方法

  2.1 应用分析方法了解各类结构体系

  2.1.1 框架式的剪力墙结构。高层建筑结构种类是非常多的,其中框架式的剪力墙结构就是较为普遍的一种建筑结构,其内在的位移结构设计方法非常多,并衍生出了很多的计算方法,应用最为普遍的是连续假定方法。在对位移的协调性进行计算时,要明确剪力墙框架的水平位移与转角状况,从而对其进行正确的计算,其求解的方法是构建结构位移和结构负载之间的关系方程式。但是在对其进行构建过程中,其影响因素和内在的需求等变量是有所差别的。

  2.1.2 剪力墙的体系。剪力墙的受力与变形状况是剪力墙结构开洞影响的。剪力墙的单片受力特性是有差异的,并且按照这种差异可以将其分为单肢墙结构和特殊的开洞墙结构。这些不同的墙面结构截面所具有的应力和负荷也是有差异的,为此,在对其内应力和位移进行计算时要采用不同的计算方法。通常采用的计算方法是平面限单元方法,这种计算方法准确性较高,并且适合多种类型的剪力墙。但是其缺点是资源的浪费较为严重,自由分散度也较多。

  2.1.3 筒体结构。根据其计算模型的处理方法不同,筒体结构的分析也是不同的`,主要包括连续分析法、分散分析法以及三维空间分析法,其中三维空间分析法的精确度较高,并且很多工程都采用这种计算模型。

  2.2 高层建筑的抗震分析设计和应用

  高层建筑抗震分析和设计是高层建筑结构设计中的重点,为此要想使高层建筑能够具有非常强的抗震性能,并满足结构功能,就要对高层建筑结构的弹性、塑性、变形能力进行研究和分析。现今,我国抗震性能的各项规范都是构建在地震多发带上,并满足高层结构内应力和位移条件,这种在多地震带上进行的设计和分析对高层建筑稳定有重要意义。

  3 高层建筑结构选型的主要内容与要求

  高层建筑结构在选型上有非常多的要求,同时也是确保高层建筑结构稳定的前提。其主要内容是:要选择好基础结构;水平和承重结构要适合;竖向承重结构包含了剪力墙;横向承重结构有单板和双板的楼盖。在高层建筑初期设计阶段,要想使设计符合规范就要明确高层建筑结构的特点和使用范围。其选型的要求为:高层建筑设计要选择好地段,要尽量在安全的环境下设计和选型,从而减少事故的发生率。所以,要求设计人员也要深入到施工现场,全面勘察和调研项目施工场地的地质情况和地质特点。全方面搜集相关的数据和资料,确保提出和制定的施工方案具有可行性。在抗震设计过程中,高层建筑要有足够强的承受力,并具有多重的抗震防线;其结构的选型要与建筑物的承受力相适应;在施工过程中,要尽量节省资金和资源,并要与周围的环境相适应。高层建筑的结构设计受环境的影响较大,并且风力、压力、承受能力等都是影响因素;建筑方案中的建筑尺寸、方位、高度等基本因素,还有建筑的外形、立体形态等;建筑使用功能也是非常重要的因素,一般高层建筑功能按照其功用的不同呈现出不同的利用价值,比如住宅、办公楼等。有很多建筑功能和结构是不能匹配的,为此,要针对建筑功能的不同对建筑物进行设计。此外,建筑施工工期也是影响因素,还有建筑施工材料的供应状况、建筑设计和施工质量的影响、建筑结构的抗震性等。为此,在选型时一定要对其影响因素进行综合分析。

  4 结语

  本文主要对高层建筑结构设计与选型方法进行了分析,并对结构设计和选型的具体方法提出了建议,表明要想使高层建筑提高抗震能力并使稳定性增强,就要做好结构的选择和设计。所以,作为一名设计人员,应该明确设计方案的科学性和可行性对后期工程项目施工的重要影响,设计人员应该明确自身的工作职责,具有吃苦耐劳的精神,能深入现场进行勘察和调研工作,为设计方案的完成搜集和提供详细和可靠的数据,以设计出最完美的建筑结构方案,并科学合理地完成结构选型,达到项目整体效益最大化的战略目标。

  参考文献

  [1] 胡恺。民办院校“高层建筑结构设计”课程应用型教学改革探讨[J].中国电力教育,2012,(26)。

  [2] 牛海成,徐海宾。面向可持续发展的高层建筑结构设计课程教学改革探讨[J].高等建筑教育,2013,22(2)。

  [3] 季静,黄超,韩小雷,等。基于性能的设计方法在超限高层建筑结构设计中的应用研究[J].世界地震工程,2010,23(1)。

  [4] 徐培福,薛彦涛,肖从真,等。带转换层型钢混凝土框架-核心筒结构模型拟静力试验对抗震设计的启示[J].土木工程学报,2010,38(9)。

  科学论文:科学理念在建筑结构设计的应用 篇3

  土木工程是建筑材料、结构设计方法和施工措施三者的有机结合的综合性工程。各种新材料的研发给工程建筑带来机遇,然而,近年来由于结构设计不当造成的安全事故频频发生,这使人们再次关注到安全问题的重要性。结构设计是建筑的灵魂,因此有关结构设计的安全问题在土木工程中显得格外的重要,我们研究因结构因素可能引起的安全问题,并寻求解决方法,以保证工程的质量问题,确保用户的财产安全和人身安全。

  1 结构设计中的安全因素问题

  由于土木工程行业在我国起步比较晚,结构设计在国内研究目前还不够完善,存在着工程结构牢固性不够,工程的安全设置和结构的规范等方面问题比国外标准低、结构设计人员的专业水准不够、工程中的承重柱受力面积不够、工程建筑中环境对耐久性的认知不够等方面的安全因素,下面对其一一阐述。

  1. 1 工程的结构设计牢固性不够

  工程建筑物的牢固性问题会直接影响建筑的使用质量和安全性问题。因此对于结构设计问题必须格外注意。目前我国土木建筑工程中普遍有建筑物牢固性不够、安全可靠性等级低的问题,这在一定程度上限制了建筑物整体使用质量的提升。在结构设计中要解决这个问题必须从整体出发,将每个可能影响建筑物的牢度问题因素都充分的考虑到结构设计中( 如建筑物所处地段的土壤环境问题、土壤腐蚀问题等) .使建筑物即使出现局部损坏也不会造成整体的崩塌。不影响整个建筑的使用,并在结构设计中留下较大的裕度,以满足结构牢固性的要求。

  1. 2 土木工程建筑的安全设置和结构的规范等方面问题低于国外标准

  该行业在我国起步晚,发展速度缓慢。这造成目前我国缺少具有专业素养的高级人才,国家对土木工程建筑的相关法律法规不够完善。

  使得安全监测部门对建成的建筑物的检测不严,还有不少商贩偷工减料使用空心砖等劣质建筑材料,造成建筑物使用不到几年就出现墙体崩裂,一旦发生地震等自然灾害就整体倒塌,给人们的生命财产安全带来极大地危害。相比于国外可使用几百年的建筑,其使用质量显得极其低劣。归根到底,除了一些人为因素外,国家法律法规管理、处罚不严、安全设置等级较低也是个重要原因。

  1. 3 设计人员的专业水准不够,专业人才少,专业水平低

  在建筑设计过程中由于设计师的专业水准不够,常将设计中的构造柱和承重柱区分不清,在施工中若是按照错误的设计图纸进行,将会极大地影响土木建筑的牢固性。建筑中的构造柱是与梁配合,用以防止墙体裂缝,能够提高建筑物的抗震能力。一旦设计人员将构造柱混当承重柱使用,由于构造柱的强度不如承重柱,一旦发生墙体震动,就会发生破坏,出现墙体或柱的开裂,造成坍塌,酿造悲剧的发生。为防止此类现象的发生,必须要求设计者能够准确区分构造柱和承重柱。

  1. 4 承重柱的面积不够

  在对于抗震要求不高的地区,设计人员往往会将承重柱的面积设计过小以简化土木工程建筑的受力分析,使设计过程得到简化。这样做具有一定的风险,承重柱的面积不够会降低其承重强度。一旦有意外发生,使墙体受到一定的外力作用,就会发生载重梁和柱的开裂,极大地降低了其抵抗外力的能力。缩短了建筑物的使用寿命。若是发生地震等强自然灾害则可能会发生墙体坍塌,增大人员的伤亡。

  1. 5 在结构设计中,工程建筑环境对耐久性的影响认知不够在我国建筑行业中,工作人员常常会重视不同的载荷、变应力对建筑物持久性的影响,却忽视了环境因素( 温度、土壤的酸碱度、湿度、土壤的腐蚀性等因素) 对耐久性的影响。这些因素极大地影响了建筑物材料的寿命,一旦忽略了这些因素的影响,将会造成对土木建筑物的寿命评估错误,这将是一个极大地安全隐患。在设计中应当引起设计人员的足够重视。

  2 解决结构安全问题的策略

  土木建筑的安全问题极大地危害到人们的生命财产安全,因此如何解决这些安全问题变得重要,这是工程建筑中应带首要考虑的问题,本文做出以下建议以供参考。

  2. 1 国家应严化对土木工程建设的各项规定,完善行业中的各项标准、制度

  规则标准要首先制定,使设计人员在设计过程中能够得到统一的设计标准,严格的按照相关法律规定进行设计。保证设计出的工程结构能够符合国家或行业标准。同时借鉴国外的先进设计经验,结合我们自身的实际情况,设计出即质量高又能满足人们生活需要的建筑物。

  以国外先进经验促进我国土木工程结构行业的发展,完善我国的行业标准,提高我国土木工程建设的总体质量。同时国家要完善行业的相关规定,加大对建造过程的监督和监查力度,提高行业招标过程中的透明性,确保企业能够严格执行招标规则,保证招标过程中的公平、公正、公开。使得投标者能够享有相同的投标权益,优化选取设计方案。并出台相关法律法规严惩不法建筑商使用劣质建筑材料的现象。鼓励媒体、群众举报,一经发现,严惩不贷。

  2. 2 注重图纸设计质量

  设计图纸是设计者设计思想的结晶,是整个建筑的灵魂所在,它不仅对建筑商的意义重大,还对整个社会具有重大影响。因此,一份完好的设计图纸是保证建筑质量的前提。设计图要保证详细、严谨避免出现错误,设计中还要兼顾经济性的考虑。这就要求设计者具有一定的结构设计的专业素养。设计图纸要对每个可能出现误解的细节都予以明确标注,以防止由于施工人员的专业能力不同导致对图纸的理解不一,而造成因误解图纸引起的施工错误,造成经济财产损失。在图纸完成后,应当交由安全部门检测,多人依次检阅来保证图纸的合理性。在保证安全问题后,应当考虑经济性问题,做到最大程度上的降低成本。

  2. 3 加强建筑设计人员的专业水准,提升设计人员的职业操守

  建筑物不仅融合了企业建筑的思想,更融合了城市的思想文明; 建筑物不仅是企业的建筑标志,它更是城市文明的标志,对全社会都具有很大的影响。建筑设计师是整个建筑的宏观掌控者,一座合格的建筑物要求建筑师既能设计出满足安全要求又经济合理的建筑结构图。因此在选取建筑设计师时必须要经过严格的'筛选,定期对建筑设计师进行培训,加强同国外技术领先的设计师的交流,提升设计师的能力,以满足日新月异的现代化建筑物的要求。设计师在设计图纸时,应当综合考虑环境因素对建筑物寿命的影响,在结构设计上留下较大的安全裕度以满足结构强度的需求。同时还要提升设计者的职业操守,不能在设计中为图设计过程的方便过度简化力学分析,造成设计出的结构受力不足,引起安全问题。

  3 结束语

  土木工程建设的结构问题将会直接影响建筑物的使用安全问题,直接影响着用户的生命财产安全,因此在结构设计过程中应当注意每个可能会引起安全问题的因素,并以一定的方法策略解决这些安全隐患。在确保足够安全的前提下,改善工程建设质量,提高工程建设的经济性,以满足经济飞速发展、人口数目持续增长所需的建筑、住房问题。

  新材料的不断研发,一些特殊性能的材料正不断被引 用到土木工程中,这将会再次促进行业的发展。因此,工程建筑上应当借鉴国外的结构设计的先进经验,吸取过去建筑安全事故的教训,加快完善行业的标准。提高建筑物的整体质量,设计出更满足未来人们生活需求的建筑。

  参考文献

  [1]张建辉. 试析土木工程结构设计中的安全性与经济性[J]. 四川水泥,2014,11∶242.

  [2]王丽明,李惠. 探讨土木工程结构设计中的抗震研究[J]. 中国建材科技,2014,S1∶ 206.

  [3]梁倩,林红利,许龙. 浅谈土木工程结构设计中实现安全性与经济性措施[J]. 四川水泥,2015,05∶ 209.

  科学论文:科学理念在建筑结构设计的应用 篇4

  当前我国土木工程在设计过程中存在的安全问题,特别是在民用建设设计时,为了追求经济效益而忽略建筑的安全问题,影响土木工程的结构安全性以及结构耐久性。如果出现安全事故,造成的经济损失不可估量。所以,解决土木工程结构设计的安全问题至关重要。

  1.当前土木工程结构设计中所面临的几项难题

  1.1 土木工程设计结构规范的安全等级低

  我国在土木工程的设计中存在很多安全隐患,有的设计在使用很短时间后就出现各种各样的质量问题,像墙壁裂缝、变形等现象时有发生,从而使得国人对工程质量缺乏一定的信任。而相比于国外来说,其在土木工程方面的设计远远强于中国,有的建筑甚至已有几百年的修建历史但仍然保存完好,未出现任何质量问题。出现上述现象的主要原因是我国关于土木工程的结构安全设置的等级较低,目前我国抗震设计规范规定的抗震设防目标是小震不坏,中震可修,大震不倒,围绕这个目标完成的设计仅仅能保证小震下建筑的完好,在中震下部分结构构件可能会发生破坏。对于震后的维修是一个较难的课题,不仅是经济方面的因素还有社会安定方面的因素。而国外的土木工程安全等级较高,这样最终所涉及处理的工程质量必然存在一定的差异[1].

  1.2 土木工程设计时结构体系的稳定性差

  提高土木工程安全性的主要条件是确保结构的稳定性。然而纵观我国土木工程设计结构还可发现存在着一些不足之处,即工程结构的稳定性较低。倘若该工程涉及的稳定性高,即使建筑工程的局部受到一定程度的损害,也不会使整体结构受到破坏。例如框架结构中半框架结构体系,底框结构体系都是不利于抗震的结构体系。在进行工程设计时应制定合理结构体系,不能仅依照计算软件所提供的计算参数进行设计,很多结构体系不合理但是通过局部的加强后计算参数也是有可能满足规范要求。所以在设计时应参考计算结果做出合理的判断选取稳定性好的结构体系。就目前我国在土木工程设计技术方面还较为欠缺,使得建筑物出现塌方、损坏等现象,造成一定的人员伤害。像玉树地震等带来的房屋倒塌等现象都在时刻告诫我们增强土木工程稳定性非常关键。

  1.3 框架柱截面积设计不标准

  对于一些抗震等级要求不高区域的建筑来说,设计人员在设计时往往会将框架柱截面积设计的比较小。也有一部分设计人员为了为甲方控制经济指标,结构体系中尽量减少框架柱的数量,增加梁的跨度,但是为了满足规范要求,梁的刚度会比较大,造成了强梁弱柱的结果,这与强柱弱梁的结构设计理念是相违背的,强柱弱梁措施的强弱是相对于梁端截面实际抗弯能力而言柱端截面抗弯能力增强幅度的大小,是决定由强震引起柱端截面屈服后塑性转动能否不超过其塑性转动能力,不致形成层侧移机构。强梁弱柱这种设计会存在一定的不足,当建筑物受到像雷雨天或是地震等外力,会使得建筑物的梁柱核芯区等出现不同程度的裂缝现象,大大缩短建筑物的使用年限。倘若遇到地震等自然灾害时,建筑房屋极有可能出现倒塌等现象,严重者会使得人员受到一定的伤害,后果不堪设想[2].

  1.4 设计要求在建筑的使用过程不能完全的体现

  在进行土木工程设计中,设计人员会按照建筑物或构筑物的使用要求施加相应的外部荷载进行设计,但是在建筑物交付使用后却不能严格按照设计要求进行使用,造成了超负荷使用,建筑物长时间在极限状态下使用。因此要严格按照设计要求进行使用,最大限度的减少不安全事故的发生。

  1.5 在设计中设计人员未意识到环境因素的重要性

  设计人员在进行土木工程设计时通常对怎样提高工程的安全性能以及延长工程的使用年限较为注重,而对环境因素的影响却没有引起足够的重视。然而,环境因素对工程设计质量也有着不容忽视的作用,如果湿度较大或是水的酸碱度以及化学药品的腐蚀等环境因素的影响,会对土木工程的质量造成一定的威胁,更有甚者会带来一定的安全隐患。

  2.增强土木工程结构设计稳定性与安全性的主要方式

  2.1 设计方法应优化

  随着经济发展的步伐不断加大,建筑行业的发展速度也在逐渐上升,我国对土木工程管理的安全性引起了足够的重视,并根据目前的发展状况制定出切实可行的建筑行业新标准制度。从结构设计方面来考虑设计人员应严格按照国家相关安全标准进行设计,最大限度的增强工程的安全性与稳定性。设计方法不应停留在现行的小震靠计算,中震靠构造的方法来进行设计,应对每一个工程进行中震下的验算,对宜破坏的主要构件进行特殊的加强措施,确保结构体系在中震下也是完好的。这样既能保证结构体系的安全性也能保证其经济性的要求[3].

  2.2 重视设计人员安全责任观念的培训力度

  要做好土木工程设计工作,设计人员在其中发挥着重要作用,要求他们一方面应具有扎实的`设计理论知识与专业的基本技能,另一方面还需具有一定的安全责任观念。在设计过程中要经过反复计算,对每一个工程的每一个数据都要有据可循。要用较强的安全责任观念来完成每一个项目的设计任务。在平常多开展相关培训活动,组织设计人员进行培训和学习,设计人员自身也要不断总结经验教训,确保每个设计阶段都能高质高量的完成。

  2.3 加强科研,推动创新

  提高结构设计水平可以使设计成品具有更高的水品,更合理的结构形式,因此要不断加强创新,不断发展。作为结构设计师不能安于现状,必须通过大量研究并反复计算,将成果运用到实际工程中。只有这样设计出的成品才能更加安全可靠。

  2.4 严格控制建筑使用条件

  对土木工程结构交付使用后,应由建筑责任主体方负责控制建筑的使用要求,建筑要按设计条件使用,不得超设计标准使用,避免造成结构可靠度降低的现象。

  2.5 加大设计机构安全监督力度

  一些建筑结构设计安全问题也和安全监督不到位有关,应定期或不定期的审查建筑设计机构的设计过程,保证整个设计过程严格按照相关规定和标准进行,确保结构设计的安全性。

  3.结论

  总而言之,随着建筑行业的快速发展,结构设计水平的高低直接决定了工程项目的安全性,而且与人民群众的生命财产安全息息相关,结构设计人员要熟知自身工作的重要性和重大责任性。不断的总结相关经验,保证每一个建筑的安全性都达到要求。

  参考文献:

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  [3]朱来庆,吴立娜.浅谈土木工程结构设计中存在的问题及对策[J].黑龙江科技信息,2012,(05);215-215.

  科学论文:科学理念在建筑结构设计的应用 篇5

  1 房屋建筑结构优化方法的重要性

  如何尽量降低投入资金,并保证房屋建筑的结构设计的质量乃时代发展的需求,这也是许多建筑企业以及投资人员愈发注重的问题。施工人员必须将确保建筑质量安全当作前提与基础,精细划分设计方案里的所有细节,并通过相对先进的设计理念以及技术,掌控好工程造价。通过相关的数据体现的状况而论,同没有通过设计优化的建筑对比来讲,进行房屋结构设计优化以后,经费能够降低 8% ~22%.可是,对于实际操控而言,由于被多种环境束缚,想要完全施展,则面临较多困境,并且也无法令优越性较好地发挥出来。

  对于优化房屋建筑结构设计而言,可以令建材的性能以及机械设施的性能完全展现出来。如此,与之前的建筑结构设计对比,更具优势。优化建筑结构设计以后,工程造价的资金便能有效降低,进而令企业可以获得较高的经济效益。

  并且优化建筑结构设计之后,能够完成房屋结构里所有单元的有机结合,进而提高了建筑的质量,对人们的居住安全提供了良好的保障。所以,想要令房屋结构更加具有实用性与经济性,就要进行优化房屋的结构设计[1].

  2 建筑结构优化在房屋建设应用中的步骤

  2. 1 创建结构优化的模型

  在进行房屋结构整体必要优化设计当中,要对设计变量采取有效选择,确定目标函数,并确定束缚的条件,以便展现最佳设计。

  2. 2 对优化设计的核算方案进行设定

  通过可靠度进行的房屋结构优化设计遇到较多束缚,且非线性优化问题和繁琐的多变量,在执行相应分析和核算时要将存在束缚的优化问题转变成无束缚。通常会通过Powell 法、拉氏乘子法以及复合形法进行核算。

  2. 3 执行程序的相应设计

  通过可靠度执行的房屋结构优化设计的基础模型乃至所运用的优化设计的核算方式,能够编排一个运算速度较快并功能完善的综合应用程序。

  2. 4 结果分析

  对于此过程而言,需要从全面角度进行分析,并对问题采取多方面考虑,这一步骤在建筑结构优化中特别关键。合理选择设计方案,不仅可以保障结构的安全性、实用性、美观性以及合理性,还可以对资金投入具有较大的节约作用。只在结构设计优化中注重经济节约而忽视技术要求,是错误的。同理,只注重技术要求而忽略经济要求,也不正确。我们一定要对两者采取合理配置,才可以符合相应准则[2].

  3 结构设计优化技术的实践应用

  3. 1 房屋建筑的总体性和局部性优化

  由层次来讲,包括了建筑的总体设计体系、结构相关体系、安装体系等,所有独立的体系又具备了许多下属体系。在进行房屋设计时,设计人员要对所有下属系统采取优化,打破关联的横向性,完成叠加型工程。所以,在执行结构优化时要由总体入手,才可以完成整体设计优化。

  3. 2 建筑寿命优化及阶段性优化

  在工程使用年限里,对所有阶段都要执行相应的方案优化。房屋设计人员要考量所有阶段的特征,通过真实结论采取优化方式的确定,进而对工程的总体寿命进行科学优化。如此,不仅能保障建筑质量,还可以提升建筑企业经济效益。

  3. 3 桩基础具体优化

  建筑里的桩基础可以分成灌注桩以及预制桩。灌注桩对于总体施工的质量较难把握,并且操作技巧繁琐,时间较长。所以在符合沉降标准的前提下,要采用预制桩的施工,进而降低相应的工序。而且随着桩基的持续加深,土壤自身对桩基的摩擦逐步加大,一定要选取较长的预制桩。

  3. 4 对建筑主体上部结构采取科学性优化

  房屋建筑上部结构设计应当创建相应的模型且进行系统优化。应当先进行剪力墙设置,确保剪力墙总体质量的均衡,如此可以令楼层中平面刚度的核心点与楼层总体的结构重心重合,来降低地震或风力造成的破坏。剪力墙的暗柱采用普通型钢材而成,一旦使用较大的剪力墙,就能够降低相对的钢筋使用数量,降低对应的成本。如果建筑物的自身不具有相应环境,就不可设置过大的剪力墙。

  3. 5 结构优化和建筑优化保障协调

  针对结构的设计而言,只有确保建筑的'整体结构以及平面设计相配合,才可以完成建筑自身的美观以及结构的匹配效果。针对建筑系统而言只需要确保自身的风格。进行楼体结构设计时,结构本身受力较大的转角范围,要选择高强度建筑材料来当作承重材料,以便更好的降低结构自重。总体而言,要确保正确的叠加,防止结构扭转的状况出现。

  3. 6 结构优化和排水系统优化保持协调

  要将房屋建筑中排水系统设定在地下室并且确保管道的预留尺寸以及预留深度要与实际标准相符,针对楼板自身的钻孔位置进行加固。并且,要加强水平方向管线贯穿柱或梁的调整,要尽量压低此类现象的发生概率。一旦管道在建设中超出承重墙,就一定要对墙体进行加固[3].

  3. 7 结构优化和电气优化确保协调

  电气管线安装是通过导线方式设定于金属管体外端或墙体、楼板之处,如此设定或许为预制结构施工形成较大困难。因此,如果想要管线穿过梁体,就要事先在梁体上段保留相应的空洞,且确保梁体宽度与相符的墙体宽度相同。

  4 结束语

  想要进行好房屋结构优化设计,工程师就要具备丰富的工作经验,并且要真正掌握房屋结构优化设计的相应规范。通过不懈的努力,房屋结构设计优化技术将更为成熟,从而为房屋安全性、实用性进行确保,以保百姓的生命财产安全。

  参 考 文 献

  [1] 邹俊. 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的现实应用[J]. 科技传播,2010( 19) : 37.

  [2] 孙大伟. 浅析建筑结构中的优化设计与应用[J]. 科技创新与应用,2012( 23) : 49 -50.

  [3] 鄢皓. 试谈结构设计优化技术在房屋结构设计[J]. 佳木斯教育学院学报,2012( 4) : 75 -80.

  科学论文:科学理念在建筑结构设计的应用 篇6

  当今,我国建筑设计行业越来越重视建筑结构设计的重要性,与建筑结构设计相关的建筑稳定性、安全性、艺术性和可行性都受到人们的关注。不同类别的建筑物对于建筑结构设计的需求也是不同的,差异化和多样化的建筑结构设计才能满足社会日益发展而产生的建筑需求。建筑设计当中的概念设计和结构措施是关乎建筑质量的关键性因素。因此,必须明确房屋建筑结构设计与概念设计之间的关系,以提升建筑结构设计的整体水平。

  1 房屋建筑结构设计的概念阐述

  房屋建筑结构设计是指将建筑及各相关专业所要表达的内容通过结构语言予以体现的过程,结构方案、结构计算以及施工图设计是房屋建筑结构设计的重要内容。结构方案是指房屋建筑的主要结构形式,具体包括建筑物的重要性、工程所在地的抗震设施烈度、相关地质勘测资料以及场地类型等等。结构计算,是指在掌握房屋建筑结构形式数据资料的基础上,针对房屋建筑结构开展的计算活动,包括结构内力、荷载以及构建试算和计算等等,最终目的在于用科学的计算方法保证房屋建筑结构稳定性和安全性。施工图设计则是根据计算结果来确定房屋建筑构建的具体布局,然后明确施工构造及施工措施。

  2 结构设计与概念设计的关系

  在建筑结构设计过程中,现行结构设计与理论之间存在一定的差异,特别是结构设计的不可计算性,导致结构设计需要更多地注重概念设计。概念设计就是以个人实际经验为基础,基于宏观的角度对建筑结构实施的定性设计。但是,概念设计不是凭空落成的,需要考察实地情况,包括气候环境、地质情况、自然风貌等,根据所获得信息给予的灵感和理性认知,拟定关于一个建筑物的初步想法; 这个想法不同于精确的测量计算,除了灵感和理性认知还要基于工程师丰富的实地工程经验。概念设计更加注重设计结果,而结构设计则是一种逆向的推导过程,在概念设计的基础上,通过对力学、构造学等理论知识,配合相关的数据原理而推导出房屋建筑结构布置。

  综合而言,建筑结构造价水平的高低以及建筑的施工进度是由概念设计所决定的,如果房屋建筑的概念设计不合理,就可能增加建筑造价,延误工期。概念设计体现的是一种先进的设计思想。受技术水平和计算理论等因素的限制,房屋建筑结构设计结果往往与建筑实际存在较大差异,而为更好地弥补这些误差可能导致的问题,必须要借助概念设计来增强结构设计的科学性和合理性。可以说,概念设计和结构设计之间是一种相辅相成的关系,结构设计对于现代房屋建筑工作的开展显然具有非常重要的意义,而概念设计则起到对结构设计补充和优化的作用。优秀的概念设计往往有着较为可靠的经济预估,因此也有较高的可行性,同时还可以避免复杂的运算劳动,减少结构设计风险,确保房屋建筑结构设计的整体水平。

  3 结构设计的主要措施

  3. 1 科学选择建筑场地建筑场地的选择对房屋建筑结构设计结果有很大影响。房屋建筑场地应该选择抗震性较好的地方,这能有效地减少外力对房屋建筑结构的影响。如果要在地震区进行建设,就必须要充分考虑结构破坏因素,根据结构体系方案以及设计的经济性和合理性来确定结构体系,以充分保证建筑结构的匀质性。房屋建筑场地发生地震事故时,由于地震会持续一定的时间,因此,必须在房屋结构上设计多道抗震防线,确保房屋建筑结构的整体系数能够有效地满足抗震需求,增强建筑整体的抗震能力。

  3. 2 合理选择结构材料在选择结构材料时,设计人员要充分结合自身的设计经验,借鉴和参考已建建筑经验,选择承重能力较强的施工建设材料,以防因计算结果不精确而影响建筑建设质量。建筑结构设计人员要合理分析和评价施工图纸,深入探讨施工图纸中可能存在的数据问题,并以此来作为结构材料选择依据,确保结构设计的科学性和合理性。如在钢筋、混凝土的选择上,一定要根据国家标准选择适合强度的施工材料,一般箍筋与混凝土强度等级不能低于 C20,直径 10mm 的纵筋,强度等级不得低于C25,这样才能够充分满足强度等级设计要求。其他结构材料的选择也应该严格遵循国家标准,而不能够单纯地依据计算结果来判断。

  3. 3 注意结构受力的合理性合理选择房屋建筑结构材料将显着提高建筑结构的整体强度,降低结构构件对建筑受力的影响,确保房屋建筑结构设计满足实际的建筑需求。通过建筑结构设计能够获取相对全面的计算结果,反映出建筑结构的受力情况。但是,通过计算机以及理论推导所获取的实际数据往往存在一定误差,并且容易出现与现实建设需求不符的情况。这样的`情况下,就必须要适当采取概念设计来提升建筑结构设计的可靠性。

  3. 4 注重施工现场的规划管理在房屋建筑施工过程中,存在较多不确定因素,这就需要设计人员加强对施工现场的规划和全程把控,以降低不确定因素对结构设计的影响,使施工作业活动能够按照房屋建筑结构设计结果有条不紊地开展。由于房屋建筑结构设计依赖于计算机和理论数据,这些计算的结果与现实是存在一定差距的。因此,设计人员不但需要对结构设计予以高度关注,更需要凭借自身的经验和设计技术,做好施工单位、监理单位的协调和交流活动,提出建设风险,保证设计方案的顺利落实。

  4 结构设计与概念设计协同工作的应用

  在建筑结构设计中,协同工作的定义是将建筑工程中的每个构件的性能和作用充分到极致,并实现与其他部件的相互配合。在协同工作中,要求与各个产品零部件的使用寿命相似,并且具有相同的荷载,正确处理基础结构与上部结构之间的关系,确保两者之间形成一个有机的整体。下面以地基基础中结构设计与概念设计协同工作的应用为例进行说明。

  传统的建筑设计流程用到的算法往往是将上部建筑、基础、地基分别视作独立的单位,测量和设计都独立进行,但并不意味着,某一单元出现的问题不会影响到其他的结构单元,经过实践检验,这种流程有着不可忽视的缺陷。地基基础往往对上层建筑造成很大影响,若地基产生沉降现象,则地面建筑大多会开裂、错位、甚至崩塌; 同时,如果地面结构的建筑层数不符合规范,超过地基、基础承重,则也会给地基带来变形的危险。因此,在地基基础的概念设计当中,要更多地考虑到将地基基础和上部结构结合在一起分析,这样才能减少地基变形带来的负面影响。

  5 结语

  在房屋建筑结构设计中,除了要确保结构设计计算结果的真实性和有效性之外,还应该从建筑实际施工角度出发,加强对概念设计的引入,充分发挥概念设计对结构设计的补充作用。设计人员应充分利用自身丰富的设计经验对结构设计结果予以补充和优化,最终形成一套真正适用于房屋建筑施工的结构设计方案,更好地满足建设需求,确保房屋建筑结构的整体质量。

  参考文献

  [1]陶小林,杨杨. 浅谈房屋建筑结构设计中的应用优化技术[J]. 科技创新与应用,2013( 06) .

  [2]高鹏,乔可义. 重视概念设计,提高建筑结构设计的质量[J]. 黑龙江科技信息,2011( 03) .

  [3]郑军辉. 概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用[J]. 城市建筑,2012( 15) .

  [4]张广生. 建筑结构设计中的概念设计与结构措施[J]. 中国新技术新产品,2011( 06) .

  [5]邢贵龙. 建筑结构概念设计的优化措施分析[J]. 中国新技术新产品,2011( 01) .

  [6]郑军辉. 概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用[J]. 城市建筑,2013( 02).

  科学论文:科学理念在建筑结构设计的应用 篇7

  在高层建筑结构设计方面,我国起步较晚,近几年来,各大城市才不断出现了一些高层建筑,甚至超高层建筑,这些建筑的结构设计非常重要,决定着建筑的使用质量与寿命,业主的需求不断增加,也给设计人员提出了更多的要求。针对在高层建筑结构设计中的问题,需要进行一一解决,才能真正实现高质量建筑投入运行。

  1 高层建筑结构设计特点

  高层建筑结构设计中水平力是决定性因素。水平荷载在高层建筑结构中的稳定性贡献非常大。与普通建筑相似,高层建筑结构在竖向的荷载多以重力表示,但在水平荷载方面,高层建筑与普通建筑有着极大的不同,高层建筑的自重与荷载在竖向构件可以产生一定的轴力与弯矩,在建筑结构的稳定性方面起着决定性的作用。

  在高层建筑结构设计中需要严格控制好侧移指标。当建筑的高度不断增加,水平荷载下的结构侧向移动将会不断被放大,对高层建筑的稳定性造成威胁,同时也会对人的生活舒适度造成一定的影响,所以需要保持侧移能够控制在一定的范围之内,这成为结构设计的核心元素。

  高层建筑结构的设计对于抗震设计要求已经明显提高,随着近几年来地震现象不断频繁,任何一个等级的偏差都有可能会造成稳定性破坏;当高层建筑的竖向荷载不断增大时,柱内的轴向严重,连续梁弯矩变化让支座处的负弯矩减小,从而对预制构件的下料长度造成影响。所以在高层建筑设计时需要注意轴向变形问题; 要通过一定的措施,确保建筑结构具有相当的延性,当高层建筑物遇到危险时,避免出现倒塌的问题,如果没有延性设计,将会对使用效率产生危害。

  2 高层建筑结构设计原则

  2. 1 合理计算简图

  首先要保证计算简图合理,简图对结构有着决定性作用。为了确保计算简图的安全,需要采用相应的构造方法,除了要在钢节点与铰节点进行关注外,还需要不断减小计算误差,把计算简图控制在一定的范围之内。

  2. 2 基础设计选择

  其次,在进行基础设计时,要充分了解高层建筑所在的地质条件,另外对高层建筑的结构类型与荷载分布分析要全面,根据施工条件以及邻近相互影响进行综合考究,在全面了解基础信息的前提下进行科学合理的基础方案确定。基础方案中,地基的潜力将发挥最大的作用,需要提前进行地基检测。

  2. 3 结构方案选择

  合理的结构方案需要达到高层建筑结构设计的总体要求,并尽可能达到经济的目的。在相同的结构单元中,使用相同的结构体系,根据地理条件、工程要求、施工因素综合确定结构选择,从而制定出最佳方案。

  3 高层建筑结构设计中的问题分析与改善方向

  3. 1 建筑结构超高

  一些城市为了进行评比,在楼宇的高度上不断进行更新,仿佛楼层越高,城市的地位就更靠前。但建筑物不断超高却对抗震性与建筑质量提出了更高的要求。相关的建筑规范对建筑物的高度与抗震要求进行明确的规定,无论是多高的建筑物,都需要满足相对应的抗震等级要求。针对目前多地存在的建筑物超高问题,建筑物规范将会进行限定,不断细化规则,与时俱进,这使得高层建筑结构的设计方法与措施有了明显的改进。每一个建筑单位的项目管理部都要注重建筑的超高问题,在设计图与施工组织审核时都应该及时发现潜在的风险问题,不断进行论证,避免对工程的造价与工期造成影响。

  3. 2 短肢剪力墙的设置

  随着我国高层建筑结构设计的不断深入,对短肢剪剪力墙的设置问题更加关注。目前我国的相关建筑规范已经对它进行了充分严格的定义,并对其使用进行了限制。短肢剪力墙主要是指建筑物墙肢截面的高厚度在 5 - 8 左右的情况,根据经验表明,在高层建筑结构设计中人尽可能使用些种结构墙,所以在建筑设计时,要尽可能地避免。

  3. 3 嵌固端设置

  高层建筑的`嵌固端在二层以上的地下室顶板上,同时也有可能会设计到人防顶板上,嵌固端设置时,结构设计工程师对于嵌固端设置带来的问题没有提前判断与预测,比如楼板的设计、上下层的刚度要求等等,这些问题都有可能在后来的设计中做出更改,造成不必要的损失与安全隐患。

  3. 4 结构规则性问题规则性问题

  在目前的高层建筑结构设计规范中已经进行了明确的限制。如新规范对结构嵌固端上下层的刚度进行了规定,现代建筑不宜采用严重不规则的设计方案。不规则的设计将对建筑的竖向荷载计算产生偏差,不易估计,有可能会存在安全风险。但是在目前的高层建筑结构设计中,仍然会存在着这一问题,对建筑的整体质量造成了一定的影响。为了避免图纸在后续施工过程中进行变更,所以结构设计者要对结构设计中的规则性问题进行提前分析,遵守相关的规范规则,提高整体质量。

  3. 5 消防结构设计

  高层建筑结构本身的特点非常明显,它的功能复杂性决定着建筑结构在设计时非常复杂,需要选用不同的建筑功能材料。传统建筑中所选用的材料多为可燃性材料,这种材料无形中增加了高层建筑火灾的发性频率,更不易进行救火。高层建筑间空气流动强,风力非常大,如果发生高层火灾事故,救援难度可想而知。在传统高层建筑结构设计时,把火灾线路设计成垂直形态,建筑人员在进行火灾疏散时将花费更多的时间,对人身财产安全造成了更大的延误。在消防结构设计中,也需要对排烟结构设计,这对于高层建筑的安全性设计有着重要的意义。在设计中要保证烟气能够有效排出,避免在火灾发生时不利情况的蔓延。

  3. 6 抗风结构设计

  在高层建筑设计中,抗风性研究非常重要。在进行设计建造时,要注意抗风压性,对有效的设计非常重要。随着高层建筑的高度不断增加,结构本身对风起着扰动作用与阻隔作用,不利于风量的及时移动,在风速较大时,会对静止的高层建筑产生振动效果,从而造成一定的动力荷载力,将会对其稳定性造成威胁,甚至有可能会导致主体结构受到破坏,导致玻璃幕墙破裂、装饰物毁坏甚至墙体断裂等工程质量受到影响的危险。

  4 高层建筑结构设计策略总结

  在高层建筑结构设计时要注重设计原则,合理选择基础条件与结构设计方案,对高层的消防结构、抗震结构、抗风结构设计进行优化。

  在消防结构设计方面,要设计合适的防火间距,对建筑物间的距离进行精确计算,根据地形条件设计合理的防火结构设计,增加疏散通道设计,采用分隔式进行设计,控制烟雾与火势的蔓延; 在抗震结构设计方面,要合理规划建筑结构的构件位置,发挥不同的构承载功能,对地基进行抗震设计,简化建筑平面,分割高度差异,提高建筑物的刚率与强度,实现地基的稳固性,另外需要注重对剪力墙的设计,控制位移,对简体结构进行抗震设计,确保结构的完整性与对称性; 在抗风结构设计优化中,首先要进行基础设计,选择级配高的砂石,在结构义部使用抗拔锚杆,稳定地基,在高层建筑结构中增加耗能减振系统设计,通过多种元素的综合,使用强粘弹性的阻尼材料,解决好水平力、风荷载造成的荷载叠加问题,对受力高压区进行加固处理,精确计算建筑物的风荷载与承载力。

  5 结语

  在高层建筑结构设计时,应该对超高、抗震、抗风、消防、规则性、嵌固端设置等问题进行充分认识,提前结合地质条件与基础条件对各个影响因素进行分析,不断进行优化设计,确保高层建筑结构本身的稳定性,提高使用寿命与质量。结构设计不是孤立存在的,而是与其他的设计相辅相承。结合目前经验所发现的问题进行优化,避免对质量造成影响。随着我国专家学者对高层建筑结构设计研究的不断深入,结构设计将更加完善,促进我国城市建设水平的提高。

  参考文献

  [1]张杰,崔伟平. 探究高层建筑结构设计的问题及解决措施[J]. 河南科技,2013( 01) : 173.

  [2]郭峰,梁利生. 高层建筑结构设计的问题及解决措施方案应用[J].科技传播,2013( 13) : 135 -136.

  [3]孙凯, 高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J]. 价值工程,2011( 25) : 88 -89.

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