1、1简述建筑结构设计的基本方法及注意事项摘要:本文简单介绍了建筑结构设计的基本原则和方法,提出了进行建筑结构设计时的注意事项,有一定的参考价值。 关键词:建筑结构设计;基本方法;注意事项 中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号: 一、建筑结构设计的基本方法 1、剪力墙的设计 设计剪力墙时要做到合理、均匀,从而使整个建筑结构的质心与刚心在相同的位置上。小高层建筑结构剪力墙的墙面应该设计得比较广,重点在于合理地控制剪力墙里钢筋的合理配置,这对于建筑的安全性与经济性具有重大意义。按照国家规定,剪力墙都应该一并设置一些边缘型的建筑构件。边缘建筑构件的钢筋配置应该严格区分好剪力墙的不同受力的特性。
2、在计算时如果另一方向的短肢没有进入刚度,那么就可以不用考虑短肢的影响;如果计算时另一方向的短肢进入刚度,那则应该考虑短肢方向的不良影响。 2、建筑结构的分析计算 建筑结构分析计算的阶段要做到准确并且高效,设计人员在这时应该对某些常常遇到的问题要有自己清晰明确的理解。选择合适的计算软件,可以避免浪费过多的精力与时间,有效排除建筑结构中有可能发生的安全问题。同时,也要注意到风的载荷和建筑结构的自振周期对于建2筑安全的影响。再者,要考虑到振型数目足够与否,在此项计算时严格按照国家发布的新规范来进行,从计算的结果分析振型参数,并对之进行正确判断,得出最合适的振型数量。设计人员一定要重视建筑结构的分析计
3、算问题,争取得到最正确合理的结果。 3、地基的设计 地基的设计是建筑结构设计的关键,因为地基设计的优劣直接影响着后续设计的工作开展。同时,地基的设计还是决定工程的造价主要因素。设计人员对于地基的设计一定要认真对待,确保万无一失。在地基设计的时候要严格地按照国家相关的标准来设计,这就需要设计人员对国家的标准有着清楚的理解。设计人员在设计之前必须认真考察当地的具体地理条件,从而可以结合当地的优点,避免其缺点来设计。地基是建筑结构的基础,设计人员在设计时万万不能粗心。 4、底板和挑板的设计 从建筑结构角度分析,如果能调匀底板的钢筋,尤其是当底板的钢筋呈通长方向布置时,不会因为边跨钢筋的影响而导致底板
4、的钢筋加大,这样的设计既合理又可以节约材料。窗井的部位一般被当作挑板上的砌墙,此处不应该设置长挑板。挑板的作用是降低建筑整体的沉降,当建筑的荷载偏离重心时,采取在特定的部位设置挑板的方法,可以调整建筑整体的沉降差和倾斜度。设置挑板后,能有效降低地基底的附加应力。底板和挑板的设计应该具体情况具体分析,合理的设置可以使建筑工程的质量得到提高。 二、建筑结构设计的注意事项有: 31、从结构计算角度,首先应满足规范要求,其次结构计算时应注意的问题: 避免荷载计算的错误。诸如漏算或少算荷载、活荷载折减不当、建筑物用料与实际计算不符,基础底板上多算或少算土重。底框砌体结构验算时就应注意:底部剪力法仅适用于
5、刚度比较均匀的多层结构,对具有薄弱层的底层框架混合结构,应考虑塑性变形集中的影响,通常对底层地震剪力乘以 1.2-1.5 的增大系数;底层框架混合结构的剪力分配不能简单地按框架抗震墙的方法。因为底框架结构中只有底层框架抗震墙,应采用双保险的方法,抗震墙承担全部剪力,框架按刚度比例承担剪力。刚度计算时,框架不折减,抗震墙折减到弹性刚度的 20%-30%:应考虑底层框架柱中地震作用产生倾覆力矩所引起的附加轴力。 避免楼板计算中不正确方法。连续板计算不能简单地用单向板计算方法代替;双向板查表计算时,不能忽略材料泊松比的影响,否则,由于跨中弯矩未进行调整,将使计算值偏小。 2、从构造角度看,满足规范要
6、求的基础上应注意的问题: 注意构件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震设计中既要保证建筑结构在地震发生时具有一定的延性,又必须满足最小配筋的要求;严格按照规范要求,保证钢筋在各个部位所需满足的锚固、延伸和搭接长度,材料选用也必须满足强度要求;为了防止屋面温度应力引起的墙体开裂,必须采取有效的通风散热措施;按抗震构造要求设置的构造柱,应在整个建筑物高度内上下对准贯通,上至女儿墙压顶,下伸入基础圈粱,或伸入室外地面以下 500 毫米,构造柱与圈粱、楼板和墙4体的拉接必须符合规范要求。 3、注重抗震设计 在强震作用下,要使结构能进入弹塑性状态,并能通过结构的塑性变形吸收地震能量、抗御更高烈度的
7、地震,就必须做到“强柱弱粱、强剪弱弯、强节点弱杆件” 。值得注意的一个问题是在实际设计时,对某些构件的配筋进行放大调整,形成了强粱弱柱、强杆件弱节点的不利情况,这样做的结果可以保证构件小震不坏,但是因为形不成延性结构就不能保证大震不倒。强震时结构的耗能能力和抗震性能都会变得很差,处于不安全状态。因此在设计工作中,必须注意构件截面纵向钢筋的超配现象,同时也要注意材料的超强问题。 4、剪力墙结构设计 剪力墙结构房屋是将房屋的内、外墙都做成实体的钢筋混凝土结构,它既承担垂直荷载、也抵抗水平力。因剪力墙是一整处高大的墙体、侧面又有刚性楼盖的支撑,故在其白身平面内有很大的侧向刚度,属于刚性结构。剪力墙结
8、构的侧向刚度大,在水平荷载作用下的侧移量少。剪力墙结构的缺点和局限性也是很明显的,主要是剪力墙间距不能太大、平面布置不灵活、不能满足公共建筑的使用要求,结构自重较大。此外,由于剪力墙结构刚度大、吸引的地震力也大。若在配饰和构造上处理不当,在强烈地震下,可能出现整体倾复或在受力大的部位产生严重破坏。5、柱的设计问题 当地上为圆柱时,地下部分应改为方柱,方便施工。圆柱纵筋根数5最少为 8 根,箍筋用螺旋箍。方柱箍筋应使用井字箍,并按规范加密。角柱、楼梯间柱应增大纵筋并全柱高加密箍筋。异型柱结构,粱纵筋一排根数不宜过多,柱端部纵筋不宜过密,否则节点混凝土浇筑困难。尽量避免短柱,短柱箍筋应全高加密,短
9、柱纵筋不宜过大。另外,考虑到竖向地震作用,柱子的轴压比及配筋宜留有余地。独立柱上或柱的中部(半层处)有挑梁时,挑粱长度应有限制。 6、整体结构合理性问题 建筑整体结构的科学性和合理性是规范特别强调的内容。规范用于控制结构整体性的主要指标主要如下: 周期比是控制结构扭转效应的重要指标。它的目的是使抗侧力的构件的平面布置更有效更合理,使结构不至出现过大的扭转。也就是说,周期比不是要求结构足够结实而是要求结构承载布局合理。如果周期比不满足规范的要求,说明该结构的扭转效应明显,需要增加结构周边构件的刚度,降低结构中间构件的刚度,以增大结构的整体抗扭刚度。 位移比(层间位移比)是判断结构平面是否规则的重
10、要指标。规范中规定的位移比限值是按刚性板假定作出的。在位移比满足要求后,再去掉对所有楼层强制采用刚性楼板假定的选择,以弹性楼板设定进行后续配筋计算。此外,对选择偶然偏心,单向地震,双向地震下的位移比,应正确选用。 刚重比是结构刚度与重力荷载之比。它是控制结构整体稳定性的重要因素,也是影响重力二阶效的主要参数。该值如果不满足(高规)的下限要求,则可能引起结构失稳倒塌,应当足够重视。 6 剪重比是抗震设计中很重要的参数。对于长周期结构,地震动态作用下的地面加速度和位移可能对结构具有更大的破坏作用,采用振型分解法时无法对此作出准确的计算。因此,出于安全考虑,规范规定了各楼层水平地震力的最小值,该值如不满足要求,则说明结构可能出现比较明显的薄弱部位,必须进行调整。 参考文献: 1 许叔通. 建筑结构设计有关问题探讨 J. 民营科技, 2010(10).2 孟兆勇.建筑结构设计常见问题浅析J.中国新技术新产品,2009(01).