時間:2023-04-21 18:43:57
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇建筑結構論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
索張拉結構基本受力構件有三類:受壓構件、受彎構件和受拉構件。
對于受壓構件,當構件長細比較大時,由于構件會發生整體失穩,構件的作用不能充分發揮。對于受彎構件,由于構件截面應力不均勻,截面邊緣的最大應力往往控制構件的設計,使得構件材料不能充分發揮作用。只有受拉構件,截面的應力均勻,不會發生整體失穩,如利用高強鋼索做成受拉構件,能最大限度地發揮受拉構件的作用,提高結構的經濟性。
在結構體系中巧妙利用張拉構件,結合少數剛性受壓構件,可構成受力合理的高效張拉結構體系,不僅承載力高、剛度大,且能使各種材料的強度均得到很好的發揮。
2、索穹頂結構
索穹頂結構實際上是一處特殊的索-膜結構,是近幾年才發展起來的一種結構效率極高的張力集成體系。其外形類似于穹頂,而主要的構件是鋼索,由始終處于張力狀態的索段構成穹頂,利用膜材作為屋面,因此被命名為索穹頂。由于整個結構除少數幾根壓桿外都處于張力狀態,所以充分發揮了鋼索的強度,只要能避免柔性結構可能發生的結構松弛,索穹頂結構便無彈性失穩之虞,所以,這種結構重量極輕,安裝方便,可具有新穎的造型,經濟合理,被成功地應用于一些大跨度和超大跨度的結構。
3、膜結構
膜結構是張力結構體系的一種,它以具有優良性能的柔軟織物為膜材,由膜內的空氣壓力支承膜面(充氣式膜結構或所承式膜結構),或利用鋼索或風性支承結構向膜內預施加張力(張力膜結構),從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大空間的結構體系。膜結構采用的薄膜的材料,大多采用涂層織物薄膜,分為兩部分,內部為基材織物,主要決定膜材的力學性質,提供材料的抗拉強度、抗撕裂強度等;外層為涂層,主要解決膜材的物理性質,提供材料的耐火、耐久性及防水、自潔性等,常用膜材一般為聚酯織物涂敷氯乙烯涂層膜材、玻璃纖維織物涂敷聚四氟乙烯涂層或有機硅樹酯涂層膜材。膜材并接的結構接縫多采用熱焊,非結構接縫采用縫合。
膜結構具有如下特點:造型活潑優美,富有時代氣息;自重輕,適合大跨度的建筑,充分利用自然光,減少能源消耗;價格相對低廉,施工速度快;結構抗震性能好。
充氣膜結構有單層、雙層、氣肋式三種形式,充氣膜結構一般需要長期不間斷地能源供應,在低拱度大跨度建筑中的單層膜結構必須是封閉的空間,以保持一定氣壓差。在氣候惡劣的地方,空氣膜結構的維護有一定的困難,不少建筑曾遭意外的漏氣而下癟。
4、高效預應力結構體系
高效預應力結構是指用高強度材料、現代設計方法和先進的施工工藝建筑起來的預應力結構,是當今技術最先進、用途最廣、最有發展前途的一種建筑結構型式之一。目前,世界上幾乎所有的高大精尖的土木建筑結構都采用了高效預應力技術,如,大型公共建筑、大跨重載工業建筑、高層建筑、大中跨度橋梁、大型特種結構、電視塔、核電站安全殼、海洋平臺等幾乎全部采用了這一技術。
近年來,高效預應力技術在我國發展迅速,已制定專門的預應力結構設計、施工規程、工程中應用的預應力結構體系也很豐富。典型工程實例有:面積最大的單體預應力工程是首都國際機場新航站樓工程,每層建筑面積約8.8萬平方米,總建筑面積約35平方米,在混凝土板、墻、框架、柱以及鋼屋架、鋼梁和鋼管網架中大量采用了預應力技術;柱網最大的預應力工程是深圳車港工程,標準層平面尺寸159×103.5米,標準柱網16×25米,總建筑面積9.5萬平方米;最在的預應力鋼桁架工程是北京西站主站房工程,該預應力鋼桁架跨度45米,桁架上承40米高的中式門樓,門樓總重5400余噸;層數最多的預應力工程是廣東國際大夏主樓,總計63層;高度最高的預應力工程是青島中銀大廈,總高度241米,58層,等等因篇幅所限,文章重點介紹首都國際機場新航站樓工程和北京西客站主站房工程。
首都國際機場新航站樓工程全面采用了高效預應力技術,僅無粘結預應力筋量就達4000余噸堪稱本世紀國內最大的預應力工程之一。新航站樓的基礎為整體預應力平板片筏基礎,上部結構采用了預應力框架、剪力墻體系和預應力板柱、剪力墻體系,部分屋面采用了預應力空間焊接鋼管屋架。
可以預計,隨著高性能預應力材料(高強混凝土、高強預應力筋、新型纖維塑料筋等)的推廣應用以及結構設計理論和設計的不斷發展,新型、高效應力結構體系將在我國二十一世紀大規?;窘ㄔO中發揮越來越大的作用。
綜合全文可知,建筑工程是一個整體,但是對建設工程中每個細節等要具體分析,根據實際情況施工。
所謂的建筑結構主要是指在建筑物中,由各類建筑材料混合制成的一種用于承載建筑體的框架結構,以保證建筑物的受力能力及空間體系。在建筑結構中,由于材料及建筑物本身的不同需求,建筑結構可分為混凝土結構、鋼結構、木結構、砌體結構以及輕型鋼結構、組合式結構等。
2、建筑結構加固的重要性
(1)建筑結構的加固與修補有著本質上的區別。建筑的修補主要是對建筑物外觀進行修復與改進,使其從外觀上更具觀賞性。而建筑結構加固則是對老的建筑物內部結構因老化問題以及人為原因所造成的問題、自然原因所造成的結構損傷問題等進行穩固性處理,從而使建筑物的安全系數提高。
(2)建筑結構加固時對所需材料的使用沒有一個明確的限定,因此在一定的程度上降低了建筑企業的成本。雖然建筑結構加固所使用的材料相比于新建成的建筑物結構材料質量偏低,但就成本而言,建筑結構加固所支出的財力物力成本也遠遠低于新建成的建筑物結構成本。而從建筑物的穩定安全性來說,則是基本相同的。因此就這一點而言,大大節約了建筑企業的資源浪費。
(3)建筑結構加固更有利于對材料資源的合理利用,避免不必要的浪費。一般來說,建筑結構加固是在現有建筑物之上采集門、窗等結構參數,然后通過所采集的參數對加固材料量進行分析設計,并制定出最合理的加固技術措施,從而在材料更可能少的基礎上最大限度保障建筑的結構安全。
3、建筑結構的加固方法
根據建筑結構的不同,其加固方法也不同。主要分為以下幾種:
(1)混凝土加固法,顧名思義,所謂的混凝土加固法主要是采用混凝土材料及其它材料混合而成的。在混凝土加固法中又包括了:加大結構截面積的加固方法、結構外包鋼材料加固法、預應力混合結構加固法、粘鋼式加固法、改變建筑結構的承載及傳力途徑的加固法、全焊接補筋式結構加固法、碳纖維混合物質結構加固法,噴射式混凝土補強結構加固法以及局部結構加固法等。
(2)砌體結構加固立法,也就是用修補結構外側的方式進行堵塞式加固。砌體結構加固方法又分為:鋼筋水泥混合砂漿式結構加固法、擴大結構截面積加固法、扶壁柱式加固法、外包鋼筋加固法以及外包鋼混凝土混合加固法等。
(3)鋼結構加固方法,此類方法也是高層建筑結構加固中最為常用的一種方法。鋼結構加固法主要是采用改變建筑結構計算參數,加強結構連接和擴大結構截面積等方式進行加固,另外需要注意的是,采用鋼結構對建筑進行加固時,必須根據建筑結構的實際情況及加固使用要求選擇合適的結構加固方式,以保證建筑結構安全性能達到最高。
4、建筑結構加固的施工技術
要建筑結構加固中,主要是采用混凝土加固方式,其主要的施工技術如下:宋良瑞四川建筑職業技術學院四川德陽618000
(1)托換式結構加固施工技術。所謂的托換工結構加固是混凝土加固方式中一種綜合性的加固技術,它主要是對相關結構以及建筑的上下結構、頂升與廢棄結構的拆除等進行技術處理,是建筑結構加固或改造中最常用的一種技術措施。另外,托換式結構加固法具有工期短、成本低等特點,因此對建筑正常使用及人均正常工作生活不會帶來太大的不便之處。然而托換式結構加固施工也是一項要求技術含量較高的施工項目,因此,在施工中必須由專業性及技術水平、工作責任心都較強的人員來完成,以最大限度保障建筑安全性。
(2)植筋式結構加固施工技術。所謂的植筋式結構加固技術就是指在建筑中利用鋼筋植入法對結構進行加固。因它對混凝土混合結構的要求較為簡單,且操作較為靈活,因此常被用于建筑結構的連接及錨固中。在植筋式結構加固施工中,可以植入普通的混凝土鋼筋,也可植入螺栓式的錨筋。在施工技術中具體需用哪種鋼筋進行結構加固,是根據建筑物的使用特性以及結構的分布來確定的。
(3)裂痕修補式結構加固施工技術。所謂的裂痕式結構加固技術主要是指在加固中根據建筑結構裂痕的大小及發生裂痕的原因、性狀等對結構進行堵塞式修補加固施工,從而延長建筑結構的使用年限以及提升建筑結構的穩固和安全性。裂痕式結構加固法主要應用于建筑結構出現不同程度的裂痕修補加固中。但是需要注意的是,對于因外界受力不均等問題所產生的建筑結構裂痕,單單只用裂痕式結構加固技術施工是不能達到加固結構穩定性的作用的,必須要在裂痕式結構加固技術施工的同時采用其它加固技術措施進行結構穩固,以保證建筑達到最佳的安全狀態。
(4)碳化混凝土修復式結構加固施工技術。所謂的碳化混凝土修復式結構加固施工技術主要是指通過對混凝土結構內堿性物質的恢復達到建筑結構加固的目的。該技術主要是以增強混凝土結構阻抗能力為主,從而使建筑結構中混凝土因碳化物質所造成的鋼筋等腐蝕情況得到改善或抑制。
(5)混凝土表面處理式結構加固施工技術。所謂的混凝土表面處理式結構加固施工技術主要是指通過采用各類方式對混凝土表面的腐蝕性物質進行清理,以確保結構的堅固性。此類方法目前在我國建筑結構加固中得到了廣泛的應用?;炷帘砻嫣幚硎浇Y構加固施工技術主要有:各類化學方式、噴砂方式、機械方式、射水方式以及真空吸力方式等,使其對混凝土結構表面的各種酸堿性腐蝕類附著物進行徹底的清除。從而保證建筑結構的使用安全性。
5、結語
本工程采用SATWE軟件進行設計分析。基于組合有限元法建立空間組合結構計算模型,梁、柱仍采用空間桿單元,由于采用薄壁桿件代表剪力墻遇到上下洞口錯位大、框支剪力墻等問題,采用墻元模型是將剪力墻視為若干墻體組成墻組,以節點支撐傳遞上下的內力,分析精度提高。薄壁桿件模型將剪力墻視為桿件,墻元模型以豎向位移為未知量,多點傳力,變形協調。高層建筑結構考慮樓板變形,采用空間板殼單元模擬。計算模型考慮空間扭轉變形的同時也要考慮樓板變形,對計算條件要求更高,適用于樓板開有大洞口結構和復雜剪力墻結構等。本工程為剪力墻結構采用墻元模型計算分析。
2軟件計算參數選取分析
2.1地震信息輸入
①考慮偶然偏心和雙向地震作用。對于高層建筑結構,考慮偶然偏心計算出位移比大于1.2,說明結構質量和剛度分布不均勻,抗扭能力較差,此時應該計入偶然偏心的影響。②高層建筑振型計算個數。振型組合數如果取值小不能全面反映整體結構地震響應導致計算結果失真,如果計算個數過多會增加計算時間,消耗計算機資源,具體取值根據工程規模、結構規則性等因素確定。振型數太少不能正確考慮模型最大地震作用情況,本工程計算振型個數取15個。③周期折減系數??蚣芙Y構中填充墻數量較多,故折減系數較小,剪力墻結構中填充墻較少,通常折減系數取0.9-1.0之間,具體取值多少需要根據實際結構中填充墻多少及對結構剛度影響程度來確定。綜合考慮上述因素本工程為落地剪力墻結構,填充墻較少取0.98。④結構阻尼比。阻尼存在延緩結構破壞,延性得到提高。在設計地震反應譜時假定普通結構阻尼比為0.05,軟件默認值也為0.05。本工程結構阻尼比取0.05。
2.2設計信息
①梁剛度放大系數。采用剛性樓板假定計算樓板自身剛度沒有考慮到主體結構中,規范規定通過采用放大梁剛度方法來近似考慮樓板剛度對結構貢獻。在計算時梁按未考慮剛度放大前數值計算,如果不乘剛度放大系數梁承載力仍能滿足荷載組合作用下設計要求,說明梁不存在安全隱患。本工程梁剛度放大系數取1.5。②連梁剛度折減系數。為保證連梁在正常使用狀態下不發生開裂或開裂變形在一定范圍內,該參數取值不宜小于0.5,實際工程設計時取0.7。此項系數大小對于以墻體開洞方式形成連梁和以普通梁方式輸入連梁都起作用。本工程取0.7。③梁扭矩折減系數。若現澆樓板按樓板剛性假定計算,考慮到受力過程中樓板和梁共同抵抗扭矩而對梁扭矩值進行折減,參數取值范圍一般為0.4-1.0。定義彈性樓板,在計算時考慮樓板和梁抗扭作用,所以梁扭矩值無需再折減。本工程取0.4。
3計算結果分析
3.1周期和周期比計算結果分析
結構自振周期主要與自身質量、剛度有關,質量越大周期越大,剛度越大周期越小。本工程周期比為1.9794/2.4460=0.81滿足要求。如果計算結果超出規范規定范圍,說明結構扭轉效應明顯,通過增加結構主要構件剛度,減小內部主要構件剛度來提高整體抗扭能力。
3.2位移計算結果分析
本工程樓層位移和層間位移比計算結果豎向均勻布置,沒有非常明顯剛度和質量突變,經軟件計算后輸出位移圖形光滑,沒有嚴重畸變點。由于建筑平面呈一字型布置,在確定設計方案時有一定處理,X方向抗側剛度還是大于Y方向,結構X方向最大位移值和層問位移比計算值均比Y方向小。經軟件計算發現最大位移或層間位移比超過限值,考慮適當加強結構抗側能力,采取結構方案適當調整,加大主要抗側構件尺寸等措施。
3.3側移剛度計算結果分析
規范規定高層建筑結構層間側向剛度不宜小于相鄰樓層70%或其上部三層相鄰樓層80%;對于計算分析存在薄弱層則按規定將樓層剪力計算值再乘以1.15增大系數,計算結果仍然要滿足剪重比規定以保證薄弱樓層抗震能力。為保證結構豎向均勻布置,避免剛度有突變存在,突變處由于在地震作用下變形一致容易破壞。由于本工程結構豎向布置均勻,未形成薄弱層。
3.4剪重比計算結果分析
采用振型分解反應譜法計算自振周期長結構時,由于地震影響系數取值偏小,相應地震作用計算值偏低,按照規范規定本工程剪重比最小值為0.024。若軟件計算剪重比結果小于規范要求時說明結構剛度相對于水平地震剪力過小,結構不安全;但剪重比過分大,雖然結構剛度好但經濟指標較高宜適當減少墻、柱等豎向構件截面面積達到節省工程造價目的。本工程地上主體結構一層為第4層,剪重比計算結果滿足相應要求。X方向有效質量系數99.49%,Y方向有效質量系數99.47%。
3.5剛重比計算結果分析
高層鋼筋混凝土結構自身重量很大,如果沒有側向荷載作用,結構穩定性良好不會發生失穩破壞,但在風或地震等水平荷載作用下結構一旦發生側移,由于自身強大慣性產生明顯二階效應。為保證結構良好抗震抗風性能,需要控制二階效應影響,避免結構發生整體側向位移變形時失穩倒塌。本工程X向剛重比EJd/GH**2=6.47,Y向剛重比EJd/GH**2=6.42,二者都大于1.4,能夠通過結構整體地穩定性驗算,都大于2.7,可以不考慮重力二階效應。
4結論
應該在一限度之內控制在水平荷載作用下結構的側移。具有更高的抗震設計要求。對于高層建筑進行結構的抗震設防設計,在考慮正常使用時的風荷載和豎向荷載的同時,還必須保證結構的抗震性能良好,確保在小震的情況下不損壞,在大地震時不倒塌。
2.提高建筑結構設計質量的有效途徑
2.1要求我們工作人員要做好相關資料搜集工作,來確定最終的計算參數。對于建筑工程建設來說,建筑物所在地的地質條件決定了建筑結構設計工作開展過程中所涉及的參數。如不同地區有著不同的溫度、氣候條件、以及不同的地質條件,而在建筑結構設計中必須要參考這些基礎而又重要的數據。所以,做好相關的資料搜集對于提高建筑結構設計質量意義重大。
2.2要充分利用結構設計軟件。我們知道,21世紀是一個信息高速發展的社會,計算機、互聯網技術以及融入到社會生產、生活的方方面面,所以,要想不斷提高建筑結構設計工作質量,就必須采用先進、科學的計算機軟件,來代替傳統的手工計算方法,提高計算設計數據的準確性,但是,我們工作人員也決不能過度依賴計算機軟件所計算出的結果,要對計算機所得出的結果進行系統的分析和論斷,確定無誤后在應用于設計工作中去。
2.3在結構設計工作開展中要認識到抗震設計的重要性。大多數結構設計人員常犯的錯誤就是在設計過程中只重視建筑橫向框架的設計,而忽視縱向框架的設計,而往往科學的抗震設計要將橫向設計和縱向設計有效結合,才能設計出科學的抗震性。也就是說橫向設計與縱向設計二者同等重要。所以,在抗震設計過程中我們要嚴格遵循小震不壞、中震可修、大震不倒的抗震設計原則,這就要求結構設計應設計成延性結構。延性結構的變形能力能夠有效地承載一定的地震作用。
2.4重視概念設計存在的差異進而對結構進行優化設計。在結構概念設計階段,我們應該如實參考建筑所在地的地質條件,并且將該建筑所具備的功能結合在一起,同時要充分考慮到建筑的安全性、沒關系、經濟性,最終確定建筑結構的科學方案。同時在概念設計中應處理好總體布局與關鍵細節之間的關系,使兩者兼顧,從而全面提高建筑結構的可靠性。
2.5在進行建筑結構方案設計及相關設計內容中,其設計工作人員在執行結構設計的過程中應當遵循統一的規范管理內容。對出現異議的情況,應當由相關的專門負責人進行解決。其最終意見主要由專門負責人以及總工程師進行確定,不能一意孤行,以免對工程質量和進度造成負面影響。
3.結語
煤礦采空區穩定性影響因素與所開采煤層厚度、埋深、產狀及開采方式、開采時間、開采程度、頂板管理方式等密切相關,并受后期重復采動、地面附加荷載、地質環境改變及地震活動等影響。
1.1采空區地面變形特征對地基穩定性的影響該擬建地塊一開采最小深度130m,各煤層采厚0.65~0.85m,開采時間為20世紀70—90年代,因此該擬建場地采空區具有采深大、采厚小,且停采時間久的特點。根據采空區地面變形的一般規律可知,各煤層采空區在采深較大、采深采厚比大于30地段,在變形活躍期內產生的地面變主要為連續變形,不會出現冒落、裂縫、臺階等急劇變形特征,該類地面變形對地面構筑物的危害程度較小。
1.2地表移動所處階段對地基穩定性的影響該擬建地塊一煤層最大采深165m,采空區塌陷引起的地表移動時間約1.4a,而采空區停采時間為2001年,停采時間距今已12a以上,屬“老采空區”,因此根據煤礦開采時間評價,擬建場地采空區地面變形階段已經進入衰退階段,上覆巖層的應力狀態已經趨于相對平衡狀態,塌陷變形已經相對穩定。
1.3采空區剩余空隙體積估算根據該地塊各煤層采空區的分布及疊加情況,煤層厚M=2.30m,煤層采出率K=75%,采空區剩余空隙率V=0.15,故采空區剩余空隙換算等量的最大采厚值h=M×K×V=242(mm)。
1.4殘余變形對地基穩定性的影響該擬建場地采空區為老采空區,當地質環境條件發生改變,或遭受地震活動等影響時,老采空區將發生“活化”作用,地面將再次產生變形,從而影響地基的穩定。不管是何種原因引起的老采空區“活化”,均通過地面變形而影響地基的穩定性,各種不同原因所引起的老采空區活化變形量的總和應與老采空區殘余變形總量相近。如果能夠預測出老采空區殘余變形總量,并將其與現行相關規范所規定的有關限值進行對比,即可對擬建場地采空區穩定性進行評價。本次地表殘余變形的估算方法采用概率積分法,地表殘余傾斜值最大為2.8mm/m,殘余水平變形最大為1.3mm/m,殘余曲率最大為0.16mm/m2。根據《巖土工程勘察規范》第5.5.5條中的相關規定,擬建場地殘余變形值均小于規范規定的限值。據此評價,擬建場地地面殘余變形對地基穩定性的影響程度較小。
1.5采深采厚比對地基穩定性的影響根據該擬建地塊下伏各采空區采深及累積采厚計算場地內采深采厚比為57,遠大于30,表明各采空區在變形期內產生的地面變形主要為連續變形,不會出現冒落、裂縫、臺階等急劇變形特征,該類地面變形對地面構筑物的危害程度較小。
1.6老采空區“活化”對地基穩定性的影響綜上所述,引起老采空區“活化”的主要因素主要為地震活動的影響。該擬建地塊設計地震基本烈度7度,設計地震基本加速度0.10g,設計地震分組為第二組。根據史料記載,該擬建地塊地震活動強度微弱,歷史上未曾發生過破壞性地震,但遭受區外地震活動影響頻繁,在較高烈度地震影響下,采動區上方原已相對穩定的巖體將有可能變得不穩定,從而可能使老采空區產生活化變形,影響地基穩定性。老采空區是否發生“活化”及其破壞程度與地震震級、震中距及地震烈度等有關。老采空區“活化”將引發采空區新的地面變形,新地面變形量的大小與地面殘余變形量有關,同時會加劇地面殘余變形量的釋放,對該擬建塊地地基的穩定性造成一定程度的影響。
2采空區抗變形措施
擬建地塊地基穩定性為相對穩定場地,基本適宜工程建設。在相對穩定場地內進行項目建設是可行的,但應對相對穩定場地內的建筑物采取基礎和上部結構的抗變形措施。擬建地塊在設計過程中采取了如下抗變形措施。
2.1總圖方案調整首先對建筑總圖方案進行調整,以避免擬建建筑物跨越相對穩定場地和穩定場地,減小地基的不均勻沉降對建筑物造成的損害。同時在滿足建筑物使用功能的前提下,建筑體形、平面力求簡單,高差不宜過大。嚴格控制建筑物長高比,以增加其整體剛度。嚴格控制建筑物的高度和層數。優化結構方案,使得結構平面、豎向布置規則,減少平面凹進尺寸,盡量避免樓板局部不連續,避免豎向抗側力構件不連續、樓層承載力突變。對于跨越相對穩定場地和穩定場地的住宅樓,通過設置沉降縫的措施以減小地基的不均勻沉降對建筑物造成的損害。
2.2加強基礎及上部結構剛度多層住宅樓均采取了抗變形能力較強的柱下條形基礎;以該地塊住宅1#樓為例,條形基礎梁的截面為350mm×500mm~350mm×900mm,基礎翼緣寬度橫向為1000mm,縱向為1200mm,翼緣根部厚度為350mm,條形基礎端部均伸出軸線外1000mm,采用C35混凝土澆筑。該工程條形基礎梁截面較正常場地上建筑物的條形基礎梁取值大,梁高取1/6跨度,以增強基礎的剛度和抗變形能力。為了盡可能減輕上部建筑物的自重,該工程內外隔墻均采用密度較輕的燒結空心磚,并且基礎埋深盡量淺埋,以減少建筑物的荷載影響深度。同時根據勘察報告中提供的巖土資料,對建筑物的沉降進行了計算控制。
2.3對地震力進行放大擬建地塊建筑按建筑抗震不利地段設計,根據《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)第4.1.8條要求[3],“抗震不利地段建造丙類及丙類以上建筑時,除保證其在地震作用下的穩定性外,尚應估計不利地段對設計地震震動參數可能產生的放大作用,其水平地震影響系數最大值應乘以增大系數。其值應根據不利地段的具體情況確定,在1.1~1.6范圍內采用?!睌M建場地的建筑物結構計算時地震力放大1.2倍;此處取值1.2倍是綜合結構安全以及控制投資成本考慮的。
2.4沉降觀測對擬建場地及建筑物自建設施工開始至運營期間,應由建設單位委托有資質的變形(沉降)觀測單位進行變形(沉降)觀測。變形(沉降)觀測點的設置及觀測要求是:建設場地及建筑物變形(沉降)觀測應包含建筑工程的整個施工期內和使用期間。建筑物施工期內的觀測次數和間隔時間,應根據施工進度及時進行。一般建筑可在底層框架柱脫模后開始觀測,每加高1層觀測1次,主體封頂后1個月觀測1次,竣工時總觀測次數不得小于5次。建筑物竣工后,根據建筑物施工期內沉降變形情況追蹤觀測,依據沉降量與時間關系曲線制定,直到基本穩定為止。
3結語
在整個建筑結構設計當中,地下室外墻設計是很重要的一部分,但是也是問題出現最嚴重、最頻繁的區域。在地下室外墻的設計當中,對于防水、墻的厚度、混凝土強度等都有著明確的范圍標準,但是很多施工人員沒能夠注意到其嚴重性,因此在施工過程當中沒有考慮到地下水的水位、現場施工條件、地下總層數等。從而一味地壘墻,導致建筑的質量降低。隨著建筑行業的飛速發展,一些建筑商為了將經濟效益最大化,從而不惜降低成本,追求材料的低含鋼量,忽視結構設計當中的設計情況,這樣雖然對于經濟效益的提高有一定的幫助作用,但是在建筑施工過程中,不僅嚴重影響了結構設計人員工作的正常開展,也降低了施工安全性,威脅到了施工人員的生命安全,也為后期的使用埋下了安全隱患。
2建筑房屋結構設計對策
2.1設計建筑圖紙應做到完善、詳細
在建筑設計當中,圖紙是重要的體現;在施工當中,圖紙是重要的依據。在建筑結構設計師進行圖紙的設計當中,需要嚴格的按照規范標準來完成,不能為了自己的輕松,而不標注或者是進行簡單的標注。另外,對于結構設計當中的細微以及復雜之處,需要詳細的進行重點的標注;當然,也不能夠忽略的結構相對簡單的地方。在整個設計當中,設計師需要樹立嚴謹的工作態度,當圖紙設計完工后,需要再一次的進行自我審核,查找其中可能存在的問題,避免不必要損失的出現,從而讓圖紙設計更加的科學、合理、詳細。
2.2建筑基礎選型需要具備科學性
建筑結構的選型受到了當地地質情況以及建筑外形設計的影響。因此,當提資圖紙拿到之后,不能夠盲目地開始進行建模計算,而需要考慮當地的實際地質以及建筑的外形。建模計算的盲目設計只存在工作量的增加以及建筑完工后出現問題這兩個局面。而我們都不愿意看到這兩種結果的出現,因此,就需要與其他相關專業的人員進行合理的商定,從而制定出具備可行性的建筑施工方案。而設計方案的科學、合理、正確,也能夠取得良好的效果,從而將工作量降低。
2.3澆砼樓板質量的提高
改善混凝土的水灰比,能夠解決澆砼樓板的裂縫問題。由于混凝土供應商為了便于運送混凝土以及讓其保持可泵性,因此水灰比都相對較大。但是在實際使用當中,所需要的水灰比偏小,我們就可以加入一定量的石灰來提高水灰比。溫差也可能導致澆砼樓板的裂縫出現。所以就需要在季節性溫差較大的情況下做好保溫措施,當裂縫出現之后需要立刻的進行補救。
2.4地下室外墻合理地設計
作為建筑物的根基所在,地下室外墻支撐了很重的質量。因此,不合理的地下室外墻設計就可能導致建筑物出現失穩的情況。在地下室外墻的設計當中,首先就需要注重建筑物整體的質量,并且還需要結合當地的地下水水位和當地地質。一般來說,較高的建筑物,其地下室外墻厚度不得小于250mm,并且所使用的混凝土的強度不能夠過高,過高會導致裂縫的產生。
2.5設計規范需要嚴格的遵守
在如今建筑行業發展的形勢之下,建筑商不能一味的追求最大化的經濟效益,而需要按照規定,嚴格的遵守法律法規。作為建筑結構設計師,不僅需要認真的學習有關的結構設計規章制度,還需要遵守結構設計規范條文,將每一個設計細節進一步完善,從而將建筑結構設計逐漸的朝著法制化、規范化的方向快速的發展,并避免在建筑中發生安全隱患。
【關鍵詞】建筑結構;抗震概念;實際設計;理解
地震是一種破壞力較強的自然災害,主要損害建筑結構,進而導致承重構件或地基失去作用。現階段,人們還不能深入的認識到地震的損壞機理,直接影響了抗震計算的精確性。概念設計是一種指導總體方案開展的方法,良好的概念設計不僅給日后建筑工程結構計算及工程造價等奠定基礎,同時還實現了抗震設計的目的,具有較廣的應用意義,必須及時進行分析。
1.建筑抗震設計
目前隨著經濟的發展,抗震結構設計已經呈現出新的發展趨勢,可利用基于性能結構抗震現場理論、材料抗震模糊可靠度等方法進行建筑抗震設計。但是建筑地震災害依然在反復發作,雖然很多建筑設計師已經認識到以上技術的局限性,但是由于建筑結構還會受到地形、規劃、工程造價、施工技術等多方面因素影響,導致“概念設計”開始被人們重視起來,并加大了對其的研究。概念設計不僅完善了建筑結構,同時綜合全面的分析了地震所產生的影響,掌握了地質活動破壞機制,并可以綜合全面的了解抗震設計規范與準則,在長期實踐中還可以不斷提升建筑結構的抗震水平。
2.建筑結構抗震概念設計遵循的原則
2.1建筑選址并確定地基穩定條件
合理的規劃選址已經成為建筑設計成功的基礎,對建筑結構抗震設計整體質量具有很大影響。實際操作中要求規避地震不利地段,盡量選擇安全穩定的建筑場地,如果受各方面因素影響,導致實際操作中無法避開不利地段,必須結合實際情況采取針對性的措施,提高地基穩定性與安全性?,F有基礎設計規范中明確指出,結構單元中個別應地質因素而采用天然地基或樁基的做法不可取,尤其是不允許在地震高發段建設建筑物。地震作用力較強,一般會引起承載力降低或出現基土液化,進而影響了地基穩定性,容易出現建筑開裂、傾斜和倒塌等問題。同時受地震影響所產生的滑坡、泥石流等情況也與建筑選址密切聯系,保證建筑基礎穩定已經成為提高抗震力的核心條件。
2.2選擇有利于建筑的立面或平面
為了避免地震發生時產生應力集中、扭曲或塑性變形等問題,要求建筑平、立面必須合理設置,一般要求建筑物的平、立面布置對稱,同時質量和剛度均勻,盡量避免樓蓋錯層。實際操作中可從兩反面操作,一方面,不設抗震逢,對建筑物進行結構抗震分析,了解局部應力和變形集中及扭轉等的影響,并采取加強措施進行處理。另一方面,設置抗震縫,將建筑物劃分為很多結構單元,可結合抗震設防強度、材料種類、結構型號及單位布置,并留有足夠的寬度,要求伸縮縫與沉降縫滿足防震縫要求。控制好建筑剛度與質量變化,各個樓層不能錯層,條件允許時可在每層設置防震縫,可根據建筑結構實際情況設置。一般體型結構復雜的建筑必須給其設置計算模型,并展開抗震分析。
2.3選擇科學合理的抗震結構體系
抗震結構體系要求從建筑重要程度、房屋高度、地基基礎、技術、經濟及使用等多方面進行判斷。通常選擇建筑結構體系時,必須滿足以下條件:(1)具有詳細的計算簡圖,并有恰當的傳遞地震途徑;(2)具有較強的強度、耗能及變形能力;(3)設置多道地震防線,避免部分結構或構件對整體構件造成影響;(4)控制好強度與剛度,避免局部形成薄弱部位或者應力或塑性變形集中;(5)控制好結構在兩主軸之間的動力特性。設計構件連接時,要求滿足以下條件:(1)構件節點強度不能低于連接構件強度;(2)裝配結構連接整體性必須得到保證;(3)預埋件錨固強度不能低于連接構件強度。選擇抗震結構構件時,要求滿足以下要求:(1)砌體結構必須結合施工要求,合理設置混凝土圈梁與構造柱,提高結構抗震水平;(2)設置鋼結構構件時,要求控制好其尺寸,避免出現局部或整體構件失穩;(3)混凝土結構構件必須合理選擇尺寸,配置好箍筋與縱向鋼筋,避免剪切在彎曲前破壞,同時要求混凝土壓潰先于鋼筋屈服、鋼筋錨固粘接在構件破壞前損壞。
2.4計算校核的必要性
目前計算機輔助設計系統已經廣泛應用到結構設計中,而且應用范圍較廣,實際分析中,可應用計算機相關軟件完成設計與校核。軟件是輔佐校核的工具,實際操作中為了提高校核效果,必須由具有豐富經驗的結構設計技術人員分析,同時掌握軟件的適用范圍、條件、計算模型等,深入理解設計規范,而且要端正自己對待工作的態度,只有如此,才能反復進行驗證,進而將精確校核的計算結果成功應用到工程項目建設中。
3.正確處理主體結構與非承重結構的關系
主體結構與非承重結構關系的處理已經成為抗震設計的基礎,具有減少地震損失及避免附加震害的作用。附屬結果構件要求必須與主體結構或錨固穩定連接,避免實際操作中出現設備損害或砸到人員等問題出現。設置圍護墻與隔墻時,必須綜合考核結構抗震所產生的不利影響,避免設置不恰當損害主體結構。例如,廠房柱間或框架填充不完整時,就會損壞柱子。此外,吊掛件、裝飾貼面與幕墻均要與主體合理連接,避免地震時造成人員傷害。
4.控制好材料與施工質量
材料選擇與施工質量控制對抗震結構設計具有很大作用,不僅提高了施工質量,還保證了其他工序的順利開展。目前抗震結構設計中已經對材料與施工質量提出了要求,必須在設計文件中明確,具體操作如下:(1)黏土磚等級要求不低于MU10,同時控制好砌筑砂漿強度與等級,不呢低于M5;(2)混凝土抗震與強度等級均使用一級框架梁、柱與節點,要求不能低于C30,芯柱、基礎與圈梁不應低于C30,其他構件不能低于C20;(3)混凝土小型砌塊強度控制在MU7.5,要求砌筑砂漿強度在M7.5以上;(4)控制好鋼筋強度,要求縱向鋼筋使用Ⅱ、Ⅲ級變形鋼筋,箍筋為Ⅰ、Ⅱ熱軋鋼筋,構造柱與芯柱使用Ⅰ、Ⅱ級鋼筋。進行鋼筋混凝土結構施工時,由于實際設計中缺少規定的鋼筋型號,使用其他規格型號的替代時,不能使用屈服強度較高的鋼筋替代原始鋼筋。實際替換中可結合截面實際屈服強度合理換算,并要求替代后構建曲面屈服強度不能超過原截面屈服強度。此種操作的主要目的是減少了薄弱部位轉移,避免了混凝土脆性損壞,如剪切破壞或混凝土壓碎等問題。
5.結語
建筑結構抗震設計時一項較系統的工程,改變以計算為中心的傳統設計、評估與校核,實現了設計者多年經驗與設計規范的結合,避免了盲目開展計算工作,對抗震設計創造了獨特的發展空間,并真實展現了結構的實時情況,進而科學合理的進行抗震設計。
作者:柴梅卿 單位:國家林業局西北林業調查規劃設計院
參考文獻
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