建筑結構職稱論文(2)
建筑結構職稱論文篇二
談建筑結構設計
[摘 要]建筑結構設計是個系統的，全面的工作。需要扎實的理論知識功底，靈活創新的思維和嚴肅認真負責的工作態度。作為設計人員，要掌握結構設計的過程，保證設計結構的安全，還要善于總結工作中的經驗。本文根據筆者的工作經驗，對建筑進行結構設計時要注意的事項進行闡述。
[關鍵詞]建筑;結構設計;過程;注意事項
中圖分類號：X704 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X(2014)13-0177-01
結構設計簡而言之就是用結構語言來表達建筑師及其它專業工程師所要表達的東西。用基礎，墻，柱，梁，板，樓梯，大樣細部等結構元素來構成建筑物的結構體系，包括豎向和水平的承重及抗力體系。把各種情況產生的荷載以最簡潔的方式傳遞至基礎。
一、結構的設計過程
結構設計的階段大體可以分為三個階段，結構方案階段，結構計算階段和施工圖設計階段。方案階段的內容為：根據建筑的重要性，建筑所在地的抗震設防烈度，工程地質勘查報告，建筑場地的類別及建筑的高度和層數來確定建筑的結構形式(例如，磚混結構，框架結構，框剪結構，剪力墻結構，筒體結構，混合結構等等以及由這些結構來組合而成的結構形式)。確定了結構的形式之后就要根據不同結構形式的特點和要求來布置結構的承重體系和受力構件。
結構計算階段的內容為：首先，荷載的計算。荷載包括外部荷載(例如，風荷載，雪荷載，施工荷載，地下水的荷載，地震荷載，人防荷載等等)和內部荷載(例如，結構的自重荷載，使用荷載，裝修荷載等等)上述荷載的計算要根據荷載規范的要求和規定采用不同的組合值系數和準永久值系數等來進行不同工況下的組合計算。其次，構件的試算。根據計算出的荷載值，構造措施要求，使用要求及各種計算手冊上推薦的試算方法來初步確定構件的截面。再次，內力的計算，根據確定的構件截面和荷載值來進行內力的計算，包括彎矩，剪力，扭矩，軸心壓力及拉力等等。
二、進行結構設計時應注意的事項
1、 關于箱、筏基礎底板挑板的陽角問題
(1) 陽角面積在整個基礎底面積中所占比例極小，可砍成直角或斜角。
(2) 如果底板鋼筋雙向雙排，且在懸挑部分不變，陽角不必加輻射筋。
2、 關于箱、筏基礎底板的挑板問題 從結構角度來講，如果能出挑板，能調勻邊跨底板鋼筋，特別是當底板鋼筋通長布置時，不會因邊跨鋼筋而加大整個底板的通長筋，較節約;出挑板后，能降低基底附加應力，當基礎形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時，加挑板就可能采用天然地基;能降低整體沉降，當荷載偏心時，在特定部位設挑板，還可調整沉降差和整體傾斜;窗井部位可以認為是挑板上砌墻，不宜再出長挑板。雖然在計算時此處板并不應按挑板計算。
3、 關于梁、板的計算跨度 一般的手冊或教科書上所講的計算跨度，如凈跨的1.1倍等，這些規定和概念僅適用于常規的結構設計，在應用日廣的寬扁梁中是不合適的。梁板結構，簡單點講，可認為是在梁的中心線上有一剛性支座，取消梁的概念，將梁板統一認為是一變截面板。在扁梁結構中，梁高比板厚大不了多少時，應將計算長度取至梁中心，選梁中心處的彎距和梁厚，及梁邊彎距和板厚配筋，取二者大值配筋。(借用臺階式獨立基礎變截面處的概念)柱子也可認為是超大截面梁，所以梁配筋時應取柱邊彎距。削峰是正常的，不削峰才有問題。
4、 基坑開挖時，摩擦角范圍內的坑邊的基底土受到約束，不反彈，坑中心的地基土反彈，回彈以彈性為主，回彈部分被人工清除。當基礎較小，坑底受到很大約束，回彈可以忽略，在計算沉降時，應按基底附加應力計算。當基坑很大時，相對受到較小約束，如箱基，計算沉降時應按基底壓力計算，被坑邊土約束的部分當做安全儲備，這也是計算沉降大于實際沉降的原因之一。
5、 抗震縫應加大，經統計，按規范要求設的防震縫在地震時有40%發生了碰撞。故應增大抗震縫間距。
6、 關于回彈再壓縮 基坑開挖時，摩擦角范圍內的坑邊的基底土受到約束，不反彈，坑中心的地基土反彈，回彈以彈性為主，回彈部分被人工清除。當基礎較小，坑底受到很大約束，如獨立基礎，回彈可以忽略，在計算沉降時，應按基底附加應力計算。當基坑很大時，相對受到較小約束，如箱基，計算沉降時應按基底壓力計算，被坑邊土約束的部分當做安全儲備，這也是計算沉降大于實際沉降的原因之一。
7、 主梁有次梁處加附加筋：一般應優先加箍筋，附加箍筋可認為是：主梁箍筋在次梁截面范圍無法加箍筋或箍筋短缺，在次梁兩側補上，象板上洞口附加筋。附加筋一般要有，但不應絕對。規范說的清楚，位于梁下部或梁截面高度范圍內的集中荷載，應全部由附加橫向鋼筋承擔。也就是說，位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的墊梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力應加附加筋。但梁截面高度范圍內的集中荷載可根據具體情況而定。當主次梁截面相差不大，次梁荷載較大時，應加附加筋。
三、建筑結構經濟性分析
建筑結構經濟性包括內容注重經濟性的建筑設計包含非常廣泛的內容。傳統中只強調改進建筑材料保溫性、改善建筑體形系數、提高建筑材料的氣密性等一系列節能降耗措施，現在建筑隨著形勢的發展，人們對居住環境不僅從結構性出發，更要在建筑結構的經濟性角度考慮，如空間組織、技術組織、結構設置、能源與資源利用，以及建筑循環再利用等方面全面地確立經濟性的原則、方法。
建筑結構的經濟性就是只以較少的成本來獲得最大的效用。其中由美國建筑師、工程師R?B?富勒提出的“少費多用”原則是較常用普通的原則。“少費多用(more withless)”原則的含義是，憑借有效的手段或方式，利用最小化的量的材料、資源來投資，目的在于獲得盡可能大的發展效益。“少費多用”原則，順應目前的發展形勢，在建筑堅持可續費發展的思路上，該原則是一條重要的、有效的、節約型的設計方式。
在富勒的實踐中，“少費多用”原則最具代表性地表現在他對空間結構及建材應用的創意中。他的短桿網架穹隆結構體系(geodesic dome )被稱為人類迄今為止最輕、最高效、最為有力的空間圍合手段，在造型、尺寸、材料選用上具有很大的靈活性，且造價低廉、營造方便。
“少費多用”原則還體現在建筑空間組織、利用的高效化方面。原則堅持對平面面積的充分利用，還注重三維空間的挖掘。比如某市圖書館設計中提出了“ 模塊式”圖書館的創作思路，將圖書館劃分成不同的功能模塊，采用不同的層高、柱網，進行類比布局。這樣可以減少“三統一”標準空間所造成的浪費，充分發揮空間效益。某高效空間住宅的設計中則對廚房、廁所的上區、臥區上下等潛在空間進行了有效的利用。將每戶主、次二個開間設置為不同層高，對應于不同的功能使用要求，大大提高了住宅空間的使用效益。
總之，結構設計是個系統、全面的工作，需要扎實的理論知識功底，靈活創新的思維和嚴肅認真負責的工作態度。千里之行，始于足下。設計人員要從一個個基本的構件算起，做到知其所以然，深刻理解規范和規程的含義，并密切配合其它專業來進行設計，在工作中應事無巨細，善于反思和總結工作中的經驗和教訓。
參考文獻
[1]侯力更主編.砌體結構設計[M].中國計劃出版社.2006.8.
[2]張吉人.建筑結構設計施工質量控制[M].中國建筑工業出版社. 2006.9.
[3]沈蒲生.樓蓋結構設計原理[M].科學出版社.2003.12.
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