结构设计知多少……
ai_believe
ai_believe Lv.7
2006年08月30日 09:34:09
只看楼主

1. 结构设计的概念及内容: 结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西。结构语言就是结构师从建筑及其它专业图纸中所提炼简化出来的结构元素。包括基础,墙,柱,梁,板,楼梯,大样细部等等。然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系,包括竖向和水平的承重及抗力体系。把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。结构设计的内容由上可知为:基础的设计。上部结构的设计和细部设计。

1. 结构设计的概念及内容:

结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西。结构语言就是结构师从建筑及其它专业图纸中所提炼简化出来的结构元素。包括基础,墙,柱,梁,板,楼梯,大样细部等等。然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系,包括竖向和水平的承重及抗力体系。把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。结构设计的内容由上可知为:基础的设计。上部结构的设计和细部设计。

2. 结构设计的阶段:

结构设计的阶段大体可以分为三个阶段,结构方案阶段,结构计算阶段和施工图设计阶段。方案阶段的内容为:根据建筑的重要性,建筑所在地的抗震设防烈度,工程地质勘查报告,建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式(例如,砖混结构,框架结构,框剪结构,剪力墙结构,筒体结构,混合结构等等以及由这些结构来组合而成的结构形式)。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系和受力构件。

结构计算阶段的内容为:一:荷载的计算。荷载包括外部荷载(例如,风荷载,雪荷载,施工荷载,地下水的荷载,地震荷载,人防荷载等等)和内部荷载(例如,结构的自重荷载,使用荷载,装修荷载等等)上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。二:构件的试算。根据计算出的荷载值,构造措施要求,使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。三:内力的计算,根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算,包括弯矩,剪力,扭矩,轴心压力及拉力等等。三:构件的计算。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制(比如,轴压比,剪跨比,跨高比,裂缝和挠度等等)来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。

施工图设计阶段的内容为:根据上述计算结果,来最终确定构件布置和构件配筋以及根据规范的要求来确定结构构件的构造措施。

3. 各设计阶段的基本方法:

根据方案阶段的主要内容,其基本方法就是根据各种结构形式的适用范围和特点来确定结构应该使用的最佳结构形式,这要看规范中对于各种结构形式的界定和工程的具体情况而定,关键是清楚各种结构形式的极限适用范围。还要考虑合理性和经济性。

在结构计算阶段,就是根据方案阶段确定的结构形式和体系,依据规范上规定的具体的计算方法来进行详细的结构计算,规范上的方法有多种,关键是结合工程的实际情况来选择合适的计算方法,以楼板为例,就有弹性计算法,塑性计算法及弹塑性计算法。所以选择符合工程实际的计算方法是合理的结构设计的前提,是十分重要的。

在施工图设计阶段,就是根据结构计算的结果来用结构语言表达在图纸上。首先表达的东西要符合结构计算的要求,同时还要符合规范中的构造要求,最后还要考虑施工的可操作性。这就要求结构设计人员对规范要很好的理解和把握。另外还要对施工的工艺和流程有一定的了解。这样设计出的结构,才会是合理的结构。

4. 规范、手册及标准图集在具体工作中的应用:

结构设计的准则和依据就是各种规范和标准图集。在进行不同结构型式的设计时必须要紧扣不同的规范,但这些规范又都是相互联系密不可分的。在不同的工程中往往会使用多种规范,在一个工程确定了结构形式后,首先要根据《建筑结构可靠度设计统一标准》来确定建筑的可靠度和重要性;然后再根据《中国地震动参数区划图》 ,《建筑抗震设防分类标准》 《建筑抗震设计规范》确定建筑在抗震设防方面的规定和要求,在荷载的取值时要按照《建筑结构荷载规范》来确定,这是建筑总体需要运用的规范。在工程的具体设计方面,涉及到砌体部分的要遵循《砌体结构设计规范》的规定;涉及到混凝土部分的要遵循《混凝土结构设计规范》的规定;涉及到钢筋部分的要遵循《钢筋焊接及验收规程》和《钢筋机械连接通用技术规程》的规定;在基础部分的设计时需要遵循的是《建筑地基基础设计规范》的规定。最后在结构绘图时则要符合《建筑结构制图标准》的要求。

在各种结构设计手册中,给出了该结构形式设计的原理,方法,一般规定和计算的算例以及用来直接选用的各种表格。这对于深刻理解和具体设计各种结构形式具有良好的指导作用。我们推荐最好能参照设计手册来手算典型的结构形式。

标准图集是依据规范来制定的国家和省市地方统一的设计标准和施工做法构造。不同的结构形式有不同的标准图集。设计中常用的有,结构绘图时采用:平法制图(03G101-1),砌体中的钢筋混凝土过梁采用:过梁(L03G303),砖混结构抗震构造详图采用:L03G313,钢筋混凝土结构抗震构造详图采用:L03G323,地沟及盖板采用:02J331。需要说明的是,在选用标准图集时一定要根据具体工程的实际情况来酌情选用,必要时应说明选用的页号和图集号,不可盲目采用。

总之,结构设计是个系统的,全面的工作。需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。千里之行始于足下,设计人员要从一个个基本的构件算起,做到知其所以然,深刻理解规范和规程的含义,并密切配合其它专业来进行设计。在工作中应事无巨细,应善于反思和总结工作中的经验和教训。
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ai_believe
2006年09月09日 15:47:56
2楼
好象人气不是很望,看来我还是不发这样的帖子!
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zzj-zhijun
2006年09月10日 14:38:50
3楼
说的很好呀,ai_believe要是还有这方面的资料,请发上来,咱们可以做个专题了
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2006年09月12日 18:07:10
4楼
我感觉讲得很好,是从红观看问题的特色。飞龙
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bolong7110
2006年09月14日 22:35:52
5楼
我时也觉得楼主真的讲得很好!
者尤其是对我们年轻人很实用!给我们一个方向了!
不会整天在设计院里面迷惘!
太感谢楼主了!~
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ai_believe
2006年09月16日 17:38:01
6楼
要是大家觉得有这个需要的话,我会尽量做好,把一些自认为有价值的东西和大家一起分享
也希望大家有什么好的经验也拿到这里来分享一下!
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ai_believe
2006年09月16日 17:38:55
7楼
结构设计说明中应注意及存在的一些问题

结构设计说明中应注意及存在的一些问题
建筑抗震设防分类不清,个别设计不能正确地对建筑物进行抗震设防分类。
严格按《建筑抗震设防分类标准》(GB 50223-95)的规定执行。设计人应领会标准的内涵,分析建筑的性质、规模、特点、对社会的影响等因素,合理进行分类。特别应注意a.广播、电视和邮电通信建筑;b.城市抗震防灾建筑(医院、消防车库、采供血机构的建筑等):c.博物馆、大型体育馆(6000座位)、大型影剧院(1200座位),大型商场(年营业额1.5亿以上,固定资产0.5亿以上,建筑面积1万平方米以上,[三个条件均满足])等民用建筑。(大底盘建筑,当其下部属于大型零售商场的乙类建筑范围时,一般可将其及与之相邻的2层定为加强部位,按乙类进行抗震设计,其余各层可按丙类进行抗震设计。
确定抗震等级时忽视主体与裙房之间有无设缝,笼统按高层部分来定抗震等级。当高层部分与裙房之间不设缝时,应按高层部分来定抗震等级;当两者之间设有缝时,高层和裙房应按各自的情况确定抗震等级。
地下室的抗震等级:应按《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2001)6.1.3条或《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)4.8.5条,既:当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时(应满足《建筑抗震设计规范》6.1.14条),地下一层的抗震等级应与上部结构相同,地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。地下室中无上部结构的部分,可根据具体情况采用三级或更低等级。
混凝土结构的抗震等级定错。主要是:框支剪力墙不区分底部加强区与非加强区的抗震等级。对短肢剪力墙、复杂高层建筑结构(带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构、连体结构)的抗震等级提高重视不够。(在下面还要具体说明)。
基础的安全等级与建筑物的安全等级不同,应按各自的规范来确定安全等级。
结构设计使用年限与建筑施工图矛盾。根据《建设工程质量管理条例》,要注明工程合理使用年限,一般工程结构标注设计使用年限(定义:设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期)为50年(应根据《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068—2001第1.0.5条 [强条],见下表),而建筑施工图定为100年(例如:一般高层,其根据《民用建筑设计通则》第1.0.4条,为建筑耐久年限),两者矛盾。若结构使用年限定为100年,则结构要符合另外的要求或采取专门的有效措施。
设计使用年限分类
类别 设计使用年限(年) 示例
1 5 临时性结构
2 25 易于替换的结构构件
3 50 普通房屋和构筑物
4 100 纪念性建筑和特别重要的建筑结构
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