【建筑物结构体系优化】 建筑物结构体系的定义

来源:网页设计 发布时间:2019-05-15 04:05:48 点击:

  摘要: 本文阐述了建筑物结构设计和选型的基本方法和原则,指出了建筑物结构体系分析了选择合理的结构体系优化的方法和对策方法.对建筑物结构体系设计有非常重要的指导意义。   关键词:建筑物结构 优化 分析 假定
  中图分类号:TU3 文献标识码:A文章编号:
  一、建筑结构设计与选型
  建筑结构是建筑技术的重要组成部分,而建筑技术是建筑的三大要素之一。建筑结构赋予建筑物独特的空间构造和格局,作为建筑物的支撑结构和载体,其稳定性和质量直接影响着建筑物的质量,从而影响使用者的安全。在建筑的准备阶段,从建筑设计开始就存在着对建筑方案的利弊比较选择问题,还有后期的建筑实施阶段,其施工工艺、工序、技术方法等的科学合理选择,要做好以上各个方面才能保证建筑结构的质量。
  1砌体结构
  建筑物砌体作为建筑的支撑结构,一般不在墙体上开设门窗,主要起到分隔和围护的作用,所以建筑物墙体的材料选择具有取材方便、施工设备普遍、施工技术含量不高、施工效率高等特点。一般情况下,由于建筑物砌体的抗压强度不高,所以砌体一般应用于小于等于七层的建筑;由于建筑物砌体的抗震性不好,所以一般不应用于高层办公楼和空间较大的商场类建筑。
  2框架结构
  建筑物框架结构一般采用钢筋混凝土材料,除了具有墙体的分隔和围护作用外,还可以承载建筑物的重量,起到支撑的作用;同时建筑物框架结构的设计要科学合理,在符合生产工艺的前提下,可以根据使用者的偏好对建筑平面灵活设计。由于钢筋混凝土材料具有很好的抗压和抗震效果,所以一般高层建筑均采用这种材料作为建筑物的框架结构。
  3剪力墙结构
  建筑物剪力墙作为墙体的一种具有分割和围护作用,同时其重要作用是作为建筑物的承重墙,所以建筑物剪力墙需有较强的承载能力,建筑物剪力墙的设置要能够满足建筑物整体的设计要求,空间布局合理实用。在一般情况下,剪力墙多应用于高层建筑,主要作为对抗侧力的结构。但是因为建筑物剪力墙的承载力会受到间距的影响,所以采用剪力墙的建筑物平面空间设计不够灵活,多用于旅馆、公寓住宅等建筑物。在词用剪力墙结构时候,楼盖结构可不设梁,而选用钢筋混凝土平板,这样做的好处是在层数一定的情况下,可以减少层高。
  4简体结构:
  建筑物筒体结构的特点是具有很强的抗侧力和抗扭能力,如果能在建筑物设计时把简体墙集中布置,可以提高建筑物的平面空间设计的灵活性,所以建筑物筒体结构多应用高层、超高层商场等公共建筑。建筑物简单结构在进行平面设计阶段,宜采用方形或者圆形为佳,也可以选用稳定性较好的三角形或人字形。如果由于实用性建筑物要采用矩形设计时,长:宽应该小于或者等于2。同时外框的柱间距一般为1.22~3m,矩形设计四角的外筒柱子截面做成l形或八字形,再加大截面尺寸至原来的2~3倍。为保证建筑质量,一般情况下内筒边长尺寸等于1/3外筒边长。为了加强建筑的空间整体感,可以采用在框筒顶部设置1~2层高刚性环梁的方法。
  二 建筑结构分析的基本假定
  1弹性假定在当前的建筑施工领域,对高层建筑结构进行分析的实用方法是弹性假定计算法。因为建筑物处于自然环境中,随时四季的更换和天气的变化,建筑结构所需承受的负重是不同的,所以弹性假定计算法比较符合现实的建筑环境,具有很高的现实价值。但是如果遇到地震或者台风等重大自然灾害的时候,由于受力较大,高层建筑结构会出现位移、裂缝等情况,使建筑物处于弹塑性工作状态,这时仅采用弹性假定计算法并不能真实地反映结构的承重等实际工作状态,要采用弹塑性动力分析法进行分析。2小变形假定
  在当前的建筑施工领域,对建筑结构进行分析的常用方法是小变形假定。有学者对几何非线性问题进行研究,发现当顶点水平位移:建筑物高度 大于1/500 时, p—△效应影响几乎可以忽略不计。3刚性楼板假定
  在当前的建筑施工领域,对很多高层建筑结构进行分析的前提假设为:楼板在其自身平面内具有无限大,平面外的刚度忽略不计。这样假设因为忽略了结构位移,可以简化计算方法,并作为采用空间薄壁杆件理论计算筒体结构提供了基础前提。在大部分情况下,除了竖向刚度有突变、楼板刚度较小、抗侧力构件间距过大等情况,对框架体系和剪力墙体系均可以采用这种假设进行分析计算, 4计算图形的假定
  在当前的建筑施工领域,一般采用三维空间分析方法来对高层建筑结构进行分析。这主要是由于二维协同分析方法忽略了平面外的刚度、扭转刚度和抗侧力构件的位移等问题,这样会使分析结果与实际情况。
  三 建筑结构静力分析方法1框架——剪力墙结构有很多方法可以计算框架——剪力墙结构内力和位移,因为各种方法的的前提假设条件不同,所以不同假设的具体计算方法也各不相同,在当前的建筑施工领域,一般采用连梁连续化假定方法,在假设剪力墙、框架的水平位移或转角相等的位移协调前提下,通过建立位移与外荷载之间的微分方程,将结构转化为等效壁式框架,最终求得所要的数据。
  2剪力墙结构
  剪力墙的承重性是由其开凿情况决定的,按照剪力墙的承重大小可以将其分为单肢墙、小开口整体墙、联肢墙、特殊开洞墙、框支墙等。在计算内力与位移时需要按照剪力墙的不同类型和截面受力特点采用适宜的方法来进行计算。比较精准的剪力墙结构计算方法是平面有限单元法。但其弊端是可变因素较多,需要时间较长,所以只有特殊的开洞墙、框支墙的过渡层等复杂情况才会采用此方法进行计算。
  3筒体结构
  对建筑物筒体结构进行分析的方法包括以下两种:第一,等效连续化方法。第二,等效离散化方法。等效连续化方法是将离散杆件进行连续化处理的方法,具体可分为几何连续化分布和几何物理连续化分布两种,均是为了对弹性薄板的性能进行分析而是将离散杆件转化为等效的正交异性弹性薄板的有效方法。等效离散化方法是进行杆系结构分析方法的前提,将连续的墙体离散为等效的杆件。主要的计算方法有核心筒的框架分析法和平面框架子结构法两种。
  小结
  建筑物应该具有实用、经济、安全、美观的作用,对建筑结构进行设计的目的就是为了使建成的建筑物拥有其基本功能。开发商为了自身的经济利益,会对建筑结构造价进行评估和设计,以保证其利润的最大化。所以建筑物的安全性和经济性是衡量建筑结构设计人员业务水平的重要指标。
  参考文献:
  [1]王东风:剪力墙住宅结构优化设计[J].建筑设计博览,2011,33
  [2]孙向晨:主流建筑结构优化设计[J].工业建筑,2010,3

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