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建筑结构设计中的概念设计及结构措施

2019-10-19柴迎春

魅力中国 2019年30期
关键词:概念设计剪力墙钢管

柴迎春

(怀化市建筑设计研究院,湖南 怀化 418000)

前言:

在建筑结构设计当中,概念设计和结构措施是极为重要的。设计是建筑工程的基础,概念设计是建筑工程体现先进思想与规范精神的重点所在。一个优秀的建筑设计人员,对于建筑结构设计,除去要依靠自身的经验之外,还必须要充分运用整体概念设计的方式去把建筑结构和结构自身以及外部环境结合在一起,并且还需要有意识的处理建筑结构和构件之间的关系,不断完善建筑结构的概念,深刻了解各种类型的结构性能,只有这样才能够实现概念设计和结构在建筑结构设计中的融合。

一、建筑工程概念设计简述

结构概念设计是无须人具体采用数值计算,而是全方位的考虑建筑工程的结构特征,对各分支体之间的关联与建筑结构的机理和传统的建筑工程结构设计经验,有效的去掌握建筑工程结构的相关设计原则,并确定具体的建筑结构设计思路。总的来说,在建筑结构设计活动中,必须进行概念设计,然而概念设计的方式应用也在一定程度上是存在无意识状态方面。当前,我国科学技术的快速发展,城市居住人们对于建筑工程的要求也在不断攀升中,因此,建筑工程结构设计的复杂程度也有所提高,所以在建筑工程结构设计活动中,相关设计工作人员还需要积极的运用概念设计的方法,将其运用在其中。目前,我国建筑工程结构概念设计的发展还相对较慢,还处于初级发展阶段,在实际应用期间,还有很多建筑工程结构设计人员对于概念设计的理解和实际应用方式有着多方面的不同见解,这种情况的出现会直接影响到建筑结构设计中的概念设计理念在实际应用中有所偏差,在实际应用中的效果不能得到体现。

二、建筑结构设计中的概念设计与结构措施分析

建筑结构设计活动中,往往需要对建筑结构构件进行相应的概念设计,并针对具体建筑功能进行优化,从而提升建筑结构的整体稳定性和质量,提升建筑整体的抗震性能,降低建筑结构变形等。所以,建筑结构设计是需要从整体概念设计作为出发点,设计人员需要把建筑结构分为多个阶段进行概念细化完善,这样能够从整体上去掌握建筑结构自身和空间结构以及环境结构之间协调合理,只有这样才能够让建筑结构在稳定性和安全性的基础上得到合理的经济性,从而保障建筑既安全,又经济,且与周边环境和谐共处。

图一:剪力墙设计

(一)剪力墙结构分析

剪力墙结构是使用钢筋混凝土墙板作为竖向承重与抵抗向侧力的结构,这种使用钢筋混凝土墙板来承受水平力的结构被称之为剪力墙结构。剪力墙结构通常是使用平面布置的形式来完成的,剪力墙双向或者多向的结构布置剪力。其刚度比相同材料用量的框架体构大,常运用在30层以下的高层住宅建筑。剪力墙结构适用高宽比6度,7度地震还不大于6,8度地震还不大于5,9度地震还不大于4,因此墙体高度在设计过程中必须要充分考虑到结构抗震的需求。

(二)框架剪力墙结构分析

框架剪力墙(图一)的结构主要是由框架与剪力墙所组成的结构体系。其中剪力墙承受了大多数的水平荷载,框架所承受到的荷载主要是竖向荷载,这两者之间是协同合作,分工较为合理。

(三)轻型钢结构体系分析

协同工作的相关概念在工业产品的设计和制作过程中现已经有了比较广泛的使用了,其主要的目的就是把内部的结构体系能够有效的去进行优化配合,从而去实现建筑结构设计的使用寿命。当前,有很多轻型的钢结构应用是协同工作的概念与建筑结构体系的结合案例。在一定程度上轻型钢结构其自身的特征是价格低,质量轻以及施工速度较快,在受到现场施工环境的影响是相对较小的,在抗变形等特征在工业厂房中的应用是相对广泛的。因为轻型钢结构的抗拉性能是要比普通的混凝土强度高上二十多倍左右,并且在不出现裂缝的情况下,其在建筑结构当中也是有较强的结构性能的。基于此,在钢结构中具有较好的变形特征,在当某一种原因所引发其他建筑结构出现断裂时,同时所发生在钢结构上面的只会表现出塑性变形,并且变形自身也是具有相应的缓冲期的,这个缓冲期能够为安全撤离提供充足的时间。因此,对建筑结构的受力进行相应的研究分析,以保障在同一层建筑各个柱体相同的水平位移时,是能够同时让其达到最佳的承载能力。

(四)钢管混凝土混结构分析

在一定程度上钢管混凝土在当前建筑施工过程中是最为常用的,其也是一种把混凝土和刚才进行结合,这样能够充分发挥出这两者的全部性能的新模式,也能够保持建筑的稳定性和刚度的提高。充分运用混凝土和钢管组合在一起的方式能够从下面两个层面得到体现:第一是建筑内部的混凝土能够对外部钢管作为有效的支撑性能,建筑内部与钢管的混凝土能够有效的结合在一起,这样能够让其具备较强的优势效果,让这两者自身的优势都得到很好的补充,从而保障建筑的承受何在有所增加;第二是建筑外部钢管能够较好的对内部混凝土进行有关的约束,这样能够让混凝土的强度得到更进一步的提升,科学合理的去解决高层建筑物底层柱轴压的超限等问题。

(五)悬索结构分析

悬索结构所采用的全部都是拉杆,这样的结构让材料的利用率和结构的实际应力水平都得到了一定程度上的提升,充分利用高强度的悬索材料,是能够增加预应力的。与此同时这也包含了悬索结构相互结合的结构模式等等,因此建筑悬索结构是比较适用在跨度较大的建筑结构当中。比如在江苏省的体育馆就是采用的悬索结构,其悬索结构主要是由边缘构件和索网构成的。为了能够让建筑物的稳定性得到提升,在建筑物概念设计过程中,设计人员把预应力锚悬索固定在环形梁柱上面,并且把辅助索底座上面的设计承受平均水平拉力以环形弯梁的方式去降低,这样做能够极大的提升悬索结构的稳定性和强度,从而保障建筑物覆盖的安全性。

结语:

总而言之,为了能够保障建筑工程的整体质量,设计人员必须要优化建筑工程的结构设计,并且还需要结合工程现场情况,去制定出更贴合实际工程的建筑结构设计方案,只有通过这样的方式才能够实现建筑结构设计的完整性和安全性,从而去保障建筑工程的质量,保障建筑工程的使用寿命,所以在建筑结构设计过程中充分加入概念设计和结构措施对于建筑工程有着极为重要的现实意义。

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