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摘要:在设计建筑工程结构过程中,需要涉及诸多的内容,设计人员应当加强建筑结构设计需求的把控,将结构设计的要点明确,同时应当加强对施工现场情况的充分考虑,科学地分析前期勘察资料,动态把控施工现场环境,根据实际情况做好结构设计方案的设计。设计人员应当加强融合应用概念设计和结构设计措施,将建筑工程结构设计的效果优化,将建筑工程主体结构、抗震性能、结构强度等方面提升。
关键词:结构设计;概念设计;结构措施
1项目概况
在某地上建筑中,总建筑面积29000万m2;规划拟建25层,地上、地下分别为23层、2层。在本建筑工程中,所处场地土为Ⅲ类;结构主体是剪力墙;具有8度的抗震设防烈度级别。其中,在分组中地震设计属于第2组,设计地震基本加速度0.20g。
2实践应用
2.1合理选择施工场地
(1)按本项目的基础建设目标,在最初设计时先全方位勘察建设场地及四周环境情况。其中主要涉及勘测地貌地质、勘察水文条件、分析本地气候、解读附近重大工程等工作。按地质勘察报告,明确本项目施工场地和四周无全新活动断裂情况存在,未发现会影响安全施工的非稳定地质作用。所以,能确定在本场地可以进行施工。经由专家统一复审后,确定拟建场地属于稳定型场地,能够展开该工程建设工作。
(2)在选择施工场地的过程中,还涉及地基基础的有关选型事宜。按地质勘察结论报告,初步拟建出在海平面之下最深7m左右的范围是建筑物的场地,存在显著的湿陷性黄土层。按有关标准要求,判断地基湿陷属于Ⅱ级类型。
(3)参考以上依据,就场地地基位置的地质条件,要求匹配专业化的综合设备。此外,在地下1层设置层高为3.3m,相应的地下2层就要求采用3.0m的标准。据以上综合分析结果显示,在本工程基础选型中,按照初步估算,最终选择筏形基础。在筏形基础中以1.4m厚为准,针对湿陷性土层则可全挖。通过科学选择施工场地、同步规划基础选型专业方案,充分防止了湿陷性土层影响基础及地基的现象。据规范要求比对可知,基础的标准化埋深位于可控区间。
2.2改善结构抗震性能
(1)认真分析本项目中涉及的防震数据信息,并逐一讨论会影响关联性的基础因素。统一认为在规范其余客观条件时,控制建筑原材料的质量安全属于增强建筑结构实际抗震能力的重要工作。所以,在开始施工前应从现代产业链思想出发,以建筑原材料为项目专题设计之一。
(2)根据项目立项,先全面考察结构设计涉及的参数及有关防震数据信息。在拟建目标中,根据定位要求来调研市场,主要涉及原材料种类、名称、性能、规格、构成、工艺、缺点、售价等内容。再基于试验分析比较样品,并统一确定所选原材料。
(3)提出和生产要素一致的原材料验收基础指标、使用指标、生产指标,并在各层次结构的规划设计中加以灵活运用,以确保材料质量安全。
(4)按照概念设计经验,逐一列举施工环节所对应的“作业要素、建设指标”总清单,进而提前预防施工中的不良偷工减料或刻意压低原材料投入的现象,以全方位控制建筑结构的整体安全性,真正改善建筑结构的实际抗震性能。
2.3布设好电梯间
(1)按照纯框架的标准,及时规避在电梯井中用到钢混井筒。从框架及其结构上来看,要求创新剪力墙设计,令抗剪切用剪力墙的量满足实际需求。也需控制剪力墙的量以满足对应结构的实际承重、受重要求。
(2)本建筑高25层,要求在结构设计中规避高度引起的非稳定性。尽量降低错层概率,而针对局部越层柱,则要求注意避免使用梁板,立足实际需求严控高度。
(3)历经诸多次大地震灾害后,国内也更加重视结构设计中有关防震的因素。其中尤其关注建筑结构和防震缝间的关联性,减小对建筑立面具体效果的影响。因此,要求从结构措施出发,通过精准计算转换结果到施工实践领域。
2.4设好防震缝及后浇带
在达到规范条件下要求尽可能避免建筑结构领域“设缝”。然而,在设计现代化的建筑物结构中,在概念设计、实践结构设计中已经积累下来的经验,却进一步证实了采取“设缝”措施的必要性。所以,一般而言,会综合考量“设缝”的具体位置,并按此位置需匹配一整套的防水及保温基础措施。因为“设缝”施工复杂度高,既会扩大施工成本,又会影响建筑物的美观性,特别是施工显得更加困难。现阶段,基于结构缝概念,成功做出了防震缝、伸缩缝、沉降缝等,且获得甚为理想的效果。所以,根据设计规范标准,先认真分析项目当中存在的结构缝需求,再从实际要求出发设置各种结构缝。
2.5灵活调整系数
(1)确定实际的周期折減系数。在设计建筑结构中,框架系统的具体刚度往往和建筑总刚度(墙的填充物作用于建筑的总刚度)之间具有正比例关系,又和实际周期折减系数之间具有反比例关系。即实际周期折减系数减少时,具体刚度会随总刚度增加而提升,实际周期折减系数增加时,刚度会随总刚度增加而递减。按正常实际周期折减系数为0.8~1.0的规范标准来展开分析可知,本项目的状况与常规要求相符。
(2)就振型数、高宽比而言,根据结构非规则性,提议基于扭转耦联振型分解法来展开计算过程。在本工程中,控制超过15个振型数。如拟建项目是多塔结构,宜根据超过9倍塔数的标准来设置振型数。当确定振型数运算结果后,就需控制振型参数和总质量数达到超过90%的合格标准要求。在本项目中,具体建筑高度77.85m,等效宽15.8m,且建筑高宽比为4.93,与规范要求相符。
(3)在设计现代化的建筑结构中,竖向荷载会作用到梁结构上,所以在确定负弯梁端调幅系数时,需参考荷载大小的标准。
(4)在本工程中,具体确定连梁刚度实际周期折减系数时,需注意到整体高度,并综合分析抗震设防烈度、当地地理位置。由于根据已知数据信息,设计师一般会挑选略长一些的墙段来对抗框架位移、提升抗剪承载力,会形成连梁刚度低于墙体的问题,并在连梁配筋建设中难以配筋的方面呈现出间接后果。所以,要求在设计阶段适当折减连梁刚度及有关系数,但是要求控制确定系数为0.5~0.7。
(5)本项目中整体上的楼板、梁,在具体的施工中会参考T形横楼面梁标准。然而,在确定楼面梁刚度的具体增大系数时,则需以矩形为准来计算。按概念设计实践经验分析可知,就边中间框架梁、框梁而言,宜分别取1.5、2.0的值。
结语
在设计建筑结构中,科学应用概念设计、结构措施,发挥着关键的作用,既能够大力确保建筑结构的整体稳定度、安全性,又能够令建筑物更加美观、经济实用,进而更好地服务于社会。为满足预想要求,可以及时优化、加强要点控制,以改善结构效果,促进建筑行业加快发展。
参考文献
[1]李泽.汉中某复杂高层大跨连体结构设计[J].建筑结构,2021,51(S1):512-518.
[2]潘敏华,刘克,吴心怡,孙强.装配式混凝土框架的结构设计要点及工程实例[J].建筑结构,2021,51(S1):1003-1008.
[3]潘敏华,姚远,屈雨浓.通州台湖公租房装配式结构设计[J].建筑结构,2021,51(S1):1017-1020.
[4]刘克,潘敏华,吴心怡,孙强.某住宅混合公建用地项目装配式结构设计[J].建筑结构,2021,51(S1):1038-1043.
[5]罗文雅.房屋结构设计中的建筑结构设计优化研究[J].陶瓷,2021(02):151-152.
关键词:结构设计;概念设计;结构措施
1项目概况
在某地上建筑中,总建筑面积29000万m2;规划拟建25层,地上、地下分别为23层、2层。在本建筑工程中,所处场地土为Ⅲ类;结构主体是剪力墙;具有8度的抗震设防烈度级别。其中,在分组中地震设计属于第2组,设计地震基本加速度0.20g。
2实践应用
2.1合理选择施工场地
(1)按本项目的基础建设目标,在最初设计时先全方位勘察建设场地及四周环境情况。其中主要涉及勘测地貌地质、勘察水文条件、分析本地气候、解读附近重大工程等工作。按地质勘察报告,明确本项目施工场地和四周无全新活动断裂情况存在,未发现会影响安全施工的非稳定地质作用。所以,能确定在本场地可以进行施工。经由专家统一复审后,确定拟建场地属于稳定型场地,能够展开该工程建设工作。
(2)在选择施工场地的过程中,还涉及地基基础的有关选型事宜。按地质勘察结论报告,初步拟建出在海平面之下最深7m左右的范围是建筑物的场地,存在显著的湿陷性黄土层。按有关标准要求,判断地基湿陷属于Ⅱ级类型。
(3)参考以上依据,就场地地基位置的地质条件,要求匹配专业化的综合设备。此外,在地下1层设置层高为3.3m,相应的地下2层就要求采用3.0m的标准。据以上综合分析结果显示,在本工程基础选型中,按照初步估算,最终选择筏形基础。在筏形基础中以1.4m厚为准,针对湿陷性土层则可全挖。通过科学选择施工场地、同步规划基础选型专业方案,充分防止了湿陷性土层影响基础及地基的现象。据规范要求比对可知,基础的标准化埋深位于可控区间。
2.2改善结构抗震性能
(1)认真分析本项目中涉及的防震数据信息,并逐一讨论会影响关联性的基础因素。统一认为在规范其余客观条件时,控制建筑原材料的质量安全属于增强建筑结构实际抗震能力的重要工作。所以,在开始施工前应从现代产业链思想出发,以建筑原材料为项目专题设计之一。
(2)根据项目立项,先全面考察结构设计涉及的参数及有关防震数据信息。在拟建目标中,根据定位要求来调研市场,主要涉及原材料种类、名称、性能、规格、构成、工艺、缺点、售价等内容。再基于试验分析比较样品,并统一确定所选原材料。
(3)提出和生产要素一致的原材料验收基础指标、使用指标、生产指标,并在各层次结构的规划设计中加以灵活运用,以确保材料质量安全。
(4)按照概念设计经验,逐一列举施工环节所对应的“作业要素、建设指标”总清单,进而提前预防施工中的不良偷工减料或刻意压低原材料投入的现象,以全方位控制建筑结构的整体安全性,真正改善建筑结构的实际抗震性能。
2.3布设好电梯间
(1)按照纯框架的标准,及时规避在电梯井中用到钢混井筒。从框架及其结构上来看,要求创新剪力墙设计,令抗剪切用剪力墙的量满足实际需求。也需控制剪力墙的量以满足对应结构的实际承重、受重要求。
(2)本建筑高25层,要求在结构设计中规避高度引起的非稳定性。尽量降低错层概率,而针对局部越层柱,则要求注意避免使用梁板,立足实际需求严控高度。
(3)历经诸多次大地震灾害后,国内也更加重视结构设计中有关防震的因素。其中尤其关注建筑结构和防震缝间的关联性,减小对建筑立面具体效果的影响。因此,要求从结构措施出发,通过精准计算转换结果到施工实践领域。
2.4设好防震缝及后浇带
在达到规范条件下要求尽可能避免建筑结构领域“设缝”。然而,在设计现代化的建筑物结构中,在概念设计、实践结构设计中已经积累下来的经验,却进一步证实了采取“设缝”措施的必要性。所以,一般而言,会综合考量“设缝”的具体位置,并按此位置需匹配一整套的防水及保温基础措施。因为“设缝”施工复杂度高,既会扩大施工成本,又会影响建筑物的美观性,特别是施工显得更加困难。现阶段,基于结构缝概念,成功做出了防震缝、伸缩缝、沉降缝等,且获得甚为理想的效果。所以,根据设计规范标准,先认真分析项目当中存在的结构缝需求,再从实际要求出发设置各种结构缝。
2.5灵活调整系数
(1)确定实际的周期折減系数。在设计建筑结构中,框架系统的具体刚度往往和建筑总刚度(墙的填充物作用于建筑的总刚度)之间具有正比例关系,又和实际周期折减系数之间具有反比例关系。即实际周期折减系数减少时,具体刚度会随总刚度增加而提升,实际周期折减系数增加时,刚度会随总刚度增加而递减。按正常实际周期折减系数为0.8~1.0的规范标准来展开分析可知,本项目的状况与常规要求相符。
(2)就振型数、高宽比而言,根据结构非规则性,提议基于扭转耦联振型分解法来展开计算过程。在本工程中,控制超过15个振型数。如拟建项目是多塔结构,宜根据超过9倍塔数的标准来设置振型数。当确定振型数运算结果后,就需控制振型参数和总质量数达到超过90%的合格标准要求。在本项目中,具体建筑高度77.85m,等效宽15.8m,且建筑高宽比为4.93,与规范要求相符。
(3)在设计现代化的建筑结构中,竖向荷载会作用到梁结构上,所以在确定负弯梁端调幅系数时,需参考荷载大小的标准。
(4)在本工程中,具体确定连梁刚度实际周期折减系数时,需注意到整体高度,并综合分析抗震设防烈度、当地地理位置。由于根据已知数据信息,设计师一般会挑选略长一些的墙段来对抗框架位移、提升抗剪承载力,会形成连梁刚度低于墙体的问题,并在连梁配筋建设中难以配筋的方面呈现出间接后果。所以,要求在设计阶段适当折减连梁刚度及有关系数,但是要求控制确定系数为0.5~0.7。
(5)本项目中整体上的楼板、梁,在具体的施工中会参考T形横楼面梁标准。然而,在确定楼面梁刚度的具体增大系数时,则需以矩形为准来计算。按概念设计实践经验分析可知,就边中间框架梁、框梁而言,宜分别取1.5、2.0的值。
结语
在设计建筑结构中,科学应用概念设计、结构措施,发挥着关键的作用,既能够大力确保建筑结构的整体稳定度、安全性,又能够令建筑物更加美观、经济实用,进而更好地服务于社会。为满足预想要求,可以及时优化、加强要点控制,以改善结构效果,促进建筑行业加快发展。
参考文献
[1]李泽.汉中某复杂高层大跨连体结构设计[J].建筑结构,2021,51(S1):512-518.
[2]潘敏华,刘克,吴心怡,孙强.装配式混凝土框架的结构设计要点及工程实例[J].建筑结构,2021,51(S1):1003-1008.
[3]潘敏华,姚远,屈雨浓.通州台湖公租房装配式结构设计[J].建筑结构,2021,51(S1):1017-1020.
[4]刘克,潘敏华,吴心怡,孙强.某住宅混合公建用地项目装配式结构设计[J].建筑结构,2021,51(S1):1038-1043.
[5]罗文雅.房屋结构设计中的建筑结构设计优化研究[J].陶瓷,2021(02):151-152.