结构设计问题范文

结构设计问题范文（精选12篇）

结构设计问题 第1篇

近年来, 我国货币信贷平稳增长, 流动性整体充裕。在货币信贷规模方面, 2014年11月末, 我国广义货币 (M2) 余额120.86万亿元;2014年1~11月份, 人民币新增贷款9.08万亿元, 远高于从2003年到2013年11年间平均每年新增人民币贷款5.56万亿元的水平。在资金价格方面, 2014年9月, 金融机构一般贷款加权平均利率7.33%, 低于2008年同期的8.19%。因此, 我国中小企业融资难融资贵并不是总量问题。推高企业融资成本、造成中小企业融资难融资贵的根本原因是结构问题, 它不同程度地存在于体制、产业、企业和金融等方面。

从经济体制看, 两种“预算软约束”共同推高了企业融资成本。一种是科尔奈的“预算软约束”, 即在产权制度不完善的情况下, 一些国有企业和地方政府融资平台预算约束软化、运行效率低下, 占用了大量信贷资源却不能向社会提供相应的资金回报, 造成资金供需紧张, 推高了企业融资成本。另一种是科伊的“预算软约束”, 即由于政府隐性但保, 那些无望恢复生机的企业免于破产倒闭, 成为“僵尸企业”, 吞噬了大量信贷资金, 推高了企业融资成本。

从产业部门看, 房地产市场的“挤出效应”和产能过剩行业的“沉淀效应”共同推高了企业融资成本。前些年, 随着房地产价格不断上涨, 大量资金涌入房地产项目, 对中小企业融资形成“挤出效应”。与此同时, 我国产能过剩问题较为突出。产能过剩行业投资收益率低, 资金周转速度慢, 形成大量资金沉淀。

从企业部门看, 较高的杠杆率与较低的利润率共同推高了企业融资成本。一方面, 企业杠杆率上升较快, 2007年我国企业部门的杠杆率为97%, 2013年大幅升至118%;另一方面, 企业获利能力出现下滑, 2014年我国企业毛利率由2013年的19%下降至16.3%。高杠杆率与低利润率的矛盾导致企业还本付息能力下降、融资成本上升。

从金融部门看, 负债成本上升和风险溢价上升共同推高了企业融资成本。近年来, 我国利率市场化改革加快。国际经验表明, 在利率市场化打破金融抑制的过程中, 会有一个利率水平上升的过程。银监会数据显示, 截至2014年三季度末, 商业银行不良贷款余额7669亿元, 较上季末增加725亿元;不良贷款率1.16%, 较上季末上升0.09个百分点。在不良贷款率和不良贷款余额双双上升的情况下, 金融机构通常会采取提高风险溢价的办法来覆盖潜在损失。

可见, 目前我国中小企业所面临的融资难融资贵问题是结构问题, 是经济转型中体制性矛盾和结构性矛盾的集中表现。解决这一问题, 必须深化经济体制改革, 这样才能解决体制性矛盾、消除结构性扭曲。一是完善产权制度、健全公司治理结构, 形成财务硬约束。二是加快国有企业改革, 加快财税制度改革, 加大对中小企业的税收支持力度。三是坚持稳健的货币政策, 合理调节流动性水平, 盘活存量, 为经济发展创造良好的货币金融环境。加快利率市场化改革, 让市场在利率形成和变动中发挥决定性作用。四是改善中小企业融资模式。一方面, 打破金融垄断, 降低市场准入门槛, 支持民间资本进入金融领域;另一方面, 发展直接融资, 建立多层次资本市场, 鼓励金融创新, 推出更多适合中小企业的金融工具。

高层建筑结构设计问题论文 第2篇

摘要：改革开放三十年以来，随着我国经济的迅速发展，全国大中型城市的多高层建筑迅速增多，随着高层建筑的建筑高度的不断增加，建筑类型与功能的愈来愈复杂，结构体系的更加多样化，高层建筑结构设计也越来越成为建筑结构工程师的重要工作内容。由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面：抗震设计的多高层建筑，当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时，地下一层的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。1、4短肢剪力墙的设置问题。地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。

关键词：高层建筑结构，结构设计，短肢剪力墙，地基与基础

改革开放三十年以来，随着我国经济的迅速发展，全国大中型城市的多高层建筑迅速增多，随着高层建筑的建筑高度的不断增加，建筑类型与功能的愈来愈复杂，结构体系的更加多样化，高层建筑结构设计也越来越成为建筑结构工程师的重要工作内容。

1、结构选型

对于高层结构而言，在工程设计的结构选型阶段，结构工程师应该注意以下几点：

1、1合理选择结构体系。高层建筑结构平面布置应力求简单、规则、对称，避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位;避免在凹角和端部设置楼电梯间;避免楼电梯间位置偏置，以免产生扭转的影响。竖向体型尽量避免外挑，内收也不宜过多，力求刚度均匀渐变，避免产生应力集中。《高层建筑混凝土结构技术规程》在结构的规则性方面也规定了相应的条文，例如：平面规则性信息、竖向规则性信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。论文发表。”因此，结构工程师在遵循规范的这些限制条件上必须严格注意，发现问题应及时和建筑工程师沟通，以避免在后期设计中带来麻烦。论文发表。

1、2房屋的适用高度和高宽比。在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外，增加了B级高度的建筑，因此，必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。在实际工程设计中，出现过由于忽略该问题，导致施工图审查时没有通过，必须重新进行设计的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。高层建筑的高宽比，是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制。A、B级高度高层建筑建筑的高宽比限值也相应不同。但在复杂体型的高层建筑中，如何计算高宽比是一个比较难以确定的问题。一般可按所考虑方向的最小投影宽度来计算，对于突出建筑物的很小的的局部结构，比如楼电梯间等，一般不应包括在计算宽度内。对于带有裙房的高层建筑，当裙房的面积和刚度相对于其上部塔楼的面积和刚度较大时，计算高宽比的房屋高度和宽度可按裙房以上部分考虑。

1、3嵌固端的设置问题。由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的.地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面：抗震设计的多高层建筑，当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时，地下一层的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。地下室中超出上部主楼范围且无地上结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。对于9度抗震设计时，地下室结构的抗震等级不应低于二级。地下室的现浇顶板厚度不宜小于180mm，且不宜有较大洞口。地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积除应符合计算要求外，不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1、1倍(地下室柱子多出的纵向钢筋不应向上延伸，而应锚固于地下室顶板的框架梁内)，地下室剪力墙的配筋不应少于地上一层剪力墙的配筋。对于边柱和角柱，由于只有一面有梁，为满足该梁端截面实际弯矩承载力不宜小于柱下端实际承载力的要求，可采用增大梁截面，或不增大梁截面而增加梁配筋的方法。这些问题在设计中都应注意，忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。

1、4短肢剪力墙的设置问题。短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙。近年兴起的短肢剪力墙结构，虽然有利于住宅建筑布置，也可减轻结构自重，但在高层住宅中，剪力墙肢不宜太短，因为短肢剪力墙的抗震性能较差，地震区应用经验不多，为安全起见，高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时，应布置筒体(或一般剪力墙)，形成短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构，并且《高规》中对短肢剪力墙的最大适用高度、抗震等级、底部加强部位、纵向钢筋总配筋率等增加了很多的限制，因此，在高层建筑设计中，结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙。

2、地基与基础设计

地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。

高层建筑的基础应选用整体性好，满足地基承载力和建筑物容许变形的要求，并能调节不均匀沉降的基础形式。高层建筑宜设置地下室以减小地基的附加应力和沉降量，有利于满足天然地基的承载力和上部结构的整体稳定性。此外，在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性。论文发表。由于我国占地面积较广，地质条件相当复杂，仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定，因此，作为建立在国家标准之下的地方标准，地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确，所以，在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入地学习。

3、结构分析与计算

在结构分析与计算阶段，如何准确，高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理，是决定工程设计质量好坏的关键。由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进，因此，结构工程师也应该相应地对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识。

3、1结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但是，由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异，因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以，在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件，并从不同软件相差较大的计算结果中，判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的，哪个又是意义不大的，这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则，如果选择了不合适的计算软件，不但会浪费大量的时间和精力，而且有可能使结构有不安全的隐患存在。

3、2是否需要地震力放大，考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。该部分内容实际上在新老规范中都有提及，只是，在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。

3、3振型数目是否足够。在新规范中增加了一个振型参与系数的概念，并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中，并未提出振型参与系数的概念，或即使有该概念，该参数的限值也未必一定符合新规范的要求，因此，在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断，并决定是否要调整振型数目的取值。

3、4多塔之间各地震周期的互相干扰，是否需要分开计算。一段时间以来，大底盘，多塔楼的高层建筑类型大量涌现，而在计算分析该类型高层建筑时，是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算，还是将结构人为地分开进行计算，是结构工程师必须注意的问题。如果多塔间刚度相差较大，就有可能出现即使振型参与系数满足要求，但是对某一座塔楼的地震力计算误差仍然有可能较大，从而便结构出现不安全的隐患。

4、结束语

优化问题设计 激发问题意识 第3篇

问题是数学的灵魂，没有问题就不能产生高质量的思考，也不可能出现求异与创造。教师要培养学生的问题意识，让他们以积极的思维展开联想、分析、试探，产生解决问题的欲望，从而不断地问自己：为什么？是什么？怎么办？怎么变？培养学生的问题意识，有利于树立生本理念，让学生在平等、民主的氛围中讨论交流，教师要鼓励学生质疑，允许学生打破常规，独立思考，能摆脱盲目从众，成为知识的接受者。培养问题意识，有利于让学生摆脱控制，成为独立的学习者，要历抽象、概括、归纳、推理等活动实现对知识的有效建构。

一、提高学生的数学素养

教师要引导学生学会处理复杂的信息，简化解题步骤，从不同视角分析，寻求合适的解题方法，形成高层次的认知过程。学生在发现问题、提出问题、解决问题过程中，形成了良好的问题意识。教师要将数学思想方法融于问题之中，教师要从概念、定理、例题中挖掘思想方法，让学生运用数学思想方法去解决问题。如在“正方形ABCD中，M、N分别是BC、CD上的两个动点，当M点在BC上运动时，保持AM和MN垂直，证明：Rt△ABM ～Rt△MCN”案例解题策略讲解环节，教师组织学生开展解题策略的归纳、总结活动，学生在认真分析问题探析过程以及解答思路基础上，有的学生得出不同的解题思路。此时，教师组织学生参与小组合作探析活动，共同商讨、归纳该案例的解题方法，一致得到其解题策略为：“根据问题条件内容，应利用等量替换的形式，由∴∠CMN+LAMB=90°以及LMAB+LAMB=90°，得到∴LCMN=LMAB，然后根据相似三角形的判定内容，证得∴Rt△AABM～Rt△AMCN”。

二、厘清教与学的关系

1.建立和谐民主的师生关系。教师要营造宽松的教学氛围，构建民主的师生关系，要尊重学生、爱护学生，鼓励学生质疑问难、标新立异，突破思维惰性，才会有好问、深问。面对学生的怪问、错问，教师先肯定其勇气，再加以合适的引导。通过引导，学生的思维逐步深入，提问也由浅入深。

2.鼓励学生动手探究。数学教学不满足于机械地记忆结论，而要在教师的引导下通过观察、猜想、测量等方式进行探索，经历由特殊到一般的探索过程，思维也由感性认识上升到理性认识。数学的学习不是简单的知识搬运过程，教师要激发学生的学习潜能，引导学生在动手、动脑中获得发展。如在《圆》教学中，教师让学生用教材上的两种方法各画一个圆，观察圆的形成过程，说说圆是如何形成的？教者让学生运手尝试、动脑思考：（1）圆上各点到定点（圆心0）的距离有什么样的共同特征？到定点（圆心0）的距离等于定长（半径）的点有什么共同特征？（3）点与圆的位置关系用数量关系来刻画，d表示点到圆心0的距离。学生经历实验探究的过程，激发了兴趣，形成了问题意识，加深了对圆定义的理解。

三、创设教学情境，激活思维、激发情感，促使学生提出问题

1.创设悬疑情境，引发学生的认知冲突，让学生想问。教师创设情境时巧妙设疑，引发学生的认知冲突，让学生已有的经验与新知产生碰撞，引发认知的不平衡，诱发学生的问题意识，让他们急于提出问题。如在《有理数的乘方》教学中，教者提出问题：“一张厚0.1mm的纸足够大，对折1次、2次、3次各有多厚？学生通过分析、计算，不能得出对折1次是2层，最0.2mm；对折2次是4层，厚0：4mm；对折3次是8层，厚0.8mm。如果一层楼高3.4米，如果叠下去折20次能有30层楼高吗？折多少次，有珠穆朗玛峰高呢？”学生顿时感觉不可能，产生疑惑，从而激发他们的求知欲，迫切揭开乘方运算的神秘面纱。（2）创设生活情境，探究问题的生活背景。数学源于生活，应用于生活，大量的数学问题可以在数学生活中找到其原型，教师要从学生熟悉的现实生活中人手，创设情境，引发学生探究。如在《垂直于弦的直径》教学中，教者提出问题：“我市某居民区一圆形下水管道破裂，修理人员准确更换一段新管道。已知污水水面宽60cm，水面至管道顶部的距离为10cm，问修理人员需准确内径多大的管道。”教师提出生活中的问题，引导学生将实际问题转化为数学问题，在解答问题过程中体会方法，获得成功的体验。

浅谈高层结构设计问题 第4篇

关键词：短肢剪力墙,高层建筑结构,设计,对策

引言

随着城市化建设的加快, 建筑物的高度逐渐增高, 建筑结构也在不断发生变化。在高层结构设计中, 除了考虑建筑的科学合理性外, 最重要的还是安全问题。结构样式发生各种各样的变化, 给高层建筑的设计带来重点与难点。因此, 本文归纳总结了高层建筑的结构特点及目前存在问题, 并提出建议, 为设计人员在高层设计中提供了参考。

一、高层建筑结构的特征

高层建筑与低层、多层建筑结构有着不同的特点。高层建筑结构中, 不仅要求结构具有足够的承载力, 而且必须使结构具有足够的抵抗侧向力和刚度, 使结构在水平力作用下所产生的侧向位移限制在规范规定的范围内。因此, 高层建筑结构所需的侧向刚度由位移控制。水平力是高层建筑结构的主要因素, 水平力由外界的风力所引起, 水平荷载甚至大于垂直荷载。此外, 高层建筑结构也要满足抗震能力要求。

二、高层建筑结构设计的原则

1. 高层建筑结构方案的选择

合理的方案除了满足经济性外, 还要满足结构的要求。尽量在相同结构单元中, 选择相同结构体系。并尽量使传力简单, 受力明确, 应力需竖向和平面规则。同时, 应在水、暖、电等各个专业协调下, 选择合理的方案。

2. 选择合理的高层建筑结构基础设计

选择高层建筑结构的设计时, 应考虑荷载、施工条件、相邻建筑物等因素进行设计, 同时对地质条件进行分析。必要时, 需要多地基变形进行检测, 使地基得到充分的发挥。

3. 对计算结果进行准确的分析

随着科技的发展, 各种计算软件的出现, 每种计算软件的结果都有所不同。应在了解使用的前提下, 选择合适的软件进行计算。然后进行校核, 进行合理判断, 得出准确结果。

三、高层建筑结构设计的问题

1. 结构的规则性问题

新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动, 在这方面增添了相当多的限制条件。例如平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等, 而且新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案”。因此, 结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意, 以避免后期施工图设计阶段工作的被动。

2. 超高问题

在抗震规范与高规中, 对结构的总高度都有严格的限制。尤其是新规范中针对以前的超高问题, 除了将原来的限制高度设定为a级高度的建筑外, 增加了b级高度的建筑。因此, 必须对结构的该项控制因素严格注意。一旦结构为b级高度建筑甚或超过了b级高度, 其设计方法和处理措施将有较大的变化。在实际工程设计中, 出现过由于结构类型的变更而忽略该问题, 导致施工图审查时未予通过, 必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况, 对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。

3. 嵌固端的设置问题

由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防, 嵌固端有可能设置在地下室顶板, 也有可能设置在人防顶板等位置。因此, 在这个问题上, 结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面, 如嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题。而忽略其中任何一个方面, 都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。

四、高层建筑结构设计的对策

1. 高层建筑结构的规则性

高层建筑结构的规定了结构嵌固端的上下层的刚度比、平面规则性等等, 因此, 应严格按照规范执行。

2. 高层建筑结构设计短肢剪力墙设置

短肢剪力墙在新规的定义是, 墙肢的截面的高度和厚度比在5~8的墙, 这加大了在高层建筑中使用的难度。因此, 在设计高层建筑结构的过程中尽量避免使用。

3. 高层建筑结构设计嵌固端的设置

在高层建筑结构中, 嵌固端一般设置在人防的顶板或地下室的顶板处。在设计中, 应考虑嵌固端可能会带来的问题。因此, 应充分计算嵌固端的设置, 使其与整体结构抗震缝隙相协调。

五、结语

在今后的工作中, 建筑结构设计人员需要重新认识自己工作的重要性, 明确自己的责任, 提高对结构设计质量安全问题的辨别能力, 积累结构设计的工作经验。使建筑结构设计工作行业逐步步入正轨, 使建筑物的设计更安全、更合理。

作品欣赏

参考文献

[1]何俊旭.高层建筑结构设计及结构选型探讨[J].价值工程, 2010.

[2]徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 2005.

[3]王续晶.高层建筑结构设计问题探讨[J].价值工程, 2011.

[4]黄琛雄.高层建筑结构设计中常见的几个问题及对策[J].中华建设, 2007.

[5]田龙.浅谈高层建筑的结构设计[J].价值工程, 2011.

[6]钟国华.高层建筑结构设计及某工程结构选型探讨[D].重庆大学, 2006.

底框结构设计中需要注意的问题 第5篇

对于地震区需要抗震设防的多层商住建筑，底层为钢筋混凝土框架的大空间商店，上部为小开间砖房或砌块建筑。结构设计中有的未作纵横两方面的抗震验算(包括承载力和变形)，有的仅作了横向底层框架的验算，而纵向却按一般连续梁计算。在构造上，有些设计忽视了在底层纵横方向设置一定数量的抗震墙，或只有横向抗震墙，使整幢建筑上刚下柔，或横刚纵柔；地震作用下即容易产生较大的弹塑性变形。如果框架柱箍筋间距太大，特别是在柱上、下端箍筋没有按规范要求进行加密时，其破坏就更加严重。此类建筑即使是全框架结构，从震害的调查来看，也有许多同样的破坏情况。抗震结构在总体布置上有两大忌：一是上部刚度大，底层仅有柱的鸡腿式建筑；二是平面刚度不均匀，产生大扭转的建筑。两者在设计上全是难以解决的问题。有足够剪力墙或有核心筒的建筑，对维持整体稳定有利，并很大程度上减弱框架的受力；对一般建筑尽可能做框剪结构，避免做纯框架结构，以节约建筑材料。常见问题

1）抗震设防不当

商住多层建筑近年来在中、小城市中很常见，即将一层作商场，然后在其上建造住宅或写字楼等建筑。此种结构形式实际计算属下柔上刚，对抗震极为不利，如果不加抗震墙，做成底层纯框架而上部砖混的结构，在地震区将存在一些问题。

除底层不设抗震墙外，此类建筑还有超高和超层问题。如某农贸市场设层高3.2m的“半地下室”1层（南面开敞，在地面以上，北面埋入土内），市场部分层高为6.5m，并在周边设置夹层（实际应算作两层，而其中间部分为1层，结构上按复式框架考虑），其上为6层2.8m高的住宅，因此总高度达26.5m，总层数为8～9层，超过《建筑抗震设计规范（GB50011-2001）》（以下简称《抗规》）中此类建筑在七度地震区总高度≤22m和总层数≤7层的规定。而且由于商场在使用上的要求，框架梁的跨度及荷载都

较大，使得梁的截面尺寸较大，而中间柱高度相对较高，从而使得梁的刚度较大，而按《抗规》要求，抗震结构体系中的混凝土构件，应避免剪切先于弯曲破坏，混凝土的压溃先于钢筋屈服，钢筋锚固粘结先于构件破坏，因此违背了“强剪弱弯、强柱弱梁和强节点”的设计准则。综观某县级市的多个农贸市场及其它大底盘的商住建筑，包括正在建设中的大底盘商住建筑，或多或少均存在上述问题，其设计思路仍然沿用非地震区的设计思路，如遇地震灾害，则上述大底盘建筑因结构上未设防或设防不当，其后果将变得非常严重。

2）建筑布置不合理

《抗规》第3.4.2条明确规定“建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减少，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变”。但在实际工作中，建筑布置的合理性往往被忽视。目前的一些建筑设计，由于仍沿袭不设防时的设计思路，将抗震基本要求搁置一边，为片面追求建筑效果，将底层框架房屋平面上多处凹进凸出，导致各部分质量极不均匀，建筑物外纵墙多处被人为割断，严重影响抗震刚度。此外，在立面上又设置了许多不利于抗震的装饰物，如某公寓女儿墙竟高达3m以上。，如果上述问题解决得不好，抗震设防问题就会越积越多，一旦发生大地震，代价将会十分惨重。

3）人为因素

抗震设防问题设计人一定要重视，应当严格遵守《抗规》的相关要求进行设计。在日常设计中注意下面的情况：

a)仔细理解规范的要求，搞清楚底框结构在地震时的破坏情况。上面几层砌体结构，由于开间小、横墙多，不仅重量大，侧移刚度也大，而底层框架侧移刚度比上层小得多。刚度的急剧变化使得在结构刚柔交接处，应力高度集中，在柱端产生塑性铰，并使房屋的变形集中发生在相对薄弱的底层。这种比较薄弱的底层或中间层，可称之为“软层”，对于这种“软层”在抗震设计中应引起足够重视。

b)底层框架一般为大空间的公共建筑，由于使用功能上的需要，在客观上给纵横

抗震墙的布置带来了不少困难。

c)设计人有时未作详细计算，仅凭习惯上的概念，错误地认为底层框架的侧向刚度一定比砖房好，纵向框架侧向刚度一定比横向好，而实际上并非如此。防治措施

对于底层框架抗震墙的砖房，底层框架抗震墙和上部砖房部分均具有一定的抗震能力，但这两部分不同承重和抗侧力体系之间的抗震性能是有差异的，而且其过渡楼层的受力也比较复杂。为了使这类房屋的抗震设计满足“小震不坏”，“中震可修”和“大震不倒”的抗震设防目标，其防治措施可从以下几个方面进行考虑：

1)底层框架砖房的底层，不应采用纯框架结构。结构设计人员要及早介入建筑方案与初步设计，并和建筑工种与建设单位反复协商，在不影响或少影响功能的前提下，使纵横外墙、室内分隔墙等尽量对称，并均匀地在纵横两个方向设置一定数量的抗震墙，使上层与底层的纵横向侧移刚度比，能够满足规范要求。根据《砌体结构设计规范(GB50003-2001)》条文说明，底层设置一定数量抗震墙的框支墙梁房屋模型振动台试验表明，其抗震性能不仅不比同样层数的多层房屋低，甚至还要好些。所以，在底框结构中合理设置一些抗震墙是非常重要的。

2)底部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构，对于具有薄弱底层的底层框架砖房，应考虑塑性变形集中的影响。另外，经分析知道提高软层的屈服强度可以减少软层塑性变形的集中。因此，底部剪力法对底层地震剪力要乘以一个1.2～l.5的增大系数。

3)底层框架砖房的剪力分配不能按照框架抗震墙的方法进行，因为底层框架砖房只有底层是框架抗震墙，且底层还有塑性变形，所以要采取双保险的办法。对抗震墙要使其承担全部剪力，对框架要按刚度比分配，不过要注意，在刚度计算时框架是按弹性计算的，而抗震墙开裂后刚度会退化。据有关试验数据得知，其刚度将下降到弹性刚度的20～30％。

4)底房框架柱应考虑地震的倾复力矩引起的附加轴力。

5)在底层框架砖房的上层，构造上仍应设置构造柱，并应每层设置圈梁，底层的顶板应为现浇或装配整体式楼盖。软层中的柱，特别是结构刚柔相接的地方，要避免出现塑性铰。

6)设计人员要转变设计思路，提高设计部门及设计人员的业务素质，尽快走出“不

设防”的误区。要在严格执行《抗规》的前提下，在合理的平面布置上多做文章，同时设计单位可安排专人严把抗震设计关。

参考文献混凝土结构设计规范GB50010-2002．北京：中国建筑工业出版社，2002建筑抗震设计规范GB50011-2001．北京：中国建筑工业出版社，2001砌体结构设计规范GB50003-2001．北京：中国建筑工业出版社，2002

高层建筑结构设计问题研究 第6篇

【关键词】高层建筑；工程；结构设计

1.高层建筑结构设计的模式演变

1.1内核的形成

高层建筑与其它建筑之间的最大区别，就在于它有一个垂直交通和管道设备集中在一起的、在结构体系中又起着重要作用的“核"（Core）。而这个“核”也恰恰在形态构成上举足轻重，决定着高层建筑的空间构成模式。随着高层建筑建设的发展、高度的增加和技术的进步，在高层建筑的设计过程中，逐渐演化出了中央核心筒式的“内核”空间构成模式，这是各专业共同探索优化设计的结果。在建筑处理上，为了争取尽量宽敞的使用空间，希望将电梯、楼梯、设备用房及卫生间、茶炉间等服务用房向平面的中央集中，使功能空间占据最佳的采光位置，力求视线良好、交通使捷。在结构方面，随着筒体结构概念的出现、高度的增加，也希望能有一个刚度更强的筒来承受剪力和抗扭，而这些恰好与建筑师的要求不谋而合。在建筑的中央部分，有意识地利用那些功能较为固定的服务用房的围护结构，形成中央核心筒，而筒体处于几何位置中心，还可以使建筑的质量重心、刚度中心和型体核心三心重合，更加有利于结构受力和抗展。

1.2核的分散与分离

然而，随着时代的发展、技术的进步，人们对建筑需求的变化和设计侧重点的不同，以中央核心筒为主流的高层建筑“内核”空何构成模式开始受到了挑战。对于结构专业来说，加强建筑周边的刚度也会有效地抵抗地震对高层建筑的破坏，所以如果将垂直交通和设备用房等分散地布置在周边，则无疑也会对结构抗震有利。同时，这种分散的多个外核的空间构成模式，也正好适用于新兴的巨型框架结构（Super Frame），使这种结构体系中的巨型支撑柱具有了使用功能。而从建筑设计的角度来看，核的移动、垂直交通、服务性房间和管道井分散到建筑的周边，对于高层建筑的空间构成模式和立面造型上的变化也是极具革命性的。它不但适应了其它专业的需求，而且还有利于避难疏散，创造更大的使用空间和使高层建筑的底部获得解放。

1.3中庭空间的出现

70 年代前后设计的建筑中都加入了一个十分华丽、气氛热烈的大中庭。这种中庭既起着统合空间流线的作用，又是人们休闲交往的场所，中庭中还设置喷泉叠水、种植各种植物，可创造出一种激动人心的欢快氛围。所以它一出现便深受人们的喜爱，并很快风靡全球。80 年代以后，中庭空间开始应用于高层办公建筑。受高层旅馆的影响，一些办公大楼为了追求气派和空间变化，便在入口处附设一个中庭。而随着人们环境观念的增强，以及各国政府对由于在办公楼内长时间从事VDT操作，所引发的情绪紧张，视觉疲劳和心理上的孤独感等“办公室综合症”的关注，高层办公建筑内部空间的设计也越来越为人们所重视。提供自然化的休息空间和改善封闭的室内环境，成为高层办公楼设计必须解决的重要问题。于是，在高层办公建筑中插人一个或在不同区域插入数个封闭或开敞的中庭的设计手法开始出现。

1.4底部空间的变化

早期的高层建筑多直接面对街道，从街道进入门厅，再由门厅进入电梯厅，乘座电梯至各楼层，这是高层建筑中最为普遍的空间流线组织方式。建筑空间与城市空间之间缺乏过渡，没有“中间领域”的概念，在人流集散的高峰期，对城市交通环境的影响也较大。尽管许多高层建筑都在门厅的艺术处理上颇费心机，设计得非常富丽壮观，但是由于空间组织方面的缺陷，门厅内往往留不住人，形不成公共活动空间，而人口处也常出现人流拥塞的现象。为了解决人流集散和城市交通与建筑内部交通相衔接的问题，现在的高层建筑常常采用多个出入口和立体化组织交通流线的方法。通过首层、地下层和地上的架空廊道与不同层面的城市交通网络相连接，以达到通畅便捷和步行、车行的互不干扰。

2.高层建筑结构设计的一般原则

2.1选择合适的基础方案

基础设计应根据工程地质条件，上部结构类型及荷载分布，相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析，选择经济合理的基础方案。设计时宜最大限度地发挥地基的潜力，必要时还应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告，对一些缺地质报告的小型建筑也应进行现场查看和参考邻近建筑资料。一般情况下，同一结构单元不宜采用两种不同的类型。

2.2合理选择结构方案

一个成功的设计必须选择一个经济合理的结构方案，即要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确，传力简捷，同一结构单元不宜混用不同结构体系，地震区应力求平面和竖向规则。总之，必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合分析，并与建筑、水、暖、电等专业充分协商，在此基础上进行结构选型，确定结构方案，必要时还应进行多方案比较，择优选用。

2.3选用恰当的计算简图

结构计算是在计算简图的基础上进行的，计算简图选用不当而导致结构安全的事故屡有发生，因此选择恰当的计算简图是保证结构安全的重要条件。计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的刚结或铰结点，但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。

2.4正确分析计算结果

在结构设计中普遍采用计算机技术，但由于目前软件种类繁多，不同软件往往会导致不同的计算结果。因此设计师应对程序的适用范围、技术条件等全面了解。在计算机辅助设计时，由于程序与结构某处实际情况不相符合，或人工输入有误，或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果，因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析，慎重校核，做出合理判断。设计师的知识、经验还是不可缺少的。

2.5采取相应的构造措施

始终牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉原财”；注意构件的延性性能；加强薄弱部位；注意钢筋的锚固长度，尤其是钢筋的直线段锚固长度；考虑温度应力的影响。除此之外，还应注惫按均匀、对称、规整原则考虑平面和立面的布置；综合考虑抗睡的多道防线；尽是避免薄弱层的出现；以及正常使用极限状态的验算等等都需要概念设计作指导。

高层建筑自出现以来已有100多年的历史，而随着经济的发展、技术的进步和人们观念的改变，高层建筑现在又迎来了新一轮的建设热潮。近一、二十年高层建筑在造型形式不断翻新，高度记录一再被打破的同时，其空间结构也发生了很大的变化，并致使高层建筑的结构设计理念也发生了重大的变革。随着国民经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，功能俱全的高层建筑越来越多，规范用于控制高层建筑整体性的设计指标主要有：周期比、位移比、刚重比、刚度比、层间受剪承载力之比、轴压比以及剪重比等。当然，建筑结构模式的变化并非一日之功，是需要有一个演变过程的，而且在相当长的一段时间内，还会多种模式共存。

【参考文献】

关于桥梁结构设计问题分析 第7篇

在我国目前来说, 我国的桥梁设计的思想与桥梁的结构的设计还不够完善, 而在桥梁设计的空间中, 我们所要关注的经常是桥梁的施工和在使用时的安全度的实际的问题, 而这些也是我们有需要改进地方。人人都想要选择经济的、合理的结构形式, 但最重要的任务是除桥梁结构的设计问题以外, 还要注重结构设计的连接, 并采用规范的安全制度以确保安全的结构性, 这对桥梁的设计研究具有重要的实际的意义。

2 注意的事项

2.1 结构的耐久性的问题要重视

我国桥梁建设的一个突出问题就是常常缺乏必要的前期准备、视察与考证。而在桥梁的建造和使用过程中, 环境对它的影响往往也不能忽视, 而且在桥梁的使用过程中, 我们往往也要考虑到它还要承受着各种车辆超载的重压, 极易造成疲劳的现象, 与此同时, 桥梁的建造过程中采用的材料自身性能往往也会不断出现退化的状况, 由此, 导致桥梁的结构在不同的程度上的的损伤和老化。

在20世纪90年代, 人们对开始重视结构的耐久性的研究, 而从这些研究的绝大多数的材料和统计的不同情况来看, 对怎样改善桥梁耐久性的问题往往被人们忽略。很长的时间内, 人们忽略了对构造和细节的处理问题, 而在结构的计算方法的研究的方面上下功夫。我们都知道的结构的耐久性与常规的结构设计有着其本质的不同之处, 通过长时间的研究与实践很清楚地表明了, 对于桥梁的安全运营和经济性起着决定性作用的就是结构耐久性。

有些单位为了抢工期、追求施工进度的结果使用了早强水泥。这种水泥配制的混凝土的使用早期强度增长的确很快, 但是内部的结构和后期的强度发展不好, 耐久性会变得较差。因此, 需要努力把耐久安全性的研究从定性的分析到定量的分析上考虑。

2.2 要重视疲劳损伤的研究

众所共知, 载重的车辆会在桥梁的内部接连不断的产生压力, 这不仅会使结构产生的振动, 还将导致桥梁的结构的疲劳以至于所能承受的损伤的问题。而我们在建造的过程中, 所使用的材料又都不是很均匀的, 使用的材料的本身也存在着许许多多的毛病, 所以在日常的不断地强压的作用下, 会逐渐扩大这些细小的毛病, 久而久之便融汇在一起对桥梁造成损伤, 最终在材料中形成很鲜明的裂纹。如果所造成的明显的裂纹得不到有效均衡的控制, 那么, 就很有可能会造成材料及结构的断裂的现象。人们往往会忽视这一点, 因为一开始出现的疲劳损伤的现象不容易被人们检查到, 可是它带来的严重后果是人们预料不到的, 所以, 我们要高度重视对疲劳损伤的研究。

疲劳损伤是桥梁设计中的核心问题, 而混凝土结构对桥梁的疲劳损伤是非常严重的, 但是我们还需对腐蚀的钢筋混凝土构件的动态性能和疲劳性能加强研究。还要对重要的部位疲劳而导致失去功效的问题加以重视。

2.3 要重视桥梁的超载的问题

大家都知道, 桥梁超载是我国公路运输中较为普遍的现象。尤其是老桥超龄负载运营、实际车流量等等, 这些原因都大大增加了设计荷载的变化和交通量, 而车辆使用者违法超载营运则是违规的超载问题, 所以引起桥梁的疲劳问题的关键之所在是有关桥梁的超载。我们可以试想, 如果桥梁超载将会大大增加桥梁疲劳的大面积的幅度, 从而使桥梁的损伤增加, 最后将出现由于超载而引起的结构性的严重破坏事故的发生。其次, 因为超载给桥梁内部造成的严重损伤不能及时得到恢复, 使得桥梁不能在正常载重下进行工作, 迫使桥梁所能承受的能力产生不断地变化, 这样桥梁的安全性和耐久性会受到极其严重的迫害。

3 桥梁设计的细节

3.1 设计人员要根据实际情况进行设计

为了避免在造成桥梁的结构质量上出现弊端的问题, 那我们的设计人员就要根据实际的情况考虑设计的现状, 以免造成桩基位置较低, 施工的困难等不应出现的后果, 从而保证桥梁的质量从而适当地提高桥梁的标准高度。

3.2 对于地基上带基桩的钢筋混凝土

对于地基上带基桩的钢筋混凝土的压力计算按照深层去考虑。可是仍有很大的弊端存在桥梁构造设计上。引起人们关注的问题是, 普通橡胶支座却被设在了伸缩缝处, 这样以来是极其危险的, 我个人认为应将橡胶活动的支座放在桥梁的构造设计上, 天长日久在汽车荷载作用下将会出现裂缝拉断的现象, 可想而知一般的橡胶支座在使用上很大程度地影响了结构的安全和长久性。在有关部门如果发现问题就要及时与业主联系建议必须进行支座的变换。

3.3 对于桥梁的设计应尽量设置为与路线正交的形式

对于桥梁的设计应尽量设置为与路线正交的形式, 这样会减小长度, 要在适当的位置设有伸缩的缝隙, 以此来缩短受拉区的长度, 从而, 减小收缩变形量, 控制桥梁的斜向裂缝的发生。

4 安全上要求要高

桥梁是生命线的工程, 所以它的结构应该有更高的整体牢固功能。桥梁除了具有足够的承载能力以外, 它的结构安全性还需要整体的牢固性加以保证。而我们的设计人员习惯了对着规范的条文办事, 他们只是重视单一的承载能力的强度的验算问题, 经常忽视整体的牢固性在桥梁结构设计中的特殊重要的意义所在。所以至今不能加以全面调整。

在我国虽然规范可靠度方法已使用数十年。但事实已经表明, 它不但没有给结构的安全性设计带来明显效果, 其实也没有对设计人员产生更大的吸引力, 恰恰相反, 在一些人的头脑中已经造成了概念的混淆。

那么, 与发达国家相比, 我国在结构施工质量和材料质量上存在着很大的差距, 在这种现实的条件下, 要实现足够安全可靠的、能从整体上满足现代化标准的优质工程是很难想象的。

5 展望桥梁的设计

首先, 我们需要对结构系统的可靠度进行系统的分析。也就是要根据结构各种破坏的水平的不同, 采取可靠度来进行结构设计的方法的检验, 也就是说系统可靠度分析研究的内容非常丰富, 难度也是比较大的。

其次, 我们人所造成的差错来进行分析。我们目前所关注的热点之一是设计、施工、使用等环节中人所造成的差错, 这不是由荷载、强度所造成而是人为的。而在桥梁设计中还有模糊随机可靠度还需要完善和发展。

结语

综上所述, 在桥梁的设计过程中, 它既是一项复杂的工程又是一个很系统的工程。要想使桥梁的工程不出现问题, 这就要靠桥梁设计的技术人员, 不仅要具备丰富的理论知识, 还要更多的掌握和积累一些基本的地质知识, 不要因主观的想法对设计产生不必要的影响。我们实际的桥梁的设计过程中要遇到许多有待解决的重大的理论问题。和一些细微的问题, 还需要我们进行细致的研究与探索。

摘要：伴随着我国社会经济迅速地发展, 高速公路的建设事业也不断地飞速发展, 而桥梁作为高速公路建设的重中之重, 而伴随着现代桥梁设计技术的发展, 桥梁设计的实施方案是不是合理, 会直接影响整个工程的使用的功能和桥梁设计的注意事项。所以, 本文结合多年的工作实践, 针对桥梁结构设计中的常见的问题进行简单的分析阐述。

关键词：桥梁,结构设计,问题剖析

参考文献

[1]胡人礼.桥梁桩基础分析和设计[M].北京:中国铁道出版社.1987.

[2]江祖铭, 王崇礼.公路桥涵设计手册:墩台与基础[M].北京:人民交通出版社, 1997.

车身结构设计的相关问题探讨 第8篇

1 结构设计

结构的前提是满足功能, 每个结构的出现都有它自身的作用:装配、强度、刚度、美观、密封、运动、碰撞、操作性和成型性等, 这也是结构设计的首要要求。

对于一个全新的车身设计, 总布置已经将整车的关键断面基本确定。一名好的结构设计师可以通过对这些断面的准确理解, 和对结构功能的正确把握, 自由的变换结构的尺寸、位置和类型达到目的。结构知识的培养, 除了平时的实践积累外, 多理解、交流和比较其它先进的设计, 不失为一条捷径。在车身零件设计中, 焊接工艺和冲压工艺是设计团队和工程师们必须要考虑的基本问题。

2 焊接工艺

除了材料和结构设计会对车身安全产生影响之外, 焊接工艺也是一个很重要的因素。现代汽车制造业普遍采用人工与机器焊接相配合的方法, 人工主要焊接一些小的钣金件和机器不便操作的地方, 而机器主要对车身大的钣金件、安全性要求比较高的地方进行焊接。

原型车的工艺往往是经过实践检验的成熟工艺, 焊接关系的正确确定和理解, 可以在很大程度上提高原型车生产条件的利用效率, 降低开发成本和周期, 如工艺路线延用, 工艺师和操作工对工艺的熟悉和掌握。焊装夹具的调试和延用, 焊接生产线的共线生产等。

3 冲压工艺

零件设计完成之后, 要通过模具来生产。工艺好的零件不仅能够充分发挥其结构功能特点。同时可以降低模具工序 (套数) 、提高生产的效率、降低材料的消耗以及延长模具的寿命。

4 车身结构设计的品质控制

车身结构设计的品质控制从6个方面进行, 一是主断面设计;二是MLP主定位系统设计;三是品质基准书;四是焊接流程图;五是安装断面设计;六是安装硬点设定。下面主要谈一下前3个控制要素。

(1) 主断面设计是车身设计中品质控制的关键内容, 它能体现部件的焊装关系、关键尺寸要素、公差设计、工艺合理性等诸多设计要素, 是控制车身设计品质的重要方法。同捷有超过100个成熟车型的断面库, 能为不同车型提供设计依据, 减少设计风险。根据车身数模的不同状态, 分三个阶段控制车身设计品质。第一阶段, 在参考样车拆解过程中结合测量的点云、公司数据库、车身部件资料、专家经验, 经过多次讨论后完成《主断面初步设计报告》 (以下简称《报告》) 。根据不同车型, 一般在车身不同部位设计80个主断面及80个内饰主断面, 实现全车的设计控制。第二阶段, 在车身设计过程中, 《报告》作为指令性技术文件, 贯穿每一个零部件的设计过程。设计过程中, 如与初步设计有偏差时, 必须办理更改审查手续。第三阶段, 工艺数模、NC数模阶段, 分两次按《报告》在车身数模的相应位置做切剖断面, 进行主断面符合性检查控制, 并补充数百个安装断面。如在数模中所剖断面与主断面不符, 需找到原因, 确定数模的改动是否符合主断面设计要求。设计过程中造型变动时, 主断面要一起予以修改。

(2) MLP主定位系统设计, 是针对车身总成定位系统的综合分析, 用以提高部件定位精度和焊接总成品质。同时, 合理的MLP系统可避免由于基准定位孔和定位基准面的变化, 造成部件尺寸偏差加大, 从而消减公差积累。MLP系统分析对车身设计具有直接的优化作用, 适用于车身设计、钣金成型、装焊、涂装及总装等方面。

MLP系统原则包括3-2-1规则:即一个刚性体的平行移动和转动共有6个自由度, 限制其6个自由度, 刚性体才能保持平衡;坐标平行规则:即为了获得准确的定位, 定位孔中心或定位面应当是平行于车身坐标系;统一性规则:即MLP系统是通过基准定位点的合理变化来保证制造过程的可靠性、精确性和可重复性。

(3) 品质基准书是描述车身每一个钣金零部件制造精度和允许偏差的技术文件, 作用是使零部件的制造误差控制在规定范围内, 从而保证总成或整机装配时的一次成功率。

品质基准书应反映的信息包括:定位孔、定位面、安装孔、配合面的设计允许偏差;自由形面及边界的设计允许偏差;品质基准书的各控制点应与MLP系统信息一致。

5 结束语

汽车的轻量化是全球的发展趋势, 无论是德国车、美国车、日本车也好, 大家尽量把汽车做到轻量化。汽车轻质化后就是节省能源, 同时不牺牲安全, 汽车的安全还不光是皮厚薄的问题, 还有整个设计的结构问题, 也对汽车安全起着关键的作用。从碰撞的安全性能角度来讲, 车身的结构设计要远远地比钢板薄厚重要, 像1毫米的钢板还是1.5毫米的还是0.8毫米的主要的强度还是取决于结构, 而不是取决于厚度。

摘要：车身结构设计首先要基于安全性考虑。车身安全在于结构设计, 除了材料和结构设计会对车身安全产生影响之外, 焊接工艺、冲压工艺都是很重要的因素。而且车身结构设计的品质也需要进行控制。

关键词：车身结构设计,焊接工艺,冲压工艺,品质控制

参考文献

[1]石琴.基于现代设计理论的车身结构设计方法研究[D].合肥工业大学, 2006, (1) .

[2]高书娜.轿车车身结构分析与设计技术研究[D].重庆大学, 2006, (5) .

[3]杨威.车身造型形体与结构设计同步工程性研究[D].武汉理工大学, 2008, (5) .

[4]付璐.汽车车身造型设计美学研究.吉林大学[D], 2009, (11) .

高层建筑结构设计问题探讨 第9篇

1 高层建筑结构设计特点

水平荷载成为决定因素。一方面, 因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值, 仅与楼房高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩, 以及由此在竖构件中引起的轴力, 是与楼房高度的两次方成正比;另一方面, 对某一定高度楼房来说, 竖向荷载大体上是定值, 而作为水平荷载的风荷载和地震作用, 其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。轴向变形不容忽视。高层建筑中, 竖向荷载数值很大, 能够在柱中引起较大的轴向变形, 从而会对连续梁弯矩产生影响, 造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小, 跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大;还会对预制构件的下料长度产生影响, 要求根据轴向变形计算值, 对下料长度进行调整;另外对构件剪力和侧移产生影响, 与考虑构件竖向变形比较, 会得出偏于不安全的结果。侧移成为控制指标。与较低楼房不同结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。

随着楼房高度的增加, 水平荷载下结构的侧移变形迅速增大, 因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言, 高楼结构更柔一些, 在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力, 避免倒塌, 特别需要在构造上采取恰当的措施来保证结构具有足够的延性。

2 高层建筑的结构体系

不同的建筑会采用不同的结构体系。结构体系是指结构抵抗外部作用的构件组成方式。在高层建筑中, 抵抗水平力是设计的主要矛盾, 因此抗侧力结构体系的确定和设计就成为结构设计的关键问题。高层建筑中基本的抗侧力单元是框架、剪力墙、实腹筒 (又称井筒) 框筒及支撑, 由这几种单元可以组成多种结构体系。

2.1 剪力墙体系

建筑物中的竖向承重构件主要由墙体承担时, 剪力墙 (抗震规范称之为抗震墙) 墙体既承担水平构件传来的竖向荷载, 同时承担风力或地震作用传来的水平荷载。剪力墙是建筑物的分隔墙和围护墙因此墙体的布置必须同时满足建筑平面布置和结构布置的要求。剪力墙结构体系有很好的承载能力, 而且有很好的整体性和空间作用比框架结构有更好的抗侧力能力, 因此, 可建造较高的建筑物。剪力墙的间距应有一定限制, 故不可能开间太大, 对需要大空间时就不太适用、灵活性差, 一般适用于住宅、公寓和旅馆。剪力墙结构的楼盖结构一般采用平板, 可以不设粱, 所以空间利用比较好, 可节约层高。

2.2 框架-剪力墙体系

当框架体系的强度和刚度不能满足要求时, 往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架, 便形成了框架-剪力墙体系。在承受水平力时, 框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架体系主要承受垂直荷载, 剪力墙主要承受水平剪力。

2.3 筒体体系

凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系, 包括单筒体、筒体-框架、筒中筒、多束筒等多种型式。筒体是一种空间受力构件, 分实腹筒和空腹筒两种类型。实腹筒是由平面或曲面墙围成的三维竖向结构单体, 空腹筒是由密排柱和窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙构成的空间受力构件。筒体体系具有很大的刚度和强度各构件受力比较合理, 抗风、抗震能力很强, 往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。

3 高层建筑结构分析的基本假定

高层建筑结构是由竖向抗侧力构件通过水平楼板连接构成的大型空间结构体系。要完全精确地按照三维空间结构进行分析是十分困难的。各种实用的分析方法都需要对计算模型引入不同程度的简化。

3.1 弹性假定

目前工程上实用的高层建筑结构分析方法均采用弹性的计算方法。在垂直荷载或一般风力作用下, 结构通常处于弹性工作阶段, 这一假定基本符合结构的实际工作状况。但是在遭受地震或强台风作用时, 高层建筑结构往往会产生较大的位移, 出现裂缝, 进入到弹塑性工作阶段。

3.2 小变形假定

小变形假定也是各种方法普遍采用的基本假定。但有不少人对几何非线性问题 (P-Δ效应) 进行了一些研究。一般认为, 当顶点水平位移Δ与建筑物高度H的比值Δ/H>1/500时, P-Δ效应的影响就不能忽视了。

3.3 刚性楼板假定

许多高层建筑结构的分析方法均假定楼板在自身平面内的刚度无限大, 而平面外的刚度则忽略不计。这一假定大大减少了结构位移的自由度, 简化了计算方法。并为采用空间薄壁杆件理论计算筒体结构提供了条件。

3.4 计算图形的假定

高层建筑结构体系整体分析采用的计算图形有三种:a.一维协同分析。按一维协同分析时, 只考虑各抗侧力构件在一个位移自由度方向上的变形协调。在水平力作用下, 将结构体系简化为由平行水平力方向上的各榀抗侧力构件组成的平面结构。根据刚性楼板假定, 同一楼面标高处各榀抗侧力构件的侧移相等, 由此即可建立一维协同的基本方程。在扭矩作用下, 则根据同层楼板上各抗侧力构件转角相等的条件建立基本方程。一维协同分析是各种手算方法采用最多的计算图形。b.二维协同分析。二维协同分析虽然仍将单榀抗侧力构件视为平面结构, 但考虑了同层楼板上各榀抗侧力构件在楼面内的变形协调。纵横两方向的抗侧力构件共同工作, 同时计算;扭矩与水平力同时计算。在引入刚性楼板假定后, 每层楼板有三个自由度, 楼面内各抗侧力构件的位移均由这三个自由度确定。c.三维空间分析。三维空间分析的普通杆单元每一节点有6个自由度, 按符拉索夫薄壁杆理论分析的杆端节点还应考虑截面翘曲, 有7个自由度。

结束语

随着社会经济的迅速发展和建筑功能的多样化, 城市人口的不断增多及建设用地日趋紧张和城市规划的需要, 促使高层建筑得以快速发展。另一方面由于轻质高强材料的开发及新的设计计算理论的发展, 抗风和抗震理论的不断完善, 加之新的施工技术和设备的不断涌现, 特别是计算机的普及和应用以及结构分析手段的不断提高, 为迅速发展高层建筑提供了必要的技术条件。

摘要：随着高层建筑进一步的发展, 满足高层建筑的形式, 材料, 力学分析模型都将日趋复杂多元, 为了革新高层建筑, 体现其魅力, 追求新的结构形式和更加合理的力学模型将是土木工程师们的目标和方向。

关键词：高层,建筑,结构,设计

参考文献

[1]杨斌, 张红英.关于建筑结构设计中若干问题的研究[J].工程地球物理学报, 2007, 24 (06) :596~600.[1]杨斌, 张红英.关于建筑结构设计中若干问题的研究[J].工程地球物理学报, 2007, 24 (06) :596~600.

地下车库结构设计具体问题解析 第10篇

1 混凝土结构超长的设计解析

主楼与地下车库连成整体, 通过在车库部分设置沉降后浇带和分段施工来解决不均匀沉降差异。每隔30~40 m设置一道温度后浇带来解决结构超长问题;施工单位应将后浇带两侧的构件妥善支撑, 避免由于留设后浇带引起各部分结构的承载力和稳定的影响。有效设置后浇带, 其设计思路是“以放为主”。间距:JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》 (以下简称《高规》) 规定为30~40 m, 建议具体工程结合建筑长度气候环境特点综合考虑。位置:小跨梁开间或受力较小的部位, 一般可在梁跨1/3处, 平面布置时要注意梁的布置宜平行于后浇带以免梁截断太多, 视具体情况可沿平面曲折通过。《高规》规定宽度800~1000 mm, 建议预留的宽度要考虑满足钢筋错开搭接要求, 可允许大于1 000 mm。浇筑时间, 一般应保证两个月后合拢。

采用UEA补偿收缩混凝土, 设计思路:“以抗为主”的设计原则。具体做法:所有楼板均掺10%~12%UEA (膨胀率2~3×10-4) 。但每隔20m设置一条2m宽膨胀加强带, 带内混凝土掺加14%~15%UEA (膨胀率4~6×10-4) , 两侧设密孔钢丝网, 防止混凝土流入加强带。

严格控制水灰比, 要求选用低水化热的水泥, 做好混凝土的养护, 预拌混凝土进场时应检测坍落度不大于140 mm, 加大地下室外墙水平钢筋、顶板和底板的配筋率, 适当加密钢筋的间距;以上措施对防止和减轻超长混凝土结构温度收缩裂缝比较有效。

2 消防车荷载的合理取值

汽车 (消防车) 轮压以其荷载数值大、作用位置不确定及一般作用较短而备受结构设计关注。结构设计的关键问题在于汽车轮压等效均布活荷载数值的确定。

GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》 (以下简称《荷载规范》) 表5.1.1中第8项规定汽车等效均布活荷载与板的跨度有直接关系, 对在相同等级的汽车轮压作用下, 板的跨度越小, 则等效均布活荷载越大, 而板的跨度越大, 则等效均布活荷载越小。

汽车尤其是消防车荷载对楼面的作用, 应考虑车辆满载重量及汽车轮压的动荷载效应。动力系数与楼面覆土厚度等因素有关, 《荷载规范》表5.1.1中给出的车辆荷载, 是一种直接作用在楼板上的等效均布荷载, 已考虑了动力系数, 可直接采用。

汽车荷载属于动力荷载, 板顶覆土或面层对汽车动力荷载起缓冲和扩散作用, 板顶覆土或面层太薄 (≤0.25m) 时, 一般可不考虑其有利影响, 而当板顶覆土厚度较大 (≥0.70m) 时, 轮压荷载的动力影响已经不明显, 可取动力系数为1.0。结构板面的覆土及面层对汽车轮压具有扩散作用 (车轮压力扩散角, 在混凝土中按45°考虑, 在土中可按30°考虑) , 覆土越厚, 汽车轮压扩散越充分, 当覆土层厚度足够厚, 轮压扩散足够充分时, 汽车轮压荷载可按均布荷载考虑。

在结构设计时, 可考虑消防车出现的概率, 适当降低消防车荷载的准永久值系数。对一般的民用建筑可执行《荷载规范》第5.1.3条的规定:“设计基础时可不考虑消防车荷载”。对消防车的排列问题, 要限制紧急情况下消防车的位置很不现实。只有采取如设置花台等限制措施, 否则, 还是应考虑消防车多辆同时可能出现的最不利情况。

针对工程的不同情况确定基础设计时是否考虑消防车荷载的问题: (1) 对消防车经常出现的场所 (如主要消防通道、消防中心等) , 消防车荷载作为一种经常出现的活荷载, 基础设计时仍应考虑消防车荷载的影响, 建议准永久值系数可取0.5; (2) 对于消防车偶然出现的场所 (一般民用建筑, 如住宅小区等) , 消防车荷载作为一种极少出现的活荷载, 按《荷载规范》第5.1.3条的规定, 设计基础时可不考虑消防车荷载的影响。

消防车的作业区域应该包括消防车可能到达的任何区域, 对一般绿化区域只有当采取有效措施 (如设置限行措施等) 后, 才可不考虑消防车荷载。

关于消防车荷载对构件挠度和裂缝的影响, 关键是要看消防车出现的概率大小。 (1) 对消防车经常出现的场所 (如主要消防通道、消防中心等) , 消防车荷载作为一种经常出现的活荷载, 应考虑其对构件挠度和裂缝宽度的影响, 建议准永久值系数可取0.5; (2) 而对于消防车偶然出现的场所 (一般民用建筑, 如住宅小区等) , 消防车荷载作为一种极少出现的活荷载, 可不考虑其对构件挠度和裂缝宽度的影响。注意, 此时应适当考虑其他经常出入的车辆荷载 (通常情况下控制首层地面活荷载不小于5 k N/m2) 的影响, 相应的准永久值系数可取0.5。

地下室外墙侧压力计算中, 应考虑覆土对汽车轮压的扩散作用, 一律取用20 k N/m2是不合适的。

网梁楼盖可参考无梁楼盖结构选取消防车道活荷载;网梁楼盖肋梁计算应考虑汽车轮压的局部荷载效应。

3 地下室顶面覆土实际取值

地下室顶面覆土具有荷重大, 使用过程中更换频率小的特点, 一般情况下可按恒载考虑。而对于覆土层内埋设设备管线, 需要经常破土维修 (主要是工业建筑) 时, 可确定为活荷载;而对于设备功能要求存在频繁更换管道或定期检修可能时, 应尽量设置设备管廊 (即地下管沟) , 以避免对地下室覆土长期反复开挖。

4 地下结构的裂缝验算与控制

地下室外墙截面设计时, 土压力引起的效应为永久荷载效应。地下室外墙承受的土压力宜取静止土压力, 静止土压力宜由试验确定。水位稳定的水压力按永久荷载考虑, 分项系数可取1.2;水位急剧变化的水压力按可变荷载考虑, 分项系数宜取1.3。

GB 50007—2011《建筑地基基础设计规范》第1.0.4条规定“建筑地基基础的设计尚应符合国家现行有关标准的规定”, 这就明确了地下结构构件也应满足正常使用极限状态的要求, 进行裂缝宽度的验算。应根据工程的具体情况, 恰当把握内力取值及裂缝宽度的控制标准。

对使用要求很高的重要地下室 (如贵重设备间, 使用中严禁进水的场所等) , 宜采取以下设计措施:

(1) 应严格要求基础及地下室外墙的防水质量;

(2) 控制基础及地下室外墙的裂缝宽度, 当按构件边缘内力计算时, 裂缝宽度应≤0.2 mm;

(3) 必要时可设置地下室室内架空层或采取其他内部紧急排水措施, 确保使用安全。

对使用要求不高的一般地下室 (如地下车库等) , 可采取以下设计措施:耐久性设计及裂缝控制时, 混凝土的环境类别可以不同。

对基础及地下室的混凝土结构进行耐久性设计时, 应采用较高的控制标准, 在确定混凝土环境类别时, 不考虑建筑外防水对混凝土环境类别的有利影响, 按与水或土直接接触的环境确定, 外墙外表面的混凝土保护层厚度也应按此环境类别确定。

对地下结构进行裂缝宽度验算时, 可考虑基础及地下室外墙建筑外防水的作用, 按一类环境确定基础及地下室外墙外表面的混凝土裂缝控制标准, 裂缝宽度可控制在0.3~0.4mm。

在设计总说明中, 应明确提出地下室外墙外表面及地下室顶面防水层的定期检查及更换要求。

需要进行裂缝宽度验算的地下结构构件包括:各类基础 (多桩桩承台、筏板基础、箱形基础、独立基础及条形基础等) 、防水板、地下室外墙、地下室顶板等。

在特定地区 (如地质条件好) 、特定环境 (如无地下水或结构构件长期处在实际地下水位以上等) 下, 当有足够的工程经验时, 并采取相应的结构措施 (需得到施工图审查单位的认可) 后, 对地下结构构件也可不进行裂缝宽度验算。

5 地下车库的混凝土抗渗等级确定

JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》第12.1.10条、《地基规范》第8.4.4条、《筏基规范》第6.1.7条规定, 高层建筑基础的混凝土强度等级:筏形基础和桩箱、桩筏基础不应低于C30, 箱形基础不应低于C25。当有防水要求时, 混凝土抗渗等级应根据地下水最大水头与防水混凝土厚度的比值采用 (表1) 。必要时可设置架空排水层。

在地下防水工程钢筋保护层等确定过程中, 凡相关结构设计规范有规定者, 不宜按《防水规范》选用。

6 地下室的防水及抗浮设计

抗浮设计常用的方法有: (1) 自重平衡法; (2) 抗力平衡法 (即:设置抗拔锚杆或抗拔桩) ; (3) 浮力消除法 (即:采取疏、排水措施) ; (4) 综合设计方法 (即上述两种或多种抗浮设计方法) 。表2为防水设计水位和抗浮设计水位的定义及相互关系。

6.1 抗浮设计水位

地下室混凝土都应采用结构自防水混凝土, 防水混凝土的抗渗等级应根据水头高度与混凝土壁的厚度比确定。根据防水等级的要求, 一般应做卷材防水, 防水卷材在地下室底侧应能闭合, 尤其应重视节点设计如桩头承台和积水坑等处, 另外, 为防止少量渗水, 便于地下室车道处积水的排放, 地下室应设排水明沟和积水坑。

6.2 关于设计水位的合理优化

结构设计中用于计算地下水浮力的设计水位, 是勘察单位根据已有水文地质资料, 对结构使用期内 (如未来50年或未来100年) 工程所在地的地下水浮力设计水位作出的判断;设计水位数据的准确与否直接影响到结构投资, 同时, 设计水位可研究深化的余地较大。对重大工程或抗浮设计水位对结构投资影响较大的工程, 可建议建设单位委托勘察单位对抗浮设计水位进行专项分析研究, 应进行必要的水文试验并经专家论证后确定, 以提高抗浮设计水位的准确性, 减少投资。

6.3 地下室的抗浮验算

《地基规范》第5.4.3条规定:建筑物基础存在浮力作用时应进行抗浮稳定性验算, 并应符合下列规定:

(1) 对于简单的浮力作用情况, 基础抗浮稳定性应符合下式要求:

式中:Kw为抗浮稳定安全系数, 一般情况下可取1.05。

(2) 抗浮稳定性不满足设计要求时, 可采用增加压重或设置抗浮构件等措施。在整体满足抗浮稳定性要求而局部不满足时, 也可采用增加结构刚度的措施。

当抗浮设计中地面填土和基础底板上的填土作为一部分平衡荷载时, 应在完成地面回填土和基础底板上的回填土以后方可允许施工降水停止。

参考文献

[1]GB 50011—2010, 建筑抗震设计规范[S].

[2]GB 50010—2010, 混凝土结构设计规范[S].

[3]JGJ 3—2010, 高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[4]GB 50007—2011, 建筑地基基础设计规范[S].

[5]GB 50009—2012, 建筑结构荷载规范[S].

高层建筑结构设计有关问题分析 第11篇

【关键词】高层建筑；结构设计；问题分析

近年来，随着房地产行业的飞速发展和城市化进程的不断推进，城市建设用地日趋紧张，致使建筑功能越来越多样化，高层建筑得的发展是大势所趋。而科学技术的进步、经济的发展则为高层建筑的发展提供了坚实的物质基础。加上现代人们对于建筑要求的多样化提出了更多和更复杂的要求，产生了很多不规则的复杂高层建筑，使结构设计难度倍增。这就要求建筑师在设计时应注意一些要点问题。

１．结构方案设计应注意的问题

目前，很多设计人员过度依赖电脑设计软件，其实计算软件只是一个设计或计算工具而已，不管设计人员输入的结构体系和结构布置是否符合规范，也不管你所输入的电算信息与实际结构是否真实可靠，它都能计算出一个结果，判断正确与否还是要靠设计师自己对实际结构的认识和对规范以及软件的熟悉程度。实际上，结构的概念设计与建筑师的方案设计也是相互影响、相互协调的。结构概念设计的目的首先是在初步设计以前为所设计的工程项目设定一个总体性的方案，根据建筑意图和使用功能的需要，根据当地建造条件、材料来源和业主对资金的使用等多方面因素的要求，使得下一步的设计施工和维护使用都能做到好快省。由于高层建筑自身的一些特点，如：投资规模大，技术要求高，设计施工复杂，加上地基基础的特殊性，结构设计的最优化并不一定就是综合经济效果的最优化。其次，选用一个合理的高层建筑结构体系也是要在结构概念设计过程中应该解决好的问题。当前，高层建筑的结构体系可以按以下分类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架一剪力墙结构体系、框架一剪力桁架结构体系、框架一核芯筒结构体系、筒中筒结构体系等。众多的结构体系可供结构工程师选择，选取一种或几种体系作为备选，是概念设计时应该确定的。在初步设计时，通过精心的结构计算和技术经济比较选定最经济合理的结构体系。

2.高层建筑结构受力方面应注意的问题

对于一个建筑物的最初的方案设计，建筑师考虑更多的是它的空问组成特点，而不是详细地确定它的具体结构。首先，建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的构件所组成，因此结构必须能将它本身的重量传至地面，结构的荷载总是向下作用于地面的，而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系，所以，在建筑设计的方案阶段，就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想；其次，对于低层、多层和高层建筑，竖向和水平向结构体系的设计基本原理都是相同的，但是，随着高度的不断增加。竖向结构体系成为设计的控制因素，其原因有两个：其一，较大的垂直荷载要求有较大的柱、墙或者井筒；其二，侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多；还有，与竖向荷载相比，侧向荷载对建筑物的效应不是线性增加的，而随建筑高度的增高迅速增大。例如，在所有条件相同时，在风荷载作用下，建筑物基底的倾覆力矩近似与建筑物高度的平方成正比，而其顶部的侧向位移与高度的四次方成正比，地震的作用效应更加明显。在高层建筑中，问题不仅仅是抗剪，而更重要的是整体抗弯和抵抗变形，可见，高层建筑的结构受力性能与低层建筑有很大的差异。

3.地基与基础设计方面应注意的问题

地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失；在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性问题。由于我国占地面积较广，地质条件相当复杂，作为国家标准，仅仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定，因此，作为建立在国家标准之下的地方标准；地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确，所以，在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入地学习，以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。

4.结构的总体布置应注意的问题

科学合理的建筑结构设计即需要有合理的结构体系还需要有完美的结构布置。因为结构布置会影响到建筑设计方案的效果，影响到建筑的安全和功能的使用。结构的总体布置要考虑控制结构的侧向变形、平面布置、竖向布置、缝的设置和构造等几个方面。

4.1控制结构的侧向变形

建筑的结构一般都要同时承受竖向荷载、水平荷载。水平荷载会使侧移随结构的高度增加而变大，因此，在水平荷载的作用下，如果建筑高度超出一定的范围后，就会造成结构发生过大侧移和相对的位移，有时甚至会严重地破坏非结构构件，所以，我们要把控制侧向位移作为高层建筑结构设计的重点和难点来解决，一般情况下，要以限制结构的高度和高宽比为控制手段。

4.2平面布置

平面布置的选择主要是根据建筑工程的实际情况来确定，如果是独立的结构单元，则采用形状较为简单，而且要根据相对应、相协调的原理，刚度和承载力分布要呈现出比较均匀的形状。此外，根据抗震设计的要求，高层建筑单个的结构单元长度要控制在一定的范围内，不能太长，否则在发生地震时，结构的两端可能会出现反相位的振动，这将会导致建筑被过早地破坏，同时威胁到人们的安全。

4.3竖向布置

为了避免过大的外挑和内收，结构的竖向布置应遵循形体规则、刚度和强度沿高度均匀分布的原则，而在同一层的楼面，要设在统一标高处以防止错层和局部夹层的情况出现。而在面对高层建筑时，还要注意解决结构刚度和强度发生变化的情况，对于这种情况，应逐渐变化。

4.4缝的设置和构造

建筑结构的总体布置应该要考虑到沉降、温度收缩和形体复杂对结构带来的不利影响。可以利用沉降缝、伸缩缝或防震缠把结构分成若干个独立单元，以消除沉降差、温度应力和形体复杂对结构的不利影响。但如果设缝，就会对建筑的使用要求、立面效果、防水处理带来不便。因此，在设缝上必须要谨慎对待，尽量能从总体布置上或构造上采取其他有效的措施来减少沉降、温度收缩和形体复杂引起的问题。

5.结束语

总之，钢筋混凝土高层结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程，任何在这过程中的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全因素。因此，必须严格按照规范进行设计。彻底消除结构不安全的隐患。

【参考文献】

［１］中华人民共和国国家标准．建筑结构荷载规范（GB50009-2001）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2001.

［２］中华人民共和国行业标准．高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2002）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2002.

［３］李玉民.浅谈超高层建筑結构设计问题[M]．北京：中国建筑工业出版社，2005.

［４］肖峻.高层建筑结构分析与设计[J].中化建设，2008，(12).

［５］范小平.高层建筑结构概念设计中相关的几个问题应用分析[J].福建建材，2008.

结构设计中常见问题分析 第12篇

1.1 多层房屋建筑无地质详勘报告, 仅仅依据建设单位口头或笼统参照附近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计。

地基与基础设计要做到合理, 安全适用, 设计人员必须依据地质勘察资料, 统一考察多方面因素进行基础类型和上部结构方宁设计, 仅凭地耐力这一数据是不完全面的, 也是不安全的, 更不能盲目地把耐力容许值取得小一些就认为成无一失了。

1.2 采用换土垫层进行软弱地基处理, 不进行换土垫层设计, 只凭经验处置。

有时设计者软弱地基的危害认识不足, 只是简单地凭借经验采用砂垫层加强一下承载力, 没有进行垫层宽度和厚度计算, 既不安全, 又不经济。

1.3 民用建筑中柱, 梁及基础的负荷未按规范乘以折减系数。

设计人员设计多层民用建筑时, 在计算梁、柱和基础的负荷时未按现行设计规范采用荷载乘折减系数计算其荷载值, 因而荷载值准确。

2 关于桩筏基础中筏板取值

桩筏基础设计中对于筏板厚度的取值, 一般是先按建筑层数估算筏板厚度, 常规是按层数×50mm来估算。譬如说一幢十八层的小高层住宅, 我们则先按18×50mm=900mm设定筏板厚, 然后再根据排桩情况, 分别验算角桩冲切, 边桩冲切及墙冲切, 群桩冲切。一般情况均为角桩冲切来控制板厚, 但在这里主要强调一个短肢剪力墙结构下的群桩冲切, 短肢剪力墙结构由于墙体不封闭, 故取值群桩冲切边界时有相当大的困难, 而群桩冲切由于桩群重叠面积较大, 应是一种不利状态。一般是取值几个大层间近似作为冲切边界, 所围区域内短肢墙体内力则作为抗力抵消, 虽不完全准确, 但区域放大后, 边界的开口效应有所削弱, 是可行的。

3 关于强柱弱梁的设计理念

强柱弱梁的概念主要是针对小震不坏, 中震可修, 大震不倒的抗震设防目标而提出的。柱破坏了建筑物整个都会倾覆, 而梁破坏则仅是某个区域失效, 因此柱较之梁破坏的损害更大, 当前我们的经济已高速发展, 我们设计人员在设计中一定要将这一概念设计贯彻下去。其一必须严格控制柱轴压比, 我们目前的计算均是基于小震下进行的, 如果小震下柱子轴压比过高, 则大震下地震力将对边柱产生一个巨大的附加轴力, 则柱子根本不可能有这点安全储备, 在大震即会破坏, 那又何谈大震不倒呢?轴压比在任何情况下均不宜超过0.9%, 且我们对柱断面及配筋设置时应分部位处理, 建议边柱, 角柱应适当加强, 特别是角柱, 建议应全柱加密箍筋, 且配筋率不宜小于1%。所有框架柱, 不包括小截面柱, 建议纵筋均应大于20, 且柱筋品种不宜过多, 矩形截面柱尽可能对称配筋。而对梁配筋笔者则建议应配足梁中部筋, 而支座筋则可通过调幅让其适当降低, 以使地震作用下能形成梁铰机制, 防止柱先于梁屈服, 使梁端能首先产生塑性铰, 保证柱端的实际受弯承载力大于梁端的实际受弯承载力。

4 关于在框架结构设计中, 只注意了横向框架的设计而忽视了纵向框架

现行建筑抗震设计规范要求水平地震作用应按两个主轴方向分别计算, 各方面的地震和用应由该方向的抗侧力构件来承担。说是说, 在框架结构设计中, 纵向框架与横向框架有同等的重要性。一些设计者对以于非抗震设计, 而纵向地按普通的连续梁进行设计, 梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置无法不答合框架的构造要求。由于没有考虑地震的纵向作用, 在实际设计中经常出现梁的支座负筋, 跨中纵筋及箍筋的配筋置均不足的现象。

5 关于悬挑梁的梁高选用过小

设计者往往只注意了对梁的强充和倾覆进行验算, 而忽略了对梁手挠度的验算。梁高选用过小, 引起梁截面的受压区应力过高, 在正常使用状态下, 梁截面受压区产生非线性徐变。梁挠度随时间的推移不断加大。挑梁的变形引起梁板出现裂缝, 裂缝宽度随着挑梁变形的回大而加宽, 影响了房屋的正常使用。这种挑梁的变形发展到后期, 梁支座截面上部受拉区常常出现较宽的竖向裂缝。受支座附近上部受拉区常常出现较宽的竖向裂缝。受支座附近剪弯作用的影响, 竖向裂缝向下延伸发展为斜裂缝, 此时梁已接近破坏, 当为托墙挑梁时, 梁过大的挠度引起梁上境况体在梁支座附近出现裂缝。裂缝在梁支座处沿斜向延伸, 缝愈靠上愈宽。挑梁的截面过小对结构的抗震也很不利。悬挑结构对竖向地震的作用最为敏感。梁高小时, 截面的相对受压区高度较大, 梁的延性减小, 在竖向地震作用下易发生脆性破坏, 失去承载力。

6 关于板面设置温度应力筋

《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第9.1.8条规定在温度、收缩应力较大的现浇板区域, 应在板的表面双向配置防裂构造钢筋。配筋率均不宜小于0.1%, 间距不宜大于200mm。对于这一条设计人员的理解又会产生出入。什么区域属于温度收缩应力较大的区域?对于规则较短的建筑物我们可以在各楼面边跨及屋面层设置相应的温度应力钢筋, 而对于超长结构, 则建议在超长结构的长向均应设置双层钢筋。

7 关于楼板设计常见问题

板是建筑工程中的主要承重构件, 是它将楼面, 屋面的荷载传给其周围的墙或梁上, 楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周, 很容易出现设计质量问题, 有的还可能存在严重的质量隐患。楼板设计中常见如下几个问题。

7.1 设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足, 简单地将双向板作用单向板进行计算。

使计算假定与实际受力状态不符, 导致一个方向配筋过大, 而另一方向仅按构造配筋, 造成配筋严重不足, 致使板出现裂缝。

7.2 板承受线荷载时弯矩计算问题, 在民用建筑中, 常常在楼板上布

置一些非承重隔墙故大楼板设计中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后, 进行板的配筋计算。但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载附以板的总面积。另外, 板上隔墙顶部处理常采用立砖斜砌砌顶紧上部分的楼、屋面板, 这样会给上部的板增加了一个中间支承点, 使其变为连续板, 支承点上部出现了负弯矩, 而在板的设计中又没考虑该部分的影响, 致使板顶出现裂缝。

7.3 双向板有效高度取值偏大。

双向板在两个方向均产生弯矩, 由此双向板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放, 短跨方向的跨中钢筋应放在下面, 长跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面, 计算时应用两个方向的各自的有效高度。一般长向的有效高度比短向的有效高度小d (d为短向钢筋的直径) 。有的设计得为图省事或对板受力认识不足, 而取两上方向的有效高度一致进行配筋计算, 致使长跨有效高度偏大, 配筋降低, 使结构构件存在的质量隐患, 甚至出现开明缝的现象。