關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探究

張才望

(湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院，湖北省 孝感市 432000)

關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探究

張才望

(湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院，湖北省 孝感市 432000)

伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，城市化進(jìn)程也在不斷推進(jìn)，我國(guó)的建筑工程也在不斷的發(fā)展，混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在整個(gè)工程建設(shè)中占有相當(dāng)重要的地位。因此想要發(fā)展我國(guó)房建水平，就必須提升混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝。

建筑工程 混凝土結(jié)構(gòu) 房建

一、建筑結(jié)構(gòu)的組成

1、建筑結(jié)構(gòu)是建筑物的受力主體。建筑結(jié)構(gòu)可理解為建筑物中的傳力體系或 建筑物的空間骨架系統(tǒng)。

（1）上部結(jié)構(gòu)(水平結(jié)構(gòu)體系和豎向結(jié)構(gòu)體系——抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系)

水平結(jié)構(gòu)體系是指各樓層的樓蓋和屋頂。它們既要承受樓、屋面的豎向荷載，把這些豎向荷載傳遞給豎向結(jié)構(gòu)體系；還要把各樓層的水平力傳遞和分配給豎向結(jié)構(gòu)體系。豎向結(jié)構(gòu)體系主要承受樓、屋頂傳來(lái)的豎向力和水平力，并且將這部分力傳遞給下部結(jié)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)物抵抗側(cè)向的能力非常重要，而且這種能力最主要是由豎向結(jié)構(gòu)體系提供，因此我們常常把豎向結(jié)構(gòu)體系稱為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。

（2）下部結(jié)構(gòu)

下部結(jié)構(gòu)主要是由地下室和基礎(chǔ)等組成，主要是將上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的力傳給地基。

2、建筑物的結(jié)構(gòu)類型通常是以上部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型來(lái)命名的。

按豎向結(jié)構(gòu)體系分為：排架結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)等。

按結(jié)構(gòu)材料，結(jié)構(gòu)類型分為：砌體結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)等。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的階段和內(nèi)容

1、工程建設(shè)包括：工程勘察、工程設(shè)計(jì)和工程施工

2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是工程設(shè)計(jì)的重要組成部分，分為三個(gè)階段：初步設(shè)計(jì)（方案設(shè)計(jì)，即選用合理的可行的結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)方案）、技術(shù)設(shè)計(jì)（初步確定結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)部件的截面尺寸以及所需采用材料的強(qiáng)度等級(jí)）和施工圖設(shè)計(jì)（結(jié)構(gòu)的具體計(jì)算及繪制施工圖）。也可以把初步設(shè)計(jì)階段和技術(shù)設(shè)計(jì)階段合并，成為二階段設(shè)計(jì)。

（1）初步設(shè)計(jì)階段的主要內(nèi)容：上下部結(jié)構(gòu)方案的比較和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，從而確定一個(gè)可行的結(jié)構(gòu)方案。初步設(shè)計(jì)也常稱為方案設(shè)計(jì)。

（2）技術(shù)設(shè)計(jì)階段的主要內(nèi)容：結(jié)構(gòu)平面和豎向布置，結(jié)構(gòu)整體荷載效應(yīng)分析。對(duì)受力狀況特殊的結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)分析，確定主要的結(jié)構(gòu)措施、重要部位、薄弱部位的技術(shù)措施。

（3）施工圖設(shè)計(jì)階段的主要內(nèi)容：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明，結(jié)構(gòu)施工圖紙，將整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的各項(xiàng)技術(shù)工作整理成設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)存檔。對(duì)重要建筑物，當(dāng)有需要時(shí)，還應(yīng)按實(shí)際情況，給出竣工圖。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則是安全、適用、耐久（功能要求）和經(jīng)濟(jì)合理。

安全性、適用性和耐久性是建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足的功能要求，常常成為“三性”。

安全性：建筑結(jié)構(gòu)承載能力的可靠性，即建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受正常施工和使用時(shí)的各種荷載和變形，在地震、爆炸等發(fā)生時(shí)和發(fā)生后保持整體穩(wěn)定性。

適用性：要求結(jié)構(gòu)在正常使用過(guò)程中不產(chǎn)生影響使用的過(guò)大變形以及過(guò)寬的裂縫等。

耐久性：要求在正常維護(hù)條件下結(jié)構(gòu)不發(fā)生嚴(yán)重風(fēng)化、腐蝕、脫落、碳化，鋼筋不發(fā)生銹蝕等。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需考慮功能和經(jīng)濟(jì)性之間的均衡。

（1）閱讀和理解工程地質(zhì)勘查文件，把建筑場(chǎng)地的地質(zhì)水文資料作為設(shè)計(jì)依據(jù)。

（2）把國(guó)家、地方和行業(yè)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)和規(guī)范等作為設(shè)計(jì)依據(jù)。

（3）采用性能高的材料、先進(jìn)的技術(shù)、最優(yōu)的計(jì)算方法和施工方法。

（4）根據(jù)工程的實(shí)際情況，盡量采用正確選擇標(biāo)準(zhǔn)圖。

（5）應(yīng)優(yōu)先采用有利于建筑工業(yè)化的裝配式結(jié)構(gòu)和裝配式整體結(jié)構(gòu)。

（6）與其他工種的設(shè)計(jì)互相協(xié)調(diào)配合。

四、建筑結(jié)構(gòu)荷載

荷載的分類

（1）永久荷載：在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其值不隨時(shí)間而變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計(jì)，或其變化是單調(diào)的并能趨于限值的荷載。例如：結(jié)構(gòu)的自重、土壓力預(yù)應(yīng)力等。永久荷載又稱為恒荷載(DeadLoad)、恒載、靜載。

（2）可變荷載：在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)其值隨時(shí)間而變化，其變化與平均值相比不可忽略的荷載。例如：樓面活荷載、吊車荷載、風(fēng)荷載、雪荷載等。可變荷載又可稱為活荷載(LiveLoad)、活載。

（3）偶然荷載：在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時(shí)間很短的荷載。例如：爆炸力、撞擊力等。

注意設(shè)計(jì)基準(zhǔn)其不同于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限荷載代表值荷載代表值：設(shè)計(jì)中用以驗(yàn)算極限狀態(tài)所采用的荷載量值。有荷載的標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值。荷載的標(biāo)準(zhǔn)值是荷載的基本代表值。

永久荷載采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值；可變荷載應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求（隨時(shí)間具有變異性）采用標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值作為代表值。 荷載標(biāo)準(zhǔn)值—是指其在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（一般結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年）可能出現(xiàn)的的最大荷載值。

永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的確定：可按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸和材料單位體積的自重計(jì)算確定。

可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的確定：對(duì)于有足夠統(tǒng)計(jì)資料的可變荷載，可根據(jù)其最大荷載的統(tǒng)計(jì)分布按一定保證率取其上限分位值。實(shí)際荷載統(tǒng)計(jì)困難時(shí)，可根據(jù)長(zhǎng)期工程經(jīng)驗(yàn)確定一個(gè)協(xié)議值作為荷載標(biāo)準(zhǔn)值。

可變荷載的組合值：對(duì)有兩種和兩種以上可變荷載同時(shí)作用時(shí)，使組合后的荷載效應(yīng)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的超越概率能與該荷載單獨(dú)作用時(shí)的相應(yīng)超越概率趨于一致的荷載值；或使組合后的結(jié)構(gòu)具有統(tǒng)一規(guī)定的可靠指標(biāo)的荷載值。

可變荷載的頻遇值：對(duì)可變荷載，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總時(shí)間為規(guī)定的較小比率或超越頻率為規(guī)定頻率的荷載值。

五、強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的建議

1、加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的創(chuàng)新和研究工作

現(xiàn)在，我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中缺乏創(chuàng)新性，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)技術(shù)創(chuàng)新和研究的實(shí)際要求，往往是采用沿襲借鑒的方式來(lái)完善自身建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，這就需要我們大力發(fā)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性研究，在政府的政策指導(dǎo)下大力發(fā)展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)。

2、人才的采用

在各高校定期進(jìn)行人才招聘，不斷增強(qiáng)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，為設(shè)計(jì)單位儲(chǔ)備一定的人才力量，有利于更好地進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性發(fā)展。

3、強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的交流

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全面開(kāi)始之前，應(yīng)與建設(shè)單位、監(jiān)理單位進(jìn)行交流。這一舉措是為了橫好地掌握質(zhì)量和施工要求，從而設(shè)計(jì)出合理、安全、科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)，促進(jìn)房建工程的快速穩(wěn)定發(fā)展，從而提升人們的生活水平與社會(huì)發(fā)展進(jìn)程。

結(jié)語(yǔ)：

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)不僅是房建工程的內(nèi)在動(dòng)力，還是當(dāng)代土木施工中的很重要的一方面，為房建的發(fā)展起到了推動(dòng)的作用，成功地保障了房屋建設(shè)的成功開(kāi)展以及可持續(xù)發(fā)展。我們要總結(jié)該技術(shù)的發(fā)展概況以及發(fā)展趨勢(shì)面還有相應(yīng)的強(qiáng)化措施，從而使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)更好地為房屋建設(shè)服務(wù)。

TU7

B

1007–6344（2015）01–0166–01