淺談結構設計

1、<p><b>　　淺談結構設計</b></p><p>　　摘要：本文作者結合多年工作實際，對什么是結構設計，如何做好結構設計的各階段任務進行了簡要探討。 </p><p>　　關鍵詞：結構設計；設計階段；設計內容 </p><p>　　中圖分類號：S611文獻標識碼： A </p><p><b>

2、;　　1結構設計簡介 </b></p><p>　　結構設計簡而言之就是用結構語言來表達建筑師及其它專業(yè)工程師所要表達的東西?？珊唵胃爬椋夯A的設計、上部結構的設計和細部設計。那么這些設計內容又是怎樣一步步完成的？下面結合工作實際，淺談結構設計的階段及具體內容。 </p><p>　　2結構設計的階段及內容 </p><p>　　結構設計大體可以分為三

3、個階段，結構方案(選型)階段，結構計算階段和施工圖設計階段。 </p><p>　　2.1結構方案階段 </p><p>　　結構型式的初步確定：依據工程經驗，綜合建筑方案所能提供的承重結構和抗側力結構布置位置及結構的適用性，初步確定主要結構型式。具體步驟： </p><p>　?。?）明確功能要求和甲方要求。 </p><p>　　在結構布

4、置允許的情況下，盡量滿足甲方及其他專業(yè)要求 </p><p>　?。?）搜集必要的結構技術參數。 </p><p>　?。?）根據建筑高度將豎向承重及抗側體系作粗的定位。 </p><p>　　根據建筑的重要性，建筑所在地的抗震設防烈度，工程地質勘查報告，建筑場地的類別及建筑的高度和層數來確定建筑的結構形式（例如，磚混結構，框架結構，框剪結構，剪力墻結構，筒體結構，

5、混合結構等等以及由這些結構來組合而成的結構形式）。確定了結構的形式之后就要根據不同結構形式的特點和要求來布置結構的承重體系和受力構件。 </p><p>　?。?）根據層高凈高、空間單元大小確定合理的樓蓋形式。 </p><p>　?。?）對技術經濟作出初步的評定，適當考慮新技術的推廣應用。 </p><p>　?。?）再次審查結構與建筑功能有無矛盾，與其他專業(yè)協商

6、解決。 </p><p>　?。?）確定主要結構型式，完成此程序。 </p><p>　　2.2結構計算階段： </p><p>　　此階段重點弄清楚四方面內容： </p><p>　　2.2.1正確使用計算程序 </p><p>　　要正確使用計算程序，首先應明確幾個問題：結構計算分析的基本假定、程序的選用原則、目前

7、常用結構分析程序、正確輸入信息的確定、正確分析計算結果等。 </p><p>　　一是正確建立結構計算分析的基本假定 </p><p>　　建筑結構是一個復雜的空間結構。它不僅平面形狀多變，立面體型也各種各樣，而且結構類型和結構體系各不相同，特別是高層建筑結構。一般來說，建筑結構都是一種高次超靜定、多種結構構件組合在一起的三維空間結構。要進行內力和位移計算，就必須進行計算模型的簡化，引入不

8、同程度的計算假定。簡化程度視所采用的計算工具，按必要和合理的原則決定。 </p><p>　　結構分析的彈性靜力假定 </p><p><b>　　2）平面結構假定 </b></p><p>　　3）樓板在自身平面內剛性假定 </p><p>　　4）水平荷載按位移協調原則分配 </p><p>

9、　　二是合理選用結構分析程序軟件 </p><p>　　當前國內常用的建筑結構分析與設計軟件主要包括以下幾大類： </p><p>　　1）通用性的有限元分析軟件。 </p><p>　　常用的軟件有：SAP2000中文版、ANSYS的軟件。 </p><p>　　2）建筑結構分析與設計軟件。這一類軟件針對建筑結構的特點，結合現行的國家規(guī)范，

10、進行結構整體分析，然后進行結構和構件設計與校核，有些軟件可以同時對混凝土結構、鋼結構和混合結構進行分析與設計，對鋼結構還能繼續(xù)截面自動優(yōu)化。常用的軟件有：PKPM系列、ETABS中文版、TBSA、GSCZAD、TUS、3D3S、MTS等。 </p><p>　　3）基本構件設計軟件。這一類軟件針對特定的常用構件來設計，包括承載力驗算、撓度驗算、配筋、選筋等，常用的軟件有理正工具箱等。 </p>&l

11、t;p>　　4）施工圖繪制軟件。這一類軟件讀取其它（或自身）結構分析與設計軟件的結果，來進行相應的施工圖繪制，常用的軟件有探索者系列、SAScad、CBCAD等。 </p><p>　　三是正確確定輸入信息 </p><p>　　總體信息是控制全局的參數，每個程序都有所不同，應用程序時應熟讀和理解其說明，且應在正確理解參數物理概念的基礎上，根據所設計工程的實際情況及規(guī)范相關要求經分析

12、后方能確定。 </p><p>　　四是認真分析計算結果 </p><p>　　一個復雜的結構，計算結果要經過多次反復。每次計算后都要對比結構布置圖仔細進行對比，并分析計算結果，如：梁、柱、墻等主要構件的尺寸與計算書是否一致等，特別是在施工圖階段。設計人員應根據力學概念、結構知識、工程實際和設計經驗，對程序有正確的理解和對輸出的結果進行必要的鑒別、分析和調整，并根據其可靠性，決定能否作為設

13、計的依據。 </p><p>　　2.2.2荷載的計算 </p><p>　　荷載的計算。荷載包括外部荷載和內部荷載，上述荷載的計算要根據荷載規(guī)范的要求和規(guī)定采用不同的組合值系數和準永久值系數等來進行不同工況下的組合計算。 </p><p>　　一是部荷載的計算：外部荷載包括：風荷載，雪荷載，施工荷載，地下水的荷載，地震荷載，人防荷載等等 </p>&

14、lt;p>　　二是內部荷載的計算： </p><p>　　內部荷載包括：結構的自重荷載，使用荷載，裝修荷載等等 </p><p>　　2.2.3建模計算 </p><p>　　到了這一步，首先要確定建筑基本上不會再發(fā)生大的改變了。通常做法是先根據事先擬好的結構方案，進行一次快速建模計算，主要是檢驗結構選型的可行性和結構的整體穩(wěn)定性，主要看結構的周期，振型，位移

15、等主要參數是否有明顯的超規(guī)現象，有沒有涉及結構整體穩(wěn)定性到必須修改方案設計的大問題出現。如果有，則及時進行調整。如果沒有，則開始進行詳細的結構計算。在這一步，一定要特別注意抗震設計和構造設計，也就是各種參數一定要合理，各種構件的截面大小尺寸一定要精確輸入，特別是在程序計算過程中，有一些重要的參數要特別注意：一是結構的基本周期及周期折減。二是計算振型數及地震作用調整。三是結構整體性能控制，包括位移控制，周期控制，層剛比控制等，在這兒，如果

16、發(fā)現某些指標稍微超規(guī)，就要采取適當的構造措施來調整，盡量避免去調整方案。四是結構構件計算，包括剪力墻和柱軸壓比，剪力墻的約束邊緣構件和構造邊緣構件等。 </p><p>　　2.2.4基礎的合理選型和計算 </p><p>　　基礎設計一般都是一個工程中的難點、重點，它涉及土層的選擇、埋深、地質報告的分析、地基處理等等: </p><p>　　合理確定基礎形式： &

17、lt;/p><p>　　1）先看清楚地質資料中對場地的評價和基礎選型的建議，對場地的大致情況有一個大概的了解；如：是否發(fā)現影響基礎的不利地質情況，如土洞、溶洞、軟弱土、地下水情況（是否有腐蝕性）等等。 </p><p>　　2）根據地質剖面圖和各土層的物理指標對場地的地質結構、土層分布、場地穩(wěn)定性、均勻性進行評價和了解。 </p><p>　　3）粗算上部結構傳下來的荷

18、載然后和地基承載力進行比值；看當地的常規(guī)做法和經驗；看當地的施工工藝和水平，確定基礎形式。 </p><p>　　4）根據基礎形式，確定地基持力層、基礎埋深、土層數據等。5）沉降數據分析；重點對天然地基、復合地基和樁基等進行科學計算和分析。 </p><p>　　2.3施工圖設計階段（結構設計成果表達） </p><p>　　結構專業(yè)施工圖設計是對初步設計的深化和完

19、善。由于初步設計已經確定了結構的選型，此階段的主要工作是依據相關文件及結構分析計算結果的資料對結構布置，構件尺寸進行必要的調整，對節(jié)點構造進行詳細設計。必要時對結構進行補充計算。 </p><p>　　2.3.1鋼筋混凝土結構圖紙構成 </p><p><b>　　一是圖紙目錄； </b></p><p><b>　　二是設計總說明；

20、 </b></p><p>　　三是 設計圖紙：結構施工圖包括：：1）基礎平面圖；2）基礎詳圖；3）結構平面圖；4）鋼筋混凝土構件詳圖；5）節(jié)點構造詳圖；6）其他圖紙（樓梯、預埋件、水池等）。 </p><p><b>　　3結論 </b></p><p>　　建筑結構設計是一項內容繁多，系統(tǒng)的工程，結構設計的好壞直接影響建筑施工成