結(jié)構(gòu)設(shè)計研究精選(九篇)

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第1篇：結(jié)構(gòu)設(shè)計研究范文

（南通市建筑設(shè)計研究院有限公司 江蘇 南通 226000）

【摘要】隨著高層建筑在我國的迅速發(fā)展，建筑高度的不斷增加，建筑類型與功能的愈來愈復(fù)雜，結(jié)構(gòu)體系的更加多樣化，建筑類型和功能的復(fù)雜化也使現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計變得更加復(fù)雜。本文通過對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注意的一些問題進(jìn)行概速，并提出相應(yīng)的解決措施，以利于提高設(shè)計的質(zhì)量。保證結(jié)構(gòu)的安全。

關(guān)鍵詞 高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；混凝土

1.引言?

混凝土是工程中用量最多的建筑材料，也是最主要的結(jié)構(gòu)材料，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已成為世界上應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式。我國每年耗費在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的費用為2300億元以上。在人們的傳統(tǒng)觀念中總是認(rèn)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是由最為耐久的混凝土材料澆筑而成的，雖然鋼筋易腐蝕，但有混凝土保護(hù)層的保護(hù)，鋼筋也不會發(fā)生銹蝕，因此，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命期望值也是很高的，從而忽視了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和抗震性的問題，從而混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計時應(yīng)注意的問題的研究也相對滯后，為此付出了巨大的代價。結(jié)構(gòu)設(shè)計總說明著重審查設(shè)計依據(jù)條件是否正確，結(jié)構(gòu)材料選用、統(tǒng)一構(gòu)造做法、標(biāo)準(zhǔn)圖選用是否正確，對涉及使用、施工等方面需作說明的問題是否已作交待。審查內(nèi)容一般包括建筑結(jié)構(gòu)類型及概況，建筑結(jié)構(gòu)安全等級和設(shè)計使用年限，建筑抗震設(shè)防分類、抗震設(shè)防烈度（設(shè)計基本地震加速度及設(shè)計地震分組）、場地類別和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震等級，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級，砌體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制等級，基本雪壓和基本風(fēng)壓，地面粗糙度，人防工程抗力等級等7條。

2.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的裂紋問題及其控制?

（1）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的裂紋問題分析，裂紋是固體材料中的某種不連續(xù)現(xiàn)象。多年來，有關(guān)混凝士的現(xiàn)代試驗完全證實了在尚未受荷的混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中存在微裂紋，主要有骨料與水泥石的粘結(jié)面上的牯結(jié)裂紋、水泥漿中的裂紋以及骨料裂紋。而根據(jù)斷裂損傷力學(xué)的觀點，所謂斷裂損傷是在廣義的外載作用下，使材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，引起微缺陷成胚、孕育、擴(kuò)展和匯通，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)宏觀性能的劣化，最終形成結(jié)構(gòu)宏觀開裂和破壞。因而混凝土結(jié)構(gòu)的破壞過程實際上是微裂紋的擴(kuò)展、貫通而形成的。?

（2）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的裂紋控制方法，預(yù)應(yīng)力混凝十結(jié)構(gòu)的裂紋控制方法主要是基于。"抗"的思想，下面分別應(yīng)用傳統(tǒng)力學(xué)和斷裂力學(xué)來分析傳統(tǒng)裂紋控制方法，從傳統(tǒng)學(xué)觀點來看，由于預(yù)先給混凝土梁施加了預(yù)壓應(yīng)力，使混凝七梁在外部荷載作用下梁體下緣產(chǎn)生的拉應(yīng)力全部被抵消（或部分被抵消），因而可避免混凝土出現(xiàn)裂紋（或推遲出現(xiàn)裂紋），混凝土梁可以全截面參加工作（或增加參加工作的混凝土截面），這就相當(dāng)于改善廠梁中混凝士的抗拉性能，而且可以達(dá)到充分利用高強(qiáng)材料的目的。從斷裂力學(xué)觀點來看，混凝土材料內(nèi)。?

（3）部存在許多微缺陷和微裂紋，這些微缺陷和微裂紋在外部荷載作用下會不斷演化、發(fā)展，最終形成宏觀裂紋。預(yù)先在混凝七梁兩端施加一對軸向壓力，相當(dāng)于在梁內(nèi)微裂紋面上作用了一對非均布壓應(yīng)力，這時可以認(rèn)為裂紋端部的應(yīng)力強(qiáng)度因子為負(fù)值。當(dāng)外載在裂紋端部產(chǎn)生的應(yīng)力強(qiáng)度因子與非均布壓應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力強(qiáng)度因子大小相等時，裂紋端部的應(yīng)力強(qiáng)度凼子為零。這時裂紋并不會失穩(wěn)擴(kuò)展，只有隨著外載的增加，使裂紋端部的應(yīng)力強(qiáng)度因子達(dá)到混凝土材料的斷裂韌性時，裂紋才會失穩(wěn)擴(kuò)展。因此，從斷裂力學(xué)角度來說，由于預(yù)先對混凝土粱施加預(yù)壓應(yīng)力，從而減小了外載作用F裂紋端部的應(yīng)力強(qiáng)度因子，避免或是推遲了混凝土出現(xiàn)裂紋。

3.梁支座的結(jié)構(gòu)形式分析及其設(shè)計可靠性的實現(xiàn)策略?

結(jié)構(gòu)計算是結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，計算結(jié)果是結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)，設(shè)計中選擇合適的計算假定、計算簡圖是得到正確計算結(jié)果的關(guān)鍵。當(dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計程序中往往把與剪力墻相交的框架粱支座看作固定支座，這種假定不是在任何情況下都是正確的。當(dāng)框架梁與剪力墻正面垂直相交，且剪力墻對梁的約束能力較弱時，很難實現(xiàn)固定支座的假定，此時宜將梁支鷹形式人為調(diào)成鉸接支座，否則計算結(jié)果將與實際不符。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對與剪力墻相交的框架梁，其支座形式要慎重對待，具體工程應(yīng)視框架梁與剪力墻的相對剛度及相交位置、方向，正確判斷剪力墻對粱的約束能力，近而較為準(zhǔn)確地確定框架梁支座形式。對于提高混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計可靠度，在材料強(qiáng)度等級不變的情況下會增加材料用量，增加造價，用高強(qiáng)材料替代低強(qiáng)材料，可有效地降低成本?；煲善呓Y(jié)構(gòu)中，水平受力構(gòu)件如粱、板，主要以鋼筋的抗力為主，提高鋼筋級別效益較好，設(shè)計中應(yīng)優(yōu)先采嗣新規(guī)范提倡的主導(dǎo)鋼筋HRB400（III）級鋼筋；豎向受力構(gòu)件如墻、柱，主要以混凝土的抗力為主，提高混凝上等級效益較好。

4.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的其他問題分析?

（1）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震問題分析地震力在兩類構(gòu)件之間分配，應(yīng)考慮不同時段兩類構(gòu)件抗推剛度相對比值的變化。鋼一混凝士混合結(jié)構(gòu)中現(xiàn)在采用的主要結(jié)構(gòu)體系為鋼框架一混凝七剪力墻（內(nèi)筒）體系，其中鋼筋混凝十內(nèi)筒為主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。鋼框架主要承擔(dān)重力荷載，承擔(dān)較小的水平剪力。在水平地震作用下，有工程經(jīng)驗表明，由于鋼框架的抗推剛度遠(yuǎn)小于混凝上內(nèi)筒，鋼框架承擔(dān)的水平剪力除頂部幾層可為樓層剪力的15%～20%，中部及下部約為相應(yīng)樓層剪力的10%～l5%，有的工程甚至僅有5%左右。在往復(fù)地震動的持續(xù)作用下，結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段時，墻體產(chǎn)生裂縫后，內(nèi)簡的抗推剛度大幅度降低，剮度退化將加大鋼框架的剪力。鋼框架由于彈性極限變形角為1/400以上，遠(yuǎn)大于約為l/3000的鋼筋混凝土墻體彈性極限變形角。雖然此時的水平地震作用要小于塑性階段，但鋼框架仍有可能要承擔(dān)比彈性階段大得多的水平地震剪力和傾覆力矩。因此，為符合結(jié)構(gòu)裂而不倒的要求，需要調(diào)整鋼框架部分的承擔(dān)的水平剪力，規(guī)程抗震要求鋼框架一混凝土結(jié)構(gòu)各層框架柱所承擔(dān)的地震剪力不應(yīng)小于結(jié)構(gòu)底部總剪力的25%和框架郵分地震剪力最大值的1.8倍二者的較小值，以提高鋼框架的承載力，并采取措施提高混凝土內(nèi)筒的延性。?

（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計過程要確定適宜的層問位移限值，我國有關(guān)混合結(jié)構(gòu)的規(guī)程正在修編，高層建筑鋼結(jié)構(gòu)規(guī)程沒有列出對鋼一混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)定.但對以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主要抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，高層建筑混凝十規(guī)程，則提出其側(cè)移限值的要求，規(guī)定為等同于相當(dāng)高度的鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)體系的要求。確定適宜的層間側(cè)移和頂點側(cè)移限值是該結(jié)構(gòu)體系規(guī)程的重要內(nèi)容之一。"高鋼規(guī)程"沒有列出對鋼一混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)定，但對有混凝士剪力墻的鋼結(jié)構(gòu)，規(guī)定應(yīng)符合《鋼筋混凝土高層建筑設(shè)計與施上規(guī)程》JGJ3-9l的要求?，F(xiàn)行的"混凝土高規(guī)"規(guī)定的層間位移限值，對于鋼一混凝土結(jié)構(gòu)常不易符合要求。修編中的"混凝土高規(guī)"（第二稿），將包含對鋼一混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)定的內(nèi)容，關(guān)于鋼一混凝士結(jié)構(gòu)的層間位移限值，將規(guī)定為等同于相當(dāng)?shù)匿摻罨炷粮邔咏ㄖY(jié)構(gòu)體系的要求。?

（3）此外，修編中的"混凝土高規(guī)"，關(guān)于層間位移限值將對現(xiàn)行?；炷扛咭?guī)"JGJ3-9l有所放松，并以此確定適宜的限值。

5.結(jié)束語?

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個長期，復(fù)雜甚至循環(huán)行復(fù)的過程.任何在這過程中的遺漏或錯誤都有可能使整個設(shè)計過程變得更加復(fù)雜或使設(shè)計結(jié)果存在不安全隱患。因此.我們設(shè)計上作者應(yīng)按規(guī)范相應(yīng)的構(gòu)造造求嚴(yán)格執(zhí)行，才真正確保設(shè)計質(zhì)量的安全。

參考文獻(xiàn)

［1］紀(jì)福宏，郭惠琴.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中若干問題的探討［J］.山西建筑，2005.

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第2篇：結(jié)構(gòu)設(shè)計研究范文

工程的施工地點為福建省廈門市湖濱北路與長青路交叉口的東北角，原建筑為高層建筑群。要進(jìn)行施工的建筑群屬于塔樓建筑，整體由地下室與上部建筑兩部分構(gòu)成，這兩部分的樓層數(shù)分別為2層與30層。設(shè)計前期調(diào)查表明該塔樓的地下室及1#、2#塔樓已經(jīng)于1995年12月完成施工。本次設(shè)計對3#、4#、5#樓原設(shè)計戶型進(jìn)行了較大幅度的修改.通過不斷的結(jié)構(gòu)試算，對基礎(chǔ)及地下室結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，確定了上部各塔樓能建設(shè)的層數(shù)，擬訂了建筑方案。經(jīng)過對結(jié)構(gòu)方案的比對論證，本項目確定采用多塔帶厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)型式，結(jié)構(gòu)體系由下部框剪結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成上部剪力墻結(jié)構(gòu)，且上部建筑接近一半剪力墻需要在三層樓面處轉(zhuǎn)換。多墻帶厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)屬于復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)，超出規(guī)范要求，需要進(jìn)行專項審查。原設(shè)計3#、4#、5#樓下部一、二層相連形成大底盤，現(xiàn)設(shè)計保留原設(shè)計的大底盤,利用原有3#、4#、5#樓墻柱修改成新的3#、4#、5#樓平面，并在原裙房處增加一幢6層高的6#樓。塔樓部分每幢樓之間用伸縮縫（防震縫）隔開形成上部四個塔樓。平面示意圖如圖1所示。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計說明

2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計依據(jù)。在對本工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)初步設(shè)計的時候主要遵循了《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001）、《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002）等有關(guān)規(guī)定。建筑抗震設(shè)防類別為丙類，建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，所在地區(qū)的地震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度0.15g，設(shè)計地震分組第一組，場地類別II類，特征周期Tg=0.35sec。100年一遇的基本風(fēng)壓0.95kN/m2，地面粗糙度B類，風(fēng)載體型系數(shù)1.4。本工程地質(zhì)詳勘報告。地下室部分抗震鑒定報告。2.2工程選定的設(shè)計結(jié)構(gòu)。本次設(shè)計選定的設(shè)計結(jié)構(gòu)主要有裙樓結(jié)構(gòu)及塔樓結(jié)構(gòu)兩部分。設(shè)計結(jié)構(gòu)選定如下:1）裙樓結(jié)構(gòu)維持原設(shè)計的框剪結(jié)構(gòu)本次工程為兩層裙房，東西長127.6m，地下部分已完成施工且沒有預(yù)留變形縫，故裙樓采用后澆帶及跳倉法施工，其中厚板中不設(shè)后澆帶采用跳倉法施工，厚板與其他屋面采用后澆帶處理。2）塔樓結(jié)構(gòu)本工程3#樓22層建筑物高度69.98m，4#樓29層建筑物高度90.28m，5#樓17層建筑物高度56.98m，這三個塔樓均采用剪力墻結(jié)構(gòu)。6#樓6層建筑物高度21.8m，采用框架結(jié)構(gòu)。根據(jù)主樓與裙樓豎向構(gòu)件關(guān)系，將3#、4#、5#塔樓結(jié)構(gòu)采用厚板轉(zhuǎn)換層轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換厚板設(shè)于2層屋面（3層樓面），4號樓轉(zhuǎn)換板上承托28層,轉(zhuǎn)換板厚為1.8m。3號樓轉(zhuǎn)換板上承托21層，轉(zhuǎn)換板厚為1.5m。5號樓轉(zhuǎn)換板上承托16層，轉(zhuǎn)換板厚為1.5m,厚板長約98m。整體結(jié)構(gòu)單元網(wǎng)格示意圖如圖2所示。

3厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)計算

為了精確分析轉(zhuǎn)換板的內(nèi)力，本文采用實體單元對轉(zhuǎn)換板進(jìn)行有限元模擬，同時與其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件形成三維空間力學(xué)模型。這樣未對轉(zhuǎn)換板的邊界條件作任何簡化。采用大型有限元軟件ANSYS對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算分析，重點分析轉(zhuǎn)換板的內(nèi)力和變形。計算分析時考慮三個塔樓和轉(zhuǎn)換板整體作用效果。在ANSYS軟件建模時,轉(zhuǎn)換厚板采用實體單元，每個結(jié)點含有3個未知數(shù)。剪力墻和樓板采用殼單元，每個結(jié)點含有6個未知數(shù)?？蛑е推胀翰捎萌S空間線單元,每個結(jié)點含有6個未知數(shù)[1]。3.1厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)荷載計算。本工程對于厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的荷載計算主要分為恒載、活載、風(fēng)載的計算。1）厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)恒載計算恒載包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重和附加荷載（各種設(shè)備、建筑裝飾和填充墻）。在ANSYS軟件中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重按慣性力來計算，可只需輸入附加荷載。樓板、梁和墻輸入的荷載數(shù)值來自于SATWE模型。從各塔樓下轉(zhuǎn)換板的豎向位移來看，轉(zhuǎn)換板上最大位移均發(fā)生在框支柱與核心筒相連的大板上，并且位于懸挑部位[4]。4號樓豎向最大位移為2.122mm，3號樓豎向最大位移為2.272mm，5號樓豎向最大位移為1.918mm。轉(zhuǎn)換板的最大位移不是發(fā)生在最高的4號樓，而是在3號樓。由于3號樓轉(zhuǎn)換板上承托21層，而且板厚僅為1.5m，因此3號樓處的轉(zhuǎn)換板在設(shè)計時也應(yīng)加以重視。2）厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)活載計算活載均作用在樓板上，樓板輸入的荷載數(shù)值來自于SATWE模型?；詈奢d的計算量關(guān)系到了z向位移數(shù)值，通過SATWE模型的活荷載計算得出活荷載在各樓層中的分布并不均勻、各豎向構(gòu)件分配的軸力差距在增大的結(jié)論。3）厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)風(fēng)載計算ANSYS軟件將各樓層的風(fēng)荷載數(shù)值均勻分配到各抗側(cè)構(gòu)件在樓蓋處的節(jié)點上，這樣可保證風(fēng)荷載作用數(shù)值的準(zhǔn)確性。在x向、y向風(fēng)載作用下，整體結(jié)構(gòu)和框支層的x向、y向會發(fā)生變形。計算結(jié)果顯示風(fēng)載值還在合理范圍內(nèi)。3.2結(jié)構(gòu)模態(tài)和等效剛度比計算。轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)等效側(cè)向剛度比計算應(yīng)參考《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》對計算等效側(cè)向剛度比的模型要求，采用三維空間模型，上部結(jié)構(gòu)取3層，高度為8.0m。下部結(jié)構(gòu)取2層，高度為9.8m。分別考慮兩個主軸方向（x向、y向）的等效側(cè)向剛度比，按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》式計算。從而得到結(jié)構(gòu)在x、y兩方向上轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)等效側(cè)向剛度比分別為0.360、0.454，均滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》的限制要求。3.3結(jié)構(gòu)地震指數(shù)及位移計算。在ANSYS軟件分析中,采用振型分解反應(yīng)譜法來計算結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng)。本工程按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2001設(shè)計，以此規(guī)范給出的地震影響系數(shù)曲線為依據(jù)，乘以重力加速度，得到加速度反應(yīng)譜曲線。本工程地處II類場地，抗震設(shè)防烈度為七度，反應(yīng)譜最大影響系數(shù)0.12。在用ANSYS軟件計算時，各振型以位移為基礎(chǔ)進(jìn)行作用效應(yīng)的組合，采用CQC法計算結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng)。在結(jié)構(gòu)計算時，將數(shù)值分別作用在結(jié)構(gòu)x向、y向上，計算出結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng)，包括結(jié)點位移、單元力和層剪力。本工程的結(jié)構(gòu)總重力荷載代表值為307200kN。x向地震作用下，結(jié)構(gòu)底部總地震剪力為14772.8kN，剪重比為4.81%。y向地震作用下，結(jié)構(gòu)底部總地震剪力為13668.6kN，剪重比為4.45%。在地震作用下，計算得到的各樓層層位移和層間位移角數(shù)值遠(yuǎn)小于規(guī)范限值1/1000，滿足設(shè)計要求。

4結(jié)論與建議

通過對整體結(jié)構(gòu)各種工況作用下的組合有限元計算分析得出所計算的結(jié)構(gòu)整體設(shè)計指標(biāo)滿足規(guī)范要求。由于在x向風(fēng)荷載和地震荷載作用下，結(jié)構(gòu)平面下部兩個角端抗側(cè)能力明顯偏小，此處扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較大，設(shè)計時需采取加強(qiáng)措施。建議對各塔樓核心筒部位樓板均加厚至150mm，采用雙層雙向配筋，立面收進(jìn)及屋頂小塔樓等部位樓板均加厚。將轉(zhuǎn)換層各塔樓下墻柱抗震等級均改為一級，號樓框支角柱抗震等級提高至特一級，并設(shè)芯柱提高其延性。

參考文獻(xiàn):

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第3篇：結(jié)構(gòu)設(shè)計研究范文

關(guān)鍵詞：建筑事業(yè)；建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計

中圖分類號：TU352.11文章標(biāo)識碼：A文章編號：1672-9129（2017）10-0114-01

前言：

隨著近些年來我國發(fā)生的地震災(zāi)害不斷增多，其給人們的生命財產(chǎn)安全帶來了巨大的威脅。為此，我們要積極采取應(yīng)對措施來抵御地震等自然災(zāi)害帶來的危害。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是降低地震災(zāi)害的有效措施，而如何科學(xué)合理的實施建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計便成為了諸多建筑工程單位所關(guān)注的任務(wù)。因此，文章針對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在抗震設(shè)計的研究具有極為重要的現(xiàn)實意義。

1抗震設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要性分析

就我國的自然災(zāi)害形式而言，地震災(zāi)害是目前對我們建筑工程事業(yè)威脅最大的自然災(zāi)害之一，為此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中加強(qiáng)其抗震設(shè)計研究便十分重要。我們知道，在我們中國已知的地震災(zāi)害史上，有很多地震給我國的人民生命和財產(chǎn)帶來了極為嚴(yán)重的損失，如唐山大地震和汶川地震等。隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加速，各種高樓大廈林立，倘若在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中做好充足的準(zhǔn)備工作，那么一旦發(fā)生地震災(zāi)害其所產(chǎn)生的危害便會降至最低。為此，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計是人們生命和財產(chǎn)安全的重要保證。建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計原則為“小震不破壞建筑結(jié)構(gòu)、中震建筑可加固、大震建筑不倒”，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在抗震設(shè)計中若能保證以上幾點原則，那么在地震災(zāi)害來臨之時便會很大程度的減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。由此可見，抗震設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的研究是多么重要[1]。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計的要點分析

2.1選擇合理的建筑場地

提高建筑結(jié)構(gòu)本身的抗震性能夠從多方面進(jìn)行實施，其中，合理的選擇建筑場地是其抗震性得以提升的首要工作。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在對建筑物建筑地形進(jìn)行選擇時要選用地勢較為平坦的地方，這樣能夠降低建筑結(jié)構(gòu)的抗剪力強(qiáng)度，從而提高整體穩(wěn)定性。此外，建筑工程現(xiàn)場的土質(zhì)情況也要做好前期調(diào)研工作，盡可能選擇土層硬度和密度較高的地段進(jìn)行施工建設(shè)，這樣能夠滿足建筑結(jié)構(gòu)本身的荷載力承重要求。傳統(tǒng)的建筑物建筑基地往往存在河岸邊緣、采空區(qū)和軟土土質(zhì)層問題，這些地段對建筑物自身的穩(wěn)定性影響較大，很容易在地震來時發(fā)生沉降和塌陷問題。為此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震設(shè)計要合理選擇建筑場地。

2.2選擇科學(xué)的抗震結(jié)構(gòu)

建筑結(jié)構(gòu)的抗震性設(shè)計研究需要從以下幾方面實施：第一，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該對抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面分析?？茖W(xué)合理的抗震結(jié)構(gòu)能夠有效提升建筑物本身的穩(wěn)定性，尤其是建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，為此，相關(guān)技術(shù)人員在進(jìn)行結(jié)合設(shè)計時一定要做好抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計，選擇剛性較強(qiáng)的建筑結(jié)構(gòu)方案推進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。第二，提高建筑結(jié)構(gòu)的承載力。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的塑性內(nèi)力重分布能力較好，能夠有效的吸收地震能力，為此，必須選用科學(xué)的抗震結(jié)構(gòu)，從而提高建筑結(jié)構(gòu)的承載力[2]。

2.3建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)計算工作

對建筑結(jié)構(gòu)的參數(shù)計算工作進(jìn)行合理推進(jìn)十分重要，其能夠?qū)赡苄纬傻膿p害進(jìn)行針對性的預(yù)防。為此，負(fù)責(zé)建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)計算的工作人員要結(jié)合多方影響因素進(jìn)行分析，對地震發(fā)生時建筑結(jié)構(gòu)受承受的各種力進(jìn)行計算，從而明晰建筑物可能承受力的數(shù)值。此外，為了能夠保證參數(shù)計算工作的有效性，相關(guān)技術(shù)人員可以對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行模型設(shè)計，并通過地震模擬來觀測模型所承受的力是多少，最后通過合理的參數(shù)設(shè)計和整改對建筑結(jié)構(gòu)的抗震性設(shè)計參數(shù)進(jìn)行修正，這樣便有效的提高了建筑結(jié)構(gòu)的抗震可能性。

2.4多重抗震防線的設(shè)置

多重抗震防線的設(shè)計能夠進(jìn)一步提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震性能。通常情況下，抗震防線多能夠給建筑結(jié)構(gòu)更多的時間和空間來抵御地震所帶來的威脅。為此，在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計時，要對第一道抗震防線的采取延展性構(gòu)建，延展性構(gòu)建對建筑物本身的抗剪力作用有著更高的適應(yīng)性，且即便在地震中發(fā)生損壞也能讓其它的防線繼續(xù)發(fā)揮著抗震作用[3]。如此多重抗震防線的設(shè)置能夠?qū)⒔ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性得以最大化發(fā)揮，從而為人們的生命和財產(chǎn)安全提供可靠的保障。

3結(jié)語：

第4篇：結(jié)構(gòu)設(shè)計研究范文

關(guān)鍵詞：框架-剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計；使用研究

前言

框架-剪力墻結(jié)構(gòu)由于其抗側(cè)剛度大，能有效地減少側(cè)移，且具有較好的抗震性能，因而被廣泛應(yīng)用于多層和高層鋼筋混凝土建筑中；同時采用現(xiàn)澆框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，可以將承重墻與分隔墻合二為一，相對來說比較經(jīng)濟(jì)；另外，室內(nèi)較框架結(jié)構(gòu)簡潔，沒有露梁、露柱現(xiàn)象，外形美觀，便于室內(nèi)布置，使用功能更好，且增大了使用面積，因此受到歡迎。框架-剪力墻由墻肢和連梁兩種構(gòu)件組成，其結(jié)構(gòu)承載力及剛度都很大，側(cè)移變形小，抵抗水平側(cè)移能力強(qiáng)，經(jīng)過合理設(shè)計可做成抗震性能很好的廷性框架-剪力墻。缺點是由于框架-剪力墻最大間距的限制，使建筑平面和使用空間受到一定的局限。結(jié)構(gòu)的延性一般不如框架結(jié)構(gòu)和框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)自重較大，總高度不大時，結(jié)構(gòu)材料耗費可能較多。因此，在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中充分掌握其優(yōu)缺點，進(jìn)行合理的設(shè)計，達(dá)到既能保證建構(gòu)筑物的質(zhì)量又能節(jié)省資金、材料是每個設(shè)計人員所需掌握的?？蚣?剪力墻結(jié)構(gòu)中，墻是一平面構(gòu)件，它除了承受水平作用力和彎矩外，還承擔(dān)豎向壓力；在軸力，彎矩，剪力的復(fù)合狀態(tài)下工作，其受水平力作用下是一底部嵌固于基礎(chǔ)上的懸臂深梁。在地震作用或風(fēng)載下，框架-剪力墻除需滿足剛度強(qiáng)度要求外，還必須滿足非彈性變形反復(fù)循環(huán)下的延性、能量耗散和控制結(jié)構(gòu)裂而不倒的要求：墻肢必須能防止墻體發(fā)生脆性剪切破壞，因此注意盡量將框架-剪力墻設(shè)計成延性彎曲型。

一、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的超長問題分析

一是框架-剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大，受溫差影響大，混凝土的收縮產(chǎn)生的變形大，墻體對樓面、屋面產(chǎn)生的約束也大；當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生收縮變形時比其他結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)裂縫。一些未超長的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)產(chǎn)生墻體或樓面裂縫，其主要原因就在此。

二是框架-剪力墻結(jié)構(gòu)多用于住房和公寓，使用狀況復(fù)雜，一旦私人購買的房子出現(xiàn)裂縫，雖然沒有安全問題，但處理起來問題多、難度大、社會影響大。

三是混凝土結(jié)構(gòu)受溫度或收縮形變的影響與眾多因素有關(guān)；而體型龐大的框架-剪力墻房屋往往形狀復(fù)雜，混凝土收縮大，約束應(yīng)力積聚也大，施工工藝及管理也難控制，環(huán)境影響使用變化難于判斷，因此更難于解決混凝土收縮變形時，在受約束條件下引起拉應(yīng)力而保證不出現(xiàn)裂縫。

四是目前混凝土中水泥用量普遍增大，加上由于混凝土強(qiáng)度的提高，使彈性模量增加將引起更大的約束拉應(yīng)力產(chǎn)生，使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的因素增多。

綜上所述，在處理超長結(jié)構(gòu)時，特別是處理超長的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)時更要特別慎重：當(dāng)發(fā)生由于建筑使用功能要求不允許超長建筑設(shè)永久縫時，建議采用對結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力的方法并結(jié)合采用設(shè)計構(gòu)造措施、施工措施共同給予處理。

二、框架-剪力墻轉(zhuǎn)角部位開設(shè)轉(zhuǎn)角窗的問題分析

隨著建筑平立面體型的多樣化，在不少的居住建筑外墻轉(zhuǎn)角客戶要求設(shè)置轉(zhuǎn)角窗，高層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的角部是結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位，在角部框架-剪力墻上開設(shè)轉(zhuǎn)角窗，這不僅消弱了結(jié)構(gòu)的整體抗扭剛度和抗側(cè)力剛度，而且使臨近洞口的墻肢、連梁內(nèi)力增大，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯，對結(jié)構(gòu)抗震不利。

一是B級高度及9級設(shè)防A級高度的高層建筑不應(yīng)在角部框架-剪力墻上開設(shè)角窗或挑陽臺。

二是8度及8度以下級設(shè)防A級高度的高層建筑在角部框架-剪力墻上開設(shè)角窗或挑陽臺時，應(yīng)采取以下措施：①洞口應(yīng)上下對齊，洞口寬度不宣過大，連梁高度不宜過小，并加強(qiáng)其配筋及構(gòu)造；②洞口兩側(cè)應(yīng)避免采用短肢框架-剪力墻和單片框架-剪力墻，宜采用“T”、“L”、“[”型等截面的墻體，墻體厚度在底部加強(qiáng)部位不小于層高的1/12，其他部位不小于1/15，且不小于180mm，墻端暗柱縱向配筋適當(dāng)加強(qiáng)；③宜提高洞口兩側(cè)墻肢的抗震等級，并按提高后的抗震等級滿足軸壓比限值的要求；④轉(zhuǎn)角處樓板應(yīng)加厚，配筋宜適當(dāng)加大，并配置雙層雙向配筋；也可于轉(zhuǎn)角處板內(nèi)設(shè)置連接洞口兩側(cè)墻體的暗梁；⑤結(jié)構(gòu)電算時，轉(zhuǎn)角梁的負(fù)彎矩調(diào)整系數(shù)、扭轉(zhuǎn)折減系數(shù)均取1.0，抗震設(shè)計時，應(yīng)考慮扭轉(zhuǎn)藕聯(lián)的影響。

三、框架-剪力墻連梁設(shè)計在實際應(yīng)用中的問題分析

框架-剪力墻連梁的含義：框架-剪力墻連梁即兩端都與框架-剪力墻相連且與框架-剪力墻的夾角不大于25度，跨高比小于5，剛度可以折減的梁。在墻肢和連梁的協(xié)同工作中，框架-剪力墻應(yīng)該具有足夠的剛度和強(qiáng)度?？蚣?剪力墻的設(shè)計應(yīng)該保證不發(fā)生剪切破壞，也就是要求墻肢和連梁的設(shè)計符合強(qiáng)剪弱彎的原則，同時要求連梁的屈服要早于墻肢的屈服，而且要求墻肢和連梁具有良好的延性。連梁一般具有跨度小，截面大，與連梁相連的墻體剛度又很大等特點。因此在實際工程中要使連梁的設(shè)計滿足強(qiáng)剪弱彎的要求，就必須考慮以下幾個方面：

一是關(guān)于連梁剛度的折減。連梁由于跨高比小，與之相連的墻肢剛度大等原因，在水平力作用下的內(nèi)力往往很大，連梁屈服時表現(xiàn)為梁端出現(xiàn)裂縫，剛度減弱，內(nèi)力重新分布。因此在開始進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體計算時，就需對連梁剛度進(jìn)行折減。根據(jù)《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》第4.1.7條中規(guī)定：“在內(nèi)力與位移計算中，所有構(gòu)件均可采用彈性剛度，在框架―框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中，連梁的剛度可予以折減，折減系數(shù)不應(yīng)小于0.55”。

二是加連梁跨度減少高度。在連梁設(shè)計中，剛度折減后，仍可能發(fā)生連梁正截面受彎承載力或斜截面受剪承載力不夠的情況，這時可以增加洞口的寬度，以減少連梁剛度。減少了結(jié)構(gòu)的整體剛度，也就減少了地震作用的影響，使連梁的承載力有可能不超限。如果只是部分連梁超筋或超限，則可采取調(diào)整連梁內(nèi)力來解決。調(diào)整的幅度不宜大于20%，且連梁必須滿足“強(qiáng)剪弱彎”的要求。

三是增加框架-剪力墻厚度。亦即增加連梁的截面寬度，其結(jié)果一方面由于結(jié)構(gòu)整體剛度加大，地震作用產(chǎn)生的內(nèi)力增加，另一方面連梁的受剪承載力與寬度的增加成正比。由于該片墻厚增加以后，地震所產(chǎn)生的內(nèi)力并不按墻厚增加的比例分配給該片框架-剪力墻，而是小于這個比例，因此有可能使連梁的受剪承載力不超限。

四是提高混凝土等級?；炷恋燃壧岣吆螅Y(jié)構(gòu)的地震作用影響增加的比例遠(yuǎn)小于混凝土受剪承載力提高的比例，有可能使連梁的受剪承載力不超限。

五是地震區(qū)高層建筑的框架-剪力墻連梁，在進(jìn)行了上述調(diào)整后，仍有部分不符合承載力要求時，可取連梁截面的最大剪壓比限值確定剪力。然后按“強(qiáng)剪弱彎”的要求，配置相應(yīng)的縱向鋼筋。此時，如果不能保證連梁在大震時的延性要求，應(yīng)重新計算整個結(jié)構(gòu)，必要時調(diào)整結(jié)構(gòu)布置，使連梁的承載力符合要求。

結(jié)語

以上都是在進(jìn)行框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中經(jīng)常遇到的幾個比較實際的問題，這些問題相對都比較復(fù)雜，只有把互相制約的因素統(tǒng)一協(xié)調(diào)，才能取得比較理想的結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

第5篇：結(jié)構(gòu)設(shè)計研究范文

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；控制設(shè)計；問題分析

1、建筑結(jié)構(gòu)在抗震中的控制設(shè)計

l.1 機(jī)構(gòu)控制

分析框架和抗震墻結(jié)構(gòu)的倒塌模式的基礎(chǔ)上，提出對破壞機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，使之發(fā)生期望的破壞機(jī)構(gòu)形式，達(dá)到既具有足夠強(qiáng)度又具有足夠延性的目的。實現(xiàn)途徑是在結(jié)構(gòu)的特定位置設(shè)置一定數(shù)量的人工塑性鉸，對塑性程度及區(qū)域進(jìn)行控制，使得結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震時能形成最佳耗能機(jī)構(gòu)。對于一個實際的多層、高層建筑結(jié)構(gòu)，如何實現(xiàn)機(jī)構(gòu)控制。即人工鉸的構(gòu)造、布置和出現(xiàn)順序的確定，是方案實施的重要關(guān)鍵.

1.2 粱的延性設(shè)計

直腰筋或交叉斜筋，可以增強(qiáng)粱端的抗震性能，特別是對于剪跨比小的梁，延性和耗能均有大幅度的提高。用作抗震墻墻肢間的普通連梁和剛性連梁的延性和耗能對整個抗震墻結(jié)構(gòu)的工作影響極大。試驗表明，當(dāng)連粱的跨高比為5時，延性和耗能很好，連梁兩端相對豎向位移的延性系數(shù)都在8以上，滯回曲線也相當(dāng)飽滿。當(dāng)連梁的跨高比降至1時，延性系數(shù)則降至3左右，滯回曲線嚴(yán)重捏擾，耗能很小，最后彎剪破壞。

抗震墻的剛性連粱，其跨高比往往僅為1左右，若要使其工作在彈塑性階段作耗能構(gòu)件，則需要對它的組成和構(gòu)造采取一定措施，以適應(yīng)延性和耗能的要求。措施之一是在1／2梁高的中性面上留一水平通縫。在縫的上、下兩側(cè)各埋置鋼板，鋼板上開有橢圓形螺栓孔，用高強(qiáng)螺栓把兩鋼板連結(jié)。在豎載、風(fēng)載和小震下，高強(qiáng)螺栓把水平通縫分開的兩部分連梁連結(jié)成整體工作，使剛性連粱整體剛度不變，以保證其工作在彈性階段。

在強(qiáng)烈地震作用下，兩鋼板發(fā)生相對滑動，原來跨高比為1的剛性連梁將被分成兩根跨高比為2的小粱協(xié)同工作。這樣，不僅延性系數(shù)由原來的3提高為l0左右，而且由于鋼板間的滑動摩擦，使其耗能能力也得到了一定改善。措施之二是在剛性連梁內(nèi)埋設(shè)一根工字型鋼，以提高其延性和耗能能力。

1.3 柱的延性設(shè)計

如果塑性鉸發(fā)生在柱上，但是它們?nèi)孕杈哂幸欢ǖ难有院秃哪苣芰Γ拍鼙ＷC大震時不倒。試驗表明，采用螺旋箍筋能較大程度地提高柱的延性和后期抗軸壓能力。螺旋箍筋分為矩形箍和圓形箍，單旋箍和復(fù)臺箍。其中復(fù)合螺族旋箍效果最好，圓形箍比矩形箍要好。

1.4 新型復(fù)合材料節(jié)點

節(jié)點的合理設(shè)計是提高結(jié)構(gòu)抗震性能的關(guān)鍵之一。而提高其強(qiáng)度和延性僅靠增加箍筋效果不顯著，而且太多箍筋給施工帶來較大的困難。因而不少學(xué)者致力于一些新型節(jié)點的研究，其中以鋼纖維砼和勁性砼粱柱節(jié)點效果較好。這種節(jié)點由于勁性鋼材或鋼纖維與砼的共同工作，使得節(jié)點區(qū)砼的受力性能，特別是剪切變形大大改善，延性和耗能能力顯著提高。

1.5 折曲撐和偏心連結(jié)支撐

一般的交叉支撐框架剪切變形能力低、剛度降低幅度大、耗能差，采用折曲撐或偏心連結(jié)支撐抗側(cè)力單元，可以改善這些缺點，其中折曲撐由鋼纖維砼桿制造，偏心連結(jié)支撐可用鋼桿或勁性鋼筋砼桿組成(如圖2和圖3)。設(shè)計原則是在強(qiáng)震時讓折曲撐先彎折破壞，然后梁才破壞，即形成撐一梁一柱的理想破壞機(jī)制。由于曲撐的存在和鋼纖維砼的良好變形能力。整個框架單元的延性和耗能性能好，而且在正常使用荷載下，曲撐又能保證一定的抗凹剛度,綜上分析表明，結(jié)構(gòu)本身的延性耗能設(shè)計是靠提高構(gòu)件的延性耗能能力來實現(xiàn)。結(jié)構(gòu)的構(gòu)件無非是粱、板、柱和墻等，內(nèi)部受力材料是受力筋、構(gòu)造筋(對于勁性砼則是型鋼)以及砼，延性耗能設(shè)計只能從這些材料的位置數(shù)量和構(gòu)造方式來實現(xiàn)，顯然該方式能提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。

圖2偏交斜撐布置

圖3偏交斜撐彎曲耗能

2、結(jié)構(gòu)剛度在建筑結(jié)構(gòu)中的優(yōu)化設(shè)計

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，現(xiàn)行的規(guī)范是《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(下簡稱《規(guī)程》高層建筑層數(shù)多、高度大，為保證高層建筑結(jié)構(gòu)具有必要的剛度，應(yīng)對其層間位移加以控制。這個控制實際上是對構(gòu)件截面大小、剛度大小的一個相對指標(biāo)。高層建筑的抗側(cè)剛度對結(jié)構(gòu)的抗震性有很大的影響，應(yīng)設(shè)計的剛些，還是柔些，不同的設(shè)計人員有不同的看法。目前大多數(shù)建筑都設(shè)計的比較剛，特別是高層住宅，由于房間布置的要求，開間較小，這樣剪力墻布置較多，而且墻厚較厚，比較浪費。在結(jié)構(gòu)結(jié)算時，計算的最大彈性層間位移角只有1/2000～1/3000，甚至更小。

一般來說，由于土質(zhì)較好，基巖埋深也普遍較淺，且高層建筑多采用樁基礎(chǔ)，或者有1～2層的地下室，持力層座落在中，微風(fēng)化巖層或者中硬場地土層，地基的特征周期值較小。所以在此條件下，高層建筑的抗側(cè)剛度一般可以設(shè)計得柔些，以結(jié)構(gòu)的極限變形能力(可按照《規(guī)程》的彈性層間位移角限值剪力墻結(jié)構(gòu)為1/lOOO)作為控制值。在滿足變形的限值的前提下，結(jié)構(gòu)剛度可盡可能設(shè)計的小些，這樣既降低了地震作用，也使場地與建筑物發(fā)生共振的可能性減小，而且也達(dá)到了經(jīng)濟(jì)目的。大多數(shù)工程實踐證明，建在較硬場地上的高層建筑可以按變形控制，以柔克剛，既安全又經(jīng)濟(jì)。

3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意的問題

3.1 關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板挑板的陽角問題

陽角面積在整個基礎(chǔ)底面積中所占比例極小，可以砍了?？煽吵尚苯?。如果底板鋼筋雙向雙排，且在懸挑部分不變。

3.2 關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板的挑板問題

從結(jié)構(gòu)角度來講，如果能出挑板，能調(diào)勻邊跨底板鋼筋，特別是當(dāng)?shù)装邃摻钔ㄩL布置時，不會因邊跨鋼筋而加大整個底板的通長筋，較節(jié)約。出挑板后，能降低基底附加應(yīng)力，當(dāng)基礎(chǔ)形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時，加挑板就可能采用天然地基。必要時可加較大跨度的周圈窗井。能降低整體沉降，當(dāng)荷載偏心時，在特定部位設(shè)挑板，還可調(diào)整沉降差和整體傾斜。窗井部位可以認(rèn)為是挑板上砌墻，不宜再出長挑板。雖然在計算時此處板并不應(yīng)按挑板計算。當(dāng)然此問題并不絕對，當(dāng)有數(shù)層地下室，窗井橫隔墻較密，且橫隔墻能與內(nèi)部墻體連通時，可靈活考慮。

3.3 關(guān)于粱、板的計算跨度

一般的手冊或教科書上所講的計算跨度，如凈跨的l.1倍等，這些規(guī)定和概念僅適用于常規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在應(yīng)用日廣的寬扁梁中是不合適的。粱板結(jié)構(gòu)，簡單點講，可認(rèn)為是在梁的中心線上有-N性支座，取粱的概念，將梁板統(tǒng)一認(rèn)為是一變截面板。在扁粱結(jié)構(gòu)中，梁高比板厚大不了多少時，應(yīng)將計算長度取至粱中心，選梁中心處的彎距和梁厚，及梁邊彎距和板厚配筋，取二者大值配筋(借用臺階式獨立基礎(chǔ)變截面處的概念)。柱子也可認(rèn)為是超大截面粱，所以梁配筋時應(yīng)取柱邊彎距。削峰是正常的，不削峰才有問題。

3.4 鋼筋采用機(jī)械連接或焊接

縱筋搭接長度為若干倍鋼筋直徑d，一般情況下d取鋼筋直徑的較小值，這是有個前提，即大直徑鋼筋強(qiáng)度并未充分利用。否則應(yīng)取鋼筋直徑的較大值。如框架結(jié)卡句頂層的柱子縱筋有時比下層大，d應(yīng)取較大的鋼筋直徑，甚至縱筋應(yīng)向下延伸一層。其實，兩根鋼筋放一起，用鐵絲捆一下，能起多大用，還消弱了鋼筋與混凝土的握裹力。所以，鋼筋如有可能盡量采用機(jī)械連接或焊接。

3.5 關(guān)于回彈再壓縮

基坑開挖時，摩擦角范圍內(nèi)的坑邊的基底土受到約束，不反彈，坑中心的地基土反彈，回彈以彈性為主，回彈部分被人工清除。當(dāng)基礎(chǔ)較小，坑底受到很大約束，如獨立基礎(chǔ)，回彈可以忽略，在計算沉降時，應(yīng)按基底附加應(yīng)力計算。當(dāng)基坑很大時，相對受到較小約束，如箱基，計算沉降時應(yīng)按基底壓力計算，被坑邊土約束的部分當(dāng)做安全儲備。

4、結(jié)束語

總的來說,通過對以上各類常見建筑結(jié)構(gòu)問題的分析，可以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對常見結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的辨別能力，提高對結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量問題的防治措施，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作做行更安全、更合理。

參考文獻(xiàn)：［1］包世華，方鄂華.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計［M］.北京：清華大學(xué)出版社，1989

第6篇：結(jié)構(gòu)設(shè)計研究范文

關(guān)鍵詞：定位格架 勾掛 導(dǎo)向翼

中圖分類號：TL2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（c）-0031-02

定位格架是燃料組件的關(guān)鍵部件之一，其主要功能一方面是夾持定位燃料棒以維持合理的棒間距，為冷卻劑提供合適的棒束流道；通過攪混翼實現(xiàn)對流體的攪混作用，提高燃料組件的熱工水力性能。另一方面，由于堆芯內(nèi)相鄰組件間隙僅約1 mm，對于長度接近4000 mm燃料組件裝卸期間操作，如何防止燃料組件定位格架之間發(fā)生勾掛，是定位格架設(shè)計中需要關(guān)注的重要問題。

該文主要針對目前商用電站在燃料組件裝卸料期間發(fā)生的定位格架外條帶損傷問題，分析了勾掛發(fā)生的原因，采用三維模擬的方式模擬勾掛現(xiàn)象，反饋并指導(dǎo)格架導(dǎo)向翼的外形結(jié)構(gòu)和布置設(shè)計，有針對性的增設(shè)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，減小組件間由于橫向干涉而導(dǎo)致的勾掛風(fēng)險，從而設(shè)計出導(dǎo)向功能良好，具有防勾掛能力的新型定位格架。

1 定位格架的勾掛現(xiàn)象

目前國內(nèi)商用大型電站所采用的燃料組件基本均為法國AFA3G燃料組件，該型燃料組件在設(shè)計中在格架外條帶結(jié)構(gòu)上設(shè)置了一定數(shù)量的導(dǎo)向翼，具有一定的導(dǎo)向能力。2008年，在嶺澳核電站換料過程中，發(fā)現(xiàn)一組燃料組件格架外條帶導(dǎo)向翼不整齊，后在乏燃料水池使用水下攝像頭探視，確認(rèn)第四層格架第二面E焊縫下部兩個半導(dǎo)向翼向上卷起。為此，又對水池中的其他組件進(jìn)行水下電視檢查，先后共發(fā)現(xiàn)多組燃料組件的外條帶有不同程度的損傷。（見圖1）

同時，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，法國使用AFA3G燃料組件的電站多次換料大修受到格架損壞的影響，其中使用14英尺活性段燃料的電站受影響比例更大。據(jù)統(tǒng)計，對于14英尺電站，受影響的大修中，有63%是與燃料組件格架損壞相關(guān)；對于12英尺電站，受影響的大修中，有15%是與燃料組件格架損壞相關(guān)。

2 定位格架勾掛原因分析

目前使用的AFA3G定位格架（以下簡稱AFA3G格架）為了便于燃料組件在堆芯的裝卸操作，在其外條帶的上下端均設(shè)置有導(dǎo)向翼。其結(jié)構(gòu)特征是外條帶上端兩相鄰導(dǎo)向翼間的距離為25.19 mm，包含了2個燃料棒柵距；外條帶下端導(dǎo)向翼之間的距離為12.595 mm（燃料棒柵距）。該種設(shè)計考慮了燃料組件在絕大部分情況下的防勾掛性能，但在某種極限情況下（相鄰燃料組件相互壓靠的位移達(dá)到最大值，且燃料組件發(fā)生1/2柵距的橫向錯位），燃料組件軸向位移時可能會引起與相鄰燃料組件的定位格架發(fā)生勾掛，如圖2所示。而在實際使用中，由于燃料組件的彎曲、定位格架外條帶導(dǎo)向翼的變形等因素，導(dǎo)致燃料組件在裝卸料時發(fā)生勾掛的幾率增加。

圖3中采用UG建立AFA3G外條帶典型的上下導(dǎo)向翼模型，模擬發(fā)生橫向干涉以及偏移1/2柵距情況下格架間配合狀態(tài)，從圖中可見，在此狀態(tài)下，上下導(dǎo)向翼咬合即發(fā)生干涉。

3 防勾掛結(jié)構(gòu)設(shè)計

從對AFA3G格架發(fā)生勾掛原因分析來看，主要的影響因素為格架間的相互配合狀態(tài)。配合狀態(tài)分為橫向干涉和相對錯位，橫向干涉影響了格架間相互侵入所產(chǎn)生的位移量，而相對錯位影響了導(dǎo)向翼之間的相對位置關(guān)系。

3.1 格架橫向干涉的設(shè)計

初始安裝狀態(tài)相鄰格架間保持約1 mm間隙，裝卸過程由于組件變形或其他因素，間隙可能閉合，甚至由于格架擠壓相鄰組件燃料棒向內(nèi)移動導(dǎo)致間隙為負(fù)值，即發(fā)生一定干涉。法國AFA3G格架為限制燃料棒在此種情況下的位移量，在柵元彈簧內(nèi)部設(shè)置了限位凸起，以約束向內(nèi)側(cè)的位移量。但該種設(shè)計存在的缺點是并不能約束燃料棒受擠壓后發(fā)生傾斜，一定程度上增加了位移量導(dǎo)致橫向干涉增加。對于上述問題，通過改變限位凸起的位置，取消彈簧內(nèi)側(cè)限位凸起，在格架柵元上下兩端設(shè)計一定高度的限為凸起，可以起到限制燃料棒橫向位移的功能。

3.2 外部導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)計

從AFA3G勾掛原因及模擬勾掛過程發(fā)現(xiàn)，勾掛的根本原因是上下導(dǎo)向翼沒有能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)導(dǎo)向，在不發(fā)生或較小錯位情況下上下導(dǎo)向翼之間滿足連續(xù)導(dǎo)向的要求，但在錯位1/2柵距時，再加上格架之間產(chǎn)生橫向干涉，上下導(dǎo)向翼將互相咬合，燃料組件吊裝操作中，當(dāng)遇到此類配合狀態(tài)，將不可避免出現(xiàn)格架勾掛。因此，格架防勾掛設(shè)計要求上下導(dǎo)向翼具有連續(xù)導(dǎo)向能力，避免出現(xiàn)導(dǎo)向翼之間的咬合問題。

3.2.1 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)連續(xù)布置研究

AFA3G格架外條帶上導(dǎo)向翼之間間隔25.19 mm，下導(dǎo)向翼之間間隔為12.595 mm，不能實現(xiàn)相鄰柵元間的連續(xù)導(dǎo)向作用。通過加密上導(dǎo)向翼，實現(xiàn)每個柵元均布置有導(dǎo)向翼，可實現(xiàn)連續(xù)導(dǎo)向。但同時，加密導(dǎo)向翼布置后，將一定程度上減小邊柵元的冷卻劑流通面積，影響的水力特性。為保證格架熱工水力性能的相容性，加密導(dǎo)向翼后邊柵元的流通面積應(yīng)與原格架相近。從圖4可見，采用連續(xù)導(dǎo)向后，即使在錯位了1/2柵距時，導(dǎo)向翼之間仍能夠?qū)蚨话l(fā)生咬合干涉。

3.2.2 導(dǎo)向翼結(jié)構(gòu)尺寸

連續(xù)布置導(dǎo)向翼縮小了導(dǎo)向翼間距離，實現(xiàn)了連續(xù)導(dǎo)向，但仍需合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計才能避免極限情況下勾掛問題。

首先確定相鄰格架間可發(fā)生的最大橫向干涉。相鄰組件兩格架在高度方向互相錯開，外條帶擠壓相鄰組件燃料棒，將其壓靠在內(nèi)條帶的限位凸起位置上。按照現(xiàn)有堆芯相鄰組件中心距離215.04 mm，組件外形尺寸213.7 mm，則相鄰組件之間間隙為1.3 mm；綜合考慮剛凸高度、外條帶厚度以及彈簧壓縮量，可確定格架的最大橫向干涉量。

導(dǎo)向翼的高度應(yīng)能保證當(dāng)格架發(fā)生最大干涉之后，導(dǎo)向翼不會插入相鄰格架導(dǎo)向翼的間隙，即導(dǎo)向翼彎折后在水平面上的投影距離應(yīng)大于相鄰格架的最大干涉量。根據(jù)理論計算，相鄰格架產(chǎn)生干涉的最大橫向位移為3.1 mm，其干涉量為橫向位移減去原有間隙，導(dǎo)向翼在平面的投影距離應(yīng)超過該干涉量，考慮可能的制造公差以及彎折半徑等確定合適的導(dǎo)向翼結(jié)構(gòu)尺寸。

4 防勾掛設(shè)計驗證及試驗驗證

對于格架的防勾掛設(shè)計驗證，首先采用UG建模的方式，建立外條帶典型的導(dǎo)向翼結(jié)構(gòu)并模擬各類配合狀態(tài)，模擬的結(jié)果表明在各類配合狀態(tài)下，新的防勾掛設(shè)計均能實現(xiàn)連續(xù)導(dǎo)向，避免勾掛發(fā)生。

勾掛模擬試驗中，采用兩只格架沿軸向相對運動以模擬燃料組件的裝卸過程，試驗過程考慮了可能的各種配合關(guān)系，試驗結(jié)果表明兩只AFA3G格架在錯位1/2柵距情況下導(dǎo)向翼發(fā)生咬合現(xiàn)象，在保護(hù)力限值范圍內(nèi)無法移動，這種現(xiàn)象與之前的設(shè)計分析一致。同時兩只新設(shè)計防勾掛格架在相似的配合狀態(tài)下幾乎觀察不到導(dǎo)向翼咬合現(xiàn)象，在設(shè)定的橫向作用力下兩只格架彼此能夠順利滑過（見圖5），表明設(shè)計與試驗吻合良好。在試驗中，新設(shè)計格架也出現(xiàn)過保護(hù)力超過限值（900 N）的情況（見圖6），但調(diào)整格架及裝置后重新試驗又能順利通過（見圖7）。因此，反饋于結(jié)構(gòu)設(shè)計，還應(yīng)考慮制造公差以及安裝公差等因素對格架防勾掛性能的影響。

5 結(jié)語

該文從嶺澳電站發(fā)生的格架損傷問題出發(fā)，研究了類似的AFA3G格架勾掛損傷問題，從結(jié)構(gòu)設(shè)計角度出發(fā)，分析了格架產(chǎn)生勾掛的各類可能原因，針對AFA3G格架在勾掛性能方面存在的問題，提出了改進(jìn)設(shè)計措施。設(shè)計過程中采用UG模型模擬的方法研究了各類配合狀態(tài)下的干涉情況。研究表明，采用導(dǎo)向翼加密布置、限制燃料棒的橫向位移距離等設(shè)計，可以實現(xiàn)格架間連續(xù)導(dǎo)向作用，降低了組件裝卸料期間格架發(fā)生勾掛的風(fēng)險。

參考文獻(xiàn)

第7篇：結(jié)構(gòu)設(shè)計研究范文

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)體系；剪力墻

我國改革開放之后，由于綜合國力的不斷提高，房地產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，建筑業(yè)已成為社會支柱產(chǎn)業(yè)之一。由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，加之土地資源寶貴，所以高層建筑更是如雨后春筍般迅速發(fā)展，數(shù)量劇增。而目前的工程設(shè)計領(lǐng)域中，設(shè)計人員忙于應(yīng)付大量的具體工作，往往不夠重視結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性問題，導(dǎo)致同一工程不同人設(shè)計，其工程造價可能差別很大，造成不必要的浪費。這對于經(jīng)濟(jì)實力并不發(fā)達(dá)、尚處于第三世界發(fā)展中國家的中國來說是一個亟待解決的問題。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)的主要特點

(1)水平荷載對結(jié)構(gòu)的影響大，側(cè)移成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要控制目標(biāo)之一。其根本原因就是高層建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移和內(nèi)力隨高度的增加而急劇增加。例如，一豎向懸臂桿件在豎向荷載下產(chǎn)生的軸力僅與高度成正比，但在水平荷載下的彎矩和側(cè)移卻分別與高度呈二次方和四次方的曲線關(guān)系。所以，在高層建筑結(jié)構(gòu)中，除了像多層或低層房屋一樣進(jìn)行強(qiáng)度計算外，還必須控制其側(cè)移的大小，以保證高層建筑結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度，避免因側(cè)移過大而造成的結(jié)構(gòu)開裂、破壞、傾覆以及一些次要構(gòu)件和裝飾的損壞。

(2)多種變形影響大。高層建筑結(jié)構(gòu)由于層數(shù)多、高度高、軸力很大，沿高度引起的軸向變形很顯著，中部構(gòu)件與邊部、角部構(gòu)件的變形差別大，對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分配影響大，因而對構(gòu)件中的軸向變形影響必須加以考慮;另外，在剪力墻結(jié)構(gòu)體系中還應(yīng)考慮整片墻或墻肢的剪切變形，在筒體結(jié)構(gòu)中還應(yīng)考慮剪變滯后的影響等。

(3)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)大。當(dāng)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量分布、剛度分布不均勻時，高層建筑結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下容易產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)作用，扭轉(zhuǎn)作用會使抗側(cè)力構(gòu)件的側(cè)移發(fā)生變化，從而影響各個抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件(柱、剪力墻或筒體)所受到的剪力，進(jìn)而影響各個抗側(cè)力構(gòu)件及其他構(gòu)件的內(nèi)力與變形。既使在結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布均勻的高層建筑結(jié)構(gòu)中，其在水平荷載作用下也仍然存在扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

(4)結(jié)構(gòu)延性是度量結(jié)構(gòu)抗震性能的重要指標(biāo)。相對于較低樓房而言，高層建筑結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。因此，必須運用概念設(shè)計方法，對引起結(jié)構(gòu)不安全的各種因素做綜合的、宏觀的、定型的分析并采取相應(yīng)的措施，以求在總體上降低結(jié)構(gòu)破壞概率。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)分析

2．1高層建筑結(jié)構(gòu)分析的基本假定

高層建筑結(jié)構(gòu)是由豎向抗側(cè)力構(gòu)件(框架、剪力墻、筒體等)通過水平樓板連接構(gòu)成的大型空間結(jié)構(gòu)體系。要完全精確地按照三維空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析是十分困難的。實際工程中，對結(jié)構(gòu)分析都需要對計算模型進(jìn)行不同程度的簡化，其中常見的基本假定有:

(1)彈性假定。目前工程上實用的高層建筑結(jié)構(gòu)分析方法均采用彈性的計算方法。在垂直荷載或一般水平荷載作用下，結(jié)構(gòu)通常處于彈性工作階段，這一假定基本符合結(jié)構(gòu)的實際工作狀況。但是，在遭受地震或強(qiáng)臺風(fēng)作用時，高層建筑結(jié)構(gòu)往往會產(chǎn)生較大的位移而出現(xiàn)裂縫，并進(jìn)入到彈塑性工作階段。此時，仍按彈性方法計算內(nèi)力和位移則不能反映結(jié)構(gòu)的真實工作狀態(tài)，應(yīng)按彈塑性動力分析方法進(jìn)行設(shè)計。

(2)小變形假定。小變形假定也是各種方法普遍采用的基本假定。據(jù)研究統(tǒng)計，當(dāng)頂點水平位移Δ與建筑物高度H的比值Δ/H＞1/500時，P－Δ效應(yīng)的影響不能忽視。

(3)剛性樓板假定。很多高層建筑結(jié)構(gòu)的分析方法均假定樓板在自身平面內(nèi)的剛度無限大，而平面外的剛度則忽略不計。這一假定大大減少了結(jié)構(gòu)位移的自由度，簡化了計算方法，并為采用空間薄壁桿件理論計算筒體結(jié)構(gòu)提供了條件。一般來說，對框架體系和剪力墻體系采用這一假定是完全可以的。但是，豎向剛度有突變的結(jié)構(gòu)、主要抗側(cè)力構(gòu)件間距過大或是層數(shù)較少等三種情況均對樓板變形的影響較大，特別是對結(jié)構(gòu)底部和頂部各層內(nèi)力和位移的影響更為明顯，此時，可將這些樓層的剪力作適當(dāng)調(diào)整來考慮這種影響。

(4)計算圖形的假定。高層建筑結(jié)構(gòu)體系整體分析采用的計算圖形有以下三種:即一維協(xié)同分析、二維協(xié)同分析和三維空間分析。其中一維協(xié)同分析各抗側(cè)力構(gòu)件只考慮一個位移自由度，計算簡單，主要用于手算方法的計算簡圖;二維協(xié)同分析各抗側(cè)力構(gòu)件的位移由三個自由度確定，主要用于中小微型計算機(jī)上的桿系結(jié)構(gòu)分析程序;三維空間分析在前兩者的分析基礎(chǔ)上既考慮了抗側(cè)力構(gòu)件的公共節(jié)點在樓面外的位移協(xié)調(diào)(豎向位移和轉(zhuǎn)角的協(xié)調(diào))，又考慮了抗側(cè)力構(gòu)件平面外的剛度和扭轉(zhuǎn)剛度對具有明顯空間工作性能的筒體結(jié)構(gòu)的影響。三維空間分析普通桿單元每一節(jié)點有6個自由度，按符拉索夫薄壁桿理論分析的桿端節(jié)點還應(yīng)考慮截面翹曲，有7個自由度，較前兩者的計算更為精確。

2．2高層建筑結(jié)構(gòu)靜力分析方法

(1)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。

框架-剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計算的方法很多，大都采用連續(xù)化建立常微分方程的方法?？蚣?剪力墻結(jié)構(gòu)的計算方法通常是將結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為等效壁式框架采用桿系結(jié)構(gòu)矩陣位移法求解。

(2)剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻的受力特性與變形狀態(tài)主要取決于剪力墻的開洞情況。不同類型的剪力墻其截面應(yīng)力分布也不同，計算內(nèi)力與位移時需采用相應(yīng)的計算方法。剪力墻結(jié)構(gòu)的計算方法為平面有限單元法，此法較為精確且對各類剪力墻都能適用。

(3)筒體結(jié)構(gòu)。

筒體結(jié)構(gòu)的分析方法按照對計算模型處理手法的不同可分為三類:等效連續(xù)化方法、等效離散化方法和三維空間分析。①等效連續(xù)化方法是將結(jié)構(gòu)中的離散桿件作等效連續(xù)化處理。②等效離散化方法是將連續(xù)的墻體離散為等效的桿件，以便應(yīng)用適合桿系結(jié)構(gòu)的方法進(jìn)行分析。③比等效連續(xù)化和等效離散化更為精確的計算模型是完全按三維空間結(jié)構(gòu)分析筒體結(jié)構(gòu)體系，其中應(yīng)用最廣的是空間桿-薄壁桿系矩陣位移法。該方法是將高層結(jié)構(gòu)體系視為由空間梁元、空間柱元和薄壁柱元組合而成的空間桿系結(jié)構(gòu)?？臻g梁柱每端節(jié)點有6個自由度。核心筒或剪力墻的墻肢采用符拉索夫薄壁桿件理論進(jìn)行分析，每端節(jié)點有7個自由度，比空間桿增加一個翹曲自由度，對應(yīng)的內(nèi)力是雙彎矩。三維空間分析精度較高，但其未知量較多，計算量較大，在不引入其它假定時，每一樓層的總自由度數(shù)為6Nc+7Nw(Nc、Nw為柱及墻肢數(shù)目)。通常均引入剛性樓板假定，并假定同一樓面上各薄壁柱的翹曲角相等，這樣，每一樓層總自由度數(shù)即降為3(Nc+Nw)+4，這是目前工程上采用最多的計算模型。

第8篇：結(jié)構(gòu)設(shè)計研究范文

【關(guān)鍵詞】建筑地基；結(jié)構(gòu)設(shè)計；注意問題；設(shè)計等級；計算；

建筑地基直接關(guān)系到建筑物的安全和穩(wěn)定，是建筑結(jié)構(gòu)的根本，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須進(jìn)行全面細(xì)致的設(shè)計，以保證建筑的安全性。

一、建筑地基結(jié)構(gòu)設(shè)計時注意問題

建筑地基結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)考慮上部結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)和地基的共同作用，必要時應(yīng)采取有效措施，加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度，以增加建筑物對地基不均勻變形的適應(yīng)能力。對已選定的地基處理方法，宜按建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計等級，選擇代表性場地進(jìn)行相應(yīng)的現(xiàn)場試驗，并進(jìn)行必要的測試，以檢驗設(shè)計參數(shù)和加固效果，同時為施工質(zhì)量檢驗提供相關(guān)依據(jù)。經(jīng)處理后的地基，當(dāng)按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積及埋深而需要對地基承載力特征值進(jìn)行修正時，基礎(chǔ)寬度的地基承載力修正系數(shù)取零，基礎(chǔ)埋深的地基承載力修正系數(shù)取1.0；在受力范圍內(nèi)仍存在軟弱下臥層時，應(yīng)驗算軟弱下臥層的地基承載力。對受較大水平荷載或建造在斜坡上的建筑物或構(gòu)筑物，以及鋼油罐、堆料場等，地基處理后應(yīng)進(jìn)行地基穩(wěn)定性計算。結(jié)構(gòu)工程師需根據(jù)有關(guān)規(guī)范分別提供用于地基承載力驗算和地基變形驗算的荷載值。地基處理后，建筑物的地基變形應(yīng)滿足現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范的要求，并在施工期間進(jìn)行沉降觀測，必要時尚應(yīng)在使用期間繼續(xù)觀測，用以評價地基加固效果和作為使用維護(hù)依據(jù)。復(fù)合地基設(shè)計應(yīng)滿足建筑物承載力和變形要求。地基土為欠固結(jié)土、膨脹土、濕陷性黃土、可液化土等特殊土?xí)r，設(shè)計要綜合考慮土體的特殊性質(zhì)，選用適當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)體和施工工藝。常用的地基處理方法有：換填墊層法、強(qiáng)夯法、砂石樁法、振沖法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、預(yù)壓法、夯實水泥土樁法、水泥粉煤灰碎石樁法、石灰樁法、灰土擠密樁法和土擠密樁法、柱錘沖擴(kuò)樁法、單液硅化法和堿液法等。

二、建筑地基結(jié)構(gòu)設(shè)計等級

地基結(jié)構(gòu)設(shè)計等級分為甲級、乙級、丙級三種。甲級用于30層以上的高層建筑、重要的工業(yè)與民用建筑物、大面積的多層地下建筑物、體型復(fù)雜層數(shù)相差超過10層的高低層連成一體建筑物、復(fù)雜地質(zhì)條件下的坡上建筑物、對地基變形有特殊要求的建筑物、對原有工程影響較大的新建建筑物、場地和地基條件復(fù)雜的一般建筑物、位于復(fù)雜地質(zhì)條件上地下室的基坑工程、開挖深度大于15m的基坑工程以及周邊環(huán)境條件復(fù)雜、環(huán)境保護(hù)要求高的基坑工程等；乙級用于除甲級、丙級以外的基坑工程、工業(yè)與民用建筑物；丙級用于次要的輕型建筑物、場地和地基條件簡單，荷載分布均勻的七層及七層以下民用建筑及一般工業(yè)建筑物以及非軟土地區(qū)且場地地質(zhì)條件簡單、基坑周邊環(huán)境條件簡單、環(huán)境保護(hù)要求不高且開挖深度小于5.0m的基坑工程。

三、建筑地基結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算

地基計算包括地基承載力計算，地基變形計算，地基穩(wěn)定性計算。

1、地基計算前首先應(yīng)確定基礎(chǔ)埋深，基礎(chǔ)埋深根據(jù)下列相關(guān)條件進(jìn)行確定：（1）建筑物的用途，有無地下室、設(shè)備基礎(chǔ)和地下設(shè)施，基礎(chǔ)的形式和構(gòu)造；（2）作用在地基上的荷載大小和性質(zhì)；（3）工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件；（4）地基土凍脹和融陷的影響。除巖石地基外，基礎(chǔ)埋深不應(yīng)小于0.5米。高層建筑基礎(chǔ)的埋置深度應(yīng)滿足地基承載力、變形和穩(wěn)定性要求。位于巖石地基上的高層建筑，其基礎(chǔ)埋深應(yīng)滿足抗滑穩(wěn)定性要求。在抗震設(shè)防區(qū)，除巖石地基外，天然地基上箱形和筏形基礎(chǔ)埋深不宜小于建筑物高度的1/15；樁箱或樁筏基礎(chǔ)的埋置深度不宜小于建筑物高度的1/18。當(dāng)存在相鄰建筑物時，新建建筑物的基礎(chǔ)埋深不宜大于原有建筑物基礎(chǔ)。當(dāng)埋深大于原有建筑物基礎(chǔ)時，兩基礎(chǔ)間應(yīng)保持一定凈距，其數(shù)值應(yīng)根據(jù)建筑物荷載大小、基礎(chǔ)形式和土質(zhì)情況確定。

2、地基承載力計算應(yīng)滿足《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2011第5.2.1條、5.2.2條相關(guān)規(guī)定。

3、地基變形計算；地基變形特征可分為沉降量、沉降差、傾斜、局部傾斜。建筑物地基變形值，不應(yīng)大于地基變形允許值。建筑物地基變形允許值按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2011第5.3.4條中表5.3.4規(guī)定采用，建筑物地基最終變形量按照第5.3.5條進(jìn)行計算。

4、地基穩(wěn)定性計算；地基穩(wěn)定性可采用圓弧滑動面法進(jìn)行驗算。具體可按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2011第5.4.1條、5.4.2條、5.4.3條相關(guān)規(guī)定進(jìn)行驗算，山區(qū)地基（包括丘陵地帶）的設(shè)計，還必須按照第6.1.1條中可能出現(xiàn)的設(shè)計條件進(jìn)行分析認(rèn)定，避免發(fā)生滑坡、泥石流、崩塌等引起房屋倒塌的事故。

四、建筑地基樁基礎(chǔ)設(shè)計發(fā)生的問題及其處理方法

1、樁基達(dá)到其極限承載力而無法壓至設(shè)計標(biāo)高。這里可能存在兩種情況，其一是地質(zhì)報告有誤，樁實際承載力大于計算值，必須先做試樁以確定其合理的樁長及承載力。其二則可能由于土層本身原因，譬如說飽和砂土產(chǎn)生的孔隙水壓力使樁基根本無法壓入，這就需要我們從施工措施上去解決。首先是必須制定合理的施工順序，譬如說跳打，使先期施工的樁產(chǎn)生的水壓力消散后再施工下一根樁；其次對靜力壓樁來說必須選擇有足夠壓樁力的施工機(jī)械，要避免抬機(jī)等現(xiàn)象出現(xiàn)；另外可以采取引孔，設(shè)置排水孔等措施盡量減少空隙水壓力。當(dāng)然壓樁時必須注意壓樁力應(yīng)控制在樁身極限強(qiáng)度范圍以內(nèi)，且應(yīng)注意壓樁擠土作用對周邊建筑物的影響。

2、關(guān)于樁基豎向偏差的控制和處理。樁基施工中對樁的偏差必須嚴(yán)格控制，特別是對于承臺樁及條形樁，樁位的偏差都將產(chǎn)生很大的附加內(nèi)力，而使基礎(chǔ)設(shè)計處于不安全狀態(tài)。根據(jù)JGJ94-94第7.4.12條我們控制樁頂標(biāo)高的允許偏差為-50～+100mm，但實際施工中偏差這么大將引起繁重的施工任務(wù)及損失。當(dāng)樁頂標(biāo)高高于設(shè)計標(biāo)高，則需要劈樁，特別對于預(yù)應(yīng)力管樁等空心樁來說，樁頂有樁帽劈樁既困難又不經(jīng)濟(jì)；而當(dāng)樁頂標(biāo)高低于設(shè)計標(biāo)高時，又需要補(bǔ)樁頭，這既影響工期又浪費金錢。這就要求施工單位在施工過程中必須嚴(yán)格控制樁頂標(biāo)高，盡可能地使工程樁標(biāo)高同設(shè)計一致，特別是施工過程中必須考慮到樁在卸載后的回降量，否則不加考慮則每根樁都將高于設(shè)計標(biāo)高。而我們設(shè)計人員在設(shè)計過程中對施工誤差亦應(yīng)有所考慮，建議針對目前的施工質(zhì)量，設(shè)計中可以考慮2mm左右的偏差容許，這樣就可以免除大量小偏差樁的劈樁，這在實踐工程中具有相當(dāng)?shù)目刹僮餍裕苊饬舜罅坎槐匾墓ぷ鳌?/p>

結(jié)束語

建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工中地基和基礎(chǔ)是最為重要的，建筑地基的結(jié)構(gòu)設(shè)計對整個工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計至關(guān)重要，應(yīng)該根據(jù)工程實際情況進(jìn)行合理的建筑地基結(jié)構(gòu)設(shè)計，以保證地基結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性。

參考文獻(xiàn)：

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第9篇：結(jié)構(gòu)設(shè)計研究范文

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)化方法；協(xié)調(diào)性；經(jīng)濟(jì)性能

現(xiàn)如今，人們對建筑的要求不再簡單的是居住使用要求，隨著時代的不斷發(fā)展，人們對建筑的美觀性和安全性也愈加重視，對建筑的實用性能有了更嚴(yán)格的要求。基于以上要求的變化，這就要求我們不斷改變并優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，采取耳穴的方案，同時滿足美觀性和實用性，并且還能夠降低成本投入，提高經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)建筑業(yè)的良好健康發(fā)展。

1結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法內(nèi)容及其原則

1.1概述。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，如果要對設(shè)計方法進(jìn)行優(yōu)化，這就勢必給工作人員帶來更多的問題，例如成本問題和建筑材料問題。這種情況下，就要求工作人員用最低的資金投入，進(jìn)行房屋建筑設(shè)計的優(yōu)化。對優(yōu)化房屋建筑設(shè)計時，其優(yōu)化的內(nèi)容主要包括兩個內(nèi)容：①優(yōu)化整體的房屋建筑結(jié)構(gòu)；②優(yōu)化局部的房屋建筑結(jié)構(gòu)。而局部房屋建筑結(jié)構(gòu)主要就是對主體結(jié)構(gòu)、房頂結(jié)構(gòu)和下部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等分別進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。1.2原則。（1）使建筑具有安全性能。房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化不是簡單的進(jìn)行材料的節(jié)約，而是首先要確保房屋建筑結(jié)構(gòu)安全，然后利用專業(yè)知識，結(jié)合實際的房屋建筑情況，對房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理的優(yōu)化，從而使得房屋建筑的設(shè)計趨于完善。（2）使建筑具有實用性能。對于房屋建筑優(yōu)化設(shè)計的另一個原則就是要確保建筑物的實用性，使得房屋建筑通過優(yōu)化設(shè)計具備更多的功能，滿足人們的實用與使用需求。（3）保證建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的同時保護(hù)環(huán)境。房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的另一個原則就是要尊重環(huán)境，也就是說要注意環(huán)保，例如，可以采用綠色環(huán)保材料。（4）確保建筑具有可用價值。這個原則也是非常重要的一點，要求在進(jìn)行房屋建筑優(yōu)化設(shè)計時，不能一味追求利益，忽視質(zhì)量，而是要在保證建筑質(zhì)量的基礎(chǔ)上降低資金投入。根據(jù)以上原則，不難看出，在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時必須保證其科學(xué)、安全、質(zhì)量要求。首先，充分重視結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型，科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計變量得到解決。主要針對相關(guān)的參數(shù)值和約束來控制參數(shù)值的選擇應(yīng)注意，而較小的將實現(xiàn)一個預(yù)定義的類型參數(shù)，可以有效地減少編程，提高效率，提高整體水平；然后是目標(biāo)函數(shù)的確定，這將對建筑作為一個整體的成本情況來理解?？梢钥茖W(xué)地確定約束條件，為結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計奠定基礎(chǔ)。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的具體應(yīng)用

2.1整體和局部優(yōu)化。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計具有復(fù)雜層次性。首先要求在進(jìn)行設(shè)計時要考慮設(shè)計、結(jié)構(gòu)、安裝等不同子系統(tǒng)及其下屬體系。在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計時，綜合考慮各個子系統(tǒng)和下屬體系并且進(jìn)行優(yōu)化；其次，由于在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時設(shè)計到施工材料、構(gòu)建、配件等內(nèi)容，這就要求進(jìn)行房屋建筑設(shè)計時，進(jìn)行整體優(yōu)化。建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化計算模型和優(yōu)化計算方案屬于建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的重要組成部分。建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計的本質(zhì)就是在變量中提取重要的參數(shù)，根據(jù)上述所說參數(shù)建立函數(shù)模型，從而得到比較好的方案。一般來說，建立模型主要從以下方面入手：①合理選擇設(shè)計變量，這屬于重要內(nèi)容，而且在選擇變量設(shè)計會影響參數(shù)的選擇，因此合理計算變量就能將降低計算編程的工作量；②確定目標(biāo)函數(shù)，首先要在符合函數(shù)的基礎(chǔ)上找到最優(yōu)解，才能確定目標(biāo)函數(shù)；其次，將約束條件確定下來，主要包含彈塑性、強(qiáng)度、應(yīng)力及尺寸等方面，在優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的同時，必須確保約束條件的范圍在規(guī)定的要求之內(nèi)，滿足設(shè)計的需求。2.2建筑主體上部結(jié)構(gòu)的科學(xué)性優(yōu)化。建筑主體上部結(jié)構(gòu)的科學(xué)性優(yōu)化，是在建立模型，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計，保證科學(xué)合理性的基礎(chǔ)上，對建筑剪力墻進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。首先，建立合理的剪力墻數(shù)量；其次，保。證剪力墻的整體質(zhì)量的統(tǒng)一性，保證其整體結(jié)構(gòu)的重心，減少地震等災(zāi)害對房屋建筑的破壞；最后，如果要保證剪力墻的高抗剪能力，在滿足質(zhì)量的要求上減少墻的數(shù)量。2.3概念設(shè)計結(jié)合細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化概念設(shè)計的應(yīng)用表明沒有具體的量化數(shù)據(jù)，例如，抗震防裂度，這種情況下沒有具體的量化的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，因此需要用到概念設(shè)計。但是在設(shè)計過程中，要求工作人員必須會合理且靈活運用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法。例如，在進(jìn)行抗震設(shè)計時，可以根據(jù)房屋建筑的實際情況，選擇合理的抗震方法進(jìn)行設(shè)計，方法不同，但是達(dá)到了相同的優(yōu)化目的。2.4結(jié)構(gòu)設(shè)計中注重協(xié)調(diào)性設(shè)計。應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法，可以充分體現(xiàn)在協(xié)調(diào)方面。將建筑與整個平面之間的關(guān)系應(yīng)得到有效的加強(qiáng)，可以在結(jié)構(gòu)設(shè)計中加以保護(hù)，以及結(jié)構(gòu)設(shè)計的外觀也應(yīng)體現(xiàn)。在設(shè)計過程中，墻、柱的結(jié)構(gòu)布置，建筑平面功能需要得到有效保證，建筑空間和深度，充分保證房子的整體結(jié)構(gòu)來反映系統(tǒng)的簡單性，在各部門的高度可以充分的保護(hù)。2.5對計算結(jié)果進(jìn)行分析，確定最優(yōu)設(shè)計方案。作為優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計中比較重要的部分，結(jié)果分析的意義不言而喻。在此過程中，要將計算數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的分析，然后以數(shù)據(jù)中得到的信息為依據(jù)，制定優(yōu)化設(shè)計方案。另外，在優(yōu)化設(shè)計的過程中需要多方面考慮，尤其是各種阻礙因素，要對其進(jìn)行控制，使得建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計能夠順利完成。此外，由于在施工建設(shè)過程中，涉及的人力、物理、財力較多，因此結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要目的就是合理降低上述指標(biāo)，從而保證建筑指標(biāo)不會受到影響。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須注意：①找到建筑技術(shù)和經(jīng)濟(jì)之間的平衡點，降低二者矛盾，使用高新技術(shù)，降低費用成本；②充分理解技術(shù)所帶來的經(jīng)濟(jì)價值，充分意識到技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展有利于降低經(jīng)濟(jì)損耗，因此這就要求必須加強(qiáng)技術(shù)發(fā)展。

3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的現(xiàn)實意義

3.1有利于降低工程總成本。現(xiàn)階段，高層建筑不斷增加，與普通多層建筑比較，主要的區(qū)別就是占據(jù)的土地面積比較小，占據(jù)的空間面積比較大，減少用地費用。但是建筑物的高度的增加，層數(shù)的增多，就容易造成樓與樓之間的不協(xié)調(diào)問題，占地節(jié)約量和建筑的層數(shù)不成比例。因此，不可以單純的追求建筑的高度而忽視土地節(jié)約量，要將占地面積、造價進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)。另外，高層建筑并不會因為層數(shù)的增多增加樓頂，這就明顯的降低了成本，只是會增加樓層的基礎(chǔ)造價。3.2有利于加強(qiáng)建筑物的整體經(jīng)濟(jì)性能。隨著層數(shù)的不斷增加，建筑物必會影響整體框架梁與柱的承載能力，使之承載力增加，這就造成墻體的面積和梁柱的體積的增加，增加結(jié)構(gòu)自重，電線、水管等管道等房屋配置會有所延長。相對來說，普通的多層建筑物能夠節(jié)省建材但不會影響抗震性能。此外，建筑物高度的不同勢必會影響墻面的范圍，這時候一般會選擇圓形建筑或者是接近方形的建筑，這樣外墻的周長系數(shù)就會相對減少，而且內(nèi)外裝修面積也會隨之減少，而且以上形狀有利于其受力的提高，在保證安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上增加了建筑的整體經(jīng)濟(jì)效益。

4結(jié)束語

綜上所述，參考實際情況，從多個方面，研究對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用，利用結(jié)構(gòu)理念和方法的不斷優(yōu)化，有效的提高建筑整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量。希望本次的相關(guān)研究，可以對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化起到一定指導(dǎo)作用。

作者:胡必偉 單位:伊犁鼎軒建筑設(shè)計院有限公司

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