浅谈建筑结构体系及设计方法

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1、浅谈建筑结构体系及设计方法【】随着社会发展和科学技术的不断进步，结构设计理论和高强材料迅速发展，为建筑师们提供了丰富的想象空间，同时也为新颖结构体系出现创造了条件。基本建设规模的大型建筑、高层建筑等结构形式越来越多。本文以工作经验为基础，归纳了高层建筑结构体系与设计的基本特点，对近年来应用越来越多的几种新型建筑结构体系的基本假定和所采用的分析方法进行了探讨。　　【关键词】建筑结构体系;概念设计;结构分析　　　　1.建筑体系　　1.1钢筋混凝土混合结构　　钢筋混凝土混合结构是我国目前在高层建筑领域里应用较多的一种结构形式。钢结构和混凝土结构各有所长，前者具有重量轻、强度高、延性

2、好、施工速度快、建筑物内部净空高度大等优点；而后者刚度大、耗钢量少、材料费省、防火性能好。综合利用这两种结构的优点为高层建筑的发展开辟了一条新途径。在受弯的构件中，可以由钢筋承担弯矩引起的全部拉力，而压力则由受压区的混凝土来承担。这种分工也适用于偏心距较大的偏心受压和偏心受拉构件。在受拉为主的构件中，从经济的角度本可以全部用混凝土来承担压力，但为了减小构件的截面尺寸和改善构件的受力性能，配置一定数量的钢筋来分担构件所受的压力往往也是必要的。同样，通过钢筋和混凝土的相互配合，钢筋混凝土和适合于承担剪力和扭矩作用。有一半以上采用的是钢筋混凝土混合结构，其中的典型建筑是上海金茂大厦

3、。钢筋混凝土混合结构在高层办公楼、学校、医院及住宅等建筑中将有更广泛的应用。　　1.2钢结构　　一般来说，材料的特性是推出新型建筑形式的出发点。钢结构是用钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的。和其它材料的结构相比，钢结构有如下一些特点：材料的强度高，塑性和韧性好。钢材和其它建筑材料诸如混凝土、砖石和木材相比，强度要高得多。因此，特别适用于跨度大或荷载很大的构件和结构。钢材还具有塑性和韧性好的特点。塑性好，结构在一般条件下不会因超载而突然断裂；韧性好，结构对动力荷载的适应性强。良好的吸收能力和延性还使钢结构具有优越的抗震性能。世界上几乎所有的建筑结构都采用了高效预应力

4、技术，如大型公共建筑、大跨重载工业建筑、高层建筑、大中跨度桥梁、大型特种结构、电视塔、核电站安全壳、海洋平台等几乎全部采用了这一技术。因此，钢结构的实际受力情况和工程力学计算结果比较吻合。钢材在冶炼和轧制过程中质量可以得到严格控制，材质波动的范围小。　　2.建筑结构设计　　2.1设计的重要性　　建筑的概念设计，在整个设计过程了起着举足轻重的作用，一幢建筑物的设计，如果没有事先经过全盘正确的概念设计，以后的计算模式再准确、计算再精确、配筋再合理，也不可能是一个经济、合理的优秀设计工程。所以结构设计人员应该及早介入建筑的概念设计。住宅设计无论是多层砖混或框架剪力墙结构，都不同于以

5、往的静力设计，必须从抗震的角度，采用二阶段设计来实现三个水准的设防要求。沿建筑物竖向的结构布置宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收，避免刚度、承载能力和传力途径的突变，以限制结构在竖向第一楼层或少数几个楼层出现薄弱层，以防止在这些部位因产生应力集中和过大的变形而使结构不安全。因此，结构的概念设计主要是重视规范及规程中有关结构概念设计的各条规定，不至于陷入只凭计算的误区。若结构严重不规则，整体性差，则仅按目前的结构设计计算水平，难以保证结构的安全，而且十分不经济。　　2.2设计的意义　　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

6、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，结构进入到弹塑性工作阶段。运用概念设计的思想，将会使结构设计的思想得到拓宽。传统的结构计算理论的研究和结构设计似乎只关注如何提高结构抗力R，以至混凝土的等级越用越高，配筋量越来越大，造价越来越高。结构工程师往往只注意不超过最大配筋率，结果肥梁、胖柱、深基础处处可见。　　2.3设计理念优化管理　　质量是产品的生命，没有好的质量，产品就没有市场，只有高质量的产品，在市场上才有竞争力，建筑设计也是同样如此。只有在建筑设计质量的优化管理上做文章，才能产出高

7、质量的建筑设计成品。建筑设计，在某种意义上讲可等同于建筑产品，它是艺术创作与科学技术的结合体。它不能用工业化、工厂化、程序化的过程进行生产，对于不同使用功能、性质的建筑从内容到外表形态是不同的。建筑设计质量的优劣，确切地说是一个目标范围的界定，建筑规范、规程和标准是建筑设计合格的下限。建筑设计质量的优化管理，就在于强化、强调了设计的“全过程管理”，这是动态管理。它也打破了过去静止的简单化的“结果管理”淘汰制。从而避免浪费时间和造成直接经济损失。建筑设计运行过程要自始至终，由部分到整体、由管理点到强化点，