喇叭传递函数分析与结构设计的改进- 刘彬彬

喇叭传递函数分析与结构设计的改进- 刘彬彬
喇叭传递函数分析与结构设计的改进- 刘彬彬

喇叭传递函数分析与结构设计的改进

刘彬彬 王梁 徐作文 吴沈荣 张林波 (奇瑞汽车股份有限公司,安徽 芜湖,241009)

摘 要:本文介绍通过CAE 分析和试验相结合的方法解决某开发车型在低音喇叭工作时,车内地板振动

过大的问题。首先,通过基于有限元的传递函数频率响应分析,找出车身响应点在激励时容易产生共振的频率范围;其次,根据分析对比并进行结构改进;最后,经自功率谱试验验证了CAE 分析,得到了在该频率范围内与试验基本一致的结果;从而对设计方案进行全面的评估和改进,排除了振动过大问题。

关键词:喇叭;传递函数;结构优化

TRANSFER FUCTION ANALYSIS FOR HORN AND OPTIMIZATION OF

THE STRUCTURE

Abstract : Abnormal vibration in the driver ’s floor is found in the vehicle test. CAE simulation for the

acceleration frequency response with transfer function is performed. The frequency range affecting the floor vibration is identified and correlated with power spectrum test. The design of horn support is improved to reduce the floor vibration and verified by the test.

Key words : Horn ;Transfer function ;Structure optimization

1 概述

喇叭是在汽车的行驶过程中,驾驶员根据需要和规定发出必需的音响信号,警告行人和引起其他车辆注意,保证交通安全,同时还用于催行或传递信号。它所发出的声音强度较大,一般声压等级可达到100-120db (A )。

如果车身结构设计不好,会带来车身振动、喇叭颤音等相关问题。 近年来,MSC.NASTRAN 有限元分析软件已经应用于对车身结构振动问题的传递函数预测和研究,如文献[1-2]中都针对有限元分析和传

递函数理论分析和应用进行了系统而且深入的研究。针对某车型开发过程中,在低音喇叭工作时,车内出现地板振动过大的问题;使用

MSC.NASTRAN 有限元分析软件对车身侧的喇

叭安装点进行传递函数的频率响应分析。找出了喇叭的发声频率和纵梁的固有频率相同,并发生共振是造成地板振动的原因。经过优化传递路径上的车身侧喇叭支架的厚度和结构,分析结果表明车内地板的振动大幅度降低。试验证实了CAE 的分析结论,从而排除了因喇叭共振带来的不良影响。

2结构的传递函数理论

考察一个系统的好坏,通常用输入正弦波信号时系统的响应来分析,这种响应并不是单看某一个频率正弦波输入时的瞬态响应,而是考察频率由低到高无数个正弦波输入时所对应的每个输出的稳态响应。因此,这种响应也叫频率响应。频率响应间接地表示了系统的特性。传递函数的频率响应法是分析和设计系统的一个既方便而又有效的工具[3]。 粘性阻尼多自由度系统的平衡方程式为:

其中, 、 、 、 和 分别为质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵、力向量和响应向

量。将这个时间域的矩阵方程进行拉氏变换,并且假设初始位移和初始速度为零,则得:

式中s 为拉氏变换因子, 即: 式中 为动刚度矩阵,由传递函数矩阵 的定义:

得: 对方程两边再进行傅里叶变换, 得: 式中:H (ω)为频率响应函数。 系统的频率响应矩阵为阻抗矩阵的逆矩阵,用H (ω)来代替拉氏域内的传递函数H(s)。在一定的激励作用下,频率响应函数与系统的响应成正

比,动刚度与系统的响应成反比。实际应用中,可以用有限元分析,计算出单位载荷激励下的目标位置的频率响应函数,作为最后响应计算的灵敏度函数。 在传递函数的频率响应分析中,通常有两种

不同的数值方法供选择:直接法和模态法。直接法是根据外载频率求解耦合的运动方程;而模态法则是利用结构的振型缩简和解耦运动方程,对各个模态响应进行叠加得到特定外载频率的解。在模态频率响应分析与直接频率响应分析之间进行选择时,可以使用以下一般准则[4],如表1所示。

表1 模态频率响应与直接频率响应

3 分析及结构改进

3.1 失效问题描述

问题车型使用的是机械盆形喇叭,喇叭总质

量为0.2Kg ,工作频率:310±20Hz,正常使用

时的平均声压等级在115db (A )。试验发现,在

发动机不运转时,按下喇叭,出现严重颤音,驾

驶员处地板和方向盘有明显的振感。相关人员初

步判断,是由于喇叭发音激励引起的车身部位共

振,从而造成喇叭颤音和地板的振动。鉴于以上

判断,将汽车简化为由激励源、传递路径和响

应点等组成的动态系统。对喇叭支架及车身进

行传递函数分析,以确定造成地板振动的原因。

3.2 分析模型的建立

使用HYPERMESH 作为前处理有限元软件,

直接读入CATIA 完成的CAD 模型进行网格划分。

整车采用10×10mm 网格,局部比较复杂的结构

和安装点采用更细的网格细化,有限元网格以四

边形壳单元为主,三角形壳单元占单元总数的

2.4%,以及少数体网格。严格保证所有单元的

质量要求,包括雅克比、长宽比、翘曲度、倾斜

度、锥度、单元内角等。主要包括车身、主要质量简化模型及喇叭支架等主结构。喇叭本体用质量单元代替,最后的有限元模型约82万单元,

如图1所示。

3.3 分析及结果 基于已建立的整车模型,应用频响分析工具

软件MSC.NASTRAN ,以单位频段的加速度载

荷激励对喇叭安装点位置进行加载,并在传递路

径上的右纵梁和前地板处输出相应的响应值。分

析频域为250~350 Hz 。为提高分析效率,采用

模态法计算加速度频率响应。

通过分析发现,所选取的右纵梁及前地板响

应点在280HZ —310HZ 出现频响过大情况,特

别是Z 向上的响应值过大,如图2所示。这与

喇叭工作频率310±20Hz 相近,使得喇叭发出的

振动能量在通过结构传递时,没有经过衰减,相

反可能因共振放大传递至车内地板处。这可能是

引起喇叭颤音和前地板的振动过大的主要原因。

同时,根据试验人员测试的右纵梁模态结果,

发现纵梁Z 向在300Hz 左右存在一个模态,与

分析结果相吻合,证实了“喇叭工作时与车身部

位发生共振”的推论。如图3所示。

图2 右纵梁和前地板的加速度频率响应

图1 分析所用有限元模型

3.4 结构改进

通常此类问题可以通过三种方法解决,即改变喇叭的激励频率,振动的传递路径或响应点结构。本文选取设变效率高、成本低的车身侧喇叭安装支架着手来改变结构传递路径的方法,除了把支架的厚度由1.2mm 更改到0.8mm 外,还改变了车身侧喇叭支架的结构,如图4所示。以便使振动能量在传递路径上得到更大的衰减。

然后再对相同位置,采用相同的方法分析发现,右纵梁和前地板选取点Z 向上的响应已大幅降低,如图5所示。说明了通过改进车身侧喇叭支架结构,是简单而有效的途径。

4 试验验证

根据优化结果,试验人员对支架更改前、后喇叭工作时右纵梁和前地板的自功率谱进行测试,结果和CAE 分析的一致。优化后的右纵梁和前地板处在喇叭激励频率附近的振动加速度明显比之前降低,满足了主观评价的要求,如图6和表2所示,说明基于MSC.NASTRAN 仿真结果所提出的改进方案是十分有效的。

表2 改进前后的测试值对比

5 结论

本文应用MSC.NASTRAN 分析软件对车身喇叭安装点进行传递函数的频率响应分析。由响应点在激励频段下的响应发现右纵梁及地板和喇叭存在共振。进而对传递路径上的喇叭支架修改了设计以改进振动的传递,继而进行试验验证,成功地解决了问题。

参考文献:

[1]. Juha Plunt. Finding and Fixing Vehicle NVH Problems with Transfer Path Analysis [ J ]. Sound and Vibration, Nov 2005.

[2]. 隋允康,杜家政,彭细荣,MSC.NASTRAN 有限元动力学分析与优化设计实用教程,科学出版社,2004。

[3]. 黄成刚.汽车车身频率响应分析.湖北汽车工业学院学报,1999 年12 月,第4 期。 [4]. MSC. Nastran 2005 manual.

[5]. 庞健,谌刚,何华,汽车噪声与振动——理论与应用,北京理工大学出版社,2005。

改进前 改进后 图4 改进前、后的喇叭支架安装处结构

图5 结构改进后右纵梁和前地板的频率响应结果

建筑结构设计不规则性问题的分析 董良

建筑结构设计不规则性问题的分析董良 发表时间:2018-06-15T09:59:12.437Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第1期作者:董良[导读] 建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中,由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响。 山东文孚建筑设计有限公司山东济南 250000 摘要:伴随着我国现代化建筑行业的不断发展,同时其结构空间也得到不断进步,然而在对建筑结构进行设计过程中,不仅只是简单的进行对称的设计,已经开始进行不规则结构设计,针对不规则设计而言,在很多方法依然存在一些问题,并且对建筑结构也存在不良影响。对此在本文中笔者将从建筑结构设计不规则性分类出发,从而提出以下解决建筑结构设计不规则性问题措施,希望能够满足建筑结构稳定性要 求。 关键词:建筑结构设计;不规则性;问题 建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中,由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响,从而导致建筑结构不规则,这对于建筑结构质量或者稳定性造成了严重的影响,因此在今后的建筑结构设计过程中,必须要加强建筑结构设计不规则性问题研究,从而为建筑企业创造更高的经济效益,推动我国建筑行业稳固发展。 1 建筑结构设计不规则性分类 在建筑结构设计中,对于建筑结构的不规则性问题必须采取合理的计算方法以及计算参数,不断优化设计方案,同时加大对于建筑结构的重点部位以及薄弱部位的分析,从而保证不规则结构设计具有合理性,最大程度的提高不规则建筑的安全性以及稳定性。 在进行建筑结构设计时,所表现出的不规则性主要分为两种,即平面结构不规则与竖向结构不规则,首先平面结合不规则是最常见的一种建筑结构设计不规则表现,具体而言主要体现在以下三个方面,①不规则扭转,在对不规则扭转进行判断时,设计者可以从建筑物的弹性水平位移进行判断。②不规则凹凸,在进行建筑结构设计时,设计者可以从建筑物的投影方向以及投影尺寸去进行对凹凸值进行判断,并且在这个过程中要求建筑结构中凹进去的一侧不能小于30%,这样可以防止建筑出现变形。③局部楼板不连续性,关于不连续判断可以从建筑物结构的平面刚度变化或者楼面面积出发。其次是竖向结构不规则,体现在以下四个方面,①不规则倾向刚度,在设计过程中要求不规则设计刚度值要小于70%,并且建筑物本身与周边建筑物的平均刚度值控制在80%以内。②竖向抗侧力构建不连续性,建筑物的竖向结构,抗侧力构建应该注重从水平方向到垂直方向的传递。③楼层承载能力不均匀,这要求设计人员楼层受力程度应该低于80%。④楼层质量不均匀性,也就是和下一层相比,应该高出上一层的1.5倍。 2 解决建筑结构设计不规则性问题措施 2.1 减少偏心距 有数据显示建筑结构之所以会出现扭转与建筑物偏心距有着绝对的关系,并且两种之间呈线性函数关系,因此在进行建筑结构设计时,为了防止出现扭转现象,提升建筑物结构设计规则性,在进行建筑结构设计时,就必须要不断的减少偏心距,这样才能通过线性函数调节,从而使整体的建筑结构更加的平均分布,而减少偏心距的方法有很多种,如通过详细的数据计算,从而对主体结构以及平面空间分布进行调整,并且在设计图纸之中,将建筑结构的重量核心与刚度中心位置进行标注,除此之外,在进行偏心距调节时,还可以采用数据分析的方式,从而对建筑结构刚度进行重新分布,这样可以对核心较远的抗侧力进行调整。 2.2 提高建筑结构抗扭承载力 在进行建筑结构设计时,会受到很多的因素影响,这些因素造成了建筑结构的不规则性转变,因此在进行建筑结构设计时提高建筑结构抗扭承载力就显得越发重要[2]。对此美国IBC规范曾经做出一个这样的调查,其发现在进行建筑结构设计时,每增加一个计算扭矩,地震扭矩也就是质心与刚心不重合时,就会与附加扭矩等比例放大,并且当位移小于等于1.2时,放大系数就会等于1,而当位移大于1.2时,位移系数也会大于1,由此可以看出,在附加扭矩不断增大的过程中,抗承载能力也会不断增加,而这会增加偏心距,而通过上述文章介绍也可以发现,偏心距是导致建筑结构设计不规则的主要原因,因此提高建筑结构抗扭承载力,是可以解决建筑结构设计不规则性问题的有效措施。 2.3 提高建筑物抗震性能 在进行建筑物结构设计时,可以分为主体设计与基础设计两个部分,其中主体设计是建筑结构设计的重点内容,而在进行建筑物主体设计时,绝对不能忽视建筑物边缘构件的设计内容,因此从某个角度分析,建筑结构边缘设计对于建筑结构物的整体质量具有绝对的影响,而通过以往的相关研究中发现,建筑结构抗剪性设计有利于提升建筑边缘结构性能,尤其是当建筑物长期处于非弹性阶段时,当受到地震或者外力作用时,易出现一些偏心问题,从而导致建筑结构出现不规则性,因此在进行建筑结构设计时,能够提升抗震性能,强化建筑物边缘结构设计的抗剪强度,这可以从本质上提升建筑物的抗外力作用,从而发挥出建筑物的弹性作用,满足建筑物规则性要求[3]。 2.4 提高建筑抗侧刚度 在进行建筑结构设计时,提高建筑物的抗侧刚度是有助于解决建筑物结构设计不规则性问题的,并且通过以往的数据调查研究发现,当建筑物主体结构出现扭转效应时,会与自我震动周期出现一个平方值函数关系,利用这种比例关系进行建筑结构设计可以减低建筑结构自我诊断周期,并且消除主体结构的扭转效应,为此在进行建筑结构设计时,应该采用科学的计算调整方法,从而对墙体长度与墙体厚度进行调节,进而使建筑结构刚度远离中心墙体,并且采取边缘装置柱梁的方式,从而对主体结构震动周期进行调整,这样有利于建筑结构刚度值的提升,从而实现改善扭转刚度的目的。 3 总结 在经济建设迅速发展的过程中,建筑行业迅速崛起,在这个过程中对于建筑结构设计要求也在不断的提升,而在进行建筑结构设计过程中,不可避免的会出现一些不规则设计现象,这也为建筑结构设计增添了难度,因此为了能够更好的满足建筑结构合理设计要求,设计人员必须要加大建筑结构设计不规则性问题分析研究,从而不断的提高建筑结构设计的质量,满足建筑结构设计的需求,从而实现建筑结构设计工作的顺利完成,促进建筑行业长远发展。

建筑结构设计问答与分析

1、等效荷载 利用荷载效应相等的原则将复杂荷载等效为均布荷载。针对不同的效应会等效出不同的均布荷载,过分追求计算结果的精度意义不大。实际中主要是确定最不利的荷载效应。根据实际设计要求,效应包括内力(剪力、弯矩)和变形(挠度、裂缝)。计算中等效的结果与结构的跨度直接相关,因此等效的结果的应用位置需注意。相同的复杂荷载对于不同的效应会等效出不同的等效荷载,因此不同的结构构件计算时此效应不能通用。另外计算的等效荷载还与结构的边界条件有直接关系。等效荷载只是一种假象荷载,不能追求等效的精度,以满足结构的计算精度要求为宜。 2、汽车荷载 汽车轮压的等效荷载大小与结构的跨度成反比。规范中的汽车等效荷载为直接作用的楼板的荷载,另外考虑了汽车荷载的动力系数。汽车荷载的动力系数与楼板的覆土厚度直接相关,当结构的覆土厚度大于时,结构的动力系数取。计算梁柱时要考虑活荷载的折减系数。 3、消防车等效荷载计算 (1)、等效荷载的大小与板跨(非柱网)的大小有直接关系。 (2)、等效荷载的大小与覆土厚度有直接关系。 (3)、消防车的作业区域应该是消防车能够到达的任何区域。对消防车经 常出现的场所(主要消防通道、消防中心),消防车荷载是一种出现频率很高的荷载,此时应该考虑构件的裂缝和挠度,对消防车不经常出现的住宅小区,可不考虑消防车对构件裂缝和挠度的影响。但要是但考虑经常出现的车辆荷载的影响(一般控制首层地面活荷载不小于5KN/m2)。 (4)、地下是外墙的计算中,《全国民用建筑设计技术措施》中规定:地下 室外墙计算时,室外地面荷载取值不小于10kN/m2,汽车通道还应考虑汽车荷载的影响。 4、抗震设防类别 商业建筑《建筑抗震设防分类标准》规定:人流密集的大型的多层商场抗震分类标准应划为重点设防类。其中人流密集和大型的解释为一个区段人流5000人换算成建筑面积17000m2或营业面积7000m2以上的商业建筑。 这里的一个区段考察的是人员的聚集程度,与建筑的功能区分和区段的出口有关,与结构的分缝没有直接关系。高层建筑中,结构单元内经常使用的人数超过8000人,抗震分类标准应划为重点设防类。这里的结构单元也不是以结构缝作为划分,还是应该以建筑功能和区段划分作为依据。 5、地震动参数 多遇地震参数应根据场地安全评价报告和《抗震规范》合理取用,并不应该小于规范数值,设防烈度和罕遇地震参数应该参考规范数值。一个地区的抗震设防烈度是基本固定不变的,而抗震设防的分类标准时可以调整的。根据地区的抗震设防烈度、场地类别和结构的设防类别确定结构的抗震措施和抗震构造措施。抗震措施是除地震作用计算和抗力计算以外的所

浅析建筑结构设计原则及有关问题分析103

浅析建筑结构设计原则及有关问题分析 摘要:随着社会经济与建筑事业的不断发展进步,在建筑施工建设工程项目中,高层建筑施工项目越来越多,并且对于设计的要求也越来越高。随着我国城市化 进程的加快,建筑业也面临了更多的机遇和挑战。这就要求建筑形式要多样化, 建筑设计理念的要不断创新。本文对建筑结构设计中有关问题进行了探讨,以供 参考。 关键词:建筑结构;结构设计;设计原则 一、建筑结构设计的主要内容1、建筑设计的一般程序。一般情况下建筑物 的设计程序为建筑结构设计、给水排水设计,电气设计和暖气通风设计等,建筑 物的结构设计是建筑的基础,是建筑设计中最主要的组成部分,只有将结构设计 工作做好了,才能使得建筑物的功能更齐全。其结构设计主要分为建筑方案设计、建筑结构分析、建筑构件设计和绘制工程施工图四部分。 2、建筑物结构设计的基本要求。建筑结构的设计是建筑设计的基础,为有 效保证建筑物的质量达到所需的要求,必须严格遵循以下设计要求对建筑物的结 构进行设计:首先要对建筑物的结构构件的承载能力的极限值进行精准的计算, 选择承重能力强的结构构件;其次对多种构件组合的相互作用和影响进行分析, 选择相互作用和影响最有利的构建组合;最后要对建筑物的抗震性能进行研究设计,一般情况下我国的抗震设防烈度在6-9 度之间,在对建筑物的结构进行设计时,要根据施工地区的房屋高度、结构类型和烈度进行分析,采用抗震等级不同 的建筑材料和结构设计。 3、在建筑结构设计中,应该充分考虑以箱、筏作为基础底板挑板的产生的 阳角问题,还要进行大量的运算,对梁、板的跨度进行准确的计算,对主梁和次 梁的加筋问题进行研究,并制定出相应的方案,此外,在高层建筑的设计中,还 要考虑窗台高度的设计是否合理。 二、结构设计坚持的具体原则1、重大轻小。建筑结构设计中常常涉及到了 很多关键的理念,如:“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等,这些都是设计师们需要看重 的问题。尽管对于结构体系而言,其是由不同的构件协调构建起了,而由于不同 的构件都发挥着不同的作用,其在整个建筑中也有轻重之分。 2、层层设置。安全的结构体系在设计过程中必须要层层设置,尤其是当灾 难发生时将会在抵抗外在破坏中发挥有效作用。若仅仅将抗风险的希望都集中寄 托在建筑的某一个结构上,这是很不稳定的。多肢墙好于单片墙,框架剪力墙好 于纯框架好等等,这些都是层层防线的设计思路的重要表现。 3、优劣互补。科学的建筑结构体系需要坚持优劣互补的原则。结构太刚其 变形能力差,若建筑受到巨大的破坏力时,则应具备的承受的力更大,经常会发 生局部受损以至于全部毁坏,而太柔的结构尽管能够限制外力,但经常因为变形 过大而难以正常运用。 三、建筑结构设计中有关问题的探讨1、建筑结构设计图纸过于简单在建筑 结构设计中,设计图纸的作用非常重要,其是建筑施工参照的重要标准。为了保 证建筑结构设计的质量,在图纸中应该对每一个细节都详细的标示出来,对于建 筑的抗震等级、抗裂等级、施工所用材料以及墙梁柱的标号,都应该详细的标注。但是在实际操作中,由于设计人员的水平不高,考虑问题不够全面,导致关键信 息没有在图纸中详细的标识,进而在实际施工中影响到施工流程,随意性较强, 严重影响到施工质量,如果更加严重,还会影响建筑工程的施工进度,使得施工

建筑结构优化设计分析

建筑结构优化设计分析 摘要:建筑结构设计的优化主要体现在通过结构设计优化达到性能及经济的完 美协调。不管对建设方或者居住者,都有着直接的影响。本文根据结构优化设计 实例进行分析。 关键词:建筑结构;结构设计;优化方法 前言 结构设计优化技术所指的是建筑结构的设计过程中,设计人员会面临着各种各样的问题,比较成本、性能和建筑材料等问题。如何通过结构优化,从而达到利用最少的资金建设出合 理科学的建筑结构。其优化的意义所在就是节省工程造价,提高建筑的质量。当前建筑结构 的成本占比较重,合理科学的建筑结构可以产生巨大的经济效益,并还能够提高工程的质量。 1、建筑结构设计优化的步骤 1.1建立合理模型 可以通过3步来实现对房屋结构设计的优化,具体步骤是:第一步,需合理选择设计的 变量。一般情况下,在选择合理的设计变量的时侯,应当将对建筑结构具有较大影响的因素 做为主要设计变量的参数。例如,结构的造价C1与损失的期望C2等有关参数使目标控制产 生较大的影响,以及诸如结构的可靠度PS等有关参数使约束控制产生较大的影响,这就需要对这些影响设计变量的参数进行合理选择。相反,对那些影响不大的因素,在进行优化的时 侯可以采取预定参数的方式来表示,使让优化过程中的计算量、设计量和编制程序的工作量 有所降低。第二步,需确立目标的函数。在采用建筑结构设计优化技术对房屋结构设计进行 优化过程中,应当尽可能的寻找几组可以满足有关预定条件的截面相应的几何尺寸、钢筋的 截面积以及相应的失效的概率的函数,让工程的造价费用有所减少。第三步,确定约束的条件。在采用建筑结构设计优化技术对房屋结构设计进行优化过程中,应当对结构的可靠性以 及用来优化设计的有关约束条件做进一步确定。其中,设计优化的约束条件包含有结构体系 约束、应力约束、构件单元约束、尺寸约束、结构强度约束、裂缝宽度约束等。在对房屋结 构设计进行优化的时侯,必需充分将实际性约束条件和目标性约束条件作对比,然而保证每 一个约束条件均可以满足需求,以便达到最佳的设计。 1.2设定计算方案 依照可靠性对房屋结构设计进行的优化也会出现非线性的优化问题以及多约束性的优化 问题,并且还会使多变量复杂化。所以,为了减少这些问题需要在进行分析计算的时侯,将 有约束的优化问题转化为没有约束的优化问题进行求解。常常采取的优化设计的计算方法是Powell法、复合形法和拉氏乘子法等3种方法。 1.3设计相关程序 依照可靠性对房屋结构设计优化的基本模型和选择的计算方法可以编写一个具有运算速 度快以及功能齐全的综合应用程序,通过程序的优化提高设计的时效。 1.4作好结果分析 在对房屋结构设计进行优化设计的过程中,应当对最终得到的有关计算结果作一定的对 比分析,以便为最终的优化设计方案提供科学、合理、有效的依据。而在这个过程当中就要 求设计人员必需全面周密的考虑问题,只有这样才能够科学、合理、有效地选择设计的方案,才可以保证建筑结构的实用、经济、合理、安全以及美观,才能够尽可能少的资金投入获得 最大的收益。尤其需要注意的是,在进行建筑结构优化设计的过程中,并不能够只一味的强 调经济上的节约而降低了技术上标准;或者仅考虑技术上的要求却忽视了经济上的节约,这 些都是不正确的。只有在众多因素中寻找最佳结合点,探索优化设计的平衡点,才能够达到 有关设计要求。因此,必须做好结构的分析与运用。 2、某工程空心楼板优化设计的实例分析 2.1原方案 原设计方案板厚300mm,拟用空心管直径200mm。相邻空心管之间设一道肋,梁宽度 60mm。肋梁区域受力钢筋上、下铁都为2Ф14(Ⅲ级钢),空心管区域受力钢筋上、下铁都

分析建筑结构设计中的常见问题及其应对措施

分析建筑结构设计中的常见问题及其应对措施 发表时间:2016-08-22T13:42:43.237Z 来源:《低碳地产》2015年第11期作者:谷峰云 [导读] 由于市场经济的高速运行,人们的物质生活水平得到了显著的提高。 信阳市水利勘测设计院 【摘要】由于市场经济的高速运行,人们的物质生活水平得到了显著的提高,特别是在工程建筑工作中,针对相关建筑项目的结构设计问题也提出了更深层次的要求。建筑结构设计是一项繁重而又责任重大的工作,直接影响到建筑物的安全、适用、经济和合理性。本文对建筑结构设计的方法进行了分析总结,并详细分析了建筑结构设计中存在的问题,希望相关研究工作可为设计师提供一定的帮助。 【关键词】建筑结构设计;问题;应对措施 1.引言 近年来,社会不断发展前行,人们生活水平日益提高,生活环境也不断改善,建筑工程的规模也在不断攀升,人们对建筑结构质量的要求也越来越高。在建筑的设计中,结构设计是一个关键的环节,也是一项复杂、全面并且系统的工作,需要加强对其的重视,认真分析结构设计中的问题,并采取有针对性的措施来保证结构设计的合理性,保证建筑的整体质量,同时,做到美观、经济和适用。但现阶段,在我国建筑结构设计的过程中仍然存在着诸多的问题,特别是使用最多的框架结构建筑存在许多令人不满意的缺陷。此外,现代化的建筑结构设计理念较之前并没有较大的突破,工程人员只是单纯凭借单一的设计模式来建筑项目构建,在一定程度上极大地限制了建筑项目的设计质量。因此,分析建筑结构设计过程中所出现的问题,探讨其解决方案对保障建筑结构质量、安全等意义重大。 2.建筑结构设计 2.1建筑结构分类 建筑物有各种不同的使用功能要求,建筑结构按照不同的划分标准具有不同的划分形式。建筑结构的分类具体如下:(1)根据建筑物的层数,可以分为单层、多层、高层和超高层建筑;(2)依据建筑物的实际使用性能进行划分:工业建筑与民用建筑;(3)建筑物可以根据其结构形式进行划分:框架结构、排架结构、筒体结构、剪力墙结构等;(4)建筑物根据所使用的结构材料可以分为:砌体结构、木结构、钢结构、混凝土结构和混合结构等。 2.2建筑结构设计的原则 适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的基本原则。建筑物的设计应该从实际出发,在满足建筑物各项功能要求的前提下,必须综合运用有关技术知识,确保结构的坚固、安全。在进行建筑构造设计时,应该改变传统设计师浮夸的设计理念,力求做到建筑物符合用户的实际需求。此外,还要通过科学的设计方案,节省投资方的资金投入。同时,应该适当融合国内外的美学原理,使建筑物具有一定的观赏性。 2.3建筑结构设计 建筑结构是一个建筑物发挥其使用功能的基础,结构设计是建筑物设计的一个重要组成部分,主要包括以下四个过程:方案设计→结构分析→构件设计→绘施工图。 3.建筑结构设计中的常见问题 3.1 建筑结构设计中地基设计存在的具体问题 在工程结构的建筑设计工作中,地基和基础的建筑构造通常是工程人员比较关注的工程建设问题,在此基础上由于地基构造是制约工程后期质量的关键要素,所以地基基础建设对提高整体建筑质量具有相当积极的推进作用。建筑结构设计中地基设计所存在的具体问题主要表现在以下两个方面:(1)地基设计过程中忽视了地基沉降的问题:现如今,在建筑地基结构设计的过程中,地基沉降问题很容易被忽略,建筑物地基沉降可以导致建筑物上部结构出现裂痕,更甚者可以导致地基破坏。地基质量一旦出现问题,将严重威胁建筑结构的安全性能,对居民的正常使用造成威胁;(2)建筑结构设计中对地基埋设所进行的设计不够合理:在现实的基础地基设计中高层建筑基础有效埋置深度不足的问题非常普遍,建筑地基作为承受建筑结构物荷载的岩体埋设深度不符合建设标准,将严重影响到地基的有效承载能力,严重威胁了建筑结构的安全性能。 3.2建筑框架结构设计不合理 建筑结构设计不合理主要表现在以下几个方面:(1)在进行结构设计时,只关注横向设计,而忽略了纵向框架设计,影响建筑物的使用性能;(2)框架梁端截面的底层纵向受力钢筋和顶层的纵向受力钢筋配筋量的比值不符合规范要求,这种设计方式不仅影响建筑工程质量,降低建筑物的安全性,更为严重的是,一旦发生地震,很可能会引起房屋倒塌;(3)在建筑结构设计中,承重柱的截面设计高度过小;(4)连梁全长箍筋设计没有按规定的构造方式对两端进行加密处理;(5)连续梁的设计问题,一般在进行建筑结构设计时,往往会把连续梁按照单梁来设计。 3.3建筑上部结构的设计所出现的问题 上部结构设计中所存在的问题主要表现在以下几个方面:(1)现浇混凝土强度等级:现浇框架结构设计时,根据结构中梁、柱、板的受力特性,常常将它们设计为不同的混凝土等级,但是在浇筑一块楼板的四周设置施工缝时,由于混凝土等级不同,造成施工工艺不当;此外,在同一平面内浇筑不同的混凝土既增加了框架结构的施工难度,又会增加施工管理的难度,并且使高强度混凝土浇筑了低强度混凝土区域,既造成了混凝土的浪费,又造成了建筑结构的安全隐患;(2)钢筋混凝土保护层厚度:混凝土保护层的厚度直接影响着混凝土构件的耐久性,如果主梁、楼板、次梁交叉处的钢筋分布不当,使得楼板负筋一侧的保护层厚度不足,影响到整个工程结构的强度、稳定性。 4.建筑结构设计所出现问题的解决措施 4.1地基结构设计优化 在具体的设计过程中设计工作人员应针对施工的具体环境,对天然地基与人工的地基的沉降量进行科学的估算,并在施工过程中对建

建筑结构设计的优化方法及应用分析 何彬

建筑结构设计的优化方法及应用分析何彬 发表时间:2018-09-13T14:30:03.330Z 来源:《建筑细部》2018年2月中作者:何彬 [导读] 文章以建筑结构设计的优化方法及应用分析为研究对象,首先对建筑结构设计优化必要性进行了阐述分析 四川省大卫建筑设计有限公司四川省成都市 610000 摘要:文章以建筑结构设计的优化方法及应用分析为研究对象,首先对建筑结构设计优化必要性进行了阐述分析,随后简单介绍了建筑结构优化设计方法步骤,最后以装配式工艺为例,对建筑结构设计的优化应用进行了分析研究以供参考。 关键词:建筑结构;设计优化方法;应用分析 前言:建筑结构作为整体建筑核心组成部分,针对于建筑结构的设计不仅关系到建筑建设经济适用性,同时对于建筑整体功能性发挥具有重要的影响意义。在低碳环保理念、可持续发展理念日益深入人心的当下,需要进一步加强对建筑结构设计优化方法的应用与分析,从而有效提升建筑节能效率,最大限度地降低对环境的负面影响,促进建筑建设质量提升,推动我国建筑行业实现可持续发展。 一、建筑结构设计优化必要性 随着我国城市建设进程不断加快,国民经济水平不断提升,有效带动了我国建筑行业的发展。当下人们对于建筑建设提出了更高的要求,其不仅要求在建筑质量方面更加稳定,同时要求具备良好的建筑功能性,建筑造型设计要独特、新颖,整体建筑外观结合自身功能性不同具有一定艺术特质,给人以美的感受;还要响应国家关于绿色建筑的政策号召,能够减少建筑施工中不必要的资源浪费,提升建筑的低碳、环保性能,经济适用性更强,从而带给人更好的居住体验。建筑结构作为建筑的核心组成部分,在满足上述要求上发挥着关键性作用。首先,建筑整体结构合理与否,决定着建筑的抗震性能、质量及稳定性实现,是提升建筑建设水平与质量的关键;其次,建筑结构与建筑的整体造型设计也具有密切的联系,在建筑造型设计方面发挥着重要的作用。最后,建筑结构建设关系到建筑的用材、施工技术选择、等因素,而上述这些因素决定着建筑资源的利用率的高低,能够有效减少不必要的建筑资源浪费,使得建筑施工建设更加低碳环保。 基于以上种种分析,很有有必要加强对建筑结构设计的优化,进一步推广建筑结构设计优化应用,从而有效实现建筑成本的节约,提升建筑建设质量,确保建筑节能标准得到有效落实,有效减少建筑施工建设过程中各种违法、资源浪费、破坏问题的发生,从而推动建筑行业实现绿色健康可持续发展。 二、建筑结构优化设计方法步骤 (一)构建建筑结构优化模型 在建筑结构优化过程中,首先需要借助数学函数关系,通过构建建筑结构设计约束条件与可变条件之间的关系式,从而实现建筑结构应用模型的建立,在此基础之上,借助相应模型对影响建筑结构优化的因素进行全面的分析,从中获得最佳的优化方式,为整体建筑结构优化奠定坚实的基础。例如结合对建筑墙体保温板与墙体受压能力的分析,通过构建相应模型进行全面的数据分析,从而推动建筑结构的优化得到有效实现。 (二)制定科学合理的建筑结构优化设计方案 在数据模型运行阶段,通过对房屋建筑的模型相关条件进行处理分析,在有效保证建筑结构在实际实施中功能性得到良好的发挥的基础之上,通常对线性分析加以应用,做好线性条件的检验,通过对数学模型中的函数进行变置转化应用,以此为依据,实现建筑结构优化设计的实施方案制定,有效提升建筑结构优化设计的可实施性及可操作性,保证建筑结构设计优化得到全面有效的落实。 (三)综合应用分析建筑程序 通过利用现代测量技术与建筑结构设计相结合,进一步将抽象的数据资源转化为房屋建筑中的实际执行操作,确保建筑结构在优化后,发挥出应有的作用价值。例如在房屋墙体设计上应用建筑结构设计优化方法,以墙体建设各种因素为依据,全面分析外墙和内墙建设实施,最终形成专门针对于建筑中墙体施工实际方案,发挥建筑结构设计优化方法的引导作用,提升建筑结构优化设计水平与质量。 三、建筑结构设计优化应用,以装配式工艺为例 在建筑结构设计建造方面,相对于传统的现浇施工工艺,装配式建筑工艺作为新型建筑工业化应用典范,其在建筑结构设计方面主张在信息技术的支持下,实现对建筑结构的预制化生产、装配化施工的生产方式,以设计标准化、构件部品化、施工机械化为特征,通过对建筑结构设计、生产、施工等整个产业链进行整合,从而有效实现建筑产品节能、环保、全生命周期价值最大化的可持续发展的建筑生产方式。以成都建工工业化建筑有限公司青白江生产基地办公楼建设施工为例,该建筑便是采用全装配式混凝土结构,其中主要的建筑结构如梁柱、板墙等均为预制,并且按照三星级绿色建筑标准进行设计、施工和运营,是四川省第一座全装配式的混凝土结构建筑,预制率接近100%。在完全达到传统建筑的防震、安全、耐用要求同时,还具有省时、省工、省钱、无污水、无噪声、无粉尘等优点。 在具体的装配式工艺应用中,某幼儿园建设项目作出了良好的示范,该建设项目外墙结构采用的瓷砖反打工艺。具体来说,即是将建筑外墙用饰面石材在工厂事先打到混凝土里,形成一体的建筑预制构件,这种工艺对于建筑结构起到了良好的优化作用,使得建筑结构表面更加平整,附着也非常牢固,更为重要的是,其有效提升了整体建筑装配的施工效率。通过运用该工艺,可以有效避免出现目前存在的外墙砖脱落和空鼓现象,提升了建筑外墙结构的品质及质量,对于工期缩短也有着较为积极的影响意义,但如果造型特殊,规模量小,相应单方造价就会比传统工艺要高。 建筑结构优化设计不仅包含建筑自身结构的设计与优化,还需要立足于整个建筑施工过程,并且同时也涉及了建筑工程建造过程中的方方面面。据相关数据统计,我国的年建筑量已经达到20亿平方米以上,而在建筑施工总量中,作为施工必备条件的建筑工程临时设施,如道路、围墙等,尽管在相对量上所占的比例较小,但由于使用多为一次性,因而其绝对量随着建设工程总量的增加而显著增加。这种大量使用一次性临时设施造成了建筑资源的浪费,增加了我国实现节能减排目标的难度。在建筑施工设施优化中,针对于铺装板通过进行设计优化使其具备可拆卸、可重复利用功能,若在房建工程前期的三通一平中加以利用,可以起到良好的环保节约作用。 装配式工艺不仅在结构设计层面能够体现出良好的应用价值发挥,在具体落实应用方面产生的经济、社会效益效果也非常明显。以中石油加油站的扩改工程为例,该工程使得装配式工艺的经济、社会效益价值得到了充分的体现。该工程地处成都市一环路,占地面积

浅谈房屋建筑结构设计中常见问题分析

浅谈房屋建筑结构设计中常见问题分析论文关键词:安全;结构抗震;承载力 论文摘要:本文主要针对当前房屋建筑结构设计中一些常见却又常被人们忽视的错误进行了剖析,指出了错误的原因和后果,并给出了一些设计建议和构造的要求。 1地基与基础方面 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舸用荷载乘折减系数计算其荷载值,因而荷载值准确。 2砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用 在砖混结构中,构造不但能够提高墙体的坑剪能力,而

且构造柱与圄梁联结在一起,形成对砌体的约束,这对于限制墙体裂缝的开展,维持竖向承载力,提高结构的抗震性能有着重要的作用。 在当前结构设计中,构造柱经常被作为承重柱使用,这种作法将引起以下几个问题。 2.1构造柱作为承重柱使用后,使得构造柱提前受力,这不但会降低构造柱对彻底的拉结和约束作和,而且结构一旦遭遇地震作用时,在构造柱位置必然形成应力集中,首先破坏。这样构造柱不但起不到其应有的作用,反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。 2.2构造柱一般生根于地圈梁中,没有另设基础,构造柱兼作承重柱使用后,柱底基础的抗冲切、抗弯部及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压被出现裂缝。本文建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁上荷载和跨度都比较小时,构造柱也可布置于梁下,但此时必须按不考虑构造柱作用来验算下墙体的局部承压和抗弯强度。经验算满足,方可在梁下布置构造柱。

高层建筑结构设计分析论文

高层建筑结构设计分析论文 1结构分析及设计分析 1.1分析三种重要的体系 1.1.1剪力墙体系 剪力墙结构是利用建筑的内、外墙做成剪力墙以承受垂直和水平荷载的结构体系。剪力墙的变形状态和受力特性同剪力墙的开洞情况联系密切,其中依据轧受力特性的不同,单片剪力墙可以分为特殊开洞墙和单肢墙。类型不同的剪力墙,对应的也会有不同的截面应力分布,所以,在对位移和内力进行计算时,也应该对不同的计算和设计方法进行使用,将平面有限元法应用到剪力墙的结构计算中。此种方法能够比较准确地完成计算,能够应用到各类剪力墙之间,然而,也有一定的弊端存在于这种方法中,其有着较多的自由度。所以,在具体的应用时,较为普遍地应用了开洞墙这一类型。 1.1.2筒体结构 筒体结构分为框架—核心筒、筒中筒等结构体系,其中框架—核心筒受力特点为框架主要承受竖向荷载,筒体主要承受水平荷载,变性特点类似于框架剪力墙,但抗侧刚度较大。依据不同的计算机模型处理手段,有三种类型的分析方法:主要为离散化方法、三维空间分析和连续化方法,其中三维空间方法的精确性会更高。 1.1.3框架—剪力墙体系 框架—剪力墙结构,是由若干个框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的建筑结构体系。此种结构位移和内力等计算方法尽管种类较

多,然而,连梁连续化假定方法会经常被使用,在对位移协调条件进行计算时,应该按照框架水平位移和剪力墙转角进行设计,将外荷载和位移的关系用微分方程建立起来。然而,应该考虑需求和因素量会存在的差异,所以,也会有着不同形式的解答方式。 1.2具体的设计与分析 1.2.1合理地确定水平荷载 每一个建筑结构都应该一同承受风产生的水平荷载和垂直荷载,对于抵抗地震的能力也应该具备。高层建筑中,尽管结构设计会较大程度上受到竖向荷载的影响,然而,水平荷载却占据着重大的比重。随着不断增多的高层建筑层数,在高层建筑的结构设计中,水平荷载成为了其中一个重要的影响因素。首先,由于楼面使用荷载和楼房自重在竖构件中发挥的功能,对应水平荷载会将一定的倾覆作用施加到结构中,并且竖构件中就会出现高层建筑结构的作用力;其次,就高层建筑结构而言,地震作用和竖向荷载,也会跟着建筑结构的动力情况而出现较大的改变。 1.2.2合理地确定侧控 同低层建筑不同,在高层建筑结构设计中,结构侧移已经成为 了其中一个非常重要的影响因素。随着不断增加的楼层数量,结构侧移在水平荷载侧向变形下会逐渐增大。在高层建筑结构进行设计中,不但规定结构要有一定的强度,对于荷载作用带来的内力能够有效的予以承受,同时,还应该确保具备一定的抗侧刚度,确保在某一限度内控制结构在水平荷载作用出现的侧移情况。

对建筑结构设计问题分析

对建筑结构设计问题分析 发表时间:2019-09-10T10:54:07.530Z 来源:《建筑细部》2019年第3期作者:冯嘉成 [导读] 社会的发展与进步,带动了建筑业的快速发展,而随着人们生活水平以及生活质量的提高,对建筑的结构设计也提出了更高的要求。 冯嘉成 身份号码:44018119920103xxxx 摘要:社会的发展与进步,带动了建筑业的快速发展,而随着人们生活水平以及生活质量的提高,对建筑的结构设计也提出了更高的要求。本文以建筑结构设计中的常见问题作为切入点,简单的探讨建筑结构设计的基本原则以及基本方法。 关键词:建筑;结构设计;常见问题 建筑的结构设计不仅仅关系到建筑企业、单位的施工,更与建筑建成后的使用有着直接的关系。良好的建筑结构设计方案,可以促进建筑工程的顺利展开、保障社会财富,并且还能够更好的服务于人,反作用于促进人们生活水平、生活质量的提高,因为对于现代人来说,的结构越来越重要,而是不是能够满足人们的需求、满足人们的实际生活要求,则成为了建筑是不是合格的重要评判标准。正是因为这样,必须做好建筑结构的设计工作。高层建筑的层出不穷,既是一方城市经济发展的标志,也是人们得以安安居乐业的家园。同时对于施工单位来说必须严格按建筑规范办事,小到图纸设计,,施工现场测量,施工方案、材料进货,施工人员到位等等环节是环环相扣,密不可分的,就如“一着走错,满盘皆输”。这就要求施工单位要有责任感,严把质量关,在人员调度上合理安排,制定合理有效地施工方案,减少工作量,同时做好施工人员的安全防护工作,本着“安全第一,预防为主”的思想,安全感有了工人的干劲十足,积极使用先进施工技术和现代化的机械设备,众志成城就能大大提高工程的进度。 一、建筑结构设计中的常见问题 (一)楼板设计 楼板是建筑工程结构设计中的重要内容,是划分建筑空间、层面的关键,不仅如此,楼板的存在能够将建筑的荷载有机的传递给建筑的墙、梁,从而形成稳固的、安全的建筑承载系统。正是因为这样,必须做好对建筑结构楼板的设计工作,因为这不仅仅关系到施工过程中的安全,更影响到建筑建成后的使用以及安全,如果在展开工作的过程中,没有对细节做好考虑,那么就会出现质量上的问题,从而为建筑工程埋下安全隐患。就目前的现状来看,楼板设计中的常见问题包括了以下几点:第一,双向板的有效高度取值过于偏大;第二,板承受线荷载的时侯弯矩计算出现问题;第三,在设计的过程中为了计算方便或者是因为对楼板受力状态的认识不足,简单的将双向板作用按单向板作用进行计算。 (二)连续梁按单梁设计 这种将连续梁当作单梁来进行设计的情况大多发生在建筑的阳台边梁设计当中,这是因为边梁的荷载能力比较小,所以往往难以获得应有的设计重视,而设计者为了能够使建筑的受力分析更加方便,就会狭隘的将连续梁当作单梁来展开相关的设计工作。而这样的行为直接的违反了建筑结构设计的本质,从某种程度上混淆了建筑的连续梁与单梁,并且造成建筑质量上的问题,比如说会引起梁上部出现受拉力影响而造成的竖向裂缝。不仅如此,如果建筑的边梁长度过长,还会引发更为严重的质量问题,因为阳台上的边梁是直接暴露在室外的,而室外环境的变化会直接造成对边梁的影响,比如说梁会因此而产生收缩应力造成建筑的裂缝等等,从容降低了整个建筑工程的安全系数,直接的影响到建筑的安全使用。 (三)地基设计 地基是建筑的基础,特别是对于高层建筑来说,地基的好坏直接的关系到整个建筑工程能不能够获得顺利的展开以及顺利的完成,正是因为这样,建筑结构设计中的地基设计必须全面的做到合理、适用以及安全,这样才能够从根本的基础上保障建筑工程的施工以及后续工作的展开,也才能够从本质上确保整个工程的质量。就现状来说,地基设计过程中存在的常见问题包括了以下几点:第一,对于建筑工程的中柱、基础以及梁的负荷没有严格的按照具体的规范乘以折减系数;第二,没有正确的认识到软弱地基的危害,不仅仅没有展开相应的设计工作,甚至没有进行严密的科学计算,仅靠自身的经验来处理。 二、建筑结构设计中要遵循的基本原则 进行建筑结构设计的根本目的,是为了能够更好的服务于人,使建筑工程在建成之后更加方便人们的生活,不仅仅满足当代对建筑业的要求,更促进人们生活水平、生活质量的提高,而在展开具体结构设计工作的过程中,比如遵循以下四个基本原则:第一,要打通建筑的各个关节;第二,设计工作必须刚柔并济;第三,积极的设置多道防线;第四,实施设计的过程中要抓大放小。 三、建筑结构设计的基本方法 (一)大样详图 在翻屋建筑详图准确、无误的基础前提下,大样详图的绘制可以直接的在建筑详图的基础上展开绘制,也可以在之前所做过的详图基础上来进行局部的改进以及绘制。而这个阶段需要注意的是在保持建筑外形的前提条件下,要尽可能的使结构受力更加的合理以及施工的更加方便,在标高和外形尺寸上一定要和建筑专业协调一致。高层建筑尤其其自身的建筑特点,工程量大周期长,涉及的施工单位也是比较的杂乱,在项目中,到处可见“安全生产”的标语,但是更多的是走过场搞形式。施工安全有名无实,对于建筑施工没有切实按照章程操作,施工现场的防护、消防、水电等设施也成了摆设,再加上人员的流动性使得监管很难有力度,大多也是应付差事,这就为工程的质量安全埋下隐患。 (二)屋顶、面结构图 当建筑是坡屋面的时侯,结构的处理方式有梁板式以及折板式两种,梁板式适用于建筑平面不规整、板跨度比较大以及屋面坡度及屋脊线转折复杂的坡屋面,而折板式则适用于与梁板式相反的条件下,这两种形式的板均为偏心受拉构件。板配筋的时侯应该有部分或者是全部的板负筋拉通以抵抗拉力,板厚基于构造需要一般来说不能够小于120厚。除此此外,梁板折角处钢筋的布置应有大样示意图。至于坡屋面板的平面画法,通常使用剖面示意图加大样详图的表示方法,这样更便于施工人员正确理解图纸。正确绘图和设计的关键是设计人员

结构设计常见问题分析

结构设计常见问题分析 发表时间:2019-03-05T16:27:01.603Z 来源:《建筑模拟》2018年第34期作者:刘江元赵雷闫园史璐[导读] 建筑结构设计属于一项复杂的系统性工程,实际设计过程中存在非常多问题,就设计角度而言,必须要有扎实的理论知识功底、灵活的创作思维以及负责的工作态度。 刘江元赵雷闫园史璐 北方工程设计研究院有限公司河北 051000 摘要:建筑结构设计属于一项复杂的系统性工程,实际设计过程中存在非常多问题,就设计角度而言,必须要有扎实的理论知识功底、灵活的创作思维以及负责的工作态度。在建筑结构设计过程中,始终以提高设计质量为目标。当前建筑结构设计还存在一定的问题,只有做好对这些问题的探讨分析,制定针对性的解决方案,才能使建筑结构设计有效性得到提高,本文就此展开了研究分析。 关键词:房屋建筑;结构设计;常见问题 1建筑结构设计的相关原则 1.1结构设计合理性原则 想要保证建筑工程项目的安全性和质量以及最终效果达到要求,首先要做好建筑工程的设计工作,保证建筑工程设计工作的合理性,这就需要相关工作人员在设计施工方案时,先对该建筑项目的基本信息进行调查,了解该地区的地震设防、分组,风、雪荷载值及建设场地土质情况等基本信息,在此基础上开展建筑工程设计工作,保证设计合理。 1.2结构设计高效性原则 对于土木工程项目来说,首先要做好对建筑物的图表设计。在设计建筑物图表的过程中,做好前期调查工作,包括对一些相关数据的调查,调查之后,相关设计工作人员要对调查数据进行分析和研究,保证土木工程项目设计工作的高效性。 1.3结构设计完整性原则 在建筑工程项目设计过程中,可能会因为设计工作人员忽视了一些问题,导致整体设计方案出现问题,针对这种情况,相关工作人员要在开展设计工作前,对建筑工程项目的基本情况有一定的了解,保证设计工作的完整性,特别是一些容易被忽视的细节部分,在进行设计工作的过程中充分考虑,尽最大可能避免因为一些细节问题而导致设计工作不够完整、系统。 1.4结构设计的重要性 对于建筑物来说,最重要的部分是建筑物的地基部分,它是整个建筑物的基础工作,因此,在对建筑工程项目进行设计时,要格外注意地基部分,相关工作人员要保证该建筑物地基的稳定性。但目前,建筑工程项目在地基稳定性方面还存在很多的问题和不足,很多建筑工程项目的施工团队在进行地基施工时,并没有严格按照建筑工程项目的设计方案进行,这样就会使建筑工程项目地基的稳定性达不到标准要求,不利于后续施工工作的开展,甚至可能会在后续施工过程中或是建筑物使用过程中出现安全问题。在建筑工程项目中,图纸也起着关键性的指导作用,指导着每项施工工作的进程,因此,在建筑工程项目中占据重要地位。除此之外,每个工程项目的设计工作人员不一样,每个设计工作人员的工作水平和专业水平也不同,那么在开展工程建设项目的图纸设计工作时,就会出现差异,无法保证设计图纸的完整性、系统性和科学性, 2建筑结构设计常见问题 2.1基础性设计不合规 建筑结构设计是建筑行业发展的基础,而建筑结构设计的基础就是地基等环节在内的基础性设计,基础性设计不合规,建筑结构设计就无从谈起,很大程度上对于工程的整体质量会有不利影响,降低整体建筑工程的稳定性水平。同时,当前建筑工程的规模随着我国经济发展不但扩大,如果地基的设计短时间内没有进行转型升级,就会导致后续的工作都难以为继。同时,地质勘查作为建筑结构中的重要环节,当前也没有受到应有的重视,总体建筑基础性设计的合理性较弱,这一方面导致后续的工作展开困难,另一方面难以保障建筑施工的整体工期,不利于成本核算,收益管理角度上有所欠缺。如果在建筑工程中,应用了不合规的基础性设计,不仅损失大量的经济收益,对于整体建筑的安全性和建筑使用者的生命财产安全等,都是一种威胁。 2.2框架设计不合理 建筑结构,顾名思义就是建筑的框架结构设计,是一种常见的建筑结构模式,在这一设计过程中,应当结合纵向横向两种渠道,精准把握特征,把控好材料配置的数量。但是当前存在的问题在于,建筑设计的从业者对于结构的把控能力不强,纵向横向两种模式的切换水平不高,导致建筑结构框架的设计往往存在这样或者那样的不合理之处,对于建筑结构的整体稳定性和承载力都是严峻的挑战。除此以外,建筑结构设计从业者为了减小自身的工作量和工作难度,对于建筑的横截面宽度进行减小,很大程度对于建筑框架的抗弯曲程度产生不利影响,导致建筑物抵抗地震等自然灾害的能力减弱。 2.3建筑结构设计人才缺乏 当前建筑结构设计的专业性人才缺乏是一个公认的问题,人才的缺乏自然导致设计的专业性下降,设计的合理性也有所不足,进而导致结构设计的实施率下降。在建筑工程实践中,很多结构设计人才都是不同领域转型而来的人才,对于建筑施工的现场管理掌握情况更好,但是建筑设计与建筑现场管理的差异较大,设计方案的缺陷可能直接导致后续工作开展困难,但是相对外行的建筑结构设计人员却难以从设计中发现问题,导致方案的合理性严重下降。 3建筑结构设计常见问题的对策 3.1制定建筑结构设计规范 通过制定科学的建筑结构设计规范,结合不同施工现场的实际需求,进行建筑结构基础地基的规范性设计,自然有助于提升建筑结构的科学性和稳定性,进而保障建筑设计方案的高质量,防止出现问题设计,不合规的设计等等。在部分大城市的大型建筑设计中,需要结合当地的实际条件、施工进度的具体安排,进行建筑地基结构设计的优化和完善,根据现场的实际情况调整建筑结构设计也是至关重要的,如何选取科学完善的解决方案显得意义重大,例如我国西南地区地质结构十分复杂,具有地下岩溶地质发育的风险,对于溶洞自然难以应用传统的结构化的建筑设计规范,需要具体问题具体分析,采取灌浆等方式进行综合性处理。

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