建筑结构论文

建筑结构论文

　　建筑结构是指在建筑物(包括构筑物)中，由建筑材料做成用来承受各种荷载或者作用，以起骨架作用的空间受力体系。下文是学习啦小编为大家搜集整理的关于建筑结构论文的内容，欢迎大家阅读参考!

　　建筑结构论文篇1

　　浅析建筑结构设计中的问题

　　【摘要】虽然我国建筑事业已经取得了不错的发展，建筑技术和设计方面水平都得到了不断提升，但建筑结构设计中还是存在一些问题需要设计师去注意并解决，只有不断纠正和解决结构设计中的问题才能保证建筑结构的稳定性，保证建筑工程质量。下面就结合工作实际中遇到的一些问题做如下探讨。

　　【关键词】建筑，结构，设计

　　建筑是人类最早的生产活动之一，是在一定的历史条件下，随着社会生产力发展而形成发展的。由于经济的发展、土地的减少，现代建筑趋向于多高层建筑，而砌体结构存在自重大、砌筑工作相当繁重、抗拉抗弯性能低、粘土砖用量很大，往往占用农田，影响农业生产等缺点，现代建筑多采用框架结构、框剪结构、框筒结构等结构体系。近年来框架结构在世界各地又有了很大的发展，许多城市普遍兴建了包括商场、住宅、旅馆、办公楼和多功能建筑等各种类型的框架建筑。

　　框架结构有钢筋混凝土框架和钢框架，而钢筋混凝土框架在教育建筑中较为常用。框架结构内部可用轻型材料分隔，许多轻型、隔热、隔音材料不断出现，绿色建材不断涌现。

　　土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称，它既指工程建设的对象，即建在地上、地下、水中的各种工程设施，也指所应用的材料、设备和所进行的勘测设计、施工、保养、维修等技术。作为一个重要的基础学科，土木工程有其重要的属性：综合性，社会性，实践性，技术经济与艺术统一性。随着人类社会的进步而发展，土木工程至今已经演变成为大型综合性的学科，在各门学科中，没有哪一学科象建筑立面一样受到那么多的褒贬和争议，因为它既是科学又是艺术，更是感觉。普通人通过感性的个性感受体会建筑立面的形式，而建筑师还进一步从美学原理和理性深度进行分析，其中的共性是一切美感都可以引起大多数人的共鸣，都经得起时间的考验，都是和谐的、愉悦的、美好的。

　　设计不超过20 层的高层、多层建筑时，我们经常直接选择桩基的基础形式，其实在非软弱土地区，应首先探讨采用天然地基的可行性，以利于降低基础造价，合理地确定地基承载力值就显得尤其重要，而在地基承载力值的组成中，深度修正部分占有较大的比重。这对于主裙楼一体结构，在进行主楼地基承载力计算时，因裙楼基础的有利及不利影响，如何合理地确定用于深度修正的深度值尤为重要。规范在5.2.4条条文说明中这样规定“对于主体结构地基承载力的深度修正，宜将基础底面以上范围内的荷载，按基础两侧的超载考虑，当超载宽度大于基础宽度的两倍时，可将超载折算成土层厚度作为基础埋深，基础两侧超载不等时，取小值。”这就要求设计人员在进行具体工程设计时，应根据此条的要求，结合工程实际情况合理地确定承载力深度修正所采用的埋深值 ，但设计人员对此认识却并不一致，经常有困扰。

　　我们在工程设计的计算过程中不可避免地会出现主次梁相交的情况，时常会发现框架主梁扭矩很大，抗扭承载力不足，有些处理办法就是将次梁与主梁相交处设为铰接，释放扭矩，但这样处理是否合理，与实际的受力情况是否一致呢?个人以为：作为梁端铰接，就是要保证梁端有一定的转动能力;固接，就是要限制梁端的转动能力;而实际上没有完全的铰接也没有完全的固接，梁端铰接不能随意地人为设置。

　　设置铰接梁，是允许此梁在两端形成朔性铰而产生裂缝，但是不会破坏，就是说形成朔性铰之后，此梁由超静定变成静定结构，结构设计一般都是超静定结构。这样一个破坏不会对整个结构体系影响很大，才能满足结构安全的冗余。如果主次梁截面相差较大，支座主梁对次梁约束不大的情况下可以设定为铰接，即使为铰接，《混凝土结构设计规范》10.2.6条对此做出了规定，要求上部配置构造钢筋，且构造钢筋截面面积不得小于下部钢筋的1/4，;如果主次梁截面相差不大，次梁高度只比主梁至少50 mm，这时候就不能完全忽略主梁对次梁的约束了，这种情况是最容易出现框架主梁配筋超筋、抗扭承载力不足。如何处理，首先我们应该考虑加高框架梁解决配筋超筋，加宽框架梁解决受扭不满足，如果条件所限不能加宽，那才可以看能不能铰接次梁了，但这里的铰是指的假想铰，而是要保证支座负筋首先屈服，造成内力的卸载和重分布，分布后达到和铰接类似的受力情况，此时的铰接就得要从构造措施上进行保证，现行国家标准图集《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》(11G101-1)第86 页针对非框架梁(即次梁)的配筋构造做出了明确的示意。

　　结构设计最重要的原则是：结构设计建模要立足于结构自身，主要力学模型要与实际构件接近，以保证计算结果能够真实反映结构状况，这样才能保证结构的安全。

　　在有地下室的结构设计时，地下室的顶板是否作为上部结构的嵌固是很重要的。这不仅仅是关系到计算结构的内力的大小，而且在某些工程中会整体结构成为一个超限建筑，对结构设计造成难点。 嵌固的概念，这里所说的嵌固应该是强度嵌固而非力学嵌固;力学嵌固―― 完全刚性的固定，嵌固点以下刚度无穷大，嵌固点无平动、转动，实现了完全的约束。而强度嵌固―― 柱的塑性铰出现在地上一层的下端，而不是出现在梁柱节点两侧的梁上，即强梁弱柱.实现的方法：(1)增大梁的抗弯能力;(2)增大地下室柱顶的抗弯能力;(3)满足规

　　范的各项要求。嵌固端所在层楼板要求连续，这样才能保证水平地震力的传递。实际工程中常遇到地下室顶板开洞，甚至是大面积的开洞，此时必须要与建筑专业配合，避免将洞口设在主楼周边，开洞面积不宜大于嵌固端层楼板面积的 30%，同时将洞口周边楼板加厚，以满足刚性楼板的要求。工程中还会碰到当地下室顶板的标高不一致的情况，以下沉式广场为代表，如果地下室顶板与地上一层高差小于层高的 1/3，则只要地上一层的侧向刚度能满足规范要求，则地下室顶板可作为嵌固端，即使高差稍稍超过 1/3 层高，也可将主楼周边一跨的楼板适当抬高以满足高差，不过需进行加强处理：有错层部位加大梁的刚度，在错层处楼板加腋，以保证水平剪力的传递路径。

　　建筑结构设计是建筑工程的开端，其需要设计师具有扎实理论功底和创新思维，以及严谨的设计工作态度。对于结构设计中出现的问题，设计师要积极采取相应的措施进行解决，保证建筑结构设计的合理性和科学性，以此来保证建筑结构的稳定性和建筑工程质量，推动建筑行业的不断向前发展。

　　建筑结构论文篇2

　　浅析建筑钢结构施工

　　【摘要】本文介绍了钢结构的主要优缺点，阐述了钢结构施工的重要环节，尤其是对钢结构的链接和吊装问题做了深刻的分析。

　　【关键词】建筑;钢结构;施工技术;浅析

　　高层建筑已经有一百多年的历史。钢筋混泥土结构在高层建筑中由于自重比较大，柱子所占的建筑面积比例越来越大，在超高层建筑中采用钢筋混泥土结构受到限制，因此高强度钢材应运而生。高层钢结构建筑是人类文明的重要标志，是科学技术高度发展的结晶，也是一个国家科技水平和综合国力的重要体现。现在许多国家都把建造高层钢结构建筑这一事业作为推动国家发展的重要因素。我国自改革开放以来，高层钢结构建筑越来越多，取得了不错的成绩，也积累了很多经验。这为我国高层钢结构建筑的建造提供很好的条件，很好的解决我国人口压力大带来的居住问题。但是，由于高层钢结构建筑的施工技术相当复杂，需要施工技术人员抱有科学的态度，实事求是的精神，这样才能促进这一行业更好的发展。

　　1 钢结构的主要优缺点

　　钢结构建筑总重轻。钢结构住宅体系自重轻，约为混凝土结构的一半，可以大大减少基础造价。钢材的塑性和韧性好。钢结构的延性好、塑性变形能力强，使钢结构一般不会因为偶然超载或局部超载而突然断裂破坏。韧性好，则使钢结构对动力荷载的适应性较强。将钢结构体系用于住宅建筑可充分发挥具有优良的抗震抗风性能，大大提高了住宅的安全可靠性。环保效果好。在建筑物拆除时，大部分材料可以再用或降解，不会造成垃圾。钢结构防火性能差。随着温度的升高，强度就降低。当周围存在着辐射热，温度在150度以上时，就应采取遮挡措施。如果一旦发生火灾，结构温度达到500度以上时，就可能全部瞬时崩溃。为了提高钢结构的耐火等级，通常都用混凝土或砖把它包裹起来。钢材易于锈蚀。钢材在潮湿环境中，特别是处于有腐蚀介质的环境中容易蚀，必须刷涂料或镀锌，而且在使用期间还应定期维护。

　　2 柱基检查

　　第一节钢柱是直接安装在钢筋混凝土柱基底板上的。钢结构的安装质量和工效同柱基的定位轴线、基准标高直接有关。安装单位对柱基的预检重点是定位轴线间距、柱基准标高和地脚螺栓预埋位置、长度、垂直度进行检查。基准标高点一般设置在柱基底板的适当位置，四周加以保护，作为整个高层钢结构工程施工阶段标高的依据。在柱基中心表面和钢柱底面之间，考虑到施工因素设计时要考虑留有一定的间隙做为钢柱安装时的标高调整，该间隙一般规定为50-70mm，我国的规范规定为50mm。

　　3 钢结构工程在现场安装过程中的安全保证

　　不管是高空坠落物还是工人自身的坠落，都将直接威胁到生命安全。在钢柱起吊前必须安装便于操作人员上下的爬梯，以便于摘钩及安装钢梁时人员的上下。钢梁安装完毕后设置安全防护绳供人员行走时挂安全带，这是钢结构施工中保证作业人员安全的重要措施之一。紧固高强螺栓时，在钢柱牛腿和钢梁联结处设吊篮，施工人员在吊篮里进行高强螺栓联结和焊接操作。施工人员应随身佩带防坠器，人员在上下钢柱时防止坠落。高空作业时，所使用的工具用完后必须随手放入随身携带的工具包内。施工人员操作时，必须将安全带挂在安全防护绳上，做到高挂低用。保证高空操作安全。

　　在钢结构工程施工中，安全防护占据着整个工程的重要位置。安全监督是一项重要的管理工作，钢结构安装作业人员在整个施工过程中全部处于高空作业状态，安装、校准、焊接、铺板，以及水、暖、电等多道工序穿插(交叉)作业情况较为普遍，施工临边较多，对安全防护要求较高，在具体的施工过程中应引起高度重视。总之，只有在保证安全的前提下，才能做出更好的质量。

　　4 钢柱、钢梁的吊装

　　4.1钢柱的吊装

　　双机抬吊时，钢柱吊离地面后在空中进行回直。单机吊装时需在柱子根部垫以垫木，以回转法起吊，严禁柱根拖地。钢柱就位后，先调整标高，再调整位移，最后调整垂直度。柱子要按规范规定的数值进行校正，标准柱子的垂直偏差应校正到零。当上柱与下柱发生扭转错位时，可在连接上下的耳板处加垫板进行调整。为了控制安装误差，对高层钢结构先确定标准柱。一般取标准的柱基中心线为基准点，用激光经纬仪以基准点为依据对标准柱的垂直度进行观测。除标准柱外，其他柱子的误差量测不用激光经纬仪，通常是用丈量法。钢柱轴线位移校正，以下节钢柱顶部的实际柱中心线为准，安装钢柱的底部对准下节钢柱的中心线即可。

　　4.2钢梁的吊装

　　钢梁在吊装前，应于柱子牛腿处检查标高和柱子间距，主梁吊装前，应在梁上装好扶手杆和扶手绳，待主梁吊装就位后，将扶手绳与钢柱系牢，以保证施工人员的安全。一般在钢梁上翼缘处开孔，作为吊点。吊点位置取决于钢梁的跨度。为加快吊装速度，对重量较小的次梁和其他小梁，多利用多头吊索一次吊装数根。有时将梁、柱在地面组装成排架进行整体吊装，减少了高空作业，保证了质量，并加快了吊装速度。

　　5 钢结构构建的链接

　　5.1高强螺栓的链接

　　摩擦面处理。对高强度螺栓连接的摩擦面一般在钢构件制作时应进行处理，处理方法是采用喷砂、酸洗后涂无机富锌漆或贴塑料纸加以保护。螺栓穿孔。安装高轻度螺栓时应尽量做到孔眼对准，如发生错孔现象，应进行扩孔处理，保证螺栓顺利穿孔，严禁锤击穿孔。螺栓紧固。高强度螺栓紧固时，应分初拧、终拧。对于大型节点可分为初拧、复拧和终拧。初拧轴力一般宜达到标准轴力的60%-80%，最低不应小于标准轴力的30%，复拧扭矩值等于初拧扭矩值，终拧时预拉力一般为设计预拉力的5%-10%。螺栓紧固后的检验。因螺栓预拉存在着应力松弛现象，随时间延长扭矩值一般会降低8%～10%，规范中已规定允许扭矩值的误差值±10%，所以螺栓的检验时间以尽快为宜，然后再进行抽查。抽检的数量多一些对鉴定质量有利。但经抽检过的螺栓怍报废处理损失太大，如重新使用，二次拧紧紧固力有影响，因此在具体工程上如何确定抽检数量，可结合工程情况确定，一般5%为宜。

　　5.2焊接连接

　　钢结构的焊接焊缝分为工厂制作焊缝和现场安装焊缝两大类。设计要求分为I、Ⅱ、Ⅲ级，I级焊缝要求最高，Ⅲ级焊缝要求最低。Ⅲ级焊缝只需要进行外观检查，表面应无气孔、夹渣、弧坑裂纹等缺陷。I、Ⅱ级焊缝应进探伤检验。现场焊接一般采用手工焊和半自动焊两种。焊接母材厚度不大于30mm时采用手工焊，焊接母材大于30mm时采用半自动焊，此外尚应根据工程焊接量的大小和操作条件等来确定。

　　综上所述：随着钢筋混凝土结构在超高层应用中的质疑，高强度耐火钢材应运而生，钢结构或全钢结构超高层建筑被越来越多的应用在现代的高层建筑中。

　　参考文献：

　　[1] 杨鹏宇.钢结构高强螺栓连接施工[J].山西建筑，2009， (16).

　　[2] 郝燕春.大型钢网架安装技术[J].山西建筑 ，2010，(1).

　　[3] 魏明钟 .钢结构 [M].武汉：武汉工业大学出版社，2007.

　　[4] 沈祖炎 .钢结构基本原理[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.

　　[5] 吴光明，吴川.浅谈高层建筑钢结构的施工方法[J].科技创新导报，2011，(3).

　　建筑结构论文篇3

　　浅谈建筑抗震结构设计

　　摘要：抗震，是当前建筑施工必须要关注的话题，建筑结构的抗震也就成了房屋设计必须要考量的核心环节。文章将就建筑抗震设计的要求、目标、原则，以及相关的内容进行探讨。

　　关键词 抗震;结构;设计方法

　　如何能够让建筑在地震中保持安全，不受严重的损害，是当前建筑施工设计必须要考量的一个大问题，特别是近年来地震频繁，人们的生命财产受到严重威胁，建筑安全则成了社会安全的一个重要影响因素，为保证建筑的抗震能力，设计人员必须要根据相关标准，设计出具有相当抗震能力的房屋。

　　1.抗震设防的目标

　　我们所说的抗震设防，指的是对建筑物进行抗震设计，同时有针对性的采取一定的抗震构造的措施，最终实现结构抗震的效果和目的。一般来说，抗震设防主要依据的是抗震设防烈度。而抗震设防烈度的依据，是以国家规定权限审批或颁发的文件执行的，其是一个地区作为抗震设防标准。通常情况下，是采用国家地震局颁发的地震烈度区划图中规定的基本烈度的。从当前内外抗震设防目标的发展总趋势来看，其基本要求建筑物在使用期间，可以应对对不同频率和强度的地震，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。这是我国抗震设计规范所采用的抗震设防目标。

　　建筑工程在施工中的设防的目标如下：1)如果所遭受的是低于本地区设防烈度多遇的常规地震，建筑物不受损坏，不需修理仍可继续使用;2)如果遭受到本地区规定的设防烈度的地震，建筑物，包括结构和非结构部分，可能损坏，但不会对人民生命和生产设备的安全造成威胁，经修理仍可使用;3)如果遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震，尽量保证建筑物不倒塌。

　　也就是说，在建筑结构的防震设计上，设计方可以按照多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度这三个层次进行考虑。从概率上看，多遇地震烈度是发生机会较大的地震级别。按照现行规范设计的建筑，在设计上要达到这样的防震效果：当遭遇多遇烈度作用时，建筑物处于弹性阶段，通常不会损坏;当遭遇相应基本烈度的地震时，建筑物将进入弹塑性状态，但一般不会发生严重破坏;当遭遇罕遇烈度作用时，建筑物可能会有严重破坏，但不至于倒塌。

　　2.建筑结构抗震设计方法要点

　　我国所颁布的《抗震规范》提出了两阶段设计方法，以实现上述3个烈度水准的抗震设防要求。第一阶段的设计方案，必须要符合抗震设计原则，同时根据与基本烈度相对应的众值烈度(相当于小震)的地震动参数，通过采用弹性反应谱法求得结构在弹性状态下的地震作用标准值和相应的地震作用效应，接着与其他荷载效应按一定的组合系数进行组合，同时对结构构件截面，进行具有针对性的承载力验算，如果建筑物较高，还必须要进行变形验算，以保证其侧向变形不要过大。这样，一方面满足了第一水准下必要的承载力可靠度，同时也满足第二水准的设防要求(损坏可修)。当然，最后还必须通过概念设计和构造措施来满足第三水准的设防要求。

　　对于非地震高发区的大多数建筑结构而言，只进行第一阶段的设计已经足够了，但根据建筑的特点和地区的特征，少部分结构诸如有特殊要求的建筑和地震时易倒塌的结构，还必须要进行第二阶段的设计，也就是按与基本烈度相对应的罕遇烈度(相当于大震)验算结构的弹塑性层间变形是否满足规范要求(不发生倒塌)。如果发现有变形过大的薄弱层，那应该积极修改设计，或者可以采取相应的构造措施，以满足第三水准的设防要求，也就是大震不倒。

　　3.结构选型与结构布置

　　3.1 结构材料的选择

　　选择哪一种材料对建筑的结构抗震有着直接的影响，所以材料的选择应该与建筑的方案设计同步，在研究建筑形式的同时进着手进行研究。同时还应该要确定采用什么样的结构体系。这样做的目的，主要是为了能够根据工程的各方面条件，选择既符合抗震要求又经济实用的结构类型。结构选型是较为复杂的一项工作，在选择时必须要考虑建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素，再加上经技术、经济条件比较后再确定。如果我们单从抗震角度考虑，好的结构型式，应具备以下特点：1)延性系数高;2)“强度/重力”比值大;3)匀质性好;4)正交各向同性;5)构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性，并能发挥材料的全部强度。如果只从数据上看，按照上述标准来衡量，常见建筑结构类型，理论上的抗震性能优劣顺序是：1)钢结构;2)型钢混凝土结构;3)混凝土一钢混合结构;4)现浇钢筋混凝土结构;5)预应力混凝土结构等。当然，在这里必须要强调的是，我们说的抗震最好的钢结构，其优越性是相对性的，从优点看，其延性，连接较好，具有可靠的节点，同时拥有在低周往复荷载下有饱满稳定的滞回曲线，从实际的经验看，钢结构建筑的表现都不错。但是，我们说的相对性，是只设计理念即施工方法的到位如果不到位这些建筑同样会在地震中受损。

　　3.2 抗震结构体系的确定

　　不同的结构体系，在抗震性能、使用效果和经济指标等方面的效果是不同的。因此，确定适合的抗震结构体系至关重要。《抗震规范》的基本要求：1)必须具备明确的计算简图和合理的地震作用传递途径;2)形成多道抗震防线，避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力的承载能力;3)必须具备必要的强度以及良好的变形能力和耗能能力;4)应该具有合理的刚度和强度分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中;对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。

　　总之，在选择确定建筑的结构体系时，建筑物刚度与场地条件的关系是必须要考虑的。如果建筑物自振周期与地基土的卓越周期接近一致，那就说明建筑可能会产生共振，进而加重建筑物损害。一般来说，建筑物的自振周期与结构本身刚度有关，所以在设计房屋之前，设计单位必须要掌握场地和地基土及其卓越周期，以便在建筑结构的设计中调整结构刚度，最终避开共振周期。

　　当然，在选择结构体系时，还应该要注意选择合理的基础形式。基础应该有足够的埋深，如果是多层房屋，就应该设置地下室。根据实践调查，设置地下室的房屋，可以减轻整个结构的震害。至于那些地基软弱的，就应该考虑选用桩基、筏板基础或箱形基础。而针对岩层高低起伏不均匀的情况，则可以考虑选择桩基，桩基可以穿入非液化土层，使建筑结构更加稳固。如果建筑物层数不多、地基条件又较好时，也可以采用单独基础或十字交叉带形基础等。

　　3.3 结构布置的一般原则

　　3.3.1 平面布置力求对称 通常情况下，对称结构在地面平动作用下只会发生平移振动，各构件的侧移量相等，这样就使得水平地震作用按构件刚度分配，所以各构件受力比较均匀，不会导致力的分布失衡。如果是非对称结构，刚心会偏在一边，质心与刚心不重合，即便只是发生地面平动也可能出现扭转振动。最终会导致远离刚心的构件，侧移量大，承担过度的水平地震剪力。这就很容易发生严重破坏，甚至可能会导致整个结构因一侧构件失效而倒塌。

　　3.3.2 竖向布置力求均匀 结构竖向布置均匀，可以最大限度的使其竖向刚度、强度变化均匀，这样可以有效的避免出现薄弱层。从建筑结构的特点看，临街的建筑物，往往会因为商业的需要，底部几层有大空间的设置。非临街的建筑物，底部也可能门厅、餐厅或停车场，而出现大空间。在这种结构中，上部的钢筋混凝土抗震墙或竖向支撑或砌体墙体到此被中止，而下部须采取框架体系。也就是说，上部各层为全墙体系或框架一抗震墙体系，而底层或底部两三层则为框架体系，整个结构属“框托墙”体系。地震经验指出，这种体系很不利于抗震。因此，在实际的抗震结构设计中，应该要保持结构竖向布置的均匀。

　　也就是说，同一楼层的框架柱，必须要具有大致相同的刚度、强度和延性，以此避免地震时，因受力大小悬殊而被各个击破的危险。此外，还必须注意的是，在采用纯框架结构的高层建筑中，楼梯踏步斜梁和平台梁直接与框架柱相连时，应该避免该柱变成短柱的情况，这样才能有效的避免地震时发生剪切破坏。

　　4.结语

　　总之，在建筑结构的防震设计中，设计人员必须根据建筑的实际情况，结合地质环境，在经济与安全的综合考量下，设计出科学合理的防震方案，保证建筑物在相应的防震标准下进行施工，保证建筑的安全。

　　参考文献：

　　[1]寇秀梅.结构设计中的抗震设计问题[J].中国西部科技，2008(06).

　　[2]李智建，石延明.浅谈建筑结构设计中的抗震设计[J].科技资讯，2009(12).

　　[3]王翠坤，杨沈.汶川地震对建筑结构设计的启示[J].震灾防御技术，2008(03).

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