随着我国社会经济的持续发展,建筑行业也得到了很大发展。在建筑行业中,建筑结构设计是一项十分关键的工作,做好这份工作能有效提升项目的总体质量与效率,确保建筑的使用寿命。1概念设计
在建筑结构设计阶段,
概念设计通常为相关设计工作者结合客户要求,
并参考相应的设计理念及经验、项目的使用功能和体形、项目建设场地条件等对工程情况做出整体把握与分析,从项目的方案设计到施工图设计以及建设过程中产生的各类问题的解决等,贯穿整个项目建设的全过程[1]。换句话来说,就是相关结构设计人员在建筑设计工作各阶段对结构整体概念的把握和科学合理的设计理念在具体项目设计全过程中的充分体现。因此,对于建筑结构设计的科学合理性而言,概念设计是其重要的基础,能够直接影响建筑方案与结构设计的可行性及科学性[2]。
2概念设计在建筑结构设计中的应用
(1)科学选择建筑主体结构体系。均匀和对称是建筑结构设计需要遵循的基本准则,在建筑方案设计前期,结构设计人员应积极参与并及时跟进,在满足业主方对使用要求和外形要求的前提下尽量将科学合理的结构设计概念穿插其中,
使建筑物在前期设计方案中尽量有相对合理的结构形体。根据方案确定建筑的高度和体型并选择适合的
结构体系,既能让建筑物的整体受力合理,又能保证结构体系中每个受力构件的承载能力得到合理的利用,保证结构体系既能变形协调,也能减少因扭转不规则而带来的限加应力和材料消耗问题,从而在保证结构体系中结构部件优良的稳定性及安全性的前提下充分高效地利用和节省建筑材料。
(2)科学合理布置竖向构件。随着社会经济的发展,人们对建筑物的功能要求日趋多样化,
包括对于底部区域往往有大跨度和大层高的要求,
甚至在中间部位根据使用功能的要求会有层高突变的可能,
以及在顶部有特殊功能要求等。
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因此结构竖向构件布置的科学合理性就尤显重要,既要保证结构设计各项目指标符合安全性要求,又要在保证使用功能的同时注意不因局部的功能要求而让全楼作出牺牲或整体加强,故而对结构设计师的综合素养提出了更高的要求,特别是对结构整体概念设计的把握和概念性设计能力,及其在各项目中与项目实际情况相结合使用的能力,因此,结构概念设计既是结构设计整体把握的需要,也是对前期结构体系合理利用的保证和补充。科学合理的结构竖向构件布置不仅能保证结构有合理的平面和竖向刚度,也能使建筑平面空间得到更充分的利用,最大化地满足建筑功能化需求,并使建筑材料得到充分利用。
(3)基于场地情况选择合理的建筑基础结构。结构体系选型之初,应针对项目所在区域的地形地貌、抗震地段类别、场地类别、岩土地震稳定性评价、土层的分布等具体情况,对建筑基础类型做出科学合理的选择。箱型基础具有良好的整体刚度,
能够将上部结构传来的竖向和水平荷载均匀传递至地基土,
有效减少和避免由于上部结构体型差异和荷载不均匀而产生的基础沉降变形,在一定程度上增强建筑结构的抗震性。作为建筑基础结构的一种不同形式,一般来说,桩基础在地表松软或者是荷载相对较大的高层建筑中应用的较多,该种形式基础结构对于地基土层中完整岩层埋深较大、岩层表面存在一定限度坡面的场地土或岩层中存在溶洞的建筑物较为适用。值得一提的是,一般情况下独立基础使用的对象多为多层建筑物,
高层建筑的基础选型结构设计师往往会有意识地会避开独立基础的选择,实质上对于完整岩层埋置深度较浅
(与建筑物地下室的深度较为接近)的高层建筑物采用独立基础同样是一种合理的选择,在通过合理结构措施保证结构稳定性的情况下,独立基础作为高层建筑的基础,既可缩短工程建设周期也可减少工程造价和资源消耗,
是一种在一定条件下可以DOI:10.lxzs.1671-9344.202021021
作者简介:王艳(1983—),女,汉族,湖南长沙人,工程师,学士。研究方向:苏永康被曝购房产
结构设计。高层建筑结构概念设计
王艳
(湖南湘楚鸿飞建筑设计有限公司,湖南长沙,410000)
摘要:文章对概念设计进行了概述,分析了概念设计在建筑结构设计中的应用,包括科学选择建筑主体结构体系、科学合理布置竖向构件、基于场地情况选择合理的建筑基础结构、提高材料利用率、构建结构体系中保持协同工作。
关键词:高层建筑;结构设计;概念设计中图分类号:TU973.31
文献标志码:A
中国汉字的历史文章编号:1671-9344(2020)21-0033-02
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林芯蕾膨胀增稠,从而起到防火和隔热的作用,耐火极限为0.5~2.0h,因此被称为膨胀型防水涂料。超薄阻燃涂层的涂层厚度为1~3mm,具有较小的粒径和更好的装饰效果,耐火极限为0.5~1.0h。对于各种类型的防火涂料,需使用不同的溶剂稀释方法。对于厚而薄的防火涂料,用水冲洗稀释即可,而对于超薄耐火涂料,可以通过添加少量溶剂油将其稀释。应用喷涂防火涂料时,温度应至少为5℃,每次喷涂的厚度为2~8mm,喷涂时间越长,涂层越厚。第二次喷涂时间应保持2~8h的间隔,直到达到所需的厚度为止,雨淋喷涂涂层会在48~96h硬化并干燥。
(2)外包耐火涂料或水套。耐火涂料是起泡剂、成膜剂和阻燃剂的混合物,与传统涂料不同,涂耐火涂料后钢结构致密,发生火灾后涂层可保护涂料层内的易燃物质,有效阻止火灾并保护钢结构。如果工厂建筑物的结构为空心钢,则可以注入水,因为水的比热容较大,所以在发生火灾时其会吸收大量热量并降低钢管的温度。同时水也可以形成一种空心管,通过循环使用或重新注入冷水以有效保护钢结构。
(3)外部防火层或防火室。外部防火层的处理通常用于工厂建筑物中的钢结构,钢结构的表面覆盖了一层保护层,例如表面喷涂和现浇混凝土。喷涂方法是在钢结构的外部喷涂石膏砂和石灰水,同时可以将石棉和珍珠岩添加到材料中以增加结构的强度。现浇混凝土在钢结构外部包裹了一层混凝土。此时,可以使用钢筋和金属丝网来覆盖混凝土表面,并提升外部结构的强度时,以有效防止混凝土裂缝的膨胀,从而提高保护效果。更为经经济的防火措施是将钢结构放置在墙壁或天花板内部,并结合使用天花板的放置位置使用耐火材料。
5结语
腐蚀和高温软化是钢结构必须面对的问题,良好的防腐和防火工作对确保钢结构的稳定性以及设备和人员的安全非常重要。氧气和水是钢腐蚀的必要条件,钢易于在潮湿的空气中腐蚀,因此将轻钢结构应用于需承受更大载荷且更容易发生安全事故的建筑项目中更为稳妥。但需注意轻钢结构的疲劳会导
致其强度降低甚至断裂。总之,钢结构的实际应用性能较高,可以满足建筑施工的性能和结构要求,但在应用过程中必须加强整体质量控制。
参考文献:
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[2]李烨.浅谈关于钢结构厂房的防火设计[J].中小企业管理与科
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实现的更优的基础选型。
(4)提高材料利用率。在建筑的结构设计中,结构措施所起到的突出作用是对于设计人员设计工作的协同。在结构措施协同设计人员的工作中,结构稳定性得到了更好的保障,建筑材料使用效率同样得到了有效提高。伴随着人们环保观念的不断深入,设计人员在开展设计工作中需要对于协同工作予以注重,在确保设计质量的前提下减少材料的自重以及材料成本,使设计工作可以得到更好的发展。比如,针对矩形截面受压构件,在实际施工过程中,构件因梁受力容易出现变化,导致部分材料的使用率不够,因此整个结构构件性能未能达到充分利用。所以可以利用概念设计与结构分析,对梁截面的应变梯度进行科学的调整,确保能够在轴心受力维持不变的条件下,使材料使用效率得到显著的提
升。
(5)构建结构体系中保持协同工作。概念设计中与协同相关的工作也能被较好地应用在建筑结构设计中,协同工作要求结构内部各个构件处于共同协作的状态,这样的协同效应要求结构构件在正常使用过程中,不仅能够完成共同工作,而且还有着共同的耐久性特点。另外,当建筑结构基础及其上部受到荷载时,能够形成统一整体,共同对荷载进行承担。在砖混建筑结构中,为使协同工作得以维持,可充分发挥构造柱与圈梁的作用,促使结构形成一个整体并共同受力,避免建筑结构仅仅通过结构刚度来承担荷载。现如今,高层建筑结构数量呈现出不断上升的趋势,短柱现象也越来越常见。为确保各构件有着良好的应力水平,应尽可能地减少短柱现象,切实提升相同平面对于荷载的承受能力。因此,对于同层抗侧力结构来说,应使其维持一致或是相近水平位移,促使结构体系中的协同工作得到切实有效的保证。
3结语
伴随着建筑业的稳定发展,低投入、高产出一直都是建筑行业的关键发展目标,同时,还需要以此为前提彰显出相关的建筑特征,所以概念设计与结构措施应运而生。在建筑结构设计中应科学使用概念设计,使建筑结构的设计更为科学、合理、稳定,这有助于建筑项目的顺利开展[3]。
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