一個完整的建設項目的結構設計過程分為規劃、設計和施工三個階段。規劃階段將根據建筑物的功能考慮影響結構布局和尺寸的各種因素。在設計階段,考慮(lv)的因素包括(kuo)美學、社會學、經濟和環(huan)境等,確定每個建筑構件的結構設計細節。在這里,確定所有結構構件的尺寸、比例和連接細節。結構設計項目的施工階段將涉及材料和設備的采購、勞動力流動和安裝過程。
結構設計(ji)基礎
任何(he)結構的結構設計基礎將取決于要設計的結構類型。以下(xia)信息是進行結構設計所必需的。場地條(tiao)件作用在結構上的載(zai)荷結構設計(ji),除了(le)上述主要信(xin)息(xi)外,還需要有關結構類(lei)型、環境暴(bao)露和(he)結構區(qu)域(地震或(huo)風(feng)區(qu))的數據。
1. 場地條件——對場地(di)條件的完整研究將(jiang)使設計師決定:
土壤承(cheng)載(zai)力土壤的更(geng)大承(cheng)載(zai)能力為(wei)土壤選擇(ze)的基礎土壤改良要求(如有(you))場(chang)地(di)地(di)下水(shui)位
2. 結構載荷——建造的結構將承受各種類型的載荷。
下面描(miao)述了在(zai)結構設計中要考(kao)慮的(de)不同類型的(de)載荷。
靜(jing)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)負荷(he)(he)由于結(jie)構(gou)件的(de)(de)(de)自(zi)(zi)-weight形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)靜(jing)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)荷(he)(he)。結(jie)構(gou)構(gou)件是(shi)(shi)柱、梁、由于抹灰和(he)修整引(yin)起的(de)(de)(de)荷(he)(he)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)、墻荷(he)(he)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)、板荷(he)(he)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)等(deng)。如果任何靜(jing)止的(de)(de)(de)和(he)放置在(zai)結(jie)構(gou)上(shang)的(de)(de)(de)元(yuan)件也將包括在(zai)靜(jing)荷(he)(he)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)中。任何構(gou)件的(de)(de)(de)靜(jing)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)或(huo)自(zi)(zi)重都(dou)可以(yi)計(ji)算為(wei)(wei)其體積和(he)自(zi)(zi)重的(de)(de)(de)乘積。 活(huo)荷(he)(he)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)結(jie)構(gou)在(zai)使用(yong)期間承受的(de)(de)(de)外(wai)加荷(he)(he)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)稱為(wei)(wei)活(huo)荷(he)(he)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)。這些(xie)負載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)本質上(shang)可以(yi)是(shi)(shi)靜(jing)態(tai)的(de)(de)(de)或(huo)動態(tai)的(de)(de)(de)。有時這些(xie)負載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)在(zai)使用(yong)過程(cheng)中可能存在(zai)也可能不存在(zai)。這種情況(kuang)在(zai)工業建(jian)筑和(he)結(jie)構(gou)中很(hen)常(chang)見,活(huo)荷(he)(he)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)來自(zi)(zi)人、維護工具(ju)等(deng)。對于不同的(de)(de)(de)結(jie)構(gou),活(huo)荷(he)(he)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)是(shi)(shi)不同的(de)(de)(de)。用(yong)于住宅建(jian)筑采取將3千牛/米---活(huo)荷(he)(he)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)值(zhi)2而商業建(jian)筑的(de)(de)(de)活(huo)荷(he)(he)載(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)值(zhi)可以(yi)是(shi)(shi)4至為(wei)(wei)5kN /米---
2. 不同結(jie)構類型的最小載荷值將在相(xiang)應地區的標準規(gui)范中推薦
ASCE 7 為美國(guo)的(de)(de)(de)(de)建筑物(wu)和其他結(jie)構(gou)(gou)提(ti)供(gong)(gong)(gong)最(zui)(zui)小活荷(he)(he)載。在(zai)印度,IS875 Part-2 提(ti)供(gong)(gong)(gong)了最(zui)(zui)小活荷(he)(he)載的(de)(de)(de)(de)指南(nan)。在(zai)設(she)計(ji)中(zhong)考慮(lv)活荷(he)(he)載時(shi),必須考慮(lv)未來(lai)結(jie)構(gou)(gou)有可能(neng)擴展時(shi)可能(neng)形成的(de)(de)(de)(de)荷(he)(he)載。因此(ci),在(zai)設(she)計(ji)活荷(he)(he)載時(shi)必須考慮(lv)其生命(ming)周(zhou)期內的(de)(de)(de)(de)荷(he)(he)載概(gai)率。 風(feng)(feng)(feng)(feng)荷(he)(he)載 風(feng)(feng)(feng)(feng)荷(he)(he)載水平作(zuo)用(yong)(yong)于(yu)建筑物(wu)迎風(feng)(feng)(feng)(feng)位置(zhi)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)區(qu)域。考慮(lv)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)每個(ge)(ge)地區(qu)或地點都在(zai)一(yi)個(ge)(ge)風(feng)(feng)(feng)(feng)區(qu)之下。根據(ju)風(feng)(feng)(feng)(feng)區(qu),計(ji)算該(gai)地區(qu)的(de)(de)(de)(de)更大風(feng)(feng)(feng)(feng)速。該(gai)位置(zhi)的(de)(de)(de)(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)圖將提(ti)供(gong)(gong)(gong)所有這(zhe)些數據(ju)。根據(ju)表(biao)面(mian)(mian)積和建筑物(wu)方向(xiang),風(feng)(feng)(feng)(feng)速被轉換為力(li)(li)(li)。風(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)(li)(li)是相對于(yu)風(feng)(feng)(feng)(feng)向(xiang)計(ji)算的(de)(de)(de)(de)。在(zai)計(ji)算風(feng)(feng)(feng)(feng)荷(he)(he)載時(shi),無需考慮(lv)建筑物(wu)或結(jie)構(gou)(gou)構(gou)(gou)件的(de)(de)(de)(de)形狀(zhuang)。風(feng)(feng)(feng)(feng)荷(he)(he)載僅針對受(shou)風(feng)(feng)(feng)(feng)影響(xiang)的(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)(gou)或用(yong)(yong)于(yu)抗(kang)風(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)(gou)進(jin)行計(ji)算。ASCE 7-95 / UBC -1997 /IS 875 : 1987 (Part 3) / BS CP3 : Chapter V : Part2 提(ti)供(gong)(gong)(gong)了計(ji)算結(jie)構(gou)(gou)上風(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)指南(nan): 地震(zhen)(zhen)(zhen)/地震(zhen)(zhen)(zhen)載荷(he)(he) 地震(zhen)(zhen)(zhen)載荷(he)(he)的(de)(de)(de)(de) 設(she)計(ji)應按照 ASCE 7/UBC/IS 1893 或任何(he)適(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)標(biao)準規范進(jin)行。應遵循這(zhe)些適(shi)用(yong)(yong)規范提(ti)供(gong)(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)指南(nan)來(lai)計(ji)算地震(zhen)(zhen)(zhen)力(li)(li)(li)。
3. 結構設(she)計(ji)
建筑(zhu)物(wu)或其他構筑(zhu)物(wu)的結(jie)構設計(ji)應(ying)按(an)有關(guan)規范進行。 結(jie)構混凝土設計(ji)應(ying)符(fu)合 ACI 318-14 / IS 456: 2000 / BS 8110: Part 1: 1985 或其他任何適用規范。 結(jie)構鋼(gang)設計(ji)和制造(zao)應(ying)符(fu)合 AISC-ASD(第(di) 9 版)/IS 800:1984/BS 5950:第(di) 1 部(bu)分:1990。根據當地(di)實踐(jian)選(xuan)擇結(jie)構設計(ji)方法。這三種設計(ji)方法是(shi):工(gong)作壓力(li)法極限狀態法負載電(dian)阻(zu)系數設計方法。
結構設計中考(kao)慮的因素
建筑物或其他(ta)結構的設計應考慮以(yi)下因素,并(bing)應符合標準規范:
地基/結構(gou)的(de)(de)更大允許沉降。建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)物(wu)(wu)、結構(gou)整(zheng)體和(he)其他(ta)(ta)結構(gou)構(gou)件的(de)(de)垂直和(he)橫向撓度。應(ying)(ying)(ying)(ying)通過設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)檢查和(he)防(fang)(fang)止建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)物(wu)(wu)或(huo)構(gou)筑(zhu)(zhu)(zhu)物(wu)(wu)的(de)(de)滑動和(he)傾覆。圖紙中應(ying)(ying)(ying)(ying)遵(zun)循標準詳圖指南。所有工程和(he)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)都(dou)應(ying)(ying)(ying)(ying)遵(zun)守相關和(he)適用(yong)的(de)(de)實踐規(gui)范(fan)、當(dang)地細則(ze)以及(ji)工業(ye)和(he)工廠理事會以及(ji)項(xiang)目設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)基礎中列(lie)出(chu)的(de)(de)規(gui)則(ze)。在(zai)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)中應(ying)(ying)(ying)(ying)考慮環境暴露(lu)條件,在(zai)結構(gou)構(gou)件設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)中必須應(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)相應(ying)(ying)(ying)(ying)的(de)(de)因(yin)素(su)。設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)時應(ying)(ying)(ying)(ying)使(shi)用(yong)建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)材料和(he)結構(gou)構(gou)件的(de)(de)類型(xing)及(ji)其特(te)性(xing)。在(zai)發生火災等緊急情況時,應(ying)(ying)(ying)(ying)特(te)別注意為居住者提供方便的(de)(de)逃生通道(dao)。這些(xie)只是幾點,還應(ying)(ying)(ying)(ying)考慮可能與設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)相關的(de)(de)許多(duo)其他(ta)(ta)因(yin)素(su)。應(ying)(ying)(ying)(ying)維護并遵(zun)循不同類型(xing)結構(gou)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)清單(dan),以防(fang)(fang)止在(zai)建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)物(wu)(wu)和(he)其他(ta)(ta)結構(gou)的(de)(de)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)詳圖設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)過程中出(chu)現(xian)任何錯誤。
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