论结构力学在房屋建筑中的主要作用

  论结构力学在房屋建筑中的主要作用  Summary：随着城市化进程的加快，一栋栋高楼拔地而起，许多“过去式”的建筑已经被各种各样的高楼建筑所代替。随着建筑物的高度渐渐变高，结构的侧向位移和内力也随之发生变化，这对结构体系的结构、材料的消耗以及工程成本都会有很大的影响。随着我国高层建筑的不断发展，住宅结构的受力问题也越来越受到广泛重视。本文着重分析了房屋建筑工程中的一些常见问题，为工程实例的分析提供了一定的理论依据。Keys：城市化；结构力学；房屋建筑引言住宅是人们娱乐、生活和居住等活动的必备设施。伴随着人口的逐渐增长、经济的进一步发展以及楼层的越来越高，那些人口密集的大城市应提供一些基本的娱乐设施。有些建筑对大城市的土地更是进行了更多的压榨，目的是减轻由于缺少土地而造成的大城市的压力，让建筑物的高度、建筑物结构的复杂性和稳定性得到提高。一、房屋建筑的主要结构体系当前的建筑行业中，有许许多多的建筑结构，它们都具有各自的特色，目的是适应市场的要求。针对不同的建筑物类型，需要对相应的建筑结构进行选择。各种不同的建筑形式的出现，丰富了现代建筑的种类，使得建筑的形式变得多种多样，从而给建筑物的建造带来了更多的选择。1.1框架结构体系框架结构体系能够适应各式各样建筑的需要，是目前比较常用的一种结构体系。它所用的施工方法是采用钢结构的节点，在相同的平面上实现立柱和横梁的连接。建筑梁柱节点是一种十分复杂的结构，它对建筑的整体影响很大，所以梁柱连接的模板安装要比传统的模板施工复杂。为了减少施工的困难，可以利用节点进行钢筋的绑扎。然后，就可以进行模板的安装工作。通过对梁柱的结点、楼板的尺寸进行测量，对梁柱进行科学的分类排序，并对其进行编号分析，并对其进行相应的结点 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 。为了将加强区与结点区保持一致，还可使用工具型模板进行梁柱连接的安装。同时，要求将箍筋的长度延长至支架的直节段和吊钩的长度按相关 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 要求。但实际操作起来却困难重重，原因在于，对梁柱连接的管理不善、节点的施工工艺、设备的不完善。1.2筒体结构体系在筒体结构体系中，外层框架的主体是密杆件和深梁。该筒体结构具有较高的刚性，外部侧筒的作用类似于悬臂，能够独立承担各种水平的负载。由于其具有较高的侧向抗扭强度和抗扭转刚度，因此在商业中心和大型活动场地中使用是较多的。1.3钢－混组合结构体系这是一种集混凝土与钢铁优良特性于一体的建筑结构系统，能够经受侧向和纵向的负荷。钢－混凝土混合体系是钢－混凝土结构体系、钢混凝土核心筒和钢筋混凝土外框架－筒体进行组合的体系。因为它是一种普通的、廉价的并且非常可靠的机械，所以这种结构系统在现阶段是很流行的。二、结构力学在房屋建筑中常见问题分析现代建筑的构造直接关系到建筑的承载力与美感，而这正是建筑的灵魂所在。在建筑工程施工前，必须对工程结构进行力学分析，以保证整体工程的荷载能够达到荷载的要求，以尽可能地降低不必要的材料损耗，从而达到预期整体工程造价的目的。当前，对建筑物进行力学分析时，会有下列几个问题。2.1水平荷载产生影响较大当建筑物的高度增大时，水平荷载所产生的内力和位移都会随之增大。这种改变会直接关系到建筑材料的数量、建筑结构 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的确定以及工程的费用等方面。由于建筑物的受力，底层的物料会受到压力作用，这个向下的力量也会影响到底层，从而使内力发生变化。当负荷增加时，会产生侧向运动。在进行施工时，必须对水平荷载的作用力进行细致的分析。根据不同的材料的弹性系数及受力情况，应选用不同的建筑材料，并且需要对其进行改造与优化。在确保承载力的情况下，尽可能地减少成本，以提高工作效率。2.2框－剪体系中联系梁刚度减弱对一个对象的作用力会使其发生位移和内力。在连续的作用力下，物体会产生连续的位移。在受力的情况下，一般采用弹性计算法来计算物体的内力和位移。整个结构的弹性刚度在这个过程中必须保持不变。在一种特殊的框架－剪力墙结构中，当采用弹性方法进行连接时，其剪力和弯矩均较大，从而影响了其截面的设计。它不仅会对整体结构产生影响，而且还会给建筑的受力计算带来一定的误差。2.3等效抗弯刚度等效抗弯刚度是指在水平荷载下，当其顶点位移与悬臂梁在同一水平载荷下的顶点位移相等时，二者的弯曲刚度基本一致。在进行结构简化和自振周期计算时，均采用了等效弯矩刚度。在一些情形下，可以将等效抗弯刚度相同的悬臂杆构件转化成模型，从而大大提高了计算效率。2.4侧向位移限由于受多种外力的挤压，建材很容易产生侧向位移。由于这一现象的普遍存在，侧向的相对较小的位移不会影响到整个建筑的结构。在施工中，侧向位移是有限制的，超出极限会引起建筑物的不稳定。超限侧向位移是高层建筑设计中必须考虑的问题。为了避免结构因侧向位移引起的结构失稳，造成结构开裂、倾斜等问题，建筑的刚性要求不能降低。不同高度的建筑，其侧向位移限制也各不相同，且楼层愈高，其水平位移限制值愈小。为了减少楼面水平位移，必须对楼面的顶点位移和楼面相对水平位移进行计算和控制。2.5剪力墙结构设计根据整体计算，可以将剪力墙、开式剪力墙、双边剪力墙、组合剪力墙等四种不同的剪力墙在薄板平面上进行。这一地区可分为若干个几何体。在有限元计算中，将简单的几何形状划分成三角形和四边形两种，通过节点与共同边相连。在所研究的问题中，将各要素的联系称作有限单元。将其划分为无结构化和结构化两种。结构化网格是将具有几何特征的三角形和矩形元素相结合而成，尤其适合于具有较复杂的外形和边界条件。无结构化网格适合于对局部网格进行精细处理。该方法的目标是利用几何不连续性中的小单元和大面积单元，得到高品质的剪力墙结构。2.6钢结构与钢筋混凝土建筑结构的内力和位移分析在实际建筑中，钢结构分析与钢筋混凝土结构分析是不一样的。由于可能形成其他结构系统，因此分析方法更加复杂。在构建结构力学分析的过程中，这两者不能一概而论。为了确保建筑结构力学分析可以正确无误，以减少建筑结构受力问题的发生，需要注意两者的具体差异，并进行结构动力学分析，减小各种位移和坡度的影响。若存在位移变大情况，那对建筑结构稳定性的影响会非常大，从而会影响到整个建筑物的安全。三、房屋建筑中常见的结构力学分析方法3.1常微分方程求解的分析方法目前，采用常微分方程求解法进行高层建筑的受力分析是一种行之有效的方法。用该方法对其进行分析，得到了该建筑的最优结构。这种方法具有较低的误差和较高的精度。利用该方法对建筑物的受力问题进行分析的过程中，应注意动、静之间的计算和关于楼板的稳定性的计算等等。3.2有限条法与样条函数法的结构力学分析方法有限条法和样条函数法是在特定条件下对建筑结构进行力学分析的方法。当建筑结构的几何形状和物理特性处于比较规则的时候，可以使用有限条带法进行力学分析，以提高计算结果的准确性。3.3分区广义变分原理和分区混合有限元的结构力学分析方法在划分区域时，要注意解决相关弹性问题。它的工作机理，是将弹性分成势能区与余能区两大类。在势能区，把位移单位看成是一个基本的变数。在余能区，以应力函数为变量，计算了应力单元的作用。当两者的界限符合相关的内力及位移时，采用分区混合有限单元法进行基础方程的求解。该计算方法具有很好的适应性和灵活性，可以很好地适应于框架支撑的结构设计中。3.4建筑结构弹塑性动力分析方法弹塑性动态分析方法也就是所谓的时间过程法，它可以对结构的潜在变形进行分析和预测，从而极大地降低了建筑结构发生问题的概率，并使其在可控制的范围之内发生位移。然而，由于该方法的可操作性不是很强，资料的收集是比较困难的，所以很难进行较为精确的分析。因此，人们也就渐渐地放弃了这种分析方法，故而在工程结构的实际分析中，采用这种方法的寥寥无几。3.5优化理论的结构力学分析方法随着时间的推移，各种分析手段也越来越丰富，目前已有的大量的结构力学分析方法，将新的理论知识与传统的结构分析相结合，并在此基础上进行了新的研究。结构最优分析作为分析手段，是目前应用范围最广泛的一种，它把现代计算机技术与工程实际结合起来，从被动地分析，到主动的“设计”。建筑剪力墙具有很高的强度，不能像在地下的内墙那样进行个体打孔，这样会破坏整个建筑物的结构，并对它的稳定造成更大的威胁。在建筑物中，剪力墙是一个很大的阻力因子。由横梁、薄板、柱子和其他的部件相组成的墙体，并非其承载构件，而是可以起到隔离空间与固定的作用。其次，普通的墙和剪力墙的施工处理方面存在着很大的区别，剪力墙的内部采用了钢筋加固，使得整体结构都是比较牢固的，但加固效果和墙体的强度却存在很大的差异。一般情况下，低矮的建筑物无需增加剪力墙，因为在承受外力作用的时候，可以更加地稳固；而高层建筑物，特别是屋顶，由于易受风和地震的侵袭，因此，剪力墙是必要的。四、结束语目前，国内对结构力学的分析尚处在一个渐进的发展阶段，尚有上述问题存在，因此，必须要有相应的专业人员来对其进行深入的研究与分析，以便使其更加完善与发展。而在进行结构设计时，必须考虑到市场对功能与艺术性的要求，同时满足结构力学与建筑美感的要求。在工程结构的力学分析中，需要根据建筑工程的实际情况，进行选择合适的结构力学分析方法。准确、合理的结构力学分析对结构的合理设计，具有非常重要的指导意义，为进一步提高结构的使用寿命和经济效益奠定了科学的依据。Reference[1]王耀峰.高层建筑主次结构力学性能研究[J].四川建材,2021,47(07):63-64+73.[2]王燕玲.建筑结构力学分析常见问题和分析[J].四川水泥,2021(02):320-321.[3]阮杨捷.新型拉梁-弦支穹顶结构力学性能分析及施工关键技术研究[D].东南大学,2021. -全文完-