如何看建筑施工圖(2)--結構設計
1.結構設計的概念及內容:
結構設計簡而言之就是用結構語言來表達建筑師及其它專業工程師所要表達的東西。結構語言就是結構師從建筑及其它專業圖紙中所提煉簡化出來的結構元素。包括基礎,墻,柱,梁,板,樓梯,大樣細部等等。然后用這些結構元素來構成建筑物或構筑物的結構體系,包括豎向和水平的承重及抗力體系。把各種情況產生的荷載以最簡潔的方式傳遞至基礎。結構設計的內容由上可知為:基礎的設計。上部結構的設計和細部設計。
2.結構設計的階段:
結構設計的階段大體可以分為三個階段,結構方案階段,結構計算階段和施工圖設計階段。方案階段的內容為:根據建筑的重要性,建筑所在地的抗震設防烈度,工程地質勘查報告,建筑場地的類別及建筑的高度和層數來確定建筑的結構形式(例如,磚混結構,框架結構,框剪結構,剪力墻結構,筒體結構,混合結構等等以及由這些結構來組合而成的結構形式)。確定了結構的形式之后就要根據不同結構形式的特點和要求來布置結構的承重體系和受力構件。
結構計算階段的內容為:一:荷載的計算。荷載包括外部荷載(例如,風荷載,雪荷載,施工荷載,地下水的荷載,地震荷載,人防荷載等等)和內部荷載(例如,結構的自重荷載,使用荷載,裝修荷載等等)上述荷載的計算要根據荷載規范的要求和規定采用不同的組合值系數和準永久值系數等來進行不同工況下的組合計算。二:構件的試算。根據計算出的荷載值,構造措施要求,使用要求及各種計算手冊上推薦的試算方法來初步確定構件的截面。三:內力的計算,根據確定的構件截面和荷載值來進行內力的計算,包括彎矩,剪力,扭矩,軸心壓力及拉力等等。三:構件的計算。根據計算出的結構內力及規范對構件的要求和限制(比如,軸壓比,剪跨比,跨高比,裂縫和撓度等等)來復核結構試算的構件是否符合規范規定和要求。如不滿足要求則要調整構件的截面或布置直到滿足要求為止。
施工圖設計階段的內容為:根據上述計算結果,來最終確定構件布置和構件配筋以及根據規范的要求來確定結構構件的構造措施。
3.各設計階段的基本方法:
根據方案階段的主要內容,其基本方法就是根據各種結構形式的適用范圍和特點來確定結構應該使用的最佳結構形式,這要看規范中對于各種結構形式的界定和工程的具體情況而定,關鍵是清楚各種結構形式的極限適用范圍。還要考慮合理性和經濟性。
在結構計算階段,就是根據方案階段確定的結構形式和體系,依據規范上規定的具體的計算方法來進行詳細的結構計算,規范上的方法有多種,關鍵是結合工程的實際情況來選擇合適的計算方法,以樓板為例,就有彈性計算法,塑性計算法及彈塑性計算法。所以選擇符合工程實際的計算方法是合理的結構設計的前提,是十分重要的。
在施工圖設計階段,就是根據結構計算的結果來用結構語言表達在圖紙上。首先表達的東西要符合結構計算的要求,同時還要符合規范中的構造要求,最后還要考慮施工的可操作性。這就要求結構設計人員對規范要很好的理解和把握。另外還要對施工的工藝和流程有一定的了解。這樣設計出的結構,才會是合理的結構。
4.規范、手冊及標準圖集在具體工作中的應用:
結構設計的準則和依據就是各種規范和標準圖集。在進行不同結構型式的設計時必須要緊扣不同的規范,但這些規范又都是相互聯系密不可分的。在不同的工程中往往會使用多種規范,在一個工程確定了結構形式后,首先要根據《建筑結構可靠度設計統一標準》來確定建筑的可靠度和重要性;然后再根據《中國地震動參數區劃圖》 ,《建筑抗震設防分類標準》 《建筑抗震設計規范》確定建筑在抗震設防方面的規定和要求,在荷載的取值時要按照《建筑結構荷載規范》來確定,這是建筑總體需要運用的規范。在工程的具體設計方面,涉及到砌體部分的要遵循《砌體結構設計規范》的規定;涉及到混凝土部分的要遵循《混凝土結構設計規范》的規定;涉及到鋼筋部分的要遵循《鋼筋焊接及驗收規程》和《鋼筋機械連接通用技術規程》的規定;在基礎部分的設計時需要遵循的是《建筑地基基礎設計規范》的規定。最后在結構繪圖時則要符合《建筑結構制圖標準》的要求。
在各種結構設計手冊中,給出了該結構形式設計的原理,方法,一般規定和計算的算例以及用來直接選用的各種表格。這對于深刻理解和具體設計各種結構形式具有良好的指導作用。我們推薦最好能參照設計手冊來手算典型的結構形式。
標準圖集是依據規范來制定的國家和省市地方統一的設計標準和施工做法構造。不同的結構形式有不同的標準圖集。設計中常用的有,結構繪圖時采用:平法制圖(03G101-1),砌體中的鋼筋混凝土過梁采用:過梁(L03G303),磚混結構抗震構造詳圖采用:L03G313,鋼筋混凝土結構抗震構造詳圖采用:L03G323,地溝及蓋板采用:02J331。需要說明的是,在選用標準圖集時一定要根據具體工程的實際情況來酌情選用,必要時應說明選用的頁號和圖集號,不可盲目采用。
總之,結構設計是個系統的,全面的工作。需要扎實的理論知識功底,靈活創新的思維和嚴肅認真負責的工作態度。千里之行始于足下,設計人員要從一個個基本的構件算起,做到知其所以然,深刻理解規范和規程的含義,并密切配合其它專業來進行設計。在工作中應事無巨細,應善于反思和總結工作中的經驗和教訓。
1,看懂建筑圖
結構設計,就是對建筑物的結構構造進行設計,首先當然要有建筑施工圖,還要能真正看懂建筑施工圖,了解建筑師的設計意圖以及建筑各部分的功能及做法,建筑物是一個復雜物體,所涉及的面也很廣,所以在看建筑圖的同時,作為一個結構師,需要和建筑,水電,暖通空調,勘察等各專業進行咨詢了解各專業的各項指標。在看懂建筑圖后,作為一個結構師,這個時候心里應該對整個結構的選型及基本框架有了一個大致的思路了.
2,建模(以框架結構為例)(關鍵)
當結構師對整個建筑有了一定的了解后,可以考慮建模了,建模就是利用軟件,把心中對建筑物的構思在電腦上再現出來,然后再利用軟件的計算功能進行適當的調整,使之符合現行規范以及滿足各方面的需要.現在進行結構設計的軟件很多,常用的有PKPM,廣廈,TBSA等,大致都差不多。這里不對軟件的具體操作做過多的描述,有興趣的可以看看,每個軟件的操作說明書(好厚好厚的,買起來會破產)。每個軟件都差不多,首先要建軸網,這個簡單,反正建筑已經把軸網定好了,輸進去就行了,然后就是定柱截面及布置柱子。柱截面的大小的確定需要一定的經驗,作為新手,剛開始無法確定也沒什么,隨便定一個,慢慢再調整也行。柱子布置也需要結構師對整個建筑的受力合理性有一定的結構理念,柱子布置的合理性對整個建筑的安全與否以及造價的高低起決定性作用...不過建筑師在建筑圖中基本已經布好了柱網,作為結構師只需要對布好的柱網進行研究其是否合理.適當的時候需要建議建筑更改柱網.當布好了柱網以后就是梁截面以及主次梁的布置.梁
截面相對容易確定一點,主梁按1/8~1/12跨度考慮,次梁可以相對取大一點主次梁的高度要有一定的差別,這個規范上都有要求。而主次梁的布置就是一門學問,這也是一個涉及安全及造價的一個大的方面.總的原則的要求傳力明確,次梁傳到主梁,主梁傳到柱.力求使各部分受力均勻。還有,根據建筑物各部分功能的不同,考慮梁布置及梁高的確定(比如住宅,在房中間做一道梁,本來層就只有3米,一道梁去掉幾十公分,那業主不罵人才怪...)。梁布完后,基本上板也就被劃分出來了,當然懸挑板什么的現在還沒有,需要以后再加上...,梁板柱布置完后就要輸入基本的參數啦,比如混凝土強度啊,每一標準層的層高啊,板厚啊,保護層啊,這個每個軟件設置的都不同,但輸入原則是嚴格按規范執行.當整個三維線框構架完成,就需要加入荷載及設置各種參數了,比如板厚啊,板的受力方式啊,懸挑板的位置及荷載啊什么的,這時候模形也可以講基本完成了,生成三維線框看看效果吧,可以很形象的表現出原來在結構師腦中那個虛構的框架.2.計算
計算過程就是軟件對結構師所建模型進行導荷及配筋的過程,在計算的時候我們需要根據實際情況調整軟件的各種參數,以符合實際情況及安全保證,如果先前所建模型不滿足要求,就可以通過計算出的各種圖形看出,結構師可以通過對計算出的受力圖,內力圖,彎矩圖等等對電算結果進行分析,找出模型中的不足并加以調整,反復至電算結果滿足要求為止,這時模型也就完全的確定了.然后再根據電算結果生成施工圖,導出到CAD中修改就行了,通常電算的只是上部結構,也就是梁板柱的施工圖,基礎通常需要手算,手工畫圖,現在通常采用平面法出圖了,也大大簡化了圖紙有利于施工.
3.繪圖
當然,軟件導出的圖紙是不能夠指導施工的,需要結構師根據現行制圖標準進行修改,這就看每個人的繪圖功底了,施工圖是工程師的語言,要想讓別人了解自己的設計,就需要更為詳細的說明,出圖前結構師要確定,別人根據施工圖能夠完整的將整個建筑物再現于實際中,這是個復雜的過程,需要仔細再仔細,認真再認真。結構師在繪圖時還需要針對電算的配筋及截面大小進一步的確定,適當加強薄弱環節,使施工圖更符合實際情況,畢竟模型不能完完全全與實際相符.最后還需要根據現行各種規范對施工圖的每一個細節進行核對,宗旨就是完全符合規范,結構設計本就是一個規范化的事情.我們的設計依據就是那幾十本規范,如果施工圖中有不符合規范要求的地方,那發生事故,設計者要負完全責任的......總的來講,結構施工圖包括設計總說明,基礎平面布置及基礎大樣圖,如果是樁基礎就還有樁位圖,柱網布置及柱平面法大樣圖,每層的梁平法配筋圖,每層板配筋圖,層面梁板的配筋圖,樓梯大樣圖等,其中根據建筑復雜程度,有幾個到幾十個結點大樣圖.
4.校對審核出圖
當然,一個人做如此復雜的事情往往還是會出錯,也對安全不利,所以結構師在完成施工圖后,需要一個校對人對整個施工圖進行仔細的校對工作,校對通常比較仔細資格也比較老,水平也比較高,設計中的問題多是校對發現的,校對出了問題后返回設計者修改。修改完畢交總工審核,總工進一步發現問題返回設計者修改,通常修改完畢后的施工圖,有錯誤的可能性就很低了,就是有錯誤,也對整個結構不會產生災難性的后果...然后簽完字,蓋完出圖章和注冊章,拿去曬圖吧...
5.聯系單或設計變更
在建筑物的施工過程中,有時候實際情況與設計考慮的情況不符或,設計的施工難度過大,施工無法滿足就需要設計變更,由甲方或施工隊提出問題,返回設計修改,在施工過程中,設計也需要多次到工地現場進行檢查,看施工是否是按照自己的設計意圖來做的,不對的地方及時指出修改...
篇2:結構設計新人看建筑施工圖
結構設計新人如何看建筑施工圖
1、建筑施工圖的組成部分
結構設計第一步就是看懂建筑施工圖,建筑專業是整個建筑物設計的龍頭,沒有建筑設計其他專業也就談不上設計了,所以看懂建筑施工圖就顯得格外重要。大體上建筑施工圖包括以下部分:圖紙目錄,門窗表,建筑設計總說明,一層~屋頂的平面圖,正立面圖,背立面圖,東立面圖,西立面圖,剖面圖(視情況,有多個),節點大樣圖及門窗大樣圖,樓梯大樣圖(視功能可能有多個樓梯及電梯)。作為一個結構設計師必須認真嚴謹的把建筑圖理一遍,不懂的地方需要向建筑及建筑圖上涉及的其他專業請教,要做到絕對明了建筑的設計構思和意圖。
2、圖紙目錄及門窗表
圖紙目錄是了解整個建筑設計整體情況的目錄,從其中可以明了圖紙數量及出圖大小和工程號還有建筑單位及整個建筑物的主要功能,如果圖紙目錄與實際圖紙有出入,必須與建筑核對情況。門窗表相信大家不會陌生,就是門窗編號以及門窗尺寸及做法,這對大家在結構中計算荷載是必不可少的。
3、建筑設計總說明
建筑設計總說明對結構設計是非常重要的,因為建筑設計總說明中會提到很多做法及許多結構設計中要使用的數據,比如:建筑物所處位置(結構中用以確定設防列度及風載雪載),黃海標高(用以計算基礎大小及埋深樁頂標高等,沒有黃海標高,施工中根本無法施工),墻體做法、地面做法、樓面做法...等等做法(用以確定各部分荷載),總之看建筑設計說明時不能草率,這是結構設計正確與否非常重要的一個環節。
4。建筑平面圖
建筑平面圖就比較直觀了,主要信息就是柱網布置及每層房間功能墻體布置門窗布置樓梯位置等。而一層平面圖在進行上部結構建模中是不需要的(有架空層及地下室等除外),一層平面圖是在做基礎時使用,至于如何真正的做結構設計本文不詳述,這里只講如何看建筑施工圖。作為結構設計師在看平面圖的同時,需要考慮建筑的柱網布置是否合理,不當之處應該講出理由說服建筑修改,通常不影響建筑功能及使用效果上的修改,建筑也是會同意修改的,如果建筑不改那就只有哭哭再看圖(人家是老大,沒辦法的...),看建筑平面圖,了解了各部分建筑功能,基本上結構上的活荷載取值心中就大致有值了,了解了柱網及墻體門窗的布置,柱截面大小梁高以及梁的布置也差不多有數了,反正有墻的下面一定有梁,除非是甲方自理的隔斷,輕質墻也最好是立在梁上.值得一提的是,注意看屋面平面圖,通?,F代建筑為了外立面的效果,都有層面構架,通常都比較復雜,需要仔細的理解建筑的構思必要的時候咨詢建筑或索要效果圖,力求使自己明白整個構架的三維形成是什么樣子的,這樣才不會出錯..另外,層面是結構找坡還是建筑找坡也需要了解清楚.
5。建筑立面圖
建筑立面圖,是對建筑立面的描述,主要是外觀上的效果,提供給結構師的信息,主要就是門窗在立面上的標高布置及立面布置以及立面裝飾材料及凹凸變化。通常有線的地方就是有面的變化,再就是層高等等信息,這也是對結構荷載的取定起作用的數據。
6。建筑剖面圖
建筑局部剖面圖的作用是對無法在平面圖及立面圖表述清楚的局部剖切以表述清建筑設計師對建筑物內部的處理,結構工程師能夠在剖面圖中得到更為準確的層高信息及局部地方的高低變化,剖面信息直接決定了剖切處梁相對于樓面標高的下沉或抬起,又或是錯層梁,或有夾層梁,短柱等。同時對窗頂是框架梁充當過梁還是需要另設過梁有一個清晰的概念。
7。節點大樣圖及門窗大樣
建筑師為了更為清晰的表述建筑物的各部分做法,以便于施工人員了解自己的設計意圖,需要對構造復雜的結點繪制大樣以說明詳細做法,不僅要通過結點圖更一步了解建筑師的構思,更要分析結點畫法是否合理,能否在結構上實現,然后通過計算驗算各構件尺寸是否足夠,配出鋼筋。當然,有些結點是不需要結構師配筋的但結構師也需要確定該結點能否在整個結構中實現。門窗大樣對于結構師作用不是太大,但個別特別的門窗,結構師須繪制立面上的過梁布置圖,以便于施工人員對此種造形特殊的門窗過梁有一個確定的做法,避免發生施工人員理解上的錯誤。
8。樓梯大樣圖
樓梯是每一個多層建筑必不可少的部分,也是非常重要的一個部分,樓梯大樣又分為樓梯各層平面及樓梯剖面圖,結構師也需要仔細分析樓梯各部分的構成,是否能夠構成一個整體,在進行樓梯計算的時候,樓梯大樣圖就是唯一的依據,所有的計算數據都是取得之樓梯大樣圖,所以在看樓梯大樣圖時也必須將梯梁,梯板厚度及樓梯結構形式考慮清晰。樓梯可是要寫計算書的哦,怎么寫看看教科書吧...
基本上將建筑圖看懂了以后,荷載的取定也就不會出錯了,梁高也不會出現大問題(當年我就是經常沒看清建筑圖,把梁做高了,結果和窗子打架,出了好多聯系單啊。。。)....整體構思也就出來了,輕輕松松建好模調調柱子就可以計算然后畫施工圖了...如果不看懂建筑圖也許只是一兩個小地方,嚴重的后果也是所有的工作全部重做,白白浪費很多的精力和時間。
所以勸所有結構設計新人,在做每一個項目前,請認真看懂建筑施工圖,磨刀不誤砍柴功,欲速則不達?。?!