绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇房屋主体结构设计范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
Abstract: With the development of the national economy, improve the people's quality of life, China's construction industry has been rapid development, has obtained the huge achievement. But at the same time, because of the influence of various factors, these construction projects often have some problems in the structure design, attention should be paid to.
Key words: housing construction; structural design; pay attention to the problem
中图分类号:TU318文献标识码:A文章编号:
1房屋结构设计中要遵循的基本原则
(1)结构合理,受力明确:包括平面规整,柱距合理。
(2)抗震设防宜有多道防线:如框架结构适当增加剪力墙来抵抗水平力。
(3)刚柔相济:即能受力又能卸力;也就是强柱弱梁结构体系,地震发生时,能起到卸力降低建筑物的受损程度。
总之,一个合理的结构体系,能保持建筑物的平衡,使房屋处于原始的静态。设计人员应该努力提高自身的素养和设计水平,把建筑结构设计得既经济又合理,使建筑的所有构件合理有序的组合在一起,变成一个有机的整体。
2建筑结构设计中常见问题
2.1地基与基础方面
(1)对于独栋或单体数量较少的住宅,建设单位能委托地质勘察单位进行详细的地质勘察,能为工程设计提供较为详细的勘察技术资料,而成片的多层房屋建筑往往因为地勘费用的问题,地勘单位的探点不能严格按照有关技术要求布置,多栋建筑单体参考一个探点,使得实际的地质情况与地勘报告相差较大。 地基与基础设计要做到合理 、安全适用,设计人员必须依据详细 、真实的地质勘察资料。
(2)软弱地基处理一般采用级配砂石换填,仅简单提出换填深度和最终地基承载力的要求,在技术上只是草草写上严格执行。基处理规范 ,而没有针对具体的建筑物画出详细的开挖边线,如轴线变化处,突出、凹进墙体部分的开挖边线等,也没有明确砂石换填的应力扩散角具体数值。因此很多工程在地基基础施工中,不能切实有效地做好地基处理。
(3)在基础设计中,对于混凝土独立基础、筏板基础、条形基础,节点设计、构造设计中往往不明确应采用的具体技术参数,如锚固长度搭接长度是采用抗震的还是非抗震的,造成具体实施阶段的扯皮现象。
(4)在高层混凝土结构的主体结构设计中,往往梁柱混凝土的等级差别较大,那么在梁柱节点处混凝土怎么进行处理,在设计图中往往不作清楚地技术交底。 梁柱节点本身就是个受力复杂的节点,而由于设计缺陷,造成此部位成为一个薄弱点。
2.2楼层平面刚度的问题
一些设计在缺乏基本的结构观念或结构布置、缺乏必要措施时,采用楼板变形的计算程序。结构设计存在着结构不安全或者某些部位或构件安全储备过大等现象。
2.3钢筋混凝土承重结构体系选型、布置及构造方面存在的常见问题
(1)房屋高度、高宽比超过现行规范、规程的限值。现行的规程、规范给出了房屋的最大适用高度和高宽比限值。个别高层建筑房屋高度和高宽比均超出规定限值,且既无可靠的设计依据,在抗震设防区也没有采取有效的抗震加强措施,给结构抗震带来一定的隐患。
(2)结构布置不合理,体型不规则。结构的合理布置使结构尽可能“规则”,是抗震概念设计中的十分重要的环节,这里的“规则”包含了对建筑的平、立面外形尺寸,抗侧力构件布置、质量分布,直至承载力分布等诸多因素的综合要求。由于引起结构不规则的因素太多,特别是对于复杂的建筑体型,很难一一用若干简化的定量指标来划分不规则程度并规定限制范围。
(3)配筋构造不合理或不符合有关规定。柱的纵向受力钢筋总配筋率大于3%时,柱箍筋没有按规范要求采用焊接封闭式。对框支柱及剪跨比续的框架柱,没有按抗震规范的要求对箍筋进行全高加密等。
2.4体承重结构体系选型、布置及构造方面存在的常见问题
(1)多层砌体结构的房屋高度和层数超过限值。抗震规范对多层砖房包括底框砖房的层数和高度作了规定,并已列入工程建设强制性条文。有些设计人员将屋面标高刚好卡在房屋高度的限值处,却忽略了士0.000标高与室外地面的高差。
(2)梁、柱配筋不符合抗震设计有关规定。如多层砌体结构中的构造柱箍筋没有按规定要求进行加密。根据 《设置钢筋混凝土构造柱多层砖房抗震技术规程》的规定,构造柱与圈梁相交的节点处应适当加密箍筋,间距不宜大于100mm。
2.5板设计常见问题
(1)设计时为计算方便或因对板的受力状态认识不足,简单地将双向板作用按单向板进行计算 使计算假定与实际受力状态不符,导致一个方向配筋过大,而另一方向配筋不足,致使板出现裂缝。
(2)楼板承受线荷载时弯矩计算问题。 在民用建筑中,常在楼板上布置一些非承重隔墙,故楼板设计中,通常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后,进行楼板的配筋计算。 有些设计人员图省事,错误地将隔墙的总荷载附以该板块的总面积 这样会造成非承重隔墙分布宽度内配筋量不足,而此板块其它部分配筋过大,这样隔墙处楼板会出现裂缝。
(3)双向板有效高度取值偏大。 双向板在两个方向均产生弯矩,由此双向板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放,短跨方向的跨中钢筋应放在下面,长跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面,计算时应用两个方向的各自的有效高度。一般长向的有效高度比短向的有效高度小 d(d 为短向钢筋的直径)。
3.房屋建筑结构设计的基本方法
3.1结构平面设计
在绘制结构平面布置图时,设计人员在设计前,应该对房屋地处进行考察,如果房屋地处抗震设防烈度6度或者6度以上时,设计人员在设计时应输入软件建模进行结构计算。
首先估计梁柱的合理截面,柱的截面由轴压比控制,笔者认为轴压比略低于规范规定的轴压比最好。柱是最重要的受力构件,应适当留有余地。主梁截面一般按跨度的1/8~1/10
确定。
3.2按实际情况准确输入荷载
在施工图审查中,经常发现少输入或者漏输入荷载的情况。荷载输入错误造成构件受力和实际不符,这是十分危险的,设计人应充分重视这个问题。
3.3带坡屋面的屋顶结构图
当房屋是坡屋面时,坡屋面的结构的处理方式有梁板式和折板式。梁板方式适合用于房屋平面不规则,房屋板跨度较大,屋面坡度和屋脊线转折比较复杂的坡屋面。而折板方式适合用于相反的条件。这两种方式的房屋板都是偏心受拉构件。房屋板在配筋时应该有部分或者全部的板负筋拉通以抵抗拉力。板厚基于构造需要一般不宜小于120厚。另外,房屋梁板折角处的钢筋的布置应该有相应的大样图。关于坡屋面板的平面画法,设计人员通常采用剖面示意图和大样详图的表示方法相结合,这种方法使施工人员更加准确理解图纸。正确的绘图和设的关键是设计人员对设计知识的掌握程度和设计时的原则,所以结构设计者首先要具备一定的空间概念和正确理解建筑图纸及构造做法。有时屋面的起坡会使阁楼层的部分墙体比较高,所以设计人员要结合门窗顶设置圈梁来降低墙的计算高度。
3.4大样详图
在建筑详图的基础上,大样详图的绘制可在建筑详图的基础上直接绘制,也可在以前做过的详图的基础上来局部改进绘制。这阶段需要注意在保持建筑外形的前提下尽量的使结构受力合理和施工方便。在标高和外形尺寸上一定要和建筑专业协调一致。
3.5楼梯设计
楼梯平时是建筑物的垂直通道,灾害发生时又是逃生通道。梯板受力十分复杂,是一个同时受弯受扭受剪的构件。设计时除了选择楼板合理的厚度注意楼梯挠度的控制,以应改变以往的分离式配筋为双层配筋,加强支座连接锚固。梯梁的高度要注意梯间尽空的要求,位置也要尽量和上下楼层相统一。如果加梯梁后不满足梯间的尽高要求可以使用折板楼梯。
对框架结构,楼梯构件与主体结构整体现浇时,梯板起到斜撑作用,对结构刚度,承载力,结构整体规则性的影响比较大,应参与结构整体抗震计算。对于剪力墙结构,框架-剪力墙结构,楼梯构件项对于主体结构影响较小,可不参与整体计算。
3.6基础设计
房屋基础的混泥土强度选择必须符合相关规范符合及房屋的结构耐久性的要求。一般不应小于C20。另外,基础的配筋也要满足最小配筋率,在进行条基交接部位的钢筋设置时,设计人员应该画出详图或者是选用标准图,便于施工人员理解。需要注意的是,条基交叉处的基底面积不能反复的利用,并需要注意调整基础的宽度。当房屋局部墙体中有较大荷载时也需要调整基础的宽度。在设计基础图中的构造柱时,应当在基础平面图中标示清楚。
4结语
建筑结构设计人员或是设计单位,应当要对现行的规范和标准进行透彻的学习和理解,并认真做好细节的设计工作,将理论和概念融入到实际工作中,严格按照相关规范进行,保障房屋建筑的结构设计能够符合各种标准,这样不仅会为建设单位带来经济效益,而且还能够保障人民和国家的生命财产安全。
2房屋建筑结构设计中的节能措施
2.1大力发展节能材料
整个房屋建筑过程中都离不开建筑材料,所以建筑材料在节能环保设计上有着重大作用。选取合理的节能材料,不仅要注意节能,还要经济、高效。目前随着科技的快速发展,形形的节能材料被研发出来,设计人员可以根据房屋设计的具体情况,选择合适的、高效的节能材料,还可以选取一些常见的地方性材料。比如传统管道是金属材质,在用作水管道材料时,就容易发生结垢、渗漏、腐蚀、生锈等问题,此时使用优质塑料管就可以解决这一问题,不仅减少损耗,还不会产生二次污染,这种绿色管材既省能耗又环保,有着很好的节能效果。硅酸盐砖、烧结空心砖和烧结多孔砖、建筑砌块、建筑板材、玻璃棉制品等都是国家提倡优先使用的节能材料。硅酸盐砖主要原料是钙质材料和硅质材料,通过一定量的石膏等,经过搅拌、压制、养护等工艺而成,非烧结硅酸盐砖有蒸压灰砂砖、矿渣砖、煤渣砖、煤粉灰砖等,其中在建筑材料中广泛应用的是蒸压灰渣砖。烧结多孔砖和烧结空心砖,它们都是以黏土、页岩为原料,砂浆用量少,节能性好,保温性也不错,主要用于非承重部位。建筑砌块的自重轻,生产不用土,施工节省砂浆,造成的能耗也比较低,经常用于地基和抗震处理。建筑板材如GRC空心条板重量轻、强度高、耐水性好、抗冲击、隔音效果好,所以经常用于公用或住宅建筑的墙体。玻璃棉制品热导率小、耐腐蚀、隔热保温、隔振性能好,通常用于隔热和建筑保温的部位。
2.2将建筑结构设计与外部环境相结合
在分析建筑四周的环境及气候的条件基础上进行建筑的整体结构设计,选址、规划、建设这几个步骤都不能马虎。针对不同的地域设计结构不同的建筑,包括建筑朝向、建筑体型、建筑组合等方面。了解好其外部环境,根据当地的地质和水文等条件,改善建筑周围的小气候。比如对房屋选完确切地址后,可以建造一些人造湖、加大绿化,这种人性化的设计不仅能降低噪声、美化环境,还可以净化空气,将房屋建筑与外部环境相结合。建筑结构设计者追求的目标就是在考虑历史文化、城市规划、成本、节能环保的多种因素的情况下,选择最合适的房屋建筑结构设计方案。
2.3房屋建筑的内部结构设计
1)门窗的节能设计。门窗的保温性与气密性是房屋建筑中的重点,在传统设计中,通常使用单玻实腹钢窗,而它的气密性和保温性能都比较差,针对这种情况,目前我国对门窗保温做出了明确规定,比如要加强阳台和窗户的保温,改善门窗保温效果,降低门窗的传热系数等。因此一些弹性密封条就成了很好的节能材料。比如在窗户门框边沿都抹上密封膏,在门框与窗户之间使用一些泡沫、橡胶密封条,在扇与玻璃之间可以使用一些弹性压条来处理等等。当窗子使用的是金属窗或者钢塑复合窗时,可以利用镀膜玻璃、空玻璃等,避免其产生冷热板桥,降低辐射。并且在设计保温的同时,还要注意防火防盗,可以在门内空腹处添加岩棉板或者聚苯乙烯板,增加它的绝热性能。这些措施都可以使门窗节能性得以提高。2)屋顶的节能设计。根据需要,可以设计保温隔热屋面或者采取坡度屋顶,加强室内保温,达到节能环保。并且可以在屋顶放置太阳能热水器,使屋内的一些其他太阳能设备都能够正常使用,节约煤、电,推广太阳能,将会是房屋结构节能设计的一个重要关键点。3)墙体和绿化设计。墙体设计不仅要起到隔热、隔音、防潮、保温等作用,还要利用建设过程中的特殊构造,比如在两侧墙上设计挡风墙,使其形成喇叭形状,使风自然而然吹到阳台人家处,有效地控制通风。在周围也可以制作绿化带,不仅有效防止噪声,还可以阻挡太阳辐射,减弱其他相邻物反射过来的热量,对周围建筑环境起到一定的保护作用,减少能源消耗,并且使生态结构更加平衡。
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
砖混结构严格来讲叫砌体结构,简单的说砌体结构的优点就是造价便宜,就地取材,施工难度低,等特点,多年来砖混房屋是我国当前建筑中使用最广范的一种建筑形式;在民用住宅建筑中占比非常高。但其缺点是很明显的,因其自身抗震能力差所以只能盖多层,因此改善砌体结构延性,提高房屋的抗震性能具有极其重要意义。据现有的建筑抗震设计规范、砌体结构设计规范,我结合自身多年工作的一些设计的经验,我认为在目前建筑房屋结构的稳定性设计上应注意以下几方面。
1、PM结构设计程序的特点
1.1 PM程序的发展方向主要有两个方面
1.1.1 计算。
它的方向就是集成化、通用化。集成化大家都能感觉到,PKPM 程序都是以PM 程序所建数据为条件,以空间计算为核心,基础、后期的CAD 出图都能采用前面的数据。所有这些都构成了程序集成化的雏形。程序的通用化主要表现在计算上,PKPM 程序的计算程序由以前的平面计算(PK)-->三维空间杆件(TAT)-->空间有限元(SATWE)-->整体通用有限元程序(PMSAP)。能计算的结构类型有砖混、底框、钢筋混凝土结构、钢结构等。现在又在开发特种结构的计算程序:如高压塔架、巨型油罐等。在PM 程序中就可以建立起这些结构的空间模型。当然现在的PKPM 系列程序还不能计算。
1.1.2 开放计算参数的开关。
有很多参数以前都是放在程序的“黑匣子”里的,设计人员不能干预。程序放开这些参数有两个原因,首先就是要让设计人员真正的掌握工程的设计过程,能够尽可能的控制设计过程。其次就是要把一些关键的责任交由设计人员来负,程序只能起到设计工具的作用,不能代替设计。所以就需要我们的结
构设计人员充分的理解程序的适用范围、条件和校对结果的合理性、可靠性。如《高层建筑混凝土结构技术规程》的5.1.16 条要求“对结构分析软件的计算结果,应进行分析结果判断,确认其合理、有效后方可作为工程设计的依据”。
1.2 PMCAD 中的参数
1.2.1 总信息
(1)结构体系、结构主材:主要是不同的结构体系有不同的调整参数。(2) 地下室层数:必须准确填写,主要有几个原因,风荷载、地震作用效应的计算必须要用到这个参数,有了这个参数,地下室以下的风荷载、水平地震效应就没有往下传,但竖向作用效应还是往下传递。地下室侧墙的计算也要用到。底部加强区也要用到这个参数。(3)与基础相连接的下部楼层数:要说明的是除了PM 荷载和最下层的荷载能传递到基础外,其他嵌固层的基脚内力现在的程序都不能传递到基础。
1.2.2 材料信息
其他与老的程序一样填法,就是钢筋采用了新规范的新符号。
1.2.3 地震信息
(1)设计地震分组:就是老的抗震规范的近震、远震。按抗震规范的附录A 选择即可。(2)计算震型个数:这个参数需要根据工程的实际情况来选择。对于一般工程,不少于9 个。但如果是2 层的结构,最多也就是6 个,因为每层只有三个自由度,两层就是6 个。对复杂、多塔、平面不规则的就要多选,一般要求“有效质量系数”大于90%就可以了,证明我们的震型数取够了。这个“有效质量系数”最先是美国的WILSON 教授提出来的,并且将它用于著名的ETABS 程序。
1.2.4 风荷载
修正后基本风压:根据《建筑结构荷载规范》的7.1.2条,对与高层、高耸以及对风荷载比较敏感的其他结构,基本风压应适当提高,并应由有关的结构设计规范具体规定。按《高层建筑混凝土结构技术规程》的3.2.2 条,对与特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑,其基本风压应按100 年重现期的风压值采用。按规范的解释,房屋高度大于60m 的都是对风荷载比较敏感的高层建筑。
2、多层砖混结构房屋的抗震设计探讨
2.1 科学布局建筑平面和立面
建筑平面和立面的规整性是整个结构设计中一个十分基础、重要的内容。抗震设计中,建筑平面、立面宜尽可能简洁、规则,结构质量中心与刚度中心相一致。对于结构平面布置不规则的房屋质心与刚度中心往往不容易重合,在地震作用下会产生扭转效应,大大加剧地震的破坏力度;对体型不规则的房屋应注意偏离结构刚心远端墙段的抗震验算。建筑立面应避免头重脚轻,房屋重心尽可能降低,避免采用错落的立面,突出屋面建筑部分的高度不应过高,以免地震时发生鞭梢效应,同时应控制好结构竖向强度和刚度的均匀性。
2.2 砌体房屋的总层数及总高度不应该超限值;
历次震害证明,砌体房屋的层数越多,高度越高,它的地震破坏程度越大,所以控制砖砌体房屋的总高度及总层数对减少地震时带来的震害有很大的作用。在设计中房屋总高度及总层数应同时满足上标的限值,因为楼盖重量占房屋总重的一半左右,房屋总高度相同,多一层楼盖就意味着增加半层楼的側向地震作用,同时加大对底部的倾覆力矩。在中、强地震作用下,因倾覆力矩过大,使得底部墙体产生过大的压力或剪刀而被破坏,故此减轻自重、减少层数、降低层高是削弱地震影响的有效途径之一。
2.3 增强砌体房屋的刚度及整体性
房屋是纵、横向承重构件和楼盖组成的一个具有空间刚度的结构体系,其抗震能力的强弱取决于结构的空间整体刚度和整体稳定性。刚性楼盖是各抗侧力构件按各自侧移刚度分配地震作用的保证。现浇钢筋混凝土楼板及屋盖具有整体性好、水平刚度大的优点,是较理想的抗震构件,不但可消除滑移、散落内容。抗震设计中,建筑平面、立面宜尽可能简洁、规则,结构质量中心与刚度中心相一致。对于结构平面布置不规则的房屋质心与刚度中心往往不容易重合,在地震作用下会产生扭转效应,大大加剧地震的破坏力度;对体型不规则的房屋应注意偏离结构刚心远端墙段的抗震验算。建筑立面应避免头重脚轻,房屋重心尽可能降低,避免采用错落的立面,突出屋面建筑部分的高度不应过高,以免地震时发生鞭梢效应,同时应控制好结构竖向强度和刚度的均匀性。在实际工程设计中,应尽可能兼顾建筑造型,又满足使用功能要求的前提下,将平面布置、立面外观造型设计得较为规整、简洁、美观大方;同时又能有效地提高工程的抗震性能。
2.4 合理布置纵
墙和横墙. 多层砖混房屋的主要承重构件是纵、横墙体,在地震中主要由于承重纵、横墙在地震力作用下产生裂缝,严重者会出现倾斜、错动、倒塌等现象,进而使房屋造到破坏;所以合理布置纵、横墙对提高房屋抗震性能起到很大的作用。多层砖混房屋应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系,纵、横墙的布置宜均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续,同时一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。房屋的空间整体刚度和整体稳定性决定着房屋抗震能力的高低,多层砖混房屋一般采用纵墙或横墙承重,由于非承重方向的约束墙体少,间距大,因而房屋该方向刚度较弱,空间刚度和整体性均较差,抗震能力低;在高烈度地区,墙体由于平面外的失稳而先行破坏,进而引起整个房屋倒塌。而在两个方向适当布置纵横、墙混合承重的房屋,由于其限制了纵、横墙的侧向变形,增强了空间刚度和整体性,对承受纵、横两个方向的水平地
震作用及抗弯、抗剪都非常有利。而在设计工作中为了建筑好用常常纵墙较少,纵墙开洞率较大、不连续,造成纵横墙刚度严重不均,对砌体结构抗震严重不利,所以再设计中要尽量避免。
3、结语
根据本人多年设计经验,我认为在砌体结构中,概念设计比结构计算还要重要,因为结构计算是在一定的假定条件下,计算结果才能适用。而它们的假定条件就是概念设计范畴,所以结构软件计算后,一定要判断其合理性。在满足多方条件的情况下才能应用于工程设计中。
参考文献:
[1] 郭志先.浅谈钢结构设计步骤及思路与砖混结构设计[J].科技创新导报,2008,(13).
随着社会的发展,人们的生活水平也在不断提高,对于房屋建筑这一类生活场所或者工作场所的要求也越来越高,不仅要实用性强,而且必须做到外形美观,这就要求在建筑工程施工之前,必须根据建设要求做好结构设计工作[1]。设计是房屋建筑的灵魂,首先你需要通过结构的设计来保证建筑的实用性和安全性,其实设计原理以及用料必须要符合房屋建造的力学结构,综合考虑地形地貌等因素,其工作内容相对复杂。目前,在我们进行建筑结构设计进行贯彻落实的过程中,经常会出现的问题是由于对建筑结构的实施工作不够重视造成不同程度的建筑失误。当然,对建筑结构的不重视造成的种种问题也强化了人们对建筑结构的重视,保障建筑工程的质量成为建筑领域越来越重视。为避免建筑结构设计中存在较多的疏漏,使得建筑投入使用后出现较大的问题,从房屋建筑结构设计的优化角度考虑,本文对“房屋建筑结构设计中常见问题”进行分析意义重大。
1房屋建筑结构设计中的常见问题分析
1.1建筑结构的实施工作不够重视
对于建筑结构的实施工作不够重视,是导致不同程度的建筑失误主要原因,首先相关工作流程不规范,所花费的资金资源也比较少,其设计工作仍处于闭门造车的阶段。房屋建筑结构设计涉及到的信息比较多,设计师需要综合考虑各方面的因素,比如建筑所在地的外界环境条件、开发商与居民的需求,而且还应该充分了解目前市面上常用的一些建筑原材料性能,根据这些因素,做到荣抽规划,合理布局,以准确的数据来支持整个设计方案,确保其科学合理性。部分设计人员在进行结构设计时,都很难做到这一点,没有足够的信息,没有扎实的理论知识,没有与时俱进的设计思想,在这一环节缺乏对市场行情的把握,导致了设计方案的不合理,建造出来的房屋建筑很难达到预期的效果。
1.2房屋地基设计中的问题
房屋地基设计必须要与当地的地形衔接恰当,而目前我国的房屋建筑普遍存在着地基设计不合理的问题,与实际的地形存在着较大的差异,给实际施工带来了较大的难题,而且地基的稳定性也比较差,会影响到整个建筑物的稳固性。多数设计师都是根据地质勘测人员准备好的地形资料来进行结构设计工作的,难免会存在一定的误差,忽略很多细节性的问题。所以最好还是需要设计师亲自到现场进行考察,整体把握当地的地形条件,对一些可能会影响到地基设计的问题进行重点勘察,对工程进行多方面的全面分析,做到合理设计[2]。
1.3房屋建筑结构搭配不合理
房屋建筑结构设计的重点在于结构的搭配,这关系到整体建筑的外观与强度。一般情况下,房屋建筑需要做到层层设计,但是实际上很多建筑其建筑结构都是一样的,没有考虑到不同区域受力的变化。此外,一般高层建筑需要在底层设置抗震结构,并且与建筑上面的抗震墙对齐,而很多时候建筑的最底层都作为停车场,是一个空旷的空间。在实际设计过程中,经常出现负载计算时取值错误的问题,没有根据建筑的具体情况来选择合理的取值,盲目地遵从了以往的建筑结构设计经验。
2房屋建筑结构设计需明确的内容及其原则探究
结合上述分析认识到,我国房屋建筑结构设计中存在的问题有比较多,但是整体上来说都是与建筑公司对该模块的重视程度、设计人员的专业性以及施工人员的专业度有关,要想提高建筑质量,就必须重视起结构的设计,加大投资力度,提高对建筑结构的实施工作的重视,加强结构设计图纸的审核,并且确保施工人员严格按照设计图完成建设工作。此外,还有必要明确房屋建筑结构设计的内容以及原则。涉及的具体内容及其原则如下。
2.1房屋建筑结构设计的基本内容
在房屋建筑的结构设计环节,一般设计师需要提供不同的结构设计图,包括:(1)结构平面图,这是最基本的图纸,近年来地震频发,在不同地区房屋的抗震性要求是不一样的,房屋结构的设计必须符合当地建筑的设计要求,对于地震频发地带,设计师需要进行截面抗震验算。设计师在结构设计时,需要充分考虑不同组成构件的受力,设计完后应用专业的软件进行建模,找出设计图中存在的问题,反复修改验证,直到符合建筑的设计要求;(2)屋顶结构图,这种设计图一般是建筑是坡屋面时需要用到,通常包含梁板式和折板式两种结构,二者应用的条件截然相反,梁板式适用于板跨度较大,且屋面坡度及屋脊线转折相对复杂的坡屋面,而折板式适用于一些建筑平面较为规整,且屋面坡地较小,屋脊转折较为简单的坡屋面,具体是用剖面示意图以及大样详图的方式来表现,让施工人员能够明白其空间结构设想;(3)大样详图,一般是在准确的建筑详图上直接绘制出来的,需要确保建筑外形不变,保证标高和外形尺寸的准确,尽可能地提高建筑结构的合理性,并且直观形象,能够让施工人员看懂,且实际可行[3]。
2.2房屋建筑结构设计需遵循的原则
房屋建筑的结构设计是一项非常严谨的工作,要求比较严格,对于设计师的建筑专业素质考验比较大,必须拥有扎实的理论基础知识以及创新活跃的思维,才能够胜任这一工作。在设计过程中,你首先要收集足够多的资料,包括地形地貌信息、房地产开发商的房屋建筑理念以及市场需求等,然后在保证建筑质量的基础上,让其外形更为美观。总的来说,房屋建筑的结构设计就是力学与美学在建筑工程中的完美结合[4]。我国对于房屋建筑的结构设计有较为严格的要求,目前很多房屋建筑出现质量问题都是因为在结构设计的阶段没有按照设计原则执行。具体来说,房屋建筑设计应遵循以下原则:(1)设计师应该明确每个建筑组成构建的承重要求及用途,在明确建筑结构及原材料对于整体质量的影响,在设计环节就应该根据自己的设计图纸来选择合适的建筑原材料,与相关建筑材料采购人员沟通;(2)明确不同建筑结构其力学效应的变化,对于不同建筑类型,或者谁组成构件,都有明确的力学要求,比如说轴压比的考虑,比如说承重柱截面高度的设计,这些都是有严格的要求的,需要具体情况具体分析;(3)结构设计的刚柔调和,一般来说,建筑结构太软,其刚度不够,能承受的外力作用比较小,易变形,而建筑结构国语刚硬,则弹性效果比较差,能够承受较强的外力但是易破损,设计师应该综合考虑这两点,根据建筑的外力分析结构设计出合理的结构。
3结语
近年来,地震等破坏力加强的自然灾害频发,使得人们对于房屋建筑的质量要求越来越高,在进行房屋设计时,不仅要考虑其外观及空间的利用,还要充分考虑墙体、梁柱等的受力能力,从力学角度上考虑结构设计的合理性,按照我国房屋建筑结构设计的标准执行。目前来看,在我们进行建筑结构设计中往往对于房屋建筑结构的实施工作不够重视,大部分施工企业都不注重结构设计这一块,在画设计图时,没有按照要求充分考虑地形因素以及建筑的力学结构,设计方案投入使用前也没用较为严格的审核程序,设计质量得不到有效保障。总而言之,针对房屋建筑结构设计问题,需采取有效解决方法,进一步优化房屋建筑结构设计,从而为建筑业的发展奠定夯实的基础。
作者:陈雪桐 单位:新疆建筑科学研究院
参考文献:
[1]霍北灵.浅谈房屋建筑结构设计中常见问题分析[J].中国新技术新产品,2015(02):123.
中图分类号: TU318 文献标识码: A 文章编号:
房屋建筑质量的好坏会直接关系到人们的生命安全,而房屋设计和施工质量是保证房屋质量的两个主要因素,通常来讲,房屋建筑结构设计工作繁重而又具有重大责任,它会直接影响到房屋建筑的安全性、适用性、经济性和合理性。抓住在房屋建筑结构设计中的关键问题,对这些问题进行科学合理的解决和设计,那么就能够设计出一个比较优秀的房屋建筑结构设计方案。进而建设处一个无论从质量、安全、性能,还是外观上都比较优秀的建筑。
一、房屋建筑的地基和基础
(一)全方面考察地基地质
很多多层房物建筑在没有详勘的地质报告,仅凭房屋建筑单位或者参照附近的一些建筑物的设计资料的情况下,设计师就开始进行相关的设计,这样就很难保障房屋建筑的质量。设计地基和基础必须具有合理性、安全性和适用性,因而房屋建筑设计人员一定要根据相关的地质勘察资料,对建筑房屋的地基进行多方面的考察,进而确定设计的基础类型以及上部结构,单单考虑地耐力的相关数据不仅是片面的,更是不安全的,盲目的缩小地耐力容许值更是不可取的做法。
(二)正确处理不良地基
对于那些软弱地基一定要采取换土垫层的方法进行一定的处理,绝不可以只凭经验处理,省略换土垫层设计。有些设计师对于软弱地基不够重视,通常会简单的采用砂垫层的方法强化地基的承载力,更没有对点成宽度和厚度进行有效的计算,这样不光不安全,还会造成一定程度上的浪费。
(三)正确设计房屋建筑中的柱、梁、基础负荷
在民用的建筑结构设计中,柱、梁和基础的负荷一定要按照规范乘以折减的系数。很多设计师在设计房屋建筑结构时,计算梁、柱及基础的负荷时都不能按照现行的设计规范和要求算出正确的荷载值。
二、房屋建筑中的构造柱
砖混的房屋建筑结构中,构造柱既能够很好的提高墙体的抗剪能力,又能与圈梁紧密的连接在一起,有力的约束砌体,不仅能够有效限制墙体裂缝的继续,也能加强竖向的承载力,可以有效的提高机构的抗震能力。可是在现在的设计中,设计师通常会把构造柱当做承重柱,这种设计会引起很多问题:
1、如果构造柱当做承重柱,那么构造柱就会提前受力,一方面这会降低构造柱对于建筑砌体的拉结和约束力,另一方面,一旦遭遇地震,那么构造柱的位置就会出现应力集中,进而遭到破坏。这样一来,构造柱不光不能起到它本身应有的作用,更会成为房屋建筑中最为薄弱的环节,降低房屋质量。
2、通常情况下,构造柱都不会另设基础而是生根在圈梁中,一旦将构造柱当做承重柱来使用,那么就会降低柱底基础的抗冲切、抗弯部和局部的承压强度,威胁房屋建筑的安全。所以承重大梁下的柱子最好按照承重柱来计算。如果建筑梁上的荷载和狂多很小,可将构造柱置于梁下,但这是一定按照不考虑构造柱的作用来计算下墙体局部的承压力和抗弯强度。只有满足条件,才能在梁下建造构造柱。
三、承重柱的截面高度
在抗震设防区,设计师在设计承重柱截面高度的时候,数值往往过小。一些结构设计师固执的然为六度设防就可以不设防,为了分析受力方便,他们会特意将承重柱的截面高度往小了设计,这时候梁祝的线刚度比例就会加大。用绞支梁代替梁,柱则按照轴心的受压来计算。这种做法在给设计师带来方便的同时,却为房屋建筑的结构埋下了一定的隐患,因为这种做法严重的忽略了梁柱间的刚结作用,而且主界面的配筋很小,一旦结构受力,那么柱顶的抗弯强度就会大大降低,所以柱子的底部附近就会形成很多水平的裂缝,出现塑性饺的情况。因而在房屋的正常使用下,柱子就开始了带饺工作。严重影响了房屋的耐久性,引起人们的恐惧心理。一旦遭遇地震,这样的房屋建筑结构就会倒塌,必将造成人员和财产的巨大损失。
四、房屋建筑结构中的横向和纵向框架设计
在我国的简述抗震设计规范中,要求水平地震作用要按照两个主轴反向进行分别计算,各方面的地震和应该有这个方向上的抗震力构件来承担。理论上虽是如此,可是在房屋建筑结构设计中,纵向框架和横向框架都很重要。很多设计师对房屋建筑结构进行横向上的抗震设计,纵向上却按照一般的连续梁进行设计,所以梁柱的节点及框架中相应的纵筋、箍筋都无法进行合理的配置,达不到相应的要求。如果不考虑地震的纵向作用,就会出现跨中纵筋等现象,严重影响房屋质量。
五、悬挑梁的梁高
通常情况下,设计师会认真验算梁的强充及倾覆,却不太验算梁的挠度。如果选用的梁高过小,就会使梁截面的受压区造成非线性的徐变。梁挠度也会随着之间的变化不断加大。如果跳梁变形,那么梁板也就会随之出现裂缝,裂缝宽度会随着跳梁变形的程度越来越宽,进而会严重影响到房屋的使用。如果这种跳梁变形不能得到及时的治理,那么发展到最后,梁支截面、受支座上部受拉区就会形成很宽的竖向的大裂缝,因为支座的剪弯作用,竖向的裂缝就会向下延伸,最后发展为斜裂缝,这时候梁就就接近破坏了。在为托墙挑梁的时候,梁过大的挠度就会引起梁上境况体在相应的梁支座的附近出现一些裂缝,裂缝会在梁支座的地方沿着斜向不断延伸,越往上缝隙越宽。而且过小的挑梁截面也不利于房屋的抗震性。房屋建筑的悬挑结构对于房屋的抗震能力具有十分重要的作用。挑梁高度比较小的时候,截面相对受压区的高度就会比较大,梁的延展性会减小,一旦受到竖向地震的作用,就会很容易造成脆性破坏,进而失去相应的承载力。
六、连续梁的设计
很多设计师在进行房屋建筑结构设计的时候,会把连续梁按照单梁进行设计,通常在设计阳台边梁的时候会出现这种情况。一般情况下,边梁上的荷重很小,所以设计师们会忽略。为了方便受力分析,所以设计师们把连续梁当做单支梁进行设计,所以相应的支座处无法配置合理的负筋,所以梁在支座处上部的受拉区必然出现竖向的裂缝,相应的上部栏板也会出现竖向的裂缝。梁有热胀冷缩性,一旦环境变化,梁的伸缩性就会受到梁端柱或者挑梁的相应的约束,梁内就会形成收缩应力,这种收缩应力会作用在那些已经产生的梁上的裂缝处,所以梁会受到更大的破坏,降低承载力,严重影响房屋的使用安全。
除了以上六个关键性问题,楼板的设计也很重要,因为它是一种重要的承重共建,对它的设计关系到梁、墙、柱的安全。所以设计师一定要严格按照相应的要求设计楼板,只有这样才能保证房屋建筑的安全和质量。
七、总结
房屋建筑对于我们每个人而言都很重要,现代都市生活中,人们大部分时间都在房屋建筑物种渡过,所以房屋建筑物仅要舒适,美观,更重要的是安全和使用寿命。在房屋建筑建设的过程中,对于房屋建筑结构的设计十分重要,这是一份比较繁琐但责任巨大的工作,只有认真考虑并设计各个环节,如地基、构造柱、承重柱、挑梁、楼板等,才能做出一个安全性高,功能性全的设计方案,进而建设出符合人们居住和工作需求的良好建筑,推动城市化进程,促进我国经济的发展。
参考文献:
Abstract: with the rapid development of China's national economy, improve the people's living level and this led the development of construction industry, also satisfy the people's living needs and the needs of the material. Although houses the development of construction industry improved significantly, but the construction industry structure design is there are common problem. In order to better improve the development of the city, people's living needs, should better strengthen advanced technology, make the structure design of the development of more safe reliable.
Keywords: building structural design, the analysis of the problems and solutions
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
引言
随着经济的不断发展,人民生活水平的不断提高,城市的发展也是日新月异,新建筑的建设如雨后春。房屋建筑功能不断完善,造型上新颖别致,众多因素导致工程设计也变得复杂起来。高房价和选择面的拓展使得百姓在购房时更是对房屋的外观、性能、质量等方面抱有较高的期待。房屋建筑结构设计的理论朝着先进水平不断发展,将先进的术不断的应用于实际,在实际中不断加强完善。研究强度高、材质轻、绿色环保的新型建筑材料,应用于房屋建筑的结构设计中去,提高屋建筑的安全性、适用性,使得房屋建筑结构设计朝着可靠、实用、经济的高性价比方向发展。
1 建筑工程质量管理的特点
房屋建筑工程项目施工涉及面广,是一个极其复杂的综合过程,具有建筑位置固定、生产流动、结构复杂、多样施工、体型大、整体性强、建设周期长、质量要求高、受自然条件影响大等特点。因此,施工项目的质量管理、工程实施难度比一般工业产品的实施难度更大,具体有如下表现:
1.1 影响质量的因素多
建筑工程的设计、材料、机械、地形地貌、地质条件、水文、气象、施工工艺、操作方法、技术措施、管理制度、投资成本、建设周期等都直接影响施工项目的质量。
1.2 易产生质量变异及质量波动大
工程项目的施工没有固定的生产流水线,没有规范化的生产工艺和完善的检测技术,也没有成套的生产设备和稳定的生产环境,再加上影响项目施工质量的偶然性因素和系统性因素都较多,因此,工程质量很容易发生变异。
2 建筑结构设计的基本方法
2.1关于平面结构图的设计
在平面结构图的绘制进行中,首先要考虑的是在运用结构设计软件是否要进行建模。比如有一建筑基地位于抗震辐射地区的时候,我们就要以是否符合抗震措施的基本要求来规定抗震设计规范是否可以使用建模软件。但是有一些建筑物是不需要软件来建模的,可以直接进行设计,如砌体结构的建筑物,虽然此建筑物可以直接设计但还要考虑建筑物整体与局部受压的问题。但是,如果时间允许我们最好还是采用软件建模进行设计比较好。
2.2关于屋顶结构图的设计方法
当把建筑建成是坡面的时候,结构设计图有两种方法——梁板式和折板式。梁板式的结构一般是用于建筑面不是很规整、板跨度比较小的坡屋面;而折板式则是与与梁板式相反的建筑结构设计当中。一般梁板式和折板式的板的厚度不能小于120毫米那是因为梁板式和折板式的结构是受拉构件的。
2.3基础的设计方法
基础的设计方法就是应当注意结构耐久性的混凝土,其标号要与结构相符合。最小配筋率要与基础所配相符合。在条基交接处的钢筋布置应该与详图或标准图所匹配。
3 当前房屋建筑结构设计中的常见问题
3.1 桩间距过小 桩间距过小,不满足规范对桩的最小中心距的规定。特别是试桩、锚桩之间的间距,往往被设计人员忽视,这直接影响了试桩结果的正确性。
3.2 桩身钢筋笼长度不足 对挤土灌注桩,桩身钢筋笼长度没有穿越软弱土层的层底深度,不能满足桩基规范第4.1.1.2条“对于沉管灌注桩,配筋长度不应小于软弱土层层底深度”的规定,这也是工程设计中常见的问题。
3.3 承重砖基础采用多孔砖砌筑 根据多孔砖墙体结构构造,地面以下或室内防潮层以下的基础不得采用多孔砖砌筑。
3.4 房屋高度、高宽比超过现行规范、规程的限值 现行的规范、规程给出了房屋的最大适用高度和高宽比限值。某些高层建筑房屋高度超过最大适用高度或高宽比超出规定限值,甚至个别建筑高度和高宽比均超出规定限值。在结构设计过程中,对于房屋高度、高宽比和体型复杂程度超过现行规范、规程的高层建筑,应按超限高层建筑进行设计。同时,另一点不容忽视的问题是,房屋适用高度除与结构体系类型及抗震设防烈度有关外,还与场地类别与结构是否规则等因素有关,当位于Ⅳ类场地或结构平面与竖向布置不规则时,其最大适用高度应适当降低(一般降低20%)。
3.5 结构布置不合理、不规则 结构尽可能规则,结构的布置才能更趋于合理,这是结构设计中十分重要的环节,这里的“规则”包含了对建筑的平立面外形尺寸,抗侧力构件布置、质量分布,直至承载力分布等诸多因素的综合要求。由于引起结构不规则的因素太多,特别是对于复杂的建筑体型,很难一一用若干简化的定量指标来划分不规则程度并规定限制范围。
3.6 异形柱结构设计中存在的问题 近年来,在我国的住宅建设中,特别是高层或小高层住宅,有些采用了异形柱结构。目前在异形柱结构设计中存在的问题很多,也比较突出,主要表现在异形柱结构房屋的高度超高、体型不规则、结构布置不合理、抗震构造措施不当等方面。应当说,目前国内对异形柱的受剪承载力、节点承载力和结构延性等方面的试验研究还不多,对异形柱结构抗震性能的认识还不够充分。在这种情况下,设计异形柱结构时,对房屋高度、结构规则性及抗震措施等方面宜从严掌握。
3.7 结构缝设置不合理,缝宽度不足 对于超长建筑物,为减少温度变化对结构的不利影响,合理地设置伸缩缝是必要的。有些设计人员用后浇带代替伸缩缝,其实这种做法存在一定的问题。因为后浇带仅能减少混凝土材料干缩的影响,不能解决温度变化的影响。后浇带处的混凝土封闭后,若结构再受温度变化的影响,后浇带就不能再起任何作用了。
对于不能或不便设置温度伸缩缝的超长结构,除留设施工后浇带外,还应采取其它构造加强措施,如加强顶层屋面的保温隔热措施,对受温度变化影响较大的部位适当配置直径较小、间距较密的温度筋,或采用预应力混凝土结构等。
4 结语
总之,结构设计是个全面、系统的工作,从事所需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。设计人员要从一个个基本的构件算起,做到知其所以然,深刻理解规范和规程的含义,并密切配合其它专业来进行设计。提高民用建筑结构设计水平,确保建筑设计质量不断提升,努力做到民用建筑的结构设计工作更安全、更合理。
参考文献
[1]纪荣洋,王文可.潘可明《建筑结构设计经验探讨》[J].低温建筑技术.2008(5).
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
在我国的工业化、城市化进程中,房屋建筑工程项目的结构设计正朝着绿色化、人性化、科技化、智能化的方向发展,尤其是人性化、绿色化的设计理念已经成为房屋建筑设计的重要发展趋势,然而在我国房屋建筑项目的结构设计中仍旧存在很多问题,这需要引起我国的高度重视,并及时采取相应的应对策略和规避措施,尽量避免结构设计缺陷和设计疏漏情况的出现,为房屋建筑工程项目的顺利施工提供应有的保障。
1房屋建筑结构设计的基本要点
1.1 结构平面图设计
在设计结构平面图时,要根据房屋建筑工程所处地区的抗震设防烈度采取有针对性的设计方法。当抗震设防烈度低于7度时,结构设计人员可以直接设计,不需要在结构软件中建模,但必须充分考虑局部和整体上的受压问题,符合相关的抗震要求;在条件允许的条件下,能够输入建模自然最好,因为这时可以通过结构软件进行荷载的准确计算。而当房屋建筑工程项目所在地的抗震设防烈度为7度及以上时,结构平面图的设计需要输入软件建模计算。
1.2 屋顶结构图设计
在对房屋建筑的屋顶结构进行设计时,一般会采取折板式和梁板式两种形式。其中,折板式适用于房屋建筑平面规整,板跨度较小,屋面坡度及屋脊线转折相对较小的情况,梁板式的适用条件则恰恰相反。但由于这两种设计形式的板都属于偏心受拉构件,因此在板配筋时必须保证有局部或全部的板负筋拉通以抵抗拉力。同时,在梁板折角位置的钢筋布置需要有大样示意图。而在对坡屋面板的平面画法进行选择时,可以考虑剖面示意图加大样详图的方式,以方便房屋建筑施工人员对图纸进行准确和详细的理解。
1.3大样详图绘制
对于房屋建筑大样详图的绘制,既可以在原先的建筑详图基础上直接绘制,也可以在前期绘制过的详图上进行改进,但前提是要确保原先建筑详图的准确无误,并在绘制大样详图时,要在保持建筑外形的前提下,确保房屋建筑工程的施工方便和结构上合理受力。
1.4楼梯设计
在楼梯设计过程中,需要重点注意的是楼梯梯板挠度的控制,即梁下净高鼻息符合房屋建筑的要求,梯梁位置要确保上下楼层在位置上的统一。局部不合适处可以采用折板楼梯。折板楼梯钢筋在内折角处要断开分别锚固防止局部的应力集中。设计时还必须充分考虑梯板宽度、梁下净空等方面的要求,首段梯板的基础为防止出现沉降问题,可以考虑设置梯梁。此外,还要考虑楼梯间刚度对整个结构在受地震力时的影响,以作出合理调整。
2当前房屋建筑结构设计中的常见问题
2.1 基础结构设计中的常见问题
在房屋建筑的基础设计中,主要存在以下几点问题:①对在软弱地基进行处理时,有的设计人员没有充分认识到软弱地基对房屋建筑工程施工及使用过程中的危害,只是简单的凭借个人经验进行换土垫层处理,埋下了一定的安全隐患,这就需要设计人员在应当软弱地基问题的处理时,一定要结合工程项目的实际,采取科学的软弱地基处理技术,当采取砂垫层处理技术时,一定要根据房屋建筑工程的承载力对垫层的厚度和宽度进行准确计算。②多层房屋建筑没有详细的地质报告,只是简单的参考建筑物周边的基础设计资料和施工图设计,而仅仅依靠这些数据进行基础安全设计显然是不够的,这就要求设计人员本着合理、安全、适用的设计原则,依据完整的地质勘察资料,统一考察多方面因素后进行基础类型和上部结构的设计。③民用建筑中柱、梁及基础的负荷未按规范乘以折减系数进行计算,影响了建筑基础荷载值计算的准确性。
2.2 框架结构设计中的常见问题
有的设计人员在房屋建筑的结构设计实践中,只注意了房屋框架结构在横向上的设计,而对纵向框架却不够重视,这不利于建筑抗震设计目标的顺利实现。根据我国当前的建筑抗震设计规范,房屋建筑的框架设计必须按两个主轴方向分别计算。对此,设计人员在房屋建筑的框架结构设计实践中,一定要将纵向框架与横向框架设计放在同等重要的位置,并确保框架中的纵筋、箍筋的配置合理性,避免配筋不足等问题的出现。
2.3 构造柱与承重柱设计中的常见问题
在当前的房屋建筑结构设计中,由于构造柱常常作为承重柱使用,但是这种设计方法却容易影响到房屋建筑的结构设计质量,主要是因为:①当构造柱作为承重柱使用后,会导致构造柱的提前受力,而当房屋建筑在遭遇地震作用时,构造柱位置必然形成应力集中,使其成为房屋建筑结构中的最薄弱的环节。②构造柱一般生根于地圈梁中,没有另设基础,如果把构造柱作为承重柱使用,柱底基础的抗冲切、抗弯部及局部承压强度将会进步提高,可以会超出地基的承重要求,导致柱底基础出现裂缝等质量病害,所以设计人员在进行承重大梁下的柱子设计时,应当按照承重柱进行设计,即使在梁下布置构造柱,也必须做好局部承压和抗弯强度的验算工作。③承重柱截面高度设计过小,这种情况多发生于六度抗震设防区,由于结构设计人员对抗震设计不够重视,经常有意或无意的把柱子的截面高度设计得过小,忽略了梁柱间的刚结作用,加之以柱截面的配筋都较小,结构一旦受力后,柱顶抗弯强度必然不足,进而可以导致建筑安全事故的发生。
2.4楼板结构设计中的常见问题
楼板是房屋建筑工程中最重要的组成部分之一,楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。因此,楼板的结构设计问题是至关重要的,如果对楼板结构设计考虑不周,很容易出现质量、安全问题,在楼板设计中主要存在的问题有:①将双向板作用按照单向板进行计算,这主要是因为有些设计人员为了计算方便或因对板的受力状态认识不足,使计算假定与实际受力状态不符,导致一个方向配筋过大,而另一方向仅按构造配筋造成配筋严重不足,容易导致楼板裂缝问题的出现。②板承受线荷载时弯矩计算问题,在民用建筑中,常常在楼板上布置一些非承重隔墙故大楼板设计中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后,进行板的配筋计算。但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载附以板的总面积。③双向板有效高度取值偏大,配筋降低,使结构构件存在的质量隐患,甚至出现开明缝的现象。
3 结语
总之,随着我国房屋建筑工程项目的发展,建筑设计技术的持续改进,房屋建筑的结构设计应当顺应建筑设计现代化的发展趋势,尽快缩短与国际领先水平之间的差距。在具体设计实践中,设计人员更是要充分考虑到建筑整体性、安全性、节能性等方面的要求,确保房屋建筑工程结构质量与安全目标的顺利实现,从而使房屋建筑工程更好的服务于人们的生产与生活,实现更高的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]. 赵健玲. 建筑结构设计中常见错误分析[J]. 科技风.,2009,(16).
随着我国国民经济的高速增长,带动了建筑业的快速、持续的发展。针对当前主要结构形式的建筑结构设计中,还存在一些需要解决的问题,因此,加强对房屋建筑结构设计中常见问题的认识并加以解决具有一定的现实意义。
一、楼板设计常见问题
楼板是建筑工程中的主要承重构件,它将楼面,屋面的荷载传给其周围的墙或梁上,楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周,很容易出现设计质量问题,有的还可能存在严重的质量隐患。
1、设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足,简单地将双向板按单向板进行计算。使计算假定与实际受力状态不符,导致一个方向配筋过大,而另一方向配筋不足,致使板出现裂缝。
2、楼板承受线荷载时弯矩计算问题。在民用建筑中,常在楼板上布置一些非承重隔墙,故楼板设计中,通常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后,进行楼板的配筋计算。有些设计人员图省事,错误地将隔墙的总荷载附以该板块的总面积。这样会造成非承重隔墙分布宽度内配筋量不足,而此板块其它部分配钢筋过大,这样隔墙处楼板会出现裂缝。
3、双向板有效高度取值偏大。双向板在两个方向均产生弯矩,由此双向板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放,短跨方向的跨中钢筋应放在下面,长跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面,计算时应用两个方向的各自的有效高度。一般长向的有效高度比短向的有效高度小d(d为短向钢筋的直径)。有的设计者为图省事或对板受力认识不足,而取两上方向的有效高度一致进行配筋计算,致使长跨有效高度偏大,配筋降低,致使结构构件存在的质量隐患,甚至出现开明缝的现象。
二、地基与基础方面
1、地基与基础设计要做到合理,安全适用,设计人员必须依据地质勘察资料,统一考察多方面因素进行基础类型和上部结构方可设计,仅凭地耐力这一数据是不全面的,也是不安全的,更不能盲目地把耐力容许值取得小一些就认为万无一失了。
2、采用换土垫层进行软弱地基处理,不进行换土垫层设计,只凭经验处置。有时设计者软弱地基的危害认识不足,只是简单地凭借经验采用纱垫层加强一下承载力,没有进行垫层宽度和厚度计算,既不安全,又不经济。
3、民用建筑中柱、梁及基础的负荷未按规范乘以折减系数。设计人员设计多层民用建筑时,在计算梁、柱和基础的负荷时未按现行设计规范采用荷载乘折减系数计算其荷载值,因而荷载值准确。
三、砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用
在当前结构设计中,构造柱经常被作为承重柱使用,这种作法将引起以下几个问题:
1、构造柱作为承重柱使用后,使得构造柱提前受力,这不但会降低构造柱对砌底的拉结和约束作和,而且结构一旦遭遇地震作用时,在构造柱位置必然形成应力集中,首先破坏。这样构造柱不但起不到其应有的作用,反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。
2、构造柱一般生根于地圈梁中,没有另设基础,构造柱兼作承重柱使用后,柱底基础的抗冲切、抗弯部及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压
被出现裂缝。建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁上荷载和跨度都比较小时,破坏就会出现裂缝构造柱也可布置于梁下,但此时必须按不考虑构造柱作用来验算墙体的局部承压和抗弯强度。经验算满足,方可在梁下布置构造柱。
四、悬挑梁的梁高选用过小
设计者往往只注意了对梁的强充和抗倾覆进行验算,而忽略了对梁挠度的验算。梁高选用过小,引起梁截面的受压区应力过高,在正常使用状态下,梁截面受压区产生非线性徐变。梁挠度随时间的推移不断加大。挑梁的变形引起梁板出现裂缝,裂缝宽度随着挑梁变形的回大而加宽,影响了房屋的正常使用。据观察,这种挑梁的变形发展到后期,梁支座截面上部受拉区常常出现较宽的竖向裂缝。受支座附近剪弯作用的影响,竖向裂缝向下延伸发展为斜裂缝,此时梁已接近破坏,当为托墙挑梁时,梁过大的挠度引起梁上墙体在梁支座附近出现裂缝。裂缝在梁支座处沿斜向延伸,缝愈靠上愈宽。挑梁的截面过小对结构的抗震也很不利。悬挑结构对竖向地震的作用最为敏感。梁高小时,截面的相对受压区高度较大,梁的延性减小,在竖向地震作用下易发生脆性破坏,失去承载力。
五、在框架结构设计中,只注意了横向框架的设计而忽视了纵向框架
现行建筑抗震设计规范要求水平地震作用应按两个主轴方向分别计算,各方面的地震和用应由该方向的抗侧力构件来承担。说是说,在框架结构设计中,纵向框架与横向框架有同等的重要性。一些结构设计者对以于非抗震设计,而纵向地按普通的连续梁进行设计,梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置无法不答合框架的构造要求。由于没有考虑地震的纵向作用,在实际设计中经常出现梁的支座负筋,跨中纵筋及箍筋的配筋置均不足的现象。
六、连续梁按单梁进行设计
这种情况多发在阳台边梁的设计中。由于边梁上的荷 重一般较小,没有引起设计得的重视,左图受力分析方便,设计得把实际应为连续梁的梁按单简支梁进行设计,致使梁在支座处上部负筋配置量过少。这样必然引起梁在支座附近上部受拉区出现竖向裂缝,进而引起梁上部拦板出现竖向裂缝。如果该边梁长度较长时,问题将会变得更加严重。因为该梁一般直接暴露在室外,受环境温度影响较大。当环境温度变化时,梁的伸缩受到梁端柱或挑梁的约束,在梁内产生收缩应力,该收缩应力作用于原已产生的梁上裂缝处,引起梁的支座附近沿整个梁截面四周裂缝贯通,梁承载力降低,直接影响了使用安全。
总之,结构设计是个系统、全面的工作。作为结构设计人员,需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。加深对当前房屋建筑结构设计中常见问题的认识与研究,以不断提高自身的结构设计水平,使设计的作品比现阶段的其它建筑具有更高的水准、更合理和更经济的结构形式。
参考文献
1.基础设计等级问题
建筑结构可靠度设计统一标准第1.0.8条明确了建筑结构的安全等级的划分,建筑地基基础设计规范作为国家专业标准文件,仅注明了基础设计安全等级应按国家有关规范规定采用,基础设计规范虽然根据地基复杂程度、建筑物规模和功能等将地基基础分为三个设计等级,但是未能就地基基础的安全等级的划分加以确定,况且,地基基础的设计等级与地基基础的安全等级是完全不同的两个概念,可靠度设计统一标准中有关基础安全等级第1.0.8条的引注2的规定,意味着地基基础的安全等级不完全等同于上部结构的安全等级。笔者认为,地基基础的安全等级不宜低于上部结构的安全等级。
2.房屋建筑结构设计基本方法
2.1房屋建筑结构基础设计
在针对房屋建设的基本构架进行设计的过程中,需要很好的考虑到材料问题,注重混凝土原材料的选择,力求所有的设备和材料都可以满足施工图纸上的要求和规范。同时,对于建筑构架所使用的钢筋构件,也应当满足相应的钢筋率,在建筑结构的条基交叉部分,应当注意相应的面积问题,全面保障建筑结构稳定性、强度和安全性,所有的材料均不能够重复使用。在设计当中还需要结合实际情况对建筑基础的宽度进行调整与修补,通过实地考察与分析,对设计平面图纸和基础图纸进行不断的完善。
2.2建筑结构平面设计
房屋建筑结构设计的平面图纸也是一个重要的组成部分,在绘制平面图纸之时,需要充分的考虑到建筑所处的环境地段、地理位置、地质环境条件和水文地质条件等,采用先进的工艺技术进行施工方面的改进。同时还需要借助计算机等设备,对图纸进行修改,对房屋建筑进行模拟,找寻出设计之中的缺陷。反复的计算、反复的审核与比对,力求保证基础结构设计图纸的完善性。
2.3建筑结构屋面设计
屋面结构设计图纸和屋顶设计图纸是整个房屋建筑结构设计的核心部分。当建筑的屋面是坡形之时,常用的结构处理技术有折板式以及梁板式等两种形式,梁板式更加适合使用在屋面的跨度较大以及平面构造不平整的建筑结构之上,同时针对一些屋脊部位较为复杂的、屋面的坡度较大的屋面,通过梁板式设计方法的运用,也可以得到恰当的处理。上述两种设计形式在运用当中,板筋部分会有部分的拉伸,来抵消建筑构件之间产生的拉力,而针对板筋的强度设计,需要结合建筑的实际情况来进行确定。通常状况之下在结构设计之中需使用大样详图的方式,帮助施工人员更好的领悟设计图纸的意图和设计理念。
3.房屋建筑结构设计中的问题分析
3.1 砖混构造柱兼作承重柱用
在砖混结构中,构造柱不但能够提高墙体的坑剪能力,而且构造柱与固梁联结在一起,形成对砌体的约束,这对于限制墙体裂缝的开展,维持竖向承载力,提高结构的抗震性能有着重要的作用 在当前结构设计中,构造柱经常被作为承重柱使用,这种作法将引起以下几个问题。
(1) 构造柱作为承重柱使用后,使得构造柱提前受力,这不但会降低构造柱对彻底的拉结和约束作和,而且结构一旦遭遇地震作用时,在构造柱位置必然形成应力集中,首先破坏。 这样构造柱不但起不到其应有的作用,反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。
(2)构造柱一般生根于地圈梁中,没有另设基础,构造柱兼作承重柱使用后,柱底基础的抗冲切抗弯部及局部承压强度必然不能满足要求,柱底基础易发生冲切或局部承压会出现裂缝,本文建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计,若梁上荷载和跨度都比较小时,构造柱也可布置于梁下,但此时必须按不考虑构造柱作用来验算下墙体的局部承压和抗弯强度,经验算满足,方可在粱下布置构造柱。
3.2 承重柱截面高度设计过小
这种情况多发生于六度抗震设防区。一些结构设计者误认为六度设防就是不设防,图受力分析方便,他们故意把柱子的截面高度设计得过小,使梁柱的线刚度比加大(因一些结构设计手册中规定:当梁柱的线刚度比大于4时计算简图中梁柱节点可简化为铰支) 。把梁简化为铰支梁,柱按轴心受压计算。 这种做法虽然易于进行结构受力分析,但却给房屋结构埋下了隐患。因为这样做忽略了梁柱间的刚结作用,即忽略了柱对梁的约束弯矩,加之以柱截面的配筋都较小,结构一旦受力后,柱顶抗弯强度必然不足,从而柱子和梁底附近将会出现一条或多条水平裂缝,形成塑性饺,这样在正常使用情况下,柱子已开始带饺工作这不但影响了房屋的耐久性,而且也常常引起用户的恐惧心理,更为严重的是,这样的结构遭遇地震作用时,将会倒塌,这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。
3.3悬挑梁的梁高选用过小
一些设计者往往只注意了对梁的强度和倾覆进行验算,而忽略了对梁挠度的验算。梁高选用过小,引起梁截面的受压区应力过高。在正常使用状态下,梁截面受压区产生非线性变化。 梁挠度随时间的推移不断加大,挑梁的变形引起梁板出现裂缝,裂缝宽度随着挑梁变形的回大而加宽,影响了房屋的正常使用。 据笔者观察,这种挑梁的变形发展到后期,梁支座截面上部受拉区常常出现较宽的竖向裂缝。受支座附近上部受拉区常常出现较宽的竖向裂缝受支座附近剪弯作用的影响,竖向裂缝向下延伸发展为斜裂缝,此时梁已接近破坏,当为托墙挑梁时,梁过大的挠度引起梁上部在梁支座附近出现裂逢裂缝。在梁支座处沿斜向延伸,缝愈靠上愈宽。挑梁的截面过小对结构的抗震也很不利。悬挑结构对竖向地震的作用最为敏感。梁高过小,截面的相对受压区高度较大,梁的延性减小,在竖向地震作用下易发生脆性破坏,失去承载力。
(1)楼板是建筑工程中的主要承重构件。是它将楼面,屋面的荷载传给其周围的墙或梁上,楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周,很容易出现设计质量问题,有的还可能存在严重的质量隐患。楼板设计中常见如下几个问题。
设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足,简单地将双向板作用单向板进行计算使计算假定与实际受力状态不符,导致一个方向配筋过大,而另一方向仅按构造配筋造成配筋严重不足,致使楼板出现裂缝
(2)板承受线荷载时弯矩计算问题,在民用建筑中,常常在楼板上布置一些非承重隔墙,故大楼板设计中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后,进行板的配筋计算。但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载附以楼板的总面积。
中途分类号: TB482.2文献标识码:A文章编号:
房屋建筑工程与人们的日常生活与工作息息相关,同时也关系到社会的安定与可持续发展。如果房屋建筑工程的质量难以满足人们的需求,不仅会产生社会问题,也会严重影响到建筑企业的信誉和形象,从而不利于其自身的可持续发展。建筑结构设计,其实就是设计者将自身的设计理念,通过专业的结构语言表达出来。结构语言包含的知识内容极其丰富与深奥。
1 房屋建筑结构设计的基本方法
在房屋建筑结构设计的过程中,地基设计是否符合相关标准,不仅决定着房屋建筑今后的施工状况,同时还决定着房屋建筑今后的整体投入使用。在整个地基设计的过程中,设计人员首先应对工程的地基进行实地考察,以便在基础设计的过程中能够真正做到科学、合理、经济、适用。此外,设计人员在地基设计的过程中,除了结合当地的地理环境外,还应结合着相关部门提供的地质勘查资料,确保在施工之前将基础工作打牢。
设计人员在设计房屋建筑结构的过程中,除了受当地的地理环境影响外,还在一定程度上受到多种不规则因素影响。针对工程结构较为复杂的建筑结构,设计人员很难对其进行一一定量划分,同时也无法确定工程各个部分的实际建筑范围。一些设计人员在工程设计的过程中,由于对工程设计制度缺乏必要的了解,在整体设计中,无法从整体进行设计,无论是工程使用性能还是工程的抗震能力,都无法在工程建筑设计中体现出来。在影响工程施工质量的同时,还对工程今后的投入使用造成极大的影响。
在整个房屋建筑结构设计的过程中,设计人员只有真正做到心知肚明,才能绘制出科学、完善的设计图,由此就需要设计人员在整个设计的过程中必须具备一定的空间概念,真正理解建筑图纸上的每一个环节及设计意图。只有这样才能使施工人员明白设计图的具体内容,从而制定与之相符的施工方案。例如:设计人员在工程建筑结构设计的过程中,经常会遇到屋面起坡造成阁楼部分墙体超高,针对这一状况,设计人员应结合着阁楼门窗的实际设计高度降低阁楼墙体的总高度。并在不影响建筑图纸的情况下,将详图绘制到建筑图纸上,确保施工人员能够及时的了解设计人员的设计意图,从而采取与之相应的施工方案。此外,在整个房屋建筑结构设计的过程中,针对工程标高及外形尺寸,设计人员必须精确的对其进行测量、计算,以便从根本上确保其与建筑专业协调一致。
在楼梯梯板挠度控制的过程中,设计人员应注意梯梁下的净空以及梯板宽度的实际要求,在楼梯设计的过程中尽量将其与上下楼的位置统一,使其在原有的基础上形成统一的整体,针对局部不合适使用的地方,可以适当的使用折板楼梯。在折板楼梯钢筋安装的过程中,需要设计人员从内折角处将其断开分别锚固,以此来防止局部的应力集中。在首段梯板设计的过程中,设计人员应注意到基础沉降的问题,在情况允许的前提下,可以设置相应的梯梁,在整个基础设计中,施工人员应按照施工图纸进行施工,除了使用混凝土进行标号外,还应使其在原有的基础上具备耐久性的特点。此外,设计人员在整个工程建筑设计的过程中,针对局部墙体中存在较大荷载时,也应在原有的基础上对其宽度进行及时的调整,在条件允许的状况下,设计人员可以在基础图中将构造柱的实际设计状况绘制在整体结构图中,确保构造柱的准确定位。
2 当前房屋建筑结构设计中应注意的问题
2.1 地基结构设计中应注意的问题
地基是房屋建筑的最根本的环节,也是结构设计的基础部分。地质因素是地基结构设计首先要考虑的条件。水文条件、房屋建筑的承载力情况以及地区抗震烈度等因素都要被结构设计综合考量。在认真比对的基础上,设计出合理经济的基础形式。
基础宽度小于2.5m 时,要最先考虑诸如灰土条形基础、四合土条形基础等刚性条形基础。在基础宽度大于2.5m 时,要采用比较柔性的基础。对于没有地下室、承载多的多层内框架结构,设计十字交叉梁条形基础可以有效的减少地基的不均匀沉降。
后浇带设计对于保证地基不均匀沉降的对应调整具有现实作用,后浇带的设计范围应该有效的限定在800~1000mm。灌注后浇带所使用的材料要选择比原构件提高一级的微膨胀混凝土,并且要确保后浇带的梁板的牢固。
2.2 承重墙结构设计中应注意的问题
在理论上,承重强越是多的房屋建筑,该建筑的安全质量就越好。但是,过多的承重墙应用不符合结构设计中美观大方的原则。结构设计者要在保证房屋建筑质量的安全性的基础上,尽可能的减少承重墙的设计,对于不可取代的承重墙,要提高其抗剪的强度,选用强度等级高的承重墙建筑材料,提升承重墙抗压、抗震能力。
3 房屋建筑结构设计中的主要问题
当前房屋建筑结构设计中的常见问题主要有,桩间距过小,桩身钢筋笼长度不足,承重砖基础采用多孔砖砌筑,房屋高度、高宽比超过现行规范、规程的限值。桩间距过小,不满足规范对桩的最小中心距的规定,特别是试桩、锚桩之间的间距,往往被设计人员忽视,这直接影响了试桩结果的正确性。桩身钢筋笼长度不足,对挤土灌注桩,桩身钢筋笼长度没有穿越软弱土层的层底深度,不能满足桩基规范。承重砖基础采用多孔砖砌筑,是根据多孔砖墙体结构构造,地面以下或室内防潮层以下的基础不得采用多孔砖砌筑。房屋高度、高宽比超过现行规范、规程的限值,就现行的规范、规程给出了房屋的最大适用高度和高宽比限值。某些房屋建筑房屋高度超过最大适用高度或高宽比超出规定限值,甚至个别建筑高度和高宽比均超出规定限值。在结构设计过程中,对于房屋高度、高宽比和体型复杂程度超过现行规范、规程的高层建筑,应按超限高层建筑进行设计。同时、另一点不容忽视的问题是,房屋适用高度除与结构体系类型及抗震设防烈度有关外,还与场地类别与结构是否规则等因素有关。结构尽可能规则,结构的布置才能更趋于合理,这是结构设计中十分重要的环节,这里的“规则”包含了对建筑的平立面外形尺寸,抗侧力构件布置、质量分布,直至承载力分布等诸多因素的综合要求。
板是建筑工程中的主要承重构件,是它将楼面,屋面的荷载传给其周围的墙或梁上,有些工程师在设计中为计算方便或因对板的受力状态认识不足,简单地将双向板假定为单向板进行初步计算,使计算假定与实际受力状态不符,导致一个方向配筋过大,而另一方向仅按构造配筋,造成配筋严重不足,致使板出现裂缝。楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周,很容易出现设计质量问题,有的还可能存在严重的质量隐患。
【引言】
在实际工程中,设计人员在整个建筑工程中担负着重大的责任,设计者在设计概念和方法上的差错,有的是由于没有对有些住宅设计引起高度重视,盲目参照或套用其他的设计的结果;有的则是由于设计者对设计规范和设计方法缺乏理解;还有的是由于设计者的力学概念模糊,不能建立正确的计算模式,对结构电算结果也缺乏判断正确与否的经验,缺乏对整个工程的整体把握能力,导致了不应该的事情的发生。为避免类似的情况发生,确保建筑设计质量能上一个台阶,本文对这些问题进行系统分析,以提高对结构设计中的常见问题的防范能力。
一、房屋结构设计常见问题
1、房屋结构设计人员思想重视不足
房屋结构设计人员对结构设计的重要性认识不足,对规范的学习和理解不够,很多工程设计涉及的内容考虑不够,仅仅考虑一些方面。有的甚至照搬别的设计成果,对设计没有做足够的比较分析,认为对设计的些许偏差对工程质量无足轻重。有的对新规范的学习不够,照用老规范,结构导致设计质量达不到要求。
2、基础设计不当
基础设计不当是房屋结构设计中的常见问题之一,主要表现在基础设计荷载取值不准确、基础拉梁的设计和计算不尽合理。钢筋混凝土多层框架房屋多采用柱下独立基础,当地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层时,可不必进行地基和基础的抗震承载力验算,但这些房屋在基础设计时应考虑风荷载的影响。另一种情况是在设计独立基础时作用在基础顶面上的外荷载取值不当。基础拉梁
的设计和计算不尽合理是基础设计不当的另一个重要问题,用总刚分析方法进行计算,有时虽然楼板厚度取零,也定义弹性节点。采用程序进行计算,常忽略房屋平面不规则的问题。在基础拉梁设计上,方案也受框架底层高和埋置深度的影响,常在设计方案上对这些实际分析不透,造成设计方案的错误。
3、框架结构设计不当
一方面表现在框架结构带楼、电梯小井筒,而这种设置是不合理的,因为井筒的存在会吸收较大的地震剪力,相应地减少框架结构承担的地震剪力,而且井筒下基础设计也比较困难,因此,框架结构设计中应尽量避免设置钢筋混凝土楼电梯小井筒。另一方面,在结构计算中,选取的指标对于设计的质量影响较大,有时考虑不充分,在参数的选取上不够完善。最后,结构周期折减系数选取不当。由于框架结构中设有填充墙,计算周期大于实际周期。因此,算出的地震剪力偏小,使结构偏于不安全,因而对结构的计算周期进行折减是必须的,但对框架结构折减系数经常取得太大。
4、地梁设计不当
在框架结构中,地梁的设计是结构工程师经常遇到的。它的作用是,地梁与基础连接,地梁对基础起拉接作用,一定程度的调整基础不均匀沉降;当基础埋置较深时,地梁与框架柱连接,降底了框架柱计算高度,地梁对框架柱内力分析有一定的影响;地梁是支撑底层墙体的受力构件。地梁的受力状态与普通的框架梁的受力状态不同,普通的框架梁在荷载作用下,梁产生变形不受其他介质约束,梁上荷载传递给框架柱;而地梁在荷载作用下,梁变形受到土的约束,一部分荷载通过梁底土的反力和梁侧土摩擦阻力传递给地基;另一部分荷载传递给框架柱。由于土反力的复杂性,目前定量确定土反力和梁侧土摩擦阻力还有困难。
在工程设计中,有两种处理方法,第一种是把地梁按一层框架梁计算,不计地基土的影响,把荷载全部传框架柱。这种处理方法使计算模型与实际情况不符。地梁与框架梁不同,地梁处没有风力、地震作用,也没有水平变形,按嵌固考虑。结构电算时,往往“底层层高”不高,即地梁与基础顶面距离,形成“底层框架柱"为短柱或极短柱,使电算结果很不合理。第二种是把地梁不参与框架结构的整体计算,当作简支梁,地梁的剪力传递给框架柱,不计地梁弯距的影响。笔者认为,尽管二种方法都有缺陷,相比之下,第二种方法要相对合理些。
5、伸缩缝问题
伸缩缝也称为温度收缩缝,是因为温度的变化和混凝土的收缩会产生水平
向和竖向的内力和变形。钢筋混凝土结构一般不计算温度和收缩产生的内力,是因为建筑物的温度和收缩参数难以确定,另外混凝土不是弹性材料,它有塑性变形、徐变、应力松弛。实际计算的内力远小于按弹性结构的计算值,因此由构造措施来保证。当房屋长度超过一定限值时,规范要求设伸缩缝。伸缩缝缝宽规范没有规定,理论上是由计算确定。在工程设计中,是由经验确定。在建筑物中设收缩缝,给建筑处理和美观带来不利的影响,现有建筑物流行不设伸缩缝。一般有两种措施来保证,一是设后浇带;另一种是在混凝土中添加微膨胀剂来减少温度收缩应力。如以上两种措施联合使用,综合效果会更好。
二、常见问题防范措施
1、严格遵守《规范》及相关规定,提高设计者责任心
从当前出现问题的工程来看,大部分是由于设计人员在设计过程中考虑不尽周到,或者对新规范的学习和理解不够,如果能够严格按照《规范》进行设计,对现场作必要的调研后量身定做的话,很多问题是可以避免的。这就要求设计单位要加强对设计人员的培训力度,要从长远的角度出发,定期地安排设计人员学习新的内容,防止设计与实践脱钩,提高照搬其他工程的惩罚力度,并对每个工程的设计方案进行考核,与他们的绩效挂钩,提高设计人员的责任心。
2、经济、安全、高质量进行基础设计
不管是工业还是民用的房屋,高层的结构比较多,这就对设计人员在地基和基础设计上提出更高的要求。地基与基础设计要做到经济合理,安全适用,设计人员必须依据地质勘察资料,统一考虑多方面因素进行基础类型和上部结构方案设计。在进行荷载计算时,不要简单的套用基础设计公式,采用规范给定的地基容许承载力值,确定地耐力设计值,这样还是不够,还应按《规范》的规定进行容许承载力修正。持力层容许的承载力上,要根据土的类别组成,进行承载力计算,不同土容许承载力相差悬殊,容易造成达不到设计强度,必然潜伏着不安全因素,而应当根据规范的验证公式进行验算。在基础的计算过程中,要根据规范要求,对基础进行总刚分析方法计算和程序计算,对于采用电算的,不断过于相信,也应该正确选择模型,参考已有的实践经验,认真设计和校核。通过多种方法结合比较并验算,减少计算偏差,使基础达到设计强度要求。
3、科学设计框架结构
首先,框架结构应尽量避免设置钢筋混凝土楼电梯小井筒,实在需要设计时,井筒墙壁厚度应当减薄,并通过开竖缝#开结构洞等办法进行刚度弱化,配筋也只宜配置少量单排钢筋,以减小井筒的作用。其次,在框架结构参数的选取上,不仅要选取电算用的自振周期、楼层地震剪力系数楼层弹性层间位移、楼层的侧向刚度比、振型参与质量系数、抗震墙结构抗震墙承受的地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值等电算指标,还要在综合考虑其他各项指标进行电算结果的验算。再次,在结构的配筋上,注意构件最大配筋率和最小配筋率的限值。要保证建筑结构在地震发生时具有一定的延性,又必须满足强度要求。严格按照规范要求,保证钢筋在各个部位所需满足的锚固、延伸和搭接长度,材料选用也必须满足强度要求。
最后,建筑物顶层比较特殊,必须严格按照国家及当地标准设计实施,防止屋面温度应力引起的墙体开裂。
三、结束语
在房屋结构设计过程中,出现的问题是多种多样的,本文从中挑出几个比较有代表性的问题,希望对设计人员有一定的作用,尽量在设计过程中减少这些问题的发生,提高我国工业和民用建筑的质量,为人员的安全提供保障。
参考文献:
[1]闫世成,赫英福.谈谈房屋结构设计中应引起注意的几个问题[J].2002,4.