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绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇房屋建筑及结构设计,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
引 言
随着我国科学技术的不断发展,社会也在不断的进步,人们的生活质量明显提高,基于这种情况,为了满足人们的高水平生活,他们对房屋建筑的设计也会提出越来越高的要求。这在一定程度上会促进我国建筑行业的不断发展,使房屋建筑达到更好的社会效益和经济效益,才能够更好地促使发展城市化。
在房屋建筑行业中,房屋建筑的设计是整个工程的最核心的部分,设计是整个房屋建筑结构建造的图纸依据,如果我们想要使房屋建筑的整体质量得到提高,重中之重就是要提高房屋建筑设计图纸的设计质量。在房屋建筑设计图纸的设计前期阶段,我们要做足充分的准备,首先要实地考察房屋建筑的场地现状,找出以后的使用过程中容易出现的问题,然后重点设计,减少以后的安全隐患。此外随着时代的发展,创新业越来越被重视,房屋建筑的设计也要求有创新性。但我们首要做的还是要使建筑物有较好的安全性,否则就会严重影响房屋建筑的使用,使社会效益和经济效益大大的打折扣。
1 房屋建筑结构设计中常见问题
1.1 基础设计容易出现的问题
建筑物的基础是整个建筑物的支撑部分,是整个建筑物能否安全屹立的关键,所以基础的设计是十分重要的。然后再实际的设计中,大多数的基础设计都不够完善。在设计前的准备阶段,一般没有比较详细地地质勘测报告,仅有的资料就是甲方单位根据周边建筑物的基础来粗略的制定一个地质情况,依据这些资料就进行房屋建筑施工图的设计,这使得基础设计资料可靠性大大的降低,所以为了让基础设计更合理,必须的进行详细地地质勘测,有一个可靠地地质资料。
对于需要加固处理的建筑物,不进行专门的软基处理设计,仅仅参考以往的经验或者直接套用以前的设计,而不结合实际地质情况进行对症下药,严重的影响以后建筑物的安全性。
在房屋建筑的设计中,一些设计工作者未按照相应的建筑设计规范对作为主要承重结构的柱,梁以及地基的荷载乘上相应的折减系数。这就造成了荷载取值不合理,导致了基础设计不合理。然而在当下,几乎所有的房屋建筑都是高层的框架结构,采用柱下独立基础,如果荷载取值不合理,使得地基不能有足够的承载力,刚度以及稳定性。最后导致了地基下沉,建筑物整体倾斜等严重情况。
1.2 框架结构设计容易出现的问题
在房屋建筑框架结构(如图1)的设计中,一些设计工作者只设计了横向框架却忽略了纵向框架,按照房屋建筑规范的要求,水平地震作用应从两个主轴方向分别进行计算,各方面的地震和用应由该方向的抗侧力构件来承担。所以。框架的纵向设计应该和横向设计结合在一起,形成一个有机的整体。对于建筑物框架的非抗震设计,有些设计工作者就按照一般的连续梁进行设计,而不考虑梁的纵向作用,最后使得配筋以及箍筋不符合规范要求,框架的稳定性得不到满足,容易出现配筋不足的情况。
此外,在框架结构最容易出现的问题就是,承重柱的截面的设计高度太小。这主要发生在六度的抗震设防地区,一些设计工作者错误的认为,当在六度设防地区的时候,就可以不做防护措施,设计工作者为了计算简洁就故意把承重柱的截面高度做得很小,这就导致了梁的线刚度比增加。把梁简化为铰支梁,柱按轴心受压计算。这样设计的话,在受力分析上是相对简单了,但是这会严重影响房屋结构的安全性能。因为这样做忽略了梁柱间的刚结作用,然而柱截面的配筋都是比较小的,结构一旦受力后,柱顶不能有足够的抗弯强度,从而柱子以及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,严重影响了房屋的耐久性。如果这样的结构遭遇地震作用,有很大的倒塌可能。
最后是关于连续梁的设计按单梁进行设计的问题,这个问题主要出现在阳台梁的设计中。因为阳台梁的荷载较小,所以设计者没有重视这个问题,而把实际的连续梁按照单梁来设计,这样就会引起支座附近受拉区出现竖向裂缝。再加上该梁暴露在外面,受温度的影响比较大,这就会使梁的承载力降低,影响了梁的使用安全问题。
1.3 楼板设计容易出现的问题
楼板(如图2)作为主要承重的构件,用来将楼面、屋面的荷载传送到周围的墙或梁上。因此,楼板的设计出现问题将影响到梁、墙、柱等构件的安全。对整个设计要有周全的考虑,否则容易出现质量问题,甚至存在严重的安全隐患。下列几个问题在楼板设计中经常发生的。
(1)由于设计工作者板的受力状态认识不清楚,在设计时简单地将双向板用单向板进行计算,出现计算假定与实际受力状态不相符合,这就导致了一边配筋过大,一边配筋不足的情况,容易使板出现裂缝。
(2)设计工作者常常在楼板上布置一些非承重隔墙,在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。这样板就承受线荷载,影响板的寿命。
(3)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。有的设计工作者为图省事,配筋计算而取两上方向的有效高度一致进行,导致了长跨有效高度偏大,降低配筋,导致结构构件存在质量隐患,严重时出现开明缝的现象。
2 房屋建筑结构设计中问题解决措施
2.1 基础设计常见问题的预防措施
为了高层建筑整体的安全性能,我们必须把基础设计的安全可靠。随着高层建筑物的不断增加,我们要对基础设计的要求也越来越高,在基础设计中,设计工作者要结合实际的考虑影响房屋建筑地基基础的各种因素,在实地勘察的准确的勘测资料的基础上,进行建筑结构基础的设计。此外,设计工作者在进行地基基础承载力计算的时候,要严格按照规范的要求,并且对地基容许承载力进行验算修正。在持力层的承载力计算方面,设计工作者要按照勘测资料中土质的类型进行力的计算(土质不同,容许的承载力是各不相同的)。
对于房屋建筑地基的设计中的计算,设计单位要严格按照规范的要求,认真计算力。此外还要建立标准的模型,并且对现有的实践经验修改与校核,确认满足设计要求,方可使用。
总而言之,在地基基础设计方面,需要进行多方比较和计算,以减少不必要的误差,使得房屋建筑地基基础满足承载力、刚度、稳定性的要求。
2.2 框架结构设计常见问题的预防措施
(1)在对房屋建筑框架结构设计时要避免设置钢筋混凝土楼电梯小井筒,要纵向框架和横向框架一块设计,综合考虑。
(2)就是在框架结构参数的选择上不仅要选取楼层地震剪力系数、电算的自振周期、楼层的侧向刚度比等,还要综合地考虑其他指标进行电算结果的验算。
(3)就是要在结构配筋上注意构件的最小配筋率和最大配筋率的限值。要严格的按照规范要求,保证钢筋在每个部位所需要的延伸、搭接和锚固长度,材料的强度也要达到要求。在地震发生时要具有一定的延性,还要满足强度的要求。还有就是建筑物的顶层是特殊部位,要按照国家的标准进行设计实施,以防因为屋面温度的变化而引起墙体的开裂。
2.3 楼板设计常见问题的预防措施
对于楼板的设计,设计工作者要严格的按照规范标准进行设计,这样就可以减少许多安全隐患。因此,就要对设计工作者加强培训的力度,例如定期的安排设计工作者学习新的规范内容,并且要与实践相结合,还要对每个设计好的建筑进行总结,并且、进行考核,设计的比较好的人员要进行奖励,从而提高设计工作者的责任心,促进他们的工作动力。
3 结束语
随着我们房屋建筑工程行业的不断发展过程,所以我们要对房屋建筑结构设计加以重视,并且设计也是建筑施工的参考,为了全方位的保证房屋建筑的质量,减少安全隐患,我们必须要加强房屋建筑设计,针对可能出现的问题采取预防措施,提高房屋建筑的使用性能,保证房屋建筑结构设计革新与建筑施工的同步进,促进我国建筑行业的不断发展。
参考文献
[1]刘彦.房屋建筑结构设计中常见问题[J].中国新技术新产品,2010(12):25~26.
[2]何凤滨.房屋建筑结构设计中常见问题分析.城市建设理论研究(电子版),2013(08):37~38.
关键词:房屋建筑;建筑结构设计;问题:对策:
随着社会经济的发展,我国建筑业近年来呈现蓬勃发展之势。建筑结构设计是房屋建筑工程的重要构成内容,其工作具有常规性和复杂性等特征。基于此,笔者结合工作实践体会,就房屋建筑结构设计中的常见问题进行归纳与分析,并提出防治措施,以期为提高房屋建筑工程质量提供有益借鉴。
1、地基与基础方面的问题及防治
首先,在建设多层房屋的时候,必须有对所建筑施工的地质情况进行详细的勘察,看是否符合所建房屋的标准要求,将要进行的建筑也要根据地质报告来进行设计研究,二者相互印证,不能分开。实践中,有的施工企业对地质没有一个具体的参考数据,仅凭建设单位的对其进行表面上,口头上的复述,这就可能导致设计出来的房屋在数据参考上就存在很多的不合理,有些设计指标和科学数据和现实中无法匹配。因此,一定要按照科学的程序一步步的完成施工步骤,严格按要求办事。
第二,对地基进行施工的时候,要对软土层进行换土垫层处理,不能简单的采用砂垫层。如果建筑设计者对地基的软土层处置时,不去考虑软土层的实际状况进行考察,仅凭自己的经验和直觉置,则可能给工程带来安全隐患。建筑的地基是建筑物的基础,必须做到严谨、科学,才能稳固上层的建筑,才能建造出安全的建筑。
第三,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,因而荷载值不准确。
2、构造柱兼作承重柱的问题及防治
必要时砌体结构里面是可以设置单独的受力柱,此柱的截面和配筋应符合混凝土规范的要求,有抗震设防要求时应满足抗震规范的要求。与此相连的梁的构造和配筋也要满足相关的要求。在当前结构设计中,构造柱经常被作为承重柱使用,这种做法将引起以下几个问题:
首先,构造柱作为承重梓使用后,使得构造柱提前受力,这不但会降低构造柱对墙的拉结和约束作用,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刚,反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。
其次,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就容易出现裂缝。因此建议承重大梁下的柱子应按承重柱没计。若梁上倚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墙体的局部承压和抗弯强度。经验算满足后,方可在粱下布置构造柱。
3、承重柱截面高度设计过小问题及防治
这种情况多发生于六度抗震设防区。一些结构设计人员误认为六度设防就是不设防,为了让受力分析简单,因而把柱子的截面高度设计得过小,使桨牲的线刚度加大(因一些结构设计手册中规定:当梁拄的线刚度比大于4时,计算简图中梁柱节点町简化为铰支)。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,但却给房屋结构安全埋下了隐患。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,从而柱子在粱底附近将会出现几条或多条水平裂缝,形成塑性饺。这样在正常使用情况下,柱子已经开始带铰工作,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,这样的结构一旦遭遇地震作用时,将会倒塌,这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。
4、连续梁按单梁进行设计
视图受力分析方便,设计者把实际应为连续粱的梁按简支梁进行设计,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粱上裂缝处,引起梁的支座附近沿整个梁截面四周裂缝贯通,粱承载力降低,直接影响了使用安全。
5、梁高选用过小的问题
设计者往往只注意了对梁的强度、刚度进行验算,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。梁的变形引起梁板出现裂缝,裂缝宽度随着粱变形的增大而加宽,影响了房屋的正常使用。
6、楼板设计常见问题及防治
首先,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。
其次,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。
【关键词】房屋;建筑设计;问题;对策
当前我国房屋设计的状况与存在问题伴随着我国国民经济的飞速发展,人民群众对物质文化的需求也越来越高,审美、欣赏的水平也在逐步提高。当前,我国的房屋建筑设计已进入百花齐放、百家争鸣的竞争与比较的时代,由于房屋住宅商品化、市场化以后,极大地推动了住宅建筑设计的发展,风格各异的住宅都涌现出来,不可避免地出现了一些设计不合理的现象。房屋建筑设计是个系统、全面的工作。结构设计人员应具有扎实的理论知识,灵活创新的思维和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,从而不断提高自身的结构设计水平。由于对规范和专业知识的理解深度不够或认真程度不够,在房屋建筑设计的过程中会出现多种问题。
1. 地基与基础方面
1.1 柱下独立基础带梁板式的地下室底板设计时,容易忽视因建筑物沉降而引起的附加应力的影响。在上部荷载作用下,整个地下室底板与柱下独立基础协同受力,共同发生沉降变形,如不考虑因此产生的附加应力,会使地下室底板设计偏于不安全,可能会导致地下室底板因承载能力不足而产生裂缝。尤其对采用天然地基为基础持力层的情况,其影响更为显著。
1.2 对于带地下室的建筑,当地下水位较高时,室外地坪以下结构部分的外轮廓形状力求简洁,以利于建筑防水的施工。柱下承台相对于防水底板下反时,因柱下承台放坡的影响,基槽形状变得很复杂,并且会出现较多的阴阳角,这不但增加了防水施工的难度,延长了施工的时间,而且防水施工的质量也难以得到保证,此外还增加了工程造价。
1.3 地下室底板和外墙配筋计算时,易出现假设条件与实际情况不符的情况。以地下室外墙配筋计算为例,不少工程设计人员不区分地下室外墙所带扶壁柱尺寸大小,均按双向板来计算地下室外墙配筋,扶壁柱则采用地下室整体结构电算分析结果进行配筋,未考虑地下室外墙双向板荷载对扶壁柱的影响。实际上地下室外墙与扶壁柱协同变形,共同受力,这种计算方法使地下室外墙竖向受力筋配筋偏小、扶壁柱配筋偏小、外墙水平分布筋偏大。
1.4 天然地基上锥形独立基础设计的问题。锥形基础斜面坡度大于1:3时,锥体部分砼难以振捣密实,施工现场容易出现是砼自然堆上,采用铲子或抹灰刀拍捣成形的现象,锥体部分的砼难以达到设计强度要求。
2. 房屋建筑设计构造柱兼作承重柱
砌体结构房屋中的构造不仅能够提高墙体的抗剪承载力,并且通过与圈梁整浇使砌体形成约束砌体,一方面提高了砌体结构的竖向承载力,另一方面,限制建筑物墙体出现裂缝以及增强砌体结构建筑构的抗震性能。设计人员在设计此类结构时,将构造柱截面尺寸加大后作为房屋建筑的承重柱使用,这种设计方法会使当房屋建筑遭遇到地震作用时,因该位置的构造柱截面尺寸较大,会在此位置形成应力集中,用作承重柱的构造柱会先遭到破坏,这种情况下的构造柱不仅不能够起到其自身该有的作用,反而成了房屋建筑中一个十分薄弱的部分。
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。一些结构设计人员误认为六度设防就是不设防,为使结构受力分析方便,故意将柱子的截面高度设计得的过小,使梁柱的线刚度比加大(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。此种处理方法虽易于进行结构受力分析,但却给房屋建筑留下了安全隐患。忽略了梁柱间的刚结作用,并且柱截面尺寸及配筋都较小,结构一旦受力后,柱顶因抗弯强度不足而使柱子在梁底附近将会出现水平裂缝,从而形成塑性铰。
4. 悬挑梁问题
4.1 因受到规划等因素的限制,悬挑梁的设计普遍存在于建筑结构设计中。建筑结构设计中经常出现悬挑梁悬挑部分的荷载远小于非悬挑部分的荷载的情况,所以造成悬挑部分梁截面宽度与高度小于非悬挑部分梁相应的截面尺寸。设计人员在设计时常常简单地将非悬挑梁顶部纵筋向悬挑端延伸便认为满足了设计要求,忽视了因悬挑梁截面宽度小于非悬挑梁截面宽度而使非悬挑梁顶部两侧的纵筋无法延伸到悬挑梁内。
4.2 建筑结构施工时,普通梁箍筋的接口位置一般在梁上部两角交替绑扎,对悬挑梁箍筋的接口位置,规范和相关构造图集没有给出明确规定,仅要求悬挑梁箍筋通长加密,弯钩不小于135°,弯钩平直段长度不小于10d。借助箍筋对梁混凝土的约束作用,梁纵筋通过与混凝土之间的粘结、摩阻、咬合等形式共同抵抗外力。箍筋的作用是协助混凝土抗剪,而箍筋接口是箍筋的薄弱部位,施工过程中因箍筋制作绑扎不规范,大大削弱了箍筋对构件混凝土和纵向钢筋的约束作用。
4.3 悬挑梁设计时,设计人员仅对梁的强度和抗倾覆问题进行设计验算,忽视了梁挠度的计算。因悬挑梁截面高度选用不足,导致悬挑梁截面受压区的应力过高。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增大,因悬挑梁变形过大而引起梁板出现裂缝,裂缝宽度随悬挑梁变形的加大而加宽,严重影响了房屋的正常使用,并且这种挑梁变形发展到一定时期,梁支座截面上部受拉区常出现较宽的竖向裂缝。
5. 房屋建筑楼板设计
在整个建筑工程中,因楼板的存在,墙、柱等竖向抗侧力构件共同变形,共同抵抗水平地震荷载、风荷载等水平荷载,故楼板的合理设计显得尤为重要,房屋建筑设计人员必须全面考虑整个设计,楼板的厚度及配筋应结合不同的结构形式、不同的房屋高度、不同部位的受力要求等因素综合确定,楼层平面中的楼板尽量少开洞,如开洞面积较大时应增加洞口周边楼板厚度及配筋,必要时将楼板设置为弹性板进行计算分析。建筑物屋面及端部开间是温度应力较大的部位,在楼板设计时,可适当增加建筑端部开间的楼板厚度,屋面板厚度不宜小于120mm,并且端部开间及屋面板采用双层双向钢筋,钢筋间距不大于150mm,直径不应小于8mm。外墙转角处应设置放射形钢筋,在楼板板宽急剧变化处,大开洞削弱处等易引起收缩应力集中处,应加大配筋。在楼板设计的过程中,应充分认识建筑中不同部位楼板的实际受力状态而采取相应的处理措施,否则楼板易出现温度裂缝或其他裂缝,严重影响结构的安全和使用。
6. 结语
总之,我们设计工作者应严格按照规范、规程的要求进行设计,注重理论与实践相结合,只有这样,才能从根本上消除设计质量的隐患。
参考文献
[1] 王玉玲,朱江雁.《浅谈住宅建筑节能设计》.新疆化工,2006,01.
[2] 唐海珠,周波,刘星彤《住宅建筑节能设计的研究》.山西建筑,2009,03.
[3] 董建华.《房屋节能设计体系施工技术应用》.山西建筑,2009,03.
[4] 朱姝卿.《浅谈住宅建筑的节能设计措施》.民营科技,2009,06.
关键词:高层建筑;结构设计;问题;对策
中图分类号:TU208文献标识码: A
引言
城市建设进程的加快,大量人口涌入到城市当中,城市用地呈现非常紧张的局面,在这种情况下,高层建筑项目得以快速发展起来。高层建筑由于其垂直高度较大,而且结构较为复杂,需要具有良好的承载力和抗震性,所以对于建筑材料、施工技术和结构设计具有越来越高的要求。特别是目前高层建筑结构开始向复杂化和多样化的方向发展,这就给结构设计师带来了更大的挑战。
一、建筑结构设计中存在的问题
1、建筑结构设计图纸过于简单
在建筑项目施工中,建筑结构设计图纸的作用至关重要,要想使图纸能够更加完善和合理,要在进行设计时对每个细节问题都进行重视,在建筑结构设计方面要对建筑结构类型、建筑结构抗震设计、建筑结构抗震等级、建筑结构防裂等问题进行重视。但是,在现在的建筑结构设计中,存在着很多的设计环节不规范的情况,在设计方面采用的标准不规范,设计图纸中对很多事物的标高等重要信息没有进行明确,导致建筑项目在施工中出现了很大的随意和混乱问题,对建筑项目的质量产生了很大的影响。
2、建筑基础选型不够合理
建筑结构在基础选型方面对建筑的安全性、实用性、科学性以及合理性问题要进行重视。现在,很多的高层建筑项目在基础选型方面出现了不合理以及不科学的现象,地基的承载能力不足导致建筑项目出现变形的问题。不合理的建筑基础选型会导致建筑项目地基出现不均匀的沉降问题,对建筑的安全系数有很大影响,建筑质量无法达到要求,对建筑项目的使用寿命也将产生很大的影响。
3、高层建筑消防结构设计不够规范合理
高层建筑的结构设计是非常复杂的,因为其功能的多样化,就要求其内部结构设计的多样化。不同的结构设计又会需要不同性质的材料,这也给高层建筑的设计带来了障碍。换言之,材料的可燃性会加大火灾的风险,特别是在风力较大的高层建筑中,一旦发生了火灾,就会迅速扩张火势,对高层建筑的安全性造成了极大的威胁。此外,高层建筑的层数越多,越应该充分考虑到高层建筑材料的特性。
4、地下室外墙设计不够科学
在建筑结构设计中,地下室外墙设计占据非常重要的地位,其也是建筑结构设计中非常容易出现问题的部分。地下室外墙设计对地下室建设有很大的影响,对整个建筑项目的承载能力也有很大的影响,因此,在设计方面比较严格。但是,地下室外墙设计在整个建筑结构设计中并没有得到很多人员的重视,在施工中也出现了很多的问题,比较常见的问题就是地下水位的高低、地下层数、地上负载等因素,这些因素对建筑项目的安全系数都有很大的影响,对建筑项目的质量也有很大的影响。
二、建筑结构设计中的应对策略
1、建筑结构设计图纸过于简单
在建筑项目施工中,建筑结构设计图纸的作用至关重要,要想使图纸能够更加完善和合理,要在进行设计时对每个细节问题都进行重视,在建筑结构设计方面要对建筑结构类型、建筑结构抗震设计、建筑结构抗震等级、建筑结构防裂等问题进行重视。但是,在现在的建筑结构设计中,存在着很多的设计环节不规范的情况,在设计方面采用的标准不规范,设计图纸中对很多事物的标高等重要信息没有进行明确,导致建筑项目在施工中出现了很大的随意和混乱问题,对建筑项目的质量产生了很大的影响。
2、保障建筑基础选型的合理性
建筑结构在选型方面要对两方面的指标进行重视,对建筑外形设计情况和建筑项目所在区域的地质情况要进行掌握。建筑结构设计人员在拿到提资图以后,不能盲目的开展建模计算工作,要对建筑项目的外形设计特征和建筑项目所在区域的地质情况进行全面的认知和分析。建筑基础选型过程中,结构设计人员要和其他方面的工作人员进行充分的协调,设计出更加可行的方案。建筑结构设计的科学性和合理性得到保证,才能保证建筑项目施工的质量。
3、优化高层建筑的消防结构设计
随着建筑业的发展,高层建筑在城市中的应用越发普遍。除去自然灾害引发的地震以外,还要充分考虑人为因素引起的灾害,比如火灾。高层建筑结构越复杂越高,那么一旦引起了火灾,使用者的人身安全和财产安全就会受到极大的威胁。因此,在高层建筑结构的设计中注意防火是很关键的。首先,防火间距要合理,设计人员在进行设计时,要按照相关规定进行操作,精确地测出建筑物之间的实际距离。然后,对于设计要因地制宜,防火结构一定要符合实际的地形情况。除此之外还有安全疏散通道的设计也很重要。一般而言,安全疏散通道应该进行垂直结构设计,而且尽量多设计几条,利于慌乱人群的疏散。安全疏散通道中一定要设计防烟区,避免烟雾将疏散的人群呛晕。设计人员可以使用分隔式的设计,可以更好地控制火势和烟雾的蔓延。另外,防火门、防火墙以及其他防火设备等也需要设计人员注意。
4、确保地下室外墙设计的科学性
在现代建筑,特别是高层建筑项目施工的过程中,建筑物的整体质量在很大程度上由地下室外墙所支撑。因此,若在建筑结构设计的过程中,对于地下室外墙的设计不够科学与合理,则势必会导致整个建筑物的稳定性受到严重的影响。结合实际工作经验来看,在地下室外墙设计的过程当中,结构设计工作人员首先需要对整个建筑物的质量加以衡量,结合建筑项目所处区域的地质特征,完成对地下室外墙基本尺寸的设计工作。常规意义上来说,对于高层建筑项目而言,地下室外墙结构设计过程中的墙面厚度需要保持在250mm以上。同时,为了防止由水泥用量增大而导致地下室外墙墙面混凝土产生裂缝问题,应当避免将混凝土强度设计过高,但也应当在C30等级以上。
5、优化高层建筑的抗震性能
高层建筑结构的设计要保证各个地方的刚度对称且均匀,其平面形状也要尽量的规范和尽量的简单。如果能够保证以上要求达到标准,那么在计算地震应力时就会容易的多,处理起来也会容易很多。比如地震应力扭转和集中地方的处理等等。由此可见,在设计高层建筑的结构时,要尽量可能地将建筑刚度的中心点和地震力作用中心点设计到一起,正常情况下,偏心距e要比与外力作用线垂直的建筑物边长的5%小。高层建筑物体积庞大,吨位也很大,如果抗震效果不好,那么一旦出现地震或者其他使之震动的因素,造成的损失将是巨大的。为了避免灾难的发生,必须要优化好高层建筑的抗震性能。
6、对建筑材料加以统筹安排与利用
在工作人员展开建筑结构设计工作的过程当中,对于各类建筑材料的选取同样是关键的工作内容之一。对于建筑材料的选择需要充分考虑的指标包括:建筑材料的受力特征;建筑材料的工作环境。同时,所选择的建筑材料应当在保障材料使用性能的基础之上,最大限度地降低建筑材料的损失与浪费问题。此过程当中需要特别注意的是:建筑结构设计人员需要结合项目设计的实际情况,设计多种建筑材料的选取方案,通过综合对比的方式,选择经济优势、以及性能优势最为突出的建筑材料设计方案。
结束语
高层建筑结构设计工作繁琐、技术要求高、设计难度大,设计人员一定要首先摆正自己的心态,综合考虑实际施工需要和相关技术要点,以高度的热情和积极的态度完成设计工作,为施工的正常有序进行打下良好的基础。
参考文献
[1]谢春,翁家栋,邱骏伟,等.某8度区超B级高度建筑结构设计[C].2012建筑结构抗震技术国际论坛论文集,2012(27).
关键词:房屋建筑;结构设计;设计原则;问题;
1 前 言
房屋建筑结构设计的阶段大致可以分为只个阶段:结构方案性构思阶段,结构建模计算阶段和施工图设计阶段。方案阶段的内容为:根据建筑的重要性及功能要求,建筑所在地理位置的抗震设防烈度、工程地质勘查报告、建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式(例如,砖混结构,框架结构、框剪结构、剪力墙结构、钢结构、木结构及复合结构等等,以及由这些结构来组合而成的结构形式)。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系和各受力构件。
2 建筑结构设计存在的问题
2.1 高层建筑基础的选型问题
高层建筑应选用整体性好、能满足地基承载力和建筑物允许变形要求、并能调节不均匀沉降的基础形式,达到安全实用和经济合理的目的。一般有筏板基础、箱形基础、条形交叉梁基础等应根据上部结构类型、层数、荷载及地基承载力选用合理的基础形式。筏形基础有梁板式和平板式,当建筑物层数较多,地下室柱距较大、基底反力很大时,宜优先选用平板式。采用梁板式筏基时,基础梁截面大必然增加基础埋置深度,当水位高时更为不利,梁板的混凝土需分层浇筑,梁支模费事,因而增长工期,综合经济效益反而比平板式差。筏形基础的双向底板的厚度,除满足正截面承载力外,主要由冲切、剪切承载力确定。有人认为高层建筑的基础底板厚度按每层若干厘米(例如每层5cm)来确定这种说法是不科学也是不确切的。
2.2 连梁超筋问题
剪力墙结构设计中连梁超筋是一种常见现象。某段剪力墙各墙肢通过连梁形成整体,成为连肢墙或壁式框架,使此墙段具有较大的抗侧刚度,能达到此目的主要依靠连梁的约束弯矩。连梁的超筋实质是计算剪力不满足剪压比要求。连梁易超筋的部位,在一般剪力墙结构中,竖向在总高度1/3左右的楼层;平面中,当墙段较长时其中部的连梁易超筋;某墙段中墙肢截面高度(即平面中的长度)大小悬殊不均匀时,在大墙肢上的连梁易超筋。
2.3 回弹再压缩
基坑开挖时,摩擦角范围内的坑边的基底土受到约束而不反弹,坑中心的地基土反弹,回弹以弹性为主,回弹部分被人工清除。当基础较小,坑底受到很大约束,如独立基础,回弹可以忽略,在计算沉降时,应按基底附加应力计算。当基坑很大时,相对受到较小约束,如箱基。计算沉降时应按基底压力计算,被坑边土约束的部分当作安全储备,这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一。
2.4 地下室外墙的设计问题
地下室外墙的厚度、混凝土强度等级及防水要求,应根据建筑场地条件、地下水位高低、上部结构荷载与地下室层数、层高、埋深、水平荷载的大小及使用功能等综合考虑确定。高层建筑地下室外墙的厚度不应小于250mm。地下室外墙的混凝土强度等级宜低不宜高,混凝土强度等级过高,水泥用量大,易产生收缩裂缝,但高层建筑不应低于C30,当地下室有防水要求时,地下室外墙的抗渗等级应由最大水头与墙厚之比确定,但任何情况下都不应低于0. 6MPa。地下室外墙的配筋主要由垂直于墙面的水平荷载控制。水平荷载包括室外地面活荷载产生的侧压力、地基土的侧压力、地下水压力等。地下室外墙近似按受弯构件设计。地下室外墙在垂直于墙面的地基土侧压力作用下,通常不会发生整体侧移,土压力类似于静止土压力,工程上通常取静止土压力系数K=0. 5来进行计算。
3 建筑结构设计的一般原则
3.1 “以人为本”设计原则
建筑最终是服务于人类的,创造出使人生理、心理、现实、未来的需求都能得以满足且具有健康特质的建筑是设计师的一个原则。近年来,随着生活水平的不断提高,人们对自身的居住空间的需求也在不断的提升。如今生活在都市的人们都渴望回归自然,希望更多的与大自然接触,但是单纯的绿色还不能说具有生态型,生态型建筑是以绿色为基础涵概生态、环保,可持续发展等多种理念。尊重设计地段内的土地、环境、及植被特点,全面的考虑设计区域内部与外部环境的关系,体现出人与环境的和谐共存,不可分割的特征。
3.2 刚柔相济设计原则
合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构刚度过大则适应变形能力差,强大的破坏力瞬间袭来时,需要承受的荷载很大,容易造成局部受损至最后全部毁坏;而刚度过柔的结构虽然可以很好的释压、传递外力,但容易造成变形过大而无法运用甚至全体倾覆。结构是刚多一点好,还是柔多一点好?到什么程度才算合适呢?这些问题需要建筑结构设计师认真的揣摩与衡量。
3.3 圈出节点设计原则
在结构体系中,所谓节点,是指各构件交接之处.或连接异常的地方。不同类型的构件相连接,同一构件截面改变之处,都会形成需要在设计图中表示清楚的节点。广义上,诸如结构错层,体型改变,设置转换层是大型节点。节点无处不在,因为结构体系乃是错综变化的统一。当强大的荷载突然袭来之时,对于单一的构件,力量传递合理,因而可以控制。对于复杂的结构体系,各节点的复杂性难于预测和控制,即使从理论仁保证了每个组成构件的强度和刚度,但因各个节点的普遍存在,力量传递往往不很顺畅而出现应力集中而无法传递甚至中断,破坏由此而发生。历次灾害表明,从设计不合理的节点开始破坏的建筑占了相当大的比例。
3.4 多层设防设计原则
安全的结构体系是多层设防的,在实际应用的建筑结构中,绝大多数结构都为超静定结构体系。当地震和风害的来临,所有抵抗外力的结构都在协同工作,如果这个时候,局部构件设计或者施工有所缺憾,出现了微小的瑕疵,一旦由于裂缝等问题而影响了局部构件承受荷载的能力,而使局部构件产生破坏的时候,静定结构体系带来的后果是不堪设想。鉴于2008年的四川5. 12大地震,国家更是迅速把这方面的抗震规范补充的更加细致,超静定结构体系应用,尤其是在砌体结构的楼梯间处表现更为突出。这时候,如果把“生存”的希望全部寄托在某个单一的构件上,是相当危险的。超静定结构体系,仅仅理解为纵抗震墙或者框架柱设置为纵贯三道,是远远不够的。当我们设计到较为复杂的高层建筑,也要考虑到局部破坏对整体跨塌的影响,例如美国的9. 11事件给我们结构设计师带来的深思。理解和活用超静定结构体系安全设置就是体现了多层设置防线的设计思路。也许我们会自信于计算的正确性,但更要学会发现结构设计的隐患,理解建筑结构的绝对安全性,还是应该反复推敲多考虑一下的。
3.5 绿色环保设计原则
未来的世纪是一个注重生态,环保,追求人与自然科学整体协调发展的社会。近年来由于我国的大中城市存在林木普遍稀少,楼房与人口日益密集以及工业与交通集聚扩充而引发了大气污染,水污染和躁声污染等一系列的城市环境问题,而且不少城市由于周边林草植被遭到破坏,进而导致水土流失,水源枯竭,风沙危害等恶化的生态环境,影响城市整体协调发展。其次,城市生态环境的恶化,影响居民的健康与生活。建筑设计时要充分考虑设计区域的自然条件,利用城市的自然地貌特征和原有的植被、水体、花卉等,本着保护和恢复原始生态的原则,按照体现不同城市特点的要求,尽可能的协调绿地,水体和建筑物之间的关系。以大型公园,植物园为“面”,以小型的街心绿地为“点”, 以建筑物之间的通道为“线”,对建筑与环境进行紧密的结合,体现出现代城市的建筑特征。
【关键词】房屋建筑,结构设计,问题,对策
前言
土木工程建筑行业的不断发展也在不断的推动着建筑行业的进步,在技术上引进更加先进的科学技术,在土木工程质量上给人们更加充分的保障,并且不断的满足人们日益增长的对于土木工程结构的设计要求。为了能够保证土木工程建筑的水平,需要解决目前建筑结构设计中存在的一些问题在不断的探究中逐渐的摸索出能够解决问题的有效措施,保证土木工程建筑的结构设计能够在科学合理的前提下,为满足人们的要求进行技术上的创新,使得设计和施工同步进行,使我国的建筑行业水平有更大程度上的提升。
1.土木工程建筑结构设计中出现的问题
1.1土木工程建筑基础结构设计方面存在的问题
俗话说的好,基础决定上层建筑,由此可见土木工程建筑基础结构的重要性。 但是,对现阶段土木工程建筑基础结构调查显示,在设计工作中存在严重的不规范性、不科学性,严重影响了土木工程建筑基础的施工质量,如有些设计工作人员在基础设计工作中,并没有做好大量的地质勘查工作,而是根据施工方面人员提供的口头数据开展基础设计工作,这样设计人员在没有准确数据情况下所设计的基础结构图,可想而知施工后建筑基础的质量。另外,现阶段国内大多数民用建筑在基础结构设计中并没有对荷载情况进行严格规范, 这也是民用建筑基础结构设计常见问题之一,对此,设计人员应该将这一问题重视起来,对建筑基础荷载数据进行准确标明,避免基础满负荷,影响整体建筑的质量、安全。
1.2 建筑框架设计不合理
在建筑框架设计中纵向和横向的框架设计都是必不可少的,并且它们彼此需要相互配合。因为纵向框架和横向框架的功能并不相同,它们都各自有自身存在的必要性和重要性。纵向框架能在地震时避免地震波纵波的影响,均匀的配置箍筋的配筋和跨中纵筋。另外,设计人员经常会犯这类错误:就是把承重柱的界面高度设计的低于本应有的高度。设计师们片面的认为六度设防与不设防这二者之间等价的,为了方便建筑结构设计的受力分析,人为地把承重柱的截面高度设计的较低。这种做法是非常不负责任的,因为这种设计错误往往会导致严重的后果,甚至是整个建筑的坍塌。设计者在设计时一定要有安全意识和质量意识,切实负起应付的职责,保障在建筑的设计结构上尽量合理科学。
1.3 结构布置不合理
在建筑的设计中结构要尽可能的规则,这样才可以使得结构的布置更加的合理。对于结构所说的“规则”,指的建筑物的平立面外形尺寸的抗侧力、质量的分布、承载力的分布等等要求。要使得结构不规则的因素有很多,这一点在复杂的建筑体上显示的特别明显,它们很难用定量的指标来将规则程度进行一定的限制。在技术规范上以及设计规定上都不太了解,所以通常情况下,设计人员便很难对结构规则性把握的很精确,从而设计出规则性很差的建筑,这是对抗震很不利的。
1.4 设计人员思想原则不明确
人是行为实践的主体,人的思想及原则直接指导着他的行为实践活动。作为建筑的结构设计人员,一定要有一定的思想觉悟和行为准则。首先要树立的就是要实事求是,立足实践这条基本思想原则,不能脱离实际情况去纸上谈兵,而我国现在的有些建筑设计人员就是犯这种错误,在没有充分调查的情况下,就妄下定论,又或是照搬照抄别人的建筑设计成果。殊不知,没有调查,就没有发言权,脱离实际情况而建设的建筑的安全性往往较低。其次,就是要树立用全面的观点看问题,客观的分析建筑结构的各个方面,并充分考虑到各个结构部件的实用功能,利用自身的专业知识,认真严谨的进行建筑设计工作。我国的建筑设计人员在这方面的重视还远远不够,仍需加强建筑设计人员的思想原则的教育力度。
2.土木工程建筑结构设计中的常见问题的解决措施
2.1加强对基础设计的研究
土木工程建筑结构的地基基础直接影响到建筑结构工程的整体稳定性,对于整个土木工程建筑都有着巨大的影响,因此,在土木工程建筑结构设计前,应当首先加强对地勘资料的研究。设计单位应结合土木工程建筑规范对当地的水文地质条件进行深入的调查和研究,充分收集当地其他土木工程建筑工程的设计资料,借以从中找出对土木工程建筑设计有影响的因素,对优点加以改进和创新,根据缺陷制定出相应的规避措施,以保证建筑结构设计的不利影响降到最低,做到因地制宜,从而有效提高建筑结构设计的质量,保证后续工程施工的顺利进行,同时提高建筑工程施工的质量和效率。
2.2注重土木工程结构设计布局的实际应用
土木工程建筑要按照设计图纸进行施工,同时图纸的设计也要考虑到土木工程的实际布局状况。设计师在进行图纸设计之前首先要对土木工程的实际状况进行实地的考查和了解,保证结构设计的过程是科学规范的,规范的图纸设计还能够保证土木工程在实际创建的过程中能够得到合理的运用,在土木工程的承重设计方面,要考虑到土木工程地基的状况以及整个土木工程建筑的结构安排,保证整个土木工程的布局是科学合理的,以土木工程建筑的安全性作为第一考虑的要素。另外在土木工程外形设计方面要结合广大住户的要求,选择符合大多数用户审美的设计形象,针对不同的人群,将土木工程的结构设计进行合理的布局,对土木工程的建筑条件要进行充分的了解,使得土木工程建筑的布局达到标准的要求。
2.3设计更重视经济效益和社会效益的统一
建筑建设本身就是社会建设的重要内容,建筑的安全在一定程度上也关系到社会的稳定和经济的发展。所以,必须重视建筑的质量的安全,无论是居民房还是商业用房。从地基的设计开始,就要注意整体建筑的实用性和经济性,所以,地基设计既要科学合理,安全可靠,又要考虑经济实用性。综合考虑各种因素,切实把设计原理建立在是滴勘察的资料上,严谨的按照应有的程序对地基所容许的承载力值和耐力值进行公式运算,并结合实际进行进一步的修正。
2.4加强施工技术管理
施工技术管理体现着这个建筑工程企业对建筑建设的重视程度,必须加强对施工技术的管理,这不仅仅关系到项目工程的进度,工期的正常结束,而且间接影响着施工建设的安全和质量。优化施工技术,完善施工管理制度,能够有效地节约资源和时间,提高建筑团队的工程效率,同时也会给该建筑团队带来积极的社会效应和品牌影响,增加该建筑企业的市场知名度,这无疑也是一笔宝贵的财富。
2.5定期培训、教育建筑施工人员
众所周知,我国的是滴建筑施工人员大多是外来务工的农民工兄弟,他们是我国建筑事业的实现者,为我国建筑的发展做出了突出贡献,我们在这里必须向他们表示由衷的敬意。但是,另一方面,这些农民工自身的文化水平和专业技术素养都比较低,但是他们又是工作在建筑第一线上,他们的施工技术和施工质量对建筑本身来说都至关重要。所以,要保证建筑的质量,就必须加强对农民工的施工专业技术指导的培训,提高农民工的资源水平,另外也不能忽视对农民工的文化意识培养,要积极的引导他们树立正确的建筑安全观和建筑质量观。并且积极地指导他们掌握先进的施工设备,掌握设计图纸的具体原理和施工步骤,切实保障施工的进度和质量。
结束语
在整个中国都在积极地进行建筑建设的今天,必须重视土木工程建筑结构设计中的每个问题,不能放过任何一个细小的问题和失误,毕竟在建筑业中,失之毫厘谬以千里,可能一个并不起眼的误差会导致整个建筑的安全性受损。建筑结构设计人员定要兢兢业业,认真的负其应尽的责任,立足实际,综合考虑,优化组合,在这三者的基础上设计建筑图纸。
参考文献
关键词:房屋建筑:结构设计;异形柱:问题
中图分类号:TB482.2文献标识码:A 文章编号:
1 连续梁按单梁结构设计中存在的问题
这种将连续梁当作单梁来进行设计的情况大多发生在房屋建筑的阳台边梁设计当中,这是因为边梁的荷载能力比较小,所以往往难以获得应有的设计重视,而设计者为了能够使房屋建筑的受力分析更加方便,就会狭隘的将连续梁当作单梁来展开相关的设计工作。而这样的行为直接的违反了房屋建筑结构设计的本质,从某种程度上混淆了房屋建筑的连续梁与单梁,并且造成房屋建筑质量上的问题,比如说会引起梁上部出现受拉力影响而造成的竖向裂缝。不仅如此,如果房屋建筑的边梁长度过长,还会引发更为严重的质量问题,因为阳台上的边梁是直接暴露在室外的,而室外环境的变化会直接造成对边梁的影响,比如说梁会因此而产生收缩应力造成房屋建筑的裂缝等等,从容降低了整个建筑工程的安全系数,直接的影响到建筑的安全使用。
2 楼板结构设计中存在的问题
楼板是房屋建筑工程结构设计中的重要内容,是划分建筑空间、层面的关键,不仅如此,楼板的存在能够将建筑的荷载有机的传递给建筑的墙、梁,从而形成稳固的、安全的房屋建筑承载系统。正是因为这样,必须做好对房屋建筑结构楼板的设计工作,因为这不仅仅关系到施工过程中的安全,更影响到建筑建成后的使用以及安全,如果在展开工作的过程中,没有对细节做好考虑,那么就会出现质量上的问题,从而为建筑工程埋下安全隐患。就目前的现状来看,楼板结构设计中的常见问题包括了以下几点:①双向板的有效高度取值过于偏大;② 板承受线荷载的时候弯矩计算出现问题;③ 在设计的过程中为了计算方便或者是因为对楼板受力状态的认识不足,简单的将双向板作用按单向板作用进行计算。
3 地基结构设计中存在的问题
地基是房屋建筑的基础,特别是对于高层建筑来说,地基的好坏直接的关系到整个房屋建筑工程能不能够获得顺利的展开以及顺利的完成,正是因为这样,房屋建筑结构设计中的地基设计必须全面的做到合理、适用以及安全,这样才能够从根本的基础上保障建筑工程的施工以及后续工作的展开,也才能够从本质上确保整个工程的质量。就现状来说,地基结构设计过程中存在的常见问题包括了以下几点:①对于房屋建筑工程的中柱、基础以及梁的负荷没有严格的按照具体的规范乘以折减系数;②没有正确的认识到软弱地基的危害,不仅仅没有展开相应的设计工作,甚至没有进行严密的科学计算,仅靠自身的经验来处理。
结构工程师在设计方案时,通常都会把地基与基础设计作为一项重点工作,这是因为一方面,该阶段设计过程的好与坏决定了后期设计的设计模式,另一方面,地基基础会影响到整个工程的造价。所以,如果在这一阶段,任何设计方面的纰漏都可能造成无法估量的经济损失。
在地基基础设计中,要认真对待地方性规范的问题。我国土地面积大,地质条件比较复杂,如果仅以国家出台的《地基基础设计规范》为标准,它并不能把全国各地的地基基础多囊括进去,也不可能对每个地区的地基基础都进行明文的规定,地方地基基础设计规范标准是建立在国家标准之上的,它根据当地的实际地形,结合一些成熟的经验描述,针对性的各地方的地基基础类型和设计处理方法都进行了详细的规定。因此,结构工程师在进行地基基础设计前,要了解地方的规范,把握好地基基础设计的方向。
4 板一柱结构设计中存在的问题
板一柱结构的节点连接非常薄弱,不利于抗震。如某高层建筑,设计采用板一柱抗震墙结构(中央为核芯筒,四周为板柱结构),设计层数达到21层,房屋高度超过75m。显然该工程设计的承重结构选型是不合适的。
5 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。由于缺少相应的设计依据和规定,目前在异形柱结构设计中存在的问题很多,也比较突出。异形柱在低周反复荷载作用下,受粘结破坏的影响,受剪承载力比单调荷载作用下降低。试验表明,在反复荷载的施加作用下,异形柱会出现弯剪裂缝,随后存腹板内出现粘结裂缝,裂缝沿柱高进一步发展,混凝土保护层剥落,部分纵筋、箍筋,纵筋与混凝土间出现相对位移,翼缘与腹板纵筋问混凝土酥裂,丧失承载力。
另外,其存在的问题还表现在异形柱结构房屋的高度超高、结构布置不合理、体型小规则、抗震构造措施不当等方面。因此,在设计异形柱结构时,对房屋高度、结构规则性及抗震措施等方面,应严格把关。
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。
6 伸缩缝结构设计中存在的问题
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。有些设计人员提出用后浇带代替伸缩缝,我认为此种做法并不一定妥当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。
地下室结构宜尽量不设缝。有些设计人员常在高层建筑地下室与裙房地下室之间设置沉降缝,这虽可解决两者间的差异沉降问题,但地下室设缝会带来一系列的问题,如地下室底板和外墙在沉降缝处的节点处理非常复杂,施工困难,易出现渗漏水等质量问题,另外还常会导致高层部分的基础有效埋深不足。因此,对地下室结构宜尽量不设缝,而采取其它技术措施来解决差异沉降问题,如采用桩基,使绝对沉降和差异沉降控制在允许范围内,或在主裙楼之间留设施工后浇带,待主楼封顶后再连成整体。
地下室埋于土中,建成后受温度变化的影响相对较小,因此对长度较长的地下室可采取留设后浇带、采用补偿收缩混凝土、局部提高配筋率等措施来解决混凝土干缩和温度应力的影响。地下室底板和外墙的混凝土强度等级不宜太高。目前普遍采用商品混凝土,一般来说,混凝土强度等级越高,水泥用量越大,混凝土的收缩量也越大。对需要抗震设防的建筑,其伸缩缝、沉降缝的宽度均应符合防震缝宽度的要求。
4 转换层的设计
转换层结构的功能主要是在结构转换的楼层设计水平转换构件,使得整个建筑符合其使用功能。因在建筑物中设置转换层可使其竖向刚度发生突变,降低了结构的抗震能力,为了防止这种情况的出现,应遵循以下设计原则:在设置转换层时,应尽量选用直接落地的竖向构件,因为需结构转换的竖向构件能够引起刚度突变,影响结构的抗震能力;另外,应在高层建筑竖向位置较低的地方设置转换层结构,把握宜低不宜高的原则;对转换层结构进行优化,保证选用的换层结构型式具有明确的传力路径,有利于结构分析设计和保证施工量;转换刚度不可过大,在考虑建筑物安全和经济的前提下,坚持宜小不宜大的方法。
Abstract: This paper analyzes the conventional structures design nowadays, at the same time, proposes opinions combined with the characteristics and requirements of the times.
关键词: 建筑结构;设计;时代特色;见解
Key words: building structure;design;characteristics of the times;opinion
中图分类号:TU318 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)35-0128-02
0 引言
现代房屋建筑结构设计发展至今天,除了必须要满足的安全性,适用性,耐久性以外,随着时代的发展,作为房屋拥有者的业主的个性化需求越来越被作为设计主要的因素,成为设计者必须考虑的重要因素。而要让建筑工程能够顺利开工并按时按质竣工,房屋建筑结构设计就必须满足如下几个重要的建筑因素。
1 房屋建筑的地基考量
建筑地基的地质勘探必须真实详细,而不能任凭建设单位单方面的说明,或者仅以附近的建筑物参考,不做实地勘探,仅借用地质类似的建筑物基础资料为参考而进行的施工设计图。在这样的施工设计图之上做出任何设计都是不严谨,不规范的。房屋建筑的地基考量与设计必须得一步一步按照技术规程及操作规范,按程序进行,将安全保质永远放在第一位,而这样资料必须得建立在现场实地的地质勘察之上,然后再以些为基础将基础类型以及上部结构等重要加入进去进行系统,综合的考量,而且不能想当然地依靠地耐力来完成这些考量,也不能将地耐力容许值人为地进行降低,这样的做法都是违反操作规程,严重时会给工程质量带来不可预计的安全隐患。
在地基勘探后,对于地基地质较弱的,在设计时要采用换土垫层法进行处理,对于地质软弱的地基如果处理不当,其造成的影响将是灾难性的。因此在处理软弱地基地时,不能仅仅依靠砂垫层的方式来加强承载力,从而忽略了对垫层的宽度及厚度进行科学计量,因为忽略这两项重要参数,带来的不仅是安全隐患,同时也造成了资源浪费增加了建筑工程的成本。
2 房屋建筑中构造柱的设计
房屋建筑中的构造柱是结构设计中的比较重要的部分,构造柱的运用不但能够提高建筑墙体的抗剪能力,还能够与圈梁联合运用,能够有效地对建筑中的砌体形成良好的约束作用。通过这样的结构运用,可以有效地限制墙体发生裂痕现象,或者即使因为不可抗原因发生裂痕后,也能够有效地控制裂痕,使之不继续扩大,从而很好地维持竖向承载力,达到增强整体结构抗震水平的作用。另外,在设计构造柱时,应该严格地将构造柱与承重柱区别开来,而不要因为节约成本的目的,将构造柱设计用作承重柱,因为这样的设计将导致构造柱提前受力,从而极大地影响了其对建筑物内砌体的约束作用,在建筑物遭遇自然灾害,比如地震一类的灾害作用时,其破坏力将集中受力于构造柱,这样构造柱就难以承受住地震强大的破坏力,从而最先遭到破坏,这样的设计使得构造柱根本起不到原有的承力作用,而成为结构设计中的无用设计。
3 房屋建筑中承重柱的设计
承重柱在房屋建筑中起到的是承重及抗震的作用。因此在对承重柱进行结构设计时,要特别注重承重柱的受力分析设计,不能将承重柱的截面高度设计得太小,因为这样的设计会使得柱体的线刚度比过大,在结构受力时,由于柱顶抗弯强度达不到技术要求,通常就会使承重柱在梁底周围产生裂缝,这样的裂缝会让使用中的业主难以接受。并且裂缝在遭遇地震时,原来的安全隐患极有可能形成灾难性的倒塌。因此在设计承重柱时,特别应该注意避免不符合抗震规程的设计,坚决杜绝出现抗震性差的承重柱设计。
4 房屋建筑中框架结构设计
在砖混结构逐渐淡出行业视线的今天,框架结构成为了时代的新宠儿,目前新修建的房屋建筑中框架结构自然而然地成为了主体。而时下的框架结构设计中,首要考虑的就是其要符合最新的抗震设计规范,依据抗震规范,将框架结构中的各个抗侧力构件,需要同时应对来自各个方向的地震作用,通过这样的设计能够极大地增强建筑物的抗震效果。而要达到这一目的,就需要同时注重纵向框架结构与横向框架相互结合。此外,在设计时必须要注意不应该将纵向框梁作为普通梁来进行设计,因为普通梁的节点,纵筋等的配置都达不到框架结构的构造要求,因此在进行设计应特别注意将其区分开来。
5 房屋建筑中梁的结构设计
在房屋建筑结构设计中梁的强度与抗倾覆是所有设计者都必须要注重两项重要指标,随着结构科学不断发展与进步,除了上述两项最为重要的指标外,梁挠度这一平时不受设计师注意的结构参数逐渐进入到人们的视线中。在建筑结构如果梁的截面调试过小,通常会引起梁截面的受压区应力超出预定设计值,严重时会使梁产生非线性徐变,随着时间的推移,梁挠度不断增大,挑梁由于长期不堪重负而逐渐变形,而梁板也会随之出现裂缝,而随着挑梁形变的加重,梁的各个层面都将出现不同程度的裂缝,这时如果再遇上地震一类的自然灾害,梁在内在与外因共同作用下很容易就失去原有的抗震作用,而出现崩裂,倒塌的现象。因此在现代房屋建筑梁的结构设计中,梁挠度成为继梁强度,抗倾覆之后第三项重要指标。
6 房屋建筑中楼板的结构设计
楼板作为建筑结构中最基本的承重构件,同时也是建筑完工后用户主要的活动场所,这两项因素使楼板的设计成为了整个房屋建筑结构设计中,对其他构件影响最大的设计。楼板的主要功能就是将楼面的荷载整体转送到四周的墙体,构造梁上,因此楼板的设计同时影响到梁,墙体,柱的设计,可谓牵一发而动全身。所以在设计楼板的受力状态时,应该根据实际情况该设计成为双向板的时候,不能将其简化为单向板,因为这样的简化设计将会使得设计受力值与实际受力状态出现偏差,在实际施工时就会引起构造配筋的混乱,致使配筋分布不均,而使楼板出现裂缝。而对于在房屋建筑中常常出现的非承重隔墙而言,通常应该将这些非承重墙的线荷载折算成等效的均布荷载,再进行合理楼板配筋计算,而不应该贪图简单,就将其总荷载附以板的总面积,这样的方法看似简便,实则很容易得出错误的结论,常常会给建筑物留下些难以预计的安全隐患。另外,在进行双向板的设计时,应该注意到双向板会在两个不同的方向产生弯矩,因而应将钢筋纵横叠放,将短跨方向的钢筋放置于最下面,而长跨方向的钢筋则应该放置于短跨钢筋的上面,在进行设计计算时,应该充分考虑两个不同方向的各自有效高度,在配筋计算时将其分开计算,这样就不会出现配筋不合理,既避免结构不合理的质量隐患,同时也节约了建筑成本,提高了工程质量。
7 结束语
房屋建筑结构设计是一项系统复杂且又比较全面的工作,在进行设计工作时,不仅仅需要深厚的理论功底,还要求设计人员思维要灵活,能够突破旧有设计思路,而又不能偏离基本的技术规范及设计规程,工作态度更是要求以严谨认真。特别在这个科学技术全面发展,日新月异的新时代,如何站在时代的前沿,将行业内最新的发展动态,设计新思路,合理地结合到建筑结构设计中,用以不断提升设计水平,及自身的业务素养,并最终达到突破自我,勇于创新,从而达到超越以往普通结构设计的目的。
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