緒論:寫作既是個人情感的抒發,也是對學術真理的探索,歡迎閱讀由發表云整理的11篇房屋主體結構設計范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

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
中圖分類號:TU318文獻標識碼:A文章編號:
1房屋結構設計中要遵循的基本原則
(1)結構合理,受力明確:包括平面規整,柱距合理。
(2)抗震設防宜有多道防線:如框架結構適當增加剪力墻來抵抗水平力。
(3)剛柔相濟:即能受力又能卸力;也就是強柱弱梁結構體系,地震發生時,能起到卸力降低建筑物的受損程度。
總之,一個合理的結構體系,能保持建筑物的平衡,使房屋處于原始的靜態。設計人員應該努力提高自身的素養和設計水平,把建筑結構設計得既經濟又合理,使建筑的所有構件合理有序的組合在一起,變成一個有機的整體。
2建筑結構設計中常見問題
2.1地基與基礎方面
(1)對于獨棟或單體數量較少的住宅,建設單位能委托地質勘察單位進行詳細的地質勘察,能為工程設計提供較為詳細的勘察技術資料,而成片的多層房屋建筑往往因為地勘費用的問題,地勘單位的探點不能嚴格按照有關技術要求布置,多棟建筑單體參考一個探點,使得實際的地質情況與地勘報告相差較大。 地基與基礎設計要做到合理 、安全適用,設計人員必須依據詳細 、真實的地質勘察資料。
(2)軟弱地基處理一般采用級配砂石換填,僅簡單提出換填深度和最終地基承載力的要求,在技術上只是草草寫上嚴格執行。基處理規范 ,而沒有針對具體的建筑物畫出詳細的開挖邊線,如軸線變化處,突出、凹進墻體部分的開挖邊線等,也沒有明確砂石換填的應力擴散角具體數值。因此很多工程在地基基礎施工中,不能切實有效地做好地基處理。
(3)在基礎設計中,對于混凝土獨立基礎、筏板基礎、條形基礎,節點設計、構造設計中往往不明確應采用的具體技術參數,如錨固長度搭接長度是采用抗震的還是非抗震的,造成具體實施階段的扯皮現象。
(4)在高層混凝土結構的主體結構設計中,往往梁柱混凝土的等級差別較大,那么在梁柱節點處混凝土怎么進行處理,在設計圖中往往不作清楚地技術交底。 梁柱節點本身就是個受力復雜的節點,而由于設計缺陷,造成此部位成為一個薄弱點。
2.2樓層平面剛度的問題
一些設計在缺乏基本的結構觀念或結構布置、缺乏必要措施時,采用樓板變形的計算程序。結構設計存在著結構不安全或者某些部位或構件安全儲備過大等現象。
2.3鋼筋混凝土承重結構體系選型、布置及構造方面存在的常見問題
(1)房屋高度、高寬比超過現行規范、規程的限值。現行的規程、規范給出了房屋的最大適用高度和高寬比限值。個別高層建筑房屋高度和高寬比均超出規定限值,且既無可靠的設計依據,在抗震設防區也沒有采取有效的抗震加強措施,給結構抗震帶來一定的隱患。
(2)結構布置不合理,體型不規則。結構的合理布置使結構盡可能“規則”,是抗震概念設計中的十分重要的環節,這里的“規則”包含了對建筑的平、立面外形尺寸,抗側力構件布置、質量分布,直至承載力分布等諸多因素的綜合要求。由于引起結構不規則的因素太多,特別是對于復雜的建筑體型,很難一一用若干簡化的定量指標來劃分不規則程度并規定限制范圍。
(3)配筋構造不合理或不符合有關規定。柱的縱向受力鋼筋總配筋率大于3%時,柱箍筋沒有按規范要求采用焊接封閉式。對框支柱及剪跨比續的框架柱,沒有按抗震規范的要求對箍筋進行全高加密等。
2.4體承重結構體系選型、布置及構造方面存在的常見問題
(1)多層砌體結構的房屋高度和層數超過限值。抗震規范對多層磚房包括底框磚房的層數和高度作了規定,并已列入工程建設強制性條文。有些設計人員將屋面標高剛好卡在房屋高度的限值處,卻忽略了士0.000標高與室外地面的高差。
(2)梁、柱配筋不符合抗震設計有關規定。如多層砌體結構中的構造柱箍筋沒有按規定要求進行加密。根據 《設置鋼筋混凝土構造柱多層磚房抗震技術規程》的規定,構造柱與圈梁相交的節點處應適當加密箍筋,間距不宜大于100mm。
2.5板設計常見問題
(1)設計時為計算方便或因對板的受力狀態認識不足,簡單地將雙向板作用按單向板進行計算 使計算假定與實際受力狀態不符,導致一個方向配筋過大,而另一方向配筋不足,致使板出現裂縫。
(2)樓板承受線荷載時彎矩計算問題。 在民用建筑中,常在樓板上布置一些非承重隔墻,故樓板設計中,通常將該部分的線荷載換算成等效的均布荷載后,進行樓板的配筋計算。 有些設計人員圖省事,錯誤地將隔墻的總荷載附以該板塊的總面積 這樣會造成非承重隔墻分布寬度內配筋量不足,而此板塊其它部分配筋過大,這樣隔墻處樓板會出現裂縫。
(3)雙向板有效高度取值偏大。 雙向板在兩個方向均產生彎矩,由此雙向板跨中正彎矩鋼筋是縱橫疊放,短跨方向的跨中鋼筋應放在下面,長跨方向的跨中鋼筋置于短跨鋼筋的上面,計算時應用兩個方向的各自的有效高度。一般長向的有效高度比短向的有效高度小 d(d 為短向鋼筋的直徑)。
3.房屋建筑結構設計的基本方法
3.1結構平面設計
在繪制結構平面布置圖時,設計人員在設計前,應該對房屋地處進行考察,如果房屋地處抗震設防烈度6度或者6度以上時,設計人員在設計時應輸入軟件建模進行結構計算。
首先估計梁柱的合理截面,柱的截面由軸壓比控制,筆者認為軸壓比略低于規范規定的軸壓比最好。柱是最重要的受力構件,應適當留有余地。主梁截面一般按跨度的1/8~1/10
確定。
3.2按實際情況準確輸入荷載
在施工圖審查中,經常發現少輸入或者漏輸入荷載的情況。荷載輸入錯誤造成構件受力和實際不符,這是十分危險的,設計人應充分重視這個問題。
3.3帶坡屋面的屋頂結構圖
當房屋是坡屋面時,坡屋面的結構的處理方式有梁板式和折板式。梁板方式適合用于房屋平面不規則,房屋板跨度較大,屋面坡度和屋脊線轉折比較復雜的坡屋面。而折板方式適合用于相反的條件。這兩種方式的房屋板都是偏心受拉構件。房屋板在配筋時應該有部分或者全部的板負筋拉通以抵抗拉力。板厚基于構造需要一般不宜小于120厚。另外,房屋梁板折角處的鋼筋的布置應該有相應的大樣圖。關于坡屋面板的平面畫法,設計人員通常采用剖面示意圖和大樣詳圖的表示方法相結合,這種方法使施工人員更加準確理解圖紙。正確的繪圖和設的關鍵是設計人員對設計知識的掌握程度和設計時的原則,所以結構設計者首先要具備一定的空間概念和正確理解建筑圖紙及構造做法。有時屋面的起坡會使閣樓層的部分墻體比較高,所以設計人員要結合門窗頂設置圈梁來降低墻的計算高度。
3.4大樣詳圖
在建筑詳圖的基礎上,大樣詳圖的繪制可在建筑詳圖的基礎上直接繪制,也可在以前做過的詳圖的基礎上來局部改進繪制。這階段需要注意在保持建筑外形的前提下盡量的使結構受力合理和施工方便。在標高和外形尺寸上一定要和建筑專業協調一致。
3.5樓梯設計
樓梯平時是建筑物的垂直通道,災害發生時又是逃生通道。梯板受力十分復雜,是一個同時受彎受扭受剪的構件。設計時除了選擇樓板合理的厚度注意樓梯撓度的控制,以應改變以往的分離式配筋為雙層配筋,加強支座連接錨固。梯梁的高度要注意梯間盡空的要求,位置也要盡量和上下樓層相統一。如果加梯梁后不滿足梯間的盡高要求可以使用折板樓梯。
對框架結構,樓梯構件與主體結構整體現澆時,梯板起到斜撐作用,對結構剛度,承載力,結構整體規則性的影響比較大,應參與結構整體抗震計算。對于剪力墻結構,框架-剪力墻結構,樓梯構件項對于主體結構影響較小,可不參與整體計算。
3.6基礎設計
房屋基礎的混泥土強度選擇必須符合相關規范符合及房屋的結構耐久性的要求。一般不應小于C20。另外,基礎的配筋也要滿足最小配筋率,在進行條基交接部位的鋼筋設置時,設計人員應該畫出詳圖或者是選用標準圖,便于施工人員理解。需要注意的是,條基交叉處的基底面積不能反復的利用,并需要注意調整基礎的寬度。當房屋局部墻體中有較大荷載時也需要調整基礎的寬度。在設計基礎圖中的構造柱時,應當在基礎平面圖中標示清楚。
4結語
建筑結構設計人員或是設計單位,應當要對現行的規范和標準進行透徹的學習和理解,并認真做好細節的設計工作,將理論和概念融入到實際工作中,嚴格按照相關規范進行,保障房屋建筑的結構設計能夠符合各種標準,這樣不僅會為建設單位帶來經濟效益,而且還能夠保障人民和國家的生命財產安全。
關鍵詞:房屋建筑;結構設計;探討
中圖分類號:TU318 文獻標識號:A 文章編號:2306-1499(2013)07
房屋在建筑初期,首先需要對所施工的工程現場進行勘察,看看地質條件是否符合需要建筑的工程,對于有些不能夠進行建筑的地質,一定不能強行進行施工,那樣建造出來的房屋是不符合房屋建筑施工法的,前期的施工不能順利進行不說,就是建成以后,在居住方面也會出現很大的問題。
還有就是所要建筑的房屋結構在當下的地質條件下能否持久耐用,符合建筑所要求的標準,一個房屋的結構設計需要綜合考慮到多方面的問題,包括地基的基礎方面,還有磚混結構的房屋中構造柱與承重柱的關系方面,承重柱高度設計的問題,框架結構設計,懸挑梁高度等一系列的問題,要想把房屋的結構設計做到合理,在以后的生產生活中能夠發揮實際的效用,這需要設計師發揮自己的設計才能,將房屋的結構設計放在首要位置,建造出完美的建筑工程。
1.地基與基礎方面
在建設多層房屋的時候,必須有對所建筑施工的地質情況進行詳細的勘察,看是否符合所建房屋的標準要求,將要進行的建筑也要根據地質報告來進行設計研究,二者相互印證,不能分開的。
但是現在有些施工企業對地質沒有一個具體的參考數據,僅憑建設單位的對其進行表面上,口頭上的復述,這是非常的不科學的,這樣設計出來的房屋,在數據參考上就存在很多的不合理,有些設計指標和科學數據和現實中無法匹配,不能進行實際的應用,所以建造出來的房屋大多是不安全的,這是極其不負責任,甚至有犯罪的危險,因為建造一個房屋就要對其負責,房屋建造起來以后是要進行辦公或者居住的,如果建造的房屋不達標,不安全,那么將會威脅很多人的生命。通過上面的闡述,一定要按照科學的程序一步步的完成施工步驟,不可有一絲的大意。
對地基進行施工的時候,要對軟土層進行換土墊層處理,不能簡單的采用砂墊層。有些時候建筑設計者在對地基的軟土層處置時,根本不會去考慮軟土層的實際狀況,不實際的進行考察,僅憑自己的經驗和直覺簡單的進行處置,這樣帶來的危害將是不可估量的。一個建筑的地基是非常重要,只有打好堅實的基礎,才能穩固上層的建筑。切不可對地基的處理簡便行事,偷工減料,投機取巧,一定重視起來,打好穩固的基礎,才能建造出安全的建筑。
民用建筑中柱、梁及基礎的負荷未按規范乘以折減系數。設計人員設計多層民用建筑時,在計算梁、柱和基礎的負荷時未按現行設計規范采用荷載乘折減系數計算其荷載值,因而荷載值不準確。
2.磚混結構房屋中構造柱兼作承重柱用
在磚混結構中,構造柱不但能夠提高墻體的抗震能力,而且構造柱與圈梁聯結在一起,形成對砌體的約束,這對于限制墻體裂縫,維持豎向承載力,提高結構的抗震性能有著重要的作用。在當前結構設計中,構造柱經常被作為承重柱使用,這種做法將引起以下幾個問題。構造柱有其自身應有的作用,構造柱應該具有對墻體的拉結和約束作用,在遭遇地震時,承重柱首先應該承受重力,不改有構造柱來承擔,但是如果把構造柱的作用偏移了,發揮了承重柱的作用后,那么勢必會造成難以想象的危險發生。一旦有外界壓力施加,那么首先受重的將會是構造柱,他承受了不該承受的壓力,將會成為整個房屋構造的負擔,產生了負面作用,所以構造柱應該發揮其自身的作用,才能保障整個建筑的安全。
3.承重柱截面高度設計過小
這種情況多發生于六度抗震設防區。一些結構設計者誤認為六度設防就是不設防,為了受力分析方便,他們故意把柱子的截面高度設計得過小,使梁柱的線剛度比加大,把梁簡化為鉸支梁,柱按軸心受壓計算。這種做法雖然易于進行結構受力分析,但卻給房屋結構埋下了隱患。因為這樣做忽略了梁柱間的剛結作用,即忽略了柱的約束彎矩,加之以柱截面的配筋都較小,結構一旦受力后,柱頂抗彎強度必然不足,從而使柱子與梁底附近將會出現一條或多條水平裂縫,形成塑性鉸。這樣在正常使用情況下,柱子已開始帶鉸工作。這不但影響了房屋的耐久性,而且也常常引起用戶的恐懼心理。更為嚴重的是,這樣的結構一但遭遇地震作用時,將會倒塌,這違背了現行抗震規范中“強柱弱梁”的設計原則。
4.框架梁、柱箍筋間距
工程習慣上常取梁、柱箍筋加密區最大間距為 100mm 加密箍筋最大間距為 200mm。電算程序總信息中通常也內定粱、柱箍筋加密區間距為 100mn,并以此為依據計算出加密區箍筋面,由設計人員根規范確定箍筋直徑和肢數。
但是,在程序內定的條件下,當輔框架梁的跨中部位有次粱或較大的其他集中荷載作用卻僅配憤肢箍筋時,多數情況下: 非加密區箍筋間距采用 200mm 會使梁的非加密區配箍不足,因此建議序內定梁箍筋改為取粱的非加密區間距 200mm。
這樣,既可保證梁非加密的抗剪承載力,又可適當增加梁端箍筋加密區( 篩筋間距為 100mm) 的抗剪能力,梁的強剪性能更能充分體現,當框架梁由于種種原因縱向鋼筋超筋時,梁端適當加人抗剪承載力對結構抗震非常有利。這也是為什么梁端縱向受拉鋼筋配筋率大 2% 時,規范規定梁的箍筋直徑應比最小構造衄徑增大 2mm 的原因。
對于框架柱,當框架內定柱加密區箍筋間距為 100mm 時,在某些況下,亦可能因非加密區箍筋間距采用 200mm 引起配箍不足。因此,我們也建議程序內定柱的箍筋間距改為取柱的加密的箍筋間區 200mm。這里需要指出的是,梁、柱箍筋非加密區配箍驗算時、考慮強弱彎的要求,即剪力設計值取加密區終點處外側的組合剪力改設計值,并且不乘以剪力增大系數。
5.懸挑梁的梁高選用過小
設計者往往只注意了對梁的強度和傾覆進行驗算,而忽略了對梁撓度的驗算。梁高選用過小,引起梁截面的受壓區應力過高,在正常使用狀態下,梁截面受壓區產生非線性徐變。梁撓度隨時間的推移不斷加大。挑梁的變形引起梁板出現裂縫,裂縫寬度隨著挑梁變形的加大而加寬,影響了房屋的正常使用。據筆者觀察,這種挑梁的變形發展到后期,梁支座截面上部受拉區常常出現較寬的豎向裂縫,受支座附近上部受拉區也會出現較寬的豎向裂縫。受支座附近剪彎作用的影響,豎向裂縫向下延伸發展為斜裂縫,此時梁已接近破壞,當為托墻挑梁時,梁過大的撓度引起梁上部在梁支座附近出現裂縫。裂縫在梁支座處沿斜向延伸,縫愈靠上愈寬。挑梁的截面過小對結構的抗震也很不利。懸挑結構對豎向地震的作用最為敏感。梁高小時,截面的相對受壓區高度較大,梁的延性減小,在豎向地震作用下易發生脆性破壞,失去承載力。
6.樓板設計常見問題
樓板設計中常見如:(1) 板承受線荷載時彎矩計算問題,在民用建筑中,常常在樓板上布置一些非承重隔墻,故大樓板設計中常常將該部分的線荷載換算成等效的均布荷載后,進行板的配筋計算。但有些設計人員錯誤地將隔墻的總荷載附以板的總面積。另外,板上隔墻頂部處理常采用立磚斜砌砌頂緊上部分的樓、屋面板,這樣會給上部的板增加了一個中間支承點,使其變為連續板,支承點上部出現了負彎矩,而在板的設計中又沒考慮該部分的影響,致使板頂出現裂縫。(2) 雙向板有效高度取值偏大。雙向板在兩個方向均產生彎矩,由此雙向板跨中正彎矩鋼筋是縱橫疊放,短跨方向的跨中鋼筋應放在下面,長跨方向的跨中鋼筋置于短跨鋼筋的上面,計算時應用兩個方向的各自的有效高度。一般長向的有效高度比短向的有效高度小 d( d 為短向鋼筋的直徑) 。有的設計得為圖省事或對板受力認識不足,而取兩個方向的有效高度一致進行配筋計算,致使長跨有效高度偏大,配筋降低,使結構構件存在的質量隱患,甚至出現裂縫的現象。要求設計工作者應按規范相應的構造要求嚴格執行,才得以從根本上消除設計質量的隱患。
7.結構計算中幾個重要參數的合理選取
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
磚混結構嚴格來講叫砌體結構,簡單的說砌體結構的優點就是造價便宜,就地取材,施工難度低,等特點,多年來磚混房屋是我國當前建筑中使用最廣范的一種建筑形式;在民用住宅建筑中占比非常高。但其缺點是很明顯的,因其自身抗震能力差所以只能蓋多層,因此改善砌體結構延性,提高房屋的抗震性能具有極其重要意義。據現有的建筑抗震設計規范、砌體結構設計規范,我結合自身多年工作的一些設計的經驗,我認為在目前建筑房屋結構的穩定性設計上應注意以下幾方面。
1、PM結構設計程序的特點
1.1 PM程序的發展方向主要有兩個方面
1.1.1 計算。
它的方向就是集成化、通用化。集成化大家都能感覺到,PKPM 程序都是以PM 程序所建數據為條件,以空間計算為核心,基礎、后期的CAD 出圖都能采用前面的數據。所有這些都構成了程序集成化的雛形。程序的通用化主要表現在計算上,PKPM 程序的計算程序由以前的平面計算(PK)-->三維空間桿件(TAT)-->空間有限元(SATWE)-->整體通用有限元程序(PMSAP)。能計算的結構類型有磚混、底框、鋼筋混凝土結構、鋼結構等。現在又在開發特種結構的計算程序:如高壓塔架、巨型油罐等。在PM 程序中就可以建立起這些結構的空間模型。當然現在的PKPM 系列程序還不能計算。
1.1.2 開放計算參數的開關。
有很多參數以前都是放在程序的“黑匣子”里的,設計人員不能干預。程序放開這些參數有兩個原因,首先就是要讓設計人員真正的掌握工程的設計過程,能夠盡可能的控制設計過程。其次就是要把一些關鍵的責任交由設計人員來負,程序只能起到設計工具的作用,不能代替設計。所以就需要我們的結
構設計人員充分的理解程序的適用范圍、條件和校對結果的合理性、可靠性。如《高層建筑混凝土結構技術規程》的5.1.16 條要求“對結構分析軟件的計算結果,應進行分析結果判斷,確認其合理、有效后方可作為工程設計的依據”。
1.2 PMCAD 中的參數
1.2.1 總信息
(1)結構體系、結構主材:主要是不同的結構體系有不同的調整參數。(2) 地下室層數:必須準確填寫,主要有幾個原因,風荷載、地震作用效應的計算必須要用到這個參數,有了這個參數,地下室以下的風荷載、水平地震效應就沒有往下傳,但豎向作用效應還是往下傳遞。地下室側墻的計算也要用到。底部加強區也要用到這個參數。(3)與基礎相連接的下部樓層數:要說明的是除了PM 荷載和最下層的荷載能傳遞到基礎外,其他嵌固層的基腳內力現在的程序都不能傳遞到基礎。
1.2.2 材料信息
其他與老的程序一樣填法,就是鋼筋采用了新規范的新符號。
1.2.3 地震信息
(1)設計地震分組:就是老的抗震規范的近震、遠震。按抗震規范的附錄A 選擇即可。(2)計算震型個數:這個參數需要根據工程的實際情況來選擇。對于一般工程,不少于9 個。但如果是2 層的結構,最多也就是6 個,因為每層只有三個自由度,兩層就是6 個。對復雜、多塔、平面不規則的就要多選,一般要求“有效質量系數”大于90%就可以了,證明我們的震型數取夠了。這個“有效質量系數”最先是美國的WILSON 教授提出來的,并且將它用于著名的ETABS 程序。
1.2.4 風荷載
修正后基本風壓:根據《建筑結構荷載規范》的7.1.2條,對與高層、高聳以及對風荷載比較敏感的其他結構,基本風壓應適當提高,并應由有關的結構設計規范具體規定。按《高層建筑混凝土結構技術規程》的3.2.2 條,對與特別重要或對風荷載比較敏感的高層建筑,其基本風壓應按100 年重現期的風壓值采用。按規范的解釋,房屋高度大于60m 的都是對風荷載比較敏感的高層建筑。
2、多層磚混結構房屋的抗震設計探討
2.1 科學布局建筑平面和立面
建筑平面和立面的規整性是整個結構設計中一個十分基礎、重要的內容。抗震設計中,建筑平面、立面宜盡可能簡潔、規則,結構質量中心與剛度中心相一致。對于結構平面布置不規則的房屋質心與剛度中心往往不容易重合,在地震作用下會產生扭轉效應,大大加劇地震的破壞力度;對體型不規則的房屋應注意偏離結構剛心遠端墻段的抗震驗算。建筑立面應避免頭重腳輕,房屋重心盡可能降低,避免采用錯落的立面,突出屋面建筑部分的高度不應過高,以免地震時發生鞭梢效應,同時應控制好結構豎向強度和剛度的均勻性。
2.2 砌體房屋的總層數及總高度不應該超限值;
歷次震害證明,砌體房屋的層數越多,高度越高,它的地震破壞程度越大,所以控制磚砌體房屋的總高度及總層數對減少地震時帶來的震害有很大的作用。在設計中房屋總高度及總層數應同時滿足上標的限值,因為樓蓋重量占房屋總重的一半左右,房屋總高度相同,多一層樓蓋就意味著增加半層樓的側向地震作用,同時加大對底部的傾覆力矩。在中、強地震作用下,因傾覆力矩過大,使得底部墻體產生過大的壓力或剪刀而被破壞,故此減輕自重、減少層數、降低層高是削弱地震影響的有效途徑之一。
2.3 增強砌體房屋的剛度及整體性
房屋是縱、橫向承重構件和樓蓋組成的一個具有空間剛度的結構體系,其抗震能力的強弱取決于結構的空間整體剛度和整體穩定性。剛性樓蓋是各抗側力構件按各自側移剛度分配地震作用的保證。現澆鋼筋混凝土樓板及屋蓋具有整體性好、水平剛度大的優點,是較理想的抗震構件,不但可消除滑移、散落內容。抗震設計中,建筑平面、立面宜盡可能簡潔、規則,結構質量中心與剛度中心相一致。對于結構平面布置不規則的房屋質心與剛度中心往往不容易重合,在地震作用下會產生扭轉效應,大大加劇地震的破壞力度;對體型不規則的房屋應注意偏離結構剛心遠端墻段的抗震驗算。建筑立面應避免頭重腳輕,房屋重心盡可能降低,避免采用錯落的立面,突出屋面建筑部分的高度不應過高,以免地震時發生鞭梢效應,同時應控制好結構豎向強度和剛度的均勻性。在實際工程設計中,應盡可能兼顧建筑造型,又滿足使用功能要求的前提下,將平面布置、立面外觀造型設計得較為規整、簡潔、美觀大方;同時又能有效地提高工程的抗震性能。
2.4 合理布置縱
墻和橫墻. 多層磚混房屋的主要承重構件是縱、橫墻體,在地震中主要由于承重縱、橫墻在地震力作用下產生裂縫,嚴重者會出現傾斜、錯動、倒塌等現象,進而使房屋造到破壞;所以合理布置縱、橫墻對提高房屋抗震性能起到很大的作用。多層磚混房屋應優先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結構體系,縱、橫墻的布置宜均勻對稱,沿平面內宜對齊,沿豎向應上下連續,同時一軸線上的窗間墻寬度宜均勻。房屋的空間整體剛度和整體穩定性決定著房屋抗震能力的高低,多層磚混房屋一般采用縱墻或橫墻承重,由于非承重方向的約束墻體少,間距大,因而房屋該方向剛度較弱,空間剛度和整體性均較差,抗震能力低;在高烈度地區,墻體由于平面外的失穩而先行破壞,進而引起整個房屋倒塌。而在兩個方向適當布置縱橫、墻混合承重的房屋,由于其限制了縱、橫墻的側向變形,增強了空間剛度和整體性,對承受縱、橫兩個方向的水平地
震作用及抗彎、抗剪都非常有利。而在設計工作中為了建筑好用常常縱墻較少,縱墻開洞率較大、不連續,造成縱橫墻剛度嚴重不均,對砌體結構抗震嚴重不利,所以再設計中要盡量避免。
3、結語
根據本人多年設計經驗,我認為在砌體結構中,概念設計比結構計算還要重要,因為結構計算是在一定的假定條件下,計算結果才能適用。而它們的假定條件就是概念設計范疇,所以結構軟件計算后,一定要判斷其合理性。在滿足多方條件的情況下才能應用于工程設計中。
參考文獻:
[1] 郭志先.淺談鋼結構設計步驟及思路與磚混結構設計[J].科技創新導報,2008,(13).
隨著社會的發展,人們的生活水平也在不斷提高,對于房屋建筑這一類生活場所或者工作場所的要求也越來越高,不僅要實用性強,而且必須做到外形美觀,這就要求在建筑工程施工之前,必須根據建設要求做好結構設計工作[1]。設計是房屋建筑的靈魂,首先你需要通過結構的設計來保證建筑的實用性和安全性,其實設計原理以及用料必須要符合房屋建造的力學結構,綜合考慮地形地貌等因素,其工作內容相對復雜。目前,在我們進行建筑結構設計進行貫徹落實的過程中,經常會出現的問題是由于對建筑結構的實施工作不夠重視造成不同程度的建筑失誤。當然,對建筑結構的不重視造成的種種問題也強化了人們對建筑結構的重視,保障建筑工程的質量成為建筑領域越來越重視。為避免建筑結構設計中存在較多的疏漏,使得建筑投入使用后出現較大的問題,從房屋建筑結構設計的優化角度考慮,本文對“房屋建筑結構設計中常見問題”進行分析意義重大。
1房屋建筑結構設計中的常見問題分析
1.1建筑結構的實施工作不夠重視
對于建筑結構的實施工作不夠重視,是導致不同程度的建筑失誤主要原因,首先相關工作流程不規范,所花費的資金資源也比較少,其設計工作仍處于閉門造車的階段。房屋建筑結構設計涉及到的信息比較多,設計師需要綜合考慮各方面的因素,比如建筑所在地的外界環境條件、開發商與居民的需求,而且還應該充分了解目前市面上常用的一些建筑原材料性能,根據這些因素,做到榮抽規劃,合理布局,以準確的數據來支持整個設計方案,確保其科學合理性。部分設計人員在進行結構設計時,都很難做到這一點,沒有足夠的信息,沒有扎實的理論知識,沒有與時俱進的設計思想,在這一環節缺乏對市場行情的把握,導致了設計方案的不合理,建造出來的房屋建筑很難達到預期的效果。
1.2房屋地基設計中的問題
房屋地基設計必須要與當地的地形銜接恰當,而目前我國的房屋建筑普遍存在著地基設計不合理的問題,與實際的地形存在著較大的差異,給實際施工帶來了較大的難題,而且地基的穩定性也比較差,會影響到整個建筑物的穩固性。多數設計師都是根據地質勘測人員準備好的地形資料來進行結構設計工作的,難免會存在一定的誤差,忽略很多細節性的問題。所以最好還是需要設計師親自到現場進行考察,整體把握當地的地形條件,對一些可能會影響到地基設計的問題進行重點勘察,對工程進行多方面的全面分析,做到合理設計[2]。
1.3房屋建筑結構搭配不合理
房屋建筑結構設計的重點在于結構的搭配,這關系到整體建筑的外觀與強度。一般情況下,房屋建筑需要做到層層設計,但是實際上很多建筑其建筑結構都是一樣的,沒有考慮到不同區域受力的變化。此外,一般高層建筑需要在底層設置抗震結構,并且與建筑上面的抗震墻對齊,而很多時候建筑的最底層都作為停車場,是一個空曠的空間。在實際設計過程中,經常出現負載計算時取值錯誤的問題,沒有根據建筑的具體情況來選擇合理的取值,盲目地遵從了以往的建筑結構設計經驗。
2房屋建筑結構設計需明確的內容及其原則探究
結合上述分析認識到,我國房屋建筑結構設計中存在的問題有比較多,但是整體上來說都是與建筑公司對該模塊的重視程度、設計人員的專業性以及施工人員的專業度有關,要想提高建筑質量,就必須重視起結構的設計,加大投資力度,提高對建筑結構的實施工作的重視,加強結構設計圖紙的審核,并且確保施工人員嚴格按照設計圖完成建設工作。此外,還有必要明確房屋建筑結構設計的內容以及原則。涉及的具體內容及其原則如下。
2.1房屋建筑結構設計的基本內容
在房屋建筑的結構設計環節,一般設計師需要提供不同的結構設計圖,包括:(1)結構平面圖,這是最基本的圖紙,近年來地震頻發,在不同地區房屋的抗震性要求是不一樣的,房屋結構的設計必須符合當地建筑的設計要求,對于地震頻發地帶,設計師需要進行截面抗震驗算。設計師在結構設計時,需要充分考慮不同組成構件的受力,設計完后應用專業的軟件進行建模,找出設計圖中存在的問題,反復修改驗證,直到符合建筑的設計要求;(2)屋頂結構圖,這種設計圖一般是建筑是坡屋面時需要用到,通常包含梁板式和折板式兩種結構,二者應用的條件截然相反,梁板式適用于板跨度較大,且屋面坡度及屋脊線轉折相對復雜的坡屋面,而折板式適用于一些建筑平面較為規整,且屋面坡地較小,屋脊轉折較為簡單的坡屋面,具體是用剖面示意圖以及大樣詳圖的方式來表現,讓施工人員能夠明白其空間結構設想;(3)大樣詳圖,一般是在準確的建筑詳圖上直接繪制出來的,需要確保建筑外形不變,保證標高和外形尺寸的準確,盡可能地提高建筑結構的合理性,并且直觀形象,能夠讓施工人員看懂,且實際可行[3]。
2.2房屋建筑結構設計需遵循的原則
房屋建筑的結構設計是一項非常嚴謹的工作,要求比較嚴格,對于設計師的建筑專業素質考驗比較大,必須擁有扎實的理論基礎知識以及創新活躍的思維,才能夠勝任這一工作。在設計過程中,你首先要收集足夠多的資料,包括地形地貌信息、房地產開發商的房屋建筑理念以及市場需求等,然后在保證建筑質量的基礎上,讓其外形更為美觀。總的來說,房屋建筑的結構設計就是力學與美學在建筑工程中的完美結合[4]。我國對于房屋建筑的結構設計有較為嚴格的要求,目前很多房屋建筑出現質量問題都是因為在結構設計的階段沒有按照設計原則執行。具體來說,房屋建筑設計應遵循以下原則:(1)設計師應該明確每個建筑組成構建的承重要求及用途,在明確建筑結構及原材料對于整體質量的影響,在設計環節就應該根據自己的設計圖紙來選擇合適的建筑原材料,與相關建筑材料采購人員溝通;(2)明確不同建筑結構其力學效應的變化,對于不同建筑類型,或者誰組成構件,都有明確的力學要求,比如說軸壓比的考慮,比如說承重柱截面高度的設計,這些都是有嚴格的要求的,需要具體情況具體分析;(3)結構設計的剛柔調和,一般來說,建筑結構太軟,其剛度不夠,能承受的外力作用比較小,易變形,而建筑結構國語剛硬,則彈性效果比較差,能夠承受較強的外力但是易破損,設計師應該綜合考慮這兩點,根據建筑的外力分析結構設計出合理的結構。
3結語
近年來,地震等破壞力加強的自然災害頻發,使得人們對于房屋建筑的質量要求越來越高,在進行房屋設計時,不僅要考慮其外觀及空間的利用,還要充分考慮墻體、梁柱等的受力能力,從力學角度上考慮結構設計的合理性,按照我國房屋建筑結構設計的標準執行。目前來看,在我們進行建筑結構設計中往往對于房屋建筑結構的實施工作不夠重視,大部分施工企業都不注重結構設計這一塊,在畫設計圖時,沒有按照要求充分考慮地形因素以及建筑的力學結構,設計方案投入使用前也沒用較為嚴格的審核程序,設計質量得不到有效保障。總而言之,針對房屋建筑結構設計問題,需采取有效解決方法,進一步優化房屋建筑結構設計,從而為建筑業的發展奠定夯實的基礎。
作者:陳雪桐 單位:新疆建筑科學研究院
參考文獻:
[1]霍北靈.淺談房屋建筑結構設計中常見問題分析[J].中國新技術新產品,2015(02):123.
中圖分類號: TU318 文獻標識碼: A 文章編號:
房屋建筑質量的好壞會直接關系到人們的生命安全,而房屋設計和施工質量是保證房屋質量的兩個主要因素,通常來講,房屋建筑結構設計工作繁重而又具有重大責任,它會直接影響到房屋建筑的安全性、適用性、經濟性和合理性。抓住在房屋建筑結構設計中的關鍵問題,對這些問題進行科學合理的解決和設計,那么就能夠設計出一個比較優秀的房屋建筑結構設計方案。進而建設處一個無論從質量、安全、性能,還是外觀上都比較優秀的建筑。
一、房屋建筑的地基和基礎
(一)全方面考察地基地質
很多多層房物建筑在沒有詳勘的地質報告,僅憑房屋建筑單位或者參照附近的一些建筑物的設計資料的情況下,設計師就開始進行相關的設計,這樣就很難保障房屋建筑的質量。設計地基和基礎必須具有合理性、安全性和適用性,因而房屋建筑設計人員一定要根據相關的地質勘察資料,對建筑房屋的地基進行多方面的考察,進而確定設計的基礎類型以及上部結構,單單考慮地耐力的相關數據不僅是片面的,更是不安全的,盲目的縮小地耐力容許值更是不可取的做法。
(二)正確處理不良地基
對于那些軟弱地基一定要采取換土墊層的方法進行一定的處理,絕不可以只憑經驗處理,省略換土墊層設計。有些設計師對于軟弱地基不夠重視,通常會簡單的采用砂墊層的方法強化地基的承載力,更沒有對點成寬度和厚度進行有效的計算,這樣不光不安全,還會造成一定程度上的浪費。
(三)正確設計房屋建筑中的柱、梁、基礎負荷
在民用的建筑結構設計中,柱、梁和基礎的負荷一定要按照規范乘以折減的系數。很多設計師在設計房屋建筑結構時,計算梁、柱及基礎的負荷時都不能按照現行的設計規范和要求算出正確的荷載值。
二、房屋建筑中的構造柱
磚混的房屋建筑結構中,構造柱既能夠很好的提高墻體的抗剪能力,又能與圈梁緊密的連接在一起,有力的約束砌體,不僅能夠有效限制墻體裂縫的繼續,也能加強豎向的承載力,可以有效的提高機構的抗震能力。可是在現在的設計中,設計師通常會把構造柱當做承重柱,這種設計會引起很多問題:
1、如果構造柱當做承重柱,那么構造柱就會提前受力,一方面這會降低構造柱對于建筑砌體的拉結和約束力,另一方面,一旦遭遇地震,那么構造柱的位置就會出現應力集中,進而遭到破壞。這樣一來,構造柱不光不能起到它本身應有的作用,更會成為房屋建筑中最為薄弱的環節,降低房屋質量。
2、通常情況下,構造柱都不會另設基礎而是生根在圈梁中,一旦將構造柱當做承重柱來使用,那么就會降低柱底基礎的抗沖切、抗彎部和局部的承壓強度,威脅房屋建筑的安全。所以承重大梁下的柱子最好按照承重柱來計算。如果建筑梁上的荷載和狂多很小,可將構造柱置于梁下,但這是一定按照不考慮構造柱的作用來計算下墻體局部的承壓力和抗彎強度。只有滿足條件,才能在梁下建造構造柱。
三、承重柱的截面高度
在抗震設防區,設計師在設計承重柱截面高度的時候,數值往往過小。一些結構設計師固執的然為六度設防就可以不設防,為了分析受力方便,他們會特意將承重柱的截面高度往小了設計,這時候梁祝的線剛度比例就會加大。用絞支梁代替梁,柱則按照軸心的受壓來計算。這種做法在給設計師帶來方便的同時,卻為房屋建筑的結構埋下了一定的隱患,因為這種做法嚴重的忽略了梁柱間的剛結作用,而且主界面的配筋很小,一旦結構受力,那么柱頂的抗彎強度就會大大降低,所以柱子的底部附近就會形成很多水平的裂縫,出現塑性餃的情況。因而在房屋的正常使用下,柱子就開始了帶餃工作。嚴重影響了房屋的耐久性,引起人們的恐懼心理。一旦遭遇地震,這樣的房屋建筑結構就會倒塌,必將造成人員和財產的巨大損失。
四、房屋建筑結構中的橫向和縱向框架設計
在我國的簡述抗震設計規范中,要求水平地震作用要按照兩個主軸反向進行分別計算,各方面的地震和應該有這個方向上的抗震力構件來承擔。理論上雖是如此,可是在房屋建筑結構設計中,縱向框架和橫向框架都很重要。很多設計師對房屋建筑結構進行橫向上的抗震設計,縱向上卻按照一般的連續梁進行設計,所以梁柱的節點及框架中相應的縱筋、箍筋都無法進行合理的配置,達不到相應的要求。如果不考慮地震的縱向作用,就會出現跨中縱筋等現象,嚴重影響房屋質量。
五、懸挑梁的梁高
通常情況下,設計師會認真驗算梁的強充及傾覆,卻不太驗算梁的撓度。如果選用的梁高過小,就會使梁截面的受壓區造成非線性的徐變。梁撓度也會隨著之間的變化不斷加大。如果跳梁變形,那么梁板也就會隨之出現裂縫,裂縫寬度會隨著跳梁變形的程度越來越寬,進而會嚴重影響到房屋的使用。如果這種跳梁變形不能得到及時的治理,那么發展到最后,梁支截面、受支座上部受拉區就會形成很寬的豎向的大裂縫,因為支座的剪彎作用,豎向的裂縫就會向下延伸,最后發展為斜裂縫,這時候梁就就接近破壞了。在為托墻挑梁的時候,梁過大的撓度就會引起梁上境況體在相應的梁支座的附近出現一些裂縫,裂縫會在梁支座的地方沿著斜向不斷延伸,越往上縫隙越寬。而且過小的挑梁截面也不利于房屋的抗震性。房屋建筑的懸挑結構對于房屋的抗震能力具有十分重要的作用。挑梁高度比較小的時候,截面相對受壓區的高度就會比較大,梁的延展性會減小,一旦受到豎向地震的作用,就會很容易造成脆性破壞,進而失去相應的承載力。
六、連續梁的設計
很多設計師在進行房屋建筑結構設計的時候,會把連續梁按照單梁進行設計,通常在設計陽臺邊梁的時候會出現這種情況。一般情況下,邊梁上的荷重很小,所以設計師們會忽略。為了方便受力分析,所以設計師們把連續梁當做單支梁進行設計,所以相應的支座處無法配置合理的負筋,所以梁在支座處上部的受拉區必然出現豎向的裂縫,相應的上部欄板也會出現豎向的裂縫。梁有熱脹冷縮性,一旦環境變化,梁的伸縮性就會受到梁端柱或者挑梁的相應的約束,梁內就會形成收縮應力,這種收縮應力會作用在那些已經產生的梁上的裂縫處,所以梁會受到更大的破壞,降低承載力,嚴重影響房屋的使用安全。
除了以上六個關鍵性問題,樓板的設計也很重要,因為它是一種重要的承重共建,對它的設計關系到梁、墻、柱的安全。所以設計師一定要嚴格按照相應的要求設計樓板,只有這樣才能保證房屋建筑的安全和質量。
七、總結
房屋建筑對于我們每個人而言都很重要,現代都市生活中,人們大部分時間都在房屋建筑物種渡過,所以房屋建筑物僅要舒適,美觀,更重要的是安全和使用壽命。在房屋建筑建設的過程中,對于房屋建筑結構的設計十分重要,這是一份比較繁瑣但責任巨大的工作,只有認真考慮并設計各個環節,如地基、構造柱、承重柱、挑梁、樓板等,才能做出一個安全性高,功能性全的設計方案,進而建設出符合人們居住和工作需求的良好建筑,推動城市化進程,促進我國經濟的發展。
參考文獻:
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
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
引言
隨著經濟的不斷發展,人民生活水平的不斷提高,城市的發展也是日新月異,新建筑的建設如雨后春。房屋建筑功能不斷完善,造型上新穎別致,眾多因素導致工程設計也變得復雜起來。高房價和選擇面的拓展使得百姓在購房時更是對房屋的外觀、性能、質量等方面抱有較高的期待。房屋建筑結構設計的理論朝著先進水平不斷發展,將先進的術不斷的應用于實際,在實際中不斷加強完善。研究強度高、材質輕、綠色環保的新型建筑材料,應用于房屋建筑的結構設計中去,提高屋建筑的安全性、適用性,使得房屋建筑結構設計朝著可靠、實用、經濟的高性價比方向發展。
1 建筑工程質量管理的特點
房屋建筑工程項目施工涉及面廣,是一個極其復雜的綜合過程,具有建筑位置固定、生產流動、結構復雜、多樣施工、體型大、整體性強、建設周期長、質量要求高、受自然條件影響大等特點。因此,施工項目的質量管理、工程實施難度比一般工業產品的實施難度更大,具體有如下表現:
1.1 影響質量的因素多
建筑工程的設計、材料、機械、地形地貌、地質條件、水文、氣象、施工工藝、操作方法、技術措施、管理制度、投資成本、建設周期等都直接影響施工項目的質量。
1.2 易產生質量變異及質量波動大
工程項目的施工沒有固定的生產流水線,沒有規范化的生產工藝和完善的檢測技術,也沒有成套的生產設備和穩定的生產環境,再加上影響項目施工質量的偶然性因素和系統性因素都較多,因此,工程質量很容易發生變異。
2 建筑結構設計的基本方法
2.1關于平面結構圖的設計
在平面結構圖的繪制進行中,首先要考慮的是在運用結構設計軟件是否要進行建模。比如有一建筑基地位于抗震輻射地區的時候,我們就要以是否符合抗震措施的基本要求來規定抗震設計規范是否可以使用建模軟件。但是有一些建筑物是不需要軟件來建模的,可以直接進行設計,如砌體結構的建筑物,雖然此建筑物可以直接設計但還要考慮建筑物整體與局部受壓的問題。但是,如果時間允許我們最好還是采用軟件建模進行設計比較好。
2.2關于屋頂結構圖的設計方法
當把建筑建成是坡面的時候,結構設計圖有兩種方法——梁板式和折板式。梁板式的結構一般是用于建筑面不是很規整、板跨度比較小的坡屋面;而折板式則是與與梁板式相反的建筑結構設計當中。一般梁板式和折板式的板的厚度不能小于120毫米那是因為梁板式和折板式的結構是受拉構件的。
2.3基礎的設計方法
基礎的設計方法就是應當注意結構耐久性的混凝土,其標號要與結構相符合。最小配筋率要與基礎所配相符合。在條基交接處的鋼筋布置應該與詳圖或標準圖所匹配。
3 當前房屋建筑結構設計中的常見問題
3.1 樁間距過小 樁間距過小,不滿足規范對樁的最小中心距的規定。特別是試樁、錨樁之間的間距,往往被設計人員忽視,這直接影響了試樁結果的正確性。
3.2 樁身鋼筋籠長度不足 對擠土灌注樁,樁身鋼筋籠長度沒有穿越軟弱土層的層底深度,不能滿足樁基規范第4.1.1.2條“對于沉管灌注樁,配筋長度不應小于軟弱土層層底深度”的規定,這也是工程設計中常見的問題。
3.3 承重磚基礎采用多孔磚砌筑 根據多孔磚墻體結構構造,地面以下或室內防潮層以下的基礎不得采用多孔磚砌筑。
3.4 房屋高度、高寬比超過現行規范、規程的限值 現行的規范、規程給出了房屋的最大適用高度和高寬比限值。某些高層建筑房屋高度超過最大適用高度或高寬比超出規定限值,甚至個別建筑高度和高寬比均超出規定限值。在結構設計過程中,對于房屋高度、高寬比和體型復雜程度超過現行規范、規程的高層建筑,應按超限高層建筑進行設計。同時,另一點不容忽視的問題是,房屋適用高度除與結構體系類型及抗震設防烈度有關外,還與場地類別與結構是否規則等因素有關,當位于Ⅳ類場地或結構平面與豎向布置不規則時,其最大適用高度應適當降低(一般降低20%)。
3.5 結構布置不合理、不規則 結構盡可能規則,結構的布置才能更趨于合理,這是結構設計中十分重要的環節,這里的“規則”包含了對建筑的平立面外形尺寸,抗側力構件布置、質量分布,直至承載力分布等諸多因素的綜合要求。由于引起結構不規則的因素太多,特別是對于復雜的建筑體型,很難一一用若干簡化的定量指標來劃分不規則程度并規定限制范圍。
3.6 異形柱結構設計中存在的問題 近年來,在我國的住宅建設中,特別是高層或小高層住宅,有些采用了異形柱結構。目前在異形柱結構設計中存在的問題很多,也比較突出,主要表現在異形柱結構房屋的高度超高、體型不規則、結構布置不合理、抗震構造措施不當等方面。應當說,目前國內對異形柱的受剪承載力、節點承載力和結構延性等方面的試驗研究還不多,對異形柱結構抗震性能的認識還不夠充分。在這種情況下,設計異形柱結構時,對房屋高度、結構規則性及抗震措施等方面宜從嚴掌握。
3.7 結構縫設置不合理,縫寬度不足 對于超長建筑物,為減少溫度變化對結構的不利影響,合理地設置伸縮縫是必要的。有些設計人員用后澆帶代替伸縮縫,其實這種做法存在一定的問題。因為后澆帶僅能減少混凝土材料干縮的影響,不能解決溫度變化的影響。后澆帶處的混凝土封閉后,若結構再受溫度變化的影響,后澆帶就不能再起任何作用了。
對于不能或不便設置溫度伸縮縫的超長結構,除留設施工后澆帶外,還應采取其它構造加強措施,如加強頂層屋面的保溫隔熱措施,對受溫度變化影響較大的部位適當配置直徑較小、間距較密的溫度筋,或采用預應力混凝土結構等。
4 結語
總之,結構設計是個全面、系統的工作,從事所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。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。提高民用建筑結構設計水平,確保建筑設計質量不斷提升,努力做到民用建筑的結構設計工作更安全、更合理。
參考文獻
[1]紀榮洋,王文可.潘可明《建筑結構設計經驗探討》[J].低溫建筑技術.2008(5).
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
在我國的工業化、城市化進程中,房屋建筑工程項目的結構設計正朝著綠色化、人性化、科技化、智能化的方向發展,尤其是人性化、綠色化的設計理念已經成為房屋建筑設計的重要發展趨勢,然而在我國房屋建筑項目的結構設計中仍舊存在很多問題,這需要引起我國的高度重視,并及時采取相應的應對策略和規避措施,盡量避免結構設計缺陷和設計疏漏情況的出現,為房屋建筑工程項目的順利施工提供應有的保障。
1房屋建筑結構設計的基本要點
1.1 結構平面圖設計
在設計結構平面圖時,要根據房屋建筑工程所處地區的抗震設防烈度采取有針對性的設計方法。當抗震設防烈度低于7度時,結構設計人員可以直接設計,不需要在結構軟件中建模,但必須充分考慮局部和整體上的受壓問題,符合相關的抗震要求;在條件允許的條件下,能夠輸入建模自然最好,因為這時可以通過結構軟件進行荷載的準確計算。而當房屋建筑工程項目所在地的抗震設防烈度為7度及以上時,結構平面圖的設計需要輸入軟件建模計算。
1.2 屋頂結構圖設計
在對房屋建筑的屋頂結構進行設計時,一般會采取折板式和梁板式兩種形式。其中,折板式適用于房屋建筑平面規整,板跨度較小,屋面坡度及屋脊線轉折相對較小的情況,梁板式的適用條件則恰恰相反。但由于這兩種設計形式的板都屬于偏心受拉構件,因此在板配筋時必須保證有局部或全部的板負筋拉通以抵抗拉力。同時,在梁板折角位置的鋼筋布置需要有大樣示意圖。而在對坡屋面板的平面畫法進行選擇時,可以考慮剖面示意圖加大樣詳圖的方式,以方便房屋建筑施工人員對圖紙進行準確和詳細的理解。
1.3大樣詳圖繪制
對于房屋建筑大樣詳圖的繪制,既可以在原先的建筑詳圖基礎上直接繪制,也可以在前期繪制過的詳圖上進行改進,但前提是要確保原先建筑詳圖的準確無誤,并在繪制大樣詳圖時,要在保持建筑外形的前提下,確保房屋建筑工程的施工方便和結構上合理受力。
1.4樓梯設計
在樓梯設計過程中,需要重點注意的是樓梯梯板撓度的控制,即梁下凈高鼻息符合房屋建筑的要求,梯梁位置要確保上下樓層在位置上的統一。局部不合適處可以采用折板樓梯。折板樓梯鋼筋在內折角處要斷開分別錨固防止局部的應力集中。設計時還必須充分考慮梯板寬度、梁下凈空等方面的要求,首段梯板的基礎為防止出現沉降問題,可以考慮設置梯梁。此外,還要考慮樓梯間剛度對整個結構在受地震力時的影響,以作出合理調整。
2當前房屋建筑結構設計中的常見問題
2.1 基礎結構設計中的常見問題
在房屋建筑的基礎設計中,主要存在以下幾點問題:①對在軟弱地基進行處理時,有的設計人員沒有充分認識到軟弱地基對房屋建筑工程施工及使用過程中的危害,只是簡單的憑借個人經驗進行換土墊層處理,埋下了一定的安全隱患,這就需要設計人員在應當軟弱地基問題的處理時,一定要結合工程項目的實際,采取科學的軟弱地基處理技術,當采取砂墊層處理技術時,一定要根據房屋建筑工程的承載力對墊層的厚度和寬度進行準確計算。②多層房屋建筑沒有詳細的地質報告,只是簡單的參考建筑物周邊的基礎設計資料和施工圖設計,而僅僅依靠這些數據進行基礎安全設計顯然是不夠的,這就要求設計人員本著合理、安全、適用的設計原則,依據完整的地質勘察資料,統一考察多方面因素后進行基礎類型和上部結構的設計。③民用建筑中柱、梁及基礎的負荷未按規范乘以折減系數進行計算,影響了建筑基礎荷載值計算的準確性。
2.2 框架結構設計中的常見問題
有的設計人員在房屋建筑的結構設計實踐中,只注意了房屋框架結構在橫向上的設計,而對縱向框架卻不夠重視,這不利于建筑抗震設計目標的順利實現。根據我國當前的建筑抗震設計規范,房屋建筑的框架設計必須按兩個主軸方向分別計算。對此,設計人員在房屋建筑的框架結構設計實踐中,一定要將縱向框架與橫向框架設計放在同等重要的位置,并確保框架中的縱筋、箍筋的配置合理性,避免配筋不足等問題的出現。
2.3 構造柱與承重柱設計中的常見問題
在當前的房屋建筑結構設計中,由于構造柱常常作為承重柱使用,但是這種設計方法卻容易影響到房屋建筑的結構設計質量,主要是因為:①當構造柱作為承重柱使用后,會導致構造柱的提前受力,而當房屋建筑在遭遇地震作用時,構造柱位置必然形成應力集中,使其成為房屋建筑結構中的最薄弱的環節。②構造柱一般生根于地圈梁中,沒有另設基礎,如果把構造柱作為承重柱使用,柱底基礎的抗沖切、抗彎部及局部承壓強度將會進步提高,可以會超出地基的承重要求,導致柱底基礎出現裂縫等質量病害,所以設計人員在進行承重大梁下的柱子設計時,應當按照承重柱進行設計,即使在梁下布置構造柱,也必須做好局部承壓和抗彎強度的驗算工作。③承重柱截面高度設計過小,這種情況多發生于六度抗震設防區,由于結構設計人員對抗震設計不夠重視,經常有意或無意的把柱子的截面高度設計得過小,忽略了梁柱間的剛結作用,加之以柱截面的配筋都較小,結構一旦受力后,柱頂抗彎強度必然不足,進而可以導致建筑安全事故的發生。
2.4樓板結構設計中的常見問題
樓板是房屋建筑工程中最重要的組成部分之一,樓板的設計問題必將連帶梁、墻、柱等構件安全。因此,樓板的結構設計問題是至關重要的,如果對樓板結構設計考慮不周,很容易出現質量、安全問題,在樓板設計中主要存在的問題有:①將雙向板作用按照單向板進行計算,這主要是因為有些設計人員為了計算方便或因對板的受力狀態認識不足,使計算假定與實際受力狀態不符,導致一個方向配筋過大,而另一方向僅按構造配筋造成配筋嚴重不足,容易導致樓板裂縫問題的出現。②板承受線荷載時彎矩計算問題,在民用建筑中,常常在樓板上布置一些非承重隔墻故大樓板設計中常常將該部分的線荷載換算成等效的均布荷載后,進行板的配筋計算。但有些設計人員錯誤地將隔墻的總荷載附以板的總面積。③雙向板有效高度取值偏大,配筋降低,使結構構件存在的質量隱患,甚至出現開明縫的現象。
3 結語
總之,隨著我國房屋建筑工程項目的發展,建筑設計技術的持續改進,房屋建筑的結構設計應當順應建筑設計現代化的發展趨勢,盡快縮短與國際領先水平之間的差距。在具體設計實踐中,設計人員更是要充分考慮到建筑整體性、安全性、節能性等方面的要求,確保房屋建筑工程結構質量與安全目標的順利實現,從而使房屋建筑工程更好的服務于人們的生產與生活,實現更高的經濟效益和社會效益。
參考文獻
[1]. 趙健玲. 建筑結構設計中常見錯誤分析[J]. 科技風.,2009,(16).
隨著我國國民經濟的高速增長,帶動了建筑業的快速、持續的發展。針對當前主要結構形式的建筑結構設計中,還存在一些需要解決的問題,因此,加強對房屋建筑結構設計中常見問題的認識并加以解決具有一定的現實意義。
一、樓板設計常見問題
樓板是建筑工程中的主要承重構件,它將樓面,屋面的荷載傳給其周圍的墻或梁上,樓板的設計問題必將連帶梁、墻、柱等構件安全。若對整個設計考慮不周,很容易出現設計質量問題,有的還可能存在嚴重的質量隱患。
1、設計時為了計算方便或因對板的受力狀態認識不足,簡單地將雙向板按單向板進行計算。使計算假定與實際受力狀態不符,導致一個方向配筋過大,而另一方向配筋不足,致使板出現裂縫。
2、樓板承受線荷載時彎矩計算問題。在民用建筑中,常在樓板上布置一些非承重隔墻,故樓板設計中,通常將該部分的線荷載換算成等效的均布荷載后,進行樓板的配筋計算。有些設計人員圖省事,錯誤地將隔墻的總荷載附以該板塊的總面積。這樣會造成非承重隔墻分布寬度內配筋量不足,而此板塊其它部分配鋼筋過大,這樣隔墻處樓板會出現裂縫。
3、雙向板有效高度取值偏大。雙向板在兩個方向均產生彎矩,由此雙向板跨中正彎矩鋼筋是縱橫疊放,短跨方向的跨中鋼筋應放在下面,長跨方向的跨中鋼筋置于短跨鋼筋的上面,計算時應用兩個方向的各自的有效高度。一般長向的有效高度比短向的有效高度小d(d為短向鋼筋的直徑)。有的設計者為圖省事或對板受力認識不足,而取兩上方向的有效高度一致進行配筋計算,致使長跨有效高度偏大,配筋降低,致使結構構件存在的質量隱患,甚至出現開明縫的現象。
二、地基與基礎方面
1、地基與基礎設計要做到合理,安全適用,設計人員必須依據地質勘察資料,統一考察多方面因素進行基礎類型和上部結構方可設計,僅憑地耐力這一數據是不全面的,也是不安全的,更不能盲目地把耐力容許值取得小一些就認為萬無一失了。
2、采用換土墊層進行軟弱地基處理,不進行換土墊層設計,只憑經驗處置。有時設計者軟弱地基的危害認識不足,只是簡單地憑借經驗采用紗墊層加強一下承載力,沒有進行墊層寬度和厚度計算,既不安全,又不經濟。
3、民用建筑中柱、梁及基礎的負荷未按規范乘以折減系數。設計人員設計多層民用建筑時,在計算梁、柱和基礎的負荷時未按現行設計規范采用荷載乘折減系數計算其荷載值,因而荷載值準確。
三、磚混結構房屋中構造柱兼作承重柱用
在當前結構設計中,構造柱經常被作為承重柱使用,這種作法將引起以下幾個問題:
1、構造柱作為承重柱使用后,使得構造柱提前受力,這不但會降低構造柱對砌底的拉結和約束作和,而且結構一旦遭遇地震作用時,在構造柱位置必然形成應力集中,首先破壞。這樣構造柱不但起不到其應有的作用,反而成為房屋結構中的一個薄弱的部位。
2、構造柱一般生根于地圈梁中,沒有另設基礎,構造柱兼作承重柱使用后,柱底基礎的抗沖切、抗彎部及局部承壓強度必然不能滿足要求。柱底基礎一旦發生沖切或局部承壓
被出現裂縫。建議承重大梁下的柱子應按承重柱設計。若梁上荷載和跨度都比較小時,破壞就會出現裂縫構造柱也可布置于梁下,但此時必須按不考慮構造柱作用來驗算墻體的局部承壓和抗彎強度。經驗算滿足,方可在梁下布置構造柱。
四、懸挑梁的梁高選用過小
設計者往往只注意了對梁的強充和抗傾覆進行驗算,而忽略了對梁撓度的驗算。梁高選用過小,引起梁截面的受壓區應力過高,在正常使用狀態下,梁截面受壓區產生非線性徐變。梁撓度隨時間的推移不斷加大。挑梁的變形引起梁板出現裂縫,裂縫寬度隨著挑梁變形的回大而加寬,影響了房屋的正常使用。據觀察,這種挑梁的變形發展到后期,梁支座截面上部受拉區常常出現較寬的豎向裂縫。受支座附近剪彎作用的影響,豎向裂縫向下延伸發展為斜裂縫,此時梁已接近破壞,當為托墻挑梁時,梁過大的撓度引起梁上墻體在梁支座附近出現裂縫。裂縫在梁支座處沿斜向延伸,縫愈靠上愈寬。挑梁的截面過小對結構的抗震也很不利。懸挑結構對豎向地震的作用最為敏感。梁高小時,截面的相對受壓區高度較大,梁的延性減小,在豎向地震作用下易發生脆性破壞,失去承載力。
五、在框架結構設計中,只注意了橫向框架的設計而忽視了縱向框架
現行建筑抗震設計規范要求水平地震作用應按兩個主軸方向分別計算,各方面的地震和用應由該方向的抗側力構件來承擔。說是說,在框架結構設計中,縱向框架與橫向框架有同等的重要性。一些結構設計者對以于非抗震設計,而縱向地按普通的連續梁進行設計,梁柱的節點和框架中的縱筋、箍筋的配置無法不答合框架的構造要求。由于沒有考慮地震的縱向作用,在實際設計中經常出現梁的支座負筋,跨中縱筋及箍筋的配筋置均不足的現象。
六、連續梁按單梁進行設計
這種情況多發在陽臺邊梁的設計中。由于邊梁上的荷 重一般較小,沒有引起設計得的重視,左圖受力分析方便,設計得把實際應為連續梁的梁按單簡支梁進行設計,致使梁在支座處上部負筋配置量過少。這樣必然引起梁在支座附近上部受拉區出現豎向裂縫,進而引起梁上部攔板出現豎向裂縫。如果該邊梁長度較長時,問題將會變得更加嚴重。因為該梁一般直接暴露在室外,受環境溫度影響較大。當環境溫度變化時,梁的伸縮受到梁端柱或挑梁的約束,在梁內產生收縮應力,該收縮應力作用于原已產生的梁上裂縫處,引起梁的支座附近沿整個梁截面四周裂縫貫通,梁承載力降低,直接影響了使用安全。
總之,結構設計是個系統、全面的工作。作為結構設計人員,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。加深對當前房屋建筑結構設計中常見問題的認識與研究,以不斷提高自身的結構設計水平,使設計的作品比現階段的其它建筑具有更高的水準、更合理和更經濟的結構形式。
參考文獻
1.基礎設計等級問題
建筑結構可靠度設計統一標準第1.0.8條明確了建筑結構的安全等級的劃分,建筑地基基礎設計規范作為國家專業標準文件,僅注明了基礎設計安全等級應按國家有關規范規定采用,基礎設計規范雖然根據地基復雜程度、建筑物規模和功能等將地基基礎分為三個設計等級,但是未能就地基基礎的安全等級的劃分加以確定,況且,地基基礎的設計等級與地基基礎的安全等級是完全不同的兩個概念,可靠度設計統一標準中有關基礎安全等級第1.0.8條的引注2的規定,意味著地基基礎的安全等級不完全等同于上部結構的安全等級。筆者認為,地基基礎的安全等級不宜低于上部結構的安全等級。
2.房屋建筑結構設計基本方法
2.1房屋建筑結構基礎設計
在針對房屋建設的基本構架進行設計的過程中,需要很好的考慮到材料問題,注重混凝土原材料的選擇,力求所有的設備和材料都可以滿足施工圖紙上的要求和規范。同時,對于建筑構架所使用的鋼筋構件,也應當滿足相應的鋼筋率,在建筑結構的條基交叉部分,應當注意相應的面積問題,全面保障建筑結構穩定性、強度和安全性,所有的材料均不能夠重復使用。在設計當中還需要結合實際情況對建筑基礎的寬度進行調整與修補,通過實地考察與分析,對設計平面圖紙和基礎圖紙進行不斷的完善。
2.2建筑結構平面設計
房屋建筑結構設計的平面圖紙也是一個重要的組成部分,在繪制平面圖紙之時,需要充分的考慮到建筑所處的環境地段、地理位置、地質環境條件和水文地質條件等,采用先進的工藝技術進行施工方面的改進。同時還需要借助計算機等設備,對圖紙進行修改,對房屋建筑進行模擬,找尋出設計之中的缺陷。反復的計算、反復的審核與比對,力求保證基礎結構設計圖紙的完善性。
2.3建筑結構屋面設計
屋面結構設計圖紙和屋頂設計圖紙是整個房屋建筑結構設計的核心部分。當建筑的屋面是坡形之時,常用的結構處理技術有折板式以及梁板式等兩種形式,梁板式更加適合使用在屋面的跨度較大以及平面構造不平整的建筑結構之上,同時針對一些屋脊部位較為復雜的、屋面的坡度較大的屋面,通過梁板式設計方法的運用,也可以得到恰當的處理。上述兩種設計形式在運用當中,板筋部分會有部分的拉伸,來抵消建筑構件之間產生的拉力,而針對板筋的強度設計,需要結合建筑的實際情況來進行確定。通常狀況之下在結構設計之中需使用大樣詳圖的方式,幫助施工人員更好的領悟設計圖紙的意圖和設計理念。
3.房屋建筑結構設計中的問題分析
3.1 磚混構造柱兼作承重柱用
在磚混結構中,構造柱不但能夠提高墻體的坑剪能力,而且構造柱與固梁聯結在一起,形成對砌體的約束,這對于限制墻體裂縫的開展,維持豎向承載力,提高結構的抗震性能有著重要的作用 在當前結構設計中,構造柱經常被作為承重柱使用,這種作法將引起以下幾個問題。
(1) 構造柱作為承重柱使用后,使得構造柱提前受力,這不但會降低構造柱對徹底的拉結和約束作和,而且結構一旦遭遇地震作用時,在構造柱位置必然形成應力集中,首先破壞。 這樣構造柱不但起不到其應有的作用,反而成為房屋結構中的一個薄弱的部位。
(2)構造柱一般生根于地圈梁中,沒有另設基礎,構造柱兼作承重柱使用后,柱底基礎的抗沖切抗彎部及局部承壓強度必然不能滿足要求,柱底基礎易發生沖切或局部承壓會出現裂縫,本文建議承重大梁下的柱子應按承重柱設計,若梁上荷載和跨度都比較小時,構造柱也可布置于梁下,但此時必須按不考慮構造柱作用來驗算下墻體的局部承壓和抗彎強度,經驗算滿足,方可在粱下布置構造柱。
3.2 承重柱截面高度設計過小
這種情況多發生于六度抗震設防區。一些結構設計者誤認為六度設防就是不設防,圖受力分析方便,他們故意把柱子的截面高度設計得過小,使梁柱的線剛度比加大(因一些結構設計手冊中規定:當梁柱的線剛度比大于4時計算簡圖中梁柱節點可簡化為鉸支) 。把梁簡化為鉸支梁,柱按軸心受壓計算。 這種做法雖然易于進行結構受力分析,但卻給房屋結構埋下了隱患。因為這樣做忽略了梁柱間的剛結作用,即忽略了柱對梁的約束彎矩,加之以柱截面的配筋都較小,結構一旦受力后,柱頂抗彎強度必然不足,從而柱子和梁底附近將會出現一條或多條水平裂縫,形成塑性餃,這樣在正常使用情況下,柱子已開始帶餃工作這不但影響了房屋的耐久性,而且也常常引起用戶的恐懼心理,更為嚴重的是,這樣的結構遭遇地震作用時,將會倒塌,這違背了現行抗震規范中“強柱弱梁”的設計原則。
3.3懸挑梁的梁高選用過小
一些設計者往往只注意了對梁的強度和傾覆進行驗算,而忽略了對梁撓度的驗算。梁高選用過小,引起梁截面的受壓區應力過高。在正常使用狀態下,梁截面受壓區產生非線性變化。 梁撓度隨時間的推移不斷加大,挑梁的變形引起梁板出現裂縫,裂縫寬度隨著挑梁變形的回大而加寬,影響了房屋的正常使用。 據筆者觀察,這種挑梁的變形發展到后期,梁支座截面上部受拉區常常出現較寬的豎向裂縫。受支座附近上部受拉區常常出現較寬的豎向裂縫受支座附近剪彎作用的影響,豎向裂縫向下延伸發展為斜裂縫,此時梁已接近破壞,當為托墻挑梁時,梁過大的撓度引起梁上部在梁支座附近出現裂逢裂縫。在梁支座處沿斜向延伸,縫愈靠上愈寬。挑梁的截面過小對結構的抗震也很不利。懸挑結構對豎向地震的作用最為敏感。梁高過小,截面的相對受壓區高度較大,梁的延性減小,在豎向地震作用下易發生脆性破壞,失去承載力。
(1)樓板是建筑工程中的主要承重構件。是它將樓面,屋面的荷載傳給其周圍的墻或梁上,樓板的設計問題必將連帶梁、墻、柱等構件安全。若對整個設計考慮不周,很容易出現設計質量問題,有的還可能存在嚴重的質量隱患。樓板設計中常見如下幾個問題。
設計時為了計算方便或因對板的受力狀態認識不足,簡單地將雙向板作用單向板進行計算使計算假定與實際受力狀態不符,導致一個方向配筋過大,而另一方向僅按構造配筋造成配筋嚴重不足,致使樓板出現裂縫
(2)板承受線荷載時彎矩計算問題,在民用建筑中,常常在樓板上布置一些非承重隔墻,故大樓板設計中常常將該部分的線荷載換算成等效的均布荷載后,進行板的配筋計算。但有些設計人員錯誤地將隔墻的總荷載附以樓板的總面積。
中圖分類號: TU318文獻標識碼: A
經濟的不斷發展,推動著基礎設施工程的建設,在基礎設施建設中,房屋建筑的施工工程尤其重要,房屋是人們日常生活息息相關的,因此一定要保證房屋建筑的質量。為了更好的保證房屋建筑的質量,一定要做好房屋建筑的結構設計工作,建筑結構設計是保證房屋質量的前提。在進行建筑結構設計的時候要面臨的問題是非常多的,對出現的問題進行分析,可以避免再進行結構設計的時候出現問題,可以保證建筑行業得到更好的發展。
一、目前多層框架房屋建筑結構設計環節的現狀
1、 建筑結構設計圖紙簡單粗略。建筑工程進行施工,施工的圖紙是至關重要的,科學合理的施工圖紙可以更好的保證施工的質量,同時在圖紙中結構也是非常明顯的。施工圖紙對建筑結構的每個環節都可以進行驗證,圖紙可以說明施工中的每個細節,同時對施工的要點進行解釋。在施工圖紙中對建筑結構類型、抗震設計、材料等級要求都是有明確規定的。但是在實際的施工中,設計的圖紙很多都是不符合要求,這樣就會導致施工中很難按照施工的設計圖紙來進行,在進行施工的時候圖紙是非常重要的,不符合要求的圖紙在施工中進行使用是很容易出現問題的,而且非常容易導致施工中出現意外的情況,使得施工無法順利進行。
2、 建筑基礎選型不科學。建筑的使用安全是至關重要的,建筑是否安全其結構設計是非常重要的,在進行結構設計的時候確保安全一點要進行科學的建筑構造選擇,同時要科學的對建筑進行選型。在很多的建筑施工中,建筑選型是存在著很大的問題的,在進行建筑選型的時候一定要確保施工基礎可以承受相應的承載能力,如果施工基礎無法對建筑進行有效的承載,那么非常容易導致建筑出現變形的情況,這樣非常容易導致建筑出現不均勻沉降的情況,使得建筑的安全無法得到保證。在進行建筑選型的時候,一定要對施工基礎情況進行考察,這樣可以更好的進行建筑的選型,同時也能更好的保證建筑以后的使用效果。在進行建筑施工的時候,出現選型錯誤對整個建筑的安全性影響都是非常大的。
3、 盲目追求施工效益。市場經濟的不斷發展,建筑行業的發展對經濟的發展是有很大的影響的,同時建筑行業的發展對其他行業的影響也是非常大的。建筑行業的快速發展使得很多的人員都進入到這個行業中進行發展,在建筑施工企業中很多的企業為了獲得更多的經濟效益,在進行建筑施工的時候,在建筑材料選擇的時候盡量使用低價格的施工材料,這些施工材料根本就達不到施工的要求,在施工中進行使用對施工質量是有很大影響的。這樣的施工做法,使得設計人員在進行結構設計的時候根本就無法進行預知,使得建筑施工的質量受到影響,對其安全性也是很大的影響。
二、多層框架房屋建筑結構設計中應注意的問題
1、地基與基礎方面。在進行建筑結構設計的時候,對地基和基礎方面進行設計也是非常重要的,為了更好的進行地基的設計,對施工地點的地質情況進行必要的勘察是非常重要的,對于施工企業來說,施工地點的地址情況會直接影響到施工是否可以順利進行,有些施工企業在施工前對施工地點的地質情況根本就不會進行勘察,或者是進行勘察也不會進行非常細致的勘察,只是根據建設單位的表面測量和參照附近建筑物的設計資料來進行施工結構的設計。為了更好的進行施工,施工的設計人員一定要保證地基和基礎設計的科學性和合理性,同時要保證設計方案的安全性。設計人員在進行設計以前要對施工地點的地質情況進行勘察,同時要對勘察的報告進行細致的研究,再綜合考慮多種原因以后,對施工的地基和基礎進行施工設計。在建筑結構設計時,如果施工的土層是軟土地基一定要機械能及時的處理,在進行處理的時候可以選擇更好土層,如果不進行更換土層,在軟土地基上進行施工對施工的安全是有很大影響的。建筑結構設計的時候,很多的設計人員只是根據自己的經驗進行處置,而且有些設計人員對軟土地基的危害并不是十分的了解,這樣就會導致在建筑設計的時候對地基進行處理的時候,會采用錯誤的處理方式,使得建筑施工可能要面臨很大的破壞。在很多設計中,要對地基的承載能力進行良好的估計,這樣才能更好的確保施工中,地基可以承載建筑壓力,地基的承載能力適合地基和基礎設計息息相關的,為了更好的進行建筑工程的施工,一定要做好地基和基礎方面的設計工作。
2、 承重柱截面高度設計方面。這種設計一般出現在六度抗震設防區。一些結構設計人員認為六度設防就是不設防,故意把柱子的截面高度設計得過小,使梁柱的線剛度比加大。把梁簡化為鉸支梁,柱按軸心受壓計算,雖然這樣可以簡單的進行結構受力分析,但會給房屋帶來絕大的隱患,因為他們忽視了梁柱間的剛結作用,即忽略了柱對消化酶的約束彎矩,加之以柱截面的配筋都較小,結構一旦受力后,柱頂抗彎強度必然不足,從而柱子而梁底附近將會出現一條或多條水平裂縫,形成塑性餃。
3、梁柱邊彎矩計算。從理論上來說,整個多層框架房屋結構設計過程中梁端最大彎矩(包括正彎矩及負彎矩在內)在梁柱邊計算過程中應當針對梁端彎矩參數及剪力設計值參數的實際狀態進行合理計算,相應的計算公式:柱邊位置梁柱彎矩設計參數=剪力設計值參數±剪力設計值參數×梁柱柱寬參數/2
4、 后澆帶的設計方面。為了要調整地基的不均勻沉降而設計的后澆帶的帶寬應控制在800~1000mm。自基礎開始在各層相同位置直到裙房屋頂板以及內外墻體均設后澆帶。后澆帶內的混凝土應采用比原構件提高一級的微膨脹混凝土,施工時后澆帶兩邊粱板必須支撐好,直到后澆帶封閉并混凝土達到設計強度后拆除。后澆帶部位的鋼筋應連續通過,一般不宜斷開,即只將后澆帶處的混凝土臨時斷開。
5、多層框架房屋結構設計中參數的選取針對計算機計算結果的真實性與合理性進行系統分析,在房屋結構的設計計算過程中,結構方案、結構計算示例圖、抗震設防烈度以及建設場地類別的劃分均應當納入多層框架房屋結構設計參數選取的過程中。多層建筑結構房屋在實際設計過程中會考慮設計相應的地下室空間。由于這一空間的隔墻較少,應選取筏板式基礎。在軟件電算過程中,將房屋上部結構與地下室層數一并輸入系統當中,并在信息填寫一欄中填寫地下室的實際層數,從而對多層框架房屋結構設計的穩定性加以合理分析與驗算。
三、多層框架房屋建筑結構設計過程中人員管理方面的建議
在現階段的建筑施工工程中,部分設計工作人員在選用PKPM 軟件對工程進行建模處理后,針對所得出的各類設計參數并未依照工程實際作業情況進行系統調整,配筋方案在生成之后直接使用,沒有經過系統的分析與研究。這一問題導致計算參數結果與實際工程作業情況差異極大,不僅無法確保建設項目施工質量的穩定性,同時也使得建設單位項目施工投資盲目擴大。對此,應當引起相關工作人員的重視。
結語:在進行建筑結構設計的時候,通常要面臨很多的問題,同時這些問題通常都是多種多樣的,為了更好的解決這些問題,進行必要的分析和預防是非常重要的。建筑結構設計中出現的問題對建筑的質量和安全性影響是非常大的,為了保證建筑的安全和質量,一定要做好建筑結構設計工作。
參考文獻
【引言】
在實際工程中,設計人員在整個建筑工程中擔負著重大的責任,設計者在設計概念和方法上的差錯,有的是由于沒有對有些住宅設計引起高度重視,盲目參照或套用其他的設計的結果;有的則是由于設計者對設計規范和設計方法缺乏理解;還有的是由于設計者的力學概念模糊,不能建立正確的計算模式,對結構電算結果也缺乏判斷正確與否的經驗,缺乏對整個工程的整體把握能力,導致了不應該的事情的發生。為避免類似的情況發生,確保建筑設計質量能上一個臺階,本文對這些問題進行系統分析,以提高對結構設計中的常見問題的防范能力。
一、房屋結構設計常見問題
1、房屋結構設計人員思想重視不足
房屋結構設計人員對結構設計的重要性認識不足,對規范的學習和理解不夠,很多工程設計涉及的內容考慮不夠,僅僅考慮一些方面。有的甚至照搬別的設計成果,對設計沒有做足夠的比較分析,認為對設計的些許偏差對工程質量無足輕重。有的對新規范的學習不夠,照用老規范,結構導致設計質量達不到要求。
2、基礎設計不當
基礎設計不當是房屋結構設計中的常見問題之一,主要表現在基礎設計荷載取值不準確、基礎拉梁的設計和計算不盡合理。鋼筋混凝土多層框架房屋多采用柱下獨立基礎,當地基主要受力層范圍內不存在軟弱粘性土層時,可不必進行地基和基礎的抗震承載力驗算,但這些房屋在基礎設計時應考慮風荷載的影響。另一種情況是在設計獨立基礎時作用在基礎頂面上的外荷載取值不當。基礎拉梁
的設計和計算不盡合理是基礎設計不當的另一個重要問題,用總剛分析方法進行計算,有時雖然樓板厚度取零,也定義彈性節點。采用程序進行計算,常忽略房屋平面不規則的問題。在基礎拉梁設計上,方案也受框架底層高和埋置深度的影響,常在設計方案上對這些實際分析不透,造成設計方案的錯誤。
3、框架結構設計不當
一方面表現在框架結構帶樓、電梯小井筒,而這種設置是不合理的,因為井筒的存在會吸收較大的地震剪力,相應地減少框架結構承擔的地震剪力,而且井筒下基礎設計也比較困難,因此,框架結構設計中應盡量避免設置鋼筋混凝土樓電梯小井筒。另一方面,在結構計算中,選取的指標對于設計的質量影響較大,有時考慮不充分,在參數的選取上不夠完善。最后,結構周期折減系數選取不當。由于框架結構中設有填充墻,計算周期大于實際周期。因此,算出的地震剪力偏小,使結構偏于不安全,因而對結構的計算周期進行折減是必須的,但對框架結構折減系數經常取得太大。
4、地梁設計不當
在框架結構中,地梁的設計是結構工程師經常遇到的。它的作用是,地梁與基礎連接,地梁對基礎起拉接作用,一定程度的調整基礎不均勻沉降;當基礎埋置較深時,地梁與框架柱連接,降底了框架柱計算高度,地梁對框架柱內力分析有一定的影響;地梁是支撐底層墻體的受力構件。地梁的受力狀態與普通的框架梁的受力狀態不同,普通的框架梁在荷載作用下,梁產生變形不受其他介質約束,梁上荷載傳遞給框架柱;而地梁在荷載作用下,梁變形受到土的約束,一部分荷載通過梁底土的反力和梁側土摩擦阻力傳遞給地基;另一部分荷載傳遞給框架柱。由于土反力的復雜性,目前定量確定土反力和梁側土摩擦阻力還有困難。
在工程設計中,有兩種處理方法,第一種是把地梁按一層框架梁計算,不計地基土的影響,把荷載全部傳框架柱。這種處理方法使計算模型與實際情況不符。地梁與框架梁不同,地梁處沒有風力、地震作用,也沒有水平變形,按嵌固考慮。結構電算時,往往“底層層高”不高,即地梁與基礎頂面距離,形成“底層框架柱"為短柱或極短柱,使電算結果很不合理。第二種是把地梁不參與框架結構的整體計算,當作簡支梁,地梁的剪力傳遞給框架柱,不計地梁彎距的影響。筆者認為,盡管二種方法都有缺陷,相比之下,第二種方法要相對合理些。
5、伸縮縫問題
伸縮縫也稱為溫度收縮縫,是因為溫度的變化和混凝土的收縮會產生水平
向和豎向的內力和變形。鋼筋混凝土結構一般不計算溫度和收縮產生的內力,是因為建筑物的溫度和收縮參數難以確定,另外混凝土不是彈性材料,它有塑性變形、徐變、應力松弛。實際計算的內力遠小于按彈性結構的計算值,因此由構造措施來保證。當房屋長度超過一定限值時,規范要求設伸縮縫。伸縮縫縫寬規范沒有規定,理論上是由計算確定。在工程設計中,是由經驗確定。在建筑物中設收縮縫,給建筑處理和美觀帶來不利的影響,現有建筑物流行不設伸縮縫。一般有兩種措施來保證,一是設后澆帶;另一種是在混凝土中添加微膨脹劑來減少溫度收縮應力。如以上兩種措施聯合使用,綜合效果會更好。
二、常見問題防范措施
1、嚴格遵守《規范》及相關規定,提高設計者責任心
從當前出現問題的工程來看,大部分是由于設計人員在設計過程中考慮不盡周到,或者對新規范的學習和理解不夠,如果能夠嚴格按照《規范》進行設計,對現場作必要的調研后量身定做的話,很多問題是可以避免的。這就要求設計單位要加強對設計人員的培訓力度,要從長遠的角度出發,定期地安排設計人員學習新的內容,防止設計與實踐脫鉤,提高照搬其他工程的懲罰力度,并對每個工程的設計方案進行考核,與他們的績效掛鉤,提高設計人員的責任心。
2、經濟、安全、高質量進行基礎設計
不管是工業還是民用的房屋,高層的結構比較多,這就對設計人員在地基和基礎設計上提出更高的要求。地基與基礎設計要做到經濟合理,安全適用,設計人員必須依據地質勘察資料,統一考慮多方面因素進行基礎類型和上部結構方案設計。在進行荷載計算時,不要簡單的套用基礎設計公式,采用規范給定的地基容許承載力值,確定地耐力設計值,這樣還是不夠,還應按《規范》的規定進行容許承載力修正。持力層容許的承載力上,要根據土的類別組成,進行承載力計算,不同土容許承載力相差懸殊,容易造成達不到設計強度,必然潛伏著不安全因素,而應當根據規范的驗證公式進行驗算。在基礎的計算過程中,要根據規范要求,對基礎進行總剛分析方法計算和程序計算,對于采用電算的,不斷過于相信,也應該正確選擇模型,參考已有的實踐經驗,認真設計和校核。通過多種方法結合比較并驗算,減少計算偏差,使基礎達到設計強度要求。
3、科學設計框架結構
首先,框架結構應盡量避免設置鋼筋混凝土樓電梯小井筒,實在需要設計時,井筒墻壁厚度應當減薄,并通過開豎縫#開結構洞等辦法進行剛度弱化,配筋也只宜配置少量單排鋼筋,以減小井筒的作用。其次,在框架結構參數的選取上,不僅要選取電算用的自振周期、樓層地震剪力系數樓層彈性層間位移、樓層的側向剛度比、振型參與質量系數、抗震墻結構抗震墻承受的地震傾覆力矩與總地震傾覆力矩的比值等電算指標,還要在綜合考慮其他各項指標進行電算結果的驗算。再次,在結構的配筋上,注意構件最大配筋率和最小配筋率的限值。要保證建筑結構在地震發生時具有一定的延性,又必須滿足強度要求。嚴格按照規范要求,保證鋼筋在各個部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長度,材料選用也必須滿足強度要求。
最后,建筑物頂層比較特殊,必須嚴格按照國家及當地標準設計實施,防止屋面溫度應力引起的墻體開裂。
三、結束語
在房屋結構設計過程中,出現的問題是多種多樣的,本文從中挑出幾個比較有代表性的問題,希望對設計人員有一定的作用,盡量在設計過程中減少這些問題的發生,提高我國工業和民用建筑的質量,為人員的安全提供保障。
參考文獻:
[1]閆世成,赫英福.談談房屋結構設計中應引起注意的幾個問題[J].2002,4.