時間:2023-08-24 16:48:55
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇房屋建筑結構設計,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
中圖分類號:TB482.2文獻標識碼:A 文章編號:
1 連續梁按單梁結構設計中存在的問題
這種將連續梁當作單梁來進行設計的情況大多發生在房屋建筑的陽臺邊梁設計當中,這是因為邊梁的荷載能力比較小,所以往往難以獲得應有的設計重視,而設計者為了能夠使房屋建筑的受力分析更加方便,就會狹隘的將連續梁當作單梁來展開相關的設計工作。而這樣的行為直接的違反了房屋建筑結構設計的本質,從某種程度上混淆了房屋建筑的連續梁與單梁,并且造成房屋建筑質量上的問題,比如說會引起梁上部出現受拉力影響而造成的豎向裂縫。不僅如此,如果房屋建筑的邊梁長度過長,還會引發更為嚴重的質量問題,因為陽臺上的邊梁是直接暴露在室外的,而室外環境的變化會直接造成對邊梁的影響,比如說梁會因此而產生收縮應力造成房屋建筑的裂縫等等,從容降低了整個建筑工程的安全系數,直接的影響到建筑的安全使用。
2 樓板結構設計中存在的問題
樓板是房屋建筑工程結構設計中的重要內容,是劃分建筑空間、層面的關鍵,不僅如此,樓板的存在能夠將建筑的荷載有機的傳遞給建筑的墻、梁,從而形成穩固的、安全的房屋建筑承載系統。正是因為這樣,必須做好對房屋建筑結構樓板的設計工作,因為這不僅僅關系到施工過程中的安全,更影響到建筑建成后的使用以及安全,如果在展開工作的過程中,沒有對細節做好考慮,那么就會出現質量上的問題,從而為建筑工程埋下安全隱患。就目前的現狀來看,樓板結構設計中的常見問題包括了以下幾點:①雙向板的有效高度取值過于偏大;② 板承受線荷載的時候彎矩計算出現問題;③ 在設計的過程中為了計算方便或者是因為對樓板受力狀態的認識不足,簡單的將雙向板作用按單向板作用進行計算。
3 地基結構設計中存在的問題
地基是房屋建筑的基礎,特別是對于高層建筑來說,地基的好壞直接的關系到整個房屋建筑工程能不能夠獲得順利的展開以及順利的完成,正是因為這樣,房屋建筑結構設計中的地基設計必須全面的做到合理、適用以及安全,這樣才能夠從根本的基礎上保障建筑工程的施工以及后續工作的展開,也才能夠從本質上確保整個工程的質量。就現狀來說,地基結構設計過程中存在的常見問題包括了以下幾點:①對于房屋建筑工程的中柱、基礎以及梁的負荷沒有嚴格的按照具體的規范乘以折減系數;②沒有正確的認識到軟弱地基的危害,不僅僅沒有展開相應的設計工作,甚至沒有進行嚴密的科學計算,僅靠自身的經驗來處理。
結構工程師在設計方案時,通常都會把地基與基礎設計作為一項重點工作,這是因為一方面,該階段設計過程的好與壞決定了后期設計的設計模式,另一方面,地基基礎會影響到整個工程的造價。所以,如果在這一階段,任何設計方面的紕漏都可能造成無法估量的經濟損失。
在地基基礎設計中,要認真對待地方性規范的問題。我國土地面積大,地質條件比較復雜,如果僅以國家出臺的《地基基礎設計規范》為標準,它并不能把全國各地的地基基礎多囊括進去,也不可能對每個地區的地基基礎都進行明文的規定,地方地基基礎設計規范標準是建立在國家標準之上的,它根據當地的實際地形,結合一些成熟的經驗描述,針對性的各地方的地基基礎類型和設計處理方法都進行了詳細的規定。因此,結構工程師在進行地基基礎設計前,要了解地方的規范,把握好地基基礎設計的方向。
4 板一柱結構設計中存在的問題
板一柱結構的節點連接非常薄弱,不利于抗震。如某高層建筑,設計采用板一柱抗震墻結構(中央為核芯筒,四周為板柱結構),設計層數達到21層,房屋高度超過75m。顯然該工程設計的承重結構選型是不合適的。
5 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。由于缺少相應的設計依據和規定,目前在異形柱結構設計中存在的問題很多,也比較突出。異形柱在低周反復荷載作用下,受粘結破壞的影響,受剪承載力比單調荷載作用下降低。試驗表明,在反復荷載的施加作用下,異形柱會出現彎剪裂縫,隨后存腹板內出現粘結裂縫,裂縫沿柱高進一步發展,混凝土保護層剝落,部分縱筋、箍筋,縱筋與混凝土間出現相對位移,翼緣與腹板縱筋問混凝土酥裂,喪失承載力。
另外,其存在的問題還表現在異形柱結構房屋的高度超高、結構布置不合理、體型小規則、抗震構造措施不當等方面。因此,在設計異形柱結構時,對房屋高度、結構規則性及抗震措施等方面,應嚴格把關。
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。
6 伸縮縫結構設計中存在的問題
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。有些設計人員提出用后澆帶代替伸縮縫,我認為此種做法并不一定妥當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。
地下室結構宜盡量不設縫。有些設計人員常在高層建筑地下室與裙房地下室之間設置沉降縫,這雖可解決兩者間的差異沉降問題,但地下室設縫會帶來一系列的問題,如地下室底板和外墻在沉降縫處的節點處理非常復雜,施工困難,易出現滲漏水等質量問題,另外還常會導致高層部分的基礎有效埋深不足。因此,對地下室結構宜盡量不設縫,而采取其它技術措施來解決差異沉降問題,如采用樁基,使絕對沉降和差異沉降控制在允許范圍內,或在主裙樓之間留設施工后澆帶,待主樓封頂后再連成整體。
地下室埋于土中,建成后受溫度變化的影響相對較小,因此對長度較長的地下室可采取留設后澆帶、采用補償收縮混凝土、局部提高配筋率等措施來解決混凝土干縮和溫度應力的影響。地下室底板和外墻的混凝土強度等級不宜太高。目前普遍采用商品混凝土,一般來說,混凝土強度等級越高,水泥用量越大,混凝土的收縮量也越大。對需要抗震設防的建筑,其伸縮縫、沉降縫的寬度均應符合防震縫寬度的要求。
4 轉換層的設計
Abstract: this paper mainly in view of the current housing construction in the structural design of some common yet often neglected problems are analyzed, and gives some reasonable design Suggestions and structural requirements.
Keywords: housing construction, structure seismic, bearing capacity
中圖分類號: TU318文獻標識碼:A 文章編號:
引言
隨著國民經濟的不斷發展,人民生活質量不斷提高,我國建筑業也得到了快速發展,取得了巨大的成就,但同時也存在一些問題。建筑工程設計工作中,因為設計周期大大縮短,設計人員參差不齊,常常發生設計方面概念和方法上的差錯,這些差錯的產生,有的是由于設計人員對一般工程尤其是多層建筑的設計沒有引起足夠重視,盲目參照或套用其他的設計圖紙的結果;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,對結構電算結果缺乏判斷正確與否的經驗。
1 基礎埋深問題
根據國家規范基礎應該要有一定的埋置深度。一般情況下,埋深可以從室外地坪一直算到基礎底面,對于獨立的高層建筑而言,基礎埋深比較容易確定,但當今多數高層建筑與地下車庫都是相互連接的,當地下車庫基礎采用筏板基礎或設有防水底板的獨立基礎(防水底板不宜太?。r,高層建筑的基礎埋深可從室外地坪算起,此時高層建筑地下室頂板及地下車庫頂板應按嵌固層要求設計,地下車庫應有足夠的側向剛度作為高層建筑的側限。假如不滿足以上條件的時候,高層建筑的基礎埋深應該要從地下車庫地面算起。
高層建筑通常設地下室來滿足埋深要求,主要有以下幾點優勢:
1.1提高地基承載力。當高層建筑采用天然地基時,地基承載力可進行修正。隨著基礎埋深的增加,修正后的地基承載力隨之增大,從而可滿足高層建筑對地基承載力的要求。
1.2滿足基礎埋深的要求,有利于高層建筑上部結構的整體穩定。高層建筑地下室外墻一般采用鋼筋混凝土墻,地下室頂板厚不宜小于160mm;作為上部結構嵌固部位的地下室樓層的頂樓蓋應采用梁板結構,樓板厚度不宜小于180。地下室具有較大的層間剛度,同時地下室外墻周邊土也提供了很大的側向剛度和約束。因此設地下室除了滿足建筑功能使用的要求外,有利于協調結構整體變形,調整地基不均勻沉降。
高層建筑有關基礎埋深的具體要求可參考《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2010第12章“地下室和基礎設計。
2 樓板設計常見問題
樓板將樓面、屋面的荷載傳給其周圍的墻和梁上,再通過梁傳遞到柱上,由墻柱傳遞給基礎。而樓板結構的設計經常不被重視。樓板受到的荷載復雜且千差萬別,往往由于配筋不夠造成樓板開裂給用戶帶來很多不便和煩惱。如果對樓板設計不完善的話,很容易出現設計質量的漏洞,有可能還會存在嚴重的質量隱患。通常樓板設計中常見如下幾個問題:
有的設計人員在進行樓板設計時為了計算方便或者因為對樓板的受力狀態認識不夠,就簡單地把雙向板作用按照單向板進行計算。這樣樓板的實際受力狀態與計算假定狀態不符,導致樓板的一個方向受力過大,而另一方向受力不足,致使樓板出現裂縫。
雙向板有效高度取值偏大。雙向板的鋼筋是縱橫疊放,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,甚至可能出現開裂現象。
樓板承受線荷載時彎矩計算問題。在民用建筑中,常因使用需要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除以該板塊的總面積進行配筋。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。正確做法應按《混凝土結構設計規范》GB50010-2010第6.6.2條有關公式進行局部受壓承載力計算。
近年來由于施工圖審查及最小配筋率限制,大大的提高了板的配筋率,樓板開裂得到了
有效的控制。
3 結構設計中要遵循的基本原則
房屋結構設計的主要目的是確保建筑物安全和盡量滿足房屋使用的要求,所以設計人員在結構設計時要保證并遵循這三個基本原則: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??傊?,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。而一個不合理的結構體系,當受到諸如地震,颶風破壞時,房屋的結構體系無法協調工作,內力不能暢通傳遞,構件和構件之間的靜態平衡會被破壞,隨之整個結構破壞。由此可見,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。
4 房屋建筑結構設計的基本方法
4.1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。
4.2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。
4.3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。正確的繪圖和設計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。
4.4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。
4.5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。汶川地震中,由于樓梯設計不合理先于建筑物坍塌,造成了許多血的教訓。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。
4.6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。
5 結語
工作中,建筑結構設計人員應該努力學習專業知識,熟悉國家規范及地方相關規范。明確自己的責任,提高對結構設計質量安全問題的認識,多向經驗豐富的同行學習,積累結構設計的工作經驗,精益求精,努力提高施工圖的設計質量,使設計圖紙更加干凈整潔,清楚明了,安全,合理。
參考文獻:
1引言
在社會不斷進步以及經濟發展基礎上,房屋建筑數量越來越多,城市化腳步的加快,更是進一步對房屋建筑提出要求。人們的生活觀念不斷升華基礎上,房屋建筑越來越重視對建筑結構設計的提高,同時為了更好的幫助房屋建筑結構適應社會以及市場的發展需要,在房屋建筑結構優化設計方面開始深入研究,不斷提高建筑結構優化設計水平,更好的幫助其建立適合市場發展以及需求的房屋建筑。
2房屋建筑結構設計優化方法淺析
房屋建筑結構設計是房屋建筑中非常重要的步驟,對于房屋建筑結構設計來講,需要不斷從實際建筑上進行經驗總結以及根據房屋建筑基本理論為參照,積極探索研究,不斷對房屋建筑結構進行優化,積極分析房屋建筑結構中的建筑理論,同時深入對房屋建筑的認知,能夠從基礎上實現對房屋建筑質量的提升。在進行房屋建筑結構優化設計期間,是保證房屋能夠得到更好的優化,設計更加完善,質量能夠不斷提升【1】。在進行房屋建筑期間,需要不斷提高對房屋建筑結構優化的重視,積極控制房屋建筑結構設計期間的重要環節,在進行房屋建筑設計期間,盡量縮短房屋建筑中質量中心以及房屋建筑中的剛度變化,這樣能夠保證房屋建筑結構的質量,能夠實現房屋建筑的對稱以及規則。保證以上要求也是滿足房屋建筑基本要求的重要基礎,只有房屋建筑中的各種結構設計合理,才能實現對房屋建筑質量的優化。在此基礎上,房屋建筑結構的設計要求還包含對房屋建筑質量以及承載力等方面的優化,特別是在房屋建筑期間,不斷優化房屋建筑的設計結構,能夠很好的扭轉房屋建筑的承載力,增強房屋的實用性。在結構設計期間,一定要保證建筑相應的功能發揮,重視對建筑功能的設計,并且還需要保證建筑自身能夠上下協調,豎向以及橫向都能夠相對應。房屋建筑結構設計期間,減少結構設計中的難度設計,積極實現建筑結構設計的經濟型,盡量防止應用轉換層結構的設計方式,這樣會提升結構設計中的成本費用。房屋建筑設計中的豎向設計,一定要保證其剛度設計要求,這樣能夠保證房屋建筑結構設計符合建筑設計的需要,不會突然出現建筑問題,同時還能夠提高房屋自身的承受力。
3房屋建筑結構設計優化的重要意義
房屋建筑結構設計對房屋建筑具有重要意義,不僅是保證房屋建筑順利實施的重要基礎,同時也是提高房屋建筑質量的重要保障。對房屋建筑結構設計需要隨著城市化建設要求的提升進行優化,不斷提升房屋建筑中的美觀設計,同時還可以幫助房屋建筑展開更加合理的工程造價。在房屋建筑過程中,建筑部門或是建筑企業一直在積極探索能夠保證工程建筑質量基礎上,盡量減少或是降低建筑成本,同時這也是工程造價的重要目標【2】。為了更好的實現這方面的要求,就需要對房屋建筑的基本結構詳細了解,能夠掌握科學的房屋建筑設計原理,在不斷調整房屋建筑成本基礎上,能夠更好的保證房屋建筑的安全性以及可靠性。房屋建筑結構設計的傳統設計方式存在一定的缺陷,在不斷發展改善基礎上,積極探索新的房屋建筑結構設計方式,更加科學合理的對房屋建筑進行設計,能夠很好的保證房屋建筑中工程造價的合理性調整,并且對房屋建筑中的每個單元以及功能區實現合理分配,不斷提升房屋建筑的科學性以及實用性。
4房屋建筑結構設計中的優化方式分析
對于房屋建筑結構設計來講,需要不斷對房屋建筑結構設計進行優化,針對當前的房屋建筑結構設計發展需求不斷完善,作者根據相關分析探索總結出以下幾點,希望能夠更好的促進我國房屋建筑結構設計的發展。4.1房屋建筑設計中的前期設計環節。在房屋建筑施工之前,需要進行前期準備環節,不斷提升在前期準備環節中的房屋建筑設計,提高房屋建筑設計優化,增強對房屋建筑設計結構的控制,同時提高工程造價的調整。制定科學合理的房屋建筑結構設計方案,對房屋建筑設計制定科學合理的設計規劃,并且保證規劃能夠順利實施,全面凸顯出建筑結構中的優化設計中心,對結構設計中經常出現問題的地方展開詳細設計,降低房屋建筑設計中存在的風險以及安全隱患。幫助房屋建筑結構設計實現真正的經濟化、社會化,房屋建筑結構設計能夠更加高效。4.2房屋建筑結構設計中的細部結構設計。房屋建筑結構設計不僅包含一些大范圍的結構設計,同時還包含很多細化的結構設計,房屋建筑結構設計中的任何細節都會影響到房屋建筑質量,所以在進行房屋建筑結構設計期間,需要重視對很多細部結構的設計。房屋建筑結構設計中,特別是細部結構設計需要保證房屋建筑質量以及房屋自身的穩定性。本身在房屋建筑結構設計期間,就沒有實體性的物體進行參考,結構設計數據等都需要自己計算,所以經常會產生一些結構設計誤差的存在,這樣會嚴重影響到房屋結構建筑的質量【3】。需要不斷提高對房屋建筑細部結構設計的控制,能夠保證細部結構設計得到更理想的改進,達到更加理想的效果。同時對房屋建筑中經常出現的錯位、分裂等質量問題提高注意,這樣才能從根本上實現對房屋建筑安全性以及經濟型的提升。
5結束語
總上所述,對于我國的房屋建筑結構設計來講,需要不斷加強對建筑結構設計的優化,積極從全方面的房屋建筑結構設計中提高設計手段,增強對房屋建筑結構設計中的細部結構設計優化,保證房屋建筑結構設計能夠達到更加理想的效果,不斷提高房屋建筑的質量。
作者:馬莉 單位:湖北省襄陽市第二建筑設計院
1.2在房屋建筑結構設計圖紙中對布局分布不合理只有房屋結構設計趨近于規范,房屋在實際建設過程中才能實現合理布局,房屋結構設計布局中包括建筑的外形構造,受力結構布局,最大承載力布局等,由于影響結構布局的因素過多,導致房屋建筑結構設計不規范,房屋結構布局不合理,影響了房屋的正常建筑水準。這主要因為房屋結構設計人員在設計前對房屋結構布局的思考不足,對房屋建筑條件的認識不夠,致使房屋建筑工程中布局規范性較差。
1.3房屋建筑中變形縫的設計不夠重視在房屋建筑工程中,考慮到房屋所處位置的氣候環境因素,以及當地的冷熱差,要在房屋設計中加入變形縫的項目,以免因溫度變化造成房屋出現損傷,對于變形縫寬度的計算與設計,是考驗房屋建筑結構設計工程師專業素質的一項難題。現如今我國部分房屋結構設計師習慣在設計過程中忽略變形縫的重要性,而選擇在施工過程中用后澆帶來解決變形縫的問題,后澆帶雖然有一定的效果,但是在房屋的使用過程中壽命較短,而且不能進行二次修復,與變形縫相比,使用價值較低。因此房屋建筑結構設計工程師要加強對變形縫的認識,進行精準的變形縫設計。
2探究加強房屋建筑結構設計的對策與措施
2.1在房屋建筑施工前進行嚴密的房屋結構設計在房屋建筑的具體施工前夕,需要進行專業的房屋建筑結構設計,要對房屋建筑地點的地形及地貌進行勘探,對當地的巖層及水文情況也要做到了解與把握,對地質的特殊問題要進行避免與修正,保證房屋建筑結構設計的嚴密性,使房屋建筑結構設計圖紙對施工能夠產生巨大幫助,推動接下來的房屋建筑施工的有條不紊。對于房屋建筑工程師來說,一份好的結構設計是完美建筑的基礎,是其建筑設計專業素質的最好體現,在進行施工前的結構設計有利于房屋施工的順利進行,對我國房屋建筑結構設計技術的發展也有著幫助。
2.2注重在房屋建筑施工過程中對房屋結構設計的實現在房屋建筑施工過程中不注意按照結構設計圖紙進行施工,是房屋建筑建設施工中的重大問題之一,在我國的房屋建筑結構設計施工圖紙中,對建筑施工的技術標準與水平都有嚴格的界定,但是現如今在我國房屋施工過程中并沒有做到嚴格執行房屋建筑結構設計圖紙的要求,需要嚴格管理在房屋建筑施工過程中的設計圖紙的實現,加強在施工過程中對房屋結構設計的監督,保證房屋建筑圖紙的最優效果。
1房屋建筑結構設計中需要遵循的原則
房屋建筑的結構設計是一項較為復雜的系統工程,需要多方面的努力與配合,設計人員也要遵循幾個原則。一是,在進行結構設計的過程中,設計人員一定要從整個房屋建筑工程的整體著手,與業主進行良好的、有效的、及時的溝通,確保房屋建筑結構設計既符合客觀方面的需要,也符合主觀方面的需求;二是,設計人員在設計過程中要提前做好準備?,F代的房屋建筑工程在進行基礎設計的過程中,將重點都放到了房屋建筑工程的地基、基礎、以及一些上部結構的構件(例如梁、板、墻柱等)方面,但是還是有一定的弊端,因為很多的房屋建筑結構設計中的基礎設計并沒有完全地結合實際情況,容易在施工過程中遇到設計與實際情況不符的問題。
2房屋基礎設計的選型
房屋建筑基礎的選型應根據上部結構、工程質地、抗震防備要求、施工條件、環境因素以及周圍建筑物等多方面因素綜合考慮來最終確定。應選用整體性能高,能滿足地基承載力和建筑物允許變形要求的基礎形式,最好能調節不均勻沉降。房屋建筑結構設計中有幾種常用的基礎設計形式如下:
(1)獨立基礎
獨立基礎通常被用于柱下基礎中,由于柱荷載偏心距的不同,因而其基礎斷面有矩形及方形之分。如果柱距很大,使用獨立基礎會得到較高性價比,是其他基礎無法比擬的。如果建筑的框架體系為多層上部結構,就最宜使用獨立基礎。同時,在諸多民眾建筑中,獨立基礎使用較多,效果也很明顯。
(2)墻下條形基礎
實際中,混凝土剛性基礎較為普遍,由于混凝土具有很高的抗壓性能,但因為其抗拉及抗彎效果一般,也被用于壓縮性小且地基承載力較好的中小型民用建筑中。其優點為使用方便,成本投入低,可根據實際情況隨意使用。另外,如果建筑地基不夠均勻或承載力小,上部結構所需承載力又大,便可以使用鋼筋混凝土柔性基礎。這種基礎適用于基礎埋深很大,并且設有地下室的建筑。
(3)樁基礎
樁基礎的特征一般為沉降量且承載力大。如果地基強度不夠或者有變形情況發生,便可以使用樁基礎。其適用情形主要包括:①建筑物其地基承載力較小,其上部機構載荷很大,且在建筑物下部其土層堅實,可以為樁端提供一定支持力;②建筑物淺基礎沉降量無法滿足實際要求,哪怕進行處理也于事無補的情況下;③建筑物本體很重要,地基承載力很高,但由于對建筑物本體沉降力要求很高,便可以酌情予以采用;④建筑物底部土層很薄,土質很差,出于土方量的限制,在不能使用條形基礎的情況下,酌情考慮使用鉆孔灌樁法。
(4)柱下條形基礎及十字交叉基礎
如果建筑物地基承載力很小,上部結構又需要載荷力很高,這就對基礎形式的選擇提出了更高要求。因而,在這種情況下,柱下條形基礎得到了廣泛應用。這種基礎形式的特點為:剛度大,對沉降的均勻度可適當調節,經常被用于柱間距不大的情況。而十字交叉基礎則適用于柱荷載較大而地基承載力較小的情形,既定目標很容易完成,但在實際中卻不能隨意應用。
(5)鋼筋混凝土筏片基礎
這種基礎以梁板式及筏板式為主,如果建筑物基礎底面積出現重疊,且基地承載力較弱及基礎間空隙小的情況。筏板式基礎一般在地板結構多且在有地下室的建筑中使用較為普遍。同時,筏板基礎的選擇還可以根據建筑物載荷情況進行選擇。其優點為:剛度好,對沉降的均勻度可適當調節。盡管筏板基礎使用廣泛,但還需要根據實際予以選擇。
3房屋建筑結構基礎設計中應注意的問題
目前,我國的房屋建筑結構設計的發展現狀從總體上來看還是十分不錯的,但是,仍有諸多還不夠成熟和完善的地方,還需要不斷地在發展過程中進行適當的補充和完善。尤其是在房屋建筑結構設計中的基礎設計過程中,還需要注意以下幾個方面的問題。
(1)環境溫度對建筑結構的影響
在進行建筑結構設計時,還需要對混凝土基礎產生影響因素予以考量,比如周邊環境溫度等。我們常見的混凝土基礎出現裂縫,其主要原因就是由于環境溫度不適宜造成的。比如,保溫層失去作用、暴雨或者溫度驟降等,都會在混凝土表現與周邊環境之間造成溫差,由于其應力時間較短,很容易導致混凝土表面出現裂紋。因此,伸縮縫的設置極為關鍵。而在伸縮縫設置上,必須按照設計標準進行,不能貪圖施工或者設計上的便利將其用后澆帶予以替換。同時,在設計中要時刻關注環境溫度可能對建筑結構造成的影響,對其進行精準計算后來確定伸縮縫的設定標準,以符合環境要求。在設計方案編制上,對于伸縮縫的要求明確說明,必須選擇適合的填充材料及制定切實可行的安裝方案。
對于建筑物的頂層保溫及隔熱也需要采取有效措施,可使用溫度筋的辦法,在受溫度影響較大的位置予以配置。
(2)各因素對地基與基礎設計的影響
在進行建筑物基礎設計及地基設計中,由于很多因素均可對設計方案造成影響,因而,應根據實際需要對現有因素進行考量。第一,應結合實際勘測及地質檢測資料,對現場實際地質構造及地震情況等予以分析及了解,將獲得的環境及氣候數據等引入設計中,并以此為基礎進行基礎設計,盡可能將各種因素可能產生的影響降至最低;第二,由于地基土質較差,在使用換土墊層方式予以處理時,必須結合當地地質勘查情況,對土層厚度及其構造予以了解,以便對墊土厚度進行精準計算,在其厚度及寬度上,要滿足經濟性及安全性要求。在土質選擇上,一般以強度好的沙礫為主,以提升土層穩定性。
4結語
總之,房屋建筑結構設計中的基礎設計是一項較為系統復雜的工作,在建筑結構設計中的起著舉足輕重的作用。作為設計人員,做好房屋建筑結構設計中的基礎設計是確保房屋建筑工程質量的關鍵。這就需要設計人員不斷地探索與發現,既要立足于建筑物整體,把握好關鍵部位、關鍵環節的設計,又要注重細節的考慮,掌握科學的設計理念,從而打造出科學合理的基礎結構設計,進而提升建筑物的整體設計質量,維護居民安全。隨著我國經濟的進一步發展,現今的建筑結構基礎設計已遠遠不能滿足時代的要求,還需要廣大實踐者和理論家進行不斷探索,從根本上確保設計質量,進而確保房屋建筑工程質量。
參考文獻:
[1]趙建寧。高層建筑基礎設計的幾點體會[J].甘肅科技,2009(11)。
[2]王喜堂,徐鋼,朱巖,李三元,楊國先,張民芳。地基承載力修正計算在超高層建筑基礎設計中的應用[J].深圳土木與建筑,2009(01)。
[3]張玉娣,劉強一。淺析房屋建筑結構設計中的基礎設計[J].黑龍江科技信息,2011(01)。
引言
“百年大計,質量為本”。質量,對于房屋建筑是至關重要的,它關系到人民的生命財產安全。而一個質量高的房屋建筑又得助于科學、合理的房屋建筑結構設計??梢赃@樣說,做好房屋建筑結構設計是一項關乎建筑、經濟以及人民安居樂業的重要工作,也是我們每位房屋建筑結構設計者所要傾心的一件大事。以下主要結合了筆者自身的工作經驗,首先對房屋建筑結構設計的基本原則進行介紹,然后提出當前時期下房屋建筑結構設計過程中需要注意的問題,最后介紹了在房屋建筑結構設計中的典型實例。
1 房屋建筑結構設計遵循的基本原則
1.1 建筑結構剛和柔相結合
一個合理的房屋建筑結構體系應該是需要具備一定的剛度和柔度的,即剛柔相濟。如果房屋建筑結構剛性太強的話,那么變形能力就越差,當一個強大的摧殘力(如地震)在一瞬間襲擊時,房屋建筑需要承受的應力相當的大,首先房屋建筑結構局部破壞,最后整體全部毀滅;而太柔的房屋建筑結構雖然具有很好的形變能力,可以很好地削減外力,但容易造成形變過大而無法使用甚至全體傾覆。對于一個房屋建筑結構體系而言,剛度和柔性要保持適中的比例,這需要具體問題具體分析,需要綜合考慮各種因素,如當地的地質、水文、氣候等因素。
1.2 建筑結構需要遵循抓大放小的原則
我們知道,建筑結構設計中的兩個十分重要的概念――強柱弱梁和強剪弱彎。在一個整體的結構中,每個構件很協調地組成一體,但是在協調中也存在著不協調的因素,因為各個構件所承擔的任務和角色不盡相同,其重要性也具有輕重之分。如果一個不可預料的破壞力量突襲時,這些構件之間就會共同的協作抵抗這些外部襲擊,這樣做的目的就是為了防止最主要的構件不被破壞或是摧毀。如果平均用力,可能會“玉石俱粉”,損失便更大。在建筑結構中,要以最大限度減少可能出現的損失,關鍵是要分清主次,抓大放小,也就是要取大舍小。
1.3 多種方法綜合的原則
在結構平面圖方面。在繪制結構平面布置圖時,首先要輸入結構軟件進行建模。如果一個房屋建筑地處于抗震設防烈度為6°的地區時,根據現有的房屋建筑抗震設計規范,截面抗震驗算這一步是可以忽略的,但是要求有相關的復合規范的抗震措施。砌體結構就是一種可以抗震6°的房屋建筑結構,它可以不需要在軟件中進行建模,直接設計即可,但設計中需要注意受壓和局部受壓的問題。
如果時間來的及的情況下還是輸入建模較好,如方便就是可以利用在軟件上進行荷載的導算何樂而不為呢?需要注意的是,當建筑地處抗震設防烈度為6度級以上時是一定要輸入軟件建模計算的。在屋頂結構的圖方面,當建筑是坡屋面時,結構的處理方式也應有梁板式和折板式的兩種方法。前者適用的情形主要包括:(1)梁板橫跨較大;(2)屋面坡度以及屋脊線復雜;(3)建筑平面不規整。后者適用的情形則恰好相反。此外梁板的折角處鋼筋的布置應有大樣示意圖。至于坡屋面板的平面畫法,通常都使用剖面示的意圖來加大樣詳圖的表示方法,這樣更便于施工人員能正確理解圖紙??茖W正確的建筑設計及繪圖是需要設計人員真正做到心中有數、胸有成竹,他們需要具備很好的空間概念,并能夠正確地理解建筑圖紙和意圖。這樣,才能使設計出的圖紙讓施工人員明白。
2 房屋建筑結構設計的問題分析
根據筆者的實際經驗,在房屋建筑結構設計過程中,往往會存在一系列問題,具體而言,包括如下幾個方面。
2.1 抗震設防不當
在近年來,城市上出現可這種形式的高層建筑,即將一樓作為商場,以上作為寫字樓或是居民住宅。這種結構的特點為底層柔、上面剛,存在的缺點就是對于抵御地震的侵襲極為不利。這就需要在建筑結構設計時,外加抗震墻,將底層不能做成純框架的磚混結構,因為這樣會在地震區存在著問題。除此之外,此類建筑還有超高和超層問題。如某農貿市場設層為高3.3m的“半地為下室”1層(南面開敞,在地面以上,北面可埋入土內),市場部分層高為5.5m,并在周邊可設置夾層(實際應算來作兩層,而其中間的部分為1層,結構上按復式的框架考慮),其上為6層2.8m高的住宅,因此總高度達26.5m??倢訑禐?~9層,超過《建筑抗震設計規范(GB50011―2001)》(以下簡稱《抗規》)中此類建筑七度地震區總高度≤22m和總層數≤7層的規定。
2.2 結構布置不合理、不規則
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。因為缺乏規范的相關依據與相應的設計規定,再加之對結構抗震概念的設計缺乏應有的了解,有些設計人員往往對結構的規則性把握不準確,導致工程中出現了規則性較差、對結構抗震也十分不利的建筑。這主要體現在以下幾點:
2.2.1 平面扭轉不規的問題。如框架一剪力墻的結構中,縱橫剪力墻布置較過分集中和僅布置在房屋的一端,使結構剛度中心嚴重的偏離質量中心。
2.2.2 最常見的一種情況就是平面凹凸不規則。
2.2.3 高層建筑帶有明顯薄弱層,又沒有采取有效的抗震以及防震的措施。
2.2.4 當一個建筑物為高層建筑時,需要同時采用兩種或兩種以上的復雜結構。這樣的結構形式也多種多樣,如帶轉換層結構、錯層結構、連體結構、多塔樓結構等。然后再根據房屋建筑物抗震規范的要求,高層建筑物不適合采用如上兩種以上的復雜結構。
2.2.5 樓層錯層問題。高層建筑中帶有比較大范圍的錯層,會使樓層的樓板不連續,對結構抗震也十分不利。
3 房屋建筑結構設計中的技術實例
3.1 混凝土房屋建筑結構裂縫控制技術
混凝土房屋建筑結構出現裂縫是必然。根據房屋建筑規范中關于規定相應結構的裂縫控制等級及最大裂縫寬度限值,以及相應的裂縫寬度驗算的方法,防止梁板結構的裂縫。具體而言,可以從如下幾個方面進行分析:
3.1.1 由于變形會引起屋面板的裂縫如果不影響承載力,只需要把裂縫補好防止鋼筋銹蝕,且在板面涂上一層柔性的防水材料。
3.1.2 提高混凝土材料的抗裂能力和減少材料的收縮。對大跨度屋面,盡量避免使用收縮性較大的礦渣水泥配制混凝土,減小水灰比,選用含泥鼉小的骨料等。另外,適當的提高混凝土強度等級與含鋼率,盡量減小鋼筋直徑,加密間距等都是有較好的措施。
3.1.3 防止較大溫差的出現對于防止鋼筋混凝土的屋面裂縫,是相關重要的條件之一。鋼筋混凝土的屋面都具有一定的抗裂能力,只要加強養護,保持好濕潤,及時做好隔熱與保溫的處理方法,冬季施工時還要注意保暖。有害裂縫是完全可以避免的。
3.1.4 采取后澆縫法也是特大跨度的屋面板防止裂縫的有效措施。
3.2 房屋建筑結構設計中的加層技術
今年來,隨著我國城市化進程地不斷深化,城市房屋建筑用地日益緊張,某些已經建成的建筑物已經完全不能夠適應日趨繁榮的物質和文化需求,而且其使用功能也受到極大的限制。由于城市住房非常緊張這一嚴峻形式,就必須采取增加有效住房面積等措施。在這樣的條件下,采取建筑加層技術不失為一種上上之策。這樣就可以在原有的舊的建筑物之上加層,不占用或者占有較少的土地,從而減輕了當前城市住房緊張的嚴峻形勢。在加層技術中,框架柱與鋼柱連接為十分關鍵的一步。
參考文獻:
隨著現代經濟的快速發展,人們的生活水平在不斷提高,這也使得人們對居住環境的要求不斷提高。建筑面積大的,外形美觀的房屋受到熱烈的歡迎。隨著建筑面積的加大,工程的投資就會不斷加大,如何降低施工成本,優化機構設計是目前的研究重點。在不降低工程質量的同時滿足美觀和面積的需求就必須對結構進行優化。房屋結構優化主要指兩方面:一是房屋的整體設計的優化;二是內部細節的優化。計算機技術的出現給結構優化技術帶來了新生機。
1.房屋建筑結構優化技術的內容
在使用優化技術之前首先要對房屋建筑結構優化的內容進行了解。房屋建設最重要的是安全和使用年限,在質量得到保證的前提下就要考慮房屋的結構設計,這個結構在設計上要求經濟合理。對結構設計經濟合理的要求就體現在結構設計的優化上。結構設計優化主要包括:1)要對房屋的整體結構有一定的了解,對整體的結構設計進行最優化的分析和改進;2)將房屋的細節構造作為單獨的研究對象進行最優化的設計改造。在進行設計改進的同時可以將該結構進行更細的劃分,逐步進行最優化分析設計。
2.房屋建筑與經濟性的關系
1)房屋建筑結構設計的層數與用地面積之間的關系。大多數人都會認為在占地面積一定的情況下,樓層越多單位樓層的占地面積就越小,但在設計中卻不是如此。在建筑高層建筑時,為了保障室內光線充足,就需要適當的增加樓與樓之間的間距,從而造成建筑總面積增加,從此可以看出高層并不一定比多層節省建筑用地,也說明樓層層數和用地面積之間不存在必然聯系。如何調整層數和建筑用地的關系呢,這就需要進行建筑結構設計的優化。為了減少建筑用地保障采光,建筑上通常的做法是減少上部的面積。
2)房屋建筑結構的共用部分與建筑層數的關系
在房屋的建筑過程中,有很多共用部分,隨著樓層的增多,有些共用部分的成本會下降但有些成本會增加,總體上說高層的是工程成本會多于多層的。在屋頂的成本上是降低的,樓層越多成本降得越多,但隨著樓層數的增加,對地基和墻壁等共用結構的壓力就越大,為了確保施工的質量這些部分就需要進行加固提高承載力,那么施工的成本就會隨之增加,只不過是增加的幅度略有不同。
3)房屋建筑的層數與建筑設備之間的關系
在房屋建設中各種建設設備的使用是必不可少的,由于房屋層數的不斷增加,使得各種給排水的管道布設加多,從而增加了建筑的成本。這時就需要進行房屋結構的優化,合理的布設眾多管道和電氣設備,控制樓層的層數,協調兩者的矛盾。
4)房屋外觀與經濟之間關系
房屋的形狀直接影響著材料的使用,也關系著建筑的成本。房屋若使用圓形的外觀就可以減少墻體的面積,進而減少裝修的費用,降低整個建筑的施工費用。另外方形和圓形的建筑面積可以使建筑結構的受力更均勻,增強整體的穩定性,因此現代的建筑外形多是方形或是圓形的。
3如何合理優化房屋結構設計
3.1重視概念設計優化技術的分析
建筑物的結構布置方式有很多種選擇方案,對于同一個建筑結構,也可以有多種結構布置方案選擇。同一種建筑物結構布置方案也可以有多種結構分析方法。由于建筑物結構布置方案的不唯一性,以及建筑物結構分析方法的不同,建筑物設計所選用的設計參數與指標以及選用的建筑材料、標準規范等等都會有所差別。因此,對于結構的設計處理,不應僅僅依靠計算機軟件來得以實現,更重要的是要通過設計人員來進行概念化設計;但是不同的設計人員的設計方式、設計經驗都會有所不同,對于概念設計的理解就會有著完全不同的模式。因此,處理上述的問題時,就需要相關的設計人員對于一些方案以及設計參數進行最合理的選擇與判斷,這就是一種概念優化設計的技術過程,這種優化技術最重要的在于設計人員的經驗積累。對于經驗越豐富的設計人員,設計的一些參數就可以做出越合理的判斷與選擇,就越能實現建筑物的結構優化設計。
3.2建筑物結構設計的實際性復雜問題對策
房屋建筑結構設計最主要的目的在于實現房屋建筑本身的安全性以及功能性,當然對于建筑物的耐久性要求也是一項非常重要的指標。能夠在所設計的規定年限內實現建筑物的各種功能需求,并且能夠最大限度減少建設成本是建筑結構設計的優化目的。使用概念化設計技術就是指通過房屋建筑物的結構優化實現建筑物抵抗外部作用因素的能力提高,在一些外部因素的綜合作用下,建筑物的使用功能以及耐久性都不會受到相應的影響。因此,進行建筑物在復雜應力環境下的最優化設計是結構設計的最主要內容。其中外部因素作用中,地震作用較為特殊,因為地震荷載作用的時間、地點以及強度都無法準確預測,地震活動沒有任何規律性。一旦發生能量等級高的地震作用時,建筑物的破壞可能是毀滅性的。因此,房屋建筑結構設計中應對于地震荷載作用進行充分考慮,盡可能減小地震作用對于房屋建筑的損毀程度。目前對于建筑物的結構抗震設計,有著一些比較有效的設計方案。通常情況下,結構對稱的建筑物其荷載承受處于均勻狀態,建筑物的延性較大,結構的危險截面比較少,因此對于抗震性能也有著明顯的效果。對強能量級別的地震作用,首先發生破壞的是一些次要構件,這樣可以有效保證主要構件的穩定性,使得建筑結構不至于失穩。這種設計理念稱之為多道設防思想,通過次要構件來保護主要構件,通過主要構件來保證建筑物本身的安全。
4合理運用建筑物優化技術對房屋建筑結構優化
1)建筑物結構前期設計需考慮優化設計。對于建筑項目本身的建筑成本來說,前期結構設計方案是非常重要的。如果在前期不能達到對房屋的優化設計,存在合理性及可行性問題,便很容易埋下隱患,影響后期結構設計,及增加結構設計成本,因此,在建筑物進行前期設計時,就應該深入考慮方案的合理性,為后期結構設計做好鋪墊,才能完成合理完整的建筑物。
2)加強結構細部的優化工作。對于房屋建筑結構來說,一定要重視房屋建筑的分部結構優化工作。中國有句老話叫“千里之堤毀于蟻穴”,說的就是重視細節的道理,主體結構構建好了,但是如果局部位置出現問題,將危及整座建筑物,結構細部的優化工作包括結構細部的設計工作,如平時我們工作中給常見的矩形現澆板做設計時,需要對其先做分析,避免在拐角處有裂縫,這都是細節,但如果不注意,引起的后果將不堪設想。另外,如今已不再是過去手繪稿的年代了,計算機已經滲透了我們的工作,設計人員需要與時俱進,了解計算機的工作性能,將設計理論通過計算機軟件輸出,既節省了時間,也方便修改,但如何將計算機與設計理論完美結合,設計或優化我們的結構方案,還需設計人員加強學習。
5結束語
中圖分類號:TU318 文獻標識碼:A 文章編號:
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。同時,隨著社會經濟的發展和人們生活水平的提高,對現代房屋建筑結構設計也提出了更高的要求。發展先進設計理論,加強房屋的設計原則和設計方法的研究, 使房屋建筑結構設計更加安全、適用、可靠和經濟是現代建筑結構設計的發展方向。
1房屋結構設計的目的在現有技術基礎上,用最經濟的手段來獲得預定條件下滿足設計所預期的各種功能的要求,包括安全性、適用性、耐久性。1.1安全性:指結構應能承受正常使用時可能出現的各種荷載和變形等作用,在偶然事件(如地震、強風)發生時及發生后結構仍能保持必需的整體穩定性,即結構僅產生局部損壞而不致發生倒塌。1.2 適用性:指結構在正常使用過程中,應具有良好的工作性能。1.3 耐久性:指結構在正常使用和正常維護條件下應具有足夠的耐久性能,能夠正常使用到預定的設計使用期限結構的功能要求概括起來為結構的可靠性,即在規定的時間內(設計使用年限),在規定的條件下(正常設計、正常施工、正常使用和維護),結構完成預定功能(安全性、適用性、耐久性)的能力。
2房屋建筑設計的基本原則設計師在設計房屋建筑時,要考慮結構的緊密性和適用性,為了實現這一目標,一般要遵循以下這些原則進行設計:2.1 抓大放小的原則。房屋建筑結構雖然是由各種構件而組成一個整體,但各個構件的作用都是不一樣的,根據它起到作用的重要性有主次之分,這樣可以有效地應對外界的侵襲。2.2設置多道防線的原則。房屋結構只有層層設置,當收到外力破壞時,它都會合力合作。2.3 剛柔并濟的原則。如果單憑結構的剛性它的變形能力就比較差,而如果結構太柔卻會造成變形太大而無法使用,造成整體傾斜,因此要遵循剛柔并濟的原則。2.4 打通關節的原則。打通關節維持平衡可以永遠保持靜止狀態,如果遇到力量不能通暢,各個構件之間的靜態平衡遭到破壞,那么它的結構就會發生變化。
3房屋建筑結構設計的主要方法3.1在結構平面圖上的設計方法如果建筑的地域的防震烈度為六度區的時候,按照我國的防震設計要求,可以不必采用截面抗震驗算,但結構的設計也一定要達到抗震的標準。所以對于砌體結構的建筑,軟件建??梢允÷?,在進行設計的時候只要注意受壓和局部受壓的問題,就可以直接設計。如果條件和時間允許,要做建模也無可厚非,因為它可以利用建模來荷載導算。但是,如果建筑的地域防震烈度為七級時,就必須采用建模來進行計算。3.2屋面結構圖的設計方法如果建筑的屋面是坡面式的,可以采用梁板式和折板式兩種的結構處理方式。其中,梁板式可以用在建筑平面不整齊,板的跨度比較大,而且,一般屋面坡度和屋脊線轉折比較復雜的坡屋面也都采用這種結構。而折板式則和梁板式的適用條件則相反。這兩種結構處理方式的板都是偏心受拉的構件。在板配筋的時候必須有板負筋拉通,這樣可以抵抗拉力。板厚基的厚度不能小于一百二十厚。另外,梁板的折角處對鋼筋的配置必須有大樣的示意圖。在設計坡屋面板的平面設計圖時,可以采用剖面示意圖的方法進行表示,因為這樣施工人員可以簡單地從圖紙上了解施工方案。設計人員在設計結構時一定要有空間概念,設計出來的圖紙要簡單明了,讓施工人員能夠看明白。因為坡面的房屋會導致有些樓層的墻體比較高,所以設計人員要和門窗頂設置圈梁互相結合這樣可以降低墻體的高度。3.3大樣詳圖的設計方法建筑詳圖如果沒有發生錯誤,在這基礎上可以進行繪制大樣詳圖,還可以在曾經做過的詳圖基礎上進行部分的改進。只要讓建筑的整體外形不改變,考慮到結構的受力能力和施工起來比較方便即可。但在外形尺度和標高上必須和建筑專業統一協調。3.4樓梯的設計方法在設計樓梯時,對樓梯的梯板要控制好它的撓度,梯梁的梁下凈高度要符合建筑標準,梯梁的位置要使上下樓層的位置一致。如果遇到有些不合適的地方可以運用折板樓梯,折板樓梯的鋼筋在里面的折角處要把它斷開分別進行錨固,這樣可以預防局部應力集中在一處。對于梁下的凈空要求和梯板寬度的問題都要注意。第一段梯板的基礎要注意它的基礎沉降問題,如有必要應該設置梯梁。3.5房屋建筑基礎要求對于混凝土的采用要選用具有耐久性的材料,基礎配筋最少要達到最小配筋率的要求,條基交接位置的鋼筋布置要用標準圖或者采用詳圖。對于條基交叉處的基底面積不可循環使用,基礎寬度要調節好。在基礎圖中的構造柱定位不夠確定時要對它準確定位。3.6根據抗震要求,對房屋建筑進行合理的結構設計對于普通的多層砌體結構的建筑,可以采用橫墻承重或者縱橫墻一起承重的結構體系。對于縱橫墻的布置要力求對稱均衡,在平面內要對整齊,豎向要上下連接好;不能采用沒有錨固的鋼筋的砼預制挑檐;樓梯間不能設置在房屋的轉角處和近端。而對于有比較多鋼筋砼住宅又比較高的建筑結構,盡量要做到:對于抗測力結構如框架和抗震墻要進行雙向布置,這樣可以各自承擔地震力;框架體系的各個抗震力的結構要統一形成空間工作狀態,不僅要對抗震墻之間的樓和屋蓋的長寬度比以及對抗震墻的剛度進行控制以外,還要保證樓、屋蓋的統一性和抗震墻的連接也要可靠;對于建筑結構的布置力求采用規則結構,如果碰到比較復雜的結構,可采用防震縫。3.7對于建筑的結構計算和構造設計都要求合理首先,對建筑底框砌體結構進行驗算的時候應該注意以下幾點:底部剪力方法僅對于剛度較均衡的多層結構,而比較薄弱的底層混合結構,還要把塑性變形集中的影響考慮進去;底層框架的混合結構不可以采用簡易的防震墻方法,應該采用雙保險的措施,抗震墻承擔了所有的剪力,而框架可以根據剛度的比例對剪力進行承擔。在對剛度進行計算時,框架不能折減,抗震墻的折減則可以減到剛度的百分之二十到三十之間。另外,在對樓板進行計算時,方法要準確,應該注意以下幾點:在對雙向板進行查表計算時,對材料泊松比的影響在計算時不可以忽視,不然會導致它的計算值偏小;在計算連續板時不可以用單向板進行簡單地計算。最后,荷載計算不能發生錯誤。
4現代房屋建筑結構設計的發展趨勢隨著社會的需求,計算理論的發展,計算機的應用,新型建材的研究與應用,今后建筑結構設計的會有如下的發展趨勢:4.1 概念設計將發揮越來越大的作用概念設計是根據抗震設計的復雜性,難以精確計算而提出來的一種從宏觀上實現合理抗震,避免無必要的繁瑣計算,同時為抗震計算創造有利條件,使計算分析結果更能反映地震時結構反應的實際情況的設計方法。4.2 采用先進的計算理論空間受力分析、非彈性變形分析、塑性內力分析、時程分析、最優化設計、方案優化等先進科學的設計方法、設計理論將得到越來越多的應用。4.3 使用具有高強、輕質、環保等特點的新型建材建筑物的自重在結構計算中占很大的比重,使用輕質、高強的建材,將使建筑結構設計發生革命性的變化。
總而言之:房屋建筑結構設計是個系統、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:
房屋建筑結構設計問題
房屋建筑結構設計過程中往往會產生很多問題,本文僅對鋼筋混凝土承重結構體系問題和樓板設計問題這兩個基本問題進行討論分析。
1.1鋼筋混凝土承重結構體系問題
房屋建筑方面的相關規定明確給出了房屋最大適用高度和寬度的比限值,但在實際工作中,建筑高度和高寬比確不符合規定限值,最重要的是在設計時沒有可靠的依據,設計過程中也沒有明確給出有效的防震措施。以上諸多原因造成了房屋建筑結構存在嚴重的質量問題。
房屋的抗震設計,結構的合理布置是非常重要,它包括了建筑的平面外形尺寸、建筑的立面外形尺寸,抗側立質量分布等。由于引起房屋建筑結構設計不規范的因素很多,特別是建筑體型較復雜的更為嚴重,劃分不規則程度很難用若干簡化定量指標來進行。在實際設計中,缺乏規范的設計依據以及對抗震結構設計的了解,有些設計人員往往很難把握結構規則,為了滿足業主和建筑師的要求,有時不顧結構規則的要求,這樣對結構抗震非常不利。
1.2樓板設計問題
樓板是房屋建筑中沿水平方向分隔上下空間的結構構件。樓板不僅要具有能夠承受并傳遞垂直荷載和水平荷載的能力,而且應具有足夠的強度和剛度,確保使用安全正常外,還應具有一定程度的隔聲、防火、防水等能力。如果在樓板設計時有任何問題的話,設計質量很容易產生問題,甚至導致更嚴重的質量隱患。通常情況下在進行樓板設計時有以下問題存在:
(1)計算問題。在樓板設計時,由于設計人員為了方便計算或者設計人員知識水平有限,不能夠真正認識板的受力狀態,從而在計算時將雙向板按照單向板的方法來進行,導致計算假定狀態與實際受力狀態不一致,進而使樓板的一個方向受過大的力,而另一方向所受力不足,樓板裂縫現象發生。
(2)樓板承受線荷載時彎矩計算問題。在房屋建筑時,通常將一些非承重隔墻布置在樓板上,因此在樓板設計時,在計算樓板配筋之前,需要將樓板的線荷載算成等效的均布荷載。但是實際設計時,有些設計人員為了方便自己,將隔墻的總荷載附以該板塊的總面積,這種做法是錯誤的,這樣非承重隔墻分布寬度內配筋量就會表現出不足,而其他部分配筋又非常足,甚至過大,這樣也會使隔墻處樓板裂縫現象產生。
(3)雙向板有效高度值過大。在鋼筋上雙向板放置狀態是縱橫疊放的,應在其下面放置短跨方向的跨中鋼筋,在短跨鋼筋的上面放置長跨方向的跨中鋼筋,計算時應將兩個方向的各自的有效高度都用上。一般情況下,與短向的有效高度相比,長向的有效高度較小,要小d(短向鋼筋的直徑)。在實際設計時,有些設計者為了省事,在配筋計算時取兩上方向的有效高度一致來進行,那么很明顯,長向有效高度較大,使得配筋降低,導致在結構構件質量方面存在問題,進而裂縫現象產生。
2、房屋建筑結構設計措施
2.1 房屋建筑按照規范、程序設計
作為設計工作者,我們應該以科學、嚴謹的態度對建設房屋進行科學的設計。一般情況,為了防止常識性的錯誤,房屋設計都有一定的規程和作業規范,我們只有嚴格把握這些規則,才不會犯工程大忌,發生因為設計原因而造成的工程質量損失與經濟損失。對于設計人員來說,為了更好的避免發生設計問題,我們首先應該做的是認真學習領會規范、規程規定,并將這些規則,并在具體的作業中實施,在工程設計中杜絕隨意,保證設計的合符規范要求,提高房屋建筑的質量保障。
2.2房屋結構設計的計算合理性
房屋建筑的設計檢驗過程,其實是對底框砌體結構的驗算過程,在進行該類計算時,我們應該注意以下幾點:
1)對底框砌體結構進行力分析計算時,需要考慮計算方法的適用范圍,比如底部剪力法不適宜用于薄弱層的混合結構的力學計算,其主要應用在鋼度較勻稱的多層結構,如果將其應用到薄弱層混合結構,應考慮該結構的塑性影響。
2) 對底層框架混合結構進行剪力分配計算,需要從框架抗震墻、框架按鋼度兩個方向進行力學計算。因為在計算工程中,大家容易考慮到前者,而忽略了框架按鋼度特性。在計算過程中,我們應該由抗震墻來承擔主要剪力計算,而使用框架按鋼度比例來參于計算部分剪力。
3)對底層框架柱受力進行計算的時候,應該考慮地震作用情況下產生的傾覆力矩而引起的附加軸力。除此之外,在計算過程中應該避免不正確方法的使用,比如在樓板計算過程中,不應該使用單向板計算連續板剪力。
2.4加強房屋工程資料整理
建筑工程的規模較其它項目而言都比較大,無論是建筑前期,還是后期,都會產生大量的資料,比如說建筑工程勘察資料等都是建筑設計的基本依據,像這些重要文件都需要專門的工作人員負責整理。除此之外還應該制定相應的借、閱制度。對于工程項目中的資料應該及時歸檔處理,妥善保存,以備查閱。在工程施工完成后,要按照工程檔案管理相關規定,與施工檔案一起,及時呈報、上交有關檔案專業管理部門或機構,不能因為某些原因,擅自銷毀工程文件。
參考文獻:
中圖分類號:TB482.2 文獻標識碼:A 文章編號:
建筑結構設計中的安全度, 主要指建筑結構安全性、適用性、以及耐久性的指標滿足建筑作業質量建設需求, 故而建筑結構設計中的安全度是建筑載體多重安全保障屬性的體現, 所以其也被稱為可靠度。具體來說, 與建筑結構安全度中安全性密切相關的因素就是建筑結構載荷作用的體現, 即建筑設施設備、人力因素、自重變化程度、氣候條件、外力因素的荷載作用因素都會對建筑結構整體安全度有一定影響。其中,如自然外力因素的地震、臺風等狀況的發生時,如果建筑物結構本身仍然能夠具備一定安全保障功能,這就是安全性的體現;而適用性主要指建筑物在使用時期的功能能夠長期體現,保持良好工作性能;耐久性主要指建筑商品隨著時間的推移,其壽命限值仍然維持在正常使用期限范疇內。因此,當前建筑工程如果其安全度能夠得以保證,除了要考慮當前建筑工程施工作業技術水準,建筑設計人員業務技能水準, 還要保證現代建筑物作業階段各項環節能夠滿足質量建設的諸多要求。
一、建筑結構設計安全度的分析
現代建筑產品的安全度能夠保障, 應當結合建筑力學、統計學理論、概率論等學科加以應用分析的數據進行總結、歸納、篩選, 并且要結合建筑產業化經濟背景下的總體施工作業水準、國家各地區資源使用狀況、地方經濟水準、以及建筑施工階段使用的建筑原材等因素進行綜合衡量才行。然而目前來說, 建筑機構設計實務操作過程中, 往往很少會考慮到宏觀意義上的地方經濟水準、以及資源耗費情況等, 更多的卻是依賴于建筑工程師、造價工程師等工程技師的從業經驗去選擇建筑原材與確立結構選型等。因此, 現代結構設計安全度問題與工程造價既定總目標之間的矛盾問題就體現在未能綜合考慮各項因素, 這是當前工程造價偏高的主要誘因。
目前來說,我國各地方經濟發展建設水準有高有低,同時施工技術水平、監理水準、建筑物資耗費情況等都有所差異。因此, 與國際通行的建筑行業結構規范相比而言,我國混凝土結構的載荷值一直處于較低狀態, 即建筑施工主要原料載體的質量系數與國際統一標準相差較大。所以, 我們還要綜合各項因素去認真看待這項問題。
二、加強建筑結構設計人員的安全度責任觀念
建筑結構設計是保障房屋建筑功能與質量需求的重要系統作業工作。它要求結構設計人員具備一定的業務體系技能知識, 并能結合扎實的理論知識與責任意識去靈活發揮創新思維。因此, 在建筑結構設計階段時, 要能夠滿足建筑商品作業實際情況, 并深刻體現約束合同、各項機制的延伸內涵,以此才能保證設計作業整體需求得到滿足,在實踐工作中得以總結經驗與教訓,認真反思出問題不足之處,為未來自身項目設計積累一定的底蘊與功底。
同時,在對建筑物進行結構設計時,結構設計人員要發揮自身主導作用,轉換陳舊設計觀念,正確對待建筑結構設計安全度的重要性,積極運用個人才智,對人民生命財產負責,設計出安全性能優良,能體現自己設計水平的作品。
三、基于安全度視角改進建筑結構設計方法
基于安全度視角下的建筑結構安全性體現主要與建筑結構整體牢同性、結構載荷能力系數等方面有直接關聯。
(一)結構整體的牢同性體現
結構整體牢同性也稱為結構牢固性。提高結構牢固性能夠防止建筑結構遭受外力因素作用出現局部破壞時, 整體結構卻不會出現坍塌或連續性損壞, 或者不會出現對稱性連帶反應的建筑結構破損現象。因此,建筑物整體結構牢固性的提升,可強化結構的的冗余度,從而能夠抗拒外力因素對其造成不利影響, 如能夠抵抗地震、臺風、海嘯等自然災害性因素對荷載造成的不利影響, 起到降低經濟效益損失與降低人員傷亡的直觀作用。如2008年我國四川省汶川縣地震這一項事實就足以說明這一問題,即地震的悲慟事件發生,除了自然地震災害性因素會導致經濟損失與人員傷亡, 還與當時房屋建筑結構的牢固性有直接關聯, 并且這項事實經過調查已經證實與建筑結構牢固性有重大關系。
(二)加強建筑結構部件承載能力的安全性
現行項目工程規范機制中明確了建筑結構所需的荷載承受系數標準值與建筑原材強度系數,以及荷載分項系數有直接關系,并且也指出了這兩項因素是保證建筑結構荷載能力的重要指標。其中, 建筑原材強度系數的大小能夠計算評估出建筑結構構件的載荷作用力。而荷載分項系數主要作用是將載荷標準值放大, 以此確定出載荷對建筑構件的作用影響程度。在給定標準荷載作用下, 這兩項系數體現了結構構件的安全度,在可靠度設計方法中體現了一定的可靠指標或名義失效概率, 其系數越大, 則安全度越高。
目前, 我國在住宅、辦公樓等建筑物上的荷載標準值的設定與國外的差別較大, 不同類型、不同材料的建筑在安全設置水平上也與國外存在著或多或少的差距。因此, 隨著我國設計水平、建筑材料質量、施工技術水平等的提高, 建筑結構設計的安全性能也將得到大幅度提高。
四、加強建筑結構設計中的耐久性價值體現
隨著建筑市場產業化經濟的提升, 建筑產品質量建設一直是近些年來建筑企業所關注的重點問題。而隨之而來的建筑結構設計中也充分體現了這一點, 尤其是加強建筑結構設計中結構耐久性的問題研究。一般說來,建筑結構耐久性與自然因素有直接關系,如冰雪凍融、建筑基礎結構被土壤化學物質長期作用侵蝕、大氣侵蝕等因素都會影響建筑結構整體耐久性。而除了必要的自然因素舉措需在設計過程中考慮外, 還要防止施工作業混凝結構安全工作執行力度不足的問題發生。這主要是因為鋼筋混凝土的質量同樣會引起建筑結構構件的荷載能力,并且隨時間推移,混凝土與鋼筋會逐步發生銹蝕現象。于此同時, 我國建筑產品施工作業所需的混凝土建筑原材最低等級、混凝土保護層厚度等也同樣影響著建筑結構的耐久性。因此, 理應對建筑結構耐久性加以高度重視, 同時建筑工程師與結構設計師必須要通盤考慮各項因素,并對直觀作業所需的懸臂構件、檁條、梁柱連接節點處、預留鋼筋、混凝土結構等易受侵害的部位進行設計時, 要注意其久陛方面的性能。
五、 結 語
綜上所述,建筑結構設計視角下的安全度問題的考慮,必須結合諸多因素去綜合考慮。尤其是當前來看, 我國采用的分項系數法在一定程度還是存在較大缺陷, 即通過片面的建筑結構變異系數與變量均值去衡量這一問題,而變量分布與建筑選型卻在設計過程中卻考慮的非常少。因此, 當前建筑工程施工建設應當把安全度問題推廣到整個建筑體系中去,而不僅僅在建筑結構設計中重點考慮,還要確保施工階段的施工技術、監理職能發揮、施工流程工藝等方面加以考慮。以此,才能使得現代建筑商品能夠滿足質量建設需求并兼顧建筑結構安全度相關問題, 打造出最為優秀的建筑產品。
參考文獻
[1]熊健.闡述建筑結構設計中的安全度問題[J].江西建材,2011,(02).