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中图分类号: TU2 文献标识码: A
一、房屋建筑结构设计的基本方法
在房屋建筑结构设计过程中,基础设计是否符合相关标准,不仅决定着房屋建筑今后施工状况,同时还决定着房屋建筑今后的整体投入使用。在整个基础设计的过程中,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,此外,在房屋地基设计的过程中,设计人员还应及时的对房屋建筑的整体结构做到“心中有数”,只有这样才能保障房屋建筑设计的整体性。
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。
二、从建筑结构设计中总结注意的问题和处理措施
1、建筑结构计算中出现的问题和解决的方向。
1.1 楼板计算。
建筑结构设计当中经常会出现不正确的楼板计算,经常会出现一些这样那样的误区。问题存在于:误以为单向板这样的计算方法可以代替连续板的计算,最终只能得出错误的结论;误以为使用双向板查表方式计算的时候,可以完全忽视材料泊松比方面的影响,但实际得出的数据往往存在错误,原因是未能及时调整“跨中弯矩”,使计算结果偏小。对此要采取的措施是根据实际情况运用合适的运算方式,切莫因为贪一时轻便,而导致整体结构设计的失败,因小失大。
1.2 荷载计算。
在建筑结构计算中,要注意防止荷载方面的计算出现明显错误,比如忽略计算荷载、又或者少算了荷载,不当折减活荷载,还有一种情况就是实际计算与建筑物用料的情况不相符,最终造成基础底板多算了,或者少算了土重,不管是多算还是少算,最终都会导致建筑结构在实际施工中造成不理想的实施效果。对此要采取的措施是要事先做好荷载的情况调查,要将计算方式与荷载实际情况紧密结合起来,才能确保计算出来的数据落到实处。
1.3 电算结果。
有些时候建筑结构进行电算的时候,不注意正确的操作性,最终导致电算结果不正确,一旦根据错误的电算结果投入到进一步的工作中,就会导致接下来计算结果的分析和评价出现偏差和明显的错误,就会导致一步错,步步错的糟糕情况。对此要采取的措施是树立重视电算技巧的意识,牢记电算结果的正确与否直接关系到整个工程的评价工作和投入工作。为了不造成损失,我们应当引进有保障的电算技巧,再根据正确的结果进行判断、分析,这样的话才能最终为施工图的设计提供科学的数字依据。
2、建筑结构设计构造角度出现的问题和解决的方向。
2.1 配筋率的设计问题。
配筋率对于建筑结构的设计具有很大的参考作用,它对巩固建筑体具有不可忽视的作用,建筑结构设计中有时候缺乏一种重视的意识,往往会草率、马虎的计算得出不够精确的最大和最小的配筋率,将这样的结果使用到实际设计当中,后果可想而知。对此,我们要通过实践经验总结出精确的配筋率在最大和最小的范围,这样才能够保证建筑结构在发生外部震动或者突发损坏的时候具备一定的延展性,同时又能够满足配筋的最小限值。
2.2 钢筋的规范使用。
钢筋在搭建整个建筑结构中是不可或缺的重要施工材料,有些施工单位为了图方便、图便宜,购买了质量不过关的钢筋,最终在施工建筑的检验中过不了关,或者在日后的建筑使用中留下了巨大的安全隐患,得不偿失。因此涉及到钢筋的质量问题,设计图纸中应明确规定所使用钢筋的强度、质量要求,在设计层面上控制材料的质量,保障建筑物的安全。
2.3 温度的调节体系。
任何的建筑建设必须将耐温性考虑到内,这样才能延长它的使用寿命,一些建筑设计师在设计建筑的时候并没有过多关注房屋温度的调节,最终设计出来的建筑尽管外观大方美观,但是却经不起时间的考验。对此,设计师的设计建筑物结构的时候要加入通风融热的功能,避免房屋使用中出现因为温度高而导致墙体开裂,最终造成事故的发生。
三、从建筑的抗震设计中总结要注意的问题和处理措施
在建筑设计中加入抗震元素,是必要的一个步骤,应当置放于将建筑物的整体设计当中统筹规划,抗震的设计需要融入到整栋建筑的建设当中。国内已经出台了最新建筑设计的抗震规定和要求,尤其指出在地震频发的地区,抗震设计要成为结构设计中的重中之重,建筑的设计不论是采用框架剪力墙的结构,还是采用多层砖混的结构,都必须克服技术难关,从抗震的角度出发,实施二阶段设计,达到设防要求三个水准。抗震设计应当及早地安放到建筑结构的整体概念的设计当中,设计人员要有意识参与到结构设计队伍中,这样才能确保整体的建筑结构设计科学合理,一旦是后来才添加上的抗震设计,不能保证后来的抗震设计能够很好地融入到整体结构建设体系中。一是多层砌体式的建筑结构的抗震技巧实施注意要点。首先要做好承重的方案设计,可以考虑横墙承受重量,也可以考虑纵墙、横墙能够共同承受重量。但要注意的事项是确保布置纵横墙时要均匀而对称,平面和竖向的布置规则不一样,平面的话内部要对齐,竖面的话要上下连接。二是面对钢筋砼多、高层结构的住宅,我们可以考虑做到:(1)双向布置抗侧力结构,从而确保能够承担平行于该抗侧力结构的地震力度。(2)针对框剪体系的各个部位的侧力结构,要将各个结构融合一起共同工作,发挥整体结构作用。这个除了要注意一些细节,比如测量楼盖、屋盖的长度和宽度、测量抗震墙的刚度等,还要采取固定措施,比如是否稳固连接抗震墙、有没有确保楼盖、屋盖的整体性设计。(3)规则设计的原则。一般能够使用规则结构,就能够比较省心。但是面对复杂的结构,除了要采取特殊设计,还要考虑设置适合于复杂结构的防震缝。
四、从建筑结构建设遵循的原则中总结注意事项
1、遵守“抓大放小”的原则。
在建筑界中,设计结构一直流传着“弱梁强柱”、“弱弯强剪”的机构设计理念。在建筑结构设计中要实现各个部位平均用力的可能性不大,毕竟结构建设是一个整体统筹问题,存在着轻重之分,因此设计人员首先确定什么是重要,什么是次要的概念,也就是抓大放小的概念,将更多的精力放在重要的部位,少些精力分到次要的结构。
2、遵守“柔硬适度”的原则。
建筑结构体系并不过于讲究设计要达到怎样的刚性效果或者柔性效果,刚柔有怎样的标准测量,目前还没有一定的答案。但是可以确定的一点是,结构设计不能偏于两极化,太刚的结构容易导致形状变化效果差,承受外来破坏力的能力有限,容易在突发外力的承受下,造成局部或者全部的破损。相反,太柔的结构风格,尽管可以很少的承受外力,具有一定弹性,但是却容易造成受外力明显变形,严重的话甚至会出现全体倒塌的事故,危险性可想而知。因此,设计专家要根据建筑的实体情况,通过观测、考察、实践确定具体建筑设计结构的柔硬度。
五、结束语
建筑结构设计在建筑工程整体设计当中是必不可少的重要部分,缺乏了科学合理的建筑结构设计将会导致建筑工程不扎实,为日后的使用留下巨大的后患。对此,设计工程师要从整体的设计入手,不断反思总结实践中出现的问题,从设计计算、设计角度、抗震设计等方面入手,严格遵循建筑结构设计的原则,找出合理解决问题对策,只有这样才能建立合格的建筑结构,不断提高建筑工程的质量,确保建筑的成功投入。
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。
参考文献:
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[2]邵全,韦敏才.土力学与基础工程[M].重庆大学出版社,1997.
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[4]黄双华主编.房屋结构设计[M].重庆大学出版社,2001.
[5]中华人民共和国建设部GB 50011-2001.建筑抗震设计规范2002.
[6]中华人民共和国建设部GB 50023-1995.建筑抗震鉴定标准1996.
[7]中华人民共和国建设部GB 50003-2001.砌体结构设计规范2002.
[8]中国地震局GB/T19428-2003.地震灾害预测及其信息管理系统规范2004.
[9]郭继武.建筑抗震设计,2002.
关键词:房屋建筑;结构;设计
中图分类号:TU318文献标识码: A
引言
一、剪力墙结构设计中的基本原则
1、剪力墙高和宽尺寸较大但厚度较小,几何特征像板,受力形态接近于柱,而与柱的区别主要是其肢长与厚度的比值,当比值≤3时可按柱设计,当比值在3到5之间时可视为为异形柱,按双向受压构件设计。
2、剪力墙的特点是平面外承载力及刚度小,而平面内承载力及刚度都相对很大。当平面外方向的梁与剪力墙连接时,会产生墙肢平面外弯矩,而通常情况下并不验算墙的平面外刚度及承载力。所以应尽量避免平面外搭接,如果避免不了则应按规范采取相应措施,以保证剪力墙平面外安全。
3、楼层层间最大位移与层高之比的调整原则
对于普通的建筑,设计重点是楼层之间的扭转变形和剪切变形。剪切变形的控制多以竖向构件的多少来衡量,但是如果竖向构件数量很多,就会造成剪重比偏大,导致设计不合理,造成扭转变形过大,同样不能有效满足楼层间位移的需要。所以,在建筑物中应尽量减少扭转变形,而不能单靠增加竖向构件的刚度来调整楼层之间的位移。
4、考虑水平和竖向作用下进行结构整体分析的是墙的设计,求得内力后按偏拉或者偏压进行斜截面受剪承载力和正截面承载力验算,当受较大集中荷载作用时再增加对局部受压承载力验算。在剪力墙承载力计算中,对带翼墙的计算宽度按以下情况取小值:门窗洞口之间的翼缘宽度;剪力墙之间的间距;墙肢总高度的1/10;剪力墙厚度加两侧翼墙厚度各6倍的长度。
二、剪力墙结构的分类
1、无洞口的剪力墙或者剪力墙上开有一定数量的洞口,但开洞的面积小于15%,这种剪力墙的变形主要为曲型,其就像一个整体的悬壁墙,在整个墙肢的高度上,弯矩图既没有弯点,也不会发生突变。
2、整体小开口剪力墙。虽然这种剪力墙的开口比较小,但是其开洞面积已经大于15%。整个剪力墙的变形主要为弯曲型,但是整个墙肢的高度基本上没有存在反弯点,弯矩图的主要位置发生了突变。
3、双肢或多肢剪力墙。这种剪力墙一般开口较大,或者其洞口成列分布。虽然在开口上与整体小开口剪力墙不同,但是它们的受力特点却十分类似。
4、壁式框架。这种剪力墙洞口尺寸很大,连梁线刚度和墙肢线的刚度比较接近,其整个受力墙的变形则为剪切型,受力特点与框架结构相似。其在大多数高层建筑的楼层中会出现反弯点,弯矩图在楼层的地方也会产生突变。
三、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
1、剪力墙合理平面布置
1.1 剪力墙的平面布置应尽可能按照对称、均匀原则,尽量使墙面结构的质量中心和刚度中心完全重合,从而减少扭矩,对于内外剪力墙则应尽量拉通、对直。
1.2 对于抗震设计中剪力墙结构应该特别避免仅单向有墙的结构布置形式。
1.3 剪力墙最好能够沿主轴方向或其他方向进行双向布置。
1.4 剪力墙的抗侧力刚度不宜过大。为充分发挥剪力墙的承载能力和抗侧力刚度,增大剪力墙可利用空间,剪力墙的间距不宜过密,应保证结构具有适宜的侧向刚度。可以选用经验公式T=(0.05-0.06)n,其中n为结构层数,判断剪力墙数量与结构侧向刚度的适应程度。计算结果中的T1值与搭模计算的周期T2相比较,若T2T1则需要增加剪力墙数量。
2、连梁设计
2.1 连梁的作用
实际的剪力墙的结构中,连接墙肢与墙肢的梁称为连梁。在水平的符合作用下,使墙肢弯曲,这样连梁的端部就会产生转角,这样造成连梁内力的出现。这样会对墙肢有着一定的约束的限制,从而可以改善墙肢的受力情况,所以连梁对剪力墙结构是比较重要的。
2.2 对连梁的刚度进行折减
连梁由于跨高比较小,与之相连的墙肢刚度大等因素,在水平力作用下的内力一般非常大,连梁屈服时表现为梁端出现裂缝,刚度减小内力重分布。因此,在开始进行结构整体计算时,就需对连梁刚度进行折减。高规中解释说高层建筑结构构件均采用弹性刚度参与整体分析,但抗震设计的剪力墙结构中的连梁刚度相对墙体较小,而承受的弯矩和剪力很大,配筋设计困难。通常,设防裂度低时可少折减一些(6、7度时可取0.7),设防裂度高时可多折减一些(8、9度时可取0.5),但折减系数不宜小于0.5,以保证连梁承受竖向荷载的能力。
3、剪力墙中大墙肢相关处理
剪力墙的结构必须具备延展性,对于呈细高状的剪力墙(宽高比小于2)很容易被设计成弯曲破坏的延性剪力墙,这样可以避免受到脆性的剪切破坏。在墙长度较长的情况下,为满足每墙段的宽高比均大于2,可以通过开洞的方式分割长墙为均匀而小的独立墙段。另外,在墙段长度较小时其受弯产生的裂缝宽度较小,能够充分发挥墙体配筋的支撑作用。而对于剪力墙结构中,如果存在较少的长度大于8m的大墙肢,在理论计算中楼层的剪力大部分则将由这些大墙肢来承受。尤其在发生地震特别是超烈度等强烈震动时,最容易受到破坏的便是这些大墙肢。而小墙肢因为没有足够的配筋,使整个墙面结构会受到全面破坏。为了防止发生这种不利现象,根据不同情况,对于长度超过8m的墙肢,可以采取开计算洞和开施工洞处理方法,对于开计算洞,即在进行结构计算时设有洞,开始施工时仍为混凝土墙,从而加强其它小墙肢的配筋能力;而对于开施工洞,就是在施工过程中使墙上留洞,施工结束时砌填填充墙,从而把长墙肢分成短墙肢。
四、认真分析剪力墙结构体系特点,采取有效措施优化结构设计
1、剪力墙结构体系特点
作为建筑结构中不可或缺的构件,剪力墙有着自身独特的特点。在建筑的设计中,逐渐发现了剪力墙的优缺点,其具有承载力和平面内刚度大的优势,但是剪切变形相对来说较大,且平面外较薄弱,加上开动后剪力墙形式复杂多变,受力非常繁琐,这些都阻碍了建筑结构中剪力墙作用的有效发挥。剪力墙在承受水平荷载和竖向荷载的能力方面都比较强大。其优点是侧向刚度大,并且整体性较好,水平力作用下的侧移相对较小,加上剪力墙设计中没有梁和柱等的外露与突出,所以非常方便房间的内部设置。
2、剪力墙优化设计的有效措施
在优化剪力墙结构的设计中,为了使受力达到均衡,应当采取有效恰当的措施。剪力墙结构的安全可靠度非常好,每一个结构能够同时发挥最大作用,这样能够达到经济合理的目的。所以在剪力墙的优化设计中首先应该考虑到工程的造价和安全性,结合这两项因素合理调整剪力墙的布置能够促进建筑结构设计中剪力墙结构的优化。另外,为了节省工程造价,可以从技术手段和原材料的应用两方面着手。在工程的实施中,将含钢量控制在一定范围内,既不损害建筑的安全性也能充分发挥原材料的最大用途是优化设计的最佳方案。
结束语
房屋建筑的结构设计,是整个工程展开以及实施过程中的重点内容,为满足建筑的安全性、适用性和耐久性等可靠性要求,设计要做到平面布局和结构选型合理,因此要高度重视建筑结构设计方面常见问题,在工作实践中严格遵照设计规范、标准进行。设计要做到平面布局和结构选型合理,荷载取值准确且无遗漏,严格遵守有关设计规范、国家标准,以保证建筑质量。
参考文献
[1]雷春蕾,张书强.房屋建筑结构设计的常见问题[J].技术与市场,2011,(08).
关键词:结构设计 方法 问题
一、结构设计中要遵循的基本原则
结构设计的目的是使建筑物安全并能够适应使用的要求,因此我们在结构设计中要保证和遵循这样四个基本原则:①抓大放小。②多道防线。③刚柔相济。④打通关节。打通关节保持平衡的目的其实就是使其永远处于原始的静态,当力量不能畅通时,构件与构件之间的静态平衡被破坏,结构就会发生变化。可见设计者是协调者,其任务是让所有互不相关的静态构件相聚之后依然处于静态(也就是使其保持常态),或者是处在相对的静态之中。
二、房屋建筑结构设计的基本方法
2.1 结构平面图在绘制结构平面布置图时,是否要输入结构软件进行建模呢?当建筑地处抗震设防烈度为6 度区时,根据建筑抗震设计规范,是可以不用进行截面抗震验算的,但必须符合有关的抗震措施要求。因此对于砌体结构来说可以不用在软件中建模,直接设计即可,但设计中需要注意受压和局部受压的问题。当然,如果时间允许的情况下还是输入建模较好,有一个便利就是可以利用软件来进行荷载导算,何乐而不为呢?需要注意的是,当建筑地处抗震设防烈度为7 度及以上时,是必须要输入软件建模计算的。
2.2 屋顶(面)结构图当建筑是坡屋面时,结构的处理方式有梁板式及折板式两种。梁板式适用于建筑平面不规整,板跨度较大,屋面坡度及屋脊线转折复杂的坡屋面。折板式适用于相反的条件。两种形式的板均为偏心受拉构件。板配筋时应有部分或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。此外梁板的折角处钢筋的布置应有大样示意图。至于坡屋面板的平面画法,通常使用剖面示意图加大样详图的表示方法,这样更便于施工人员正确理解图纸。正确绘图和设计的关键是设计人员真正的心知肚明,结构设计者必须要具备一定的空间概念,正确理解建筑图纸和意图。设计的图纸方能让施工人员明白。由于屋面的起坡会造成阁楼层的部分墙体超高,要结合门窗顶设置圈梁来降低墙的计算高度。
2.3 大样详图在建筑详图的准确无误的基础上,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。
2.4 楼梯楼梯梯板要注意挠度的控制,梯梁要注意的是梁下净高要满足建筑的要求,梯梁的位置尽量使上下楼层的位置统一。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。注意梁下的净空要求,并要注意梯板宽度的问题。首段梯板的基础应注意基础的沉降问题,必要时应设梯梁。
2.5 基础基础要注意混凝土的标号选择应符合结构耐久性的要求。(通常情况下可采用C25)基础的配筋应满足最小配筋率的要求(施工图审查中心重点审查部位)。条基交接部位的钢筋设置应有详图或选用标准图。条基交叉处的基底面积不可重复利用,应注意调整基础宽度。局部墙体中有局部的较大荷载时也要调整基础的宽度。基础图中的构造柱,当定位不明确时应给予准确定位。
2.6从结构计算和构造上进行合理设计①底框砌体结构验算时应注意:a.底部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构,对具有薄弱层的底层框架混合结构,应考虑塑性变形集中的影响。b.底层框架混合结构的剪力分配不能简单地按框架抗震墙的方法。因为底框架结构中只有底层框架抗震墙,应采用双保险的方法,抗震墙承担全部剪力,框架按刚度比例承担剪力。刚度计算时,框架不折减,抗震墙折减到弹性刚度的20%~30%。c.应考虑底层框架柱中地震作用产生倾覆力矩所引起的附加轴力。②避免楼板计算中不正确方法。a.连续板计算不能简单地用单向板计算方法代替。b.双向板查表计算时,不能忽略材料泊松比的影响,否则,由于跨中弯矩未进行调整,将使计算值偏小。③避免荷载计算的错误。诸如漏算或少算荷载、活荷载折减不当、建筑物用料与实际计算不符,基础底板上多算或少算土重。
三、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。由于缺乏规范依据及相应的设计规定,加之对结构抗震概念设计缺乏应有的了解,有些设计人员往往对结构规则性把握不准确,导致工程中出现了规则性较差、对结构抗震十分不利的建筑。
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。
关键词:房屋建筑结构;设计;方法
当前我国城乡居民收入的提高,满足物质生活需求的基础上对房屋建筑的需求量日益上涨,促进建筑业的兴起与发展。在进行房屋建筑结构设计时可遵循刚柔并济、低碳环保、多层建筑关注人文环境等原则,设计人员严谨工作态度,在设计时需依据相关规章制度,结合建筑要求及功能作用,对建筑的地理位置、抗震防裂、类别及高度等方面作出相关研究分析,以便展开设计工作。
一、房屋建筑结构设计的标准
改革开放政策的有效落实,使我国经济发展取得一定的成果,建筑行业的发展较为快速。而其中的房屋建筑结构设计环节在建筑公司发展过程中起着重要作用,并直接影响住户的人身财产安全。因而在进行房屋建筑设计时需设计人员遵循一定的设计标准,确保设计的房屋建筑安全稳定,满足住户要求。一般而言,房屋建筑设计的标准主要内容是:在进行设计工作时需依据现有的建设结构,不能对其产生破坏,以设计的建筑为主体,合乎常理、科学性的进行结构设计工作,避免超出设计能力范围,给施工者带来麻烦。在判断房屋建筑结构设计的合理性时,可从建筑的安全性、效益性、美观性、实用性、易于施工性等方面进行综合评价工作。当这些方面均满足相关要求时,将表明此建筑结构设计较为合理,反之表明该设计方案存在缺陷,需改进或者重新制定新的设计方案。
二、房屋建筑结构设计方法
(一)建筑结构相关部分的设计方法
在对房屋建筑结构进行设计时需注意结构平面图、屋顶结构图、大样详图的设计绘制,以及建筑楼梯、基础的设计方法。绘制建筑结构平面图需考虑相关的抗震影响因素,可减少计算机软件建模环节,设计人员可直接进行建筑结构设计;若通过计算机相关软件进行建模,则需全面考虑建筑结构的受压和局部受压情况,合理使用计算机编程计算出房屋结构荷载值,确保设计出的建筑结构方案贴近结构实际受力情况。绘制屋顶结构图可采取折板方式和梁板方式。前者可应用在跨度较小的房屋建筑结构,后者则可在不规则房屋平面以及跨度较大的房屋建筑结构使用,结构图中还应标明房屋梁板折角钢筋的位置。结构相对较为抽象,为让施工人员能更好的理解图纸意思,设计人员可将一定的空间概念融汇其中,并增强建筑图纸和示意图的理解能力。大样详图的绘制可以建筑详图为基础,并可对原有详图进行局部修改操作,以便在保持建筑外形时实现结构受力和易于施工的目的,并保证建筑结构标高和外形尺寸与建筑专业的一致性,以便能规避施工过程中出现的风险隐患。
建筑楼梯的设计时需侧重其挠度,规范梯梁的梁下净高度,上下楼层的梯梁位置需保持一样,若出现异常情况,可采用折板楼梯进行弥补。折板楼梯钢筋需考虑结构局部应力情况,可自相关折角处将其断开锚固。梯梁的梁下净空需求以及梁板宽度需依据相应的结构标准进行合理的设计,以确保其符合要求。在第一段梯板设计时需考虑其基础沉降是否满足相关要求,进而考虑是否加筑梯梁。设计建筑基础需慎重考虑,因其质量水平对上层整体建筑质量有重要影响。进行基础混凝土浇筑时需考虑混凝土配料、程序等问题,并在基础配筋比上需严格按照图纸标记进行配置,以便实现最小配筋比率;对建筑基础图纸上还应标明构造柱的位置。设计整个建筑结构时应考虑建筑结构抗震能力,以便增强建筑结构的坚固程度。
(二)结构设计成果检测
在对结构设计成果进行检测验算时需不同结构分别采用不同方法进行验算。多层结构建筑的砌底可应用底部剪力法,混合结构建筑则注意塑性变形集中化造成的不利情况。在双向板查表验算时可结合材料泊松比的意义进行验算活动,在进行结构验算时必须依照相关规范标准开展,严格核对相关数据,以保障工程施工质量。当前住宅建筑大多采用多层建筑结构设计方法,对此在进行结构设计时避免楼梯间出现在房屋尾部与转角处,进行纵横墙设计时需采取对称处理。框架和抗震墙可进行双向布置,并注意控制屋顶的比例及抗震墙刚度,以确保房屋整体的安全稳定。
三、房屋建筑结构设计应注意的问题
(一)房屋建筑地下室外墙设计需注意的问题
在对房屋建筑地下室外墙设计时需综合考虑影响因素,确定外墙混凝土等级以及外墙厚度。普遍看来,地下室需采取防水措施,外墙抗渗等级以及钢筋配比均需采取相关对策进行管理控制。在进行房屋建筑结构设计时需以实际情况为基础,全面考虑分析影响因素。
(二)建筑基础底板设计需注意的问题
进行建筑基础底板设计时需注意钢筋摊铺的均匀度,防止钢筋重叠现象,有效利用天然地基优势。设计人员在进行基础底板设计前可实地搜集相关数据,充实设计资料,进而完善建筑结构设计方案。在处理软弱地基状况时可采取换土垫层的设计,设计者只凭借经验进行处理将会造成建筑危害,不能达到安全、经济的目的。在砖混结构房屋设计中需考虑墙体的坑剪能力,有效防止墙体出现裂缝现象,并能增强建筑结构的抗震性。
结束语
综上所述,房屋建筑结构设计方法需多方面考虑,设计人员可实地考察,搜集确切数据,以防止设计过程中出现失误,造成损失。以建筑质量为落脚点,重视设计细节,设计人员需提高技术水平、充实专业知识、积极积累实践经验,以便进一步完善房屋建筑结构的设计方法。
参考文献:
[1]彭延标.探究房屋建筑结构设计的原则与方法[J].山西建筑,2012,29:71-72.
关键词:房屋建筑,结构抗震,承载力
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
中图分类号: TU318文献标识码:A 文章编号:
引言
随着国民经济的不断发展,人民生活质量不断提高,我国建筑业也得到了快速发展,取得了巨大的成就,但同时也存在一些问题。建筑工程设计工作中,因为设计周期大大缩短,设计人员参差不齐,常常发生设计方面概念和方法上的差错,这些差错的产生,有的是由于设计人员对一般工程尤其是多层建筑的设计没有引起足够重视,盲目参照或套用其他的设计图纸的结果;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,对结构电算结果缺乏判断正确与否的经验。
1 基础埋深问题
根据国家规范基础应该要有一定的埋置深度。一般情况下,埋深可以从室外地坪一直算到基础底面,对于独立的高层建筑而言,基础埋深比较容易确定,但当今多数高层建筑与地下车库都是相互连接的,当地下车库基础采用筏板基础或设有防水底板的独立基础(防水底板不宜太薄)时,高层建筑的基础埋深可从室外地坪算起,此时高层建筑地下室顶板及地下车库顶板应按嵌固层要求设计,地下车库应有足够的侧向刚度作为高层建筑的侧限。假如不满足以上条件的时候,高层建筑的基础埋深应该要从地下车库地面算起。
高层建筑通常设地下室来满足埋深要求,主要有以下几点优势:
1.1提高地基承载力。当高层建筑采用天然地基时,地基承载力可进行修正。随着基础埋深的增加,修正后的地基承载力随之增大,从而可满足高层建筑对地基承载力的要求。
1.2满足基础埋深的要求,有利于高层建筑上部结构的整体稳定。高层建筑地下室外墙一般采用钢筋混凝土墙,地下室顶板厚不宜小于160mm;作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构,楼板厚度不宜小于180。地下室具有较大的层间刚度,同时地下室外墙周边土也提供了很大的侧向刚度和约束。因此设地下室除了满足建筑功能使用的要求外,有利于协调结构整体变形,调整地基不均匀沉降。
高层建筑有关基础埋深的具体要求可参考《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第12章“地下室和基础设计。
2 楼板设计常见问题
楼板将楼面、屋面的荷载传给其周围的墙和梁上,再通过梁传递到柱上,由墙柱传递给基础。而楼板结构的设计经常不被重视。楼板受到的荷载复杂且千差万别,往往由于配筋不够造成楼板开裂给用户带来很多不便和烦恼。如果对楼板设计不完善的话,很容易出现设计质量的漏洞,有可能还会存在严重的质量隐患。通常楼板设计中常见如下几个问题:
有的设计人员在进行楼板设计时为了计算方便或者因为对楼板的受力状态认识不够,就简单地把双向板作用按照单向板进行计算。这样楼板的实际受力状态与计算假定状态不符,导致楼板的一个方向受力过大,而另一方向受力不足,致使楼板出现裂缝。
双向板有效高度取值偏大。双向板的钢筋是纵横叠放,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,甚至可能出现开裂现象。
楼板承受线荷载时弯矩计算问题。在民用建筑中,常因使用需要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除以该板块的总面积进行配筋。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。正确做法应按《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.6.2条有关公式进行局部受压承载力计算。
近年来由于施工图审查及最小配筋率限制,大大的提高了板的配筋率,楼板开裂得到了
有效的控制。
3 结构设计中要遵循的基本原则
房屋结构设计的主要目的是确保建筑物安全和尽量满足房屋使用的要求,所以设计人员在结构设计时要保证并遵循这三个基本原则: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。而一个不合理的结构体系,当受到诸如地震,飓风破坏时,房屋的结构体系无法协调工作,内力不能畅通传递,构件和构件之间的静态平衡会被破坏,随之整个结构破坏。由此可见,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。
4 房屋建筑结构设计的基本方法
4.1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。
4.2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。
4.3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。正确的绘图和设计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。
4.4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。
4.5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。汶川地震中,由于楼梯设计不合理先于建筑物坍塌,造成了许多血的教训。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。
4.6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。
5 结语
工作中,建筑结构设计人员应该努力学习专业知识,熟悉国家规范及地方相关规范。明确自己的责任,提高对结构设计质量安全问题的认识,多向经验丰富的同行学习,积累结构设计的工作经验,精益求精,努力提高施工图的设计质量,使设计图纸更加干净整洁,清楚明了,安全,合理。
参考文献:
[1]徐国华. 建筑结构设计的基本方法及注意事项[J].科技咨询导报,2007(11).