發(fā)布時間:2023-09-07 18:09:11
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的房屋建筑及結構設計樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā),請盡情閱讀。
為了滿足廣大消費者的需求,房屋建筑的設計也逐漸由往日單層、低層向多層、高層發(fā)展,房屋結構設計的形式也由簡單的磚土混合結構變的日趨復雜。對此,本文就房屋結構設計中常出現(xiàn)的病癥給予分析并提出相應的解決辦法。
一、房屋建筑結構設計的基本方法
房屋建筑結構的設計是房屋建造的基礎,因此,在房屋結構設計的圖紙上要做到規(guī)范要求,合理要求。房屋結構設計的基本方法大致上有五種:繪制結構平面圖,是否需要輸入結構軟件進行建模取決于建筑所在地抗震設防烈度的大??;屋頂結構圖,建筑物呈現(xiàn)不同形態(tài)時,結構的處理方式有不同種類,在此,結構設計者一定要具備一定的空間概念,正確掌握設計圖紙的意圖;大樣詳圖,在建筑詳圖確定的基礎上,可以直接繪制大樣詳圖;樓梯,樓梯圖紙的繪制要注意樓梯梯板、梯梁的位置處理;基礎圖紙的繪制主要要注意條基交接部位的規(guī)范處理。
二、房屋建筑結構設計中的常見問題
1、房屋建筑結構設計者設計方案不合理,考慮細節(jié)問題不夠嚴密謹慎。設計者應把抗震減災等設計理念加到設計圖紙中,以確保房屋建筑的安全使用。
2、房屋結構基礎設計不當。房屋結構設計者忽略當時當?shù)氐牡刭|(zhì)條件,僅使用單一的設計方案,對建筑設計造成安全隱患。單一考慮地質(zhì)上可能出現(xiàn)的問題,忽略了對當?shù)氐木C合因素進行分析。房屋基礎結構設計荷載取值不準確,其主要在于設計和計算時的不盡合理。
3、房屋結構布置不合理、不規(guī)則,即建筑的平立面外形尺寸的不規(guī)則,抗側力構件布置、質(zhì)量分布,以及承載力分布等諸多因素的綜合要求。出現(xiàn)的最常見的一種情況就是建筑物平面凹凸不規(guī)則。結構整體平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則,使建筑物存在安全隱患,影響建筑的使用。同時,消費者的需求得不到滿足,設計建造高層建筑成為一股熱潮,但是,高層建筑通常沒有采取有效的抗震加強措施,使建筑本身帶有明顯的薄弱層。
4、 最基本的房屋設計要符合相關規(guī)范要求,但是往往在房屋設計上,獨立基礎(尤其是高杯基礎)沒有考慮基礎粱兩端的擱置長度,使施工中出現(xiàn)偏差。設計條形基礎時,未能及時準確考慮房體縱橫墻交叉處的重疊問題,導致對墻體交叉處的重疊部分未做設計修正。因此,房屋設計上所計算出的房屋基礎面積實際小于屋體上部結構所需要的基礎面積,造成重疊范圍內(nèi)的墻體開裂。
5、近年來,建筑商為了減少占地面積,減小建筑成本,高層或小高層住宅不斷出現(xiàn),而這種住宅又相繼采用了異形柱結構。,由于異形柱結構發(fā)展的并不成熟,目前在異形柱結構設計中仍然存在很多問題,突出表現(xiàn)在異形柱結構房屋的高度過高、體型不規(guī)則、結構布置不合理、抗震構造措施不當?shù)确矫妫菇ㄖ旧硖N藏了巨大的安全隱患。
三、解決房屋建筑結構設計中常見問題的辦法
1、首先,主要的是房屋建筑設計人員的設計專業(yè)性,這要求設計人員對國家現(xiàn)行的設計規(guī)范、規(guī)定和技術標準足夠掌握,并且不斷提高自身修養(yǎng)。在經(jīng)濟高速發(fā)展前提下,有的設計人員為追求進度而忽視質(zhì)量,出現(xiàn)了致命的錯、漏、碰、缺等現(xiàn)象。為此,應重點加強設計人員和審核人員對我國相關設計標準條文的學習和設計規(guī)范、技術措施的學習,在技術上嚴格要求。
2、在工程設計中設計人員一定要實地考察,設計方案要符合當時當?shù)氐牡刭|(zhì)特征,采用科學技術來設計房屋建筑的框架結構,在設計上應盡量避免采用不規(guī)則結構。在特殊條件下設計不規(guī)則結構時,應采用符合該特殊結構的實際受力狀態(tài)的力學模型進行計算分析,并采取有效的抗震加強措施,加固建筑物的安全性。
3、盡管高層建筑結構的追求是現(xiàn)代高速發(fā)展的經(jīng)濟社會的發(fā)展趨勢,但是企業(yè)不能盲目追求高效益。房屋設計上要實事求是,具體問題具體分析,杜絕為了企業(yè)自身利益,建造存在安全隱患的房屋。因此,在采用現(xiàn)下熱門的異形柱結構設計時,要嚴格注意對房屋高度的計算,房屋結構盡量保持規(guī)則性以及從嚴掌握建筑的抗震措施。
4、在房屋的框架結構設計中,房屋的框架設計影響房屋建筑的抗震性,若是只關心縱向框架的設計,將會導致實際設計中出現(xiàn)建筑梁的支座負筋,跨中縱筋及箍筋的配筋置均不足的現(xiàn)象。因此,縱向橫向框架要互相協(xié)調(diào),不應只注重橫向框架的設計,而忽略縱向框架的設計。
5、確保建筑中使用的建筑材料符合國家規(guī)定的質(zhì)量要求,避免因部分問題影響建筑物整體的質(zhì)量,給建筑物后期帶來更大的隱患。
四、結構設計優(yōu)化的應用
“經(jīng)濟、適用、合理、環(huán)?!笔乾F(xiàn)代建筑結構追求的一個跨度,而房屋建筑的結構設計優(yōu)化正是實踐了這一要求。結構設計優(yōu)化不僅可以解決我國占地問題,同時還會為企業(yè)帶可觀的經(jīng)濟效益。因此,應用現(xiàn)代科技手段,選擇合理適用的建筑結構設計方案,是實現(xiàn)降低建筑成本取得最大經(jīng)濟效益的有效方式。
在滿足建筑結構長遠效益的前提下,應盡量減少建筑結構的近期投資并提高建筑結構的可靠度、合理性和安全性。與傳統(tǒng)設計相比,設計優(yōu)化技術可以為企業(yè)的建筑工程造價減少5%~30%。結構設計優(yōu)化技術的應用,同時可以使建筑材料得到合理的利用,減少不必要的資源浪費。在優(yōu)化的結構設計下,建筑的內(nèi)部單元將會得到最好的利用,使之最好的協(xié)調(diào)應用。這是結構實際優(yōu)化產(chǎn)生的巨大的實踐價值所在。
結構設計優(yōu)化的應用體現(xiàn)在房屋建筑工程結構的優(yōu)化設計和房屋工程分部單元結構的優(yōu)化設計上。其中房屋建筑工程分部結構的優(yōu)化包括:基礎結構方案的優(yōu)化設計、屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設計、結構細部設計的優(yōu)化設計和圍護結構方案的優(yōu)化設計。另外具體還包含房屋結構的選型、布置、造價分析、受力分析等內(nèi)容,并應在滿足設計規(guī)范和使用質(zhì)量安全達標的前提下,結合具體工程的實際情況,圍繞其產(chǎn)生的綜合經(jīng)濟效益的目標進行結構的進一步優(yōu)化設計,以達到建筑的高質(zhì)量完工。
結構設計優(yōu)化技術在建筑結構設計中的應用體現(xiàn)在直覺優(yōu)化(概念設計優(yōu)化)技術與建筑結構設計和 概念設計處理的實際建筑設計問題的兩方面。在概念設計優(yōu)化技術與建筑結構設計上,概念設計存在于建筑結構設計師對多種備選方案進行選擇的過程中,而選擇的最終方案是根據(jù)設計參數(shù)、材料、荷載的取值決定的。另一方面,概念設計處理的實際建筑設計問題上,所需要處理的問題多種多樣,但最終重要目的是通過概念設計,使建筑結構能在各種外力作用下下免受破壞,或者將破壞程度降至最低 。這其中,適合建筑的抗震措施是概念設計中最重要的。
五、結語
在社會經(jīng)濟高速發(fā)展的今天,建筑業(yè)也產(chǎn)生著日新月異的變化,無論房屋建筑結構發(fā)生如何翻天覆地的變化,不變的永遠是房屋建筑本身的安全質(zhì)量問題。作為民生重要一項的建筑質(zhì)量問題,設計人員、施工人員以及企業(yè)人員務必要做好嚴格規(guī)范、安全生產(chǎn)的工作,保證建筑本身的質(zhì)量,提高建筑的舒適度,以達到滿足消費者需求,為社會服務的目的。
參考文獻
[1]查全平, 淺談房屋結構設計以及應注意的幾個問題, 建筑與設計, 2006.10總第160期
[2]連遠雄,房屋結構設計中的一些常見問題分析,建筑與設計,2007年8月下旬刊
關鍵詞:房屋建筑;結構設計;問題
前言
簡言之,在房屋建筑建設中,其結構設計是保證房屋施工質(zhì)量的前提條件,而且良好的結構設計,不僅能直接關系到房屋工作的施工質(zhì)量,還容易導致出現(xiàn)工程設計變更,從而對施工進度及成本造成影響。這就要求在房屋結構設計中,必須要對設計中存在的問題進行分析,并采取有效的解決對策,以保證房屋結構設計及施工的質(zhì)量。
一、房屋建筑具體結構設計
1 結構平面圖
進行結構平面圖的繪制時,關鍵是對輸入結構軟件進行的建模。建筑房屋所處的地理位置若該地區(qū)的抗震烈度為6度時,根據(jù)抗震的相關條件規(guī)定,此時修建的建筑房屋是可以不用進行對事先抗震的驗算的,不過仍需要符合有關的抗震防范要求。因此處于此種情況的建筑結構是不用在軟件中事先建模運行的,是可以直接進行設計的,但在設計中必須注意受壓強尤其是局部受壓的環(huán)節(jié)。當然,若時間充裕還是對建筑房屋提前建模觀察,因為在建模的過程中可以隨時對建筑房屋進行荷載導算。需要腔調(diào)的一方面,當建筑地處的地區(qū)抗震度為7度及以上時,在房屋建筑之前必須要輸入軟件進行建模的提前預算。
2 大樣詳圖
繪制大樣詳圖必須要保證建筑詳圖的準確無誤,只要建筑詳圖沒有問題,才可以進行大樣詳圖。那么,針對大樣詳圖的繪制應該在已經(jīng)判斷無誤的建筑詳圖的基礎上進行繪制,或者在以前做過的詳圖上根據(jù)要求對局部改進修改。在繪制大樣詳圖時,必須注意穩(wěn)定建筑的外形的,同時使建筑結構的受力合理化并且保證施工的方便性。
3 屋頂結構圖
當建筑結構設計成坡屋面時,對于此種情況設計結構時候處可以有有梁板式和折板式兩種。梁板式結構光泛應用于建筑平面不平整,屋面坡度較陡或者是房屋脊線轉(zhuǎn)折且復雜的平面地區(qū)。折板式則相反。這兩種形式都是受到偏心受拉力影響。畫坡屋面板的平面時,一般運用剖面示意圖加大樣詳圖兩種方法進行表示,這樣的圖紙有利于施工人員提高認識度和清晰度。想要繪制好圖紙設計,必須要保證設計人員自己胸有成竹,同時要求設計者必須要具有詳細的空間概念,正確理解建筑結構設計的圖紙,同時明白結構設計的綜合意圖。這樣才能保證施工人員在看到設計的圖紙的那一刻迅速理解并開始施工。
二、房屋建筑結構設計中常見的問題
1.地基設計的不合理
地基的設計應該建立在是實地勘察測量的基礎上。在設計地基時,設計師手中必須掌握建筑地的詳細情況,仔細了解地質(zhì)勘探報道,并據(jù)此作為后期建筑設計的基礎。然而,我國現(xiàn)在的地基設計的情況不容樂觀。房屋建筑建筑中的地基設計只是根據(jù)片面建筑地周邊情況,并未有詳細的統(tǒng)計報告,導致建筑的設計從地基開始就不合理,缺乏科學性和合理性。
2.建筑框架設計不合理
在建筑框架設計時只局限于橫向框架的設計,對于縱向框架的結構設計比較輕視。但是在建筑框架設計中縱向和橫向的框架設計都是必不可少的,并且它們彼此需要相互配合。因為縱向框架和橫向框架的功能并不相同,它們都各自有自身存在的必要性和重要性。縱向框架能在地震時避免地震波縱波的影響,均勻的配置箍筋的配筋和跨中縱筋。另外,設計人員經(jīng)常會犯這類錯誤:就是把承重柱的界面高度設計的低于本應有的高度。設計師們片面的認為六度設防與不設防這二者之間等價的,為了方便建筑結構設計的受力分析,人為地把承重柱的截面高度設計的較低。這種做法是非常不負責任的,因為這種設計錯誤往往會導致嚴重的后果,甚至是整個建筑的坍塌。設計者在設計時一定要有安全意識和質(zhì)量意識,切實負起應付的職責,保障在建筑的設計結構上盡量合理科學。
3.結構布置不合理
在建筑的設計中結構要盡可能的規(guī)則,這樣才可以使得結構的布置更加的合理。對于結構所說的“規(guī)則”,指的建筑物的平立面外形尺寸的抗側力、質(zhì)量的分布、承載力的分布等等要求。要使得結構不規(guī)則的因素有很多,這一點在復雜的建筑體上顯示的特別明顯,它們很難用定量的指標來將規(guī)則程度進行一定的限制。在技術規(guī)范上以及設計規(guī)定上都不太了解,所以通常情況下,設計人員便很難對結構規(guī)則性把握的很精確,從而設計出規(guī)則性很差的建筑,這是對抗震很不利的。
4.設計人員思想原則不明確
人是行為實踐的主體,人的思想及原則直接指導著他的行為實踐活動。作為建筑的結構設計人員,一定要有一定的思想覺悟和行為準則。首先要樹立的就是要實事求是,立足實踐這條基本思想原則,不能脫離實際情況去紙上談兵,而我國現(xiàn)在的有些建筑設計人員就是犯這種錯誤,在沒有充分調(diào)查的情況下,就妄下定論,又或是照搬照抄別人的建筑設計成果。殊不知,沒有調(diào)查,就沒有發(fā)言權,脫離實際情況而建設的建筑的安全性往往較低。其次,就是要樹立用全面的觀點看問題,客觀的分析建筑結構的各個方面,并充分考慮到各個結構部件的實用功能,利用自身的專業(yè)知識,認真嚴謹?shù)倪M行建筑設計工作。
三、房屋建筑結構設計中的常見問題的改進措施
1.設計更重視經(jīng)濟效益和社會效益的統(tǒng)一
建筑建設本身就是社會建設的重要內(nèi)容,建筑的安全在一定程度上也關系到社會的穩(wěn)定和經(jīng)濟的發(fā)展。所以,必須重視建筑的質(zhì)量的安全,無論是居民房還是商業(yè)用房。從地基的設計開始,就要注意整體建筑的實用性和經(jīng)濟性,所以,地基設計既要科學合理,安全可靠,又要考慮經(jīng)濟實用性。綜合考慮各種因素,切實把設計原理建立在是滴勘察的資料上,嚴謹?shù)陌凑諔械某绦驅(qū)Φ鼗菰S的承載力值和耐力值進行公式運算,并結合實際進行進一步的修正。
2.加強施工技術管理
施工技術管理體現(xiàn)著這個建筑工程企業(yè)對建筑建設的重視程度,必須加強對施工技術的管理,這不僅僅關系到項目工程的進度,工期的正常結束,而且間接影響著施工建設的安全和質(zhì)量。優(yōu)化施工技術,完善施工管理制度,能夠有效地節(jié)約資源和時間,提高建筑團隊的工程效率,同時也會給該建筑團隊帶來積極的社會效應和品牌影響,增加該建筑企業(yè)的市場知名度,這無疑也是一筆寶貴的財富。
3.定期培訓、教育建筑施工人員
眾所周知,我國的是滴建筑施工人員大多是外來務工的農(nóng)民工兄弟,他們是我國建筑事業(yè)的實現(xiàn)者,為我國建筑的發(fā)展做出了突出貢獻,我們在這里必須向他們表示由衷的敬意。但是,另一方面,這些農(nóng)民工自身的文化水平和專業(yè)技術素養(yǎng)都比較低,但是他們又是工作在建筑第一線上,他們的施工技術和施工質(zhì)量對建筑本身來說都至關重要。所以,要保證建筑的質(zhì)量,就必須加強對農(nóng)民工的施工專業(yè)技術指導的培訓,提高農(nóng)民工的資源水平,另外也不能忽視對農(nóng)民工的文化意識培養(yǎng),要積極的引導他們樹立正確的建筑安全觀和建筑質(zhì)量觀。并且積極地指導他們掌握先進的施工設備,掌握設計圖紙的具體原理和施工步驟,切實保障施工的進度和質(zhì)量。
結語
上文主要就房屋建筑結構設計中常見的問題及改進措施進行分析,總而言之,在建筑結構設計的過程中,必須重視房屋建筑結構設計中的每個問題,而且建筑結構設計人員定要兢兢業(yè)業(yè),認真的負其應盡的責任,立足實際,綜合考慮,優(yōu)化組合,在這三者的基礎上設計建筑圖紙。
參考文獻:
關鍵詞:結構設計 方法 問題
一、結構設計中要遵循的基本原則
結構設計的目的是使建筑物安全并能夠適應使用的要求,因此我們在結構設計中要保證和遵循這樣四個基本原則:①抓大放小。②多道防線。③剛柔相濟。④打通關節(jié)。打通關節(jié)保持平衡的目的其實就是使其永遠處于原始的靜態(tài),當力量不能暢通時,構件與構件之間的靜態(tài)平衡被破壞,結構就會發(fā)生變化。可見設計者是協(xié)調(diào)者,其任務是讓所有互不相關的靜態(tài)構件相聚之后依然處于靜態(tài)(也就是使其保持常態(tài)),或者是處在相對的靜態(tài)之中。
二、房屋建筑結構設計的基本方法
2.1 結構平面圖在繪制結構平面布置圖時,是否要輸入結構軟件進行建模呢?當建筑地處抗震設防烈度為6 度區(qū)時,根據(jù)建筑抗震設計規(guī)范,是可以不用進行截面抗震驗算的,但必須符合有關的抗震措施要求。因此對于砌體結構來說可以不用在軟件中建模,直接設計即可,但設計中需要注意受壓和局部受壓的問題。當然,如果時間允許的情況下還是輸入建模較好,有一個便利就是可以利用軟件來進行荷載導算,何樂而不為呢?需要注意的是,當建筑地處抗震設防烈度為7 度及以上時,是必須要輸入軟件建模計算的。
2.2 屋頂(面)結構圖當建筑是坡屋面時,結構的處理方式有梁板式及折板式兩種。梁板式適用于建筑平面不規(guī)整,板跨度較大,屋面坡度及屋脊線轉(zhuǎn)折復雜的坡屋面。折板式適用于相反的條件。兩種形式的板均為偏心受拉構件。板配筋時應有部分或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。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,通常使用剖面示意圖加大樣詳圖的表示方法,這樣更便于施工人員正確理解圖紙。正確繪圖和設計的關鍵是設計人員真正的心知肚明,結構設計者必須要具備一定的空間概念,正確理解建筑圖紙和意圖。設計的圖紙方能讓施工人員明白。由于屋面的起坡會造成閣樓層的部分墻體超高,要結合門窗頂設置圈梁來降低墻的計算高度。
2.3 大樣詳圖在建筑詳圖的準確無誤的基礎上,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(yè)協(xié)調(diào)一致。
2.4 樓梯樓梯梯板要注意撓度的控制,梯梁要注意的是梁下凈高要滿足建筑的要求,梯梁的位置盡量使上下樓層的位置統(tǒng)一。局部不合適處可以采用折板樓梯。折板樓梯鋼筋在內(nèi)折角處要斷開分別錨固防止局部的應力集中。注意梁下的凈空要求,并要注意梯板寬度的問題。首段梯板的基礎應注意基礎的沉降問題,必要時應設梯梁。
2.5 基礎基礎要注意混凝土的標號選擇應符合結構耐久性的要求。(通常情況下可采用C25)基礎的配筋應滿足最小配筋率的要求(施工圖審查中心重點審查部位)。條基交接部位的鋼筋設置應有詳圖或選用標準圖。條基交叉處的基底面積不可重復利用,應注意調(diào)整基礎寬度。局部墻體中有局部的較大荷載時也要調(diào)整基礎的寬度?;A圖中的構造柱,當定位不明確時應給予準確定位。
2.6從結構計算和構造上進行合理設計①底框砌體結構驗算時應注意:a.底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結構,對具有薄弱層的底層框架混合結構,應考慮塑性變形集中的影響。b.底層框架混合結構的剪力分配不能簡單地按框架抗震墻的方法。因為底框架結構中只有底層框架抗震墻,應采用雙保險的方法,抗震墻承擔全部剪力,框架按剛度比例承擔剪力。剛度計算時,框架不折減,抗震墻折減到彈性剛度的20%~30%。c.應考慮底層框架柱中地震作用產(chǎn)生傾覆力矩所引起的附加軸力。②避免樓板計算中不正確方法。a.連續(xù)板計算不能簡單地用單向板計算方法代替。b.雙向板查表計算時,不能忽略材料泊松比的影響,否則,由于跨中彎矩未進行調(diào)整,將使計算值偏小。③避免荷載計算的錯誤。諸如漏算或少算荷載、活荷載折減不當、建筑物用料與實際計算不符,基礎底板上多算或少算土重。
三、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(guī)范對樁的最小中心距的規(guī)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(guī)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(guī)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(jù)多孔磚墻體結構構造,地面以下或室內(nèi)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(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程的限值現(xiàn)行的規(guī)范、規(guī)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(guī)定限值,甚至個別建筑高度和高寬比均超出規(guī)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(xiàn)行規(guī)范、規(guī)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(guī)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(guī)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(guī)則結構盡可能規(guī)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(huán)節(jié),這里的“規(guī)則”包含了對建筑的平立面外形尺寸,抗側力構件布置、質(zhì)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(guī)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(guī)則程度并規(guī)定限制范圍。由于缺乏規(guī)范依據(jù)及相應的設計規(guī)定,加之對結構抗震概念設計缺乏應有的了解,有些設計人員往往對結構規(guī)則性把握不準確,導致工程中出現(xiàn)了規(guī)則性較差、對結構抗震十分不利的建筑。
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(xiàn)在異形柱結構房屋的高度超高、體型不規(guī)則、結構布置不合理、抗震構造措施不當?shù)确矫?。應當說,目前國內(nèi)對異形柱的受剪承載力、節(jié)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(guī)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。
【關鍵詞】房屋建筑;結構設計;基礎設計
中圖分類號:TU984文獻標識碼: A
一、前言
社會經(jīng)濟在不斷的進步和發(fā)展,人民生活水平也在不斷的提高,城市新建筑的建設如雨后春般不斷的涌現(xiàn)。房屋建筑功能在不斷的完善,出現(xiàn)了很多新穎別致的造型,很多方面的原因,總之工程設計慢慢開始變得復雜了起來。相關設計房屋建筑結構的理論開始向著先進水平方面不斷的邁進,在實際中不斷的應用先進技術,通過實踐不斷進行加強和完善。一些具有高強度,輕材質(zhì),并且綠色環(huán)保的新型建筑材料開始出現(xiàn),并應用到了房屋建筑的結構設計中,使得房屋建筑的安全性和適用性在一定程度上提高了,因此房屋建筑結構設計開始向著安全、實用、高性價比經(jīng)濟的方向發(fā)展。本文針對房屋建筑結構設計中的基礎設計進行一些探討。
二、房屋建筑結構設計的基本概況
1、房屋建筑結構設計的重要性
從籠統(tǒng)意義上說,房屋建筑結構主要指兩個方面的內(nèi)容,一方面指的是房屋的建筑結構,一方面指的是房屋的戶型結構。而房屋建筑工程進行房屋建筑結構設計的根本出發(fā)點主要是為了保證工程建筑物結構的安全性、可靠性,在能夠保證工程建筑物的使用功能的發(fā)揮的同時保證工程建筑物的使用壽命,提高工程建筑物的性價比。
2、房屋建筑結構設計過程中需要遵循的原則
設計人員在對房屋建筑工程進行結構設計時需要遵循幾個原則,首先設計人員在進行結構設計的過程中一定要從整個房屋建筑工程的整體著手,需要與業(yè)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;其次,設計人員在設計過程中要有提前量,現(xiàn)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、柱、樓梯、雨篷等)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的結合實際情況,所以在施工過程中很容易遇到設計與實際情況不符的問題。
三、房屋下部結構基礎設計基本要求
房屋基礎結構是房屋結構設計的主要內(nèi)容。結構設計方法采用概率極限狀態(tài)的設計理論。房屋下部結構是在滿足結構自身重力恒載、人、家具、設備等荷載的豎向靜力作用和風壓力、地震力的水平荷載的動力作用下,結構應有的強度、剛度、穩(wěn)定性問題。房屋靜載作用一般由上向下傳遞,地震作用則是通過基礎傳給上部結構。為適應上部的機構和下部的地基條件,基礎結構是其選擇的結構形式,它是建筑物地下的部分。房屋建筑結構的設計是一項全面、系統(tǒng)性的工作,我們在結構設計的過程中要保證遵循四項基本的原則:整體上抓大放下、設置多道防線、剛柔相濟協(xié)調(diào)、打通重要關節(jié)。按照這樣的原則進行結構設計,對在結構設計過程中發(fā)現(xiàn)的問題及時的反饋和研究,不斷提高設計人員自身的結構設計水平。設計的結構在滿足建筑物安全的同時,符合實際使用的要求。
四、房屋建筑結構基礎設計過程中經(jīng)常采用的幾種形式
1、墻下條形基礎設計形式
一般而言,大多數(shù)的房屋建筑工程在進行基礎結構設計形式當中,混凝土剛性基礎和鋼筋混凝土柔性基礎更為常見一些,混凝土剛性基礎的抗壓性能較好、但是在抗拉性及抗剪性方面的性能就稍微差了一些,比較適用于低層的房屋建筑工程;而鋼筋混凝土柔性基礎在抗拉性、抗壓性、抗彎性及抗剪性方面的性能就比較平均和優(yōu)秀一些,比較適用于地基承載能力較差、上部荷載較大以及基礎埋深較大的房屋建筑工程。
2、獨立基礎設計形式
獨立基礎一般分為剛性獨立基礎和柔性獨立基礎兩種,通常獨立基礎設計形式別廣泛的應用在柱下基礎使用當中,以柱荷載偏心距為參考依據(jù),決定基礎斷面是方形還是矩形。根據(jù)科學的調(diào)查分析表明,目前在我國,大多數(shù)的工民建工程施工中都采用了獨立基礎的設計形式,并且取得了十分優(yōu)異和可喜的成績,發(fā)展前景十分不錯。
房屋建筑結構設計中的基礎設計過程中需要注意的問題
1、結構平面圖的繪制問題
繪制結構的平面布置設計圖時,當建筑所在區(qū)域的抗震設防烈度為6度的時候,根據(jù)建筑抗震的設計規(guī)范,在符合有關抗震措施要求的前提下,是可以不應用結構軟件建模的。因此,就砌體結構來看,可不用在軟件中建立模型,直接進行設計即可,但在設計過程中需注意局部受壓和整體受壓的問題。而當建筑所在區(qū)域的抗震設防烈度為7度或7度以上的時候,則必須輸入軟件建模進行計算。
2、從結構計算和構造上進行合理設計
在進行驗算底框砌體結構時要注意以下幾點:
當多層結構的剛度是比較均勻的,底部剪力方法才可以應用。當建筑結構的底層框架是帶有薄弱層的混合結構時,要考慮到塑性變形的集中影響;
因為底層框架結構中只有底層框架抗震墻,底層框架混合結構的剪力分配不能簡單的按照框架抗震墻的方法來計算,而是應該采用雙保險的方法,抗震墻來承擔全部的剪力,框架則按照剛度的比例承擔相應的剪力;
在進行剛度的計算時,框架的剛度不發(fā)生折減,抗震墻發(fā)生折減,一般折減到彈性剛度的百分之二十到百分之三十;
應考慮到因為地震作用而產(chǎn)生的傾覆力矩帶來的底層框架中的附加軸力。
3、從抗震要求出發(fā),進行合理的結構設計
(一)對于多層的砌體住宅的下部結構,一般優(yōu)先采用兩種結構體系:即橫墻承重結構體系和縱橫墻共同承重的結構體系??v橫墻的布置要均勻?qū)ΨQ,沿平面做到盡量對齊,沿豎向做到上下連續(xù);不宜采用無錨固的鋼筋砼預制挑檐。
(二)對于鋼筋砼多、高層結構的住宅的下部結構,力求做到:抗側力結構(框架和抗震墻等) 應雙向布置,這樣做的目的是對于來自平行于抗側力結構平面方向的地震力,能夠更好的各自承擔;框剪體系的各抗側力結構要形成空間共同工作狀態(tài),除了控制抗震墻之間樓、屋蓋的長寬比及保證抗震墻本身的剛度外,還需采取措施,保證樓、屋蓋的整體性及其與抗震墻的可靠連接;結構布置一般采用規(guī)則結構,對于較復雜的結構,可以設置防震縫。
4、做實基礎設計
在設計基礎時,應注重混凝土標號的選擇,并確保與結構耐久性要求相符?;A配筋必須確保與最小配筋率相關要求相符,條基交接處的鋼筋設置必須選用標準圖或詳圖,且條基交叉處的基底面積不能重復利用,并注意基礎寬度的調(diào)整。若局部墻體的局部荷載較大也應就基礎寬度進行調(diào)整,對于基礎圖中的構造柱,若定位不明確應進行精準定位。
六、結束語
總之,在房屋建筑方面,基礎設計和施工是至關重要的,要保證建筑結構的安全,同時還要降低工程的造價,只有選擇合理的基礎形式和計算方法。
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關鍵詞:房屋建筑;結構設計;基礎;原則;形式
中圖分類號: S611文獻標識碼:A 文章編號:
基于房屋建筑工程的復雜性,結構設計一直都是影響房屋建筑工程質(zhì)量的重要因素,基礎部分的設計尤為關鍵。基礎設計關系到房屋建筑的整體質(zhì)量,也影響建筑后續(xù)工作,無論新技術如何應用,建筑業(yè)如何發(fā)展,基礎設計作為房屋建筑安全穩(wěn)定的根本,其重要性都是一成不變的。
1、房屋建筑中基礎設計的選取原則
房屋結構設計主要是指房屋基礎結構和上部結構。由于房屋結構受到的重力恒載以及豎向靜力等力的作用,其上部結構主要為其在這種受力狀態(tài)下保證結構的穩(wěn)定性。房屋的靜態(tài)荷載一般呈垂直傳遞,地震作用是恰恰和靜載作用相反。為了適應到結構中上部和下部的地基條件,選擇基礎結構異常關鍵。
建筑結構設計是一個全面和系統(tǒng)的工作,我們在設計過程中,以確保遵循四個基本原則:“剛柔相濟,多道防線,抓大放小,打通關節(jié) ”。在此基礎上做好反饋工作,對建筑的具體情形具體分析,不斷提高設計水平,這有這樣才能滿足我們的需求。
現(xiàn)在房屋建筑中基礎設計的選取方法主要是考慮地基、基礎、上部結構之間的作用力,以之作為依據(jù)選取合適的基礎設計。但是,這種方法也有弊端,主要是由于很多情況下并不是根據(jù)實際情況做出的決定,而是基于一些假設,這就不可避免的帶來了誤差,
針對大部分設計,常規(guī)設計還是主要的設計方法,其主要理論依據(jù)是經(jīng)典結構力學與彈性力學,這種設計優(yōu)點是簡單方便,能滿足大部分要求,但是對于對地基沉降敏感的結構卻不適應。
2、房屋建筑常用的幾種基礎形式
(1)墻下條形基礎
普遍應用的是混凝土剛性基礎,它可以起到承受抗壓、抗拉、抗剪強度的功能,不過效果不是很好。一般來說這種基礎適合建設5層以下的建筑。它的優(yōu)點是價格低,方便,可因地制宜的改造整體的剛度。此外,較好的墻下條形基礎還有鋼筋混凝土柔性基礎,它能夠很好的解決上部結構荷載較大,地基承載力又較低,且地基又不很均勻的問題,在6層以上的建筑中這種基礎使用較多。
(2)獨立基礎
獨立基礎可分為剛性獨立基礎和柔性獨立基礎,他們在柱下基礎中使用較多,基礎的斷面有方形和矩形,主要依據(jù)是不同的柱荷載偏心距。當有比較大的柱距時,獨立基礎相較于其他基礎明顯性價比更高。在多層建筑的上部結構作為框架體系的時候,如選擇獨立基礎比較合適。此外,獨立基礎較普遍的應用在民用建筑的中柱,目前看來效果是不錯的。
(3)柱下條形基礎及十字交叉基礎
在柱荷載或者地基條件惡劣而不能采獨立基礎的時候,柱下條形基礎是相對不錯的選擇。它的剛度較大,能夠調(diào)整沉降的均勻度,不過柱間距較大時這種設計則不可以采用,因此,采用這種設計要在柱間距不能過大的前提下。十字交叉基礎比較適合地基的承載力比較小但柱荷載卻比較大的時候,它能夠較好的完成目標。不過雖然它的空間剛性較大但不能隨意的使用。
(4)鋼筋混凝土筏片基礎
鋼筋混凝土筏片基礎適用于基礎之間的空隙較小并且基礎的底面積出現(xiàn)重疊的情況。在有地下室的結構中,筏片基礎作為地板結構應用較多。此外,根據(jù)荷載的大小可以選擇合適的筏片基礎。筏片基礎的優(yōu)點是整體的剛度較大,可調(diào)整整體沉降的均勻度。不過鋼筋混凝土筏片基礎也不是萬能的,需要根據(jù)具體情況來實施。
(5)樁基礎
承載力高、沉降量小是樁基礎的優(yōu)點。在地基變形和強度方面都無法滿足要求時可采用樁基礎的深基礎。樁基礎適應于以下情形:建筑物的上部結構荷載較大,而地基上部負載能力小,下部有可作為樁端持力層的堅實土層時;天然地基上的淺基礎沉降量過大,即使進行地基處理也不能滿足建筑物要求時;對較為重要的建筑物,雖然地基承載力尚好,但由于對控制沉降有較高要求,不允許有過大沉降,也可考慮采用;對土層不很厚,土質(zhì)又較差,如做條形基礎,土方量較大,可考慮采用鉆孔,灌注短樁。
3、房屋建筑結構設計中的基礎設計應注意的問題
(1)充分考慮各種因素對地基與基礎設計的影響
在地基與基礎設計當中,設計人員應該充分考慮各種因素對設計方案的影響,一方面,設計人員應該從前提地質(zhì)勘查中所收集的各種地質(zhì)數(shù)據(jù)資料,了解當?shù)氐牡刭|(zhì)構造、地震災害情況,并通過其它途徑獲得氣候、環(huán)境等方面的資料,在這些資料的基礎上進行結構設計,這樣能夠最大程度的減少不良因素的影響。另一方面,運用換土墊層方法處理軟土地基的時候,應該在地質(zhì)勘查的基礎上,了解土層構造及軟土層的厚度,在此基礎上計算墊土厚度,使墊層的寬度與及厚度符合安全性和經(jīng)濟的雙重要求;需要注意墊土的選擇,一般選擇硬度、強度較好的沙礫,保證墊土層的穩(wěn)定性。
(2)充分考慮環(huán)境溫度對建筑結構的影響
在建筑結構設計上,應該考慮環(huán)境溫度對混凝土結構的影響。嚴格按照設計標準設置伸縮縫,不能為了設計上的簡便和施工的便利用后澆帶代替伸縮縫,這設計的過程中要詳細計算環(huán)境溫度對建筑機構的實際影響,在此基礎上確定伸縮縫的寬度,保證能夠達到環(huán)境溫度影響的范圍內(nèi)。要選擇合適的伸縮縫設施安裝方案,建議使用焊接和鉚釘固定相結合的方式,能夠保證伸縮裝置的固定性。還要選擇合適的填充材料,這些需要在設計方案中體現(xiàn)出來。同時加強對于頂層屋面的保溫隔熱措施,對于受溫度影響較大的部位來配置直徑小一點的溫度筋。
(3)重視建筑結構的邊梁設計
在邊梁設計上可以增加抗扭縱筋,這個既可以加在梁腰上,也可以加在底部。在這里要充分考慮扭矩對邊梁的影響,在扭矩的折減上應該有個度,以保證建筑結構整體計算中內(nèi)力的平衡,由于梁傳給邊梁的彎距(即邊梁的扭距)不僅與邊梁的抗彎剛度有關,而且與邊梁的抗扭剛度有關,扭矩的精確度計算比較困難。
4、對房屋建筑結構基礎設計的建議
設計人員在進行房屋建筑基礎設計的過程當中應站在整個房屋建筑的整體高度出發(fā),充分考慮地基以及上部結構之間的關系,在此基礎之上還要科學的結合各種假定。一般來說由于基礎上部結構往往要晚于基礎的設計,因此要采取相應的措施,盡可能的減少由于上部結構滯后而帶來的誤差,從而確保房屋結構基礎設計的質(zhì)量。
當前建筑結構基礎設計主要是根據(jù)結構力學以及彈性力學來進行的,具有操作簡單可靠性高的優(yōu)點,能夠保證取得較好的設計效果,尤其是對于一些地質(zhì)情況比較好的基礎來說更能得到滿意的效果。隨著鋼筋混凝土框架結構在建筑結構中的廣泛使用,傳統(tǒng)的結構設計方法就顯得力不從心。這是因為這種結構對于基礎的要求較高,一旦出現(xiàn)沉降,就會收到較大的影響。采用結構力學以彈性力學計算軟土地基上的條形基礎也與實際的情況有很大的差距。當前高層建筑的數(shù)量不斷的增多,隨著建筑高度的增加,其垂直方向上的載荷也會隨著增加,對地基產(chǎn)生的壓力也會加大,這樣基礎在較大的載荷作用之下常常會出現(xiàn)沉降。因此在進行高層的框架結構設計過程當中,應該注意基礎的柔性降低基礎的剛度。
5、結論
由于建筑結構的基礎設計在建筑結構設計中的起著舉足輕重的作用,我們在理論研究和實際工作中更應該優(yōu)先考慮,著重解決。在實際工作中,只有選擇合理的基礎設計形式,才能保證建筑質(zhì)量,降低建筑成本。隨著我國經(jīng)濟的進一步發(fā)展,現(xiàn)今的建筑結構基礎設計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。
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關鍵詞:房屋建筑結構;設計;方法
當前我國城鄉(xiāng)居民收入的提高,滿足物質(zhì)生活需求的基礎上對房屋建筑的需求量日益上漲,促進建筑業(yè)的興起與發(fā)展。在進行房屋建筑結構設計時可遵循剛柔并濟、低碳環(huán)保、多層建筑關注人文環(huán)境等原則,設計人員嚴謹工作態(tài)度,在設計時需依據(jù)相關規(guī)章制度,結合建筑要求及功能作用,對建筑的地理位置、抗震防裂、類別及高度等方面作出相關研究分析,以便展開設計工作。
一、房屋建筑結構設計的標準
改革開放政策的有效落實,使我國經(jīng)濟發(fā)展取得一定的成果,建筑行業(yè)的發(fā)展較為快速。而其中的房屋建筑結構設計環(huán)節(jié)在建筑公司發(fā)展過程中起著重要作用,并直接影響住戶的人身財產(chǎn)安全。因而在進行房屋建筑設計時需設計人員遵循一定的設計標準,確保設計的房屋建筑安全穩(wěn)定,滿足住戶要求。一般而言,房屋建筑設計的標準主要內(nèi)容是:在進行設計工作時需依據(jù)現(xiàn)有的建設結構,不能對其產(chǎn)生破壞,以設計的建筑為主體,合乎常理、科學性的進行結構設計工作,避免超出設計能力范圍,給施工者帶來麻煩。在判斷房屋建筑結構設計的合理性時,可從建筑的安全性、效益性、美觀性、實用性、易于施工性等方面進行綜合評價工作。當這些方面均滿足相關要求時,將表明此建筑結構設計較為合理,反之表明該設計方案存在缺陷,需改進或者重新制定新的設計方案。
二、房屋建筑結構設計方法
(一)建筑結構相關部分的設計方法
在對房屋建筑結構進行設計時需注意結構平面圖、屋頂結構圖、大樣詳圖的設計繪制,以及建筑樓梯、基礎的設計方法。繪制建筑結構平面圖需考慮相關的抗震影響因素,可減少計算機軟件建模環(huán)節(jié),設計人員可直接進行建筑結構設計;若通過計算機相關軟件進行建模,則需全面考慮建筑結構的受壓和局部受壓情況,合理使用計算機編程計算出房屋結構荷載值,確保設計出的建筑結構方案貼近結構實際受力情況。繪制屋頂結構圖可采取折板方式和梁板方式。前者可應用在跨度較小的房屋建筑結構,后者則可在不規(guī)則房屋平面以及跨度較大的房屋建筑結構使用,結構圖中還應標明房屋梁板折角鋼筋的位置。結構相對較為抽象,為讓施工人員能更好的理解圖紙意思,設計人員可將一定的空間概念融匯其中,并增強建筑圖紙和示意圖的理解能力。大樣詳圖的繪制可以建筑詳圖為基礎,并可對原有詳圖進行局部修改操作,以便在保持建筑外形時實現(xiàn)結構受力和易于施工的目的,并保證建筑結構標高和外形尺寸與建筑專業(yè)的一致性,以便能規(guī)避施工過程中出現(xiàn)的風險隱患。
建筑樓梯的設計時需側重其撓度,規(guī)范梯梁的梁下凈高度,上下樓層的梯梁位置需保持一樣,若出現(xiàn)異常情況,可采用折板樓梯進行彌補。折板樓梯鋼筋需考慮結構局部應力情況,可自相關折角處將其斷開錨固。梯梁的梁下凈空需求以及梁板寬度需依據(jù)相應的結構標準進行合理的設計,以確保其符合要求。在第一段梯板設計時需考慮其基礎沉降是否滿足相關要求,進而考慮是否加筑梯梁。設計建筑基礎需慎重考慮,因其質(zhì)量水平對上層整體建筑質(zhì)量有重要影響。進行基礎混凝土澆筑時需考慮混凝土配料、程序等問題,并在基礎配筋比上需嚴格按照圖紙標記進行配置,以便實現(xiàn)最小配筋比率;對建筑基礎圖紙上還應標明構造柱的位置。設計整個建筑結構時應考慮建筑結構抗震能力,以便增強建筑結構的堅固程度。
(二)結構設計成果檢測
在對結構設計成果進行檢測驗算時需不同結構分別采用不同方法進行驗算。多層結構建筑的砌底可應用底部剪力法,混合結構建筑則注意塑性變形集中化造成的不利情況。在雙向板查表驗算時可結合材料泊松比的意義進行驗算活動,在進行結構驗算時必須依照相關規(guī)范標準開展,嚴格核對相關數(shù)據(jù),以保障工程施工質(zhì)量。當前住宅建筑大多采用多層建筑結構設計方法,對此在進行結構設計時避免樓梯間出現(xiàn)在房屋尾部與轉(zhuǎn)角處,進行縱橫墻設計時需采取對稱處理??蚣芎涂拐饓蛇M行雙向布置,并注意控制屋頂?shù)谋壤翱拐饓偠?,以確保房屋整體的安全穩(wěn)定。
三、房屋建筑結構設計應注意的問題
(一)房屋建筑地下室外墻設計需注意的問題
在對房屋建筑地下室外墻設計時需綜合考慮影響因素,確定外墻混凝土等級以及外墻厚度。普遍看來,地下室需采取防水措施,外墻抗?jié)B等級以及鋼筋配比均需采取相關對策進行管理控制。在進行房屋建筑結構設計時需以實際情況為基礎,全面考慮分析影響因素。
(二)建筑基礎底板設計需注意的問題
進行建筑基礎底板設計時需注意鋼筋攤鋪的均勻度,防止鋼筋重疊現(xiàn)象,有效利用天然地基優(yōu)勢。設計人員在進行基礎底板設計前可實地搜集相關數(shù)據(jù),充實設計資料,進而完善建筑結構設計方案。在處理軟弱地基狀況時可采取換土墊層的設計,設計者只憑借經(jīng)驗進行處理將會造成建筑危害,不能達到安全、經(jīng)濟的目的。在磚混結構房屋設計中需考慮墻體的坑剪能力,有效防止墻體出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象,并能增強建筑結構的抗震性。
結束語
綜上所述,房屋建筑結構設計方法需多方面考慮,設計人員可實地考察,搜集確切數(shù)據(jù),以防止設計過程中出現(xiàn)失誤,造成損失。以建筑質(zhì)量為落腳點,重視設計細節(jié),設計人員需提高技術水平、充實專業(yè)知識、積極積累實踐經(jīng)驗,以便進一步完善房屋建筑結構的設計方法。
參考文獻:
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【關鍵詞】房屋建筑;結構設計;原則
隨著我國城市化進程的不斷加快,城市人口規(guī)模不斷的擴大,這使得我國的建筑行業(yè)獲得了繁榮和發(fā)展的大好時機。隨著我國經(jīng)濟形勢的好轉(zhuǎn),人們生活水平的不斷的提升,使得人們對于建筑的質(zhì)量的要求也在不斷的提高。而建筑結構設計對于整個建筑的質(zhì)量具有十分重要的影響,這就要求在進行建筑結構設計的過程當中做好結構設計工作。文章對房屋建筑結構設計過程中應該遵循的原則和方法進行了探討。
1 樓板設計常見問題
在房屋建筑結構中,整個建筑的重量主要依靠樓板將建筑的自重以及其它的載荷傳遞到墻體上。因此在建筑機構中,樓板的設計占有十分重要的地位。一旦樓板的設計存在質(zhì)量隱患,那么整個建筑就會存在較大的質(zhì)量問題,甚至會對建筑的使用者的生命和財產(chǎn)安全造成危害。樓板設計中存在的問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
很多設計人員在實際的設計過程當中缺乏相應的責任意識,為了節(jié)省時間,或者是粗心大意,往往在進行計算的過程當中將按照單向板來計算雙向板。這就會導致樓板受力的計算結果與實際情況之間存在著較大的偏差,使得樓板受力不均勻,這樣往往會導致樓板產(chǎn)生裂縫。
雙向板在高度方面的取值要高于單向板,而鋼筋的放置也有一定的要求,下面放置短跨方向的鋼筋,而上層則是放置長跨方向的鋼筋。因此計算的過程當中分別計算兩個鋼筋的長度。很多設計人員在計算的過程當中沒有注意到這一點,將二者一起計算,導致樓板的配筋出現(xiàn)問題,嚴重的降低了樓板的強度,導致樓板存在質(zhì)量問題。
2 結構設計中要遵循的基本原則
在進行房屋建筑結構設計的過程當中首要目標就是確保建筑物的安全性,同時還要建筑的實用性,否則在安全的建筑業(yè)就失去了實際的使用價值,具體應該做到以下幾個方面:
第一,在房屋建筑結構設計的過程當中應該抓住重點。第二,采取多道的措施來保證建筑結構安全。第三,在結構設計的過程當中要兼顧建筑的剛度和柔性。第四,打通關節(jié)。這樣可以使建筑受到外力的時候能夠有效地分散,放置建筑的結構受到破壞。設計人員在進行建筑結構設計的過程當中,實際就是將建筑的各個構件和組成部分進行有機的整合,使其能夠保持相對的靜止狀態(tài),從而成為一個整體。
3 房屋建筑結構設計的基本方法
3.1 結構平面圖
在建筑設計的過程當中,平面圖的繪制具有十分重要的作用,往往需要對其進行建模。根據(jù)國家相應規(guī)范的要求,抗震烈度要求為6度的地區(qū)可以不進行建模,但是也應該做好相應的防護措施。這就使得在房屋結構設計的過程當中,設計人員應該充分的考慮建筑結構的壓力的分布情況,這時候可以通過建模來對建筑中壓力的分別情況進行詳細的了解和精確的把握,從而提高房屋建筑結構設計的質(zhì)量。對于一些防震要求較高的地區(qū),必須進行建模。
3.2 大樣詳圖
在建筑詳圖的準確無誤的基礎上,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(yè)協(xié)調(diào)一致。
3.3 樓梯
設計人員在設計樓梯梯板時要注意樓梯撓度的控制,梯梁的高度要和房屋要求的一致,并且位置也要和上下樓層相統(tǒng)一。如果梯梁的局部和房屋不合適可以使用折板樓梯,折板樓梯中的鋼筋在房屋內(nèi)折角處必須斷開并且分別錨固意面局部的應力集中。
3.4 基礎
房屋基礎的混泥土標號選擇應該符合房屋的結構耐久性的要求。另外,基礎的配筋也要選用最小配筋率,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(diào)整基礎的寬度。當房屋局部墻體中有較大荷載時也需要調(diào)整基礎的寬度。在設計基礎圖中的構造柱時,應當給予準確定位。
3.5 合理的設計結構計算和構造
在進行底框砌體結構的驗算時需要注意:
3.5.1 底部剪力法只適合用在鋼度較勻稱的多層結構,而對那些有薄弱層的混合結構,就應先考慮其塑性變形集中的影響。
3.5.2 設計者在計算底層框架混合結構的剪力分配時不能僅僅按框架抗震墻的方法計算。由于底框架結構中只有底層框架抗震墻,所以應采用雙保險的方法,由抗震墻來承擔全部剪力,框架按鋼度比例來承擔剪力。在進行鋼度計算時,框架承擔剪力不折減,抗震墻折承擔剪力減到彈性鋼度的20%-30%。
3.5.3 應考慮底層框架柱中地震作用產(chǎn)生傾覆力矩所引起的附加軸力。盡量避免樓板計算中使用不正確的方法。第一,連續(xù)板剪力的計算不能用單向板計算的方法來代替。第二,在進行雙向板查表計算時,設計人員不能忽略材料泊松比帶來的影響,否則,跨中彎矩沒有進行調(diào)整,將使比值計算值比實際的要小。
3.6 從抗震要求出發(fā),進行合理的結構設計
對一般多層砌體住宅結構,應優(yōu)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?qū)ΨQ,沿平面內(nèi)宜對齊,沿豎向應上下連續(xù);樓梯間不宜設置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處;不宜采用無錨固的鋼筋砼預制挑檐。
對鋼筋砼多、高層結構住宅,力求做到:第一,框架與抗震墻等抗側力結構應雙向布置,以便各自承擔來自平行于該抗側力結構平面方向的地震力。第二,框剪體系的各抗側力結構要形成空間共同工作狀態(tài),除了控制抗震墻之間樓、屋蓋的長寬比及保證抗震墻本身的剛度外,還需采取措施,保證樓、屋蓋的整體性及其與抗震墻的可靠連接。
4 結語
房屋建筑的結構設計是一個系統(tǒng)而又全面的工作,所以設計人員不但要具備扎實的建筑類的理論知識功底和空間概念。還要具備靈活創(chuàng)新的思維以及嚴肅認真負責的工作態(tài)度。并且不斷的加深和學習房屋知識,來滿足人們對房屋的更高要求。
參考文獻:
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關鍵詞:房屋建筑;結構設計;問題;分析
一、強柱弱梁設計中的常見問題
一個框架結構的房屋如果柱一旦受到破壞,那么整個建筑物都會都會處在危險之中嚴重的更可能會傾倒;相比較而言假如梁構件受到破壞,則會造成房屋的局部塌陷。由此可見,在房屋結構中柱損壞后的危害性比梁的損壞對房屋建筑帶來的破壞會更加嚴重。這時當我們對房屋的結構進行設計時,設計人員對房屋建筑結構的各個部位應分別加以控制,并且有必要將這一理念作為中心線,進行長期的思想指導。具體的操作方法為:首先嚴格將柱的各項指標控制在合理的范圍之內(nèi),由于當前都是依據(jù)多遇地震進行設防計算的,因此,假設柱的軸壓比在計算時取值過高,安全儲備較少,當發(fā)生小震時,結構的安全度基本能夠得到保障,但是一旦發(fā)生大震,在安全儲備較少的情況下,地震力會對結構造成極大的破壞,嚴重的柱可能會完全失效,這樣看來柱的安全儲備的多少,極大的影響了結構的整體安全性。這一設計理念也適用于防震目標――小震不破壞,中震可維修,大震不倒。
二、地基設計中的常見問題
地基基礎結構是否安全合理,是保障整個建筑是否安全的重要基石,對地基基礎的結構設計一定要合理且實用。因此,前期的地質(zhì)勘測工作一定要保證準確,多方考量施工現(xiàn)場的土質(zhì)等施工環(huán)境,提高地基結構設計的合理性與可行性。承載力不是地基設計的唯一參考數(shù)據(jù),過于單一依靠一項指標是非常不合理的,因此,不能盲目地覺得承載力高就能保證地基基礎的合理與安全。比如對土質(zhì)軟的地方進行換土墊層,有部分的結構設計者沒有充分認識到軟弱地基危害性,不能單一的認為承載力高就不用考慮其他的因素,對軟弱地基一定注意基礎的均勻沉降,只單純依據(jù)經(jīng)驗進行簡單的砂墊層往往是行不通的。實際上,在沒有相應墊層保障的地基上進行房屋建設是不安全的;還應該采用相應的方式增加房屋自身的剛度,利用基礎及其自身的剛度抵消不均勻沉降,另一方面我們要依據(jù)規(guī)范要求在計算基礎時,對荷載進行折減;有部分結構設計人員在設計過程中,沒有采用折減系數(shù)對房屋荷載進行有效的折減,這樣導致的后果便是在設計時過于保守,基礎尺寸及配筋往往偏大過多,造成工程造價提高即不必要的浪費。
三、高層建筑設計中的常見問題
隨著越來越多高層建筑的出現(xiàn),一系列的高層建筑問題也相繼出現(xiàn),最大的問題在于部分高層建筑高度大幅度超過最大限值。在當前的房屋建筑結構設計中,相應的規(guī)章對建筑物的高度、寬度等都作出了明確的規(guī)定,所以高層建筑結構的設計必須按照相關的限高規(guī)定進行。另一方面,復雜的高層建筑常常會出現(xiàn)錯層現(xiàn)象,錯層會使得樓層的樓板不具備連續(xù)性,也就是平面不規(guī)則,這樣的情況極大的影響了結構的抗震能力。高層房屋建筑不僅要適應相關的抗震要求,還應根據(jù)土層條件,對地基基礎的結構形式作相適應的調(diào)整。高層房屋建筑結構在同一時間采用兩種以上結構時屬于結構設計復雜化的表現(xiàn),比如錯層結構、多塔樓結構以及連體結構等。根據(jù)高層建筑抗震的相關要求,這些房屋在進行結構設計時應采用多個模型與計算手段分別計算,對計算結果進行分析,最后再確定結構設計方案。高層房屋建筑常存在著較多的薄弱層,這些薄弱層應進行相應的地震力放大計算,增強構造措施,這些都是高層建筑在結構設計中存在的問題以及一些常用的解決手段。
四、抗震設計的常見問題
近幾年,自然災害尤其是地震災害頻發(fā),這對房屋建筑的抗震性提出了更高的要求。地震發(fā)生時,強烈的地面搖晃使得建筑隨之大幅晃動,特別是對于高層建筑來說,如果地震強烈,而建筑結構又達不到相應的抗震標準,就有可能會出現(xiàn)樓體坍塌的現(xiàn)象,進而會造成大量的人員傷亡。樓體的結構性倒塌是地震破壞最為嚴重的形式,而樓體結構性倒塌的主要原因則是抗側剛度沿高度與結構樓層屈服強度系數(shù)分布不均,從而導致的整個結構出現(xiàn)薄弱層,造成對整個樓體的破壞。
地震對房屋的破壞形式多種多樣,加強房屋建筑的抗震性設計非常有必要,當前的高層建筑主要采用高層建筑結構規(guī)范和建筑抗震設計規(guī)范進行抗震設計。除了國家規(guī)范的要求之外,同時我們也應該加強對房屋建筑的構造、材料的研究以及施工技術的提高,采取有效的技術措施對房屋進行設計,避免地震發(fā)生時,諸如結構中支框架柱直接破壞而導致整體建筑倒塌的嚴重現(xiàn)象。
五、單一方向薄弱在設計中的常見問題
當前的房屋建筑在抗震的設計標準上,主要是通過兩個主軸方向進行設計(即X、Y方向)。在房屋建筑結構設計中,橫向(X)與 縱向(Y)應該具有相同的剛度,相差不宜過大,但是往往有些結構設計人員將縱向的框架梁設計的較為薄弱,這種計算方法無法滿足梁對整體結構的剛度要求,在實際的房屋設計過程中,忽視地震力的某一方向可能會出現(xiàn)結構中地震力一個方向過大,不滿足基本的抗震要求,或者造成該方向框架梁配筋偏大很多的不合理現(xiàn)象。
六、樓板設計中的常見問題
樓板是房屋結構中水平構件的重要組成部分,它直接承受著一座建筑在安全使用時的大部分荷載。如果沒有全面搞清楚樓板所承受的荷載種類,那么結構可能會出現(xiàn)設計不合理、配筋偏小等問題,嚴重的造成樓板出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象。另外,樓板受荷后彎矩設計存在不合理現(xiàn)象,例如結構設計人員通常在樓板上安置大量的分隔墻對房間進行分隔,在實際的設計中應將該分隔墻的荷載換算成相應的等效均布荷載,然后再加載到樓板上計算鋼筋用量,但是部分設計員由于專業(yè)知識與經(jīng)驗的欠缺,往往會將分隔墻荷載直接以線荷載的方式直接加載在板上,這種做法在設計中時不可取的。
七、異形結構設計的常見問題
隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,人們不斷追求獨特化與個性化,越來越多的房屋建筑采用異形結構。但是應該充分認識到,當前異形結構在運用中存在的諸多問題,比如房屋高度過高、不合理的結構布置、結構體型不規(guī)則以及抗震結構不利等。我國對異形結構的承載力、抗震性能以及結構延展性的研究還不到位。因此,結構設計人員在采用異形結構時,一定要對可能產(chǎn)生的問題做綜合判斷,并制定相應的解決方案,特別是對于重點設防類的房屋,在進行結構設計時應盡可能的避免采用異形結構。
結束語:
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高,在房屋建設中對結構設計也提出了更高的要求。房屋建筑結構設計是一個系統(tǒng)性的工作,相關人員需要不斷強化業(yè)務理論知識與技能,并在制圖過程中應保證制圖規(guī)則與嚴謹,同時應不斷進行開拓與創(chuàng)新;還應該強化對當前房屋建筑結構設計中常見問題的了解,以提高結構設計水平、提高解決結構設計問題的能力,在設計中充分結合新時期的高新技術與新型環(huán)保材料要求,創(chuàng)作出高質(zhì)量、高安全性的房屋建筑作品,促進建筑結構設計的持續(xù)發(fā)展。
參考文獻: