时间:2023-08-24 16:48:55
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇房屋建筑结构设计,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
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
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引言
在社会不断进步以及经济发展基础上,房屋建筑数量越来越多,城市化脚步的加快,更是进一步对房屋建筑提出要求。人们的生活观念不断升华基础上,房屋建筑越来越重视对建筑结构设计的提高,同时为了更好的帮助房屋建筑结构适应社会以及市场的发展需要,在房屋建筑结构优化设计方面开始深入研究,不断提高建筑结构优化设计水平,更好的帮助其建立适合市场发展以及需求的房屋建筑。
2房屋建筑结构设计优化方法浅析
房屋建筑结构设计是房屋建筑中非常重要的步骤,对于房屋建筑结构设计来讲,需要不断从实际建筑上进行经验总结以及根据房屋建筑基本理论为参照,积极探索研究,不断对房屋建筑结构进行优化,积极分析房屋建筑结构中的建筑理论,同时深入对房屋建筑的认知,能够从基础上实现对房屋建筑质量的提升。在进行房屋建筑结构优化设计期间,是保证房屋能够得到更好的优化,设计更加完善,质量能够不断提升【1】。在进行房屋建筑期间,需要不断提高对房屋建筑结构优化的重视,积极控制房屋建筑结构设计期间的重要环节,在进行房屋建筑设计期间,尽量缩短房屋建筑中质量中心以及房屋建筑中的刚度变化,这样能够保证房屋建筑结构的质量,能够实现房屋建筑的对称以及规则。保证以上要求也是满足房屋建筑基本要求的重要基础,只有房屋建筑中的各种结构设计合理,才能实现对房屋建筑质量的优化。在此基础上,房屋建筑结构的设计要求还包含对房屋建筑质量以及承载力等方面的优化,特别是在房屋建筑期间,不断优化房屋建筑的设计结构,能够很好的扭转房屋建筑的承载力,增强房屋的实用性。在结构设计期间,一定要保证建筑相应的功能发挥,重视对建筑功能的设计,并且还需要保证建筑自身能够上下协调,竖向以及横向都能够相对应。房屋建筑结构设计期间,减少结构设计中的难度设计,积极实现建筑结构设计的经济型,尽量防止应用转换层结构的设计方式,这样会提升结构设计中的成本费用。房屋建筑设计中的竖向设计,一定要保证其刚度设计要求,这样能够保证房屋建筑结构设计符合建筑设计的需要,不会突然出现建筑问题,同时还能够提高房屋自身的承受力。
3房屋建筑结构设计优化的重要意义
房屋建筑结构设计对房屋建筑具有重要意义,不仅是保证房屋建筑顺利实施的重要基础,同时也是提高房屋建筑质量的重要保障。对房屋建筑结构设计需要随着城市化建设要求的提升进行优化,不断提升房屋建筑中的美观设计,同时还可以帮助房屋建筑展开更加合理的工程造价。在房屋建筑过程中,建筑部门或是建筑企业一直在积极探索能够保证工程建筑质量基础上,尽量减少或是降低建筑成本,同时这也是工程造价的重要目标【2】。为了更好的实现这方面的要求,就需要对房屋建筑的基本结构详细了解,能够掌握科学的房屋建筑设计原理,在不断调整房屋建筑成本基础上,能够更好的保证房屋建筑的安全性以及可靠性。房屋建筑结构设计的传统设计方式存在一定的缺陷,在不断发展改善基础上,积极探索新的房屋建筑结构设计方式,更加科学合理的对房屋建筑进行设计,能够很好的保证房屋建筑中工程造价的合理性调整,并且对房屋建筑中的每个单元以及功能区实现合理分配,不断提升房屋建筑的科学性以及实用性。
4房屋建筑结构设计中的优化方式分析
对于房屋建筑结构设计来讲,需要不断对房屋建筑结构设计进行优化,针对当前的房屋建筑结构设计发展需求不断完善,作者根据相关分析探索总结出以下几点,希望能够更好的促进我国房屋建筑结构设计的发展。4.1房屋建筑设计中的前期设计环节。在房屋建筑施工之前,需要进行前期准备环节,不断提升在前期准备环节中的房屋建筑设计,提高房屋建筑设计优化,增强对房屋建筑设计结构的控制,同时提高工程造价的调整。制定科学合理的房屋建筑结构设计方案,对房屋建筑设计制定科学合理的设计规划,并且保证规划能够顺利实施,全面凸显出建筑结构中的优化设计中心,对结构设计中经常出现问题的地方展开详细设计,降低房屋建筑设计中存在的风险以及安全隐患。帮助房屋建筑结构设计实现真正的经济化、社会化,房屋建筑结构设计能够更加高效。4.2房屋建筑结构设计中的细部结构设计。房屋建筑结构设计不仅包含一些大范围的结构设计,同时还包含很多细化的结构设计,房屋建筑结构设计中的任何细节都会影响到房屋建筑质量,所以在进行房屋建筑结构设计期间,需要重视对很多细部结构的设计。房屋建筑结构设计中,特别是细部结构设计需要保证房屋建筑质量以及房屋自身的稳定性。本身在房屋建筑结构设计期间,就没有实体性的物体进行参考,结构设计数据等都需要自己计算,所以经常会产生一些结构设计误差的存在,这样会严重影响到房屋结构建筑的质量【3】。需要不断提高对房屋建筑细部结构设计的控制,能够保证细部结构设计得到更理想的改进,达到更加理想的效果。同时对房屋建筑中经常出现的错位、分裂等质量问题提高注意,这样才能从根本上实现对房屋建筑安全性以及经济型的提升。
5结束语
总上所述,对于我国的房屋建筑结构设计来讲,需要不断加强对建筑结构设计的优化,积极从全方面的房屋建筑结构设计中提高设计手段,增强对房屋建筑结构设计中的细部结构设计优化,保证房屋建筑结构设计能够达到更加理想的效果,不断提高房屋建筑的质量。
作者:马莉 单位:湖北省襄阳市第二建筑设计院
1.2在房屋建筑结构设计图纸中对布局分布不合理只有房屋结构设计趋近于规范,房屋在实际建设过程中才能实现合理布局,房屋结构设计布局中包括建筑的外形构造,受力结构布局,最大承载力布局等,由于影响结构布局的因素过多,导致房屋建筑结构设计不规范,房屋结构布局不合理,影响了房屋的正常建筑水准。这主要因为房屋结构设计人员在设计前对房屋结构布局的思考不足,对房屋建筑条件的认识不够,致使房屋建筑工程中布局规范性较差。
1.3房屋建筑中变形缝的设计不够重视在房屋建筑工程中,考虑到房屋所处位置的气候环境因素,以及当地的冷热差,要在房屋设计中加入变形缝的项目,以免因温度变化造成房屋出现损伤,对于变形缝宽度的计算与设计,是考验房屋建筑结构设计工程师专业素质的一项难题。现如今我国部分房屋结构设计师习惯在设计过程中忽略变形缝的重要性,而选择在施工过程中用后浇带来解决变形缝的问题,后浇带虽然有一定的效果,但是在房屋的使用过程中寿命较短,而且不能进行二次修复,与变形缝相比,使用价值较低。因此房屋建筑结构设计工程师要加强对变形缝的认识,进行精准的变形缝设计。
2探究加强房屋建筑结构设计的对策与措施
2.1在房屋建筑施工前进行严密的房屋结构设计在房屋建筑的具体施工前夕,需要进行专业的房屋建筑结构设计,要对房屋建筑地点的地形及地貌进行勘探,对当地的岩层及水文情况也要做到了解与把握,对地质的特殊问题要进行避免与修正,保证房屋建筑结构设计的严密性,使房屋建筑结构设计图纸对施工能够产生巨大帮助,推动接下来的房屋建筑施工的有条不紊。对于房屋建筑工程师来说,一份好的结构设计是完美建筑的基础,是其建筑设计专业素质的最好体现,在进行施工前的结构设计有利于房屋施工的顺利进行,对我国房屋建筑结构设计技术的发展也有着帮助。
2.2注重在房屋建筑施工过程中对房屋结构设计的实现在房屋建筑施工过程中不注意按照结构设计图纸进行施工,是房屋建筑建设施工中的重大问题之一,在我国的房屋建筑结构设计施工图纸中,对建筑施工的技术标准与水平都有严格的界定,但是现如今在我国房屋施工过程中并没有做到严格执行房屋建筑结构设计图纸的要求,需要严格管理在房屋建筑施工过程中的设计图纸的实现,加强在施工过程中对房屋结构设计的监督,保证房屋建筑图纸的最优效果。
1房屋建筑结构设计中需要遵循的原则
房屋建筑的结构设计是一项较为复杂的系统工程,需要多方面的努力与配合,设计人员也要遵循几个原则。一是,在进行结构设计的过程中,设计人员一定要从整个房屋建筑工程的整体着手,与业主进行良好的、有效的、及时的沟通,确保房屋建筑结构设计既符合客观方面的需要,也符合主观方面的需求;二是,设计人员在设计过程中要提前做好准备。现代的房屋建筑工程在进行基础设计的过程中,将重点都放到了房屋建筑工程的地基、基础、以及一些上部结构的构件(例如梁、板、墙柱等)方面,但是还是有一定的弊端,因为很多的房屋建筑结构设计中的基础设计并没有完全地结合实际情况,容易在施工过程中遇到设计与实际情况不符的问题。
2房屋基础设计的选型
房屋建筑基础的选型应根据上部结构、工程质地、抗震防备要求、施工条件、环境因素以及周围建筑物等多方面因素综合考虑来最终确定。应选用整体性能高,能满足地基承载力和建筑物允许变形要求的基础形式,最好能调节不均匀沉降。房屋建筑结构设计中有几种常用的基础设计形式如下:
(1)独立基础
独立基础通常被用于柱下基础中,由于柱荷载偏心距的不同,因而其基础断面有矩形及方形之分。如果柱距很大,使用独立基础会得到较高性价比,是其他基础无法比拟的。如果建筑的框架体系为多层上部结构,就最宜使用独立基础。同时,在诸多民众建筑中,独立基础使用较多,效果也很明显。
(2)墙下条形基础
实际中,混凝土刚性基础较为普遍,由于混凝土具有很高的抗压性能,但因为其抗拉及抗弯效果一般,也被用于压缩性小且地基承载力较好的中小型民用建筑中。其优点为使用方便,成本投入低,可根据实际情况随意使用。另外,如果建筑地基不够均匀或承载力小,上部结构所需承载力又大,便可以使用钢筋混凝土柔性基础。这种基础适用于基础埋深很大,并且设有地下室的建筑。
(3)桩基础
桩基础的特征一般为沉降量且承载力大。如果地基强度不够或者有变形情况发生,便可以使用桩基础。其适用情形主要包括:①建筑物其地基承载力较小,其上部机构载荷很大,且在建筑物下部其土层坚实,可以为桩端提供一定支持力;②建筑物浅基础沉降量无法满足实际要求,哪怕进行处理也于事无补的情况下;③建筑物本体很重要,地基承载力很高,但由于对建筑物本体沉降力要求很高,便可以酌情予以采用;④建筑物底部土层很薄,土质很差,出于土方量的限制,在不能使用条形基础的情况下,酌情考虑使用钻孔灌桩法。
(4)柱下条形基础及十字交叉基础
如果建筑物地基承载力很小,上部结构又需要载荷力很高,这就对基础形式的选择提出了更高要求。因而,在这种情况下,柱下条形基础得到了广泛应用。这种基础形式的特点为:刚度大,对沉降的均匀度可适当调节,经常被用于柱间距不大的情况。而十字交叉基础则适用于柱荷载较大而地基承载力较小的情形,既定目标很容易完成,但在实际中却不能随意应用。
(5)钢筋混凝土筏片基础
这种基础以梁板式及筏板式为主,如果建筑物基础底面积出现重叠,且基地承载力较弱及基础间空隙小的情况。筏板式基础一般在地板结构多且在有地下室的建筑中使用较为普遍。同时,筏板基础的选择还可以根据建筑物载荷情况进行选择。其优点为:刚度好,对沉降的均匀度可适当调节。尽管筏板基础使用广泛,但还需要根据实际予以选择。
3房屋建筑结构基础设计中应注意的问题
目前,我国的房屋建筑结构设计的发展现状从总体上来看还是十分不错的,但是,仍有诸多还不够成熟和完善的地方,还需要不断地在发展过程中进行适当的补充和完善。尤其是在房屋建筑结构设计中的基础设计过程中,还需要注意以下几个方面的问题。
(1)环境温度对建筑结构的影响
在进行建筑结构设计时,还需要对混凝土基础产生影响因素予以考量,比如周边环境温度等。我们常见的混凝土基础出现裂缝,其主要原因就是由于环境温度不适宜造成的。比如,保温层失去作用、暴雨或者温度骤降等,都会在混凝土表现与周边环境之间造成温差,由于其应力时间较短,很容易导致混凝土表面出现裂纹。因此,伸缩缝的设置极为关键。而在伸缩缝设置上,必须按照设计标准进行,不能贪图施工或者设计上的便利将其用后浇带予以替换。同时,在设计中要时刻关注环境温度可能对建筑结构造成的影响,对其进行精准计算后来确定伸缩缝的设定标准,以符合环境要求。在设计方案编制上,对于伸缩缝的要求明确说明,必须选择适合的填充材料及制定切实可行的安装方案。
对于建筑物的顶层保温及隔热也需要采取有效措施,可使用温度筋的办法,在受温度影响较大的位置予以配置。
(2)各因素对地基与基础设计的影响
在进行建筑物基础设计及地基设计中,由于很多因素均可对设计方案造成影响,因而,应根据实际需要对现有因素进行考量。第一,应结合实际勘测及地质检测资料,对现场实际地质构造及地震情况等予以分析及了解,将获得的环境及气候数据等引入设计中,并以此为基础进行基础设计,尽可能将各种因素可能产生的影响降至最低;第二,由于地基土质较差,在使用换土垫层方式予以处理时,必须结合当地地质勘查情况,对土层厚度及其构造予以了解,以便对垫土厚度进行精准计算,在其厚度及宽度上,要满足经济性及安全性要求。在土质选择上,一般以强度好的沙砾为主,以提升土层稳定性。
4结语
总之,房屋建筑结构设计中的基础设计是一项较为系统复杂的工作,在建筑结构设计中的起着举足轻重的作用。作为设计人员,做好房屋建筑结构设计中的基础设计是确保房屋建筑工程质量的关键。这就需要设计人员不断地探索与发现,既要立足于建筑物整体,把握好关键部位、关键环节的设计,又要注重细节的考虑,掌握科学的设计理念,从而打造出科学合理的基础结构设计,进而提升建筑物的整体设计质量,维护居民安全。随着我国经济的进一步发展,现今的建筑结构基础设计已远远不能满足时代的要求,还需要广大实践者和理论家进行不断探索,从根本上确保设计质量,进而确保房屋建筑工程质量。
参考文献:
[1]赵建宁。高层建筑基础设计的几点体会[J].甘肃科技,2009(11)。
[2]王喜堂,徐钢,朱岩,李三元,杨国先,张民芳。地基承载力修正计算在超高层建筑基础设计中的应用[J].深圳土木与建筑,2009(01)。
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引言
“百年大计,质量为本”。质量,对于房屋建筑是至关重要的,它关系到人民的生命财产安全。而一个质量高的房屋建筑又得助于科学、合理的房屋建筑结构设计。可以这样说,做好房屋建筑结构设计是一项关乎建筑、经济以及人民安居乐业的重要工作,也是我们每位房屋建筑结构设计者所要倾心的一件大事。以下主要结合了笔者自身的工作经验,首先对房屋建筑结构设计的基本原则进行介绍,然后提出当前时期下房屋建筑结构设计过程中需要注意的问题,最后介绍了在房屋建筑结构设计中的典型实例。
1 房屋建筑结构设计遵循的基本原则
1.1 建筑结构刚和柔相结合
一个合理的房屋建筑结构体系应该是需要具备一定的刚度和柔度的,即刚柔相济。如果房屋建筑结构刚性太强的话,那么变形能力就越差,当一个强大的摧残力(如地震)在一瞬间袭击时,房屋建筑需要承受的应力相当的大,首先房屋建筑结构局部破坏,最后整体全部毁灭;而太柔的房屋建筑结构虽然具有很好的形变能力,可以很好地削减外力,但容易造成形变过大而无法使用甚至全体倾覆。对于一个房屋建筑结构体系而言,刚度和柔性要保持适中的比例,这需要具体问题具体分析,需要综合考虑各种因素,如当地的地质、水文、气候等因素。
1.2 建筑结构需要遵循抓大放小的原则
我们知道,建筑结构设计中的两个十分重要的概念――强柱弱梁和强剪弱弯。在一个整体的结构中,每个构件很协调地组成一体,但是在协调中也存在着不协调的因素,因为各个构件所承担的任务和角色不尽相同,其重要性也具有轻重之分。如果一个不可预料的破坏力量突袭时,这些构件之间就会共同的协作抵抗这些外部袭击,这样做的目的就是为了防止最主要的构件不被破坏或是摧毁。如果平均用力,可能会“玉石俱粉”,损失便更大。在建筑结构中,要以最大限度减少可能出现的损失,关键是要分清主次,抓大放小,也就是要取大舍小。
1.3 多种方法综合的原则
在结构平面图方面。在绘制结构平面布置图时,首先要输入结构软件进行建模。如果一个房屋建筑地处于抗震设防烈度为6°的地区时,根据现有的房屋建筑抗震设计规范,截面抗震验算这一步是可以忽略的,但是要求有相关的复合规范的抗震措施。砌体结构就是一种可以抗震6°的房屋建筑结构,它可以不需要在软件中进行建模,直接设计即可,但设计中需要注意受压和局部受压的问题。
如果时间来的及的情况下还是输入建模较好,如方便就是可以利用在软件上进行荷载的导算何乐而不为呢?需要注意的是,当建筑地处抗震设防烈度为6度级以上时是一定要输入软件建模计算的。在屋顶结构的图方面,当建筑是坡屋面时,结构的处理方式也应有梁板式和折板式的两种方法。前者适用的情形主要包括:(1)梁板横跨较大;(2)屋面坡度以及屋脊线复杂;(3)建筑平面不规整。后者适用的情形则恰好相反。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,通常都使用剖面示的意图来加大样详图的表示方法,这样更便于施工人员能正确理解图纸。科学正确的建筑设计及绘图是需要设计人员真正做到心中有数、胸有成竹,他们需要具备很好的空间概念,并能够正确地理解建筑图纸和意图。这样,才能使设计出的图纸让施工人员明白。
2 房屋建筑结构设计的问题分析
根据笔者的实际经验,在房屋建筑结构设计过程中,往往会存在一系列问题,具体而言,包括如下几个方面。
2.1 抗震设防不当
在近年来,城市上出现可这种形式的高层建筑,即将一楼作为商场,以上作为写字楼或是居民住宅。这种结构的特点为底层柔、上面刚,存在的缺点就是对于抵御地震的侵袭极为不利。这就需要在建筑结构设计时,外加抗震墙,将底层不能做成纯框架的砖混结构,因为这样会在地震区存在着问题。除此之外,此类建筑还有超高和超层问题。如某农贸市场设层为高3.3m的“半地为下室”1层(南面开敞,在地面以上,北面可埋入土内),市场部分层高为5.5m,并在周边可设置夹层(实际应算来作两层,而其中间的部分为1层,结构上按复式的框架考虑),其上为6层2.8m高的住宅,因此总高度达26.5m。总层数为8~9层,超过《建筑抗震设计规范(GB50011―2001)》(以下简称《抗规》)中此类建筑七度地震区总高度≤22m和总层数≤7层的规定。
2.2 结构布置不合理、不规则
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。因为缺乏规范的相关依据与相应的设计规定,再加之对结构抗震概念的设计缺乏应有的了解,有些设计人员往往对结构的规则性把握不准确,导致工程中出现了规则性较差、对结构抗震也十分不利的建筑。这主要体现在以下几点:
2.2.1 平面扭转不规的问题。如框架一剪力墙的结构中,纵横剪力墙布置较过分集中和仅布置在房屋的一端,使结构刚度中心严重的偏离质量中心。
2.2.2 最常见的一种情况就是平面凹凸不规则。
2.2.3 高层建筑带有明显薄弱层,又没有采取有效的抗震以及防震的措施。
2.2.4 当一个建筑物为高层建筑时,需要同时采用两种或两种以上的复杂结构。这样的结构形式也多种多样,如带转换层结构、错层结构、连体结构、多塔楼结构等。然后再根据房屋建筑物抗震规范的要求,高层建筑物不适合采用如上两种以上的复杂结构。
2.2.5 楼层错层问题。高层建筑中带有比较大范围的错层,会使楼层的楼板不连续,对结构抗震也十分不利。
3 房屋建筑结构设计中的技术实例
3.1 混凝土房屋建筑结构裂缝控制技术
混凝土房屋建筑结构出现裂缝是必然。根据房屋建筑规范中关于规定相应结构的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值,以及相应的裂缝宽度验算的方法,防止梁板结构的裂缝。具体而言,可以从如下几个方面进行分析:
3.1.1 由于变形会引起屋面板的裂缝如果不影响承载力,只需要把裂缝补好防止钢筋锈蚀,且在板面涂上一层柔性的防水材料。
3.1.2 提高混凝土材料的抗裂能力和减少材料的收缩。对大跨度屋面,尽量避免使用收缩性较大的矿渣水泥配制混凝土,减小水灰比,选用含泥鼍小的骨料等。另外,适当的提高混凝土强度等级与含钢率,尽量减小钢筋直径,加密间距等都是有较好的措施。
3.1.3 防止较大温差的出现对于防止钢筋混凝土的屋面裂缝,是相关重要的条件之一。钢筋混凝土的屋面都具有一定的抗裂能力,只要加强养护,保持好湿润,及时做好隔热与保温的处理方法,冬季施工时还要注意保暖。有害裂缝是完全可以避免的。
3.1.4 采取后浇缝法也是特大跨度的屋面板防止裂缝的有效措施。
3.2 房屋建筑结构设计中的加层技术
今年来,随着我国城市化进程地不断深化,城市房屋建筑用地日益紧张,某些已经建成的建筑物已经完全不能够适应日趋繁荣的物质和文化需求,而且其使用功能也受到极大的限制。由于城市住房非常紧张这一严峻形式,就必须采取增加有效住房面积等措施。在这样的条件下,采取建筑加层技术不失为一种上上之策。这样就可以在原有的旧的建筑物之上加层,不占用或者占有较少的土地,从而减轻了当前城市住房紧张的严峻形势。在加层技术中,框架柱与钢柱连接为十分关键的一步。
参考文献:
随着现代经济的快速发展,人们的生活水平在不断提高,这也使得人们对居住环境的要求不断提高。建筑面积大的,外形美观的房屋受到热烈的欢迎。随着建筑面积的加大,工程的投资就会不断加大,如何降低施工成本,优化机构设计是目前的研究重点。在不降低工程质量的同时满足美观和面积的需求就必须对结构进行优化。房屋结构优化主要指两方面:一是房屋的整体设计的优化;二是内部细节的优化。计算机技术的出现给结构优化技术带来了新生机。
1.房屋建筑结构优化技术的内容
在使用优化技术之前首先要对房屋建筑结构优化的内容进行了解。房屋建设最重要的是安全和使用年限,在质量得到保证的前提下就要考虑房屋的结构设计,这个结构在设计上要求经济合理。对结构设计经济合理的要求就体现在结构设计的优化上。结构设计优化主要包括:1)要对房屋的整体结构有一定的了解,对整体的结构设计进行最优化的分析和改进;2)将房屋的细节构造作为单独的研究对象进行最优化的设计改造。在进行设计改进的同时可以将该结构进行更细的划分,逐步进行最优化分析设计。
2.房屋建筑与经济性的关系
1)房屋建筑结构设计的层数与用地面积之间的关系。大多数人都会认为在占地面积一定的情况下,楼层越多单位楼层的占地面积就越小,但在设计中却不是如此。在建筑高层建筑时,为了保障室内光线充足,就需要适当的增加楼与楼之间的间距,从而造成建筑总面积增加,从此可以看出高层并不一定比多层节省建筑用地,也说明楼层层数和用地面积之间不存在必然联系。如何调整层数和建筑用地的关系呢,这就需要进行建筑结构设计的优化。为了减少建筑用地保障采光,建筑上通常的做法是减少上部的面积。
2)房屋建筑结构的共用部分与建筑层数的关系
在房屋的建筑过程中,有很多共用部分,随着楼层的增多,有些共用部分的成本会下降但有些成本会增加,总体上说高层的是工程成本会多于多层的。在屋顶的成本上是降低的,楼层越多成本降得越多,但随着楼层数的增加,对地基和墙壁等共用结构的压力就越大,为了确保施工的质量这些部分就需要进行加固提高承载力,那么施工的成本就会随之增加,只不过是增加的幅度略有不同。
3)房屋建筑的层数与建筑设备之间的关系
在房屋建设中各种建设设备的使用是必不可少的,由于房屋层数的不断增加,使得各种给排水的管道布设加多,从而增加了建筑的成本。这时就需要进行房屋结构的优化,合理的布设众多管道和电气设备,控制楼层的层数,协调两者的矛盾。
4)房屋外观与经济之间关系
房屋的形状直接影响着材料的使用,也关系着建筑的成本。房屋若使用圆形的外观就可以减少墙体的面积,进而减少装修的费用,降低整个建筑的施工费用。另外方形和圆形的建筑面积可以使建筑结构的受力更均匀,增强整体的稳定性,因此现代的建筑外形多是方形或是圆形的。
3如何合理优化房屋结构设计
3.1重视概念设计优化技术的分析
建筑物的结构布置方式有很多种选择方案,对于同一个建筑结构,也可以有多种结构布置方案选择。同一种建筑物结构布置方案也可以有多种结构分析方法。由于建筑物结构布置方案的不唯一性,以及建筑物结构分析方法的不同,建筑物设计所选用的设计参数与指标以及选用的建筑材料、标准规范等等都会有所差别。因此,对于结构的设计处理,不应仅仅依靠计算机软件来得以实现,更重要的是要通过设计人员来进行概念化设计;但是不同的设计人员的设计方式、设计经验都会有所不同,对于概念设计的理解就会有着完全不同的模式。因此,处理上述的问题时,就需要相关的设计人员对于一些方案以及设计参数进行最合理的选择与判断,这就是一种概念优化设计的技术过程,这种优化技术最重要的在于设计人员的经验积累。对于经验越丰富的设计人员,设计的一些参数就可以做出越合理的判断与选择,就越能实现建筑物的结构优化设计。
3.2建筑物结构设计的实际性复杂问题对策
房屋建筑结构设计最主要的目的在于实现房屋建筑本身的安全性以及功能性,当然对于建筑物的耐久性要求也是一项非常重要的指标。能够在所设计的规定年限内实现建筑物的各种功能需求,并且能够最大限度减少建设成本是建筑结构设计的优化目的。使用概念化设计技术就是指通过房屋建筑物的结构优化实现建筑物抵抗外部作用因素的能力提高,在一些外部因素的综合作用下,建筑物的使用功能以及耐久性都不会受到相应的影响。因此,进行建筑物在复杂应力环境下的最优化设计是结构设计的最主要内容。其中外部因素作用中,地震作用较为特殊,因为地震荷载作用的时间、地点以及强度都无法准确预测,地震活动没有任何规律性。一旦发生能量等级高的地震作用时,建筑物的破坏可能是毁灭性的。因此,房屋建筑结构设计中应对于地震荷载作用进行充分考虑,尽可能减小地震作用对于房屋建筑的损毁程度。目前对于建筑物的结构抗震设计,有着一些比较有效的设计方案。通常情况下,结构对称的建筑物其荷载承受处于均匀状态,建筑物的延性较大,结构的危险截面比较少,因此对于抗震性能也有着明显的效果。对强能量级别的地震作用,首先发生破坏的是一些次要构件,这样可以有效保证主要构件的稳定性,使得建筑结构不至于失稳。这种设计理念称之为多道设防思想,通过次要构件来保护主要构件,通过主要构件来保证建筑物本身的安全。
4合理运用建筑物优化技术对房屋建筑结构优化
1)建筑物结构前期设计需考虑优化设计。对于建筑项目本身的建筑成本来说,前期结构设计方案是非常重要的。如果在前期不能达到对房屋的优化设计,存在合理性及可行性问题,便很容易埋下隐患,影响后期结构设计,及增加结构设计成本,因此,在建筑物进行前期设计时,就应该深入考虑方案的合理性,为后期结构设计做好铺垫,才能完成合理完整的建筑物。
2)加强结构细部的优化工作。对于房屋建筑结构来说,一定要重视房屋建筑的分部结构优化工作。中国有句老话叫“千里之堤毁于蚁穴”,说的就是重视细节的道理,主体结构构建好了,但是如果局部位置出现问题,将危及整座建筑物,结构细部的优化工作包括结构细部的设计工作,如平时我们工作中给常见的矩形现浇板做设计时,需要对其先做分析,避免在拐角处有裂缝,这都是细节,但如果不注意,引起的后果将不堪设想。另外,如今已不再是过去手绘稿的年代了,计算机已经渗透了我们的工作,设计人员需要与时俱进,了解计算机的工作性能,将设计理论通过计算机软件输出,既节省了时间,也方便修改,但如何将计算机与设计理论完美结合,设计或优化我们的结构方案,还需设计人员加强学习。
5结束语
中图分类号:TU318 文献标识码:A 文章编号:
随着我国国民经济的高速增长,带动了建筑业的快速、持续的发展。同时,随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,对现代房屋建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进设计理论,加强房屋的设计原则和设计方法的研究, 使房屋建筑结构设计更加安全、适用、可靠和经济是现代建筑结构设计的发展方向。
1房屋结构设计的目的在现有技术基础上,用最经济的手段来获得预定条件下满足设计所预期的各种功能的要求,包括安全性、适用性、耐久性。1.1安全性:指结构应能承受正常使用时可能出现的各种荷载和变形等作用,在偶然事件(如地震、强风)发生时及发生后结构仍能保持必需的整体稳定性,即结构仅产生局部损坏而不致发生倒塌。1.2 适用性:指结构在正常使用过程中,应具有良好的工作性能。1.3 耐久性:指结构在正常使用和正常维护条件下应具有足够的耐久性能,能够正常使用到预定的设计使用期限结构的功能要求概括起来为结构的可靠性,即在规定的时间内(设计使用年限),在规定的条件下(正常设计、正常施工、正常使用和维护),结构完成预定功能(安全性、适用性、耐久性)的能力。
2房屋建筑设计的基本原则设计师在设计房屋建筑时,要考虑结构的紧密性和适用性,为了实现这一目标,一般要遵循以下这些原则进行设计:2.1 抓大放小的原则。房屋建筑结构虽然是由各种构件而组成一个整体,但各个构件的作用都是不一样的,根据它起到作用的重要性有主次之分,这样可以有效地应对外界的侵袭。2.2设置多道防线的原则。房屋结构只有层层设置,当收到外力破坏时,它都会合力合作。2.3 刚柔并济的原则。如果单凭结构的刚性它的变形能力就比较差,而如果结构太柔却会造成变形太大而无法使用,造成整体倾斜,因此要遵循刚柔并济的原则。2.4 打通关节的原则。打通关节维持平衡可以永远保持静止状态,如果遇到力量不能通畅,各个构件之间的静态平衡遭到破坏,那么它的结构就会发生变化。
3房屋建筑结构设计的主要方法3.1在结构平面图上的设计方法如果建筑的地域的防震烈度为六度区的时候,按照我国的防震设计要求,可以不必采用截面抗震验算,但结构的设计也一定要达到抗震的标准。所以对于砌体结构的建筑,软件建模可以省略,在进行设计的时候只要注意受压和局部受压的问题,就可以直接设计。如果条件和时间允许,要做建模也无可厚非,因为它可以利用建模来荷载导算。但是,如果建筑的地域防震烈度为七级时,就必须采用建模来进行计算。3.2屋面结构图的设计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两种的结构处理方式。其中,梁板式可以用在建筑平面不整齐,板的跨度比较大,而且,一般屋面坡度和屋脊线转折比较复杂的坡屋面也都采用这种结构。而折板式则和梁板式的适用条件则相反。这两种结构处理方式的板都是偏心受拉的构件。在板配筋的时候必须有板负筋拉通,这样可以抵抗拉力。板厚基的厚度不能小于一百二十厚。另外,梁板的折角处对钢筋的配置必须有大样的示意图。在设计坡屋面板的平面设计图时,可以采用剖面示意图的方法进行表示,因为这样施工人员可以简单地从图纸上了解施工方案。设计人员在设计结构时一定要有空间概念,设计出来的图纸要简单明了,让施工人员能够看明白。因为坡面的房屋会导致有些楼层的墙体比较高,所以设计人员要和门窗顶设置圈梁互相结合这样可以降低墙体的高度。3.3大样详图的设计方法建筑详图如果没有发生错误,在这基础上可以进行绘制大样详图,还可以在曾经做过的详图基础上进行部分的改进。只要让建筑的整体外形不改变,考虑到结构的受力能力和施工起来比较方便即可。但在外形尺度和标高上必须和建筑专业统一协调。3.4楼梯的设计方法在设计楼梯时,对楼梯的梯板要控制好它的挠度,梯梁的梁下净高度要符合建筑标准,梯梁的位置要使上下楼层的位置一致。如果遇到有些不合适的地方可以运用折板楼梯,折板楼梯的钢筋在里面的折角处要把它断开分别进行锚固,这样可以预防局部应力集中在一处。对于梁下的净空要求和梯板宽度的问题都要注意。第一段梯板的基础要注意它的基础沉降问题,如有必要应该设置梯梁。3.5房屋建筑基础要求对于混凝土的采用要选用具有耐久性的材料,基础配筋最少要达到最小配筋率的要求,条基交接位置的钢筋布置要用标准图或者采用详图。对于条基交叉处的基底面积不可循环使用,基础宽度要调节好。在基础图中的构造柱定位不够确定时要对它准确定位。3.6根据抗震要求,对房屋建筑进行合理的结构设计对于普通的多层砌体结构的建筑,可以采用横墙承重或者纵横墙一起承重的结构体系。对于纵横墙的布置要力求对称均衡,在平面内要对整齐,竖向要上下连接好;不能采用没有锚固的钢筋的砼预制挑檐;楼梯间不能设置在房屋的转角处和近端。而对于有比较多钢筋砼住宅又比较高的建筑结构,尽量要做到:对于抗测力结构如框架和抗震墙要进行双向布置,这样可以各自承担地震力;框架体系的各个抗震力的结构要统一形成空间工作状态,不仅要对抗震墙之间的楼和屋盖的长宽度比以及对抗震墙的刚度进行控制以外,还要保证楼、屋盖的统一性和抗震墙的连接也要可靠;对于建筑结构的布置力求采用规则结构,如果碰到比较复杂的结构,可采用防震缝。3.7对于建筑的结构计算和构造设计都要求合理首先,对建筑底框砌体结构进行验算的时候应该注意以下几点:底部剪力方法仅对于刚度较均衡的多层结构,而比较薄弱的底层混合结构,还要把塑性变形集中的影响考虑进去;底层框架的混合结构不可以采用简易的防震墙方法,应该采用双保险的措施,抗震墙承担了所有的剪力,而框架可以根据刚度的比例对剪力进行承担。在对刚度进行计算时,框架不能折减,抗震墙的折减则可以减到刚度的百分之二十到三十之间。另外,在对楼板进行计算时,方法要准确,应该注意以下几点:在对双向板进行查表计算时,对材料泊松比的影响在计算时不可以忽视,不然会导致它的计算值偏小;在计算连续板时不可以用单向板进行简单地计算。最后,荷载计算不能发生错误。
4现代房屋建筑结构设计的发展趋势随着社会的需求,计算理论的发展,计算机的应用,新型建材的研究与应用,今后建筑结构设计的会有如下的发展趋势:4.1 概念设计将发挥越来越大的作用概念设计是根据抗震设计的复杂性,难以精确计算而提出来的一种从宏观上实现合理抗震,避免无必要的繁琐计算,同时为抗震计算创造有利条件,使计算分析结果更能反映地震时结构反应的实际情况的设计方法。4.2 采用先进的计算理论空间受力分析、非弹性变形分析、塑性内力分析、时程分析、最优化设计、方案优化等先进科学的设计方法、设计理论将得到越来越多的应用。4.3 使用具有高强、轻质、环保等特点的新型建材建筑物的自重在结构计算中占很大的比重,使用轻质、高强的建材,将使建筑结构设计发生革命性的变化。
总而言之:房屋建筑结构设计是个系统、全面的工作。作为结构设计人员,需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度,加深对房屋建筑结构设计中常见问题的认识与研究,以不断提高自身的结构设计水平,使设计的作品比现阶段的其它建筑具有更高的水准、更合理和更经济的结构形式。
参考文献:
房屋建筑结构设计问题
房屋建筑结构设计过程中往往会产生很多问题,本文仅对钢筋混凝土承重结构体系问题和楼板设计问题这两个基本问题进行讨论分析。
1.1钢筋混凝土承重结构体系问题
房屋建筑方面的相关规定明确给出了房屋最大适用高度和宽度的比限值,但在实际工作中,建筑高度和高宽比确不符合规定限值,最重要的是在设计时没有可靠的依据,设计过程中也没有明确给出有效的防震措施。以上诸多原因造成了房屋建筑结构存在严重的质量问题。
房屋的抗震设计,结构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,抗侧立质量分布等。由于引起房屋建筑结构设计不规范的因素很多,特别是建筑体型较复杂的更为严重,划分不规则程度很难用若干简化定量指标来进行。在实际设计中,缺乏规范的设计依据以及对抗震结构设计的了解,有些设计人员往往很难把握结构规则,为了满足业主和建筑师的要求,有时不顾结构规则的要求,这样对结构抗震非常不利。
1.2楼板设计问题
楼板是房屋建筑中沿水平方向分隔上下空间的结构构件。楼板不仅要具有能够承受并传递垂直荷载和水平荷载的能力,而且应具有足够的强度和刚度,确保使用安全正常外,还应具有一定程度的隔声、防火、防水等能力。如果在楼板设计时有任何问题的话,设计质量很容易产生问题,甚至导致更严重的质量隐患。通常情况下在进行楼板设计时有以下问题存在:
(1)计算问题。在楼板设计时,由于设计人员为了方便计算或者设计人员知识水平有限,不能够真正认识板的受力状态,从而在计算时将双向板按照单向板的方法来进行,导致计算假定状态与实际受力状态不一致,进而使楼板的一个方向受过大的力,而另一方向所受力不足,楼板裂缝现象发生。
(2)楼板承受线荷载时弯矩计算问题。在房屋建筑时,通常将一些非承重隔墙布置在楼板上,因此在楼板设计时,在计算楼板配筋之前,需要将楼板的线荷载算成等效的均布荷载。但是实际设计时,有些设计人员为了方便自己,将隔墙的总荷载附以该板块的总面积,这种做法是错误的,这样非承重隔墙分布宽度内配筋量就会表现出不足,而其他部分配筋又非常足,甚至过大,这样也会使隔墙处楼板裂缝现象产生。
(3)双向板有效高度值过大。在钢筋上双向板放置状态是纵横叠放的,应在其下面放置短跨方向的跨中钢筋,在短跨钢筋的上面放置长跨方向的跨中钢筋,计算时应将两个方向的各自的有效高度都用上。一般情况下,与短向的有效高度相比,长向的有效高度较小,要小d(短向钢筋的直径)。在实际设计时,有些设计者为了省事,在配筋计算时取两上方向的有效高度一致来进行,那么很明显,长向有效高度较大,使得配筋降低,导致在结构构件质量方面存在问题,进而裂缝现象产生。
2、房屋建筑结构设计措施
2.1 房屋建筑按照规范、程序设计
作为设计工作者,我们应该以科学、严谨的态度对建设房屋进行科学的设计。一般情况,为了防止常识性的错误,房屋设计都有一定的规程和作业规范,我们只有严格把握这些规则,才不会犯工程大忌,发生因为设计原因而造成的工程质量损失与经济损失。对于设计人员来说,为了更好的避免发生设计问题,我们首先应该做的是认真学习领会规范、规程规定,并将这些规则,并在具体的作业中实施,在工程设计中杜绝随意,保证设计的合符规范要求,提高房屋建筑的质量保障。
2.2房屋结构设计的计算合理性
房屋建筑的设计检验过程,其实是对底框砌体结构的验算过程,在进行该类计算时,我们应该注意以下几点:
1)对底框砌体结构进行力分析计算时,需要考虑计算方法的适用范围,比如底部剪力法不适宜用于薄弱层的混合结构的力学计算,其主要应用在钢度较匀称的多层结构,如果将其应用到薄弱层混合结构,应考虑该结构的塑性影响。
2) 对底层框架混合结构进行剪力分配计算,需要从框架抗震墙、框架按钢度两个方向进行力学计算。因为在计算工程中,大家容易考虑到前者,而忽略了框架按钢度特性。在计算过程中,我们应该由抗震墙来承担主要剪力计算,而使用框架按钢度比例来参于计算部分剪力。
3)对底层框架柱受力进行计算的时候,应该考虑地震作用情况下产生的倾覆力矩而引起的附加轴力。除此之外,在计算过程中应该避免不正确方法的使用,比如在楼板计算过程中,不应该使用单向板计算连续板剪力。
2.4加强房屋工程资料整理
建筑工程的规模较其它项目而言都比较大,无论是建筑前期,还是后期,都会产生大量的资料,比如说建筑工程勘察资料等都是建筑设计的基本依据,像这些重要文件都需要专门的工作人员负责整理。除此之外还应该制定相应的借、阅制度。对于工程项目中的资料应该及时归档处理,妥善保存,以备查阅。在工程施工完成后,要按照工程档案管理相关规定,与施工档案一起,及时呈报、上交有关档案专业管理部门或机构,不能因为某些原因,擅自销毁工程文件。
参考文献:
中图分类号:TB482.2 文献标识码:A 文章编号:
建筑结构设计中的安全度, 主要指建筑结构安全性、适用性、以及耐久性的指标满足建筑作业质量建设需求, 故而建筑结构设计中的安全度是建筑载体多重安全保障属性的体现, 所以其也被称为可靠度。具体来说, 与建筑结构安全度中安全性密切相关的因素就是建筑结构载荷作用的体现, 即建筑设施设备、人力因素、自重变化程度、气候条件、外力因素的荷载作用因素都会对建筑结构整体安全度有一定影响。其中,如自然外力因素的地震、台风等状况的发生时,如果建筑物结构本身仍然能够具备一定安全保障功能,这就是安全性的体现;而适用性主要指建筑物在使用时期的功能能够长期体现,保持良好工作性能;耐久性主要指建筑商品随着时间的推移,其寿命限值仍然维持在正常使用期限范畴内。因此,当前建筑工程如果其安全度能够得以保证,除了要考虑当前建筑工程施工作业技术水准,建筑设计人员业务技能水准, 还要保证现代建筑物作业阶段各项环节能够满足质量建设的诸多要求。
一、建筑结构设计安全度的分析
现代建筑产品的安全度能够保障, 应当结合建筑力学、统计学理论、概率论等学科加以应用分析的数据进行总结、归纳、筛选, 并且要结合建筑产业化经济背景下的总体施工作业水准、国家各地区资源使用状况、地方经济水准、以及建筑施工阶段使用的建筑原材等因素进行综合衡量才行。然而目前来说, 建筑机构设计实务操作过程中, 往往很少会考虑到宏观意义上的地方经济水准、以及资源耗费情况等, 更多的却是依赖于建筑工程师、造价工程师等工程技师的从业经验去选择建筑原材与确立结构选型等。因此, 现代结构设计安全度问题与工程造价既定总目标之间的矛盾问题就体现在未能综合考虑各项因素, 这是当前工程造价偏高的主要诱因。
目前来说,我国各地方经济发展建设水准有高有低,同时施工技术水平、监理水准、建筑物资耗费情况等都有所差异。因此, 与国际通行的建筑行业结构规范相比而言,我国混凝土结构的载荷值一直处于较低状态, 即建筑施工主要原料载体的质量系数与国际统一标准相差较大。所以, 我们还要综合各项因素去认真看待这项问题。
二、加强建筑结构设计人员的安全度责任观念
建筑结构设计是保障房屋建筑功能与质量需求的重要系统作业工作。它要求结构设计人员具备一定的业务体系技能知识, 并能结合扎实的理论知识与责任意识去灵活发挥创新思维。因此, 在建筑结构设计阶段时, 要能够满足建筑商品作业实际情况, 并深刻体现约束合同、各项机制的延伸内涵,以此才能保证设计作业整体需求得到满足,在实践工作中得以总结经验与教训,认真反思出问题不足之处,为未来自身项目设计积累一定的底蕴与功底。
同时,在对建筑物进行结构设计时,结构设计人员要发挥自身主导作用,转换陈旧设计观念,正确对待建筑结构设计安全度的重要性,积极运用个人才智,对人民生命财产负责,设计出安全性能优良,能体现自己设计水平的作品。
三、基于安全度视角改进建筑结构设计方法
基于安全度视角下的建筑结构安全性体现主要与建筑结构整体牢同性、结构载荷能力系数等方面有直接关联。
(一)结构整体的牢同性体现
结构整体牢同性也称为结构牢固性。提高结构牢固性能够防止建筑结构遭受外力因素作用出现局部破坏时, 整体结构却不会出现坍塌或连续性损坏, 或者不会出现对称性连带反应的建筑结构破损现象。因此,建筑物整体结构牢固性的提升,可强化结构的的冗余度,从而能够抗拒外力因素对其造成不利影响, 如能够抵抗地震、台风、海啸等自然灾害性因素对荷载造成的不利影响, 起到降低经济效益损失与降低人员伤亡的直观作用。如2008年我国四川省汶川县地震这一项事实就足以说明这一问题,即地震的悲恸事件发生,除了自然地震灾害性因素会导致经济损失与人员伤亡, 还与当时房屋建筑结构的牢固性有直接关联, 并且这项事实经过调查已经证实与建筑结构牢固性有重大关系。
(二)加强建筑结构部件承载能力的安全性
现行项目工程规范机制中明确了建筑结构所需的荷载承受系数标准值与建筑原材强度系数,以及荷载分项系数有直接关系,并且也指出了这两项因素是保证建筑结构荷载能力的重要指标。其中, 建筑原材强度系数的大小能够计算评估出建筑结构构件的载荷作用力。而荷载分项系数主要作用是将载荷标准值放大, 以此确定出载荷对建筑构件的作用影响程度。在给定标准荷载作用下, 这两项系数体现了结构构件的安全度,在可靠度设计方法中体现了一定的可靠指标或名义失效概率, 其系数越大, 则安全度越高。
目前, 我国在住宅、办公楼等建筑物上的荷载标准值的设定与国外的差别较大, 不同类型、不同材料的建筑在安全设置水平上也与国外存在着或多或少的差距。因此, 随着我国设计水平、建筑材料质量、施工技术水平等的提高, 建筑结构设计的安全性能也将得到大幅度提高。
四、加强建筑结构设计中的耐久性价值体现
随着建筑市场产业化经济的提升, 建筑产品质量建设一直是近些年来建筑企业所关注的重点问题。而随之而来的建筑结构设计中也充分体现了这一点, 尤其是加强建筑结构设计中结构耐久性的问题研究。一般说来,建筑结构耐久性与自然因素有直接关系,如冰雪冻融、建筑基础结构被土壤化学物质长期作用侵蚀、大气侵蚀等因素都会影响建筑结构整体耐久性。而除了必要的自然因素举措需在设计过程中考虑外, 还要防止施工作业混凝结构安全工作执行力度不足的问题发生。这主要是因为钢筋混凝土的质量同样会引起建筑结构构件的荷载能力,并且随时间推移,混凝土与钢筋会逐步发生锈蚀现象。于此同时, 我国建筑产品施工作业所需的混凝土建筑原材最低等级、混凝土保护层厚度等也同样影响着建筑结构的耐久性。因此, 理应对建筑结构耐久性加以高度重视, 同时建筑工程师与结构设计师必须要通盘考虑各项因素,并对直观作业所需的悬臂构件、檩条、梁柱连接节点处、预留钢筋、混凝土结构等易受侵害的部位进行设计时, 要注意其久陛方面的性能。
五、 结 语
综上所述,建筑结构设计视角下的安全度问题的考虑,必须结合诸多因素去综合考虑。尤其是当前来看, 我国采用的分项系数法在一定程度还是存在较大缺陷, 即通过片面的建筑结构变异系数与变量均值去衡量这一问题,而变量分布与建筑选型却在设计过程中却考虑的非常少。因此, 当前建筑工程施工建设应当把安全度问题推广到整个建筑体系中去,而不仅仅在建筑结构设计中重点考虑,还要确保施工阶段的施工技术、监理职能发挥、施工流程工艺等方面加以考虑。以此,才能使得现代建筑商品能够满足质量建设需求并兼顾建筑结构安全度相关问题, 打造出最为优秀的建筑产品。
参考文献
[1]熊健.阐述建筑结构设计中的安全度问题[J].江西建材,2011,(02).