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关键词:建筑结构设计设计方法问题分析
Abstract: With the rapid development of China's national economy, the improvement of people's living standard, the development that the building industry, but also to meet the people's life and material needs. Although there are significant to improve the development of housing construction, but the construction industry structure design is the existence of common problems. In order to improve the development of city, people's living needs, should be of advanced technology to strengthen the better, the building structure design to the development of safer and more reliable direction.
Keywords: building structure design; design method; problem analysis;
中图分类号:TU3文献标识码:A文章编号:
引言
随着经济的不断发展,人民生活水平的不断提高,城市的发展也是日新月异,新建筑的建设如雨后春。房屋建筑功能不断完善,造型上新颖别致,众多因素导致工程设计也变得复杂起来。高房价和选择面的拓展使得百姓在购房时更是对房屋的外观、性能、质量等方面抱有较高的期待。房屋建筑结构设计的理论朝着先进水平不断发展,将先进的术不断的应用于实际,在实际中不断加强完善。研究强度高、材质轻、绿色环保的新型建筑材料,应用于房屋建筑的结构设计中去,提高屋建筑的安全性、适用性,使得房屋建筑结构设计朝着可靠、实用、经济的高性价比方向发展。
1建筑结构设计的基本概念
建筑结构设计是建筑设计的重要组成部分,它建立在建筑设计的基础上,根据建筑工程的实际功能及使用情况,确定建筑物的结构类型和结构体系,进行结构设计分析,再以分析结果和相关结构设计规范为依据,进行施工图设计。建筑结构设计主要包括方案设计,结构选型,结构计算与分析,构件设计,施工图绘制这几部分。
2建筑结构设计的基本方法
2.1关于平面结构图的设计
在平面结构图的绘制进行中,首先要考虑的是在运用结构设计软件是否要进行建模。比如有一建筑基地位于抗震辐射地区的时候,我们就要以是否符合抗震措施的基本要求来规定抗震设计规范是否可以使用建模软件。但是有一些建筑物是不需要软件来建模的,可以直接进行设计,如砌体结构的建筑物,虽然此建筑物可以直接设计但还要考虑建筑物整体与局部受压的问题。但是,如果时间允许我们最好还是采用软件建模进行设计比较好。
2.2关于屋顶结构图的设计方法
当把建筑建成是坡面的时候,结构设计图有两种方法——梁板式和折板式。梁板式的结构一般是用于建筑面不是很规整、板跨度比较大的坡屋面;而折板式则是与与梁板式相反的建筑结构设计当中。一般梁板式和折板式的板的厚度不能小于120毫米那是因为梁板式和折板式的结构是受拉构件的。
2.3基础的设计方法
首先应根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度,确定地基基础设计的等级。高层建筑的基础选择应考虑以下条件综合各方面因素选定:(1)上部结构的类型、整体性和结构刚度;(2)地下结构使用功能要求;(3)地基的工程地质条件;(4)抗震设防要求;(5)施工技术、基础造价和工期;(6)周围建筑物和环境条件。在进行高层建筑基础方案选择时,应进行多种基础方案的分析比较,选择出既安全可靠又经济合理的基础形式。在进行基础设计时,为确保建筑物的安全和正常使用,必须满足下述方面要求:(1)基地压力小于或等于地基的允许承载力;桩基础或复合桩基础要求基地总荷载小于或等于桩基承载力与桩间地基土承载力的总和。(2)地基计算变形量小于建筑物允许变形值。(3)水平力作用时满足稳定性要求。(4)为保证高层建筑在垂直载荷和水平载荷作用下的稳定性,高层建筑基础应满足一定的埋置深度要求。在确定埋置深度时,应考虑建筑物的高度、体形、地基土质、抗震设防烈度等因素。埋深从室外地面算至基础底面,宜符合下列要求:a 天然地基或复合地基:埋深大于等于建筑物高度的1/15。b桩基础:埋深大于等于建筑物高度的1/8(桩长不计在内)。
在满足地基承载力、稳定性要求并满足基地零应力区要求的前提下,基础应尽量浅埋。
3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%)。
3.4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。
3.5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。
4结语
总之,结构设计是个全面、系统的工作,需要设计人员具备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。设计人员要从一个个基本的构件算起,做到知其所以然,深刻理解规范和规程的含义,并密切配合其它专业来进行设计。设计人员应有较好的力学知识,具备较强的手算能力,不要一味的依靠软件,以概念设计为主,提高民用建筑结构设计水平,确保建筑设计质量不断提升,努力做到民用建筑的结构设计工作更安全、更适用,更美观。
参考文献:
[1]纪荣洋,王文可.潘可明《建筑结构设计经验探讨》[J].低温建筑技术.2008(5).
[2]于桂萍《关于多层建筑结构设计中的主要问题分析》[J].中国高新技术企业.2008(22).
[3]莫雪辉《深度探讨如何提高建筑结构设计水平》[J].科技资讯.2008(28).
[4]YL.Xu, Q.He, J.M.Ko, Dynamic response of damper-connected adiacent buildings under earthquake exciation, Engineering Structures 21,1999:135-148.
关键词:建筑结构设计, 问题的分析 ,解决措施
Abstract: with the rapid development of China's national economy, improve the people's living level and this led the development of construction industry, also satisfy the people's living needs and the needs of the material. Although houses the development of construction industry improved significantly, but the construction industry structure design is there are common problem. In order to better improve the development of the city, people's living needs, should better strengthen advanced technology, make the structure design of the development of more safe reliable.
Keywords: building structural design, the analysis of the problems and solutions
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
引言
随着经济的不断发展,人民生活水平的不断提高,城市的发展也是日新月异,新建筑的建设如雨后春。房屋建筑功能不断完善,造型上新颖别致,众多因素导致工程设计也变得复杂起来。高房价和选择面的拓展使得百姓在购房时更是对房屋的外观、性能、质量等方面抱有较高的期待。房屋建筑结构设计的理论朝着先进水平不断发展,将先进的术不断的应用于实际,在实际中不断加强完善。研究强度高、材质轻、绿色环保的新型建筑材料,应用于房屋建筑的结构设计中去,提高屋建筑的安全性、适用性,使得房屋建筑结构设计朝着可靠、实用、经济的高性价比方向发展。
1 建筑工程质量管理的特点
房屋建筑工程项目施工涉及面广,是一个极其复杂的综合过程,具有建筑位置固定、生产流动、结构复杂、多样施工、体型大、整体性强、建设周期长、质量要求高、受自然条件影响大等特点。因此,施工项目的质量管理、工程实施难度比一般工业产品的实施难度更大,具体有如下表现:
1.1 影响质量的因素多
建筑工程的设计、材料、机械、地形地貌、地质条件、水文、气象、施工工艺、操作方法、技术措施、管理制度、投资成本、建设周期等都直接影响施工项目的质量。
1.2 易产生质量变异及质量波动大
工程项目的施工没有固定的生产流水线,没有规范化的生产工艺和完善的检测技术,也没有成套的生产设备和稳定的生产环境,再加上影响项目施工质量的偶然性因素和系统性因素都较多,因此,工程质量很容易发生变异。
2 建筑结构设计的基本方法
2.1关于平面结构图的设计
在平面结构图的绘制进行中,首先要考虑的是在运用结构设计软件是否要进行建模。比如有一建筑基地位于抗震辐射地区的时候,我们就要以是否符合抗震措施的基本要求来规定抗震设计规范是否可以使用建模软件。但是有一些建筑物是不需要软件来建模的,可以直接进行设计,如砌体结构的建筑物,虽然此建筑物可以直接设计但还要考虑建筑物整体与局部受压的问题。但是,如果时间允许我们最好还是采用软件建模进行设计比较好。
2.2关于屋顶结构图的设计方法
当把建筑建成是坡面的时候,结构设计图有两种方法——梁板式和折板式。梁板式的结构一般是用于建筑面不是很规整、板跨度比较小的坡屋面;而折板式则是与与梁板式相反的建筑结构设计当中。一般梁板式和折板式的板的厚度不能小于120毫米那是因为梁板式和折板式的结构是受拉构件的。
2.3基础的设计方法
基础的设计方法就是应当注意结构耐久性的混凝土,其标号要与结构相符合。最小配筋率要与基础所配相符合。在条基交接处的钢筋布置应该与详图或标准图所匹配。
3 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。
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。
4 结语
总之,结构设计是个全面、系统的工作,从事所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。设计人员要从一个个基本的构件算起,做到知其所以然,深刻理解规范和规程的含义,并密切配合其它专业来进行设计。提高民用建筑结构设计水平,确保建筑设计质量不断提升,努力做到民用建筑的结构设计工作更安全、更合理。
参考文献
[1]纪荣洋,王文可.潘可明《建筑结构设计经验探讨》[J].低温建筑技术.2008(5).
[2]于桂萍《关于多层建筑结构设计中的主要问题分析》[J].中国高新技术企业.2008(22).
关键词:房屋结构楼板设计地基
Abstract: the design of the building structure now houses, people often ignore some problems, led to a serious mistake, negative consequences, in this paper, this made a deep analysis, to explore into the structure design and improvement of the plan, and illustrated.
Keywords: housing structure floor design foundations
中图分类号:TU318文献标识码: A 文章编号:
随着生活水平的不断提高,社会经济的快速发展,人们对建筑结构设计的要求也越来越高。现如今,房屋建筑结构在设计上还存在很多问题,急需解决,因此,我们要加强先进设计理论与先进技术的学习与应用,不断解决当前房屋建筑结构设计中所出现的诸多问题,使房屋建筑结构的设计更加适用、安全、可靠与经济。
1 地基与基础方面
地基和基础设计一定要做到安全适用、科学合理,设计人员应参照地质勘察资料,对多方面因素进行统一考察,然后再进行基础类型与上部结构设计。有些房屋建筑没有地质勘测报告,单纯地依据参考地耐力进行设计,而仅依靠地耐力这一项数据是不安全的,不全面的,不要盲目地认为只要耐力容许值小就不会出现任何问题。
1.1 对于多层房屋建设而言,其没有详细的勘察报告,只是根据口头或者周围建筑物基础的资料进行施工图的设计,要把施工设计工作做到位,就要科学依据地质勘察资料,开率多方面的因素,仅凭地基承载力这一数据是不完全的,也是不安全的,更不能盲目把地基承载力特征值取得小一些就认为万无一失了。
1.2 采用换土垫层法对软弱地基进行处理,不进行换土垫层设计,只凭经验处置。有时设计者对软弱地基的危害认识不足,只是简单地凭借经验采用砂石垫层提高一下承载力,没有进行垫层宽度和厚度计算,也没有对软弱下卧层进行验算,这样既不安全,也不经济。
1.3民用建筑中柱,梁及基础的负荷未按荷载规范进行计标设计人员设计多层民用建筑时,在计算梁、柱和基础的负荷时应按现行荷载规范乘以相关荷载组合相应的分项系数计算其荷载值,因而荷载值不准确。
2砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用
在砖混结构中,构造柱不但能够提高墙体的抗剪性能,而且构造
柱与圈梁联结在一起,形成对砌体的约束,这对于提高房屋的整体性,限制墙体裂缝,保证竖向承载力,提高结构的抗震性能有着重要的作用。在当前结构设计中,构造柱经常被作为承重柱使用,这种作法将引起以下几个问题.
2.1构造柱作为承重柱使用后由于钢筋混凝土构造柱与砖砌体材料的弹性模量相差8-10倍,就产生由于刚度差引起的受力集中,构造柱就成了受力柱,首先破坏这样构造柱不但起不到其应有的作用,反而成为房屋结构中的一个薄弱部位。
2.2构造柱一般生根于地圈梁中,没有另设基础,构造柱兼作承重柱使用后,柱底基础的抗冲切抗弯及局部承压强度必然不能满足要求柱底基础一旦发生冲切或局部被承压破坏便会出现裂缝。
3在框架结构设计中,只注意了横向框架的设计而忽视了纵向框架
在框架结构设计中,纵向框架与横向框架有同等的重要性一些结构设计者对于横向进行抗震设计,而纵向只按普通的连续梁进行设计,梁柱的节点和框架中的纵筋箍筋的配置无法符合框架的构造要求由于没有考虑地震的纵向作用,在实际设计中经常出现梁的支座负筋,跨中纵筋及箍筋的配置均不足的现象。
4悬挑梁的梁高选用过小
设计者往往只注意了对梁的强度和抗倾覆进行验算,而忽略了对梁挠度的验算 梁高选用过小,引起梁截面的受压区应力过高,在正常使用状态下,梁截面受压区产生非线性徐变,梁挠度随时间的推移不断加大挑梁的变形引起梁板出现裂缝,裂缝宽度随着挑梁变形的加大而加宽,影响了房屋的正常安全使用悬挑结构对竖向地震的作用最为敏感。
5连续梁按单梁进行设计
这种情况多发在阳台边梁的设计中。由于边梁上的荷重一般较小,没有引起设计者的重视,设计者把实际应为连续梁的梁按单跨简支梁进行设计,致使梁在支座处上部负筋配置量过少这样必然引起梁在支座附近上部受拉区出现竖向裂缝,进而引起梁上部栏板出现竖向裂缝。
6 楼板设计常见问题
板是建筑工程中的主要承重构件,是它将楼面,屋面的荷载传
给其周围的墙或梁上,楼板的设计问题必将连带梁墙柱等构件安全。 若对整个设计考虑不周,很容易出现设计质量问题,有的还可能存在严重的质量隐患楼板设计中常见如下几个问题.
6.1设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足,简单地
将双向板作为单向板进行计算使计算假定与实际受力状态不符,导致一个方向配筋过大,而另一方向仅按构造配筋,造成配筋严重不足,致使板出现裂缝。
6.2 板承受线荷载时弯矩计算问题,在民用建筑中,常常在楼板
上布置一些非承重隔墙,故大楼板设计中常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后,进行板的配筋计算。但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载除以板的总面积。
6.3 双向板有效高度取值偏大。双向板在两个方向均产生弯矩,由此双向板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放,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有的设计者为图省事或对板受力认识不足,而取两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,使结构构件存在质量隐患,甚至出现裂缝的现象。
总而言之,房屋建筑结构的设计是一项全面的、系统的工作,其中存在的问题远远不止上面提及到的那些。作为房屋建筑结构的设计人员,必须要掌握足够的理论知识与创新精神,以及严肃认真的工作态度。结构设计人员应对当前住宅结构设计存在的问题加深认识和研究,不断提高自身房屋结构设计水平,努力使设计作品更加经济合理,而且具有较高的水准。我们设计工作者应按规范规定和相应的构造要求严格执行,才得以从根本上消除设计结构质量的问题,使得房屋结构设计工作更加缜密和完美。
参考文献:
[1]林同炎,SD. 思多台斯伯利,《结构概念和体系》,建筑工业
出版.
[2]祝华纯,王有权.房屋建筑结构设计中常见问题分析[J].中国新技术新产品,2009,(03).
关键词:安全;结构抗震;承载力
1 地基与基础方面
1.1 多层房屋建筑无地质详勘报告,仅仅依据建设单位口头或笼统参照附近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计。地基与基础设计要做到合理,安全适用,设计人员必须依据地质勘察资料,统一考察多方面因素进行基础类型和上部结构方宁设计,仅凭地耐力这一数据是不完全面的,也是不安全的,更不能盲目地把耐力容许值取得小一些就认为成无一失了。
1.2 采用换土垫层进行软弱地基处理,不进行换土垫层设计,只凭经验处置。有时设计者软弱地基的危害认识不足,只是简单地凭借经验采用砂垫层加强一下承载力,没有进行垫层宽度和厚度计算,既不安全,又不经济。
1.3 民用建筑中柱,梁及基础的负荷未按规范乘以折减系数。设计人员设计多层民用建筑时,在计算梁、柱和基础的负荷 时未按现行设计规范舸用荷载乘折减系数计算其荷 载值,因而荷载值准确。
2 砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用
在砖混结构中,构造不但能够提高墙体的坑剪能力,而且构造柱与圄梁联结在一起,形成对砌体的约束,这对于限制墙体裂缝的开展,维持竖向承载力,提高结构的抗震性能有着重要的作用。
在当前结构设计中,构造柱经常被作为承重柱使用,这种作法将引起以下几个问题。
2.1 构造柱作为承重柱使用后,使得构造柱提前受力,这不但会降低构造柱对彻底的拉结和约束作和,而且结构一旦遭遇地震作用时,在构造柱位置必然形成应力集中,首先破坏。这样构造柱不但起不到其应有的作用,反而成为房屋 结构中的一个薄弱的部位。
2.2 构造柱一般生根于地圈梁中,没有另设基础,构造柱兼作承重柱使用后,柱底基础的抗冲切、抗弯部及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压被出现裂缝。本文建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁 上荷载和跨度都比较小时,构造柱也可布置于梁下,但此时必须按不考虑构造柱作用来验算下墙体的局部承压和抗弯强度。经验算满足,方可在梁下布置构造柱。
3 承重柱截面高度设计过小
这种情况多发生于六度抗震设防区。一些结构设计得误认为六度设防就是不设防,不图受力分析方便,他们故意把柱子的截面高度设计得过小,使梁柱的线刚度比加大(因一些结构设计手册中规定:当梁柱的线刚度比大于4时,计算简图中梁柱节点可简化为铰支)。把梁简化为铰支梁,柱按轴心受压计算。这种做法虽然易于进行结构受力分析,但却给房屋结构埋下了隐患。因为这样做忽略了梁柱间的刚结作用,即忽略了柱对消化酶的约束弯矩,加之以柱截面的配筋都较小,结构一旦受力后,柱顶抗弯强度必然不足,从而柱子而梁底附近将会出现一条或多条水平裂缝,形成塑性饺。这样在正常使用情况下,柱子已开始带饺工作。这不但影响了房屋 的耐久性,而且也常常引起用户的恐惧心理。更为严重的是,这样的结构一理遭遇地震作用时,将会倒塌,这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。
4 在框架结构设计中,只注意了横向框架的设计而忽视了纵向框架
现行建筑抗震设计规范要求水平地震作用应按两个主轴方向分别计算,各方面的地震和用应由该方向的抗侧力构件来承担。说是说,在框架结构设计中,纵向框架与横向框架有同等的重要性。一些结构设计者对以于非抗震设计,而纵向地按普通的连续梁进行设计,梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置无法不答合框架的构造要求。由于没有考虑地震的纵向作用,在实际设计中经常出现梁的支座负筋,跨中纵筋及箍筋的配筋置均不足的现象。
5 悬挑梁的梁高选用过小
设计者往往只注意了对梁的强充和倾覆进行验算,而忽略了对梁手挠度的验算。梁高选用过小,引起梁截面的受压区应力过高,在正常使用状态下,梁截面受压区产生非线性徐变。梁挠度随时间的推移不断加大。挑梁的变形引起梁板出现裂缝,裂缝宽度随着挑梁变形的回大而加宽,影响了房屋的正常使用。据笔者观察,这种挑梁的变形发展到后期,梁支座截面上部受拉区常常出现较宽的竖向裂缝。受支座附近上部受拉区常常出现较宽的竖向裂缝。受支座附近剪弯作用的影响,竖向裂缝向下延伸发展为斜裂缝,此时梁已接近破坏,当为托墙挑梁时,梁过大的挠度引起梁上境况体在梁支座附近出现裂缝。裂缝在梁支座处沿斜向延伸,缝愈靠上愈宽。挑梁的截面过小对结构的抗震也很不利。悬挑结构对竖向地震的作用最为敏感。梁高小时,截面的相对受压区高度较大,梁的延性减 小,在竖向地震作用下易发生脆性破坏,失去承载力。
6 连续梁按单梁进行设计
这种情况多发在阳台边梁的设计中。由于边梁上的荷 重一般较小,没有引起设计得的重视,左图受力分析方便,设计得把实际应为连续梁的梁按单简支梁进行设计,致使梁在支座处上部负筋配置量过少。这样必然引起梁在支座附近上部受拉区出现竖向裂缝,进而引起梁上部拦板出现竖向裂缝。如果该边梁长度较长时,问题将会变得更加严重。因为该梁一般直接暴露在室外,受环境温度影响较大。当环境温度变化时,梁的伸缩受到梁端柱或挑梁的约束,在梁内产生收缩应力,该收缩应力作用于原已产生的梁上裂缝处,引起梁的支座附近沿整个梁截面四周裂缝贯通,梁承载力降低,直接影响了使用安全。
7 楼板设计常见问题
板是建筑工程中的主要承重构件,是它将楼面,屋面的荷载传给其周围的墙或梁上,楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周,很容易出现设计质量问题,有的还可能存在严重的质量隐患。楼板设计中常见如下几个问题。
关键词:房屋建筑结构;结构设计;常见问题;效益
中图分类号:TU318文献标识码: A
建筑设计作为建筑工程的基础,设计是施工进行的依据。随着人们对建筑结构的多元性和创新性的转变,房屋建筑结构设计面临着较大的挑战。但是在进行结构设计的过程中,需要在安全实效对的基础上,才能够实现多元和创新性,否则会严重影响到建筑的质量安全。
1房屋建筑结构设计的基本方法
1.1 建筑结构基础设计方法
为了保证建筑结构能够满足耐久性,我们在设计建筑结构时,要遵照有关规定,并且参照设计图纸,确定出混凝土的标号,值得注意的是建筑结构基础的配筋率要满足最小配筋率率。对于建筑结构的基础,设计人员要更加注意,只有基础牢固,建筑才能保证安全。例如条基底的面积上有交叉部分就不能重复使用,除此以外,设计人员还应根据实际情况,对基础宽度进行优化和调整,通过分析和计算,使得基础图设计工作不断完善。
1.2 房屋建筑结构设计的平面图
结合所建建筑的地理位置和实际情况,使用相关的设计图纸和合适的设计方法,并根据有关建筑规定来进行设计,房屋结构平面布置图才能绘制得符合要求。建筑结构平面图需要人工和电脑共同完成,首先设计人员进行设计和计算,得到初步的平面图数据,然后用计算机进行辅助修理,电脑建模后进行模拟实验,从实验中发现设计的缺陷和不足,并进行有针对性的修改,重复以上步骤,建筑结构平面图才能绘制完成。
1.3 屋顶(面)结构图
建筑如果为坡屋面时,应根据建筑平面的规整程度,板跨度的大小,屋面坡度大小和屋脊线转折的复杂程度选择梁板式或折板式来进行结构处理。这两种结构处理形式都是偏心受拉构件,需按规定配筋以抵抗所受拉力。除此以外,为了让施工人员更容易看清和理解图纸,梁板折角处的钢筋布置情况应有大样示意图,坡屋面板的平面画法使用剖面示意图加大样详图来表示。为了保证图纸绘制正确、设计合理,设计人员要具有空间想象力,明确图纸要表达的内容,让图纸在施工人员看来不是深奥难懂。
1.4 大样详图
大样详图绘制时,既可以根据正确的建筑详图直接绘制,也可以对建筑详图局部修改绘制。值得注意的是在保持建筑外形的前提下,尽可能使结构受力合理和施工方便,另外标高和外形尺寸应符合建筑专业的相关规定,这样的大样详图绘制工作才能圆满完成。
2房屋建筑结构设计中常见的问题分析
2.1 地基和建筑基础方面的问题分析
(1)当多层房屋建筑没有地质勘察报告时,不能只根据建设单位参照附近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计,设计人员需要根据实际地质情况,做好地质勘查工作,综合考虑各种因素对建筑的影响,使得地基与基础设计满足合理性、安全性、适用性。有些设计人员以为适当取值就能使建筑设计满足规定要求,这是大错特错的,地质勘查工作不能马虎大意更不能不做。
(2)设计人员进行软弱地基处理时采用换土垫层,但他们只依据经验,没有进行相关的换土垫层设计和垫层厚度和宽度设计。盲目过分的依据经验办事不能保证建筑的安全性,一旦软弱地基的灾害问题发生,带来的后果将是难以估计的。
(3)设计人员在进行多层民用建筑的设计时,没有按照有关设计规定对梁、板柱和基础的荷载进行折减,使得荷载值偏大,从而构件的实际工作状态和设计工作状态有很大的出入。
2.2 砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用
砖混结构中的构造柱作用很大,一方面可以提高墙体的抗剪能力,另一方面因与圈梁联结,可以起到约束砌体的效果,这就能有限控制墙体裂缝,维持竖向承载力,从而提高结构的抗震性能。但是现在的结构设计为了简便就把构造柱作为承重柱使用,这就会带来很多问题:(1)构造柱如果兼作承重柱使用,构造柱就将提前受力,构造柱对砌体的约束和拉结作用会降低,在地震中,构造柱会产生应力集中的现象,成为一个薄弱部位,影响房屋建筑的抗震性能。(2)构造柱建立在地圈梁上,没有牢固的基础,如果构造柱作为承重柱使用,柱底基础不能承受来自构造柱的应力,往往会因破坏而出现裂缝。所以构造柱作承重柱使用要谨慎考虑,承重大梁下的柱子可以按承重柱来设计,当梁上荷载和跨度都比较小时,构造柱的设置需要经过相关验算,如果验算满足要求,构造柱可以设置在梁下。
2.3 承重柱截面高度设计过小
在一些六度抗震设防区,结构设计人员想当然的以为六度设防就是不设防,忽视了建筑的抗震性能,设计时过分减小了柱子的截面高度,增大了梁柱的线刚度比,将梁看做铰结,梁柱当做轴心受压计算,从而受力分析简便,设计绘图简便。这些做法使结构受力分析容易处理,但这些人为简化的做法给房屋建筑的耐久性和抗震性打上了问号。梁柱之间有刚结作用,梁对柱会产生一定的约束弯矩,但是柱截面的配筋过小,柱顶的抗弯刚度不能满足要求,梁底的柱子会出现水平裂缝,形成塑性铰,这种工作状态严重影响房屋建筑的耐久性和安全性,一旦出现地震等灾害,产生塑性铰的柱子会倒塌,建筑的抗震性能无法得到保证,而这也和抗震规范中的“强柱弱梁”的设计原则背道而驰。除此以外,设计人员进行框架结构设计时,只注重横向框架的设计却忽视了纵向框架的设计。纵向框架的设计需要按照两个主轴方向分别计算来满足地震中该方向的地震作用,但是纵向框架的设计没有按照规范要求来进行计算,框架的整体抗震效果不能保证。另外,设计人员进行非抗震的房屋建筑设计时,把纵向框梁简化为普通连续梁来进行设计,这种简化做法虽然计算起来简便,但是框梁、柱的构造要求就无法满足。
2.4 悬挑梁的截面高度选用过小
设计人员对梁的强度和抗倾覆验算工作进行的很好,但是对梁挠度的验算却很少进行。悬挑梁的截面高度过小,导致梁截面的受压区因应力过高产生非线性虚变,进而出现裂缝。裂缝的开展既影响房屋建筑的使用功能,也影响了房屋建筑的耐久性。
2.5 连续梁按单梁进行设计
在阳台边梁设计时,设计人员把连续梁按照单梁进行设计。阳台边梁上的荷载一般较小,设计人员认为这部分荷载对建筑结构不会产生较大影响,就为了作图受力分析方便,把连续梁的梁按单跨简支梁进行设计,从而导致支座处的梁上部负筋配置量过少,在受力过程中,梁在支座附近会出现竖向裂缝,裂缝逐渐开展,从而在梁上部栏板处也会出现竖向裂缝。
长度较长的边梁按照单梁设计后,这种裂缝问题更加明显和严重。除此以外,阳台边梁处于室外,受到环境温度等因素的影响较大,往往会在梁内部产生收缩应力,降低了梁的承载力,房屋建筑的安全性得不到保障。
3总结
房屋建筑中出现的问题,结构影响的占到很大的比例。所以加强房屋建筑结构设计势在必行。加强建筑结构设计,需要加强对设计人员的培养,同时严格的按照相关的标准规定进行设计。这样才能够满足房屋建筑的安全适用性,同时提升建筑的经济效益。
参考文献:
[1]刘旭,盛钢. 建筑结构设计的基本方法及概念设计[J]. 中国城市经济,2011(23).
[2]章吉牧. 建筑结构设计常见问题探讨[J]. 江西建材,2011(03).