時(shí)間:2023-07-13 17:23:57
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞:房屋建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);方法
當(dāng)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(chǔ)上對房屋建筑的需求量日益上漲,促進(jìn)建筑業(yè)的興起與發(fā)展。在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可遵循剛?cè)岵?jì)、低碳環(huán)保、多層建筑關(guān)注人文環(huán)境等原則,設(shè)計(jì)人員嚴(yán)謹(jǐn)工作態(tài)度,在設(shè)計(jì)時(shí)需依據(jù)相關(guān)規(guī)章制度,結(jié)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(guān)研究分析,以便展開設(shè)計(jì)工作。
一、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)
改革開放政策的有效落實(shí),使我國經(jīng)濟(jì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(cái)產(chǎn)安全。因而在進(jìn)行房屋建筑設(shè)計(jì)時(shí)需設(shè)計(jì)人員遵循一定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),確保設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容是:在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)需依據(jù)現(xiàn)有的建設(shè)結(jié)構(gòu),不能對其產(chǎn)生破壞,以設(shè)計(jì)的建筑為主體,合乎常理、科學(xué)性的進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作,避免超出設(shè)計(jì)能力范圍,給施工者帶來麻煩。在判斷房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性時(shí),可從建筑的安全性、效益性、美觀性、實(shí)用性、易于施工性等方面進(jìn)行綜合評價(jià)工作。當(dāng)這些方面均滿足相關(guān)要求時(shí),將表明此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為合理,反之表明該設(shè)計(jì)方案存在缺陷,需改進(jìn)或者重新制定新的設(shè)計(jì)方案。
二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法
(一)建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)部分的設(shè)計(jì)方法
在對房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需注意結(jié)構(gòu)平面圖、屋頂結(jié)構(gòu)圖、大樣詳圖的設(shè)計(jì)繪制,以及建筑樓梯、基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法。繪制建筑結(jié)構(gòu)平面圖需考慮相關(guān)的抗震影響因素,可減少計(jì)算機(jī)軟件建模環(huán)節(jié),設(shè)計(jì)人員可直接進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);若通過計(jì)算機(jī)相關(guān)軟件進(jìn)行建模,則需全面考慮建筑結(jié)構(gòu)的受壓和局部受壓情況,合理使用計(jì)算機(jī)編程計(jì)算出房屋結(jié)構(gòu)荷載值,確保設(shè)計(jì)出的建筑結(jié)構(gòu)方案貼近結(jié)構(gòu)實(shí)際受力情況。繪制屋頂結(jié)構(gòu)圖可采取折板方式和梁板方式。前者可應(yīng)用在跨度較小的房屋建筑結(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu)使用,結(jié)構(gòu)圖中還應(yīng)標(biāo)明房屋梁板折角鋼筋的位置。結(jié)構(gòu)相對較為抽象,為讓施工人員能更好的理解圖紙意思,設(shè)計(jì)人員可將一定的空間概念融匯其中,并增強(qiáng)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(chǔ),并可對原有詳圖進(jìn)行局部修改操作,以便在保持建筑外形時(shí)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)受力和易于施工的目的,并保證建筑結(jié)構(gòu)標(biāo)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(fēng)險(xiǎn)隱患。
建筑樓梯的設(shè)計(jì)時(shí)需側(cè)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(jìn)行彌補(bǔ)。折板樓梯鋼筋需考慮結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力情況,可自相關(guān)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(yīng)的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì),以確保其符合要求。在第一段梯板設(shè)計(jì)時(shí)需考慮其基礎(chǔ)沉降是否滿足相關(guān)要求,進(jìn)而考慮是否加筑梯梁。設(shè)計(jì)建筑基礎(chǔ)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(jìn)行基礎(chǔ)混凝土澆筑時(shí)需考慮混凝土配料、程序等問題,并在基礎(chǔ)配筋比上需嚴(yán)格按照圖紙標(biāo)記進(jìn)行配置,以便實(shí)現(xiàn)最小配筋比率;對建筑基礎(chǔ)圖紙上還應(yīng)標(biāo)明構(gòu)造柱的位置。設(shè)計(jì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)考慮建筑結(jié)構(gòu)抗震能力,以便增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固程度。
(二)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成果檢測
在對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行檢測驗(yàn)算時(shí)需不同結(jié)構(gòu)分別采用不同方法進(jìn)行驗(yàn)算。多層結(jié)構(gòu)建筑的砌底可應(yīng)用底部剪力法,混合結(jié)構(gòu)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(yàn)算時(shí)可結(jié)合材料泊松比的意義進(jìn)行驗(yàn)算活動,在進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算時(shí)必須依照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)開展,嚴(yán)格核對相關(guān)數(shù)據(jù),以保障工程施工質(zhì)量。當(dāng)前住宅建筑大多采用多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,對此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)避免樓梯間出現(xiàn)在房屋尾部與轉(zhuǎn)角處,進(jìn)行縱橫墻設(shè)計(jì)時(shí)需采取對稱處理。框架和抗震墻可進(jìn)行雙向布置,并注意控制屋頂?shù)谋壤翱拐饓偠龋源_保房屋整體的安全穩(wěn)定。
三、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題
(一)房屋建筑地下室外墻設(shè)計(jì)需注意的問題
在對房屋建筑地下室外墻設(shè)計(jì)時(shí)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(guān)對策進(jìn)行管理控制。在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需以實(shí)際情況為基礎(chǔ),全面考慮分析影響因素。
(二)建筑基礎(chǔ)底板設(shè)計(jì)需注意的問題
進(jìn)行建筑基礎(chǔ)底板設(shè)計(jì)時(shí)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(shè)計(jì)人員在進(jìn)行基礎(chǔ)底板設(shè)計(jì)前可實(shí)地搜集相關(guān)數(shù)據(jù),充實(shí)設(shè)計(jì)資料,進(jìn)而完善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。在處理軟弱地基狀況時(shí)可采取換土墊層的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)者只憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行處理將會造成建筑危害,不能達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的目的。在磚混結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)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(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性。
結(jié)束語
綜上所述,房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法需多方面考慮,設(shè)計(jì)人員可實(shí)地考察,搜集確切數(shù)據(jù),以防止設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)失誤,造成損失。以建筑質(zhì)量為落腳點(diǎn),重視設(shè)計(jì)細(xì)節(jié),設(shè)計(jì)人員需提高技術(shù)水平、充實(shí)專業(yè)知識、積極積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),以便進(jìn)一步完善房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。
參考文獻(xiàn):
[1]彭延標(biāo).探究房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則與方法[J].山西建筑,2012,29:71-72.
關(guān)鍵詞:房屋建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);解決措施
1房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在我國的發(fā)展趨勢
根據(jù)目前我國房屋建筑行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,城市化進(jìn)程不斷加快,房屋內(nèi)部設(shè)計(jì)問題不斷增多,建筑質(zhì)量出現(xiàn)波動等現(xiàn)象,房屋建筑行業(yè)在未來要發(fā)展為環(huán)保節(jié)能型建筑,保證在建筑市場形成環(huán)境友好型的建筑設(shè)計(jì)。在這種發(fā)展形勢下,不僅能實(shí)現(xiàn)資源的合理配置,提升建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平,還要設(shè)計(jì)出適合現(xiàn)代社會發(fā)展的、具有高質(zhì)量設(shè)計(jì)水平的房屋建筑設(shè)計(jì),從而保證我國房屋在未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會發(fā)展都能滿足時(shí)代的發(fā)展需要。
2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的問題
2.1對房屋設(shè)計(jì)重視度不足
房屋設(shè)計(jì)是建筑施工過程的主要部分,也是施工的根本依據(jù),因?yàn)榉课菰O(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞決定了房屋建筑質(zhì)量高低。但我國目前在建筑行業(yè)發(fā)展中,建筑企業(yè)并沒有形成對房屋建筑的設(shè)計(jì)認(rèn)識,反而以經(jīng)驗(yàn)型理念進(jìn)行施工,利用之前建筑中總結(jié)的施工經(jīng)驗(yàn)實(shí)施策劃、施工[1]。在傳統(tǒng)的施工形式下,不僅不能設(shè)計(jì)出獨(dú)特的建筑風(fēng)格,在房屋建筑施工過程中也會面臨較大安全風(fēng)險(xiǎn)。而且,雖然有些建筑企業(yè)已經(jīng)設(shè)計(jì)了施工圖紙,但在實(shí)際建設(shè)期間,并沒有根據(jù)圖紙嚴(yán)格施工,圖紙的設(shè)計(jì)只是施工建設(shè)的一種形式。一般情況下,建筑企業(yè)設(shè)計(jì)圖紙只是將圖紙當(dāng)作政府檢查的相關(guān)依據(jù),在施工過程中,并沒有按照圖紙信息施工。
2.2圖紙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理
只是利用施工圖紙還不能完全實(shí)現(xiàn)建筑的規(guī)范施工,房屋建設(shè)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)并不是隨意設(shè)計(jì)的,房屋圖紙不僅僅體現(xiàn)了整個(gè)建筑的房屋設(shè)計(jì)理念,還是房屋建筑在外部、內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體搭配以及合理規(guī)劃。但目前我國很多房屋建筑設(shè)計(jì)中,對圖紙的設(shè)計(jì)并不科學(xué),設(shè)計(jì)者只是將房屋建筑的外部美觀理念作為重點(diǎn),忽視了房屋建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu);還有在建筑設(shè)計(jì)中,擴(kuò)大了實(shí)際的占用面積,減少了建筑存在的內(nèi)設(shè)問題。
2.3結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不合理
結(jié)構(gòu)縫的設(shè)置無論在房屋建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),還是在房屋施工環(huán)節(jié)都是重要的技術(shù)難題。由于不同地區(qū)形成的自然條件、氣候變化對建筑形成的影響程度不同。因此,在對房屋建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工過程中,就要對房屋結(jié)構(gòu)縫問題進(jìn)行綜合分析,但我國建筑行業(yè)在實(shí)際設(shè)計(jì)與施工過程中,并沒有對結(jié)構(gòu)縫問題進(jìn)行嚴(yán)格考慮,很多建筑企業(yè)在完成施工后,只是利用灌澆方法解決結(jié)構(gòu)縫,在這種施工條件下,不僅影響了建筑的設(shè)計(jì)美觀、降低建筑的使用年限,在以后房屋維護(hù)過程中也會帶來較多困難。
3解決房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的措施
3.1嚴(yán)密設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)
在設(shè)計(jì)過程中,不僅要對建筑區(qū)域的自然環(huán)境、氣候變化、地理位置等要素進(jìn)行調(diào)查、分析,還要了解當(dāng)?shù)厝菀装l(fā)生的自然災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害等因素,并利用相關(guān)措施嚴(yán)加防范,根據(jù)對這些因素的調(diào)查、分析,將相關(guān)要點(diǎn)設(shè)計(jì)在建筑圖紙上。房屋建筑在設(shè)計(jì)期間,一定要保證設(shè)計(jì)圖紙的嚴(yán)密性、精確性以及完整性,根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙中的相關(guān)內(nèi)容才能構(gòu)建合理的房屋結(jié)構(gòu),并完成有效的房屋建筑施工。因?yàn)榇_定房屋建筑圖紙是房屋建設(shè)施工的根本條件,為了體現(xiàn)房屋建筑的有序?qū)嵤瑯?gòu)建一份質(zhì)量高、無誤的房屋建筑圖紙不僅能夠保障施工建設(shè)的有利實(shí)施,還能為建筑施工提供指導(dǎo)性意見與保障措施。
3.2合理遵循房屋圖紙
建筑企業(yè)在房屋設(shè)計(jì)過程中,要改變傳統(tǒng)的“經(jīng)驗(yàn)型”設(shè)計(jì)理念,保證房屋建設(shè)中的每個(gè)環(huán)節(jié)、每個(gè)步驟都能按照已經(jīng)設(shè)計(jì)好的圖紙嚴(yán)格實(shí)施,并在根本上降低房屋施工中出現(xiàn)的誤差。如果在實(shí)際建筑施工過程中沒有按照設(shè)計(jì)的圖紙嚴(yán)格施工,只是根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)理念實(shí)施房屋建設(shè),將會造成嚴(yán)重后果。因?yàn)榉课菰诮ㄔO(shè)期間利用圖紙嚴(yán)格施工,不僅會明確建筑在各個(gè)方面的數(shù)據(jù)精確性以及規(guī)范執(zhí)行,還能體現(xiàn)出我國建筑行業(yè)中各個(gè)技術(shù)指標(biāo)與執(zhí)行要求的合理界定。因此,如果不利用設(shè)計(jì)的圖紙嚴(yán)格施工,不僅會導(dǎo)致已經(jīng)完成的房屋建筑與預(yù)期的房屋標(biāo)準(zhǔn)不符,還會引發(fā)施工期間出現(xiàn)一些安全問題。所以說,在房屋建筑施工過程中,要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)好的圖紙規(guī)范施工,不僅要以房屋建筑的設(shè)計(jì)圖紙作為施工依據(jù),還要在實(shí)際施工過程中加強(qiáng)監(jiān)督與管理,并保證設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)用期間產(chǎn)生最大效果。
3.3重視結(jié)構(gòu)縫設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)縫設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑施工的重要問題,由于施工人員在建筑設(shè)計(jì)以及施工環(huán)節(jié)忽視結(jié)構(gòu)縫問題,并沒有對該問題及時(shí)處理,導(dǎo)致房屋在建設(shè)完成后出現(xiàn)整體偏移、倒塌等現(xiàn)象。因此,在施工設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí),還要重視施工縫問題[2]。對房屋建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)期間,設(shè)計(jì)人員首先應(yīng)對建筑施工地的自然條件、地理?xiàng)l件以及氣候等條件進(jìn)行合理判斷,特別是對建設(shè)地區(qū)四季變換的溫度、水溫以及太陽輻射條件進(jìn)行調(diào)查、了解,然后各專業(yè)設(shè)計(jì)人員相互探討,根據(jù)不同的建筑地區(qū)提出不同的設(shè)計(jì)方案,以保證建筑項(xiàng)目的有利實(shí)施。一般情況下,如果對結(jié)構(gòu)縫設(shè)計(jì)不合理,房屋就會出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象,因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)縫位于施工接茬處,若處理不好,很容易發(fā)生施工縫現(xiàn)象,而且,由于我國受經(jīng)濟(jì)條件制約,在各種處理問題上都容易產(chǎn)生滲漏水現(xiàn)象,施工縫常規(guī)留置方法,主要在混凝土強(qiáng)度較低、剪力與彎曲最大處產(chǎn)生的滲漏水現(xiàn)象。
4結(jié)束語
房屋建筑是人們生活、社會發(fā)展的一部分,隨著新興建筑的不斷優(yōu)化,為了提高房屋建筑的設(shè)計(jì)質(zhì)量與安全,避免房屋建筑在施工期間存在的安全隱患,就需要在設(shè)計(jì)階段,優(yōu)化技術(shù)手段、實(shí)施規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)不斷推動建筑改革,做到精確建設(shè),以保證房屋建筑設(shè)計(jì)的完整性。
參考文獻(xiàn):
[1]李能能,董斌.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用探討[J].建筑設(shè)計(jì)管理,2013,(12):73-75.
現(xiàn)階段,房屋設(shè)計(jì)需求呈現(xiàn)多樣化的特點(diǎn),房屋建筑不僅注重過硬的實(shí)用價(jià)值,而且還追求精致美觀的外表,這些都對房屋的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,五個(gè)基本要素必須考慮周全,即安全性、經(jīng)濟(jì)適用性、施工便利性、實(shí)用性和美觀性。而合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化則既能滿足建筑美觀,造型優(yōu)美的要求,又能使房屋結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)、合理,這便體現(xiàn)了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用中的重要性。
關(guān)鍵詞:
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);優(yōu)化方法;應(yīng)用;建筑
隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高,我們在考慮建筑的安全性和實(shí)用性的同時(shí),對建筑的美觀性和經(jīng)濟(jì)性方面的要求也不斷提高。既要求建筑安全、實(shí)用,又要求建筑經(jīng)濟(jì)、美觀,同時(shí)也要考慮到施工的便利性和時(shí)效性,那么對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的優(yōu)化設(shè)計(jì)則顯得尤為重要,而合理的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以使得這些要求實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一。在本文中,筆者結(jié)合自身的工作經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)的相關(guān)知識,對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)優(yōu)化方式進(jìn)行介紹,并對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述。
1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方式的理論體現(xiàn)
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,除了要考慮建筑結(jié)構(gòu)的安全性、基本功能健全性等可靠性因素,我們還需要對其建筑本身的藝術(shù)美感進(jìn)行考慮,這便是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的體現(xiàn)。通過對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法進(jìn)行理論分析,我們得知,在實(shí)際應(yīng)用過程中,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方式主要體現(xiàn)在房屋工程的分層優(yōu)化和總體優(yōu)化兩方面。對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),在滿足基本設(shè)計(jì)要求的前提下,應(yīng)盡可能減小建筑物的質(zhì)量中心和剛度中心之間的差異,保持平面結(jié)構(gòu)的規(guī)則性以及對稱性,以避免在水平荷載作用下建筑物產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。與此同時(shí),在進(jìn)行豎向設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡可能保證其同方向的承重構(gòu)件上下貫通,使豎向剛度不發(fā)生突變,否則一旦發(fā)生剛度突變,建筑物會在水平荷載作用下產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象,對抵抗水平方向的動力荷載作用大大減小。此外,為了降低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析方面的難度,我們可以盡量減少使用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。總而言之,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中具體問題具體分析,綜合多方面因素設(shè)計(jì)出最令人滿意的建筑體系。
2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
2.1整體與局部優(yōu)化每一個(gè)建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)都包括兩類特點(diǎn),即復(fù)雜性和層次性。就復(fù)雜性而言,內(nèi)容一般包括零部件選取、建筑原料選取以及結(jié)構(gòu)類型的選取等;而層次性則主要包括建筑設(shè)計(jì)體系、建筑結(jié)構(gòu)體系以及安裝設(shè)計(jì)體系等內(nèi)容,其中每個(gè)獨(dú)立的體系又包括很多不同的下屬體系,在設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)的過程中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)優(yōu)化其每一個(gè)下屬體系,沖破橫向關(guān)聯(lián),實(shí)現(xiàn)工程疊加。所有的房屋建筑不僅要進(jìn)行局部的優(yōu)化,更應(yīng)該注重整體的全面優(yōu)化,這樣才能夠真正實(shí)現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化的意義。
2.2壽命與分階段優(yōu)化在固定的使用年限中,任何一個(gè)建筑工程項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)都有著各式各樣可供挑選的設(shè)計(jì)方案,也就是說,在工程的任何一個(gè)階段都能夠開展優(yōu)化工作。設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)每個(gè)階段的不同性質(zhì)確定優(yōu)化方案,進(jìn)而優(yōu)化工程壽命。最終的益處就是,一方面,使建筑工程的施工質(zhì)量得到了保證,另一方面,使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益得到了增加。
2.3樁基礎(chǔ)優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)由預(yù)制樁和灌注樁兩種類型組成。由于施工過程中灌注樁的質(zhì)量控制較難實(shí)現(xiàn),并且耗時(shí)較長、操作復(fù)雜,因此,在符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下,實(shí)際施工應(yīng)優(yōu)先選擇預(yù)制樁。另外,一般情況下,樁基越是深入,樁身與土壤之間的摩擦力和作用力就越大,因此,在選擇預(yù)制樁的同時(shí),還應(yīng)盡可能選取長度較大的預(yù)制樁。
2.4上部結(jié)構(gòu)優(yōu)化在對房屋上部進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和建立模型的工程中,剪力墻的布置和設(shè)計(jì)是非常重要的一項(xiàng)因素。剪力墻的質(zhì)量需要保證其均勻性,從而使得樓層結(jié)構(gòu)的重心與其平面的中心點(diǎn)實(shí)現(xiàn)相互重合,實(shí)現(xiàn)削弱風(fēng)力或是地震等外力因素的影響。在房屋類型允許的情況下,應(yīng)該盡量采用剪力墻的大開間構(gòu)造,增加其墻肢長度,這樣一方面可以實(shí)現(xiàn)墻肢數(shù)量的縮減,另一方面還可以在剛度達(dá)標(biāo)的前提下實(shí)現(xiàn)混凝土量的降低使用。另外,由于剪力墻采用鋼材作為暗柱材料,所以通過剪力墻的大開間結(jié)構(gòu)便能夠?qū)崿F(xiàn)鋼筋使用數(shù)量的縮減,但是,如果建筑本身不具備相應(yīng)的條件,并且對建筑物的抗震要求較高,則不能采用該類型的剪力墻。
2.5結(jié)構(gòu)同建筑保持協(xié)調(diào)優(yōu)化在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候,應(yīng)該盡量保證建筑的整體平面和整體結(jié)構(gòu)的緊密配合,最終實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)合理和造型美觀的設(shè)計(jì)效果。建筑系統(tǒng)應(yīng)該盡量簡潔,墻與柱的錯(cuò)位現(xiàn)象不可以發(fā)生,每一層的截面面積和高度都應(yīng)該相通。在設(shè)計(jì)電梯或是樓梯的時(shí)候,應(yīng)該盡量選擇使用高強(qiáng)建材作為承重構(gòu)件,實(shí)現(xiàn)降低自重,其他構(gòu)件就應(yīng)該盡量選擇較輕質(zhì)量的材質(zhì)。在建筑的整體布局方面重心、質(zhì)心與其剛心需要保證交疊,避免扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象的發(fā)生。
2.6結(jié)構(gòu)同排水保持協(xié)調(diào)優(yōu)化由于在整個(gè)建筑中,專門用于給排水的房間有很多機(jī)械設(shè)施,所以其相比較于普通房屋,荷載強(qiáng)度較大,因此,水泵房應(yīng)該盡可能設(shè)在地下室區(qū)域。給排水房間里面的管道較為復(fù)雜,長度及粗細(xì)都不盡相同,因此,依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該預(yù)留足夠的尺寸和深度,同時(shí)加固其穿孔位置。除此之外,水平方向的管道如果貫穿承重墻,則應(yīng)該及時(shí)對其進(jìn)行維護(hù)和加固處理。盡量保證結(jié)構(gòu)優(yōu)化同排水優(yōu)化的協(xié)調(diào),避免管道繞梁繞柱等情況的發(fā)生。
2.7結(jié)構(gòu)同電氣保持協(xié)調(diào)優(yōu)化電氣的管線如果以導(dǎo)線形式安裝于金屬管的外部或是樓板處,則可能會造成預(yù)制結(jié)構(gòu)施工難以開展。因此,導(dǎo)線如果貫穿結(jié)構(gòu)梁體,那就需要在梁預(yù)制之前留下孔洞,與此同時(shí)需要保證墻體厚度與梁寬相同,如果做不到梁寬與墻體厚度相同,則需要確保梁的側(cè)平面與墻體一側(cè)相齊平,最終實(shí)現(xiàn)管線不在墻體外面。在房屋建設(shè)的過程中,電梯處的空洞很多、也預(yù)埋了較多的構(gòu)件,因此,電梯房的強(qiáng)度需要單獨(dú)進(jìn)行計(jì)算分析,以保證合理設(shè)計(jì),及施工的質(zhì)量和安全。
3結(jié)語
綜上所述,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理選擇,不僅可以使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到應(yīng)有的技術(shù)要求,還可以減少不必要的經(jīng)濟(jì)損耗。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是一個(gè)綜合性比較強(qiáng)且極為復(fù)雜的系統(tǒng)性問題,這需要我們對其進(jìn)行深入研究。本人結(jié)合自身的工作經(jīng)驗(yàn),闡述了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,希望此文對相關(guān)研究人員有所幫助。
參考文獻(xiàn)
[1]王也.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中華民居(下旬刊),2013(03):81-82.
[2]何冬霞.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用[J].中華民居(下旬刊),2013(10):18-19.
【關(guān)鍵詞】房屋建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);要點(diǎn)
1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和原則
1.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般在建筑設(shè)計(jì)之后,它既“受制”子建筑設(shè)計(jì),但又“反制”建筑設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能破壞建筑設(shè)計(jì),應(yīng)滿足、實(shí)現(xiàn)各種建筑要求:建筑設(shè)計(jì)不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力范圍,不能超出安全、經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則。其實(shí)嚴(yán)格說來,真正決定了建筑設(shè)計(jì)能否實(shí)現(xiàn)的是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),從這個(gè)意義上講,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯得更為重要。適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工,這五點(diǎn)正是衡量一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否成功的標(biāo)準(zhǔn)。成功實(shí)現(xiàn)這五條標(biāo)準(zhǔn),既是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最佳體現(xiàn),更是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員最終努力的目標(biāo)。一個(gè)完美的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是在努力追求實(shí)現(xiàn)這五個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)最佳結(jié)合的過程中產(chǎn)生的。
1.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則
(1)顧全大局,抓大放小。“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”等是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常重要的概念,雖然整個(gè)結(jié)構(gòu)體系是由各種構(gòu)件協(xié)同組成一體的,但各個(gè)構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中擔(dān)任的角色不盡相同。
(2)多道防線。例如,多肢墻與單片墻、框架剪力墻與純框架相比,前者比后者的抵抗能力要強(qiáng)。安全的結(jié)構(gòu)體系是采取多道防線來設(shè)計(jì)的,當(dāng)發(fā)生災(zāi)難時(shí),如果把生存的希望全都寄托在某單一構(gòu)件上是非常危險(xiǎn)的。
(3)剛?cè)嵯酀?jì)。結(jié)構(gòu)剛度太大則變形能力差,強(qiáng)大的破壞力瞬間襲來時(shí)需要承受的力量很大,容易造成局部嚴(yán)重受損。而太柔的結(jié)構(gòu)雖然可以很好的消減外力,但容易造成變形過大而無法使用。
(4)打通關(guān)節(jié)。在結(jié)構(gòu)體系中關(guān)節(jié)無處不在,因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的體系是變化的統(tǒng)一。理想的結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該是渾然一體的,沒有任何關(guān)節(jié),這樣的結(jié)構(gòu)體系可以使任何外力都能迅速傳遞和消減。打通關(guān)節(jié)保持平衡的目的其實(shí)就是使其永遠(yuǎn)處于原始的靜態(tài),當(dāng)力量不能暢通時(shí),構(gòu)件與構(gòu)件之間的靜態(tài)平衡被破壞,結(jié)構(gòu)就會發(fā)生變化。
2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析
2.1 地基等基礎(chǔ)方面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
地基等基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須以安全為最主要的設(shè)計(jì)原則,在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須依據(jù)地質(zhì)勘察資料,綜合考察地質(zhì)、土壤以及地下水等多方面因素,充分完善基礎(chǔ)類型和上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案,不能片面地追求耐力容許值,認(rèn)為耐力容許值小即為安全標(biāo)準(zhǔn)。通常來講,在進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)前,設(shè)計(jì)部門應(yīng)查看由相關(guān)部門提供的多層房屋建筑地質(zhì)詳勘報(bào)告,特別注意不能僅以建設(shè)單位提供的籠統(tǒng)的附近建筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料為依據(jù)。
此外,應(yīng)避免單純憑經(jīng)驗(yàn)處理的方法來對軟弱地基進(jìn)行換土墊層設(shè)計(jì),必須采取安全高效的方法處理軟弱地基的換土墊層。例如,若憑借經(jīng)驗(yàn)處理,僅僅采用砂墊層加強(qiáng)承載力,而沒有計(jì)算墊層寬度和厚度,那必然會給建筑物的安全性帶來了極深的隱患。
2.2 構(gòu)造柱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
構(gòu)造柱一般生根于地梁中,沒有另設(shè)基礎(chǔ),由于如果將構(gòu)造柱作為承重柱使用,會造成構(gòu)造柱提前受力,降低了構(gòu)造柱對墻體的約束作用,柱底基礎(chǔ)的局部承壓強(qiáng)度必然不能滿足整體設(shè)計(jì)要求,柱底基礎(chǔ)一旦發(fā)生沖切或局部承壓破壞,就會出現(xiàn)裂縫。這種情況在結(jié)構(gòu)遭遇地震時(shí)表現(xiàn)得尤為明顯,此時(shí)應(yīng)力會集中到構(gòu)造柱位置,導(dǎo)政構(gòu)造柱首先遭到破壞,這樣一來,構(gòu)造柱不但起不到應(yīng)有的作用,反而會成為房屋結(jié)構(gòu)中的薄弱部位。
2.3 承重柱截面高度設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,極易出現(xiàn)為受力分析簡單而將梁簡化為鉸支梁的設(shè)計(jì)方法,即在建筑物中忽略了柱對梁的約束彎矩,忽略了梁柱間的剛結(jié)作用,結(jié)構(gòu)一旦受力,柱頂抗彎強(qiáng)度不足,承重柱在梁底附近將會出現(xiàn)水平裂縫,形成塑性鉸。這樣的設(shè)計(jì)方法不僅嚴(yán)重的損害了房屋的耐久性,而且這樣的結(jié)構(gòu)一旦遭遇地震作用就會出現(xiàn)倒塌事故造成人員傷亡,對國家和人民的財(cái)產(chǎn)安全早成了重大威脅。
同時(shí),現(xiàn)行的建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中有如下要求:水平地震的作用應(yīng)按兩個(gè)主軸方向分別加以計(jì)算,各方面的地震應(yīng)力應(yīng)由該方向的抗側(cè)力構(gòu)件來承擔(dān)。這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,不僅要對橫向框架進(jìn)行設(shè)計(jì),還也應(yīng)對縱向框架進(jìn)行設(shè)計(jì)。在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,縱向框架與橫向框架應(yīng)被結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員加以同等重要的考慮。避免出現(xiàn)對縱向框架按普通的連續(xù)梁進(jìn)行設(shè)計(jì)的發(fā)生;避免出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)和框架中的縱筋等的配置不符合框架的構(gòu)造要求的情況發(fā)生。
3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中幾個(gè)問題的思考
3.1 關(guān)于超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)
目前,越來越多的建筑采用超長混凝土結(jié)構(gòu),但考慮到建筑功能和外觀上的需要,這些建筑往往不設(shè)或少設(shè)伸縮縫,致使結(jié)構(gòu)不設(shè)縫的長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我國規(guī)范規(guī)定的限值,通常把這種結(jié)構(gòu)稱為超長混凝土結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在抗裂性差這一缺點(diǎn),混凝土建筑物的裂縫問題是混凝土工程中帶有一定普遍性的問題。混凝土結(jié)構(gòu)體表面或內(nèi)部產(chǎn)生的裂縫將對結(jié)構(gòu)承載力、防水性以及抗凍性、抗鋼筋銹蝕性、抗化學(xué)侵蝕性等耐久性能產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。裂縫的出現(xiàn),不但影響美觀,而且還嚴(yán)重影響建筑物的使用壽命。
采用后澆帶和膨脹加強(qiáng)帶補(bǔ)償混凝土結(jié)構(gòu)收縮的無縫技術(shù),就可以很好地解決這個(gè)問題。如南京國展中心工程主體部分是兩層的部分預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu),建筑物總長度達(dá)292.8m,寬158m,縱橫向不設(shè)縫均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我國規(guī)范規(guī)定的限值。此外還有杭州江干區(qū)全民健身中心,在梁上布置了無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋,設(shè)置后澆帶及加強(qiáng)配筋等措施以減少溫度應(yīng)力對結(jié)構(gòu)的不利影響。這些工程都采取了有效的裂縫控制措施,并取得了理想的效果。
3.2 板面設(shè)置溫度應(yīng)力筋
在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中,規(guī)定了在溫度收縮應(yīng)力較大的現(xiàn)澆板區(qū)域內(nèi),鋼筋間距宜取為150~200mm,并應(yīng)在板的末配筋表面布置溫度收縮鋼筋,板的上下表面沿縱橫兩個(gè)方向的配筋率均不宜小于O.1%。但在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中,設(shè)計(jì)人員對怎樣來判斷溫度收縮應(yīng)力較大的區(qū)域會產(chǎn)生誤區(qū)。經(jīng)過多年的工作實(shí)踐后總結(jié)發(fā)現(xiàn),對于規(guī)則較短的建筑物我們可以在各樓面邊跨及屋面層設(shè)置相應(yīng)的溫度應(yīng)力鋼筋,而對于超長結(jié)構(gòu),則應(yīng)在超長結(jié)構(gòu)的長向均設(shè)置雙層鋼筋。
3.3 從構(gòu)造角度看應(yīng)注意的問題
在抗震設(shè)計(jì)中既要保證建筑結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時(shí)具有一定的延性,又必須滿足最小配筋的要求。因此應(yīng)特別注意構(gòu)件最大配筋率和最小配筋率的限值。要保證鋼筋在各個(gè)部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長度,材料選用也必須滿足強(qiáng)度要求。為了防止屋面溫度應(yīng)力引起的墻體開裂,必須采取有效的通風(fēng)散熱措施,構(gòu)造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規(guī)范要求。
關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 方法 問題
一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要遵循的基本原則
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是使建筑物安全并能夠適應(yīng)使用的要求,因此我們在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要保證和遵循這樣四個(gè)基本原則:①抓大放小。②多道防線。③剛?cè)嵯酀?jì)。④打通關(guān)節(jié)。打通關(guān)節(jié)保持平衡的目的其實(shí)就是使其永遠(yuǎn)處于原始的靜態(tài),當(dāng)力量不能暢通時(shí),構(gòu)件與構(gòu)件之間的靜態(tài)平衡被破壞,結(jié)構(gòu)就會發(fā)生變化。可見設(shè)計(jì)者是協(xié)調(diào)者,其任務(wù)是讓所有互不相關(guān)的靜態(tài)構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法
2.1 結(jié)構(gòu)平面圖在繪制結(jié)構(gòu)平面布置圖時(shí),是否要輸入結(jié)構(gòu)軟件進(jìn)行建模呢?當(dāng)建筑地處抗震設(shè)防烈度為6 度區(qū)時(shí),根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,是可以不用進(jìn)行截面抗震驗(yàn)算的,但必須符合有關(guān)的抗震措施要求。因此對于砌體結(jié)構(gòu)來說可以不用在軟件中建模,直接設(shè)計(jì)即可,但設(shè)計(jì)中需要注意受壓和局部受壓的問題。當(dāng)然,如果時(shí)間允許的情況下還是輸入建模較好,有一個(gè)便利就是可以利用軟件來進(jìn)行荷載導(dǎo)算,何樂而不為呢?需要注意的是,當(dāng)建筑地處抗震設(shè)防烈度為7 度及以上時(shí),是必須要輸入軟件建模計(jì)算的。
2.2 屋頂(面)結(jié)構(gòu)圖當(dāng)建筑是坡屋面時(shí),結(jié)構(gòu)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(fù)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(gòu)件。板配筋時(shí)應(yīng)有部分或全部的板負(fù)筋拉通以抵抗拉力。板厚基于構(gòu)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(yīng)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(shè)計(jì)的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)人員真正的心知肚明,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(jié)合門窗頂設(shè)置圈梁來降低墻的計(jì)算高度。
2.3 大樣詳圖在建筑詳圖的準(zhǔn)確無誤的基礎(chǔ)上,大樣詳圖的繪制可在建筑詳圖的基礎(chǔ)上直接繪制,也可在以前做過的詳圖的基礎(chǔ)上來局部改進(jìn)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(jié)構(gòu)受力合理和施工方便。在標(biāo)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(yīng)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(chǔ)應(yīng)注意基礎(chǔ)的沉降問題,必要時(shí)應(yīng)設(shè)梯梁。
2.5 基礎(chǔ)基礎(chǔ)要注意混凝土的標(biāo)號選擇應(yīng)符合結(jié)構(gòu)耐久性的要求。(通常情況下可采用C25)基礎(chǔ)的配筋應(yīng)滿足最小配筋率的要求(施工圖審查中心重點(diǎn)審查部位)。條基交接部位的鋼筋設(shè)置應(yīng)有詳圖或選用標(biāo)準(zhǔn)圖。條基交叉處的基底面積不可重復(fù)利用,應(yīng)注意調(diào)整基礎(chǔ)寬度。局部墻體中有局部的較大荷載時(shí)也要調(diào)整基礎(chǔ)的寬度。基礎(chǔ)圖中的構(gòu)造柱,當(dāng)定位不明確時(shí)應(yīng)給予準(zhǔn)確定位。
2.6從結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造上進(jìn)行合理設(shè)計(jì)①底框砌體結(jié)構(gòu)驗(yàn)算時(shí)應(yīng)注意:a.底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結(jié)構(gòu),對具有薄弱層的底層框架混合結(jié)構(gòu),應(yīng)考慮塑性變形集中的影響。b.底層框架混合結(jié)構(gòu)的剪力分配不能簡單地按框架抗震墻的方法。因?yàn)榈卓蚣芙Y(jié)構(gòu)中只有底層框架抗震墻,應(yīng)采用雙保險(xiǎn)的方法,抗震墻承擔(dān)全部剪力,框架按剛度比例承擔(dān)剪力。剛度計(jì)算時(shí),框架不折減,抗震墻折減到彈性剛度的20%~30%。c.應(yīng)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(jì)算中不正確方法。a.連續(xù)板計(jì)算不能簡單地用單向板計(jì)算方法代替。b.雙向板查表計(jì)算時(shí),不能忽略材料泊松比的影響,否則,由于跨中彎矩未進(jìn)行調(diào)整,將使計(jì)算值偏小。③避免荷載計(jì)算的錯(cuò)誤。諸如漏算或少算荷載、活荷載折減不當(dāng)、建筑物用料與實(shí)際計(jì)算不符,基礎(chǔ)底板上多算或少算土重。
三。 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題1 地基與基礎(chǔ)方面 1.1 多層房屋建筑無地質(zhì)詳勘報(bào)告,僅僅依據(jù)建設(shè)單位口頭或籠統(tǒng)參照附近建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料就進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要做到合理,安全適用,設(shè)計(jì)人員必須依據(jù)地質(zhì)勘察資料,統(tǒng)一考察多方面因素進(jìn)行基礎(chǔ)類型和上部結(jié)構(gòu)方寧設(shè)計(jì),僅憑地耐力這一數(shù)據(jù)是不完全面的,也是不安全的,更不能盲目地把耐力容許值取得小一些就認(rèn)為成無一失了。 1.2 采用換土墊層進(jìn)行軟弱地基處理,不進(jìn)行換土墊層設(shè)計(jì),只憑經(jīng)驗(yàn)處置。有時(shí)設(shè)計(jì)者軟弱地基的危害認(rèn)識不足,只是簡單地憑借經(jīng)驗(yàn)采用砂墊層加強(qiáng)一下承載力,沒有進(jìn)行墊層寬度和厚度計(jì)算,既不安全,又不經(jīng)濟(jì)。 1.3 民用建筑中柱,梁及基礎(chǔ)的負(fù)荷未按規(guī)范乘以折減系數(shù)。設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)多層民用建筑時(shí),在計(jì)算梁、柱和基礎(chǔ)的負(fù)荷 時(shí)未按現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范舸用荷載乘折減系數(shù)計(jì)算其荷 載值,因而荷載值準(zhǔn)確。 2 磚混結(jié)構(gòu)房屋中構(gòu)造柱兼作承重柱用 在當(dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,構(gòu)造柱經(jīng)常被作為承重柱使用,這種作法將引起以下幾個(gè)問題。 2.1 構(gòu)造柱作為承重柱使用后,使得構(gòu)造柱提前受力,這不但會降低構(gòu)造柱對徹底的拉結(jié)和約束作和,而且結(jié)構(gòu)一旦遭遇地震作用時(shí),在構(gòu)造柱位置必然形成應(yīng)力集中,首先破壞。這樣構(gòu)造柱不但起不到其應(yīng)有的作用,反而成為房屋 結(jié)構(gòu)中的一個(gè)薄弱的部位。 2.2 構(gòu)造柱一般生根于地圈梁中,沒有另設(shè)基礎(chǔ),構(gòu)造柱兼作承重柱使用后,柱底基礎(chǔ)的抗沖切、抗彎部及局部承壓強(qiáng)度必然不能滿足要求。柱底基礎(chǔ)一旦發(fā)生沖切或局部承壓被出現(xiàn)裂縫。本文建議承重大梁下的柱子應(yīng)按承重柱設(shè)計(jì)。若梁 上荷載和跨度都比較小時(shí),構(gòu)造柱也可布置于梁下,但此時(shí)必須按不考慮構(gòu)造柱作用來驗(yàn)算下墻體的局部承壓和抗彎強(qiáng)度。經(jīng)驗(yàn)算滿足,方可在梁下布置構(gòu)造柱。 3 承重柱截面高度設(shè)計(jì)過小 這種情況多發(fā)生于六度抗震設(shè)防區(qū)。一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得誤認(rèn)為六度設(shè)防就是不設(shè)防,不圖受力分析方便,他們故意把柱子的截面高度設(shè)計(jì)得過小,使梁柱的線剛度比加大(因一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊中規(guī)定:當(dāng)梁柱的線剛度比大于4時(shí),計(jì)算簡圖中梁柱節(jié)點(diǎn)可簡化為鉸支)。把梁簡化為鉸支梁,柱按軸心受壓計(jì)算。這種做法雖然易于進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力分析,但卻給房屋結(jié)構(gòu)埋下了隱患。因?yàn)檫@樣做忽略了梁柱間的剛結(jié)作用,即忽略了柱對消化酶的約束彎矩,加之以柱截面的配筋都較小,結(jié)構(gòu)一旦受力后,柱頂抗彎強(qiáng)度必然不足,從而柱子而梁底附近將會出現(xiàn)一條或多條水平裂縫,形成塑性餃。這樣在正常使用情況下,柱子已開始帶餃工作。這不但影響了房屋 的耐久性,而且也常常引起用戶的恐懼心理。更為嚴(yán)重的是,這樣的結(jié)構(gòu)一理遭遇地震作用時(shí),將會倒塌,這違背了現(xiàn)行抗震規(guī)范中“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)原則。 4 在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,只注意了橫向框架的設(shè)計(jì)而忽視了縱向框架 現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求水平地震作用應(yīng)按兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算,各方面的地震和用應(yīng)由該方向的抗側(cè)力構(gòu)件來承擔(dān)。說是說,在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,縱向框架與橫向框架有同等的重要性。一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者對以于非抗震設(shè)計(jì),而縱向地按普通的連續(xù)梁進(jìn)行設(shè)計(jì),梁柱的節(jié)點(diǎn)和框架中的縱筋、箍筋的配置無法不答合框架的構(gòu)造要求。由于沒有考慮地震的縱向作用,在實(shí)際設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)梁的支座負(fù)筋,跨中縱筋及箍筋的配筋置均不足的現(xiàn)象。 5 懸挑梁的梁高選用過小 設(shè)計(jì)者往往只注意了對梁的強(qiáng)充和傾覆進(jìn)行驗(yàn)算,而忽略了對梁手撓度的驗(yàn)算。梁高選用過小,引起梁截面的受壓區(qū)應(yīng)力過高,在正常使用狀態(tài)下,梁截面受壓區(qū)產(chǎn)生非線性徐變。梁撓度隨時(shí)間的推移不斷加大。挑梁的變形引起梁板出現(xiàn)裂縫,裂縫寬度隨著挑梁變形的回大而加寬,影響了房屋的正常使用。據(jù)筆者觀察,這種挑梁的變形發(fā)展到后期,梁支座截面上部受拉區(qū)常常出現(xiàn)較寬的豎向裂縫。受支座附近上部受拉區(qū)常常出現(xiàn)較寬的豎向裂縫。受支座附近剪彎作用的影響,豎向裂縫向下延伸發(fā)展為斜裂縫,此時(shí)梁已接近破壞,當(dāng)為托墻挑梁時(shí),梁過大的撓度引起梁上境況體在梁支座附近出現(xiàn)裂縫。裂縫在梁支座處沿斜向延伸,縫愈靠上愈寬。挑梁的截面過小對結(jié)構(gòu)的抗震也很不利。懸挑結(jié)構(gòu)對豎向地震的作用最為敏感。梁高小時(shí),截面的相對受壓區(qū)高度較大,梁的延性減 小,在豎向地震作用下易發(fā)生脆性破壞,失去承載力。 6 連續(xù)梁按單梁進(jìn)行設(shè)計(jì) 這種情況多發(fā)在陽臺邊梁的設(shè)計(jì)中。由于邊梁上的荷 重一般較小,沒有引起設(shè)計(jì)得的重視,左圖受力分析方便,設(shè)計(jì)得把實(shí)際應(yīng)為連續(xù)梁的梁按單簡支梁進(jìn)行設(shè)計(jì),致使梁在支座處上部負(fù)筋配置量過少。這樣必然引起梁在支座附近上部受拉區(qū)出現(xiàn)豎向裂縫,進(jìn)而引起梁上部攔板出現(xiàn)豎向裂縫。如果該邊梁長度較長時(shí),問題將會變得更加嚴(yán)重。因?yàn)樵摿阂话阒苯颖┞对谑彝猓墉h(huán)境溫度影響較大。當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí),梁的伸縮受到梁端柱或挑梁的約束,在梁內(nèi)產(chǎn)生收縮應(yīng)力,該收縮應(yīng)力作用于原已產(chǎn)生的梁上裂縫處,引起梁的支座附近沿整個(gè)梁截面四周裂縫貫通,梁承載力降低,直接影響了使用安全。 7 樓板設(shè)計(jì)常見問題 板是建筑工程中的主要承重構(gòu)件,是它將樓面,屋面的荷載傳給其周圍的墻或梁上,樓板的設(shè)計(jì)問題必將連帶梁、墻、柱等構(gòu)件安全。若對整個(gè)設(shè)計(jì)考慮不周,很容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)質(zhì)量問題,有的還可能存在嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。
【關(guān)鍵詞】:房屋建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
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房屋工程建設(shè)中房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)對于整個(gè)工程的作用是不容忽視的。因?yàn)榉课萁ㄖ哪繕?biāo)就是用最少的資金達(dá)到提高整個(gè)工程結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性和可靠性,從而產(chǎn)生最大化的經(jīng)濟(jì)效益。優(yōu)化設(shè)計(jì)方案是控制造價(jià)和節(jié)省工程開支最有效的方法之一,通過合理的建筑結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)方法更佳合理進(jìn)行工程資源配置,以期達(dá)到房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性、適用性和經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)。在房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中,特別是常見的鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行優(yōu)化時(shí),要綜合考慮從結(jié)構(gòu)整體的布局以及具體構(gòu)件兩方面的因素,也是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容所在,因此,要達(dá)到結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo),對當(dāng)前房屋建筑工程師就提出了更高的要求,要求工程師不僅能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)和構(gòu)件受力的特征有充分的把握,還要能夠根據(jù)構(gòu)件設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)提出對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。
一、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的措施
1、加強(qiáng)剪力墻的設(shè)計(jì)
影響壓彎構(gòu)件的延性或屈服后變形能力的因素有:截面尺寸、混凝土強(qiáng)度等級、縱向配筋、軸壓比、箍筋量等,其主要因素是軸壓比和配箍特征值。剪力墻墻肢的試驗(yàn)研究也表明,軸壓比超過一定值,很難成為延性剪力墻。剪力墻構(gòu)造邊緣構(gòu)件的配筋區(qū)分底部加強(qiáng)部位和其他部位,除應(yīng)滿足受彎承載力要求外。底部加強(qiáng)部位的構(gòu)造邊緣構(gòu)件采用箍筋,其他部位采用拉筋,其拉筋水平間距不應(yīng)大于縱向間距的2倍,轉(zhuǎn)角處宜采用箍筋。當(dāng)抗震墻的構(gòu)造邊緣構(gòu)件的端柱承受集中荷載時(shí),其端柱的縱向鋼筋、箍筋直徑和間距應(yīng)滿足柱的相應(yīng)要求。
連梁是對剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能影響比較大的構(gòu)件,采用斜交叉配筋方式,可以大大改善連梁的延性。剪力墻是平面構(gòu)件,在其自身平面內(nèi)有較大的承載力和剛度,平面外的承載力和剛度小,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一般不考慮剪力墻平面外承載力和剛度。抗震設(shè)計(jì)的剪力墻結(jié)構(gòu),應(yīng)力求使兩個(gè)方向的剛度接近。
框架一剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是剪力墻的數(shù)量和布置。在一榀很長的框架中(為縱向),剪力墻不宜集中布置在該榀框架的兩盡端,以避免在溫度變化、結(jié)構(gòu)漲縮時(shí)由于兩端的約束作用而造成樓蓋梁板開裂。剪力墻的間距不宜過大。
2、加強(qiáng)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)形式的選用
不同的建筑類別和功能要求決定了戶型的選擇,當(dāng)前越來越多的房屋建筑為高層建筑結(jié)構(gòu),除了要合理選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系外,要特別重視建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置。建筑體形是指建筑的平面和立面;結(jié)構(gòu)總體布置是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面布置和豎向布置。建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置對結(jié)構(gòu)的抗震性能具有決定性的作用。
(1)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)有許多不確定因素(地震特性、結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)等),進(jìn)行精確的抗震計(jì)算是非常困難的。結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)除了進(jìn)行細(xì)致的計(jì)算外,要特別注重結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)工程師運(yùn)用“概念”進(jìn)行分析,做出判斷,并采取相應(yīng)措施。根據(jù)概念設(shè)計(jì),抗震房屋的建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置應(yīng)符合如下原則:采用規(guī)則結(jié)構(gòu),不采用嚴(yán)重不規(guī)則結(jié)構(gòu);確的計(jì)算簡圖和合理的傳力路徑;具有必要的剛度和承載力,具備良好的彈塑性變形能力和消耗地震能量的能力;部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞不應(yīng)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)倒塌,增加超靜定結(jié)構(gòu)的次數(shù)。滿足抗震設(shè)計(jì)原則:即:“強(qiáng)節(jié)弱桿”、“強(qiáng)豎弱平”、“強(qiáng)剪弱彎”;置多道抗震防線,形成兩道或多道的抗震防線,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗倒塌能力。第一道防線是地震時(shí)先屈服的結(jié)構(gòu)單元和構(gòu)件,應(yīng)是延性大、耗能力好的結(jié)構(gòu)單元或構(gòu)件,如剪立墻結(jié)構(gòu)的連梁等。第二道防線的結(jié)構(gòu)單元也有足夠的抗震能力,如框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的框架。
(2)加強(qiáng)底部框架剪力墻的設(shè)計(jì)。高層鋼筋混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻為第一道防線的主要抗側(cè)力構(gòu)件。為了提高其變形和耗能能力,對框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻墻厚、墻體最小配筋率和端柱設(shè)計(jì)等做出了較嚴(yán)格的規(guī)定:剪力墻的厚度不應(yīng)小于160 mm且不應(yīng)小于層高的1/20,底部加強(qiáng)部位的剪力墻厚度不應(yīng)小于200 mm且不應(yīng)小于層高的1/16。剪力墻的周邊應(yīng)設(shè)置梁(或暗梁)和端柱組成的邊框。端柱截面宜與同層框架柱相同,并應(yīng)符合有關(guān)框架構(gòu)造配筋規(guī)定;剪力墻底部加強(qiáng)部位的端柱和緊靠抗震墻洞口的端柱宜按柱箍筋加密區(qū)的要求沿全高加密箍筋。剪力墻的橫向和豎向分布鋼筋,配筋率均不應(yīng)小于0.25%,并應(yīng)雙排布置,拉筋間距不應(yīng)大于600mm,直徑不應(yīng)小于6mm。框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的其他抗震構(gòu)造措施,應(yīng)符合對框架及剪力墻的有關(guān)要求。
二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
1、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)方法
在房屋建筑工程中,對于同一個(gè)建筑方案可以有不同的實(shí)現(xiàn)途徑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);這是由于房屋建筑結(jié)構(gòu)的參數(shù)、荷載、所用的建筑材料的不同和差異都會導(dǎo)致各項(xiàng)的取值不盡相同的,因此,對于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)處理方法也不是唯一的,而是需要工程師們根據(jù)多年設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際操作理論和工程進(jìn)展情況自行判斷,計(jì)算機(jī)無法解決諸多不確定問題。工程師們的判斷根據(jù)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)律的指導(dǎo)下進(jìn)行主觀的概念設(shè)計(jì),而這種概念設(shè)計(jì)是工程師在多種備選方案中的必要的選擇過程。
2、概念設(shè)計(jì)處理的實(shí)際建筑設(shè)計(jì)問題
概念設(shè)計(jì)幫助工程師使房屋建筑工程結(jié)構(gòu)不受來自自然和人為不確定因素影響和破壞,即使產(chǎn)生破壞概念設(shè)計(jì)也可將這種破壞程度降至到最低點(diǎn)。因此,概念設(shè)計(jì)為了達(dá)到這一目的。就要首先考慮如何使房屋建筑不受這些不確定的外力因素的影響作為設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。而綜合所有不確定的因素中,地震是最為常見的,因?yàn)橐坏┌l(fā)生地震其由于沒有活動規(guī)律其破壞力是極大的,所以在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該充分的考慮到地震的破壞作用,要盡可能采取有效的抗震措施,通常房屋高層建筑的外形分為板式和塔式兩大類:板式建筑平面兩個(gè)方向的尺寸相差較大,塔式建筑平面兩個(gè)方向的尺寸接近。對抗震有利的建筑平面形狀是簡單、規(guī)則、對稱、長寬比不大的平面。
三、總結(jié)
近年來,隨著我國高層建筑的發(fā)展,在其房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中會經(jīng)常遇到一些問題,這就需要我們建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員通過自身經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行自主創(chuàng)新,要不斷通過正確的概念方法進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
【參考文獻(xiàn)】:
[1]史曼柏.住宅建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2009,(21):36-36.
關(guān)鍵詞:房屋 建筑 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 基礎(chǔ)
中圖分類號: TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
正文:
一、 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)全面和系統(tǒng)的工作,設(shè)計(jì)人員在對房屋建筑工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要遵循幾個(gè)原則,首先設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中一定要從整個(gè)房屋建筑工程的整體著手,需要與業(yè)主進(jìn)行良好的、有效的、及時(shí)的溝通,確保房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既符合客觀方面的需要,也符合主觀方面的需求;其次,設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中要提前做好準(zhǔn)備,現(xiàn)代的房屋建筑工程在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的過程中,將重點(diǎn)都放到了房屋建筑工程的地基、基礎(chǔ)、以及一些上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件(例如梁、板、墻柱等)方面,但是還是有一定的弊端,因?yàn)楹芏嗟姆课萁ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)并沒有完全地結(jié)合實(shí)際情況,所以在施工過程中很容易遇到設(shè)計(jì)與實(shí)際情況不符的問題。
二、 房屋建筑常用的幾種基礎(chǔ)形式
1. 墻下條形基礎(chǔ)
普遍應(yīng)用的是混凝土剛性基礎(chǔ),它可以起到承受抗壓、抗拉、抗剪強(qiáng)度的功能,不過效果不是很好。一般來說這種基礎(chǔ)適合建設(shè) 5 層以下的建筑。它的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)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(chǔ)還有鋼筋混凝土柔性基礎(chǔ),它能夠很好地解決上部結(jié)構(gòu)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(chǔ)使用較多。
2. 獨(dú)立基礎(chǔ)
獨(dú)立基礎(chǔ)可分為剛性獨(dú)立基礎(chǔ)和柔性獨(dú)立基礎(chǔ),他們在柱下基礎(chǔ)中使用較多,基礎(chǔ)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(dāng)有比較大的柱距時(shí),獨(dú)立基礎(chǔ)相較于其他基礎(chǔ)明顯性價(jià)比更高。在多層建筑的上部結(jié)構(gòu)作為框架體系的時(shí)候,如選擇獨(dú)立基礎(chǔ)比較合適。此外,獨(dú)立基礎(chǔ)較普遍地應(yīng)用在民用建筑的中柱,目前看來效果是不錯(cuò)的。
3. 柱下條形基礎(chǔ)及十字交叉基礎(chǔ)
當(dāng)上部結(jié)構(gòu)荷載較大、地基土的承載能力差的時(shí)候,一般的基礎(chǔ)形式無法滿足要求,往往會選用柱下條形基礎(chǔ)的形式。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(shí)這種設(shè)計(jì)則不可以采用,因此,采用這種設(shè)計(jì)要在柱間距不能過大的前提下。十字交叉基礎(chǔ)比較適合地基的承載力比較小但柱荷載卻比較大的時(shí)候,它能夠較好地完成目標(biāo)。不過雖然它的空間剛性較大但不能隨意地使用。
4)鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)
當(dāng)?shù)鼗某休d力不夠,地基土質(zhì)不均勻,上部結(jié)構(gòu)荷載較大時(shí),可采用十字交叉基礎(chǔ)。但有的基礎(chǔ)之間空隙不夠,有的基礎(chǔ)底面積已出現(xiàn)重疊情況時(shí),再提供足夠的基礎(chǔ)底面積是不可能的,在這種情況下就可采用筏板基礎(chǔ)。另外,對于地下室的結(jié)構(gòu),筏板基礎(chǔ)恰好就是其地板結(jié)構(gòu)。
5)樁基礎(chǔ)
樁基礎(chǔ)的特點(diǎn)表現(xiàn)為承載力高、沉降量小。當(dāng)建筑物上部結(jié)構(gòu)荷載較大,地基上部承載力不強(qiáng),下部又有堅(jiān)實(shí)的土層時(shí),可采用樁基礎(chǔ);當(dāng)天然地基上有過大的淺基礎(chǔ)沉降量時(shí)可采用樁基礎(chǔ)。
三、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的依據(jù)———工程地質(zhì)勘察
對于建筑場地的勘察布孔,一般應(yīng)由設(shè)計(jì)單位根據(jù)擬建建筑物上部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求提供。對于一般場地,可按勘察規(guī)范規(guī)定提供,遇地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí),勘察部門應(yīng)結(jié)合具體情況加密布孔。基坑、基槽開挖后,一般要進(jìn)行驗(yàn)坑、驗(yàn)槽,遇地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí)還要補(bǔ)鉆;勘察、設(shè)計(jì)要密切合作,使地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)同實(shí)際地質(zhì)條件相吻合。工程地質(zhì)勘察不但為設(shè)計(jì)提供必要的、正確的、可靠的依據(jù),而且還可根據(jù)勘察資料對地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工中存在的及可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行探討、論證、分析,并提出解決問題的措施和建議。
四、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個(gè)問題
1. 充分考慮各種因素對地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的影響
在地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)當(dāng)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)該充分考慮各種因素對設(shè)計(jì)方案的影響,一方面,設(shè)計(jì)人員應(yīng)該利用地質(zhì)勘查中所收集的各種地質(zhì)數(shù)據(jù)資料,了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造、地震災(zāi)害情況,并通過其他途徑獲得氣候、環(huán)境等方面的資料,在這些資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),這樣能夠最大程度地減少不良因素的影響。另一方面,運(yùn)用換土墊層方法處理軟土地基的時(shí)候,應(yīng)該在地質(zhì)勘查的基礎(chǔ)上,了解土層構(gòu)造及軟土層的厚度,在此基礎(chǔ)上計(jì)算墊土厚度,使墊層的寬度與及厚度符合安全性和經(jīng)濟(jì)的雙重要求;需要注意墊土的選擇,一般選擇硬度、強(qiáng)度較好的砂礫,保證墊土層的穩(wěn)定性。
2. 充分考慮環(huán)境溫度對建筑結(jié)構(gòu)的影響
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,應(yīng)該考慮環(huán)境溫度對混凝土基礎(chǔ)的影響。經(jīng)常出現(xiàn)的混凝土基礎(chǔ)裂縫有很大一部分是由于受到外界氣溫的影響而產(chǎn)生的,比如氣溫驟降、保溫層失效、暴雨侵襲等,都可能造成環(huán)境溫度下降,使混凝土表面與環(huán)境產(chǎn)生溫差,由于溫差驟然形成,溫度應(yīng)力時(shí)間短,極易造成表面裂縫。因此要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置伸縮縫,不能為了設(shè)計(jì)上的簡便和施工的便利用后澆帶代替伸縮縫,這設(shè)計(jì)的過程中要詳細(xì)計(jì)算環(huán)境溫度對建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際影響,在此基礎(chǔ)上確定伸縮縫的寬度,保證能夠達(dá)到環(huán)境溫度影響的范圍內(nèi)。要選擇合適的伸縮縫設(shè)施安裝方案和合適的填充材料,這些需要在設(shè)計(jì)方案中體現(xiàn)出來。同時(shí)加強(qiáng)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(diǎn)的溫度筋。
3.對軟弱地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的探討。
局部軟弱地基的基礎(chǔ)設(shè)計(jì),采用不同的處理方式時(shí)應(yīng)在滿足地基承載力及土層不發(fā)生整體破壞的前提下,以基礎(chǔ)的沉降量為控制條件,滿足使用要求和地基規(guī)范允許的沉降量是可以做到經(jīng)濟(jì)合理的。在改變地基條件的情況下,還需配合改變基礎(chǔ)的設(shè)計(jì),一般情況下,變更基礎(chǔ)的尺寸,可以有效地調(diào)整基底附加壓力的分布和大小從而改變地基變形值。當(dāng)基底附加壓力相同時(shí)地基的變形是隨基底尺寸的增大而增大,而在確定的荷載下若增大基底面積,將會使地基的變形量減小。當(dāng)然在驗(yàn)算地基變形,調(diào)整基底尺寸時(shí)還應(yīng)考慮其它因素的影響。在軟弱粘性土中采用卵石樁可以提高地基承載力,加速固結(jié)沉降,改善地基的整體穩(wěn)定性。有關(guān)軟弱土地基,處理的方式方法也有多種,同樣又受各種諸多因素的影響很難用一種固定模式確定某種處理形式好,因此在場地條件不同的情況下,須經(jīng)過分析研究再做決定。
4.地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的地基土與結(jié)構(gòu)共同作用問題分析。共同作用概念源于高層建筑與地基基礎(chǔ)共同作用,即是把高層建筑、基礎(chǔ)和地基三者看成一個(gè)整體,并要滿足地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)三者在接觸部位的變形協(xié)調(diào)條件。而地基基礎(chǔ)的共同作用是指:地基土與基礎(chǔ)(各種類型的樁,包括:柔性樁、半柔性樁、剛性樁等)共同承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)荷載。地基與基礎(chǔ)之間的荷載分擔(dān)比是根據(jù)基礎(chǔ)變形協(xié)調(diào)條件確定的。由此可以看出:用沉降控制來設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)正是地基基礎(chǔ)共同作用概念的具體運(yùn)用,地基處理或基礎(chǔ)加固就是視基礎(chǔ)沉陷量大小的控制要求確定地基補(bǔ)強(qiáng)的程度和發(fā)揮原地基土承載力的程度。影響地基土與基礎(chǔ)的荷載分擔(dān)比因素主要有:基礎(chǔ)(包括加固體)剛度的大小、地基土的土性、基礎(chǔ)型式等。
五、結(jié)語
房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的根本出發(fā)點(diǎn)主要是為了保證工程建筑物結(jié)構(gòu)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(shí)保證工程建筑物的使用壽命,提高工程建筑物的性價(jià)比。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉建鑫. 高層建筑結(jié)構(gòu)地下室和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題[J]. 山西建筑. 2011(04).
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);安全;適用;問題
Abstract: this paper introduces the significance of building structure design, and then analyzes the present in housing construction in China in the structural design of common problems, and finally put forward building structure design countermeasures. This paper studies on the housing construction structure design personnel to have the certain reference value and important realistic significance.
Keywords: building structure design; Security; Applicable; question
中圖分類號:TU318文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
1 引言
隨著我國社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展以及人們生活水平的不斷提高,我國的城鎮(zhèn)化進(jìn)程逐步向前推進(jìn),城鄉(xiāng)建設(shè)速度逐漸加快,房屋等各類建筑建設(shè)規(guī)模及數(shù)量均以較快速度增加。房屋等建筑物的大量興建,滿足了我國城市居民生產(chǎn)生活的居住需求,從而為我國城鎮(zhèn)化的穩(wěn)步發(fā)展提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)和基本保障。近年來,我國的城鎮(zhèn)房屋建筑有逐漸向高層發(fā)展的趨勢,同時(shí)房屋結(jié)構(gòu)形式也發(fā)生了很大的變化,從而對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是城鎮(zhèn)房屋建設(shè)的重要環(huán)節(jié),其質(zhì)量好壞會對后續(xù)的施工及使用都會帶來直接的影響,它是建設(shè)高質(zhì)量高品質(zhì)房屋建筑產(chǎn)品的重要前期工作。然而,目前我國在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中仍存在許多問題,這不利于我國房屋建筑行業(yè)的健康發(fā)展。因此,進(jìn)行本文的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則是“安全、適用、經(jīng)濟(jì),并注重美觀”,從而使得按照設(shè)計(jì)建造出的房屋在保證居民生命安全的前提下,還能滿足居民的正常生活生產(chǎn)的使用要求。近年來,由于我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快,人民的生活水平逐漸提高,從而我國人民對房屋的需求日益增加。基于我國這種特殊的國情,為了盡快建設(shè)較多的房屋,從而保證我國城市居民的正常生活需求,使得我國的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)了許多問題。
2.1 樓板設(shè)計(jì)存在的問題
柱、墻、梁等建筑構(gòu)件的安全與樓板的設(shè)計(jì)有著緊密的聯(lián)系,板是房屋建筑的重要承重構(gòu)件,它可以把屋面、樓面等處的荷載傳遞到墻和梁上。此外,樓板具有防潮、防水和防火等功能;樓板還可以起到隔聲作用,從而確保上下樓層互相互干擾較小;樓板具有圍護(hù)功能,能夠起到隔熱、保溫的作用;樓板是房屋墻和柱水平方向的聯(lián)系桿件及支撐,它主要承受水平方向豎直荷載,比如可以承受地震荷載、風(fēng)荷載等水平方向傳來的荷載,且能把這些荷載傳遞到墻和柱等主要承重構(gòu)件,從而保持墻、柱和整個(gè)房屋的安全與穩(wěn)定。如果樓板設(shè)計(jì)存在問題,會對整個(gè)房屋建設(shè)的質(zhì)量帶來嚴(yán)重影響。目前我國房屋樓板設(shè)計(jì)中主要存在以下問題。
(1)在部分民用房屋建筑中,通常會布設(shè)一些非承重隔墻,而在樓板設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該把這部分荷載換算成均布荷載,按照換算后的荷載進(jìn)行樓板配筋計(jì)算。但在實(shí)際房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員把隔墻總荷載附以此板塊總面積,這給頂部擋板增加一個(gè)支撐點(diǎn),從而使其變成一個(gè)連續(xù)板,但在板的設(shè)計(jì)中沒有考慮這一部分的影響,使非承重隔墻分布寬度之內(nèi)的配筋量不足,導(dǎo)致隔墻處的樓板產(chǎn)生裂縫。
(2)在進(jìn)行房屋建筑樓板設(shè)計(jì)過程中,部分設(shè)計(jì)人員由于對樓板受力狀態(tài)認(rèn)識不足,導(dǎo)致把雙向板作用按照單向板簡單計(jì)算的現(xiàn)象大量存在,這會使得樓板實(shí)際受力狀態(tài)和計(jì)算假定狀態(tài)存在較大誤差,從而使得樓板兩個(gè)方向的配筋嚴(yán)重失衡,最終導(dǎo)致樓板出現(xiàn)裂縫。
2.2地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)存在的問題
良好的地基與基礎(chǔ)條件是房屋長期安全穩(wěn)定的最基本前提,目前我國在地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面主要存在以下問題。
(1)地基與基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)要做到安全、適用,相關(guān)設(shè)計(jì)人員要依據(jù)地質(zhì)勘察資料,并統(tǒng)籌考慮多方面因素的前提下,選擇合適的基礎(chǔ)類型并進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)。多層或高層房屋建筑建設(shè)必須要有地質(zhì)勘察報(bào)告,而在設(shè)計(jì)中,沒有地質(zhì)勘察報(bào)告,單純地按照參考地耐力進(jìn)行設(shè)計(jì)的情況時(shí)有發(fā)生,而僅考慮地耐力進(jìn)行設(shè)計(jì)是不安全、不全面的,目前許多設(shè)計(jì)人員認(rèn)為地耐力容許值取得較小就可以保證房屋安全,這種觀點(diǎn)是不科學(xué)的。同時(shí),僅參照擬建工程附近建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)的現(xiàn)象也大量存在。
(2)部分建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對軟弱地基危害認(rèn)識不夠充分,不進(jìn)行換土墊層設(shè)計(jì),也沒對墊層厚度和寬度等進(jìn)行計(jì)算,僅憑經(jīng)驗(yàn)使用砂墊層對地基進(jìn)行處理,以期提高地基的承載力,這會給房屋建筑的使用埋下重大的安全隱患。同時(shí),在計(jì)算柱、梁和基礎(chǔ)負(fù)荷時(shí),計(jì)算荷載值普遍偏大,主要是因?yàn)樵谟?jì)算荷載值時(shí),沒有按照設(shè)計(jì)規(guī)范對荷載進(jìn)行折減。
2.3房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)其他方面的問題
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)其他方面的問題主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。
(1)梁高選用過小,部分房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員不重視并忽略梁的撓度驗(yàn)算,而只進(jìn)行梁的強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算。梁高選用過小,容易引起梁截面受壓區(qū)的應(yīng)力過大,從而導(dǎo)致在正常使用過程中,梁截面受壓區(qū)出現(xiàn)部分非線性徐變,且梁撓度隨時(shí)間而逐漸增大,挑梁變形會導(dǎo)致梁板出現(xiàn)裂縫,從而影響房屋的正常使用。
(2)橫向框架與縱向框架對整個(gè)框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定都具有重要的作用,而在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,忽視縱向框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)只重視橫向框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)象普遍存在。對與磚混結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,構(gòu)造柱被作為承重柱來使用的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。通常,構(gòu)造柱直接與地圈梁相連,當(dāng)把其當(dāng)承重柱使用后,則對應(yīng)柱底基礎(chǔ)的抗彎、抗沖切和局部承壓強(qiáng)度都會受到一定影響,而柱底基礎(chǔ)發(fā)生局部承壓或沖切破壞會引起裂縫出現(xiàn)。
(3)此外,我國的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還存在承重柱截面高度設(shè)計(jì)過小,工程勘察資料混亂,建筑抗震要求不嚴(yán)謹(jǐn),對樁基工程檢測要求隨意性較大,施工圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明過簡單等問題,這都會為我國房屋建筑的施工及正常使用埋下安全隱患,從而給我國城市居民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。
3 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對策
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分復(fù)雜的系統(tǒng)性工作,要想做好它可以采取以下對策:重視并做好工程資料的收集、整理工作,從而確保房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有據(jù)可查,工程勘察資料等工程資料是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原始材料,同時(shí)它也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要依據(jù),因此,要指定專人負(fù)責(zé)工程檔案材料的收集、保管和整理等工作,并制定切實(shí)可行的工作制度,確保工程資料的安全、可靠;規(guī)范日常工作,為確保質(zhì)量,對樁基工程檢測要嚴(yán)格依據(jù)工程實(shí)際,選擇合理有效的方法,做出符合要求的檢測結(jié)果,且不能隨意變更,相關(guān)說明的書寫要用語規(guī)范和準(zhǔn)確,在施工圖的制作與說明要盡可能詳細(xì)準(zhǔn)確;設(shè)計(jì)人員要認(rèn)真學(xué)習(xí)并理解相關(guān)規(guī)范與規(guī)程,嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范與規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì),從而確保設(shè)計(jì)符合規(guī)范要求;堅(jiān)持安全、適用、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)原則,在保證安全和實(shí)用性的前提下,減少原材料等資源浪費(fèi),從而降低房屋建筑建設(shè)成本。
4 結(jié) 語
綜上所述,房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分復(fù)雜的系統(tǒng)性工作,它是城鎮(zhèn)房屋建設(shè)的重要環(huán)節(jié),其質(zhì)量好壞會對后續(xù)的施工及使用都會帶來直接的影響,它是建設(shè)高質(zhì)量高品質(zhì)房屋建筑產(chǎn)品的重要前期工作。目前我國在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中仍存在許多問題,因此,每個(gè)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員都應(yīng)該加深對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題的分析和研究,不斷提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平,從而促進(jìn)我國建筑行業(yè)的健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)規(guī)范;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長,建筑行業(yè)也得到了巨大的發(fā)展控制,隨著房屋建筑從單層、多層朝著高層建筑發(fā)展,房屋結(jié)構(gòu)形式也逐漸變得多樣與復(fù)雜。但是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的問題依然無法得到有效規(guī)避,至今都影響著房屋建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與安全。所以,解決房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題所具有的現(xiàn)實(shí)意義不容忽視。
1 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題的原因分析
1.1 由于過于籠統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員在理解上出現(xiàn)了差異
業(yè)內(nèi)人士都清楚,在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,都需要參照《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》、《荷載規(guī)范》、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)的研究分析。但是在實(shí)際的操作過程中,卻發(fā)現(xiàn)這一類型的綱領(lǐng)非常籠統(tǒng),沒有將規(guī)范表達(dá)細(xì)致,導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)由于對設(shè)計(jì)因素的量化從而產(chǎn)生困難。特別是隨著現(xiàn)代化理念的改革以及科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,這一類屬于綱領(lǐng)性的規(guī)范就很到滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)面面俱到的要求。對于這一類規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的理解,設(shè)計(jì)人員也是“仁者見仁,智者見智”,使得理解上出現(xiàn)了過多的偏差,這樣對設(shè)計(jì)出來的作品質(zhì)量也會產(chǎn)生不同程度的影響。
1.2 設(shè)計(jì)人員盲目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),從而導(dǎo)致惡性循環(huán)出現(xiàn)
在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,由于設(shè)計(jì)人員自身的主觀原因或是客觀原因,就很可能造成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上過于盲目,從而出現(xiàn)惡性循環(huán)。考慮到社會大眾對房屋建筑結(jié)構(gòu)要求的提升,及房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特殊性,科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)理念就顯得尤為重要。但是,在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中,大多數(shù)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中常常會用到“大約”二字。比如:在使用附加鋼筋時(shí),出于對建筑整體牢固性的考慮,很多設(shè)計(jì)人員會設(shè)置附加鋼筋。但是在設(shè)計(jì)過程中卻沒有在腦海中內(nèi)化科學(xué)的設(shè)計(jì)理念,由于只有通過力學(xué)的分析之后,才能夠科學(xué)地設(shè)置附加鋼筋。如果沒有通過力學(xué)分析,僅僅依靠自身的經(jīng)驗(yàn),就會大大提升設(shè)計(jì)的盲目性,這樣不僅會導(dǎo)致附加鋼筋出現(xiàn)不必要的浪費(fèi)現(xiàn)象,同時(shí)還會出現(xiàn)意識上的錯(cuò)誤,影響到后續(xù)的設(shè)計(jì)。
2 地基與基礎(chǔ)方面
由于多層房屋建筑沒有是事先進(jìn)行地質(zhì)勘察,無法取得詳細(xì)的勘察報(bào)告,在施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)僅僅是依靠建設(shè)單位的口頭闡述或者是參照附近建筑物的基礎(chǔ)資料。想要做到地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的合理性、安全性、適用性,設(shè)計(jì)人員就需要對地質(zhì)勘察資料進(jìn)行系統(tǒng)分析,對基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合統(tǒng)一的分析,僅僅憑借地基承載力這一項(xiàng)數(shù)據(jù)不僅缺乏安全性,而且也欠缺完整性。當(dāng)然,也不能盲目地認(rèn)為將地基承載力的特征值取小一點(diǎn)就可以做到?jīng)]有缺陷了,這些都是需要規(guī)避的。
對于軟弱地基通過換土墊層法進(jìn)行處理,完全憑借經(jīng)驗(yàn),沒有考慮到換土墊層的設(shè)計(jì)。由于設(shè)計(jì)人員沒有認(rèn)識到軟弱地基所造成的危害,在承載力的提升上僅僅是簡單地采用砂石墊層。因此,首先需要對墊層的厚度與寬度加以計(jì)算,驗(yàn)算軟弱下臥層,才能確保其安全性與經(jīng)濟(jì)性。
在房屋建筑的中柱設(shè)計(jì)中,基礎(chǔ)與梁的負(fù)荷都沒有按照荷載規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行基表。在多層房屋建筑的設(shè)計(jì)中,在計(jì)算基礎(chǔ)、梁、柱的負(fù)荷時(shí),只有按照現(xiàn)行的荷載規(guī)范乘以有關(guān)荷載組合相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)才能確保荷載值的準(zhǔn)確性。
3 上部結(jié)構(gòu)方面
3.1 梁
做好框剪結(jié)構(gòu)連梁的設(shè)計(jì)對于房屋建筑整體結(jié)構(gòu)而言非常重要,但是很多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上卻是忽略了這一點(diǎn)。重視程度、認(rèn)識程度的不足,都是影響其設(shè)計(jì)的因素之一。簡單來說,連梁就是連接兩片剪力墻,一旦遇到了中大地震時(shí),就會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象,起到一定的耗能作用,以此讓建筑物具有一定延性的梁。只有滿足這一要求,才能夠稱之為連梁,或者說我們在設(shè)計(jì)上才能夠讓其按照連梁進(jìn)行設(shè)計(jì)。
3.2 板
在設(shè)計(jì)上,由于對板受力狀態(tài)的認(rèn)識度不夠或是為了方便計(jì)算,就會講雙向板當(dāng)作單向板來計(jì)算。這樣的計(jì)算假定就會與實(shí)際狀態(tài)存在差異,就容易出現(xiàn)配筋不足,導(dǎo)致板出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象。因此,在設(shè)計(jì)上,不能憑借主觀意愿,方便計(jì)算,避免一個(gè)方向的配筋過大,另一個(gè)方向僅僅按照構(gòu)造配筋的情況出現(xiàn)。當(dāng)板承受線荷載時(shí)對彎矩的計(jì)算。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,一般都會講一些非承重隔墻設(shè)置在樓板上,因此,在設(shè)計(jì)大樓板時(shí)就會將該部分的線荷載換算成為等效的均布荷載之后,再對板的配筋加以計(jì)算。但是在設(shè)計(jì)中,要注意避免出現(xiàn)將隔墻綜合再除以板總面積這種情況。
雙向板有效高度取值相對偏大。在兩個(gè)方向上,雙向板都會有彎矩產(chǎn)生,所以,雙向板跨當(dāng)中的正彎矩鋼筋都是縱橫疊放的。其中,短跨方向的跨中鋼筋應(yīng)當(dāng)放置于下部位置,長跨方向的跨中鋼筋就應(yīng)當(dāng)放置在短跨鋼筋的上部,在計(jì)算時(shí)也需要應(yīng)用兩個(gè)方向上的有效高度,一般來說,短向方向的有效高度都要比長向方向的大。在設(shè)計(jì)中,要注意避免設(shè)計(jì)人員沒有充分認(rèn)識到板的受力或是圖省事的情況出現(xiàn),避免為結(jié)構(gòu)構(gòu)件埋下質(zhì)量隱患。
3.3 柱
一般來說,在6 度抗震設(shè)防區(qū)常常會出現(xiàn)承重柱截面高度設(shè)計(jì)過小的情況。很多房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員誤以為6 度設(shè)防區(qū)域就不用考慮設(shè)防,為了方便受力分析,設(shè)計(jì)人員估計(jì)將柱子截面高度設(shè)計(jì)的過小,這樣能夠增大梁柱的線剛度比,在計(jì)算簡圖中將梁柱節(jié)點(diǎn)簡化為鉸支,將梁簡化成為鉸支梁,梁柱也按照軸心受壓來進(jìn)行計(jì)算,雖然這樣對于接受受力分析很簡單,但是卻忽視了這樣會給房屋結(jié)構(gòu)埋下質(zhì)量隱患,這主要是因?yàn)楹雎粤肆褐g的剛結(jié)作用,也就是將柱對梁的約束彎矩忽略了,再加上柱截面配筋一般都不會很大,一旦結(jié)構(gòu)受力,柱頂抗彎剛度必定就會存在不足的情況,這樣在梁底附近的柱子就會出現(xiàn)一條又一條的水平裂縫,從而有塑性鉸的形成。
4 目前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題與策略
4.1 建筑物超高問題
高層建筑物最明顯的特征就是樓層多,建筑物本身高。但是,隨著建筑物高度的不斷加大,在抗震性能和建筑質(zhì)量方面都面臨著更嚴(yán)峻的問題。出于高層建筑抗震性能的較高需要,建筑規(guī)范對建筑物的高度作出了嚴(yán)格的規(guī)定,在高度設(shè)計(jì)方面要確保滿足抗震的實(shí)際需要。在目前的高層建筑市場中,仍然存在著嚴(yán)重的超高問題。針對建筑物的超高問題,建筑規(guī)范逐漸將限制的高度設(shè)為A 級高度,還在一定程度上細(xì)化了高度規(guī)則,增加了B 級高度。這種較為明細(xì)化的建筑物高度規(guī)范使得高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法和措施有了一定的改進(jìn)。
4.2 短肢剪力墻設(shè)置問題
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,需要重視短肢剪力墻設(shè)置問題。在我國新的建筑規(guī)范中,明確規(guī)定了短肢剪力墻的定義,也對短肢剪力墻的使用作出了相關(guān)限制。短肢剪力墻是指建筑物墻肢截面的高度比和厚度比在5~8 的墻,根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)數(shù)據(jù),高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量使用短肢剪力墻。
5 結(jié)語
在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,只有嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)與構(gòu)造要求,才能夠避免設(shè)計(jì)出現(xiàn)質(zhì)量隱患,才能促進(jìn)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加趨于完善。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:房屋建筑結(jié)構(gòu);優(yōu)化技術(shù);細(xì)部結(jié)構(gòu);概念設(shè)計(jì);地基基礎(chǔ)
中圖分類號:TU3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
一、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的內(nèi)容及其意義
當(dāng)前,我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,人們對居住條件及生活環(huán)境要求越來越高,而對建筑房屋進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),使其結(jié)構(gòu)與美觀相互協(xié)調(diào)、同時(shí)適用、安全、經(jīng)濟(jì)以及便利是改善人們居住環(huán)境方面重要手段。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化理念注重以實(shí)際為準(zhǔn)則,根據(jù)工程建設(shè)的基本狀況,以計(jì)劃成本為控制中心來進(jìn)行的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),其內(nèi)容就是利用對建筑基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)、屋蓋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案以及圍護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案等環(huán)節(jié),建立起一種關(guān)于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的模型,通過對各種不同的影響變量參數(shù)中的若干關(guān)鍵參數(shù)的科學(xué)的計(jì)算,確立最終的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化結(jié)果方案。
房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)意義重大,一是大大提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性,房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化可節(jié)省材料,有利用抗震,減少內(nèi)外表面裝修,提高了其受力性能,增強(qiáng)了建筑的經(jīng)濟(jì)性能。二是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)大大降低了建筑工程的總成本造價(jià)。節(jié)約用地,大量資料表明,房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化能夠有效降低工程成本造價(jià)25%左右,同時(shí)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)能夠?qū)κ┕げ牧系男阅芾酶雍侠砘軌蜃尳ㄖこ探Y(jié)構(gòu)內(nèi)部各個(gè)不同單元之間更加充分互相協(xié)調(diào),提升了建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。
二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的問題
現(xiàn)代的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作是一個(gè)復(fù)雜的過程,關(guān)系著房屋建筑安全與否,是否經(jīng)濟(jì)和適用。在房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中也會遇到一些問題。
(一) 缺少詳細(xì)的勘察地質(zhì)資料
從現(xiàn)在的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作來看,普遍缺少詳細(xì)的勘察地質(zhì)資料,只是簡單的依據(jù)相臨建筑的情況進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。勘察施工場地的作用是保證科學(xué)的進(jìn)行地基基礎(chǔ)工作,并且達(dá)到最基本的安全保障。往往房屋設(shè)計(jì)工作人員只是把耐力數(shù)值控制到最小,就簡單認(rèn)為房屋建筑結(jié)構(gòu)沒有問題了,這種技術(shù)問題為房屋埋下了安全隱患。在對較軟地基進(jìn)行處理時(shí),忽略了墊層換土設(shè)計(jì),只是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷處理。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,對于較軟地基存在的安全隱患沒有足夠認(rèn)識,單純依據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)使用砂墊層強(qiáng)化承載力,對于其寬厚度缺乏精確計(jì)算,也造成了費(fèi)用的浪費(fèi)。
(二) 構(gòu)造柱設(shè)計(jì)存在的問題
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的構(gòu)造柱可以設(shè)計(jì)為單一的受力柱,其橫截面與配筋必須達(dá)到規(guī)范的要求,如果房屋結(jié)構(gòu)包含防震功能,還必須要滿足防震要求。當(dāng)構(gòu)造柱體被當(dāng)做承重的主體應(yīng)用時(shí),這就會使構(gòu)造柱體的受力提前了,從而限制了構(gòu)造柱體對房屋結(jié)構(gòu)的拉束功能的完全發(fā)揮,使整體房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)暗藏了安全危機(jī)。地圈梁通常會植入構(gòu)造柱體,這種情況下是不需要另外設(shè)置基礎(chǔ)的,可是當(dāng)構(gòu)造柱體充當(dāng)了承重主體時(shí),柱底部基礎(chǔ)抗壓能力必然會出現(xiàn)超負(fù)荷現(xiàn)象,裂縫也就產(chǎn)生了。在實(shí)際施工當(dāng)中,處于承重梁下的柱體應(yīng)當(dāng)達(dá)到承重柱體的標(biāo)準(zhǔn),假如承重梁的負(fù)載與跨度呈現(xiàn)最小狀態(tài)時(shí),梁下也可以使用構(gòu)造柱體。這時(shí)候就要對構(gòu)造柱體的功能忽略不計(jì),重新檢測墻體下半部分的抗壓強(qiáng)度,達(dá)到要求才能設(shè)計(jì)施工。
(三) 抗震設(shè)計(jì)中存在的問題
在抗震房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員普遍認(rèn)為六度設(shè)防可以看成是沒有設(shè)防。為了方便受力分析,設(shè)計(jì)人員往往把柱體橫截面較小設(shè)計(jì),增加梁的線剛度,將梁設(shè)計(jì)成為鉸支梁,柱體的抗壓能力設(shè)計(jì)成軸心抗壓。這種操作方法能夠方便分析房屋結(jié)構(gòu)的受力,但是給整體的房屋結(jié)構(gòu)安全帶來了危險(xiǎn)。忽視了梁與柱之間的彎矩約束,還有柱體的截面積較小,整個(gè)房屋結(jié)構(gòu)一旦受力,抗彎能力明顯不足,造成了梁底顯現(xiàn)裂縫。
(四) 承重墻設(shè)計(jì)中存在的問題
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)承重能力時(shí)主要是通過樓板設(shè)計(jì)完成的,在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中時(shí)經(jīng)常將一些沒有承重能力的墻體安置在樓板上,之后還會把這部分算在同等效果的荷載力范圍內(nèi),樓板的配筋也會依據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。除此之外,設(shè)計(jì)人員將立磚斜砌隔墻頂位置,造成樓板頂部出現(xiàn)裂縫。兩個(gè)方向同時(shí)產(chǎn)生彎矩的雙向板中的鋼筋是要疊放并且要保持縱橫方向,計(jì)算時(shí)應(yīng)該依據(jù)雙方向的跨度。
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)
(一)房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的階段
設(shè)計(jì)人員對房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化可以分為三個(gè)階段:
1、第一階段是變量的選擇
通常情況下,對設(shè)計(jì)人員決定最終設(shè)計(jì)方案起到重要作用的參考數(shù)據(jù),都可以作為變量供設(shè)計(jì)者進(jìn)行選擇。如工程的目標(biāo)參數(shù)包括房屋價(jià)格參數(shù)和預(yù)期產(chǎn)生的損失參數(shù);工程的控制與約束參數(shù)包括表示房屋架構(gòu)可靠性能的參數(shù)等。如果房屋建筑的設(shè)計(jì)者以變化幅度較小或考慮因素較少的參數(shù)作為設(shè)計(jì)的參考指標(biāo),那么相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、編程和計(jì)算有關(guān)的工作難度將會降低,設(shè)計(jì)者也可以更好地找到符合優(yōu)化設(shè)計(jì)的參考數(shù)據(jù)。
2、第二階段是對相關(guān)函數(shù)的確定
設(shè)計(jì)者要根據(jù)事先設(shè)定的房屋橫截面尺寸和鋼筋尺寸面積的那一組函數(shù),從眾多組相似的參考函數(shù)中進(jìn)行合理科學(xué)的選取,并分析這組數(shù)據(jù)函數(shù)的相關(guān)各種性質(zhì),從而最大限度的降低房屋建造的成本費(fèi)用。
3、第三階段是條件的衡量
處于對增強(qiáng)房屋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐用性的考慮,房屋設(shè)計(jì)的約束指標(biāo)應(yīng)當(dāng)包括房屋尺寸、架構(gòu)穩(wěn)定性、架構(gòu)剛性、受力限度和變形限度、結(jié)構(gòu)的可塑程度和結(jié)構(gòu)的確定程度等。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中,設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)結(jié)合房屋建造工程的具體情況,對施工實(shí)際中的約束性條件和目標(biāo)確定的約束性條件進(jìn)行比較和分析,確保各種條件都符合相關(guān)的建筑規(guī)定要求,從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。
(二)房屋結(jié)構(gòu)工程師要積極主動參前期工程規(guī)劃
房屋建筑結(jié)構(gòu)工程師要積極主動參與前期工程規(guī)劃是實(shí)施結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的重點(diǎn)內(nèi)容。因?yàn)椋趯?shí)際施工中,房屋建筑結(jié)構(gòu)工程建筑師難以把握對結(jié)構(gòu)體系的受力的正確分析,相關(guān)房屋建筑結(jié)構(gòu)工程師要積極主動地參與前期方案設(shè)計(jì),幫助建筑師構(gòu)思與逐步創(chuàng)新,使整個(gè)建筑的優(yōu)化功能能夠全部體現(xiàn)出來。
(三)房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)要將概念設(shè)計(jì)結(jié)合細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化
概念設(shè)計(jì)即是利用設(shè)計(jì)概念并以其為主線貫穿全部設(shè)計(jì)過程的設(shè)計(jì)方法,是通過設(shè)計(jì)概念將設(shè)計(jì)者繁復(fù)的感性和瞬間思維上升到統(tǒng)一的理性思維從而完成整個(gè)設(shè)計(jì)。但是概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于沒有具體數(shù)值量化的狀況時(shí),計(jì)算式不可避免與實(shí)際出現(xiàn)較大的差異,譬如在地震設(shè)防烈度就沒與不確定性,計(jì)算式與實(shí)際差別較大,因此,房屋建筑結(jié)構(gòu)在優(yōu)化設(shè)計(jì)中,通過采用概念設(shè)計(jì)的方法,將數(shù)值作為輔助和參考的依據(jù),同時(shí)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中還需靈活運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中貫穿一種抗震設(shè)防的思想且以概念設(shè)計(jì)作為重點(diǎn)指導(dǎo)設(shè)計(jì)。同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中,注重優(yōu)化細(xì)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),譬如現(xiàn)澆板中的異形板拐角處易出現(xiàn)裂縫,可劃分為矩形板。在選擇鋼筋型號時(shí),充分考慮其極限抗拉力等。
(四)房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)要充分考慮下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
地基基礎(chǔ)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部分之一,地基基礎(chǔ)雖然埋置在地下,屬于隱蔽工程,但其重要性不言而喻,建筑物的高度與安全性等受地基基礎(chǔ)影響很大。因此,房屋建筑結(jié)構(gòu)中的地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化必須選擇合適的方案,譬如樁基礎(chǔ),就要依據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件,綜合其他現(xiàn)場場地的條件因素進(jìn)行基礎(chǔ)選型及埋深等設(shè)計(jì),選擇樁基類型,最大程度的節(jié)省造價(jià)。
結(jié)語
總之,房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)是復(fù)雜的系統(tǒng)工程,不但需要相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師正確地使用結(jié)構(gòu)分析軟件、選擇最佳結(jié)構(gòu)體系,同時(shí),要大力挖掘基礎(chǔ)設(shè)計(jì)內(nèi)在潛力,充分運(yùn)用科學(xué)的方法與手段,大力降低工程建設(shè)造價(jià),讓房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)過程,從而體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)優(yōu)化的價(jià)值,讓房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能不但更加適人們居住與生活,同時(shí),大力提高其安全度與抗震性能。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】房屋建筑;建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);問題
1、前言
經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市規(guī)模的擴(kuò)大尤其是城市用地資源的短缺導(dǎo)致目前的房屋建筑朝著高層化、地下化的發(fā)展,同時(shí)由于節(jié)能理念、先進(jìn)技術(shù)、新型材料的有效運(yùn)用,使得目前的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案更加復(fù)雜,也更加關(guān)注房屋建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)、舒適設(shè)計(jì)、安全設(shè)計(jì)、可靠設(shè)計(jì)等內(nèi)容。但是根據(jù)筆者多年的工作經(jīng)驗(yàn)來看,目前的房屋建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中存在著較多的問題,而這些問題成為了制約房屋建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量水平的重要因素。在本文中,筆者為了提高今天房屋建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性,分析并探討了房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題,供人們思考。
2、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題
2.1 房屋建筑基礎(chǔ)和地基設(shè)計(jì)中的常見問題
第一,基礎(chǔ)和地基的荷載值偏大。在進(jìn)行房屋建筑基礎(chǔ)、地基以及梁、中柱的負(fù)載設(shè)計(jì)過程中,需要依照相關(guān)技術(shù)規(guī)范來乘以折減系數(shù),但是在目前不少設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)的時(shí)候沒有依照相關(guān)技術(shù)規(guī)范來乘以折減系數(shù),最終導(dǎo)致房屋建筑的基礎(chǔ)、地基以及梁、中柱的負(fù)載設(shè)計(jì)數(shù)值偏大。
第二,軟土地基處理缺乏合理性與科學(xué)性。有些房屋建筑設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行房屋建筑地基設(shè)計(jì)的時(shí)候沒有充分認(rèn)識到軟弱地基的危害,往往只是憑借自己的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行地基處理,而不進(jìn)行換土墊層設(shè)計(jì)。例如,往往只是采用砂墊層提高房屋建筑的承載力,同時(shí)也不計(jì)算砂墊層的厚度和寬度,不僅不能夠節(jié)約施工成本,也降低了房屋建筑地基的安全性。
第三,未能在施工之前進(jìn)行地質(zhì)勘探。不少房屋建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案僅僅是參考了附近房屋建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料或者依照以往的類似設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),沒有提供準(zhǔn)確科學(xué)的地質(zhì)勘探報(bào)告。依照規(guī)定,設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的時(shí)候?yàn)榱舜_保建筑的安全性和設(shè)計(jì)合理性,必須要充分參考相關(guān)的地質(zhì)勘探報(bào)告,在綜合考慮多種因素之后來確定具體的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案。如果在設(shè)計(jì)過程中,設(shè)計(jì)人員僅僅單純憑借土地耐力來選擇并設(shè)計(jì)建筑基礎(chǔ),不僅使得整個(gè)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案有失偏頗,而且也無法確保該設(shè)計(jì)方案的安全性和可靠性。
2.2 房屋建筑磚混結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常見問題
房屋建筑設(shè)計(jì)方案中,磚混結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在著最為顯著的問題便是構(gòu)造柱兼作承重柱用。構(gòu)造柱對于磚混結(jié)構(gòu)而言具有非常重要的作用,它不僅能夠強(qiáng)化建筑墻體的抗剪能力,同時(shí)也因?yàn)槿α汉蜆?gòu)造柱的相互連接成為一個(gè)整體,能夠有效約束建筑砌體裂縫開展,在總體上提高了建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。正是基于以上考慮,在進(jìn)行磚混結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須要高度重視構(gòu)造柱問題。一般而言,構(gòu)造柱設(shè)計(jì)存在著以下幾種問題:
第一,重大梁下面的構(gòu)造柱未能依照承重柱設(shè)計(jì)。通常而言,構(gòu)造柱生根在地圈梁當(dāng)中,不會在另行設(shè)置單獨(dú)的基礎(chǔ),使得構(gòu)造柱同時(shí)發(fā)揮著承重柱的作用,因此,構(gòu)造柱底部所承載的荷載必然會超過基礎(chǔ)自身設(shè)計(jì)的抗沖切、抗彎部以及局部承壓強(qiáng)度,非常容易導(dǎo)致構(gòu)造柱底部出現(xiàn)裂縫。因此,建議重大梁下面的構(gòu)造柱應(yīng)該依照承重柱進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果梁的跨度和上部荷載均比較小,假設(shè)在不考慮構(gòu)造柱作用的前提之下墻體抗彎強(qiáng)度和局部承壓滿足要求,則也可以把構(gòu)造柱設(shè)計(jì)在該梁的下面。
第二,構(gòu)造柱通常作為承重柱來進(jìn)行設(shè)計(jì)。不少建筑設(shè)計(jì)方案將構(gòu)造柱作為承重柱進(jìn)行設(shè)計(jì),如此一來,使得構(gòu)造柱提前受力,顯著降低了柱體本身對于砌體的約束作用和拉結(jié)作用,如果建筑物所在地為地震多發(fā)區(qū),一旦發(fā)生地震,則構(gòu)造柱一定會因?yàn)閼?yīng)力集中成為最先遭受破壞的部位。這樣的設(shè)計(jì)方案不僅無法發(fā)揮出構(gòu)造柱原本具備的約束作用和拉結(jié)作用,而且會成為整個(gè)建筑構(gòu)造當(dāng)中的薄弱環(huán)節(jié)。
2.3 建筑框架設(shè)計(jì)中的縱向框架設(shè)計(jì)沒有得到重視
依照目前現(xiàn)行的建筑抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中的規(guī)定,需要依照兩個(gè)主軸方向來各自計(jì)算水平地震作用,該主軸方向上的抗側(cè)力構(gòu)件需要承擔(dān)該主軸方向的地震作用。這便說明了對于建筑框架設(shè)計(jì)而言,不論是橫向框架設(shè)計(jì)還是縱向框架設(shè)計(jì)均具有著同等重要的功能與作用。但是在一些非抗震的建筑設(shè)計(jì)方案當(dāng)中,不少設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)縱向框架的時(shí)候僅僅將其視為普通的連續(xù)梁,進(jìn)而導(dǎo)致該梁柱的節(jié)點(diǎn)、框架中的箍筋配置和縱筋配置不能夠滿足框架柱和框架梁的相關(guān)要求。建筑框架設(shè)計(jì)中的縱向框架設(shè)計(jì)沒有得到重視會使得設(shè)計(jì)方案在實(shí)際中出現(xiàn)箍筋配置、縱筋配置、支座負(fù)筋等三者都無法滿足相關(guān)要求的問題。
2.4 未能夠合理選擇懸挑梁截面高度
設(shè)計(jì)者往往只注意了對梁的強(qiáng)度和抗傾覆進(jìn)行驗(yàn)算,而忽略了對梁撓度的驗(yàn)算。梁高選用過小,常引起梁截面的受壓區(qū)應(yīng)力過高,在正常使用狀態(tài)下,梁截面受壓區(qū)產(chǎn)生非線性徐變。梁撓度隨時(shí)間的推移不斷加大。挑梁的變形引起梁板出現(xiàn)裂縫,裂縫寬度隨著挑梁變形的加大而加寬,影響了房屋的正常使用。據(jù)筆者觀察,這種挑梁的變形發(fā)展到后期,梁支座截面上部受拉區(qū)常常出現(xiàn)較寬的豎向裂縫。受支座附近剪彎作用的影響,豎向裂縫向下延伸發(fā)展為斜裂縫,此時(shí)梁已接近破壞,當(dāng)為托墻挑梁時(shí),粱過大的撓度引起梁上墻體在梁支座附近出現(xiàn)裂縫。裂縫在梁支座處沿斜向延伸,梁縫愈靠上愈寬。挑梁的截面過小對結(jié)構(gòu)的抗震也很不利。懸挑結(jié)構(gòu)對豎向地震的作用最為敏感。梁高小時(shí).截面的相對受壓區(qū)高度較大,梁的延性減小,在豎向地震作用下易發(fā)生脆性破壞,失去承載力。
2.5 未能夠合理設(shè)計(jì)承重柱截面高度
這種情況多發(fā)生于六度抗震設(shè)防區(qū)。一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員誤認(rèn)為六度設(shè)防就是不設(shè)防,為受力分析方便,他們故意把柱子的截面高度設(shè)計(jì)得過小,使粱柱的線剛度比加大(由于一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊中規(guī)定:當(dāng)梁柱的線剛度比大于4時(shí),計(jì)算簡圖中梁柱節(jié)點(diǎn)可簡化為鉸支)。把梁簡化為鉸支梁,梁柱按軸心受壓計(jì)算。這種做法雖然易于進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力分析,但卻給房屋結(jié)構(gòu)埋下了隱患。因?yàn)椋@樣做忽略了梁柱間的剛結(jié)作用,即忽略了柱對梁的約束彎矩,加之柱截面的配筋都較小,結(jié)構(gòu)一旦受力后,柱頂抗彎剛度必然不足,從而柱子在梁底附近將會出現(xiàn)一條或多條水平裂縫,形成塑性餃。這樣在正常使用情況下,柱子已開始帶鉸工作。這不但影響了房屋的耐久性,而且也常常引起用戶的恐懼心理。更為嚴(yán)重的是,這樣的結(jié)構(gòu)一旦遭遇地震作用,將會倒塌,這違背了現(xiàn)行抗震規(guī)范中“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)原則。
3、結(jié)束語
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅具有高度的系統(tǒng)性和全面性,還必須要符合自身的設(shè)計(jì)規(guī)律,其設(shè)計(jì)人員不但必須要具備深厚的理論知識,還必須要具備認(rèn)真負(fù)責(zé)的設(shè)計(jì)態(tài)度、創(chuàng)新開闊的設(shè)計(jì)思維。本文以為,通常分析和研究當(dāng)下房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題,能夠有效提高設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量,產(chǎn)生更多的更加經(jīng)濟(jì)、更加科學(xué)、更加現(xiàn)代的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。
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關(guān)鍵詞:房屋建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);應(yīng)用優(yōu)化技術(shù);探討
中圖分類號:TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
前言:現(xiàn)代社會對房屋建筑物的功能、安全、質(zhì)量方面比之前要求更為嚴(yán)格的同時(shí),也對其房屋的經(jīng)濟(jì)美觀和是與實(shí)用方面也提出了個(gè)性化規(guī)定。因此,現(xiàn)代建筑行業(yè)為了滿足市場大眾多元化、高技術(shù)化、經(jīng)濟(jì)化以及高質(zhì)量安全化,就必須在其房屋的結(jié)構(gòu)中廣泛運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù),這樣不僅能夠?yàn)槭┕て髽I(yè)、承包商以及居住使用者節(jié)省大筆成本,還能夠提升企業(yè)建筑施工的可執(zhí)行性、質(zhì)量程度和安全使用程度。因此,現(xiàn)代建筑企業(yè)對于結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用就具備了高度的現(xiàn)實(shí)意義。
房屋建筑工程中的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)內(nèi)容
在現(xiàn)代房屋建筑項(xiàng)工程項(xiàng)目中,進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)活動時(shí)首先就要按照市場設(shè)計(jì)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合使用者提出的要求特點(diǎn)來進(jìn)行。同時(shí),在設(shè)計(jì)過程中也要格外注意其設(shè)計(jì)施工技術(shù)的可操作性和經(jīng)濟(jì)效益性。也就是說在房屋建筑設(shè)計(jì)師們必須在考慮所有設(shè)計(jì)規(guī)定、特色要求以及施工技術(shù)和操作的基礎(chǔ)上,盡量選擇質(zhì)量高、安全程度高、經(jīng)濟(jì)效益性強(qiáng)的施工結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方案,這個(gè)過程活動就是房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
房屋建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性
在房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中,追求其經(jīng)濟(jì)性也是其中重要的一點(diǎn)。
2.2設(shè)計(jì)師首先就要充分考慮其建筑物結(jié)構(gòu)的高度層數(shù)和用地面積,一般來說建筑物越高,其相鄰建筑物之間安全距離就越大,這就會使得建筑物小區(qū)的總面積增大,因此在設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)造型和高度層時(shí)就要合理規(guī)劃。
2.2在某一棟建筑物機(jī)構(gòu)的占地面積相同的情況下,根據(jù)數(shù)學(xué)知識可以發(fā)現(xiàn)方形、圓形和矩形的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性最強(qiáng),其構(gòu)件的受力情況也比較均勻,也就是說其結(jié)構(gòu)的安全性就越高。再加上這種建筑結(jié)構(gòu)形狀的周長也比較大,那么其墻體消耗面積就較小,使用者花費(fèi)的裝修面積和費(fèi)用都會隨之降低,因此,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就要充分考慮方形或者是圓形結(jié)構(gòu)形狀。
2.3房屋建筑結(jié)構(gòu)功能齊全是建立在相關(guān)電氣設(shè)備、電梯設(shè)備、排水排氣管道設(shè)備等等基礎(chǔ)上的,房屋結(jié)構(gòu)層越多,要用到的設(shè)備和資金投入也就越多,因此,建筑設(shè)計(jì)師就必須要自己綜合權(quán)衡,確保功能齊全的基礎(chǔ)傻上,盡最大可能降低成本。第四,房屋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的要求隨著高度層數(shù)的增加而提高,尤其是其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承載力。另外對于其結(jié)構(gòu)的梁體、墻體、柱體等承載力也會隨著結(jié)構(gòu)層增多而增大,因此,建筑設(shè)計(jì)師也要合理考慮這些因素。
3、房屋建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用
在房屋建筑工程項(xiàng)目中,應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)具體如下:
3.1采用多種優(yōu)化技術(shù)分析方法,從而挑選最優(yōu)房屋整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案
一般來說,房屋建筑設(shè)計(jì)師在進(jìn)行具體項(xiàng)目工程的設(shè)計(jì)活動中,為了給施工方和承包商多個(gè)選擇都會設(shè)計(jì)兩套或多套房屋結(jié)構(gòu)方案,而此時(shí)為了挑選最好最實(shí)用的建筑方案,房屋
濟(jì)性和實(shí)用性。在某個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,其建筑物荷載程度一致,建筑師設(shè)計(jì)人員就會合理挑選建筑物優(yōu)化設(shè)計(jì)分析指標(biāo)內(nèi)容和要素,主要包括對建筑施工材料、建筑設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、負(fù)荷計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)等等所有相關(guān)因素,然后針對這些來進(jìn)行分析結(jié)構(gòu)方案。如圖1所示。
這種分析活動也就是設(shè)計(jì)師們必須要做的概念優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容。因此,現(xiàn)代房屋建筑企業(yè)就必須要著重注意其設(shè)計(jì)師對工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化概念技術(shù)分析的廣泛、全面應(yīng)用,經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)師的優(yōu)化設(shè)計(jì)分析能力越強(qiáng)。所以,建筑企業(yè)就必須要選擇經(jīng)驗(yàn)高、技術(shù)強(qiáng)的設(shè)計(jì)師來進(jìn)行設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)方案和內(nèi)容。
3.2采用優(yōu)化技術(shù),促進(jìn)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的施工操作簡單化
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中充分采用優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù),其根本目標(biāo)就是為了提高建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、功能安全及經(jīng)濟(jì)效益。于此同時(shí),也要充分考慮其施工成本和建筑使用時(shí)間。眾所周知,房屋建筑施工項(xiàng)目由于受到天氣影響、施工人員以及資金影響等等因素較多,在其施工過程中會遇到各種意外情況,因此,房屋項(xiàng)目設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中就要綜合考慮這些外力影響因素和客觀條件,提高其房屋建筑結(jié)構(gòu)施工的抗意外能力和解決問題能力。尤其是我國很多地區(qū)地震災(zāi)害頻發(fā),且等級程度高,例如四川,近幾年來就頻發(fā)重級地震,因此,房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅僅要考慮施工意外情況,也要根據(jù)地區(qū)地震特點(diǎn)來考慮其結(jié)構(gòu)的抗震性能。要想避免地震等災(zāi)害對房屋結(jié)構(gòu)的影響,首先就要對建筑主體結(jié)構(gòu)采取剛度均勻的、重力分布對稱的結(jié)構(gòu),同時(shí)也要對其他次要結(jié)構(gòu)和其他構(gòu)建進(jìn)行抗震設(shè)防,并提高其機(jī)構(gòu)的抗脆性能力,進(jìn)而能夠有效的抵御地震。對于其他災(zāi)害也朝著這種思路和方向進(jìn)行,
例如房屋建筑地理位置偏低,容易出現(xiàn)灌水現(xiàn)象,就必須要加強(qiáng)對建筑物的防水結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì),多多使用防水性強(qiáng)的材料和結(jié)構(gòu),對所有能夠做防水設(shè)施的環(huán)節(jié)都要進(jìn)行防水設(shè)計(jì)和施工,也是采用多步工序設(shè)防的設(shè)計(jì)思想。如圖2所示。
4、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)注意的事項(xiàng)
4.1房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用需注意到前期的參與
前期方案的確定會直接影響建筑項(xiàng)目的總成本,而目前普遍存在前期方案確定中結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)并不參與其中,以致相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)往往會不注意建筑結(jié)構(gòu)的合理性和可行性,這樣的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果會對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成直接的影響,增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的困難度,并且增加了房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成本。為此,設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分的融入結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,使結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案初期參與其中,優(yōu)化選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)方案,可以節(jié)約成本。
4.2注重細(xì)部優(yōu)化
4.2.1除了注重整體設(shè)計(jì)的同時(shí),也應(yīng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件的精細(xì)設(shè)計(jì)。比如盡量劃分矩形板塊的現(xiàn)澆板設(shè)計(jì),這樣既可以使現(xiàn)澆板設(shè)計(jì)的受力合理,也可以避免拐角裂縫的出現(xiàn)。
4.2.2隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論的結(jié)合,在具體的優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中,優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)際上已由一個(gè)工程實(shí)踐問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)數(shù)學(xué)問題。因此,工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)自身基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)分析。
5、結(jié)束語
綜上所述,可以看出房屋建筑工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對于施工企業(yè)和居住者來說都有著重要的影響和作用,不僅僅體現(xiàn)在其結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和美觀方面,也體現(xiàn)在其經(jīng)濟(jì)性和效益性方面。建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)在房屋項(xiàng)目中的科學(xué)靈活應(yīng)用,能夠?yàn)槠髽I(yè)和使用者節(jié)省一定的資金成本和資源,能夠提高建筑房屋的質(zhì)量安全程度和使用壽命,因此,現(xiàn)代建筑項(xiàng)目中,各大建筑設(shè)計(jì)師都必須要合理根據(jù)建筑施工要求來科學(xué)應(yīng)用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù),提高其房屋建筑項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和質(zhì)量安全。
參考文獻(xiàn):
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