探析房屋建筑结构设计中存在的问题及原则

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  摘要:房屋建筑工程行业仍在不断发展过程中,新的房屋建筑工程也在不断进行,为了保证房屋建筑工程的质量和减少房屋建筑中的问题,就必须要对房屋建筑结构设计加强,重新带入房屋建筑中。并且在进行房屋建设的过程中,在实现提高建筑结构设计水平的同时,不断发现探究可能出现的问题,并及时解决,保证房屋建筑结构设计革新与建筑施工的同步进行,推动我国整体房屋建筑结构设计水平的提升。
  关键词:房屋建筑;结构设计;方法;问题
  1.房屋建筑结构的概述
  1.1楼层的基本构造
  楼层包括3个基本形式,即板式楼盖、梁板式楼盖、以及无梁楼盖。住宅、旅馆等建筑的走道、厨房、卫生间等,些有许多小开间的房间的建筑物,特别是墙承重体系的建筑物,适用结构层底部平整、可以得到最大的使用净高的板式楼盖。当房间的平面尺度较大时,宜采用梁板式楼盖,以减小小快板的跨度。采用无梁楼盖,形式上以结构柱与楼板结合,取消柱间及板底的梁,结构较为单一抗震性能也较好。钢筋混凝土的楼层施工工艺可以分为现浇整体式、预制装配式和装配整体式三种。常用预制实心板有三种类型:预制实心平板、预制槽型版、预制空心板。
  1.2地层基本构造
  地层构造分为实铺地面和架空地面两种。室内地面混凝土一般不用配筋,除非有重型设备或有行车的特殊需要。建筑物地层下部有管道通过的区域,不得做架空板,必须做实铺地面。
  1.3屋盖系统基本构造
  不同的支撑结构和构造方式,使得建筑屋盖系统形态的不同。分为坡屋顶、平屋顶以及曲面屋顶等几种形式。为了排水的需要,通常都会有一些坡度。坡屋顶的坡度通常用其矢高与半个跨度的比来标注,这就需要屋面支撑系统,我国传的坡屋顶的结构形式沿建筑物进深方向的柱和梁穿插形成梁架,梁架之间用搁置的木梁来托起屋面,这就是檩条。檩条上面可以直接搁置屋面板,也可以在增加一个垂直于檩条的次梁即椽子,椽子可减小屋面面板的跨度,拉大檩条的间距。坡面屋顶的屋面板主要是承担围护作用。其构造主要有两种形式:一是采取用不透水或具有构造自防水功能的成品构件,直接安装在屋面结构支撑构件上面形成屋面;一是先铺设各类板材以形成屋面基层后,再在其上面做防水机隔热、保温等相关构造层次。
  2.当前房屋建筑的结构设计出现问题的原因
  2.1在房屋建筑施工过程中对房屋建筑结构设计的履行力度不足
  设计是为了更好的施工,但是在我国的房屋建筑施工过程中,明显存在着轻视房屋结构设计的现象,对于房屋结构设计,建筑商更偏向于经验型的建筑技巧,因此对于房屋结构设计产生轻视的情况,导致建设出的房屋不符合设计要求,房屋建筑的潜在问题较多,致使房屋在使用过程中出现大量的问题,影响我国房屋建筑行业的整体建筑水平。
  2.2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。
  2.3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。
  3.房屋建筑结构设计的原则分析
  3.1“以人为本”设计原则
  建筑最终是服务于人类的,创造出使人生理、心理、现实、未来的需求都能得以满足且具有健康特质的建筑是设计师的一个原则。近年来,随着生活水平的不断提高,人们对自身的居住空间的需求也在不断的提升。如今生活在都市的人们都渴望回归自然,希望更多的与大自然接触,但是单纯的绿色还不能说具有生态型,生态型建筑是以绿色为基础涵概生态、环保,可持续发展等多种理念。尊重设计地段内的土地、环境、及植被特点,全面的考虑设计区域内部与外部环境的关系,体现出人与环境的和谐共存,不可分割的特征。
  3.2刚柔相济设计原则
  合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构刚度过大则适应变形能力差,强大的破坏力瞬间袭来时,需要承受的荷载很大,容易造成局部受损至最后全部毁坏;而刚度过柔的结构虽然可以很好的释压、传递外力,但容易造成变形过大而无法运用甚至全体倾覆。因此,结构设计需要刚柔相济。
  3.3圈出节点设计原则
  在结构体系中,所谓节点,是指各构件交接之处.或连接异常的地方。不同类型的构件相连接,同一构件截面改变之处,都会形成需要在设计图中表示清楚的节点。广义上,诸如结构错层,体型改变,设置转换层是大型节点。节点无处不在,因为结构体系乃是错综变化的统一。当强大的荷载突然袭来之时,对于单一的构件,力量传递合理,因而可以控制。对于复杂的结构体系,各节点的复杂性难于预测和控制,即使从理论仁保证了每个组成构件的强度和刚度,但因各个节点的普遍存在,力量传递往往不很顺畅而出现应力集中而无法传递甚至中断,破坏由此而发生。历次灾害表明,从设计不合理的节点开始破坏的建筑占了相当大的比例。
  3.4多层设防设计原则
  安全的结构体系是多层设防的,在实际应用的建筑结构中,绝大多数结构都为超静定结构体系。当地震和风害的来临,所有抵抗外力的结构都在协同工作,如果这个时候,局部构件设计或者施工有所缺憾,出现了微小的瑕疵,一旦由于裂缝等问题而影响了局部构件承受荷载的能力,因此国家在抗震规范补充的更加细致,超静定结构体系应用,尤其是在砌体结构的楼梯间处表现更为突出。这时候,如果把“生存”的希望全部寄托在某个单一的构件上,是相当危险的。超静定结构体系,仅仅理解为纵抗震墙或者框架柱设置为纵贯三道,是远远不够的。当我们设计到较为复杂的高层建筑,也要考虑到局部破坏对整体跨塌的影响,例如美国的9.11事件给我们结构设计师带来的深思。理解和活用超静定结构体系安全设置就是体现了多层设置防线的设计思路。也许我们会自信于计算的正确性,但更要学会发现结构设计的隐患,理解建筑结构的绝对安全性,还是应该反复推敲多考虑一下的。
  3.5绿色环保设计原则
  未来的世纪是一个注重生态,环保,追求人与自然科学整体协调发展的社会。建筑设计时要充分考虑设计区域的自然条件,利用城市的自然地貌特征和原有的植被、水体、花卉等,本着保护和恢复原始生态的原则,按照体现不同城市特点的要求,尽可能的协调绿地,水体和建筑物之间的关系。以大型公园,植物园为“面”,以小型的街心绿地为“点”,以建筑物之间的通道为“线”,对建筑与环境进行紧密的结合,体现出现代城市的建筑特征。
  4.结语
  总而言之,伴随着社会经济的不断发展,人们生活质量及生活水平的逐步提升,对房屋建筑安全的要求越来越高。结构设计是保证房屋施工质量的基础,相关从业者应不断更新自身观念,分析设计期间存在的问题,并制定相应改进措施,进而提高设计质量,为后续施工奠定基础,保障人们生命、财产安全。
  参考文献:
  [1]梁丽芳,都军花.浅谈建筑框架结构设计存在问题及对策[J].科技创新导报,2009(09).
  [2]梁利生.房屋建筑结构设计中常见问题的剖析与探讨[J].中国新技术新产品,2012(17).
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