房屋建筑结构设计中常见问题分析

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:maigao
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  摘要:随着我国国民经济的高速增长,房屋建筑工程与人们日常的工作、生活,关系更加紧密,工程建设的速度也更加迅速。建筑结构设计做为整个建筑工程中最根本的环节,直接关系到人们的生命安全。下文简要分析了房屋建筑结构设计中常见的一些问题,以期提高工程设计的质量和效率。
  关键词:房屋建筑;结构设计;分析
  中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
  房屋建筑质量的好坏会直接关系到人们的生命安全,而房屋设计和施工质量是保证房屋质量的两个主要因素,通常来讲,房屋建筑结构设计工作繁重而又具有重大责任,它会直接影响到房屋建筑的安全性、适用性、经济性和合理性。抓住在房屋建筑结构设计中的关键问题,对这些问题进行科学合理的解决和设计,那么就能够设计出一个比较优秀的房屋建筑结构设计方案。
  一、目前建筑结构设计环节的现状
  1.建筑体型不合理
  建筑要满足人们日常使用的要求,也要满足结构安全的需要,建筑体型往往决定以后的设计要求,建筑设计得奇特、不规则,往往决定了以后结构布置的不合理。2.建筑基础选型不科学
  一栋建筑的使用安全,关键在于其结构是否安全,其中的关键部分在于基础设计。基础有桩基础、筏形基础,独立基础、条形基础等,而桩基础里又可分钻孔灌注桩,人工挖孔桩,预应力管状等,各种各样的基础形式取决于不同的地质情况和上部结构形式。不合理的基础选型有时候会增加了施工工期和建筑成本,而且就算满足了承载力要求,有时候可能无法满足变形的需求,从而会导致不均沉降或者开裂,影响建筑的安全使用,降低建筑的质量。不合理的选型
  3.盲目追求低含钢率
  当前很多开发商或建设单位为降低成本,盲目要求设计单位控制建筑含钢量,按规范的下限设计,虽然这样可能带来良好的经济效益,却会给结构设计人员带来困难,过低的配筋满足了规范的下限,但在现今施工单位水平参差不齐的情况下,就可能出现问题。
  二、建筑结构设计的原则
  1.化繁为简。当一幢建筑体型复杂,不规则难以满足规范要求的情况下,要利用双柱分缝把复杂的体型简化为几个规则、简单的结构。这样不仅简化了计算,而且减少了工程造价。
  2.概念设计。在满足建筑要求的情况下,设计合理的传力途径和简单的力学模型,根据地质情况选择合理的基础形式,为以后施工图编制打下基础。设计时宜增加建筑横向和纵向的超静定次数,建筑横纵向框架梁宜拉通,以此满足某一构件失效以后有多道防线来弥补。高层结构的剪力墙布置不能集中布置,要均匀分布。如今的高层结构一般在楼梯间和电梯间设置剪力墙,当这些部位布置了较多墙,有时候为了满足结构的扭转刚度,需要在建筑周边设置剪力墙,具体定量计算交由计算机。
  3.刚柔相济。结构刚度太大则变形能力差,强大的破坏力瞬间袭来时需要承受的力量很大,容易造成局部严重受损。而太柔的结构虽然可以很好的消减外力,但容易造成变形过大而无法使用。
  4.重视构造措施。现如今的建筑设计基本要进行抗震设计。抗震设计包括抗震计算和抗震措施,抗震措施里包含抗震构造措施。如今计算机软件设计已经普及,抗震计算一般由计算机完成,都能满足要求,但是抗震构造措施往往因设计人员重视不够或者对规范不熟悉而忽略。
  三、房屋建筑结构设计的基本方法
  1.结构平面图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,在进行设计的時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。
  2.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。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以及示意图。这样的设计的图纸才能让施工人员准确的理解。因为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。
   3.大样详图
  在建筑详图的准确无误的基础上,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.楼梯
  设计人员在设计楼梯梯板时要注意楼梯挠度的控制,梯梁的高度要满足建筑净高的要求,如不满足可以使用折板楼梯,折板楼梯中的钢筋在房屋内折角处必须断开并且分别锚固意面局部的应力集中。与梯梁相连接的框架柱往往为短柱,设计的时候必须按短柱要求采取构造措施。
  5.基础
  对于混凝土的采用要选用具有耐久性的材料,基础要满足最小配筋率的要求,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设计者往往重复计算,这就产生安全隐患。在基础图中的构造柱定位不够确定时要对它准确定位
  6.合理的设计结构计算和构造
  首先,对不同的建筑要采用不同的计算方法。高度不超40m,剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布较为均匀的结构,可采用底部剪力法计算。底部剪力法计算简单,适用于手算。高度超过40m,质量和刚度沿高度分布不均匀的多质点体系,一般采用振型分解反应谱法。特别不规则的建筑、甲类建筑等其他建筑,要采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算。后两种计算方法在如今的工程设计中通常由计算机完成,设计人员在计算机计算前要建立好结构模型,输入准确的荷载,定义好正确的材料,体型信息。设计人员在有夹层的时候容易漏输荷载,楼梯间的地方往往简单的加大恒荷载和活荷载,没有考虑实际梯板和梯梁与建筑协调工作,在建筑体型复杂的时候可能实际受力就和模型计算出如较大,这就要求设计人员根据具体情况具体分析。裙楼上有多个塔楼这样的高层结构,设计人员往往就按模型建立后输出的周期位移等信息来检查结构平面的布局,这往往和实际情况有出入,应把每个塔楼和裙楼相关范围建模来验算主楼的周期位移信息。
  7.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;楼梯间不宜设置在房屋的转角处和近端。而对于钢筋沪混凝土结构,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;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,可采用防震缝将复杂的结构分割成几个较为规则的结构。
  四、结束语
  综上所述,房屋建筑的结构设计,是整个工程展开以及实施过程中的重点内容,为满足建筑的安全性、适用性和耐久性等可靠性要求,设计要做到平面布局和结构选型合理,因此要高度重视建筑结构设计方面常见问题,在工作实践中严格遵照设计规范、标准进行。设计要做到平面布局和结构选型合理,荷载取值准确且无遗漏,严格遵守有关设计规范、国家标准,以保证建筑质量。
  参考文献:
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