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摘要:房屋结构设计在其使用年限内,结构应满足国家规定的可靠度。房屋建筑的设计、施工、使用及必要的检查、防护维修等都要达到使用年限。在超过设计规定的使用年限后,建筑结构或部件可能出现损耗,但总的来讲也不会失去继续使用的安全保障。笔者结合自身经验对房屋结构设计中设计要点及相关问题进行分析探讨,望能给同行给予参考。
关键词:房屋结构;安全;结构抗震;设计要点
随着时代的发展,人们的生活水平得到了显著的提高。人们对房屋建筑的设计要求提出了新的要求。各种新型房屋设计被人们使用,但也间接的降低了房屋的整体可靠性。为了使房屋达到美观与质量并重,需要设计师们不断对设计进行创新充实。本文着重对房屋结构设计中的设计要点进行探析,提出浅薄的见解。
1地基与基础的设计分析
往往在建设多层房屋时,没有地质详勘报告,常根据相关建设单位口头或参照周边建筑物的基础设计资料,进而进行施工图设计。实际上地基与基础的设计应保证准确合理,安全适用,设计人员应严格结合地质勘察资料,将多方面的因素进行考察制定基础类型与上部结构的设计,仅参照局限的数据是不全面的,也不能保证安全,不能盲目通过降低耐力容许值而满足设计需要。对软弱地基应进行换土垫层的方式进行处理,而目前多数的房屋设计未进行换土垫层设计,仅凭借经验进行处理。一些设计者对于地基是否软弱的危害认识较低,根据以往经验对地基进行垫砂,提高地基的承载力,没有合理的进行垫层的宽度与厚度的计算,使房屋结构设计既不安全也不经济。民用的建筑中柱梁以及基础的负荷没有正确的按照规范乘以折减系数。在进行民用多层建筑的设计时,一些设计人员进行梁、柱及基础负荷的计算,未能严格按照现行的规范荷载乘以折减系数,其计算出了荷载值准确度较低。
2砖混结构房屋采用构造柱进行承重
砖混结构运用在房屋设计中,不仅能够有效的将墙体的抗震能力进行提高,也能使构造桩与圄梁有效联接在一起,形成对砌体的约束,这样有利于限制墙体裂缝,提高竖向承载力,对结构的整体抗震性的提高有重要作用。在当前建筑业中的结构设计中,构造柱被用于承载柱使用,而这种做法带来了以下几点问题:一是将构造柱作为承重柱后,将使其提前受力,
这对构造柱对拉结力和约束力具有较大的影响,若房屋结构受到地震作用,将在构造柱处形成集中应力,首先出现损坏。这样使构造柱不仅失去了本身应有的作用,也成为了房屋建筑中较为薄弱的部位。二是构造柱通常源于地圈梁中,没有设置其他基础,将构造柱兼作承重柱后,使柱底基础的抗冲切、抗弯部的承压强度不能达到规范要求。柱底基础若出现冲切或局部承压出现破损,将使房屋结构整体的可靠性降低。笔者建议承重大梁下的柱子,应结合承重柱进行科学的设计。若梁上荷载及跨度不大时,可将构造柱置于梁下,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对墙体的局部承压及抗弯强度进行验算。在验算无误后,再将构造柱正式置于梁下[1]。
3承重柱截面高度设计不合理
这种问题往往出现在六度抗震设防区。一些设计师对于六度设防存在误解,认为就是不设防,为了使受力分析方便快捷,他们故意将柱子的截面高度设计偏小,將梁柱的线刚度比增大。将梁简化成铰支梁,将柱根据轴心受压进行计算。这类做法虽然将结构受力分析进行了简化,但大大增加了房屋结构的安全隐患。这类做法将梁柱间的刚结作用忽略了,且柱截面的配筋较小,在结构受力后,柱顶的抗弯强度较低,进而导致柱子从梁底周围出现水平裂缝。这样直接降低了房屋的耐久度,也将引起用户的恐慌。这样的结构在地震作用下将极易倒塌。违背了当前的强柱弱梁的设计规范。
4框架结构设计时忽略纵向框架的设计
在当前的房屋抗震设计规范中,要求水平地震作用应采取两个方向分别计算,不同方面的地震作用应结合该方向的抗侧力构件进行承担。在相关规定中,框架结构设计应将纵向框架与横向框架同等重视。而在实际工作中,一些结构设计者将纵向框架按照普通的连续梁进行设计,导致梁柱的节点及框架中的纵筋、箍筋的配置不能符合框架构造的设计要求。由于没有将地震的纵向作用考虑到设计中。在实际设计时,往往出现梁的支座负筋、跨中纵筋及箍筋等不满足相关要求[2]。
5悬挑梁的梁高选择不合理
设计者在进行房屋结构设计时,往往对梁手挠度的验算颇为轻视,而片面的重视对梁的强充及倾覆进行验算。梁高选择过低,将使梁截面的受压区应力过大,在正常的情况下,梁截面受压区将呈非线性的徐变。梁挠度也将随时间的推移而变大。挑梁一旦出现变形将使梁板产生裂缝,裂缝宽度将随着挑梁变形的回大而加宽,严重影响的房屋的正常使用。根据笔者经验,这种挑梁的变形在后期将使梁支座截面上部的受拉区出现较大的竖向裂缝,受支座周围受拉区也将出现竖向裂缝。受到支座周围剪弯作用的影响,竖向裂缝会逐渐发展成斜裂缝,此时梁几乎被完全损坏。在为托墙挑梁时,梁过强的挠度将使梁上境况体在梁支座周围出现裂缝。裂缝在梁支座处不断斜向发展,越靠上裂缝越宽。挑梁的截面过小将降低整体抗震性能。悬挑结构对竖向地震极为敏感。梁高小时截面相对受压区高度较高,降低了梁的延性,以致在竖向地震的作用下极易发生脆性破坏,使结构失去承载力。
6连续梁按照单梁进行设计
这种设计常用于阳台边梁的设计。由于边梁上荷重较低,设计师往往对其不重视,为了使受力分析方便,往往将应设计为连续梁的梁按照单简支梁进行设计,以致梁在支座处上部负筋设置量较少。这样极易导致梁在支座周围上方受拉区产生竖向裂缝,进而引起梁上部栏板出现竖向裂缝。在环境温度产生变化时,梁端柱或挑梁将约束梁的伸缩,梁内出现收缩应力,该收缩应力又将作用于已生成的梁上裂缝中,导致梁的支座周边沿着梁截面产生更多裂缝,使梁的承载力不能满足安全,使房屋的使用安全性遭到破坏。
7楼板设计中常见问题分析
板在房屋建筑中是主要的承载构件,板将楼面及屋面的荷载转移给周边的墙或梁。科学的楼板设计应考虑到梁、墙、柱等构件的安全问题。若整体设计考虑不周,将导致设计不合理,甚至还将导致严重的质量隐患。楼板设计中常见的问题有以下几点:一是设计师为了计算方便或对于板的受力状态缺少认识,将双向板按照单向板进行计算。使计算结果与实际的受力相差甚大,以致于板一边的配筋过大,另一边的根据构造配筋,使配筋严重不足不合理,最后导致板上出现裂缝。二是板承受线荷载时的弯矩计算问题。在民用房屋中,往往在楼板上设计一些非承载隔墙,需要在楼板设计中将该部分的线荷载转化为等效的均布荷载,进而进行配筋计算。而一些设计师错误的将隔墙的总荷载加在板的总面积之上,导致错误的计算。三是双向板的有效高度取值较大。双向板将在两个方向产生弯矩,因此双向板跨中应纵横叠放弯矩钢筋,并对两个方向的各自有效高度进行分别计算。而一些设计师将两个方向的有效高度进行一致配筋计算,导致有效高度取值不合理,配筋降低,使房屋结构出现质量隐患[3]。
8结束语
综上所述,房屋结构的设计应结合多方面的因素,认真的对每一个房屋结构进行设计,相关设计师应严格按照规范标准严格进行设计,结合上文所述观点,将重视房屋设计中的设计要点,严格约束自身,提高专业水平,不忽视设计细节,进而使房屋结构设计的质量得到保证。
参考文献:
[1]张树林.房屋结构设计中设计要点分析[J].科技创新导报,2011,18:32.
[2]邹俊.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的现实应用[J].科技传播,2010,19:139+132.
[3]贾文强,唐文馨.建筑结构设计要点探析[J].商业文化(下半月),2012,09:258.
关键词:房屋结构;安全;结构抗震;设计要点
随着时代的发展,人们的生活水平得到了显著的提高。人们对房屋建筑的设计要求提出了新的要求。各种新型房屋设计被人们使用,但也间接的降低了房屋的整体可靠性。为了使房屋达到美观与质量并重,需要设计师们不断对设计进行创新充实。本文着重对房屋结构设计中的设计要点进行探析,提出浅薄的见解。
1地基与基础的设计分析
往往在建设多层房屋时,没有地质详勘报告,常根据相关建设单位口头或参照周边建筑物的基础设计资料,进而进行施工图设计。实际上地基与基础的设计应保证准确合理,安全适用,设计人员应严格结合地质勘察资料,将多方面的因素进行考察制定基础类型与上部结构的设计,仅参照局限的数据是不全面的,也不能保证安全,不能盲目通过降低耐力容许值而满足设计需要。对软弱地基应进行换土垫层的方式进行处理,而目前多数的房屋设计未进行换土垫层设计,仅凭借经验进行处理。一些设计者对于地基是否软弱的危害认识较低,根据以往经验对地基进行垫砂,提高地基的承载力,没有合理的进行垫层的宽度与厚度的计算,使房屋结构设计既不安全也不经济。民用的建筑中柱梁以及基础的负荷没有正确的按照规范乘以折减系数。在进行民用多层建筑的设计时,一些设计人员进行梁、柱及基础负荷的计算,未能严格按照现行的规范荷载乘以折减系数,其计算出了荷载值准确度较低。
2砖混结构房屋采用构造柱进行承重
砖混结构运用在房屋设计中,不仅能够有效的将墙体的抗震能力进行提高,也能使构造桩与圄梁有效联接在一起,形成对砌体的约束,这样有利于限制墙体裂缝,提高竖向承载力,对结构的整体抗震性的提高有重要作用。在当前建筑业中的结构设计中,构造柱被用于承载柱使用,而这种做法带来了以下几点问题:一是将构造柱作为承重柱后,将使其提前受力,
这对构造柱对拉结力和约束力具有较大的影响,若房屋结构受到地震作用,将在构造柱处形成集中应力,首先出现损坏。这样使构造柱不仅失去了本身应有的作用,也成为了房屋建筑中较为薄弱的部位。二是构造柱通常源于地圈梁中,没有设置其他基础,将构造柱兼作承重柱后,使柱底基础的抗冲切、抗弯部的承压强度不能达到规范要求。柱底基础若出现冲切或局部承压出现破损,将使房屋结构整体的可靠性降低。笔者建议承重大梁下的柱子,应结合承重柱进行科学的设计。若梁上荷载及跨度不大时,可将构造柱置于梁下,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对墙体的局部承压及抗弯强度进行验算。在验算无误后,再将构造柱正式置于梁下[1]。
3承重柱截面高度设计不合理
这种问题往往出现在六度抗震设防区。一些设计师对于六度设防存在误解,认为就是不设防,为了使受力分析方便快捷,他们故意将柱子的截面高度设计偏小,將梁柱的线刚度比增大。将梁简化成铰支梁,将柱根据轴心受压进行计算。这类做法虽然将结构受力分析进行了简化,但大大增加了房屋结构的安全隐患。这类做法将梁柱间的刚结作用忽略了,且柱截面的配筋较小,在结构受力后,柱顶的抗弯强度较低,进而导致柱子从梁底周围出现水平裂缝。这样直接降低了房屋的耐久度,也将引起用户的恐慌。这样的结构在地震作用下将极易倒塌。违背了当前的强柱弱梁的设计规范。
4框架结构设计时忽略纵向框架的设计
在当前的房屋抗震设计规范中,要求水平地震作用应采取两个方向分别计算,不同方面的地震作用应结合该方向的抗侧力构件进行承担。在相关规定中,框架结构设计应将纵向框架与横向框架同等重视。而在实际工作中,一些结构设计者将纵向框架按照普通的连续梁进行设计,导致梁柱的节点及框架中的纵筋、箍筋的配置不能符合框架构造的设计要求。由于没有将地震的纵向作用考虑到设计中。在实际设计时,往往出现梁的支座负筋、跨中纵筋及箍筋等不满足相关要求[2]。
5悬挑梁的梁高选择不合理
设计者在进行房屋结构设计时,往往对梁手挠度的验算颇为轻视,而片面的重视对梁的强充及倾覆进行验算。梁高选择过低,将使梁截面的受压区应力过大,在正常的情况下,梁截面受压区将呈非线性的徐变。梁挠度也将随时间的推移而变大。挑梁一旦出现变形将使梁板产生裂缝,裂缝宽度将随着挑梁变形的回大而加宽,严重影响的房屋的正常使用。根据笔者经验,这种挑梁的变形在后期将使梁支座截面上部的受拉区出现较大的竖向裂缝,受支座周围受拉区也将出现竖向裂缝。受到支座周围剪弯作用的影响,竖向裂缝会逐渐发展成斜裂缝,此时梁几乎被完全损坏。在为托墙挑梁时,梁过强的挠度将使梁上境况体在梁支座周围出现裂缝。裂缝在梁支座处不断斜向发展,越靠上裂缝越宽。挑梁的截面过小将降低整体抗震性能。悬挑结构对竖向地震极为敏感。梁高小时截面相对受压区高度较高,降低了梁的延性,以致在竖向地震的作用下极易发生脆性破坏,使结构失去承载力。
6连续梁按照单梁进行设计
这种设计常用于阳台边梁的设计。由于边梁上荷重较低,设计师往往对其不重视,为了使受力分析方便,往往将应设计为连续梁的梁按照单简支梁进行设计,以致梁在支座处上部负筋设置量较少。这样极易导致梁在支座周围上方受拉区产生竖向裂缝,进而引起梁上部栏板出现竖向裂缝。在环境温度产生变化时,梁端柱或挑梁将约束梁的伸缩,梁内出现收缩应力,该收缩应力又将作用于已生成的梁上裂缝中,导致梁的支座周边沿着梁截面产生更多裂缝,使梁的承载力不能满足安全,使房屋的使用安全性遭到破坏。
7楼板设计中常见问题分析
板在房屋建筑中是主要的承载构件,板将楼面及屋面的荷载转移给周边的墙或梁。科学的楼板设计应考虑到梁、墙、柱等构件的安全问题。若整体设计考虑不周,将导致设计不合理,甚至还将导致严重的质量隐患。楼板设计中常见的问题有以下几点:一是设计师为了计算方便或对于板的受力状态缺少认识,将双向板按照单向板进行计算。使计算结果与实际的受力相差甚大,以致于板一边的配筋过大,另一边的根据构造配筋,使配筋严重不足不合理,最后导致板上出现裂缝。二是板承受线荷载时的弯矩计算问题。在民用房屋中,往往在楼板上设计一些非承载隔墙,需要在楼板设计中将该部分的线荷载转化为等效的均布荷载,进而进行配筋计算。而一些设计师错误的将隔墙的总荷载加在板的总面积之上,导致错误的计算。三是双向板的有效高度取值较大。双向板将在两个方向产生弯矩,因此双向板跨中应纵横叠放弯矩钢筋,并对两个方向的各自有效高度进行分别计算。而一些设计师将两个方向的有效高度进行一致配筋计算,导致有效高度取值不合理,配筋降低,使房屋结构出现质量隐患[3]。
8结束语
综上所述,房屋结构的设计应结合多方面的因素,认真的对每一个房屋结构进行设计,相关设计师应严格按照规范标准严格进行设计,结合上文所述观点,将重视房屋设计中的设计要点,严格约束自身,提高专业水平,不忽视设计细节,进而使房屋结构设计的质量得到保证。
参考文献:
[1]张树林.房屋结构设计中设计要点分析[J].科技创新导报,2011,18:32.
[2]邹俊.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的现实应用[J].科技传播,2010,19:139+132.
[3]贾文强,唐文馨.建筑结构设计要点探析[J].商业文化(下半月),2012,09:258.