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【关键词】房屋建筑结构;底层框架;钢筋混凝土结构
引言
“百年大计,质量为本”。质量,对于房屋建筑是至关重要的,它关系到人民的生命财产安全。而一个质量高的房屋建筑又得助于科学、合理的房屋建筑结构设计。可以这样说,做好房屋建筑结构设计是一项关乎建筑、经济以及人民安居乐业的重要工作,也是我们每位房屋建筑结构设计者所要倾心的一件大事。以下主要结合了笔者自身的工作经验,首先对房屋建筑结构设计的基本原则进行介绍,然后提出当前时期下房屋建筑结构设计过程中需要注意的问题,最后介绍了在房屋建筑结构设计中的典型实例。
1 房屋建筑结构设计遵循的基本原则
1.1 建筑结构刚和柔相结合
一个合理的房屋建筑结构体系应该是需要具备一定的刚度和柔度的,即刚柔相济。如果房屋建筑结构刚性太强的话,那么变形能力就越差,当一个强大的摧残力(如地震)在一瞬间袭击时,房屋建筑需要承受的应力相当的大,首先房屋建筑结构局部破坏,最后整体全部毁灭;而太柔的房屋建筑结构虽然具有很好的形变能力,可以很好地削减外力,但容易造成形变过大而无法使用甚至全体倾覆。对于一个房屋建筑结构体系而言,刚度和柔性要保持适中的比例,这需要具体问题具体分析,需要综合考虑各种因素,如当地的地质、水文、气候等因素。
1.2 建筑结构需要遵循抓大放小的原则
我们知道,建筑结构设计中的两个十分重要的概念――强柱弱梁和强剪弱弯。在一个整体的结构中,每个构件很协调地组成一体,但是在协调中也存在着不协调的因素,因为各个构件所承担的任务和角色不尽相同,其重要性也具有轻重之分。如果一个不可预料的破坏力量突袭时,这些构件之间就会共同的协作抵抗这些外部袭击,这样做的目的就是为了防止最主要的构件不被破坏或是摧毁。如果平均用力,可能会“玉石俱粉”,损失便更大。在建筑结构中,要以最大限度减少可能出现的损失,关键是要分清主次,抓大放小,也就是要取大舍小。
1.3 多种方法综合的原则
在结构平面图方面。在绘制结构平面布置图时,首先要输入结构软件进行建模。如果一个房屋建筑地处于抗震设防烈度为6°的地区时,根据现有的房屋建筑抗震设计规范,截面抗震验算这一步是可以忽略的,但是要求有相关的复合规范的抗震措施。砌体结构就是一种可以抗震6°的房屋建筑结构,它可以不需要在软件中进行建模,直接设计即可,但设计中需要注意受压和局部受压的问题。
如果时间来的及的情况下还是输入建模较好,如方便就是可以利用在软件上进行荷载的导算何乐而不为呢?需要注意的是,当建筑地处抗震设防烈度为6度级以上时是一定要输入软件建模计算的。在屋顶结构的图方面,当建筑是坡屋面时,结构的处理方式也应有梁板式和折板式的两种方法。前者适用的情形主要包括:(1)梁板横跨较大;(2)屋面坡度以及屋脊线复杂;(3)建筑平面不规整。后者适用的情形则恰好相反。此外梁板的折角处钢筋的布置应有大样示意图。至于坡屋面板的平面画法,通常都使用剖面示的意图来加大样详图的表示方法,这样更便于施工人员能正确理解图纸。科学正确的建筑设计及绘图是需要设计人员真正做到心中有数、胸有成竹,他们需要具备很好的空间概念,并能够正确地理解建筑图纸和意图。这样,才能使设计出的图纸让施工人员明白。
2 房屋建筑结构设计的问题分析
根据笔者的实际经验,在房屋建筑结构设计过程中,往往会存在一系列问题,具体而言,包括如下几个方面。
2.1 抗震设防不当
在近年来,城市上出现可这种形式的高层建筑,即将一楼作为商场,以上作为写字楼或是居民住宅。这种结构的特点为底层柔、上面刚,存在的缺点就是对于抵御地震的侵袭极为不利。这就需要在建筑结构设计时,外加抗震墙,将底层不能做成纯框架的砖混结构,因为这样会在地震区存在着问题。除此之外,此类建筑还有超高和超层问题。如某农贸市场设层为高3.3m的“半地为下室”1层(南面开敞,在地面以上,北面可埋入土内),市场部分层高为5.5m,并在周边可设置夹层(实际应算来作两层,而其中间的部分为1层,结构上按复式的框架考虑),其上为6层2.8m高的住宅,因此总高度达26.5m。总层数为8~9层,超过《建筑抗震设计规范(GB50011―2001)》(以下简称《抗规》)中此类建筑七度地震区总高度≤22m和总层数≤7层的规定。
2.2 结构布置不合理、不规则
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。因为缺乏规范的相关依据与相应的设计规定,再加之对结构抗震概念的设计缺乏应有的了解,有些设计人员往往对结构的规则性把握不准确,导致工程中出现了规则性较差、对结构抗震也十分不利的建筑。这主要体现在以下几点:
2.2.1 平面扭转不规的问题。如框架一剪力墙的结构中,纵横剪力墙布置较过分集中和仅布置在房屋的一端,使结构刚度中心严重的偏离质量中心。
2.2.2 最常见的一种情况就是平面凹凸不规则。
2.2.3 高层建筑带有明显薄弱层,又没有采取有效的抗震以及防震的措施。
2.2.4 当一个建筑物为高层建筑时,需要同时采用两种或两种以上的复杂结构。这样的结构形式也多种多样,如带转换层结构、错层结构、连体结构、多塔楼结构等。然后再根据房屋建筑物抗震规范的要求,高层建筑物不适合采用如上两种以上的复杂结构。
2.2.5 楼层错层问题。高层建筑中带有比较大范围的错层,会使楼层的楼板不连续,对结构抗震也十分不利。
3 房屋建筑结构设计中的技术实例
3.1 混凝土房屋建筑结构裂缝控制技术
混凝土房屋建筑结构出现裂缝是必然。根据房屋建筑规范中关于规定相应结构的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值,以及相应的裂缝宽度验算的方法,防止梁板结构的裂缝。具体而言,可以从如下几个方面进行分析:
3.1.1 由于变形会引起屋面板的裂缝如果不影响承载力,只需要把裂缝补好防止钢筋锈蚀,且在板面涂上一层柔性的防水材料。
3.1.2 提高混凝土材料的抗裂能力和减少材料的收缩。对大跨度屋面,尽量避免使用收缩性较大的矿渣水泥配制混凝土,减小水灰比,选用含泥鼍小的骨料等。另外,适当的提高混凝土强度等级与含钢率,尽量减小钢筋直径,加密间距等都是有较好的措施。
3.1.3 防止较大温差的出现对于防止钢筋混凝土的屋面裂缝,是相关重要的条件之一。钢筋混凝土的屋面都具有一定的抗裂能力,只要加强养护,保持好湿润,及时做好隔热与保温的处理方法,冬季施工时还要注意保暖。有害裂缝是完全可以避免的。
3.1.4 采取后浇缝法也是特大跨度的屋面板防止裂缝的有效措施。
3.2 房屋建筑结构设计中的加层技术
今年来,随着我国城市化进程地不断深化,城市房屋建筑用地日益紧张,某些已经建成的建筑物已经完全不能够适应日趋繁荣的物质和文化需求,而且其使用功能也受到极大的限制。由于城市住房非常紧张这一严峻形式,就必须采取增加有效住房面积等措施。在这样的条件下,采取建筑加层技术不失为一种上上之策。这样就可以在原有的旧的建筑物之上加层,不占用或者占有较少的土地,从而减轻了当前城市住房紧张的严峻形势。在加层技术中,框架柱与钢柱连接为十分关键的一步。
参考文献:
[1]徐洪文.浅谈房屋建筑结构设计常见问题与分析[J].中国科技财富,2010(14).
关键词:房屋建设;结构优化;优化技术;应用
随着现代经济的快速发展,人们的生活水平在不断提高,这也使得人们对居住环境的要求不断提高。建筑面积大的,外形美观的房屋受到热烈的欢迎。随着建筑面积的加大,工程的投资就会不断加大,如何降低施工成本,优化机构设计是目前的研究重点。在不降低工程质量的同时满足美观和面积的需求就必须对结构进行优化。房屋结构优化主要指两方面:一是房屋的整体设计的优化;二是内部细节的优化。计算机技术的出现给结构优化技术带来了新生机。
1.房屋建筑结构优化技术的内容
在使用优化技术之前首先要对房屋建筑结构优化的内容进行了解。房屋建设最重要的是安全和使用年限,在质量得到保证的前提下就要考虑房屋的结构设计,这个结构在设计上要求经济合理。对结构设计经济合理的要求就体现在结构设计的优化上。结构设计优化主要包括:1)要对房屋的整体结构有一定的了解,对整体的结构设计进行最优化的分析和改进;2)将房屋的细节构造作为单独的研究对象进行最优化的设计改造。在进行设计改进的同时可以将该结构进行更细的划分,逐步进行最优化分析设计。
2.房屋建筑与经济性的关系
1)房屋建筑结构设计的层数与用地面积之间的关系。大多数人都会认为在占地面积一定的情况下,楼层越多单位楼层的占地面积就越小,但在设计中却不是如此。在建筑高层建筑时,为了保障室内光线充足,就需要适当的增加楼与楼之间的间距,从而造成建筑总面积增加,从此可以看出高层并不一定比多层节省建筑用地,也说明楼层层数和用地面积之间不存在必然联系。如何调整层数和建筑用地的关系呢,这就需要进行建筑结构设计的优化。为了减少建筑用地保障采光,建筑上通常的做法是减少上部的面积。
2)房屋建筑结构的共用部分与建筑层数的关系
在房屋的建筑过程中,有很多共用部分,随着楼层的增多,有些共用部分的成本会下降但有些成本会增加,总体上说高层的是工程成本会多于多层的。在屋顶的成本上是降低的,楼层越多成本降得越多,但随着楼层数的增加,对地基和墙壁等共用结构的压力就越大,为了确保施工的质量这些部分就需要进行加固提高承载力,那么施工的成本就会随之增加,只不过是增加的幅度略有不同。
3)房屋建筑的层数与建筑设备之间的关系
在房屋建设中各种建设设备的使用是必不可少的,由于房屋层数的不断增加,使得各种给排水的管道布设加多,从而增加了建筑的成本。这时就需要进行房屋结构的优化,合理的布设众多管道和电气设备,控制楼层的层数,协调两者的矛盾。
4)房屋外观与经济之间关系
房屋的形状直接影响着材料的使用,也关系着建筑的成本。房屋若使用圆形的外观就可以减少墙体的面积,进而减少装修的费用,降低整个建筑的施工费用。另外方形和圆形的建筑面积可以使建筑结构的受力更均匀,增强整体的稳定性,因此现代的建筑外形多是方形或是圆形的。
3如何合理优化房屋结构设计
3.1重视概念设计优化技术的分析
建筑物的结构布置方式有很多种选择方案,对于同一个建筑结构,也可以有多种结构布置方案选择。同一种建筑物结构布置方案也可以有多种结构分析方法。由于建筑物结构布置方案的不唯一性,以及建筑物结构分析方法的不同,建筑物设计所选用的设计参数与指标以及选用的建筑材料、标准规范等等都会有所差别。因此,对于结构的设计处理,不应仅仅依靠计算机软件来得以实现,更重要的是要通过设计人员来进行概念化设计;但是不同的设计人员的设计方式、设计经验都会有所不同,对于概念设计的理解就会有着完全不同的模式。因此,处理上述的问题时,就需要相关的设计人员对于一些方案以及设计参数进行最合理的选择与判断,这就是一种概念优化设计的技术过程,这种优化技术最重要的在于设计人员的经验积累。对于经验越丰富的设计人员,设计的一些参数就可以做出越合理的判断与选择,就越能实现建筑物的结构优化设计。
3.2建筑物结构设计的实际性复杂问题对策
房屋建筑结构设计最主要的目的在于实现房屋建筑本身的安全性以及功能性,当然对于建筑物的耐久性要求也是一项非常重要的指标。能够在所设计的规定年限内实现建筑物的各种功能需求,并且能够最大限度减少建设成本是建筑结构设计的优化目的。使用概念化设计技术就是指通过房屋建筑物的结构优化实现建筑物抵抗外部作用因素的能力提高,在一些外部因素的综合作用下,建筑物的使用功能以及耐久性都不会受到相应的影响。因此,进行建筑物在复杂应力环境下的最优化设计是结构设计的最主要内容。其中外部因素作用中,地震作用较为特殊,因为地震荷载作用的时间、地点以及强度都无法准确预测,地震活动没有任何规律性。一旦发生能量等级高的地震作用时,建筑物的破坏可能是毁灭性的。因此,房屋建筑结构设计中应对于地震荷载作用进行充分考虑,尽可能减小地震作用对于房屋建筑的损毁程度。目前对于建筑物的结构抗震设计,有着一些比较有效的设计方案。通常情况下,结构对称的建筑物其荷载承受处于均匀状态,建筑物的延性较大,结构的危险截面比较少,因此对于抗震性能也有着明显的效果。对强能量级别的地震作用,首先发生破坏的是一些次要构件,这样可以有效保证主要构件的稳定性,使得建筑结构不至于失稳。这种设计理念称之为多道设防思想,通过次要构件来保护主要构件,通过主要构件来保证建筑物本身的安全。
4合理运用建筑物优化技术对房屋建筑结构优化
1)建筑物结构前期设计需考虑优化设计。对于建筑项目本身的建筑成本来说,前期结构设计方案是非常重要的。如果在前期不能达到对房屋的优化设计,存在合理性及可行性问题,便很容易埋下隐患,影响后期结构设计,及增加结构设计成本,因此,在建筑物进行前期设计时,就应该深入考虑方案的合理性,为后期结构设计做好铺垫,才能完成合理完整的建筑物。
2)加强结构细部的优化工作。对于房屋建筑结构来说,一定要重视房屋建筑的分部结构优化工作。中国有句老话叫“千里之堤毁于蚁穴”,说的就是重视细节的道理,主体结构构建好了,但是如果局部位置出现问题,将危及整座建筑物,结构细部的优化工作包括结构细部的设计工作,如平时我们工作中给常见的矩形现浇板做设计时,需要对其先做分析,避免在拐角处有裂缝,这都是细节,但如果不注意,引起的后果将不堪设想。另外,如今已不再是过去手绘稿的年代了,计算机已经渗透了我们的工作,设计人员需要与时俱进,了解计算机的工作性能,将设计理论通过计算机软件输出,既节省了时间,也方便修改,但如何将计算机与设计理论完美结合,设计或优化我们的结构方案,还需设计人员加强学习。
5结束语
对建筑物进行结构优化设计,并将优化设计技术应用于结构设计的各个阶段,这样可以尽可能保证结构设计的合理性与可行性。与此同时,结构设计理论也逐渐与计算机相结合,工程实践的问题更多地转化成为一种数学最优解的计算问题,因此,建筑结构设计人员应更多地掌握计算机优化设计方法,才能发挥计算机的设计优势。
1多层框架房屋建筑结构设计研究现状和优缺点分析
1.1多层框架房屋建筑结构设计研究现状框架结构主要是由钢筋混凝土梁、柱、节点和基础作为主框,同时还包括楼板、填充墙和屋盖等共同构成的结构形式,通过将楼板、横梁及柱共同边结在一起,使其成为一个主体,这样基础能够有效地承担起较大的荷载,而且力的传递路径也较为明确,能够起到较好的承重作用。在建筑施工中,针对房屋结构形式运用的情况可分为框架结构或是纯框架结构。在框架结构设计中可以根据房屋布局和空间使用要求来将框架分为等跨和不等跨,而且层高可以相同也可以不相同,在具体应用中可以存在缺梁或是缺柱的框架。房屋建筑结构中的墙体具有较好的围护和分隔作用,在框架结构中,由于承重构件及围护构件之间分工较为明确,因此建筑物的内外墙可以灵活进行处理,能够为建筑提供非常灵活的使用空间。对于框架结构来讲,由于其构件截面不大,这也使框架结构自身的承载力和刚度都不大,因此当楼层越高时,框架需要承受来自于纵向和横向两个方向较大的水平力。这也决定了框架结构属于柔性结构的特征,在合理的设计下,框架结构具有非常好的延展性,具有较强的抗震性能。
1.2多层框架房屋建筑结构设计优缺点分析
1.2.1钢筋混凝土框架结构的主要优点在房屋建筑结构中利用钢筋混凝土框架结构,不仅能够灵活对空间进行分隔,而且结构自身的重量不大,能够实现材料的节约。钢筋混凝土框架结构与建筑平面在配合上具有较好的灵活性,在对空间结构具有较大要求的建筑结构中具有较好的适用性。而且框架结构中所使用的梁和柱构件容易达到标准化和定型化,更便于采用装配整体式结构,有利于缩短工期。另外在钢筋混凝土框架结构应用过程中,具有整体性好、刚度大及抗震效果好的特点,同时梁和柱的截面形状可以根据自身的实际需要来进行浇筑。
1.2.2钢筋混凝土框架结构的缺点钢筋混凝土框架结构属于柔性结构,应用较为集中,侧向刚度较小,在强烈地震作用下非结构性破坏较为严重,因此在具体设计过程中适用于非抗震性设计。而且钢筋混凝土框架结构对于钢材和水泥的使用量较大,需要较大数量的构件,在施工过程中需要多次进行吊装,接头工作量较大,工序较多,而且受季节性影响较大,这也导致钢筋混凝土框架结构在高层建筑中不具有适用性。
2多层框架房屋建筑计算方法
2.1竖向荷载作用下内力计算在对多层框架房屋建筑进行设计时,需要对竖向荷载作用下的结构内力进行计算,通常情况下会采用分层法和弯矩二次分配法来对竖向荷载作用下的内力进行计算。利用分层法对内力进行计算时,则需要将上、下柱远端的弹性支承进行改变,使其变为固定端,而且在具体分层计算时,底层柱除外,其他各层柱的线刚度需要与系数0.9进行相乘,同时柱的弯矩传递系数也需要改为1/3,而底层柱的线刚度不变,同时各层梁的线刚度也保持原来的数值,而且弯矩传递系数也保持不变仍为1/2。而在利用弯矩二次分配法对内力进行计算时,则需要先分配各节点的不平衡弯矩,分配完成后才能不对各杆件的远端进行传递。利用这两种方法来对内力进行计算时,有效地确保了计算精度的提高,在工程设计中应用具有较好的效果。
2.2水平荷载作用下内力计算可以采用D值法和反弯点法来对水平荷载作用下的框架结构内力进行计算。这两种方法有效的确保了计算的精度。D值法中的D值作为层间柱相对侧移时所需要施加的水平剪力,在框架结构的侧移计算中具有较好的应用,同时也可以将其应用在各柱间的剪力分配上,D值与实际情况具有非常好的接近度。在水平荷载作用下对内力进行计算时,柱上和下端的约束条件会对柱反弯点高度产生较大的影响,而且当柱两端的约束刚度不一样时,也会导致柱端转角处于不相等的情况,这时反弯点则会向转角相对较大的一侧进行移动,根据这种规律来确定D值法中柱的反弯点位置。框架结构在水平荷载作用下,各层之间会有层间剪力和倾覆力矩的产生,而且在层间剪力作用下,梁和柱会出现不同程度的变形。而在倾覆力矩作用下,会导致框架柱轴向拉、压变形的产生。因此当框架结构房屋高度较大或是具有较大的高度比时,这时则需要对柱轴向变形给框架结构侧移带来的影响进行综合考虑,确保结构的牢固性。
2.3软件辅助计算在手算之前,需要利用电算来对初选方的各个方面进行计算,对重要环节进行有效掌握。当电算没有通过时,则需要对截面的尺寸进行变换,当其通过后则可以继续进行手算。另外还可以利用数值分析软件来作为计算的辅助工具,完成对设计方案相关数值的计算工作。
3多层框架房屋建筑结构设计步骤
3.1建筑设计部分建筑设计主要以平面设计、剖面设计和立面设计为主,需要对平面柱面的尺寸进行合理确定,有效地满足室内采光和通风的要求,合理对层高进行确定,同时还要确保建筑的造型上具有较强的时代感,富有创意,确保完成的建筑施工图内容的全面性和完整性。
3.2结构设计部分一是结构选型:根据建筑设计方案及设计原始资料,选择适当的结构体系。二是结构布置:确定柱在平面上的排列方式,一般柱网有内廊式和等跨式两种,选择承重方案,框架结构的平面布置形式非常的灵活,框架结构按照承重方式的不同分为三类:横向框架承重方案;纵向框架承重方案;纵横向框架混合承重方案。合理布置结构构件,初步确定材料强度等级及构件截面尺寸。三是结构内力分析及构件设计:根据现行国家设计规范,计算结构荷载及地震作用;手算完成结构一个主轴方向的内力分析,进行框架梁、柱的内力组合,完成构件截面设计;同时,可采用工程设计软件PKPM计算结构内力及配筋,并与手算结果进行对比分析。完成楼梯的计算和配筋,完成板的配筋计算。四是绘制结构施工图。
4结束语
【关键词】多层砼框架;房屋建筑;结构设计
1前言
多层砼框架房屋建筑结构比较灵活、且结构明确,尤其是这种房屋框架的整体性比较强,具有良好的抗震能力。正是多层砼框架房屋建筑结构中的特点,才广泛应用于现代房屋建筑结构中。但是应在实际设计和应用中把握良好,否则,就会出现各种设计问题。下面根据笔者在多年的实践经验中,对多层砼框架建筑结构设计问题进行分析和讨论。
2多层砼框架基础承载力以及独立基础设计分析
有关多层砼框架房屋建筑在设计的时候,一般都要遵循着一定的原则,尤其是在多层框架房屋在六层以下的情况,大多采用的基础是独立基础。这是按照相关建筑抗震设计规范文件中的规定要求而做的,如果地基的主要受力层,没有较多的软弱粘土,且房屋的楼层没有八层,高度一般不高于25m的情况时,可以不用考虑天然地基抗震承载力计算,以及相关的基础抗震设计验算等设计,这些民用多层混凝土框架或者是房屋建筑荷载的基础荷载差不多的多层框架厂房等,都可以免去这些设计和相关抗震承载力验算。不过,这些多层砼结构框架的相关基础,在设计的时候一定要考虑到风荷载的影响。可以说,钢筋混凝土多层框架房屋在结构设计中的整体运算,都要考虑到风荷载影响,这一点非常重要,不可因为在震区的多层砼框架房屋建筑中的风荷载不属于主要控制作用,而忽略或者是不计算其设计值。此外,在进行独立基础的设计时,还要分析基础顶层的外荷载,一般是柱脚内力的设计值,不能只考虑一些轴力设计值,以及弯矩设计值,还要考虑到剪力设计值,在考虑这些设计值的取值时,一定要周全,综合分析和设计,避免出现基础设计尺寸小的问题,同时也要注意不可使配筋少,要保证独立基础本身的安全,以及房屋建筑的上部结构的安全和可靠。
3多层砼框架计算简图设计和案例分析
针对多层砼框架房屋建筑中,如果没有地下室的情况,其独立基础一般埋置是比较深的。通常应在-0.05m处设置相关基础拉梁,需要把基础拉梁按照层一进行设计和输入。具体来看,以某地多层砼框架房屋建筑,在实际的设计中,其为三层砼框架结构,属于丙类建筑,案例中的建筑场地属于II类。框架的楼层高度为3.3m,基础埋深为4.0m,高度在0.8m,测得框架建筑内部和外部的高度相差为0.45m。本案例中的,按照相关建筑设计抗震的标准来看,一般是在7度震区中,这种多层砼框架房屋建筑抗震等级为三级。相关设计人员对此三层砼框架房屋建筑进行计算和设计分析,在计算中取首层层高值为3.35m,设定本框架房屋嵌固在-0.05m的基础拉梁顶面,然后进行基础拉梁断面设计,同时设计配筋构造分析,一般是根据中心受压来进行计算先关数值。可以确定的是,运用这种方式进行计算,其简图的计算结果是不当的。设计人员在实际设计时,一定要注意构造设计拉梁问题,其无法平衡柱脚弯矩的问题,还要注意多层砼框架结构中,其底柱高度的取值问题,一般是从基础顶面到首层楼盖顶面的高度来进行计算的。要按照建筑工程的实际经验,按照4层的框架结构来进行设计和分析,也就是说在基础拉梁层,一定要按照层一输入,且拉梁在有作用荷载的情况下,还要将拉梁上的荷载计算进去。最后,才得出框架剪力首层层高为3.15m,而二层层高在3.35m,相对于三层、四层的层高是3.3m。然后按照建筑抗震设计的相关规定和标准计算,将框架柱底层的柱脚弯矩值进行计算,一般情况下,要和系数1.15相乘。在框架设计过程中,如果有拉梁层的设计中,需要注意的问题在于,要分析底层柱配筋问题,看起由哪方面控制,是属于基础顶面截面控制亦或是基础拉梁顶面等截面控制的。此外,还要周全分析到地基土问题,然后计算简图,才能科学,在进行实际的电算过程中,对地下室的层数填写上,可以设定为1,然后进行复算,将这两次的计算结果做配筋设计分析。
4多层砼框架设计中的基础拉梁层模型分析
在进行多层砼框架的设计过程中,应重视基础拉梁层的计算问题,应符合现场施工的实际要求。一般情况下,基础拉梁层是没有楼板的,而且在进行有关框架整体设计和计算的过程中,对于楼板厚度问题上,设置大多为0,采用的是总刚分析方式。还有一种情况,在楼板设计计算时,尽管对楼板设置计算厚度为0,但是没有采用总刚分析方法,且在程序具体进行分析和设计的过程中,按照刚性楼面进行分析和设计,这种计算和分析和实际情况不相符。尤其是在多层砼框架的房屋建筑平面出现一些不规则的时候,更要重视这个问题。在基础拉梁设计的过程中,要科学减少底层柱的相关长度,避免过大的底层位移,设置基础拉梁时,要按照框架梁来进行设计,保证箍筋的设计紧密科学,针对加强抗震性能而言,要采用短柱设计的方案。
5框架结构设计中需要重视的参数问题
首先,对于结构周期的折减系数问题,在确定其系数的时候,要考虑填充墙,使得结构的现实刚度应超过计算值。对于计算周期值应该比实际周期要长。所以,设计和计算的地震剪力比较小,且结构容易计算为不安全的情况下,要将房屋建筑的计算周期有效地加以折减。需要注意的问题是,在计算周期的时候,也不能一点不动的全部折减,折减的系数不可太大或者太小,要体现出科学合理的折减,一般在框架结构中,如果采用砌体填充墙,对其周期折减系数,可以采用0.6到0.7的系数,而相对于砌体没有太多填充物,或者是运用的是轻质砌块,可以采用0.7到0.8的系数,而在没有墙框架的时候,对于计算周期系数可以忽略。其次,对框架梁刚度放大系数的参考分析,在合理运用电算分析方式对框架进行整体计算的时候,要确定框架梁的刚度放大系数,一定要和楼面的结构形式相符合。在框架结构工程中,这个问题比较容易忽视,如果是现浇楼面或者是整体式的楼面,其框架梁的刚度放大系数可以确定在1.3到2.0之间,其计算的放大系数是比较合理的。
6结语
综上所述,对于多层砼框架房屋建筑结构在设计的过程中,一定要重视实际中的运用问题,在设计过程中一定要考虑周到,避免出现一些不良问题,保证房屋建筑的可靠性和安全性,达到相应的质量标准。使得多层砼框架的房屋结构模式更加广泛地应用到建筑领域中,并发挥出其更多的优势,促进我国建筑行业的发展和进步。
参考文献:
[1]王磊,张伯林.钢筋混凝土多层框架房屋结构设计中应当注意的几个问题[J].煤炭工程,2007,(9):29-30.
关键词:房屋建筑;结构设计;抗震性能
Abstract: according to the related code for design of building structure, combined with seismic, from site selection, structure of high aspect ratio structure plane and vertical arrangement, structure arrangement and structural components and other aspects of the analysis of structural seismic design, seismic good performance in order to design the building.
Keywords: Housing construction; structural design; seismic performance
TU318
随着建筑业日新月异的发展, 房屋建筑设计的要求也更复杂,建设方往往会要求有独特的平面布置、新颖的立面造型,同时又要求低的工程造价;而建筑师本身也会标新立异,追求个性,这本并不是坏事,但有些建筑师因为对结构及设备了解不多,尤其是有些无结构、设备配合,只做方案的建筑师,造成后期结构难以布置或不合理、违反设计规范,以致施工图无法实施,或不合理产生的浪费,给建设方造成经济损失。本文根据规范对建筑师应了解的结构设计抗震规范做一些探讨, 便于建筑与结构密切配合提高设计效率,节约造价,更好更快地设计出精品,为社会服务。
1 场地选择的问题
根据GB50011—2001 建筑抗震设计规范(2008 版)(以下简称《抗规》)3.3.1 条对抗震有利、不利和危险地段的综合评价,3.3.5 条山区建筑场地,4.1.1 条有利、不利和危险地段的划分,4.1.8 条不利地段抗震加强措施的规定, 工程项目选址应考虑从地形地貌上尽可能避开非岩质的陡坡、高耸的山丘、河岸和边坡的边缘等不利地段;从场地条件上要尽量避开饱和砂层、软弱土层、液化土、软弱不均土层等;如无法避开,则应采取工程措施处理。选择位于开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均匀中硬场地土,对建筑抗震有利的地段。工程项目的选址还要同时符合当地的总体规划和防灾专项规划的要求, 不挤占应急疏散、避难场所用地。曾经有见过在悬崖边缘或跨越10 多米高的边坡上布置建筑的总平方案, 这就是对结构和地质不了解才产生的问题,何况有时边坡支护的费用可能远大于边坡上建筑物的单体造价。
2 结构高宽比的问题
根据JGJ3—2002 高层建筑混凝土结构技术规程(以下简称《高规》)4.2.3 条规定,钢筋混凝土高层建筑结构的高宽比:在6 度__________、7 度抗震设防烈度时,A 级高度的框架、板柱—剪力墙不宜超过4,框架—剪力墙不宜超过5,剪力墙不宜超过6;B 级高度不宜超过7。只有合理的结构平面进深,才能取得良好的经济效益和抗震性能,但有些建筑设计人员在近100m 高的住宅建筑方案中, 平面中只有11m~12m 的进深,结构的高宽比达到9 还多,多层的平面用在高层,严重违规,结构的层间位移比根本无法控制,结构不可行,不得不重新设计总体方案,浪费了时间和精力。
3 结构平面布置的问题
根据《抗规》3.4.1 条规定,建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不应采用严重不规则的设计方案, 这对高层建筑尤为重要,《高规》4.1.2,4.1.3 条对此作出了原则规定,4.3.5,4.3.6条更作出了定量的规定。建筑物的平面布置在建筑设计中是十分重要的部分, 它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距离、墙体的布置、通道和楼电梯的位置、房间的数量和布置等, 都要在建筑的平面布置图上明确下来。而且,由于建筑使用功能不同,每个楼层的布置有可能差异很大,建筑平面上的墙体,包括填充墙、内隔墙、有相应强度和刚度的非承重内隔墙等等布置不对称,墙体和柱子分布的不对称、不协调,使建筑物在地震时产生扭转,对抗震很不利。目前设计中常出现的“细腰建筑”就是典型的平面不规则建筑,该型建筑用在低层和多层问题不大,但用在高层问题就多了。“细腰建筑”虽然建筑使用功能较好,但对结构抗震却非常不利,且在“细腰”处设置疏散楼梯间,当发生灾害时,此“细腰”或与“细腰”连接的廊道一旦破坏, 后果极为严重。因此,高层建筑设计应严格遵守《抗规》《高规》有关平面布置要求的规定,特别是核心筒周围应布置足够宽度的楼板,筒周边墙体特别是疏散楼梯间墙体不应对外临空。高层建筑中“细腰建筑”等平面特别不规则结构属“超限高层结构”,如一定要采用时应通过“超限高层结构”工程抗震设防专项审查后方能采用。震害表明,许多平面外形复杂,如平面上的外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏。9.12 中国台湾、5.12 汶川地震就有不少这样的震例。平面外形简单规则的建筑在地震中未出现较重的破坏,有的甚至保持完好无损。因此,在建筑体形的设计中,应尽可能地使平面和空间的外形简洁、规则;在平面外形上,矩形、圆形、扇形、方形等对抗震来说都是较好的体形。尽可能少做外凸和内凹的体形, 尽可能少做不对称的侧翼和过长的伸翼。在体形布置上尽可能使建筑结构的质量和刚度比较均匀地分布,避免产生因体形不对称导致质量和刚度不对称的扭转反应。在国内外的大地震中,由于防震缝设置不当,使相邻建筑物碰撞而产生震害的情况也是不少的,这是由于在相邻建筑单元之间,防震缝的宽度留得不够,导致建筑物碰撞,造成震害。另外,地震区建筑物的沉降缝,温度缝必然兼起防震缝的作用,但是,若缝的处理不当,也会造成震害。
4结构竖向布置的问题
《高程》4.4.1 条对高层建筑的竖向的体形,4.4.2 条对抗震设计的高层建筑相邻楼层的刚度,4.4.4 条对结构竖向抗侧力构件上下连续性均有明确的规定。建筑的竖向布置设计的问题在建筑设计中主要反映在建筑沿高度(楼层)结构的质量和刚度分布设计上。存在的这个问题主要是,由于建筑使用功能的不同要求,如底层或下面几层是商场、购物中心,建筑上要求是大柱距、大空间;上面的楼层则是开间较大的写字楼或布置多样化的公寓楼,低层设柱、墙很少,而上面则是以墙为主,柱很少。造成沿上下相邻楼层的质量和刚度相差过大,形成突变。在刚度最差的楼层形成对抗震极为不利的抗震承载力不足和变形很大的薄弱层,在建筑设计中必须高度重视。目前常见因层高突然变化(所谓“挑高”),或在某层抽掉柱子形成空旷(所谓“挑空”),或为追求大开间无梁无柱或错层等均导致结构竖向不规则,刚度和强度突变。此类建筑在地震中破坏最为严重,而且破坏多集中在这些薄弱部位。以上震害实例分析证明合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的,提倡平、立面简单对称。简单、对称的结构容易估计其地震时的反应,也容易采取抗震构造措施和进行细部处理。
5结构体系布置的问题
《抗规》3.5.3 条对结构体系提出了多道抗震防线的要求, 对于在大震作用下结构抗倒塌具有重要意义。一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接协同工作。抗震相对较差的砌体却也有裂而不倒的, 甚至个别私人建造的砖木结构的住宅都完好无损;同一地点,同是砌体教学楼,有的损坏严重,甚至倒塌,有的却表现良好,这就是多道抗震防线起了作用。一般高层建筑结构可根据房屋高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度因素选择结构体系。根据建筑功能的不同而有所不同, 常规如一般的商场、车站、展览馆、餐厅、停车库等多层房屋用多跨框架结构较多;高层住宅、公寓、宾馆等用剪力墙结构较多;酒店、写字楼、教学楼、科研楼、病房楼等以及综合性公共建筑用框架—剪力墙结构、框架—核心筒结构较多,同时还应注意规范的限值。
6 结语
总的来说,建筑设计是建筑抗震设计的一个重要方面,建筑设计和建筑抗震设计有着密切关系。它对建筑抗震起着重要的基础功能作用。一个优良的建筑抗震设计,必须是在建筑设计和结构设计相互配合协作共同考虑抗震的设计基础上完成。为此,要充分重视建筑设计在建筑抗震设计中的重要性, 在建筑抗震设计中更好地发挥建筑设计应有的功能。
参考文献:
[1]GB50011-2001,建筑抗震设计规范[S].
[2]JGJ3-2002,高层建筑混凝土结构技术规程[S].
[3]张维斌.多层及高层钢筋混凝土结构设计释疑及工程实例[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.
[4]魏涟.建筑结构抗震设计[M].北京:万国学术出版社,2001.
关键词:房屋建筑,结构设计,基础设计
中图分类号:TU2文献标识码: A
前言:随着我国经济的发展,建筑结构日益复杂,功能性也越来越强,建筑结构设计也要紧跟时代的步伐,不断进步。基础设计是建筑结构设计的重要环节,是提高房屋建筑结构整体稳定性的关键。在实际工作中,只有选择合理的基础设计形式,才能保证建筑质量,降低建筑成本,这也是建筑行业健康发展的需要。
房屋建筑结构设计过程中需要遵循的原则
建筑结构设计是一个全面和系统的工作,设计人员在对房屋建筑工程进行结构设计时需要遵循几个原则,首先设计人员在进行结构设计的过程中一定要从整个房屋建筑工程的整体着手,需要与业主进行良好的、有效的、及时的沟通,确保房屋建筑结构设计既符合客观方面的需要,也符合主观方面的需求;其次,设计人员在设计过程中要提前做好准备,现代的房屋建筑工程在进行基础设计的过程中,将重点都放到了房屋建筑工程的地基、基础、以及一些上部结构的构件(例如梁、板、墙柱等)方面,但是还是有一定的弊端,因为很多的房屋建筑结构设计中的基础设计并没有完全地结合实际情况,所以在施工过程中很容易遇到设计与实际情况不符的问题。
二、 房屋建筑常用的几种基础形式
1. 墙下条形基础
普遍应用的是混凝土刚性基础,它可以起到很好的抗压功能,不过抗弯、抗拉效果不是很好。一般用于地基承载力较好。压缩性较小的中小型民用建筑。它的优点是价格低,方便,可因地制宜的改造整体的刚度。此外,较好的墙下条形基础还有钢筋混凝土柔性基础,它能够很好地解决上部结构荷载较大,地基承载力又较低,且地基又不很均匀的问题,主要用于承载力较低。上部荷载较大。设有地下室且基础埋深较大的建筑。
2. 独立基础
独立基础在柱下基础中使用较多,基础的断面有方形和矩形,主要依据是不同的柱荷载偏心距。当有比较大的柱距时,独立基础相较于其他基础明显性价比更高。在多层建筑的上部结构作为框架体系的时候,如选择独立基础比较合适。此外,独立基础较普遍地应用在民用建筑的中柱,目前看来效果是不错的。
3. 柱下条形基础及十字交叉基础
当上部结构荷载较大、地基土的承载能力差的时候,一般的基础形式无法满足要求,往往会选用柱下条形基础的形式。它的刚度较大,能够调整沉降的均匀度,不过柱间距较大时这种设计则不可以采用,因此,采用这种设计要在柱间距不能过大的前提下。十字交叉基础比较适合地基的承载力比较小但柱荷载却比较大的时候,它能够较好地完成目标。不过虽然它的空间刚性较大但不能随意地使用。
4. 钢筋混凝土筏片基础
钢筋混凝土筏片基础分为筏板式和梁板式两种。适用于基础之间的空隙较小并且地基承载力较低基础的底面积出现重叠的情况。在有地下室的结构中,筏片基础作为地板结构应用较多。此外,根据荷载的大小可以选择合适的筏片基础。筏片基础的优点是整体的刚度较大,可调整整体沉降的均匀度。不过钢筋混凝土筏片基础也不是万能的,需要根据具体情况来实施。
5. 桩基础
承载力高、沉降量小是桩基础的优点。在地基变形和强度方面都无法满足要求时可采用桩基础的深基础。桩基础适应于以下情形:建筑物的上部结构荷载较大,而地基上部负载能力小,下部有可作为桩端持力层的坚实土层;天然地基上的浅基础沉降量过大,即使进行地基处理也不能满足建筑物要求;对较为重要的建筑物,虽然地基承载力尚好,但由于对控制沉降有较高要求,不允许有过大沉降,也可考虑采用;对土层不很厚,土质又较差,如做条形基础,土方量较大,可考虑采用钻孔,灌注短桩。
三、 房屋建筑结构设计中的基础设计应注意的几个问题
1. 充分考虑各种因素对地基与基础设计的影响
在地基与基础设计当中,设计人员应该充分考虑各种因素对设计方案的影响,一方面,设计人员应该利用地质勘查中所收集的各种地质数据资料,了解当地的地质构造、地震灾害情况,并通过其他途径获得气候、环境等方面的资料,在这些资料的基础上进行结构设计,这样能够最大程度地减少不良因素的影响。另一方面,运用换土垫层方法处理软土地基的时候,应该在地质勘查的基础上,了解土层构造及软土层的厚度,在此基础上计算垫土厚度,使垫层的宽度与及厚度符合安全性和经济的双重要求;需要注意垫土的选择,一般选择硬度、强度较好的砂砾,保证垫土层的稳定性。
2. 充分考虑环境温度对建筑结构的影响
在建筑结构设计上,应该考虑环境温度对混凝土基础的影响。经常出现的混凝土基础裂缝有很大一部分是由于受到外界气温的影响而产生的,比如气温骤降、保温层失效、暴雨侵袭等,都可能造成环境温度下降,使混凝土表面与环境产生温差,由于温差骤然形成,温度应力时间短,极易造成表面裂缝。因此要严格按照设计标准设置伸缩缝,不能为了设计上的简便和施工的便利用后浇带代替伸缩缝,这设计的过程中要详细计算环境温度对建筑结构的实际影响,在此基础上确定伸缩缝的宽度,保证能够达到环境温度影响的范围内。要选择合适的伸缩缝设施安装方案和合适的填充材料,这些需要在设计方案中体现出来。同时加强对于顶层屋面的保温隔热措施,对于受温度影响较大的部位来配置直径小一点的温度筋。
四、 对房屋建筑结构基础设计的建议
1.注重结构平面图设计
绘制结构平面图属于房屋建筑工程施工前期的准备工作,设计人员在绘制房屋建筑工程的结构平面图时,需要从整体出发,从大局出发,需要把国家利益和人民群众的生命财产安全放到首位,在设计过程中需要充分的考虑房屋建筑工程的防火等级、抗震等级、防水等级以及保温等级,其中,抗震等级最为重要,同时,设计人员在设计过程中还需要充分的考虑到房屋建筑工程的整体及局部的受压性。
2.做好屋顶结构图设计
一般而言,房屋建筑工程的屋面都为坡形,当建筑板之间的空隙过大,就采用梁板式的楼板;如果建筑板之间的空隙不大,就采用折板式的楼板,确保屋面结构图的设计与房屋建筑工程的整体设计能够相融合。
3.加强大样详图设计
设计人员在绘制房屋建筑工程的大样详图时,需要确保图纸的细致性和全面性,设计人员在绘制过程中,需要从提高房屋建筑工程的整体的受力性的角度出发,同时,力争在最大程度上保证房屋建筑工程外形、结构以及尺寸的一致性。
4.强化楼梯样图设计
设计人员在对房屋建筑工程的楼梯结构进行设计的过程中,主要需要考虑的就是楼梯板的挠度问题,需要保证上下层之间楼梯梁位置的一致性和精准性,同时,设计人员还要注意首段的楼梯板的基础沉降问题,如果在房屋建筑工程需要的情况下,可以在一定程度上对楼梯梁进行统一的、规范的设置。
5.做实基础设计
设计人员在对房屋建筑工程的基础进行设计的过程中,需要结合房屋建筑工程的实际情况进行设计,做到具体问题、具体分析,保证基础设计的科学性和合理性,在对混凝土的选用方面,还需要注意考虑到结构的适用性和耐久性,以荷载为参考依据对基础的宽度进行及时的、适当的调整,为房屋建筑工程整体的结构的合理性提供保障。
五、 结语
由于建筑结构的基础设计在建筑结构设计中的起着举足轻重的作用,我们在理论研究和实际工作中更应该优先考虑,着重解决。在实际工作中,只有选择合理的基础设计形式,做好每一个细节的设计,尽可能地提高房屋建筑的功能,才能保证建筑质量,降低建筑成本。随着我国经济的进一步发展,现今的建筑结构基础设计远远不能满足时代的要求,还需要广大实践者和理论家进行不断探索,从根本上确保设计质量,进而确保房屋建筑工程质量。
参考文献
关键词:房屋建筑;结构设计;基础;原则;形式
中图分类号: S611文献标识码:A 文章编号:
基于房屋建筑工程的复杂性,结构设计一直都是影响房屋建筑工程质量的重要因素,基础部分的设计尤为关键。基础设计关系到房屋建筑的整体质量,也影响建筑后续工作,无论新技术如何应用,建筑业如何发展,基础设计作为房屋建筑安全稳定的根本,其重要性都是一成不变的。
1、房屋建筑中基础设计的选取原则
房屋结构设计主要是指房屋基础结构和上部结构。由于房屋结构受到的重力恒载以及竖向静力等力的作用,其上部结构主要为其在这种受力状态下保证结构的稳定性。房屋的静态荷载一般呈垂直传递,地震作用是恰恰和静载作用相反。为了适应到结构中上部和下部的地基条件,选择基础结构异常关键。
建筑结构设计是一个全面和系统的工作,我们在设计过程中,以确保遵循四个基本原则:“刚柔相济,多道防线,抓大放小,打通关节 ”。在此基础上做好反馈工作,对建筑的具体情形具体分析,不断提高设计水平,这有这样才能满足我们的需求。
现在房屋建筑中基础设计的选取方法主要是考虑地基、基础、上部结构之间的作用力,以之作为依据选取合适的基础设计。但是,这种方法也有弊端,主要是由于很多情况下并不是根据实际情况做出的决定,而是基于一些假设,这就不可避免的带来了误差,
针对大部分设计,常规设计还是主要的设计方法,其主要理论依据是经典结构力学与弹性力学,这种设计优点是简单方便,能满足大部分要求,但是对于对地基沉降敏感的结构却不适应。
2、房屋建筑常用的几种基础形式
(1)墙下条形基础
普遍应用的是混凝土刚性基础,它可以起到承受抗压、抗拉、抗剪强度的功能,不过效果不是很好。一般来说这种基础适合建设5层以下的建筑。它的优点是价格低,方便,可因地制宜的改造整体的刚度。此外,较好的墙下条形基础还有钢筋混凝土柔性基础,它能够很好的解决上部结构荷载较大,地基承载力又较低,且地基又不很均匀的问题,在6层以上的建筑中这种基础使用较多。
(2)独立基础
独立基础可分为刚性独立基础和柔性独立基础,他们在柱下基础中使用较多,基础的断面有方形和矩形,主要依据是不同的柱荷载偏心距。当有比较大的柱距时,独立基础相较于其他基础明显性价比更高。在多层建筑的上部结构作为框架体系的时候,如选择独立基础比较合适。此外,独立基础较普遍的应用在民用建筑的中柱,目前看来效果是不错的。
(3)柱下条形基础及十字交叉基础
在柱荷载或者地基条件恶劣而不能采独立基础的时候,柱下条形基础是相对不错的选择。它的刚度较大,能够调整沉降的均匀度,不过柱间距较大时这种设计则不可以采用,因此,采用这种设计要在柱间距不能过大的前提下。十字交叉基础比较适合地基的承载力比较小但柱荷载却比较大的时候,它能够较好的完成目标。不过虽然它的空间刚性较大但不能随意的使用。
(4)钢筋混凝土筏片基础
钢筋混凝土筏片基础适用于基础之间的空隙较小并且基础的底面积出现重叠的情况。在有地下室的结构中,筏片基础作为地板结构应用较多。此外,根据荷载的大小可以选择合适的筏片基础。筏片基础的优点是整体的刚度较大,可调整整体沉降的均匀度。不过钢筋混凝土筏片基础也不是万能的,需要根据具体情况来实施。
(5)桩基础
承载力高、沉降量小是桩基础的优点。在地基变形和强度方面都无法满足要求时可采用桩基础的深基础。桩基础适应于以下情形:建筑物的上部结构荷载较大,而地基上部负载能力小,下部有可作为桩端持力层的坚实土层时;天然地基上的浅基础沉降量过大,即使进行地基处理也不能满足建筑物要求时;对较为重要的建筑物,虽然地基承载力尚好,但由于对控制沉降有较高要求,不允许有过大沉降,也可考虑采用;对土层不很厚,土质又较差,如做条形基础,土方量较大,可考虑采用钻孔,灌注短桩。
3、房屋建筑结构设计中的基础设计应注意的问题
(1)充分考虑各种因素对地基与基础设计的影响
在地基与基础设计当中,设计人员应该充分考虑各种因素对设计方案的影响,一方面,设计人员应该从前提地质勘查中所收集的各种地质数据资料,了解当地的地质构造、地震灾害情况,并通过其它途径获得气候、环境等方面的资料,在这些资料的基础上进行结构设计,这样能够最大程度的减少不良因素的影响。另一方面,运用换土垫层方法处理软土地基的时候,应该在地质勘查的基础上,了解土层构造及软土层的厚度,在此基础上计算垫土厚度,使垫层的宽度与及厚度符合安全性和经济的双重要求;需要注意垫土的选择,一般选择硬度、强度较好的沙砾,保证垫土层的稳定性。
(2)充分考虑环境温度对建筑结构的影响
在建筑结构设计上,应该考虑环境温度对混凝土结构的影响。严格按照设计标准设置伸缩缝,不能为了设计上的简便和施工的便利用后浇带代替伸缩缝,这设计的过程中要详细计算环境温度对建筑机构的实际影响,在此基础上确定伸缩缝的宽度,保证能够达到环境温度影响的范围内。要选择合适的伸缩缝设施安装方案,建议使用焊接和铆钉固定相结合的方式,能够保证伸缩装置的固定性。还要选择合适的填充材料,这些需要在设计方案中体现出来。同时加强对于顶层屋面的保温隔热措施,对于受温度影响较大的部位来配置直径小一点的温度筋。
(3)重视建筑结构的边梁设计
在边梁设计上可以增加抗扭纵筋,这个既可以加在梁腰上,也可以加在底部。在这里要充分考虑扭矩对边梁的影响,在扭矩的折减上应该有个度,以保证建筑结构整体计算中内力的平衡,由于梁传给边梁的弯距(即边梁的扭距)不仅与边梁的抗弯刚度有关,而且与边梁的抗扭刚度有关,扭矩的精确度计算比较困难。
4、对房屋建筑结构基础设计的建议
设计人员在进行房屋建筑基础设计的过程当中应站在整个房屋建筑的整体高度出发,充分考虑地基以及上部结构之间的关系,在此基础之上还要科学的结合各种假定。一般来说由于基础上部结构往往要晚于基础的设计,因此要采取相应的措施,尽可能的减少由于上部结构滞后而带来的误差,从而确保房屋结构基础设计的质量。
当前建筑结构基础设计主要是根据结构力学以及弹性力学来进行的,具有操作简单可靠性高的优点,能够保证取得较好的设计效果,尤其是对于一些地质情况比较好的基础来说更能得到满意的效果。随着钢筋混凝土框架结构在建筑结构中的广泛使用,传统的结构设计方法就显得力不从心。这是因为这种结构对于基础的要求较高,一旦出现沉降,就会收到较大的影响。采用结构力学以弹性力学计算软土地基上的条形基础也与实际的情况有很大的差距。当前高层建筑的数量不断的增多,随着建筑高度的增加,其垂直方向上的载荷也会随着增加,对地基产生的压力也会加大,这样基础在较大的载荷作用之下常常会出现沉降。因此在进行高层的框架结构设计过程当中,应该注意基础的柔性降低基础的刚度。
5、结论
由于建筑结构的基础设计在建筑结构设计中的起着举足轻重的作用,我们在理论研究和实际工作中更应该优先考虑,着重解决。在实际工作中,只有选择合理的基础设计形式,才能保证建筑质量,降低建筑成本。随着我国经济的进一步发展,现今的建筑结构基础设计远远不能满足时代的要求,还需要广大实践者和理论家进行不断探索。
参考文献:
[1]陈兴义.房屋建筑学[M] 郑州:郑州大学出版社.2008(7).
[2]陈嘉俊.论多层框架房屋结构设计中的几个要点[M] .成都:四川建枋出版社,2007(2).
【关键词】房屋建筑;结构设计;原则;方法
前言
建筑结构设计质量的好坏,在一定程度上决定了房屋建筑的使用寿命,同时也在很大程度上决定了设计单位和施工单位的综合竞争力,将对企业的经济效益和长远发展产生重要影响。同时,房屋建筑结构设计质量的好坏,直接关系到建设使用者的生命与财产安全,高质量的建筑结构设计能够赢得广大人民群众的一致好评,能够帮助企业树立良好的社会信誉和品牌形象。因此,房屋建筑的结构设计是至关重要的,设计人员一定要严格遵守相关设计规范和标准,坚持正确的设计原则和方法,尤其是对于房屋建筑物的关键部位要给予重点关注,确保建筑结构设计工作的水平和质量,为房屋建筑工程项目的顺利开展和高质量施工奠定良好的基础。
1 房屋建筑结构设计原则
房屋建筑结构设计的最根本目标就是要保证房屋建设项目的实用性和安全性,更好的满足建筑用户对建筑物的各项需求。如果无法保证建筑的结构设计水平,轻则会影响到建筑物的使用寿命,严重的甚至会引发不同程度的建筑安全事故,造成不必要的生命财产损失或经济纠纷。建筑结构设计人员在实际工作中,一定严格遵循以下几点:
1.1 善于把握建筑结构设计的重点和难点,做到“抓大放小”,增强设计工作的针对性,对于房屋建筑的关键部位,如基础、屋顶、楼梯等,一定要投入充足的时间和精力,确保建筑物关键环节的设计质量。
1.2 要通过多项设计举措,确保房屋建筑结构设计的安全性。安全是建筑结构设计过程中需要考虑的第一要素,只有在设计环节构建多条安全防线,才能更好的保证建筑用户的人身安全和财产安全。
1.3 房屋结构设计要坚持“打通关节、保持平衡”的原则。这主要是为了使建筑长期处于原始的静态下,因为当建筑物内部力量不均衡时,建筑物构建之间的静态平衡也将被打破,这时建筑物的整体结构和稳定性就会发生变化,建筑结构设计人员在设计过程中一定要考虑到这种情况,通过有效的设计措施和方法,避免建筑物构件相聚后导致的静态失衡。
1.4 房屋建筑结构设计还要坚持“刚柔相济”的原则,这有助于建筑物综合职能的实现和发挥。
2 房屋建筑结构设计的基本方法
2.1 结构平面图的设计
设计人员在进行结构平面的设计与制作时,首先要做的就是对房屋建筑的施工环境和地质环境进行考察,增强结构平面图设计的针对性和合理性。当房屋建筑位于抗震设防烈度在七度以及以上区域时,建筑结构设计人员必须通过计算机的结构软件进行建模计算。而当抗震设防烈度低于七度时,结构设计人员可以在遵守基本抗震规范的基础上,不进行建筑截面的抗震验算。因此,这时建筑设计人员可以不通过计算机结构软件进行建模计算,而是采取直接设计的方式,这有助于提高房屋建筑结构设计的效率。但是,设计人员必须对房屋建筑结构的局部受压情况和整体受压情况进行综合考虑,确保结构平面图的设计效果和设计质量。
2.2 楼梯结构设计
房屋建筑设计人员在进行楼梯结构设计时,要注意以下几个问题:(1)对于楼梯在个别位置上的不适,可以使用折板楼梯。折板楼梯钢筋在内折角处要断开分别锚固防止局部的应力集中;(2)楼梯高度的设计必须符合房屋建筑的基本要求,并保持各个楼层在位置上的一致性;(3)要确保建筑楼梯设计的扰度;(4)要避免首段梯板基础的沉降,必要时可以增加梯梁的设计,提高首段梯板基础的应力;(5)要重视梁下的净空要求和楼梯梯板的宽度。
2.3 屋顶结构图的设计
当房屋建筑的屋顶结构是坡面时,主要使用折板式和梁板式两种结构处理方法。其中,在房屋建筑的屋脊线和坡度相对简单、板跨度较小、建筑平面比较规整的情况下,一般使用折板式,相反的情况下一般采用梁板式,两种结构设计方法都是偏心受拉构件结构,要注意板配筋的处理方式和板厚的设计厚度。同时,为了便于建筑施工人员对结构图的准确理解,结构设计人员必须要有足够的结构设计意识和空间概念,对房屋建筑的整体功能和设计需求有一个整体上的把握,注重同建筑施工人员的沟通与协调。例如,在设计梁板的折角时,钢筋的布置应有大样示意图;坡屋面板的平面画法,应尽量采用大样详图和剖面示意图相结合 的方式。
2.4 基础结构设计
作为房屋建筑的基础,其设计的重要性不言而喻,设计人员在对建筑施工环境进行充分调研、选择合理结构基础的同时,还需要做好以下几点:(1)要根据房屋建筑结构使用寿命和结构耐力的各种要求,选择合理的混凝土标号;(2)在建筑基础的配筋设计环节,要合理控制基础的配筋率;(3)在设计条基交接部位的钢筋设置时,建筑结构设计工作人员要注重标准图和详图的选用,确保建筑施工人员能够更好的理解设计意图;(4)不能反复利用条基交叉处的基底面积,并严格控制建筑基础的宽度,尤其是在房屋局部墙体中有较大荷载时,同样需要对基础的宽度进行调整;(5)在对建筑基础的构造柱进行设计时,要确保其定位的准确性和合理性。
2.5 大样详图的绘制
在对建筑详图进行准确绘制的前提下,大样详图的绘制可以以建筑详图为参考依据,也可以以前期的详图为基础进行完善。其中,建筑结构设计人员不容忽视的问题是,一定要确保建筑结构在整体和局部上的受力合理性以及建筑施工的方便性,确保后期建筑施工工作的顺利开展。同时,对外形尺寸和标高的绘制,也要确保其与建筑专业在协调上的一致性。
2.6 抗震结构设计
对一般多层砌体住宅结构,应优先采用纵横墙共同承重或横墙承重的结构体系:纵横墙的布置要做到均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续。而对应钢筋砼多、高层结构住宅,则需要注意以下两点:(1)框架与抗震墙等抗侧力结构应双向布置,以便各自承担来自平行于该抗侧力结构平面方向的地震力;(2)框剪体系的各抗侧力结构要形成空间共同工作状态,除了控制抗震墙之间楼、屋盖的长宽比及保证抗震墙本身的刚度外,还需采取措施,保证楼、屋盖的整体性及其与抗震墙的可靠连接。
3 总结
随着我国社会经济的发展,城镇化战略的贯彻与实施,房屋建筑建设与结构设计的数量和规模还将进一步扩大,作为决定企业经济效益和建筑物整体质量的关键环节,建筑结构设计人员一定严格遵守结构设计的相关原则、法规和标准,坚持正确的建筑设计方法,对于在建筑结构中出现的问题和难点,有及时采取有针对性的整改措施和应对策略,确保房屋建筑工程项目的正常运转,促进房屋建筑工程经济效益和社会效益的顺利实现。
参考文献
[1]孙玲玲, 闫金环. 浅谈房屋建筑结构设计要点[J]. 科技促进发展(应用版), 2011,(04)
[2]邢贵龙. 建筑结构概念设计的优化措施分析[J]. 中国新技术新产品, 2011,(01)
[3]宿宗英, 赵丽艳. 在建筑结构设计中如何提高建筑的安全性[J]. 科技资讯, 2010,(20)