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【摘 要】 随着国民经济的快速增长,建筑行业也得到了巨大的发展控制,随着房屋建筑从单层、多层朝着高层建筑发展,房屋结构形式也逐渐变得多样与复杂。本文主要对房屋建筑结构设计中常见问题进行了简要分析。
【关键词】 房屋建筑;结构设计;措施
我国建筑行业发展迅速,但是在建筑结构设计过程中往往存在一些不合理的问题,这些问题的存在,不仅给工程建设埋下了安全隐患,也给国家和人民的生命财产带来了重大威胁,因此必须引起各级建设行政主管部门和工程建设技术人员的高度重视。
一、建筑结构设计的主要内容
1、建筑设计的一般程序
一般情况下建筑物的设计程序为建筑结构设计、给水排水设计,电气设计和暖气通风设计等,建筑物的结构设计是建筑的基础,是建筑设计中最主要的组成部分,只有将结构设计工作做好了,才能使得建筑物的功能更齐全。其结构设计主要分为建筑方案设计、建筑结构分析、建筑构件设计和绘制工程施工图四部分。
2、建筑物结构设计的基本要求
建筑结构设计是建筑设计的基础,为有效保证建筑物的质量达到所需的要求,必须严格遵循以下设计要求对建筑物的结构进行设计:首先要对建筑物的结构构件的承载能力的极限值进行精准的计算,选择承重能力强的结构构件;其次对多种构件组合的相互作用和影响进行分析,选择相互作用和影响最有利的构建组合;最后要对建筑物的抗震性能进行研究设计,一般情况下我国的抗震设防烈度在6-9度之间,在对建筑物的结构进行设计时,要根据施工地区的房屋高度、结构类型和烈度进行分析,采用抗震等级不同的建筑材料和结构设计。
二、建筑结构设计存在的缺陷
1、土地地基设计中存在的问题
通过对近几年的建筑施工现场和施工技术进行调查发现,有许多建筑的施工监测结果都与实际的地质勘查报告不符,建筑设计师在设计前没有考察施工地的地质情况,绘制出的施工图不符合建筑规范要求,或者施工图达到了要求,但施工方的具体施工工程与其不符,都会造成建筑设计的不规范。
2、设计质量不够高
受职业道德平的影响,很多设计人员在图纸制作时“偷工减料”,结构设计过于草率,施工图中必须具备的系统图、大样图、相关剖视图没有全部到位;对必须用图纸反映的内容只标注“见图集”、“由设备厂家确定”等,施工图设计在言语表达上不清晰,对具体的施工设计不够细致,难以对工程进行描述;而很多真实的设计依据、安全等级、耐火等级、设计参数、工程类别等问题未能交代清楚。
3、结构搭配不科学
设计师对结构设计没有进行科学划分,常会把底层设计为大空间,很少设置抗震墙。而上部砌体抗震墙多数与底部的框架梁、抗震墙难以对齐,使得结构体系分配不科学。而有的设计中抗震分类、场地类别没有正确运用,给结构设计工作造成阻碍。在材料结构设计中,对于混凝土构件常常在性能指标上达不到标准,材料质量很差;对荷载取值未能根据标准设计,出现漏算错算;少数结构设计与施工标准的合同未能达到一致,结构强度比计算低出很多,安全性能不达标。
4、建筑结构设计的质量不达标
随着人口的增多,建筑业成为当前的热门行业,许多建筑公司在进行建筑物结构设计的过程中,都会要求设计人员在制图时“偷工减料”,施工部门对建筑结构设计的草率,使得建筑物的结构不够细致,建筑物的耐火系数、安全系数、设计参数等各方面都不达标。
三、完善建筑结构设计的有效措施
1、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混凝土预制挑檐;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。
2、提高建筑结构设计的质量
随着城市面积的增大,多层建筑设计成为建筑设计的主要方向,在对多层建筑进行设计时,对那些软土层顶盖层厚度大的建筑要尤为注意,高层建筑最常出现的现象就是建筑下沉,所以在设计时应该把建筑基地的夯实当作施工重点,对建筑结构设计及设计材料的质量进行综合的考虑,有效保证建筑设计中工程指标达标,综合采用多种有效的解决措施,对建筑结构设计方案进行有力的分析,确定出最佳的设计方案,从而有效提高建筑结构设计的质量。
3、板和梁的跨度计算
通常情况下,人们所讲到的计算跨度,如净跨度的1.05倍等,一些概念和规定通常都只适用于常规的结构设计,而它对于宽扁梁往往是不适用的。板梁结构实际上就是在梁的中心线上设有一个刚性的支座,消除了单一的梁的概念,而是将梁和板统一成了一个变截面板。在扁梁结构中,当板厚和梁高相差不大时,计算的长度就应取到梁的中心处,选择梁边弯矩和板厚,以及梁中心处的弯矩和梁厚进行配筋,并且要取两者的大值。实际的设计过程中,柱子也可以看成一个超大的截面梁,因此在对梁配筋时应选择柱边弯矩,削峰是比较正常的,存在问题时往往都是不削峰的。
4、设计刚性楼面
为了确保程序计算结构能够真实的反映出建筑结构的实际的受力情况,设计人员应尽量将楼层设计成刚性的楼面。而怎样才能设计成刚性楼面呢?首先设计人员设计时不应采用楼面有变形的平面;同时设计人员应充分的保证配筋的构造以及结构的布置方式,当然如果有些建筑结构无法完全的满足刚性楼面的假定,但是其使用功能是确实需要的,并且本身建筑结构的设计效果又是十分优秀的,那么设计人员在设计时就应通过采取采用斜向配筋、提高边梁暗梁的配筋数量、增加梁系梁板、采用双层的配筋形式以及洞口边加设边梁和暗梁等办法,尽量弥补因其不是绝对的刚性楼板假定而产生的误差,或是使其尽量的符合刚性楼板的假定条件。
5、沉降计算
在基坑开挖的过程中,摩擦角范围内的坑边的基底土是要受到一定的约束的,所以它是不反弹的,那么坑中心位置处的地基土就是要反弹的,而回弹的部分就需要人工的进行清理。而如果基礎较大时,其受到了约束就比较小,箱基就是这种类型的,在对其进行沉降的计算时就要按照基底的压力进行计算,被坑边土所约束的那一部分就可以看作是用于安全储备的,这也是计算出来的沉降值是要大于实际施工中的沉降值的主要原因。而如果当基础很小时,那么其受到了约束就是很大的,这时就可以忽略回弹的部分,所以在计算沉降时就应按照基底的附加应力进行计算。
房屋建筑的结构设计作为房屋建设非常重要的组成部分,同时也是一项全面、系统的工作,它需要设计人员工作态度严肃认真、创新思维灵活、基础理论知识扎实。所以,在对建筑机构进行设计时,设计人员要从基本构建算起,落实工作细节,严把质量关,同时与其他专业的设计紧密配合,尽最大可能使建筑工作圆满完成,从而为社会提供安全可靠、设计美观、功能齐全的建筑精品。
参考文献:
[1]田岩.房屋建筑结构设计方法及应注意的问题[J].中小企业管理与科技,2011,(7).
[2]王艳辉.浅谈房屋建筑结构设计中常见问题分析[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2010,(2).
[3]陆有国.房屋建筑结构设计中的常见工程问题解析[J].商品与质量:建筑与发展,2011,(7).
【关键词】 房屋建筑;结构设计;措施
我国建筑行业发展迅速,但是在建筑结构设计过程中往往存在一些不合理的问题,这些问题的存在,不仅给工程建设埋下了安全隐患,也给国家和人民的生命财产带来了重大威胁,因此必须引起各级建设行政主管部门和工程建设技术人员的高度重视。
一、建筑结构设计的主要内容
1、建筑设计的一般程序
一般情况下建筑物的设计程序为建筑结构设计、给水排水设计,电气设计和暖气通风设计等,建筑物的结构设计是建筑的基础,是建筑设计中最主要的组成部分,只有将结构设计工作做好了,才能使得建筑物的功能更齐全。其结构设计主要分为建筑方案设计、建筑结构分析、建筑构件设计和绘制工程施工图四部分。
2、建筑物结构设计的基本要求
建筑结构设计是建筑设计的基础,为有效保证建筑物的质量达到所需的要求,必须严格遵循以下设计要求对建筑物的结构进行设计:首先要对建筑物的结构构件的承载能力的极限值进行精准的计算,选择承重能力强的结构构件;其次对多种构件组合的相互作用和影响进行分析,选择相互作用和影响最有利的构建组合;最后要对建筑物的抗震性能进行研究设计,一般情况下我国的抗震设防烈度在6-9度之间,在对建筑物的结构进行设计时,要根据施工地区的房屋高度、结构类型和烈度进行分析,采用抗震等级不同的建筑材料和结构设计。
二、建筑结构设计存在的缺陷
1、土地地基设计中存在的问题
通过对近几年的建筑施工现场和施工技术进行调查发现,有许多建筑的施工监测结果都与实际的地质勘查报告不符,建筑设计师在设计前没有考察施工地的地质情况,绘制出的施工图不符合建筑规范要求,或者施工图达到了要求,但施工方的具体施工工程与其不符,都会造成建筑设计的不规范。
2、设计质量不够高
受职业道德平的影响,很多设计人员在图纸制作时“偷工减料”,结构设计过于草率,施工图中必须具备的系统图、大样图、相关剖视图没有全部到位;对必须用图纸反映的内容只标注“见图集”、“由设备厂家确定”等,施工图设计在言语表达上不清晰,对具体的施工设计不够细致,难以对工程进行描述;而很多真实的设计依据、安全等级、耐火等级、设计参数、工程类别等问题未能交代清楚。
3、结构搭配不科学
设计师对结构设计没有进行科学划分,常会把底层设计为大空间,很少设置抗震墙。而上部砌体抗震墙多数与底部的框架梁、抗震墙难以对齐,使得结构体系分配不科学。而有的设计中抗震分类、场地类别没有正确运用,给结构设计工作造成阻碍。在材料结构设计中,对于混凝土构件常常在性能指标上达不到标准,材料质量很差;对荷载取值未能根据标准设计,出现漏算错算;少数结构设计与施工标准的合同未能达到一致,结构强度比计算低出很多,安全性能不达标。
4、建筑结构设计的质量不达标
随着人口的增多,建筑业成为当前的热门行业,许多建筑公司在进行建筑物结构设计的过程中,都会要求设计人员在制图时“偷工减料”,施工部门对建筑结构设计的草率,使得建筑物的结构不够细致,建筑物的耐火系数、安全系数、设计参数等各方面都不达标。
三、完善建筑结构设计的有效措施
1、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混凝土预制挑檐;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。
2、提高建筑结构设计的质量
随着城市面积的增大,多层建筑设计成为建筑设计的主要方向,在对多层建筑进行设计时,对那些软土层顶盖层厚度大的建筑要尤为注意,高层建筑最常出现的现象就是建筑下沉,所以在设计时应该把建筑基地的夯实当作施工重点,对建筑结构设计及设计材料的质量进行综合的考虑,有效保证建筑设计中工程指标达标,综合采用多种有效的解决措施,对建筑结构设计方案进行有力的分析,确定出最佳的设计方案,从而有效提高建筑结构设计的质量。
3、板和梁的跨度计算
通常情况下,人们所讲到的计算跨度,如净跨度的1.05倍等,一些概念和规定通常都只适用于常规的结构设计,而它对于宽扁梁往往是不适用的。板梁结构实际上就是在梁的中心线上设有一个刚性的支座,消除了单一的梁的概念,而是将梁和板统一成了一个变截面板。在扁梁结构中,当板厚和梁高相差不大时,计算的长度就应取到梁的中心处,选择梁边弯矩和板厚,以及梁中心处的弯矩和梁厚进行配筋,并且要取两者的大值。实际的设计过程中,柱子也可以看成一个超大的截面梁,因此在对梁配筋时应选择柱边弯矩,削峰是比较正常的,存在问题时往往都是不削峰的。
4、设计刚性楼面
为了确保程序计算结构能够真实的反映出建筑结构的实际的受力情况,设计人员应尽量将楼层设计成刚性的楼面。而怎样才能设计成刚性楼面呢?首先设计人员设计时不应采用楼面有变形的平面;同时设计人员应充分的保证配筋的构造以及结构的布置方式,当然如果有些建筑结构无法完全的满足刚性楼面的假定,但是其使用功能是确实需要的,并且本身建筑结构的设计效果又是十分优秀的,那么设计人员在设计时就应通过采取采用斜向配筋、提高边梁暗梁的配筋数量、增加梁系梁板、采用双层的配筋形式以及洞口边加设边梁和暗梁等办法,尽量弥补因其不是绝对的刚性楼板假定而产生的误差,或是使其尽量的符合刚性楼板的假定条件。
5、沉降计算
在基坑开挖的过程中,摩擦角范围内的坑边的基底土是要受到一定的约束的,所以它是不反弹的,那么坑中心位置处的地基土就是要反弹的,而回弹的部分就需要人工的进行清理。而如果基礎较大时,其受到了约束就比较小,箱基就是这种类型的,在对其进行沉降的计算时就要按照基底的压力进行计算,被坑边土所约束的那一部分就可以看作是用于安全储备的,这也是计算出来的沉降值是要大于实际施工中的沉降值的主要原因。而如果当基础很小时,那么其受到了约束就是很大的,这时就可以忽略回弹的部分,所以在计算沉降时就应按照基底的附加应力进行计算。
房屋建筑的结构设计作为房屋建设非常重要的组成部分,同时也是一项全面、系统的工作,它需要设计人员工作态度严肃认真、创新思维灵活、基础理论知识扎实。所以,在对建筑机构进行设计时,设计人员要从基本构建算起,落实工作细节,严把质量关,同时与其他专业的设计紧密配合,尽最大可能使建筑工作圆满完成,从而为社会提供安全可靠、设计美观、功能齐全的建筑精品。
参考文献:
[1]田岩.房屋建筑结构设计方法及应注意的问题[J].中小企业管理与科技,2011,(7).
[2]王艳辉.浅谈房屋建筑结构设计中常见问题分析[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2010,(2).
[3]陆有国.房屋建筑结构设计中的常见工程问题解析[J].商品与质量:建筑与发展,2011,(7).