房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其要點(diǎn)
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其要點(diǎn)
0 引言
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑設(shè)計(jì)中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié),需要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員有豐富的知識(shí)儲(chǔ)備,靈活運(yùn)用各種知識(shí)、不斷創(chuàng)新的能力以及對(duì)工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度[1]。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足建筑設(shè)計(jì)的各種要求,做到安全、合理、經(jīng)濟(jì)、美觀、適用、便于施工。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有很多要遵循的原則:首先,要顧全大局,在整個(gè)結(jié)構(gòu)體系中各個(gè)構(gòu)件起到的作用是不一樣的,協(xié)調(diào)好各個(gè)構(gòu)件的作用時(shí)以大局為重,不能因?yàn)橐恍┘?xì)枝末節(jié)而影響到整體;其次,從建筑的安全性出發(fā),設(shè)計(jì)時(shí)要采取多道防線的原則,不能把安全寄望于某一的構(gòu)件上;另外,結(jié)構(gòu)要有合適的剛度,剛度大,抵抗變形的能力就會(huì)相對(duì)較弱,而剛度太小,外力承受能力則大,但其形變就易超出使用范圍,因此,要注意剛?cè)嵯酀?jì);最后,要注意打通關(guān)節(jié),使結(jié)構(gòu)體系能夠很好地消減外力,處于靜態(tài)平衡的狀態(tài),如果不能很好地打通關(guān)節(jié),就會(huì)使得各個(gè)構(gòu)件之間的這種平衡被打破,結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。
1 結(jié)構(gòu)圖的繪制
1.1平面圖
繪制平面設(shè)計(jì)圖示可以根據(jù)抗震設(shè)防烈度來決定是否采用軟件建模,按照抗震的設(shè)計(jì)規(guī)范,在抗震防烈度為6°并符合相關(guān)抗震措施的前提下,可以不采用軟件建模直接設(shè)計(jì),但在直接設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中,要注意整體和局部受壓的問題。而當(dāng)抗震防烈度大于6°的時(shí)候,則必須運(yùn)用結(jié)構(gòu)軟件建模。
1.2屋頂面結(jié)構(gòu)圖
屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)分為梁板式和折板式兩種,可根據(jù)建筑板的跨度和建筑平面的規(guī)整度來選取。一般情況下,跨度較大、規(guī)整度較小的建筑宜采用梁板式[2]。此外,坡屋版面的設(shè)計(jì)圖一般都采用剖面示意圖和大樣詳圖結(jié)合表示,這樣施工人員才能更好、更方便的理解設(shè)計(jì)圖。
1.3大樣詳圖
繪制大樣詳圖有兩種基本的方法,可以在原來的建筑詳圖上直接繪制,也可以拿以前的詳圖上在對(duì)局部進(jìn)行改進(jìn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行繪制。不管是采用哪種方法,都要遵守受力合理、施工方便的原則,并在尺寸上做到與建筑保持一致。
2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
2.1地基等基礎(chǔ)方面
對(duì)于地基等基礎(chǔ)方面的設(shè)計(jì),首先要考慮的便是安全問題,再設(shè)計(jì)施工圖之前,相關(guān)人員必須查看詳細(xì)的地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告,并根據(jù)這些資料,對(duì)土壤、地質(zhì)、地下水等多方面的因素進(jìn)行綜合的考察,并做出上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)類型完善的設(shè)計(jì)方案,不能僅依據(jù)耐力容許值作為安全標(biāo)準(zhǔn)[3]。對(duì)地基軟弱的環(huán)境,必須進(jìn)行換土墊層,為了加強(qiáng)低級(jí)的承受力,要采用砂墊層的方法,此外,還要計(jì)算墊層的寬度以及厚度,若未做好這些方面的設(shè)計(jì),不僅會(huì)產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)損失,還會(huì)埋下極深的安全隱患。
2.2構(gòu)造柱
在磚混結(jié)構(gòu)中,構(gòu)造柱不僅能夠提高墻體抵抗剪力的能力,與圈梁的聯(lián)結(jié)還能約束砌體,起到限制墻體裂縫開展、維持豎向承載力、提高整體結(jié)構(gòu)的抗震性的作用,在設(shè)計(jì)中,要避免構(gòu)造柱作為承重柱來使用,否則,就會(huì)使得構(gòu)造柱受力提前,不僅會(huì)造成對(duì)砌體的約束作用降低,而且,一旦遇到地震,構(gòu)造柱的位
置則會(huì)形成集中應(yīng)力而遭到破壞。其次,構(gòu)造柱生根于地圈梁中,沒有設(shè)置另外的基礎(chǔ),柱底基礎(chǔ)抵抗壓力的能力將不能滿足需求,如果發(fā)生局部受壓或者沖切作用,周圍墻體將會(huì)出現(xiàn)裂縫。因此,承重柱和構(gòu)造柱都應(yīng)按照各自的要求來設(shè)計(jì),避免混淆。另外,設(shè)計(jì)者往往會(huì)忽略對(duì)懸挑梁梁高的設(shè)計(jì),如果梁高的選用過小,則會(huì)導(dǎo)致梁截面壓應(yīng)力過高,使懸挑梁變形,這樣的情況會(huì)使梁上板顯現(xiàn)裂縫,威脅到房屋的安全,還會(huì)使梁的延展性減小,影響梁的抗扭轉(zhuǎn)能力而發(fā)生脆性破壞。
2.3承重柱的截面高度
在不容易發(fā)生地震的區(qū)域,如果單單憑借以往的經(jīng)驗(yàn),想當(dāng)然的認(rèn)為其處于安全的條件下,將受力分析簡(jiǎn)化而使承重柱的截面高度設(shè)計(jì)得過小,很容易出現(xiàn)安全問題[4]。因此,設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)規(guī)定設(shè)計(jì)其高度。如果為了簡(jiǎn)化而將梁看成是鉸支梁,就會(huì)忽略承重柱對(duì)梁的彎矩作用以及兩者之間的剛結(jié)作用,降低了柱頂?shù)挚箯澗氐哪芰,使得靠進(jìn)承重柱梁底的區(qū)域出現(xiàn)水平裂縫,違反了抗震的規(guī)范,埋下極大的安全隱患。另外,要按照抗震規(guī)范中的要求對(duì)框架的橫向和縱向進(jìn)行合理的設(shè)計(jì),對(duì)兩個(gè)方向的作用力都予以計(jì)算,并使抗側(cè)力構(gòu)件去承擔(dān)各方向的地震應(yīng)力,做到合理的設(shè)計(jì)。
2.4樓板的設(shè)計(jì)
對(duì)于樓板的計(jì)算,首先,不能簡(jiǎn)單地將連續(xù)板的作用按單向板的作用來計(jì)算,這樣會(huì)造成假定的計(jì)算與實(shí)際情況不符,從而導(dǎo)致某一方向配筋不足而使樓板出現(xiàn)裂縫。其次,對(duì)雙向板的計(jì)算,不能忽略泊松比的影響,如果跨中彎矩未進(jìn)行調(diào)整,得到的計(jì)算結(jié)果將會(huì)偏小。所以,雙向板的跨中彎矩鋼筋應(yīng)采用縱橫疊放的方法,并且應(yīng)將短跨方向的鋼筋放在下面,長(zhǎng)跨方向的鋼筋放在上面,計(jì)算時(shí),兩個(gè)方向的有效高度都要計(jì)算。此外,要避免發(fā)生漏算、少算載荷或者載荷折減不當(dāng)?shù)惹闆r,使計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)錯(cuò)誤。
3 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中幾個(gè)常見的問題
3.1超長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用
當(dāng)前,超長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在建筑中使用越來越普遍,但是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性比較差,且又因?yàn)楣δ芎屯庑蜕系男枰捎娩摻罨炷两Y(jié)構(gòu)的建筑很少設(shè)有伸縮縫,這就使得混凝土建筑物常常出現(xiàn)裂縫,產(chǎn)生裂縫不僅對(duì)建筑的防水性、抗凍性、鋼筋的抗腐蝕性、結(jié)構(gòu)的承載力有非常嚴(yán)重的影響,而且還會(huì)影響到建筑物的美觀和使用壽命,目前常用的膨脹加強(qiáng)帶和后澆帶的方法,對(duì)補(bǔ)償鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)收縮有很好的效果。
3.2 PKPM系列軟件應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意的問題
首先,基于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性,在對(duì)鋼筋混凝土進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)必需要進(jìn)行周期折減,相關(guān)的規(guī)定中有具體的說明,計(jì)算時(shí)必須參照相關(guān)的數(shù)據(jù)。其次,選擇合適的結(jié)構(gòu)振型數(shù),振型數(shù)大小的選取關(guān)系到結(jié)構(gòu)的層數(shù)和結(jié)構(gòu)的形式,當(dāng)結(jié)構(gòu)的層數(shù)比較多或者是結(jié)構(gòu)層的剛度有很大的突變時(shí),例如,樓層的頂部有小塔樓或者其他外型上的突變時(shí),應(yīng)當(dāng)取大一些的振型數(shù)。另外,考慮到剪力墻的剛度都很大,因此也受到大部分的地震力,而框架相對(duì)就只承受了較少部分的地震力,如果框架根據(jù)此時(shí)的地震力設(shè)計(jì),當(dāng)剪力墻開裂便會(huì)有很大的安全隱患。因此,為了增加整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性,框架至少要承擔(dān)基底剪力的20%。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)注意的問題很多,如板面設(shè)置溫度應(yīng)力筋,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)選型,砌體承重結(jié)構(gòu)體系選型等等?傊瑢(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)要深刻的了解和掌握,并能很好的跟實(shí)際情況相結(jié)合。
4 結(jié)論
要使整個(gè)建筑工程又好又快的發(fā)展,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為其中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié),其作用也不可忽視,然而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)卻并非一項(xiàng)簡(jiǎn)單的工作,作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員不僅要有豐富的知識(shí)儲(chǔ)備,還要能靈活運(yùn)用各種知識(shí),并不斷更新自身的知識(shí)儲(chǔ)備,還要善于吸取工作當(dāng)中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的要求和標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行并抱有嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞不僅關(guān)系到工作單位的切身利益,還關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)的安全,因此,有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)問題值得我們不斷地探討。
參考文獻(xiàn)
[1]祝華純,王有權(quán).房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2009(3):45-46.
[2]王艷輝.淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題分析[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2010(2):121.