建筑工程错层结构设计若干问题思考论文_李磊

建筑工程错层结构设计若干问题思考论文_李磊

山东中怡建筑设计有限公司 山东德州 253000

摘要:现如今,人们对生活水平的要越来越高,使得建筑模式呈现出多元化的特征。结合相关调查可以发现,建筑工程错层结构由于应用功能及空间效果优越,且迎合居住者多样化的要求,所以在建筑行业中得到了广泛的使用。而如何科学设计错层结构,使其发挥出应有的价值,已成为现阶段相关人员值得深思的课题。

关键词:建筑工程;错层结构设计;干问题思考

引言

对于建筑工程的错层结构来说,因为能够有效地利用好建筑的内部空间,从而受到了人们的喜爱。但是,因为在设计错层结构过程中,因为缺少严格的标准,从而导致了诸多设计问题存在,不仅降低了工程的质量,而且严重情况下,还会威胁到人们的生命财产安全。

1建筑工程错层结构的定义与特点

1.1错层结构的定义

所谓的建筑工程错层结构,简单来说,就是围绕实际建筑功能要求,其中的楼层结构不在同一高度,同时,上下楼层楼面高差度超过一般梁截面高度的结构形式。根据实际调查情况显示,我国建筑工程错层结构有着较多的类型,其中行业人士认为错层较小的建筑结构不是错层结构。对于错层结构来说,在建设过程其标准主要包括以下几方面。第一,楼层标高相差必须大于普通框架梁的截面高度。第二,错层面积要大于该层面积的30%。第三,平面规则的剪力墙结构因竖向刚度不规则,错层附近的竖向抗侧力结构受力复杂,形成较多的应力集中部位。在评判一个建筑工程是否是错层结构时,可以围绕以上一点标准展开讨论。

1.2错层结构的特点

对于建筑工程错层结构来说,虽然有着自身的诸多特点,因为这些特点的存在,在进行错层结构设计过程中,就会引发不必要的问题,增加设计人员的设计难度。其中,建筑工程错层结构的特点主要包括以下几方面。第一,不规则的结构,以及较差的水平剪力。在错层结构中有着诸多错层的楼板,在不连续楼板结构下,就会导致楼板的受力水平不断降低,最终严重影响到整个楼板的水平承载力。第二,应力集中部位较多。在建筑工程的错层结构中,错层部分中有着诸多的薄弱层,再加上错层部位竖向抗侧力构件刚度较大,基于复杂受力情况下,就会产生较多的应力集中部位。同时,在进行错层结构设计过程中,鉴于当前对错层结构的研究现状,其中很多部位并不能准确地计算,这也会影响到设计人员的结构设计工作。第三,抗震性能差。错层结构的本质,实质上就是不规则的竖向结构,其中错层的框架结构易形成钢筋混凝土短柱体系,构造措施应加强。

2错层式住宅的利弊

2.1在使用方面的利弊

简单的说,错层式住宅是一套房子,虽然层高一样,然而不同的使用功能空间却不处于同一平面上,像客厅、卫生间等地方所处的平面高度均处于不一样的状态,并且建筑空间不在同一层次上面。显然这种方式可以在无形当中将空间利用率加以提升,同时也在一定程度上拓宽了建筑的使用功能,并在必要的情况下还可以将建筑美学等相关知识点渗透其中,目的是促使整个建筑变得简洁、美观。客观地讲,该住宅结构模式深受年轻人的喜爱与追捧,但对于老年人以及孩子来说不太适合,这是由于空间的错落会在无形当中给他们的生活带来影响。

2.2在结构设计方面存在的问题

通常情况下,错层结构设计往往涵盖以下几种问题:一是圈梁无法闭合;二是水平荷载无法抵抗;三是顶层温度变化大;四是墙体强度不同。针对第一种情况,究其原因在于错层结构不同使用功能空间不在同一平面,圈梁部位极易遭遇洞口,因此在具体闭合期间存在较大的难度系数,尤其是楼梯间以及外纵墙等相关部位非常明显。为进一步提高抗震性能,在对建筑工程错层结构进行设计期间一定要始终坚持均匀对称的原则不动摇,最大限度地降低不规则现象发生的概率。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对相关抗震规范进行深度剖析后可以发现,该规范中也对这些要求进行了严格规范,因此不少建筑结构都遵循了这一理念,为进一步增强建筑的可靠性提供应有的保障。然而从当前的发展趋势来看,错层结构却无法和这一要求保持一致,错层结构的主要特征之一就是结构往往处于不规则的状态,倘若发生地震,那么错层部位就会马上形成相应的弯曲应力,久而久之就不能发挥出应有的价值,甚至还会对结构质量产生严重的影响。在具体设计期间,需要将目光放在顶层温度的变化上面。因为顶层温度倘若产生较大的变化,那么温度应力的干扰也会有所扩大,长此以往就会对错层部位形成与之相匹配的弯曲应力以及剪切应力,继而对结构的可靠性产生较大的影响。

3建筑工程错层结构的加强措施

3.1提高错层剪力墙体抗震能力

为了加强建筑工程错层结构的稳定性,在设计过程中,设计人员应着重提高错层结构墙体的抗震能力。主要可以围绕抗震等级的合理选取、楼板厚度适当加强、增加部分通长钢筋这三方面来实现。首先,在选取抗震等级时,设计人员应该从建筑工程的不同部位结构出发,选择相对应的抗震等级。其中非错层部分的框架梁,可以按抗震规范要求选取抗震等级,而对于错层处的框架梁的抗震等级则应提高一度选用。对错层处剪力墙厚度设计时,设计人员应该提高一度选用抗震等级,适当的增加纵筋以及箍筋的配筋量。而非错层部分的剪力墙厚度设计过程中,按规范要求设防烈度选取抗震等级,由此一来,才能在建筑企业投入最少成本的情况下,促使整体建筑工程达到较高的抗震效果。对于错层部分相对复杂的楼板受力结构中,该部分因为存在集中的应力,在设计过程中,工作人员可以适当增加楼板的厚度。首先,应该从实际情况出发,一般情况下一层楼板厚度嵌固端的厚度大约在180mm左右,其他各层楼板的厚度不低于120mm,并且错层范围内的楼板可以采用双层双向配筋的方法,增强结构的稳定性和可靠性。

3.2设置贯通层,提升结构的稳定性

在设置贯通层,提升结构稳定性过程中,通过实际调查结果显示,该种方式是最常见也是最可靠的方式。所谓的设置贯通层,就是指每隔若干错层楼层便设置一层不错层楼层,需要设计人员科学估算出每段之间的错层楼层数。通过该种方式,不仅能够有效防止结构内部变形问题的出现,而且也能促使错层部分的负荷能力不断减小。在设计人员应用贯通层方式时,首先应该对该项方式提高重视,加以灵活的运用其中措施,促使贯通层的性能不断提高。

3.3改变楼板受力方向,提升结构安全性

从当前情况来看,我国大部分的建筑都是横墙承重,这并不适用错层结构建筑。而在错层结构设计过程中,为了促使该结构有着较强的安全性以及承载能力,设计人员可以促使楼板的受力方向发生改变,将墙体两侧楼板的受力设计成一侧纵墙承重,一侧横墙承重。由此一来,错层结构墙体就会受到较小的承重压力,促使整体结构具备较高的稳定性。

结语

基于新时代背景之下,尽管错层结构博得了众人的眼球,然而在实践当中还存在许多等待处理的难题,不但会对建筑工程质量带来不利影响,而且还会严重危及到相关人员的人身安全。因此,要科学设计错层结构,使其发挥出应有的价值。

参考文献:

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[5]沈荣飞.复杂高层建筑结构的若干关键设计技术研究[D].同济大学,2019.

论文作者:李磊

论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期

论文发表时间:2020/4/7

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