宜宾职业技术学院建筑工程系
【摘 要】建筑结构是建筑的骨架,合理的结构设计对建筑物的安全至关重要。对于建筑结构设计来说,是一项既全面又系统的工作,本文将主要针对房屋建筑结构设计的基本要点、当前房屋建筑结构设计中的常见问题以及完善建筑结构设计的有效措施进行简要分析。
【关键词】建筑结构;设计;基本要点;常见问题
一、结构的功能要求
结构设计的目的:在现有技术基础上,用最经济的手段来获得预定条件下满足设计所预期的各种功能的要求,包括安全性、适用性、耐久性。
安全性:指结构应能承受正常使用时可能出现的各种荷载和变形等作用,在偶然事件(如地震、强风)发生时及发生后结构仍能保持必需的整体稳定性,即结构仅产生局部损坏而不致发生倒塌。
2.适用性:指结构在正常使用过程中,应具有良好的工作性能。
3.耐久性:指结构在正常使用和正常维护条件下应具有足够的耐久性能,能够正常使用到预定的设计使用期限。
结构的功能要求概括起来为结构的可靠性,即在规定的时间内(设计使用年限),在规定的条件下(正常设计、正常施工、正常使用和维护),结构完成预定功能(安全性、适用性、耐久性)的能力。这是我们进行结构设计的基本出发点。
对于整个建筑物来说,其具有的建筑结构构件的种类是繁多的,不同的构件在建筑物中发挥着自己的作用,也有多个构件协调作用的,按照建筑物构件的作用程度的轻重选择合适的构件;在大多数建筑物的设计中都运用到层层设置的原则,尤其是建筑物的安全结构设计,在发生危险事故的时候人们可以通过多层建筑结构来抵抗风险,增强建筑物的安全性;要想使得建筑物的结构设计更科学,必须在建筑结构设计中遵循优劣互补的原则,太钢的建筑结构变形能力差,这类材料做建筑材料的承重能力低下,容易被摧毁。太柔的建筑结构虽具备良好的承受能力,但变形过大对建筑物的造型和结构来说也是不可取的,只有对建筑材料的优劣性能进行互补才能制造出适用的建筑材料。
二、房屋建筑结构设计中的常见问题
1、地基与基础设计问题
施工之前只对地面以上建筑结构进行详细设计,对于地基的处理只是凭借经验进行。任何房屋建筑在进行施工之前都要进行地基处理,但是真能做到正确的进行地基处理的很少,一般都是根据周边房屋建筑时对地基的处理方法或者建筑公司常用的对地基处理方法进行地基处理。这样的经验处理方法危害很大,因为不同的建筑,对地基处理的要求不同,并且不同的地方,地质不同,处理方法就更不相同。所以在进行建筑之前,应对施工现场的地质进行详细勘测,综合多方面的资料,详细进行分析,最后在地基设计完成之后再进行地面以上建筑设计。很多设计者对地基换土垫层的重要性认识不足,凭经验处理。设计者都明白在地基设计时要注意地基承载力,所以一般在地基挖掘一定深度后铺垫砂石,加强承载力,但期间未对砂石层的宽度、厚度以及铺垫砂石层的深度进行确定,这样做既不安全也不经济。
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2、楼板设计问题
楼板是建筑中主要的承重构件,通过将楼板桥接在承重墙之间,楼板就可以将建筑压力通过板面传送给承重墙、柱,增加房屋的坚固程度和建筑强度,所以不合理的楼板设计会造成严重的后果,这是必须重视的。楼板设计中出现的问题主要有:楼板需要桥接在不同的承重墙之间,但是现实施工中往往将普通墙壁当作承重墙使用,搭载楼板。楼板能承受的压力是一定的,承载楼板的墙壁承重能力也是有限的,承重墙是专门为搭载楼板设计的,而普通墙壁只是设计美观、方便用的,承重能力很差,如果将其和承重墙混用,均布载荷进行配筋设计,很容易使普通墙壁处开裂,墙壁上方的楼板断裂。其次,设计时根据经验对楼板承重进行判断,并且为了计算方便将双向板当作单向板进行设计,这种假设的楼板承重和实际情况存在很大的差别,因为单向板和双向板没有混用的可能,造成楼板一段承重很大,另外一段很小,很可能造成楼板断裂。
3、连续梁按单梁设计问题
连续梁设计的主要问题是设计者将连续梁按单梁进行设计。这种情况常常发生在房屋的阳台边梁设计上。房屋阳台边梁所承受重力、负荷较小,设计者抓住这一点在进行设计时便将连续梁按照单梁在图纸上进行设计,省时省力,但是这样做的直接后果将是建筑施工时在梁的支座处上部配置的负筋量将远远小于连续梁的状况。这样做的后果将是梁的支座处受拉区拉力明显增大,经过一段时间支座处受拉区便会出现竖向裂缝,经过发展最后梁上部栏板处也会出现明显的竖向裂缝。如果边梁长度较小,这个问题导致的后果不会非常严重,但是如果边梁很长,自身质量很大,再加上外界应力,那么问题将会越来越严重。并且阳台边梁多数直接暴露在室外,会经历四季环境变迁,受到风吹日晒,温度变化较大,对梁的收缩性能要求较高。当连续梁按照单梁设计以后,温度发生变化时梁体进行伸缩,但是由于是单梁连接,其伸缩受到另外一个单梁的约束,伸缩范围有限,同时在一定范围内也会受到挑梁的约束,从而在梁体产生伸缩应力,该应力将直接作用于梁上已经有裂缝或者梁体脆弱处,致使梁的整个支座附近沿整个梁截面四周裂缝贯通,梁体的刚性降低,成为松散的小支撑块,承重能力严重下降,直接影响使用安全。
4、承重柱截面高度设计问题
有些工程受到建筑尺寸限制或考虑美观,避免墙体表面出壳过大,把柱截面高度设计过小,使梁柱的线刚度比加大(因一些结构设计手册中规定:当梁柱的线刚度比大于 4 时,计算简图中梁柱节点可简化为铰支)把梁简化为铰支梁,柱按轴心受压计算。这种做法虽然易于进行结构受力分析,但却给房屋结构埋下了隐患。因为这样做忽略了梁柱间的刚结作用,即忽略了柱的约束弯矩,加之以柱截面的配筋较小,结构一旦受力后,柱顶抗弯强度必然不足,从而柱子与梁底相交处附近将会出现一条或多条水平裂缝,形成塑性饺。这样在正常使用情况下,柱子已开始带铰工作,这不但影响了房屋的耐久性,而且也常常引起用户的恐惧心理。更为严重的是,这样的结构一经遭遇地震作用时,将会倒塌,这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。
结束语
房屋建筑结构设计与房屋建筑结构的稳定性及后续施工的质量和效率都有着密切的关系,同时也关系到设计单位的市场形象和信誉。因此,在进行房屋建筑结构设计时,设计单位应当充分考虑影响房屋建筑结构稳定性的各项因素,并对其进行深入的分析和研究,找出其中存在的常见问题,以制定出相应的解决策略,从而提高房屋建筑结构设计的质量,有效促进后续工程施工的顺利进行。
参考文献:
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[2]姜有生.房屋结构设计常见问题探讨[J].中国科技信息,2005(16)
[3]闫世成,赫英福.谈谈房屋结构设计中应引起注意的几个问题[J].林业建设,2002(4)
论文作者:王锂1,林婷2
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第5期
论文发表时间:2016/8/25
标签:楼板论文; 结构设计论文; 地基论文; 建筑结构论文; 结构论文; 建筑论文; 梁柱论文; 《低碳地产》2015年第5期论文;