广东省湛江地质工程勘察院东莞分公司 524000
摘要:随着改革开放,建筑行业得到了尤为快速的发展,人们对生活、办公等场所提出更高了的要求,同时,房屋建筑行业也将面临更艰巨的挑战。其中,结构设计作为房屋建筑的关键环节,其精确程度与性能指标和房屋建筑的安全指数有很大关系,要求我们在进行房屋建筑结构设计时及时发现和解决所遇到的诸多问题,不断提高设计水平,实现房屋建筑结构设计的优化。
关键词:房屋建筑;结构设计;问题;对策
0 引 言
房屋的建设首先要以建筑设计的理念作为依托的,设计理念可以说是一个建筑工程的灵魂,随着人们生活水平的提高,人们对于房屋建筑的结构设计也提出了更高的要求,这样的现状要求房屋建筑在设计的过程中更新设计理念,根据长期的建筑设计的经验以及人们新的要求,来重新对房屋的建筑设计进行规划,找出传统设计中出现的问题,进行相应的问题分析,并及时的采取相应的措施进行改进,在建筑设计的过程中要结合多方面的因素进行考虑。在保证建筑质量的基础上尽量的满足人们的设计要求。
1 房屋结构设计中存在的问题分析
当前,房屋结构设计的现状不容乐观,还存在着诸多亟待解决的问题,这些问题主要表现在地基与基础方面的问题、构造柱作为承重柱使用、承重柱的截面高度过小、忽视了纵向框架的设计、挑梁梁高荷载选用过小五个方面具体内容:
1.1 地基与基础方面的问题
地基与基础方面的问题是房屋结构设计中存在的问题之一。在房屋结构设计中,多层房屋无地质详勘报告,在进行施工图设计前,仅仅依据建设单位口头的说明来进行设计,没有进行实地测量,有些设计师在进行地基和基础设计方面,笼统地参照附近建筑物的施工资料进行设计,也是不合理的。不仅对房屋的实际数据掌握得不准确,而且这样盲目的设计也是不安全的,对后期房屋施工造成了一定的困扰,使建筑施工存在着安全隐患。
1.2 构造柱作为承重柱使用
构造柱作为承重柱使用也是房屋结构设计的瓶颈。构造柱作为承重柱使用后,在受力方面构造柱承担了承重柱的作用,提前开始受力,这样就加大了构造柱的负荷,降低了构造柱对墙体的拉结和约束作用,而且结构一旦遭遇地震作用时,在构造柱位置必然形成应力集中,首先破坏。这样构造柱不但起不到其应有的作用,反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。
1.3 承重柱的截面高度过小
承重柱的截面高度过小也在一定程度上制约着房屋结构设计。承重柱的截面高度过小,多发生在六度抗震设防区。六度抗震设防是指抗震设防烈度为6度及以上建筑需抗震设计。对房屋结构设计者而言,一些结构设计者忽视了六度设防的重要性,仅从受力方面考虑,将承重柱的截面高度设计得过小,使梁柱的线刚度比加大,把梁简化为铰支梁,柱按轴心受压计算,这种设计方法给房屋结构的后期施工及其使用都埋下了安全隐患。
1.4 忽视了纵向框架的设计
框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而构成承重体系的结构,在房屋设计中,框架结构包括横向框架和纵向框架的设计。目前,房屋结构设计中的问题还表现在忽视了纵向框架的设计上。重视横向框架设计,忽视纵向框架设计,这种比例不协调显然是房屋结构设计不合理的表现。在框架结构设计中,无论是横向框架设计还是纵向框架设计,都应该处于同等重要的地位,在实际设计中,由于忽视了纵向框架的设计,使得经常出现梁的支座负筋,跨中纵筋及箍筋的配筋置均不足的现象。
1.5 挑梁梁高荷载选用过小
挑梁梁高荷载选用过小也使得房屋结构设计陷入困境。在房屋结构设计中,对于挑梁梁高的设计,设计者往往只注意了对梁的强度进行验算,而对挑梁梁高荷载选用过小,忽略了对梁挠度的验算。对房屋结构设计而言,梁高选用过小,不利于房屋整体的结构设计,将引起梁截面的受压区应力过高,不仅如此,一旦梁板出现裂缝,对房屋的正常使用将会造成严重的影响。
2 屋建筑结构的设计原则
2.1 坚固安全的设计原则
房屋建筑物的首要设计要求就是坚间和安全,这也是结构设计的重中之重。要保证建筑物的安全,在设计中就务必要做到刚柔并济,因为只有足够的刚度与承受能力才能保证房屋建筑能够承受较大的承重,并具有一定的抗变形能力。同时,房屋建筑具有一定的柔性的刚度,可以较好的承受外部所施加的压力。这样刚柔并济的抗压和抗变形能力,可以保证房屋建筑安全系数更卨且更加坚固,设计人员要严格遵循这一原则,并且构建完善的建筑物结构体系,为建筑物的安全性能提供保障。
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2.2科学环保的设计原则
随着新时期科学发展观的提出,房屋建筑行业的发展也应该紧跟时代发展理念,在保证房屋建筑的安全、美观等性能的同时.更要做到结构设计符合低碳环保的发展要求。房屋建筑的结构设计人员应当本着科学发展观的态度,追求人与自然的和谐发展,做一名合格的建筑结构设计师。在实际设计中,比如建筑物的外观设计,应尽量选用节能环保的建筑材料,并且要避免建筑物表面的光污染,减少建筑物施工过程中的声污染等,把对居住者健康生活和正常工作的影响程度降到最低。此外,建筑设计人员应考虑到建筑物周围的绿色植被问题,利用绿色坪地营造和谐、环保的氛围,促进人与自然的友好相处,顺应新时代科学发展观的要求。
2.3 多功能多楼层的设计原则
房屋建筑都应该有两层或以上的设计,以保证建筑物有更大的居住空间。大多数情况下,房屋建筑基本上都是多楼层在同时抵抗外部压力,此时如果局部设计出现缺陷,将会导致建筑物整体的载荷承受能力遭到破坏,影响房屋建筑的整体安全和实用功能,带来诸多安全隐患。因此,建筑结构设计师应该充分考虑到外部压力对房屋建筑整体的影响,排除居住过程中的安全隐患问题,保障房屋建筑的安全性能,达到多楼层、多功能的设计要求。
2.4 以人为本的设计原则
房屋建筑的第一服务对象是人,建筑结构设计人员要切实按照这一原则,保证建筑物的人文特性。随着时代的不断进步和科技的飞速发展,人们对房屋居住的要求越来越高,居住者都希望所居住的房屋舒适和安全,更加贴近自然,符合社会时代的发展要求和科学理念。因此,建筑结构设计师应该充分考虑居住者的住房理念和要求,注重房屋建筑的舒适性、环保性、潮流性,在设计过程中融人科学、低碳、可持续发展的理念,加强房屋建筑和时代潮流的联系,真正实现房屋建筑中的以人为本。
3 解决房屋结构设计中问题的对策
为进一步提高房屋结构设计水平,针对上述房屋结构设计中出现的问题,解决房屋结构设计中问题的对策,可以从以下几个方面入手,下文将逐一进行分析:
3.1准确计算地基的荷载值
准确计算地基的荷载值是房屋结构设计的关键。在对房屋结构地基与基础方面的设计时,设计人员应依据实际地质勘查资料,全面考虑地基和基础设计的实际数据,准确计算地基的荷载值,在详细勘测后方可进行设计。与此同时,房屋结构设计采用换土垫层设计,精确计算垫层宽度和厚度,也有利于提高地基的荷载值,使软弱地基处理既安全,又经济。另外,设计人员设计多层民用建筑时,在计算梁、柱和基础的负荷时,应按现行设计规范采用荷载折减系数计算其荷载值,确保荷载值的准确。
3.2承重大梁按承重柱设计
承重大梁按承重柱设计在房屋结构设计中也至关重要。关于房屋结构设计中承重大梁的设计,建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁上荷载和跨度都比较小时,构造柱也可布置于梁下,但此时必须按不考虑构造柱作用来验算墙体的局部承压和抗弯强度。经验算合格,方可在梁下布置构造柱。
3.3合理设计承重柱截面高度
合理设计承重柱截面高度在房屋结构设计中的作用也不容忽视。合理设计承重截面高度,应重视六度设防在房屋结构设计中的重要性,依据现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则,合理设计柱子的截面高度,确保梁柱间刚结作用的发挥,即柱的约束弯矩。另外,增大柱截面的配筋,确保承房屋结构一旦受力后,柱顶抗弯强度能满足要求,避免柱子和梁底出现水平裂缝。
3.4重视对纵向框架的设计
以X轴水平方向,Y轴竖直方向,也就是我们常见的xy坐标系参考。一般情况下沿X轴方向的是纵梁,沿Y轴方向的是横梁。框架在纵横向均布置主梁,楼板的竖向荷载沿两个方向传递。重视对纵向框架的设计是优化房屋结构设计的有效途径。纵向框架承重方案是在纵向上布置框架主梁,在横向布置连系梁。楼面的竖向荷载主要沿纵向传递。横向连系梁尺寸较小,对大空间房屋,其净空较大,房间布置灵活。
3.5控制梁截面受压区应力
控制梁截面受压区应力也有利于提高房屋结构设计水平。在房屋结构设计中,控制梁截面受压区应力有利于提高结构的抗震能力,梁高小时,截面的相对受压区高度较大,梁的延性减小,在竖向地震作用下易发生脆性破坏,从而失去承载力。因此,梁高设计不宜较小,而应根据结构的实际情况,控制梁截面受压区应力。
4 总结
房屋的结构设计是房屋建筑的起始工作,设计工作的质量直接影响着房屋建筑的质量。房屋的设计工作要根据房屋的用途和房屋的实际建筑环境进行,不能千篇一律。房屋结构设计中应注意地基的设计要稳固,结构设计要坚固,屋顶设计要符合气候特征,高度宽度设计要符合安全要求,抗震设计要严格。对于以往房屋建筑设计中存在的不足加以改正,在房屋的建筑设计中注入安全的、 合理的、 绿色的新元素。
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论文作者:简学锋
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/7/29
标签:结构设计论文; 房屋论文; 房屋建筑论文; 截面论文; 荷载论文; 地基论文; 纵向论文; 《基层建设》2016年9期论文;