摘要:随着时代的进步,我国建筑行业的发展在一定程度上对社会的进步以及经济的发展都有着直接的影响,使人们的生活居住环境得到了相对有效的改善。但是,随着人们日益提高的物质文化需求,人们对建筑结构设计方面的要求也越来越高。另外,在建筑行业发展的过程中,依旧有许多的问题存在,相关人员在对建筑结构设计的过程中要注意对问题进行合理设计和解决。笔者结合自身的工作经验,简要介绍了建筑结构设计中容易出现的一些问题。
关键词:建筑结构设计;常见问题;解决措施
1 建筑结构设计中的常见问题
1.1 悬挑梁设计中的常见问题
在悬挑梁的结构设计中,设计人员往往只验算了悬挑梁的强度和刚度,对其梁挠度却不加重视。悬挑梁的梁高常常因为选用过小,而导致悬挑梁截面的受压相对过高,随着梁挠度的不断增大,悬挑梁截面的受压区也随之发生变形,引起建筑梁板裂缝的出现,裂缝宽度也不断加宽。同时,悬挑梁的截面选用过小也会导致悬挑梁的截面相对受压区高度增加,致使悬挑梁的延性减小,一旦遇到竖向地震发生,极易受到破坏而失去承载力,不利于建筑的整体抗震性能。
1.2 承重柱截面高度设计中的常见问题
一些建筑工程为了方便进行结构受力分析,或者受到建筑尺寸的限制,或者出于建筑美观的考虑,为避免墙体表面出壳过大,常常会把承重柱截面的高度设计过小,并按轴心受压计算,同时,简化梁为铰支梁。这种做法忽略了梁柱间的刚结作用,由于柱截面的配筋很小,一旦受力,必然导致柱顶的抗弯强度不足,导致水平裂缝情况的出现。这样不但影响了房屋的实用性和耐久性,而且一旦遭遇地震影响,建筑就会面临倒塌的危险。
1.3 框架结构设计中的常见问题
在框架结构设计中,纵向框架与横向框架具有同等重要的地位。当前的建筑抗震设计规范中,明确规定要分别计算两个主轴方向的水平地震作用。但是设计人员往往只重视横向框架的设计而忽视纵向框架的设计。部分设计人员在对非抗震设计时将纵向梁按普通连续梁设计,致使无法符合框架对柱节点与纵筋、箍筋的配置要求。同时,梁柱在框架结构的抗震作用中起着决定性的作用,设计人员若考虑不到纵向地震的作用,在实际设计中经常会导致支座负筋、纵筋及箍筋配置均不足情况的出现。必须要在考虑空间作用的同时,大幅度增加纵筋和增大箍筋。
1.4 构造柱设计中的常见问题
在砖混结构中,构造柱与圈梁联结,共同形成对墙体的约束,可以防止墙体裂缝,保证承载力,增强抗震性能。但是在当前砖混结构房屋的设计中,构造柱经常被兼作承重柱使用,使得构造柱提前受力,造成构造柱对墙体的拉结和约束作用降低,而且一旦遭遇地震,在构造柱的位置上必然形成应力集中,首先遭到破坏。这样不但起不到作用,反而成为薄弱部位;另外,通常情况下,构造柱一般不另设基础,构造柱兼作承重柱使用后,一旦柱底基础发生冲切、弯曲或局部承压强度过大就会导致裂缝出现。
1.5 屋面梁与配筋设计中常见的问题
主要存在两方面问题:一是屋面梁配筋设计太少。结构建模时,设计人员图方便,屋面梁直接拷贝下层梁的尺寸。由于屋面梁荷载较小,计算结果配筋不多,这样屋面梁在温度变化、混凝土收缩和受力等作用下因配筋率过低而裂缝宽度较大。二是受扭屋面梁缺少必要的腰筋。对于受扭构件《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)规定:9.1.3板中受力钢筋的间距,当板厚不大于150mm时不宜大于200mm当板厚大于150mm时不宜大于板厚的1.5倍,且不宜大于250mm。当下部钢筋多于2层时,2层以上钢筋水平方向的中距应比下面2层的中距增大一倍;各层钢筋之间的净间距不应小于25mm和d,d为钢筋的最大直径。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于设置悬挑檐口的屋面梁,在结构设计中误等同一般梁,未按受扭构件设计配筋。
1.6 楼板设计中的常见问题
楼板在建筑工程中主要承担承重作用,楼板设计中出现的问题必将影响到梁、墙和柱等的安全性能,甚至会存在严重的质量隐患。楼板设计中常见的问题有以下几个方面:一是设计人员在设计时往往简单地将双向板按单向板进行计算,导致计算假定与实际受力不符,导致一方配筋过大,一方配筋不足,致使楼板出现裂缝;二是在民用建筑的楼板设计中,某些设计人员常常错误地将隔墙的总荷载附以该板块的总面积,造成非承重隔墙配筋不足,也导致其它部分的配筋过大,造成隔墙处楼板出现裂缝;三是双向板在两个方向都会产生弯矩,计算时应用两个方向的各自有效高度。但是有的设计者仅仅采取同样的有效高度进行配筋计算,致使双向板的有效高度偏大,配筋降低,导致开明缝现象的出现。
2 建筑结构设计常见问题的解决措施
2.1 梁、板的跨度计算
在建筑结构设计的相关规范中的计算跨度,这些概念与规定只适应于常规的建筑结构设计,可是在宽扁梁的跨中挠度、配筋验算中却不适用。而对于梁板结构,其实际上可认为是在结构中线上设置以刚性支座,这样使梁的概念变得不再单一,将梁结构形式与板结构统一为一个变截面板结构。在扁梁结构计算中,梁的高度与板厚的范围较接近,因此在计算扁梁结构中,应选取梁高度的一半处的中线作为梁的弯矩取值。
2.2 提高抗震设计规范中的相关参数
针对近几年地震灾害频繁发生,给我国的建筑造成较大的危害。因此,针对地震多发地区,在抗震设防等级计算时应适当的提高一个等级,提高建筑结构的抗侧向刚度。此外,我国的建筑结构抗震设计,不仅需要提高抗震设防烈度等级,而且还需要对建筑结构的抗震设防计算方法上和结构的构造规定的安全度也要进行适当的修改,同时在结构的轴压比、配筋率、剪跨比等均需要减少与国外结构计算的差异,比如抗震设防的8度,外国就明显比我国严格。
2.3 增大结构的抗侧移性能
合理的增大抵抗弯矩结构体系的有效宽度,因为增大抵抗弯矩结构的宽度可以在很大程度上减小结构的倾覆力。同时,在结构的其它条件不变的情况下,侧向位移与结构宽度增大的三次方成线性减小。可是,在结构的加宽部分必须与原结构连接良好,结构各部分构件之间应有相互作用。研究表明,如果全部用抗弯的竖向构件来抵抗剪力的做法是不科学的。
2.4 建筑结构的节能保温设计
在重要建筑、中高层建筑、高层建筑的结构设计中,除了进行建筑结构的承载力计算外,还需要在建筑物的外墙设计中,可以采用具有节能的材料作为保温层,增加墙体对建筑物的保温隔热措施。同时采用这种措施不仅可以起到保温的作用,还可以隔热、抗裂缝、抗侧移、耐火等具有很好的作用,但不足之处就是增加建筑费用。通过对我国的建筑房顶形状进行研究发现,主要有两种形式,即平顶和坡房顶。北方由于雨水较少,房顶多建成平定形式,在建设平顶的隔热层主要为实体材料,使用具有较强的稳定性的物料,能够很好的确保房顶内的温度,隔绝外界温度传递过去。
3 结束语
综上所述,建筑结构设计是一项烦琐并且至关重要的作业,考虑到用户业主的安全,作为设计人员有必要做到仔细、到位、严格控制好每个细节。结构设计是个体系、全部的作业,要求深厚的理论常识功底,灵敏立异的思维和严格仔细负责的工作态度。千里之行,始于足下。设计人员要从一个个基本的构件算起,做到知其所以然,深刻理解标准和规程的意义,并密切配合其它专业来进行设计,在作业中应事无巨细,善于反思和总结作业中的经验和教训。
参考文献:
[1]陈雷.建筑工程结构设计总说明中的问题[J].工程建设与档案,2013(4).
论文作者:毕昌
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/27
标签:结构论文; 结构设计论文; 建筑论文; 截面论文; 裂缝论文; 常见问题论文; 楼板论文; 《基层建设》2019年第16期论文;