广东博意建筑设计院有限公司 528311
摘要:随着我国市场经济的发展,人们对建筑工程产品的要求日益增高。与此同时,我国建筑工程规模和建筑工程施工速度的也获得了极大的发展。人们对建筑物功能要求在改变,对建筑结构设计也提出了更高的要求。建筑结构设计是一项复杂系统的工作且是确保建筑工程质量的关键,所以搞好建筑工程的结构设计是至关重要的。本文就某一建筑工程结构设计展开探讨,仅供参考。
关键词:建筑工程;建筑结构设计;问题;对策
作为一项设计来讲,建筑结构的设计是需要扎实的建筑理论知识功底、设计人员的灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。所以,我国的建筑结构设计人员应该主动的探索建筑工程的建筑结构的创新设计以及主动总结以往的设计经验,确保建筑结构的设计质量。
一、工程案例分析:
建筑工程总建筑面积6.743万m2,东西向长200m,南北宽150m,根据建筑功能分区和立面高度分为四个独立的结构单元,分别为A、B、C、D区,均为框架结构。建筑最高接近24.0m,层数6层。功能有:商业超市、大型影院、餐饮、KTV包房、员工宿舍、商铺、仓储等地下车库建筑面积1.94万m2,为平战结合的核6级甲类人防地下室。设防烈度为6度;场地土类别为Ⅱ类;基本风压为0.35kN/m2;基础选型:根据场地的土层和岩层的勘探情况,以及拟建建筑物的荷重,可供选择的基础类型有:桩基础、天然基础。
1)桩基础:包括冲孔灌注桩和预应力砼管桩基础。由于场地岩层为硬质灰岩,贯入度击数较高,锤击管桩的烂桩率也会很高,所以不经济,也不利施工。冲钻孔灌注桩只要解决好施工质量,对桩底沉渣控制严格,保证桩身完整性,是在灰岩地区,溶岩地区一 种较好的基础型式。
2)浅基础:
根据地质资料和结构类型,可选用柱下独立基础。但根据地质勘察资料,部分范围的圆砾层厚度薄,不能当作持力层。针对地基情况,利用柱位定点勘察,对不利区域进行定点设计。对不满足持力层要求的范围进行地基处理,处理方式选用CFG复合地基。
3)地下抗浮水位的确定
由于规划的车库外边缘地面为倾斜地面,西部地面标高达到101.00米,相应的车库外侧地下水位也高,东部地面标高92.10米,相应的车库外侧地下水位也低,因此形成了水位梯度。在地下车库底部外围设置盲沟。
二、建筑结构设计采取措施
2.1梁格布置选型分析
商业中心的结构形式为框架结构,柱距为8.4x8.4m,梁格的布置可为“井”字形和“十”字形 。井字梁传力合理,可减轻框架梁的跨中弯矩,同时公共建筑具有功能多变的特点,隔墙的位置以后可能有改变,井字梁可适应这些改变,但井字梁施工稍比十字梁麻烦;十字梁施工方便,但因其支承在框架梁的跨中,导致框架梁跨中的弯矩大,同时当建筑的使用功能改变时,十字梁可能承受不住上面传来的荷载。
2.2错层分析
错层结构给结构抗震带来不利的影响,主要表现在:
(1)错层使柱子形成短柱,在水平推力作用下容易剪坏柱子;
(2)错层形成了二层楼板,削弱了楼板协调结构整体受力的能力,并使得计算模型与实际工程差异大。
(3)对于高差为500mm以内的楼板,通过增加梁的宽度和楼板的厚度避免形成错层。
(4)对于相邻楼板高差超过500mm的情况,首先应根据各功能分区的具体要求,与建筑专业协调,将高差控制在500mm以内,使其能够利用梁宽和楼板的厚度来解决错层,当建筑无法调整时,再通过结构处理。建筑室外地坪标高为4.4m,地下车库的覆土厚度为5.35m,如右图所示,覆土荷载太大,使地下车库的设计难度增大,并且增加地下车库墙板的厚度是不经济的。
设平板后,如上图所示,板面标高为4.35m,这样就没有了覆土荷载,但这样却带来了另外一个问题,室内标高5.4m,室外标高4.35m,这样楼板的高差为1.05m,形成了错层。本工程为了避免错层,利用建筑功能上的特点,将卸货平台上的结构板降低500mm,再在结构板上支承预制板,使预制板面标高回到原来的标高。
?侧向刚度不规则
第三层宿舍的层高为3.25m,第二层超市的层高为5.4m,导致第二层的侧向刚度小于第三层的70%,不满足《建筑抗震设计规范》的要求,属于侧向刚度不规则。
解决侧向刚度的方法通常有两种,一是在刚度较柔的那一层设剪力墙来提高该层的刚度,二是增加刚度较柔楼层柱子和梁的截面或减小刚度较大楼层柱子和梁的截面。
因本建筑空间的需要,不宜布置剪力墙,且布置少量剪力墙要进行包络设计,第二种方法简单,思路清晰,故本工程采用增加第二层柱子的截面同时减少第三层柱子的截面的方法解决了侧向刚度不规则。
?质量比不满足
本建筑高度接近高层建筑,所以部分要求尽量满足《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定,由于宿舍的第四层为夹层,面积小,质量轻,导致第五层的楼层质量大于第四层楼层质量的1.5倍,不能满足《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.5.6条的规定,属于楼层质量沿高度不均匀分布,通过利用影院过道上空闲置空间增设少量梁板,如图阴影部分所示,增加第四层的楼层质量,解决楼层质量沿高度不均匀问题,同时提高结构的整体性。
三、建筑结构的主梁以及楼面的设计。
首先对于主梁来说,主梁是建筑物的构架以及支撑骨架,其设计一般不会出现问题和争执,而主要还是出现在主梁处有次梁的设计上。最基本的要求是在有次梁处加箍筋。这种设计可理解为主梁箍筋在次梁截面范围无法加箍筋而在次梁的两侧补上如板上开洞口的附加筋,加强主梁及次梁的抗剪以及抗压性能,增强建筑的安全性。对于楼面的设计,要做到楼面的受力计算符合真实的受力情况,这就要求做好楼面的刚性设计。具体的设计首先应在建筑施工图设计甚至方案阶段就避免采用楼面有变形的平面,其次要从建筑的结构布置和配筋构造上给予保证,也就是通过对建筑楼面增设连系梁板和洞口边加设暗梁边梁,以及提高连系梁板或暗梁边梁的配筋量,最重要的就是尽量采用斜向配筋或双层配筋形式,这样的设计能够使得设计的计算和建筑的实际受力是符合的。
结束语:以上是本人结合自己设计的一个工程所作的简单工程技术报告。有错漏之处还请读者指出改正。在工程结构设计中,我们必须严格遵守国家在建筑上的相关规定的要求,利用现代先进的计算机技术对建筑的结构进行计算,对数据进行分析研究,秉承建筑结构设计中没有小问题只有问题的观念,对任何可能出现的问题要给予足够的重视。不仅如此,我们工作中也应该做到事无巨细,认真反思和总结工作中的经验和教训,精益求精,只有这样才能做好建筑结构设计工作,促进我国的建筑工程质量的不断提高。
参考文献:
[1]杭州奥体博览城主体育场设计——参数化设计方法在体育建筑中的应用[J]. 籍成科,郑倬华. 建筑技艺. 2011(Z1)
[2]房屋建筑结构设计中常见问题分析[J]. 王平. 技术与市场. 2010(06)
[3]探讨我国建筑结构设计存在的问题[J]. 张志峰. 建材与装饰(中旬刊). 2008(01)
论文作者:叶庆彬
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第7期
论文发表时间:2017/8/13
标签:建筑论文; 刚度论文; 标高论文; 结构设计论文; 楼板论文; 结构论文; 楼面论文; 《建筑学研究前沿》2017年第7期论文;