浅谈建筑结构设计的常见问题论文_黄远明

浅谈建筑结构设计的常见问题论文_黄远明

广东鸿宇建筑与工程设计顾问有限公司

摘要:近些年来,随着中国社会经济的不断发展,建筑也由单层、多层逐渐向高层方向发展,其中的结构形式也日趋多样和复杂。建筑结构设计与房屋建筑的质量和安全密切相关,所以,建筑设计人员应深入研究和分析常见的结构问题,以确保整个建筑工程的质量。为此,本文分析了常见的建筑结构设计问题,并有针对性地提出了有效的解决对策,仅供参考。

关键词:常见;建筑结构设计;问题

建筑工程结构设计环节极为重要,会直接影响整个建筑工程的质量。然而,有关调查却显示,如今依然有很多问题存在于建筑工程结构设计中,对建筑工程的使用带来了很大的影响。所以,在设计建筑结构时,设计人员应全面考虑方方面面的因素,充分应用所掌握的理论基础知识,始终认真工作,并敢于自主创新,积极解决结构设计中的这些常见问题,从而将建筑工程质量不断提高。

一、常见的建筑结构设计问题分析

1、剪力墙砌体设计问题

多层砌体上部结构便是剪力墙结构。这种结构的房屋一般是街道旁的办公楼、住宅和旅馆,且底层是邮局、餐厅、商店等,上部采用多层小开间的砌体结构。这些建筑结构形式常用于解决房屋底层需要经济性好的空间问题。有些设计人员为了增加使用面积,选用单一的立面造型,在悬挑梁上,设置二层以上的横墙和外层挑墙,并将挑梁设计在各层。但底层结构挑梁承载实际上却常常有裂缝出现,在砌体结构临街房屋中,常见这种挑梁设计,也往往会出现裂缝。

2、未准确计算楼板变形

当部分设计没有基本结构理念或布置结构缺乏必需措施时,常常用到计算楼板变形的程序。虽然数学力学模型显示,所编写的程序成立,甚至准确无误,但是却很难用于准确确定楼板变形。因为计算的基础不能实现“准确”,所以其结果更不可能“正确”。由此可见,进行的相应结构设计也必定有结构不安全问题或某些结构部位或构件过大储备安全等情况。

3、过少的屋面梁配筋

设计人员在结构建模中,为图省事,直接拷贝屋面梁下层梁规格。因为屋面梁荷载一般不大,且计算配筋也很少,所以在受力、混凝土收缩、温度变化等的影响下,这种屋面梁往往会因过小的配筋率而形成较宽的裂缝。

二、常见建筑结构设计问题的相应有效解决对策

1、基础箱、筏底板的挑板

倘若在结构上可以出挑板,并调匀底板边跨钢筋,尤其是在通长布置底板钢筋时,便不会由于边跨钢筋而将底板的整体通长筋加大,这样便十分节省;通过出挑板,可以减小附加基底应力,在基础位于人工和天然地基坎上时,便可能通过天然地基来加挑板;可以减小整体沉降,在偏心荷载下,将挑板设在特定处,还能对整体倾斜及沉降差调整;可将窗井视为挑板上砌墙,不适合再出长挑板。尽管此处板并不适合挑板计算,但这也并不绝对,在包含数层地下室、窗井密集连通内部墙体的横隔墙时,便可灵活处理;在地下具有较高的水位时,通过出基础挑板,能适当控制抗浮;但对于建筑来说,挑板的取消能方便柔性防水。

2、计算梁、板跨度

通常的跨度计算,比如,1.1倍的净跨等的规定和概念只适合设计常规结构,却并不适用于宽扁梁。简单来说,梁板结构是指有一刚性支座在梁的中心线上,并将梁的概念取消,统一视梁板为一变截面板。在这种扁梁结构中,梁高和板厚接近时,可取梁中心为计算长度,选取梁中心位置的梁厚、弯距以及板厚配筋、梁边弯距,配筋取二者中的大值。同时,也可将柱子视为超大截面梁,因此,应取柱边弯距来确定梁配筋,并通过削峰保持正常的。

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3、计算沉降

当开挖基坑时,受约束的影响,坑边位于摩擦角内的基底土并不反弹,但地基坑中心的土却反弹,且以弹性回弹为主,并人工清除回弹部分。如果基础不大,坑底约束很大,便能忽略回弹,并按基底附加应力来计算沉降。如果基坑很大,所受约束又较小,比如,箱基等,则应应按基底压力来计算沉降,并将被坑边土约束作为安全储备。

4、主梁包含次梁的地方加附加筋

通常优先加箍筋,可将附加箍筋视为:在次梁截面内,主梁箍筋不能加箍筋或短缺箍筋,补上次梁两侧,如洞口板上附加筋等。一般要有附加筋,但并不绝对。在规范中明确指出,应由横向附加钢筋来承担,梁截面高或梁下部以内的全部集中荷载。这是指不必在梁上集中的垫梁上加附加筋,而梁下部集中力却需要加附加筋,但就集中在梁截面高以内的荷载,则可视情况来定。在主次梁截面接近、较大次梁荷载时,则需要加附加筋。在主梁很高、次梁截面和荷载均过小时,比如,与板上附加暗梁十分接近,则能不对主梁加附加筋。此外,在主次梁截面都较大,比如主次深梁,且荷载也不大,则也可不对主梁加附加筋。总之,如果主梁开裂上次梁,自受压次梁区顶到底主梁截面高范围的混凝土,通过加箍筋可以承受次梁剪力时,便可不对主梁加附加筋。如果梁上集中力,在梁的整个范围剪力一样,故满足抗剪,则自然满足集中力处。如果主次次深梁比主梁的荷载和截面小,也可以满足。

5、刚性楼面的设计

要想由程序算出的结果,能大致反映真实的结构受力,而不会发生根本性误差,则要尽量采用刚性楼面楼层设计。所以,应在设计以致方案确定阶段,就先杜绝选用存在变形的楼面平面,如大开洞楼层、太长的外伸翼块、以“缩颈”连接块体、太深的凹槽缺口等。同时,还应确保布置的结构、配筋构造均合理,倘若使用功能所需,或效果理想的设计,但平面却与刚性楼板假定无法完全符合,则在设计结构时,便可考虑连系梁板的增设、洞口边暗梁边梁的加设、暗梁边梁或连系梁板配筋量的增多、引入双层配筋或斜向配筋等方法,以尽可能确保基本的刚性楼板假设,或弥补因不是绝对假定刚性楼板而导致的计算“误差”缺陷。

6、设计承重墙结构

房屋多为矩形平面,其纵向刚度远大于横向刚度,故通过数量足够的横墙,能将结构抗震性能有效提高。众所周知,震害多剪切破坏墙体,故要想将横墙的抗震能力增强,则应将其抗剪强度提高。具体应将材料强度等级提高,并将横墙轴压力增加。所以,应尽可能让横墙用作承重和隔断。在建筑房间很大时,沿进深方向设置纵墙上的梁支承,并以此来让纵墙承重。沿纵向搁置楼板,横墙承重便形成,且保持合理的横墙间距,通常可达到抗震要求,而纵墙也由于轴压力而将抗剪能力增强。此外,还可以沿竖向交替设置横纵墙承重,但实际应用却较少。在结构混合承重体系,多由两种材料动力性能及弹性模量差异较大的结构体系构成,故这种抗震结构形式并不理想。但这样可以达到建筑使用要求,且提供的使用空间也较大,既经济,又方便施工,故较多应用。总而言之,砌体结构的选择在结构抗震设计中很重要,选择时应根据抗震概念设计,综合考虑建筑的功能、施工、经济、技术等。

三、结语

总之,建筑结构设计是一种系统性的复杂工作,且有很多常见的问题存在。所以,要求设计人员拥有扎实的基础理论知识、自主创新思维、积极的工作态度。作为建筑施工的基石及前期规划环节,建筑结构设计直接和工程质量及成本挂钩。所以,设计人员还应多思考,从本地区的情况出发,根据先前的工程结构设计实况经验,将设计水平不断提高,在确保建筑质量的同时,保障人们的人身财产安全,以促进建筑事业的可持续发展。

参考文献

[1]杨静海.住宅建筑结构设计的常见问题及对策分析[J].绿色环保建材,2016(12):32-33.

[2]郑才文.浅谈建筑结构设计的常见问题及解决对策[J].建材与装饰,2017(33):93-94.

[3]孔红珊,孟庆花.浅谈房屋建筑结构设计中的常见问题与对策分析[J].现代国企研究,2017(16):134.

论文作者:黄远明

论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期

论文发表时间:2019/8/2

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