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摘 要:随着我国经济的迅猛发展,社会发展对建筑的需求越来越多,建筑的类型和功能也越来越多元化。现如今,人们日益注重生活居住环境的总体水平,不仅包括外形,内部环境,整体舒适度,更重要的是对安全方面的要求。在这种情况下,我们不得不把房屋建筑的结构设计重视起来。
关键词:房屋建筑; 结构设计
中图分类号:TU2 文献标识码:A
改革开放以来,随着经济的不断发展,我国的城市化进程不断加快,基础设施迎来了建设的高潮,作为基础设施重要组成部分的房屋建筑工程也得到了很大的发展。现如今,人们日益注重生活居住环境的总体水平,不仅包括外形,内部环境,整体舒适度,更重要的是对安全方面的要求。因为,要想做一个好的建筑设计,做好房屋建筑的结构是基础,也为房屋建筑设计的经济适用性提出了新的核心观念,并为它提供了一个思路。
近年来,房价越来越高,虽然国家对房价的调控力度也相应增加了,但仍不能满足人们对房价的期望值。很多专家提出一个问题,怎么样才能调节房价,满足群众的需求,一部分专家认为应加强对房屋建筑的设计力度,提高设计水平,从设计上降低成本,从而使房价水平有所下降,笔者认为,加强对房屋建筑的结构设计不失为一种比较好的方法。
因为,房屋建筑的结构设计是房屋建筑设计的基础内容,我国采用的设计方法是概率极限状态法。房屋建筑的结构设计一般分为上部结构设计和基础结构设计,上部结构不仅承受房屋的竖向荷载,包括房屋自重,家具设备,人员活动等竖向力,还必须承受水平荷载,包括地震力及风荷载。因此,结构设计主要包括房屋建筑的强度、刚度和稳定性。
一、房屋建筑结构设计中存在的问题
为避免房屋建筑施工过程中出现问题,要加强对房屋建筑结构的设计,因为建筑工地是一个劳动密集场所,并且现场工具、材料众多,很容易发生事故,因此,做好结构设计工作,分析现场实施过程中的问题是很有必要的。以下就是笔者对房屋建筑结构设计过程中所提出的几个问题。
首先对屋顶结构设计时,应尽量满足客户需求,在结构形式,板配筋,节点构造等的设计应明确表现其设计意图,在结构布置时应有全局观念和整体视角。
其次是对结构平面设计时,应考慮其平面规则性及温度应力的影响,特别是砌体结构, 设计人员直接采用软件建模,过分依赖计算机计算结果,从而忽视了整体稳定及构造要求、施工因素对建筑物的影响。
第三是楼梯设计时存在的问题,建筑师往往对楼梯梁的高度及梯段的厚度难以预估,因而对梯段梁下的净高要求难以满足。所以结构设计时应注意与建筑协调,及时调整梯段长度及高度,满足梯段净高要求。
第四是在绘制建筑详图时,建筑与结构在节点处理时对粉刷层、外部线条、结构标高等的协调统一和定义有误,使得建筑建造好后与设计尺寸存在偏差。
第五是对地基基础进行设计时,忽略了土壤及地下水对砼及钢筋的影响,导致基础构件砼耐久性达不到要求,另外基础的配筋对条基、独基及基础梁最小配筋率要求不同,对条基交叉处的基底面积未考虑其重复使用,使得房屋建筑基底面积不够,工程中出现安全隐患。
二、提高结构设计质量的措施
2.1 设计好屋顶结构
由于近些年来,客户对平改坡的呼声越来越高,为满足客户的要求,许多房屋建筑的结构形式大都采用坡屋面。坡屋面结构形式主要采用折板式和梁板式,但根据适用条件的不同, 建筑师选择的结构形式也会不同,选择梁板式的原因是建筑平面不规则,板的跨度也比较大,导致屋面坡度和屋脊线的转折也相对复杂,因此,在这种情况下就会选择梁板式,相反,如果建筑的情况不是这样的话就会选择折板式。偏心受拉构件是这两种板的共同特点,板配筋时,把板负筋全部或部分拉通,使抵抗拉力时能够快速而有效。跨度决定板的厚度,一般情况下最小板厚100毫米,梁板折角处要处理好钢筋布置及构造大样。
2.2 注意结构平面布置
对房屋进行抗震设计时,要根据抗震设计规范,宜择优选用规则的形体,其抗侧力构件的平面布置宜规则对称,尽量避免楼板凹凸不规则及局部不连续。使结构受力明确,传力直接,有利于抵抗水平和竖向荷载,减少扭转影响和构建的应力集中。
在一个独立结构单元内,结构布置力求简单,规则,对称,刚度和承载力分布变化宜均匀,并尽量使结构的质量中心和刚度中心重合,以减少扭转。
2.3 对楼梯设计的强化
在设计楼梯时, 应控制梯段板的挠度,楼梯梁下的净高度必须与建筑的要求相符合, 统一楼梯梁的上下位置。若有梯段不符合要求,可采用折板楼梯,折板楼梯内折角处的钢筋应断开并分别锚固,减少其局部应力集中,对首段梯板来说,应注意沉降问题,设置必要的梯梁或起步基础。
2.4 加强房屋建筑设计中节点构造详图的绘制
对房屋建筑构造详图的绘制方式分为两种:第一是在建筑详图上直接进行绘制;第二是在改进以前做过的详图。在绘制时,节点的结构设计应合理并且便于施工,并保证建筑的立面效果,外观造型和标高尺寸需和建筑相一致协调。
2.5 对基础设计应符合实际
在对基础进行设计时,使混凝土标号与结构耐久性的要求相符合,基础配筋的最小配筋率要满足相关要求,在设置条基交接处的钢筋时,注意详图及标准图的选用,且不能重复利用条基交叉处的基底面积,要根据重复利用系数调整基础宽度及基底面积。
三、提出对优化设计的建议
第一是设计时满足对抗震的要求,保证设计的合理性。对于多层砌体房屋建筑来说,纵横墙共同承重和横墙承重的结构体系是普遍应用的结构体系。在布置纵横墙时,要确保其对称均匀,尽量平面对齐,竖向连续;不宜在房屋转角和尽头的位置设置楼梯间,结构单元不宜过长;不应在房屋转角处设转角窗;不应采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。对高层结构应布置双向抗侧力层构件,目的是抗侧力结构平面能够各自承担起双侧的相互平行的的地震力;把抗震墙之间的长宽和刚度控制好,使结构两个主轴方向的抗侧立刚度接近,可以形成框剪体系的抗侧力结构协同工作的受力状态。
第二是对房屋建筑的构造和结构计算上的合理优化。底部剪力法用于房屋建筑刚度均匀的多层结构;反之,当房屋建筑结构的刚度不均匀,塑性变形带来的集中影响就必须考虑, 此时应采用振型分解反应谱法。双向板计算查表时,材料泊松比是不能忽略的影响,不然会由于没有调整跨中弯矩,而使计算出现误差。
在荷载计算中,应尽量避免荷载折减不合理、荷载取值错误等少算或漏算荷载,使用软件计算时,应注意软件的适用范围及参数的合理选用。
结束语
总而言之,虽然房屋建筑中的结构设计相对比较简单,但亦有其复杂的一面,在设计中遇到的问题也比较多,因此,不能因其简单而不重视。作为设计技术人员,设计好房屋建筑的结构设计,是保证整个房屋建筑质量的关键,在设计的过程中,要重点把握每一步的细节,参考前任的经验,在设计的过程中进行创新,尽量使得房屋建筑的功能提升,满足广大客户的需求,提升房屋建筑的工程质量。
参考文献:
[1]《房屋建筑及结构设计》姚文娟等,高等教育出版社
[2]张玉娣,刘强一.浅析房屋建筑结构设计中的基础设计[J].黑龙江科技信息,2011,(01).
[3]张琴芝.建筑结构设计中常见问题探讨[J].广东科技,2009,(12).
[4]文晓辉.楼房结构设计及应注意事项探讨[J].广东科技,2009,(12).
[5]梁俊成,赵晖.多层框架房屋结构设计中几个常见问题[J].科技资讯,2009,(07).
关键词:房屋建筑; 结构设计
中图分类号:TU2 文献标识码:A
改革开放以来,随着经济的不断发展,我国的城市化进程不断加快,基础设施迎来了建设的高潮,作为基础设施重要组成部分的房屋建筑工程也得到了很大的发展。现如今,人们日益注重生活居住环境的总体水平,不仅包括外形,内部环境,整体舒适度,更重要的是对安全方面的要求。因为,要想做一个好的建筑设计,做好房屋建筑的结构是基础,也为房屋建筑设计的经济适用性提出了新的核心观念,并为它提供了一个思路。
近年来,房价越来越高,虽然国家对房价的调控力度也相应增加了,但仍不能满足人们对房价的期望值。很多专家提出一个问题,怎么样才能调节房价,满足群众的需求,一部分专家认为应加强对房屋建筑的设计力度,提高设计水平,从设计上降低成本,从而使房价水平有所下降,笔者认为,加强对房屋建筑的结构设计不失为一种比较好的方法。
因为,房屋建筑的结构设计是房屋建筑设计的基础内容,我国采用的设计方法是概率极限状态法。房屋建筑的结构设计一般分为上部结构设计和基础结构设计,上部结构不仅承受房屋的竖向荷载,包括房屋自重,家具设备,人员活动等竖向力,还必须承受水平荷载,包括地震力及风荷载。因此,结构设计主要包括房屋建筑的强度、刚度和稳定性。
一、房屋建筑结构设计中存在的问题
为避免房屋建筑施工过程中出现问题,要加强对房屋建筑结构的设计,因为建筑工地是一个劳动密集场所,并且现场工具、材料众多,很容易发生事故,因此,做好结构设计工作,分析现场实施过程中的问题是很有必要的。以下就是笔者对房屋建筑结构设计过程中所提出的几个问题。
首先对屋顶结构设计时,应尽量满足客户需求,在结构形式,板配筋,节点构造等的设计应明确表现其设计意图,在结构布置时应有全局观念和整体视角。
其次是对结构平面设计时,应考慮其平面规则性及温度应力的影响,特别是砌体结构, 设计人员直接采用软件建模,过分依赖计算机计算结果,从而忽视了整体稳定及构造要求、施工因素对建筑物的影响。
第三是楼梯设计时存在的问题,建筑师往往对楼梯梁的高度及梯段的厚度难以预估,因而对梯段梁下的净高要求难以满足。所以结构设计时应注意与建筑协调,及时调整梯段长度及高度,满足梯段净高要求。
第四是在绘制建筑详图时,建筑与结构在节点处理时对粉刷层、外部线条、结构标高等的协调统一和定义有误,使得建筑建造好后与设计尺寸存在偏差。
第五是对地基基础进行设计时,忽略了土壤及地下水对砼及钢筋的影响,导致基础构件砼耐久性达不到要求,另外基础的配筋对条基、独基及基础梁最小配筋率要求不同,对条基交叉处的基底面积未考虑其重复使用,使得房屋建筑基底面积不够,工程中出现安全隐患。
二、提高结构设计质量的措施
2.1 设计好屋顶结构
由于近些年来,客户对平改坡的呼声越来越高,为满足客户的要求,许多房屋建筑的结构形式大都采用坡屋面。坡屋面结构形式主要采用折板式和梁板式,但根据适用条件的不同, 建筑师选择的结构形式也会不同,选择梁板式的原因是建筑平面不规则,板的跨度也比较大,导致屋面坡度和屋脊线的转折也相对复杂,因此,在这种情况下就会选择梁板式,相反,如果建筑的情况不是这样的话就会选择折板式。偏心受拉构件是这两种板的共同特点,板配筋时,把板负筋全部或部分拉通,使抵抗拉力时能够快速而有效。跨度决定板的厚度,一般情况下最小板厚100毫米,梁板折角处要处理好钢筋布置及构造大样。
2.2 注意结构平面布置
对房屋进行抗震设计时,要根据抗震设计规范,宜择优选用规则的形体,其抗侧力构件的平面布置宜规则对称,尽量避免楼板凹凸不规则及局部不连续。使结构受力明确,传力直接,有利于抵抗水平和竖向荷载,减少扭转影响和构建的应力集中。
在一个独立结构单元内,结构布置力求简单,规则,对称,刚度和承载力分布变化宜均匀,并尽量使结构的质量中心和刚度中心重合,以减少扭转。
2.3 对楼梯设计的强化
在设计楼梯时, 应控制梯段板的挠度,楼梯梁下的净高度必须与建筑的要求相符合, 统一楼梯梁的上下位置。若有梯段不符合要求,可采用折板楼梯,折板楼梯内折角处的钢筋应断开并分别锚固,减少其局部应力集中,对首段梯板来说,应注意沉降问题,设置必要的梯梁或起步基础。
2.4 加强房屋建筑设计中节点构造详图的绘制
对房屋建筑构造详图的绘制方式分为两种:第一是在建筑详图上直接进行绘制;第二是在改进以前做过的详图。在绘制时,节点的结构设计应合理并且便于施工,并保证建筑的立面效果,外观造型和标高尺寸需和建筑相一致协调。
2.5 对基础设计应符合实际
在对基础进行设计时,使混凝土标号与结构耐久性的要求相符合,基础配筋的最小配筋率要满足相关要求,在设置条基交接处的钢筋时,注意详图及标准图的选用,且不能重复利用条基交叉处的基底面积,要根据重复利用系数调整基础宽度及基底面积。
三、提出对优化设计的建议
第一是设计时满足对抗震的要求,保证设计的合理性。对于多层砌体房屋建筑来说,纵横墙共同承重和横墙承重的结构体系是普遍应用的结构体系。在布置纵横墙时,要确保其对称均匀,尽量平面对齐,竖向连续;不宜在房屋转角和尽头的位置设置楼梯间,结构单元不宜过长;不应在房屋转角处设转角窗;不应采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。对高层结构应布置双向抗侧力层构件,目的是抗侧力结构平面能够各自承担起双侧的相互平行的的地震力;把抗震墙之间的长宽和刚度控制好,使结构两个主轴方向的抗侧立刚度接近,可以形成框剪体系的抗侧力结构协同工作的受力状态。
第二是对房屋建筑的构造和结构计算上的合理优化。底部剪力法用于房屋建筑刚度均匀的多层结构;反之,当房屋建筑结构的刚度不均匀,塑性变形带来的集中影响就必须考虑, 此时应采用振型分解反应谱法。双向板计算查表时,材料泊松比是不能忽略的影响,不然会由于没有调整跨中弯矩,而使计算出现误差。
在荷载计算中,应尽量避免荷载折减不合理、荷载取值错误等少算或漏算荷载,使用软件计算时,应注意软件的适用范围及参数的合理选用。
结束语
总而言之,虽然房屋建筑中的结构设计相对比较简单,但亦有其复杂的一面,在设计中遇到的问题也比较多,因此,不能因其简单而不重视。作为设计技术人员,设计好房屋建筑的结构设计,是保证整个房屋建筑质量的关键,在设计的过程中,要重点把握每一步的细节,参考前任的经验,在设计的过程中进行创新,尽量使得房屋建筑的功能提升,满足广大客户的需求,提升房屋建筑的工程质量。
参考文献:
[1]《房屋建筑及结构设计》姚文娟等,高等教育出版社
[2]张玉娣,刘强一.浅析房屋建筑结构设计中的基础设计[J].黑龙江科技信息,2011,(01).
[3]张琴芝.建筑结构设计中常见问题探讨[J].广东科技,2009,(12).
[4]文晓辉.楼房结构设计及应注意事项探讨[J].广东科技,2009,(12).
[5]梁俊成,赵晖.多层框架房屋结构设计中几个常见问题[J].科技资讯,2009,(07).