浅谈房屋建筑结构设计的原则和方法

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoyuerlga
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  摘要:近几十年来,我国的经济和社会有了长足的发展,城市化的进程也不断推进。居民对于生活质量的要求也不断提高,与此同时人们在房屋的建筑的质量和环境方面也有了一个显著的提高。其中房屋建筑的结构设计质量会对建筑的实力水平以及房屋的使用性能产生影响作用。本文结合作者多年来的现场工作经验,对房屋建筑结构设计过程中遵循的相关设计原则与设计方法进行了阐述,期望能够为建筑设计工作产生一定的参考作用。
  关键词:房屋建筑;设计原则;方法
  Abstract: In recent decades, China's economic and social development by leaps and bounds, city urbanization advancement. Residents are also increasing demand for quality of life, at the same time people in housing construction quality and environment also have a significantly improved. The structural design of housing construction quality will effect on building the strength level and the use of housing performance. In this paper, combined with field work experience the author for many years, the design principle and the design method according to building structural design process are described, and expect to have certain reference function for the architectural design work.
  Key words: Housing construction; design principle; method
  
  中圖分类号:TU3 文献标识码:A文章编号:
  
  经济的高速发展必然会对其他的相关行业和领域产生积极的推动作用,建筑行业正是在我国城市化不断推动的形势下,逐渐发展和完善。房屋建筑的结构设计较为繁琐,会涉及方方面面,同时会影响到人们的生活质量,一个好的建筑设计能够有效增加建筑的使用时间,同时优化房屋建筑的空间设计,因此房屋建筑的设计有着极其重要的影响作用,相关的建筑结构设计人员应该严格遵循相关的设计规范和设计标准,坚持正确的设计原则和设计方法,重点关注房屋建筑的一些关键部位,这样才能够有效保证房屋建筑结构设计的质量和水平,进而能够有效确保房屋建筑工程的顺利施工,同时充分保证房屋建筑的建设质量。
  1房屋建筑结构设计遵循的相关原则
  在进行房屋建筑结构设计的过程中应该达到的设计目标为:充分保证房屋建筑的建设的实用性和安全性,进而充分满足业主对于房屋建筑的相关需求。如果不能充分保障房屋建筑结构设计的质量水平,一方面会对房屋建筑的使用寿命产生影响,另外可能会对房屋建筑的日常使用功能的发挥产生影响作用,严重的情况甚至会带来不必要的建筑安全事故,进而会带来相应的生命财产损失。因此相关的房屋建筑结构设计人员在进行结构设计的过程中应该严格遵循相关的原则和规范。具体的设计原则可以总结为下面几个方面:
  1.1重视大忽略小的原则
  房屋建筑是由许多不同的房屋结构组成的综合体。其中每个不同的结构构件在房屋建筑整体性能中有着不同的功效和作用,有着不同的意义和关键性,因此在建筑结构设计过程中药对一些关键的要素进行重点分析,有效应对不利现象。
  充分把握房屋建筑结构设计的相关重点和难点,要做到在房屋建筑结构设计过程中“抓大放小”。相关的房屋建筑结构设计人员应该有针对性的,在一些房屋建筑基础、楼梯以及屋顶等较为关键的部位投入更多的时间和精力,这样才能充分保证房屋建筑结构设计的整体质量。
  1.2安全性原则
  房屋建筑在进行结构设计过程中应充分考虑到建筑的安全性,。安全性应是在房屋建筑结构设计过程中一个十分重要的要素。要在多个环节制定多条相应的安全防线,这样才能有效保证房屋建筑整体的安全性能,进而能够充分维护业主的生命和财产安全。
  1.3打通关节的原则
  在进行房屋结构设计的过程中要遵循“打通关节、保持平衡”的相关原则。这样做的原因为房屋建筑长期处于一种静止状态,当建筑物受到力的作用时候,其构件之间的静态平衡状态也会随之被打破,这就会进而影响到房屋建筑内在整体结构的稳定性。因此相关的建筑结构设计人员在进行结构设计过程中应遵循打通关节的原则,及时采取必要的措施和手段,是房屋建筑避免出现静态失衡形象。
  1.4刚柔相济原则
  在进行房屋建筑结构设计的过程中应该遵循“刚柔相济”的相关原则,使建筑物能够有效发挥相应的综合职能。如果相应的房屋建筑结构有着较强的刚性,那么相应的变形能力也会很差,当房屋受到较大的外力(地震、泥石流等)作用之下,房屋建筑将无法承重这种瞬间的承载力,将会发生局部破坏现象,最终建筑的整体将会坍塌、破坏。而对于一些刚性太低的房屋建筑,往往具有较好的变形能力,这样能够较好的削减外力作用,但是如果受力作用之下,变形过大时候,也将会使整个房屋建筑倾覆。综上,一个良好的房屋建筑体系应该刚柔相济,使刚度和柔性处于合适的比例,这样才能够较好的应对强大的外力作用。在进行房屋建筑体系的设计过程中,应结合建筑物当地的地质,气候和水文条件,认真分析后,进行综合设计。
  2房屋建筑结构设计的基本方法
  2.1结构平面图的设计
  房屋建筑设计人员在设计和制作结构平面时,应该首先对房屋建筑周围的施工环境以及地质条件进行分析和考察,有针对性的进行平面结构的设计,这样才能有效保证平面设计的合理性。当房屋建筑所处的地区相应的抗震设防烈度在七度以及以上时,相应的房屋建筑结构设计人员应充分利用相应的计算软件进行建模。当相应的抗震设防烈度小于七度时,设计人员则应在充分遵循相应的抗震规范的基础之上,不用进行相应的抗震验算,这时候结构设计人员可以在不进行计算机建模的基础之上,直接进行设计,这样房屋建筑设计的效率也提高了。同时,相关的结构设计人员应认真分析房屋建筑结构的整体受压情况以及局部受力情况,这样才能够有效保证房屋结构平面图的整体设计效果和设计质量。
  2.2楼梯结构设计
  在进行房屋建筑楼梯结构的设计过程中,结构设计人员应该遵循下面几点:
  (1)在空间较小,楼梯结构较为拥挤的个别位置,可以替换为折板楼梯。相应的折板楼梯内部的钢筋在内折角处应进行断开,在应力较为集中的部位要重点进行加固;
  (2)相应的楼梯高度应符合相应的房屋建筑设计规范,同时应使每层楼梯处于相同的标高位置;(3)在楼梯设计过程中,应使建筑楼梯具有较为适应的扰度。;(4)在结构设计中应采取措施避免首段梯板基础发生沉降现象,在必要的情况下,可以增设相应的梯梁。这样能够有效增加梯板基础的应力作用。(5)应对梁下的净空要求以及梯板的宽度进行科学的设置。
  2.3屋顶结构图的设计
  当房屋的屋顶结构为坡屋面时候,主要有梁板式和折板式两种。当相应的房屋建筑的屋脊线和坡度较为简单、板跨度较小以及建筑屋面较为平整,同时规整的情况之下,可以采用折板式;否则则采用梁板式。梁板式和折板式两种坡面的设计方法均为受拉构件结构在设计过程中应对配筋处理方式等进行着重处理。同时,结构设计人员应具有良好的设计意识和空间概念,这样才能够对房屋建筑的设计有个整体的把握,此外结构设计人员还应积极与建筑施工人员进行积极对话,增强彼此的沟通交流,这样才能够使施工人员准确理解设计方案的具体涵义。例如,在进行梁板折角处钢筋设置时,应将相应的大样详图与剖面示意图进行有效结合。
  2.4基础结构设计
  在整个房屋建筑设计过程中,基础结构的设计有着极其重要的地位。为此,在进行基础结构设计过程中,结构设计人员应事先做好相应的现场调研工,选择科学合理的基础结构。具体来说可以概括为下面的几个方面:
  (1)选择混凝土标号时候应充分满足房屋建筑相应的使用寿命以及结构耐力;(2)应在进行建筑基础的配筋的设计过程中,对相应的配筋率进行合理控制。(3)条基交接部位进行钢筋配筋设计时候,相应的结构设计人员应选择合理的建筑标准图集以及详图,这样是施工人员能够更好的理解设计者的意图,便于进行施工。(4)不能对条基交叉部位的基地面积进行反复
  利用,应对建筑基础的宽度进行严格控制,当房屋的局部墙体受到较大的荷载作用时候,应对基础的宽度进行合理调整;(5)在进行建筑基础部位构造柱设计时,应合理进行定位。
  2.5大样详图的绘制
  在准确绘制建筑详图的前提之下,将建筑详图作为依据来进行绘制大样详图。还可以根据前期的详图进行完善。在进行建筑结构设计过程中,相关的结构设计人员应该注意,一方面要保證房屋建筑受力合理,施工方便,有效促进后续工作的有效开展。此外,在绘制外形尺寸和标高时候应使之与建筑图纸协调一致。
  2.6抗震结构设计
  在进行多层砌体住宅结构的设计过程中,可以采用横墙承重或者纵横墙共同承重的结构体系。在布置纵横墙时候应使之均匀一称,在平面内应保持一致,在竖向应上下连续。对于框架结构住宅,设计人员应从下面两个方面入手:(1)应在框架以及抗震墙等结构进行钢筋双向受力布置,这样使之能够有效承担平面方向所受的外力作用;(2)在结构设计时候应将各抗侧力结构组成个共同的空间状态,一方面要对抗震墙之间楼、屋盖具有的长宽进行控制,有效确保墙体本身具有足够的刚度,另一方面还要采取必要措施使楼盖与屋盖之间应与抗震墙进行有效连接,充分保证体系的整体性。
  3.房屋结构设计中常见的问题以及处理方式
  3.1房屋结构设计地基与基础
  在众多的房屋建筑工程中,我们发现许多房屋建筑没有相应的地质详勘报告,在进行房屋建筑结构设计过程中,往往只是依靠靠建设.单位相应的口头阐述,或者对周围建筑物基础设计资料进行简单分析参照,就开展相应的施工图设计,。这种做法很难保证房屋建筑地基与基础的质量。
  在进行房屋结构地基与基础设计时,应遵循安全性、合理性以及适用性的相关原则,设计人员应在充分熟识相关地址勘察资料的前提之下,统筹计算,进而得出一项合理的设计方案,而不能想当然的轻率就作出设计决定。
  3.2房屋结构设计构造柱兼作承重柱
  砸砖混结构房屋的结构设计中,常常会运用构造柱来增强墙体的整体抗剪能力,同时有效约束砌体,使之形成一个受力整体。因此我们可以得出这样的结论,构造柱能够在维持墙体于竖向承载力,避免出现墙体裂缝以及有效提升建筑物抗震性能等方面能够发挥重要的作用。都有着十分重要的作用。然而在现实工程结构设计中,经常会发现有些结构设计方案将构造柱设置为房屋的承重柱进行使用,这种方法会明显降低构造柱对砌体产生的拉结和约束作用。同时当遭受地震等强烈地质灾害时候,构造柱部位进而会受到强烈的应力作用,首先会遭到破坏作用,在这种情况下,构造柱很难发挥自身的作用,而且成为了一个相对脆弱的承重构件。这无疑影响着房屋建筑的安全性。
  3.3房屋结构设计承重柱截面高度设计太小
  在抗震设防为在六度的地区,较多出现的结构设计问题为,承重柱设计标高的较小,难以满足房屋建筑的安全性需要。一些结构设计人员在进行房屋结构设计过程中会将六度设防错误地理解为不设防。这样就会将承重柱的界面高度值设计过小,这样会显著增加梁柱的刚度。这种设计相对建安的结构分析会为以后房屋结构的安全埋下隐患。这样做就是忽略了梁柱之间的刚结作用,进而忽略了梁柱的约束弯矩,同时相应的柱截面配筋较少,当房屋结构受到强外力作用时,柱顶的抗弯强度会显现出不足,这样的结果变为,在柱子或者梁体的底部会出现数量众多的水平裂缝。这样就影响到房屋的耐久性。一旦房屋结构遭受到地震作用,就很容易出现坍塌现象。
  3.4房屋结构设计悬挑梁梁高过小
  在进行房屋建筑结构设计过程中,设计人员往往对对梁的倾覆和强度数值进行验算,当梁高太小时候,造成的影响租用为在梁截面会受到过大的应力作用,在进行正常使用过程中,梁的截面将会出现非线性徐变,于此同时随着时间的推移,梁的挠度也会逐渐增大。这样就会在挑梁支座上部受力区域形成相应的裂缝。根据大量的数据显示,当长时间之后,挑梁的变形会形成纵向较宽的裂缝,裂缝受到外力的作用将会在梁体弯剪作用下向下延伸,形成相应的斜裂缝,此时裂缝已经对房屋结构的梁体阐述了破坏作用,影响到房屋建筑的稳定性和安全性。
  3.5房屋结构设计楼板设计
  楼板时在房屋建筑结构设计中一项十分重要的承重构件,楼板连接了周围的梁体以及墙体,能够将屋面以及楼面产生的荷载传递到相应的梁体和墙体。在进行房屋建筑楼板设计时候应连同楼板周围的柱、墙、梁等构件,周全考虑之下进行楼板的结构设计,否则会出现一系列的质量隐患。例如在进行楼板结构设计过程中,许多结构设计人员为了便于计算,往往没有充分认识到楼板的受力状态,就将双向楼板与单向楼板的作用进行计算,这样设计的受力状态不符合实际的情况,这样做的结果为,在某个方向楼板配筋过多,或者配筋过少,引起楼板裂缝现象。
  4总结
  伴随着我国社会和经济的快速发展,以及我国城镇化道路的不断推进。房屋建筑的建设规模,设计要求都在逐步提高。为了能够有效提高建筑企业的生产效益,稳步提升企业的工程质量,相关的结构设计人员应该严格遵循相关的原则和标准,结合实际情况,按照正确的设计方法进行操作,认真研究工程建设中的难点和问题,及时采取措施进行解决,同时有针对性的采取必要的应对措施和整改手段,即可以很好的保障房屋建筑工程项目的正常运转,同时能够有效实现建筑工程的经济效益与社会效益。
  
  
  
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