浅谈房屋建筑结构设计中的若干问题
2014-10-21华玉坤孙勇
华玉坤 孙勇
摘要:随着社会的发展,越来越多的房屋建筑林立在城市的大街小巷,不论高楼大厦,还是低矮的小建筑,都是需要極其严谨的结构设计工作做支撑的。建筑是千万不能图有外表的,更多的是内在。结构就是建筑最为重要的内在,建筑结构设计工作是非常重要的。本文就房屋建筑结构设计中出现的一些问题做了归纳总结,也就这些问题做了简要的探讨也简要地给出了解决问题一些理论意见。希望我国建筑结构设计施工过程能够更加规范,能让安全与质量都得到双重保证。
关键词:房屋;房屋结构;结构设计
一、前言
我国的经济发展速度自从21世纪以来,进入了一个飞速发展的时代,这也带动了我国建筑行业的快速发展,也让建筑结构设计的重要性越来越受到人们的重视,建筑的安全更是被大家关心的热点问题。同样随着这些建筑层数越来越多,高度越来越高,建筑的样式越来越复杂,设计也就越来越复杂,特别是房屋结构设计就要面对越来越多的困难。这些设计中的问题,需要我们去做探讨和研究,这对我们更好的了解建筑都是很有意义的。
二、房屋建筑结构设计的方法简介
结构平面图的设计,在设计结构平面布置图的时候,可考虑采用软件建模研究房屋所处地区的抗震需求。基础是设计的重中之重,基础设计要注意地基土的组成,承载力,地下水位线,是否存在软弱下卧层,混凝土的结构要求和耐久性要求,甲、乙级建筑建筑还须按地基变形设计。结构平面图的设计,注意与其他专业的配合,是否有降板的要求,洞口的加强处理,都是不容忽视的环节,否则在实际施工中会出现种种问题,影响施工的进度与施工的资源浪费与质量要求。屋顶面结构图的设计,梁板式和折板式两种屋面要根据实际情况选择。绘制大样详图,在建筑的标高及外形的各个尺寸都要和建筑的专业一致,这是考验结构设计者细心程度的很好表现。楼梯梯板的设计要注意挠度控制,楼梯的梯梁要满足房屋建筑的需求,梯首段是否需设计梯梁。此外,结构设计在满足安全的前提下,要尽可能的配合其他专业来满足建筑要求,要考虑到房屋的美观与居住环境的舒适度,正确的设计和绘制图纸,保证施工人员的效率和施工安全是一个优秀结构设计师的基本要求。
三、房屋建筑结构设计中的若干问题
1、桩间距过小,往往不满足规范中对桩最小中心之距的规定,特别是锚桩和试桩之间的距离,这个问题通常都会被设计人员给忽视,这就直接影响了试桩的结果,特别是对正确性的影响就比较大。桩身的钢筋往往笼长不够,对于挤土灌注桩而言,桩身的钢筋笼长度如果没有穿越软弱土层的层底,就不能满足桩基规范的重要规定,这是个房屋结构设计中常常出现的问题。
2、房屋高度和高宽比超过现行规范,不仅超过规程的限值,还超过国家地方规范。规程中已经给出了房屋的最大适用高度和高宽比限值,所以一定要加以重视。某些高层建筑房屋结构设计时,高度超过最大适用高度,或者是高宽比超出规定限值,甚至有个别建筑的高度和高宽比都出现超出规定限值的情况。在房屋结构设计过程中,对于房屋高度和高宽比都要按照要求设计,体型复杂程度超过现行规范和规程的一些高层建筑,设计时应该按照超限高层建筑进行设计。另一点不能忽视的问题,房屋适用高度除了与结构体系的类型及抗震的问题有关外,还与场地的类别与场地的结构是否规则都有一定联系。
3、结构布置不合理的问题常常出现,所以结构要尽可能规则,结构的布置才能更加的合理,这是结构设计中不能忽视的一个环节。这里的规则不仅包含了对建筑平立面外形尺寸的结构设计要求,抗侧力构件布置和质量的分布,还包括直至承载力分布问题在内等诸多因素的综合要求。由于引起结构不规则的原因多种多样,特别是那些结构复杂的建筑类型,很难用简化的一些定量指标划分其不规则程度,也能难规定限制范围。
由于规范缺乏相应的定量性设计规定,加之部分设计者对结构抗震的认识缺乏,设计中缺乏对抗震的应有的了解,有些设计人员通常对结构规则性把握都不太准确,导致了工程过程中出现了规则性较差,抗震能力严重不足不符合规范要求的建筑。
4、平面不规则,最常见的情况就是结构平面凹凸不平,平面不规则。二是平面扭转的不规则问题,比如框架剪力墙的结构设计中,纵横剪力墙的布置太过集中甚至有时候,仅仅布置在房屋的一端,这就使结构刚度的中心严重的偏离了质量中心,有时甚至是结构整体计算的第一振型为扭转振型。三是楼层错层的问题,高层建筑中往往带有较大范围的错层,这样的设计使楼层的楼板不连续,就对房屋结构抗震能力有十分不利的影响。高层建筑结构中,同时采用两种以上的复杂结构,诸如带错层结构、转换层结构、多塔楼结构、连体结构等,这些均属于复杂的结构形式,根据抗震对高层建筑规则性的要求,高层结构最好不宜同时采用两种以上的复杂结构,因为不利因素太多。高层建筑本身就有明显薄弱层,如果没有采取有效的抗震加强措施就容易给安全造成影响。高层建筑楼板,特别是首层和转换层楼板中的开洞过多过大,甚至有的楼板开洞率超过了30%,这样明显就是不符合规范也不符合常识的。
在工程设计中能避免使用就避免使用采用不规则的结构,不应采用严重不规则的结构。在进行不规则结构设计时,应采用符合结构实际受力状态的力学模型进行计算分析,并采取有效的抗震加强措施。
5、异形柱结构设计中也存在诸多问题。近年来我国的住宅结构设计和建设中,特别是一些高层小高层的住宅,有一些采用了异形柱的结构。目前在异形柱的结构设计中存在很多的问题,这些问题也比较突出,主要表现在异形柱结构设计的房屋的高度太高超出规定、建筑的形状是不规则的,房屋抗震的设计不够好不够严谨、结构的布置不合理等等等。这样说,目前国内对异形柱的受剪承载力和结构延性这些方面的研究还不够,研究也还不多,对异形柱结构抗震性能的认识还处于一个盲区,认识相当不够充分。在这种情况下,设计异形柱结构时,对房屋高度、结构规则性及抗震措施等方面宜从严掌握。
6、结构缝通常会设置不合理,房屋建筑结构设计缝宽度不足的问题也比较常见。特别是对于超长建筑物,为了能减少温度变化有可能对结构产生的不利影响,合理地设置伸缩缝是必要的。有些设计人员想用后浇带代替伸缩缝,这种做法本身就存在一定的问题。因为后浇带仅仅能减少一部分混凝土材料干缩产生的影响,不能解决温度变化的影响。当后浇带处的混凝土封闭后,如果结构再受温度的影响发生变化,后浇带一般情况下就不能再起任何的作用了。
四、建筑结构设计、施工过程的管理
1、加强设计人员的认识,加强对设计施工人员的专业培训,特别是对法律法规,建筑安全规范,建筑抗震研究的学习,提高设计施工人员在工作中的认识,提高设计安全意识,加强对结构设计的审核,加强对设计施工人员的监管。加强设计施工人员思想作风建设。必须严格遵守建设部制订的设计施工人员职业道德规范标准,认真完成工作履行设计施工人员的职责,工作中严肃认真。应建立设计施工人员工作业绩及职业行为考核讲评制度,经常整顿内部的工作秩序。
2、建设监督的职责 施工监理单位的基本职责有两点:第一是保证房屋建筑结构设计项目的立项设计和施工等过程要和国家的法律法规及先关政策不能有任何抵触,并且一定要符合行业标准和一定的技术规范;第二,对于房屋建筑结构设计过程中的随意性和盲目性一定要更好的克服管理,要时刻的警惕并随时对出现的问题给予正确的纠正,才能保证浅谈房屋建筑结构设计能够优质高效的完成。
五、结束语
通过对以上房屋结构设计中的诸多问题的探究归纳,发现当先房屋结构设计的问题其实不少,这些问题都有可能给建筑施工,建筑安全造成极大的隐患,所以必须要减少这些问题的出现。如何更好的去控制这些问题,恐怕必须要政府出面,建立更为严格的相关法律和职业道德规范,还要汇集民间力量加强对房屋建筑结构设计的研究。只有这样我国的建筑行业才能更为有序更加健康的快速发展,才能更多的给国家经济建设做贡献。
参考文献:
[1]纪荣洋,王文可.潘可明《建筑结构设计经验探讨》[J].低温建筑技术.2008(5).
[2]于桂萍《关于多层建筑结构设计中的主要问题分析》[J].中国高新技术企业.2008(22).
[3]莫雪辉《深度探讨如何提高建筑结构设计水平》[J].科技资讯.2008(28).