对房屋建筑结构设计中常见问题分析
2015-10-21张磊
张磊
【摘要】本文从房屋建筑结构设计的基本方法出发,探讨了房屋建筑结构设计中常见的问题分析,为建筑结构设计工作提供参考。
【关键词】房屋建筑结构;结构设计;常见问题;效益
房屋建筑结构设计包括房屋建筑的地基处理、基础设计、上部结构设计等内容,合理的房屋建筑结构设计是房屋建筑安全、经济和适用的保证,但是在实际设计过程中却经常出现一些问题,这些问题的存在不仅增加了成本,甚至会威胁到结构的安全,严重影响居民的人身财产安全,故应引起足够的重视,本文以下内容将对房屋建筑结构设计中常见的问题进行分析和探讨,并提出解决对策,仅供参考。
1 房屋建筑结构设计的基本方法
1.1 建筑结构基础设计方法
为了保证建筑结构能够满足耐久性,我们在设计建筑结构时,要遵照有关规定,并且参照设计图纸,确定出混凝土的标号,值得注意的是建筑结构基础的配筋率要满足最小配筋率率。对于建筑结构的基础,设计人员要更加注意,只有基础牢固,建筑才能保证安全。例如条基底的面积上有交叉部分就不能重复使用,除此以外,设计人员还应根据实际情况,对基础宽度进行优化和调整,通过分析和计算,使得基础图设计工作不断完善。
1.2 房屋建筑结构设计的平面图
结合所建建筑的地理位置和实际情况,使用相关的设计图纸和合适的设计方法,并根据有关建筑规定来进行设计,房屋结构平面布置图才能绘制得符合要求。建筑结构平面图需要人工和电脑共同完成,首先设计人员进行设计和计算,得到初步的平面图数据,然后用计算机进行辅助修理,电脑建模后进行模拟实验,从实验中发现设计的缺陷和不足,并进行有针对性的修改,重复以上步骤,建筑结构平面图才能绘制完成。
1.3 屋顶(面)结构图
建筑如果为坡屋面时,应根据建筑平面的规整程度,板跨度的大小,屋面坡度大小和屋脊线转折的复杂程度选择梁板式或折板式来进行结构处理。这两种结构处理形式都是偏心受拉构件,需按规定配筋以抵抗所受拉力。除此以外,为了让施工人员更容易看清和理解图纸,梁板折角处的钢筋布置情况应有大样示意图,坡屋面板的平面画法使用剖面示意图加大样详图来表示。为了保证图纸绘制正确、设计合理,设计人员要具有空间想象力,明确图纸要表达的内容,让图纸在施工人员看来不是深奥难懂。
1.4 大样详图
大样详图绘制时,既可以根据正确的建筑详图直接绘制,也可以对建筑详图局部修改绘制。值得注意的是在保持建筑外形的前提下,尽可能使结构受力合理和施工方便,另外标高和外形尺寸应符合建筑专业的相关规定,这样的大样详图绘制工作才能圆满完成。
2 房屋建筑结构设计中常见的问题分析
2.1 地基和建筑基础方面的问题分析
(1)当多层房屋建筑没有地质勘察报告时,不能只根据建设单位参照附近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计,设计人员需要根据实际地质情况,做好地质勘查工作,综合考虑各种因素对建筑的影响,使得地基与基础设计满足合理性、安全性、适用性。有些设计人员以为适当取值就能使建筑设计满足规定要求,这是大错特错的,地质勘查工作不能马虎大意更不能不做。
(2)设计人员进行软弱地基处理时采用换土垫层,但他们只依据经验,没有进行相关的换土垫层设计和垫层厚度和宽度设计。盲目过分的依据经验办事不能保证建筑的安全性,一旦软弱地基的灾害问题发生,带来的后果将是难以估计的。
2.2 砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用
砖混结构中的构造柱作用很大,一方面可以提高墙体的抗剪能力,另一方面因与圈梁联结,可以起到约束砌体的效果,这就能有限控制墙体裂缝,维持竖向承载力,从而提高结构的抗震性能。但是现在的结构设计为了简便就把构造柱作为承重柱使用,这就会带来很多问题:
(1)构造柱如果兼作承重柱使用,构造柱就将提前受力,构造柱对砌体的约束和拉结作用会降低,在地震中,构造柱会产生应力集中的现象,成为一个薄弱部位,影响房屋建筑的抗震性能。
(2)构造柱建立在地圈梁上,沒有牢固的基础,如果构造柱作为承重柱使用,柱底基础不能承受来自构造柱的应力,往往会因破坏而出现裂缝。所以构造柱作承重柱使用要谨慎考虑,承重大梁下的柱子可以按承重柱来设计,当梁上荷载和跨度都比较小时,构造柱的设置需要经过相关验算,如果验算满足要求,构造柱可以设置在梁下。
2.3 承重柱截面高度设计过小
在一些六度抗震设防区,结构设计人员想当然的以为六度设防就是不设防,忽视了建筑的抗震性能,设计时过分减小了柱子的截面高度,增大了梁柱的线刚度比,将梁看做铰结,梁柱当做轴心受压计算,从而受力分析简便,设计绘图简便。这些做法使结构受力分析容易处理,但这些人为简化的做法给房屋建筑的耐久性和抗震性打上了问号。梁柱之间有刚结作用,梁对柱会产生一定的约束弯矩,但是柱截面的配筋过小,柱顶的抗弯刚度不能满足要求,梁底的柱子会出现水平裂缝,形成塑性铰,这种工作状态严重影响房屋建筑的耐久性和安全性,一旦出现地震等灾害,产生塑性铰的柱子会倒塌,建筑的抗震性能无法得到保证,而这也和抗震规范中的"强柱弱梁"的设计原则背道而驰。除此以外,设计人员进行框架结构设计时,只注重横向框架的设计却忽视了纵向框架的设计。纵向框架的设计需要按照两个主轴方向分别计算来满足地震中该方向的地震作用,但是纵向框架的设计没有按照规范要求来进行计算,框架的整体抗震效果不能保证。
2.4 悬挑梁的截面高度选用过小
设计人员对梁的强度和抗倾覆验算工作进行的很好,但是对梁挠度的验算却很少进行。悬挑梁的截面高度过小,导致梁截面的受压区因应力过高产生非线性徐变,进而出现裂缝。裂缝的开展既影响房屋建筑的使用功能,也影响了房屋建筑的耐久性。
2.5 连续梁按单梁进行设计
在阳台边梁设计时,设计人员把连续梁按照单梁进行设计。阳台边梁上的荷载一般较小,设计人员认为这部分荷载对建筑结构不会产生较大影响,就为了作图受力分析方便,把连续梁的梁按单跨简支梁进行设计,从而导致支座处的梁上部负筋配置量过少,在受力过程中,梁在支座附近会出现竖向裂缝,裂缝逐渐开展,从而在梁上部栏板处也会出现竖向裂缝。长度较长的边梁按照单梁设计后,这种裂缝问题更加明显和严重。除此以外,阳台边梁处于室外,受到环境温度等因素的影响较大,往往会在梁内部产生收缩应力,降低了梁的承载力,房屋建筑的安全性得不到保障。
3 结束语
建筑结构设计是建筑安全应用的前提和基础,密切关系到人们的生命财产安全。所以很好地解决房屋建筑结构设计的问题就可以改善房屋建筑质量,因此建筑结构设计人员要树立高度的卞人翁责任感和项目终身负责的危机感,不断适应新形势的需要,更新设计理念,强化质量意识,注重与其他专业的沟通配合,善于反思和总结工作中的经验与教训,充分解决建筑结构设计中现存的问题。
参考文献
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