1、房屋建筑结构设计及其要点探究摘要:房屋建筑结构关系到建筑的稳固性,房屋建筑结构设计需要按照一定的原则,对其结构设计要点进行研究。 关键词:房屋建筑结构设计;要点;原则 中图分类号:TU318 文献标识码: A 文章编号: 前言 随着国民经济的不断发展,我国建筑业也得到了快速发展,取得了巨大的成就。与建筑业有关的是建筑物,而与建筑物存在密切关联的就是建筑物的结构设计。建筑物的结构设计尤其是房屋建筑结构设计不仅直接关系到建设单位的经济效益,同时也密切的关系到广大人民群众的切身利益,完整细致的设计不仅能给施工单位提供实际的经济效益,更能给建设单位创造良好的品牌优势。 1、房屋建筑结构设计的基本原则
2、随着社会各领域的不断发展,人们对于居住空间方面的需求也随之不断提高。房屋建筑是人们工作学习和日常生活的场所,但我们在设计每一项内容时都是要遵循最基本的可靠性、安全性、实用性、经济性以及美观性等设计原则的。要想充分的保证房屋建筑结构的可靠性以及安全性,设计时就要满足以下的要求:首先就是抗震设计,随着城市化进程的加快,建筑内的人口和财产密度越来越大,这就使得强烈地震造成的损失越来越大。我国的地震种类众多,发生频率也比较高,为保障人民群众的生命财产安全,要保证建筑结构的抗震性。在进行房屋建筑结构设计的工作时,应充分的考虑到房屋建筑自身所处位置的高度、烈度以及具体结构类型的差异,选择最适合的抗震等级;
3、其次就是要重视相关计算,各种结构构件都应进行正常的使用验算以及承载力极限状态的计算工作,如承受动力荷载的结构构件就应进行疲劳强度的验算工作。 2、房屋建筑结构设计的要点 2.1 建筑的基础设计 设计人员在进行建筑基础设计的过程当中应站在整个建筑的整体高度出发,充分考虑地基以及上部结构之间的关系,在此基础之上还要科学的结合各种假定。一般来说由于基础上部结构往往要晚于基础的设计,因此要采取相应的措施,尽可能的减少由于上部结构滞后而带来的误差,从而确保建筑结构基础设计的质量。基础设计中必须考虑建筑上部结构的荷载,以及基础与地基之间的共同作用,并采取有效的强化措施,以加强上部结构的实际刚度与强度;对于
4、已经选定的建筑基础设计方案,应按照建筑物的基础设计等级,选择最具代表性的场地进行现场试验与测试,以检验各种设计参数与加固措施的实际效果,避免在施工中遇到各类问题;在建筑基础设计过程中,必须按照基础的承载力确定其面积及桩基埋深等,对于基础的承载力特征值等进行必要的修正;在符合规定的受力范围内,如果存在软弱下卧层的问题,必须经过认真的计算与试验,进行软弱下卧层承载力的验算,从而得出正确的设计方案;根据建筑物各部分结构荷载的差异,以及建筑物之间的施工顺序与联系方法等,在基础设计中应按照相关规范与地区经验,对于基础变形允许值及相关参数提出相应的设计要求;复合建筑基础设计中,应满足建筑物承载力与变形的基
5、本要求,特别是在膨胀土、欠固结土、可液化土、湿陷性黄土等特殊地质条件下进行基础设计时,必须综合考虑土体的实际性质,选用适当的施工与强化工艺。 2.2 楼板相关设计要点分析一般而言,楼板的作用力的计算要根据单、双向板的作用来设计,不能将两个板作用的计算简单化,否则会使实际受力和假定受力不一致,造成一个方向配筋不足,一个方向配筋过大,从而使配筋的放热出现问题,最终导致楼板出现严重的裂缝。双向板有效高度的取值是设计的关键和要点,如果取值偏大,就会使两个方向都出现弯矩现象,因此,在楼板设计中,双向板通常采用纵横叠放的设计,保证两个方向的有效高度达到最佳的取值。 2.3 做好抗震设计的工作 地震是对高层
6、建筑的威胁之一 ,结构的抗震能力是建筑质量的综合反映 ,由于地震波是分为横波和纵波 ,所以作用力是多个方向的 ,建筑的结构也应该满足抵抗各个方向地震作用力的要求。主要是通过增强水平和竖直方向的抗剪力能力来实现。在选择结构材料时除了要有足够的强度 ,还应该注意减少形变和有较强的抗扭转强度。保证结构在地震情况下的稳定。 一般情况下,房屋建筑结构的设计人员对框架结构应用二维模型进行计算时,通常在很重视横向框架的设计工作时,却又不足够重视纵向框架的设计工作,抗震设计相关规范中明确指出通常情况下,需进行双向水平地震作用计算,并且各方面的地震作用都应由该方向的抗侧力构件进行承担,所以,我们在进行框架结构的
7、设计时,纵向框架的作用与横向框架的作用应该是一样的,它们的重要性是相等的。在对房屋建筑结构进行抗震设计时,抗震设计的原则应为大震不倒、中震可修以及小震不坏的原则,所以就必须将房屋建筑结构设计成延性结构。由于延性结构具备很好的变形能力,地震来临时,它就能够很好的承载地震的作用,从而有效的降低地震对房屋建筑结构造成的破坏力。坚持“强墙弱梁”原则。所谓强墙弱梁,与强柱弱梁是一个原理,基本思路就是人为加大墙柱对于大梁的抗弯能力,保证在地震时梁端塑性铰比柱端塑性铰出现的早,从而使整个框架拥有一个稳定的塑性耗能机构,最大限度的消耗所受压力。强剪弱弯,地震对于剪切的破坏属于脆性破坏,即剪切被破坏后将完全丧失
8、结构抗震能力。与弯曲破坏的可观察性、可预测性不同,剪切破坏会瞬间发生,无法防范。因此,在施工时要增大柱端与梁端以及节点之间的剪力值,确保发生地震时剪切是最后一个受到破坏的构件。对于建筑结构中的墙体、支柱和梁,要保证其轴线处于同一平面上,形成双向抗侧力体系,以便更好地吸收和传递其所受到的地震力量。 2.4 承重柱截面高度方面的设计要点通常而言,对于地震罕见灾害地区,相关设计人员也需要以规定为依据来进行建筑承重柱截面高度的设计,以防为简化受力分析而将其设计过小的状况发生,这样将会导致柱对于梁约束弯矩以及梁柱间刚结作用的忽略,一旦结构受力后因柱顶的抗弯强度不够,承重柱梁底附近将有水平裂缝出现,并形成
9、一个塑性铰。这种设计方法严重违背了抗震规范的相关设计原则,不仅会对房屋耐久性带来极大的危害,还会在地震来临时造成倒塌事故的发生,并导致人员伤亡的加重。此外,进行框架结构的设计过程中不仅需要设计横向框架,还需要设计纵向框架,现行的抗震设计规范中对此要求进行详细说明:水平地震作用应当对两主轴方向分别进行计算,各方地震应力应由此方向抗侧力构件进行承担。因此,进行房屋建筑结构的设计过程中,纵向及横向框架应当受到相关设计人员的同等重视。以防出现节点、框架纵筋配置同框架构造要求不符的情况产生。 2.5 构造柱相关设计构造柱在房屋结构中主要起到提高墙体抗剪能力的作用,同时构造柱联接圈梁可对砌体进行约束,防止
10、墙体中的裂缝发生开展,并保持竖向墙体的承载力,加强房屋结构的抗震效果。构造柱的根部在地梁中,没有其他支持的基础,一旦构造柱用来承重,就会提前使构造柱受到压力,降低构造柱对墙体的约束,因此,构造柱不可以用作承重柱。当构造柱受到压力和破坏时会出现裂缝。在构造柱的设计中,承重柱是承重大梁下柱子的设计参照,也可以将构造柱设计于承重梁之下。此外,墙体的压力和抗弯能力作用都是构造柱设计时的要点。 2.6 做好框架剪力墙结构设计 好的剪力墙结构设计可以把建筑的结构延性和结构刚度完美地表现出来 ,要根据规范将延性和刚度进行协调 ,尤其是要做好短肢剪力墙的设置 ,在高层建筑中 ,短肢剪力墙由于结构复杂 ,功能作用较小 ,使用率也比较低 ,在设计过程中 ,为了减少后续的工作修改和结构维修的麻烦 ,一般尽量少采用或者不采用短肢剪力墙。 结束语 房屋结构设计过程需要相关设计人员同全体工作人员的相互协调与配合,房屋建筑设计过程中必须遵循一定的原则, 对结构设计要点进行设计。 参考文献 1 蒋建勇. 房屋建筑结构设计方法探析 J. 民营科技,2011,No.14011:310. 2 倪广林.对建筑结构抗震设计的若干思考J.山西建筑.2010(27) 3 李雪峰. 结构设计软件应用中应注意的问题 J. 山西建筑,2010(17):90-93.