1、1目前建筑结构设计常见问题的讨论摘要:社会经济的发展促使人们的生活水平提高,这也使人们对建筑结构设计提出了更高的要求。房屋结构设计作为整个建筑工程的首要项目,一直受到人们广泛的关注,当前的房屋结构上设计不管是地基与基础方面还是楼板设计等方面都或多或少的存在着一些问题。本文就针对房屋建筑结构提出问题,并根据房屋建筑结构的设计原则找出相应的解决办法。 关键词:房屋建筑;结构设计;问题 中图分类号:TB482.2 文献标识码:A 文章编号: 引言: 近些年来,建筑行业异军突起,一个城市的建筑行业直接标志着该城市的城市化水平,同时又对该城市人们居住和生活质量产生了直接影响,然而,当前建筑施工企业又不能
2、够保证建筑工程的施工质量,这也就对人们的生命和财产安全产生了很大威胁。笔者认为,房屋结构设计直接决定了建筑物最终的施工质量。但是,在当前房屋结构设计领域中,存在着很多问题。下面论述了房屋结构设计中的常见问题。 1. 房屋结构设计中存在的问题 1.1 一体化计算机程序的广泛应用并没有显著提高结构设计质量。 (引 1) 2随着计算机辅助设计(CAD)技术的发展,计算方法日益精确化,制图方法中采用的平面表示法和各种标准图相继得到完善,建筑结构设计中存在的热点问题也随之发生了诸多变化,比如,结构整体内力计算和分析非常容易实现,而且出图速度快,节点及其他。 细部表达图纸量大为减少,长期困扰建筑结构设计的
3、一些问题已经得到较好的解决,同时以前不那么重要的问题则上升为困扰结构设计师的热点和难点问题。一体化的计算机程序屏蔽了计算的过程,许多设计软件并没有明示软件内部的简化方法和软件的缺陷,使得一些计算和设计错误更难发现。 1.2 部分结构设计不合理如建筑抗震设计规范 GB50011-2010第7.1.8 条(强制性条文)规定“底部框架-抗震墙结构,上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐” 。有些设计把底层设计成大空间,抗震墙很少,上部砌体抗震墙大部分与底部的框架梁或抗震墙不对齐,造成结构体系不合理,传力不明确;有些设计中抗震分类、场地类别选用错误,导致整个结构设计错误。一些混凝土构件
4、,特别是悬挑构件的最小配筋率达不到要求,有的相差一半,有的甚至一半都达不到;有些设计中荷载取值没有按规范要求来确定,存在漏算错算现象;有些结构设计与提供的计算书不一致,结构强度远远低于计算结果,设计存在严重安全隐患。1.3 设计深度达不到规定要求由于设计人员没有对一般房屋尤其是多层房屋设计引起高度重视,盲目参照或套用其他的设计的结果;或是由于设计过程中对设计规范和设计方法缺乏理解.因此在设计人员制作图纸中存在“偷工减料” ,设计粗糙,过于简单。 32. 结构设计中要遵循的基本原则 房屋结构设计的主要目的是使建筑物安全和房屋能够适应使用的要求,所以设计人员房屋在结构设计时要保证并遵循这四个基本原
5、则: (1)抓大放小;(2)多道防线;(3)刚柔相济;(4)打通关节。前三道原则很容易理解,对于原则四,所谓关节,是指变化相聚之处,或变化出现的地方。 不同类型的构件相接处,同一构件截面改变之处,是关节。广义上,诸如结构错层之处,体量改变之处,转换层亦是关节。对于复杂的结构体系,关节的复杂性难于预测和控制,即使从理论上保证了每个组成构件的强度和刚度,但因关节的普遍存在,力量的传递往往不能畅通而出现集中甚至中断,破坏由此而发生。历次灾害表明,从节点开始破坏的建筑占了相当大的比例。所以理想的结构体系当然是浑然一体的-也就是没有任何关节的,这样的结构体系使任何外力都能迅速传递和消减。 3. 房屋结构
6、设计地基与基础 3.1 纵观近些年的房屋结构设计质量,不难发现,很多低层房屋,(例如单建的物管用房、设备房等)并没有地质的详勘报告,只是单纯的依靠建设单位进行口头阐述或者是笼统的对附近建筑物基础设计资料进行参照就进行了施工图的设计,房屋结构的地基与基础设计必须要做到安全、合理、适用,要求设计人员必须要依据相关的地质勘察资料,统一的考察多个方面的易损,从而进行房屋结构设计上部结构方宁和基础类型的设计,单纯的凭地耐力这一个数据时不安全和不全面的,要求4我们更加不能够盲目的认为将耐力容许值取小一些就万无一失了。 4. 楼板设计常见问题 楼板是建筑工程中的主要承重构件,是它将楼面,屋面的荷载传给其周围
7、的墙或梁上,楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周,很容易出现设计质量问题,有的还可能存在严重的质量隐患。楼板设计中常见如下几个问题。 4.1 设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足,简单地将双向板作用单向板进行计算。使计算假定与实际受力状态不符,导致一个方向配筋过大,而另一方向仅按构造配筋,造成配筋严重不足,致使板出现裂缝。 板承受线荷载时弯矩计算问题。在民用建筑中,常常在楼板上布置一些非承重隔墙,故大楼板设计中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后,进行板的配筋计算。但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载附以板的总面积。另外,板上隔墙顶部处理常采用立砖斜砌顶
8、紧上部分的楼板、屋面板,这样会给上部的板增加了一个中间支承点,使其变为连续板,支承点上部出现了负弯矩,而在板的设计中又没考虑该部分的影响,致使板顶出现裂缝。 双向板有效高度取值偏大。双向板在两个方向均产生弯矩,由此双向板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放,短跨方向的跨中钢筋应放在下面,长跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面,计算时应用两个方向的各自的有效高度。一般长向的有效高度比短向的有效高度小 d(d 为短向钢筋的直径)。有的设计为图省事或对板受力认识不足,而取两个方向的有效高度一致进行配筋计算,致使长跨有效高度偏大,配筋降低,使结构构件存在质量隐患,甚至出现开缝的现象。 5. 抗震结构设计房屋设计用从
9、抗震要求出发,进行合理的结构设计。55.1 一定要重视概念设计,这是抗震设计的首道防线。 5.2 对一般多层砌体住宅结构,应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系:纵横墙的布置宜均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续;楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处不宜采用无锚固的钢筋砼预制挑檐。 5.3 对钢筋砼多高层结构住宅,力求做到:框架与抗震墙等抗侧力结构应双向布置,以便各自承担来自平行于该抗侧力结构平面方向的地震力;框剪体系的各抗侧力结构要形成空间共同工作状态,除了控制抗震墙之间楼屋盖的长宽比及保证抗震墙本身的刚度外,还需采取措施,保证楼、屋盖的整体性及其与抗震墙的可靠连接;结构布置应尽量
10、采用规则结构,对复杂结构,可以设置防震缝。 6.构造柱的设计 6.1 一般来讲,在砖混结构中,构造柱除可以提高墙体的坑剪能力之外,还可以与圈梁联结在一起形成对砌体的约束,这样的设计不仅可以限制墙体裂缝的开展,同时还可以维持竖向承载力,提高结构的抗震性。应避免在结构设计中,将构造柱作为承重柱使用的作法。这是由于如果构造柱一般生根于地梁中,没有另设基础,如果将构造柱作为承重柱使用,会造成构造柱提前受力,降低了构造柱对墙体的约束作用,柱底基础的局部承压强度必然不能满足整体设计要求,柱底基础一旦发生冲切或局部承压破坏,就会出现裂缝。尤其是在结构遭遇地震作用时,应力会集中早构造柱位置,导致构造柱首先遭到
11、破坏,这样一来,构造柱不6但起不到应有的作用,反而会成为房屋结构中的薄弱部位。因此,设计人员必须保证承重大梁下的柱子应按承重柱进行设计,若遇特殊情况,如梁上荷载较小,也可将构造柱布置在承重梁下方,但构造柱对下墙体的承压和抗弯强度作用都不应考虑在柱承范围之内。 7.结束语 综上所述,房屋结构的设计工作需要设计人员和建筑工程中所有的工作人员全力配合,才能从根本上消除设计质量的隐患。建设工程是一种特殊商品,工程投资大、建设周期长,其工程设计质量不仅关系到工程的投资效益、使用要求,而且直接关系到人民群众的生命财产安全。针对当前设计质量状况,设计单位应加强内部的质量管理,设计管理部门要加大对设计质量的监
12、督管理,结合施工图设计审查、专项检查、质量抽查等工作,加强对业主、勘察、设计单位的市场监管力度。特别是设计单位在进行房屋结构设计时必须在满足国家设计规范要求的前提下,加强房屋结构的概念设计和地基设计,才能提高房屋结构设计水平,确保房屋设计质量不断提升,以使房屋的结构设计工作做到更安全、更合理。 参考文献: 1 韩建平,邹新磊,罗熠,王洪涛. 汶川地震甘肃严重影响区砖混房屋震害特点及鉴定加固A. 第八届全国地震工程学术会议论文集()C, 2010 . 2 阴杰.高层建筑结构设计若干问题分析J.山西建筑,2008,34(22). 73 孟建军.浅析少量抗震墙的框架结构的设计和运用J.科技致富向导,2011,(23).1.1 节的 引 1 :建筑结构设计优化及实例 徐传亮 光军 中国建筑工业出版社 2012 年第一版.