APP下载

建筑结构设计浅议

2015-08-15

江西建材 2015年2期
关键词:抗震墙体结构设计

1 建筑结构设计的概述

(1)建筑物的种类.根据不同的分类条件,建筑物分为不同种类。按其用途,分为民用建筑和工业建筑;以其层数为基根据,分为单层、高层、多层和超高层;按其使用的材料分为木结构、钢结构、砌体结构、混凝土结构及混合结构等等;按其结构形式又可分为框架结构、简体结构、排架结构、剪力墙结构等等。

2 建筑结构设计的基本内容

(1)建筑物的设计.建筑物的设计主要包括结构设计、电气设计、建筑设计、给排水设计等等,同时应遵守设计要求:美观要求、环保要求、功能要求和经济要求。

(2)建筑物结构设计的要求.结构设计是建筑物设计的重要组成部分。结构设计需遵循以下三个要求:第一,应对结构构件的承载能力进行计算,并且验算正常使用极限;第二,做好抗震设计:我国抗震设防烈度为6-9度。建筑结构设计应根据当地的实际情况,采用不同的抗震等级,并且不同的抗震等级的计算和构造要求也不同;第三,结构上同时出现多种作用效应时,需要计算出每一种作用下的效应,然后考虑其最不好的组合。

3 建筑结构设计需遵循的原则

(1)优劣互补。科学的建筑结构体系应遵循优势互补的原则,结构太刚的建筑物其变形能力较差,如果建筑物受到巨大的破坏力,此时需要较大的承受力,如若不能承受,会造成建筑物局部受损或是全部破坏;而结构太柔的建筑容易变形,虽然能够抵抗外力,但因为其容易发生变形而不能正常使用。

(2)分清主次。建筑结构设计中往往会涉及到“强柱弱梁、强剪弱弯”等很多关键性的理念,设计师需要高度重视这些问题。建筑结构体系包括不同的构件,并且使构件协调建构起来。但不同的构件在建筑结构中发挥着不同的作用,因此,一定要分别对待不同的构件,明确其轻重。

(3)层层设置。结构设计过程中必须对安全结构体系进行层层设置,并且安全结构体系在发生灾难时抵抗外力破坏中起着重要的作用。如果仅靠某一结构来抵抗风险是不可能的。同时在层层防线的设计思路中,框架剪力墙要优于纯框架墙,多肢墙优于单片墙。

4 地基与基础设计

基础的设计是指基础底面积计算、基础结构选型以及材料、构造措施的确定等一系列工作,地基承载力是基础设计的重要参数,它是指在地基稳定的条件下,地基单位面积所能承受的最大压力,也称为耐力,如果基础对地基的压力小于地基承载力,地基将是安全和稳定的。反之,地基将会出现较大的沉降变形,甚至是更严重的破坏。为了保护建筑物的稳定和安全,必须控制建筑物基础底面积的平均压力不超过地基承载力。

4.1 地基与基础的设计要求

(1)具有足够的强度、刚度和稳定性.基础是建筑物的底部构件,对建筑物的安全起着决定性的作用,因此,基础需具有足够的强度来承担和传递整个建筑物的上部荷载,为保证建筑物的正常工作,还应保证基础和上部结构有足够的刚度。

(2)具有较高的经济合理性.基础工程量、造价和工期在整个建筑物中占有相当的比重,基础工程的造价可占工程造价的1/3,应选择良好的地基场地,合理的构造方案,价廉物优的建筑材料等,以减少基础工程的投资。

(3)具有良好的耐久性。由于基础埋设在地下土层中,给建成后的检修和加固带来了不便,因此,在选择基础的构造形式与材料时,要充分考虑建筑物的耐久年限,防止提前破坏影响建筑物。

5 混合结构房屋的结构构建

对于混合结构的房屋其墙体布置,分为内框架承重、横墙承重、纵墙承重、纵横墙混合承重等布置方案。而依据房屋的空间受力性能(主要是抗侧移刚度的大小),主要分为以下方案:刚性方案、弹性方案、刚弹性方案。根据刚性横墙的间距和楼盖屋盖的类型来划分的话,多数多层民用建筑属于刚性方案。刚性方案房屋的墙体、柱的计算实际上是受压构件的计算,在竖向荷载作用下,各层墙体可视为上部偏心受压、下部轴心受压的构件,荷载由上向下传递,在风荷载的作用下,满足一定条件时可不考虑其影响。

混合结构房屋常见的问题是墙体裂开,该现象由多种因素造成的,因此,为减少或是避免该现象的出现除在结构设计中进行计算外,还需要考虑构造上的要求,此外,采取有效的防护措施。在建筑物设计和施工中都应重视墙体裂开。以下是防止墙体开裂的措施:

(1)防止温差和墙体干缩引起的裂缝.由于温差和墙体干缩等原因,可能引起房屋在正常使用条件下出现墙体出现竖向裂缝。所以,需要在墙中设置伸缩缝,并且伸缩缝墙体竖向开裂。为此,应在墙中设置伸缩缝,伸缩缝应设在因温度和收缩变形可能引起应力集中,砌体最可能产生产生裂缝的地方。

(2)房屋顶层墙体裂缝的防护措施.屋面应设置保温、隔热层;屋面保温层或屋面刚性面层及砂浆找平层设置分隔缝(间距不大于6m并与女儿墙隔开,缝宽不小于30mm);在钢筋混凝土屋面板与墙体圈梁的接触面处设置滑动层,对于长纵墙,可只在其两端的2~3个开间内设置,对于横墙可只在其两端各l/4范围内设置(l为横墙长度);顶层屋面板下设置现浇钢筋混凝土圈梁,并沿内外墙拉通,房屋两端圈梁下的墙体内宜适当设置水平钢筋;顶层及女儿墙砂浆强度等级不低于M5,女儿墙应设置间距不大于4m的构造柱,构造柱应伸至女儿墙顶并与现浇钢筋混凝土压顶整浇在一起,在房屋顶层端部墙体内适当增设构造柱。

6 做好抗震设计

地震具有很大的随机性,并且建建筑物的抗震能力也不好判断,对建筑物的破坏作用也难以估计。当前关于地震抗震的计算方法仅是理论上的,而有关参数则是在有限统计资料的基础上,通过概率分析得出的,由此得出的计算结果,仅仅是理论上和近似的,并不能如实反映建筑物自身的抗震能力和地震时所受到的作用力;因此,需要对以往的震害数据进行调查研究,从而总结出各种建筑物的结构和构造,哪些能够抗震,哪些不利于抗震,然后据此制定出抗震设计的原则,最后遵循这些抗震原则有利于抗震物具有比较可靠的抗震性能。

7 结语

建筑结构设计是一项系统、全面的工作,因此,结构设计人员需要熟练掌握理论知识,具有扎实的理论知识,同时要勇于创新,对待工作严肃认真并且负责,并且明确当前建筑结构设计中经常出现的问题,并能解决问题,此外,还需要提高自己的结构设计水平,从而设计出更高水准、更科学合理和更经济的建筑结构形式。,进而为人类提供更好的建筑物。

[1]宿宗英,赵丽艳.在建筑结构设计中如何提高建筑的安全性[J].科技资讯,2010年(20).

猜你喜欢

抗震墙体结构设计
高层建筑连体结构设计
关于房建结构抗震设计的思考
结构设计优化在房屋建筑结构设计中的应用
浅谈UHPC在异形曲面墙体中的应用
新型建筑墙体材料及墙体保温技术分析
古建抗震有绝招
承重型3D板墙体抗震性能数值模拟
秸秆砖在墙体材料中的应用
抗震建筑材料简介
BIM结构设计应用