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浅谈建筑结构设计的常见问题及对策

2012-03-23王卫东

城市建设理论研究 2012年4期
关键词:问题及对策结构设计建筑

王卫东

【摘要】随着我国国民经济的高速增长,带动了建筑业的快速、持续的发展。建筑工程质量的好坏直接关系到人民生命和财产的安全,建筑结构的设计是影响建筑质量好坏的重要方面。因此,加强对房屋建筑结构设计中常见问题的认识并分析具有非常重要的现实意义。

【关键词】建筑;结构设计;问题及对策

Abstract: With the rapid growth of China's national economy, promote the building trade of rapid and sustained development. The quality of construction is directly related to the safety of people's lives and property, the design of building structures is an important aspect of the construction quality is good or bad. Therefore, to enhance the understanding of common problems in the housing construction structural design and analysis has a very important practical significance.

Key Words: building; structure design; problems and countermeasures

中圖分类号:TB482.2文献标识码:A文章编号:

引言

建筑结构设计是建筑工程质量的重要保障,在展开建筑工程施工之前,必须先严格的做好建筑工程的结构设计,这样才能够从根本上保证建筑的质量。从本质上来看,建筑结构设计是一项比较复杂、繁琐的工作,既要考虑到建筑的安全性、合理性、经济性,又要考虑到建筑的实用性以及美观性,一旦建筑结构设计存在任何一点偏差,就会为施工带来安全隐患,从而引发不必要的事故,严重的甚至会造成一定的社会负面影响。

概述

近年来,人们的生活水平有了明显的改善和提高,开始追求更近一步的物质享受,也就是说人们对住房的要求越来越高。众所周知,一个建筑的好坏取决于它的设计质量和施工质量两个方面,对于住房来说,它质量的好坏直接关系到人类的生命财产安全,因此,其质量是不容忽视的。然而建筑结构设计一直以来都是一项繁琐而又重大的工作,在实际的设计工作中,设计结果往往会和建筑结构设计的一些正确理念发生冲突,这些冲突的产生,多半是由于建筑结构的设计者没有引起高度重视,只是盲目的套用以往的设计成果。要知道对于不同的地点,设计图纸是不会相同的,而且设计也会受到周围环境和气候的影响,照抄以往的成果是不可行的,作为一名优秀的建筑结构设计者可以有效的借鉴自己和别人以往的经验,此外,造成这些冲突的原因还有设计者本身对设计方法和设计规范欠缺理解,最终影响到总的设计成果。

从上可知,建筑结构设计中存在的问题很多,因此。为了避免或者减少这些问题的发生,保证结构设计质量,使结构质量更上一层楼,作为一名优秀的建筑设计者应该及时地发现问题并找出良好的对策解决问题。

二、建筑结构设计中常见的问题

1、地基基础方面存在的问题

(1)对岩土工程勘察报告的重视程度不够

在构建多层房屋时,设计工作者往往忽略了岩土工程勘察报告,单方面的根据笼统的参考一些相关建筑物的基本资料来设计施工样图,由此使产生了一系列的问题。合理、安全是基地设计的基本要求,设计工作者必须严格准确的按岩土工程勘察报告提供的资料进行设计,仅仅依据其它相关的数据是不可靠的,也是不安全的。

(2)只靠经验处理换土垫层方面的设计

往往设计工作者对基地软弱部分的危害意识较为浅薄,仅根据以往的经验加强垫层的承载能力,而忽略了对垫层的高度和宽度的计算,这不仅仅存在严重的安全隐患,而且会造成经济上的浪费。

(3)建筑中柱和基础的负载未乘以折减系数

设计工作者对多层房屋进行设计时,没有将柱和基础的负载乘以折减系数,造成了建筑负荷的不准确,从而造成经济上的浪费。

2、悬挑梁的梁高度选用过小

设计者往往只注意了对梁的强度和倾覆进行验算,而忽略了对梁挠度的验算。梁高选用过小,引起梁截面的受压区应力过高,在正常使用状态下,梁截面受压区产生非线性徐变。梁挠度随时间的推移不断加大。挑梁的变形引起梁板出现裂缝,裂缝宽度随着挑梁变形的回大而加宽,影响了房屋的正常使用。据笔者观察,这种挑梁的变形发展到后期,梁支座截面上部受拉区常常出现较宽的竖向裂缝。受支座附近剪弯作用的影响,其上部受拉区出现的竖向裂缝向下延伸发展 为斜裂缝,此时梁已接近破坏,当为托墙挑梁时,过大的挠度引起梁上墙体在梁支座附近出现裂缝。裂缝在梁支座处沿斜向延伸,缝愈靠上愈宽。

3、独立基础的结构设计荷载的取值不合理

钢筋混凝土结构的多层框架房屋通常采用柱下的独立基础,当在地基的主要受力范围之内没有软弱粘性土层的时候,高度在24m之下的建筑物不需要对地基和基础进行抗震承载力的验算,这就意味着,在8度地震区,许多钢筋混凝土框架的房屋可以不需要对地基和基础进行抗震承载力验算。但是这些特定地区的建筑物在进行基础设计的时候应该考虑到风荷载力的影响。在进行设计独立基础的时候,在基础顶部发生作用的外荷载只选择轴力设计值及弯矩设计值,没有剪力设计值,有的甚至仅仅选取轴力设计值。

4、楼板设计常见问题

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的墙或梁,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,很容易存在严重的安全隐患。楼板设计中常见如下几个问题:

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 为单向板进行计算,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。

板承受线荷载时的弯矩计算问题。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,再进行板的配筋计算,但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载除以板的总面积。另外,板上隔墙顶部处理常采用立砖斜砌,紧顶上部分的楼、屋面板,这样 会给上部的板增加一个中间支承点,使其变为连续板,支撑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。

建筑结构设计常见问题的对策

1、准确理解岩土工程勘察报告

设计工作人员在对基地进行设计时,准确的理解岩土工程勘察报告是尤为重要的,这是合理并且全面的进行基础设计的前提。

2、做好承重墙结构设计

众所周知,建筑承重墙越多,就越能够保证建筑的质量,但是随着社会的进步以及发展,人们对于建筑也提出了更高的要求,在保障建筑质量的前提下,人们更愿意选择那些使用空间比较大的建筑,因为这样能够使其生活更加具有品质。而一些建筑企业为了能够单方面的满足这一点,不惜要求建筑结构设计者盲目的减少建筑承重墙,殊不知承重墙是保障建筑工程质量的关键因素,也是地震时建筑能否经得住考验的重要因素。为了能够确保建筑的质量,建筑结构设计者 必须严格的、客观的、科学的、合理的做好承重墙的结构设计,尽可能的在经济、美观的条件下,强化承重墙。在一般情况下,为了能够直接的、有效的提高承重墙的抗震能力,应该先提高其抗剪的强度,而最为直接的措施就是提高材料的强度等级。

3、正确分析计算结果

在结构设计中普遍采用计算机技术.但是由于目前软件种类繁多,不同软件往往会导致不同的计算结果。风此设计师应对程序的适用范围、条件等进行全面了解。在计算机辅助没计时,由于结构实际情况与程序不相符合,或人工输人有误,或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果,因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析、谨慎校核,做出合理判断。采取相应的构造措施:结构设计始终要牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压若拉”原则,注意构件的延性性能;加强薄弱部位;注意钢筋的锚固长度.尤其是钢筋的执行段锚同长度;考虑温度应力的影响力。结构计算式在计算简图的基础上进行的,计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生,所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件,计算简图还应有相应的构造措施来保证,实际结构的节点不町能是纯粹的铰结点和刚结点,但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。

4、设计刚性楼面

关于这一点,包括了以下两点:第一,在进行建筑结构设计的过程中,甚至是在建筑方案的阶段就应该尽可能的避免采用楼面有变形的平面;第二,设计刚性楼面应该从结构布置以及配筋构造方面来给予保证,这样才能够确保建筑结构设计的使用功能,提高建筑的效果。除此之外,还应该尽可能的满足刚性楼板的基本假设,或者是弥补因为不是绝对的刚性楼板假定而产生的计算误差。

5、主梁有次梁处加附加筋

一般来说,应该优先加箍筋,附加箍筋可以被认为是主梁箍筋在次梁截面范围无法加箍筋或者是箍筋短缺。在次梁两侧补上,像板上洞口附加筋。附加筋一 般要有,但也不是绝对的。规范中说的比较清楚,位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载,应全部由附加横向钢筋承担。也就是说,位于梁上的集中力,比如说梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的垫梁不必加附加筋,但是梁截面高度范围内的集中荷载可以根据实际的情况来定。

6、梁、板的跨度计算

一般的手册或教科书上所讲的计算跨度,如净跨的1.05倍等,这些规定和概念仅适用于常规的结构设计,而在应用的宽扁梁中却是不适用的。梁板结构,简单点讲,可认为是在梁的中心线上有一刚性支座,取消梁的概念,将梁板统一认为是一变截面板。在扁梁结构中,梁高比板厚大不了多少时,应将计算长度取至梁中心,选梁中心处的弯距和梁厚,及梁边弯距和板厚配筋,取二者大值配筋。

结束语

建筑结构设计是房屋建设的重要组成部分,是一项系统、全面的工作,需要扎实的理论基础、灵活的创新思维和严肃认真的工作态度。因此,在进行建筑结构設计时,要从一个个基本的构件算起,抓好细节性工作,严把质量关,并密切配合其他专业来进行设计,力求把建筑工作做到尽善尽美,为社会提供功能齐全、设计美观、安全可靠的建筑精品。

参考文献

【1】王燕、王维.浅谈高层建筑结构分析与设计【J】.山西建筑,2008(5).

【2】陈继荣.建筑结构设计常见问题分析【J】.河南科技,2010(8).

【3】张丽娟、才凡.建筑结构设计的常见问题浅析【J】.黑龙江科技信息,2010(34).

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