時間:2023-07-19 17:30:26
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇房屋建筑及結構設計,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號: TS958 文獻標識碼: A
引言
隨著城鎮化進程的不斷推進,我國建筑行業取得了輝煌成就。樣式新穎的建筑拔地而起,為城市增添了諸多鮮活的色彩。與此同時,建筑結構安全也引起了人們越來越多的關注。因為建筑結構設計是保證結構安全的核心,它直接關系著人們的生命財產安全甚至社會的和諧發展。因此,對房屋建筑結構設計常見問題及相應解決對策的探究已是刻不容緩。
一、建筑結構設計中存在的問題
1、建筑結構設計圖紙過于簡單、混亂
隨著結構設計項目的不斷增多,設計人員忙于任務,疲于業績,難免責任感下降,圖紙簡單、混亂。有的結構圖紙甚至標高都沒有明確標注,或者標注標高與建筑標高不一致;有的結構圖紙復雜部位的大樣不清晰,結構大樣與建筑大樣不一致;或者隨意錯誤選用圖集,不注意圖集的適用范圍和適用條件,套用其他工程的大樣圖與說明,如此等等,都會造成結構圖紙與設計項目不符。
2、基礎設計不合理
基礎設計是建筑結構設計的重要基石,有的設計人員忽視地勘報告的重要性,不仔細閱讀地勘報告,只關注個別計算參數,使得地基基礎設計條件與實際地質條件不吻合,從而造成嚴重安全隱患。有的設計人員未仔細閱讀地勘報告中的圖形文件,錯誤的定義基礎底標高,使得基礎未能置于地勘報告提供的持力層上。結構圖紙對于持力層的絕對高程及地質情況、地下水位未做明確說明,造成施工單位按相對標高施工,基礎未置于設計持力層上。對于需要處理的地基,結構圖紙未給出詳細的處理范圍、處理深度、處理方法,致使施工單位隨意處理,處理后的地基承載力達不到設計的要求。
3、地下室設計不嚴謹
在結構設計中,地下室的設計起著至關重要的作用。有的設計人員忽視地下室設計的重要性,單純依靠軟件進行設計。結構圖紙的錯誤使得地下室外墻的水平鋼筋和豎向鋼筋布置出現紕漏,造成地下室設計不安全。此外,忽視地下室結構的環境類別及地面上的荷載作用,錯誤的選取鋼筋的保護層厚度,使得設計鋼筋偏小,從而造成安全隱患。
4、錯誤的使用結構設計軟件
結構設計軟件只是一種輔助設計工具,有的結構設計人員過度依賴軟件,忽視了概念設計,造成結構設計不合理;有的設計人員不了解結構設計軟件原理及基本假定,造成基本假定和實際受力情況不一致,致使結構圖紙未能完整反應結構設計軟件的假定,如圖紙未注明嵌固端的位置、底部加強區的位置等。
二、建筑結構設計策略
1、提高設計人員的責任感
出現上述問題最根本的原因是設計人員責任意識淡薄。根據建設部《建筑工程五方責任主體項目負責人質量終身責任追究暫行辦法》(建質〔2014〕124號)規定,設計單位項目負責人在工程設計使用年限內,承擔相應的質量終身責任。因此,設計人員應該意識到設計質量問題的嚴重后果,從我做起,對自己負責,對工程負責。
2、完善設計單位管理機制
設計院對結構安全設計起著關鍵作用,應有完善的管理機制。一套完整的結構圖紙,應經過結構設計人員的精心設計、制圖人員的仔細繪制、校對人員的細心校對、審核人員的認真審核,方可制成藍圖。送報審圖中心審查通過之后,才能成為施工的依據。
3、加強地基基礎,做好地下室設計
設計人員接到工程設計任務之后,要仔細的閱讀地勘報告,要明確建筑物相關范圍內的地質條件,尤其要注意地勘報告中的地基承載力、土層分布、地基土的腐蝕性、地下水位以及凍深及軟土地基等。
對于需要處理的地基,要根據《建筑地基處理技術規范》的相關要求,結合地勘報告提供的建議,繪制處理范圍圖,并提出處理方案、相關要求及施工應注意的事項。
結合結構類型及地基條件選擇合理的基礎類型。獨立柱基礎適用于上部結構荷載較小、地基條件較好的情況;條形基礎能夠將上部結構較好的連接成整體,減少差異沉降量;十字交叉條形基礎比條形基礎更能增強基礎的整體性,適用于地基土質較差或上部荷載在兩個方向分布都不均勻的的房屋;當地基土質較差,采用條形基礎不能滿足地基承載力和上部結構容許變形要求時,可以采用筏板基礎;若上部結構傳來的荷載很大,需要進一步增大基礎的剛度以減少不均勻沉降時,可以采用箱型基礎;當地基的上層土質較差、下層土質較好,或上部結構的荷載較大以及上部結構對基礎的不均勻性敏感時,可以采用樁基礎。
認真設計,仔細制圖。仔細核對建筑標高、結構標高,基礎底標高及持力層的高程,確保基礎置于設計持力層上。
對于地下室的外墻,應分析受力狀態,合理的布置鋼筋。根據《建筑地基基礎設計規范》相關要求,確立地下室外側圖上荷載的取值;結合圖集《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖11G101-1》的相關要求,確定地下室外墻的保護層厚度及鋼筋的布置。
4、認真研讀圖集,合理選用
國家標準設計圖集是結構設計及施工非常重要的參考依據,也是對結構設計圖紙的一種補充。因此,加強學習顯得尤其重要。學習圖集要結合自己的工作經驗、相關的規范要求,理解圖集的真實意義。對于圖集中給出的多種做法,要根據圖集要求和工程實際做出選擇。例如,《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖11G101-1》給出的“封閉箍筋及拉筋彎鉤的構造”就給出了三種做法。如果結構圖紙不做出選擇,施工人員就可能任選一種。但是三種做法中只有第三種才能滿足《建筑抗震設計規范的要求》6.3.9條的要求。
圖集中的大樣都有相應的適用條件,因此在選用過程中要結合工程的實際情況合理選擇。選用圖集時,要理解圖集大樣的受力情況是否與圖紙結構受力情況相符合。例如,《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖11G101-1》給出的板開洞與洞邊加強鋼筋構造做法中,特別注明適用于洞邊無集中荷載的情況。如在洞邊有集中荷載而又錯誤選用圖集做法,則會引起樓板裂縫甚至發生局部坍塌的危險。
5、了解結構設計軟件的基本假定,獨立核查計算結果
結構設計軟件作為一種輔助設計工具,有很多的局限性。在使用之前,要先熟悉軟件的基本假定和設計原理。例如,結構設計常用的PKPM軟件,陣型分解法給出了“側剛計算方法”和“總剛計算方法”,兩種方法都有各自的適用條件,當有彈性樓板或有不與樓板相連的構件時,采用“側剛計算方法”時,誤差就會偏大,從而影響結構安全。
因此,在設計工作開始之前,首先要進行結構的概念設計,然后進行初步的結構布置。完成這兩個步驟之后,再采用結構設計軟件進行試算。完成試算之后,要結合工程經驗對結構計算進行校核。
結構軟件輔助設計完成后,要進行施工圖的繪制,然后再根據計算機的計算結果校對構件的配筋及截面。
結構施工圖完成后,各個專業要進行會簽。此時,要特別注意與建筑施工圖、設備施工圖的核對,看是否有尺寸錯誤、洞口對不上、大樣不一致等情況。結構圖自身也要有仔細的自我校對,校對是否有前后尺寸不一致以及說明和圖紙不一致的情況。
三、結束語
結構施工圖設計是結構工程非常關鍵的一環,是施工的重要依據。因此,結構施工圖要確保準確無誤,要確保結構的安全以方便施工。設計人員要有較強的責任心和使命感,為建筑業的發展做出自己的貢獻。
參考文獻:
關鍵詞:房屋建筑;結構設計;問題;措施
中圖分類號:TU318文獻標識碼: A
一、房屋建筑結構設計中的常見問題
1、地基與基礎設計問題
施工之前只對地面以上建筑結構進行詳細設計,對于地基的處理只是憑借經驗進行。任何房屋建筑在進行施工之前都要進行地基處理,但是真能做到正確的進行地基處理的很少,一般都是根據周邊房屋建筑時對地基的處理方法或者建筑公司常用的對地基處理方法進行地基處理。這樣的經驗處理方法危害很大,因為不同的建筑,對地基處理的要求不同,并且不同的地方,地質不同,處理方法就更不相同。所以在進行建筑之前,應對施工現場的地質進行詳細勘測,綜合多方面的資料,詳細進行分析,最后在地基設計完成之后再進行地面以上建筑設計。
很多設計者對地基換土墊層的重要性認識不足,憑經驗處理。設計者都明白在地基設計時要注意地基承載力,所以一般在地基挖掘一定深度后鋪墊砂石,加強承載力,但期間未對砂石層的寬度、厚度以及鋪墊砂石層的深度進行確定,這樣做既不安全也不經濟。
2、樓板設計問題
樓板是建筑中主要的承重構件,通過將樓板橋接在承重墻之間,樓板就可以將建筑壓力通過板面傳送給承重墻、柱,增加房屋的堅固程度和建筑強度,所以不合理的樓板設計會造成嚴重的后果,這是必須重視的。樓板設計中出現的問題主要有:樓板需要橋接在不同的承重墻之間,但是現實施工中往往將普通墻壁當作承重墻使用,搭載樓板。樓板能承受的壓力是一定的,承載樓板的墻壁承重能力也是有限的,承重墻是專門為搭載樓板設計的,而普通墻壁只是設計美觀、方便用的,承重能力很差,如果將其和承重墻混用,均布載荷進行配筋設計,很容易使普通墻壁處開裂,墻壁上方的樓板斷裂。其次,設計時根據經驗對樓板承重進行判斷,并且為了計算方便將雙向板當作單向板進行設計,這種假設的樓板承重和實際情況存在很大的差別,因為單向板和雙向板沒有混用的可能,造成樓板一段承重很大,另外一段很小,很可能造成樓板斷裂。
3、樓層平面剛度的問題
一些設計在缺乏基本的結構觀念或結構布置、缺乏必要措施時,采用樓板變形的計算程序。結構設計存在著結構不安全或者某些部位或構件安全儲備過大等現象為了使程序的計算結果基本上能反映結構的真實受力狀況,而導致出現根本性的誤差,設計時應盡可能將樓層設計成剛性樓面。要做到這一點首先應在建筑設計方案階段就避免采用樓面有變形的平面,比如樓層大開洞外伸翼太長、塊體之間成“縮頸”連接、凹槽缺口太深等。其次,要從結構布置和配筋構造上給予保證,對于使用功能確實必需的,或者建筑效果十分優越的建筑設計,如果其平面無法完全符合剛性樓板的假定,那么在結構設計時,可以通過增設連續梁板、洞口邊加設暗梁邊梁、提高連系梁板或暗梁邊梁的配筋量、采用斜向配筋或雙層配筋形式等方法,盡量滿足剛性樓板的基本假設,或者彌補由于不是絕對的剛性樓板假定而產生的計算“誤差”。
4、構造柱設計問題
構造柱在磚混結構建筑中起著重要的作用,不僅能夠提高墻壁的抗剪能力,同時與圈梁的連接結構使得墻體裂縫不能進一步展開,維持了縱向承載力,使建筑具有較好的抗震功能。構造柱雖然有承重作用,作用巨大,但構造柱不是承重柱,不能將其當作承重柱用,現實中很多設計都違背了這一原則。構造柱當做承重柱以后,不但不能起到防震作用,反而會成為地震時房屋損毀的罪魁禍首。因為當作承重柱后,構造柱提前受力,降低了應有的對建筑物各結構的拉結和約束總用,一旦遭受地震,首先會產生應力集中,很容易損壞。
二、提高房屋建筑結構設計的措施
1、強化質量意識,建立健全質量保證體系
設計單位是設計質量管理的主體,必須強化質量意識,樹立質量第一的觀念,以質量求生存、以創新謀發展。用全面質量管理的思想和方法,建立健全質量保證體系,為建筑結構設計質量的提高提供程序上、制度上的保證。在質量管理中,要始終堅持“全面、全員、全過程”管理,狠抓目標管理和工序管理,扎實落實質量保證體系的各項措施,切忌浮于表面,流于形式。
2、不斷提高設計人員素質和技術水平
一方面,單位應制定出符合實際的人才成長和科研規劃及其實施措施,為設計人員提供良好的學習、設計、科研環境,促進他們成長、成材;另一方面,設計人員特別是年輕人,要加強專業理論、先進技術的學習,注重先進理念與經驗的吸取,在工程設計實踐中不斷攻克難題,推陳出新,不斷提高專業素質和技術水平,以適應越來越復雜的工程需要。
3、制定合理工期
合理的設計工期是保證設計質量的基本條件之一。過短的設計周期,讓設計人員很難對某些方面和某個環節進行深入分析和優化,施工圖往往無法保證,錯、漏、碰缺也在所難免。因此,每項工程都應根據類型、規模、復雜程度、創優目標、人員投入、建設單位要求等綜合考慮來確定工期。工期必須以確保設計質量為先決條件,當然,單位加強工序管理、抓好協調、盡量縮短工期也是必要的。
4、建立合理的薪酬與質量獎懲制度
合理的薪酬與質量獎懲是物質激勵的重要方面,它直接反映人才與勞動成果的價值定位。將職工薪酬與崗位職責、工作業績、實際貢獻以及成果轉化中產生的社會效益直接掛鉤,逐步建立起重質量、重創新,向優秀人才和優秀設計成果傾斜的分配激勵制度。
5、注重結構概念設計與方案優化
強化結構概念設計,旨在要求結構工程師應特別重視規范規程中有關結構概念設計的各條規定,不能陷入只憑計算的誤區。在設計中雖然分析計算是必須的,也是設計的重要依據,但是,僅靠分析計算往往不能滿足結構安全性、可靠性的要求,不能達到預期的設計目標,從某種意義上講,概念設計甚至比分析計算更重要。優秀的結構設計能夠滿足建筑功能要求,保證結構安全,并且有較好的經濟性。實現這一目標,首先要對結構方案進行優化。結構方案優化,應綜合各方面的因素、要求、約束條件等,要根據以人為本和可持續發展的設計原則,要體現當今建筑結構設計理念和技術發展,要兼顧經濟、社會、生態、環境效益,擇優選取結構體系。
6、對結構進行切合實際的計算分析
對結構進行內力和位移計算分析時,首先要選用與實際受力狀況相符的結構分析模型與假定,選取適合特性的計算分析軟件,并正確選取各項調整參數。要根據規范規程,對分析計算結果的合理性、可靠性作出正確判斷,對不合理的指標,通過修改結構布置和構件截面尺寸進行調整。
結束語
房屋建筑的結構設計,是整個工程展開以及實施過程中的重點內容,為滿足建筑的安全性、適用性和耐久性等要求,設計要做到平面布局和結構選型合理,因此要高度重視房屋建筑結構設計方面常見問題,在工作實踐中嚴格遵照設計規范、標準進行,嚴格遵守有關設計規范、國家標準,以保證建筑質量。
參考文獻
[1]雷春蕾,張書強.房屋建筑結構設計的常見問題[J].技術與市場,2011,(08).
1分析房屋建筑結構設計中常見的問題與現象
1.1在房屋建筑施工過程中對房屋建筑結構設計的履行力度不足設計是為了更好的施工,但是在我國的房屋建筑施工過程中,明顯存在著輕視房屋結構設計的現象,對于房屋結構設計,建筑商更偏向于經驗型的建筑技巧,因此對于房屋結構設計產生輕視的情況,導致建設出的房屋不符合設計要求,房屋建筑的潛在問題較多,致使房屋在使用過程中出現大量的問題,影響我國房屋建筑行業的整體建筑水平。
1.2在房屋建筑結構設計圖紙中對布局分布不合理只有房屋結構設計趨近于規范,房屋在實際建設過程中才能實現合理布局,房屋結構設計布局中包括建筑的外形構造,受力結構布局,最大承載力布局等,由于影響結構布局的因素過多,導致房屋建筑結構設計不規范,房屋結構布局不合理,影響了房屋的正常建筑水準。這主要因為房屋結構設計人員在設計前對房屋結構布局的思考不足,對房屋建筑條件的認識不夠,致使房屋建筑工程中布局規范性較差。
1.3房屋建筑中變形縫的設計不夠重視在房屋建筑工程中,考慮到房屋所處位置的氣候環境因素,以及當地的冷熱差,要在房屋設計中加入變形縫的項目,以免因溫度變化造成房屋出現損傷,對于變形縫寬度的計算與設計,是考驗房屋建筑結構設計工程師專業素質的一項難題。現如今我國部分房屋結構設計師習慣在設計過程中忽略變形縫的重要性,而選擇在施工過程中用后澆帶來解決變形縫的問題,后澆帶雖然有一定的效果,但是在房屋的使用過程中壽命較短,而且不能進行二次修復,與變形縫相比,使用價值較低。因此房屋建筑結構設計工程師要加強對變形縫的認識,進行精準的變形縫設計。
2探究加強房屋建筑結構設計的對策與措施
2.1在房屋建筑施工前進行嚴密的房屋結構設計在房屋建筑的具體施工前夕,需要進行專業的房屋建筑結構設計,要對房屋建筑地點的地形及地貌進行勘探,對當地的巖層及水文情況也要做到了解與把握,對地質的特殊問題要進行避免與修正,保證房屋建筑結構設計的嚴密性,使房屋建筑結構設計圖紙對施工能夠產生巨大幫助,推動接下來的房屋建筑施工的有條不紊。對于房屋建筑工程師來說,一份好的結構設計是完美建筑的基礎,是其建筑設計專業素質的最好體現,在進行施工前的結構設計有利于房屋施工的順利進行,對我國房屋建筑結構設計技術的發展也有著幫助。
2.2注重在房屋建筑施工過程中對房屋結構設計的實現在房屋建筑施工過程中不注意按照結構設計圖紙進行施工,是房屋建筑建設施工中的重大問題之一,在我國的房屋建筑結構設計施工圖紙中,對建筑施工的技術標準與水平都有嚴格的界定,但是現如今在我國房屋施工過程中并沒有做到嚴格執行房屋建筑結構設計圖紙的要求,需要嚴格管理在房屋建筑施工過程中的設計圖紙的實現,加強在施工過程中對房屋結構設計的監督,保證房屋建筑圖紙的最優效果。
3結論
房屋建筑工程行業仍在不斷發展過程中,新的房屋建筑工程也在不斷進行,為了保證房屋建筑工程的質量和減少房屋建筑中的問題,就必須要對房屋建筑結構設計加強,重新帶入房屋建筑中。并且在進行房屋建設的過程中,在實現提高建筑結構設計水平的同時,不斷發現探究可能出現的問題,并及時解決,保證房屋建筑結構設計革新與建筑施工的同步進行,推動我國整體房屋建筑結構設計水平的提升。
作者:朱葛明單位:秦皇島華成建筑設計咨詢有限公司
關鍵詞:房屋結構;設計;優化技術;實踐應用
一?房屋結構設計優化的內容及其意義
當前,我國經濟快速發展,人們對居住條件及生活環境要求越來越高,而對建筑房屋進行優化設計,使其結構與美觀相互協調、同時適用、安全、經濟以及便利是改善人們居環境方面重要手段。房屋結構設計優化理念注重以實際為準則,根據工程建設的基本狀況,以計劃成本為控制為中心來進行的結構優化設計,其內容就是利用對建筑基礎的結構、屋蓋系統的結構方案以及圍護系統結構方案等環節,建立起一種關于結構優化設計的模型,通過對各種不同的影響變量參數中的若干關鍵參數的科學的計算,確立最終的建筑工程結構設計的優化結果方案。房屋建筑結構優化設計意義重大,一是大大提高建筑結構經濟性,房屋建筑進行結構設計優化可節省材料,有利用抗震,減少內外表面裝修,提高了其受力性能,增強了建筑的經濟性能。二是結構優化設計大大降低了建筑工程的總成本造價。節約用地,大量資料表明,,房屋建筑進行結構設計優化能夠有效降低工程成本造價25%左右,同時結構優化設計技術能夠對施工材料的性能利用更加合理化,能夠讓建筑工程結構內部各個不同單元之間更加充分互協調,提升了建筑工程結構設計的經濟性。
二?房屋結構優化設計技術應用
房屋建筑結構設計優化技術實踐應用是當前建筑業非常關注的一個課題,目的在通過結構優化設計技術逐步改善房屋建筑的使用性能的基礎上,提高經濟性,大力降低工程成本造價。在某個建設工程項目中,結構優化設計技術主要應用于項目規程的整體設計、前期設計以及抗震設計等各個分部階段環節,應用廣泛,其發揮的效能也十分明顯。
(1)房屋建筑結構在設計中應遵循結構設計規范
房屋建筑結構優化設計的目的是追求適用、安全、經濟、美觀以及便利施工,因此,房屋建筑結構優化設計不但要求結構設計工程師有豐富的設計經驗,也同時也要要對房屋建筑結構規范的條文有較為詳細的了解,在房屋建筑結構設計規范的基礎上,能夠把自身的結構設計方案科學的融入到整個項目工程中。對于一些大面廣的工程中,某些條文規定不可避免的的偏于保守,同時,也有些條文對一些特殊、復雜工程的設計工程條文安全性不足。因此,房屋建筑結構工程師在優化設計中,應該充分利用扎實專業知識與豐富的經驗,對上述問題做出科學與正確的判斷,從而能夠把握設計,使設計成果逐步優化,不斷創新。
(2)房屋結構工程師要積極主動參前期工程規劃
房屋建筑結構工程師要積極主動參前期工程規劃是實施結構優化技術的重點內容。因為,在在實際施工中,房屋建筑結構工程建筑師難以把握對結構體系的受力的正確分析,相關房屋建筑結構工程師要積極主動地參與前期方案設計,幫助建筑師構思與逐步創新,使整個建筑的優化功能能夠全部體現出來。
(3)涉及到房屋結構設計的各個專業應該相互協調與合作
房屋建筑結構優化是一個復雜性的系統工程,涉及到的專業也很廣,各個專業必須相互協調與配合。依據建筑學發展角度出發,現代建筑是綜合性產品,包括建筑、結構以及設備等要素。因此,房屋建筑工程在工程實施中,應該大力加強分工與合作,將各個構成要素進行充分有機結合,為打造出完美的作品夯實基礎。在房屋建筑工程項目設計中,最重要的環節是建筑設計與結構設計,只有將這兩個環節充分結合,房屋建筑工程的實用美觀大方效果才能充分體現,同時,房屋的建造結構受力更趨向合理性,大大降低了成本,簡化了施工。但在建筑設計中,一些許建筑設計人員不遵循建筑的基本力學規律,過于注重設計方案創作的新奇性,導致這房屋建筑結構出現一些后遺癥,因此,房屋建筑結構優化必須通過強化各個專業的合作與協調,才能夠實現結構合理,成本降低。
(4)房屋結構優化設計要將概念設計結合細部結構進行設計優化
概念設計即是利用設計概念并以其為主線貫穿全部設計過程的設計方法,是通過設計概念將設計者繁復的感性和瞬間思維上升到統一的理性思維從而完成整個設計。但是概念設計應用于沒有具體數值量化的狀況時,計算式不可避免與實際出現較大的差異,譬如在地震設防烈度就沒與不確定性,計算式與實際差別較大,因此,房屋建筑結構在優化設計中,通過采用概念設計的方法,將數值作為輔助和參考的依據,同時設計人員在設計過程中還需靈活運用結構設計優化的方法。在整個設計過程中貫穿一種抗震設防的思想且以概念設計作為重點指導設計。同時在設計的過程中,注重優化細部的結構設計,譬如現澆板中的異形板拐角處易出現裂縫,可劃分為矩形板。在選擇鋼筋型號時,充分考慮其極限抗拉力等。
(5)房屋結構優化設計要充分考慮下部地基基礎結構設計
地基基礎是建筑結構設計的重要組成部分之一,地基基礎雖然埋置在地下,屬于隱蔽工程,但其重要性不言而喻,建筑物的高度與安全性等受地基基礎影響很大。因此,房屋建筑結構中的地基基礎的結構設計優化必須選擇合適的方案,譬如屬于樁基礎,就要依據現場地質條件,綜合其他現場場地的條件因素進行基礎選型及埋深等設計,選擇樁基類型,最大程度的節省造價。
三?結語
總之,房屋結構設計中優化技術是復雜的系統工程,不但需要相關結構設計工程師正確地使用結構分析軟件、選擇最佳結構體系,同時,要大力挖掘基礎設計內在潛力,充分運用科學的方法與手段,大力降低工程建設造價,讓房屋結構優化貫穿整個設計過程,從而體現出結構優化的價值,讓房屋結構設計功能不但更加適人們居住與生活,同時,大力提高其安全度與抗震性能。
參考文獻:
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[2]馬臣杰,張良平,范重.優化技術在深圳京基金融中心中的應用[J].?建筑結構,2009(4).
關鍵詞:房屋建筑結構;設計;方法
當前我國城鄉居民收入的提高,滿足物質生活需求的基礎上對房屋建筑的需求量日益上漲,促進建筑業的興起與發展。在進行房屋建筑結構設計時可遵循剛柔并濟、低碳環保、多層建筑關注人文環境等原則,設計人員嚴謹工作態度,在設計時需依據相關規章制度,結合建筑要求及功能作用,對建筑的地理位置、抗震防裂、類別及高度等方面作出相關研究分析,以便展開設計工作。
一、房屋建筑結構設計的標準
改革開放政策的有效落實,使我國經濟發展取得一定的成果,建筑行業的發展較為快速。而其中的房屋建筑結構設計環節在建筑公司發展過程中起著重要作用,并直接影響住戶的人身財產安全。因而在進行房屋建筑設計時需設計人員遵循一定的設計標準,確保設計的房屋建筑安全穩定,滿足住戶要求。一般而言,房屋建筑設計的標準主要內容是:在進行設計工作時需依據現有的建設結構,不能對其產生破壞,以設計的建筑為主體,合乎常理、科學性的進行結構設計工作,避免超出設計能力范圍,給施工者帶來麻煩。在判斷房屋建筑結構設計的合理性時,可從建筑的安全性、效益性、美觀性、實用性、易于施工性等方面進行綜合評價工作。當這些方面均滿足相關要求時,將表明此建筑結構設計較為合理,反之表明該設計方案存在缺陷,需改進或者重新制定新的設計方案。
二、房屋建筑結構設計方法
(一)建筑結構相關部分的設計方法
在對房屋建筑結構進行設計時需注意結構平面圖、屋頂結構圖、大樣詳圖的設計繪制,以及建筑樓梯、基礎的設計方法。繪制建筑結構平面圖需考慮相關的抗震影響因素,可減少計算機軟件建模環節,設計人員可直接進行建筑結構設計;若通過計算機相關軟件進行建模,則需全面考慮建筑結構的受壓和局部受壓情況,合理使用計算機編程計算出房屋結構荷載值,確保設計出的建筑結構方案貼近結構實際受力情況。繪制屋頂結構圖可采取折板方式和梁板方式。前者可應用在跨度較小的房屋建筑結構,后者則可在不規則房屋平面以及跨度較大的房屋建筑結構使用,結構圖中還應標明房屋梁板折角鋼筋的位置。結構相對較為抽象,為讓施工人員能更好的理解圖紙意思,設計人員可將一定的空間概念融匯其中,并增強建筑圖紙和示意圖的理解能力。大樣詳圖的繪制可以建筑詳圖為基礎,并可對原有詳圖進行局部修改操作,以便在保持建筑外形時實現結構受力和易于施工的目的,并保證建筑結構標高和外形尺寸與建筑專業的一致性,以便能規避施工過程中出現的風險隱患。
建筑樓梯的設計時需側重其撓度,規范梯梁的梁下凈高度,上下樓層的梯梁位置需保持一樣,若出現異常情況,可采用折板樓梯進行彌補。折板樓梯鋼筋需考慮結構局部應力情況,可自相關折角處將其斷開錨固。梯梁的梁下凈空需求以及梁板寬度需依據相應的結構標準進行合理的設計,以確保其符合要求。在第一段梯板設計時需考慮其基礎沉降是否滿足相關要求,進而考慮是否加筑梯梁。設計建筑基礎需慎重考慮,因其質量水平對上層整體建筑質量有重要影響。進行基礎混凝土澆筑時需考慮混凝土配料、程序等問題,并在基礎配筋比上需嚴格按照圖紙標記進行配置,以便實現最小配筋比率;對建筑基礎圖紙上還應標明構造柱的位置。設計整個建筑結構時應考慮建筑結構抗震能力,以便增強建筑結構的堅固程度。
(二)結構設計成果檢測
在對結構設計成果進行檢測驗算時需不同結構分別采用不同方法進行驗算。多層結構建筑的砌底可應用底部剪力法,混合結構建筑則注意塑性變形集中化造成的不利情況。在雙向板查表驗算時可結合材料泊松比的意義進行驗算活動,在進行結構驗算時必須依照相關規范標準開展,嚴格核對相關數據,以保障工程施工質量。當前住宅建筑大多采用多層建筑結構設計方法,對此在進行結構設計時避免樓梯間出現在房屋尾部與轉角處,進行縱橫墻設計時需采取對稱處理。框架和抗震墻可進行雙向布置,并注意控制屋頂的比例及抗震墻剛度,以確保房屋整體的安全穩定。
三、房屋建筑結構設計應注意的問題
(一)房屋建筑地下室外墻設計需注意的問題
在對房屋建筑地下室外墻設計時需綜合考慮影響因素,確定外墻混凝土等級以及外墻厚度。普遍看來,地下室需采取防水措施,外墻抗滲等級以及鋼筋配比均需采取相關對策進行管理控制。在進行房屋建筑結構設計時需以實際情況為基礎,全面考慮分析影響因素。
(二)建筑基礎底板設計需注意的問題
進行建筑基礎底板設計時需注意鋼筋攤鋪的均勻度,防止鋼筋重疊現象,有效利用天然地基優勢。設計人員在進行基礎底板設計前可實地搜集相關數據,充實設計資料,進而完善建筑結構設計方案。在處理軟弱地基狀況時可采取換土墊層的設計,設計者只憑借經驗進行處理將會造成建筑危害,不能達到安全、經濟的目的。在磚混結構房屋設計中需考慮墻體的坑剪能力,有效防止墻體出現裂縫現象,并能增強建筑結構的抗震性。
結束語
綜上所述,房屋建筑結構設計方法需多方面考慮,設計人員可實地考察,搜集確切數據,以防止設計過程中出現失誤,造成損失。以建筑質量為落腳點,重視設計細節,設計人員需提高技術水平、充實專業知識、積極積累實踐經驗,以便進一步完善房屋建筑結構的設計方法。
參考文獻:
[1]彭延標.探究房屋建筑結構設計的原則與方法[J].山西建筑,2012,29:71-72.
關鍵詞:房屋建筑、結構設計、基礎設計
中圖分類號:TU2文獻標識碼: A
1、前言
隨著房建工程的不斷發展,房屋建筑一直趨向于復雜化,這使得結構設計成為了影響房屋建筑工程質量的重要因素,而基礎部分的設計尤為關鍵。基礎設計關系到房屋建筑的整體質量,也影響建筑后續工作,無論新技術如何應用,建筑業如何發展,基礎設計作為房屋建筑安全穩定的根本,其重要性都是一成不變的。
2.房屋建筑結構設計的重要性
從大的意義上說,房屋建筑結構主要指兩個方面的內容,一方面指的是房屋的建筑結構,一方面指的是房屋的戶型結構。而房屋建筑工程進行房屋建筑結構設計的根本出發點主要是為了保證工程建筑物結構的安全性、可靠性,在能夠保證工程建筑物的使用功能的發揮的同時保證工程建筑物的使用壽命,提高工程建筑物的性價比。
3.房屋建筑結構設計過程中需要遵循的原則
設計人員在對房屋建筑工程進行結構設計時需要遵循幾個原則,首先設計人員在進行結構設計的過程中一定要從整個房屋建筑工程的整體著手,需要與業主進行良好的、有效的、及時的溝通,確保房屋建筑結構設計既符合客觀方面的需要,也符合主觀方面的需求;其次,設計人員在設計過程中要有提前量,現代的房屋建筑工程在進行基礎設計的過程中,將重點都放到了房屋建筑工程的地基、基礎、以及一些上部結構的構件(例如梁、板、柱、樓梯、雨篷等)方面,但是還是有一定的弊端,因為很多的房屋建筑結構設計中的基礎設計并沒有完全的結合實際情況,所以在施工過程中很容易遇到設計與實際情況不符的問題。
4.房屋建筑結構設計中的基礎設計過程中需要注意的問題
雖然目前我國的房屋建筑結構設計的發展現狀總體上還是十分不錯的,但是,在目前我國的房屋建筑結構設計發展的還不夠成熟和完善,還需要在不斷的發展過程中進行適當的補充和完善,尤其是在房屋建筑結構設計中的基礎設計過程中,還需要注意以下幾個方面的問題。
4.1結構平面圖的繪制問題
繪制結構平面圖屬于房屋建筑工程施工前期的準備工作,設計人員在繪制房屋建筑工程的結構平面圖時,需要從整體出發,從大局出發,需要把國家利益和人民群眾的生命財產安全放到首位,在設計過程中需要充分的考慮房屋建筑工程的防火等級、抗震等級、防水等級以及保溫等級,其中,抗震等級最為重要,同時,設計人員在設計過程中還需要充分的考慮到房屋建筑工程的整體及局部的受壓性。
4.2屋面結構圖的設計問題
一般而言,房屋建筑工程的屋面都為坡形,當建筑板之間的空隙過大,就采用梁板式的樓板;如果建筑板之間的空隙不大,就采用折板式的樓板,確保屋面結構圖的設計與房屋建筑工程的整體設計能夠相融合。
4.3大樣詳圖的設計問題
設計人員在繪制房屋建筑工程的大樣詳圖時,需要確保圖紙的細致性和全面性,設計人員在繪制過程中,需要從提高房屋建筑工程的整體的受力性的角度出發,同時,力爭在最大程度上保證房屋建筑工程外形、結構以及尺寸的一致性。
4.4樓梯方面的設計問題
設計人員在對房屋建筑工程的樓梯結構進行設計的過程中,主要需要考慮的就是樓梯板的撓度問題,需要保證上下層之間樓梯梁位置的一致性和精準性,同時,設計人員還要注意首段的樓梯板的基礎沉降問題,如果在房屋建筑工程需要的情況下,可以在一定程度上對樓梯梁進行統一的、規范的設置。
4.5基礎方面的設計問題
設計人員在對房屋建筑工程的基礎進行設計的過程中,需要結合房屋建筑工程的實際情況進行設計,做到具體問題、具體分析,保證基礎設計的科學性和合理性,在對混凝土的選用方面,還需要注意考慮到結構的適用性和耐久性,以荷載為參考依據對基礎的寬度進行及時的、適當的調整,為房屋建筑工程整體的結構的合理性提供保障。
5.房屋基礎設計的要求
5.1高層建筑
高層建筑的特點是層數多,上部結構荷載大,使得基礎埋置深度大、在材料的使用上也耗費量大、施工周期較長、工程總造價較高。因此,高層建筑設計時應注意滿足以下幾點要求。一是基礎的總沉降量和差異沉降量應嚴格遵守規范規定的允許值;二是對復合地基或天然地基承載力及樁基承載力的要求要滿足;三是地下結構做好建筑防水滿足規定要求;四是不僅對基礎本身的耗材和造價進行考慮,還要對土方、降水、施工條件與工期長短等因素進行考慮,對經濟效益進行綜合考慮。
5.2多層建筑
一般砌體結構建筑,應該嚴格按照建筑的抗震設計的規范要求,并在行動中真正的做到:要優先的采用橫墻承重或者是縱橫墻共同承重的結構體系,縱橫墻在布置上最好能夠均勻的對稱,并且沿著平面進行對齊,沿豎向的面也應該上下進行連續。鋼筋砼多層建筑結構的布置,應該盡量的采用規則的結構。如果結構比較復雜,可以預先設置好防震縫,并且將防震縫兩側分割成為各規則的結構,單元為單位,結構布置以少設縫為宜。這樣就能夠有效的使防震縫的設置以及伸縮縫、沉降縫可以得到統一。
6.加強房屋建筑結構基礎設計的主要措施
6.1對軟弱地基基礎設計
局部軟弱地基的基礎設計,采用不同的處理方式時應在滿足地基承載力及土層不發生整體破壞的前提下,以基礎的沉降量為控制條件,滿足使用要求和地基規范允許的沉降量是可以做到經濟合理的。在改變地基條件的情況下,還需配合改變基礎的設計,一般情況下,變更基礎的尺寸,可以有效地調整基底附加壓力的分布和大小從而改變地基變形值。當基底附加壓力相同時地基的變形是隨基底尺寸的增大而增大,而在確定的荷載下若增大基底面積,將會使地基的變形量減小。當然在驗算地基變形,調整基底尺寸時還應考慮其它因素的影響。在軟弱粘性土中采用卵石樁可以提高地基承載力,加速固結沉降,改善地基的整體穩定性。有關軟弱土地基,處理的方式方法也有多種,同樣又受各種諸多因素的影響很難用一種固定模式確定某種處理形式好,因此在場地條件不同的情況下,須經過分析研究再做決定。
需要注意的是,對每個建筑工程都要求設計人員認真編制方案比較說明書,綜合評定基礎類型,因此應加強對設計人員的管理。一個好的基礎工程必須具備能安全地支承上部結構并能巧妙地將荷載傳遞到下部地基中,它在能滿足規范要求的前提下,必須具有最小埋深,良好的穩定性能,又能將沉降和差異沉降控制在允許范圍內,同時還要具有造價經濟、施工簡便、對周圍環境污染小等特點。因而,要求設計人員在基礎設計中,對所建工程的地質性質和地貌概況、周圍環境進行綜合分析;在設計計算中,對其參數、理論的精確度和適應性要進行研究,經多方案比較和調整偏差后,才能確定技術上合理、經濟效果最佳的基礎類型。在這一過程中,設計人員必須提出明確合理的觀點,并形成書面文件。
6.2做好屋頂結構圖設計
由于近年來各地“平改坡”的呼聲較為嚴重,為符合客戶需要,目前很多房屋建筑大都采用坡屋面的結構形式。這一結構形式主要有梁板式與折板式,若建筑板的跨度較大且建筑平面不規則,屋脊線的轉折和屋面坡度復雜,因而基于此種坡屋面大都選擇梁板式。反之,則采取折板式。它們的共同點就是這兩種板都是偏心受拉構件。板配筋時,為有效抵抗拉力,應拉通部分或全部板負筋。板厚度應根據構件而定,通常不低120mm,并在梁板折角處布置鋼筋大樣示意圖。
在設計屋坡面板時,為確保施工操作人員更好的理解圖紙,應采取大樣詳圖與剖面示意圖相結合的表現方式。因而作為房屋建筑結構設計人員,必須具備空間感,就房屋建筑的整體構造做到心知肚明。以整體的視角掌握房屋建筑結構大局,以細微的設計體現其實用價值,堅持這一設計理念,所設計的圖紙方能使施工技術人員一目了然的明白設計者的意圖。但需要注意的是,由于屋面起坡會導致閣樓層的部分墻體超過高度,因而在設計時就應與門窗頂相結合設置圈梁,從而降低墻體計算高度。
6.3強化樓梯樣圖設計
在繪制樓梯樣圖時,應注意樓梯板撓度的控制,樓梯梁梁下的凈高度必須滿足建筑要求,確保樓梯梁位置上下層互相統一。若局部不符合則應采用折板樓梯,并注意折板樓梯鋼筋,尤其是內折角處應斷開并分別錨固,從而預防局部應力的集中,注意樓梯板的寬度和梁下凈空要求,如果是首段梯板,應充分考慮基礎帶來的沉降,并在必要時設置梯梁。
6.4做實基礎設計
在設計基礎時,應注重混凝土標號的選擇,并確保與結構耐久性要求相符。基礎配筋必須確保與最小配筋率相關要求相符,條基交接處的鋼筋設置必須選用標準圖或詳圖,且條基交叉處的基底面積不能重復利用,并注意基礎寬度的調整。若局部墻體的局部荷載較大也應就基礎寬度進行調整,對于基礎圖中的構造柱,若定位不明確應進行精準定位。
結束語
總之,房屋建筑結構設計中的基礎設計是一項較為系統復雜的工作。作為設計人員,做好房屋建筑結構設計中的基礎設計是確保房屋建筑工程質量的關鍵,在設計工作中做好每一個細節的設計,盡可能的提高房屋建筑的功能,從根本確保房屋建筑結構設計質量,進而確保房屋建筑工程質量。
參考文獻:
[1] 劉建鑫:《高層建筑結構地下室和基礎設計應注意的問題》,《山西建筑》,2011年04期
[2] 宋春霞 張玉忠:《高層住宅局部框支結構設計要點》,《城市建設理論研究》,2011年23 期
[3] 楊國先:《房屋建筑結構設計基本原則與幾個常見問題的探討》,《城市建設理論研究》, 2012年19期
[4] 李劍波:《建筑結構設計中的異形柱節點受力特點分析》,《價值工程》,2011年01期
關鍵詞:房屋;建筑;結構;方法;設計;優化
對于房屋建筑的自身結構而言,只有保證其結構的合理性,房屋建筑的整體質量與使用性能等才會得到顯著提高,并且可以有效避免建設資金等的浪費。如果房屋建筑的自身結構存在嚴重不合理之處,不僅會增加相關的建設成本,房屋建筑的整體質量也無法達到相關要求,這樣就會給用戶帶來安全隱患等。基于上述背景,對房屋建筑的結構設計予以優化就變得尤為重要。
1房屋建筑結構設計優化的相關要點
第一,模型的確立。在房屋建筑結構優化設計當中,模型的確立是基礎環節,相關人員只有對具體變量參數進行提取分析,才能根據相關參數建立模型,以此求出最佳答案。相關人員需要科學選擇變量并且對目標函數進行確定分析,以此滿足后續相關需求。第二,程序的設計。在房屋建筑結構的設計優化中,相關人員需要科學確定優化程序,并且將具體程序導入計算機內部,利用計算機就可以將相關數據求出。第三,結果的分析。相關人員在利用計算機等進行計算之后,就要對相關的結果進行分析,并且根據結果中的具體信息等制定后續的設計方案等。
2房屋建筑結果設計優化方面的具體方法
2.1上部結構的優化處理
對于房屋建筑的結構設計優化而言,上部結構優化十分重要,特別是剪力墻結構的建筑,需要相關人員對這一部分的結構進行優化布置。相關人員需要保證剪力墻的重量均勻性,這樣才能確保每層建筑的重心與平面剛度的中心位置完全一致,這樣就可以有效避免外界的風力及自然災害等給房屋建筑帶來嚴重的影響。如果房屋建筑的剪力墻結構為大開間形式,相關人員就可以盡量減少混凝土的使用量,并且盡量減少墻肢的數量。如果房屋建筑的所處環境地質條件相對較差,就需要有更強的防震性能等,相關人員在上部結構的優化處理當中就盡量不要采用大開間形式的剪力墻。
2.2框架結構優化
在很多房屋建筑的施工當中,都會選擇鋼筋混凝土結構,這種類型的框架結構優化也會成為房屋建筑結構優化設計的重要組成部分。相關人員在實際的框架結構優化當中,可以選擇準則法來進行操作。相關人員也可以根據房屋建筑自身結構的截面大小情況,選擇有限單元法等進行優化分析,這樣就可以有效保證房屋建筑的結構優化得到順利進行。
2.3建筑平面優化
在房屋建筑的結構優化設計當中,平面優化也是重要的組成部分。首先,相關人員需要針對樓面量進行科學的控制。樓面是房屋建筑的重要結構之一,樓面量減少或者是樓板的開洞量出現過大,都不利于樓面整體結構的穩定。所以,相關人員在實際工作當中應當針對天井或者樓面的開洞量等進行嚴格、細致的計算分析,這樣才能對房屋建筑的樓板面進行科學控制。與此同時,相關人員應當適當提高房屋建筑內樓板的配筋量,以免出現嚴重的預應力損失等,并且保證不同結構之間的連續性,做好樓層之間的支撐等。其次,相關人員在房屋建筑的結構優化設計當中,還需要做好平面布置方面的外形優化等。相關人員在實際工作當中需要仔細考慮風壓帶來的影響,對房屋建筑的外形結構進行科學的優化設計,這樣才能有效避免外力帶來不利影響。在具體操作當中,相關人員可以根據房屋建筑所處的環境及地理位置、氣候特點等進行分析。比如,如果房屋建筑位于沿海地區環境,在其自身的外形方面,相關人員就要避免其外形凹凸面積較大,以免給整體結構帶來較強的不穩定性。相關人員一定要根據外形合理化的基本原則進行優化設計,特別是要重點考慮風壓因素,這樣才能有效保證房屋建筑平面得到明顯優化。
2.4建筑階段性及相關壽命的優化
對于房屋建筑結構的設計優化而言,階段性優化及整體壽命的優化也十分關鍵,這一部分的的內容不僅僅在于正式施工至建筑工程的使用年限之內。房屋建筑的設計人員等需要根據其自身不同階段出現的特點等進行分析,并且參考相應的實際情況進行處理。這樣才能在保證建筑自身質量的基礎之上,實現建筑企業的整體效益。此外,在房屋建筑的壽命優化方面,相關人員還需要切實按照建筑自身的使用年限、具體的施工方式等進行綜合性分析,確保在建筑房屋的使用年限當中不會出現嚴重的意外問題,這樣才能有效保證房屋建筑相關結構的優化。
3結語
目前,人們的生活水平與過去相比出現了明顯的提高,其自身的安全性、實用性等也得到了普遍的關注,除了房屋建筑的自身質量需要相關單位及人員給予高度重視之外,房屋建筑的經濟性、美觀性也成為了人們關心的重點問題之一。所以,在房屋建筑的設計當中,針對其自身結構方面的優化設計就成為房屋建筑建設的重要組成部分。相關單位及人員等需要切實把握房屋建筑結構設計優化的具體要點,并且從多方面選擇科學、有效的方法等保證房屋建筑的結構優化順利進行,以此保證房屋建筑的質量與美觀性、經濟性及實用性等。
參考文獻:
[1]劉松.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用[J].城市建設理論研究(電子版),2016(20).
[2]戰福明,劉鯤.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用研究[J].門窗,2016(07).
【關鍵詞】房屋建筑;結構設計;基礎設計
中圖分類號:TU984文獻標識碼: A
一、前言
社會經濟在不斷的進步和發展,人民生活水平也在不斷的提高,城市新建筑的建設如雨后春般不斷的涌現。房屋建筑功能在不斷的完善,出現了很多新穎別致的造型,很多方面的原因,總之工程設計慢慢開始變得復雜了起來。相關設計房屋建筑結構的理論開始向著先進水平方面不斷的邁進,在實際中不斷的應用先進技術,通過實踐不斷進行加強和完善。一些具有高強度,輕材質,并且綠色環保的新型建筑材料開始出現,并應用到了房屋建筑的結構設計中,使得房屋建筑的安全性和適用性在一定程度上提高了,因此房屋建筑結構設計開始向著安全、實用、高性價比經濟的方向發展。本文針對房屋建筑結構設計中的基礎設計進行一些探討。
二、房屋建筑結構設計的基本概況
1、房屋建筑結構設計的重要性
從籠統意義上說,房屋建筑結構主要指兩個方面的內容,一方面指的是房屋的建筑結構,一方面指的是房屋的戶型結構。而房屋建筑工程進行房屋建筑結構設計的根本出發點主要是為了保證工程建筑物結構的安全性、可靠性,在能夠保證工程建筑物的使用功能的發揮的同時保證工程建筑物的使用壽命,提高工程建筑物的性價比。
2、房屋建筑結構設計過程中需要遵循的原則
設計人員在對房屋建筑工程進行結構設計時需要遵循幾個原則,首先設計人員在進行結構設計的過程中一定要從整個房屋建筑工程的整體著手,需要與業主進行良好的、有效的、及時的溝通,確保房屋建筑結構設計既符合客觀方面的需要,也符合主觀方面的需求;其次,設計人員在設計過程中要有提前量,現代的房屋建筑工程在進行基礎設計的過程中,將重點都放到了房屋建筑工程的地基、基礎、以及一些上部結構的構件(例如梁、板、柱、樓梯、雨篷等)方面,但是還是有一定的弊端,因為很多的房屋建筑結構設計中的基礎設計并沒有完全的結合實際情況,所以在施工過程中很容易遇到設計與實際情況不符的問題。
三、房屋下部結構基礎設計基本要求
房屋基礎結構是房屋結構設計的主要內容。結構設計方法采用概率極限狀態的設計理論。房屋下部結構是在滿足結構自身重力恒載、人、家具、設備等荷載的豎向靜力作用和風壓力、地震力的水平荷載的動力作用下,結構應有的強度、剛度、穩定性問題。房屋靜載作用一般由上向下傳遞,地震作用則是通過基礎傳給上部結構。為適應上部的機構和下部的地基條件,基礎結構是其選擇的結構形式,它是建筑物地下的部分。房屋建筑結構的設計是一項全面、系統性的工作,我們在結構設計的過程中要保證遵循四項基本的原則:整體上抓大放下、設置多道防線、剛柔相濟協調、打通重要關節。按照這樣的原則進行結構設計,對在結構設計過程中發現的問題及時的反饋和研究,不斷提高設計人員自身的結構設計水平。設計的結構在滿足建筑物安全的同時,符合實際使用的要求。
四、房屋建筑結構基礎設計過程中經常采用的幾種形式
1、墻下條形基礎設計形式
一般而言,大多數的房屋建筑工程在進行基礎結構設計形式當中,混凝土剛性基礎和鋼筋混凝土柔性基礎更為常見一些,混凝土剛性基礎的抗壓性能較好、但是在抗拉性及抗剪性方面的性能就稍微差了一些,比較適用于低層的房屋建筑工程;而鋼筋混凝土柔性基礎在抗拉性、抗壓性、抗彎性及抗剪性方面的性能就比較平均和優秀一些,比較適用于地基承載能力較差、上部荷載較大以及基礎埋深較大的房屋建筑工程。
2、獨立基礎設計形式
獨立基礎一般分為剛性獨立基礎和柔性獨立基礎兩種,通常獨立基礎設計形式別廣泛的應用在柱下基礎使用當中,以柱荷載偏心距為參考依據,決定基礎斷面是方形還是矩形。根據科學的調查分析表明,目前在我國,大多數的工民建工程施工中都采用了獨立基礎的設計形式,并且取得了十分優異和可喜的成績,發展前景十分不錯。
房屋建筑結構設計中的基礎設計過程中需要注意的問題
1、結構平面圖的繪制問題
繪制結構的平面布置設計圖時,當建筑所在區域的抗震設防烈度為6度的時候,根據建筑抗震的設計規范,在符合有關抗震措施要求的前提下,是可以不應用結構軟件建模的。因此,就砌體結構來看,可不用在軟件中建立模型,直接進行設計即可,但在設計過程中需注意局部受壓和整體受壓的問題。而當建筑所在區域的抗震設防烈度為7度或7度以上的時候,則必須輸入軟件建模進行計算。
2、從結構計算和構造上進行合理設計
在進行驗算底框砌體結構時要注意以下幾點:
當多層結構的剛度是比較均勻的,底部剪力方法才可以應用。當建筑結構的底層框架是帶有薄弱層的混合結構時,要考慮到塑性變形的集中影響;
因為底層框架結構中只有底層框架抗震墻,底層框架混合結構的剪力分配不能簡單的按照框架抗震墻的方法來計算,而是應該采用雙保險的方法,抗震墻來承擔全部的剪力,框架則按照剛度的比例承擔相應的剪力;
在進行剛度的計算時,框架的剛度不發生折減,抗震墻發生折減,一般折減到彈性剛度的百分之二十到百分之三十;
應考慮到因為地震作用而產生的傾覆力矩帶來的底層框架中的附加軸力。
3、從抗震要求出發,進行合理的結構設計
(一)對于多層的砌體住宅的下部結構,一般優先采用兩種結構體系:即橫墻承重結構體系和縱橫墻共同承重的結構體系。縱橫墻的布置要均勻對稱,沿平面做到盡量對齊,沿豎向做到上下連續;不宜采用無錨固的鋼筋砼預制挑檐。
(二)對于鋼筋砼多、高層結構的住宅的下部結構,力求做到:抗側力結構(框架和抗震墻等) 應雙向布置,這樣做的目的是對于來自平行于抗側力結構平面方向的地震力,能夠更好的各自承擔;框剪體系的各抗側力結構要形成空間共同工作狀態,除了控制抗震墻之間樓、屋蓋的長寬比及保證抗震墻本身的剛度外,還需采取措施,保證樓、屋蓋的整體性及其與抗震墻的可靠連接;結構布置一般采用規則結構,對于較復雜的結構,可以設置防震縫。
4、做實基礎設計
在設計基礎時,應注重混凝土標號的選擇,并確保與結構耐久性要求相符。基礎配筋必須確保與最小配筋率相關要求相符,條基交接處的鋼筋設置必須選用標準圖或詳圖,且條基交叉處的基底面積不能重復利用,并注意基礎寬度的調整。若局部墻體的局部荷載較大也應就基礎寬度進行調整,對于基礎圖中的構造柱,若定位不明確應進行精準定位。
六、結束語
總之,在房屋建筑方面,基礎設計和施工是至關重要的,要保證建筑結構的安全,同時還要降低工程的造價,只有選擇合理的基礎形式和計算方法。
參考文獻:
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[4] 俞軒,郭小剛. 考慮上部結構和筏板相互作用時的有限元分析[J]. 湖南文理學院學報(自然科學版). 2013(01)
關鍵詞:房屋建筑;建筑結構設計;基礎設計
中圖分類號:tu31 文獻標識碼:a
隨著我國綜合實力的增強,人們生活水平的提高,城市化進程的加快,各種各樣的建筑一夜之間在中華大地拔地而起。房屋建筑功能的完善、造型的獨特以及方方面面的因素,造成房屋建筑的設計變得日益復雜。基礎設計作為房屋建筑結構設計的主要內容,加強房屋建筑結構設計中基礎設計的探討,不僅為有效提高房屋質量打下了堅實的基礎,也為房屋建筑經濟適用性的挑戰提出了核心的觀念和思路。
一、概述
雖然近年來國家加大了房價的調控力度,與人們的房價期待值還存在較大的差距,而人們的購房意愿并沒有因此而消退。為確保廣大人民群眾真正安居樂業,就應加強房屋建筑結構設計力度,尤其是房屋建筑結構的基礎設計。在房屋建筑結構設計過程中,基礎結構的設計與上部結構的設計作為主要的設計內容,通常采用概率極限狀態法作為房屋建筑結構設計方法。房屋建筑的上部結構主要是為了滿足房屋結構自身重量,以及房屋使用者及其家居設備等荷載的豎向靜力作用與地震力、風壓力的水平荷載的動力作用下產生的作用力,因而在設計時主要從房屋建筑結構的剛度、強度以及穩定等方面進行,而房屋建筑的靜載作用通常從上往下傳遞,地震作用又是經過基礎傳遞到結構上部,為滿足房屋上部結構和下部地基條件,通常把基礎結構作為其結構形式。房屋建筑結構設計是一項系統、復雜的工作,因而作為設計人員在結構設計時應在整體設計方面抓大放小,以剛柔相濟的方式進行協調,通過設置多道防線,從而打通重要環節,對設計過程中出現的問題進行及時反饋和處理,注重設計人員專業設計水平的提升,盡可能確保房屋建筑在滿足一般功能的同時滿足客戶的需要。
二、房屋建筑結構基礎設計中存在的幾個問題
建筑現場施工具有勞動密集的特性,投入勞動力眾多,難以保證不出現問題。因而應認真分析實踐過程中存在的相關問題,做好房屋建筑結構基礎設計。通常情況下,房屋建筑結構設計中主要存在以下幾個問題:
一是在設計結構平面圖時通常將抗震設防烈度這一因素考慮的不夠周密,尤其是砌體結構模型建造時沒有直接設計,而是采用了結構軟件進行設計,并對整體與具備的受壓問題考慮的不夠全面;
二是在設計屋頂結構圖時,應盡量符合客戶的要求,在結構形式、板配筋、鋼筋大樣示意圖等方面的設計上往往是難以整體的視角、全局的觀念進行,導致設計的意圖不明顯,一定程度上影響了施工;
三是在繪制大樣詳圖時,由于建筑詳圖設計不合理,導致大樣詳圖的繪制出現誤差,從而導致尺寸與建筑物不符;
四是繪制樓梯樣圖時,經常會出現撓度控制不當的情況,樓梯梁梁下的凈高度難以滿足建筑的需要,樓梯梁上下位置就難以得到統一。
五是在設計地基基礎時,由于不注重混凝土的標號,混凝土耐久性不達標,基礎配筋的設置與最小配筋率相關要求不符,重復使用條基交叉處的基底面積,對基礎圖構造的定位不精準,導致基礎設計不實,給工程質量帶來極大的安全隱患。
二、加強房屋建筑結構基礎設計的主要措施
(一)注重結構平面圖設計
在繪制和設計房屋建筑結構平圖時,若房屋建筑所處地的抗震設防烈度是6度,則應結合建筑抗震設計規范,并基于與相關抗震措施相符的原則下,不必使用結構軟件進行建模,由此可見,就砌體結構而言,不必使用結構軟件進行建模,可直接設計,但還是在設計時應該注意整體和局部受壓的相關問題;若房屋建筑所處地的抗震設防烈度是7度甚至更大,那就必須使用結構軟件進行建模。
(二)做好屋頂結構圖設計
由于近年來各地"平改坡"的呼聲較為嚴重,為符合客戶需要,目前很多房屋建筑大都采用坡屋面的結構形式。這一結構形式主要有梁板式與折板式,若建筑板的跨度較大且
建筑平面不規則,屋脊線的轉折和屋面坡度復雜,因而基于此種坡屋面大都選擇梁板式。反之,則采取折板式。它們的共同點就是這兩種板都是偏心受拉構件。板配筋時,為有效抵抗拉力,應拉通部分或全部板負筋。板厚度應根據構件而定,通常不低于120mm,并在梁板折角處布置鋼筋大樣示意圖。
在設計屋坡面板時,為確保施工操作人員更好的理解圖紙,應采取大樣詳圖與剖面示意圖相結合的表現方式。因而作為房屋建筑結構設計人員,必須具備空間感,就房屋建筑的整體構造做到心知肚明。以整體的視角掌握房屋建筑結構大局,以細微的設計體現其實用價值,堅持這一設計理念,所設計的圖紙方能使施工技術人員一目了然的明白設計者的意圖。但需要注意的是,由于屋面起坡會導致閣樓層的部分墻體超過高度,因而在設計時就應與門窗頂相結合設置圈梁,從而降低墻體計算高度。
(三)加強大樣詳圖設計
建筑詳圖是否準確無誤是繪制大樣詳圖的基本前提。繪制大樣詳圖的方式一般有兩種:一是在原有建筑詳圖的基礎上進行;二是在以前做過詳圖的基礎上進行適當的改進與繪制。并在繪制大樣詳圖時,應在確保建筑外形不變的原則下,盡可能的設計合理的結構以便于施工,并且不管是標高或是外形,在尺寸方面必須與建筑協調一致。
(四)強化樓梯樣圖設計
在繪制樓梯樣圖時,應注意樓梯板撓度的控制,樓梯梁梁下的凈高度必須滿足建筑要求,確保樓梯梁位置上下層互相統一。若局部不符合則應采用折板樓梯,并注意折板樓梯鋼筋,尤其是內折角處應斷開并分別錨固,從而預防局部應力的集中,注意樓梯板的寬度和梁下凈空要求,如果是首段梯板,應充分考慮基礎帶來的沉降,并在必要時設置梯梁。
(五)做實基礎設計
在設計基礎時,應注重混凝土標號的選擇,并確保與結構耐久性要求相符。基礎配筋必須確保與最小配筋率相關要求相符,條基交接處的鋼筋設置必須選用標準圖或詳圖,且條基交叉處的基底面積不能重復利用,并注意基礎寬度的調整。若局部墻體的局部荷載較大也應就基礎寬度進行調整,對于基礎圖中的構造柱,若定位不明確應進行精準定位。
三、優化設計的相關建議
(一)從結構計算和構造上進行合理優化
當房屋建筑多層結構剛度均勻時,才能應用底部剪力法;當房屋建筑結構底層框架附帶混合結構且厚度較薄時,應注意考慮塑性變形帶來的集中性影響。這是由于底層的框架結構只含抗震墻,因而底層的框架混合結構剪力的分配不能根據一般的框架抗震墻進行計算,而選用"雙保險"的方式進行計算,抗震墻承擔所有剪力,框架根據剛度比例承當一定的剪力。在進行剛度技術時,框架剛度不產生折減,抗震墻產生折減,通常折減至剛度的20%到30%,并考慮到由于地震作用而形成的傾覆力矩造成底層框架中的附加軸力。不能用簡單的單向板的計算方法來代替連續板的計算方法。雙向板查表計算時,不能忽略材料泊松比的影響,否則,由于跨中彎矩未進行調整,將使計算值偏小。避免在荷載計算中發生錯誤:漏算、少算荷載或荷載的折減不當,建筑物的實際用料與計算結果不符。
(二)從抗震要求出發,確保結構設計的合理
多層砌體住宅一般采用橫墻承重結構體系和縱橫墻共同承重的結構體系。縱橫墻的布置應均勻對稱,沿平面做到盡量對齊,沿豎向做到上下連續;房屋的盡頭和轉交的位置不宜設置樓梯間;不宜采用無錨固的鋼筋混凝土預制挑檐。對于鋼筋混凝土多、高層結構的住宅,抗側力結構應雙向布置,這樣做的目的是對于來自平行于抗側力結構平面方向的地震力,能夠更好的各自承擔;框剪體系的抗側力結構要形成空間共同工作狀態,除了控制抗震墻之間樓、屋蓋的長寬比及保證抗震墻本身的剛度外,還需采取有效措施,確保樓、屋蓋的整體性及其與抗震墻連接的可靠性。
總之,房屋建筑結構設計中的基礎設計是一項較為系統復雜的工作。作為設計人員,做好房屋建筑結構設計中的基礎設計是確保房屋建筑工程質量的關鍵,在設計工作中做好每一個細節的設計,在實踐中總結經驗教訓,盡可能的提高房屋建筑的功能,從根本確保房屋建筑結構設計質量,進而確保房屋建筑工程質量。
參考文獻
[1]張玉娣,劉強一.淺析房屋建筑結構設計中的基礎設計[j].黑龍江科技信息,2011,(01).
[2
]張琴芝.建筑結構設計中常見問題探討[j].廣東科技,2009,(12).
房屋建筑的結構設計是一項較為復雜的系統工程,需要多方面的努力與配合,設計人員也要遵循幾個原則。一是,在進行結構設計的過程中,設計人員一定要從整個房屋建筑工程的整體著手,與業主進行良好的、有效的、及時的溝通,確保房屋建筑結構設計既符合客觀方面的需要,也符合主觀方面的需求;二是,設計人員在設計過程中要提前做好準備。現代的房屋建筑工程在進行基礎設計的過程中,將重點都放到了房屋建筑工程的地基、基礎、以及一些上部結構的構件(例如梁、板、墻柱等)方面,但是還是有一定的弊端,因為很多的房屋建筑結構設計中的基礎設計并沒有完全地結合實際情況,容易在施工過程中遇到設計與實際情況不符的問題。
2房屋基礎設計的選型
房屋建筑基礎的選型應根據上部結構、工程質地、抗震防備要求、施工條件、環境因素以及周圍建筑物等多方面因素綜合考慮來最終確定。應選用整體性能高,能滿足地基承載力和建筑物允許變形要求的基礎形式,最好能調節不均勻沉降。房屋建筑結構設計中有幾種常用的基礎設計形式如下:
(1)獨立基礎
獨立基礎通常被用于柱下基礎中,由于柱荷載偏心距的不同,因而其基礎斷面有矩形及方形之分。如果柱距很大,使用獨立基礎會得到較高性價比,是其他基礎無法比擬的。如果建筑的框架體系為多層上部結構,就最宜使用獨立基礎。同時,在諸多民眾建筑中,獨立基礎使用較多,效果也很明顯。
(2)墻下條形基礎
實際中,混凝土剛性基礎較為普遍,由于混凝土具有很高的抗壓性能,但因為其抗拉及抗彎效果一般,也被用于壓縮性小且地基承載力較好的中小型民用建筑中。其優點為使用方便,成本投入低,可根據實際情況隨意使用。另外,如果建筑地基不夠均勻或承載力小,上部結構所需承載力又大,便可以使用鋼筋混凝土柔性基礎。這種基礎適用于基礎埋深很大,并且設有地下室的建筑。
(3)柱下條形基礎及十字交叉基礎
如果建筑物地基承載力很小,上部結構又需要載荷力很高,這就對基礎形式的選擇提出了更高要求。因而,在這種情況下,柱下條形基礎得到了廣泛應用。這種基礎形式的特點為:剛度大,對沉降的均勻度可適當調節,經常被用于柱間距不大的情況。而十字交叉基礎則適用于柱荷載較大而地基承載力較小的情形,既定目標很容易完成,但在實際中卻不能隨意應用。
(4)樁基礎
樁基礎的特征一般為沉降量且承載力大。如果地基強度不夠或者有變形情況發生,便可以使用樁基礎。其適用情形主要包括:①建筑物其地基承載力較小,其上部機構載荷很大,且在建筑物下部其土層堅實,可以為樁端提供一定支持力;②建筑物淺基礎沉降量無法滿足實際要求,哪怕進行處理也于事無補的情況下;③建筑物本體很重要,地基承載力很高,但由于對建筑物本體沉降力要求很高,便可以酌情予以采用;④建筑物底部土層很薄,土質很差,出于土方量的限制,在不能使用條形基礎的情況下,酌情考慮使用鉆孔灌樁法。
(5)鋼筋混凝土筏片基礎
這種基礎以梁板式及筏板式為主,如果建筑物基礎底面積出現重疊,且基地承載力較弱及基礎間空隙小的情況。筏板式基礎一般在地板結構多且在有地下室的建筑中使用較為普遍。同時,筏板基礎的選擇還可以根據建筑物載荷情況進行選擇。其優點為:剛度好,對沉降的均勻度可適當調節。盡管筏板基礎使用廣泛,但還需要根據實際予以選擇。
3房屋建筑結構基礎設計中應注意的問題
目前,我國的房屋建筑結構設計的發展現狀從總體上來看還是十分不錯的,但是,仍有諸多還不夠成熟和完善的地方,還需要不斷地在發展過程中進行適當的補充和完善。尤其是在房屋建筑結構設計中的基礎設計過程中,還需要注意以下幾個方面的問題。
(1)各因素對地基與基礎設計的影響
在進行建筑物基礎設計及地基設計中,由于很多因素均可對設計方案造成影響,因而,應根據實際需要對現有因素進行考量。第一,應結合實際勘測及地質檢測資料,對現場實際地質構造及地震情況等予以分析及了解,將獲得的環境及氣候數據等引入設計中,并以此為基礎進行基礎設計,盡可能將各種因素可能產生的影響降至最低;第二,由于地基土質較差,在使用換土墊層方式予以處理時,必須結合當地地質勘查情況,對土層厚度及其構造予以了解,以便對墊土厚度進行精準計算,在其厚度及寬度上,要滿足經濟性及安全性要求。在土質選擇上,一般以強度好的沙礫為主,以提升土層穩定性。
(2)環境溫度對建筑結構的影響
在進行建筑結構設計時,還需要對混凝土基礎產生影響因素予以考量,比如周邊環境溫度等。我們常見的混凝土基礎出現裂縫,其主要原因就是由于環境溫度不適宜造成的。比如,保溫層失去作用、暴雨或者溫度驟降等,都會在混凝土表現與周邊環境之間造成溫差,由于其應力時間較短,很容易導致混凝土表面出現裂紋。因此,伸縮縫的設置極為關鍵。而在伸縮縫設置上,必須按照設計標準進行,不能貪圖施工或者設計上的便利將其用后澆帶予以替換。同時,在設計中要時刻關注環境溫度可能對建筑結構造成的影響,對其進行精準計算后來確定伸縮縫的設定標準,以符合環境要求。在設計方案編制上,對于伸縮縫的要求明確說明,必須選擇適合的填充材料及制定切實可行的安裝方案。對于建筑物的頂層保溫及隔熱也需要采取有效措施,可使用溫度筋的辦法,在受溫度影響較大的位置予以配置。
4結語
關鍵詞:結構設計優化技術;房屋結構設計;應用策略
Abstract: With the continuous improvement of housing construction requirements, building structure and design more and more diversification. In the housing structure design process, designers innovative design concepts and methods to optimize the design techniques to maximize the reliability, rationality and economy of the housing structure design, users of housing construction in the beautiful, practical, safe, comfortable housing construction. Therefore, this article mainly for housing structural optimization problems in the application of design techniques to explore and propose structural design optimization policy is applied in the design of the housing structure, and for related design reference.
Keywords: structural design optimization techniques; Structural Design; application strategy.
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
隨著我國房屋建筑事業的不斷發展,更多的高層房屋建筑拔地而起,這就為房屋結構的設計人員提出了艱巨的挑戰,如何有效提高房屋結構的可靠性、降低房屋結構設計施工的成本,成為相關工作人員積極思考的問題。另外,建筑市場的發展同樣帶動著建筑材料市場的發展,更多的新型建筑材料被廣泛地應用于房屋結構設計中,起到重要的作用。在此背景下,傳統的房屋結構設計技術以及不能滿足房屋結構的發展,需要設計人員積極優化房屋結構設計技術,以促進房屋結構設計有效性的提高。
一、房屋結構設計優化技術應用中存在的問題
一般來說,房屋結構設計人員在進行房屋設計過程中,需要利用適宜的設計理念與設計方法,對房屋結構的形勢、構件尺寸、布局等進行科學地設計,從而滿足房屋結構的設計需求。在建筑方案階段結構設計就要進入配合,結構設計的經濟性是否合理在方案階段就決定了大部分。經濟性不是“抽”鋼筋,不是為省鋼筋而省鋼筋,也不是犧牲結構的安全性和耐久性,是在保證結構的安全,合理受力的前提下,并滿足規范要求的“低值”配筋。隨著設計技術的發展,房屋結構設計優化技術的應用越來越廣泛,但是卻存在著一些問題需要設計人員提高重視。
第一,房屋結構設計受到多重因素的影響,致使設計人員在設計過程中,所優化的目標只能夠滿足一個或者幾個方面的要求,不能同時滿足整個工程的需求。設計人員利用計算機軟件來優化房屋結構設計,同樣受到設計進度、建筑功能等因素的制約,使房屋結構設計優化目標無法達到最佳。
第二,一些房屋結構設計人員在進行技術優化過程中,通常是從小處著眼,即對房屋結構的尺寸與構件截面進行優化,從而忽視了結構尺寸與構件截面在結構整體中的作用。因此,在房屋結構設計優化技術應用中,不能僅僅優化結構的尺寸與構件截面,還要考慮結構的整體性,比如房屋周邊的梁柱截面有時候不是單純的為了滿足計算配筋的要求,而是保證結構整體更好的抗扭能力,以保證房屋建筑整體的穩定性與可靠性。
第三,隨著人們對房屋結構設計要求的不斷提高,房屋結構設計中的變量也在不斷增加。因此,房屋結構設計人員必須提高重視,以提高優化設計技術應用的效率。但是,傳統的設計算法已經不能滿足房屋優化設計的要求,需要設計人員針對問題,提出創新的設計算法,以提高房屋結構設計優化技術應用的有效性。
二、結構設計優化技術在房屋結構設計中的應用策略
在房屋結構設計中,設計者不僅要考慮房屋結構的穩定性與安全性,同時還要考慮其經濟性與合理性,盡量創新設計理念與方法,合理地選用新型的輕質建筑材料,盡量降低結構的自重,由F=ma可知,質量越大,吸收的地震力越大,所以采用輕質材料對抗震有利。努力地將結構設計做到最合理、最經濟、最科學、最可靠,從而最大限度地滿足使用者對房屋結構安全、經濟等的要求。因此,筆者基于多年的理論研究與設計經驗,對結構設計優化技術與其在房屋結構設計中的應用策略進行探討,希望能夠與同行共同提高。
(一)概念設計優化技術
在工作人員對房屋結構設計進行分析過程中,往往需要根據設計中所使用的建筑材料、結構荷載、設計因數等進行分析,同時考慮離散變量的作用,以保證設計技術應用的有效性。因此,房屋結構設計人員可以利用概念設計優化技術,在遵循房屋結構設計普遍規律的基礎上,結合多種設計方案與設計經驗,調整房屋結構設計中不足的部分,創新設計方法,從而提供概念設計優化技術的應用效率。
(二)具體結構設計應用
第一,房屋結構設計中,采用何種鋼筋強度對結構的經濟性有很大影響,比如在剪力墻約束邊緣構件區箍筋的強度等級直接決定著鋼筋的用量,由于采用三級鋼,規范要求的體積配箍率較小。三級鋼比一級鋼節省。但在剪力墻強身配筋不一定采用三級鋼就比一級鋼省,原因在于剪力墻墻身基本上是構造配筋,只要滿足規范要求的最小配筋率要求即可。這時采用一級鋼或者二級鋼要比三級鋼省。再來談談樓板(懸挑板除外)鋼筋等級的選擇,根據《混凝土結構設計規范GB50010-2010》8.5.1條的注2的規定,當采用HRB400其最小配筋百分率允許采用0.15和45ft/fy中的較大值。通常樓板的混凝土強度等級不大于C35,筆者現在以混凝土強度等級為C30,鋼筋強度為HRB400,板厚100mm舉例說明,45*1.43/360=0.178%,要小于普通的受彎配筋率0.2%,由此可見樓板鋼筋采用三級鋼筋或者更高級別的鋼筋更加經濟。
第二,在抗震區房屋的結構設計,體型規則與否,直接影響到結構的經濟性,如房屋的高寬比較大,平面的凹凸不規則,是否轉換等等。另一方面,目前結構設計軟件對填充墻給結構帶來的剛度貢獻考慮的不夠完善。通常都是采用周期折減系數來模擬填充墻的多少。填的數值大小直接影響到地震力的大小,這勢必會給經濟性帶來一定影響。軟件采用全樓統一的周期折減系數不盡合理。這就需要結構設計人員從結構抗震概念上給予適當的加強(如首層架空層等)。
三、結構設計優化技術在房屋結構設計中應用的重要性
結構設計優化技術在房屋結構設計中的應用,是我國房屋結構設計發展的表現,也是建筑事業發展的需要。在房屋結構設計中應用結構設計優化技術,可以有效地提高房屋結構的可靠性、合理性與經濟性。(1)隨著房屋建筑層數的增加,對房屋地基承載力的要求也將相應提高,在應用結構設計優化技術后,將有效增加房屋結構基礎與柱的承載力,使其結構設計變得更加合理,房屋結構的可靠性也隨之提高;(2)合理的房屋結構設計將提高設計的經濟性,主要表現在房屋建筑之間的日照間距減少,節約了土地資源;創新的結構設計也可以提高建筑材料的應用效率,降低房屋建筑的成本,提高房屋結構設計的經濟性。
結語:
總而言之,房屋結構作為房屋建筑的重要組成部分,在房屋建筑中起到支撐、保護的作用,房屋結構的設計質量直接影響到房屋建筑的質量。因此,房屋結構設計人員必須改革設計理念與方法,積極進行房屋結構設計技術的優化,從不同角度、多個層面對房屋結構進行優化設計,以彌補傳統設計中房屋結構的不足,從而有效地提高房屋結構設計的有效性,促進房屋結構向著經濟化、科學化、多樣化等方向發展。
參考文獻:
[1] 鄭智垚,樂肖軍. 結構設計優化設計技術與其在房屋結構設計中的應用[J]. 中國新技術新產品, 2011,3(04):36-37 .
[2] 隋國龍. 優化技術及在房屋結構設計中的應用[J]. 中國新技術新產品, 2011,15(03):32-34 .
[3] 鄒俊. 建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的現實應用[J]. 科技傳播, 2010,67(19):12-14 .
關鍵詞:結構設計優化技術;房屋結構設計;應用策略
Abstract: with the people building the continuous improvement of the requirements, building structure design is also more and more diverse. In building structural design process, design personnel innovation design ideas and methods, design optimization technology, to try to improve the reliability of the design of the building structure, the rationality and economy, for housing the user with a beautiful, practical, safe, comfortable housing construction. Therefore, this article mainly aimed at building structure optimization design technology application in existing problems are discussed, and put forward the structure design optimization technology in the building structure the design application strategy, with the reference for designers.
Keywords: structure design optimization technology; Housing structure design; Application strategies
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
隨著我國房屋建筑事業的不斷發展,更多的高層房屋建筑拔地而起,這就為房屋結構的設計人員提出了艱巨的挑戰,如何有效提高房屋結構的可靠性、降低房屋結構設計施工的成本,成為相關工作人員積極思考的問題。另外,建筑市場的發展同樣帶動著建筑材料市場的發展,更多的新型建筑材料被廣泛地應用于房屋結構設計中,起到重要的作用。在此背景下,傳統的房屋結構設計技術以及不能滿足房屋結構的發展,需要設計人員積極優化房屋結構設計技術,以促進房屋結構設計有效性的提高。
一、房屋結構設計優化技術應用中存在的問題
一般來書,房屋結構設計人員在進行房屋設計過程中,需要利用適宜的設計理念與設計方法,對房屋結構的形勢、構件尺寸、布局等進行科學地設計,從而滿足房屋結構的設計需求。在建筑方案階段結構設計就要進入配合,結構設計的經濟性是否合理在方案階段就決定了大部分。經濟性不是“抽”鋼筋,不是為省鋼筋而省鋼筋,也不是犧牲結構的安全性和耐久性,是在保證結構的安全,合理受力的前提下,并滿足規范要求的“低值”配筋。隨著設計技術的發展,房屋結構設計優化技術的應用越來越廣泛,但是卻存在著一些問題需要設計人員提高重視。
第一,房屋結構設計受到多重因素的影響,致使設計人員在設計過程中,所優化的目標只能夠滿足一個或者幾個方面的要求,不能同時滿足整個工程的需求。設計人員利用計算機軟件來優化房屋結構設計,同樣受到設計進度、建筑功能等因素的制約,使房屋結構設計優化目標無法達到最佳。
第二,一些房屋結構設計人員在進行技術優化過程中,通常是從小處著眼,即對房屋結構的尺寸與構件截面進行優化,從而忽視了結構尺寸與構件截面在結構整體中的作用。因此,在房屋結構設計優化技術應用中,不能僅僅優化結構的尺寸與構件截面,還要考慮結構的整體性,比如房屋周邊的梁柱截面有時候不是單純的為了滿足計算配筋的要求,而是保證結構整體更好的抗扭能力,以保證房屋建筑整體的穩定性與可靠性。
第三,隨著人們對房屋結構設計要求的不斷提高,房屋結構設計中的變量也在不斷增加。因此,房屋結構設計人員必須提高重視,以提高優化設計技術應用的效率。但是,傳統的設計算法已經不能滿足房屋優化設計的要求,需要設計人員針對問題,提出創新的設計算法,以提高房屋結構設計優化技術應用的有效性。
二、結構設計優化技術在房屋結構設計中的應用策略
在房屋結構設計中,設計者不僅要考慮房屋結構的穩定性與安全性,同時還要考慮其經濟性與合理性,盡量創新設計理念與方法,合理地選用新型的輕質建筑材料,盡量降低結構的自重,由F=ma可知,質量越大,吸收的地震力越大,所以采用輕質材料對抗震有利。努力地將結構設計做到最合理、最經濟、最科學、最可靠,從而最大限度地滿足使用者對房屋結構安全、經濟等的要求。因此,筆者基于多年的理論研究與設計經驗,對結構設計優化技術與其在房屋結構設計中的應用策略進行探討,希望能夠與同行共同提高。
(一)概念設計優化技術
在工作人員對房屋結構設計進行分析過程中,往往需要根據設計中所使用的建筑材料、結構荷載、設計因數等進行分析,同時考慮離散變量的作用,以保證設計技術應用的有效性。因此,房屋結構設計人員可以利用概念設計優化技術,在遵循房屋結構設計普遍規律的基礎上,結合多種設計方案與設計經驗,調整房屋結構設計中不足的部分,創新設計方法,從而提供概念設計優化技術的應用效率。
(二)具體結構設計應用
第一,房屋結構設計中,采用何種鋼筋強度對結構的經濟性有很大影響,比如在剪力墻約束邊緣構件區箍筋的強度等級直接決定著鋼筋的用量,由于采用三級鋼,規范要求的體積配箍率較小。三級鋼比一級鋼節省。但在剪力墻強身配筋不一定采用三級鋼就比一級鋼省,原因在于剪力墻墻身基本上是構造配筋,只要滿足規范要求的最小配筋率要求即可。這時采用一級鋼或者二級鋼要比三級鋼省。再來談談樓板(懸挑板除外)鋼筋等級的選擇,根據《混凝土結構設計規范GB50010-2010》8.5.1條的注2的規定,當采用HRB400其最小配筋百分率允許采用0.15和45ft/fy中的較大值。通常樓板的混凝土強度等級不大于C35,筆者現在以混凝土強度等級為C30,鋼筋強度為HRB400,板厚100mm舉例說明,45*1.43/360=0.178%,要小于普通的受彎配筋率0.2%,由此可見樓板鋼筋采用三級鋼筋或者更高級別的鋼筋更加經濟。
第二,在抗震區房屋的結構設計,體型規則與否,直接影響到結構的經濟性,如房屋的高寬比較大,平面的凹凸不規則,是否轉換等等。另一方面,目前結構設計軟件對填充墻給結構帶來的剛度貢獻考慮的不夠完善。通常都是采用周期折減系數來模擬填充墻的多少。填的數值大小直接影響到地震力的大小,這勢必會給經濟性帶來一定影響。軟件采用全樓統一的周期折減系數不盡合理。這就需要結構設計人員從結構抗震概念上給予適當的加強(如首層架空層等)。
三、結構設計優化技術在房屋結構設計中應用的重要性
結構設計優化技術在房屋結構設計中的應用,是我國房屋結構設計發展的表現,也是建筑事業發展的需要。在房屋結構設計中應用結構設計優化技術,可以有效地提高房屋結構的可靠性、合理性與經濟性。(1)隨著房屋建筑層數的增加,對房屋地基承載力的要求也將相應提高,在應用結構設計優化技術后,將有效增加房屋結構基礎與柱的承載力,使其結構設計變得更加合理,房屋結構的可靠性也隨之提高;(2)合理的房屋結構設計將提高設計的經濟性,主要表現在房屋建筑之間的日照間距減少,節約了土地資源;創新的結構設計也可以提高建筑材料的應用效率,降低房屋建筑的成本,提高房屋結構設計的經濟性。
結語:
總而言之,房屋結構作為房屋建筑的重要組成部分,在房屋建筑中起到支撐、保護的作用,房屋結構的設計質量直接影響到房屋建筑的質量。因此,房屋結構設計人員必須改革設計理念與方法,積極進行房屋結構設計技術的優化,從不同角度、多個層面對房屋結構進行優化設計,以彌補傳統設計中房屋結構的不足,從而有效地提高房屋結構設計的有效性,促進房屋結構向著經濟化、科學化、多樣化等方向發展。
參考文獻:
[1] 鄭智垚,樂肖軍. 結構設計優化設計技術與其在房屋結構設計中的應用[J]. 中國新技術新產品, 2011,3(04):36-37 .
[2] 隋國龍. 優化技術及在房屋結構設計中的應用[J]. 中國新技術新產品, 2011,15(03):32-34 .
[3] 鄒俊. 建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的現實應用[J]. 科技傳播, 2010,67(19):12-14 .