時間:2023-07-19 17:30:28
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)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篇常見的結(jié)構(gòu)設(shè)計,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)設(shè)計;問題;分析;對策
1 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要意義
對于房屋設(shè)計來說,結(jié)構(gòu)設(shè)計是極其重要的一個工種,是建筑師的創(chuàng)意和思想也就是建筑方案得以實現(xiàn)的基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)設(shè)計就是通過科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)布置和內(nèi)力分析,努力實現(xiàn)建筑物“安全可靠”和“美觀適用”的完美結(jié)合,滿足人們更高的居住生活要求,為城市建設(shè)增添一道靚麗的風(fēng)景。
2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的一些問題分析
2.1 合理的結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)平面布置是結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提。
(1)由于設(shè)計任務(wù)的繁重和設(shè)計工期的緊迫,往往會造成專業(yè)之間的前期配合脫節(jié),特別是結(jié)構(gòu)設(shè)計專業(yè)沒有及時有效地參與到建筑專業(yè)前期的方案設(shè)計中,等到建筑方案幾經(jīng)反復(fù)終于敲定,要進入施工圖設(shè)計階段時,才發(fā)現(xiàn)由于建筑師過于追求新穎別致的藝術(shù)效果而使建筑物無論平面還是體型都太過復(fù)雜,根本無法滿足抗震結(jié)構(gòu)“規(guī)則、對稱和整體性良好”的平面布置原則,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計工作困難重重,同時由于要采取相應(yīng)的加強措施,結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件的截面和配筋也都隨之加大,使得投資建設(shè)的經(jīng)濟效益受到影響。
(2)由此可見,加強專業(yè)之間的溝通配合十分重要。結(jié)構(gòu)設(shè)計人必須摒棄被動配合的工作態(tài)度,在建筑方案設(shè)計階段,就要及時主動的介入,充分理解建筑師的設(shè)計意圖,初擬建筑物的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)布置,通過初步的建模計算分析,以及專業(yè)之間的互動和優(yōu)化調(diào)整,提出科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)方案,為下一階段施工圖的順利完成打下良好的基礎(chǔ)。
2.2 科學(xué)的樁型選擇是基礎(chǔ)設(shè)計至關(guān)重要的環(huán)節(jié)
(1)樁基礎(chǔ)是房屋建筑的主要基礎(chǔ)形式,而且對于同一工程地質(zhì)條件,往往都會有若干不同的樁型可供選擇。結(jié)構(gòu)設(shè)計人就是要通過對不同樁型的基礎(chǔ)方案的分析比較,從而確定出既適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)特點、滿足荷載要求、適合場地環(huán)境條件而又經(jīng)濟高效、安全可行的最佳樁型方案。
(2)工程實例說明
中環(huán)大廈和相鄰的中區(qū)大廈(姐妹樓)是汕頭市區(qū)早期建成的高達(dá)100米左右的超高層建筑物,兩者無論是體型、跨度、主要使用功能還是結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)布置和地質(zhì)條件都非常接近。中環(huán)大廈地面以上原設(shè)計31層,地下一層,建筑面積56000 m2,而中區(qū)大廈地面以上33層,地下一層,建筑面積72600 m2。
基礎(chǔ)設(shè)計中,二者的勘察報告均建議以第六土層(中粗砂層)作為樁基持力層,推薦的樁型都是預(yù)制樁或鉆孔灌注樁。先建成的中環(huán)大廈基礎(chǔ)樁就是采用當(dāng)時業(yè)界大力推廣的錘擊鋼筋混凝土預(yù)制方樁,樁截面500X500,樁身混凝土C45,樁長約30m,單樁豎向承載力特征值為2600Kn,總樁數(shù)442根,樁總造價為800萬元,每平方建筑面積造價143元,而后建的中區(qū)大廈則經(jīng)過比選后采用鉆孔灌注樁,樁身混凝土C25,樁徑分別為700、800、900三種,樁長約30m,對應(yīng)的單樁豎向承載力特征值分別為2100Kn、2550Kn、2950Kn,總樁數(shù)481根,樁總立方數(shù)為7000m3,樁總造價為826萬元,每平方建筑面積造價113元。基礎(chǔ)樁造價由承建單位提供,均為最后的結(jié)算造價。
顯然,中區(qū)大廈的基礎(chǔ)樁型選取比中環(huán)大廈的更加合理經(jīng)濟、科學(xué)可行。其一是樁的單方造價更低,其二是考慮到場地土在約20m深處,部分勘察孔揭示存在層厚較大的中密砂層,甚至是堅硬的鐵質(zhì)膠結(jié)層,若采用錘擊預(yù)制樁往往都難以穿越,也容易傷及樁身質(zhì)量,中環(huán)大廈打樁過程就有過教訓(xùn)。故中區(qū)大廈選用更適應(yīng)場地地質(zhì)條件的鉆孔灌注樁,保證了基礎(chǔ)樁的順利施工,而最終的竣工驗收,測得建筑物的最大沉降量為23mm,也足以證明樁的施工質(zhì)量安全可靠。
2.3 勇于創(chuàng)新,利用新技術(shù)新材料,適應(yīng)新時期建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求
隨著新時期超高層建筑的不斷涌現(xiàn),跨度越來越大和體型越來越復(fù)雜已成為建筑設(shè)計的新趨勢,同時也給結(jié)構(gòu)設(shè)計工作帶來越來越多的難題。結(jié)構(gòu)設(shè)計人就必須具備創(chuàng)新意識,注重繼續(xù)教育,善于利用高新技術(shù)和高新材料,更好的完成新型建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)。
(1)灌注樁后注漿技術(shù)的應(yīng)用
針對泥漿護壁的灌注樁,采用樁底和樁側(cè)后注漿技術(shù),不僅能有效的消除樁底沉渣和樁身泥皮的不利影響,而且能使樁底、樁側(cè)土體得到加固,從而大幅提高單樁承載力,減少基礎(chǔ)沉降量,提高樁基質(zhì)量。隨著單樁承載力的提高,工程用樁量減少,工期縮短,造價降低。工程實例中提及的中區(qū)大廈,基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁,持力層選擇中粗砂層,若能利用后注漿技術(shù),經(jīng)濟效益將不可同日而論。
(2)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用
與鋼筋混凝土比較,預(yù)應(yīng)力混凝土具有截面尺寸小、自重輕、剛度大、抗裂度高、耐久性好、材料省等優(yōu)點。在大跨度、大開間與重荷載結(jié)構(gòu)中,采用預(yù)應(yīng)力技術(shù),可顯著減少材料用量、降低樓層高度,擴大使用功能,而且經(jīng)濟、節(jié)能、環(huán)保。
(3)勁性混凝土的應(yīng)用
勁性混凝土組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件由混凝土、型鋼、縱向鋼筋和箍筋組成。由于在原有的鋼筋混凝土梁、柱構(gòu)件里添加型鋼,可以有效提高構(gòu)件承載能力,減小構(gòu)件軸壓比。勁性混凝土具有強度高、構(gòu)件截面尺寸小、與混凝土握裹力強、節(jié)約混凝土、增加使用空間、降低工程造價、提高工程質(zhì)量等優(yōu)點,特別適合高層建筑的結(jié)構(gòu)柱所采用。
(4)冷軋帶肋鋼筋的應(yīng)用
冷軋帶肋鋼筋鋼材具有強度高變形小的特點,適用于現(xiàn)澆混凝土樓板的配筋,且相比于熱軋光圓鋼筋,可節(jié)約建筑鋼材,降低工程造價。另外,冷軋帶肋鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)錨固性能良好,因此用于構(gòu)件中,從根本上杜絕了構(gòu)件錨固區(qū)開裂、鋼絲滑移而破壞的現(xiàn)象,且提高了構(gòu)件端部的承載能力和抗裂能力;在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,裂縫寬度也比光圓鋼筋,甚至比熱軋螺紋鋼筋還小。
3 結(jié)語
在當(dāng)前不斷創(chuàng)新和多元化的建筑工程發(fā)展潮流中,結(jié)構(gòu)設(shè)計人不僅要有扎實的專業(yè)知識和良好的專業(yè)素質(zhì),針對結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題及時采取有效對策加以修正,而且還必須具備創(chuàng)新意識,與時俱進,注重學(xué)習(xí),積極探索,善于利用高新技術(shù)和高新材料,通過不斷優(yōu)化,作出更先進更科學(xué)更合理的結(jié)構(gòu)方案,為建筑師新型的設(shè)計理念得以實現(xiàn)提供可靠的技術(shù)條件,努力使結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠順應(yīng)建筑市場繁榮發(fā)展的需要。
關(guān)鍵詞:混凝土結(jié)構(gòu);設(shè)計;問題;分析
一 基礎(chǔ)設(shè)計
1.1無工程地質(zhì)勘察報告或參考鄰近建筑的地質(zhì)勘察報告進行設(shè)計
地基與基礎(chǔ)設(shè)計必須遵守先勘察、再設(shè)計、后施工的法規(guī)要求,不允許在無工程巖土勘察報告的情況下進行地基與基礎(chǔ)的設(shè)計。當(dāng)所依據(jù)的地質(zhì)勘察報告內(nèi)容不全或勘察深度不足時,設(shè)計單位應(yīng)要求勘察單位進行補勘。而在施工圖審查時發(fā)現(xiàn)仍有部分工程無地質(zhì)勘察報告或參考鄰近建筑的地質(zhì)勘察報告進行基礎(chǔ)設(shè)計。這樣的設(shè)計不可能做到經(jīng)濟合理,還很可能存在安全隱患,所以應(yīng)當(dāng)避免。
1.2工程設(shè)計未說明±0.00標(biāo)高與地質(zhì)勘察報告中所示標(biāo)高的關(guān)系
有些工程設(shè)計未交待±0.00標(biāo)高,或僅交待±0.00的絕對標(biāo)高。當(dāng)建筑總圖和工程地質(zhì)勘察報告均采用絕對標(biāo)高時,結(jié)構(gòu)圖紙說明±0.00的絕對標(biāo)高值就可以;當(dāng)工程地質(zhì)勘察報告中采用假定標(biāo)高時,在總說明或基礎(chǔ)圖中就應(yīng)說明建筑所定的±0.00與工程地質(zhì)勘察報告中假定標(biāo)高的數(shù)值關(guān)系。因為只有這樣,基礎(chǔ)設(shè)計的底標(biāo)高和持力層才能確定,才能準(zhǔn)確地進行基礎(chǔ)設(shè)計及其下臥層承載力的驗算。
1.3未按規(guī)范進行地基變形的驗算或驗算結(jié)果不滿足規(guī)范要求
有的設(shè)計人員誤認(rèn)為地基處理后承載力提高了地基變形就不用算了,也有的驗算結(jié)果不能滿足規(guī)范要求也不調(diào)整。按照規(guī)范規(guī)定:設(shè)計等級為甲級、乙級的建筑物,均應(yīng)按地基變形設(shè)計;設(shè)計等級為丙級的建筑物,如采用了地基處理,處理前按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2002(以下簡稱《規(guī)范》)表3.0.2應(yīng)做變形驗算的建筑物,地基處理后仍應(yīng)做變形驗算。應(yīng)注意此時應(yīng)采用地基處理后的壓縮模量和基礎(chǔ)的實際寬度進行計算,并應(yīng)滿足《規(guī)范》表5.3.4的規(guī)定。對砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)注意規(guī)范要求的是局部傾斜,即砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱向6~10m內(nèi)基礎(chǔ)兩點的沉降差與其距離的比值。這就要求基礎(chǔ)下面的地基附加應(yīng)力要均勻,大荷載用寬基礎(chǔ),小荷載用窄基礎(chǔ);僅有1層的內(nèi)縱墻基礎(chǔ)不要做得太寬,否則變形不容易滿足規(guī)范要求。
1.4下臥層驗算中存在的問題
求下臥層頂面的地基承載力時,只能作深度修正不能作寬度修正,修正系數(shù)應(yīng)視土層而定。當(dāng)擴散角的取值滿足《規(guī)范》表5.2.7要求時可直接采用,不滿足時應(yīng)采用其附錄K中的平均附加應(yīng)力系數(shù)計算。復(fù)合地基應(yīng)選擇承載力相對較高的土層作為持力層,如存在軟弱下臥層應(yīng)進行其承載力驗算;如果是軟弱下臥層控制承載力,說明持力層選擇不合適,應(yīng)作調(diào)整。對復(fù)合地基承載力計算時寬度不修正,深度修正系數(shù)應(yīng)取1.0;但下臥層驗算時深度修正系數(shù)應(yīng)視下臥土層而定,不應(yīng)均取1.0。
1.5獨立基礎(chǔ)的最小配筋問題
獨立基礎(chǔ)的厚度一般由受沖切或受剪切承載力控制,并非按受彎承載能力確定,所以可以不滿足最小配筋率的要求。按照《規(guī)范》第8.2.2-3條的規(guī)定,擴展基礎(chǔ)底板受力鋼筋的最小直徑不宜小于10mm;間距不宜大于200mm,也不宜小于100mm。設(shè)計時滿足此要求即可,不必按最小配筋率配筋;否則就會因基礎(chǔ)高度越高構(gòu)造配筋越大而造成不必要的浪費。
二 上部結(jié)構(gòu)
框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架―剪力墻結(jié)構(gòu)、框支剪力墻結(jié)構(gòu)是用得最多的結(jié)構(gòu)形式,而這些結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件量大面廣,所以出現(xiàn)配筋不足、超配筋等違反強制性條文的情況也比較多。
2.1框架柱
角柱指的是兩個方向與框架梁相連的框架柱,程序沒有隱含定義,切記計算時應(yīng)自行定義,不可忽視。如果計算時未定義角柱而實際配筋又剛好滿足計算結(jié)果,就會出現(xiàn)配筋不滿足最小配筋率要求的情況。短柱為剪跨比不大于2及因填充墻設(shè)置或樓梯平臺梁、雨篷梁的設(shè)置形成柱凈高與其截面高度之比不大于4的框架柱,箍筋應(yīng)沿柱全高加密,箍筋間距不應(yīng)大于100mm,箍筋的體積配箍率不應(yīng)小于1.2%,9度時不應(yīng)小于1.5%;一級抗震時,沿柱全高箍筋間距還不應(yīng)大于6倍縱筋直徑。剪跨比不大于2的框架柱程序能自行判定,配筋時應(yīng)注意前面的1.2和1.5%為構(gòu)造要求不受鋼筋種類的影響。對這樣的框架柱不能直接進行等強代換,不同強度級別的箍筋均應(yīng)滿足計算結(jié)果。超短柱為剪跨比小于1.5或柱凈高與柱截面高度之比小于3的框架柱。設(shè)計中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)超短柱,當(dāng)無法避免時,可采取如下措施:控制軸壓比,軸壓比限值至少比規(guī)范規(guī)定限值降低0.1;采用性能好的箍筋,如井字復(fù)合箍、復(fù)合螺旋箍、連續(xù)復(fù)合箍筋等,體積配箍率應(yīng)高于對短柱的要求;在框架柱中增加芯柱或型鋼;加斜向X形交叉筋承擔(dān)剪力等。
2.2框架梁
1)框架梁實際配筋遠(yuǎn)大于計算結(jié)果的情況,一般出現(xiàn)在大小跨相連的支座或帶有長懸臂的支座。繪圖時沒有按計算結(jié)果將配筋分別原位標(biāo)注在支座兩側(cè),而僅在支座某一側(cè)標(biāo)注一次配筋,這樣很可能造成小跨的支座處配筋率超過2.5%,或者是支座處配筋率超過2.0%后箍筋沒有按規(guī)范要求增大一級;再有就是跨中配筋與支座配筋之比小于0.3或0.5的情況。這3條都違反強制性標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計時應(yīng)特別注意。遇到這種情況時,建議在支座兩側(cè)分別進行原位標(biāo)注配筋,將大跨的部分配筋錨入框架柱內(nèi)或者箍筋直徑增大一級,也可增加小跨框架梁的截面高度和跨中配筋。
2)當(dāng)計算SB=100時,應(yīng)注意核算非加密區(qū)箍筋是否滿足計算結(jié)果和沿全長的面積配箍率的要求;尤其是寬扁梁,箍筋經(jīng)常不能滿足規(guī)范要求,此時計算結(jié)果中多數(shù)情況下加密區(qū)和非加密區(qū)的箍筋幾乎相等。造成這種結(jié)果的原因是:
①混凝土梁加密區(qū)和非加密區(qū)的剪力值相差較小,剪力包絡(luò)圖接近直線。
②混凝土梁加密區(qū)和非加密區(qū)的箍筋面積均由最小配箍率控制。
③SATWE軟件計算梁加密區(qū)和非加密區(qū)箍筋面積所采用的箍筋間距是相同的。所以設(shè)計人員在配置非加密區(qū)的箍筋面積時,不能簡單地將加密區(qū)的箍筋直徑不做任何驗算直接按照加密區(qū)箍筋間距的兩倍配置到非加密區(qū)中。這樣做有時是不安全的,有時也不能滿足規(guī)范要求。
3)框架梁加密區(qū)箍筋的最大間距在抗震等級1~4級均不應(yīng)大于梁高的1/4。對于梁高小于400mm的框架梁,如果加密區(qū)箍筋間距取100mm就違反強制性標(biāo)準(zhǔn)。為了避免出現(xiàn)這種情況,在滿足建筑功能的情況下梁高不宜小于400mm。
2.3連梁
連梁的剛度折減系數(shù)主要是為了考慮其開裂后的折算剛度。當(dāng)設(shè)計人員填入此系數(shù)后,實際上就已經(jīng)允許了該連梁在中震和大震作用下開裂。為避免在正常使用極限狀態(tài)下連梁開裂,折減系數(shù)通常不應(yīng)小于0.50,一般工程取0.7。該系數(shù)的大小,對于以洞口方式形成的連梁和以普通梁方式輸入的連梁都起作用。對跨高比不大于2.5的連梁,僅用墻體水平分布筋作為連梁的腰筋時,梁兩側(cè)腰筋的面積配筋率不滿足0.3%的情況經(jīng)常出現(xiàn),這屬于違反強制性標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計時應(yīng)注意。
2.4框支剪力墻
1)框支剪力墻結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)換層屬于薄弱樓層,不論其剛度比值如何,按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2002(以下簡稱《規(guī)程》)第10.2.6條規(guī)定,均應(yīng)將地震剪力乘以增大系數(shù)。電算時應(yīng)在總信息中輸入薄弱層所在的樓層號。
2)框支梁縱筋的最小配筋率、縱筋的拉通、腰筋的設(shè)置、支座處箍筋加密及最小含箍率,均應(yīng)滿足《規(guī)程》第10.2.8條的要求;框支梁的構(gòu)造還應(yīng)符合《規(guī)程》第10.2.9條的規(guī)定。框支梁程序沒有隱含定義,需要設(shè)計人員自行定義,注意不要遺漏。
三 結(jié)構(gòu)分析
1)結(jié)構(gòu)的位移比是反映其扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的重要指標(biāo),為避免由于局部振動的存在而影響結(jié)構(gòu)位移比的計算,《規(guī)范》規(guī)定在剛性樓板假定下計算結(jié)構(gòu)的位移比。因此設(shè)計人員在計算此項指標(biāo)時,應(yīng)在考慮偶然偏心的地震影響下“強制執(zhí)行剛性樓板假定”;樓層位移計算時不考慮偶然偏心的影響。在計算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和配筋時,則宜將該選項去掉。對于樓板開大洞的結(jié)構(gòu),或樓板錯層、越層等結(jié)構(gòu),均應(yīng)采用剛性樓板假定計算位移比。
2)抗震驗算時的剪重比應(yīng)符合《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2001第5.2.5條的要求。當(dāng)前的結(jié)構(gòu)設(shè)計受開發(fā)商對含鋼量的限制,經(jīng)常在各個方面都做到規(guī)范的最小值,高層住宅地上多層剪重比不滿足要求的情況有發(fā)生,有時還相差較多。當(dāng)剪重比小于第5.2.5條規(guī)定時,應(yīng)區(qū)分不同情況處理。當(dāng)相差較少時,可采用地震作用增大系數(shù)或修改自振周期折減系數(shù)的方法;如相差較多,說明結(jié)構(gòu)整體剛度偏小,宜調(diào)整結(jié)構(gòu)體布置,增加結(jié)構(gòu)剛度;
3)混凝土板的計算應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002第10.1.2條的規(guī)定。混凝土樓板的配筋應(yīng)滿足最小配筋率的要求。異形板應(yīng)選擇符合板實際受力情況的軟件計算。異形板的墻體陽角處應(yīng)設(shè)放射筋。板的邊支座為磚墻或扭轉(zhuǎn)剛度較小的梁時,應(yīng)按簡支支座計算。板的邊支座為混凝土墻或扭轉(zhuǎn)剛度很大的梁,當(dāng)混凝土墻的抗彎剛度或梁的扭轉(zhuǎn)剛度接近或達(dá)到板的抗彎剛度的5倍及其以上時,可按固定支座計算,計算出的固端彎矩應(yīng)傳給支承板的墻或梁,并對墻的平面外受彎或梁的扭轉(zhuǎn)進行驗算。樓板與懸挑板相連時,只有在懸挑板的懸挑彎矩接近或大于等于相連板的固端彎矩時,才可按固定支座計算;挑出板的跨度較小時,宜按簡支計算。大小板相連時同樣處理。
4)多塔結(jié)構(gòu)建模時應(yīng)注意以下問題:①在進行多塔定義時,1號塔應(yīng)是所有塔中最高的塔,2號塔應(yīng)是第二高的塔,其余依此類推。②對于帶變形縫的結(jié)構(gòu),在定義多塔時應(yīng)注意不要讓同一個構(gòu)件同時存在于兩個塔中。③不要讓某些構(gòu)件不在塔內(nèi)。
【關(guān)鍵詞】建筑工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計;對策
中圖分類號:TB482.2 文獻標(biāo)識碼:A
0.引言
隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展和社會的不斷進步,先進的結(jié)構(gòu)設(shè)計理念和高科技普及的施工技術(shù)在很大程度上推動了建筑行業(yè)向更高層次發(fā)展,建筑工程的質(zhì)量直接關(guān)系到人民的生命財產(chǎn)問題,本文主要是針對結(jié)構(gòu)設(shè)計方面存在的問題進行探討。建筑行業(yè)在發(fā)展的過程中又會出現(xiàn)很多問題,其中最為突出的就是在建筑結(jié)構(gòu)中存在的不合理不完善的設(shè)計,這些問題往往會從根本上影響建筑的穩(wěn)定與安全。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的復(fù)雜性和綜合性是世界公認(rèn)的,它需要十分扎實的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計知識作為基礎(chǔ),再加上豐富的建筑經(jīng)驗才能及時的發(fā)現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題,并制定出相應(yīng)的有效的解決方案,提高建筑的安全水平和穩(wěn)定。
1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中比較突出的問題
第一、屋面主梁設(shè)計鋼筋數(shù)量不足。在設(shè)計行業(yè)都有建模分析的重要步驟,而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計行業(yè)更是如此,但是為了加快建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的步伐和減短工程設(shè)計的周期,一些設(shè)計工作人員在對模型研究分析的時候,將屋頂主梁設(shè)計的鋼筋有關(guān)參數(shù)采取完全復(fù)制的方法進行上下層屋面的結(jié)構(gòu)設(shè)計,這樣的設(shè)計方法雖然在表面上看不出什么問題,但是與原先設(shè)計的結(jié)構(gòu)參數(shù)相比配備的鋼筋數(shù)量有所減少,這久從根本上減低了屋面主梁的強度。如果一旦按照這樣部署鋼筋的參數(shù)實施在實際建筑中就會埋下巨大的安全隱患,混凝土鑄造的主梁經(jīng)過風(fēng)干會出現(xiàn)相應(yīng)的收縮,也會因為受熱不均產(chǎn)生裂縫[1],當(dāng)屋面受到強大的沖擊時因為鋼金數(shù)量的不足直接導(dǎo)致主梁斷裂,嚴(yán)重威脅人民的生命財產(chǎn)安全。
第二、建筑安全等級較低。2008的汶川大地震為我國建筑行業(yè)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),如何在結(jié)構(gòu)設(shè)計中為今后的建筑增強安全性和穩(wěn)定性是擺在所有建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師面前的一道難題。有學(xué)者進行了相關(guān)的研究指出我國現(xiàn)階段的建筑安全標(biāo)準(zhǔn)處于世界較低水平,由于近幾年國內(nèi)自然環(huán)境急劇惡化,應(yīng)該馬上提高我國建筑安全要求等級,這一要求主要沿著建筑抗震方向研究[4]。
第三、建筑縱向結(jié)構(gòu)設(shè)計被忽略。有些設(shè)計人員在構(gòu)建結(jié)構(gòu)框架時往往只注重對建筑的橫向結(jié)構(gòu)設(shè)計,將建筑的縱向結(jié)構(gòu)框架拋之腦后,而在我國對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)范中明確提出要對橫縱兩個方向同時進行結(jié)構(gòu)框架設(shè)計和參數(shù)計算。
第四、對樓板變形程度計算不準(zhǔn)確。有調(diào)查指出,有一些建筑設(shè)計公司用剛工作不久的人員參與建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計,他們沒有對建筑完整的設(shè)計概念也沒有相關(guān)的工作經(jīng)驗,對結(jié)構(gòu)布置不能夠做到完全合理,對樓板的變形考慮也不夠全面,因此他們的設(shè)計結(jié)果雖然滿足了理論上的驗證卻不符合實際情況。
第五、對建筑節(jié)能和采暖方面不重視。我國許多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師在工作時考慮的方面和注重的方向比較單一,他們將建筑是否可以完全承受來自某一方向的載荷作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的唯一目標(biāo),一旦滿足了這一要求就算是基本完成了該項建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計,很少去考慮建筑的節(jié)能低耗。建筑節(jié)能這一概念其實在我國建筑行業(yè)很早就已經(jīng)流傳開來,但是很少有建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師將它作為一項設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),久而久之也就不在設(shè)計考慮的范疇之內(nèi)了[2]。建筑節(jié)能的意義就是在滿足居民對舒適度和安全度要求之外盡最大可能的節(jié)省建筑材料,而且可以將建筑周圍的自然資源在以后的生活中加以利用[3]。建筑結(jié)構(gòu)可以根據(jù)該地域的常年風(fēng)向進行通風(fēng)設(shè)計,當(dāng)然也要考慮到采集陽光的程度和方向,建筑的墻體可以優(yōu)先考慮具有保溫效果和隔熱效果的綠色材料進行建筑施工,但是就目前的現(xiàn)狀而言,這些只是作為一些建筑理念在被人們熟知和了解,真正用在實際建筑中的卻很少。
2.針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中突出問題的策略研究
第一、精確屋面梁板的參數(shù)計算。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常會出現(xiàn)非常規(guī)的梁板設(shè)計,比如寬扁梁的設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)計中相關(guān)的跨度概念已經(jīng)不能用于對該類非常規(guī)板梁的設(shè)計中了,常規(guī)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)已經(jīng)不能滿足它在實際中的使用。梁板結(jié)構(gòu)對建筑的整體而言其本質(zhì)可以看成是在結(jié)構(gòu)的中線上設(shè)置了一個剛性支座,這樣可以將屋面梁的結(jié)構(gòu)與板的結(jié)構(gòu)視為一個變化的截面板結(jié)構(gòu),我們知道梁的高度和板厚的數(shù)值范圍相近,所以在有關(guān)扁梁結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算中可以選取梁高度的中線作為梁的彎矩值。
第二、提高建筑抗震水平的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。我們知道近幾年來我國自然災(zāi)害與日俱增,而地震造成的災(zāi)害最危險中,不但剝奪了人們的財產(chǎn)資源,也對剝奪了許許多多鮮活的生命,因此提高建筑的安全性好穩(wěn)定性就顯得十分重要了。有資料顯示現(xiàn)在地球已經(jīng)進入活躍期,因此對于防范地震的安全意識一刻也不能松懈,在我國那些地震高發(fā)的區(qū)域要對建筑的安全等級要求更進一步提高,尤其是要加強建筑結(jié)構(gòu)對側(cè)向力沖擊的抵抗強度。近幾年我國諸多學(xué)者對國外的許多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計公司進行了長時間的跟蹤調(diào)查,然后把相關(guān)數(shù)據(jù)帶回國內(nèi),最后再將我國目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全要求的相關(guān)參數(shù)與世界先進國家進行對比之后發(fā)現(xiàn),國外的要求國內(nèi)的要求高出很多,因此我們不僅要提高建筑結(jié)構(gòu)安全設(shè)計的等級還要對相關(guān)規(guī)范的參數(shù)做一些適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修改。
第三、加強建筑結(jié)構(gòu)抵抗側(cè)向位移的性能。要保證建筑可以在一定程度上抵抗側(cè)向位移最直接的做法就是適當(dāng)?shù)脑龃蟮挚箯澗亟Y(jié)構(gòu)的寬度,而且根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的有關(guān)公式可以得出在其他條件不變的情況下,建筑的側(cè)向位移與結(jié)構(gòu)寬度增大三次方成反比關(guān)系,但是結(jié)構(gòu)加寬的部分不能處于獨立的結(jié)構(gòu),一定要與建筑的整體結(jié)構(gòu)向融合。
結(jié)束語
根據(jù)本文提出的在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中出現(xiàn)的問題和相應(yīng)的策略,我們發(fā)現(xiàn)在國內(nèi)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,往往會因為一些小的因素和問題導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,在本質(zhì)上就已經(jīng)影響了建筑的穩(wěn)定性和安全性,因此為了國民的生命和財產(chǎn)安全,有關(guān)職能部門要做到盡職盡責(zé),切實以人民的利益為中心,應(yīng)該加強也必須加強建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計行業(yè)的相關(guān)參數(shù)、抗震等級、抗側(cè)向位移的能力,不能再按照傳統(tǒng)的建筑觀念一味的追求舒適和美觀和簡約,住房安全關(guān)系到社會的穩(wěn)定與繁榮,要提高全民的建筑安全意識,這對我國建設(shè)和諧社會有著非常重要的意義。
【參考文獻】
[1]張秋榮,宋佳.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的常見問題淺析[J].科技與技術(shù),2013.
關(guān)鍵詞:建筑物;主體結(jié)構(gòu);常見問題;探討
一、引言
隨著市場經(jīng)濟的深入發(fā)展以及國家建設(shè)問題的普及,在和諧社會發(fā)展的偉大宏圖下,建筑工程的質(zhì)量是直接關(guān)系到百姓生命與財產(chǎn)安全等切身利益的重大問題,也是一個工程能否如期完成的基礎(chǔ)。因此,工程建設(shè)越來越受到社會的廣泛關(guān)注。但就目前的情況來看,建筑工程在結(jié)構(gòu)設(shè)計中仍存在一些問題。
二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的常見問題
(一)地下室外墻的設(shè)計問題
地下室外墻的厚度、混凝土強度等級及防水要求,應(yīng)根據(jù)建筑場地條件、地下水位高低、上部結(jié)構(gòu)荷載與地下室層數(shù)、層高、埋深、水平荷載的大小及使用功能等綜合考慮確定。高層建筑地下室外墻的厚度不應(yīng)小于250mm。[1]地下室外墻的混凝土強度等級宜低不宜高,混凝土強度等級過高,水泥用量大,易產(chǎn)生收縮裂縫,但高層建筑不應(yīng)低于C30,當(dāng)?shù)叵率矣蟹浪髸r,地下室外墻的抗?jié)B等級應(yīng)由最大水頭與墻厚之比確定,但任何情況下都不應(yīng)低于0.6MPa。地下室外墻的配筋主要由垂直于墻面的水平荷載控制。水平荷載包括室外地面活荷載產(chǎn)生的側(cè)壓力、地基土的側(cè)壓力、地下水壓力等。地下室外墻近似按受彎構(gòu)件設(shè)計。地下室外墻在垂直于墻面的地基土側(cè)壓力作用下,通常不會發(fā)生整體側(cè)移,土壓力類似于靜止土壓力,工程上通常取靜止土壓力系數(shù)K=0.5來進行計算。
(二)連梁超筋問題
剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中連梁超筋是一種常見現(xiàn)象。某段剪力墻各墻肢通過連梁形成整體,成為連肢墻或壁式框架,使此墻段具有較大的抗側(cè)剛度,能達(dá)到此目的主要依靠連梁的約束彎矩。連梁的超筋實質(zhì)是計算剪力不滿足剪壓比要求。連梁易超筋的部位,在一般剪力墻結(jié)構(gòu)中,豎向在總高度1層左右的樓層;平面中,當(dāng)墻段較長時其中部的連梁易超筋;某墻段中墻肢截面高度(即平面中的長度)大小懸殊不均勻時,在大墻肢上的連梁易超筋。
(三)承重柱截面高度設(shè)計過小
這種情況多發(fā)生于六度抗震設(shè)防區(qū)。一些結(jié)構(gòu)設(shè)計者誤認(rèn)為六度設(shè)防就是不設(shè)防,不圖受力分析方便,他們故意把柱子的截面高度設(shè)計得過小,使梁柱的線剛度比加大,把梁簡化為鉸支梁,柱按軸心受壓計算,這種做法雖然易于進行結(jié)構(gòu)受力分析,但卻給房屋結(jié)構(gòu)埋下了隱患。[2]因為這樣做忽略了梁柱間的剛結(jié)作用,即忽略了柱對消化酶的約束彎矩,加之以柱截面的配筋都較小,結(jié)構(gòu)一旦受力后,柱頂抗彎強度必然不足,從而柱子在梁底附近將會出現(xiàn)一條或多條水平裂縫,形成塑性餃。這樣在正常使用情況下,柱子已開始帶餃工作。這不但影響了房屋的耐久性,而且也常常引起用戶的恐懼心理。更為嚴(yán)重的是,這樣的結(jié)構(gòu)一旦遭遇地震作用時,將會倒塌,這違背了現(xiàn)行抗震規(guī)范中"強柱弱梁"的設(shè)計原則。
(四)房屋高度、高寬比超過現(xiàn)行規(guī)范
現(xiàn)行的規(guī)范、規(guī)程給出了房屋的最大適用高度和高寬比限值。某些高層建筑房屋高度超過最大適用高度或高寬比超出規(guī)定限值,甚至個別建筑高度和高寬比均超出規(guī)定限值。在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,對于房屋高度、高寬比和體型復(fù)雜程度超過現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程的高層建筑,應(yīng)按超限高層建筑進行設(shè)計。同時,另一點不容忽視的問題是,房屋適用高度除與結(jié)構(gòu)體系類型及抗震設(shè)防烈度有關(guān)外,還與場地類別與結(jié)構(gòu)是否規(guī)則等因素有關(guān),當(dāng)位于Ⅳ類場地或結(jié)構(gòu)平面與豎向布置不規(guī)則時,其最大適用高度應(yīng)適當(dāng)降低。
三、解決建筑設(shè)計中存在問題的一般措施
(一)與其他專業(yè)配合,充分溝通
我們拿到提資圖不要盲目建模計算和上機繪圖。先進行全面分析,并與建筑設(shè)計人員進行勾通,充分了解工程的各種情況功能、選型等,要理解透徹建筑圖的意圖,平立剖的關(guān)系。必要時多組織各專業(yè)的協(xié)調(diào)會,明確各專業(yè)需要注意和配合的地方,統(tǒng)一做法和標(biāo)準(zhǔn),確定原則性的方案,使各專業(yè)的條件圖真正成為條件圖,避免在出圖后再調(diào)整方案引起重復(fù)工作,浪費時間。
(二)充分收集資料
準(zhǔn)確確定計算參數(shù)建設(shè)工程由于其所處的地理位置的制約,設(shè)計所要涉及的參數(shù)也會具有特殊性。例如基本風(fēng)壓、基本雪壓、地震烈度、場地土類別等參數(shù)的選取,我們就要根據(jù)《全國基本風(fēng)壓分布圖》、《全國基本雪壓分布圖》及此工程的地質(zhì)報告確定,再譬如墻體圍護主材各地區(qū)都會有差異,根據(jù)實際采用的材料來確定墻體荷載就變得很關(guān)鍵。[3]而且對于某些特殊的重要建筑還要根據(jù)試驗、類似工程經(jīng)驗來確定各種參數(shù)的取值。在著手設(shè)計前,充分收集設(shè)計所需資料、規(guī)范,根據(jù)具體的地域、工程類型準(zhǔn)確確定計算參數(shù),不僅可以使設(shè)計計算準(zhǔn)確可靠,也能避免因參數(shù)不合理而造成的浪費、返工等。
(三)合理簡化,做好建模前處理
建模計算前的前處理要做好。例如荷載的計算要準(zhǔn)確,不能估計,要完全根據(jù)建筑做法或使用要求來輸人懸挑構(gòu)件及轉(zhuǎn)換層構(gòu)件是否要考慮施工活荷載的不利影響樓梯洞口的輸人局部開洞的處理、飄窗部份荷載的處理等。有些復(fù)雜難處理的地方,要運用力學(xué)知識適當(dāng)簡化、等效處理,減少計算的工作量。
(四)運用結(jié)構(gòu)設(shè)計概念,進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化
在計算中,要充分考慮在滿足技術(shù)條件下的經(jīng)濟性。不能隨意加大配筋量或加大構(gòu)件的截面,造成"肥梁、胖柱、深基礎(chǔ)、有些設(shè)計人員算不清,加鋼筋和層層附加保險性"以至配成超筋梁柱。[4]要始終牢記"強柱弱梁、強剪弱彎、強壓弱拉原則",注意構(gòu)件的延性性能,加強薄弱部位,注意鋼筋的錨固長度,尤其是鋼筋的直線段錨固長度,考慮溫度應(yīng)力的影響。
四、結(jié)語
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們對建筑物功能需求的改變,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計最為一項系統(tǒng)、全面的工作,其設(shè)計質(zhì)量關(guān)乎到整個工程建設(shè)的質(zhì)量,關(guān)乎人民的生命和財產(chǎn)安全。因此,作為設(shè)計工作者應(yīng)該按照規(guī)范嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)的構(gòu)造設(shè)計,在結(jié)構(gòu)設(shè)計的各個階段做好問題研究與預(yù)防,從根本上消除設(shè)計質(zhì)量的隱患,為社會的發(fā)展和進步做出巨大的貢獻。
參考文獻:
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[關(guān)鍵詞]:建筑工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計;探討問題;概念設(shè)計;
[abstract] : in this paper, the author of the architectural structure design work many years of work experience, and mainly to the design of the building structure in the process of the relevant problems in analysis and discussion.
[key words] : building engineering; Structure design; Discuss problems; The conceptual design;
中圖分類號:S611文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:
建筑工程質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到人們的生命安全。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項繁重而又責(zé)任重大的工作,直接影響到建筑物的安全、適用、經(jīng)濟和合理性,但在實際設(shè)計工作中,常常發(fā)生建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的種種概念和方法上的差錯,這些差錯的產(chǎn)生,有的是由于設(shè)計人員沒有對一般建筑尤其是多層建筑設(shè)計引起高度重視,盲目參照或套用其他的設(shè)計的結(jié)果;有的則是由于設(shè)計對設(shè)計規(guī)范和設(shè)計方法缺乏理解;還有的是由于設(shè)計者的力學(xué)概念模糊,不能建立正確的計算模式,對結(jié)構(gòu)驗算結(jié)果也缺乏判斷正確與否的經(jīng)驗,為了避免或減少類似的情況發(fā)生,確保建筑設(shè)計質(zhì)量能上一個臺階,應(yīng)從以下幾個方面對結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題加以改進:
1 結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該及早介入建筑的概念設(shè)計
建筑的概念設(shè)計在整個設(shè)計過程了起著舉足輕重的作用,一幢建筑物的設(shè)計,如果沒有事先經(jīng)過全盤正確的概念設(shè)計,以后的計算模式再準(zhǔn)確、計算再精確、配筋再合理,也不可能是一個經(jīng)濟、合理的優(yōu)秀設(shè)計工程。所謂的概念設(shè)計一般指不經(jīng)數(shù)值計算,尤其在一些難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中,依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機理、震害、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想,從整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。運用概念性近似估算方法,可以在建筑設(shè)計的方案階段迅速、有效地對結(jié)構(gòu)體系進行構(gòu)思、比較與選擇,易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正確,避免后期設(shè)計階段一些不必要的繁瑣運算,具有較好的的經(jīng)濟可靠性能。同時,也是判斷計算機內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。
為此,結(jié)構(gòu)設(shè)計人員必須及早介入建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計,否則,將會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理,給以后的結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來難度。為在建筑物的方案設(shè)計階段正確把握建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計,應(yīng)對不同形式的住宅建筑,掌握各自概念設(shè)計中容易疏忽的問題:
1.1 對一般多層砌住宅結(jié)構(gòu),應(yīng)按《建筑 抗震設(shè)計規(guī)范》(GBJ11-89)要求做到:優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系:縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ,沿平面內(nèi)宜對齊,沿豎向應(yīng)上下連續(xù);樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處;不宜采用無錨固的鋼筋砼預(yù)制挑檐。
1.2 對鋼筋砼多、高層結(jié)構(gòu)住宅,力求做到:
1.2.1 結(jié)構(gòu)布置應(yīng)盡量采用規(guī)則結(jié)構(gòu)。對復(fù)雜結(jié)構(gòu),可以設(shè)置防震縫,把它分割成各自規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元,結(jié)構(gòu)布置以少設(shè)縫為宜,一旦設(shè)縫,則應(yīng)使防震縫的設(shè)置與伸縮縫、沉降縫相統(tǒng)一。
1.2.2 框架與抗震墻等抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置,以便各自承擔(dān)來自平行于該抗側(cè)力結(jié)構(gòu)平面方向的地震力。短肢剪力墻抗震等級提高一級,十層以上的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)有一定數(shù)量的普通截面剪力墻,且普通剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不小于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%。避免用一字型短肢剪力墻,盡量避免讓剪力墻在弱軸方向支承大梁。
1.2.3 框剪體系的各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要形成空間共同工作狀態(tài),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。
2 防止由于地基沉降或不均勻沉降引起的構(gòu)件開裂或破壞
預(yù)防或減少不均勻沉降的危害,可以從建筑措施、結(jié)構(gòu)措施、地基和基礎(chǔ)措施方面加以控制。諸如:避免采用建筑平面形狀復(fù)雜、陰角多的平面布置;避免立面體形變化過大;將體形復(fù)雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個單元;加強上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的剛度;同一建筑物盡量采用同一類型基礎(chǔ)并埋置于同一土層中等一系列措施。應(yīng)該引起重視的是:對高層建筑來說,由于需要一定的埋置深度,從經(jīng)濟的角度考慮,基礎(chǔ)一般采用樁箱或樁筏結(jié)合的形式,此時應(yīng)保證箱體的整體剛度,群樁布置的形心應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)重心相吻合。
當(dāng)土層有較大起伏時,應(yīng)使用同一建筑結(jié)構(gòu)下的樁端位于同一土層中,并應(yīng)考慮可能產(chǎn)生的液化影響。而對多層建筑而言,從經(jīng)濟的角度考慮,一般不愿意采用長樁的方案,但上海地區(qū)的軟土層覆蓋層厚度較大,一般都需要經(jīng)過地基處理的方式來達(dá)到控制建筑物沉降的目的。常用的軟土地基處理方式類型較多,但在選擇地基處理方案前,須認(rèn)真研究上部結(jié)構(gòu)和地基兩方面的特點及環(huán)境情況,并根據(jù)工程設(shè)計要求,確定地基處理范圍和處理后要求達(dá)到的技術(shù)指標(biāo),以及各種處理方面的適用性,同時綜合考慮處理方案的成熟程度及施工單位的經(jīng)驗,進行多方案比較,最終選定安全實用、經(jīng)濟合理的處理方案。地基經(jīng)處理后,還必須滿足規(guī)范所規(guī)定的強度和變形要求。
3 從結(jié)構(gòu)計算和構(gòu)造上滿足規(guī)范要求
3.1 從結(jié)構(gòu)計算角度,看結(jié)構(gòu)計算應(yīng)注意的問題:
3.1.1 避免荷載計算的錯誤。諸如漏算或少算荷載、活荷載折減不當(dāng)、建筑物用料與實際計算不符,基礎(chǔ)底板上多算或少算土重。
3.1.2 建筑物底面對建筑物空間形式的豎向和水平方向的穩(wěn)定都是非常重要的。對于多層和高層建筑, 豎向和水平向結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計基本原理是相同的, 但隨著高度的不斷增加,豎向結(jié)構(gòu)體系成為設(shè)計的控制因素, 其原因有兩個: 其一,較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒; 其二, 側(cè)向力所產(chǎn)生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。與豎向荷載相比, 側(cè)向荷載對建筑物的效應(yīng)不是線性增加的, 而隨建筑高度的增高迅速增大。例如, 在所有條件相同時, 在風(fēng)荷載作用下, 建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比, 而其頂部的側(cè)向位移與高度的四次方成正比,地震的作用效應(yīng)更加明顯。在高層建筑中, 問題不僅僅是抗剪, 而更重要的是整體抗彎和抵抗變形。
3.1.3 底框砌體結(jié)構(gòu)驗算時就應(yīng)注意:①底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結(jié)構(gòu),對具有薄弱層的底層框架混合結(jié)構(gòu),應(yīng)考慮塑性變形集中的影響,通常對底層地震剪力乘以1.2-1.5 的增大系數(shù)。②底層框架混合結(jié)構(gòu)的剪力分配不能簡單地按框架抗震墻的方法。因為底框架結(jié)構(gòu)中只有底層框架抗震墻,應(yīng)采用雙保險的方法,抗震墻承擔(dān)全部剪力,框架按剛度比例承擔(dān)剪力。剛度計算時,框架不折減,抗震墻折減到彈性剛度的20%-30%。③應(yīng)考慮底層框架柱中地震作用產(chǎn)生傾覆力矩所引起的附加軸力。
3.1.4 避免樓板計算中不正確方法。①連續(xù)板計算不能簡單地用單向板計算方法代替。②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(diào)整,將使計算值偏小。
3.1.5 樁筏基礎(chǔ)設(shè)計中對于筏板厚度的取值,一般是先按建筑層數(shù)估算筏板厚度,常規(guī)是按層數(shù)x50mm來估算。譬如說一幢十八層的小高層住宅,我們則先按18x50mm=900mm設(shè)定筏板厚,然后再根據(jù)排樁情況,分別驗算角樁沖切,邊樁沖切及墻沖切,群樁沖切。一般情況均為角樁沖切來控制板厚,但筆者在這里主要強調(diào)一個短肢剪力墻結(jié)構(gòu)下的群樁沖切,短肢剪力墻結(jié)構(gòu)由于墻體不封閉,故取值群樁沖切邊界時有相當(dāng)大的困難,而群樁沖切由于樁群重疊面積較大,應(yīng)是一種不利狀態(tài)。筆者一般是取值幾個大層間近似作為沖切邊界,所圍區(qū)域內(nèi)短肢墻體內(nèi)力則作為抗力抵消,雖不完全準(zhǔn)確,但區(qū)域放大后,邊界的開口效應(yīng)有所削弱,是可行的。
3.1.6 以電算結(jié)果的正確性不能作出鴿蝗評價。目前結(jié)構(gòu)計算大多采用計算程序進行計算,如何對計算結(jié)果進行分析、評價,是一個非常重要的方面。必須根據(jù)工程設(shè)計的經(jīng)驗對計算結(jié)果進行分析、判斷,根據(jù)其正確與否,決定能否作為施工圖設(shè)計的依據(jù)。
3.2 從構(gòu)造角度看應(yīng)注意的問題:
3.2.1 注意構(gòu)件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設(shè)計中既要保證建筑結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時具有一定的延性,又必須滿足最小配筋的要求。
3.2.2 嚴(yán)格按照規(guī)范要求,保證鋼筋在各個部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長度,材料選用也必須滿足強度要求。
3.2.3 為了防止屋面溫度應(yīng)力引起的墻體開裂,必須采取有效的通風(fēng)融熱措施。
3.2.4 按抗震構(gòu)造要求設(shè)置的構(gòu)造柱,應(yīng)在整個建筑物高度內(nèi)上下對準(zhǔn)貫通,上至女兒墻壓頂,下至淺于500 毫米基礎(chǔ)圈梁,或伸入室外地面以下500 毫米,構(gòu)造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規(guī)范要求。
關(guān)鍵詞:施工圖;結(jié)構(gòu)設(shè)計;問題
Abstract: the design personnel must ensure that the design quality in the primacy of work, and put an end to the design quality and cause for engineering accident. This paper discusses the structure design of construction drawing some common problems.
Keywords: construction drawing; Structure design; question
中圖分類號:TU318文獻標(biāo)識碼:A文章編號:
設(shè)計質(zhì)量是安全的保證,任何質(zhì)量問題都可能危及到建筑、 人身的安全,甚至造成國家或個人財產(chǎn)的損失,目前施工圖設(shè)計還存在著不少缺陷,要解決這些普遍存在的質(zhì)量問題,因此設(shè)計人員一定要把確保設(shè)計質(zhì)量放在工作的首位,杜絕因設(shè)計質(zhì)量而引發(fā)工程事故。
一、基礎(chǔ)設(shè)計方面的問題
1、建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構(gòu)筑物,未驗算其穩(wěn)定性。當(dāng)設(shè)有一側(cè)或多側(cè)開口的地下室時,主體設(shè)計未考慮土壓力影響進行受力分析,并驗算整體建筑的抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性。
2、建筑物地存在液化土層時, 未對樁基礎(chǔ)抗震承載力進行驗算。未根據(jù)具體工程情況考慮樁側(cè)負(fù)摩阻力對基樁承載力的影響。
3、樁基礎(chǔ)設(shè)計中, 僅按豎向荷載作用進行布樁,未驗算彎矩作用下承臺底部邊樁的反力。尤其是框剪結(jié)構(gòu)的剪力墻及剪力墻結(jié)構(gòu)核心筒底部彎矩和剪力對基礎(chǔ)承載力的影響較大, 不應(yīng)遺漏。對于水位較高的地下室和短肢剪力墻、 大跨度結(jié)構(gòu)等彎矩較大的承臺底部樁基尚應(yīng)驗算是否存在向上的抗拔力。
4、有部分軟弱地基采用截面尺寸較小的混凝土預(yù)制樁,且在多層建筑中采用單柱單樁或一柱兩樁基礎(chǔ),柱底彎矩由基礎(chǔ)梁和樁共同承受。單柱單樁或垂直于兩樁連線方向的基礎(chǔ)梁設(shè)計中, 未考慮平衡該方向柱腳在水平風(fēng)荷載或地震作用下所產(chǎn)生彎矩因素,基礎(chǔ)梁兩端箍筋未按框架梁抗震構(gòu)造要求設(shè)置箍筋加密區(qū), 基礎(chǔ)梁的上下主筋在樁臺內(nèi)錨固長度與構(gòu)造做法要求未加說明。樁身考慮承受上部結(jié)構(gòu)傳來的彎矩作用時也未進行抗彎承載力計算,存在著抗震薄弱環(huán)節(jié), 給工程留下潛在的隱患。
5、淺基礎(chǔ)施工圖中經(jīng)常未注明基槽開挖后應(yīng)進行基槽檢驗的要求, 樁基礎(chǔ)施工圖中經(jīng)常未注明樁端持力層檢驗、 施工完成后的工程樁進行豎向承載力檢驗的要求。
6、天然地基擴展基礎(chǔ)持力層或樁基持力層下面存在軟弱下臥層,有的工程既不進行沉降驗算,又不作軟弱下臥層地基承載力驗算。
7、壓實填土地基處理問題, 有的工程處于部分挖方、 部分填方地段,填方地段采用壓實填土人工處理地基,其壓實填土地基的填料、 施工、 壓實填土的范圍以及壓實填土地基檢驗等均未提出具體要求說明, 甚至未注明壓實填土的密實度要求和地基承載力特征值要求,壓實填土地基施工質(zhì)量如何控制,其地基承載力能否達(dá)到設(shè)計要求等均存在疑義。
8、天然地基獨立基礎(chǔ)帶梁板式的地下室底板。設(shè)計中,地下室底板與柱下獨立基礎(chǔ)埋置于同一持力層上,結(jié)構(gòu)計算中僅按上部結(jié)構(gòu)荷載全部由柱下獨立基礎(chǔ)承擔(dān),而地下室底板僅按一般地下室底板受荷情況進行設(shè)計,實際上整個地下室底板與柱下獨立基礎(chǔ)在上部荷載作用下, 將會一起發(fā)生沉降變形共同受力,按上述計算原則進行設(shè)計,對底板而言是偏于不安全的, 有可能會導(dǎo)致地下室底板承載能力不足而開裂。按照變形協(xié)調(diào)受力的原理, 應(yīng)當(dāng)將地下室底板與獨立基礎(chǔ)連為一體按彈性地基有限元受力分析。也可以采取如下模式: 除了柱下獨立基礎(chǔ)之外,其地下室底板與持力層之間采取褥墊處理措施。這時,底板可不參與獨立基礎(chǔ)分擔(dān)上部荷載,而按底板本身承受底板與疏水墊層自重、 地下水上浮力、 人防等效荷載 (有人防時考慮)等進行設(shè)計。
9、天然地基錐體獨立基礎(chǔ)設(shè)計問題,有的基礎(chǔ)設(shè)計錐體斜面坡度大于 1/3 , 該錐體部分砼很難振搗密實,現(xiàn)場施工往往是砼自然堆上,采用鏟子或抹灰刀拍搗成形,其錐體部分的砼很難達(dá)到設(shè)計強度要求。
二、建筑構(gòu)造方面
1、普通鋼筋混凝土保護層厚度取值偏小;
2、板配筋不滿足受彎構(gòu)件最小配筋百分率要求;
3、框架柱全部縱向鋼筋的配筋率偏小;
4、框架短柱(指剪跨比不大于 2的框架柱, 現(xiàn)有大部分計算軟件未提供剪跨比計算結(jié)果, 現(xiàn)仍按框架柱的凈高是否大于柱截面高度的 4倍判斷)未全高加密箍筋;
5、框架梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于 2 . 5 % ;
6、框架梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于 2 %時,箍筋直徑未按要求增大 2mm;
7、框架梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值偏小;
8、框架梁高小于 400時加密區(qū)箍筋間距偏大(如采用@ 100 ,小于梁高的四分之一) ;
9、沿連梁全長箍筋的構(gòu)造未按框架梁梁端加密區(qū)箍筋的構(gòu)造要求采用;
10、外框筒梁和內(nèi)筒連梁箍筋直徑小于10mm;
11、平分布鋼筋未要求作為連梁的腰筋在連梁范圍內(nèi)拉通連續(xù)配置; 當(dāng)連梁截面高度大于700mm時,其兩側(cè)面沿梁高范圍設(shè)置的縱向構(gòu)造鋼筋的直徑小于 10mm;對跨高比不大于 2 . 5的連梁,梁兩側(cè)的縱向構(gòu)造鋼筋 (腰筋)的面積配筋率小于0 . 3 %;
12、框支梁未沿梁高配置間距不大于 200mm、直徑不小于 16 mm的腰筋;
13、樓梯圖中,與休息平臺梁相連的兩端框架短柱箍筋未全高加密, 該休息平臺梁又未按框架梁抗震構(gòu)造要求配筋。
三、結(jié)構(gòu)計算或設(shè)計方法
1、電算過程中總信息輸入的選取不當(dāng)
實際施工圖與電算的計算簡圖有不符之處主要表現(xiàn)在剪力墻開洞大小、 門窗洞口位置、 剪力墻長度 、剪力墻厚度 、框架柱計算高度等與施工圖不符。 大都是因為結(jié)構(gòu)專業(yè)計算工作進行得早,建筑平面多次調(diào)整,又未及時反提給結(jié)構(gòu)專業(yè),造成專業(yè)之間互相脫節(jié),到施工圖進入校審階段,注意力都集中在圖面上,已沒有時間再一一對照建筑圖,所以造成這類錯誤,其后果可能造成某些構(gòu)件配筋失真,甚至?xí)斐膳浣畈蛔愕奈kU連梁剛度折減系數(shù)未進行調(diào)整 。該系數(shù)主要是考慮到剪力墻之間的連梁在計算過程中由于兩端剛度很大而經(jīng)常超筋,與實際情況不相吻合,故設(shè)立了連梁剛度折減系數(shù),規(guī)定范圍在0.5~1.0 之間,一般工程可取0.7,若連梁仍超限較多,也可取最小值0.5。
2、抗震概念設(shè)計不足
概念設(shè)計是建筑抗震設(shè)計的重要手段之一。 建筑抗震設(shè)防的三個水準(zhǔn)目標(biāo)通常可用 “小震不壞 ,中震可修 ,大震不倒 ”來表述,第一水準(zhǔn)可通過承載力計算來保證,第二階段是通過結(jié)構(gòu)可靠度標(biāo)準(zhǔn)年各種分項系數(shù)來達(dá)到損壞可修的目標(biāo),而第三階段準(zhǔn)則是通過概念設(shè)計和各種抗震構(gòu)造措施得以實現(xiàn) 廣義上講,概念設(shè)計是建筑抗震思想和抗震原理的實際運用,它對建筑提出了很多要求,比如規(guī)則性要求;構(gòu)筑多道結(jié)構(gòu)抗震防線的要求,即要求結(jié)構(gòu)具有良好的吸能 耗能能力,有盡可能高的不靜定次數(shù);避免豎向承載力與剛度突變的要求,即避免地震時因塑性變形集中、 薄弱環(huán)節(jié)破壞而引起建筑整體倒塌;結(jié)構(gòu)構(gòu)件盡可能為延性構(gòu)件的要求等等。 但在部分設(shè)計實例中,設(shè)計人員有的在底框過度層做躍層式住宅開設(shè)大洞口,有的出于造形考慮,在屋頂設(shè)置單柱支撐的長懸挑構(gòu)件,有的玻璃幕墻、 網(wǎng)架等與主體間根本沒有做連接設(shè)計,有的磚混結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土圈梁在樓梯間平臺處斷開,有的為了大空間需要在中間層抽柱等等,都屬于不符合概念設(shè)計的要求 對于上述平面錯位處連接部分較薄弱的情況應(yīng)按設(shè)置防震縫處理,單柱支撐的長懸挑構(gòu)件應(yīng)盡可能不設(shè)或改為多柱支撐,其余情況應(yīng)盡可能避免。
對于平面很不規(guī)則 、剛度不均勻的復(fù)雜結(jié)構(gòu),尤其對于多塔結(jié)構(gòu) 大底盤結(jié)構(gòu),在考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計算時,很難確定應(yīng)該取多少個振型來計算地震力,若振型數(shù)取少了,有些高振型的地震力計算不出來,結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計不安全;而振型數(shù)取得太多,又增加很多計算工作量 一般應(yīng)遵循以下原則:振型數(shù)應(yīng)為 3的倍數(shù)(由于程序按三個振型一頁輸出);若不考慮耦聯(lián)振動,計算振型數(shù)不得大于結(jié)構(gòu)層數(shù),如層數(shù) 2 時,振型數(shù)也可取為 2或 1,如層數(shù)為 5 層時,振型數(shù)可取 3,而不能取 6;若考慮耦聯(lián)振動,計算振型數(shù)應(yīng)大于或等于9,但又不能超過結(jié)構(gòu)樓層數(shù)的3 倍;當(dāng)結(jié)構(gòu)層數(shù)較多或結(jié)構(gòu)剛度突變較大時,振型數(shù)應(yīng)取多些,多塔結(jié)構(gòu)則需取得更多。
總之,無論建筑或者結(jié)構(gòu)設(shè)計人員均應(yīng)在今后的設(shè)計中貫穿抗震設(shè)計思想,加強概念設(shè)計。
3、局部出現(xiàn)的深梁未按深梁的構(gòu)造要求考慮
在底部框架 - 抗震墻 、上部磚混結(jié)構(gòu)的住宅建筑中,如果底層柱網(wǎng)布置過密,上部結(jié)構(gòu)傳力不直接,二層樓面局部往往會出現(xiàn)深梁。 例如,在某工程中,二層樓面某連續(xù)梁其中兩跨凈跨 2100,梁高 1000,凈跨與梁高之比小于 2.5,按照混凝土規(guī)范對深梁的定義,該梁屬于深梁,應(yīng)深受彎構(gòu)件設(shè)計并滿足深梁的構(gòu)造要求實際上,電算結(jié)果鋼筋總量雖然正確,但設(shè)計人員卻往往沒有按深梁的構(gòu)造進行布置,比如梁的中間支座只在上、 下部配置受力鋼筋和在腹部配置構(gòu)造筋,這樣就與深梁的構(gòu)造規(guī)定不符 連續(xù)深梁支座處,正應(yīng)力沿梁高的分布規(guī)律是當(dāng)跨高比大于 1.5 時,梁底以上 0.2h 范圍內(nèi)為受壓區(qū),再向上為受拉區(qū),梁頂拉應(yīng)力最大 僅在梁頂配置全部受力鋼筋不符合正常使用極限狀態(tài)支座截面的受力特點,不利于裂縫的控制 。因此,該梁的鋼筋布置應(yīng)按GB50010- 2002 混凝土規(guī)范第10.7.9 條,在上部 0.4h 范圍內(nèi)均勻布置 ZAs /3,以下 0.4h 范圍內(nèi)均勻布置 IAs /3,并應(yīng)單獨繪制斷面圖以表達(dá)清楚在抗震設(shè)計中,因為深梁剛度很大,房屋在地震作用下發(fā)展到塑性階段時,塑性鉸會出現(xiàn)在剛度相對較小的柱中,從而引起房屋的整體破壞,與抗震設(shè)計 “強柱弱梁” 的思想相悖,因此應(yīng)盡可能避免深梁的出現(xiàn)。
4、地下室與上部結(jié)構(gòu)應(yīng)
作為一個整體進行結(jié)構(gòu)計算地下室(層 1 或?qū)?2, 3)大都是作為設(shè)備層 地下車庫 人防平戰(zhàn)結(jié)合而設(shè)置,空間大隔墻少,均滿足不了箱基的條件,地下室頂板不能作為嵌固端來考慮,
此時將地下室作為上部結(jié)構(gòu)的一部分進行共同計算,算得的結(jié)構(gòu)比較真實。 當(dāng)然進行地下室墻配筋計算時,還要加上土水的側(cè)壓力影響進行補充計算 如果地下室鋼筋混凝土墻較多,剛度大,土體提供的側(cè)向約束充分,埋深滿足要求,同時又滿足規(guī)范規(guī)定的下層與上層抗側(cè)剛度比的要求時,可將地下室頂板作為底層嵌固點來考慮,但要慎重。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計問題;有效對策
設(shè)計是工程的靈魂,是工程建設(shè)的依據(jù),提高建筑工程質(zhì)量,首先要提高建筑設(shè)計質(zhì)量。從我國目前建筑設(shè)計行業(yè)的實際情況來看,設(shè)計中主要存在以下幾類問題:一是不能滿足使用功能要求,建筑存在不安全因素,二是建筑的設(shè)計不符合國家規(guī)范、規(guī)程和規(guī)定及有關(guān)技術(shù)措施,三是設(shè)計工作不夠仔細(xì),細(xì)節(jié)的計算和設(shè)計出現(xiàn)誤差,在這些問題中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題占很大的比重,下面主要介紹房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題的分析。
1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題
1.1屋面梁配筋數(shù)量不足
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在建模分析時,一些設(shè)計人員為了縮短工程設(shè)計的時間,加快建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的進度,在房屋面的梁配筋設(shè)計時,直接復(fù)制下層的屋面梁的配筋參數(shù),這樣設(shè)計的房屋屋面梁的配筋強度較低,配筋的數(shù)量較少,若采用這種配筋梁實施在建筑結(jié)構(gòu)的施工中,當(dāng)混凝土梁出現(xiàn)較大程度的收縮、溫度裂縫、或是屋面受荷產(chǎn)生應(yīng)力集中時,將會給屋面梁因內(nèi)部配筋承載能力不足,在梁的跨中部位出現(xiàn)超出規(guī)范裂縫寬度值。
1.2樓板變形程度計算不準(zhǔn)確
一些設(shè)計在缺乏基本的結(jié)構(gòu)觀念或結(jié)構(gòu)布置缺乏必要措施時,采用樓板變形的計算程序。盡管程序的編程在數(shù)學(xué)力學(xué)模型上是成立的甚至是準(zhǔn)確無誤的,但在確定樓板變形程度上卻很難做到準(zhǔn)確。作為計算的大前提都無法“準(zhǔn)確”,就不可能指望其結(jié)果會“正確”了。據(jù)此進行的結(jié)構(gòu)設(shè)計肯定存在著結(jié)構(gòu)不安全成分或者結(jié)構(gòu)某些部位或構(gòu)件安全儲備過大等現(xiàn)象。
1.3屋面梁配筋數(shù)量不足
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在建模分析時,一些設(shè)計人員為了縮短工程設(shè)計的時間,加快建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的進度,在房屋面的梁配筋設(shè)計時,直接復(fù)制下層的屋面梁的配筋參數(shù),這樣設(shè)計的房屋屋面梁的配筋強度較低,配筋的數(shù)量較少,若采用這種配筋梁實施在建筑結(jié)構(gòu)的施工中,當(dāng)混凝土梁出現(xiàn)較大程度的收縮、溫度裂縫、或是屋面受荷產(chǎn)生應(yīng)力集中時,將會給屋面梁因內(nèi)部配筋承載能力不足,在梁的跨中部位出現(xiàn)超出規(guī)范裂縫寬度值。
1.4抗震設(shè)計問題
近幾年來,地震災(zāi)害頻繁發(fā)生,給人們的生命財產(chǎn)帶來了嚴(yán)重的損失。我國高層建筑的數(shù)量也越來越多,這樣就需要更高質(zhì)量的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計。首先,部分的設(shè)計者在設(shè)計的時候,沒有嚴(yán)格依據(jù)建筑物所在地的實際抗震度要求,在設(shè)計的時候,對當(dāng)?shù)卦械慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計照抄照搬,這樣就會影響到建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
1.5結(jié)構(gòu)縫設(shè)置問題
對于超長建筑物,為減少溫度變化對結(jié)構(gòu)的不利影響,合理地設(shè)置伸縮縫是必要的。有些設(shè)計人員用后澆帶代替伸縮縫,其實這種做法存在一定的問題。因為后澆帶僅能減少混凝土材料干縮的影響,不能解決溫度變化的影響。后澆帶處的混凝土封閉后,若結(jié)構(gòu)再受溫度變化的影響,后澆帶就不能再起任何作用了。對于不能或不便設(shè)置溫度伸縮縫的超長結(jié)構(gòu),除留設(shè)施工后澆帶外,還應(yīng)采取其它構(gòu)造加強措施,如加強頂層屋面的保溫隔熱措施,對受溫度變化影響較大的部位適當(dāng)配置直徑較小、間距較密的溫度筋,或采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等。
2建筑設(shè)計的不合理的處置措施
2.1建筑結(jié)構(gòu)布置不合理的處理策略
結(jié)構(gòu)的合理布置,是抗震概念設(shè)計中的十分重要的環(huán)節(jié),這里的“規(guī)則”包含了對建筑的平立面外形尺寸,抗側(cè)力構(gòu)件布置、質(zhì)量分布,直至承載力分布等諸多因素的綜合要求。由于引起結(jié)構(gòu)不規(guī)則的因素太多,特別是對于復(fù)雜的建筑體型,很難一一用若干簡化的定量指標(biāo)來劃分不規(guī)則程度并規(guī)定限制范圍。
2.2加強建筑設(shè)計的規(guī)范化
由于缺乏規(guī)范依據(jù)及相應(yīng)的設(shè)計規(guī)定,加之對結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計缺乏應(yīng)有的了解,有些設(shè)計人員往往對結(jié)構(gòu)規(guī)則性難以把握,有時甚至聽從業(yè)主和建筑師的要求,在實際工程中出現(xiàn)了不少規(guī)則性很差、對結(jié)構(gòu)抗震十分不利的高層建筑。比如平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則問題,在框剪結(jié)構(gòu)中,縱橫剪力墻布置過分集中或僅布置在房屋的一端,使結(jié)構(gòu)剛度中心嚴(yán)重偏離質(zhì)量中心。有時甚至是結(jié)構(gòu)整體計算的第一振型為扭轉(zhuǎn)振型。
2.3結(jié)構(gòu)布置
結(jié)構(gòu)布置是保證結(jié)構(gòu)抗震安全性能的重要環(huán)節(jié),結(jié)構(gòu)布置應(yīng)具有合理的剛度和承載力分布,應(yīng)避免因局部削弱或突變形成薄弱部位,產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中,而且要防止因局部加強而忽視整個結(jié)構(gòu)各部位剛度和強度的整體協(xié)調(diào)。設(shè)計中應(yīng)遵循以上原則,合理布置抗側(cè)力構(gòu)件,減少地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),平面布置宜均勻?qū)ΨQ,并具有良好的整體性。結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化,豎向抗側(cè)力件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小和降低,但不能同時在某一層同時減小截面尺寸和降低材料強度,以避免側(cè)向剛度和承載力突變。抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)在兩個主軸方向雙向布置,且動力特性宜相近即振動周期相近,避免某一方向在地震中嚴(yán)重破壞導(dǎo)致整體倒塌。
2.4屋頂、面結(jié)構(gòu)圖
當(dāng)建筑是坡屋面的時侯,結(jié)構(gòu)的處理方式有梁板式以及折板式兩種,梁板式適用于建筑平面不規(guī)整、板跨度比較大以及屋面坡度及屋脊線轉(zhuǎn)折復(fù)雜的坡屋面,而折板式則適用于與梁板式相反的條件下,這兩種形式的板均為偏心受拉構(gòu)件。板配筋的時侯應(yīng)該有部分或者是全部的板負(fù)筋拉通以抵抗拉力,板厚基于構(gòu)造需要一般來說不能夠小于120厚。除此此外,梁板折角處鋼筋的布置應(yīng)有大樣示意圖。
3結(jié)語
綜上所述,基于在建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計中,只有嚴(yán)格按照國家與地方政府對于建筑設(shè)計的相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)與構(gòu)造設(shè)計要求,才能夠避免建筑在設(shè)計上出現(xiàn)質(zhì)量隱患,才能促進建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加趨于完善。才能推動我國建筑設(shè)計事業(yè)的發(fā)展步伐。為社會設(shè)計出更加完善、更加安全、更加節(jié)能的建筑。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:建筑工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計;常見問題;解決方案
對于一個建筑工程的設(shè)計而言,其設(shè)計的重點就在結(jié)構(gòu)設(shè)計上,如何使結(jié)構(gòu)設(shè)計更加的安全、適用、合理、經(jīng)濟是我們設(shè)計的關(guān)鍵。但是在我們建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中經(jīng)常會遇見各種各樣的問題,本文主要針對建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的常見問題并提出相應(yīng)的解決途徑。
一、由于房屋高度、高度和寬度比超過一定的范圍
根據(jù)《建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》所提供的建筑最大適用高度和寬度比值,我們可以發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)實生活中,大多數(shù)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的高度、高寬比超過了這種限制。例如:水景帝岸小區(qū)附近的某高層建筑的高度超過高度和寬度比這種限制,更甚的是個別建筑群的平均建筑高度,超過了這個比值限制,這樣的結(jié)果是由在設(shè)計過程中設(shè)計不規(guī)范造成的,一旦發(fā)生類似與地震的自然災(zāi)害,這種類型的建筑勢必會由于地震引起相當(dāng)大的安全隱患直接威脅到人類的生產(chǎn)、生活。
對于設(shè)計人員來說最容易被忽視之處在于,建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅僅與傳統(tǒng)的抗震和高度寬度比有關(guān),而且與地基類型和其相關(guān)的結(jié)構(gòu)規(guī)程、場地類別有關(guān)。例如當(dāng)建筑的結(jié)構(gòu)位于IV類場地時,此時對應(yīng)的最大使用高度應(yīng)該適當(dāng)?shù)倪M行降低,在通常情況下應(yīng)該按照原先標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的80%進行,當(dāng)結(jié)構(gòu)位于豎向布置不均勻時,這種情況應(yīng)該也進行降低其相應(yīng)的高度。例如:當(dāng)我們的高層建筑為29層,其相應(yīng)的高度為104.3米,其結(jié)構(gòu)為框架剪力結(jié)構(gòu),其對應(yīng)的場地為IV型,根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)其對應(yīng)的使用高度可以設(shè)置為110米,但是我們可以明顯的發(fā)現(xiàn)這種房屋建造在IV型場地上,其已經(jīng)超過了相關(guān)的限制,按照標(biāo)準(zhǔn),其高度應(yīng)該控制在88米以下。
二、結(jié)構(gòu)布局不合理
建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中首要的重點就是對其進行結(jié)構(gòu)布局,因為其結(jié)構(gòu)布局關(guān)系到整個建筑工程的安全,因此而言,在保證安全的前提下,其結(jié)構(gòu)應(yīng)該更加的“規(guī)整”。對于造成結(jié)構(gòu)布局不合理的因素有很多種,特別對于那些具有一定的繁瑣度的建筑結(jié)構(gòu),其不規(guī)則程度很難將其成功的劃分,同時相關(guān)規(guī)定對于復(fù)雜建筑而言不可能面面俱到。這就造成了我們在復(fù)雜建筑設(shè)計過程中,出現(xiàn)了許多結(jié)構(gòu)布局不合理、體型規(guī)則不合理、不利于防震抗風(fēng)的建筑結(jié)構(gòu)。
首先:平面屬于不規(guī)則圖形。在實際的建筑設(shè)計過程中由于地形、所處位置的原因,經(jīng)常會出現(xiàn)一些地理限制,例如:出現(xiàn)的類似于啞鈴的建筑類型,這些建筑類型其中間位置相對比較狹窄,因此在地震等自然災(zāi)害過程中較為容易受到傷害,尤其對于其正處于凹處位置,這個位置在地震中非常容易由于應(yīng)力點的原因?qū)前逶斐梢欢ǖ钠茐模踔镣{到人們生命安全。
其次:平面不規(guī)則造成的扭轉(zhuǎn)。由于其受到位置的限制,其平面所處的位置不規(guī)則,這就會造成建筑本質(zhì)在一定程度上其抗扭轉(zhuǎn)性太弱,所造成的危害是一旦發(fā)生地震其由于扭轉(zhuǎn)性的問題造成的大量的傷害,這種傷害是相對比較徹底的、其危害程度應(yīng)該是最大的。對于這種原因我們在建設(shè)過程中應(yīng)該讓其結(jié)構(gòu)更加的均勻分布,從而最大限度的減少其扭轉(zhuǎn)造成的嚴(yán)重?fù)p害。同時在工程設(shè)計過程中,對相對不規(guī)則的結(jié)構(gòu)需要從多個方面對其進行控制和分析。第一:對扭轉(zhuǎn)變形的計算過程中應(yīng)該適當(dāng)?shù)乜紤]其偏心的影響,盡可能減少偏心帶來的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象;第二:對于結(jié)構(gòu)設(shè)計而言應(yīng)該選取相對較大的抗扭剛度,對于其控制結(jié)構(gòu)而言,扭轉(zhuǎn)為主和平動為主的第一自震周期之比應(yīng)該小于0.9。
三、結(jié)構(gòu)縫設(shè)置相對不合理
對于相對較長的建筑物來說,溫度是影響其變換的關(guān)鍵因素。因此在對其結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,主要考慮溫度對其結(jié)構(gòu)設(shè)計造成的影響,對其采取合理有效的設(shè)置其縮縫。在傳統(tǒng)的設(shè)計過程中,大多數(shù)設(shè)計人員一般采用的是后澆帶代替?zhèn)鹘y(tǒng)的伸縮縫,在這兒我個人認(rèn)為這些做法并不是完全科學(xué)有效的。我們可以這樣分析,后澆帶是一種僅僅能夠減少混凝土材料對于干縮的影響。我們前面已經(jīng)說了,我們需要解決溫度對于相對較長建筑的影響,后澆帶并不能從根本上解決這個問題。當(dāng)混凝土封閉之后,當(dāng)結(jié)構(gòu)再次受到溫度的影響,可想而知,這時的后澆帶的作用幾乎為零。因此而言,我們在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中除了采取相應(yīng)的加護措施,例如在構(gòu)造過程中適當(dāng)?shù)膶τ谖蓓敽臀菝娌扇∫欢ǖ谋夭牧希M可能的使其溫度變化保持在可控范圍之內(nèi);同時對于那些交易受到溫度影響的部位,我們適當(dāng)?shù)牟扇∫恍┨厥獯胧┻M行處理,采用那些相對直徑小、其相對間接比較密的溫度筋,與此同時,在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中選取預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)類型即可。
對于那些包含有地下室的結(jié)構(gòu)類型,我們在構(gòu)造的過程中應(yīng)該盡可能的避免對其設(shè)置結(jié)構(gòu)縫。在我們常見問題中,個別的沒有經(jīng)驗的設(shè)計人員按照通常的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對其進行設(shè)置,這樣設(shè)置是不合理的。例如:個別設(shè)計人員在設(shè)計過程中,常常在地下室與裙房之間的位置處對其設(shè)置沉降縫,雖然在理論上這些沉降縫可以有效的解決沉降之間的問題,但是這些理論僅僅只能停留在理論基礎(chǔ)之上。但是在實際應(yīng)用過程中這些沉降縫會帶來其他一系列問題,例如一旦設(shè)置沉降縫地下室與裙房之間很容易出現(xiàn)漏水滲水的問題,此外地下室與裙房之間的沉降縫設(shè)置問題處理起來非常復(fù)雜,對于施工過程來說帶來許多不便之處。個人觀點,在施工過程中,盡量避免在地下室與裙房之間設(shè)置沉降縫,應(yīng)該采取其他解決途徑去解決這些問題,首先在地下室與裙房之間留設(shè)施工后澆帶,在整體竣工之后再進行鏈接;其次可以采取樁基的模式,這種模式在一定程度上是最佳選擇,因為他可以在保證地下室與裙房之間的沉降降低在許可范圍之內(nèi),而且保證其不發(fā)生滲水的現(xiàn)象。
四、地基基礎(chǔ)設(shè)計
我們在地基基礎(chǔ)設(shè)計過程中,在對地基基礎(chǔ)的選址或者在施工的過程中,對其施工條件考慮的不充分。這就為后續(xù)的施工埋下隱患,其次對于高層建筑而言其高層建筑的有效埋置深度很難達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn),例如我們在建設(shè)具有地下室的高層建筑時,應(yīng)該從地下室以下算我們的基礎(chǔ)深埋深度,而不應(yīng)該從地面以下開始算起。在對單樁承載力進行取值時,我們應(yīng)該明確考慮一下幾個問題,首先因其成樁的工藝的不同,其對應(yīng)的承載力應(yīng)該是不同的;其次,對承載力進行計算的過程中應(yīng)該考慮莊身的抗壓、抗裂系數(shù);再者,對于有地下室的房屋設(shè)計過程中,應(yīng)該根據(jù)靜載實驗的結(jié)果確定和分析單樁承載力。
五、結(jié)論
我們主要從房屋高度,高寬比的范圍、結(jié)構(gòu)布局不合理、結(jié)構(gòu)縫設(shè)置、地基基礎(chǔ)設(shè)計四個方面對建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的常見問題進行分析,同時給予了一定作者自己的解決途徑、意見和看法,希望這些意見和看法能起到拋磚引玉的作用。我們應(yīng)該廣泛吸取國內(nèi)外的經(jīng)驗和教訓(xùn),通過我們大量的實踐,設(shè)計出安全可靠、經(jīng)濟實用的建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)設(shè)計;常見問題;分析;處理措施
Abstract: the modern social fast changing, along with the progress of the society, the improvement of the material life, people on the architectural form of variety, innovation requirements is more and more intense, so the structure security and efficiency also set the new request. This paper according to the previous work practice and combining with practical examples, the structure design of frequently encountered in backfill soil quality, the ground beam, steel anchor and expansion joint, this paper analyzed the problems, and put forward the relevant measures to deal with these problems.
Keywords: structure design; Common problem; Analysis; Processing measures
中圖分類號:S611文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則是:適用、安全、經(jīng)濟、美觀,同時要便于施工。這5個方面各有所重,又互為矛盾,最優(yōu)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是這5個方面的最佳結(jié)合。結(jié)構(gòu)設(shè)計一般在建筑設(shè)計之后。結(jié)構(gòu)設(shè)計不能破壞建筑設(shè)計,建筑設(shè)計不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力范圍。結(jié)構(gòu)設(shè)計決定建筑設(shè)計能否實現(xiàn),在這個意義上,結(jié)構(gòu)設(shè)計顯得更為重要。
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,有一些具體的工程問題常常令結(jié)構(gòu)工程師困惑。有些是規(guī)范(規(guī)程)沒有具體規(guī)定或原則規(guī)定而引起的問題;有些是施工方法或條件而引起的問題。這些具體的工程問題對建筑物的質(zhì)量有著較大的影響,甚至影響結(jié)構(gòu)的安全。這要求結(jié)構(gòu)工程師對這些工程問題進行具體分析,妥善處理,力求反映結(jié)構(gòu)的實際狀況,保證建筑物的安全、可靠。現(xiàn)結(jié)合具體工程實例,就結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中遇到的有關(guān)問題進行探討。
1 回填土質(zhì)量問題
在建筑中,地下室或地下結(jié)構(gòu)都要遇到回填土問題,回填土質(zhì)量好壞,對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)的側(cè)移、安全性有著較大的影響。尤其是高層、超高層建筑的影響更大。先開挖基槽,施工完地下結(jié)構(gòu),然后土回填。某些地區(qū)用灰土回填,分層夯實,回填土施工質(zhì)量往往難以保證。這有兩種原因,其一,灰土攪拌很難均勻,這需要較大的場地,因灰土量大有相當(dāng)大的勞動強度;攪拌過程中,有一定的環(huán)境污染,在市區(qū)很難操作。其二,夯實過程中,臨近地下結(jié)構(gòu)處和地下結(jié)構(gòu)上的灰土很難夯實,易損壞地下結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)計算中,地下結(jié)構(gòu)部分一般作嵌固處理,如回填土質(zhì)量不好,那就與實際情況相差較大。使結(jié)構(gòu)的水平位移加大,穩(wěn)定性降低,抗側(cè)剛度減小,影響結(jié)構(gòu)的安全。另外,較深的回填土夯實不好,常常引起地坪下沉、開裂,影響建筑的正常使用。如某郵電通信調(diào)度中心是一幢超高層建筑,地上39 層,地下3 層,結(jié)構(gòu)高度138.6m。施工完地下結(jié)構(gòu)后,用3:7灰土回填。主樓部分因基坑支護結(jié)構(gòu)與地下室間沒有操作距離且深度較深,夯實困難。灰土攪拌不均勻,基坑里有建筑垃圾,回填土質(zhì)量較差。裙房部分則回填土較厚且厚薄不均。對于主樓,引起的問題是,基礎(chǔ)埋深是否滿足規(guī)范?結(jié)構(gòu)計算時地下結(jié)構(gòu)是否算嵌固? 對結(jié)構(gòu)的水平剛度影響有多大? 對于裙房,底層地面已確定為高級鋪裝,回填土過深是否引起地坪開裂、下沉?考慮了這些不利的影響,決定采用壓密注漿的方法對回填土進行加密處理。加密處理表明,回填土里存在著大量的空隙,加密用去了大量的水泥,處理相當(dāng)成功,使用表明沒有發(fā)現(xiàn)地面下沉的現(xiàn)象,保證了結(jié)構(gòu)的安全和建筑的正常使用。
2地梁問題
在框架結(jié)構(gòu)中,地梁的設(shè)計是結(jié)構(gòu)工程師經(jīng)常遇到的。它的作用是,1)地梁與基礎(chǔ)連接,地梁對基礎(chǔ)起拉接作用,一定程度的調(diào)整基礎(chǔ)不均勻沉降;2)當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深時,地梁與框架柱連接,降底了框架柱計算高度,地梁對框架柱內(nèi)力分析有一定的影響;3)地梁是支撐底層墻體的受力構(gòu)件。地梁的受力狀態(tài)與普通的框架梁的受力狀態(tài)不同,普通的框架梁在荷載作用下,梁產(chǎn)生變形不受其他介質(zhì)約束,梁上荷載傳遞給框架柱;而地梁在荷載作用下,梁變形受到土的約束,一部分荷載通過梁底土的反力和梁側(cè)土摩擦阻力傳遞給地基;另一部分荷載傳遞給框架柱。由于土反力的復(fù)雜性,目前定量確定土反力和梁側(cè)土摩擦阻力還有困難。在工程設(shè)計中,有兩種處理方法,第一種是把地梁按一層框架梁計算,不計地基土的影響,把荷載全部傳框架柱。這種處理方法使計算模型與實際情況不符。地梁與框架梁不同,地梁處沒有風(fēng)力、地震作用,也沒有水平變形,按嵌固考慮。結(jié)構(gòu)電算時,往往“底層層高”不高(即地梁與基礎(chǔ)頂面距離),形成“底層框架柱”為短柱或極短柱,使電算結(jié)果很不合理。第二種是把地梁不參與框架結(jié)構(gòu)的整體計算,當(dāng)作簡支梁,地梁的剪力傳遞給框架柱,不計地梁彎距的影響。筆者認(rèn)為,盡管二種方法都有缺陷,相比之下,第二種方法要相對合理些。3鋼筋錨固問題
在鋼筋混凝土框架———筒體結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)中,框架梁鋼筋在剪力墻錨固是非常重要的,強節(jié)點、強錨固是抗震概念設(shè)計的重要一環(huán)。實際工程中常因為剪力墻厚度不夠,而導(dǎo)致鋼筋水平錨固長度不夠,不能滿足規(guī)范8.3.8條的要求,水平錨固問題往往容易忽視。某工程中,主樓框架梁支撐在剪力墻上,剪力墻厚度為300,混凝土強度等級為C35,框架梁縱向鋼筋為Ⅱ級鋼筋,直徑為25,Ⅱ級框架的縱向鋼筋錨固長度為40d,則為1000。詳見圖1,縱筋水平錨固長度應(yīng)大于0.45IaE,即大于450。則剪力墻的厚度不夠。而且,剪力墻與框架梁縱筋綁扎在一起,造成鋼筋綁扎困難、混凝土澆搗條件不好。在剪力墻中設(shè)置暗梁,將框架梁縱向鋼筋錨入暗梁中,滿足規(guī)范的要求,詳見圖2。
4伸縮縫問題
伸縮縫也稱為溫度———收縮縫,是因為溫度的變化和混凝土的收縮會產(chǎn)生水平向和豎向的內(nèi)力和變形。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一般不計算溫度和收縮產(chǎn)生的內(nèi)力,是因為建筑物的溫度和收縮參數(shù)難以確定,另外混凝土不是彈性材料,它有塑料變形、徐變、應(yīng)力松弛。實際計算的內(nèi)力遠(yuǎn)小于按彈性結(jié)構(gòu)的計算值,因此由構(gòu)造措施來保證。當(dāng)房屋長度超過一定限值時,規(guī)范要求設(shè)伸縮縫。伸縮縫縫寬規(guī)范沒有規(guī)定,理論上是由計算確定。在工程設(shè)計中,是由經(jīng)驗確定。在建筑物中設(shè)收縮縫,給建筑處理和美觀帶來不利的影響,現(xiàn)有建筑物流行不設(shè)伸縮縫。一般有兩種措施來保證,一是設(shè)后澆帶;另一種是在混凝土中添加微膨脹劑來減少溫度收縮應(yīng)力。如以上兩種措施聯(lián)合使用,綜合效果會更好。
【關(guān)鍵詞】高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》
1 剪力墻框支梁支放在剪力墻上的設(shè)計問題
《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(以下簡稱《高規(guī)》)和《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》對框支梁和框支柱的截面及配筋都有詳盡規(guī)定,但對框支梁支放在混凝土剪力墻上時卻未作任何規(guī)定或建議。事實上,當(dāng)框支梁支放在混凝土剪力墻上時,相當(dāng)于施加給剪力墻一個大的集中荷載,這個集中荷載包括豎向和水平向、集中壓力和推拉力以及集中彎矩和扭矩。盡管剪力墻沿墻長度方向具有較強的承載能力,但垂直于剪力墻支放的框支大梁所傳荷載的作用方向正是剪力墻的弱軸方向。因此,當(dāng)框支梁直接支放在混凝土剪力墻上時,建議按以下方面考慮剪力墻的設(shè)計:
(1)按底部加強部位無翼墻的要求(即層高的1/12),參照高規(guī)有關(guān)對框支柱截面高度的限制,以及框支粱鋼筋水平段的錨固要求等初步確定剪力墻的厚度;
(2)在不小于框支梁寬度范圍內(nèi)的剪力墻中按框支柱要求設(shè)置暗柱,進行構(gòu)造計算和配筋;
(3)針對框支梁所傳集中荷載進行局部抗力驗算。
2 試樁階段抗拔錨樁的裂縫控制問題
在確定抗壓工程樁的單樁極限承載能力時,如采用錨樁作加載反力裝置,并利用抗壓工程樁作為試樁階段的錨樁,則臨時作為錨樁用的工程樁將在試樁階段承受拉力。對此時的錨樁抗裂及裂縫寬度將如何要求尚無明確規(guī)定。按照文獻第8.5.8條,當(dāng)樁基承受拔力時,應(yīng)對樁基進行抗拔驗算及樁身抗裂驗算。但從設(shè)計狀況來看,承受拉力的時間與設(shè)計使用年限相比是很短的狀況,且一般來講,除試樁階段外不再承受拉力。因此,其狀況或?qū)儆凇岸虝籂顩r”或?qū)儆凇芭既粻顩r”。根據(jù)需要進行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計;當(dāng)為偶然狀況時。按偶然組合進行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計或采取保護措施不致喪失承載能力。顯然,當(dāng)按偶然狀況時,只要確保構(gòu)件的承載能力不喪失,即為滿足要求:當(dāng)按短暫狀況時,也只是“可根據(jù)需要進行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計”,在這種情況下,也至多采用“頻遇組合”的效應(yīng)進行正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計,包括抗裂設(shè)計;至于最大裂縫控制,雖然短暫的裂縫對構(gòu)件的耐久性稍有影響,但畢竟試樁結(jié)束后,作為工程樁將長期處于受壓狀態(tài),即使試樁階段出現(xiàn)有裂縫現(xiàn)象也會在壓力作用下重新閉合。據(jù)此,在不影響試樁構(gòu)件承載力的前提―卜,可以不計較構(gòu)件的裂縫寬度問題。作為地下建筑箱體及基礎(chǔ)底板的抗浮計算。一般應(yīng)包括箱體基礎(chǔ)面積的確定、箱體穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)抗力及構(gòu)件抗裂等內(nèi)容。那么,如何考慮地下水浮力的作用以及基礎(chǔ)底板的各作用荷載問題以及各階段作用在箱體上的荷載及分項系數(shù)應(yīng)如何取用,以筆者對規(guī)范的理解略作闡述。
(1)首先應(yīng)明確結(jié)構(gòu)抗力及穩(wěn)定均屬于“承載能力極限狀態(tài)”的范疇,而基底面積與構(gòu)件開裂圾變形則屬于“正常使用極限狀態(tài)”的范疇。
(2)依據(jù)文獻,進行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時,應(yīng)考慮作用效應(yīng)的“基本組合”;進行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時,應(yīng)根據(jù)不同目的分別選用“標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合及準(zhǔn)永久組合”。針對不同組合,依據(jù)規(guī)范采用相應(yīng)的分項系數(shù)則是很清楚的了。但需要指出的是,水浮力屬于可變荷載,至于水浮力是否起控制作田,應(yīng)當(dāng)與永久荷載及其他可變荷載的作用效應(yīng)進行比較后確定。
(3)一般情況下作用在基礎(chǔ)板上的荷載有以下幾方面內(nèi)容:a.基礎(chǔ)板自重;b.基礎(chǔ)板面上的永久荷載和可變荷載;c.墻柱所傳豎向荷載(此處按面荷載計);d.包括上部荷載作用下的地基反力;e.水浮力。當(dāng)進行基礎(chǔ)底板承載能力極限狀態(tài)計算時,根據(jù)“基本組合”計算上述各荷載的作用效應(yīng)。
(4)基礎(chǔ)板下有樁基時的受荷關(guān)系。當(dāng)基礎(chǔ)底板下設(shè)置樁基礎(chǔ)時,由于上部豎向荷載被樁平衡,此時的基礎(chǔ)底板所受荷載除板頂面永久荷載和可變荷載以及板自重外,應(yīng)當(dāng)就是可變的地基反力與水浮力之和。當(dāng)水浮力大于板自重與板頂面永久荷載和可變荷載之和的情況下,地基反力為零,基礎(chǔ)底板所受凈反力等于水浮力與基礎(chǔ)底板所受頂面永久荷載和可變荷載以及板自重總和之差;當(dāng)水浮力小于板自重與板頂面永久荷載和可變荷載之和時,地基反力不再為零,而是等于水浮力與基礎(chǔ)底板所受頂面永久荷載和可變荷載以及板自重總和之差,但此時基礎(chǔ)底板所受凈反力則應(yīng)為零,即處于平衡狀態(tài)。
(5)考慮樁基沉降的基礎(chǔ)板受荷關(guān)系。一些設(shè)計者認(rèn)為,由于樁基沉降,基礎(chǔ)板下的天然地基必然承受一定量的上部所傳豎向荷載,例如,5%-20%的上部豎向荷載,以此部分豎向荷載與水浮力相加作為基礎(chǔ)板的反力。的確,由于樁、土變形,必然有部分上部荷載卸載到基礎(chǔ)板下的天然地基中,但這部分豎向荷載與板自重方向一致,應(yīng)該與基礎(chǔ)板自重及與自重方向一致的基礎(chǔ)板面永久荷載和可變荷載相加,并與水浮力相減,而不是與水浮力相加的關(guān)系。
3 平面凹凸的寬度計算問題
《高規(guī)》有有關(guān)于平面及立面凹凸寬度的限制規(guī)定,之所以有這些規(guī)定,主要是考慮不規(guī)則平面或凹凸過大容易產(chǎn)生扭動及凹口應(yīng)力破壞。針對較復(fù)雜平面的計算寬度往往出現(xiàn)爭議。兩個建筑的平面,凹M深度分別為n,b,c,兩單元連接處寬度為3,總長度為L。《高規(guī)》分別規(guī)定了n,b,c,B與B的比值限定。B應(yīng)理解為建筑平面的最大投影寬度,但當(dāng)沿平面寬度方向最外端有局部突出的平面體量很小(例如僅為樓梯間外凸)時,甚至小至(b)的尖角,是否也要作為建筑物平面寬度的一部分計入在內(nèi)呢?將B用建筑平面的折算寬度BT來表達(dá)較為準(zhǔn)確,而折算寬度B按照等寬矩形平面的相等回轉(zhuǎn)半徑進行計算確定,見下式:BT=(12I/A)1/2式中,I,A分別為實際建筑平面的慣性矩和平面面積。
4 因厚度變化而改變剪力墻的界定與相應(yīng)的設(shè)計問題
《高規(guī)》界定h/b=5~8為短肢剪力墻。因為柱、短肢剪力墻和一般剪力墻的承載特性不同,對其構(gòu)造要求也有較大差別。而實際工程中又經(jīng)常有因剪力墻厚度發(fā)生變化而改變構(gòu)件的定義。例如原設(shè)計的一般剪力墻因?qū)痈摺⑺谖恢玫牟煌凑障鄳?yīng)的構(gòu)造要求改變了剪力墻的厚度,從而變?yōu)槎讨袅Γ蛟瓰槎讨袅Χ淖優(yōu)橹_@種情況下是否需要按改變后的構(gòu)件進行設(shè)計?
(1)首先因構(gòu)造要求的提高導(dǎo)致截面厚度的增大而改變構(gòu)件的定義,這種情況下的構(gòu)件截面增大是整體性的,增大的幅度也是有限的,因此其受力特性不會有太大的變化,也不會對局部構(gòu)件造成新的危害,原則上不必要提高原確定的結(jié)構(gòu)抗震等級;
(2)從單根構(gòu)件的比較來講,增大截面后的墻肢應(yīng)較原構(gòu)件的承載能力更高,不可能因人為的定義改變就改變了其實際的承載特性;
(3)當(dāng)因建筑功能需要而改變局部墻肢的截面尺寸,使其受力性能發(fā)生變化時,應(yīng)予以加強;
(4)需要注意,由于程序模型的設(shè)置問題,相同截面的墻與柱,其剛度相差很大,導(dǎo)致的外荷載作用效應(yīng)等也相差很大。這種情況下,即便構(gòu)件定義發(fā)生變化,在程序應(yīng)用中不宜改變。
【參考文獻】
[1]李濟南.淺談高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].江西建材,2006(4):22-23.
關(guān)鍵詞:建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;問題;措施
中圖分類號: TU318文獻標(biāo)識碼: A
一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容
1、建筑設(shè)計的一般程序。一般情況下建筑物的設(shè)計程序為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計、給水排水設(shè)計,電氣設(shè)計和暖氣通風(fēng)設(shè)計等,建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑的基礎(chǔ),是建筑設(shè)計中最主要的組成部分,只有將結(jié)構(gòu)設(shè)計工作做好了,才能使得建筑物的功能更齊全。其結(jié)構(gòu)設(shè)計主要分為建筑方案設(shè)計、建筑結(jié)構(gòu)分析、建筑構(gòu)件設(shè)計和繪制工程施工圖四部分。
2、建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計是建筑設(shè)計的基礎(chǔ),為有效保證建筑物的質(zhì)量達(dá)到所需的要求,必須嚴(yán)格遵循以下設(shè)計要求對建筑物的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計:首先要對建筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力的極限值進行精準(zhǔn)的計算,選擇承重能力強的結(jié)構(gòu)構(gòu)件;其次對多種構(gòu)件組合的相互作用和影響進行分析,選擇相互作用和影響最有利的構(gòu)建組合;最后要對建筑物的抗震性能進行研究設(shè)計,一般情況下我國的抗震設(shè)防烈度在6-9度之間,在對建筑物的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時,要根據(jù)施工地區(qū)的房屋高度、結(jié)構(gòu)類型和烈度進行分析,采用抗震等級不同的建筑材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計。
3、結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該遵循的基本原則
3.1對建筑物結(jié)構(gòu)構(gòu)件的作用程度進行分類,對于整個建筑物來說,其具有的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的種類是繁多的,不同的構(gòu)件在建筑物中發(fā)揮著自己的作用,也有多個構(gòu)件協(xié)調(diào)作用的,按照建筑物構(gòu)件的作用程度的輕重選擇合適的構(gòu)件。
3.2在大多數(shù)建筑物的設(shè)計中都運用到層層設(shè)置的原則,尤其是建筑物的安全結(jié)構(gòu)設(shè)計,在發(fā)生危險事故的時候人們可以通過多層建筑結(jié)構(gòu)來抵抗風(fēng)險,增強建筑物的安全性。
3.3要想使得建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計更科學(xué),必須在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中遵循優(yōu)劣互補的原則,太鋼的建筑結(jié)構(gòu)變形能力差,這類材料做建筑材料的承重能力低下,容易被摧毀。太柔的建筑結(jié)構(gòu)雖具備良好的承受能力,但變形過大對建筑物的造型和結(jié)構(gòu)來說也是不可取的,只有對建筑材料的優(yōu)劣性能進行互補才能制造出適用的建筑材料。
4、在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,應(yīng)該充分考慮以箱、筏作為基礎(chǔ)底板挑板的產(chǎn)生的陽角問題,還要進行大量的運算,對梁、板的跨度進行準(zhǔn)確的計算,對主梁和次梁的加筋問題進行研究,并制定出相應(yīng)的方案,此外,在高層建筑的設(shè)計中,還要考慮窗臺高度的設(shè)計是否合理。
二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的缺陷
1、土地地基設(shè)計中存在的問題。通過對近幾年的建筑施工現(xiàn)場和施工技術(shù)進行調(diào)查發(fā)現(xiàn),有許多建筑的施工監(jiān)測結(jié)果都與實際的地質(zhì)勘查報告不符,建筑設(shè)計師在設(shè)計前沒有考察施工地的地質(zhì)情況,繪制出的施工圖不符合建筑規(guī)范要求,或者施工圖達(dá)到了要求,但施工方的具體施工工程與其不符,都會造成建筑設(shè)計的不規(guī)范。
2、設(shè)計質(zhì)量不夠高。受職業(yè)道德平的影響,很多設(shè)計人員在圖紙制作時“偷工減料”,結(jié)構(gòu)設(shè)計過于草率,施工圖中必須具備的系統(tǒng)圖、大樣圖、相關(guān)剖視圖沒有全部到位;對必須用圖紙反映的內(nèi)容只標(biāo)注“見圖集”、“由設(shè)備廠家確定”等,施工圖設(shè)計在言語表達(dá)上不清晰,對具體的施工設(shè)計不夠細(xì)致,難以對工程進行描述;而很多真實的設(shè)計依據(jù)、安全等級、耐火等級、設(shè)計參數(shù)、工程類別等問題未能交代清楚。
3、結(jié)構(gòu)搭配不科學(xué)。設(shè)計師對結(jié)構(gòu)設(shè)計沒有進行科學(xué)劃分,常會把底層設(shè)計為大空間,很少設(shè)置抗震墻。而上部砌體抗震墻多數(shù)與底部的框架梁、抗震墻難以對齊,使得結(jié)構(gòu)體系分配不科學(xué)。而有的設(shè)計中抗震分類、場地類別沒有正確運用,給結(jié)構(gòu)設(shè)計工作造成阻礙。在材料結(jié)構(gòu)設(shè)計中,對于混凝土構(gòu)件常常在性能指標(biāo)上達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn),材料質(zhì)量很差;對荷載取值未能根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,出現(xiàn)漏算錯算;少數(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工標(biāo)準(zhǔn)的合同未能達(dá)到一致,結(jié)構(gòu)強度比計算低出很多,安全性能不達(dá)標(biāo)。
4、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。隨著人口的增多,建筑業(yè)成為當(dāng)前的熱門行業(yè),許多建筑公司在進行建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,都會要求設(shè)計人員在制圖時“偷工減料”,施工部門對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的草率,使得建筑物的結(jié)構(gòu)不夠細(xì)致,建筑物的耐火系數(shù)、安全系數(shù)、設(shè)計參數(shù)等各方面都不達(dá)標(biāo)。
三、完善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的有效措
1、對土地地基設(shè)計的完善。為了有效解決在土地地基設(shè)計中存在的問題,在建筑施工前,設(shè)計人員要聯(lián)系相關(guān)部的人員對施工地的地質(zhì)情況進行勘察,并對其進行分析研究,綜合建筑方、施工方以及勘察部門對信息進行整合處理,根據(jù)該地的地質(zhì)特點設(shè)計出相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu),在施工的過程中要對施工情況進行即時的監(jiān)督,及時發(fā)現(xiàn)并處理問題,有效杜絕安全隱患的出現(xiàn)。在進行工程繪圖時,要充分考慮建筑底框結(jié)構(gòu)的受力情況,選擇性良好的建筑材料,對建筑結(jié)構(gòu)進行調(diào)整,增強建筑物的安全性。
2、從結(jié)構(gòu)計算和構(gòu)造上滿足規(guī)范要求
2.1 從結(jié)構(gòu)計算角度,看結(jié)構(gòu)計算應(yīng)注意的問題:
2.1.1 避免荷載計算的錯誤。諸如漏算或少算荷載、活荷載折減不當(dāng)、建筑物用料與實際計算不符,基礎(chǔ)底板上多算或少算土重。
2.1.2 底框砌體結(jié)構(gòu)驗算時就應(yīng)注意:1) 底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結(jié)構(gòu),對具有薄弱層的底層框架混合結(jié)構(gòu),應(yīng)考慮塑性變形集中的影響,通常對底層地震剪力乘以1.2~1.5 的增大系數(shù)。2)底層框架混合結(jié)構(gòu)的剪力分配不能簡單地按框架抗震墻的方法。因為底框架結(jié)構(gòu)中只有底層框架抗震墻,應(yīng)采用雙保險的方法,抗震墻承擔(dān)全部剪力,框架按剛度比例承擔(dān)剪力。剛度計算時,框架不折減,抗震墻折減到彈性剛度的20%~30%。3) 應(yīng)考慮底層框架柱中地震作用產(chǎn)生傾覆力矩所引起的附加軸力。
2.1.3 避免樓板計算中不正確方法。1) 連續(xù)板計算不能簡單地用單向板計算方法代替。2) 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(diào)整,將使計算值偏小。
2.1.4 以電算結(jié)果的正確性不能作出最終評價。目前結(jié)構(gòu)計算大多采用結(jié)構(gòu)設(shè)計計算程序進行計算,如何對計算結(jié)果進行分析、評價,是一個非常重要的方面。必須根據(jù)工程設(shè)計的經(jīng)驗對計算結(jié)果進行分析、判斷,根據(jù)其正確與否,決定能否作為施工圖設(shè)計的依據(jù)。
2.2 從構(gòu)造角度看應(yīng)注意的問題:
2.2.1 注意構(gòu)件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設(shè)計中既要保證建筑結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時具有一定的延性,又必須滿足最小配筋的要求。
2.2.2 嚴(yán)格按照規(guī)范要求,保證鋼筋在各個部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長度,材料選用也必須滿足強度要求。
2.2.3 為了防止屋面溫度應(yīng)力引起的墻體開裂,必須采取有效的通風(fēng)融熱措施。
2.2.4 按抗震構(gòu)造要求設(shè)置的構(gòu)造柱,應(yīng)在整個建筑物高度內(nèi)上下對準(zhǔn)貫通,上至女兒墻壓頂,下至淺于500 毫米基礎(chǔ)圈梁,或伸入室外地面以下500 毫米,構(gòu)造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規(guī)范要求。
3、對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的提高。隨著城市面積的增大,多層建筑設(shè)計成為建筑設(shè)計的主要方向,在對多層建筑進行設(shè)計時,對那些軟土層頂蓋層厚度大的建筑要尤為注意,高層建筑最常出現(xiàn)的現(xiàn)象就是建筑下沉,所以在設(shè)計時應(yīng)該把建筑基地的夯實當(dāng)作施工重點,對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計及設(shè)計材料的質(zhì)量進行綜合的考慮,有效保證建筑設(shè)計中工程指標(biāo)達(dá)標(biāo),綜合采用多種有效的解決措施,對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進行有力的分析,確定出最佳的設(shè)計方案,從而有效提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。
結(jié)束語
設(shè)計工程師要從整體的設(shè)計入手,不斷反思總結(jié)實踐中出現(xiàn)的問題,從設(shè)計計算、設(shè)計角度、抗震設(shè)計等方面入手,嚴(yán)格遵循建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則,找出合理解決問題的對策,只有這樣才能建立合格的建筑結(jié)構(gòu),不斷提高建筑工程的質(zhì)量,確保建筑的成功投入。
參考文獻
關(guān)鍵詞:建筑工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計;常見問題
1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計概述
1.1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求
首先,要對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行計算。在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,必須對構(gòu)件進行極限承載能力的計算與驗算,當(dāng)結(jié)構(gòu)上有多重作用共同發(fā)生時,則要分別對每個作用力進行分析與計算,并采用比較合理的結(jié)構(gòu)組合。
其次,要對結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震性進行選擇。在我國,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震設(shè)防烈度一般為6~9度,在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡卣鹆叶取⒔ㄖ母叨取⒔ㄖ慕Y(jié)構(gòu)類型等,按照不同的抗震等級來對建筑結(jié)構(gòu)進行計算和設(shè)計。
1.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則
建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須要以“安全、適用、經(jīng)濟、美觀、方便施工”為原則。只有對這五個方面進行完美的結(jié)合,才能設(shè)計出最優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu),這是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的最終體現(xiàn),也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員要努力實現(xiàn)的終極目標(biāo)。
2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的常見問題及應(yīng)對措施
2.1屋面梁與配筋設(shè)計的常見問題及應(yīng)對措施
⑴屋面梁與配筋設(shè)計的常見問題
首先,在屋面梁中設(shè)計的配筋數(shù)量不夠。在進行結(jié)構(gòu)建模時,部分設(shè)計人員由于責(zé)任心不強、貪圖便利等原因,直接使用下層梁的設(shè)計尺寸來作為屋面梁的尺寸,這樣一來,屋面梁的計算荷載就會變小,根據(jù)這個計算結(jié)果設(shè)計的配筋數(shù)量就比較少,當(dāng)屋面梁受到溫差變化、混凝土收縮作用或受力作用時,就會因為配筋的數(shù)量太少而出現(xiàn)較大寬度的裂縫[1]。
其次,受扭的屋面梁未設(shè)計必需的腰筋。在屋面梁的設(shè)計中,為了使鋼筋骨架能夠保持足夠的剛度,以便在受到溫度變化及收縮應(yīng)力時能夠避免在梁腹部分產(chǎn)生過大的裂縫,通常都會在高度超過45cm的梁腹板上增設(shè)腰筋,腰筋的間隔要控制在20cm以內(nèi),并以拉筋的方式將腰筋勾連起來。而對于受扭的構(gòu)件,根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定,在受扭構(gòu)件中,受力鋼筋的縱向間隔必須控制在20cm以內(nèi),并且不能超過梁截面中的短邊長度。但是,在對有懸挑檐口的屋面梁進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,由于設(shè)計人員的馬虎大意,往往容易將其作為一般的梁進行配筋設(shè)計,而不是按照受扭屋面梁來設(shè)計配筋。
⑵屋面梁與配筋設(shè)計的改善措施
首先,屋面主梁在次梁處合理增設(shè)附加筋。一般情況下,對于梁上的柱、梁上后做的梁、及水箱下的墊梁等部位的梁上集中力可不設(shè)附加筋,但對于梁下部的集中力則必須增設(shè)附加筋。對于梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載,應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況來決定是否增設(shè)附加筋:如果次梁荷載比較大且跟主梁截面相差不大時,應(yīng)當(dāng)增設(shè)附加筋;對于高度較高的主梁,如果次梁截面和荷載都很小并跟附加暗梁很接近時,則不必增設(shè)附加筋;對于截面都很大的主次深梁,如果荷載相對較小,也可以不增設(shè)附加筋。附加筋一般是優(yōu)先采用箍筋[2]。
其次,合理選擇屋面梁的跨中正彎矩放大系數(shù)。跨中正彎矩放大系數(shù)主要用于具有較大樓面活荷載的多層建筑中。當(dāng)屋面梁的設(shè)計不考慮活荷載的影響時,為了彌補樓面梁在跨中彎矩方面的不利影響,一般取1.2的放大系數(shù)。對于高層建筑,一般是把永久荷載跟屋面的活荷載分開來進行計算,在這種情況下,放大系數(shù)通常取1.0,但是這種計算方式比較繁瑣,容易造成計算失誤,現(xiàn)在比較普遍的做法是,把永久荷載跟樓面的活荷載結(jié)合起來,并取1.2的跨中正彎矩放大系數(shù)進行計算。
2.2樓層平面剛度設(shè)計的常見問題及應(yīng)對措施
⑴樓層平面剛度設(shè)計的常見問題
在對樓層平面的剛度進行設(shè)計時,部分設(shè)計人員連最基本的結(jié)構(gòu)觀念也不具備,或是沒有對結(jié)構(gòu)布置必要的措施,就草率地采取了樓板變形的計算程序,這就造成樓板變形程度的確定不準(zhǔn)確,從而導(dǎo)致樓層平面剛度的計算也不準(zhǔn)確,由此而進行的樓層平面剛度設(shè)計必然會出現(xiàn)各種不安全、不合理現(xiàn)象,如結(jié)構(gòu)的組成不安全、部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的安全儲備過大等現(xiàn)象[3]。
⑵樓層平面剛度設(shè)計的改善措施
針對樓層平面剛度設(shè)計出現(xiàn)的以上問題,為了使設(shè)計時的計算結(jié)果能夠真實反映出結(jié)構(gòu)的受力狀況,以避免出現(xiàn)根本性的失誤,在條件允許時,應(yīng)當(dāng)盡量把樓層設(shè)計成剛性的樓面。
首先,在確定設(shè)計方案或是進行建筑設(shè)計時,要盡可能地避免選擇帶有變形平面的樓層結(jié)構(gòu),如帶有大開洞或較長外伸翼塊的樓面,或是塊體之間成“縮頸”連接的樓面,或是樓面的凹槽缺口太深等。
其次,從樓面的結(jié)構(gòu)布置和配筋方面來保證樓面的剛度。對于一些具有很好建筑效果的設(shè)計方案,或是建筑在使用功能上確實是有需求的,當(dāng)樓層平面無法設(shè)計成剛性樓面時,可以在結(jié)構(gòu)布置和配筋方面來盡可能地完善樓層平面的剛度,達(dá)到接近或滿足剛性樓板的效果,如增設(shè)一些連續(xù)性的梁板、在大開洞的洞口邊設(shè)置暗梁邊梁、增加連續(xù)梁或暗梁邊梁的配筋數(shù)量、采取雙層配筋或斜向配筋等。
2.3砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計的常見問題及應(yīng)對措施
⑴砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計的常見問題
在砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計中,比較常見的問題剪力墻砌體結(jié)構(gòu)的挑梁出現(xiàn)裂縫。剪力墻砌體結(jié)構(gòu)即上部為多層砌體、下部為鋼筋混凝土框架的結(jié)構(gòu),多應(yīng)用于一些臨街的住宅、辦公樓、旅館等建筑中,在這種類型的建筑中,一般底層是作為餐廳、商店、郵局等,上層則是小開間的多層砌體結(jié)構(gòu)。這種類型的砌體結(jié)構(gòu)主要就是為了實現(xiàn)空間的經(jīng)濟性,所以有的設(shè)計者由于片面追求建筑的使用面積,將每一層都設(shè)計了挑梁,并把二層以上的一部分橫墻、外層挑墻設(shè)置在懸挑梁上,致使底層結(jié)構(gòu)的挑梁由于承載而產(chǎn)生裂縫[4]。
⑵砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計的改善措施
首先,合理選擇砌體填充墻的周期折減系數(shù)。選擇合理的周期折減系數(shù),可以在不改變結(jié)構(gòu)自振特性的情況下,使地震的影響系數(shù)得到改善。一般情況下,周期折減系數(shù)可在0.6~0.7的范圍內(nèi)選取;當(dāng)砌體填充墻較小或是砌塊較輕時,則在0.7~0.8范圍內(nèi)選取;當(dāng)砌體全部使用輕質(zhì)墻體板材時,則選擇0.9的折減系數(shù)。
其次,合理布置橫墻承重的結(jié)構(gòu)。主要就是提升砌體材料的強度等級,或提高橫墻的軸壓力,并盡可能地將橫墻設(shè)計成起到隔斷與承重雙重作用的墻體。
再次,采取縱墻與橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)。當(dāng)房間面積較大時,可將樓板沿著縱向設(shè)計,并在縱深方向的縱墻上設(shè)計支承梁,以提高縱墻的抗剪性能,并跟橫墻一樣起到承重作用。
最后,合理選擇混合承重結(jié)構(gòu)。混合承重結(jié)構(gòu)是由兩種結(jié)構(gòu)體系混合組成的,如局部框架砌體結(jié)構(gòu)、內(nèi)框架砌體結(jié)構(gòu)、底層框架砌體結(jié)構(gòu)等,組成它們的兩種結(jié)構(gòu)體系由于在材料的動力性能和彈性模量方面相差較大,所以抗震性能不是很好。但由于混合承重結(jié)構(gòu)有利于提供較大的空間,且施工方便、成本低,通常在對抗震性要求不高的非震災(zāi)區(qū)應(yīng)用得比較多。
3 結(jié)論
綜上所述,隨著社會的不斷發(fā)展,人們對建筑功能的要求也越來越高,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員必須對設(shè)計中的常見問題給予足夠的重視,并制定出相應(yīng)的解決措施,使建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計更加地科學(xué)、合理,以促進我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的不斷提高。
參考文獻:
[1]吳冬生.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的常見問題淺析[J].科技致富向?qū)В?012(22).
[2]黃彥計,婁霄楠.淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的常見問題及對策[J].中國房地產(chǎn)業(yè),2011(3).