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房屋建筑结构设计

时间:2023-07-13 17:23:57

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇房屋建筑结构设计,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

房屋建筑结构设计

第1篇

关键词:房屋建筑结构;设计;方法

当前我国城乡居民收入的提高,满足物质生活需求的基础上对房屋建筑的需求量日益上涨,促进建筑业的兴起与发展。在进行房屋建筑结构设计时可遵循刚柔并济、低碳环保、多层建筑关注人文环境等原则,设计人员严谨工作态度,在设计时需依据相关规章制度,结合建筑要求及功能作用,对建筑的地理位置、抗震防裂、类别及高度等方面作出相关研究分析,以便展开设计工作。

一、房屋建筑结构设计的标准

改革开放政策的有效落实,使我国经济发展取得一定的成果,建筑行业的发展较为快速。而其中的房屋建筑结构设计环节在建筑公司发展过程中起着重要作用,并直接影响住户的人身财产安全。因而在进行房屋建筑设计时需设计人员遵循一定的设计标准,确保设计的房屋建筑安全稳定,满足住户要求。一般而言,房屋建筑设计的标准主要内容是:在进行设计工作时需依据现有的建设结构,不能对其产生破坏,以设计的建筑为主体,合乎常理、科学性的进行结构设计工作,避免超出设计能力范围,给施工者带来麻烦。在判断房屋建筑结构设计的合理性时,可从建筑的安全性、效益性、美观性、实用性、易于施工性等方面进行综合评价工作。当这些方面均满足相关要求时,将表明此建筑结构设计较为合理,反之表明该设计方案存在缺陷,需改进或者重新制定新的设计方案。

二、房屋建筑结构设计方法

(一)建筑结构相关部分的设计方法

在对房屋建筑结构进行设计时需注意结构平面图、屋顶结构图、大样详图的设计绘制,以及建筑楼梯、基础的设计方法。绘制建筑结构平面图需考虑相关的抗震影响因素,可减少计算机软件建模环节,设计人员可直接进行建筑结构设计;若通过计算机相关软件进行建模,则需全面考虑建筑结构的受压和局部受压情况,合理使用计算机编程计算出房屋结构荷载值,确保设计出的建筑结构方案贴近结构实际受力情况。绘制屋顶结构图可采取折板方式和梁板方式。前者可应用在跨度较小的房屋建筑结构,后者则可在不规则房屋平面以及跨度较大的房屋建筑结构使用,结构图中还应标明房屋梁板折角钢筋的位置。结构相对较为抽象,为让施工人员能更好的理解图纸意思,设计人员可将一定的空间概念融汇其中,并增强建筑图纸和示意图的理解能力。大样详图的绘制可以建筑详图为基础,并可对原有详图进行局部修改操作,以便在保持建筑外形时实现结构受力和易于施工的目的,并保证建筑结构标高和外形尺寸与建筑专业的一致性,以便能规避施工过程中出现的风险隐患。

建筑楼梯的设计时需侧重其挠度,规范梯梁的梁下净高度,上下楼层的梯梁位置需保持一样,若出现异常情况,可采用折板楼梯进行弥补。折板楼梯钢筋需考虑结构局部应力情况,可自相关折角处将其断开锚固。梯梁的梁下净空需求以及梁板宽度需依据相应的结构标准进行合理的设计,以确保其符合要求。在第一段梯板设计时需考虑其基础沉降是否满足相关要求,进而考虑是否加筑梯梁。设计建筑基础需慎重考虑,因其质量水平对上层整体建筑质量有重要影响。进行基础混凝土浇筑时需考虑混凝土配料、程序等问题,并在基础配筋比上需严格按照图纸标记进行配置,以便实现最小配筋比率;对建筑基础图纸上还应标明构造柱的位置。设计整个建筑结构时应考虑建筑结构抗震能力,以便增强建筑结构的坚固程度。

(二)结构设计成果检测

在对结构设计成果进行检测验算时需不同结构分别采用不同方法进行验算。多层结构建筑的砌底可应用底部剪力法,混合结构建筑则注意塑性变形集中化造成的不利情况。在双向板查表验算时可结合材料泊松比的意义进行验算活动,在进行结构验算时必须依照相关规范标准开展,严格核对相关数据,以保障工程施工质量。当前住宅建筑大多采用多层建筑结构设计方法,对此在进行结构设计时避免楼梯间出现在房屋尾部与转角处,进行纵横墙设计时需采取对称处理。框架和抗震墙可进行双向布置,并注意控制屋顶的比例及抗震墙刚度,以确保房屋整体的安全稳定。

三、房屋建筑结构设计应注意的问题

(一)房屋建筑地下室外墙设计需注意的问题

在对房屋建筑地下室外墙设计时需综合考虑影响因素,确定外墙混凝土等级以及外墙厚度。普遍看来,地下室需采取防水措施,外墙抗渗等级以及钢筋配比均需采取相关对策进行管理控制。在进行房屋建筑结构设计时需以实际情况为基础,全面考虑分析影响因素。

(二)建筑基础底板设计需注意的问题

进行建筑基础底板设计时需注意钢筋摊铺的均匀度,防止钢筋重叠现象,有效利用天然地基优势。设计人员在进行基础底板设计前可实地搜集相关数据,充实设计资料,进而完善建筑结构设计方案。在处理软弱地基状况时可采取换土垫层的设计,设计者只凭借经验进行处理将会造成建筑危害,不能达到安全、经济的目的。在砖混结构房屋设计中需考虑墙体的坑剪能力,有效防止墙体出现裂缝现象,并能增强建筑结构的抗震性。

结束语

综上所述,房屋建筑结构设计方法需多方面考虑,设计人员可实地考察,搜集确切数据,以防止设计过程中出现失误,造成损失。以建筑质量为落脚点,重视设计细节,设计人员需提高技术水平、充实专业知识、积极积累实践经验,以便进一步完善房屋建筑结构的设计方法。

参考文献:

[1]彭延标.探究房屋建筑结构设计的原则与方法[J].山西建筑,2012,29:71-72.

第2篇

关键词:房屋建筑;结构设计;解决措施

1房屋建筑结构设计在我国的发展趋势

根据目前我国房屋建筑行业的发展现状,城市化进程不断加快,房屋内部设计问题不断增多,建筑质量出现波动等现象,房屋建筑行业在未来要发展为环保节能型建筑,保证在建筑市场形成环境友好型的建筑设计。在这种发展形势下,不仅能实现资源的合理配置,提升建筑结构的设计水平,还要设计出适合现代社会发展的、具有高质量设计水平的房屋建筑设计,从而保证我国房屋在未来经济发展与社会发展都能满足时代的发展需要。

2房屋建筑结构设计中常见的问题

2.1对房屋设计重视度不足

房屋设计是建筑施工过程的主要部分,也是施工的根本依据,因为房屋设计质量的好坏决定了房屋建筑质量高低。但我国目前在建筑行业发展中,建筑企业并没有形成对房屋建筑的设计认识,反而以经验型理念进行施工,利用之前建筑中总结的施工经验实施策划、施工[1]。在传统的施工形式下,不仅不能设计出独特的建筑风格,在房屋建筑施工过程中也会面临较大安全风险。而且,虽然有些建筑企业已经设计了施工图纸,但在实际建设期间,并没有根据图纸严格施工,图纸的设计只是施工建设的一种形式。一般情况下,建筑企业设计图纸只是将图纸当作政府检查的相关依据,在施工过程中,并没有按照图纸信息施工。

2.2图纸结构设计不合理

只是利用施工图纸还不能完全实现建筑的规范施工,房屋建设的图纸设计并不是随意设计的,房屋图纸不仅仅体现了整个建筑的房屋设计理念,还是房屋建筑在外部、内部结构设计的整体搭配以及合理规划。但目前我国很多房屋建筑设计中,对图纸的设计并不科学,设计者只是将房屋建筑的外部美观理念作为重点,忽视了房屋建筑的内部结构;还有在建筑设计中,扩大了实际的占用面积,减少了建筑存在的内设问题。

2.3结构缝设置不合理

结构缝的设置无论在房屋建筑设计环节,还是在房屋施工环节都是重要的技术难题。由于不同地区形成的自然条件、气候变化对建筑形成的影响程度不同。因此,在对房屋建筑进行设计与施工过程中,就要对房屋结构缝问题进行综合分析,但我国建筑行业在实际设计与施工过程中,并没有对结构缝问题进行严格考虑,很多建筑企业在完成施工后,只是利用灌浇方法解决结构缝,在这种施工条件下,不仅影响了建筑的设计美观、降低建筑的使用年限,在以后房屋维护过程中也会带来较多困难。

3解决房屋建筑结构设计的措施

3.1严密设计房屋结构

在设计过程中,不仅要对建筑区域的自然环境、气候变化、地理位置等要素进行调查、分析,还要了解当地容易发生的自然灾害、地质灾害等因素,并利用相关措施严加防范,根据对这些因素的调查、分析,将相关要点设计在建筑图纸上。房屋建筑在设计期间,一定要保证设计图纸的严密性、精确性以及完整性,根据设计图纸中的相关内容才能构建合理的房屋结构,并完成有效的房屋建筑施工。因为确定房屋建筑图纸是房屋建设施工的根本条件,为了体现房屋建筑的有序实施,构建一份质量高、无误的房屋建筑图纸不仅能够保障施工建设的有利实施,还能为建筑施工提供指导性意见与保障措施。

3.2合理遵循房屋图纸

建筑企业在房屋设计过程中,要改变传统的“经验型”设计理念,保证房屋建设中的每个环节、每个步骤都能按照已经设计好的图纸严格实施,并在根本上降低房屋施工中出现的误差。如果在实际建筑施工过程中没有按照设计的图纸严格施工,只是根据自己的经验理念实施房屋建设,将会造成严重后果。因为房屋在建设期间利用图纸严格施工,不仅会明确建筑在各个方面的数据精确性以及规范执行,还能体现出我国建筑行业中各个技术指标与执行要求的合理界定。因此,如果不利用设计的图纸严格施工,不仅会导致已经完成的房屋建筑与预期的房屋标准不符,还会引发施工期间出现一些安全问题。所以说,在房屋建筑施工过程中,要严格按照设计好的图纸规范施工,不仅要以房屋建筑的设计图纸作为施工依据,还要在实际施工过程中加强监督与管理,并保证设计图纸应用期间产生最大效果。

3.3重视结构缝设计

结构缝设计是整个建筑施工的重要问题,由于施工人员在建筑设计以及施工环节忽视结构缝问题,并没有对该问题及时处理,导致房屋在建设完成后出现整体偏移、倒塌等现象。因此,在施工设计结构时,还要重视施工缝问题[2]。对房屋建筑进行设计期间,设计人员首先应对建筑施工地的自然条件、地理条件以及气候等条件进行合理判断,特别是对建设地区四季变换的温度、水温以及太阳辐射条件进行调查、了解,然后各专业设计人员相互探讨,根据不同的建筑地区提出不同的设计方案,以保证建筑项目的有利实施。一般情况下,如果对结构缝设计不合理,房屋就会出现渗漏水现象,因为结构缝位于施工接茬处,若处理不好,很容易发生施工缝现象,而且,由于我国受经济条件制约,在各种处理问题上都容易产生渗漏水现象,施工缝常规留置方法,主要在混凝土强度较低、剪力与弯曲最大处产生的渗漏水现象。

4结束语

房屋建筑是人们生活、社会发展的一部分,随着新兴建筑的不断优化,为了提高房屋建筑的设计质量与安全,避免房屋建筑在施工期间存在的安全隐患,就需要在设计阶段,优化技术手段、实施规范标准,同时不断推动建筑改革,做到精确建设,以保证房屋建筑设计的完整性。

参考文献:

[1]李能能,董斌.房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨[J].建筑设计管理,2013,(12):73-75.

第3篇

现阶段,房屋设计需求呈现多样化的特点,房屋建筑不仅注重过硬的实用价值,而且还追求精致美观的外表,这些都对房屋的建筑结构设计提出了更高的要求。在房屋结构设计中,五个基本要素必须考虑周全,即安全性、经济适用性、施工便利性、实用性和美观性。而合理的建筑结构设计优化则既能满足建筑美观,造型优美的要求,又能使房屋结构安全、经济、合理,这便体现了建筑结构设计优化方法在房屋结构设计应用中的重要性。

关键词:

建筑结构设计;优化方法;应用;建筑

随着我国经济水平的不断提高,我们在考虑建筑的安全性和实用性的同时,对建筑的美观性和经济性方面的要求也不断提高。既要求建筑安全、实用,又要求建筑经济、美观,同时也要考虑到施工的便利性和时效性,那么对建筑结构进行必要的优化设计则显得尤为重要,而合理的建筑结构优化设计可以使得这些要求实现统一。在本文中,笔者结合自身的工作经验和所学的相关知识,对房屋建筑结构设计的相关优化方式进行介绍,并对建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用进行阐述。

1结构设计优化方式的理论体现

在建筑结构设计过程中,除了要考虑建筑结构的安全性、基本功能健全性等可靠性因素,我们还需要对其建筑本身的艺术美感进行考虑,这便是建筑结构设计优化的体现。通过对建筑结构设计优化方法进行理论分析,我们得知,在实际应用过程中,建筑结构设计优化方式主要体现在房屋工程的分层优化和总体优化两方面。对建筑结构进行设计时,在满足基本设计要求的前提下,应尽可能减小建筑物的质量中心和刚度中心之间的差异,保持平面结构的规则性以及对称性,以避免在水平荷载作用下建筑物产生较大的扭转效应。与此同时,在进行竖向设计时,应尽可能保证其同方向的承重构件上下贯通,使竖向刚度不发生突变,否则一旦发生刚度突变,建筑物会在水平荷载作用下产生严重的应力集中现象,对抵抗水平方向的动力荷载作用大大减小。此外,为了降低结构设计和分析方面的难度,我们可以尽量减少使用转换层结构。总而言之,在建筑结构设计过程中具体问题具体分析,综合多方面因素设计出最令人满意的建筑体系。

2建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

2.1整体与局部优化每一个建筑项目的设计都包括两类特点,即复杂性和层次性。就复杂性而言,内容一般包括零部件选取、建筑原料选取以及结构类型的选取等;而层次性则主要包括建筑设计体系、建筑结构体系以及安装设计体系等内容,其中每个独立的体系又包括很多不同的下属体系,在设计房屋结构的过程中,设计人员应优化其每一个下属体系,冲破横向关联,实现工程叠加。所有的房屋建筑不仅要进行局部的优化,更应该注重整体的全面优化,这样才能够真正实现房屋结构的设计优化的意义。

2.2寿命与分阶段优化在固定的使用年限中,任何一个建筑工程项目的各个环节都有着各式各样可供挑选的设计方案,也就是说,在工程的任何一个阶段都能够开展优化工作。设计人员可以根据每个阶段的不同性质确定优化方案,进而优化工程寿命。最终的益处就是,一方面,使建筑工程的施工质量得到了保证,另一方面,使企业的经济收益得到了增加。

2.3桩基础优化建筑结构桩基础由预制桩和灌注桩两种类型组成。由于施工过程中灌注桩的质量控制较难实现,并且耗时较长、操作复杂,因此,在符合相关标准的前提下,实际施工应优先选择预制桩。另外,一般情况下,桩基越是深入,桩身与土壤之间的摩擦力和作用力就越大,因此,在选择预制桩的同时,还应尽可能选取长度较大的预制桩。

2.4上部结构优化在对房屋上部进行结构优化和建立模型的工程中,剪力墙的布置和设计是非常重要的一项因素。剪力墙的质量需要保证其均匀性,从而使得楼层结构的重心与其平面的中心点实现相互重合,实现削弱风力或是地震等外力因素的影响。在房屋类型允许的情况下,应该尽量采用剪力墙的大开间构造,增加其墙肢长度,这样一方面可以实现墙肢数量的缩减,另一方面还可以在刚度达标的前提下实现混凝土量的降低使用。另外,由于剪力墙采用钢材作为暗柱材料,所以通过剪力墙的大开间结构便能够实现钢筋使用数量的缩减,但是,如果建筑本身不具备相应的条件,并且对建筑物的抗震要求较高,则不能采用该类型的剪力墙。

2.5结构同建筑保持协调优化在进行建筑结构设计的时候,应该尽量保证建筑的整体平面和整体结构的紧密配合,最终实现结构合理和造型美观的设计效果。建筑系统应该尽量简洁,墙与柱的错位现象不可以发生,每一层的截面面积和高度都应该相通。在设计电梯或是楼梯的时候,应该尽量选择使用高强建材作为承重构件,实现降低自重,其他构件就应该尽量选择较轻质量的材质。在建筑的整体布局方面重心、质心与其刚心需要保证交叠,避免扭转现象的发生。

2.6结构同排水保持协调优化由于在整个建筑中,专门用于给排水的房间有很多机械设施,所以其相比较于普通房屋,荷载强度较大,因此,水泵房应该尽可能设在地下室区域。给排水房间里面的管道较为复杂,长度及粗细都不尽相同,因此,依照相关标准应该预留足够的尺寸和深度,同时加固其穿孔位置。除此之外,水平方向的管道如果贯穿承重墙,则应该及时对其进行维护和加固处理。尽量保证结构优化同排水优化的协调,避免管道绕梁绕柱等情况的发生。

2.7结构同电气保持协调优化电气的管线如果以导线形式安装于金属管的外部或是楼板处,则可能会造成预制结构施工难以开展。因此,导线如果贯穿结构梁体,那就需要在梁预制之前留下孔洞,与此同时需要保证墙体厚度与梁宽相同,如果做不到梁宽与墙体厚度相同,则需要确保梁的侧平面与墙体一侧相齐平,最终实现管线不在墙体外面。在房屋建设的过程中,电梯处的空洞很多、也预埋了较多的构件,因此,电梯房的强度需要单独进行计算分析,以保证合理设计,及施工的质量和安全。

3结语

综上所述,建筑结构设计方案的合理选择,不仅可以使建筑结构设计达到应有的技术要求,还可以减少不必要的经济损耗。建筑结构设计优化在房屋结构设计中是一个综合性比较强且极为复杂的系统性问题,这需要我们对其进行深入研究。本人结合自身的工作经验,阐述了建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用,希望此文对相关研究人员有所帮助。

参考文献

[1]王也.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013(03):81-82.

[2]何冬霞.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].中华民居(下旬刊),2013(10):18-19.

第4篇

【关键词】房屋建筑;结构设计;要点

1、建筑结构设计的标准和原则

1.1 建筑结构设计的标准

建筑结构设计一般在建筑设计之后,它既“受制”子建筑设计,但又“反制”建筑设计。结构设计不能破坏建筑设计,应满足、实现各种建筑要求:建筑设计不能超出结构设计的能力范围,不能超出安全、经济、合理的结构设计原则。其实严格说来,真正决定了建筑设计能否实现的是结构设计,从这个意义上讲,结构设计显得更为重要。适用、安全、经济、美观、便于施工,这五点正是衡量一个建筑结构设计是否成功的标准。成功实现这五条标准,既是结构设计的最佳体现,更是结构设计人员最终努力的目标。一个完美的建筑结构设计就是在努力追求实现这五个方面的标准最佳结合的过程中产生的。

1.2 建筑结构设计的原则

(1)顾全大局,抓大放小。“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等是建筑结构设计中非常重要的概念,虽然整个结构体系是由各种构件协同组成一体的,但各个构件在结构中担任的角色不尽相同。

(2)多道防线。例如,多肢墙与单片墙、框架剪力墙与纯框架相比,前者比后者的抵抗能力要强。安全的结构体系是采取多道防线来设计的,当发生灾难时,如果把生存的希望全都寄托在某单一构件上是非常危险的。

(3)刚柔相济。结构刚度太大则变形能力差,强大的破坏力瞬间袭来时需要承受的力量很大,容易造成局部严重受损。而太柔的结构虽然可以很好的消减外力,但容易造成变形过大而无法使用。

(4)打通关节。在结构体系中关节无处不在,因为结构的体系是变化的统一。理想的结构体系应该是浑然一体的,没有任何关节,这样的结构体系可以使任何外力都能迅速传递和消减。打通关节保持平衡的目的其实就是使其永远处于原始的静态,当力量不能畅通时,构件与构件之间的静态平衡被破坏,结构就会发生变化。

2、建筑结构设计要点分析

2.1 地基等基础方面的设计要点

地基等基础设计必须以安全为最主要的设计原则,在进行设计时必须依据地质勘察资料,综合考察地质、土壤以及地下水等多方面因素,充分完善基础类型和上部结构的设计方案,不能片面地追求耐力容许值,认为耐力容许值小即为安全标准。通常来讲,在进行施工图设计前,设计部门应查看由相关部门提供的多层房屋建筑地质详勘报告,特别注意不能仅以建设单位提供的笼统的附近建筑物基础设计资料为依据。

此外,应避免单纯凭经验处理的方法来对软弱地基进行换土垫层设计,必须采取安全高效的方法处理软弱地基的换土垫层。例如,若凭借经验处理,仅仅采用砂垫层加强承载力,而没有计算垫层宽度和厚度,那必然会给建筑物的安全性带来了极深的隐患。

2.2 构造柱的设计要点

构造柱一般生根于地梁中,没有另设基础,由于如果将构造柱作为承重柱使用,会造成构造柱提前受力,降低了构造柱对墙体的约束作用,柱底基础的局部承压强度必然不能满足整体设计要求,柱底基础一旦发生冲切或局部承压破坏,就会出现裂缝。这种情况在结构遭遇地震时表现得尤为明显,此时应力会集中到构造柱位置,导政构造柱首先遭到破坏,这样一来,构造柱不但起不到应有的作用,反而会成为房屋结构中的薄弱部位。

2.3 承重柱截面高度设计的设计要点

在建筑结构设计过程中,极易出现为受力分析简单而将梁简化为铰支梁的设计方法,即在建筑物中忽略了柱对梁的约束弯矩,忽略了梁柱间的刚结作用,结构一旦受力,柱顶抗弯强度不足,承重柱在梁底附近将会出现水平裂缝,形成塑性铰。这样的设计方法不仅严重的损害了房屋的耐久性,而且这样的结构一旦遭遇地震作用就会出现倒塌事故造成人员伤亡,对国家和人民的财产安全早成了重大威胁。

同时,现行的建筑抗震设计规范中有如下要求:水平地震的作用应按两个主轴方向分别加以计算,各方面的地震应力应由该方向的抗侧力构件来承担。这就要求结构设计人员在框架结构设计中,不仅要对横向框架进行设计,还也应对纵向框架进行设计。在现代建筑结构设计中,纵向框架与横向框架应被结构设计人员加以同等重要的考虑。避免出现对纵向框架按普通的连续梁进行设计的发生;避免出现节点和框架中的纵筋等的配置不符合框架的构造要求的情况发生。

3、建筑结构设计中几个问题的思考

3.1 关于超长钢筋混凝土结构

目前,越来越多的建筑采用超长混凝土结构,但考虑到建筑功能和外观上的需要,这些建筑往往不设或少设伸缩缝,致使结构不设缝的长度远远超出了我国规范规定的限值,通常把这种结构称为超长混凝土结构。钢筋混凝土结构存在抗裂性差这一缺点,混凝土建筑物的裂缝问题是混凝土工程中带有一定普遍性的问题。混凝土结构体表面或内部产生的裂缝将对结构承载力、防水性以及抗冻性、抗钢筋锈蚀性、抗化学侵蚀性等耐久性能产生严重的危害。裂缝的出现,不但影响美观,而且还严重影响建筑物的使用寿命。

采用后浇带和膨胀加强带补偿混凝土结构收缩的无缝技术,就可以很好地解决这个问题。如南京国展中心工程主体部分是两层的部分预应力混凝土框架结构,建筑物总长度达292.8m,宽158m,纵横向不设缝均远远超出了我国规范规定的限值。此外还有杭州江干区全民健身中心,在梁上布置了无粘结预应力筋,设置后浇带及加强配筋等措施以减少温度应力对结构的不利影响。这些工程都采取了有效的裂缝控制措施,并取得了理想的效果。

3.2 板面设置温度应力筋

在《混凝土结构设计规范》中,规定了在温度收缩应力较大的现浇板区域内,钢筋间距宜取为150~200mm,并应在板的末配筋表面布置温度收缩钢筋,板的上下表面沿纵横两个方向的配筋率均不宜小于O.1%。但在实际设计过程中,设计人员对怎样来判断温度收缩应力较大的区域会产生误区。经过多年的工作实践后总结发现,对于规则较短的建筑物我们可以在各楼面边跨及屋面层设置相应的温度应力钢筋,而对于超长结构,则应在超长结构的长向均设置双层钢筋。

3.3 从构造角度看应注意的问题

在抗震设计中既要保证建筑结构在地震发生时具有一定的延性,又必须满足最小配筋的要求。因此应特别注意构件最大配筋率和最小配筋率的限值。要保证钢筋在各个部位所需满足的锚固、延伸和搭接长度,材料选用也必须满足强度要求。为了防止屋面温度应力引起的墙体开裂,必须采取有效的通风散热措施,构造柱与圈梁、楼板和墙体的拉接必须符合规范要求。

第5篇

关键词:结构设计 方法 问题

一、结构设计中要遵循的基本原则

结构设计的目的是使建筑物安全并能够适应使用的要求,因此我们在结构设计中要保证和遵循这样四个基本原则:①抓大放小。②多道防线。③刚柔相济。④打通关节。打通关节保持平衡的目的其实就是使其永远处于原始的静态,当力量不能畅通时,构件与构件之间的静态平衡被破坏,结构就会发生变化。可见设计者是协调者,其任务是让所有互不相关的静态构件相聚之后依然处于静态(也就是使其保持常态),或者是处在相对的静态之中。

二、房屋建筑结构设计的基本方法

2.1 结构平面图在绘制结构平面布置图时,是否要输入结构软件进行建模呢?当建筑地处抗震设防烈度为6 度区时,根据建筑抗震设计规范,是可以不用进行截面抗震验算的,但必须符合有关的抗震措施要求。因此对于砌体结构来说可以不用在软件中建模,直接设计即可,但设计中需要注意受压和局部受压的问题。当然,如果时间允许的情况下还是输入建模较好,有一个便利就是可以利用软件来进行荷载导算,何乐而不为呢?需要注意的是,当建筑地处抗震设防烈度为7 度及以上时,是必须要输入软件建模计算的。

2.2 屋顶(面)结构图当建筑是坡屋面时,结构的处理方式有梁板式及折板式两种。梁板式适用于建筑平面不规整,板跨度较大,屋面坡度及屋脊线转折复杂的坡屋面。折板式适用于相反的条件。两种形式的板均为偏心受拉构件。板配筋时应有部分或全部的板负筋拉通以抵抗拉力。板厚基于构造需要一般不宜小于120 厚。此外梁板的折角处钢筋的布置应有大样示意图。至于坡屋面板的平面画法,通常使用剖面示意图加大样详图的表示方法,这样更便于施工人员正确理解图纸。正确绘图和设计的关键是设计人员真正的心知肚明,结构设计者必须要具备一定的空间概念,正确理解建筑图纸和意图。设计的图纸方能让施工人员明白。由于屋面的起坡会造成阁楼层的部分墙体超高,要结合门窗顶设置圈梁来降低墙的计算高度。

2.3 大样详图在建筑详图的准确无误的基础上,大样详图的绘制可在建筑详图的基础上直接绘制,也可在以前做过的详图的基础上来局部改进绘制。这阶段需要注意在保持建筑外形的前提下尽量的使结构受力合理和施工方便。在标高和外形尺寸上一定要和建筑专业协调一致。

2.4 楼梯楼梯梯板要注意挠度的控制,梯梁要注意的是梁下净高要满足建筑的要求,梯梁的位置尽量使上下楼层的位置统一。局部不合适处可以采用折板楼梯。折板楼梯钢筋在内折角处要断开分别锚固防止局部的应力集中。注意梁下的净空要求,并要注意梯板宽度的问题。首段梯板的基础应注意基础的沉降问题,必要时应设梯梁。

2.5 基础基础要注意混凝土的标号选择应符合结构耐久性的要求。(通常情况下可采用C25)基础的配筋应满足最小配筋率的要求(施工图审查中心重点审查部位)。条基交接部位的钢筋设置应有详图或选用标准图。条基交叉处的基底面积不可重复利用,应注意调整基础宽度。局部墙体中有局部的较大荷载时也要调整基础的宽度。基础图中的构造柱,当定位不明确时应给予准确定位。

2.6从结构计算和构造上进行合理设计①底框砌体结构验算时应注意:a.底部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构,对具有薄弱层的底层框架混合结构,应考虑塑性变形集中的影响。b.底层框架混合结构的剪力分配不能简单地按框架抗震墙的方法。因为底框架结构中只有底层框架抗震墙,应采用双保险的方法,抗震墙承担全部剪力,框架按刚度比例承担剪力。刚度计算时,框架不折减,抗震墙折减到弹性刚度的20%~30%。c.应考虑底层框架柱中地震作用产生倾覆力矩所引起的附加轴力。②避免楼板计算中不正确方法。a.连续板计算不能简单地用单向板计算方法代替。b.双向板查表计算时,不能忽略材料泊松比的影响,否则,由于跨中弯矩未进行调整,将使计算值偏小。③避免荷载计算的错误。诸如漏算或少算荷载、活荷载折减不当、建筑物用料与实际计算不符,基础底板上多算或少算土重。

三。 房屋建筑结构设计中出现的问题1 地基与基础方面    1.1 多层房屋建筑无地质详勘报告,仅仅依据建设单位口头或笼统参照附近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计。地基与基础设计要做到合理,安全适用,设计人员必须依据地质勘察资料,统一考察多方面因素进行基础类型和上部结构方宁设计,仅凭地耐力这一数据是不完全面的,也是不安全的,更不能盲目地把耐力容许值取得小一些就认为成无一失了。  1.2 采用换土垫层进行软弱地基处理,不进行换土垫层设计,只凭经验处置。有时设计者软弱地基的危害认识不足,只是简单地凭借经验采用砂垫层加强一下承载力,没有进行垫层宽度和厚度计算,既不安全,又不经济。  1.3 民用建筑中柱,梁及基础的负荷未按规范乘以折减系数。设计人员设计多层民用建筑时,在计算梁、柱和基础的负荷 时未按现行设计规范舸用荷载乘折减系数计算其荷 载值,因而荷载值准确。    2 砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用     在当前结构设计中,构造柱经常被作为承重柱使用,这种作法将引起以下几个问题。  2.1 构造柱作为承重柱使用后,使得构造柱提前受力,这不但会降低构造柱对彻底的拉结和约束作和,而且结构一旦遭遇地震作用时,在构造柱位置必然形成应力集中,首先破坏。这样构造柱不但起不到其应有的作用,反而成为房屋 结构中的一个薄弱的部位。  2.2 构造柱一般生根于地圈梁中,没有另设基础,构造柱兼作承重柱使用后,柱底基础的抗冲切、抗弯部及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压被出现裂缝。本文建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁 上荷载和跨度都比较小时,构造柱也可布置于梁下,但此时必须按不考虑构造柱作用来验算下墙体的局部承压和抗弯强度。经验算满足,方可在梁下布置构造柱。    3 承重柱截面高度设计过小    这种情况多发生于六度抗震设防区。一些结构设计得误认为六度设防就是不设防,不图受力分析方便,他们故意把柱子的截面高度设计得过小,使梁柱的线刚度比加大(因一些结构设计手册中规定:当梁柱的线刚度比大于4时,计算简图中梁柱节点可简化为铰支)。把梁简化为铰支梁,柱按轴心受压计算。这种做法虽然易于进行结构受力分析,但却给房屋结构埋下了隐患。因为这样做忽略了梁柱间的刚结作用,即忽略了柱对消化酶的约束弯矩,加之以柱截面的配筋都较小,结构一旦受力后,柱顶抗弯强度必然不足,从而柱子而梁底附近将会出现一条或多条水平裂缝,形成塑性饺。这样在正常使用情况下,柱子已开始带饺工作。这不但影响了房屋 的耐久性,而且也常常引起用户的恐惧心理。更为严重的是,这样的结构一理遭遇地震作用时,将会倒塌,这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。    4 在框架结构设计中,只注意了横向框架的设计而忽视了纵向框架    现行建筑抗震设计规范要求水平地震作用应按两个主轴方向分别计算,各方面的地震和用应由该方向的抗侧力构件来承担。说是说,在框架结构设计中,纵向框架与横向框架有同等的重要性。一些结构设计者对以于非抗震设计,而纵向地按普通的连续梁进行设计,梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置无法不答合框架的构造要求。由于没有考虑地震的纵向作用,在实际设计中经常出现梁的支座负筋,跨中纵筋及箍筋的配筋置均不足的现象。 5 悬挑梁的梁高选用过小    设计者往往只注意了对梁的强充和倾覆进行验算,而忽略了对梁手挠度的验算。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,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,梁过大的挠度引起梁上境况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。挑梁的截面过小对结构的抗震也很不利。悬挑结构对竖向地震的作用最为敏感。梁高小时,截面的相对受压区高度较大,梁的延性减 小,在竖向地震作用下易发生脆性破坏,失去承载力。  6 连续梁按单梁进行设计    这种情况多发在阳台边梁的设计中。由于边梁上的荷 重一般较小,没有引起设计得的重视,左图受力分析方便,设计得把实际应为连续梁的梁按单简支梁进行设计,致使梁在支座处上部负筋配置量过少。这样必然引起梁在支座附近上部受拉区出现竖向裂缝,进而引起梁上部拦板出现竖向裂缝。如果该边梁长度较长时,问题将会变得更加严重。因为该梁一般直接暴露在室外,受环境温度影响较大。当环境温度变化时,梁的伸缩受到梁端柱或挑梁的约束,在梁内产生收缩应力,该收缩应力作用于原已产生的梁上裂缝处,引起梁的支座附近沿整个梁截面四周裂缝贯通,梁承载力降低,直接影响了使用安全。    7 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上,楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周,很容易出现设计质量问题,有的还可能存在严重的质量隐患。

第6篇

【关键词】:房屋建筑 结构设计优化设计方法

中图分类号: TU318 文献标识码: A 文章编号:

房屋工程建设中房屋结构优化设计对于整个工程的作用是不容忽视的。因为房屋建筑的目标就是用最少的资金达到提高整个工程结构的坚固性和可靠性,从而产生最大化的经济效益。优化设计方案是控制造价和节省工程开支最有效的方法之一,通过合理的建筑结构方案优化设计方法更佳合理进行工程资源配置,以期达到房屋建筑结构设计的安全性、适用性和经济性目标。在房屋建筑工程结构设计工作中,特别是常见的钢筋混凝土住宅结构体系进行优化时,要综合考虑从结构整体的布局以及具体构件两方面的因素,也是建筑结构优化设计的主要内容所在,因此,要达到结构优化设计的目标,对当前房屋建筑工程师就提出了更高的要求,要求工程师不仅能够对建筑结构和构件受力的特征有充分的把握,还要能够根据构件设计的经验提出对房屋结构设计更加合理有效的优化设计方法。

一、房屋建筑结构优化设计的措施

1、加强剪力墙的设计

影响压弯构件的延性或屈服后变形能力的因素有:截面尺寸、混凝土强度等级、纵向配筋、轴压比、箍筋量等,其主要因素是轴压比和配箍特征值。剪力墙墙肢的试验研究也表明,轴压比超过一定值,很难成为延性剪力墙。剪力墙构造边缘构件的配筋区分底部加强部位和其他部位,除应满足受弯承载力要求外。底部加强部位的构造边缘构件采用箍筋,其他部位采用拉筋,其拉筋水平间距不应大于纵向间距的2倍,转角处宜采用箍筋。当抗震墙的构造边缘构件的端柱承受集中荷载时,其端柱的纵向钢筋、箍筋直径和间距应满足柱的相应要求。

连梁是对剪力墙结构抗震性能影响比较大的构件,采用斜交叉配筋方式,可以大大改善连梁的延性。剪力墙是平面构件,在其自身平面内有较大的承载力和刚度,平面外的承载力和刚度小,结构设计时一般不考虑剪力墙平面外承载力和刚度。抗震设计的剪力墙结构,应力求使两个方向的刚度接近。

框架一剪力墙结构设计的关键是剪力墙的数量和布置。在一榀很长的框架中(为纵向),剪力墙不宜集中布置在该榀框架的两尽端,以避免在温度变化、结构涨缩时由于两端的约束作用而造成楼盖梁板开裂。剪力墙的间距不宜过大。

2、加强设计中建筑结构形式的选用

不同的建筑类别和功能要求决定了户型的选择,当前越来越多的房屋建筑为高层建筑结构,除了要合理选择结构抗侧力体系外,要特别重视建筑体形和结构总体布置。建筑体形是指建筑的平面和立面;结构总体布置是指结构构件的平面布置和竖向布置。建筑体形和结构总体布置对结构的抗震性能具有决定性的作用。

(1)加强结构抗震设计。结构抗震设计有许多不确定因素(地震特性、结构扭转等),进行精确的抗震计算是非常困难的。结构的抗震设计除了进行细致的计算外,要特别注重结构概念设计。概念设计是指在结构设计中,结构工程师运用“概念”进行分析,做出判断,并采取相应措施。根据概念设计,抗震房屋的建筑体形和结构总体布置应符合如下原则:采用规则结构,不采用严重不规则结构;确的计算简图和合理的传力路径;具有必要的刚度和承载力,具备良好的弹塑性变形能力和消耗地震能量的能力;部分结构或构件破坏不应导致结构倒塌,增加超静定结构的次数。满足抗震设计原则:即:“强节弱杆”、“强竖弱平”、“强剪弱弯”;置多道抗震防线,形成两道或多道的抗震防线,增强结构抗倒塌能力。第一道防线是地震时先屈服的结构单元和构件,应是延性大、耗能力好的结构单元或构件,如剪立墙结构的连梁等。第二道防线的结构单元也有足够的抗震能力,如框架-剪力墙结构的框架。

(2)加强底部框架剪力墙的设计。高层钢筋混凝土框架—剪力墙结构中的剪力墙为第一道防线的主要抗侧力构件。为了提高其变形和耗能能力,对框架—剪力墙结构中的剪力墙墙厚、墙体最小配筋率和端柱设计等做出了较严格的规定:剪力墙的厚度不应小于160 mm且不应小于层高的1/20,底部加强部位的剪力墙厚度不应小于200 mm且不应小于层高的1/16。剪力墙的周边应设置梁(或暗梁)和端柱组成的边框。端柱截面宜与同层框架柱相同,并应符合有关框架构造配筋规定;剪力墙底部加强部位的端柱和紧靠抗震墙洞口的端柱宜按柱箍筋加密区的要求沿全高加密箍筋。剪力墙的横向和竖向分布钢筋,配筋率均不应小于0.25%,并应双排布置,拉筋间距不应大于600mm,直径不应小于6mm。框架—剪力墙结构的其他抗震构造措施,应符合对框架及剪力墙的有关要求。

二、结构设计优化技术在房屋建筑结构设计中的应用

1、房屋建筑结构设计中的概念设计方法

在房屋建筑工程中,对于同一个建筑方案可以有不同的实现途径和结构设计;这是由于房屋建筑结构的参数、荷载、所用的建筑材料的不同和差异都会导致各项的取值不尽相同的,因此,对于房屋建筑结构设计的细节处理方法也不是唯一的,而是需要工程师们根据多年设计经验和实际操作理论和工程进展情况自行判断,计算机无法解决诸多不确定问题。工程师们的判断根据房屋结构设计规律的指导下进行主观的概念设计,而这种概念设计是工程师在多种备选方案中的必要的选择过程。

2、概念设计处理的实际建筑设计问题

概念设计帮助工程师使房屋建筑工程结构不受来自自然和人为不确定因素影响和破坏,即使产生破坏概念设计也可将这种破坏程度降至到最低点。因此,概念设计为了达到这一目的。就要首先考虑如何使房屋建筑不受这些不确定的外力因素的影响作为设计的主要内容。而综合所有不确定的因素中,地震是最为常见的,因为一旦发生地震其由于没有活动规律其破坏力是极大的,所以在房屋建筑结构设计过程中应该充分的考虑到地震的破坏作用,要尽可能采取有效的抗震措施,通常房屋高层建筑的外形分为板式和塔式两大类:板式建筑平面两个方向的尺寸相差较大,塔式建筑平面两个方向的尺寸接近。对抗震有利的建筑平面形状是简单、规则、对称、长宽比不大的平面。

三、总结

近年来,随着我国高层建筑的发展,在其房屋建筑结构设计中会经常遇到一些问题,这就需要我们建筑结构设计人员通过自身经验进行自主创新,要不断通过正确的概念方法进行房屋建筑结构的优化设计。

【参考文献】:

[1]史曼柏.住宅建筑结构优化设计的探讨[J].科技创新导报,2009,(21):36-36.

第7篇

关键词:房屋 建筑 结构 设计 基础

中图分类号: TU2 文献标识码: A

正文:

一、 房屋建筑结构设计原则

建筑结构设计是一个全面和系统的工作,设计人员在对房屋建筑工程进行结构设计时需要遵循几个原则,首先设计人员在进行结构设计的过程中一定要从整个房屋建筑工程的整体着手,需要与业主进行良好的、有效的、及时的沟通,确保房屋建筑结构设计既符合客观方面的需要,也符合主观方面的需求;其次,设计人员在设计过程中要提前做好准备,现代的房屋建筑工程在进行基础设计的过程中,将重点都放到了房屋建筑工程的地基、基础、以及一些上部结构的构件(例如梁、板、墙柱等)方面,但是还是有一定的弊端,因为很多的房屋建筑结构设计中的基础设计并没有完全地结合实际情况,所以在施工过程中很容易遇到设计与实际情况不符的问题。

二、 房屋建筑常用的几种基础形式

1. 墙下条形基础

普遍应用的是混凝土刚性基础,它可以起到承受抗压、抗拉、抗剪强度的功能,不过效果不是很好。一般来说这种基础适合建设 5 层以下的建筑。它的优点是价格低,方便,可因地制宜的改造整体的刚度。此外,较好的墙下条形基础还有钢筋混凝土柔性基础,它能够很好地解决上部结构荷载较大,地基承载力又较低,且地基又不很均匀的问题,在6 层以上的建筑中这种基础使用较多。

2. 独立基础

独立基础可分为刚性独立基础和柔性独立基础,他们在柱下基础中使用较多,基础的断面有方形和矩形,主要依据是不同的柱荷载偏心距。当有比较大的柱距时,独立基础相较于其他基础明显性价比更高。在多层建筑的上部结构作为框架体系的时候,如选择独立基础比较合适。此外,独立基础较普遍地应用在民用建筑的中柱,目前看来效果是不错的。

3. 柱下条形基础及十字交叉基础

当上部结构荷载较大、地基土的承载能力差的时候,一般的基础形式无法满足要求,往往会选用柱下条形基础的形式。它的刚度较大,能够调整沉降的均匀度,不过柱间距较大时这种设计则不可以采用,因此,采用这种设计要在柱间距不能过大的前提下。十字交叉基础比较适合地基的承载力比较小但柱荷载却比较大的时候,它能够较好地完成目标。不过虽然它的空间刚性较大但不能随意地使用。

4)钢筋混凝土筏板基础

当地基的承载力不够,地基土质不均匀,上部结构荷载较大时,可采用十字交叉基础。但有的基础之间空隙不够,有的基础底面积已出现重叠情况时,再提供足够的基础底面积是不可能的,在这种情况下就可采用筏板基础。另外,对于地下室的结构,筏板基础恰好就是其地板结构。

5)桩基础

桩基础的特点表现为承载力高、沉降量小。当建筑物上部结构荷载较大,地基上部承载力不强,下部又有坚实的土层时,可采用桩基础;当天然地基上有过大的浅基础沉降量时可采用桩基础。

三、地基基础设计的依据———工程地质勘察

对于建筑场地的勘察布孔,一般应由设计单位根据拟建建筑物上部结构及基础设计要求提供。对于一般场地,可按勘察规范规定提供,遇地质条件复杂时,勘察部门应结合具体情况加密布孔。基坑、基槽开挖后,一般要进行验坑、验槽,遇地质条件复杂时还要补钻;勘察、设计要密切合作,使地基基础设计同实际地质条件相吻合。工程地质勘察不但为设计提供必要的、正确的、可靠的依据,而且还可根据勘察资料对地基基础设计和施工中存在的及可能出现的问题进行探讨、论证、分析,并提出解决问题的措施和建议。

四、房屋建筑结构设计中的基础设计应注意的几个问题

1. 充分考虑各种因素对地基与基础设计的影响

在地基与基础设计当中,设计人员应该充分考虑各种因素对设计方案的影响,一方面,设计人员应该利用地质勘查中所收集的各种地质数据资料,了解当地的地质构造、地震灾害情况,并通过其他途径获得气候、环境等方面的资料,在这些资料的基础上进行结构设计,这样能够最大程度地减少不良因素的影响。另一方面,运用换土垫层方法处理软土地基的时候,应该在地质勘查的基础上,了解土层构造及软土层的厚度,在此基础上计算垫土厚度,使垫层的宽度与及厚度符合安全性和经济的双重要求;需要注意垫土的选择,一般选择硬度、强度较好的砂砾,保证垫土层的稳定性。

2. 充分考虑环境温度对建筑结构的影响

在建筑结构设计上,应该考虑环境温度对混凝土基础的影响。经常出现的混凝土基础裂缝有很大一部分是由于受到外界气温的影响而产生的,比如气温骤降、保温层失效、暴雨侵袭等,都可能造成环境温度下降,使混凝土表面与环境产生温差,由于温差骤然形成,温度应力时间短,极易造成表面裂缝。因此要严格按照设计标准设置伸缩缝,不能为了设计上的简便和施工的便利用后浇带代替伸缩缝,这设计的过程中要详细计算环境温度对建筑结构的实际影响,在此基础上确定伸缩缝的宽度,保证能够达到环境温度影响的范围内。要选择合适的伸缩缝设施安装方案和合适的填充材料,这些需要在设计方案中体现出来。同时加强对于顶层屋面的保温隔热措施,对于受温度影响较大的部位来配置直径小一点的温度筋。

3.对软弱地基基础设计的探讨。

局部软弱地基的基础设计,采用不同的处理方式时应在满足地基承载力及土层不发生整体破坏的前提下,以基础的沉降量为控制条件,满足使用要求和地基规范允许的沉降量是可以做到经济合理的。在改变地基条件的情况下,还需配合改变基础的设计,一般情况下,变更基础的尺寸,可以有效地调整基底附加压力的分布和大小从而改变地基变形值。当基底附加压力相同时地基的变形是随基底尺寸的增大而增大,而在确定的荷载下若增大基底面积,将会使地基的变形量减小。当然在验算地基变形,调整基底尺寸时还应考虑其它因素的影响。在软弱粘性土中采用卵石桩可以提高地基承载力,加速固结沉降,改善地基的整体稳定性。有关软弱土地基,处理的方式方法也有多种,同样又受各种诸多因素的影响很难用一种固定模式确定某种处理形式好,因此在场地条件不同的情况下,须经过分析研究再做决定。

4.地基基础设计中的地基土与结构共同作用问题分析。共同作用概念源于高层建筑与地基基础共同作用,即是把高层建筑、基础和地基三者看成一个整体,并要满足地基、基础与上部结构三者在接触部位的变形协调条件。而地基基础的共同作用是指:地基土与基础(各种类型的桩,包括:柔性桩、半柔性桩、刚性桩等)共同承担上部结构荷载。地基与基础之间的荷载分担比是根据基础变形协调条件确定的。由此可以看出:用沉降控制来设计地基基础正是地基基础共同作用概念的具体运用,地基处理或基础加固就是视基础沉陷量大小的控制要求确定地基补强的程度和发挥原地基土承载力的程度。影响地基土与基础的荷载分担比因素主要有:基础(包括加固体)刚度的大小、地基土的土性、基础型式等。

五、结语

房屋建筑工程结构设计及基础设计的根本出发点主要是为了保证工程建筑物结构的安全性、可靠性,在能够保证工程建筑物的使用功能的发挥的同时保证工程建筑物的使用寿命,提高工程建筑物的性价比。

参考文献

[1] 刘建鑫. 高层建筑结构地下室和基础设计应注意的问题[J]. 山西建筑. 2011(04).

第8篇

关键词:建筑结构设计;安全;适用;问题

Abstract: this paper introduces the significance of building structure design, and then analyzes the present in housing construction in China in the structural design of common problems, and finally put forward building structure design countermeasures. This paper studies on the housing construction structure design personnel to have the certain reference value and important realistic significance.

Keywords: building structure design; Security; Applicable; question

中图分类号:TU318文献标识码:A 文章编号:

1 引言

随着我国社会经济持续健康发展以及人们生活水平的不断提高,我国的城镇化进程逐步向前推进,城乡建设速度逐渐加快,房屋等各类建筑建设规模及数量均以较快速度增加。房屋等建筑物的大量兴建,满足了我国城市居民生产生活的居住需求,从而为我国城镇化的稳步发展提供了重要的物质基础和基本保障。近年来,我国的城镇房屋建筑有逐渐向高层发展的趋势,同时房屋结构形式也发生了很大的变化,从而对房屋建筑结构设计提出了更高的要求。房屋建筑结构设计是城镇房屋建设的重要环节,其质量好坏会对后续的施工及使用都会带来直接的影响,它是建设高质量高品质房屋建筑产品的重要前期工作。然而,目前我国在房屋建筑结构设计中仍存在许多问题,这不利于我国房屋建筑行业的健康发展。因此,进行本文的研究具有重要的现实意义。

2 房屋建筑结构设计常见问题

房屋建筑结构设计基本原则是“安全、适用、经济,并注重美观”,从而使得按照设计建造出的房屋在保证居民生命安全的前提下,还能满足居民的正常生活生产的使用要求。近年来,由于我国经济的快速发展,城镇化进程不断加快,人民的生活水平逐渐提高,从而我国人民对房屋的需求日益增加。基于我国这种特殊的国情,为了尽快建设较多的房屋,从而保证我国城市居民的正常生活需求,使得我国的房屋建筑结构设计出现了许多问题。

2.1 楼板设计存在的问题

柱、墙、梁等建筑构件的安全与楼板的设计有着紧密的联系,板是房屋建筑的重要承重构件,它可以把屋面、楼面等处的荷载传递到墙和梁上。此外,楼板具有防潮、防水和防火等功能;楼板还可以起到隔声作用,从而确保上下楼层互相互干扰较小;楼板具有围护功能,能够起到隔热、保温的作用;楼板是房屋墙和柱水平方向的联系杆件及支撑,它主要承受水平方向竖直荷载,比如可以承受地震荷载、风荷载等水平方向传来的荷载,且能把这些荷载传递到墙和柱等主要承重构件,从而保持墙、柱和整个房屋的安全与稳定。如果楼板设计存在问题,会对整个房屋建设的质量带来严重影响。目前我国房屋楼板设计中主要存在以下问题。

(1)在部分民用房屋建筑中,通常会布设一些非承重隔墙,而在楼板设计时,应该把这部分荷载换算成均布荷载,按照换算后的荷载进行楼板配筋计算。但在实际房屋建筑结构设计过程中,部分结构设计人员把隔墙总荷载附以此板块总面积,这给顶部挡板增加一个支撑点,从而使其变成一个连续板,但在板的设计中没有考虑这一部分的影响,使非承重隔墙分布宽度之内的配筋量不足,导致隔墙处的楼板产生裂缝。

(2)在进行房屋建筑楼板设计过程中,部分设计人员由于对楼板受力状态认识不足,导致把双向板作用按照单向板简单计算的现象大量存在,这会使得楼板实际受力状态和计算假定状态存在较大误差,从而使得楼板两个方向的配筋严重失衡,最终导致楼板出现裂缝。

2.2地基与基础设计存在的问题

良好的地基与基础条件是房屋长期安全稳定的最基本前提,目前我国在地基与基础设计方面主要存在以下问题。

(1)地基与基础的设计要做到安全、适用,相关设计人员要依据地质勘察资料,并统筹考虑多方面因素的前提下,选择合适的基础类型并进行相关设计。多层或高层房屋建筑建设必须要有地质勘察报告,而在设计中,没有地质勘察报告,单纯地按照参考地耐力进行设计的情况时有发生,而仅考虑地耐力进行设计是不安全、不全面的,目前许多设计人员认为地耐力容许值取得较小就可以保证房屋安全,这种观点是不科学的。同时,仅参照拟建工程附近建筑物的基础设计资料进行施工图设计的现象也大量存在。

(2)部分建筑结构设计人员对软弱地基危害认识不够充分,不进行换土垫层设计,也没对垫层厚度和宽度等进行计算,仅凭经验使用砂垫层对地基进行处理,以期提高地基的承载力,这会给房屋建筑的使用埋下重大的安全隐患。同时,在计算柱、梁和基础负荷时,计算荷载值普遍偏大,主要是因为在计算荷载值时,没有按照设计规范对荷载进行折减。

2.3房屋建筑结构设计其他方面的问题

房屋建筑结构设计其他方面的问题主要体现在以下几点。

(1)梁高选用过小,部分房屋建筑结构设计人员不重视并忽略梁的挠度验算,而只进行梁的强度和刚度验算。梁高选用过小,容易引起梁截面受压区的应力过大,从而导致在正常使用过程中,梁截面受压区出现部分非线性徐变,且梁挠度随时间而逐渐增大,挑梁变形会导致梁板出现裂缝,从而影响房屋的正常使用。

(2)横向框架与纵向框架对整个框架结构的稳定都具有重要的作用,而在框架结构设计中,忽视纵向框架结构设计只重视横向框架结构设计的现象普遍存在。对与砖混结构房屋的结构设计中,构造柱被作为承重柱来使用的现象时有发生。通常,构造柱直接与地圈梁相连,当把其当承重柱使用后,则对应柱底基础的抗弯、抗冲切和局部承压强度都会受到一定影响,而柱底基础发生局部承压或冲切破坏会引起裂缝出现。

(3)此外,我国的房屋建筑结构设计还存在承重柱截面高度设计过小,工程勘察资料混乱,建筑抗震要求不严谨,对桩基工程检测要求随意性较大,施工图结构设计说明过简单等问题,这都会为我国房屋建筑的施工及正常使用埋下安全隐患,从而给我国城市居民的生命财产安全造成威胁。

3 房屋建筑结构设计对策

房屋建筑结构设计是一项十分复杂的系统性工作,要想做好它可以采取以下对策:重视并做好工程资料的收集、整理工作,从而确保房屋建筑结构设计有据可查,工程勘察资料等工程资料是房屋建筑结构设计的原始材料,同时它也是建筑结构设计的主要依据,因此,要指定专人负责工程档案材料的收集、保管和整理等工作,并制定切实可行的工作制度,确保工程资料的安全、可靠;规范日常工作,为确保质量,对桩基工程检测要严格依据工程实际,选择合理有效的方法,做出符合要求的检测结果,且不能随意变更,相关说明的书写要用语规范和准确,在施工图的制作与说明要尽可能详细准确;设计人员要认真学习并理解相关规范与规程,严格依据设计规范与规程进行设计,从而确保设计符合规范要求;坚持安全、适用、经济的设计原则,在保证安全和实用性的前提下,减少原材料等资源浪费,从而降低房屋建筑建设成本。

4 结 语

综上所述,房屋建筑结构设计是一项十分复杂的系统性工作,它是城镇房屋建设的重要环节,其质量好坏会对后续的施工及使用都会带来直接的影响,它是建设高质量高品质房屋建筑产品的重要前期工作。目前我国在房屋建筑结构设计中仍存在许多问题,因此,每个房屋建筑结构设计人员都应该加深对房屋建筑结构设计常见问题的分析和研究,不断提高结构设计水平,从而促进我国建筑行业的健康发展。

参考文献:

[1] 关度豪.论房屋建筑结构设计的原则及方法[J]. 价值工程.2010,29(15):115-115.

[2] 吴丽平.房屋建筑结构设计的探析[J]. 管理观察, 2009,(10):31-31.

[3] 蔡宏辉. 房屋建筑结构设计中现浇混凝土裂缝控制措施研究[J]. 中外建筑, 2010,(5):158-160.

第9篇

关键词:建筑结构;设计规范;结构设计

随着国民经济的快速增长,建筑行业也得到了巨大的发展控制,随着房屋建筑从单层、多层朝着高层建筑发展,房屋结构形式也逐渐变得多样与复杂。但是房屋建筑结构设计中常见的问题依然无法得到有效规避,至今都影响着房屋建筑结构的质量与安全。所以,解决房屋建筑结构设计问题所具有的现实意义不容忽视。

1 房屋建筑结构设计常见问题的原因分析

1.1 由于过于笼统的建筑结构设计规范,导致设计人员在理解上出现了差异

业内人士都清楚,在房屋建筑结构设计过程中,都需要参照《建筑结构设计统一标准》、《荷载规范》、《混凝土结构设计规范》等规范标准进行系统的研究分析。但是在实际的操作过程中,却发现这一类型的纲领非常笼统,没有将规范表达细致,导致设计人员在进行房屋建筑结构设计时由于对设计因素的量化从而产生困难。特别是随着现代化理念的改革以及科学技术的飞速发展,这一类属于纲领性的规范就很到满足结构设计面面俱到的要求。对于这一类规范标准的理解,设计人员也是“仁者见仁,智者见智”,使得理解上出现了过多的偏差,这样对设计出来的作品质量也会产生不同程度的影响。

1.2 设计人员盲目的结构设计,从而导致恶性循环出现

在房屋建筑结构设计中,由于设计人员自身的主观原因或是客观原因,就很可能造成结构设计上过于盲目,从而出现恶性循环。考虑到社会大众对房屋建筑结构要求的提升,及房屋建筑结构设计的特殊性,科学、合理的设计理念就显得尤为重要。但是,在实际的设计过程中,大多数设计人员在设计中常常会用到“大约”二字。比如:在使用附加钢筋时,出于对建筑整体牢固性的考虑,很多设计人员会设置附加钢筋。但是在设计过程中却没有在脑海中内化科学的设计理念,由于只有通过力学的分析之后,才能够科学地设置附加钢筋。如果没有通过力学分析,仅仅依靠自身的经验,就会大大提升设计的盲目性,这样不仅会导致附加钢筋出现不必要的浪费现象,同时还会出现意识上的错误,影响到后续的设计。

2 地基与基础方面

由于多层房屋建筑没有是事先进行地质勘察,无法取得详细的勘察报告,在施工图纸设计仅仅是依靠建设单位的口头阐述或者是参照附近建筑物的基础资料。想要做到地基与基础设计的合理性、安全性、适用性,设计人员就需要对地质勘察资料进行系统分析,对基础与上部结构进行综合统一的分析,仅仅凭借地基承载力这一项数据不仅缺乏安全性,而且也欠缺完整性。当然,也不能盲目地认为将地基承载力的特征值取小一点就可以做到没有缺陷了,这些都是需要规避的。

对于软弱地基通过换土垫层法进行处理,完全凭借经验,没有考虑到换土垫层的设计。由于设计人员没有认识到软弱地基所造成的危害,在承载力的提升上仅仅是简单地采用砂石垫层。因此,首先需要对垫层的厚度与宽度加以计算,验算软弱下卧层,才能确保其安全性与经济性。

在房屋建筑的中柱设计中,基础与梁的负荷都没有按照荷载规范标准进行基表。在多层房屋建筑的设计中,在计算基础、梁、柱的负荷时,只有按照现行的荷载规范乘以有关荷载组合相应的分项系数才能确保荷载值的准确性。

3 上部结构方面

3.1 梁

做好框剪结构连梁的设计对于房屋建筑整体结构而言非常重要,但是很多结构设计上却是忽略了这一点。重视程度、认识程度的不足,都是影响其设计的因素之一。简单来说,连梁就是连接两片剪力墙,一旦遇到了中大地震时,就会出现开裂现象,起到一定的耗能作用,以此让建筑物具有一定延性的梁。只有满足这一要求,才能够称之为连梁,或者说我们在设计上才能够让其按照连梁进行设计。

3.2 板

在设计上,由于对板受力状态的认识度不够或是为了方便计算,就会讲双向板当作单向板来计算。这样的计算假定就会与实际状态存在差异,就容易出现配筋不足,导致板出现裂缝的现象。因此,在设计上,不能凭借主观意愿,方便计算,避免一个方向的配筋过大,另一个方向仅仅按照构造配筋的情况出现。当板承受线荷载时对弯矩的计算。在房屋建筑结构设计中,一般都会讲一些非承重隔墙设置在楼板上,因此,在设计大楼板时就会将该部分的线荷载换算成为等效的均布荷载之后,再对板的配筋加以计算。但是在设计中,要注意避免出现将隔墙综合再除以板总面积这种情况。

双向板有效高度取值相对偏大。在两个方向上,双向板都会有弯矩产生,所以,双向板跨当中的正弯矩钢筋都是纵横叠放的。其中,短跨方向的跨中钢筋应当放置于下部位置,长跨方向的跨中钢筋就应当放置在短跨钢筋的上部,在计算时也需要应用两个方向上的有效高度,一般来说,短向方向的有效高度都要比长向方向的大。在设计中,要注意避免设计人员没有充分认识到板的受力或是图省事的情况出现,避免为结构构件埋下质量隐患。

3.3 柱

一般来说,在6 度抗震设防区常常会出现承重柱截面高度设计过小的情况。很多房屋建筑结构设计人员误以为6 度设防区域就不用考虑设防,为了方便受力分析,设计人员估计将柱子截面高度设计的过小,这样能够增大梁柱的线刚度比,在计算简图中将梁柱节点简化为铰支,将梁简化成为铰支梁,梁柱也按照轴心受压来进行计算,虽然这样对于接受受力分析很简单,但是却忽视了这样会给房屋结构埋下质量隐患,这主要是因为忽略了梁柱之间的刚结作用,也就是将柱对梁的约束弯矩忽略了,再加上柱截面配筋一般都不会很大,一旦结构受力,柱顶抗弯刚度必定就会存在不足的情况,这样在梁底附近的柱子就会出现一条又一条的水平裂缝,从而有塑性铰的形成。

4 目前高层建筑结构设计中的问题与策略

4.1 建筑物超高问题

高层建筑物最明显的特征就是楼层多,建筑物本身高。但是,随着建筑物高度的不断加大,在抗震性能和建筑质量方面都面临着更严峻的问题。出于高层建筑抗震性能的较高需要,建筑规范对建筑物的高度作出了严格的规定,在高度设计方面要确保满足抗震的实际需要。在目前的高层建筑市场中,仍然存在着严重的超高问题。针对建筑物的超高问题,建筑规范逐渐将限制的高度设为A 级高度,还在一定程度上细化了高度规则,增加了B 级高度。这种较为明细化的建筑物高度规范使得高层建筑结构设计的方法和措施有了一定的改进。

4.2 短肢剪力墙设置问题

在高层建筑结构设计过程中,需要重视短肢剪力墙设置问题。在我国新的建筑规范中,明确规定了短肢剪力墙的定义,也对短肢剪力墙的使用作出了相关限制。短肢剪力墙是指建筑物墙肢截面的高度比和厚度比在5~8 的墙,根据实际经验和相关数据,高层建筑结构设计应该尽量使用短肢剪力墙。

5 结语

在房屋建筑结构设计中,只有严格按照规范标准与构造要求,才能够避免设计出现质量隐患,才能促进房屋建筑结构设计更加趋于完善。

参考文献

[1]张磊.建筑结构设计过程中常见问题探讨[J].中国城市经济,2011(24).

第10篇

关键词:房屋建筑结构;优化技术;细部结构;概念设计;地基基础

中图分类号:TU3文献标识码:A

一、房屋建筑结构设计优化的内容及其意义

当前,我国经济快速发展,人们对居住条件及生活环境要求越来越高,而对建筑房屋进行优化设计,使其结构与美观相互协调、同时适用、安全、经济以及便利是改善人们居住环境方面重要手段。房屋结构设计优化理念注重以实际为准则,根据工程建设的基本状况,以计划成本为控制中心来进行的结构优化设计,其内容就是利用对建筑基础的结构、屋盖系统的结构方案以及围护系统结构方案等环节,建立起一种关于结构优化设计的模型,通过对各种不同的影响变量参数中的若干关键参数的科学的计算,确立最终的建筑工程结构设计的优化结果方案。

房屋建筑结构优化设计意义重大,一是大大提高建筑结构经济性,房屋建筑进行结构设计优化可节省材料,有利用抗震,减少内外表面装修,提高了其受力性能,增强了建筑的经济性能。二是结构优化设计大大降低了建筑工程的总成本造价。节约用地,大量资料表明,房屋建筑进行结构设计优化能够有效降低工程成本造价25%左右,同时结构优化设计技术能够对施工材料的性能利用更加合理化,能够让建筑工程结构内部各个不同单元之间更加充分互相协调,提升了建筑工程结构设计的经济性。

二、房屋建筑结构设计中结构设计优化技术的问题

现代的房屋建筑结构设计优化工作是一个复杂的过程,关系着房屋建筑安全与否,是否经济和适用。在房屋结构优化设计中也会遇到一些问题。

(一) 缺少详细的勘察地质资料

从现在的建筑结构设计工作来看,普遍缺少详细的勘察地质资料,只是简单的依据相临建筑的情况进行图纸设计。勘察施工场地的作用是保证科学的进行地基基础工作,并且达到最基本的安全保障。往往房屋设计工作人员只是把耐力数值控制到最小,就简单认为房屋建筑结构没有问题了,这种技术问题为房屋埋下了安全隐患。在对较软地基进行处理时,忽略了垫层换土设计,只是根据经验判断处理。房屋结构设计过程中,对于较软地基存在的安全隐患没有足够认识,单纯依据个人经验使用砂垫层强化承载力,对于其宽厚度缺乏精确计算,也造成了费用的浪费。

(二) 构造柱设计存在的问题

房屋结构设计中的构造柱可以设计为单一的受力柱,其横截面与配筋必须达到规范的要求,如果房屋结构包含防震功能,还必须要满足防震要求。当构造柱体被当做承重的主体应用时,这就会使构造柱体的受力提前了,从而限制了构造柱体对房屋结构的拉束功能的完全发挥,使整体房屋结构设计暗藏了安全危机。地圈梁通常会植入构造柱体,这种情况下是不需要另外设置基础的,可是当构造柱体充当了承重主体时,柱底部基础抗压能力必然会出现超负荷现象,裂缝也就产生了。在实际施工当中,处于承重梁下的柱体应当达到承重柱体的标准,假如承重梁的负载与跨度呈现最小状态时,梁下也可以使用构造柱体。这时候就要对构造柱体的功能忽略不计,重新检测墙体下半部分的抗压强度,达到要求才能设计施工。

(三) 抗震设计中存在的问题

在抗震房屋结构设计中,设计人员普遍认为六度设防可以看成是没有设防。为了方便受力分析,设计人员往往把柱体横截面较小设计,增加梁的线刚度,将梁设计成为铰支梁,柱体的抗压能力设计成轴心抗压。这种操作方法能够方便分析房屋结构的受力,但是给整体的房屋结构安全带来了危险。忽视了梁与柱之间的弯矩约束,还有柱体的截面积较小,整个房屋结构一旦受力,抗弯能力明显不足,造成了梁底显现裂缝。

(四) 承重墙设计中存在的问题

房屋结构设计承重能力时主要是通过楼板设计完成的,在房屋建筑结构设计中时经常将一些没有承重能力的墙体安置在楼板上,之后还会把这部分算在同等效果的荷载力范围内,楼板的配筋也会依据这个数据进行计算。除此之外,设计人员将立砖斜砌隔墙顶位置,造成楼板顶部出现裂缝。两个方向同时产生弯矩的双向板中的钢筋是要叠放并且要保持纵横方向,计算时应该依据双方向的跨度。

房屋建筑结构设计中的优化设计技术

(一)房屋建筑结构优化设计的阶段

设计人员对房屋建筑结构的设计优化可以分为三个阶段:

1、第一阶段是变量的选择

通常情况下,对设计人员决定最终设计方案起到重要作用的参考数据,都可以作为变量供设计者进行选择。如工程的目标参数包括房屋价格参数和预期产生的损失参数;工程的控制与约束参数包括表示房屋架构可靠性能的参数等。如果房屋建筑的设计者以变化幅度较小或考虑因素较少的参数作为设计的参考指标,那么相应的建筑结构设计、编程和计算有关的工作难度将会降低,设计者也可以更好地找到符合优化设计的参考数据。

2、第二阶段是对相关函数的确定

设计者要根据事先设定的房屋横截面尺寸和钢筋尺寸面积的那一组函数,从众多组相似的参考函数中进行合理科学的选取,并分析这组数据函数的相关各种性质,从而最大限度的降低房屋建造的成本费用。

3、第三阶段是条件的衡量

处于对增强房屋结构稳定性和耐用性的考虑,房屋设计的约束指标应当包括房屋尺寸、架构稳定性、架构刚性、受力限度和变形限度、结构的可塑程度和结构的确定程度等。在实际的设计过程中,设计者应当结合房屋建造工程的具体情况,对施工实际中的约束性条件和目标确定的约束性条件进行比较和分析,确保各种条件都符合相关的建筑规定要求,从而实现优化设计的目的。

(二)房屋结构工程师要积极主动参前期工程规划

房屋建筑结构工程师要积极主动参与前期工程规划是实施结构优化技术的重点内容。因为,在实际施工中,房屋建筑结构工程建筑师难以把握对结构体系的受力的正确分析,相关房屋建筑结构工程师要积极主动地参与前期方案设计,帮助建筑师构思与逐步创新,使整个建筑的优化功能能够全部体现出来。

(三)房屋建筑结构优化设计要将概念设计结合细部结构进行设计优化

概念设计即是利用设计概念并以其为主线贯穿全部设计过程的设计方法,是通过设计概念将设计者繁复的感性和瞬间思维上升到统一的理性思维从而完成整个设计。但是概念设计应用于没有具体数值量化的状况时,计算式不可避免与实际出现较大的差异,譬如在地震设防烈度就没与不确定性,计算式与实际差别较大,因此,房屋建筑结构在优化设计中,通过采用概念设计的方法,将数值作为辅助和参考的依据,同时设计人员在设计过程中还需灵活运用结构设计优化的方法。在整个设计过程中贯穿一种抗震设防的思想且以概念设计作为重点指导设计。同时在设计的过程中,注重优化细部的结构设计,譬如现浇板中的异形板拐角处易出现裂缝,可划分为矩形板。在选择钢筋型号时,充分考虑其极限抗拉力等。

(四)房屋结构优化设计要充分考虑下部地基基础结构设计

地基基础是建筑结构设计的重要组成部分之一,地基基础虽然埋置在地下,属于隐蔽工程,但其重要性不言而喻,建筑物的高度与安全性等受地基基础影响很大。因此,房屋建筑结构中的地基基础的结构设计优化必须选择合适的方案,譬如桩基础,就要依据现场地质条件,综合其他现场场地的条件因素进行基础选型及埋深等设计,选择桩基类型,最大程度的节省造价。

结语

总之,房屋结构设计中优化技术是复杂的系统工程,不但需要相关结构设计工程师正确地使用结构分析软件、选择最佳结构体系,同时,要大力挖掘基础设计内在潜力,充分运用科学的方法与手段,大力降低工程建设造价,让房屋结构优化贯穿整个设计过程,从而体现出结构优化的价值,让房屋结构设计功能不但更加适人们居住与生活,同时,大力提高其安全度与抗震性能。

参考文献

[1]张红友.优化结构设计减少建筑投资成本[J].陕西建筑,2008.11.

[2]卢亦焱,黄银燊,唐红.房屋加层外框架结构方案的优化设计[J].哈尔滨工业大学学报,2009.4.

[3]肖伟.通过房屋结构优化设计提高房屋抗震性能[J].福建建筑,2008.11.

第11篇

【关键词】房屋建筑;建筑结构设计;问题

1、前言

经济发展、城市规模的扩大尤其是城市用地资源的短缺导致目前的房屋建筑朝着高层化、地下化的发展,同时由于节能理念、先进技术、新型材料的有效运用,使得目前的房屋建筑结构设计方案更加复杂,也更加关注房屋建筑的节能设计、舒适设计、安全设计、可靠设计等内容。但是根据笔者多年的工作经验来看,目前的房屋建筑设计当中存在着较多的问题,而这些问题成为了制约房屋建筑设计质量水平的重要因素。在本文中,笔者为了提高今天房屋建筑设计的科学性与合理性,分析并探讨了房屋建筑结构设计中常见问题,供人们思考。

2、房屋建筑结构设计中常见问题

2.1 房屋建筑基础和地基设计中的常见问题

第一,基础和地基的荷载值偏大。在进行房屋建筑基础、地基以及梁、中柱的负载设计过程中,需要依照相关技术规范来乘以折减系数,但是在目前不少设计人员在进行相关设计的时候没有依照相关技术规范来乘以折减系数,最终导致房屋建筑的基础、地基以及梁、中柱的负载设计数值偏大。

第二,软土地基处理缺乏合理性与科学性。有些房屋建筑设计人员在进行房屋建筑地基设计的时候没有充分认识到软弱地基的危害,往往只是凭借自己的经验进行地基处理,而不进行换土垫层设计。例如,往往只是采用砂垫层提高房屋建筑的承载力,同时也不计算砂垫层的厚度和宽度,不仅不能够节约施工成本,也降低了房屋建筑地基的安全性。

第三,未能在施工之前进行地质勘探。不少房屋建筑的基础设计方案仅仅是参考了附近房屋建筑的基础设计资料或者依照以往的类似设计经验,没有提供准确科学的地质勘探报告。依照规定,设计人员在进行房屋建筑基础设计的时候为了确保建筑的安全性和设计合理性,必须要充分参考相关的地质勘探报告,在综合考虑多种因素之后来确定具体的基础设计方案。如果在设计过程中,设计人员仅仅单纯凭借土地耐力来选择并设计建筑基础,不仅使得整个基础设计方案有失偏颇,而且也无法确保该设计方案的安全性和可靠性。

2.2 房屋建筑砖混结构设计的常见问题

房屋建筑设计方案中,砖混结构设计存在着最为显著的问题便是构造柱兼作承重柱用。构造柱对于砖混结构而言具有非常重要的作用,它不仅能够强化建筑墙体的抗剪能力,同时也因为圈梁和构造柱的相互连接成为一个整体,能够有效约束建筑砌体裂缝开展,在总体上提高了建筑结构的抗震能力。正是基于以上考虑,在进行砖混结构设计时必须要高度重视构造柱问题。一般而言,构造柱设计存在着以下几种问题:

第一,重大梁下面的构造柱未能依照承重柱设计。通常而言,构造柱生根在地圈梁当中,不会在另行设置单独的基础,使得构造柱同时发挥着承重柱的作用,因此,构造柱底部所承载的荷载必然会超过基础自身设计的抗冲切、抗弯部以及局部承压强度,非常容易导致构造柱底部出现裂缝。因此,建议重大梁下面的构造柱应该依照承重柱进行设计。如果梁的跨度和上部荷载均比较小,假设在不考虑构造柱作用的前提之下墙体抗弯强度和局部承压满足要求,则也可以把构造柱设计在该梁的下面。

第二,构造柱通常作为承重柱来进行设计。不少建筑设计方案将构造柱作为承重柱进行设计,如此一来,使得构造柱提前受力,显著降低了柱体本身对于砌体的约束作用和拉结作用,如果建筑物所在地为地震多发区,一旦发生地震,则构造柱一定会因为应力集中成为最先遭受破坏的部位。这样的设计方案不仅无法发挥出构造柱原本具备的约束作用和拉结作用,而且会成为整个建筑构造当中的薄弱环节。

2.3 建筑框架设计中的纵向框架设计没有得到重视

依照目前现行的建筑抗震设计标准当中的规定,需要依照两个主轴方向来各自计算水平地震作用,该主轴方向上的抗侧力构件需要承担该主轴方向的地震作用。这便说明了对于建筑框架设计而言,不论是横向框架设计还是纵向框架设计均具有着同等重要的功能与作用。但是在一些非抗震的建筑设计方案当中,不少设计者在设计纵向框架的时候仅仅将其视为普通的连续梁,进而导致该梁柱的节点、框架中的箍筋配置和纵筋配置不能够满足框架柱和框架梁的相关要求。建筑框架设计中的纵向框架设计没有得到重视会使得设计方案在实际中出现箍筋配置、纵筋配置、支座负筋等三者都无法满足相关要求的问题。

2.4 未能够合理选择悬挑梁截面高度

设计者往往只注意了对梁的强度和抗倾覆进行验算,而忽略了对梁挠度的验算。梁高选用过小,常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加大而加宽,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,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,粱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,梁缝愈靠上愈宽。挑梁的截面过小对结构的抗震也很不利。悬挑结构对竖向地震的作用最为敏感。梁高小时.截面的相对受压区高度较大,梁的延性减小,在竖向地震作用下易发生脆性破坏,失去承载力。

2.5 未能够合理设计承重柱截面高度

这种情况多发生于六度抗震设防区。一些结构设计人员误认为六度设防就是不设防,为受力分析方便,他们故意把柱子的截面高度设计得过小,使粱柱的线刚度比加大(由于一些结构设计手册中规定:当梁柱的线刚度比大于4时,计算简图中梁柱节点可简化为铰支)。把梁简化为铰支梁,梁柱按轴心受压计算。这种做法虽然易于进行结构受力分析,但却给房屋结构埋下了隐患。因为,这样做忽略了梁柱间的刚结作用,即忽略了柱对梁的约束弯矩,加之柱截面的配筋都较小,结构一旦受力后,柱顶抗弯刚度必然不足,从而柱子在梁底附近将会出现一条或多条水平裂缝,形成塑性饺。这样在正常使用情况下,柱子已开始带铰工作。这不但影响了房屋的耐久性,而且也常常引起用户的恐惧心理。更为严重的是,这样的结构一旦遭遇地震作用,将会倒塌,这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。

3、结束语

房屋建筑结构设计不仅具有高度的系统性和全面性,还必须要符合自身的设计规律,其设计人员不但必须要具备深厚的理论知识,还必须要具备认真负责的设计态度、创新开阔的设计思维。本文以为,通常分析和研究当下房屋建筑结构设计中常见问题,能够有效提高设计方案的质量,产生更多的更加经济、更加科学、更加现代的建筑结构设计方案。

参考文献:

[1]王燕,齐海丽. 某高层建筑结构设计分析[J]. 陕西建筑,2006,(03):155-156.

[2]毛俊玲. 建筑结构设计中有关问题的探讨[J]. 山西建筑,2011,(04):212-213.

[3]张彭,解林伟. 试析高层建筑结构抗震设计理念及方法[J]. 陕西建筑,2011,(08):102-104.

[4]容柏生. 高层建筑结构设计进展[J]. 深圳土木与建筑,2007,(04):121-122.

第12篇

关键词:房屋建筑;结构设计;应用优化技术;探讨

中图分类号:TU318 文献标识码: A

前言:现代社会对房屋建筑物的功能、安全、质量方面比之前要求更为严格的同时,也对其房屋的经济美观和是与实用方面也提出了个性化规定。因此,现代建筑行业为了满足市场大众多元化、高技术化、经济化以及高质量安全化,就必须在其房屋的结构中广泛运用优化设计技术,这样不仅能够为施工企业、承包商以及居住使用者节省大笔成本,还能够提升企业建筑施工的可执行性、质量程度和安全使用程度。因此,现代建筑企业对于结构优化技术的应用就具备了高度的现实意义。

房屋建筑工程中的结构优化设计技术内容

在现代房屋建筑项工程项目中,进行结构设计活动时首先就要按照市场设计的规定标准,结合使用者提出的要求特点来进行。同时,在设计过程中也要格外注意其设计施工技术的可操作性和经济效益性。也就是说在房屋建筑设计师们必须在考虑所有设计规定、特色要求以及施工技术和操作的基础上,尽量选择质量高、安全程度高、经济效益性强的施工结构和设计方案,这个过程活动就是房屋结构的优化设计。

房屋建筑工程结构优化设计的经济性

在房屋建筑结构的优化设计中,追求其经济性也是其中重要的一点。

2.2设计师首先就要充分考虑其建筑物结构的高度层数和用地面积,一般来说建筑物越高,其相邻建筑物之间安全距离就越大,这就会使得建筑物小区的总面积增大,因此在设计其结构造型和高度层时就要合理规划。

2.2在某一栋建筑物机构的占地面积相同的情况下,根据数学知识可以发现方形、圆形和矩形的结构的稳定性最强,其构件的受力情况也比较均匀,也就是说其结构的安全性就越高。再加上这种建筑结构形状的周长也比较大,那么其墙体消耗面积就较小,使用者花费的装修面积和费用都会随之降低,因此,建筑结构设计时就要充分考虑方形或者是圆形结构形状。

2.3房屋建筑结构功能齐全是建立在相关电气设备、电梯设备、排水排气管道设备等等基础上的,房屋结构层越多,要用到的设备和资金投入也就越多,因此,建筑设计师就必须要自己综合权衡,确保功能齐全的基础傻上,尽最大可能降低成本。第四,房屋结构基础结构的要求随着高度层数的增加而提高,尤其是其基础结构的承载力。另外对于其结构的梁体、墙体、柱体等承载力也会随着结构层增多而增大,因此,建筑设计师也要合理考虑这些因素。

3、房屋建筑工程结构优化设计的具体应用

在房屋建筑工程项目中,应用优化设计具体如下:

3.1采用多种优化技术分析方法,从而挑选最优房屋整体结构设计方案

一般来说,房屋建筑设计师在进行具体项目工程的设计活动中,为了给施工方和承包商多个选择都会设计两套或多套房屋结构方案,而此时为了挑选最好最实用的建筑方案,房屋

济性和实用性。在某个建筑结构设计中,其建筑物荷载程度一致,建筑师设计人员就会合理挑选建筑物优化设计分析指标内容和要素,主要包括对建筑施工材料、建筑设计数据、负荷计算标准等等所有相关因素,然后针对这些来进行分析结构方案。如图1所示。

这种分析活动也就是设计师们必须要做的概念优化设计内容。因此,现代房屋建筑企业就必须要着重注意其设计师对工程结构优化概念技术分析的广泛、全面应用,经验丰富的设计师的优化设计分析能力越强。所以,建筑企业就必须要选择经验高、技术强的设计师来进行设计其结构方案和内容。

3.2采用优化技术,促进房屋结构设计的施工操作简单化

在建筑结构设计中充分采用优化设计技术,其根本目标就是为了提高建筑结构的质量、功能安全及经济效益。于此同时,也要充分考虑其施工成本和建筑使用时间。众所周知,房屋建筑施工项目由于受到天气影响、施工人员以及资金影响等等因素较多,在其施工过程中会遇到各种意外情况,因此,房屋项目设计师在设计过程中就要综合考虑这些外力影响因素和客观条件,提高其房屋建筑结构施工的抗意外能力和解决问题能力。尤其是我国很多地区地震灾害频发,且等级程度高,例如四川,近几年来就频发重级地震,因此,房屋结构的优化设计不仅仅要考虑施工意外情况,也要根据地区地震特点来考虑其结构的抗震性能。要想避免地震等灾害对房屋结构的影响,首先就要对建筑主体结构采取刚度均匀的、重力分布对称的结构,同时也要对其他次要结构和其他构建进行抗震设防,并提高其机构的抗脆性能力,进而能够有效的抵御地震。对于其他灾害也朝着这种思路和方向进行,

例如房屋建筑地理位置偏低,容易出现灌水现象,就必须要加强对建筑物的防水结构的优化设计,多多使用防水性强的材料和结构,对所有能够做防水设施的环节都要进行防水设计和施工,也是采用多步工序设防的设计思想。如图2所示。

4、房屋建筑结构优化技术注意的事项

4.1房屋建筑结构优化技术的应用需注意到前期的参与

前期方案的确定会直接影响建筑项目的总成本,而目前普遍存在前期方案确定中结构优化设计技术并不参与其中,以致相关设计人员在进行房屋建筑结构设计时往往会不注意建筑结构的合理性和可行性,这样的建筑结构设计结果会对结构设计造成直接的影响,增加了结构设计的困难度,并且增加了房屋建筑结构设计的成本。为此,设计人员应充分的融入结构优化设计方案,使结构优化设计方案初期参与其中,优化选择合理的结构形式和设计方案,可以节约成本。

4.2注重细部优化

4.2.1除了注重整体设计的同时,也应加强结构基本构件的精细设计。比如尽量划分矩形板块的现浇板设计,这样既可以使现浇板设计的受力合理,也可以避免拐角裂缝的出现。

4.2.2随着计算机技术以及结构优化设计理论的结合,在具体的优化设计过程中,优化设计实际上已由一个工程实践问题转化为一个数学问题。因此,工程设计人员应加强自身基于计算机技术的优化设计分析。

5、结束语

综上所述,可以看出房屋建筑工程结构的设计对于施工企业和居住者来说都有着重要的影响和作用,不仅仅体现在其结构的质量和美观方面,也体现在其经济性和效益性方面。建筑结构的优化设计在房屋项目中的科学灵活应用,能够为企业和使用者节省一定的资金成本和资源,能够提高建筑房屋的质量安全程度和使用寿命,因此,现代建筑项目中,各大建筑设计师都必须要合理根据建筑施工要求来科学应用结构优化设计技术,提高其房屋建筑项目的经济效益和质量安全。

参考文献:

[1]马魁,刘庆贵.论房屋建筑结构设计中应用优化技术[J].现代商贸工业,2013(05).

[2]李国富,周军,王庆华.建筑结构设计不规则性的研究与应用[J].江西建材,2013(02).