【摘 要】發展先進設計理論,加強先進技術的應用,加快新型高強、 輕質、 環保建材的研究,使建筑結構設計更加安全、 適用、 可靠和經濟是建筑結構設計的發展方向。本文分析了房屋建筑結構設計的基本方法,探討了房屋建筑結構設計中的常見問題。
【關鍵詞】房屋建筑;結構設計;常見問題
隨著我國城鎮化進程加快,城鄉建設不斷提速,各類房屋建筑面積逐年上升,城鄉面貌發生了巨大的變化。但是與此同時,由于各種因素影響,這些建設工程在結構設計上常存在一些常見問題,須引起高度重視。
1 房屋建筑結構設計的基本方法
1.1 結構平面圖。 在繪制結構平面布置圖時,是否要輸入結構軟件進行建模呢?當建筑地處抗震設防烈度為 6 度區時,根據建筑抗震設計規范,是可以不用進行截面抗震驗算的,但必須符合有關的抗震措施要求。 因此對于砌體結構來說可以不用在軟件中建模,直接設計即可,但設計中需要注意受壓和局部受壓的問題。 當然,如果時間允許的情況下還是輸入建模較好,有一個便利就是可以利用軟件來進行荷載導算何樂而不為呢?需要注意的是,當建筑地處抗震設防烈度為7 度及以上時是必須要輸入軟件建模計算的。
1.2 屋頂(面)結構圖。 當建筑是坡屋面時,結構的處理方式有梁板式及折板式兩種。 梁板式適用于建筑平面不規整,板跨度較大,屋面坡度及屋脊線轉折復雜的坡屋面 。折板式適用于相反的條件。 兩種形式的板均為偏心受拉構件。 板配筋時應有部分或全部的板負筋拉通以抵抗拉力 。板厚基于構造需要一般不宜小于 120 厚 。此外梁板的折角處鋼筋的布置應有大樣示意圖 。至于坡屋面板的平面畫法,通常使用剖面示意圖加大樣詳圖的表示方法,這樣更便于施工人員正確理解圖紙 。正確繪圖和設計的關鍵是設計人員真正的心知肚明,結構設計者必須要具備一定的空間概念,正確理解建筑圖紙和意圖。 設計的圖紙方能讓施工人員明白。 由于屋面的起坡會造成閣樓層的部分墻體超高,要結合門窗頂設置圈梁來降低墻的計算高度。
1.3 大樣詳圖。 在建筑詳圖的準確無誤的基礎上,大樣詳圖的繪制可在建筑詳圖的基礎上直接繪制,也可在以前做過的詳圖的基礎上來局部改進繪制 。這階段需要注意在保持建筑外形的前提下盡量的使結構受力合理和施工方便。 在標高和外形尺寸上一定要和建筑專業協調一致。
1.4 樓梯 。樓梯梯板要注意撓度的控制,梯梁要注意的是梁下凈高要滿足建筑的要求,梯梁的位置盡量使上下樓層的位置統一。 局部不合適處可以采用折板樓梯 。折板樓梯鋼筋在內折角處要斷開分別錨固防止局部的應力集中 。注意梁下的凈空要求,并要注意梯板寬度的問題。 首段梯板的基礎應注意基礎的沉降問題,必要時應設梯梁基礎。 基礎要注意混凝土的標號選擇應符合結構耐久性的要求 。(通常情況下可采用 C25)基礎的配筋應滿足最小配筋率的要求(施工圖審查中心重點審查部位)。 條基交接部位的鋼筋設置應有詳圖或選用標準圖 。條基交叉處的基底面積不可重復利用,應注意調整基礎寬度。 局部墻體中有局部的較大荷載時也要調整基礎的寬度?;A圖中的構造柱,當定位不明確時應給予準確定位。
2 房屋建筑結構設計中的常見問題
2.1 地基基礎(樁基)設計中出現的常見問題
2.1.1 地基(樁基)設計不合理,過度用量,造成材料的大量浪費,不符合經濟合理的設計原則。
2.1.2 高層建筑基礎有效埋置深度不足或存在故意偷工減料現象。如某12層高層房屋建筑,建筑總高度37.8m,設計采用天然地基淺基礎,室外地面以下的基礎埋深僅1.7m左右,遠小于《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程》要求。有些工程主樓為高層,裙房為多層,其間用沉降縫斷開,使主樓地下室在沉降縫一側無可靠的側限。高層規范規定,基礎有效埋深應從具有可靠側限的地面算起。而在工程設計中,設計人員往往容易忽略“可靠的側限”這一重要因素,從裙房地下室底板算起的主樓基礎有效埋深常遠遠不足。
2.1.3 承重磚基礎用材不合理。不少項目承重磚基礎采用多孔磚砌筑。根據多孔磚墻體結構構造,地面以下或室內防潮層以下的基礎不得采用多孔磚砌筑。
2.2 樓板設計常見問題
樓板是建筑工程中的主要承重構件,它將樓面,屋面的荷載傳給其周圍的墻或梁上,樓板的設計問題必將連帶梁、 墻、 柱等構件安全。 若對整個設計考慮不周,很容易出現設計質量問題,有的還可能存在嚴重的質量隱患 。樓板設計中常見如下幾個問題
2.2.1 設計時為了計算方便或因對板的受力狀態認識不足,簡單地將雙向板作用按單向板進行計算 。使計算假定與實際受力狀態不符,導致一個方向配筋過大,而另一方向配筋不足,致使板出現裂縫。
2.2.2 樓板承受線荷載時彎矩計算問題。 在民用建筑中,常在樓板上布置一些非承重隔墻,故樓板設計中,通常將該部分的線荷載換算成等效的均布荷載后,進行樓板的配筋計算。有些設計人員圖省事,錯誤地將隔墻的總荷載附以該板塊的總面積。 這樣會造成非承重隔墻分布寬度內配筋量不足,而此板塊其它部分配筋過大,這樣隔墻處樓板會出現裂縫。
2.2.3 雙向板有效高度取值偏大。 雙向板在兩個方向均產生彎矩,由此雙向板跨中正彎矩鋼筋是縱橫疊放,短跨方向的跨中鋼筋應放在下面,長跨方向的跨中鋼筋置于短跨鋼筋的上面,計算時應用兩個方向的各自的有效高度 一般長向的有效高度比短向的有效高度小 d (d 為短向鋼筋的直徑)。 有的設計者為圖省事或對板受力認識不足,而取兩上方向的有效高度一致進行配筋計算,致使長跨有效高度偏大,配筋降低,致使結構構件存在的質量隱患,甚至出現開明縫的現象。
2.3 承重柱截面高度設計過小
有些工程受到建筑尺寸限制或考慮美觀,避免墻體表面出殼過大,把柱截面高度設計過小,使梁柱的線剛度比加大(因一些結構設計手冊中規定:當梁柱的線剛度比大于4時,計算簡圖中梁柱節點可簡化為鉸支) 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構受力分析,但卻給房屋結構埋下了隱患。 因為這樣做忽略了梁柱間的剛結作用,即忽略了柱的約束彎矩,加之以柱截面的配筋較小,結構一旦受力后,柱頂抗彎強度必然不足,從而柱子與梁底相交處附近將會出現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。 更為嚴重的是,這樣的結構一經遭遇地震作用時,將會倒塌,這違背了現行抗震規范中“ 強柱弱梁” 的設計原則。
2.4 在框架結構設計中,只注意了橫向框架的設計而忽視了縱向框架
現行建筑抗震設計規范要求水平地震作用應按兩個主軸方向分別計算,各方面的地震作用應由各自方向的抗側力構件來承擔 就是說,在框架結構設計中,縱向框架與橫向框架有同等的重要性。 一些結構設計者對于非抗震設計,縱向梁按普通的連續梁進行設計,梁柱節點和框架中的縱筋 、箍筋的配置無法符合框架的構造要求 。由于沒有考慮地震的縱向作用,在實際設計中經常出現梁的支座負筋,跨中縱筋及箍筋的配置均不足的現象。
建筑結構設計關系到建筑質量安全的根本,因此要高度重視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,以嚴謹、科學的態度對待,以保證建筑質量,確保人民生命財產安全,為社會主義現代化建設作出應有的貢獻。
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