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常見的結構設計

時間:2023-07-19 17:30:28

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篇常見的結構設計,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。

第1篇

【關鍵詞】結構設計;問題;分析;對策

1 房屋結構設計的重要意義

對于房屋設計來說,結構設計是極其重要的一個工種,是建筑師的創意和思想也就是建筑方案得以實現的基礎。結構設計就是通過科學合理的結構選型、結構布置和內力分析,努力實現建筑物“安全可靠”和“美觀適用”的完美結合,滿足人們更高的居住生活要求,為城市建設增添一道靚麗的風景。

2 建筑結構設計中常見的一些問題分析

2.1 合理的結構選型和結構平面布置是結構設計的前提。

(1)由于設計任務的繁重和設計工期的緊迫,往往會造成專業之間的前期配合脫節,特別是結構設計專業沒有及時有效地參與到建筑專業前期的方案設計中,等到建筑方案幾經反復終于敲定,要進入施工圖設計階段時,才發現由于建筑師過于追求新穎別致的藝術效果而使建筑物無論平面還是體型都太過復雜,根本無法滿足抗震結構“規則、對稱和整體性良好”的平面布置原則,導致結構設計工作困難重重,同時由于要采取相應的加強措施,結構受力構件的截面和配筋也都隨之加大,使得投資建設的經濟效益受到影響。

(2)由此可見,加強專業之間的溝通配合十分重要。結構設計人必須摒棄被動配合的工作態度,在建筑方案設計階段,就要及時主動的介入,充分理解建筑師的設計意圖,初擬建筑物的結構體系和結構布置,通過初步的建模計算分析,以及專業之間的互動和優化調整,提出科學合理的結構方案,為下一階段施工圖的順利完成打下良好的基礎。

2.2 科學的樁型選擇是基礎設計至關重要的環節

(1)樁基礎是房屋建筑的主要基礎形式,而且對于同一工程地質條件,往往都會有若干不同的樁型可供選擇。結構設計人就是要通過對不同樁型的基礎方案的分析比較,從而確定出既適應上部結構特點、滿足荷載要求、適合場地環境條件而又經濟高效、安全可行的最佳樁型方案。

(2)工程實例說明

中環大廈和相鄰的中區大廈(姐妹樓)是汕頭市區早期建成的高達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構類型、結構布置和地質條件都非常接近。中環大廈地面以上原設計31層,地下一層,建筑面積56000 m2,而中區大廈地面以上33層,地下一層,建筑面積72600 m2。

基礎設計中,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,推薦的樁型都是預制樁或鉆孔灌注樁。先建成的中環大廈基礎樁就是采用當時業界大力推廣的錘擊鋼筋混凝土預制方樁,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,而后建的中區大廈則經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,對應的單樁豎向承載力特征值分別為2100Kn、2550Kn、2950Kn,總樁數481根,樁總立方數為7000m3,樁總造價為826萬元,每平方建筑面積造價113元。基礎樁造價由承建單位提供,均為最后的結算造價。

顯然,中區大廈的基礎樁型選取比中環大廈的更加合理經濟、科學可行。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,甚至是堅硬的鐵質膠結層,若采用錘擊預制樁往往都難以穿越,也容易傷及樁身質量,中環大廈打樁過程就有過教訓。故中區大廈選用更適應場地地質條件的鉆孔灌注樁,保證了基礎樁的順利施工,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量安全可靠。

2.3 勇于創新,利用新技術新材料,適應新時期建筑工程結構設計的要求

隨著新時期超高層建筑的不斷涌現,跨度越來越大和體型越來越復雜已成為建筑設計的新趨勢,同時也給結構設計工作帶來越來越多的難題。結構設計人就必須具備創新意識,注重繼續教育,善于利用高新技術和高新材料,更好的完成新型建筑工程的結構設計任務。

(1)灌注樁后注漿技術的應用

針對泥漿護壁的灌注樁,采用樁底和樁側后注漿技術,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、樁側土體得到加固,從而大幅提高單樁承載力,減少基礎沉降量,提高樁基質量。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大廈,基礎采用鉆孔灌注樁,持力層選擇中粗砂層,若能利用后注漿技術,經濟效益將不可同日而論。

(2)預應力技術的應用

與鋼筋混凝土比較,預應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、材料省等優點。在大跨度、大開間與重荷載結構中,采用預應力技術,可顯著減少材料用量、降低樓層高度,擴大使用功能,而且經濟、節能、環保。

(3)勁性混凝土的應用

勁性混凝土組合結構構件由混凝土、型鋼、縱向鋼筋和箍筋組成。由于在原有的鋼筋混凝土梁、柱構件里添加型鋼,可以有效提高構件承載能力,減小構件軸壓比。勁性混凝土具有強度高、構件截面尺寸小、與混凝土握裹力強、節約混凝土、增加使用空間、降低工程造價、提高工程質量等優點,特別適合高層建筑的結構柱所采用。

(4)冷軋帶肋鋼筋的應用

冷軋帶肋鋼筋鋼材具有強度高變形小的特點,適用于現澆混凝土樓板的配筋,且相比于熱軋光圓鋼筋,可節約建筑鋼材,降低工程造價。另外,冷軋帶肋鋼筋與混凝土之間的粘結錨固性能良好,因此用于構件中,從根本上杜絕了構件錨固區開裂、鋼絲滑移而破壞的現象,且提高了構件端部的承載能力和抗裂能力;在鋼筋混凝土結構中,裂縫寬度也比光圓鋼筋,甚至比熱軋螺紋鋼筋還小。

3 結語

在當前不斷創新和多元化的建筑工程發展潮流中,結構設計人不僅要有扎實的專業知識和良好的專業素質,針對結構設計中存在的問題及時采取有效對策加以修正,而且還必須具備創新意識,與時俱進,注重學習,積極探索,善于利用高新技術和高新材料,通過不斷優化,作出更先進更科學更合理的結構方案,為建筑師新型的設計理念得以實現提供可靠的技術條件,努力使結構設計能夠順應建筑市場繁榮發展的需要。

第2篇

關鍵詞:混凝土結構;設計;問題;分析

一 基礎設計

1.1無工程地質勘察報告或參考鄰近建筑的地質勘察報告進行設計

地基與基礎設計必須遵守先勘察、再設計、后施工的法規要求,不允許在無工程巖土勘察報告的情況下進行地基與基礎的設計。當所依據的地質勘察報告內容不全或勘察深度不足時,設計單位應要求勘察單位進行補勘。而在施工圖審查時發現仍有部分工程無地質勘察報告或參考鄰近建筑的地質勘察報告進行基礎設計。這樣的設計不可能做到經濟合理,還很可能存在安全隱患,所以應當避免。

1.2工程設計未說明±0.00標高與地質勘察報告中所示標高的關系

有些工程設計未交待±0.00標高,或僅交待±0.00的絕對標高。當建筑總圖和工程地質勘察報告均采用絕對標高時,結構圖紙說明±0.00的絕對標高值就可以;當工程地質勘察報告中采用假定標高時,在總說明或基礎圖中就應說明建筑所定的±0.00與工程地質勘察報告中假定標高的數值關系。因為只有這樣,基礎設計的底標高和持力層才能確定,才能準確地進行基礎設計及其下臥層承載力的驗算。

1.3未按規范進行地基變形的驗算或驗算結果不滿足規范要求

有的設計人員誤認為地基處理后承載力提高了地基變形就不用算了,也有的驗算結果不能滿足規范要求也不調整。按照規范規定:設計等級為甲級、乙級的建筑物,均應按地基變形設計;設計等級為丙級的建筑物,如采用了地基處理,處理前按《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002(以下簡稱《規范》)表3.0.2應做變形驗算的建筑物,地基處理后仍應做變形驗算。應注意此時應采用地基處理后的壓縮模量和基礎的實際寬度進行計算,并應滿足《規范》表5.3.4的規定。對砌體結構應注意規范要求的是局部傾斜,即砌體承重結構沿縱向6~10m內基礎兩點的沉降差與其距離的比值。這就要求基礎下面的地基附加應力要均勻,大荷載用寬基礎,小荷載用窄基礎;僅有1層的內縱墻基礎不要做得太寬,否則變形不容易滿足規范要求。

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,修正系數應視土層而定。當擴散角的取值滿足《規范》表5.2.7要求時可直接采用,不滿足時應采用其附錄K中的平均附加應力系數計算。復合地基應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,應作調整。對復合地基承載力計算時寬度不修正,深度修正系數應取1.0;但下臥層驗算時深度修正系數應視下臥土層而定,不應均取1.0。

1.5獨立基礎的最小配筋問題

獨立基礎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《規范》第8.2.2-3條的規定,擴展基礎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;否則就會因基礎高度越高構造配筋越大而造成不必要的浪費。

二 上部結構

框架結構、剪力墻結構、框架―剪力墻結構、框支剪力墻結構是用得最多的結構形式,而這些結構中的構件量大面廣,所以出現配筋不足、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果,就會出現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及因填充墻設置或樓梯平臺梁、雨篷梁的設置形成柱凈高與其截面高度之比不大于4的框架柱,箍筋應沿柱全高加密,箍筋間距不應大于100mm,箍筋的體積配箍率不應小于1.2%,9度時不應小于1.5%;一級抗震時,沿柱全高箍筋間距還不應大于6倍縱筋直徑。剪跨比不大于2的框架柱程序能自行判定,配筋時應注意前面的1.2和1.5%為構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滿足計算結果。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。設計中應盡量避免出現超短柱,當無法避免時,可采取如下措施:控制軸壓比,軸壓比限值至少比規范規定限值降低0.1;采用性能好的箍筋,如井字復合箍、復合螺旋箍、連續復合箍筋等,體積配箍率應高于對短柱的要求;在框架柱中增加芯柱或型鋼;加斜向X形交叉筋承擔剪力等。

2.2框架梁

1)框架梁實際配筋遠大于計算結果的情況,一般出現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果將配筋分別原位標注在支座兩側,而僅在支座某一側標注一次配筋,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條都違反強制性標準,設計時應特別注意。遇到這種情況時,建議在支座兩側分別進行原位標注配筋,將大跨的部分配筋錨入框架柱內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)當計算SB=100時,應注意核算非加密區箍筋是否滿足計算結果和沿全長的面積配箍率的要求;尤其是寬扁梁,箍筋經常不能滿足規范要求,此時計算結果中多數情況下加密區和非加密區的箍筋幾乎相等。造成這種結果的原因是:

①混凝土梁加密區和非加密區的剪力值相差較小,剪力包絡圖接近直線。

②混凝土梁加密區和非加密區的箍筋面積均由最小配箍率控制。

③SATWE軟件計算梁加密區和非加密區箍筋面積所采用的箍筋間距是相同的。所以設計人員在配置非加密區的箍筋面積時,不能簡單地將加密區的箍筋直徑不做任何驗算直接按照加密區箍筋間距的兩倍配置到非加密區中。這樣做有時是不安全的,有時也不能滿足規范要求。

3)框架梁加密區箍筋的最大間距在抗震等級1~4級均不應大于梁高的1/4。對于梁高小于400mm的框架梁,如果加密區箍筋間距取100mm就違反強制性標準。為了避免出現這種情況,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主要是為了考慮其開裂后的折算剛度。當設計人員填入此系數后,實際上就已經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下連梁開裂,折減系數通常不應小于0.50,一般工程取0.7。該系數的大小,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,梁兩側腰筋的面積配筋率不滿足0.3%的情況經常出現,這屬于違反強制性標準,設計時應注意。

2.4框支剪力墻

1)框支剪力墻結構中的轉換層屬于薄弱樓層,不論其剛度比值如何,按《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2002(以下簡稱《規程》)第10.2.6條規定,均應將地震剪力乘以增大系數。電算時應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、腰筋的設置、支座處箍筋加密及最小含箍率,均應滿足《規程》第10.2.8條的要求;框支梁的構造還應符合《規程》第10.2.9條的規定。框支梁程序沒有隱含定義,需要設計人員自行定義,注意不要遺漏。

三 結構分析

1)結構的位移比是反映其扭轉效應的重要指標,為避免由于局部振動的存在而影響結構位移比的計算,《規范》規定在剛性樓板假定下計算結構的位移比。因此設計人員在計算此項指標時,應在考慮偶然偏心的地震影響下“強制執行剛性樓板假定”;樓層位移計算時不考慮偶然偏心的影響。在計算結構的內力和配筋時,則宜將該選項去掉。對于樓板開大洞的結構,或樓板錯層、越層等結構,均應采用剛性樓板假定計算位移比。

2)抗震驗算時的剪重比應符合《建筑抗震設計規范》GB50011-2001第5.2.5條的要求。當前的結構設計受開發商對含鋼量的限制,經常在各個方面都做到規范的最小值,高層住宅地上多層剪重比不滿足要求的情況有發生,有時還相差較多。當剪重比小于第5.2.5條規定時,應區分不同情況處理。當相差較少時,可采用地震作用增大系數或修改自振周期折減系數的方法;如相差較多,說明結構整體剛度偏小,宜調整結構體布置,增加結構剛度;

3)混凝土板的計算應符合《混凝土結構設計規范》GB50010-2002第10.1.2條的規定。混凝土樓板的配筋應滿足最小配筋率的要求。異形板應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設放射筋。板的邊支座為磚墻或扭轉剛度較小的梁時,應按簡支支座計算。板的邊支座為混凝土墻或扭轉剛度很大的梁,當混凝土墻的抗彎剛度或梁的扭轉剛度接近或達到板的抗彎剛度的5倍及其以上時,可按固定支座計算,計算出的固端彎矩應傳給支承板的墻或梁,并對墻的平面外受彎或梁的扭轉進行驗算。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)多塔結構建模時應注意以下問題:①在進行多塔定義時,1號塔應是所有塔中最高的塔,2號塔應是第二高的塔,其余依此類推。②對于帶變形縫的結構,在定義多塔時應注意不要讓同一個構件同時存在于兩個塔中。③不要讓某些構件不在塔內。

第3篇

【關鍵詞】建筑工程;結構設計;對策

中圖分類號:TB482.2 文獻標識碼:A

0.引言

隨著科學技術的高速發展和社會的不斷進步,先進的結構設計理念和高科技普及的施工技術在很大程度上推動了建筑行業向更高層次發展,建筑工程的質量直接關系到人民的生命財產問題,本文主要是針對結構設計方面存在的問題進行探討。建筑行業在發展的過程中又會出現很多問題,其中最為突出的就是在建筑結構中存在的不合理不完善的設計,這些問題往往會從根本上影響建筑的穩定與安全。建筑結構設計的復雜性和綜合性是世界公認的,它需要十分扎實的建筑結構設計知識作為基礎,再加上豐富的建筑經驗才能及時的發現在結構設計過程中出現的問題,并制定出相應的有效的解決方案,提高建筑的安全水平和穩定。

1.建筑結構設計中比較突出的問題

第一、屋面主梁設計鋼筋數量不足。在設計行業都有建模分析的重要步驟,而建筑結構設計行業更是如此,但是為了加快建筑結構設計的步伐和減短工程設計的周期,一些設計工作人員在對模型研究分析的時候,將屋頂主梁設計的鋼筋有關參數采取完全復制的方法進行上下層屋面的結構設計,這樣的設計方法雖然在表面上看不出什么問題,但是與原先設計的結構參數相比配備的鋼筋數量有所減少,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過風干會出現相應的收縮,也會因為受熱不均產生裂縫[1],當屋面受到強大的沖擊時因為鋼金數量的不足直接導致主梁斷裂,嚴重威脅人民的生命財產安全。

第二、建筑安全等級較低。2008的汶川大地震為我國建筑行業提出了嚴峻的挑戰,如何在結構設計中為今后的建筑增強安全性和穩定性是擺在所有建筑結構設計師面前的一道難題。有學者進行了相關的研究指出我國現階段的建筑安全標準處于世界較低水平,由于近幾年國內自然環境急劇惡化,應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、建筑縱向結構設計被忽略。有些設計人員在構建結構框架時往往只注重對建筑的橫向結構設計,將建筑的縱向結構框架拋之腦后,而在我國對建筑結構設計的規范中明確提出要對橫縱兩個方向同時進行結構框架設計和參數計算。

第四、對樓板變形程度計算不準確。有調查指出,有一些建筑設計公司用剛工作不久的人員參與建筑的結構設計,他們沒有對建筑完整的設計概念也沒有相關的工作經驗,對結構布置不能夠做到完全合理,對樓板的變形考慮也不夠全面,因此他們的設計結果雖然滿足了理論上的驗證卻不符合實際情況。

第五、對建筑節能和采暖方面不重視。我國許多建筑結構設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構設計的唯一目標,一旦滿足了這一要求就算是基本完成了該項建筑的結構設計,很少去考慮建筑的節能低耗。建筑節能這一概念其實在我國建筑行業很早就已經流傳開來,但是很少有建筑結構設計師將它作為一項設計標準,久而久之也就不在設計考慮的范疇之內了[2]。建筑節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]。建筑結構可以根據該地域的常年風向進行通風設計,當然也要考慮到采集陽光的程度和方向,建筑的墻體可以優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.針對建筑結構設計中突出問題的策略研究

第一、精確屋面梁板的參數計算。在建筑結構設計中經常會出現非常規的梁板設計,比如寬扁梁的設計。結構設計中相關的跨度概念已經不能用于對該類非常規板梁的設計中了,常規的設計標準和參數已經不能滿足它在實際中的使用。梁板結構對建筑的整體而言其本質可以看成是在結構的中線上設置了一個剛性支座,這樣可以將屋面梁的結構與板的結構視為一個變化的截面板結構,我們知道梁的高度和板厚的數值范圍相近,所以在有關扁梁結構參數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標準。我們知道近幾年來我國自然災害與日俱增,而地震造成的災害最危險中,不但剝奪了人們的財產資源,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定性就顯得十分重要了。有資料顯示現在地球已經進入活躍期,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的區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構對側向力沖擊的抵抗強度。近幾年我國諸多學者對國外的許多建筑結構設計公司進行了長時間的跟蹤調查,然后把相關數據帶回國內,最后再將我國目前建筑結構設計安全要求的相關參數與世界先進國家進行對比之后發現,國外的要求國內的要求高出很多,因此我們不僅要提高建筑結構安全設計的等級還要對相關規范的參數做一些適當的調整和修改。

第三、加強建筑結構抵抗側向位移的性能。要保證建筑可以在一定程度上抵抗側向位移最直接的做法就是適當的增大抵抗彎矩結構的寬度,而且根據建筑結構設計的有關公式可以得出在其他條件不變的情況下,建筑的側向位移與結構寬度增大三次方成反比關系,但是結構加寬的部分不能處于獨立的結構,一定要與建筑的整體結構向融合。

結束語

根據本文提出的在建筑結構設計中出現的問題和相應的策略,我們發現在國內的建筑結構設計中,往往會因為一些小的因素和問題導致結構設計不合理,在本質上就已經影響了建筑的穩定性和安全性,因此為了國民的生命和財產安全,有關職能部門要做到盡職盡責,切實以人民的利益為中心,應該加強也必須加強建筑結構設計行業的相關參數、抗震等級、抗側向位移的能力,不能再按照傳統的建筑觀念一味的追求舒適和美觀和簡約,住房安全關系到社會的穩定與繁榮,要提高全民的建筑安全意識,這對我國建設和諧社會有著非常重要的意義。

【參考文獻】

[1]張秋榮,宋佳.建筑結構設計的常見問題淺析[J].科技與技術,2013.

第4篇

關鍵詞:建筑物;主體結構;常見問題;探討

一、引言

隨著市場經濟的深入發展以及國家建設問題的普及,在和諧社會發展的偉大宏圖下,建筑工程的質量是直接關系到百姓生命與財產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。因此,工程建設越來越受到社會的廣泛關注。但就目前的情況來看,建筑工程在結構設計中仍存在一些問題。

二、建筑結構設計中存在的常見問題

(一)地下室外墻的設計問題

地下室外墻的厚度、混凝土強度等級及防水要求,應根據建筑場地條件、地下水位高低、上部結構荷載與地下室層數、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,易產生收縮裂縫,但高層建筑不應低于C30,當地下室有防水要求時,地下室外墻的抗滲等級應由最大水頭與墻厚之比確定,但任何情況下都不應低于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生的側壓力、地基土的側壓力、地下水壓力等。地下室外墻近似按受彎構件設計。地下室外墻在垂直于墻面的地基土側壓力作用下,通常不會發生整體側移,土壓力類似于靜止土壓力,工程上通常取靜止土壓力系數K=0.5來進行計算。

(二)連梁超筋問題

剪力墻結構設計中連梁超筋是一種常見現象。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剛度,能達到此目的主要依靠連梁的約束彎矩。連梁的超筋實質是計算剪力不滿足剪壓比要求。連梁易超筋的部位,在一般剪力墻結構中,豎向在總高度1層左右的樓層;平面中,當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)承重柱截面高度設計過小

這種情況多發生于六度抗震設防區。一些結構設計者誤認為六度設防就是不設防,不圖受力分析方便,他們故意把柱子的截面高度設計得過小,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構受力分析,但卻給房屋結構埋下了隱患。[2]因為這樣做忽略了梁柱間的剛結作用,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,結構一旦受力后,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,這樣的結構一旦遭遇地震作用時,將會倒塌,這違背了現行抗震規范中"強柱弱梁"的設計原則。

(四)房屋高度、高寬比超過現行規范

現行的規范、規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定限值,甚至個別建筑高度和高寬比均超出規定限值。在結構設計過程中,對于房屋高度、高寬比和體型復雜程度超過現行規范、規程的高層建筑,應按超限高層建筑進行設計。同時,另一點不容忽視的問題是,房屋適用高度除與結構體系類型及抗震設防烈度有關外,還與場地類別與結構是否規則等因素有關,當位于Ⅳ類場地或結構平面與豎向布置不規則時,其最大適用高度應適當降低。

三、解決建筑設計中存在問題的一般措施

(一)與其他專業配合,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,平立剖的關系。必要時多組織各專業的協調會,明確各專業需要注意和配合的地方,統一做法和標準,確定原則性的方案,使各專業的條件圖真正成為條件圖,避免在出圖后再調整方案引起重復工作,浪費時間。

(二)充分收集資料

準確確定計算參數建設工程由于其所處的地理位置的制約,設計所要涉及的參數也會具有特殊性。例如基本風壓、基本雪壓、地震烈度、場地土類別等參數的選取,我們就要根據《全國基本風壓分布圖》、《全國基本雪壓分布圖》及此工程的地質報告確定,再譬如墻體圍護主材各地區都會有差異,根據實際采用的材料來確定墻體荷載就變得很關鍵。[3]而且對于某些特殊的重要建筑還要根據試驗、類似工程經驗來確定各種參數的取值。在著手設計前,充分收集設計所需資料、規范,根據具體的地域、工程類型準確確定計算參數,不僅可以使設計計算準確可靠,也能避免因參數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確,不能估計,要完全根據建筑做法或使用要求來輸人懸挑構件及轉換層構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。有些復雜難處理的地方,要運用力學知識適當簡化、等效處理,減少計算的工作量。

(四)運用結構設計概念,進行結構優化

在計算中,要充分考慮在滿足技術條件下的經濟性。不能隨意加大配筋量或加大構件的截面,造成"肥梁、胖柱、深基礎、有些設計人員算不清,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,考慮溫度應力的影響。

四、結語

隨著經濟的發展和人們對建筑物功能需求的改變,建筑結構設計最為一項系統、全面的工作,其設計質量關乎到整個工程建設的質量,關乎人民的生命和財產安全。因此,作為設計工作者應該按照規范嚴格執行相應的構造設計,在結構設計的各個階段做好問題研究與預防,從根本上消除設計質量的隱患,為社會的發展和進步做出巨大的貢獻。

參考文獻:

[1] 鐘玉云.建筑結構設計中概念設計的應用探討[J].福建建材.2010(04)

[2] 謝偉.關于建筑結構設計過程的探討[J].中國住宅設施.2010(11)

[3] 王浩,李良松.高層建筑結構計算分析與結構設計[J].萍鄉高等專科學校學報. 2007(06)

第5篇

[關鍵詞]:建筑工程;結構設計;探討問題;概念設計;

[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文獻標識碼:A 文章編號:

建筑工程質量的優劣直接關系到人們的生命安全。建筑結構設計是一項繁重而又責任重大的工作,直接影響到建筑物的安全、適用、經濟和合理性,但在實際設計工作中,常常發生建筑結構設計的種種概念和方法上的差錯,這些差錯的產生,有的是由于設計人員沒有對一般建筑尤其是多層建筑設計引起高度重視,盲目參照或套用其他的設計的結果;有的則是由于設計對設計規范和設計方法缺乏理解;還有的是由于設計者的力學概念模糊,不能建立正確的計算模式,對結構驗算結果也缺乏判斷正確與否的經驗,為了避免或減少類似的情況發生,確保建筑設計質量能上一個臺階,應從以下幾個方面對結構設計中的常見問題加以改進:

1 結構設計人員應該及早介入建筑的概念設計

建筑的概念設計在整個設計過程了起著舉足輕重的作用,一幢建筑物的設計,如果沒有事先經過全盤正確的概念設計,以后的計算模式再準確、計算再精確、配筋再合理,也不可能是一個經濟、合理的優秀設計工程。所謂的概念設計一般指不經數值計算,尤其在一些難以作出精確理性分析或在規范中難以規定的問題中,依據整體結構體系與分體系之間的力學關系、結構破壞機理、震害、試驗現象和工程經驗所獲得的基本設計原則和設計思想,從整體的角度來確定建筑結構的總體布置和抗震細部措施的宏觀控制。運用概念性近似估算方法,可以在建筑設計的方案階段迅速、有效地對結構體系進行構思、比較與選擇,易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正確,避免后期設計階段一些不必要的繁瑣運算,具有較好的的經濟可靠性能。同時,也是判斷計算機內力分析輸出數據可靠與否的主要依據。

為此,結構設計人員必須及早介入建筑結構的概念設計,否則,將會導致建筑結構設計的不合理,給以后的結構設計帶來難度。為在建筑物的方案設計階段正確把握建筑結構的概念設計,應對不同形式的住宅建筑,掌握各自概念設計中容易疏忽的問題:

1.1 對一般多層砌住宅結構,應按《建筑 抗震設計規范》(GBJ11-89)要求做到:優先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結構體系:縱橫墻的布置宜均勻對稱,沿平面內宜對齊,沿豎向應上下連續;樓梯間不宜設置在房屋的盡端和轉角處;不宜采用無錨固的鋼筋砼預制挑檐。

1.2 對鋼筋砼多、高層結構住宅,力求做到:

1.2.1 結構布置應盡量采用規則結構。對復雜結構,可以設置防震縫,把它分割成各自規則的結構單元,結構布置以少設縫為宜,一旦設縫,則應使防震縫的設置與伸縮縫、沉降縫相統一。

1.2.2 框架與抗震墻等抗側力結構應雙向布置,以便各自承擔來自平行于該抗側力結構平面方向的地震力。短肢剪力墻抗震等級提高一級,十層以上的短肢剪力墻結構應有一定數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構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。

2 防止由于地基沉降或不均勻沉降引起的構件開裂或破壞

預防或減少不均勻沉降的危害,可以從建筑措施、結構措施、地基和基礎措施方面加以控制。諸如:避免采用建筑平面形狀復雜、陰角多的平面布置;避免立面體形變化過大;將體形復雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個單元;加強上部結構和基礎的剛度;同一建筑物盡量采用同一類型基礎并埋置于同一土層中等一系列措施。應該引起重視的是:對高層建筑來說,由于需要一定的埋置深度,從經濟的角度考慮,基礎一般采用樁箱或樁筏結合的形式,此時應保證箱體的整體剛度,群樁布置的形心應與上部結構重心相吻合。

當土層有較大起伏時,應使用同一建筑結構下的樁端位于同一土層中,并應考慮可能產生的液化影響。而對多層建筑而言,從經濟的角度考慮,一般不愿意采用長樁的方案,但上海地區的軟土層覆蓋層厚度較大,一般都需要經過地基處理的方式來達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,須認真研究上部結構和地基兩方面的特點及環境情況,并根據工程設計要求,確定地基處理范圍和處理后要求達到的技術指標,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驗,進行多方案比較,最終選定安全實用、經濟合理的處理方案。地基經處理后,還必須滿足規范所規定的強度和變形要求。

3 從結構計算和構造上滿足規范要求

3.1 從結構計算角度,看結構計算應注意的問題:

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、建筑物用料與實際計算不符,基礎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定都是非常重要的。對于多層和高層建筑, 豎向和水平向結構體系的設計基本原理是相同的, 但隨著高度的不斷增加,豎向結構體系成為設計的控制因素, 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, 側向力所產生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。與豎向荷載相比, 側向荷載對建筑物的效應不是線性增加的, 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, 而其頂部的側向位移與高度的四次方成正比,地震的作用效應更加明顯。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 底框砌體結構驗算時就應注意:①底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結構,對具有薄弱層的底層框架混合結構,應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。②底層框架混合結構的剪力分配不能簡單地按框架抗震墻的方法。因為底框架結構中只有底層框架抗震墻,應采用雙保險的方法,抗震墻承擔全部剪力,框架按剛度比例承擔剪力。剛度計算時,框架不折減,抗震墻折減到彈性剛度的20%-30%。③應考慮底層框架柱中地震作用產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整,將使計算值偏小。

3.1.5 樁筏基礎設計中對于筏板厚度的取值,一般是先按建筑層數估算筏板厚度,常規是按層數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設定筏板厚,然后再根據排樁情況,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一個短肢剪力墻結構下的群樁沖切,短肢剪力墻結構由于墻體不封閉,故取值群樁沖切邊界時有相當大的困難,而群樁沖切由于樁群重疊面積較大,應是一種不利狀態。筆者一般是取值幾個大層間近似作為沖切邊界,所圍區域內短肢墻體內力則作為抗力抵消,雖不完全準確,但區域放大后,邊界的開口效應有所削弱,是可行的。

3.1.6 以電算結果的正確性不能作出鴿蝗評價。目前結構計算大多采用計算程序進行計算,如何對計算結果進行分析、評價,是一個非常重要的方面。必須根據工程設計的經驗對計算結果進行分析、判斷,根據其正確與否,決定能否作為施工圖設計的依據。

3.2 從構造角度看應注意的問題:

3.2.1 注意構件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設計中既要保證建筑結構在地震發生時具有一定的延性,又必須滿足最小配筋的要求。

3.2.2 嚴格按照規范要求,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力引起的墻體開裂,必須采取有效的通風融熱措施。

3.2.4 按抗震構造要求設置的構造柱,應在整個建筑物高度內上下對準貫通,上至女兒墻壓頂,下至淺于500 毫米基礎圈梁,或伸入室外地面以下500 毫米,構造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規范要求。

第6篇

關鍵詞:施工圖;結構設計;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文獻標識碼:A文章編號:

設計質量是安全的保證,任何質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的損失,目前施工圖設計還存在著不少缺陷,要解決這些普遍存在的質量問題,因此設計人員一定要把確保設計質量放在工作的首位,杜絕因設計質量而引發工程事故。

一、基礎設計方面的問題

1、建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構筑物,未驗算其穩定性。當設有一側或多側開口的地下室時,主體設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定性。

2、建筑物地存在液化土層時, 未對樁基礎抗震承載力進行驗算。未根據具體工程情況考慮樁側負摩阻力對基樁承載力的影響。

3、樁基礎設計中, 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。尤其是框剪結構的剪力墻及剪力墻結構核心筒底部彎矩和剪力對基礎承載力的影響較大, 不應遺漏。對于水位較高的地下室和短肢剪力墻、 大跨度結構等彎矩較大的承臺底部樁基尚應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制樁,且在多層建筑中采用單柱單樁或一柱兩樁基礎,柱底彎矩由基礎梁和樁共同承受。單柱單樁或垂直于兩樁連線方向的基礎梁設計中, 未考慮平衡該方向柱腳在水平風荷載或地震作用下所產生彎矩因素,基礎梁兩端箍筋未按框架梁抗震構造要求設置箍筋加密區, 基礎梁的上下主筋在樁臺內錨固長度與構造做法要求未加說明。樁身考慮承受上部結構傳來的彎矩作用時也未進行抗彎承載力計算,存在著抗震薄弱環節, 給工程留下潛在的隱患。

5、淺基礎施工圖中經常未注明基槽開挖后應進行基槽檢驗的要求, 樁基礎施工圖中經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量如何控制,其地基承載力能否達到設計要求等均存在疑義。

8、天然地基獨立基礎帶梁板式的地下室底板。設計中,地下室底板與柱下獨立基礎埋置于同一持力層上,結構計算中僅按上部結構荷載全部由柱下獨立基礎承擔,而地下室底板僅按一般地下室底板受荷情況進行設計,實際上整個地下室底板與柱下獨立基礎在上部荷載作用下, 將會一起發生沉降變形共同受力,按上述計算原則進行設計,對底板而言是偏于不安全的, 有可能會導致地下室底板承載能力不足而開裂。按照變形協調受力的原理, 應當將地下室底板與獨立基礎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分擔上部荷載,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)等進行設計。

9、天然地基錐體獨立基礎設計問題,有的基礎設計錐體斜面坡度大于 1/3 , 該錐體部分砼很難振搗密實,現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到設計強度要求。

二、建筑構造方面

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, 現有大部分計算軟件未提供剪跨比計算結果, 現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造未按框架梁梁端加密區箍筋的構造要求采用;

10、外框筒梁和內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拉通連續配置; 當連梁截面高度大于700mm時,其兩側面沿梁高范圍設置的縱向構造鋼筋的直徑小于 10mm;對跨高比不大于 2 . 5的連梁,梁兩側的縱向構造鋼筋 (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造要求配筋。

三、結構計算或設計方法

1、電算過程中總信息輸入的選取不當

實際施工圖與電算的計算簡圖有不符之處主要表現在剪力墻開洞大小、 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。 大都是因為結構專業計算工作進行得早,建筑平面多次調整,又未及時反提給結構專業,造成專業之間互相脫節,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件配筋失真,甚至會造成配筋不足的危險連梁剛度折減系數未進行調整 。該系數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常超筋,與實際情況不相吻合,故設立了連梁剛度折減系數,規定范圍在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、抗震概念設計不足

概念設計是建筑抗震設計的重要手段之一。 建筑抗震設防的三個水準目標通常可用 “小震不壞 ,中震可修 ,大震不倒 ”來表述,第一水準可通過承載力計算來保證,第二階段是通過結構可靠度標準年各種分項系數來達到損壞可修的目標,而第三階段準則是通過概念設計和各種抗震構造措施得以實現 廣義上講,概念設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,比如規則性要求;構筑多道結構抗震防線的要求,即要求結構具有良好的吸能 耗能能力,有盡可能高的不靜定次數;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、 薄弱環節破壞而引起建筑整體倒塌;結構構件盡可能為延性構件的要求等等。 但在部分設計實例中,設計人員有的在底框過度層做躍層式住宅開設大洞口,有的出于造形考慮,在屋頂設置單柱支撐的長懸挑構件,有的玻璃幕墻、 網架等與主體間根本沒有做連接設計,有的磚混結構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計的要求 對于上述平面錯位處連接部分較薄弱的情況應按設置防震縫處理,單柱支撐的長懸挑構件應盡可能不設或改為多柱支撐,其余情況應盡可能避免。

對于平面很不規則 、剛度不均勻的復雜結構,尤其對于多塔結構 大底盤結構,在考慮扭轉耦聯計算時,很難確定應該取多少個振型來計算地震力,若振型數取少了,有些高振型的地震力計算不出來,結構的抗震設計不安全;而振型數取得太多,又增加很多計算工作量 一般應遵循以下原則:振型數應為 3的倍數(由于程序按三個振型一頁輸出);若不考慮耦聯振動,計算振型數不得大于結構層數,如層數 2 時,振型數也可取為 2或 1,如層數為 5 層時,振型數可取 3,而不能取 6;若考慮耦聯振動,計算振型數應大于或等于9,但又不能超過結構樓層數的3 倍;當結構層數較多或結構剛度突變較大時,振型數應取多些,多塔結構則需取得更多。

總之,無論建筑或者結構設計人員均應在今后的設計中貫穿抗震設計思想,加強概念設計。

3、局部出現的深梁未按深梁的構造要求考慮

在底部框架 - 抗震墻 、上部磚混結構的住宅建筑中,如果底層柱網布置過密,上部結構傳力不直接,二層樓面局部往往會出現深梁。 例如,在某工程中,二層樓面某連續梁其中兩跨凈跨 2100,梁高 1000,凈跨與梁高之比小于 2.5,按照混凝土規范對深梁的定義,該梁屬于深梁,應深受彎構件設計并滿足深梁的構造要求實際上,電算結果鋼筋總量雖然正確,但設計人員卻往往沒有按深梁的構造進行布置,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造筋,這樣就與深梁的構造規定不符 連續深梁支座處,正應力沿梁高的分布規律是當跨高比大于 1.5 時,梁底以上 0.2h 范圍內為受壓區,再向上為受拉區,梁頂拉應力最大 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,該梁的鋼筋布置應按GB50010- 2002 混凝土規范第10.7.9 條,在上部 0.4h 范圍內均勻布置 ZAs /3,以下 0.4h 范圍內均勻布置 IAs /3,并應單獨繪制斷面圖以表達清楚在抗震設計中,因為深梁剛度很大,房屋在地震作用下發展到塑性階段時,塑性鉸會出現在剛度相對較小的柱中,從而引起房屋的整體破壞,與抗震設計 “強柱弱梁” 的思想相悖,因此應盡可能避免深梁的出現。

4、地下室與上部結構應

作為一個整體進行結構計算地下室(層 1 或層 2, 3)大都是作為設備層 地下車庫 人防平戰結合而設置,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構的一部分進行共同計算,算得的結構比較真實。 當然進行地下室墻配筋計算時,還要加上土水的側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,土體提供的側向約束充分,埋深滿足要求,同時又滿足規范規定的下層與上層抗側剛度比的要求時,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:

第7篇

關鍵詞:建筑結構;設計問題;有效對策

設計是工程的靈魂,是工程建設的依據,提高建筑工程質量,首先要提高建筑設計質量。從我國目前建筑設計行業的實際情況來看,設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,二是建筑的設計不符合國家規范、規程和規定及有關技術措施,三是設計工作不夠仔細,細節的計算和設計出現誤差,在這些問題中建筑結構設計問題占很大的比重,下面主要介紹房屋建筑結構設計中常見問題的分析。

1建筑結構設計中的常見問題

1.1屋面梁配筋數量不足

在建筑結構設計過程中,結構設計人員在建模分析時,一些設計人員為了縮短工程設計的時間,加快建筑結構設計的進度,在房屋面的梁配筋設計時,直接復制下層的屋面梁的配筋參數,這樣設計的房屋屋面梁的配筋強度較低,配筋的數量較少,若采用這種配筋梁實施在建筑結構的施工中,當混凝土梁出現較大程度的收縮、溫度裂縫、或是屋面受荷產生應力集中時,將會給屋面梁因內部配筋承載能力不足,在梁的跨中部位出現超出規范裂縫寬度值。

1.2樓板變形程度計算不準確

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。盡管程序的編程在數學力學模型上是成立的甚至是準確無誤的,但在確定樓板變形程度上卻很難做到準確。作為計算的大前提都無法“準確”,就不可能指望其結果會“正確”了。據此進行的結構設計肯定存在著結構不安全成分或者結構某些部位或構件安全儲備過大等現象。

1.3屋面梁配筋數量不足

在建筑結構設計過程中,結構設計人員在建模分析時,一些設計人員為了縮短工程設計的時間,加快建筑結構設計的進度,在房屋面的梁配筋設計時,直接復制下層的屋面梁的配筋參數,這樣設計的房屋屋面梁的配筋強度較低,配筋的數量較少,若采用這種配筋梁實施在建筑結構的施工中,當混凝土梁出現較大程度的收縮、溫度裂縫、或是屋面受荷產生應力集中時,將會給屋面梁因內部配筋承載能力不足,在梁的跨中部位出現超出規范裂縫寬度值。

1.4抗震設計問題

近幾年來,地震災害頻繁發生,給人們的生命財產帶來了嚴重的損失。我國高層建筑的數量也越來越多,這樣就需要更高質量的建筑結構抗震設計。首先,部分的設計者在設計的時候,沒有嚴格依據建筑物所在地的實際抗震度要求,在設計的時候,對當地原有的結構設計照抄照搬,這樣就會影響到建筑結構的質量。

1.5結構縫設置問題

對于超長建筑物,為減少溫度變化對結構的不利影響,合理地設置伸縮縫是必要的。有些設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,若結構再受溫度變化的影響,后澆帶就不能再起任何作用了。對于不能或不便設置溫度伸縮縫的超長結構,除留設施工后澆帶外,還應采取其它構造加強措施,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配置直徑較小、間距較密的溫度筋,或采用預應力混凝土結構等。

2建筑設計的不合理的處置措施

2.1建筑結構布置不合理的處理策略

結構的合理布置,是抗震概念設計中的十分重要的環節,這里的“規則”包含了對建筑的平立面外形尺寸,抗側力構件布置、質量分布,直至承載力分布等諸多因素的綜合要求。由于引起結構不規則的因素太多,特別是對于復雜的建筑體型,很難一一用若干簡化的定量指標來劃分不規則程度并規定限制范圍。

2.2加強建筑設計的規范化

由于缺乏規范依據及相應的設計規定,加之對結構抗震概念設計缺乏應有的了解,有些設計人員往往對結構規則性難以把握,有時甚至聽從業主和建筑師的要求,在實際工程中出現了不少規則性很差、對結構抗震十分不利的高層建筑。比如平面扭轉不規則問題,在框剪結構中,縱橫剪力墻布置過分集中或僅布置在房屋的一端,使結構剛度中心嚴重偏離質量中心。有時甚至是結構整體計算的第一振型為扭轉振型。

2.3結構布置

結構布置是保證結構抗震安全性能的重要環節,結構布置應具有合理的剛度和承載力分布,應避免因局部削弱或突變形成薄弱部位,產生過大的應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構各部位剛度和強度的整體協調。設計中應遵循以上原則,合理布置抗側力構件,減少地震作用下的扭轉效應,平面布置宜均勻對稱,并具有良好的整體性。結構的側向剛度宜均勻變化,豎向抗側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,以避免側向剛度和承載力突變。抗側力構件應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重破壞導致整體倒塌。

2.4屋頂、面結構圖

當建筑是坡屋面的時侯,結構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整、板跨度比較大以及屋面坡度及屋脊線轉折復雜的坡屋面,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件。板配筋的時侯應該有部分或者是全部的板負筋拉通以抵抗拉力,板厚基于構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有大樣示意圖。

3結語

綜上所述,基于在建筑工程的結構設計中,只有嚴格按照國家與地方政府對于建筑設計的相關規范標準與構造設計要求,才能夠避免建筑在設計上出現質量隱患,才能促進建筑結構設計更加趨于完善。才能推動我國建筑設計事業的發展步伐。為社會設計出更加完善、更加安全、更加節能的建筑。

參考文獻:

[1]郭磊.探究建筑結構設計過程中常見問題探討.[J].中國城市經濟.2010.24.53.

第8篇

關鍵詞:建筑工程;結構設計;常見問題;解決方案

對于一個建筑工程的設計而言,其設計的重點就在結構設計上,如何使結構設計更加的安全、適用、合理、經濟是我們設計的關鍵。但是在我們建筑工程結構設計過程中經常會遇見各種各樣的問題,本文主要針對建筑工程結構設計的常見問題并提出相應的解決途徑。

一、由于房屋高度、高度和寬度比超過一定的范圍

根據《建筑工程結構設計技術規程》所提供的建筑最大適用高度和寬度比值,我們可以發現在現實生活中,大多數建筑工程結構設計的高度、高寬比超過了這種限制。例如:水景帝岸小區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,這樣的結果是由在設計過程中設計不規范造成的,一旦發生類似與地震的自然災害,這種類型的建筑勢必會由于地震引起相當大的安全隱患直接威脅到人類的生產、生活。

對于設計人員來說最容易被忽視之處在于,建筑的結構設計不僅僅與傳統的抗震和高度寬度比有關,而且與地基類型和其相關的結構規程、場地類別有關。例如當建筑的結構位于IV類場地時,此時對應的最大使用高度應該適當的進行降低,在通常情況下應該按照原先標準設計的80%進行,當結構位于豎向布置不均勻時,這種情況應該也進行降低其相應的高度。例如:當我們的高層建筑為29層,其相應的高度為104.3米,其結構為框架剪力結構,其對應的場地為IV型,根據相關的標準其對應的使用高度可以設置為110米,但是我們可以明顯的發現這種房屋建造在IV型場地上,其已經超過了相關的限制,按照標準,其高度應該控制在88米以下。

二、結構布局不合理

建筑工程結構設計中首要的重點就是對其進行結構布局,因為其結構布局關系到整個建筑工程的安全,因此而言,在保證安全的前提下,其結構應該更加的“規整”。對于造成結構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構,其不規則程度很難將其成功的劃分,同時相關規定對于復雜建筑而言不可能面面俱到。這就造成了我們在復雜建筑設計過程中,出現了許多結構布局不合理、體型規則不合理、不利于防震抗風的建筑結構。

首先:平面屬于不規則圖形。在實際的建筑設計過程中由于地形、所處位置的原因,經常會出現一些地理限制,例如:出現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力點的原因對樓板造成一定的破壞,甚至威脅到人們生命安全。

其次:平面不規則造成的扭轉。由于其受到位置的限制,其平面所處的位置不規則,這就會造成建筑本質在一定程度上其抗扭轉性太弱,所造成的危害是一旦發生地震其由于扭轉性的問題造成的大量的傷害,這種傷害是相對比較徹底的、其危害程度應該是最大的。對于這種原因我們在建設過程中應該讓其結構更加的均勻分布,從而最大限度的減少其扭轉造成的嚴重損害。同時在工程設計過程中,對相對不規則的結構需要從多個方面對其進行控制和分析。第一:對扭轉變形的計算過程中應該適當地考慮其偏心的影響,盡可能減少偏心帶來的扭轉現象;第二:對于結構設計而言應該選取相對較大的抗扭剛度,對于其控制結構而言,扭轉為主和平動為主的第一自震周期之比應該小于0.9。

三、結構縫設置相對不合理

對于相對較長的建筑物來說,溫度是影響其變換的關鍵因素。因此在對其結構設計過程中,主要考慮溫度對其結構設計造成的影響,對其采取合理有效的設置其縮縫。在傳統的設計過程中,大多數設計人員一般采用的是后澆帶代替傳統的伸縮縫,在這兒我個人認為這些做法并不是完全科學有效的。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。當混凝土封閉之后,當結構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,我們在結構設計過程中除了采取相應的加護措施,例如在構造過程中適當的對于屋頂和屋面采取一定的保溫材料,盡可能的使其溫度變化保持在可控范圍之內;同時對于那些交易受到溫度影響的部位,我們適當的采取一些特殊措施進行處理,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,在結構設計過程中選取預應力混凝土結構類型即可。

對于那些包含有地下室的結構類型,我們在構造的過程中應該盡可能的避免對其設置結構縫。在我們常見問題中,個別的沒有經驗的設計人員按照通常的設計標準對其進行設置,這樣設置是不合理的。例如:個別設計人員在設計過程中,常常在地下室與裙房之間的位置處對其設置沉降縫,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之上。但是在實際應用過程中這些沉降縫會帶來其他一系列問題,例如一旦設置沉降縫地下室與裙房之間很容易出現漏水滲水的問題,此外地下室與裙房之間的沉降縫設置問題處理起來非常復雜,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置沉降縫,應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,而且保證其不發生滲水的現象。

四、地基基礎設計

我們在地基基礎設計過程中,在對地基基礎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到一定的標準,例如我們在建設具有地下室的高層建筑時,應該從地下室以下算我們的基礎深埋深度,而不應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,其對應的承載力應該是不同的;其次,對承載力進行計算的過程中應該考慮莊身的抗壓、抗裂系數;再者,對于有地下室的房屋設計過程中,應該根據靜載實驗的結果確定和分析單樁承載力。

五、結論

我們主要從房屋高度,高寬比的范圍、結構布局不合理、結構縫設置、地基基礎設計四個方面對建筑工程結構設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。我們應該廣泛吸取國內外的經驗和教訓,通過我們大量的實踐,設計出安全可靠、經濟實用的建筑的結構設計。

參考文獻:

[1]譚仲毅.淺談超限高層的抗震設防措施——以廣東惠州富力麗港中心酒店為例[J].科技資訊.2009(17)

[2]洪建華,應有通,朱家棣.住宅建筑地下室主體結構防水工程設計與施工研究[J].住宅科技.2012(06)

[3]崔善仁.從汶川地震看建筑抗震概念設計[J].湖南城市學院學報(自然科學版).2010(02)

第9篇

關鍵詞:結構設計;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文獻標識碼:A 文章編號:

建筑結構設計的原則是:適用、安全、經濟、美觀,同時要便于施工。這5個方面各有所重,又互為矛盾,最優建筑結構設計是這5個方面的最佳結合。結構設計一般在建筑設計之后。結構設計不能破壞建筑設計,建筑設計不能超出結構設計的能力范圍。結構設計決定建筑設計能否實現,在這個意義上,結構設計顯得更為重要。

在建筑結構設計過程中,有一些具體的工程問題常常令結構工程師困惑。有些是規范(規程)沒有具體規定或原則規定而引起的問題;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量有著較大的影響,甚至影響結構的安全。這要求結構工程師對這些工程問題進行具體分析,妥善處理,力求反映結構的實際狀況,保證建筑物的安全、可靠。現結合具體工程實例,就結構工程設計中遇到的有關問題進行探討。

1 回填土質量問題

在建筑中,地下室或地下結構都要遇到回填土問題,回填土質量好壞,對結構的穩定性、結構的側移、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,施工完地下結構,然后土回填。某些地區用灰土回填,分層夯實,回填土施工質量往往難以保證。這有兩種原因,其一,灰土攪拌很難均勻,這需要較大的場地,因灰土量大有相當大的勞動強度;攪拌過程中,有一定的環境污染,在市區很難操作。其二,夯實過程中,臨近地下結構處和地下結構上的灰土很難夯實,易損壞地下結構。在結構計算中,地下結構部分一般作嵌固處理,如回填土質量不好,那就與實際情況相差較大。使結構的水平位移加大,穩定性降低,抗側剛度減小,影響結構的安全。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。如某郵電通信調度中心是一幢超高層建筑,地上39 層,地下3 層,結構高度138.6m。施工完地下結構后,用3:7灰土回填。主樓部分因基坑支護結構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,基礎埋深是否滿足規范?結構計算時地下結構是否算嵌固? 對結構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,處理相當成功,使用表明沒有發現地面下沉的現象,保證了結構的安全和建筑的正常使用。

2地梁問題

在框架結構中,地梁的設計是結構工程師經常遇到的。它的作用是,1)地梁與基礎連接,地梁對基礎起拉接作用,一定程度的調整基礎不均勻沉降;2)當基礎埋置較深時,地梁與框架柱連接,降底了框架柱計算高度,地梁對框架柱內力分析有一定的影響;3)地梁是支撐底層墻體的受力構件。地梁的受力狀態與普通的框架梁的受力狀態不同,普通的框架梁在荷載作用下,梁產生變形不受其他介質約束,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。由于土反力的復雜性,目前定量確定土反力和梁側土摩擦阻力還有困難。在工程設計中,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,地梁處沒有風力、地震作用,也沒有水平變形,按嵌固考慮。結構電算時,往往“底層層高”不高(即地梁與基礎頂面距離),形成“底層框架柱”為短柱或極短柱,使電算結果很不合理。第二種是把地梁不參與框架結構的整體計算,當作簡支梁,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———筒體結構、剪力墻結構中,框架梁鋼筋在剪力墻錨固是非常重要的,強節點、強錨固是抗震概念設計的重要一環。實際工程中常因為剪力墻厚度不夠,而導致鋼筋水平錨固長度不夠,不能滿足規范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。在剪力墻中設置暗梁,將框架梁縱向鋼筋錨入暗梁中,滿足規范的要求,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生水平向和豎向的內力和變形。鋼筋混凝土結構一般不計算溫度和收縮產生的內力,是因為建筑物的溫度和收縮參數難以確定,另外混凝土不是彈性材料,它有塑料變形、徐變、應力松弛。實際計算的內力遠小于按彈性結構的計算值,因此由構造措施來保證。當房屋長度超過一定限值時,規范要求設伸縮縫。伸縮縫縫寬規范沒有規定,理論上是由計算確定。在工程設計中,是由經驗確定。在建筑物中設收縮縫,給建筑處理和美觀帶來不利的影響,現有建筑物流行不設伸縮縫。一般有兩種措施來保證,一是設后澆帶;另一種是在混凝土中添加微膨脹劑來減少溫度收縮應力。如以上兩種措施聯合使用,綜合效果會更好。

第10篇

【關鍵詞】高層建筑;結構設計;《高層建筑混凝土結構技術規程》

1 剪力墻框支梁支放在剪力墻上的設計問題

《高層建筑混凝土結構技術規程》(以下簡稱《高規》)和《建筑抗震設計規范》對框支梁和框支柱的截面及配筋都有詳盡規定,但對框支梁支放在混凝土剪力墻上時卻未作任何規定或建議。事實上,當框支梁支放在混凝土剪力墻上時,相當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),參照高規有關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的剪力墻中按框支柱要求設置暗柱,進行構造計算和配筋;

(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定。按照文獻第8.5.8條,當樁基承受拔力時,應對樁基進行抗拔驗算及樁身抗裂驗算。但從設計狀況來看,承受拉力的時間與設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,其狀況或屬于“短暫狀況”或屬于“偶然狀況”。根據需要進行正常使用極限狀態設計;當為偶然狀況時。按偶然組合進行承載能力極限狀態設計或采取保護措施不致喪失承載能力。顯然,當按偶然狀況時,只要確保構件的承載能力不喪失,即為滿足要求:當按短暫狀況時,也只是“可根據需要進行正常使用極限狀態設計”,在這種情況下,也至多采用“頻遇組合”的效應進行正常使用極限狀態的設計,包括抗裂設計;至于最大裂縫控制,雖然短暫的裂縫對構件的耐久性稍有影響,但畢竟試樁結束后,作為工程樁將長期處于受壓狀態,即使試樁階段出現有裂縫現象也會在壓力作用下重新閉合。據此,在不影響試樁構件承載力的前提―卜,可以不計較構件的裂縫寬度問題。作為地下建筑箱體及基礎底板的抗浮計算。一般應包括箱體基礎面積的確定、箱體穩定、結構抗力及構件抗裂等內容。那么,如何考慮地下水浮力的作用以及基礎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應如何取用,以筆者對規范的理解略作闡述。

(1)首先應明確結構抗力及穩定均屬于“承載能力極限狀態”的范疇,而基底面積與構件開裂圾變形則屬于“正常使用極限狀態”的范疇。

(2)依據文獻,進行承載能力極限狀態設計時,應考慮作用效應的“基本組合”;進行正常使用極限狀態設計時,應根據不同目的分別選用“標準組合、頻遇組合及準永久組合”。針對不同組合,依據規范采用相應的分項系數則是很清楚的了。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,應當與永久荷載及其他可變荷載的作用效應進行比較后確定。

(3)一般情況下作用在基礎板上的荷載有以下幾方面內容:a.基礎板自重;b.基礎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。當進行基礎底板承載能力極限狀態計算時,根據“基本組合”計算上述各荷載的作用效應。

(4)基礎板下有樁基時的受荷關系。當基礎底板下設置樁基礎時,由于上部豎向荷載被樁平衡,此時的基礎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,應當就是可變的地基反力與水浮力之和。當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,基礎底板所受凈反力等于水浮力與基礎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,但此時基礎底板所受凈反力則應為零,即處于平衡狀態。

(5)考慮樁基沉降的基礎板受荷關系。一些設計者認為,由于樁基沉降,基礎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,應該與基礎板自重及與自重方向一致的基礎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系。

3 平面凹凸的寬度計算問題

《高規》有有關于平面及立面凹凸寬度的限制規定,之所以有這些規定,主要是考慮不規則平面或凹凸過大容易產生扭動及凹口應力破壞。針對較復雜平面的計算寬度往往出現爭議。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》分別規定了n,b,c,B與B的比值限定。B應理解為建筑平面的最大投影寬度,但當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呢?將B用建筑平面的折算寬度BT來表達較為準確,而折算寬度B按照等寬矩形平面的相等回轉半徑進行計算確定,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的設計問題

《高規》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,對其構造要求也有較大差別。而實際工程中又經常有因剪力墻厚度發生變化而改變構件的定義。例如原設計的一般剪力墻因層高、所在位置的不同,按照相應的構造要求改變了剪力墻的厚度,從而變為短肢剪力墻,或原為短肢剪力墻而改變為柱。這種情況下是否需要按改變后的構件進行設計?

(1)首先因構造要求的提高導致截面厚度的增大而改變構件的定義,這種情況下的構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,也不會對局部構件造成新的危害,原則上不必要提高原確定的結構抗震等級;

(2)從單根構件的比較來講,增大截面后的墻肢應較原構件的承載能力更高,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,使其受力性能發生變化時,應予以加強;

(4)需要注意,由于程序模型的設置問題,相同截面的墻與柱,其剛度相差很大,導致的外荷載作用效應等也相差很大。這種情況下,即便構件定義發生變化,在程序應用中不宜改變。

【參考文獻】

[1]李濟南.淺談高層建筑結構設計[J].江西建材,2006(4):22-23.

第11篇

關鍵詞:建筑;結構設計;問題;措施

中圖分類號: TU318文獻標識碼: A

一、建筑結構設計的主要內容

1、建筑設計的一般程序。一般情況下建筑物的設計程序為建筑結構設計、給水排水設計,電氣設計和暖氣通風設計等,建筑物的結構設計是建筑的基礎,是建筑設計中最主要的組成部分,只有將結構設計工作做好了,才能使得建筑物的功能更齊全。其結構設計主要分為建筑方案設計、建筑結構分析、建筑構件設計和繪制工程施工圖四部分。

2、建筑物結構設計的基本要求。建筑結構的設計是建筑設計的基礎,為有效保證建筑物的質量達到所需的要求,必須嚴格遵循以下設計要求對建筑物的結構進行設計:首先要對建筑物的結構構件的承載能力的極限值進行精準的計算,選擇承重能力強的結構構件;其次對多種構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建組合;最后要對建筑物的抗震性能進行研究設計,一般情況下我國的抗震設防烈度在6-9度之間,在對建筑物的結構進行設計時,要根據施工地區的房屋高度、結構類型和烈度進行分析,采用抗震等級不同的建筑材料和結構設計。

3、結構設計應該遵循的基本原則

3.1對建筑物結構構件的作用程度進行分類,對于整個建筑物來說,其具有的建筑結構構件的種類是繁多的,不同的構件在建筑物中發揮著自己的作用,也有多個構件協調作用的,按照建筑物構件的作用程度的輕重選擇合適的構件。

3.2在大多數建筑物的設計中都運用到層層設置的原則,尤其是建筑物的安全結構設計,在發生危險事故的時候人們可以通過多層建筑結構來抵抗風險,增強建筑物的安全性。

3.3要想使得建筑物的結構設計更科學,必須在建筑結構設計中遵循優劣互補的原則,太鋼的建筑結構變形能力差,這類材料做建筑材料的承重能力低下,容易被摧毀。太柔的建筑結構雖具備良好的承受能力,但變形過大對建筑物的造型和結構來說也是不可取的,只有對建筑材料的優劣性能進行互補才能制造出適用的建筑材料。

4、在建筑結構設計中,應該充分考慮以箱、筏作為基礎底板挑板的產生的陽角問題,還要進行大量的運算,對梁、板的跨度進行準確的計算,對主梁和次梁的加筋問題進行研究,并制定出相應的方案,此外,在高層建筑的設計中,還要考慮窗臺高度的設計是否合理。

二、建筑結構設計存在的缺陷

1、土地地基設計中存在的問題。通過對近幾年的建筑施工現場和施工技術進行調查發現,有許多建筑的施工監測結果都與實際的地質勘查報告不符,建筑設計師在設計前沒有考察施工地的地質情況,繪制出的施工圖不符合建筑規范要求,或者施工圖達到了要求,但施工方的具體施工工程與其不符,都會造成建筑設計的不規范。

2、設計質量不夠高。受職業道德平的影響,很多設計人員在圖紙制作時“偷工減料”,結構設計過于草率,施工圖中必須具備的系統圖、大樣圖、相關剖視圖沒有全部到位;對必須用圖紙反映的內容只標注“見圖集”、“由設備廠家確定”等,施工圖設計在言語表達上不清晰,對具體的施工設計不夠細致,難以對工程進行描述;而很多真實的設計依據、安全等級、耐火等級、設計參數、工程類別等問題未能交代清楚。

3、結構搭配不科學。設計師對結構設計沒有進行科學劃分,常會把底層設計為大空間,很少設置抗震墻。而上部砌體抗震墻多數與底部的框架梁、抗震墻難以對齊,使得結構體系分配不科學。而有的設計中抗震分類、場地類別沒有正確運用,給結構設計工作造成阻礙。在材料結構設計中,對于混凝土構件常常在性能指標上達不到標準,材料質量很差;對荷載取值未能根據標準設計,出現漏算錯算;少數結構設計與施工標準的合同未能達到一致,結構強度比計算低出很多,安全性能不達標。

4、建筑結構設計的質量不達標。隨著人口的增多,建筑業成為當前的熱門行業,許多建筑公司在進行建筑物結構設計的過程中,都會要求設計人員在制圖時“偷工減料”,施工部門對建筑結構設計的草率,使得建筑物的結構不夠細致,建筑物的耐火系數、安全系數、設計參數等各方面都不達標。

三、完善建筑結構設計的有效措

1、對土地地基設計的完善。為了有效解決在土地地基設計中存在的問題,在建筑施工前,設計人員要聯系相關部的人員對施工地的地質情況進行勘察,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,根據該地的地質特點設計出相應的建筑結構,在施工的過程中要對施工情況進行即時的監督,及時發現并處理問題,有效杜絕安全隱患的出現。在進行工程繪圖時,要充分考慮建筑底框結構的受力情況,選擇性良好的建筑材料,對建筑結構進行調整,增強建筑物的安全性。

2、從結構計算和構造上滿足規范要求

2.1 從結構計算角度,看結構計算應注意的問題:

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、建筑物用料與實際計算不符,基礎底板上多算或少算土重。

2.1.2 底框砌體結構驗算時就應注意:1) 底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結構,對具有薄弱層的底層框架混合結構,應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。2)底層框架混合結構的剪力分配不能簡單地按框架抗震墻的方法。因為底框架結構中只有底層框架抗震墻,應采用雙保險的方法,抗震墻承擔全部剪力,框架按剛度比例承擔剪力。剛度計算時,框架不折減,抗震墻折減到彈性剛度的20%~30%。3) 應考慮底層框架柱中地震作用產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整,將使計算值偏小。

2.1.4 以電算結果的正確性不能作出最終評價。目前結構計算大多采用結構設計計算程序進行計算,如何對計算結果進行分析、評價,是一個非常重要的方面。必須根據工程設計的經驗對計算結果進行分析、判斷,根據其正確與否,決定能否作為施工圖設計的依據。

2.2 從構造角度看應注意的問題:

2.2.1 注意構件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設計中既要保證建筑結構在地震發生時具有一定的延性,又必須滿足最小配筋的要求。

2.2.2 嚴格按照規范要求,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力引起的墻體開裂,必須采取有效的通風融熱措施。

2.2.4 按抗震構造要求設置的構造柱,應在整個建筑物高度內上下對準貫通,上至女兒墻壓頂,下至淺于500 毫米基礎圈梁,或伸入室外地面以下500 毫米,構造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規范要求。

3、對建筑結構設計質量的提高。隨著城市面積的增大,多層建筑設計成為建筑設計的主要方向,在對多層建筑進行設計時,對那些軟土層頂蓋層厚度大的建筑要尤為注意,高層建筑最常出現的現象就是建筑下沉,所以在設計時應該把建筑基地的夯實當作施工重點,對建筑結構設計及設計材料的質量進行綜合的考慮,有效保證建筑設計中工程指標達標,綜合采用多種有效的解決措施,對建筑結構設計方案進行有力的分析,確定出最佳的設計方案,從而有效提高建筑結構設計的質量。

結束語

設計工程師要從整體的設計入手,不斷反思總結實踐中出現的問題,從設計計算、設計角度、抗震設計等方面入手,嚴格遵循建筑結構設計的原則,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構,不斷提高建筑工程的質量,確保建筑的成功投入。 

參考文獻

第12篇

關鍵詞:建筑工程;結構設計;常見問題

1 建筑結構設計概述

1.1建筑結構設計的基本要求

首先,要對結構設計進行計算。在進行結構設計時,必須對構件進行極限承載能力的計算與驗算,當結構上有多重作用共同發生時,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構組合。

其次,要對結構設計的抗震性進行選擇。在我國,建筑結構設計的抗震設防烈度一般為6~9度,在進行結構設計時,必須根據當地的地震烈度、建筑的高度、建筑的結構類型等,按照不同的抗震等級來對建筑結構進行計算和設計。

1.2建筑結構設計的原則

建筑結構的設計必須要以“安全、適用、經濟、美觀、方便施工”為原則。只有對這五個方面進行完美的結合,才能設計出最優秀的建筑結構,這是建筑結構設計的最終體現,也是建筑結構設計人員要努力實現的終極目標。

2 建筑結構設計的常見問題及應對措施

2.1屋面梁與配筋設計的常見問題及應對措施

⑴屋面梁與配筋設計的常見問題

首先,在屋面梁中設計的配筋數量不夠。在進行結構建模時,部分設計人員由于責任心不強、貪圖便利等原因,直接使用下層梁的設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,根據這個計算結果設計的配筋數量就比較少,當屋面梁受到溫差變化、混凝土收縮作用或受力作用時,就會因為配筋的數量太少而出現較大寬度的裂縫[1]。

其次,受扭的屋面梁未設計必需的腰筋。在屋面梁的設計中,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力時能夠避免在梁腹部分產生過大的裂縫,通常都會在高度超過45cm的梁腹板上增設腰筋,腰筋的間隔要控制在20cm以內,并以拉筋的方式將腰筋勾連起來。而對于受扭的構件,根據《混凝土結構設計規范》中的相關規定,在受扭構件中,受力鋼筋的縱向間隔必須控制在20cm以內,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構設計時,由于設計人員的馬虎大意,往往容易將其作為一般的梁進行配筋設計,而不是按照受扭屋面梁來設計配筋。

⑵屋面梁與配筋設計的改善措施

首先,屋面主梁在次梁處合理增設附加筋。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附加筋,但對于梁下部的集中力則必須增設附加筋。對于梁截面高度范圍內的集中荷載,應當根據實際情況來決定是否增設附加筋:如果次梁荷載比較大且跟主梁截面相差不大時,應當增設附加筋;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,也可以不增設附加筋。附加筋一般是優先采用箍筋[2]。

其次,合理選擇屋面梁的跨中正彎矩放大系數。跨中正彎矩放大系數主要用于具有較大樓面活荷載的多層建筑中。當屋面梁的設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。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,現在比較普遍的做法是,把永久荷載跟樓面的活荷載結合起來,并取1.2的跨中正彎矩放大系數進行計算。

2.2樓層平面剛度設計的常見問題及應對措施

⑴樓層平面剛度設計的常見問題

在對樓層平面的剛度進行設計時,部分設計人員連最基本的結構觀念也不具備,或是沒有對結構布置必要的措施,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確,從而導致樓層平面剛度的計算也不準確,由此而進行的樓層平面剛度設計必然會出現各種不安全、不合理現象,如結構的組成不安全、部分結構或構件的安全儲備過大等現象[3]。

⑵樓層平面剛度設計的改善措施

針對樓層平面剛度設計出現的以上問題,為了使設計時的計算結果能夠真實反映出結構的受力狀況,以避免出現根本性的失誤,在條件允許時,應當盡量把樓層設計成剛性的樓面。

首先,在確定設計方案或是進行建筑設計時,要盡可能地避免選擇帶有變形平面的樓層結構,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,從樓面的結構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計方案,或是建筑在使用功能上確實是有需求的,當樓層平面無法設計成剛性樓面時,可以在結構布置和配筋方面來盡可能地完善樓層平面的剛度,達到接近或滿足剛性樓板的效果,如增設一些連續性的梁板、在大開洞的洞口邊設置暗梁邊梁、增加連續梁或暗梁邊梁的配筋數量、采取雙層配筋或斜向配筋等。

2.3砌體結構設計的常見問題及應對措施

⑴砌體結構設計的常見問題

在砌體結構設計中,比較常見的問題剪力墻砌體結構的挑梁出現裂縫。剪力墻砌體結構即上部為多層砌體、下部為鋼筋混凝土框架的結構,多應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構。這種類型的砌體結構主要就是為了實現空間的經濟性,所以有的設計者由于片面追求建筑的使用面積,將每一層都設計了挑梁,并把二層以上的一部分橫墻、外層挑墻設置在懸挑梁上,致使底層結構的挑梁由于承載而產生裂縫[4]。

⑵砌體結構設計的改善措施

首先,合理選擇砌體填充墻的周期折減系數。選擇合理的周期折減系數,可以在不改變結構自振特性的情況下,使地震的影響系數得到改善。一般情況下,周期折減系數可在0.6~0.7的范圍內選取;當砌體填充墻較小或是砌塊較輕時,則在0.7~0.8范圍內選取;當砌體全部使用輕質墻體板材時,則選擇0.9的折減系數。

其次,合理布置橫墻承重的結構。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構。當房間面積較大時,可將樓板沿著縱向設計,并在縱深方向的縱墻上設計支承梁,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構。混合承重結構是由兩種結構體系混合組成的,如局部框架砌體結構、內框架砌體結構、底層框架砌體結構等,組成它們的兩種結構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。但由于混合承重結構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區應用得比較多。

3 結論

綜上所述,隨著社會的不斷發展,人們對建筑功能的要求也越來越高,建筑結構設計人員必須對設計中的常見問題給予足夠的重視,并制定出相應的解決措施,使建筑結構的設計更加地科學、合理,以促進我國建筑結構設計水平的不斷提高。

參考文獻:

[1]吳冬生.建筑結構設計的常見問題淺析[J].科技致富向導,2012(22).

[2]黃彥計,婁霄楠.淺談建筑結構設計的常見問題及對策[J].中國房地產業,2011(3).