前言:我們精心挑選了數篇優質房屋建筑及結構設計文章,供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發,助您在寫作的道路上更上一層樓。
關鍵詞:房屋建筑;設計原則;方法
中圖分類號: TU318 文獻標識碼: A 文章編號:
建筑是凝固的藝術,隨著我國國民經濟的高速增長,帶動了建筑業的快速、持續的發展。同時,隨著社會經濟的發展和人們生活水平的提高,對建筑結構設計也提出了更高的要求。房屋建筑結構設計質量的好壞,直接關系到建設使用者的生命與財產安全,高質量的建筑結構設計能夠贏得廣大人民群眾的一致好評,能夠幫助企業樹立良好的社會信譽和品牌形象。因此,房屋建筑的結構設計是至關重要的,設計人員一定要嚴格遵守相關設計規范和標準,堅持正確的設計原則和方法,尤其是對于房屋建筑物的關鍵部位要給予重點關注,確保建筑結構設計工作的水平和質量,為房屋建筑工程項目的順利開展和高質量施工奠定良好的基礎。
1 房屋建筑結構設計原則
房屋建筑結構設計的最根本目標就是要保證房屋建設項目的實用性和安全性,更好的滿足建筑用戶對建筑物的各項需求。如果無法保證建筑的結構設計水平,輕則會影響到建筑物的使用壽命,嚴重的甚至會引發不同程度的建筑安全事故,造成不必要的生命財產損失或經濟糾紛。建筑結構設計人員在實際工作中,一定嚴格遵循以下幾點:
1.1 善于把握建筑結構設計的重點和難點,做到“抓大放小”,增強設計工作的針對性,對于房屋建筑的關鍵部位,如基礎、屋頂、樓梯等,一定要投入充足的時間和精力,確保建筑物關鍵環節的設計質量。
1.2 要通過多項設計舉措,確保房屋建筑結構設計的安全性。安全是建筑結構設計過程中需要考慮的第一要素,只有在設計環節構建多條安全防線,才能更好的保證建筑用戶的人身安全和財產安全。
1.3 房屋結構設計要堅持“打通關節、保持平衡”的原則。這主要是為了使建筑長期處于原始的靜態下,因為當建筑物內部力量不均衡時,建筑物構建之間的靜態平衡也將被打破,這時建筑物的整體結構和穩定性就會發生變化,建筑結構設計人員在設計過程中一定要考慮到這種情況,通過有效的設計措施和方法,避免建筑物構件相聚后導致的靜態失衡。
1.4 房屋建筑結構設計還要堅持“剛柔相濟”的原則,這有助于建筑物綜合職能的實現和發揮。如果房屋建筑結構剛性太強的話,那么變形能力就越差,當一個強大的摧殘力(如地震)在一瞬間襲擊時,房屋建筑需要承受的應力相當的大,首先房屋建筑結構局部破壞,最后整體全部毀滅;而太柔的房屋建筑結構雖然具有很好的形變能力,可以很好地削減外力,但容易造成形變過大而無法使用甚至全體傾覆。對于一個房屋建筑結構體系而言,剛度和柔性要保持適中的比例,這需要具體問題具體分析,需要綜合考慮各種因素,如當地的地質、水文、氣候等因素。
2 房屋建筑結構設計的基本方法
2.1 結構平面圖的設計
設計人員在進行結構平面的設計與制作時,首先要做的就是對房屋建筑的施工環境和地質環境進行考察,增強結構平面圖設計的針對性和合理性。當房屋建筑位于抗震設防烈度在七度以及以上區域時,建筑結構設計人員必須通過計算機的結構軟件進行建模計算。而當抗震設防烈度低于七度時,結構設計人員可以在遵守基本抗震規范的基礎上,不進行建筑截面的抗震驗算。因此,這時建筑設計人員可以不通過計算機結構軟件進行建模計算,而是采取直接設計的方式,這有助于提高房屋建筑結構設計的效率。但是,設計人員必須對房屋建筑結構的局部受壓情況和整體受壓情況進行綜合考慮,確保結構平面圖的設計效果和設計質量。
2.2 樓梯結構設計
房屋建筑設計人員在進行樓梯結構設計時,要注意以下幾個問題:(1)對于樓梯在個別位置上的不適,可以使用折板樓梯。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;(2)樓梯高度的設計必須符合房屋建筑的基本要求,并保持各個樓層在位置上的一致性;(3)要確保建筑樓梯設計的擾度;(4)要避免首段梯板基礎的沉降,必要時可以增加梯梁的設計,提高首段梯板基礎的應力;(5)要重視梁下的凈空要求和樓梯梯板的寬度。
2.3 屋頂結構圖的設計
當房屋建筑的屋頂結構是坡面時,主要使用折板式和梁板式兩種結構處理方法。其中,在房屋建筑的屋脊線和坡度相對簡單、板跨度較小、建筑平面比較規整的情況下,一般使用折板式,相反的情況下一般采用梁板式,兩種結構設計方法都是偏心受拉構件結構,要注意板配筋的處理方式和板厚的設計厚度。同時,為了便于建筑施工人員對結構圖的準確理解,結構設計人員必須要有足夠的結構設計意識和空間概念,對房屋建筑的整體功能和設計需求有一個整體上的把握,注重同建筑施工人員的溝通與協調。例如,在設計梁板的折角時,鋼筋的布置應有大樣示意圖;坡屋面板的平面畫法,應盡量采用大樣詳圖和剖面示意圖相結合 的方式。
2.4 基礎結構設計
作為房屋建筑的基礎,其設計的重要性不言而喻,設計人員在對建筑施工環境進行充分調研、選擇合理結構基礎的同時,還需要做好以下幾點:(1)要根據房屋建筑結構使用壽命和結構耐力的各種要求,選擇合理的混凝土標號;(2)在建筑基礎的配筋設計環節,要合理控制基礎的配筋率;(3)在設計條基交接部位的鋼筋設置時,建筑結構設計工作人員要注重標準圖和詳圖的選用,確保建筑施工人員能夠更好的理解設計意圖;(4)不能反復利用條基交叉處的基底面積,并嚴格控制建筑基礎的寬度,尤其是在房屋局部墻體中有較大荷載時,同樣需要對基礎的寬度進行調整;(5)在對建筑基礎的構造柱進行設計時,要確保其定位的準確性和合理性。
2.5 大樣詳圖的繪制
在對建筑詳圖進行準確繪制的前提下,大樣詳圖的繪制可以以建筑詳圖為參考依據,也可以以前期的詳圖為基礎進行完善。其中,建筑結構設計人員不容忽視的問題是,一定要確保建筑結構在整體和局部上的受力合理性以及建筑施工的方便性,確保后期建筑施工工作的順利開展。同時,對外形尺寸和標高的繪制,也要確保其與建筑專業在協調上的一致性。
2.6 抗震結構設計
對一般多層砌體住宅結構,應優先采用縱橫墻共同承重或橫墻承重的結構體系:縱橫墻的布置要做到均勻對稱,沿平面內宜對齊,沿豎向應上下連續。而對應鋼筋砼多、高層結構住宅,則需要注意以下兩點:(1)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;(2)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。
3 總結
隨著我國社會經濟的發展,城鎮化戰略的貫徹與實施,房屋建筑建設與結構設計的數量和規模還將進一步擴大,作為決定企業經濟效益和建筑物整體質量的關鍵環節,建筑結構設計人員一定嚴格遵守結構設計的相關原則、法規和標準,堅持正確的建筑設計方法,對于在建筑結構中出現的問題和難點,有及時采取有針對性的整改措施和應對策略,確保房屋建筑工程項目的正常運轉,促進房屋建筑工程經濟效益和社會效益的順利實現。
參考文獻
[1]孫玲玲, 閆金環. 淺談房屋建筑結構設計要點[J]. 科技促進發展(應用版), 2011,(04)
[2]邢貴龍. 建筑結構概念設計的優化措施分析[J]. 中國新技術新產品, 2011,(01)
關鍵詞:建筑結構設計設計方法問題分析
Abstract: With the rapid development of China's national economy, the improvement of people's living standard, the development that the building industry, but also to meet the people's life and material needs. Although there are significant to improve the development of housing construction, but the construction industry structure design is the existence of common problems. In order to improve the development of city, people's living needs, should be of advanced technology to strengthen the better, the building structure design to the development of safer and more reliable direction.
Keywords: building structure design; design method; problem analysis;
中圖分類號:TU3文獻標識碼:A文章編號:
引言
隨著經濟的不斷發展,人民生活水平的不斷提高,城市的發展也是日新月異,新建筑的建設如雨后春。房屋建筑功能不斷完善,造型上新穎別致,眾多因素導致工程設計也變得復雜起來。高房價和選擇面的拓展使得百姓在購房時更是對房屋的外觀、性能、質量等方面抱有較高的期待。房屋建筑結構設計的理論朝著先進水平不斷發展,將先進的術不斷的應用于實際,在實際中不斷加強完善。研究強度高、材質輕、綠色環保的新型建筑材料,應用于房屋建筑的結構設計中去,提高屋建筑的安全性、適用性,使得房屋建筑結構設計朝著可靠、實用、經濟的高性價比方向發展。
1建筑結構設計的基本概念
建筑結構設計是建筑設計的重要組成部分,它建立在建筑設計的基礎上,根據建筑工程的實際功能及使用情況,確定建筑物的結構類型和結構體系,進行結構設計分析,再以分析結果和相關結構設計規范為依據,進行施工圖設計。建筑結構設計主要包括方案設計,結構選型,結構計算與分析,構件設計,施工圖繪制這幾部分。
2建筑結構設計的基本方法
2.1關于平面結構圖的設計
在平面結構圖的繪制進行中,首先要考慮的是在運用結構設計軟件是否要進行建模。比如有一建筑基地位于抗震輻射地區的時候,我們就要以是否符合抗震措施的基本要求來規定抗震設計規范是否可以使用建模軟件。但是有一些建筑物是不需要軟件來建模的,可以直接進行設計,如砌體結構的建筑物,雖然此建筑物可以直接設計但還要考慮建筑物整體與局部受壓的問題。但是,如果時間允許我們最好還是采用軟件建模進行設計比較好。
2.2關于屋頂結構圖的設計方法
當把建筑建成是坡面的時候,結構設計圖有兩種方法——梁板式和折板式。梁板式的結構一般是用于建筑面不是很規整、板跨度比較大的坡屋面;而折板式則是與與梁板式相反的建筑結構設計當中。一般梁板式和折板式的板的厚度不能小于120毫米那是因為梁板式和折板式的結構是受拉構件的。
2.3基礎的設計方法
首先應根據地基復雜程度、建筑物規模和功能特征以及由于地基問題可能造成建筑物破壞或影響正常使用的程度,確定地基基礎設計的等級。高層建筑的基礎選擇應考慮以下條件綜合各方面因素選定:(1)上部結構的類型、整體性和結構剛度;(2)地下結構使用功能要求;(3)地基的工程地質條件;(4)抗震設防要求;(5)施工技術、基礎造價和工期;(6)周圍建筑物和環境條件。在進行高層建筑基礎方案選擇時,應進行多種基礎方案的分析比較,選擇出既安全可靠又經濟合理的基礎形式。在進行基礎設計時,為確保建筑物的安全和正常使用,必須滿足下述方面要求:(1)基地壓力小于或等于地基的允許承載力;樁基礎或復合樁基礎要求基地總荷載小于或等于樁基承載力與樁間地基土承載力的總和。(2)地基計算變形量小于建筑物允許變形值。(3)水平力作用時滿足穩定性要求。(4)為保證高層建筑在垂直載荷和水平載荷作用下的穩定性,高層建筑基礎應滿足一定的埋置深度要求。在確定埋置深度時,應考慮建筑物的高度、體形、地基土質、抗震設防烈度等因素。埋深從室外地面算至基礎底面,宜符合下列要求:a 天然地基或復合地基:埋深大于等于建筑物高度的1/15。b樁基礎:埋深大于等于建筑物高度的1/8(樁長不計在內)。
在滿足地基承載力、穩定性要求并滿足基地零應力區要求的前提下,基礎應盡量淺埋。
3當前房屋建筑結構設計中的常見問題
3.1樁間距過小樁間距過小,不滿足規范對樁的最小中心距的規定。特別是試樁、錨樁之間的間距,往往被設計人員忽視,這直接影響了試樁結果的正確性。
3.2樁身鋼筋籠長度不足對擠土灌注樁,樁身鋼筋籠長度沒有穿越軟弱土層的層底深度,不能滿足樁基規范第4.1.1.2條“對于沉管灌注樁,配筋長度不應小于軟弱土層層底深度”的規定,這也是工程設計中常見的問題。
3.3房屋高度、高寬比超過現行規范、規程的限值現行的規范、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(一般降低20%)。
3.4結構布置不合理、不規則結構盡可能規則,結構的布置才能更趨于合理,這是結構設計中十分重要的環節,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。
3.5結構縫設置不合理,縫寬度不足對于超長建筑物,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。
4結語
總之,結構設計是個全面、系統的工作,需要設計人員具備扎實的理論知識功底,靈活創新的思維和嚴肅認真負責的工作態度。設計人員要從一個個基本的構件算起,做到知其所以然,深刻理解規范和規程的含義,并密切配合其它專業來進行設計。設計人員應有較好的力學知識,具備較強的手算能力,不要一味的依靠軟件,以概念設計為主,提高民用建筑結構設計水平,確保建筑設計質量不斷提升,努力做到民用建筑的結構設計工作更安全、更適用,更美觀。
參考文獻:
[1]紀榮洋,王文可.潘可明《建筑結構設計經驗探討》[J].低溫建筑技術.2008(5).
[2]于桂萍《關于多層建筑結構設計中的主要問題分析》[J].中國高新技術企業.2008(22).
[3]莫雪輝《深度探討如何提高建筑結構設計水平》[J].科技資訊.2008(28).
[4]YL.Xu, Q.He, J.M.Ko, Dynamic response of damper-connected adiacent buildings under earthquake exciation, Engineering Structures 21,1999:135-148.
關鍵詞:房屋建筑;結構設計;常見問題
中圖分類號: TS958 文獻標識碼: A
引言
隨著城鎮化進程的不斷推進,我國建筑行業取得了輝煌成就。樣式新穎的建筑拔地而起,為城市增添了諸多鮮活的色彩。與此同時,建筑結構安全也引起了人們越來越多的關注。因為建筑結構設計是保證結構安全的核心,它直接關系著人們的生命財產安全甚至社會的和諧發展。因此,對房屋建筑結構設計常見問題及相應解決對策的探究已是刻不容緩。
一、建筑結構設計中存在的問題
1、建筑結構設計圖紙過于簡單、混亂
隨著結構設計項目的不斷增多,設計人員忙于任務,疲于業績,難免責任感下降,圖紙簡單、混亂。有的結構圖紙甚至標高都沒有明確標注,或者標注標高與建筑標高不一致;有的結構圖紙復雜部位的大樣不清晰,結構大樣與建筑大樣不一致;或者隨意錯誤選用圖集,不注意圖集的適用范圍和適用條件,套用其他工程的大樣圖與說明,如此等等,都會造成結構圖紙與設計項目不符。
2、基礎設計不合理
基礎設計是建筑結構設計的重要基石,有的設計人員忽視地勘報告的重要性,不仔細閱讀地勘報告,只關注個別計算參數,使得地基基礎設計條件與實際地質條件不吻合,從而造成嚴重安全隱患。有的設計人員未仔細閱讀地勘報告中的圖形文件,錯誤的定義基礎底標高,使得基礎未能置于地勘報告提供的持力層上。結構圖紙對于持力層的絕對高程及地質情況、地下水位未做明確說明,造成施工單位按相對標高施工,基礎未置于設計持力層上。對于需要處理的地基,結構圖紙未給出詳細的處理范圍、處理深度、處理方法,致使施工單位隨意處理,處理后的地基承載力達不到設計的要求。
3、地下室設計不嚴謹
在結構設計中,地下室的設計起著至關重要的作用。有的設計人員忽視地下室設計的重要性,單純依靠軟件進行設計。結構圖紙的錯誤使得地下室外墻的水平鋼筋和豎向鋼筋布置出現紕漏,造成地下室設計不安全。此外,忽視地下室結構的環境類別及地面上的荷載作用,錯誤的選取鋼筋的保護層厚度,使得設計鋼筋偏小,從而造成安全隱患。
4、錯誤的使用結構設計軟件
結構設計軟件只是一種輔助設計工具,有的結構設計人員過度依賴軟件,忽視了概念設計,造成結構設計不合理;有的設計人員不了解結構設計軟件原理及基本假定,造成基本假定和實際受力情況不一致,致使結構圖紙未能完整反應結構設計軟件的假定,如圖紙未注明嵌固端的位置、底部加強區的位置等。
二、建筑結構設計策略
1、提高設計人員的責任感
出現上述問題最根本的原因是設計人員責任意識淡薄。根據建設部《建筑工程五方責任主體項目負責人質量終身責任追究暫行辦法》(建質〔2014〕124號)規定,設計單位項目負責人在工程設計使用年限內,承擔相應的質量終身責任。因此,設計人員應該意識到設計質量問題的嚴重后果,從我做起,對自己負責,對工程負責。
2、完善設計單位管理機制
設計院對結構安全設計起著關鍵作用,應有完善的管理機制。一套完整的結構圖紙,應經過結構設計人員的精心設計、制圖人員的仔細繪制、校對人員的細心校對、審核人員的認真審核,方可制成藍圖。送報審圖中心審查通過之后,才能成為施工的依據。
3、加強地基基礎,做好地下室設計
設計人員接到工程設計任務之后,要仔細的閱讀地勘報告,要明確建筑物相關范圍內的地質條件,尤其要注意地勘報告中的地基承載力、土層分布、地基土的腐蝕性、地下水位以及凍深及軟土地基等。
對于需要處理的地基,要根據《建筑地基處理技術規范》的相關要求,結合地勘報告提供的建議,繪制處理范圍圖,并提出處理方案、相關要求及施工應注意的事項。
結合結構類型及地基條件選擇合理的基礎類型。獨立柱基礎適用于上部結構荷載較小、地基條件較好的情況;條形基礎能夠將上部結構較好的連接成整體,減少差異沉降量;十字交叉條形基礎比條形基礎更能增強基礎的整體性,適用于地基土質較差或上部荷載在兩個方向分布都不均勻的的房屋;當地基土質較差,采用條形基礎不能滿足地基承載力和上部結構容許變形要求時,可以采用筏板基礎;若上部結構傳來的荷載很大,需要進一步增大基礎的剛度以減少不均勻沉降時,可以采用箱型基礎;當地基的上層土質較差、下層土質較好,或上部結構的荷載較大以及上部結構對基礎的不均勻性敏感時,可以采用樁基礎。
認真設計,仔細制圖。仔細核對建筑標高、結構標高,基礎底標高及持力層的高程,確保基礎置于設計持力層上。
對于地下室的外墻,應分析受力狀態,合理的布置鋼筋。根據《建筑地基基礎設計規范》相關要求,確立地下室外側圖上荷載的取值;結合圖集《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖11G101-1》的相關要求,確定地下室外墻的保護層厚度及鋼筋的布置。
4、認真研讀圖集,合理選用
國家標準設計圖集是結構設計及施工非常重要的參考依據,也是對結構設計圖紙的一種補充。因此,加強學習顯得尤其重要。學習圖集要結合自己的工作經驗、相關的規范要求,理解圖集的真實意義。對于圖集中給出的多種做法,要根據圖集要求和工程實際做出選擇。例如,《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖11G101-1》給出的“封閉箍筋及拉筋彎鉤的構造”就給出了三種做法。如果結構圖紙不做出選擇,施工人員就可能任選一種。但是三種做法中只有第三種才能滿足《建筑抗震設計規范的要求》6.3.9條的要求。
圖集中的大樣都有相應的適用條件,因此在選用過程中要結合工程的實際情況合理選擇。選用圖集時,要理解圖集大樣的受力情況是否與圖紙結構受力情況相符合。例如,《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖11G101-1》給出的板開洞與洞邊加強鋼筋構造做法中,特別注明適用于洞邊無集中荷載的情況。如在洞邊有集中荷載而又錯誤選用圖集做法,則會引起樓板裂縫甚至發生局部坍塌的危險。
5、了解結構設計軟件的基本假定,獨立核查計算結果
結構設計軟件作為一種輔助設計工具,有很多的局限性。在使用之前,要先熟悉軟件的基本假定和設計原理。例如,結構設計常用的PKPM軟件,陣型分解法給出了“側剛計算方法”和“總剛計算方法”,兩種方法都有各自的適用條件,當有彈性樓板或有不與樓板相連的構件時,采用“側剛計算方法”時,誤差就會偏大,從而影響結構安全。
因此,在設計工作開始之前,首先要進行結構的概念設計,然后進行初步的結構布置。完成這兩個步驟之后,再采用結構設計軟件進行試算。完成試算之后,要結合工程經驗對結構計算進行校核。
結構軟件輔助設計完成后,要進行施工圖的繪制,然后再根據計算機的計算結果校對構件的配筋及截面。
結構施工圖完成后,各個專業要進行會簽。此時,要特別注意與建筑施工圖、設備施工圖的核對,看是否有尺寸錯誤、洞口對不上、大樣不一致等情況。結構圖自身也要有仔細的自我校對,校對是否有前后尺寸不一致以及說明和圖紙不一致的情況。
三、結束語
結構施工圖設計是結構工程非常關鍵的一環,是施工的重要依據。因此,結構施工圖要確保準確無誤,要確保結構的安全以方便施工。設計人員要有較強的責任心和使命感,為建筑業的發展做出自己的貢獻。
參考文獻: