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摘要:改革开放以来,建筑行业开始进入红利期,对于建筑行业来说,要保证建筑成品的质量符合验收标准,最重要的就是做好建筑结构设计。本文就简要分析建筑结构设计中的一些注意问题。
关键词:建筑;结构设计;问题
前言
在建筑实践的设计工作中,由于各种技术原因,结构中的设计师容易失误导致建筑砌体的基础结构设计、屋面建筑梁和柱的配筋、建筑物的主体平面结构刚度的合理计算和基本设计原则、构造中柱箍和配筋的合理使用等各个环节上可能都会同时发生一些设计错误。
1建筑结构设计概述
什么是建筑结构设计呢?简单来说建筑结构设计就是对整个建筑的整体布局,内部结构,所需材料以及建筑成本进行方案设计。建筑结构设计决定了整个建筑工程当中的整体结构元素包括施工方案,内部结构计算工程,造价计算,以及材料消耗预算。一个建筑工程项目由多个子项目所组成,每一组结构部分都需要有着完善的设计方案作为支撑。一旦工程结构设计出现问题就会造成工程施工的被迫暂停,甚至因为结构设计不合理在验收阶段造成整个工程的返工。建筑结构设计还包含整个建筑的的人工投入、建筑材料投入、机械投入等建筑预算。总的来看,建筑结构设计在整个建筑过程中的意义非凡。试想如果一个庞大的建筑工程中没有做好建筑结构设计,那么整个建筑工程的与同类建筑产品的竞争力、建筑水平等方面都没有办法得到完全的保障。要想在无形之中提高整个建筑工程质量和水平,就要做到重视建筑结构设计,并伴随着建筑行业的不断发展进行不断的完善、不断强化,只有这样才能使整个建筑工程做到因地制宜、与时俱进,才能达到整个建筑过程结构设计中安全性、科学性、合理性等各个方面的不同要求的有机结合[1]。
2建筑结构设计需注意的问题
2.1底层框架——剪力墙砌体结构挑梁裂缝问题
底层砌体框架分为剪力墙墙或砌体框架结构的高层房屋主要用途是在泛指建筑基础上的各个底层均部分为砖砌钢筋混凝土砌体框架-多层剪力墙砌体结构,上部均部分为多层框架砖墙或砌体框架结构的大型高层建筑房屋。该类型的房子大多数主要是适见于市区沿街的大型酒店、住宅、办事处大楼,下部的公共基础设施建筑大多为大型商店,餐厅、邮局等具有空间性的高层房屋,上部则为小型的三开间的单层砖木或大型多层砼砖木结构。此类高层建筑主要目的是为了能够解决建筑基础和下层所能急需的一种相对比较经济的大型高层建筑空间而进行建造的高层房屋。部分建筑设计工作人员为了有效追求单一高层建筑物内部立体平面的整体造型而特意设计了悬挑梁,各层都为此设计了非常有效的挑梁,但是在实际挑梁结构设计中的由于底层砌体挑梁所临时承载的挑梁裂缝普遍存在,此类砌体挑梁结构设计与所临时出现的挑梁裂缝在一些临街采用砌体挑梁结构的高层房屋中相对较为常见[2]。
2.2砌体结构布置方式及抗震分析
住宅采用矩形横墙设计作为住宅承重建筑结构的整体布置:一般来说住宅为一个矩形建筑平面,其中整个横向的轴承刚度需求要远大或小于住宅建筑物的整个纵向轴承刚度,因此住宅拥有了占足够多数的矩形横墙,是用于改善住宅建筑承重结构耐冲击和增强抗震腐蚀性能的一个主要设计方法。由墙体震害强度分析结果可知,墙体大部分均被剪切冲击损伤,因此,为了同时改善位于横墙的墙体抵抗剪切冲击力的能力,必须同时改善其纵墙抵抗剪切冲击的能力强度。主要的解决措施之一就是通过不断提高横梁材料的使用强度和等级,增加对横梁幕墙的一个轴向支撑压力。为此,应尽可能地尽量使得承重横墙隔断建筑物结构成为一个承重与横墙隔断功能相结合的保护墙。
用于采用纵、横纵向墙面共同作为建筑承重点的高层建筑物。当然在房间比较大的一个地方,设有一根沿着大门进出口深度倾斜方向的梁支承于纵墙上,使得这个纵向的墙得以承重。由于高层楼板沿横墙纵向倾斜搁置,故容易形成了楼板横墙的横向承重,并且楼板横墙之间的隔层缝隙不入,一般这种情况下横墙可以很好地完全满足楼板耐震性的设计要求,同时由于楼板纵墙也可能会因为楼板轴承和压力的相互作用而难以提高其它的抗震耐剪性。
另一种类型建筑设计方案则主要是横向纵墙的建筑承重和横向纵墙的承重中轴线沿着一个竖向相互分叉交替地进行布置,该类型建筑设计方案的实际建筑运行使用情况信息并非很少。
采用纵墙体的承重结构。该种布置设计方案,横墙之间的空隙大、长度少,且轴向压力较小,故对于抗震不利;由于纵墙过多容易造成弯曲损坏,宜谨慎地进行选择。
钢筋混合件承重机械结构的布置。这种布置方法可以分为多种,例如内框架砌体结构、基础外框架砌体结构、基础外框架砌体结构以及局部框架砌体等。这种结构体系包括两种类型的结构材料具有弹性模量和动力学性能差别巨大的两种结构体系所组成,因而并非一种优质的抗震性能结构。但因为它能够完全满足各类建筑物的使用需求,提供更多的使用空间,且它具有结构上的经济、便于施工,应用也比较广泛。总之,选择何种类型的砌体结构在建筑物抗震主体结构设计过程中的一个关键环节,应从主体抗震概念设计角度入手,综合考虑建筑物在实际使用的功能、技术、经济以及施工过程中的特点来进行选定[3]。
2.3楼层平面刚度的问题
一些建筑工程在对于楼板和地下室缺少基本的建筑结构理论和观念,或者建筑物的结构布局缺少必要的措施而进行计算时,就会使得建筑工程师和人员采取这些措施。虽然该程序的编程方式在数学和力学模型上已经完全成立甚至准确而无误,但在判断和确定建筑物楼板的变形水平程度上却很难真正做到精确。作为一个计算的重要前提均未能"准确",就不太有可能再去指望它所得的结果将"正确"。据此所研究的结构设计必然也会存在结构中的不安全组成或者是结构中的某些零部件或者是构件的安全资料储备量过大的情况。
2.4屋面梁与配筋的问题
装修房间的外墙屋面和横梁配筋量过少。当上层主体梁钢结构工程施工需要进行直接建模时,设计师为了方便使得上层屋面主体梁直接建模可以同时拷贝上一层主体梁的建模尺寸。由于建筑屋面上横梁的最大荷载相对较小,计算出来的科学结果必然是横梁配筋孔的数量不多,这样就可以使得建筑屋面的横梁裂缝在不受气候变化条件以及温度的不断变化、混凝土的超强收缩能力及其他承受力等因素影响下,由于横梁配筋数量比率相对过低从而导致横梁裂缝的最大宽度可以增加得更大。
由于主梁受到压扭的主体屋面比主梁高而缺乏必要的主梁腰部钢筋。对于一般的拉筋梁,为了使其能够有效保持主梁钥筋支撑骨架的运动稳定性和运动刚度,同时也为了使梁能够有效承受梁中气体的流动温度和气体收缩时的应力以及为了能够有效防止新的梁腹板高度出现过大的拉筋裂缝,一般在主梁构造上需要采取的预防措施一般是当新的梁腹板高度已经超过450mm时时就需要重新加设一根主梁腰板钢筋,其中拉筋的裂缝间距一般应大于≤200mm,然后用两根拉筋骨架进行裂缝勾连。对于其他横向横梁受力的扭曲梁构件,《混凝土结构设计规范》(gb50010-2002)第10.2.5条第二款明确规定,其他各种纵向横梁受力钢筋短边间距连接长度范围不应不得超过长度大于200mm和其他横向受力梁连接截面的短边间距长度。对于那些设置了具有单层悬挑梁和檐口的高层建筑梁和屋面普通梁,在拱桥结构设计中错误地将其等同于是普通梁,没有按照桥梁受到受力扭矩的各个构件长度进行组合设计桥梁配筋[4]。
3结语
建筑工程是国家实体结构的重要组成部分,是国家实体经济的重要一环,一个国家的发展不能缺乏建筑工程的支持。建筑结构设计又是建筑工程当中的重要组成部分,现阶段建筑结构设计中的结构设计已经成为了相当重要的组成部分,做好建筑结构设计,能够有效的保证建筑工程质量,提高建筑艺术性和观赏性,同时控制建筑成本。我们要做的就是重视建筑结构设计中的结构设计,并且在未来发展过程中结合我国的实际情况有效的运用他们。
参考文献:
[1] 严敏纯,孙建军.探讨建筑结构设计过程中的概念设计及结构措施[J].企业技术开发,2012(16):53-54.
[2] 郭峰,梁利生.探讨建筑结构设计中的概念设计[J].科技与企业,2013(13):169-171.
[3] 汤兰.试论概念设计在建筑结构设计中的应用分析[J].科技创新与应用,2014(09):229-231.
[4] 周瑜.建筑结构设计可靠度的影响因素与比较研究[J].江西建材,2015(08):37-39.