民用住宅结构设计
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房屋建筑结构设计关键词:结构设计楼板剪力墙框架一、楼板设计常见问题楼板是房屋中的水平承重构件,支承在墙或柱上,不仅向墙或柱传递荷载,同时也是墙或柱在水平方向的支撑。
因此,板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件的安全。
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。
(一)板承受线荷载时弯矩计算问题在民用建筑中,常常在楼板上布置一些非承重隔墙。
有些设计人员错误地将隔墙的总荷载除以板的总面积。
实际上,大楼板设计中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后,进行板的配筋计算。
另外,板上隔墙顶部处理常采用立砖斜砌顶紧上部分的楼、屋面板,这样会给上部的板增加了一个中间支承点,使其变为连续板,支承点上部出现了负弯矩,而在板的设计中又没考虑该部分的影响,致使板顶出现裂缝。
(二)现浇板的裂缝问题工程裂缝产生的主要原因是混凝土的变形。
如温度变形、收缩变形、基础不均匀沉降变形等,此类因变形引起的裂缝几乎占到全部裂缝的80%以上。
在变形作用下,结构抗力取决于混凝土的抗拉性能,当抗拉应力超过设计强度时,应验算裂缝间距,再根据裂缝间距验算裂缝宽度。
1.现浇板板厚宜控制在跨度的1/30,最小板厚不宜小于110mm(厨房、浴厕、阳台板最小厚度不小于90mm)。
有交叉管线时板厚不宜小于120mm。
2.宜采用较小直径密度分布的方式进行布筋,为防止温度及收缩引起的应力影响,应适当提高配筋率,这样可提高混凝土体的极限拉伸应变及混凝土抵抗干缩变形的能力,防止因混凝土自身收缩出现大量的应力集中点,使局部出现塑性变形产生裂缝。
3.屋面层阳角处、东西单元房间和跨度≥3.9m时,应设置双层双向钢筋,阳角处钢筋间距不宜大于100mm,跨度≥3.9m的楼板钢筋间距不宜大于150mm。
跨度<3.9m的现浇楼板上面负弯矩钢筋应一隔一拉通。
外墙转角处应设置放射钢筋,配筋范围应大于板跨的1/3,且长度不小于2.0m,每一转角处放射钢筋数量不少于7根,钢筋间距不宜大于100mm。
1#住宅楼、2#住宅楼、3#住宅楼、4#住宅楼结构设计第一章编制依据1、《建筑施工脚手架实用手册》2、《建筑地基基础设计规范》GB50007-20113、《建筑结构荷载规范》GB50009-20124、《混凝土结构设计规范》GB50010-20105、《钢结构设计规范》GB50017-20036、《木结构设计规范》GB50005-20037、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-20118、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-919、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-201110、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》(建质[2009]87号文)11、《建设工程安全生产管理条例》国务院令第393号12、本工程设计图纸13、本工程施工组织设计14、恒智天成安全计算软件(V3.3.5.29版)第二章工程概况一、工程概况工程名称:*****,共4栋,分别有1#住宅楼、2#住宅楼、3#住宅楼、4#住宅楼;总建筑面积:72130.13㎡,其中地下12037.46㎡、地上60092.67㎡。
1、项目基本情况2、各责任主体名称二、施工平面布置三、施工要求1、脚手架的设计力求做到结构安全可靠,造价经济合理。
2、确保脚手架在使用周期内安全、稳定、牢靠。
3、选用材料时,力求做到常见通用、可周转利用,便于保养维修。
4、脚手架在搭设及拆除过程中要符合工程施工进度要求。
操作人员需取得特殊作业人员资格上岗证。
四、技术保证条件1、安全网络2、脚手架的搭设和拆除需严格执行该《专项施工方案》。
第三章施工计划一、施工进度计划二、材料与设备计划1、脚手架钢管应采用现行国家标准《直缝电焊钢管》GB/T13793或《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091中规定的Q235普通钢管,钢管的钢材质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700中Q235级钢的规定。
每根钢管的最大质量不应大于25.8kg。
新钢管表面应平直光滑,不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道,钢管要有产品质量合格证、质量检验报告,钢管材质检验方法应符合现行国家标准《金属拉伸室温拉伸试验方法》GB/T228的有关规定,质量和钢管外径、壁厚、端面等的偏差应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130的有关规定,应涂有防锈漆。
结构专业混凝土结构统一技术措施2012.03.27结构设计统一技术措施一、设计遵循的有关规范及设计依据(根据工程不同增减内容)《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)(2006年版)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB50046-2008)《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)《地质勘查报告》中间资料二、主要参数取值、工程概况、超长处理措施:1.工程项目所在地:城阳区2.此项目没有安评报告。
3.工程总体信息:设计基准期为50年,设计使用年限为50年,建筑结构的安全等级为二级,建筑桩基设计等级为级,地基基础设计等级为乙级,建筑抗震设防类别为标准设防类。
4.《抗震规范》抗震设防烈度: 6 地震加速度: 0.05g 分组:第三组水平地震影响系数最大值多遇0.04 罕遇0.28 Tg=0.45 (场地土类别:二类)5.风荷载: 0.6 KN/m2 体型系数:1.4(高层);地面粗糙度: B类,高层:建筑高度不大于57米时风荷载W0按50年考虑;建筑高度大于57米时位移等整体指标计算风荷载按0.6 KN/m2计算,承载力配筋计算按1.1W O计算。
5. 雪荷载:0.20 KN/m2。
基本雪压按n=50年考虑。
6.特殊部位恒荷载和活荷载:注意屋顶水箱间/网点楼梯等荷载取值。
7.建筑场地简单描述:场地土为Ⅱ类建筑场地,特征周期为0.45s8.各单体概况:11.结构超长处理措施:单体建筑超长处理措施:1)加厚屋面保温层厚度,加厚幅度为原建筑设计计算厚度的1.5倍。
2)设置施工后浇带,间隔30米左右。
民用住宅建筑结构设计的常见问题分析及防治措施摘要:国民经济的快速增长和城市化进程的加快,促进了建筑业快速、持续的发展。
民用住宅建筑也从多层向高层、超高层发展,建筑结构形式也由简单的砖混结构日趋复杂和多样。
本文就当前住宅建筑结构设计中常见的问题进行分析,结合自己的工作实践,进而提出相关问题的防治措施。
关键词:民用住宅建筑;结构设计;常见问题;防治措施中图分类号: tu318 文献标识码: a 文章编号:1 引言建筑工程质量的优劣直接关系到人们的生命安全。
建筑设计是一项繁重而又责任重大的工作,直接影响到建筑物的安全、适用、经济和合理性,但在实际设计工作中,常常发生建筑结构设计的种种概念和方法上的差错,这些差错的产生,有的是由于设计人员没有对一般建筑尤其是多层建筑设计引起高度重视,盲目参照或套用其他的设计的结果;有的则是由于设计者对设计规范和设计方法缺乏理解;还有的是由于设计者的力学概念模糊,不能建立正确的计算模式,对结构验算结果也缺乏判断正确与否的经验,为了避免或减少类似的情况发生,确保建筑设计质量能上—个台阶。
2 民用住宅建筑结构设计中的常见问题分析2.1 地基和基础设计存在的问题地基和基础设计一定要做到安全适用、科学合理,设计人员应参照地质勘察资料,对多方面因素进行统一考察,然后再进行基础类型与上部结构设计。
有些房屋建筑没有地质勘测报告,单纯地依据参考地耐力进行设计,而仅依靠地耐力这一项数据是不安全的,不全面的,不要盲目地认为只要耐力容许值小就不会出现任何问题。
还有些建筑结构设计人员缺乏对软弱地基危害的认识,只简单地凭经验用砂垫层来加强承载力,并没有进行垫层厚度与宽度计算,这样既不经济,又不安全。
2.2 砖混结构房屋结构设计中将构造柱兼作承重柱使用在砖混结构中,构造柱能够有效提高墙体的抗剪能力,与圈梁联结后形成对砌体的约束,限制墙体裂缝,维持竖向承载力,提高结构的抗震性能。
在当前结构设计中,构造柱经常被作为承重柱使用,容易导致构造柱提前受力,会降低构造柱对墙体的拉结和约束作用。
住宅建筑设计规范住宅建筑设计规范是为了保障住宅建筑的安全、舒适和环保而制定的一系列规范和标准。
以下是一些重要的住宅建筑设计规范:1. 结构安全:住宅建筑的结构必须能够承受正常使用条件下的荷载,如人员、家具和设备的重量,以及自然荷载和地震荷载等。
结构设计应符合国家标准,确保建筑的耐久性和安全性。
2. 布局合理:住宅建筑的布局应合理,充分考虑到功能分区、通风采光和私密性。
各房间的面积、高度和位置应符合规范要求,保证住户的居住质量和舒适度。
3. 防火安全:住宅建筑的防火设计是非常重要的。
各个房间之间应设置防火墙或防火门,以阻止火势蔓延。
逃生通道和消防设施也应设置并符合规范要求,确保居民在火灾发生时的安全。
4. 水电安全:住宅建筑的水电设计应合理,确保供水、供电和燃气设备的安全和正常运行。
各个房间的插座和开关应设置合理,以方便居民使用,并避免安全隐患。
5. 室内环境:住宅建筑的室内环境应保持清洁、通风和舒适。
室内装修材料应符合相关标准,避免有害物质对居民健康的影响。
同时,要保证住宅的采光和通风良好,以提供一个舒适的居住环境。
6. 环保节能:住宅建筑应具备一定的环保和节能功能。
建筑材料的选择应优先考虑环保性能,建筑的热量损失应控制在合理范围内,使用节能设备和技术,以减少能源消耗和对环境的影响。
7. 无障碍设计:住宅建筑的设计应考虑到老年人和残障人士的需要,设置无障碍设施,如坡道、扶手、无门槛入口等,以提供一个方便和安全的居住环境。
总之,住宅建筑设计规范旨在保障居民的安全和舒适,促进可持续发展和环境保护。
建筑师和设计师应严格按照规范进行设计,确保住宅建筑的质量和可靠性。
民用住宅的结构设计研究摘要:本文介绍了民用住宅的结构设计的思想和设计细节,还对住宅结构的有关承受力做了理论性验算。
关键词:民用住宅结构设计建筑中图分类号: tu241.5文献标识码:a 文章编号:随着民用住宅进入商品行列,人们对住宅标准的要求越来越高,尤为重视它的功能是否齐全、布局是否合理,质量是否过硬。
因此,对民用住宅设计提出了新的要求。
为了体现建筑设计的实用性、通用性、安全性、可行性,本文采用常规的建筑设计理念,结合当前人们关注防震等安全系数的重点,以某六层民用住宅楼设计为载体,展示设计思想和设计风格。
楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构,楼板厚度取120mm,填充墙采用水泥空心砖。
1建筑设计1.1建筑设计的要求和依据本设计满足用户正常生活的基础上,并为使用者提供良好舒适的环境;采用合理的技术措施,正确选用建筑材料,根据建筑空间组合的特点,选择合理的结构、施工方案,使房屋整体性较好,坚固稳定,经久耐用,建造施工方便;考虑建筑外型美观要求。
建筑物不仅仅要满足人们正常使用的需要,同时还要很好的与周围的现有环境有机的结合起来,满足使用者对建筑美观的要求和需要,以达到视觉和精神上统一的效果;符合总体规划要求。
设计要考虑人体尺度和人体活动所需的空间尺度,预留家具、设备的尺寸和使用它们的必要空间;结合所在地的气候特征。
日照和主导风向通常是确定房屋朝向和间距的主要因素;了解地形、水文地质条件和地震烈度;建筑模数和模数制。
为了提高建筑施工技术的水平,降低工程成本并提高房屋设计和建造的质量和速度,建筑设计应采用国家规定的建筑统一模数制。
本建筑的柱距、开间、进深和层高等尺寸都采用3m的模数。
1.2建筑平面设计鉴于篇幅,本文选择有代表性的主体,卧房、起居室和厨房来展示设计构思。
(1)卧室设计卧室可分为主、次两种,功能有睡眠、休息、读写、储藏和化妆等。
设计要点:面积满足人体活动、家具及使用家具所占空间、交通路线所占空间要求;形状采用矩形,以便灵活布置家具、施工和统一开间和进深,进深和开间之比要小于2;卧室宜布置在南向,两卧室之间不要互相串通形成套间,要通过门窗的设置组织良好的通风和采光;每户至少有一个卧室能获得冬至日满窗日照不少于1小时。
(2)起居室设计起居室俗称客厅,用于团聚、会客、娱乐,往往兼做交通的枢纽。
设计要点:)空间设计原则是开放灵活、弹性利用、增强应变、突出个性、适于表现自我;起居室有一个或几个不设门的完整墙面以便布置沙发、茶几、饭桌、家用电器等家具陈设,在开间、进深尺寸上要与卧室、厨厕及楼梯间一起综合考虑。
起居室在住宅套的布局中应处于住宅套的前部,靠近门厅、餐厅布置,应有直接采光和通风;保证起居室安定性,在平面设计中应尽量减少交通穿越干扰,起居室穿越交通最好角穿越或短边穿越;起居室设计应做到公私分明、动静分离、合理分区、尽量避免户内干扰。
(3)厨房设计厨房里的炊具设备包括:灶台、冰柜、水池和碗柜等,要求给排水管道相对集中,并采用现浇楼板,能直接对外开窗进行通风采光。
厨房设计应满足炊事的设备及操作活动要求,并使操作者伸手弯腰的动作减少到最低限度;应充分考虑厨房通风排烟,利用主导风向组织穿堂风;厨房通风派风应与居室通风相分割开,避免厨房油烟气味对居室内干扰。
1.3剖面设计建筑剖面表示建筑物在垂直方向的房屋各部分的组合关系。
剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度、层数、建筑空间的组合和利用,以及建筑剖面中的结构、构造关系。
住宅层高2.8m。
对于易积水且经常用水冲洗的房间,如卫生间、厨房,室内地面应低于同层其它房间地面20mm,以防溢水;窗台的高度主要根据室内使用要求、人体尺度和家具设备的高度来确定,卧室、厨房窗台高度取0.9mm,窗台的构造处理上注意防水;楼梯间开间2.6m,进深5.4m,取h=175mm、b=280mm;底层:踏步数 n=2450/156=14级;设为两跑楼梯n1=6、n2=8级;梯段宽b=1100mm;息平台宽d=1500mm;标准层:踏步数 n=2800/175=16级。
1.4屋面排水设计混凝土屋面渗漏,应做到排水畅通,本工程屋面坡度为2%,落水洞口坡度为5%,并呈凹坑;屋面防水材料采用合成高分子、高聚物改性沥青等新型防水卷材。
采用有组织排水。
雨水管沿建筑物四周共8个,满足排水要求。
雨水管直径为100mm,材质为pvc。
2结构设计2.1结构布置与选型本建筑设计使用年限50年。
活荷载资料如下,楼面活载均布活荷载标准值:2.0 kn/m2;厨房楼面均布活荷载标准值:2.0 kn/m2;浴室、卫生间楼面均布活荷载标准值:2.0 kn/m2 ;走廊、楼梯均布活荷载标准值:2.0 kn/m2 ;屋面均布活荷载标准值:非上人屋面:0.5 kn/m2。
设计选用材料如下,混凝土:采用c30、c25;钢筋:纵向受力钢筋采用热轧钢筋hrb335,其余采用热轧钢筋hpb235;墙体:外墙、分户墙采用灰砂砖,其尺寸为240mm×120mm×60mm,重量=18kn/m2;窗:钢塑窗,=0.35 kn/m2;门:木门,=0.2 kn/m2。
平面结构布置如图2-1所示。
竖向结构布置图如图2-2所示。
图2-1结构平面布置图图2-2 竖向结构布置图3对设计进行安全性能验算3.1框架柱截面尺寸设计假设结构的荷载设计值为12kn/m2,则底层中柱的轴力设计值为n=12×3.6×5.4×6=1399.68kn结构采用c30混凝土, fc =14.3 n/mm2假设柱截面尺寸b×h=400mm×400mm,则柱的轴压比为:故确定取柱截面尺寸为400mm×400mm。
为了简化施工,各柱截面从底层到顶层不改变。
3.2框架梁柱线刚度验算工程采用现浇钢筋混凝土结构,对于中框架梁i=2i ,结构采用c30混凝土ec=3×10 n/mm 。
左跨梁:i =ei/l=3.0×107×2×1/12×0.25×(0.5)3/5.4=2.89×104 knm右跨梁:i右梁=ei/l=3.0×107×2×1/12×0.25×(0.5)/5.4=2.89×104 knma~c轴底层柱:i底柱=ei/h=3.0×107×1/12 (0.4)4/4.65=1.37×104 knm 其余各层柱:i余柱=ei/h=3.0×107×1/12 (0.4)4/2.8=2.06×104 knm 令i余柱=1.0 , 其余各杆的相对线刚度为:i,左跨梁=2.89×104/2.06×104=1.4;i,右跨梁=2.89×104/2.06×104=1.4;i,余柱=1.37×104/2.06×104=0.66;框架梁柱的相对线刚度计算简图,如图2-3所示。
图2-3梁柱相对线刚度3.3地震荷载验算本工程设计为市郊的民用住宅楼,设计采用某市抗震设防标准,设防烈度为7度,ⅱ类场地,设计抗震分组为第一组。
考虑边柱偏心力矩的影响,建筑高度为19.4米,在地震作用下以剪切变形为主。
结构的质量和刚度沿高度均匀分布,采用底部剪力法计算水平地震的作用。
(1)重力荷载代表值计算屋面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5×雪荷载标准值楼面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5×楼面活荷载标准值其中结构和构配件自重取楼面上、下各半层层高范围内(屋面处取顶层的一半)的结构及构配件的自重。
●屋面处重力荷载标准值的计算:板自重=7.02×11.04×47.04=3645.64kn梁自重=1012.25kn柱自重=3×4.27×(20+23×2)=845.46kn女儿墙自重=3.5×(11.04+47.04)=203.28kn外墙自重=782.54kng = g=3645.64+1012.25+845.46+203.28+782.54=6489.17kn●标准层楼面处重力荷载标准值的计算g =4.33×11.04×47.04=2248.66kng=1012.25kng =845.46kng =782.54kng = g=2248.66+1012.25+845.46+203.28+782.54=4792.4kn●底层楼面处重力荷载标准值的计算g =4.33×11.04×47.04=2248.66kng=1012.25kng =845.46×1.34=1132.92kng =782.54× kng =2248.66+1132.92+1048.6+1012.25=5442.43kn●屋面雪荷载标准值:g雪=0.4×11.04×47.04=207.73kn●楼面活荷载标准值:g =2.0×11.04×47.04=1038.64kn●总荷载代表值计算:屋面处:g = g +0.5 g =6489.17+0.5×207.73=6593.035kn 楼面处:g = g +0.5 g =4792.4+0.5×1038.64=5311.72kn 底层处:g = g +0.5 g =5442.43+0.5×1038.64=5961.75kn3.4风荷载计算(1)风荷载标准值计算将计算单元范围内的外墙面上的分布风荷载,简化为等量作用于楼面处的集中风荷载,计算公式如公式2-1所示:公式(2-1)µs―风荷载体形系数,本工程h/b=17.55/10.8=1.67<4,取µs =1.3µz―风压高度变化系数,本工程建设地点为城市郊区,取b类地面粗糙程度;ω0―风荷载基本风压值;βz―风振系数。
基本自振周期t1 对于钢筋混凝土框架结构可用t1=0.08n估算,大约为0.64s~0.25s,应考虑风压脉动对结构的影响hi―下层柱高;hj―上层柱高,对于顶层女儿墙取墙高的2倍;b―值计算单元迎风面积宽度。
b=3.6m风振系数:βz=1+ξυψz/µzξ―脉动大系数,取ξ=1.18;υ―脉动影响系数,查表得υ=0.475;ψz―振型系数,ψz= hi/h ;µz―风压高度变化系数。
计算过程如表2-1所示:表2-1 各层楼面处集中风荷载标准值计算(2)风载作用下的位移验算位移计算时,各荷载值均采用标准值抗侧移刚度d的计算如表2-2~2-3所示:表2-2 横向a~c轴2~6层d值计算表2-3横向a~c轴底层d值计算总结民用住宅设计形式灵活多样,因势而动。