浅谈建筑结构设计的常见问题
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建筑结构设计常见质量问题及存因分析随着国民对建筑产品质量要求的提高,建筑结构的设计也日渐深化和全面[。
然而,目前我国的建筑结构设计仍然存在不少问题,给施工质量、最终建筑质量造成消极影响。
所以,在实际的建筑设计作业中,应全面加强理论基础、深化强工作认知,并针对多发的结构设计问题进行深入剖析,防范并需求解决方案。
本文主要对回填土沉降问题、地梁问题、钢筋锚固问题、伸缩缝问题等几个进行分析,探讨相关的应对策略,希望对建筑设计行业有所帮助。
1.建筑结构设计概述不同的建筑物具有不同的功用,其结构也就不尽相同。
这就要求在施工前要对建筑物的结构系统展开规划设计,只有通过切实有效的结构设计,才能最终使建筑物的功效得到有机发挥。
开展建筑结构设计工作时:第一,要科学把握建筑结构设计流程,大体上涵盖排架、框架、剪力结构等。
第二,在设计时,一定要遵循建筑及设计相关原理,尽最大程度使建筑物功能完善、机构美观、成本经济、自然環保等。
第三,要科学严谨的做好建筑结构设计运算,例如构件承重极限及正常指标,各支撑机构的合理疲劳度等,多元分析,根据不同建筑的不同标准,寻求最优结构设计组合。
2.建筑机构设计常见质量问题及存因建筑结构设计举重若轻,是整个建筑设计的灵魂和核心环节,虽然业界一直以来都在呼吁加强建筑结构设计重要性认知,但现实中问题依然存在。
2.1 回填土沉降问题回填土作业质量直接关系到整体建筑的稳定性、实用性和安全性。
如果回填土作业存在质量问题,建筑物的整体状况便埋下了危险因子,并将逐渐显现,最终使此建筑丧失存在价值。
回填土质量问题出现原因大体有二:其一,回填土的加工过程。
由于占用场地较大、人力需求较多、劳动强度加大,且容易给周边带来污染,所以回填土加工过程中刚可能存在灰土搅拌不均状况,最终导致回填基土的密度和强度不均[2]。
其二,回填土的夯实压平环节。
回填土堆入基槽,渗入地下,临近建筑低下结构,如填土质量不佳,进行强力挤压夯实时,容易影响到建筑物的结构安全,甚至造成地下建筑结构水平位移。
浅谈建筑结构设计中常见问题与解决措施摘要:伴随着我国经济的快速发展,为了能够更好的满足于人们在舒适度和美观性以及安全性方面的基本需求,所以需要相关的设计师加大对建筑结构设计的投入力度,认真分析当前建筑结构设计中所存在的主要问题并且结合自身多年的工作经验,制定出具有切实可行的解决方法,以进一步达到提升建筑结构设计水平的目的,保障项目建设的整体质量,从而更好的推动我国建筑行业的快速发展。
关键词:建筑结构设计;常见问题;解决措施1建筑结构设计的常见问题1.1图纸设计问题图纸设计是建筑结构设计的基本内容,也是建筑工程施工的重要依据,图纸设计不仅关系到建筑工程施工的顺利进行,也关系到建筑工程的整体施工质量。
从建筑结构设计方面进行分析,必须在图纸中明确墙梁柱强度等级、建筑材料、抗裂等级与抗震等级等有关信息。
但是事实上,设计师在设计图纸时因为考虑过于片面,涉及的信息不全面,从而就无法保证图纸设计效果。
1.2建筑变形缝设计不合理为防止因热胀冷缩、沉降等因素造成对建筑物的损害,建筑物在设计的时候需要考虑预留结构缝的问题。
然而在设计实务中,相当一部分建筑的变形缝存在设计不合理现象。
例如,部分设计人员设计伸缩缝不合理,将本应采用伸缩缝的位置设计成以后浇带替代,起不到防止或减少热胀冷缩对建筑物产生的损害作用;有的设计人员设计沉降缝不合理,未选择在建筑物转折点或者其他合理位置,起不到防止或减少地基沉降对建筑物产生的损害作用;还有的设计人员设计防震缝不合理,在建筑物两侧结构不同情况下,未合理计算,设计的防震缝间隙过宽或过窄,不能有效防止或减少地震对建筑物产生的损害作用。
1.3承重柱截面高度设计问题承重柱截面高度的设计中一些较小的问题在六度抗震设防区内会更加凸显出来。
多部分的建筑物设计师在工作的过程中,基本上忽略了设防区的重要程度,所以导致了承重柱截面高度设计中一些较小的问题凸显出来,这种情况的形成会很大程度上增加工程梁柱的线刚度。
浅谈建筑结构设计的相关问题摘要:本文主要对高层建筑抗风结构、消防结构和抗震结构三种常见结构的问题进行分析,在此基础上提出相应的结构设计建议。
关键词:高层建筑;结构设计;中图分类号:[tu208.3]文献标识码:a 文章编号:1.高层建筑结构设计的难点问题1.1 抗风结构设计高层建筑高宽比大,抗侧刚度小;所承担的水平荷载除地震作用外,主要为风荷载。
相比地震作用,风载作用极其频繁。
因此,对高层结构而言,风荷载是一种重要的设计荷载,甚至起决定作用。
由于层高的原因,高层建筑对风具有阻隔或者扰动的作用,风在周边建筑物的流动特性和空气动力效应被改变后,会产生振动高层建筑柔软性结构的静力和动力作用,尤其是动力荷载,其存在的风压具有较高的危险系数,很有可能直接导致高层建筑的主体结构遭受破坏,甚至致使墙体开裂、装饰物破坏和玻璃幕墙爆裂等。
1.2 抗震结构设计结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能。
(1)结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则;(2)对可能造成结构的相对薄弱部位,应采取措施提高抗震能力;(3)承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
1.3 消防结构设计方面高层建筑的规模特点,决定了建筑结构的复杂性,而为了满足复杂性的结构功能需求,需要采用各种不同的功能性材料,其中很多材料都属于可燃性材料,增加火灾发生的可能性。
而高层建筑的对流性比较强,高空的风力也比较大,一旦发生火灾,特殊的建筑结构将为火势提供快速蔓延的条件。
另外,层数较多的高层建筑要求火灾的疏散线路处于垂直状态,一般需要较长的时间方可完成高层到底层的疏散工作,再者排烟结构的设计问题也始终牵制着建筑消防结构的发展。
2.高层建筑结构设计的优化2.1 抗风结构设计的优化抗风结构设计分为四个步骤进行优化:(1)基础设计,抗风结构需要建立在结构稳定性的基础上,一方面要采用级配比较高的砂石,保证回填材料的密实程度,防止水平作用力对结构产生倾覆性的威胁,另一方面是在基础持力层的底部设置抗拔锚杆,通过锚杆钻孔、杆体制作安装、注浆等,提高抗拔锚杆的应用功能,使得地下室的基础具有足够的抗拔强度。
浅谈房屋建筑结构设计中常见的问题分析【摘要】随着我国国民经济的高速发展,不断提高的人民生活水平,这带动了建筑业的发展,同时也满足了人民的生活需要和物质的需要。
虽然房屋建筑业的发展有显著的提高,但建筑业结构设计中则存在着常见的问题。
为了更好的完善城市的发展,人们的生活需要,本篇文章就讲述了应如何更好的加强先进的技术,使建筑结构设计更安全的可靠的发展。
【关键词】建筑结构设计问题的分析解决措施一、建筑结构设计的基本方法1.关于平面结构图的设计在平面结构图的绘制进行中,首先要考虑的是在运用结构设计软件是否要进行建模。
比如有一建筑基地位于抗震辐射地区的时候,我们就要以是否符合抗震措施的基本要求来规定抗震设计规范是否可以使用建模软件。
但是有一些建筑物是不需要软件来建模的,可以直接进行设计,如砌体结构的建筑物,虽然此建筑物可以直接设计但还要考虑建筑物整体与局部受压的问题。
但是,如果时间允许我们最好还是采用软件建模进行设计比较好。
2.关于屋顶结构图的设计方法当把建筑建成是坡面的时候,结构设计图有两种方法——梁板式和折板式。
梁板式的结构一般是用于建筑面不是很规整、板跨度比较小的坡屋面;而折板式则是与与梁板式相反的建筑结构设计当中。
一般梁板式和折板式的板的厚度不能小于120毫米那是因为梁板式和折板式的结构是受拉构件的。
3.基础的设计方法基础的设计方法就是应当注意结构耐久性的混凝土,其标号要与结构相符合。
最小配筋率要与基础所配相符合。
在条基交接处的钢筋布置应该与详图或标准图所匹配。
二、建筑结构设计的常见问题1.基础拉梁的设计不够合理当多层框架房屋基础的埋深值比较大的时候,为了减小底层柱的计算长度和底层的位移,可以在适当的位置架设基础拉梁,但是不适合按照构造要求设置的,可以按照框架梁设计,并且按照相关规定更加钢筋加密区。
但是根据抗震这方面来说,采取短柱的方案是比较合理的。
有些多层房屋建筑基地无地质详勘,仅仅是依据有关建设单位口头上或是笼统参照其附近建筑物的基础设计资料就草率的进行施工设计图。
试论建筑框架结构设计问题与优化策略引言:建筑框架结构设计是建筑工程中的重要环节,它直接影响建筑物的承载能力、稳定性、安全性和经济性。
在建筑框架结构设计过程中,存在一系列问题需要解决,并且需要通过优化策略来改进设计方案。
本文将试论建筑框架结构设计中的问题,并探讨相关的优化策略。
1. 材料选择问题:不同材料具有不同的力学性能和成本,如何选择合适的材料成为一个重要的问题。
还需要考虑材料的可获得性、施工工艺和环境友好性等因素。
2. 结构形式问题:建筑框架结构有多种形式,如刚架、桁架、空心板和悬臂梁等。
选择合适的结构形式可以提高建筑物的承载能力和稳定性,却也增加了设计难度和成本。
3. 结构优化问题:建筑框架结构的优化设计是一个复杂的多目标优化问题。
需要考虑结构的强度、刚度、稳定性、变形和经济性等因素,并且各因素之间存在着矛盾和冲突。
4. 防震设计问题:地震是建筑结构设计面临的一个重要问题。
如何通过合理的结构设计和抗震措施来提高建筑物的抗震能力成为一个关键性的问题。
5. 建筑物功能需求问题:建筑框架结构的设计应该满足建筑物的功能需求,如空间利用率、开放度和灵活性。
如何在保证结构安全性的同时满足建筑物的功能需求也是一个挑战。
二、优化策略2. 拓扑优化:拓扑优化是一种通过改变结构的形状和布局来优化结构的方法。
通过拓扑优化可以获取到一些非传统的结构形态,提高结构的性能,并且可以节约材料和减少结构的重量。
3. 材料优化:材料优化是通过改变结构的材料性能来优化结构的方法。
可以通过选择合适的材料、改变材料的厚度、强度和刚度等参数来提高结构的性能。
5. 集成优化:集成优化是将多种优化策略集成在一起来优化结构的方法。
可以通过结合拓扑优化、材料优化和参数优化等方法来实现结构的综合优化。
结论:建筑框架结构设计是一个复杂的过程,需要解决多个问题并通过优化策略来改进设计方案。
在解决材料选择、结构形式、结构优化、防震设计和功能需求等问题时,可以采用多目标优化、拓扑优化、材料优化、参数优化和集成优化等方法。
浅谈建筑结构设计中的常见问题及对策摘要:本文分析了建筑结构设计中常见的问题,同时对这些问题的原因和改正措施提出了自己的看法。
关键词:建筑结构;改正措施;地基基础1地基基础设计中常见的问题1.1高层建筑基础有效埋置深度不足有些工程主楼为高层,裙房为多层,其间用沉降缝断开,使主楼地下室在沉降缝一侧无可靠的侧限。
高层规范规定、基础有效埋深应从具有可靠侧限的地面算起,而在工程设计中,设计人员往往容易忽略“可靠的侧限”这一重要因素。
如某高层建筑,主楼高度约160m,采用桩基,下部设二层地下室,基底深12m。
裙楼下部设一层地下室,基底深5m,主楼与裙楼间用沉降缝分开,虽然从室外地面算起的主楼基础埋深能满足要求,但从裙房地下室底板算起的主楼基础有效埋深则是远远不足的。
1.2桩基选型不合理或对桩基施工的可行性、成桩质量的可靠性及桩基施工对周围环境的影响等方面考虑不够充分某小学教学搂为3~4层框架结构,柱间距5.0m×6.0~8.0m,设计采用φ1000大直径钻孔灌注桩,有效桩长约40m,显然是杀鸡甩牛刀,不符舍经济合理的设计原则。
又如某高层建筑设计采用大直径钻孔灌注桩,桩尖需穿越6~8m 的卵石层进入中风化岩1倍桩径。
按照现有的施工条件,桩尖穿越较厚的卵石层十分困难,成孔质量也较难保证,根据附近相似地质条件的工程经验,以卵石层为持力层(无软弱下卧层),并在桩端进入卵石层一定深度后进行桩底注浆,同样能达到提高单桩承载力、减小桩基沉降的目的。
1.3单桩承载力取值出现偏差或缺乏计算依据(1)因成桩工艺不同,地基土对不同桩型的支承能力是不同的,即按规范经验公式计算单桩竖向承载力时,对于不同的桩型,各土层的极限侧阻力和极限端阻力是不同的。
有的工程地质勘察报告仅提供了计算打入式预制桩的单桩承载力设计参数,而设计采用钻孔灌注桩,并直接引用地质报告中的设计参数,使计算的单桩承载力出现偏差。
(2)某些工程场地原为河道或地势较低,上部土层为松散的新近填土,桩基设计时直接按经验公式计算单桩承载力或直接采用试桩提供的承载力数值,没有考虑上部未固结(或欠固结)土层在固结沉降过程中可能引起的桩侧负摩阻力的影响。
浅谈建筑结构设计的常见问题
随着我国市场经济发展以及人们对建筑物功能要求改变,人们对建筑工程产品的要求也日益增高,建筑结构设计是一项系统的、全面的工作,在设计中存在的问题是多种多样的,作为设计来讲,我们要始终把提高设计质量作为终身奋斗的目标。
本文就建筑结构设计中的常见问题进行初步探讨,并进一步提出解决问题的有效对策。
标签建筑结构;设计;问题;对策
1 前言
随着我国市场经济发展以及人们对建筑物功能要求改变,人们对建筑工程产品的要求也日益增高,建筑结构设计是一项系统的、全面的工作,在设计中存在的问题是多种多样的,作为设计来讲,需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。
我们要始终把提高设计质量作为终身奋斗的目标。
本文就建筑结构设计中的常见问题进行初步探讨,并进一步提出解决问题的有效对策。
2 建筑结构设计的常见问题
2.1 剪力墙砌体结构设计
剪力墙结构,上部为多层砌体结构的房屋。
该类房屋多见于沿街的旅馆、住宅、办公楼,底层为商店,餐厅、邮局等空间房屋,上部为小开间的多层砌体结构。
这类建筑是解决底层需要一种比较经济的空间房屋的结构形式。
部分设计者为追求单一的建筑立面造型来增加使用面积,将二层以上的部分横墙且外层挑墙移至悬挑梁上,各层设计有挑梁,但实际结构的底层挑梁承载普遍出现裂缝,该类挑梁的设计与出现裂缝在临街砌体结构房屋中比较常见。
2.2 楼板变形程度计算不准确
一些设计在缺乏基本的结构观念或结构布置缺乏必要措施时,采用楼板变形的计算程序。
尽管程序的编程在数学力学模型上是成立的甚至是准确无误的,但在确定楼板变形程度上却很难做到准确。
作为计算的大前提都无法“准确”,就不可能指望其结果会“正确”了。
据此进行的结构设计肯定存在着结构不安全成分或者结构某些部位或构件安全储备过大等现象。
2.3 屋面梁配筋少
结构建模时,设计人员图方便,屋面梁直接拷贝下层梁的尺寸。
由于屋面梁荷载较小,计算结果配筋不多,这样屋面梁在温度变化、混凝土收缩和受力等作用下因配筋率过低而裂缝宽度较大。
3 解决建筑结构设计问题的有效对策
3.1 箱、筏基础底板的挑板
从结构角度来讲,如果能出挑板,能调匀边跨底板钢筋,特别是当底板钢筋通长布置时,不会因边跨钢筋而加大整个底板的通长筋,较为节约;出挑板后,能降低基底附加应力,当基础形式处在天然地基和其他人工地基的坎上时,加挑板就可能采用天然地基;能降低整体沉降,当荷载偏心时,在特定部位设挑板,还可调整沉降差和整体倾斜;窗井部位可以认为是挑板上砌墙,不宜再出长挑板。
虽然在计算时此处板并不应按挑板计算。
当然,此问题也并不是绝对的,当有数层地下室,窗井横隔墙较密,且横隔墙能与内部墙体连通时,可灵活考虑;当地下水位较高,出基础挑板,有利于解决抗浮问题;从建筑角度讲,取消挑板,可方便柔性防水做法。
3.2 梁、板的跨度计算
一般的手册或教科书上所讲的计算跨度,如净跨的1.1倍等,这些规定和概念仅适用于常规的结构设计,而在应用的宽扁梁中却是不适用的。
梁板结构,简单点讲,可认为是在梁的中心线上有一刚性支座,取消梁的概念,将梁板统一认为是一变截面板。
在扁梁结构中,梁高比板厚大不了多少时,应将计算长度取至梁中心,选梁中心处的弯距和梁厚,及梁边弯距和板厚配筋,取二者大值配筋。
(借用台阶式独立基础变截面处的概念)柱子也可认为是超大截面梁,所以梁配筋时应取柱边弯距。
削峰是正常的,不削峰才时有问题的。
3.3 沉降计算
基坑开挖时,摩擦角范围内的坑边的基底土受到约束,不反弹,坑中心的地基土反弹,回弹以弹性为主,回弹部分被人工清除。
当基础较小,坑底受到很大约束,回弹可以忽略,在计算沉降时,应按基底附加应力计算。
当基坑很大时,相对受到较小约束,如箱基,计算沉降时应按基底压力计算,被坑边土约束的部分可以作为安全储备,这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一。
3.4 主梁有次梁处加附加筋
一般应优先加箍筋,附加箍筋可认为是:主梁箍筋在次梁截面范围无法加箍筋或箍筋短缺,在次梁两侧补上,像板上洞口附加筋。
附加筋一般要有,但也不是绝对的。
规范中说的比较清楚,位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载,应全部由附加横向钢筋承担。
也就是说,位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的垫梁不必加附加筋。
位于梁下部的集中力应加附加筋。
但梁截面高度范围内的集中荷载可根据具体情况而定。
当主次梁截面相差不大,次梁荷载较大时,应加附加筋。
当主梁高度很高,次梁截面很小、荷载很小时,如快接近板上附加暗梁,主梁可不加附加筋。
还有当主次梁截面均很大,如工艺要求形成
的主次深梁,而荷载相对不大,主梁也可不加附加筋。
总的原则,当主梁上次梁开裂后,从次梁的受压区顶至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁产生的剪力时,主梁可不加附加筋。
梁上集中力,产生的剪力在整个梁范围内是一样,所以抗剪满足,集中力处自然满足。
主次深梁及次梁相对主梁截面、荷载较小时,也可满足。
3.5 设计刚性楼面
为了使程序的计算结果基本上反映结构的真实受力状况而不至于出现根本性的误差,设计时应尽可能将楼层设计成刚性楼面。
要做到这一点,首先应在建筑设计甚至方案阶段就避免采用楼面有变形的平面比如楼层大开洞、外伸翼块太长、块体之间成“缩颈”连接、凹槽缺口太深等。
其次要从结构布置和配筋构造上给予保证,对于使用功能确实必需的,或者建筑效果十分优越的建筑设计,如果其平面无法完全符合刚性楼板的假定,那么在结构设计时可以通过增设连系梁板、洞口边加设暗梁边梁、提高连系梁板或暗梁边梁的配筋量、采用斜向配筋或双层配筋形式等方法,尽量满足刚性楼板的基本假设,或者弥补由于不是绝对的刚性楼板假定而产生的计算“误差”。
3.6 承重墙结构设计
一般房屋为矩形平面,其横向刚度远小于纵向刚度,因此有足够数量的横墙,是提高结构抗震性能的主要途径。
由震害可知,墙体多为剪切破坏,因此,为了提高横墙的抗震能力,必须提高其抗剪强度。
主要措施是提高材料的强度等级,增加横墙上的轴压力。
为此,应尽量使横墙成为承重和隔断合二为一的墙体。
当房间较大时,设有沿进深方向的梁支承于纵墙上,使纵墙承重。
楼板沿纵向搁置,故形成横墙承重,横墙间距不入,一般可满足抗震要求,同时纵墙也因轴压力的存在而提高了抗剪能力。
另一方案是纵墙承重与横墙承重沿竖向交替布置,这种方案实际应用不多。
混合承重结构体系由两种结构材料弹性模量和动力性能相差很大的两种结构体系组成,因而不是一种良好的抗震结构形式。
但因其能满足建筑使用要求,提供较大的使用空间,且结构经济、方便施工,应用较多。
总之,选择哪种砌体结构是抗震结构设计中的关键环节,应从抗震的概念设计出发,综合建筑使用功能、技术、经济和施工等方面进行选择。
4 结束语
综上所述,结构设计是建筑工程的重要组成部分,是建筑安全应用的基础。
因此,建筑结构设计人员要从基本的构件算起,,深刻理解规范和规程的含义,并密切配合其他专业来进行设计。
在工作中应事无巨细,善于反思和总结工作中的经验和教训,精益求精,只有这样才能做好建筑结构设计工作。
参考文献:
[1] 郑国和.某多功能剧场大跨度预应力次梁屋盖结构设计[J].福建建设科技.2010.02.
[2] 黄顺河.高层建筑结构设计的一个实例[J].建筑设计管理.2010.03.。