结构设计中常见几个问题的探讨
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建筑结构设计中常见问题探讨摘要:建筑类型和功能的复杂化也使建筑结构设计变得更加复杂,进而在设计过程中也难免会出现一些遗漏和错误,本文就结构设计中地基与基础设计、结构计算与分析、保护层和垫层厚度、梁筏基础板筋位置等等几方面简要总结了一些要在结构设计过程要注意的问题。
关键词:结构设计;地基;基础设计结构设计中相当部分构件的设置,规范仅给出了最低限值或建议取值,实际设计过程中各人的理解不同可能对整个设计带来相当大的区别。
还有部分是属于概念设计的范畴,尤其值得我们一起探讨。
1 地基与基础设计地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面,不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行,同时,也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素,因此,在这一阶段,所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。
在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性问题。
由于我国占地面积较广,地质条件相当复杂,作为国家标准,仅仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定,因此,作为建立在国家标准之下的地方标准。
地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确,所以,在进行地基基础设计时,一定要对地方规范进行深入地学习,以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。
2结构计算与分析在结构计算与分析阶段,如何准确,高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理,是决定工程设计质量好坏的关键。
由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进,因此,结构工程师也应该相当地对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识。
(1)结构整体计算的软件选择。
目前比较通用的计算软件有:SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等,但是,由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异,因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。
研究房屋建筑结构设计中常见的问题房屋建筑结构设计中常见的问题,主要涉及设计的基础、荷载、结构体系、材料与工艺等方面。
接下来,将从这些方面逐一介绍。
1. 基础设计问题基础是整个建筑的支撑系统,直接关系着房屋的稳定性和安全性。
基础设计问题主要表现在以下两个方面:(1)地基承载力问题:在进行基础设计时一定要充分考虑该地基的承载力,否则将导致建筑物的沉降、倾斜等问题。
(2)基础深度问题:基础设计时要充分考虑土层的性质和地下水位等因素影响,确定合理的基础深度,否则会影响建筑物的稳定性和安全性。
2. 荷载问题荷载是指建筑物受到的各种力作用在建筑结构中的反应。
荷载问题主要表现在以下两个方面:(1)地震荷载问题:地震是一种比较难以预测的自然灾害,因此在进行建筑结构设计时要充分考虑地震荷载对建筑物的影响。
(2)风荷载问题:建筑物在遭受风吹袭击时,也会受到风荷载的影响,如果不充分考虑此问题,将导致建筑物变形甚至倒塌。
3. 结构体系设计问题结构体系是指构成建筑物的各个构件的组合形式,结构体系的设计直接关系着建筑物的整体稳定性。
结构体系设计问题主要表现在以下方面:(1)梁柱结构设计问题:在进行梁柱结构设计时要充分考虑各个结构构件之间的承载能力,以及构件所受荷载的大小和方向等因素。
(2)框架结构设计问题:在进行框架结构设计时要充分考虑整体刚度、变形变化等因素,以确保建筑物不会发生结构破坏、变形等情况。
4. 材料与工艺问题材料与工艺问题是实现建筑结构设计的重要手段,主要表现在以下方面:(1)材料优选问题:在选择材料时要充分考虑材料的使用寿命、强度、防火性和防腐性等因素。
(2)施工工艺问题:在进行工程施工时需要采用合理的施工工艺,以确保结构构件的精度和准确度。
综上所述,房屋建筑结构设计中的问题不仅来自于基础、荷载、结构体系等方面的考虑,还与材料与工艺等相关因素有关。
在进行设计时,要充分考虑以上问题,以确保建筑物的安全、稳定和坚固。
研究房屋建筑结构设计中常见的问题
在房屋建筑结构设计过程中,由于各种因素的影响,常见的问题包括:
1. 地基问题。
地基质量不好、地基承载力不足等问题,都会直接影响建筑物的结构
稳定性和安全性。
2. 受力问题。
由于地震、风灾等自然因素,或者是建筑物自身的受力分布问题,导
致建筑物中出现扭曲、变形、裂缝等结构问题,从而威胁建筑物的安全。
3. 连接问题。
建筑物中的各个零部件需要通过连接方式固定在一起。
如果连接方式
设计不当,或者使用材料质量不好,就会导致连接处断裂、开裂等问题,从而影响建筑物
的整体稳定性。
4. 建筑材料选择问题。
建筑物使用的材料需要具有承重能力、耐久性和可靠性。
如
果选择了质量差的材料,则会出现裂缝、变形等问题,甚至会导致建筑物坍塌。
5. 设计与施工配合问题。
建筑物的结构设计和实际施工需要密切配合。
如果设计方
案与实际施工存在不协调的地方,就会导致建筑物结构上的问题。
6. 缺乏科学教育。
人们对于建筑结构设计的科学性、安全性等问题缺乏足够的了解。
在房屋建筑工程中,如果没有科学的思考和规划,就会造成严重的后果。
综上所述,房屋建筑结构设计中的问题比较复杂。
要解决这些问题需要建筑师有一定
的专业知识,同时也需要专业的过程管理和质量管控,以确保建筑物的安全和稳定性。
房屋建筑结构设计中常见的问题及改进措施探析房屋建筑结构设计是房屋建筑中最重要的环节之一,它直接关系到房屋的安全性和稳定性。
在房屋建筑结构设计中,常常会遇到一些问题,这些问题可能会影响到房屋的使用功能和安全性。
对于房屋建筑结构设计中常见的问题,我们需要深入分析并探讨改进措施,以保障房屋的质量和安全性。
一、常见问题及原因分析1. 地基问题地基是房屋建筑结构的基础,它的稳定性直接关系到房屋的安全性。
在实际施工过程中,地基问题常常会引发一系列的问题,如地基沉降、地基滑移等。
这些问题主要原因可能包括地基设计不合理、地基施工不规范等。
2. 结构设计不合理在房屋建筑结构设计中,结构设计不合理可能会导致房屋承重结构不稳定、承载能力不足等问题。
在多层建筑中,若楼板设计不合理,可能会导致楼板承载能力不足,从而影响到房屋的使用。
3. 材料选用不当建筑材料的质量直接关系到房屋的质量和安全性。
在建筑施工中,可能会出现材料选用不当的情况,如使用劣质建材、超标使用建材等,这些都可能会影响到房屋的结构安全。
4. 施工工艺不规范在房屋建筑结构施工过程中,若施工工艺不规范,可能会导致房屋结构连接不牢固、施工质量不达标等问题,影响到房屋的使用和安全。
二、改进措施探析1. 加强地基处理对于地基问题,需要在地基设计和施工过程中加强监管和控制,确保地基的稳定性和安全性。
在地基设计中,需要充分考虑地下水位、土质等因素,采取合适的加固措施,如搅拌桩、灌注桩等,以提高地基的承载能力。
2. 优化结构设计在房屋建筑结构设计中,需要充分考虑到结构的稳定性和承载能力,避免设计过于简化或者过于复杂,以确保结构的安全性和可靠性。
也需要考虑到材料的选用和工艺的要求,确保结构的合理性和可行性。
3. 严格控制建材质量在建筑施工中,需要严格控制建材的质量,杜绝使用劣质建材,避免超标使用建材等情况。
也需要严格按照建材的使用说明和规范进行使用,确保建材的使用合理性和安全性。
建筑结构设计中常见问题分析建筑结构设计是建筑工程领域中至关重要的一环,是整个建筑工程实施过程中的核心部分之一。
建筑结构设计负责设计和计算建筑物的骨架结构及其相关部件,确保建筑物能够承受其自身的重量、荷载以及环境因素的影响。
但是在实践中,建筑结构设计也面临着一些常见问题和挑战,下面将会对其进行分析和解决方案的探讨。
问题一:荷载计算问题建筑架构设计的一个重要任务是计算不同荷载下的结构的安全系数。
这些荷载可以是自重、外部风荷载、雪荷载、震荡荷载等。
然而,在实践中,荷载计算过程中,某些因素被忽略或错误计算,导致了建筑结构的不安全。
解决方案:在荷载计算过程中,必须仔细考虑建筑物的特殊环境因素和所需的载荷类型,比如使用适当的载荷标准、检查荷载的施工和安装、确保设计中的准确性,并注意设计中跨度、材料、连接方式和建筑物的形状。
此外,过程中一定要慎重,避免过度估计或低估荷载情况。
问题二:支撑结构设计问题支撑结构是建筑结构中最重要的部分之一,因此,在设计过程中必须考虑周全。
常见的问题包括弯曲、扭曲、轴向压缩或拉力失衡等。
解决方案:设计人员需要合理选择合适的材料、合理的设计尺寸和距离、应用适当的力学及结构工程学知识。
在计算过程中,应使用合理的变形计算方法,确保结构的稳定性和安全性。
问题三:施工中的结构问题建筑结构设计完成之后,建筑物的建造和施工过程中也可能会发生许多问题。
比如,在施工过程中可能会出现断层、偏差和结构变形等,这些问题可能将结构推向边缘,从而可能导致安全事故的发生。
解决方案:建筑师应该负责进行结构的监测和管理,以便及时发现任何潜在的问题并采取措施来修复或防止结构失效。
在整个施工过程中都应该注意完整的记录整个过程,以核实建筑结构的完整性和可靠性。
综上所述,建筑结构设计过程中常见的问题和挑战,一般来说都可以通过合适的分析和解决方案来解决。
为了保障建筑物的安全性,在设计、计算和施工过程中,必须严格按照各项规范和标准进行操作,注重每一个细节,不断提高各方面的技术能力,以此保证整个建筑工程的安全和可靠性。
建筑结构设计的常见问题浅析建筑结构设计是建筑工程中至关重要的一部分,它直接关系到建筑物的牢固性和安全性。
在建筑结构设计过程中,常常会遇到一些常见的问题,这些问题可能会影响到建筑物的结构稳定性和使用安全。
设计师在进行建筑结构设计时需要充分了解这些常见问题,并采取相应的措施加以解决。
本文将对建筑结构设计中的常见问题进行浅析,并提出相应的解决方案。
一、地基基础问题地基基础是建筑物的重要支撑部分,地基基础的质量直接影响到建筑物的稳定性和安全性。
在进行地基基础设计时,常见的问题包括地基承载力不足、地基沉降过大、地基松软等。
这些问题可能会导致建筑物的倾斜、裂缝等安全隐患。
解决方案:对于地基承载力不足的问题,可以采取加固地基的方式,如灌注桩、复合地基等;对于地基沉降过大的问题,可以采取预压桩、土石方加固等方法;对于地基松软的问题,可以采取地基加固、软基处理等措施。
还可以通过合理的地基基础设计和施工监控,及时发现和解决地基基础问题。
二、结构材料选择问题在建筑结构设计中,结构材料的选择直接关系到建筑物的安全性和耐久性。
常见的结构材料选择问题包括材料强度不足、材料腐蚀、材料火灾安全等问题。
这些问题可能会导致建筑物结构的失稳和损坏。
解决方案:对于材料强度不足的问题,设计师需要在结构设计中合理选择材料,确保其符合建筑物的承载要求;对于材料腐蚀的问题,可以采取防腐蚀处理,如涂层防护、防腐涂料等;对于材料火灾安全的问题,可以选择符合防火要求的材料,并采取防火涂料、防火板等措施。
还需加强对结构材料的质量监控和施工监理,确保结构材料的质量和安全性。
三、结构连接问题建筑结构中的连接部分是结构的薄弱环节,连接质量不好会导致结构的脆弱和失稳。
常见的结构连接问题包括焊接质量不好、螺栓连接不牢固、连接材料腐蚀等问题。
解决方案:对于焊接质量不好的问题,需要加强对焊接工艺和焊接材料的控制,确保焊接连接的质量和可靠性;对于螺栓连接不牢固的问题,可以采取加固螺栓连接、加设强度筋等措施;对于连接材料腐蚀的问题,可以选择耐腐蚀性能好的连接材料,并加强防腐措施。
房屋建筑结构设计中常见问题分析在房屋建筑结构设计过程中,可能会出现一些常见问题,下面对这些问题进行分析。
1. 设计负荷不准确:房屋在使用过程中需要承受各种荷载,包括自重荷载、活荷载和风荷载等。
如果设计负荷计算不准确,可能会导致结构设计不合理,甚至造成安全隐患。
解决方案:设计过程中要合理计算各种负荷,可以参考相关的规范和标准。
对于特殊情况,可以进行实测或模拟分析,保证设计负荷的准确性。
2. 结构形式选择不合理:不同的房屋建筑结构形式适用于不同的情况。
如果选择的结构形式不合理,可能会导致结构承载能力不足或者造价过高。
解决方案:在设计过程中,要综合考虑各种因素,包括使用功能、地理环境、建筑高度等,选择适合的结构形式。
可以进行多种方案比较,综合考虑结构的经济性、安全性和施工可行性等因素。
3. 断面设计不合理:结构的断面设计直接影响到结构的承载能力和变形性能。
如果断面设计不合理,可能导致结构无法承受设计荷载或者变形过大。
解决方案:在进行断面设计时,要充分考虑结构的受力特点和性能要求。
可以采用有限元分析等方法对结构进行分析和优化,保证断面设计的合理性。
4. 动力设计不充分:对于地震等动力作用较为明显的区域,结构的动力设计是非常重要的。
如果动力设计不充分,可能导致结构在地震等动力作用下发生损坏。
5. 材料选择不合理:房屋建筑结构的材料选择直接影响到结构的强度、刚度和耐久性。
如果材料选择不合理,可能导致结构使用寿命缩短或者安全隐患增加。
解决方案:在材料选择时,要综合考虑结构的设计要求、使用环境和材料的性能。
选用符合国家标准和规范要求的材料,并进行必要的检测和验收。
房屋建筑结构设计中常见问题有设计负荷不准确、结构形式选择不合理、断面设计不合理、动力设计不充分和材料选择不合理等。
这些问题可以通过合理计算负荷、选择合适的结构形式、优化断面设计、进行动力设计和合理选择材料等方式来解决。
建筑结构设计中常见问题分析在建筑结构设计中,常见的问题包括结构强度不足、结构刚度不够、建筑物振动问题、结构连接处缺陷、施工工艺问题等。
这些问题可能会导致建筑物的安全隐患,给人们的生命财产安全带来威胁。
下面将对这些问题进行详细分析。
建筑结构强度不足是一个常见的问题。
建筑的结构强度应能够承受地震、风压、荷载等外部作用力,并保证不发生结构破坏。
有些建筑的结构设计不够合理,梁柱、墙体等结构构件的尺寸、材料强度选择不当,导致结构的强度不足。
在施工过程中使用的材料质量不合格、施工工艺不规范等也会使建筑的强度不足,进而导致建筑发生倒塌等事故。
结构刚度不够也是一个常见的问题。
建筑的刚度决定了其在受力时的变形情况,影响建筑的稳定性和使用性能。
若建筑结构刚度不够,当面临风、地震等外部荷载作用时,建筑物容易发生较大的变形或者破坏,这对人员的安全造成潜在威胁。
在建筑结构设计中需要确保结构的刚度满足强度及使用要求,以确保建筑物的安全性和稳定性。
建筑物振动问题也是一个常见的设计难题。
建筑物在受到风力、地震等外部作用力时会发生振动。
若建筑的结构设计不合理,结构构件过于柔软,会导致建筑物的振动频率接近自然振动频率,增大了结构损坏的风险。
在建筑结构设计中,需要进行振动分析和计算,确保建筑物的振动频率不会与外部作用力频率产生共振,以保证建筑物的稳定性。
第四,结构连接处缺陷也是一个常见的问题。
建筑结构的各个部分之间通过连接处进行连接,连接处的质量和性能直接影响整个结构的强度和稳定性。
有时连接处的布置不合理,焊接、钢筋连接等工艺不规范,会导致连接处存在缺陷,从而减弱了结构的强度和稳定性。
在建筑结构设计过程中,需要严格控制连接处的质量,并进行充分的质量检测,以确保结构的连接处没有缺陷。
施工工艺问题也是建筑结构设计中常见的问题。
施工工艺的不合理或者不规范,会导致建筑结构的质量问题,甚至可能引发安全事故。
在混凝土浇筑过程中,如果浇筑过程中控制不好水泥的浇筑速度和强度,会导致混凝土的质量不合格,从而影响整个结构的强度和稳定性。
结构设计中常见问题及其预防措施0.引言在建筑工程项目建设中,结构设计至关重要,与建筑工程居住舒适度以及整体安全性密切相关。
随着科学技术的快速发展,建筑结构的功能以及类型越来越复杂,对于建筑结构设计的要求越来越高,只有全面把握建筑工程结构设计难点,并应用先进的设计方式,才能够保证建筑工程项目建设质量。
因此,亟须对建筑工程结构设计中的常见问题及其预防措施进行深入研究。
关键词:结构设计常见问题预防措施1.结构设计中常见的设计问题1.1基础设计问题在整个建筑结构当中,地基基础设计是最基本的部分,也是最为重要的一个部分,建筑物最终的安全和稳定在很大程度上受到地基的影响,因此,在进行基础设计时,要更多、更详细的进行现场勘查,尽可能掌握相关报告,了解当地的水文、地质。
但实际情况是,很少有设计部门对这些报告加以搜罗,更不要说进行现场的亲自勘察,他们都是参考附近建筑物或者凭借业主方给他们提供的一些口头资料便开始设计,不具备科学性,建筑结构设计也就没有安全性可言了。
面对不良地基,设计单位需要设计一些方法加以处理,例如设计换层等措施,但在实际设计过程中,他们都是根据自己经验理所当然做出决定,因此,在后期的施工中难免出现诸多问题,严重影响了建筑安全。
1.2抗震设计问题我国受地震危害比较严重,因此,提高建筑物的抗震性能是很有必要的,建筑结构设计作为整个工程的基础与发起端,其抗震设计直接影响着建筑的抗震性能。
但是,目前仍有一部分建筑设计单位轻视建筑物抗震的重要性,在一定层面上也影响了结构设计人员的抗震意识和抗震设计工作,导致建筑缺乏抗震能力。
并且因我国幅员辽阔,地质地貌复杂,建筑人员在进行抗震设计时,经常不考虑当地具体情况便以偏概全,照搬其他地域的设计规范,严重降低了建筑的安全稳定性。
1.3结构设计不合理建筑结构设计人员在经验、理论方面存在欠缺,意识上没有从传统建筑过度到现代建筑的结构设计,致使在建筑结构设计过程出现不符合安全性要求的情况。
建筑结构设计中常见问题分析
在建筑结构设计中,常见的问题有很多。
以下是其中的一些:
1. 强度问题
建筑结构的强度是一个非常关键的问题,因为不强固的结构很容易出现问题。
如果结构强度不足,常常会导致建筑物倒塌、损坏等严重后果。
这个问题通常需要经验丰富的工程师和专家以及先进的计算方法来解决。
2. 抗震问题
地震是一种极其破坏性的自然灾害,如果建筑结构抗震性能不好,地震发生时很容易导致建筑物崩塌。
因此,建筑结构必须能够承受或吸收地震引起的力量,从而确保建筑的安全性能。
3. 稳定性问题
建筑结构在其生命周期内,必须始终保持稳定性。
如果一些关键部分缺乏稳定性,整个建筑物就会陷入危险中。
为了确保建筑物的稳定性,工程师需要进行逐步计算和模拟,以确定最佳设计方案。
4. 材料问题
不同材料的物理和化学特性不同,这也反映在建筑结构设计中。
例如,不同的材料具有不同的强度和可靠性,而且在不同气候和温度下,也会发生这种变化。
因此,在建筑结构设计中,需要选择合适的材料以确保建筑物的稳定性和可靠性。
5. 成本问题
建筑结构设计需要同时考虑成本和性能。
在设计过程中,工程师必须在两者之间找到一个平衡点,以确保项目具有最高的可行性。
这意味着工程师必须能够精确预测成本,并在保证性能的前提下选取材料和构造工艺。
在建筑结构设计中,以上问题都非常重要,需要综合考虑和解决。
因此,建筑结构设计师需要在工程和科学知识的基础上,具有足够的经验和技能来处理这些问题。
结构设计中常见的问题探讨与分析结构设计中常见的问题探讨与分析【摘要】当今社会,随着经济的不断开展,建筑行业也迎来的崭新的春天。
高速开展的建筑行业作为经济繁荣的一个间接表象,伴随着经济进步的步伐,蓬勃开展。
在建筑行业之中,存在这一个关键的环节。
那就是结构设计这个环节。
建筑的结构设计是一个建筑的重中之重。
作为建筑的核心,我们必须对建筑设计给予足够的重视,对于其中存在的任何问题,我们都要认真分析,谨慎处理。
必要的时候,还需要采取一定的举措,来保证建筑的结构设计的合理性。
使得建筑的平安性和质量得到足够的保障。
在此之外,也需要兼顾到美观、巩固、使用起来方便等一系列问题。
对于其中存在的问题,要予以高度重视,从快处理,保证建筑的质量平安。
【关键词】建筑结构;设计问题;常见;看法1、建筑结构的定义不同类型的建筑物,有着不同的使用功能。
所以,在对建筑物进行整体规划和设计的时候,就必须做到实事求是。
针对不同类型的建筑物,其建筑结构不同,因此,建筑的方法也就不同。
从建筑物的使用类型来看,主要包括工业建筑和民用建筑。
从高度来看,又包含有单层、多层、高层还有超高层。
而根据使用的材料的不同,有可以划分为更加多的类型,如木结构、砌体结构、混凝土结构、钢结构等等,多种多样。
还有,我们也可以根据结构形式的不同来进行划分,包括有排架结构、框架结构、剪力墙结构、筒体结构等等。
所以,在对建筑物进行建筑设计的时候,一定要根据他们的特点进行设计。
采取的设计方式要切实有效,将建筑物的公用功能发挥到最大。
在对建筑物进行结构设计的时候,第一,设计程序要按照一定的程序进行。
其中,主要包括有结构设计、给排水设计、建筑设计还有暖气通风设计等等,而且,在对某些局部进行设计的时候,要遵循有一定的原那么。
在保证平安质量的根底之上,同样要保证建筑的美观、经济、环保还有功能。
这些方面同样要到达标准,符合要求。
结构设计是建筑设计的一个极其重要的组成局部,在进行结构设计的时候,有一定的程序需要遵循。
房屋建筑结构设计中常见问题分析房屋建筑结构设计是一项非常复杂、重要的工程构建项目。
设计过程中可能出现许多问题影响整个工程进程,甚至还会给人们的生命财产造成严重影响。
本文将针对房屋建筑结构设计中常见的问题进行分析,希望能够提供一些有价值的参考。
一、地基问题地基作为建筑物的基础,它的质量和稳固性直接关系到建筑物的安全和稳定性。
在房屋建筑结构设计过程中,地基问题是一个非常常见的问题,主要表现在三个方面:首先,有时设计师没有充分了解该地区的地质状况就进行设计,导致地基质量不佳;其次,土质不稳定或者地基基础平差不到位等问题也影响了地基的稳固性;最后,选择地基的深度不当、基坑周围没有充分排水等也会影响到地基的稳定性。
二、墙壁和柱子承重问题房屋的墙壁和柱子起到承重的作用,如果承重能力出现问题,那么对于房屋的安全和稳定性都会造成很大的影响。
在设计过程中,我们需要充分考虑墙壁和柱子所承受的压力、膨胀、振动等因素,以及原材料的质量、结构设计是否合理等问题。
三、天花板和地板问题天花板和地板是房屋结构中的重要组成部分,在保证良好的承重能力的同时,还需要确保其平整度和耐用性。
在设计过程中,我们需要注意天花板和地板的面料材质、密度、厚度等问题,以及是否充分考虑到房屋的环境因素和使用寿命等方面问题。
四、防火和安全问题防火和安全问题是任何房屋建筑结构设计中都需要特别重视的问题。
我们需要考虑的问题包括:是否充分考虑到房屋的材料和结构是否易燃、易爆、易出现毒气等问题、房屋的逃生通道是否设置合理、火灾报警和灭火装置是否齐全、电缆的敷设是否符合安全规范等等。
总之,房屋建筑结构设计中的问题是多种多样,要充分考虑到方方面面的问题,并在实践中不断积累经验,不断改进和完善设计方案,确保房屋的安全和稳定性。
结构设计中常见几个问题的探讨
摘要:本文主要就建筑结构设计中比较常见而新手们有比较难以把握的问题(如超长不设缝结构、框架剪力墙结构、高层建筑嵌固端的设计)做一些探讨:
关键词:高层建筑;超长;不设缝;框剪结构;嵌固端
中图分类号:tu318 文献标识号:a 文章编号:2306-1499(2013)03-(页码)-页数
建筑结构设计是一项严谨而科学的工作,需要结构设计人员在满足国家规范的前提下,设计出既能满足业主和建筑功能要求、又尽可能地做到经济合理的建筑;本人在设计院从事建筑结构设计多年,碰到了一些形形色色的问题,同时也见到了其他一些结构设计同仁在设计成长过程中的一些经历,现就结构设计中一些新手比较难以定义的问题做一些探讨,并提出自己的一些初浅建议和看法。
1.关于结构超长又不设缝的问题
《混凝土结构设计规范》gb 50010—2010第8.1条对钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距做出了相关规定(以常见的现浇式框架结构为例,室内或土中55m),实际工程设计中经常碰到一些建筑功能上要求不设缝的情况,规范在8.1.2条和8.1.3条也允许在条件满足的情况下有所突破,但具体能突破到什么程度,要采取什么样的措施呢?规范在这上面没有明确,比较模糊,所以各个设计人员自己把握的尺度不一样,图纸审查人员也是审查意见也不尽一致,出现有的设计600多米也不设缝,采用多道后浇带或膨胀带来解决;
1.1关于后浇带能不能取代伸缩缝
笔者认为,不能完全取代;这一点在规范条文说明中也已经明确“应该注意的是:设置后浇带可适当增大伸缩缝间距,但不能代替伸缩缝。
”为什么呢?因为,实际上后浇带是避免施工期收缩裂缝的,对于减少施工期间早期混凝土硬化收缩产生的裂缝是很有效的,甚至可以等效伸缩缝;但间隔期及具体做法不确定性很大,难以统一规定时间;而且,后浇带浇筑后,对于后期混凝土徐变以及正常使用期间的比如气温变化引起的温度应力裂缝基本上就就没
有作用了;另外,由于施工人员的素质参差不齐,在实际工程中,笔者甚至见到过有些工程由于后浇带混凝土与主体混凝土衔接不
紧密,反而在后浇带位置出现通缝的想象;所以,设计人员一定要清楚这个概念,有后浇带可以适当放宽设缝间距,但不能完全代替伸缩缝;
1.2采取相关措施后设缝间距能突破到什么程度呢?
由于现在建筑工程有大型化、复杂化的趋势,所以规范也没有给予确定的说法,且相对老规范,甚至有所放松;在实际设计过程中,笔者与有关专家也进行过探讨,基本上大家认为,能够按规范设缝的尽量按规范来,如果要有所突破的话,在采取必要的措施的情况下,建议不要超过20%,超过太多的,往往图纸审查的时候就会有阻碍,而且,实际工程中也会容易出现裂缝的可能;特殊的超长结构如果一定要突破的很多,建议作多方面研究,并征求相关各方面专家意见,并一定要采取适当的措施;比如,本人见过300多米的
纯地下室工程,不设缝的,采取了一些措施也没有出现问题的;1.3超长结构设计应该采取什么样的措施来减少裂缝呢?
笔者认为,实际设计工程中宜根据实际情况综合采取以下措施:1)采取跳仓浇筑、后浇带、控制缝等施工方法减少施工期间早期裂缝;这种裂缝是主要的裂缝,影响较大,是必须避免的;2)建议进行结构温度应力计算,这个现在的程序也能够实现,计算下来,一般情况下配筋都会有所加强;实际上是靠加强钢筋来抵抗裂缝;3)构件的配筋率适当加大,比如楼板配筋加大配筋率宜不小于0.35%;增大的钢筋是为了抵抗温度应力,减少裂缝;4)采用合适的建筑材料,如采用水化热小,收缩小的混凝土;细骨料砂宜采用中砂,而不是细砂;钢筋宜采用细而密的而不是采用粗而疏的布置方式;5)在保证混凝土强度的前提下,适当的掺入外加剂,以减少裂缝;外加剂参量必须合适,且要选取合适的品种,如以前工程中人们喜欢用uea的外加剂,实际上这种外加剂只有在水养护下才能起膨胀反应,所以有些情况是不太适应的;6)对外围护结构采取适当的保温隔热措施,减少温度应力变化,减少裂缝;7)设计文件中对施工工艺提出要求,特别是养护等,如地下室结构超长时宜在养护结束后尽快回填覆土,使结构及早进入正常使用之恒温状态;笔者见过,超长结构采用全水养护的,效果不错;所以,施工质量和工艺对裂缝的影响也是相当大的,设计人员必须对施工提出要求;
总之对超长结构特别是恒温情况下的超长地下室结构,如果从材
料、设计构造、计算、施工及养护等方面综合采取措施,是可以考虑适当放宽伸缩缝间距甚至不设缝的;
2.关于关于框剪结构设计的一些问题
现在常见的30层以下的办公楼等公共建筑经常会用到框剪结构,这种结构克服了纯框架结构抗侧刚度小的缺点,又可使建筑平面灵活布置,具有较好的适用性;那么结构设计中剪力墙布置多少合适呢?
框架-剪力墙结构中,剪力墙作为主要抗侧力构件,具有较大的刚度,承担了建筑受到的大部分水平剪力;而框架柱与剪力墙相比,抗侧刚度较小,承受的水平剪力也很小,所以,应该对框架-剪力墙结构中的剪力墙数量进行优化,确定较为合理的剪力墙数量;如果剪力墙布置得太少,则结构可能会由于抗侧刚度不足而导致侧移过大,甚至出现一些构件承载力的不足和破坏,影响结构安全;如果剪力墙过多,会使结构刚度过大,从而加大了地震效应,甚至出现构件越来越大,但一直计算不满足的情况,因为地震力是根据刚度分配的,局部剪力墙刚度约大,刚度越不均匀,剪力墙吸收的地震力越多,则需要越大的构件来承受,所以陷入一直加大构件一直不满足的怪圈;而且太多的墙体也会使建筑自重加大,施工工程量相应增加,也是不经济的;
通常的框剪结构设计中,剪力墙数量的控制一般通过计算机软件进行计算,根据结果计算调整,满足以下条件的剪力墙相对较好:(1)结构在水平荷载下的侧移限制和舒适度必须满足规范要求,
这就确定了剪力墙的最小数量;
(2)结构在基本振型地震作用下,剪力墙所承担的地震倾覆力矩占整个结构的总地震倾覆力矩的比例宜控制在50%~80%较好;3.高层建筑底层嵌固端的处理
3.1高层底部嵌固端的一般要求
1)嵌固端楼板平面不宜开大洞;2)作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖或相关范围现浇梁板结构应采用梁板结构。
裙房与主楼相连的相关范围,一般可从主楼周边外延3跨且不小于20m,相关范围以外可做无梁板或蜂窝板什么的,但实际工程中比较少用到这种做法;3)嵌固层楼板楼板厚度不宜小于180mm;混凝土强度等级不宜小于c30,应采用双层双向配筋,且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25%;4)嵌固层结构上一层的侧向刚度,不宜大于相关范围下一层侧向刚度的0.5倍;地下室周边宜有与其顶板相连的抗震墙;5)地下室顶板对应于地上框架柱的梁柱节点除应满足抗震计算要求外,还应满足《建筑抗震设计规范》gb 50011-2010第6.1.14条要求;6)控制嵌固层楼板平面高差大小,高差不宜大于0.8~1.0m,一般不宜大于0.8m;并且高差处加梁板腋,以传递水平作用力:
3.2嵌固端常见高差大于0.8米的处理方法
实际工程中,主楼往往与周边的大底盘地下室(如纯地下室汽车库)相连,由于车库顶景观绿化及管道排放等要求,上面一般有较厚的覆土,而主楼的地下室顶层高度往往由于防水的需要比室外车
库顶的覆土面还要高300~450左右,因而地下室顶板与主楼楼板高差较大,通常都超过了1米。
对于这种情况,工程设计中已经有了一些常规的解决方案,主要有如下方式:
a.降低塔楼室内楼板结构标高,楼板,然后塔楼室内回填土或采用其他轻质材料如泡沫混凝土回填到正常标高;这种方式较为简单好用,但回填材料特别是回填土增加了主楼嵌固层楼面的荷载,引起构件加大、配筋增加,造成一定的浪费;并且需要处理好楼梯踏步与室内楼板的标高关系;
b.在室外(车库顶景观绿化范围)台阶式分级降低高差;如近主楼部分覆盖较薄的土,种草皮等根系浅的植物或设置道路等,离主楼较远处覆土加厚,种植适宜的高大树木景观;台阶式分级高差不宜大于0.8米,并且每级宜有至少两跨以上,有条件的话最好满足外延3跨且不小于20m的相关范围要求;
c.用斜坡过度;这个实际上市台阶式的变式;是用斜坡代替台阶式分级的一种方式,该方式放坡不宜太陡;放坡范围宜参照台阶式要求执行;
d.条件许可的情况下,减少嵌固层主楼和裙房的高差,减少至
0.8m以内;同时设置集中深管沟;这种方法仅适于管沟引起的楼面高差,适用性不是太大;
综上,结构设计中会碰到形形色色的问题;结构设计人员要做出优秀的作品,一定要有清楚的概念,知道何处需要加强、何处容易出问题,该采取什么样的加强措施;多学习、多实践,是不难设计
出合理又经济的好作品的;
参考资料
1.《建筑抗震设计规范》gb 50011-2010;
2.《全国民用建筑工程设计技术措施(结构),中国计划出版社,2003。