建筑结构设计中的一些要点的分析--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

建筑结构设计中的一些要点的分析

发表时间：2020/10/27 来源：《基层建设》2020年第19期作者：曾美兰

[导读] 摘要：经济的发展以及科技的进步使得建筑业在以往的基础上有了更大的发展。

        身份证号码：45212719760910xxxx
        摘要：经济的发展以及科技的进步使得建筑业在以往的基础上有了更大的发展。在目前的建筑业中，各种施工技术都得到了发展，建筑的质量更是在很大程度上有了一定的提高。然而，在建筑业发展的过程中，人们对建筑结构的设计有了更高的要求。因此，对于建筑结构设计的研究是十分有必要的。笔者通过多年的所积累的结构设计经验，重点从建筑结构设计的要点和结构整体的角度出发，并针对设计当中存在的若干问题进行详细探讨。
        关键词：建筑；框架梁；柱；结构设计
        0引言
        目前，由于人们在具体的建筑空间结构体系整体研究上还有一定的局限性，在设计过程中给予采用了许多假定与简化。作为建筑结构设计工程师不应盲目的照搬照抄规范，应该把它作为一种指南、参考，并在实际设计项目中作出正确的选择和判断。这就要求结构工程师对建筑物整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识，并通过多年的所积累的结构设计经验应用到实际工作当中。
        1建筑结构设计中的要点及过程
        1．1结构设计说明要素
        结构设计说明主要包括：①设计依据；②抗震等级；③人防等级；④地基情况及承载力；⑤防潮抗渗做法；⑥活荷载值；⑦材料等级；⑧施工中的注意事项；⑨选用详图，通用详图或节点等等。
        1．2各层的结构布置
        （1）预制板的布置（板的选用、板缝尺寸及配筋）标注预制板的块数和类型时，不要采用对角线的形式。因为此种方法易造成线的交叉，宜采用水平线或垂直线的方法，相同类型的房间直接标房间类型号。
        （2）现浇板的配筋（板上、下钢筋，板厚尺寸）板厚一般取120、140、160、180四种尺寸或120、150、180三种尺寸。尽量用二级钢包括直径 10的二级钢，直径≥12的受力钢筋，除吊钩外，不得采用一级钢。钢筋宜大直径大间距，但间距不大于200，间距尽量用200。
        （3）关于过梁布置及轻隔墙。现在框架填充墙一般为轻墙，过梁一般不采用预制混凝土过梁，而是现浇梁带。当过梁与柱或构造柱相接时，柱应甩筋，过梁现浇，不建议采用加气混凝土做围护墙。
        （4）雨蓬、阳台、挑檐布置和其剖面详图。注意：雨棚和阳台的竖板现浇时，最小厚度应为80，否则难以施工。竖筋应放在板中部。当做双排筋时，高度< 900，最小板厚100；高度> 900时，最小板厚120。阳台的竖板应尽量现浇，预制挡板的相交处极易裂缝。雨棚和阳台上有斜的装饰板时，板的钢筋放斜板的上面，并通过水平挑板的下部锚入墙体圈梁（即挑板双层布筋）两侧的封板可采用泰柏板封堵，钢筋与泰柏板的钢丝焊接，不必采用混凝土结构。
        （5）楼梯布置。采用X型斜线表示楼梯间，并注明楼梯间另详。尽量用板式楼梯，方便设计及施工，也较美观。
        （6）板顶标高。可在图名下说明大多数的板厚及板顶标高，厨厕及其它特殊处在其房间上另外标明。
        （7）梁布置及其编号，应按层编号，如L - 1 - XX，1指1层，XX为梁的编号。柱布置及编号。
        （8）板上开洞（厨、厕、电气及设备）洞口尺寸及其附加筋，附加筋不必一定锚入板支座，从洞边锚入La即可。板上开洞的附加筋，如果洞口处板仅有正弯距，可只在板下加筋；否则应在板上下均加附加筋。留筋后浇的板宜用虚线表示其范围，并注明用提高一级的膨胀混凝土浇筑。未浇筑前应采取有效支承措施。
        1．3基础平面图
        （1）在柱下扩展基础宽度较宽（大于4 m）或地基不均匀及地基较软时宜采用柱下条基。并应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素，适当加宽基础。
        （2）当基础下有防空洞或枯井等时，可做一大厚板将其跨过。
        （3）混凝土基础下应做垫层。当有防水层时，应考虑防水层厚度。
        （4）建筑地段较好，基础埋深大于3 m时，应建议甲方做地下室。地下室底板，当地基承载力满足设计要求时，可不再外伸以利于防水。每隔30 m～40 m设一后浇带，并注明两个月后用微膨胀混凝土浇注。
        （5）地下室外墙为混凝土时，相应的楼层处梁和基础梁可取消。
        （6）抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设缝，连接处应加强。但沉降缝两侧墙体基础一定要分开。
        （7）新建建筑物基础不宜深于周围已有基础。如深于原有基础，其基础间的净距应不少于基础之间的高差的1.5至2倍，否则应打抗滑移桩，防止原有建筑的破坏。建筑层数相差较大时，应在层数较低的基础方格中心的区域内垫焦碴来调整基底附加应力。
        （8）独立基础偏心不能过大，必要时可与相近的柱做成柱下条基。柱下条形基础的底板偏心不能过大，必要时可作成三面支承一面自由板（类似筏基中间开洞）两根柱的柱下条基的荷载重心和基础底版的形心宜重合，基础底板可做成梯形或台阶形，或调整挑梁两端的出挑长度。
        （9）采用独立柱基时，独立基础受弯配筋不必满足最小配筋率要求，除非此基础非常重要，但配筋也不得过小。独立基础是介于钢筋混凝土和素混凝土之间的结构。面积不大的独立基础宜采用锥型基础，方便施工。独立基础的拉梁宜通长配筋，其下应垫焦碴。拉梁顶标高宜较高，否则底层墙体过高。
        （10）底层内隔墙一般不用做基础，可将地面的混凝土垫层局部加厚考虑到一般建筑沉降为锅底形、结构的整体弯曲和上部结构和基础的协同作用，顶、底板钢筋应拉通（多层的负筋可截断1 /2或1 /3），且纵向基础梁的底筋也应拉通。
        1．4楼梯设置
        我们应当注意到梯梁至下面的梯板高度是否够，以免碰头，尤其是建筑入口处。梯段高度高差不宜大于20，以免易摔跤。两倍的梯段高度加梯段长度约等于600。
        楼梯的建筑做法一般与楼面做法不同，注意楼梯板标高与楼面板的衔接。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

楼梯梯段板计算方法：当休息平台板厚为80～100，梯段板厚100～130，梯段板跨度小于4 m时，应采用1 /10的计算系数，并上下配筋相同；当休息平台板厚为80～100，梯段板厚160～200，梯段板跨度约6 m左右时，应采用1 /8的计算系数，板上配筋可取跨中的1 /3～1 /4，并且不得过大。此两种计算方法是偏于保守的。注意当板式楼梯跨度大于5m时，挠度不容易满足。应注明加大反拱或增大配筋。当休息平台板为悬挑板时，其内部的楼梯梯段板负筋应大于休息平台板的板上筋，长度也应大于平台板筋。楼层处的休息平台板的配筋应与楼层板统一考虑配筋，主要是板的负筋。
        1．5梁的结构设计
        梁上有次梁处（包括挑梁端部）应附加箍筋和吊筋，宜优先采用附加箍筋。梁上小柱和水箱下，架在板上的梁，不必加附加筋。可在结构设计总说明处画一节点，有次梁处两侧各加三根主梁箍筋，荷载较大处详施工图。当外部梁跨度相差不大时，梁高宜等高，尤其是外部的框架梁。当梁底距外窗顶尺寸较小时，宜加大梁高做至窗顶。外部框架梁尽量做成外皮与柱外皮齐平。梁也可偏出柱边一较小尺寸。梁与柱的偏心可大于1 /4柱宽，并宜小于1 /3柱宽。
        原则上梁纵筋宜小直径小间距，有利于抗裂，但应注意钢筋间距要满足要求，并与梁的断面相应。箍筋按规定在梁端头加密。布筋时应将纵筋等距，箍筋肢距可不等。小断面的连续梁或框架梁，上、下部纵筋均应采用同直径的，尽量不在支座搭接。
        端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上的次梁，梁端支座可按简支考虑，但梁端箍筋应加密。反梁的板吊在梁底下，板荷载宜由箍筋承受，或适当增大箍筋。梁支承偏心布置的墙时宜做下挑沿。
        挑梁宜作成等截面（大挑梁外露者除外）与挑板不同，挑梁的自重占总荷载的比例很小，作成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋，每个都不一样，难以施工。变截面梁的挠度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁时，注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋，除非受剪承载力不足。对于大挑梁，梁的下部宜配置受压钢筋以减小挠度。挑梁配筋应留有余地。
        梁上开洞时，不但要计算洞口加筋，更应验算梁洞口下偏拉部分的裂缝宽度。梁从构造上能保证不发生冲切破坏和斜截面受弯破坏。梁净高大于500时，宜加腰筋，间距200，否则易出现垂直裂缝。挑梁出挑长度小于梁高时，应按牛腿计算或按深梁构造配筋。尽量避免长高比小于4的短梁，采用时箍筋应全梁加密，梁上筋通长，梁纵筋不宜过大。
        扁梁宽度不必过大，只要钢筋能正常摆下及受剪满足即可。因为在挠度计算时，梁宽对刚度影响不大，加宽一倍，挠度减小20%左右。相对来讲，增大钢筋更经济，钢筋加大一倍，挠度减小60%左右，同时梁的上筋应大部分通长布置，以减小混凝土徐变对挠度的增大，如果上筋不小于下筋，挠度减小20%。
        1．6柱的设计解析
        当地上为圆柱时，地下部分应改为方柱，方便施工。圆柱纵筋根数最少为8根，箍筋用螺旋箍，并注明端部应有一圈半的水平段。方柱箍筋应使用井字箍，并按规范加密。角柱、楼梯间柱应增大纵筋并全柱高加密箍筋。原则上柱的纵筋宜大直径大间距，但间距不宜大于200。柱内埋管，由于梁的纵筋锚入柱内，一般情况下仅在柱的四角才有条件埋设较粗的管。管截面面积占柱截面4%以下时，可不必验算。柱内不得穿暖气管。
        异型柱结构，梁纵筋一排根数不宜过多，柱端部纵筋不宜过密，否则节点混凝土浇筑困难。当有部分矩形柱部分异型柱时，应注意异型柱的刚度要和矩形柱相接近，不要相差太大。柱应尽量采用高强度混凝土来满足轴压比的限制，减小断面尺寸。尽量避免短柱，短柱箍筋应全高加密，短柱纵筋不宜过大。另外，考虑到竖向地震作用，柱子的轴压比及配筋宜留有余地。独立柱上或柱的中部（半层处）有挑梁时，挑梁长度应有限制。
        2设计中的注意事项和相关问题
        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，在实际设计过程中由于结构设计师的理解不同可能对整个设计带来相当大的区别。但在设计中，值得注意的几个问题我们应当加以重视：
        2．1结构的超长问题
        混凝土结构设计规范第9.1.1条中规定钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距为55 m，而7.1.2条则规定当采取后浇带分段施工，专门的预加应力措施或采取能减小混凝土温度变化或收缩的措施且有充分依据的，伸缩缝间距可适当增大。但这两条规范往往在实际设计过程中较难把握。
        2．2关于桩筏基础中筏板取值问题
        桩筏基础设计中对于筏板厚度的取值，一般是先按建筑层数估算筏板厚度，常规是按层数x50 mm来估算。一般情况均为角桩冲切来控制板厚。
        2．3关于强柱弱梁的设计理念
        强柱弱梁的概念主要是针对小震不坏，中震可修，大震不倒的抗震设防目标而提出的。柱破坏了建筑物整个都会倾覆，而梁破坏则仅是某个区域失效，因此柱较之梁破坏的损害更大，因此，我们必须要严格控制柱轴压比，而且我们对柱断面及配筋设置时应分部位处理，建议边柱，角柱应适当加强，特别是角柱，建议应全柱加密箍筋，且配筋率不宜小于1%，所有框架柱，不包括小截面柱，笔者建议纵筋均应大于20，且柱筋品种不宜过多，矩形截面柱
        尽可能对称配筋。
        2．4关于梁筏基础板筋位置设定问题
        弹性梁筏基础，由于考虑水浮力下底板所受向上的反向力，设计人员会要求筏板面筋能置于地梁主筋以下，而地梁配筋有时较多甚至配置双排筋，再加上梁箍筋则施工中引起板筋的弯折相当困难，遇到人防工程则更难施工。笔者认为从受力传递过程来说，板筋设置必须准确，但考虑施工困难及相应板保护层的损失，建议可以作适当放松。
        3 结束语
        我国的建筑业发展还是非常快的，在提高建筑结构设计的安全性方面也有了很大的提升，因为建筑结构设计的安全关系着国家和人民的发展和生命财产安全。在整个建筑结构设计中，设计师要严格的遵照国家的相关法律法规，提升自身的专业技术水平和职业综合素质，充分、合理的应用专业知识结合建筑工程项目的实际目标进行合格的建筑结构设计，以保证对我国的城市发展建设和建筑结构安全性做到坚实、可靠，并可以实现建筑行业的可持续发展。
        参考文献：
        [1]周露璐.在建筑结构设计中如何提高建筑的安全性[J].房地产导刊，2016（07）：101.
        [2]崔涛，赵国.建筑结构设计中提高建筑安全性的方法研究[J].住宅与房地产，2016（18）：194.
        [3]张坤.在建筑结构设计中如何提高其安全性[J].民营科技，2016（05）：129.[4]李达新.关于建筑结构设计中提高建筑安全性的分析[J].科技创新与应用，2016（10）：244.