李昌彬
重庆市建标工程技术有限公司,重庆,400010
摘要:近年,受国家经济发展影响,基础建设投资量巨大,对房屋建设的投资亦是如此。与此同时,城市化规模的扩大、人口的集中效应、城市土地的限制等因素,使得房屋建筑的形态强制性地从低层向高层转变,其占地从小面积占用向大规模集群转变,建设方式从简单的砖瓦向水泥浇筑转变,使用性能上从居住向舒适转变等等。本文对于目前常见的建筑体结构设计中存在的问题进行了综合总结,发现存在的问题集中体现在地基、楼板、梁、框架、构造柱等方面,并对这些问题进行了力学方面的分析,同时推断出这些问题可能会导致的后果,最后给出了相应的优化措施。
关键词:房屋建筑;结构设计;房屋设计;问题分析
1房屋建筑结构设计常见问题分析
1.1地基问题
与地基相关的问题,主要涉及地质、设计参数,包括以下方面。第一,目前许多房屋建设,在缺乏地质详细勘查报告、参考不恰当的其他区域的地质报告、参考施工主体的口述经验、只参考勘查人员的地形资料结果的条件下,就进行施工图的设计,以致对很多细节没有考虑周全。第二,很多时候,设计人员会特地将地耐力容许值取小,认为取小该值就会有安全性的保障,但地耐力值仅仅是一个重要因素,还存在其他会导致严重后果的因素,例如土质力学指标、当地地下水物理化学性质、以往的旧坑道等掩体、地表浅层应力变化等。第三,设计人员通过换土垫层的方式来处理软弱基,但是并不进行严格的土垫层设计,只凭借经验来选择,这样虽然会加强地基的承载力,但是垫层的厚度及宽度是不可验证的值,不能确定其是否安全,同时也不经济,容易造成地基不均匀沉降。
1.2楼板问题
楼板并不是一个简单的元件,它的受力不仅仅与承载相关,更与墙面、梁、柱有关,在楼板的设计中往往存在以下问题。第一,设计人员只考虑楼板本身的承载力,未能有效地考虑整体,不能满足整体结构承载要求,以致出现裂缝,造成工程安全风险和质量风险。第二,设计人员在计算楼板变形问题上,带有强烈的主观因素,简化计算过程,有时采取的计算方法是有错误的。第三,设计人员在涉及双向板时,不能对两个方向的有效高度进行处理,以致最后的有效高度值会偏大。有时候会将双向板当成单向板来计算,导致某个方向的配筋偏大。
1.3梁设计问题
与梁相关的问题主要凸显在梁高和连续梁设计上。第一,梁高过小问题。设计者一般只会将目标放在梁的强度和刚度上,忽略挠度的作用。梁的稳定性问题会随着时间的变化而凸显,时间越久,梁的挠度就越大,若是发生挠度变形,梁会产生裂纹,该裂纹会迅速地扩张,导致房屋变危房。特别是这种情况下,房屋若是受到震动影响,房屋整体将随时坍塌。梁高越小,梁的延性就越差,在震动作用下,梁容易产生脆性断裂,造成坍塌。第二,连续梁问题。为了简化力学计算,设计者往往会因为边梁的负荷小而忽略其他因素,通常将连续梁当作单梁处理,又使得负筋配筋量减少。各种因素的综合作用,会使得受拉区产生裂纹。
1.4框架设计问题
框架设计中最典型的问题就是只重视横向框架的设计结果,而忽略纵向框架的因素。目前的抗震设计,通常按主轴方向分别设计,抗震的承受对象是各个构件,这样震动效果会被分散和减轻。这就要求对横向和纵向框架同等重视,但目前许多设计者并不认为纵向设计比横向设计重要,更倾向于强化横向框架的作用。在设计中,框架纵筋和箍筋的配比设置并不符合构造要求,这种设计方法带来了稳定性问题,同时也失去了抗震的良好性能。
2房屋建筑结构设计优化措施
2.1地基问题优化
地基是房屋建成的基础,对房屋的稳定有决定性作用。设计人员要想设计准确可靠,必须要本人对作业地点进行准确勘查,体现在以下方面。第一,设计者务必本人到场勘查,就地取材,了解所处地区的地理条件和受力条件,确保设计报告与施工现场是高度吻合的。
第二,设计者要有合规的勘查办法,有合适的勘查设备,有适当的勘查数据处理办法,保证勘查结果的准确可靠。第三,设计工作中,设计者要充分考虑本地与其他区块的融入性,不能因为本地的建设影响其他区块的稳定性和协调性。
2.2楼板问题优化
在房屋的建造过程中,建筑物的稳定性是最重要的,只有建筑体本身处于稳定状态时,人和设备才能顺利地进行施工作业,才能保证工程的进度和质量。楼板正是其中关键一环,设计人员应该充分考虑以下几项内容。第一,设计者要摒弃主观意向,充分利用并遵守行业标准和准则,进行板结构的受力分析和设计。第二,在板结构的设计中,设计者要充分考虑承载、径向力、横向力、弯矩、扭矩等各方面的问题。第三,设计者要充分考虑非承重部分对楼板的压力作用,考虑提高楼板的配筋。
2.3梁问题优化
梁体承受压力持续集中,设计者在设计中,务必考虑梁体应力分布状态,有效地设计梁体结构,对于应力集中处必须要加强其性能,提高其负载力。第一,结构设计要合理。设计人员要充分考虑建筑外形与承载,对梁结构进行合理计算和规划,充分与现场施工方进行沟通,确保准确可靠。第二,梁高合理设置。设计者要考虑梁受到的挠度影响,也要考虑时间的影响,要结合建筑的使用寿命和周期进行梁高的设计,而不是仅仅考虑目前的情况。第三,设计者要充分考虑屋外环境变化对屋内的影响,对设计赋予合适的安全值,对于受力反复变化的区域,进行疲劳度计算和确认,最后进行合理选择,以确保建筑体的完整性和安全性。
2.4框架设计优化
框架设计上,设计者务必同等对待横向和纵向设计,严格按照行业抗震规范进行计算,确保各个部分不会有人为特地的削弱。第一,设计者要严格规范自我行为,保证构造的节点都是按照指定的标准执行,进而保证建筑的稳定。第二,设计者应有效结合横、纵梁,将框架当成有机整体对待,务必自我申明两者共同设计的有效性,务必时时刻刻保持纵向设计的意识。第三,设计者应该全局考虑,保证空间布局的合理性,充分利用横、纵梁的结合效果,确保安全性。同时也需要考虑建筑体的实用和美观效果,确保结构不仅仅准确地建筑,也要合理地利用。
2.5构造柱与承重柱设计优化
设计人员要对于构造柱与承重柱有清楚的认识,承重柱的作用是不可替代的,即使是在平层、低层等建筑结构中,承重柱的作用也是独一无二的。第一,设计者要有明确的清楚的认识,承重柱的设计必须要有,不论是高楼大厦还是小巧玲珑的结构,都必须要先对承重柱进行设计。第二,对于构造柱,要人为地看淡其部分承载功能,甚至完全削弱其承重功能,仅仅将构造柱当作简单的构造部分处理,然后再发挥其整体加固的功能。第三,设计者不能为了计算的简便,而特地将承重柱的截面有效高度进行削弱。计算问题处理虽然麻烦,但是发生安全问题的后果更严重。设计者需要将承重柱的本身特性充分发挥出来,可以适当考虑将承重柱的设计偏向于更高的界值,以提高建筑的整体稳定和安全性。
3总结
房屋建筑体就是力学、工学、美学等的结合,设计者在设计过程中需要满足以下方面的基本要求:第一,明确建筑体的功能,做到亲自去现场测验;第二,明确建筑的组成,以及各个部分的力学要求和使用功能,弄清采用何种材料对建筑体质量有何种影响,并且在设计报告中体现出来,指导建筑商的物资采购工作;第三,设计者需要高度遵守行业标准,对于各个细节,或者容易被忽视、容易被人为削弱之处要做到心中有数,要能够按标准执行。
参考文献
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