当前位置:首页 >> >>

对房屋建筑结构设计中常见问题分析论文

对房屋建筑结构设计中常见问题分析 摘要:随着高层房屋建筑在我国的迅速发展,复杂的不规则建筑 越来越多,如何正确进行结构设计和结构计算,以满足新规范的要 求,也越来越成为结构工程师设计工作的主要重点和难点之所在。 本文通过分析高层房屋建筑的现状,总结了房屋建筑结构的设计特 点与各种的问题分析。从而进一步完善高层房屋建筑结构设计,促 进房屋建筑的发展。 关键词:房屋建筑设计、 中图分类号: tu2 文献标识码: a 文章编号: 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。 二、房屋结构设计中常见的问题 4.1 地基与基础方面 多层房屋无地质详勘报告,仅仅依据建设单位口头或笼统参照附 近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计是不科学的。地基与基 础设计要做到合理,安全适用,设计人员必须依据地质勘察资料, 统一考察多方面因素进行基础类型和上部结构的详细勘测方可设 计,仅凭地耐力这一数据是不全面的,也是不安全的,更不能盲目 地把耐力容许值取得小一些就认为万无一失了。采用换土垫层进行 软弱地基处理,不进行换土垫层设计,只凭经验处置。有时设计者 对软弱地基的危害认识不足,只是简单地凭借经验采用沙石垫层加 强一下承载力,没有进行垫层宽度和厚度计算,只能使软弱地基处 理既不安全,又不经济。 4.2 砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用 在砖混结构中,构造柱不但能够提高墙体的抗震能力,而且构造 柱与圈梁联结在一起,形成对砌体的约束,这对于限制墙体裂缝, 维持竖向承载力,提高结构的抗震性能有着重要的作用。 在当前结构设计中,构造柱经常被作为承柱使用,这种做法将引 起以下几个问题。 构造柱作为承重柱使用后,使得构造柱提前受力,这不但会降低 构造柱对墙体的拉结和约束作用,而且结构一旦遭遇地震作用时, 在构造柱位置必然形成应力集中,首先破坏。这样构造柱不但起不 倒其应有的作用,反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。 4.3 在框架机构设计中,只注意了横向框架的设计而忽视了纵向 框架的设计。现行建筑抗震设计规范要求,水平地震作用应按两个 主轴方向分别计算,各方面的地震作用应由该方向的抗侧力构件来 承担。就是说,在框架结构设计中,纵向框架与横向框架有同等的 重要性。一些结构设计者对以上非抗震设计,只按纵向的普通的连 续梁进行设计,梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置无法满足 框架的构造要求。由于没有考虑地震的纵向作用,在实际设计中经 常出现梁的支座负筋,跨中纵筋及箍筋的配置均不足的现象。 3 高层建筑结构设计应注意的问题 3.1 结构选型。对于高层建筑结构而言,在工程设计的结构选 型阶段应注意以下几点: 1)结构的规则性问题。新旧规范在这方面的内容出现了较大的变 动,新规范在这方面增添了相当多的限制条件。而且,新规范采用 强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因 此,结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意,以 避免后期施工图设计阶段工作的被动。 2)结构的超高问题。对于超高限建筑物, 应当采取科学谨慎的态 度。因为在地震力作用下,超高限建筑物的变形破坏性态会发生很 大的变化。随着建筑物高度的增加, 许多影响因素将发生质变, 即 有些参数本身超出了现有规范的适宜范围, 如安全指标、延性要 求、材料性能、荷载取值、力学模型选取等。,因此,必须对结构 的该项控制因素严格注意 3) 嵌固端的设置问题。不仅关系到结构中某些构件内力分配的 准确性, 而且还影响结构产生侧移的真实性, 以及结构局部的经 济性,由于高层建筑~般都带有地下室和人防,嵌固端有可能设置 在地下室顶板,也有可能设置在人防顶板等位置,因此,高层建筑 在进行结构分析计算之前必须首先确定结构嵌固端的所在位置,在 这个问题上,结构设计工程师需要注意如下几个方如:嵌固端楼板 的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一 致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端 位置的协调等 3.2 地基与