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房屋建筑及结构设计精选(九篇)

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房屋建筑及结构设计

第1篇:房屋建筑及结构设计范文

【关键词】房屋;建筑设计;问题;对策

当前我国房屋设计的状况与存在问题伴随着我国国民经济的飞速发展,人民群众对物质文化的需求也越来越高,审美、欣赏的水平也在逐步提高。当前,我国的房屋建筑设计已进入百花齐放、百家争鸣的竞争与比较的时代,由于房屋住宅商品化、市场化以后,极大地推动了住宅建筑设计的发展,风格各异的住宅都涌现出来,不可避免地出现了一些设计不合理的现象。房屋建筑设计是个系统、全面的工作。结构设计人员应具有扎实的理论知识,灵活创新的思维和认真负责的工作态度。加深对当前房屋建筑结构设计中常见问题的认识与研究,从而不断提高自身的结构设计水平。由于对规范和专业知识的理解深度不够或认真程度不够,在房屋建筑设计的过程中会出现多种问题。

1. 地基与基础方面

1.1 柱下独立基础带梁板式的地下室底板设计时,容易忽视因建筑物沉降而引起的附加应力的影响。在上部荷载作用下,整个地下室底板与柱下独立基础协同受力,共同发生沉降变形,如不考虑因此产生的附加应力,会使地下室底板设计偏于不安全,可能会导致地下室底板因承载能力不足而产生裂缝。尤其对采用天然地基为基础持力层的情况,其影响更为显著。

1.2 对于带地下室的建筑,当地下水位较高时,室外地坪以下结构部分的外轮廓形状力求简洁,以利于建筑防水的施工。柱下承台相对于防水底板下反时,因柱下承台放坡的影响,基槽形状变得很复杂,并且会出现较多的阴阳角,这不但增加了防水施工的难度,延长了施工的时间,而且防水施工的质量也难以得到保证,此外还增加了工程造价。

1.3 地下室底板和外墙配筋计算时,易出现假设条件与实际情况不符的情况。以地下室外墙配筋计算为例,不少工程设计人员不区分地下室外墙所带扶壁柱尺寸大小,均按双向板来计算地下室外墙配筋,扶壁柱则采用地下室整体结构电算分析结果进行配筋,未考虑地下室外墙双向板荷载对扶壁柱的影响。实际上地下室外墙与扶壁柱协同变形,共同受力,这种计算方法使地下室外墙竖向受力筋配筋偏小、扶壁柱配筋偏小、外墙水平分布筋偏大。

1.4 天然地基上锥形独立基础设计的问题。锥形基础斜面坡度大于1:3时,锥体部分砼难以振捣密实,施工现场容易出现是砼自然堆上,采用铲子或抹灰刀拍捣成形的现象,锥体部分的砼难以达到设计强度要求。

2. 房屋建筑设计构造柱兼作承重柱

砌体结构房屋中的构造不仅能够提高墙体的抗剪承载力,并且通过与圈梁整浇使砌体形成约束砌体,一方面提高了砌体结构的竖向承载力,另一方面,限制建筑物墙体出现裂缝以及增强砌体结构建筑构的抗震性能。设计人员在设计此类结构时,将构造柱截面尺寸加大后作为房屋建筑的承重柱使用,这种设计方法会使当房屋建筑遭遇到地震作用时,因该位置的构造柱截面尺寸较大,会在此位置形成应力集中,用作承重柱的构造柱会先遭到破坏,这种情况下的构造柱不仅不能够起到其自身该有的作用,反而成了房屋建筑中一个十分薄弱的部分。

3. 承重柱截面高度设计过小

这种情况多发生于六度抗震设防区。一些结构设计人员误认为六度设防就是不设防,为使结构受力分析方便,故意将柱子的截面高度设计得的过小,使梁柱的线刚度比加大(一些结构设计手册中规定:当梁柱的线刚度比大于4时,计算简图中梁柱节点可简化为铰支)。把梁简化为铰支梁,柱按轴心受压计算。此种处理方法虽易于进行结构受力分析,但却给房屋建筑留下了安全隐患。忽略了梁柱间的刚结作用,并且柱截面尺寸及配筋都较小,结构一旦受力后,柱顶因抗弯强度不足而使柱子在梁底附近将会出现水平裂缝,从而形成塑性铰。

4. 悬挑梁问题

4.1 因受到规划等因素的限制,悬挑梁的设计普遍存在于建筑结构设计中。建筑结构设计中经常出现悬挑梁悬挑部分的荷载远小于非悬挑部分的荷载的情况,所以造成悬挑部分梁截面宽度与高度小于非悬挑部分梁相应的截面尺寸。设计人员在设计时常常简单地将非悬挑梁顶部纵筋向悬挑端延伸便认为满足了设计要求,忽视了因悬挑梁截面宽度小于非悬挑梁截面宽度而使非悬挑梁顶部两侧的纵筋无法延伸到悬挑梁内。

4.2 建筑结构施工时,普通梁箍筋的接口位置一般在梁上部两角交替绑扎,对悬挑梁箍筋的接口位置,规范和相关构造图集没有给出明确规定,仅要求悬挑梁箍筋通长加密,弯钩不小于135°,弯钩平直段长度不小于10d。借助箍筋对梁混凝土的约束作用,梁纵筋通过与混凝土之间的粘结、摩阻、咬合等形式共同抵抗外力。箍筋的作用是协助混凝土抗剪,而箍筋接口是箍筋的薄弱部位,施工过程中因箍筋制作绑扎不规范,大大削弱了箍筋对构件混凝土和纵向钢筋的约束作用。

4.3 悬挑梁设计时,设计人员仅对梁的强度和抗倾覆问题进行设计验算,忽视了梁挠度的计算。因悬挑梁截面高度选用不足,导致悬挑梁截面受压区的应力过高。在正常使用状态下,梁截面受压区产生非线性徐变,梁挠度随时间的推移不断增大,因悬挑梁变形过大而引起梁板出现裂缝,裂缝宽度随悬挑梁变形的加大而加宽,严重影响了房屋的正常使用,并且这种挑梁变形发展到一定时期,梁支座截面上部受拉区常出现较宽的竖向裂缝。

5. 房屋建筑楼板设计

在整个建筑工程中,因楼板的存在,墙、柱等竖向抗侧力构件共同变形,共同抵抗水平地震荷载、风荷载等水平荷载,故楼板的合理设计显得尤为重要,房屋建筑设计人员必须全面考虑整个设计,楼板的厚度及配筋应结合不同的结构形式、不同的房屋高度、不同部位的受力要求等因素综合确定,楼层平面中的楼板尽量少开洞,如开洞面积较大时应增加洞口周边楼板厚度及配筋,必要时将楼板设置为弹性板进行计算分析。建筑物屋面及端部开间是温度应力较大的部位,在楼板设计时,可适当增加建筑端部开间的楼板厚度,屋面板厚度不宜小于120mm,并且端部开间及屋面板采用双层双向钢筋,钢筋间距不大于150mm,直径不应小于8mm。外墙转角处应设置放射形钢筋,在楼板板宽急剧变化处,大开洞削弱处等易引起收缩应力集中处,应加大配筋。在楼板设计的过程中,应充分认识建筑中不同部位楼板的实际受力状态而采取相应的处理措施,否则楼板易出现温度裂缝或其他裂缝,严重影响结构的安全和使用。

6. 结语

总之,我们设计工作者应严格按照规范、规程的要求进行设计,注重理论与实践相结合,只有这样,才能从根本上消除设计质量的隐患。

参考文献

[1] 王玉玲,朱江雁.《浅谈住宅建筑节能设计》.新疆化工,2006,01.

[2] 唐海珠,周波,刘星彤《住宅建筑节能设计的研究》.山西建筑,2009,03.

[3] 董建华.《房屋节能设计体系施工技术应用》.山西建筑,2009,03.

[4] 朱姝卿.《浅谈住宅建筑的节能设计措施》.民营科技,2009,06.

第2篇:房屋建筑及结构设计范文

【关键词】房屋建筑,结构设计,问题,对策

前言

土木工程建筑行业的不断发展也在不断的推动着建筑行业的进步,在技术上引进更加先进的科学技术,在土木工程质量上给人们更加充分的保障,并且不断的满足人们日益增长的对于土木工程结构的设计要求。为了能够保证土木工程建筑的水平,需要解决目前建筑结构设计中存在的一些问题在不断的探究中逐渐的摸索出能够解决问题的有效措施,保证土木工程建筑的结构设计能够在科学合理的前提下,为满足人们的要求进行技术上的创新,使得设计和施工同步进行,使我国的建筑行业水平有更大程度上的提升。

1.土木工程建筑结构设计中出现的问题

1.1土木工程建筑基础结构设计方面存在的问题

俗话说的好,基础决定上层建筑,由此可见土木工程建筑基础结构的重要性。 但是,对现阶段土木工程建筑基础结构调查显示,在设计工作中存在严重的不规范性、不科学性,严重影响了土木工程建筑基础的施工质量,如有些设计工作人员在基础设计工作中,并没有做好大量的地质勘查工作,而是根据施工方面人员提供的口头数据开展基础设计工作,这样设计人员在没有准确数据情况下所设计的基础结构图,可想而知施工后建筑基础的质量。另外,现阶段国内大多数民用建筑在基础结构设计中并没有对荷载情况进行严格规范, 这也是民用建筑基础结构设计常见问题之一,对此,设计人员应该将这一问题重视起来,对建筑基础荷载数据进行准确标明,避免基础满负荷,影响整体建筑的质量、安全。

1.2 建筑框架设计不合理

在建筑框架设计中纵向和横向的框架设计都是必不可少的,并且它们彼此需要相互配合。因为纵向框架和横向框架的功能并不相同,它们都各自有自身存在的必要性和重要性。纵向框架能在地震时避免地震波纵波的影响,均匀的配置箍筋的配筋和跨中纵筋。另外,设计人员经常会犯这类错误:就是把承重柱的界面高度设计的低于本应有的高度。设计师们片面的认为六度设防与不设防这二者之间等价的,为了方便建筑结构设计的受力分析,人为地把承重柱的截面高度设计的较低。这种做法是非常不负责任的,因为这种设计错误往往会导致严重的后果,甚至是整个建筑的坍塌。设计者在设计时一定要有安全意识和质量意识,切实负起应付的职责,保障在建筑的设计结构上尽量合理科学。

1.3 结构布置不合理

在建筑的设计中结构要尽可能的规则,这样才可以使得结构的布置更加的合理。对于结构所说的“规则”,指的建筑物的平立面外形尺寸的抗侧力、质量的分布、承载力的分布等等要求。要使得结构不规则的因素有很多,这一点在复杂的建筑体上显示的特别明显,它们很难用定量的指标来将规则程度进行一定的限制。在技术规范上以及设计规定上都不太了解,所以通常情况下,设计人员便很难对结构规则性把握的很精确,从而设计出规则性很差的建筑,这是对抗震很不利的。

1.4 设计人员思想原则不明确

人是行为实践的主体,人的思想及原则直接指导着他的行为实践活动。作为建筑的结构设计人员,一定要有一定的思想觉悟和行为准则。首先要树立的就是要实事求是,立足实践这条基本思想原则,不能脱离实际情况去纸上谈兵,而我国现在的有些建筑设计人员就是犯这种错误,在没有充分调查的情况下,就妄下定论,又或是照搬照抄别人的建筑设计成果。殊不知,没有调查,就没有发言权,脱离实际情况而建设的建筑的安全性往往较低。其次,就是要树立用全面的观点看问题,客观的分析建筑结构的各个方面,并充分考虑到各个结构部件的实用功能,利用自身的专业知识,认真严谨的进行建筑设计工作。我国的建筑设计人员在这方面的重视还远远不够,仍需加强建筑设计人员的思想原则的教育力度。

2.土木工程建筑结构设计中的常见问题的解决措施

2.1加强对基础设计的研究

土木工程建筑结构的地基基础直接影响到建筑结构工程的整体稳定性,对于整个土木工程建筑都有着巨大的影响,因此,在土木工程建筑结构设计前,应当首先加强对地勘资料的研究。设计单位应结合土木工程建筑规范对当地的水文地质条件进行深入的调查和研究,充分收集当地其他土木工程建筑工程的设计资料,借以从中找出对土木工程建筑设计有影响的因素,对优点加以改进和创新,根据缺陷制定出相应的规避措施,以保证建筑结构设计的不利影响降到最低,做到因地制宜,从而有效提高建筑结构设计的质量,保证后续工程施工的顺利进行,同时提高建筑工程施工的质量和效率。

2.2注重土木工程结构设计布局的实际应用

土木工程建筑要按照设计图纸进行施工,同时图纸的设计也要考虑到土木工程的实际布局状况。设计师在进行图纸设计之前首先要对土木工程的实际状况进行实地的考查和了解,保证结构设计的过程是科学规范的,规范的图纸设计还能够保证土木工程在实际创建的过程中能够得到合理的运用,在土木工程的承重设计方面,要考虑到土木工程地基的状况以及整个土木工程建筑的结构安排,保证整个土木工程的布局是科学合理的,以土木工程建筑的安全性作为第一考虑的要素。另外在土木工程外形设计方面要结合广大住户的要求,选择符合大多数用户审美的设计形象,针对不同的人群,将土木工程的结构设计进行合理的布局,对土木工程的建筑条件要进行充分的了解,使得土木工程建筑的布局达到标准的要求。

2.3设计更重视经济效益和社会效益的统一

建筑建设本身就是社会建设的重要内容,建筑的安全在一定程度上也关系到社会的稳定和经济的发展。所以,必须重视建筑的质量的安全,无论是居民房还是商业用房。从地基的设计开始,就要注意整体建筑的实用性和经济性,所以,地基设计既要科学合理,安全可靠,又要考虑经济实用性。综合考虑各种因素,切实把设计原理建立在是滴勘察的资料上,严谨的按照应有的程序对地基所容许的承载力值和耐力值进行公式运算,并结合实际进行进一步的修正。

2.4加强施工技术管理

施工技术管理体现着这个建筑工程企业对建筑建设的重视程度,必须加强对施工技术的管理,这不仅仅关系到项目工程的进度,工期的正常结束,而且间接影响着施工建设的安全和质量。优化施工技术,完善施工管理制度,能够有效地节约资源和时间,提高建筑团队的工程效率,同时也会给该建筑团队带来积极的社会效应和品牌影响,增加该建筑企业的市场知名度,这无疑也是一笔宝贵的财富。

2.5定期培训、教育建筑施工人员

众所周知,我国的是滴建筑施工人员大多是外来务工的农民工兄弟,他们是我国建筑事业的实现者,为我国建筑的发展做出了突出贡献,我们在这里必须向他们表示由衷的敬意。但是,另一方面,这些农民工自身的文化水平和专业技术素养都比较低,但是他们又是工作在建筑第一线上,他们的施工技术和施工质量对建筑本身来说都至关重要。所以,要保证建筑的质量,就必须加强对农民工的施工专业技术指导的培训,提高农民工的资源水平,另外也不能忽视对农民工的文化意识培养,要积极的引导他们树立正确的建筑安全观和建筑质量观。并且积极地指导他们掌握先进的施工设备,掌握设计图纸的具体原理和施工步骤,切实保障施工的进度和质量。

结束语

在整个中国都在积极地进行建筑建设的今天,必须重视土木工程建筑结构设计中的每个问题,不能放过任何一个细小的问题和失误,毕竟在建筑业中,失之毫厘谬以千里,可能一个并不起眼的误差会导致整个建筑的安全性受损。建筑结构设计人员定要兢兢业业,认真的负其应尽的责任,立足实际,综合考虑,优化组合,在这三者的基础上设计建筑图纸。

参考文献

第3篇:房屋建筑及结构设计范文

随着社会经济的发展,超高层与高层建筑逐渐得到了广泛推广。对于建筑企业而言,最重要的问题之一就是怎样在确保结构设计与人们要求相符合[2]的前提下使投入的资金减少。建筑企业必须在确保房屋建筑质量合格的情况下,系统化分析设计方案,采用先进的设计观念和技术理念整体化管理工程建筑。在房屋结构设计过程中,科学优化建筑结构设计除了可以使建筑的美观感与实用性增强,同时还可以使工程的整体造价得到最大化控制。使建筑材料与机械设备的性能得到全面开发,节约资金投入,系统性结合房屋结构的层次,提高房屋质量与居住安全性。

2建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的操作步骤

2.1创建优化建筑结构设计的模型

首先需要科学、合理地设计变量。一般情况下,主要的变量是对建筑本身结构造成影响的重要参数。对于部分由局部性有关要素就可以使设计要求得到满足或者变化范围很小、影响也较小的参数,通常可采用预定参数加以表示,不仅可以使计算数量与设计数量减少,而且有关的编程工作量也会减少,有助于工作效率的提升。其次,要确定目标函数。在优化设计建筑结构时,为减少整体的工程造价,需要找到失效的概率函数与尺寸符合预定条件的钢筋截面积。最后,要合理确定约束条件。

2.2合理优化设计有关的方案

将可靠度作为优化房屋结构设计的依据时,一般约束条件较多,还可能出现非有关的非线性问题,因此在计算过程中,需要学会适当转换,将有约束的优化向无约束转化,可采用拉氏乘子法等计算。

2.3相关应用程序的设计

无论是将可靠度作为优化房屋结构设计的基本依据,还是运用有关的计算方式进行设计,为了有效达到相应的效果,都要将这些因素编纂为具有科学性、综合性、功能全面、运算速度较快的应用程度,从而高效、全面地实施整个优化设计方案。

2.4综合分析结果

得到相关计算结果后,需要分析与比较其必要性,进而选出最适合的设计方案。进行分析时,应当对有关问题进行全面考虑,多角度分析相应的问题,确保所选设计方案的合理性,增强房屋建筑整体的实用性、安全性和美观性,与此同时还不会导致工程的资金投入增加。优化设计建筑结构要求我们同时兼顾经济节约与施工技术要求,做到全面考虑,科学配置,实现预期的建设目标。

3建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的具体应用

3.1房屋建筑的局部性和整体性优化

建筑结构通常都具有复杂性与层次性的特点,在设计时需要分别考虑建筑的安装体系。结构相关体系和整体设计体系等,其中每一个体系又会延伸出若干个下属体系,设计者在设计房屋时需要优化下属系统,将横向关联性冲破,达到叠加工程的效果;在复杂性方面,涉及到建筑零部件、材料等的选择,需要从整体着手,实现设计优化的目的。

3.2阶段性优化、建筑寿命与桩基础的优化

当建筑工程未超过使用年限时,房屋设计者需要根据不同阶段特点,结合实际情况确定优化方式,实施阶段性优化,延长建筑的整体寿命,在确保建筑质量的同时还能增加经济效益。预制桩与灌注桩都属于建筑桩基础,在整体施工时,后者的操作技巧复杂,质量控制难度较大,耗时较长,所以在满足沉降标准的情况下,可与预制桩施工相结合,使工序减少。需要注意的是,在桩基逐渐加深会增大土壤对桩基的摩擦力,所以一定要采用长度足够的预制桩。

3.3良好协调建筑优化和结构优化

在优化设计建筑结构时,需要实现建筑整体平面和整体结构紧密配合的效果。打造简洁的建筑系统,支柱和墙体不可发生错位等情况,截面面积和高度要相同。设计楼体时,由于转角区域自身受力较多,所以需要将承重材料选为高强建材,起到降低自重的效果。确保建筑整体的质心、刚心和重心正确交叠,避免发生扭转。

3.4良好协调排水系统和结构优化

专门用来管理排水系统的房间中机械设备很多,有较大的荷载强度与荷载能力。因此最好在地下室放置这些设备,确保管道预留深度,预留尺寸和相应标准相符合,加固楼板的钻孔位置。注意避免梁或柱被水平方向的管线贯穿,妥善加固有管道穿过的墙体,协调好管道网与结构设置,避免管道绕梁或绕柱。

3.5良好协调电气优化与结构优化

在楼板、墙体等地方或金属管体外部以导线的形式安装电器管线,会增加预制结构施工的难度。因此,若想在梁体中穿过管线,需要提前将相应的孔洞预留在梁体上,确保梁体宽度等于有关墙体的[3]宽度。设计者需要单独分析和计算电梯部分的建筑,提高设计的安全性及合理性,保证施工质量。

4结语

第4篇:房屋建筑及结构设计范文

关键词:房屋建筑、结构设计、基础设计

中图分类号:TU2文献标识码: A

1、前言

随着房建工程的不断发展,房屋建筑一直趋向于复杂化,这使得结构设计成为了影响房屋建筑工程质量的重要因素,而基础部分的设计尤为关键。基础设计关系到房屋建筑的整体质量,也影响建筑后续工作,无论新技术如何应用,建筑业如何发展,基础设计作为房屋建筑安全稳定的根本,其重要性都是一成不变的。

2.房屋建筑结构设计的重要性

从大的意义上说,房屋建筑结构主要指两个方面的内容,一方面指的是房屋的建筑结构,一方面指的是房屋的户型结构。而房屋建筑工程进行房屋建筑结构设计的根本出发点主要是为了保证工程建筑物结构的安全性、可靠性,在能够保证工程建筑物的使用功能的发挥的同时保证工程建筑物的使用寿命,提高工程建筑物的性价比。

3.房屋建筑结构设计过程中需要遵循的原则

设计人员在对房屋建筑工程进行结构设计时需要遵循几个原则,首先设计人员在进行结构设计的过程中一定要从整个房屋建筑工程的整体着手,需要与业主进行良好的、有效的、及时的沟通,确保房屋建筑结构设计既符合客观方面的需要,也符合主观方面的需求;其次,设计人员在设计过程中要有提前量,现代的房屋建筑工程在进行基础设计的过程中,将重点都放到了房屋建筑工程的地基、基础、以及一些上部结构的构件(例如梁、板、柱、楼梯、雨篷等)方面,但是还是有一定的弊端,因为很多的房屋建筑结构设计中的基础设计并没有完全的结合实际情况,所以在施工过程中很容易遇到设计与实际情况不符的问题。

4.房屋建筑结构设计中的基础设计过程中需要注意的问题

虽然目前我国的房屋建筑结构设计的发展现状总体上还是十分不错的,但是,在目前我国的房屋建筑结构设计发展的还不够成熟和完善,还需要在不断的发展过程中进行适当的补充和完善,尤其是在房屋建筑结构设计中的基础设计过程中,还需要注意以下几个方面的问题。

4.1结构平面图的绘制问题

绘制结构平面图属于房屋建筑工程施工前期的准备工作,设计人员在绘制房屋建筑工程的结构平面图时,需要从整体出发,从大局出发,需要把国家利益和人民群众的生命财产安全放到首位,在设计过程中需要充分的考虑房屋建筑工程的防火等级、抗震等级、防水等级以及保温等级,其中,抗震等级最为重要,同时,设计人员在设计过程中还需要充分的考虑到房屋建筑工程的整体及局部的受压性。

4.2屋面结构图的设计问题

一般而言,房屋建筑工程的屋面都为坡形,当建筑板之间的空隙过大,就采用梁板式的楼板;如果建筑板之间的空隙不大,就采用折板式的楼板,确保屋面结构图的设计与房屋建筑工程的整体设计能够相融合。

4.3大样详图的设计问题

设计人员在绘制房屋建筑工程的大样详图时,需要确保图纸的细致性和全面性,设计人员在绘制过程中,需要从提高房屋建筑工程的整体的受力性的角度出发,同时,力争在最大程度上保证房屋建筑工程外形、结构以及尺寸的一致性。

4.4楼梯方面的设计问题

设计人员在对房屋建筑工程的楼梯结构进行设计的过程中,主要需要考虑的就是楼梯板的挠度问题,需要保证上下层之间楼梯梁位置的一致性和精准性,同时,设计人员还要注意首段的楼梯板的基础沉降问题,如果在房屋建筑工程需要的情况下,可以在一定程度上对楼梯梁进行统一的、规范的设置。

4.5基础方面的设计问题

设计人员在对房屋建筑工程的基础进行设计的过程中,需要结合房屋建筑工程的实际情况进行设计,做到具体问题、具体分析,保证基础设计的科学性和合理性,在对混凝土的选用方面,还需要注意考虑到结构的适用性和耐久性,以荷载为参考依据对基础的宽度进行及时的、适当的调整,为房屋建筑工程整体的结构的合理性提供保障。

5.房屋基础设计的要求

5.1高层建筑

高层建筑的特点是层数多,上部结构荷载大,使得基础埋置深度大、在材料的使用上也耗费量大、施工周期较长、工程总造价较高。因此,高层建筑设计时应注意满足以下几点要求。一是基础的总沉降量和差异沉降量应严格遵守规范规定的允许值;二是对复合地基或天然地基承载力及桩基承载力的要求要满足;三是地下结构做好建筑防水满足规定要求;四是不仅对基础本身的耗材和造价进行考虑,还要对土方、降水、施工条件与工期长短等因素进行考虑,对经济效益进行综合考虑。

5.2多层建筑

一般砌体结构建筑,应该严格按照建筑的抗震设计的规范要求,并在行动中真正的做到:要优先的采用横墙承重或者是纵横墙共同承重的结构体系,纵横墙在布置上最好能够均匀的对称,并且沿着平面进行对齐,沿竖向的面也应该上下进行连续。钢筋砼多层建筑结构的布置,应该尽量的采用规则的结构。如果结构比较复杂,可以预先设置好防震缝,并且将防震缝两侧分割成为各规则的结构,单元为单位,结构布置以少设缝为宜。这样就能够有效的使防震缝的设置以及伸缩缝、沉降缝可以得到统一。

6.加强房屋建筑结构基础设计的主要措施

6.1对软弱地基基础设计

局部软弱地基的基础设计,采用不同的处理方式时应在满足地基承载力及土层不发生整体破坏的前提下,以基础的沉降量为控制条件,满足使用要求和地基规范允许的沉降量是可以做到经济合理的。在改变地基条件的情况下,还需配合改变基础的设计,一般情况下,变更基础的尺寸,可以有效地调整基底附加压力的分布和大小从而改变地基变形值。当基底附加压力相同时地基的变形是随基底尺寸的增大而增大,而在确定的荷载下若增大基底面积,将会使地基的变形量减小。当然在验算地基变形,调整基底尺寸时还应考虑其它因素的影响。在软弱粘性土中采用卵石桩可以提高地基承载力,加速固结沉降,改善地基的整体稳定性。有关软弱土地基,处理的方式方法也有多种,同样又受各种诸多因素的影响很难用一种固定模式确定某种处理形式好,因此在场地条件不同的情况下,须经过分析研究再做决定。

需要注意的是,对每个建筑工程都要求设计人员认真编制方案比较说明书,综合评定基础类型,因此应加强对设计人员的管理。一个好的基础工程必须具备能安全地支承上部结构并能巧妙地将荷载传递到下部地基中,它在能满足规范要求的前提下,必须具有最小埋深,良好的稳定性能,又能将沉降和差异沉降控制在允许范围内,同时还要具有造价经济、施工简便、对周围环境污染小等特点。因而,要求设计人员在基础设计中,对所建工程的地质性质和地貌概况、周围环境进行综合分析;在设计计算中,对其参数、理论的精确度和适应性要进行研究,经多方案比较和调整偏差后,才能确定技术上合理、经济效果最佳的基础类型。在这一过程中,设计人员必须提出明确合理的观点,并形成书面文件。

6.2做好屋顶结构图设计

由于近年来各地“平改坡”的呼声较为严重,为符合客户需要,目前很多房屋建筑大都采用坡屋面的结构形式。这一结构形式主要有梁板式与折板式,若建筑板的跨度较大且建筑平面不规则,屋脊线的转折和屋面坡度复杂,因而基于此种坡屋面大都选择梁板式。反之,则采取折板式。它们的共同点就是这两种板都是偏心受拉构件。板配筋时,为有效抵抗拉力,应拉通部分或全部板负筋。板厚度应根据构件而定,通常不低120mm,并在梁板折角处布置钢筋大样示意图。

在设计屋坡面板时,为确保施工操作人员更好的理解图纸,应采取大样详图与剖面示意图相结合的表现方式。因而作为房屋建筑结构设计人员,必须具备空间感,就房屋建筑的整体构造做到心知肚明。以整体的视角掌握房屋建筑结构大局,以细微的设计体现其实用价值,坚持这一设计理念,所设计的图纸方能使施工技术人员一目了然的明白设计者的意图。但需要注意的是,由于屋面起坡会导致阁楼层的部分墙体超过高度,因而在设计时就应与门窗顶相结合设置圈梁,从而降低墙体计算高度。

6.3强化楼梯样图设计

在绘制楼梯样图时,应注意楼梯板挠度的控制,楼梯梁梁下的净高度必须满足建筑要求,确保楼梯梁位置上下层互相统一。若局部不符合则应采用折板楼梯,并注意折板楼梯钢筋,尤其是内折角处应断开并分别锚固,从而预防局部应力的集中,注意楼梯板的宽度和梁下净空要求,如果是首段梯板,应充分考虑基础带来的沉降,并在必要时设置梯梁。

6.4做实基础设计

在设计基础时,应注重混凝土标号的选择,并确保与结构耐久性要求相符。基础配筋必须确保与最小配筋率相关要求相符,条基交接处的钢筋设置必须选用标准图或详图,且条基交叉处的基底面积不能重复利用,并注意基础宽度的调整。若局部墙体的局部荷载较大也应就基础宽度进行调整,对于基础图中的构造柱,若定位不明确应进行精准定位。

结束语

总之,房屋建筑结构设计中的基础设计是一项较为系统复杂的工作。作为设计人员,做好房屋建筑结构设计中的基础设计是确保房屋建筑工程质量的关键,在设计工作中做好每一个细节的设计,尽可能的提高房屋建筑的功能,从根本确保房屋建筑结构设计质量,进而确保房屋建筑工程质量。

参考文献:

[1] 刘建鑫:《高层建筑结构地下室和基础设计应注意的问题》,《山西建筑》,2011年04期

[2] 宋春霞 张玉忠:《高层住宅局部框支结构设计要点》,《城市建设理论研究》,2011年23 期

[3] 杨国先:《房屋建筑结构设计基本原则与几个常见问题的探讨》,《城市建设理论研究》, 2012年19期

[4] 李剑波:《建筑结构设计中的异形柱节点受力特点分析》,《价值工程》,2011年01期

第5篇:房屋建筑及结构设计范文

关键词:房屋建筑;结构设计;基础设计

Abstract: with the rapid development of society and economy, the new building more and more, house prices rising unemployment, people for housing demand is also pretty strong. But, housing construction is a complex project, especially in people for housing demand is higher and higher today, housing construction design is to measure quality of building a big factor, and the foundation design as housing construction in the structural design of the fundamental part, its importance is self-evident. The author in this industry for nearly 10 years, building structure design of the basic design much research, the author discusses their own experiences, from the foundation of the housing construction form, the foundation design principle, building structure design of the basic design is discussed, and the design basis for house aims to improve the play a positive role

Keywords: housing construction; Structure design; Foundation design

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

0、引言

随着新建筑越来越多,房价节节攀升,高房价是人们对于房屋建筑的了解远远高于以往,人们对于房屋的需求也是益发的强烈。房屋建筑是一项复杂的工程,特别是在人们对于房屋建筑要求越来越高的今天,房屋建筑的设计更是衡量房屋质量的一大因素,虽然房屋建筑结构设计一直都在不断地发展,新的技术应用越来越多,但基础设计作为房屋建筑结构设计中根本的一部分,其重要性却是一直不变的。

1、房屋建筑中基础设计的选取原则

房屋结构设计主要是指房屋基础结构和上部结构。由于房屋结构受到的重力恒载以及竖向静力等力的作用,其上部结构主要为其在这种受力状态下保证结构的稳定性。房屋的静态荷载一般呈垂直传递,地震作用是恰恰和静载作用相反。为了适应到结构中上部和下部的地基条件,选择基础结构异常关键。

建筑结构设计是一个全面和系统的工作,我们在设计过程中,以确保遵循四个基本原则:“整体上抓大放下、设置多道防线、刚柔相济协调、打通重要关节”。在此基础上做好反馈工作,对建筑的具体情形具体分析,不断提高设计水平,这有这样才能满足我们的需求。

现在房屋建筑中基础设计的选取方法主要是考虑地基、基础、上部结构之间的作用力,以之作为依据选取合适的基础设计。但是,这种方法也有弊端,主要是由于很多情况下并不是根据实际情况做出的决定,而是基于一些假设,这就不可避免的带来了误差,

针对大部分设计,常规设计还是主要的设计方法,其主要理论依据是经典结构力学与弹性力学,这种设计优点是简单方便,能满足大部分要求,但是对于对地基沉降敏感的结构却不适应。

2、房屋建筑常用的几种基础形式

(1)墙下条形基础

常见的是混凝土刚性基础,它的作用是承受抗压强度、抗拉、抗剪强度,但是效果不理想。一般来说这种基础适合建设5层以下的建筑。它的优点是价格低,方便,可因地制宜的改造整体的刚度。此外,较好的墙下条形基础还有钢筋混凝土柔性基础,它能够很好的解决上部结构荷载较大,地基承载力又较低,且地基又不很均匀的问题,在6层以上的建筑中这种基础使用较多。

(2)独立基础

独立基础可分为刚性独立基础和柔性独立基础,他们在柱下基础中使用较多,基础的断面有方形和矩形,主要依据是不同的柱荷载偏心距。当有比较大的柱距时,独立基础相较于其他基础明显性价比更高。在多层建筑的上部结构作为框架体系的时候,如选择独立基础比较合适。此外,独立基础较普遍的应用在民用建筑的中柱,目前看来效果是不错的。

(3)柱下条形基础及十字交叉基础

在柱荷载或者地基条件恶劣而不能采独立基础的时候,柱下条形基础是相对不错的选择。它的刚度较大,能够调整沉降的均匀度,不过柱间距较大时这种设计则不可以采用,因此,采用这种设计要在柱间距不能过大的前提下。十字交叉基础比较适合地基的承载力比较小但柱荷载却比较大的时候,它能够较好的完成目标。不过虽然它的空间刚性较大但不能随意的使用。

(4)钢筋混凝土筏片基础

钢筋混凝土筏片基础适用于基础之间的空隙较小并且基础的底面积出现重叠的情况。在有地下室的结构中,筏片基础作为地板结构应用较多。此外,根据荷载的大小可以选择合适的筏片基础。筏片基础的优点是整体的刚度较大,可调整整体沉降的均匀度。不过钢筋混凝土筏片基础也不是万能的,需要根据具体情况来实施。

(5)桩基础

承载力高、沉降量小是桩基础的优点。在地基变形和强度方面都无法满足要求时可采用桩基础的深基础。桩基础适应于以下情形:建筑物的上部结构荷载较大,而地基上部负载能力小,下部有可作为桩端持力层的坚实土层时;天然地基上的浅基础沉降量过大,即使进行地基处理也不能满足建筑物要求时;对较为重要的建筑物,虽然地基承载力尚好,但由于对控制沉降有较高要求,不允许有过大沉降,也可考虑采用;对土层不很厚,土质又较差,如做条形基础,土方量较大,可考虑采用钻孔,灌注短桩。

3、房屋建筑结构设计中的基础设计应注意的问题

(1)绘制结构平面图

在这个过程中要充分考虑抗震设防烈度,如果符合抗震措施的要求,则能够省略建模的过程,否则,必须要有建模过程。此外,在这个过程中应该充分考虑局部和整体受压的情形。

第6篇:房屋建筑及结构设计范文

关键词:抗震设计;建筑房屋结构设计;住房安全

建筑结构抗震设计中,建筑结构设计人员需要正确认识抗震设计的意义和价值,并且加大了对建筑抗震设计要点的控制力度,从而优化和完善建筑结构的抗震性能,保障群众的生命财产安全。为此,研究抗震设计在建筑房屋结构设计中的应用具有积极的现实意义。

1建筑工程结构抗震设计的重要性

抗震设计在建筑工程结构设计中占据着重要的位置。首先,能够完善工程结构的抗震性能。工程人员可采取切实可行的技术手段,增强建筑工程结构承受地震作用的能力,从而维持工程结构的稳定性和安全性。其次,有助于提高建筑工程结构整体刚度。在工程设计中,建筑工程结构的刚度存在十分明显的不足,这也是其在地震作用下产生变形或塌陷的主要因素。抗震设计中,设计人员需根据工程实际采取多种措施增加结构刚度,强化抗震能力。最后,建筑工程抗震设计也可减轻地震对建筑工程结构的负面影响,以削弱地震灾害对社会的不利影响。

2建筑工程结构抗震性设计的基本原则

为优化建筑工程结构设计中的抗震性能,完善建筑抗震设计,设计人员应准确把握建筑工程结构抗震设计的主要原则。

2.1简单化原则

在建筑工程结构设计中,结构形式越简单,计算简图越明确,地震作用传递途径也越直接。与复杂的建筑结构体系相比,简单的建筑工程结构体系可增加力学计算的准确性,从而有效平衡项目结构设计,最大限度地避免结构设计过于复杂度高所引发的设计不全面问题。同时,建筑形体的规则性还可减少地震灾害对建筑结构的负面影响,弱化地震作用过程中的力学传递效果,优化建筑的抗震性能。

2.2抵抗性原则

为有效加强建筑工程结构在地震作用下的稳定性和安全性,应在结构体系设计中全方位考虑地震作用。为此,设计人员在工程结构设计期间,要建立相对科学和完善的抗震体系模型,确保发生地震灾害时,建筑结构依然能够保持相对稳定性,抵御地震灾害的负面作用,也可充分展现模型的预防性作用和优势。上述工作也是建筑结构抗震设计中的重点内容。为加强结构的稳定性和安全性,要求合理设置抗震能力,且抗震性能设置不宜过大,需保障其自身结构体系力学的平衡性效果。

2.3合理性原则

科学合理的结构布局可以有效抵御地震作用时造成的冲击力,提升建筑的抗震能力。因此,在工程结构抗震设计中,设计人员要从结构的整体特点入手,将在地震作用下可能首先发生位移或形变的建筑部位找出来,并对导致这一部位出现形变的原因进行分析,找出设计不合理之处,进而对现有的结构布局进行优化和调整。然后再次重复同一的实验,直至整个布局受力平衡且无明显变形或形变位置为止。建筑结构抗震设计中,遵循合理性原则,可对建筑结构形态、连接部位特征以及受力情况等进行综合分析与考量,合理调整结构性能参数,科学选择材料设备,提高建筑结构设计质量,降低地震灾害对建筑的影响,减少坍塌问题的产生。

3抗震设计在建筑结构设计中的应用

随着社会经济发展速度的加快,人们对生活质量的要求越来越高,建筑作为生活及工作中的重要组成部分,人们对其要求也在逐渐提升。若想切实的保障建筑工程的施工质量,则就需要切实的做好建筑结构设计工作,并在其中融入抗震设计内容,一方面避免建筑建立在危险区域的可能,另一方面对建筑结构进行优化调整,对其性能及受力状态进行重新设计,以提升建筑强度、承载性能,提高建筑整体的稳定性和安全性。

3.1科学选址

建筑抗震结构设计中,建筑选址尤为关键,虽然突发的地震灾害可能使建筑物轰然倒塌,但科学合理的地理位置也可显著提高建筑物的抗震能力。在发生地震灾害时,建筑结构可能产生明显的移位现象。不同结构和不同性质的土体上,位移的程度也会存在较大的差异。如建筑结构设置于无法满足工程建设要求的土体上,不仅不利于完善建筑结构的性能,而且也会加大建筑物坍塌的风险。为此,在建设项目选址的过程中,要以可有效控制地震作用影响的地区为首选,并全方位考量附近地形和地貌概况,将工程建设在平坦开阔的区域,注重建筑物周边土体的密实度和稳定性,进而承受不同的荷载组合。若无法避开不利地质区域,设计人员可以发挥自身的专业优势和技术优势,采取切实可行的改进措施,根据建筑的抗震能力,采取有效的地基基础设计和加大上部结构刚度的措施,最大限度地减少地震灾害对建筑结构的负面影响。

3.2设置多道抗震防线

在建筑物抗震设计的过程中,设计人员应根据实际设置多道抗震防线,采取该设计模式可控制地震对建筑物的不利影响。在建筑结构设计中,应在抗震体系中应用延性优势较为明显的构件,这也是建筑结构抗震的第一道防线。或者也可设置多种其他的建筑构件,形成第二和第三道防线。发生地震灾害时,如第一道防线受损,则可充分利用其他防线的作用和功能承受地震灾害所带来的冲击,为人们的生命财产安全提供有力保障。多到抗震防线的设置也能够消减地震作用力对建筑结构的威胁,尤其是对高层建筑的威胁,保证建筑在地震灾害中的稳定性,降低危险系数,减少对居民及周边环境的连带影响。

3.3合理布局,控制地震能量

采取减少地震作用的方法可有效减轻地震灾害对建筑结构造成的负面影响。为严格控制地震灾害产生的能量,在建设土木工程结构的过程中,还需认真分析建筑物位移动作的影响因素,且在结构设计的过程中注重因素的合理预测与定量分析,以期在结构设计的过程中减弱地震震动产生的能量。同样重要的是,发生地震时,为严格控制建筑物可能出现的破损和变形问题,需认真分析和设计建筑底部位置的塑性变形,这种方法在地质硬度较高的土木工程建设中具有十分显著的优势。在设计过程中,工作人员应将结构间的关系及力传导方向等进行思考和分析,合理利用结构间的协作关系,实现对地震能量的消减和把控,降低地震能量波集中传导对局部建筑结构带来的影响和威胁,保证建筑的质量。在力传导分析中,要做好应力均衡划分的思考,避免局部应力过大带来的威胁,保证建筑结构的质量。

3.4加强结构抗震设计

3.4.1防震缝设计

以预防地震为基本原则组织抗震结构设计,对于无法满足设计要求的建筑,可以在特定位置设置防震缝,合理利用防震缝分解建筑内部结构,使建筑内部结构成为独立于其他结构的重要单元。缝隙两侧也需预留结构宽度,保证防震缝两侧建筑完全分离。如出现地震作用,则防震缝可有效减轻地震产生的波动,以规避建筑的某个部分影响建筑结构的其他部分。

3.4.2抗震墙设计

建筑结构设计中,如发生严重的地震灾害,则建筑物抗震墙所受的影响最为明显。墙体受到地震作用后,会产生不同程度的裂缝问题,如问题较为严重也会引发建筑倒塌的情况。所以,抗震墙设计也成为建筑结构设计中的关键内容。墙体设计需要高度满足建筑抗震性能的要求。在建筑结构设计中,可采取精细化设计方式。墙体横向设计期间,始终坚持均匀设计原则,确保发生地震灾害时,墙体不易产生横向位移。在墙体纵向设计阶段,为抵御严重的地震灾害,要规避墙体竖向裂缝,这里纵向设计与横向设计的有机结合可有效减轻地震灾害对建筑结构的不利影响。同时也可提高建筑结构的承载力。通常情况下,建筑刚度与墙体的数量有着十分密切的联系,如墙体的数量无法满足工程结构设计的要求,则建筑结构的刚度过小,进而造成建筑位移过大,降低建筑结构的抗震能力。所以,抗震墙设计和布置在抗震设计中占据着极为关键的位置。

3.4.3构件设计

现代房屋建筑建设中,工程质量与结构稳定性关系密切。轻质高强的工程受地震作用的影响较小,也可减少地震灾害所引发的生命财产损失。为维持建筑结构的稳定性,要求人员采取有效措施减轻结构的自重。在规范施工的前提下,减轻结构重量,采用低质高强的材料能更好的维护房屋整体结构稳定性,增强其抵御地震的能力。

结语

现阶段,我国的地震灾害发生频率显著上升,为有效减轻地震灾害对人们日常生活的负面影响,在建筑结构设计期间,务必高度重视结构抗震设计,分析和总结建筑结构设计中的过往经验,将总结的经验教训应用于工程结构设计中,且做好建筑的防震缝设计、抗震墙体设计以及构件设计,以此提升建筑结构抗震设计水平,优化房屋抗震性能,加快现代建筑行业的前进脚步。

参考文献

[1]王艳红.抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用分析[J].居舍.2019(13)

[2]杨德明.抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用[J].住宅与房地产.2019(06)

[3]肖凯峰.简述抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用[J].城市建筑.2020(05)

[4]杨国艳.分析房屋建筑结构的耐久性与安全性施工质量控制[J].建材与装饰.2020(01)

第7篇:房屋建筑及结构设计范文

关键词:房屋建筑;结构设计;基础设计

中图分类号: TU318文献标识码:A文章编号:

Abstract: based on the brief introduction of the basic and the upper structure design basic requirement, and analyzes the structure of the building housing the foundation design problems should be paid attention to, combined with the engineering practice, the building foundation structure design puts forward related Suggestions.

Keywords: housing construction; Structure design; Foundation design

1引言

随着经济的不断发展,人民生活水平的不断提高,城市的发展也是日新月异,新建筑的建设如雨后春。房屋建筑功能不断完善,造型上新颖别致,众多因素导致工程设计也变得复杂起来。高房价和选择面的拓展使得百姓在购房时更是对房屋的外观、性能、质量等方面抱有较高的期待。房屋建筑结构设计的理论朝着先进水平不断发展,将先进的术不断的应用于实际,在实际中不断加强完善。研究强度高、材质轻、绿色环保的新型建筑材料,应用于房屋建筑的结构设计中去,提高屋建筑的安全性、适用性,使得房屋建筑结构设计朝着可靠、实用、经济的高性价比方向发展。

2房屋建筑常用的几种基础形式分析

2.1墙下条形基础。常用的砖、毛石、混凝土刚性基础,主要是承受抗压强度,也承受抗拉、抗剪强度,但抗拉、抗剪强度不高。基础内产生的拉应力、剪应力通过刚性角控制,使其不超过材料的允许值。它一般适用于建造5层以下民用建筑及轻型生产用房,如果地基承载力较高,且地基比较均匀,层数还可以适当增加。这种基础的特点是,造价低、施工快,通过地圈梁的加强,增强基础的整体刚度,能承受上部结构较大的荷载及适应一定的地基变形。常用的钢筋混凝土柔性基础也是墙下条形基础的较好形式。当上部结构荷载较大,地基承载力又较低,且地基又不很均匀,采用刚性基础往往会使基础断面过大,如果要保持浅基础,则基础露出地面,如果加深基础又要增加土方量基础造价。即使采用刚性基础,也难避免在基础产生较大的抗拉、抗剪应力时,出现基础裂缝、不均匀下沉,以致引起上部结构墙体裂缝。这时一般采用钢筋混凝土条形基础,它可以承受较大的弯矩和剪力,用基础断面大小和配筋量来满足受力要求。如果地基不均匀,还可加肋梁,以增强抗弯能力,调整不均匀沉降。一般6层以上民用建筑或轻型厂房可以采用这种基础。

2.2独立基础。刚性或柔性独立基础一般多用于柱下基础,根据柱荷载偏心距大小,基础断面可为方形或矩形。当柱距较大时,常为独立基础,这样较为经济。为增强基础整体性,也可采用拉梁适当拉结,以增强适应地基变形和抗震能力。多层建筑上部结构为框架体系时,如地基承载力较高,地基变形较小,荷载及柱网分布较均匀,宜选用独立基础,但在纵横两个方向宜拉梁适当拉接。拉梁断面选择要适当,不宜过大,可通过计算确定。一般民用建筑中的内柱,多数可考虑采用独立基础,而不用条形基础,在满足承载力及变形要求下,其经济效果是较好的。

2.3柱下条形基础及十字交叉基础。当柱荷载较大或地基较差时,采用独立基础不能满足承载力要求,扩大基础面积又受到场地限制时,可考虑采用条形基础。条形基础具有较大的刚度,对于调整不均匀沉降有良好的作用,但当柱距较大时,条基的刚度也差,调整不均匀沉降的能力也降低,所以选用柱下条形基础应控制在柱距不宜过大(6~7m)的条件下,能较好发挥作用。当地基承载力较低而柱荷载又较大时,或地基变形和柱荷载的分布在两个方向都不均匀时,一方面要求扩大基础底面积,以满足承载和地基变形的要求,同时又要求基础具有较大刚度,来调整不均匀沉降,这时可考虑设置十字交叉基础。十字交叉基础具有较大的空问刚度,是一种较好的基础形式,但它有自己的适用范围,不可任意滥用,只有当条形基础不能满足要求时,才采用十字交叉基础。

2.4钢筋混凝土筏片基础。当地基承载力较低,且地基土质不均匀,而上部结构荷载却很大,采用十字交叉基础,有的基础之间的空隙所剩无几,有的基础底面积重叠,已不能提供足够的基础底面积时,这时可采用筏片基础。对于有地下室的结构,它本身不要求防水或防潮,筏片基础恰好就是地下室的底板结构。当荷载不太大时,常采用平板式筏片;当荷载较大时,可采用梁板式筏片。由于筏片基础的整体刚度较大,故能将各柱或墙体的不均匀沉降调整得较为均匀。对于某些不均匀地基,且土质又较软,应先进行地基处理。提高地基承载力,减少地基的压缩性,再在处理过的地基上做筏片基础。这种地基与基础同时结合考虑,技术和经济效果均较理想。那种认为不管地基如何软弱和不均匀,只要做筏片基础就万无一失的想法是不全面的,实际工程中的教训还是有的,应引以为戒。

2.5桩基础。桩基础具有承载力高、沉降量小的特点。一般建筑物应尽量采用浅基础,若地基变形和强度方面都无法满足要求时,则可采用此种形式的深基础。下列情况可考虑采用桩基础:

2.5.1建筑物上部结构荷载较大,而地基上部软弱,下部有可作为桩端持力层的坚实土层时:

2.5.2天然地基上的浅基础沉降量过大,即使进行地基处理也不能满足建筑物要求时;

2.5.3对较为重要的建筑物,虽然地基承载力尚好,但由于对控制沉降有较高要求,不允许有过大沉降,也可考虑采用;

2.5.4对土层不很厚,土质又较差,如做条形基础,土方量较大,可考虑采用钻孔,灌注短桩。

3对房屋建筑结构基础设计的评述及建议

目前可行的方法考虑地基、基础、上部结构的相互作用。然而这种考虑上部结构与地基基础共同作用的分析方法也不是完美无缺的。它同样需要采用种种假定,也不能避免各种地基模型的固有误差,并且上部结构的刚度形成存在滞后,因为上部结构的刚度在建造过程中是逐层形成的,在考虑上部结构边界刚度对基础的影响时,这一滞后过程能否被真实模拟也会对分析结果的准确性产生影响。对于一般的基础设计而言,采用的仍然是基于经典结构力学和弹性力学的常规设计方法。这种方法简便快捷,对于单层排架结构的一类的上部柔性结构以及地基较好的独立基础,能够得到较满意的结果。对于高层剪力墙结构下箱形基础置于一般上质天然地基这种情况,简化计算结果也能满足要求。但是,对于钢筋混凝土框架这类对地基沉降较敏感的结构,计算结果与实际不同,对于软弱地基上的条形基础,按这种方法计算与实际差别也较小。对于高层建筑框架结构,随着层数的增加,作用在基础上的柱荷载也将增大。在竖向荷载作用下,基础产生碟形沉降,由于上部结构具有一定刚度,边柱沉降小,与基础紧密接触而加载,内柱沉降大,受到拉伸而卸载。各楼层柱尤其是底层柱内力重分配的结果势必将引起上部结构和基础内力的变化,这一现象只有在共同作用分析中才能被适当考虑。在高层框架结构基础设计时,基础宜柔不宜刚,若地基土为高缩性,则基础宜当采用桩基时,可考虑采用变刚度布桩的方式,如改变基础中部桩径或桩径加密中部布桩以调整地基或桩基的竖向支承刚度,使差异沉降减到最小,从而减小基础或承台的内力。

结语

随着我国经济的迅猛发展,城市面貌口新月异,一栋栋高楼大厦拔地而起。随之各类房屋建筑功能的不断丰富,新颖的造型,致使工程设计越来越复杂。但目前的设计周期普遍佩短,也使房屋基础设计文件中普遍存在某些质量问题,应该引起我们的重视。基础设计的重要性表现在基础工程在建筑工程总造价中占有较大的比重,基础工程所耗费的钢材、水泥用量多,施工难度大。而当地质条件复杂时,其造价和工期所占的比重还会增加。因此基础设计和施工对房屋建筑本身至关重要,只有选择合理的基础形式及计算方法 能够保证建筑结构安全并且降低工程造价。

参考文献

【l】陈嘉俊.论多层框架房屋结构设计中的几个要点【M】.成都:四川建枋出版社,2007(2).

【2】陆歆弘。蔡跃.房屋建筑力学与结构基础【M】.北京:中国建筑工业出版社。20080).

第8篇:房屋建筑及结构设计范文

【关键词】结构设计;建筑结构;优化技术;应用

中图分类号:TB482文献标识码: A

一、结构设计优化方法

依据设计的要求,把力学概念与结构优化设计进行有机结合,让参与计算的量部分可以以变量部分出现,进而形成结构设计优化方案域,运用数学手段,在域中找到可以满足要求的结构优化最佳设计方案。由此可见,结构优化设计不仅可以提高整体设计水量及设计质量,还可缩短设计周期,从而降低整体工程造价,提高经济及社会效益。房屋工程分部结构优化设计包括:基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。对以上几个方面的优化设计还包括选型、布置、受力分析、造价分析等内容,在实施过程中,不仅要按照一切从实际出发的原则,更应该结合具体工程的实际情况,围绕房屋建筑的综合经济效益的目标进行结构优化设计。在满足设计要求后,在进行结构设计时应该尽量缩小刚度、质量中心的差异使平面布置规则,水平荷载就不会使建筑物有太大的扭转作用。为降低应力集中,竖直方向上应避开使用转换层。

结构优化设计的本质以力学理论和数学规划理论为理论基础,以计算机技术为工具,对建筑结构涉及到的各个变量进行寻找优化决策的先进的设计方法,其本质就是求极值问题。(1)优化数学模型。建立正确合理的优化数学模型是结构优化设计的关键步骤,基于正确的优化数学模型是得到正确优化结果的基础。例如,在优化模型中,数学模型中的等式约束个数应当小于设计变量的个数,这样才能求得最优解。(2)优化数学算法和优化迭代控制。对于建立的优化数学模型,虽然可用的优化算法有多种,但是采用不同的优化算法所得到的优化效果和所花费的求解时间会有差别。所以,快速、有效的数学优化算法也是结构优化设计的一项关键技术。(3)结构分析方法。绝大多数的结构优化设计问题难以采用解析法求解,而是采用数值法的方法。数值解的寻优实际上是一个优化迭代过程,而每次优化迭代都需要进行结构分析。实现以上提到的关键技术需要经过建立可靠的优化模型,然后采用适当的优化算法进行求解。这其中选择计算简便且正确率高的优化算法显得尤为重要。

二、民用建筑结构设计和经济性的关系

第一点,结构设计和用地之间的关系。在多层或者高层的民用建筑中,我们常说的总建筑的面积具体讲是每层的建筑面积之和,如果层数越多,那么单位建筑的面积分摊的占地面积相应的就会越小。然而随着层数日益变多,总体住宅高度也会不断上升,随之屋子间的距离也相应的变大。通过这一阐述我们了解到,用地节约的多少并不会根据建筑楼层增加而按一定的约数变高。

第二点,结构设计和造价之间的关系。一般建筑的楼层会在一定程度上影响到单位建筑的面积,但对每部分的结构来讲,具体的影响程度是不一样的。在屋盖的区域,无论有多少层,都统一使用统一相同的房屋盖。它跟层数增加无关,所以对屋盖的资金投入也不会加大。因此,屋盖处的单位面积资金投入会根据层数的不断上升而表现出很明显的降低。在建筑的基础处,每层都共同使用一个基础,因此随着层数不断增加,相应的基础结构承受的荷重就会增加,因此我们必须要增加基本的荷载力。基础地区的单位开销虽然会根据层数的增加而呈现出降低的意思,但是这种意思并不像屋盖那样如此明显。一些承重体,比如墙、梁或者柱等,会随着层数的不断增加而不断地增加荷载能力以及抗震能力等,相应的这些分部的单位房屋造价会有一定的提升。

第三点,高层住宅结构设计与经济性的关系。一般而言,住宅层数高矮将本质的影响住宅开销,其根本原因乃是伴随层高不断上升,墙体面积和柱体积也会慢慢上升,而且会加大结构自重,进而还会增加柱以及基础承受荷载力,于是让电气以及水卫的管线同比例变长。如果将层高降低,那么可以有效地节省材料物资,而且还可以节约能源等,对于抗震非常有利,能最大程度的节约金钱输出。另一方面,减少层高不但可以降低房屋的高矮,有效地缩小建筑和建筑间日照的距离,所以降低层高也在一定程度上对于节约土地资源有很大的作用。

三、结构设计优化技术应用实践

结构方案的建立过程即工程结构设计。伴随急速更新发展的计算机硬、软件产业,凭借计算机、力学、数学一系列方法,将结构设计做到最优化技术推广。结构优化设计及传统结构设计其设计原则和过程是相同的,不同之处在于传统设计缺少安全、经济性作为衡量准则。最优设计则是在安全、经济准则基础之上,利用计算机作为辅助技术,非常便利地实现了分析计算、设计、出效果图等整套程序的自动化,大大提升了设计整体效果及质量。为了达到降低工程造价之目地,在不更改使用性能的基础之上,就要对结构进行最优化设计。由此可见结构设计优化技术的应用已经是较为宽广的课题之一。它不仅应用于项目的前期、整体、抗震设计,在旧房改造期间的各个环境均有广泛应用。结构设计优化技术在应用实践中应注意的问题如下:

1前期方案设计期间将结构设计优化参与其中

建筑方案设计前期如有一个优秀的、合理的设计方案,并参与结构设计优化,就会争取到非常优秀的开端。但目前在前期设计方案中结构设计优化参与其中的并不多,如果能对建筑类别有所针对,并进行合理选择结构设计优化方案,将降低建筑的总投资成本,因此在建筑方案设计初期应注意建筑方案的结构优化设计,考虑结构的合理及可行性。

2概念设计结合细部结构设计优化

概念设计主要作用于无具体数值量化现象,比如无确定性的地震设防烈度,现实难免与计算式存在区别,那么设计时应采取概念设计方法,使数值成为辅助及参考根据。为达到最佳优化设计效果,设计人员应该灵活运用结构设计优化方案。与宏观把握相对应的,设计的过程同时要注意对于细部的结构设计优化,比如现浇板中的异形板拐角方向容易出现的裂缝,可归结为矩形板。钢筋选择时应注意:I级钢和冷轧带肋钢市场价格差不多,但是他们的极限抗拉力相差却相当大,所以在塑性满足要求的情况下,现浇板的受力钢筋就可选择冷轧带肋钢筋。在做里面设计的时候,外立面上的悬挑板及配筋,应在满足基本规范要求之上,以达到安全、经济之目的。

3结构设计优化―――下部地基基础

桩基础类型的选择,要依据现场地质条选择最为合适的结构设计优化方案,以降低工程总造价为目的。例如对灌注桩桩长的选择影响较大的桩端持力层的选择,要多进行比较,最终确定最为合适的方案。

总之,建筑是凝固的艺术,好的建筑师总希望可以通过建筑来合理的表达本身设计意图,希望拥有艺术性以及实用性能的美妙融合。建筑结构设计师们应严格遵“安全、经济、合理”的设计理念,努力探索更合理的结构设计方案,保证建筑工程取得良好的经济效益和质量效益。

参考文献:

第9篇:房屋建筑及结构设计范文

【关键词】房屋建筑;结构设计;基础设计;优化研究

中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:

1 引言

近些年来,随着市场经济体制的不断发展与完善,我国的建筑行业在不断地发展过程中渐入佳境,建筑行业显然已经成为促进我国经济发展和社会建设的重要行业。同时,建筑行业在发展过程中给我国带来了巨大的经济效益和社会效益,建筑行业已经成为振兴我国国民经济发展的支柱性产业。由此,我们不难看出建筑行业对我国经济发展和社会建设的重要性。如何提高房屋建筑工程的安全性和可靠性成为建筑行业发展道路上至关重要的一个问题,在对房屋建筑进行设计的过程中,房屋建筑工程结构设计是否具有科学性和合理性直接影响着房屋建筑工程的整体质量,直接关系着我国的国家利益和人民群众的生命财产安全。因此,在房屋建设设计过程中,一定要确保设计的科学性和合理性。

2 房屋建筑结构中的常见问题

2.1. 地基与基础方面

一般情况下,设计者对于软弱地基的危害认识不是十分的明确,只是通过简单的采用砂垫层来进行承载力的加强,并没有进行计算垫层的宽度及厚度,这种方法既没有达到安全的目的,又没有达到经济的目的。

2.2 异形结构设计中出现的问题

随着经济的快速发展,近些年来,我国的住宅建筑中,特别是高层建筑,有很多采用了异形结构。当前我国的建筑在异形柱的结构设计中出现了很多的问题。这些问题很突出,表现为异形柱结构的房屋体型不规则、高度超高、结构的布局不合理、抗震的结构措施也不是很完备。

2.3 结构的设置不够合理

有些设计人员利用后浇带来代替伸缩缝时,存在着一些问题。因后浇带仅仅的能对混凝土材料干缩的影响进行减小,无法解决温度变化的影响。假如后浇带部位的混凝土封闭了,如果该结构再次受到温度的影响,那么后浇带就无法起作用了。

2.4 悬挑梁的梁高过小

一般设计者只是对于梁的抗倾覆进行了测算,并没有对梁的挠度进行测算。假如梁高选用的太小,那么将会引起梁截面的受压力区的应力过高,梁截面会产生非线性的徐变。挑梁的变形也会引起梁板裂缝的出现,从而引起房屋的正常使用。

2.5 楼板的设计问题

有很多的设计人员却错误地将隔墙的总荷载去除以板得总面积。此外,板上的隔墙处理顶部经常使用立砖斜砌并且顶紧上面的屋面板,从而给上部的板增加了中间的支撑点,支撑点上方出现了负弯矩,但是在板的设计当中并没有考虑到该部分的影响,使板顶部产生了裂缝

2.6 楼梯方面的设计问题

设计人员在对房屋建筑工程的楼梯结构进行设计的过程中,主要需要考虑的就是楼梯板的挠度问题,需要保证上下层之间楼梯梁位置的一致性和精准性,同时,设计人员还要注意首段的楼梯板的基础沉降问题,如果在房屋建筑工程需要的情况下,可以在一定程度上对楼梯梁进行统一的、规范的设置。

3 房屋中建筑结构设计优化技术的内容

建筑结构优化设计的内容首先应遵循设计规范以及满足建设方的使用要求为前提,充分考虑房屋建筑设计遇到的实际情况,以实现经济上最合理为目的。我们把这个设计的过程称为优化设计。优化设计侧重于对建筑结构的结构选型、构件的布置方式、以及结构的受力情况进行优化设计分析。从大的方面可以分成两部分:一部分是以结构总体为对象的优化设计;另一部分是以房屋分部结构为对象的优化设计。

3.1 房屋建筑结构设计与经济的关系

3.1.1 房屋建筑结构设计层数与用地面积之间的关系

从表面上看多层或高层建筑中,随着层数的增加,建筑物单位总建筑面积所使用的土地面积就越少。但是实际上不是这样的,随着建筑物层数的增加,建筑物的总高度也会增加。这样势必会增大相邻建筑物之间的间距,会增大建筑物单位总建筑面积所使用的土地面积。所以单位总建筑面积所使用的土地面积与建筑物的层数之间没有某种很必然的联系。为此进行建筑结构优化设计时应充分考虑,寻求建筑层数与用地面积之间的协调关系。

3.1.2 房屋建筑结构的分部部分与建筑物层数之间的关系:

由于同一个建筑物共用屋盖部分,所以屋盖部分的单位设计成本会随着建筑物层数的增加而降低。但是随着建筑物层数的增加,上部主体部分给基础部分施加的荷载增加。为了保障建筑物的安全,基础部分的设计需要提高其构件的承载力,这样就会增加基本部分的设计成本。所以基础部分的设计成本会随着建筑物层数的增加而增加。

3.1.3 房屋建筑结构设计与建筑设备之间的经济关系:

房屋建筑结构在建造的过程中需要大量的给排水管道以及电气设备材料。房屋的层高直接影响房屋建筑设备部分的造价成本,建筑物的层数越多,需要的给排水管道量越大,同时需要的电气设备量也会增加,这样就会间接的增大建筑设备部分的造价成本。

3.2 优化技术在房屋建筑结构设计中的应用

概念设计优化要解决的是建筑设计中实际的复杂问题房屋建筑结构设计的主要目的是要保证所建造的建筑物的功能性、安全性,以及耐久性。能够在规定的使用年限内满足各种功能的要求,同时做到最大限度的节约资金。为此概念设计优化的最终目标是希望所完成设计的建筑物能抵抗各种不期而遇的外部作用因素。在外部因素的作用下设计的这些建筑物不至于倒塌。因此,分析建筑物应对复杂的外部复杂环境因素成为概念优化设计的重要内容。在这些复杂环境因素中,以地震作用比较特殊。地震作用无法确定其发生的时间,地点,能量等级。其活动没有规律可参考,一旦发生地震作用,其对建筑物产生的破坏性也是严重的。为此在设计过程中应该充分的考虑建筑物受到的地震作用,避免地震作用对建筑物产生的破坏。加强建筑物的抗震设计,取用一些有效的抗震设计方案。采用刚度对称均匀的建筑布置方案可以提高建筑物的抗震能力;遵循建筑物的延性设计理念,也可以有效地防止结构在地震作用下发生脆性破坏;如果在特大地震作用下首先发生破坏的是次要的构件,次要构件在破坏的过程中会消耗一部分地震能量,这样可以有效的保护主要构件,我们把这种设计理念称为多道设防思想,加强采用多道设防思想。

3.3 房屋建筑结构优化技术的应用需注意的事项

(1)房屋建筑结构优化技术的应用需注意到前期的参与

前期方案的确定会直接影响建筑项目的总成本,而目前普遍存在前期方案确定中结构优化设计技术并不参与其中,以致相关设计人员在进行房屋建筑结构设计时往往会不注意建筑结构的合理性和可行性,这样的建筑结构设计结果会对结构设计造成直接的影响,增加了结构设计的困难度,并且增加了房屋建筑结构设计的成本。为此,设计人员应充分的融入结构优化设计方案,使结构优化设计方案初期参与其中,优化选择合理的结构形式和设计方案,可以节约成本。

(2)注重细部优

除了注重整体设计的同时,也应加强结构基本构件的精细设计。比如尽量划分矩形板块的现浇板设计,这样既可以使现浇板设计的受力合理,也可以避免拐角裂缝的出现。随着计算机技术以及结构优化设计理论的结合,在具体的优化设计过程中,优化设计实际上已由一个工程实践问题转化为一个数学问题。因此,工程设计人员应加强自身基于计算机技术的优化设计分析。