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关键词:房屋建筑;结构设计;解决措施
1房屋建筑结构设计在我国的发展趋势
根据目前我国房屋建筑行业的发展现状,城市化进程不断加快,房屋内部设计问题不断增多,建筑质量出现波动等现象,房屋建筑行业在未来要发展为环保节能型建筑,保证在建筑市场形成环境友好型的建筑设计。在这种发展形势下,不仅能实现资源的合理配置,提升建筑结构的设计水平,还要设计出适合现代社会发展的、具有高质量设计水平的房屋建筑设计,从而保证我国房屋在未来经济发展与社会发展都能满足时代的发展需要。
2房屋建筑结构设计中常见的问题
2.1对房屋设计重视度不足
房屋设计是建筑施工过程的主要部分,也是施工的根本依据,因为房屋设计质量的好坏决定了房屋建筑质量高低。但我国目前在建筑行业发展中,建筑企业并没有形成对房屋建筑的设计认识,反而以经验型理念进行施工,利用之前建筑中总结的施工经验实施策划、施工[1]。在传统的施工形式下,不仅不能设计出独特的建筑风格,在房屋建筑施工过程中也会面临较大安全风险。而且,虽然有些建筑企业已经设计了施工图纸,但在实际建设期间,并没有根据图纸严格施工,图纸的设计只是施工建设的一种形式。一般情况下,建筑企业设计图纸只是将图纸当作政府检查的相关依据,在施工过程中,并没有按照图纸信息施工。
2.2图纸结构设计不合理
只是利用施工图纸还不能完全实现建筑的规范施工,房屋建设的图纸设计并不是随意设计的,房屋图纸不仅仅体现了整个建筑的房屋设计理念,还是房屋建筑在外部、内部结构设计的整体搭配以及合理规划。但目前我国很多房屋建筑设计中,对图纸的设计并不科学,设计者只是将房屋建筑的外部美观理念作为重点,忽视了房屋建筑的内部结构;还有在建筑设计中,扩大了实际的占用面积,减少了建筑存在的内设问题。
2.3结构缝设置不合理
结构缝的设置无论在房屋建筑设计环节,还是在房屋施工环节都是重要的技术难题。由于不同地区形成的自然条件、气候变化对建筑形成的影响程度不同。因此,在对房屋建筑进行设计与施工过程中,就要对房屋结构缝问题进行综合分析,但我国建筑行业在实际设计与施工过程中,并没有对结构缝问题进行严格考虑,很多建筑企业在完成施工后,只是利用灌浇方法解决结构缝,在这种施工条件下,不仅影响了建筑的设计美观、降低建筑的使用年限,在以后房屋维护过程中也会带来较多困难。
3解决房屋建筑结构设计的措施
3.1严密设计房屋结构
在设计过程中,不仅要对建筑区域的自然环境、气候变化、地理位置等要素进行调查、分析,还要了解当地容易发生的自然灾害、地质灾害等因素,并利用相关措施严加防范,根据对这些因素的调查、分析,将相关要点设计在建筑图纸上。房屋建筑在设计期间,一定要保证设计图纸的严密性、精确性以及完整性,根据设计图纸中的相关内容才能构建合理的房屋结构,并完成有效的房屋建筑施工。因为确定房屋建筑图纸是房屋建设施工的根本条件,为了体现房屋建筑的有序实施,构建一份质量高、无误的房屋建筑图纸不仅能够保障施工建设的有利实施,还能为建筑施工提供指导性意见与保障措施。
3.2合理遵循房屋图纸
建筑企业在房屋设计过程中,要改变传统的“经验型”设计理念,保证房屋建设中的每个环节、每个步骤都能按照已经设计好的图纸严格实施,并在根本上降低房屋施工中出现的误差。如果在实际建筑施工过程中没有按照设计的图纸严格施工,只是根据自己的经验理念实施房屋建设,将会造成严重后果。因为房屋在建设期间利用图纸严格施工,不仅会明确建筑在各个方面的数据精确性以及规范执行,还能体现出我国建筑行业中各个技术指标与执行要求的合理界定。因此,如果不利用设计的图纸严格施工,不仅会导致已经完成的房屋建筑与预期的房屋标准不符,还会引发施工期间出现一些安全问题。所以说,在房屋建筑施工过程中,要严格按照设计好的图纸规范施工,不仅要以房屋建筑的设计图纸作为施工依据,还要在实际施工过程中加强监督与管理,并保证设计图纸应用期间产生最大效果。
3.3重视结构缝设计
结构缝设计是整个建筑施工的重要问题,由于施工人员在建筑设计以及施工环节忽视结构缝问题,并没有对该问题及时处理,导致房屋在建设完成后出现整体偏移、倒塌等现象。因此,在施工设计结构时,还要重视施工缝问题[2]。对房屋建筑进行设计期间,设计人员首先应对建筑施工地的自然条件、地理条件以及气候等条件进行合理判断,特别是对建设地区四季变换的温度、水温以及太阳辐射条件进行调查、了解,然后各专业设计人员相互探讨,根据不同的建筑地区提出不同的设计方案,以保证建筑项目的有利实施。一般情况下,如果对结构缝设计不合理,房屋就会出现渗漏水现象,因为结构缝位于施工接茬处,若处理不好,很容易发生施工缝现象,而且,由于我国受经济条件制约,在各种处理问题上都容易产生渗漏水现象,施工缝常规留置方法,主要在混凝土强度较低、剪力与弯曲最大处产生的渗漏水现象。
4结束语
房屋建筑是人们生活、社会发展的一部分,随着新兴建筑的不断优化,为了提高房屋建筑的设计质量与安全,避免房屋建筑在施工期间存在的安全隐患,就需要在设计阶段,优化技术手段、实施规范标准,同时不断推动建筑改革,做到精确建设,以保证房屋建筑设计的完整性。
参考文献:
[1]李能能,董斌.房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨[J].建筑设计管理,2013,(12):73-75.
关键词:房屋建筑结构;设计;方法
当前我国城乡居民收入的提高,满足物质生活需求的基础上对房屋建筑的需求量日益上涨,促进建筑业的兴起与发展。在进行房屋建筑结构设计时可遵循刚柔并济、低碳环保、多层建筑关注人文环境等原则,设计人员严谨工作态度,在设计时需依据相关规章制度,结合建筑要求及功能作用,对建筑的地理位置、抗震防裂、类别及高度等方面作出相关研究分析,以便展开设计工作。
一、房屋建筑结构设计的标准
改革开放政策的有效落实,使我国经济发展取得一定的成果,建筑行业的发展较为快速。而其中的房屋建筑结构设计环节在建筑公司发展过程中起着重要作用,并直接影响住户的人身财产安全。因而在进行房屋建筑设计时需设计人员遵循一定的设计标准,确保设计的房屋建筑安全稳定,满足住户要求。一般而言,房屋建筑设计的标准主要内容是:在进行设计工作时需依据现有的建设结构,不能对其产生破坏,以设计的建筑为主体,合乎常理、科学性的进行结构设计工作,避免超出设计能力范围,给施工者带来麻烦。在判断房屋建筑结构设计的合理性时,可从建筑的安全性、效益性、美观性、实用性、易于施工性等方面进行综合评价工作。当这些方面均满足相关要求时,将表明此建筑结构设计较为合理,反之表明该设计方案存在缺陷,需改进或者重新制定新的设计方案。
二、房屋建筑结构设计方法
(一)建筑结构相关部分的设计方法
在对房屋建筑结构进行设计时需注意结构平面图、屋顶结构图、大样详图的设计绘制,以及建筑楼梯、基础的设计方法。绘制建筑结构平面图需考虑相关的抗震影响因素,可减少计算机软件建模环节,设计人员可直接进行建筑结构设计;若通过计算机相关软件进行建模,则需全面考虑建筑结构的受压和局部受压情况,合理使用计算机编程计算出房屋结构荷载值,确保设计出的建筑结构方案贴近结构实际受力情况。绘制屋顶结构图可采取折板方式和梁板方式。前者可应用在跨度较小的房屋建筑结构,后者则可在不规则房屋平面以及跨度较大的房屋建筑结构使用,结构图中还应标明房屋梁板折角钢筋的位置。结构相对较为抽象,为让施工人员能更好的理解图纸意思,设计人员可将一定的空间概念融汇其中,并增强建筑图纸和示意图的理解能力。大样详图的绘制可以建筑详图为基础,并可对原有详图进行局部修改操作,以便在保持建筑外形时实现结构受力和易于施工的目的,并保证建筑结构标高和外形尺寸与建筑专业的一致性,以便能规避施工过程中出现的风险隐患。
建筑楼梯的设计时需侧重其挠度,规范梯梁的梁下净高度,上下楼层的梯梁位置需保持一样,若出现异常情况,可采用折板楼梯进行弥补。折板楼梯钢筋需考虑结构局部应力情况,可自相关折角处将其断开锚固。梯梁的梁下净空需求以及梁板宽度需依据相应的结构标准进行合理的设计,以确保其符合要求。在第一段梯板设计时需考虑其基础沉降是否满足相关要求,进而考虑是否加筑梯梁。设计建筑基础需慎重考虑,因其质量水平对上层整体建筑质量有重要影响。进行基础混凝土浇筑时需考虑混凝土配料、程序等问题,并在基础配筋比上需严格按照图纸标记进行配置,以便实现最小配筋比率;对建筑基础图纸上还应标明构造柱的位置。设计整个建筑结构时应考虑建筑结构抗震能力,以便增强建筑结构的坚固程度。
(二)结构设计成果检测
在对结构设计成果进行检测验算时需不同结构分别采用不同方法进行验算。多层结构建筑的砌底可应用底部剪力法,混合结构建筑则注意塑性变形集中化造成的不利情况。在双向板查表验算时可结合材料泊松比的意义进行验算活动,在进行结构验算时必须依照相关规范标准开展,严格核对相关数据,以保障工程施工质量。当前住宅建筑大多采用多层建筑结构设计方法,对此在进行结构设计时避免楼梯间出现在房屋尾部与转角处,进行纵横墙设计时需采取对称处理。框架和抗震墙可进行双向布置,并注意控制屋顶的比例及抗震墙刚度,以确保房屋整体的安全稳定。
三、房屋建筑结构设计应注意的问题
(一)房屋建筑地下室外墙设计需注意的问题
在对房屋建筑地下室外墙设计时需综合考虑影响因素,确定外墙混凝土等级以及外墙厚度。普遍看来,地下室需采取防水措施,外墙抗渗等级以及钢筋配比均需采取相关对策进行管理控制。在进行房屋建筑结构设计时需以实际情况为基础,全面考虑分析影响因素。
(二)建筑基础底板设计需注意的问题
进行建筑基础底板设计时需注意钢筋摊铺的均匀度,防止钢筋重叠现象,有效利用天然地基优势。设计人员在进行基础底板设计前可实地搜集相关数据,充实设计资料,进而完善建筑结构设计方案。在处理软弱地基状况时可采取换土垫层的设计,设计者只凭借经验进行处理将会造成建筑危害,不能达到安全、经济的目的。在砖混结构房屋设计中需考虑墙体的坑剪能力,有效防止墙体出现裂缝现象,并能增强建筑结构的抗震性。
结束语
综上所述,房屋建筑结构设计方法需多方面考虑,设计人员可实地考察,搜集确切数据,以防止设计过程中出现失误,造成损失。以建筑质量为落脚点,重视设计细节,设计人员需提高技术水平、充实专业知识、积极积累实践经验,以便进一步完善房屋建筑结构的设计方法。
参考文献:
[1]彭延标.探究房屋建筑结构设计的原则与方法[J].山西建筑,2012,29:71-72.
关键词:房屋建筑;结构设计;优化措施
在建筑结构设计阶段,必须秉持设计优化的理念,才能确保工作的顺利进行,既可以确保房屋具备高质量,还能切实提升房屋安全性与美观度。为了优化结构设计阶段,达到提升建筑结构质量水平的目的,必须切实分析设计状况,采取安全、先进的技术,为优化升级设计工作提供帮助。
1房屋建筑结构设计优化的含义及重要性
房屋建筑结构设计优化工作内容较多,较为繁杂,影响因素多,需要综合考虑。为实现优化结构设计的目的,既要综合考虑施工材料的价格、性能、安全性,还必须站在宏观的角度考虑建筑空间如何安排,确保设计的空间既美观又具有功能性,综合上述内容及建筑结构的优势,结合具体设计要求开展设计工作。此外,房建结构设计优化还必须制定目标,明确结构的具体功能和使用目的,细分设计工作的内容,循序渐进地开展优化工作,保障最后得出的优化方案切实可行、性价比高,设计出的结构安全、美观。房建结构设计优化工作的优势:(1)房建结构设计工作内容繁杂,与建筑行业的许多知识相关,其优化工作也与许多学科存在联系,具有较强的关联性。(2)优化后的房屋结构设计方案相较于优化前,在美观性、安全性、功能性等方面都具有较大优势,经过优化的房屋建筑的质量大幅度提升,实用性更强。(3)经过优化的结构设计方案具有便于管理和便于施工的特点,规范的施工以及系统化的现场管理可以大幅度提升施工安全性和工程质量,还可以加快施工进度,有效减少施工成本。(4)新颖的结构设计方案可以推动建筑行业走向多元化,满足人们的居住需求,提升人们的居住质量。
2房屋建筑结构设计中的优化措施
2.1优化主体结构
设计师开展设计工作时,应将重点放在提升结构安全性和实用性上,通过持续优化设计达到提升结构承载能力的目的,还可以在一定程度上提升建筑质量。在环境条件欠佳的情况下,依然能够确保安全,尽可能降低建筑结构受外界不良条件影响的程度,防止沉降、倾斜、坍塌破损等情况发生。剪力墙结构建筑稳定程度与建筑剪力墙布置存在关联,设计师可以由此入手,开展针对剪力墙的优化设计工作,促使建筑刚性中心与质心重合。减少剪力墙数量、增大剪力墙长度是常用的剪力墙优化措施,该措施通过对剪力墙的优化,提升了建筑结构的安全性与稳定性。通常情况下,在优化剪力墙设计时会加大钢材的使用量,在一定程度上提升了建筑成本。因此,未来一段时间建筑结构的优化方向应为在确保建筑结构稳定性和安全性的同时,适当降低材料成本造价、节约用料。
2.2优化上部结构
相关学者经过研究得出,建筑的上部结构较比其他部分结构更易受到剪切力的干扰,稳定性大幅度下降。优化设计必须提出科学性更强的设计方案,尽可能使上部结构的几何中心位于正上方的中心位置,确保建筑安全[1]。剪力墙的具体设计需要结合房屋建筑实际情况开展,在确保满足设计需求的同时,科学地设计剪力墙数量、尺寸等各项数据,充分利用建筑原料,加大墙肢长度,减少墙肢数量。另外,建筑物周边环境也会影响其质量与稳定性,所以进行设计前,相关人员应去往施工地点进行实地考察,避免方案与现实情况不符,不能投入实际应用。
2.3优化地下室结构
地下室是高层建筑的重要组成部分,从资金支出的角度分析,地下室结构成本占结构总成本的比重较大,如果能够提出有效措施优化地下室结构设计,对于控制项目成本支出具有促进作用。(1)设计师应在满足设计需要的前提下,合理减小地下室层高,节约材料,达到控制成本支出的目的,还能够减小施工阶段土方的开挖量,节约施工时间,降低维护成本。(2)在地下水源丰沛的地段建设时,必须考虑浮力对建筑建设的影响,如果可以降低地下室的层高,则可以减少抗拔桩数量,减少底板配筋的使用量。(3)在开展地下室结构设计工作时,应注意地下水的浮力、土壤重力转化的压力都会对结构建造产生一定影响,底板与侧墙所承受的压力远高于地面,因此钢筋等材料的用量多于地上部分的用量,设计阶段应细致分析结构每个部分的受力情况,根据操作流程完成用料计算,受力较少的结构部分可以选取通用钢筋建造,受力较大的结构部分可以采用局部附加的措施进行建造。
2.4优化结构与排水的关系
在房屋建筑给排水系统施工时需要用到许多设备,也需要大型机械的参与,在施工时应确保设备有足够的能力承担高强荷载,所以应当把水泵放置在地下室。排水系统设备的荷载能力强、荷载强度大,房屋结构与功能越复杂,需要建造的排水系统就越复杂。给排水系统管道具有粗细程度不一致、长度多样等特点,要求设计师应在宏观的角度进行设计,精确计算每个位置所需铺设管道的尺寸和长度。除此之外,为确保结构的稳定性,应尽可能防止管线从梁柱之间穿过的现象发生,若管道必须穿过承重墙,应结合实际情况开展对承重墙的加固计算,保证墙体的稳定性。
3房建结构优化在结构设计中的应用
3.1工程简述
某建筑工程占地面积约55000m2,为多层多功能建筑。房屋建筑结构采用钢筋混凝土框架结构,楼盖梁为井字梁。该房建工程占地面积广,建筑使用情况较为复杂,房建结构设计优化的工作难度较大,为了确保优化工作顺利开展,设计师应结合当地施工水平,综合考虑用户需求,开展设计方案的优化工作,确保建筑安全、美观。
3.2提升建筑结构设计的合理性
在优化建筑结构设计时,设计师应当选择合适的建筑结构,以其为基础构建科学的优化模型,再具体分析模型特点,开展对原有设计方案的改进优化工作。例如,该房建工程中,结构设计人员必须根据实际情况确定相关参数值与约束数值,确保建造的结构足够稳定坚固,避免安全事故的发生。针对变化性较弱的局部因素,设计师可以使用预定参数的办法,降低施工成本[2-3]。另外,结构设计人员还应合理建立优化目标函数,结合建筑使用需求,利用电子设备准确计算各原料的使用量,节约结构成本,提升设计方案优化效果。为提高施工效率、更好地落实房屋建筑结构的施工方案,设计师必须了解该建筑的结构体系约束因素,并开展约束因素的比较与研究工作,确保各约束因素与房建工程设计优化相适宜。通过建立科学的建筑结构优化模型,可以在极大程度上帮助设计人员了解与掌握房屋结构特性,帮助其扬长避短,确保经过优化的方案更具可行性。该房建工程的占地面积较大,施工内容繁杂,工期长且成本高,在某种程度上对结构设计方案优化产生了一定影响。因此,设计师需要持续更新设计理念,汲取先进设计知识,与时俱进,充分了解房建结构优化模型的特点,获得最佳的设计方案优化效果[4-5]。房建结构优化模型如图1所示。
3.3优化建筑结构平面布置
建筑结构平面布置是设计工作的重要内容之一,设计时应根据实际建设情况对结构平面布置开展相应的优化工作,借助计算机等设备准确计算该建筑结构的刚重比。经反复调整计算可知,该房建工程X方向的刚重比为3.15%,纵向刚重比为2.88%,横向剪重比为2.68%,纵向剪重比为2.58%,横向的质量系数为98.3%,纵向的质量系数为99.73%。
4结语
综上所述,通过建设科学的结构优化模型,优化房建结构平面布置,可以达到提升设计合理性和建筑实用性的目的,有效节约建筑材料,降低建设成本。要求设计师必须不断学习具有创新性和先进性的相关知识,提升自身专业水平和技能熟练度,优化方案设计,提升建筑质量和效率,推动建筑行业的稳定发展。
参考文献
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[2]刘俊杰.民用建筑结构设计的要点探究[J].工程建设与设计,2020(21):15-16,19.
[3]申晓宝.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].工程建设与设计,2020(19):29-30,33.
[4]张凯月.建筑结构优化设计方法在房屋结构设计中的应用[J].工程建设与设计,2020(16):37-38.
关键词:房屋建筑;结构设计;优化技术
中图分类号:TU2文献标识码: A
随着我国城镇化建设脚步日益加快,21 世纪建筑行业成为了我国的经济支柱产业之一, 结构设计在建筑行业中占有无可替代的地位,房屋建筑结构设计质量的优劣,关系到建筑物整体功能的发挥,直接影响到建筑物的实用性和经济性。改革建筑结构设计理念, 优化建筑结构方案设计,不但能够帮助节约建筑成本,方便施工,还能满足人们对房屋使用功能的需求。
一、房无建筑设计的主要概念
1房屋建筑结构设计的优化设计内容主要包含对建筑结构的布置方式、 选型、 受力情况进行详细的分析, 在满足建筑物满足使用功能的前提下,在设计过程中更好的规避建筑风险并且最大程度上优化房屋建筑结构。这是一项技术含量很高的专业活动,设计人员在进行具体房屋结构的设计时,应当兼顾建筑物的各种性能指标,包括使用价值指标以及美学价值指标等房屋建筑结构设计优化一般分为两个层次: 根据建筑结构的整体性能出发, 进行整体上的优化设计和分析以及根据建筑内部结构各个组成部分进行部分结构设计优化。在这两个部分中,建筑物整体结构的优化显得更加总要一些,因为整体是各个部分的综合。具体来说,建筑物整体结构的优化包括房屋顶部设计的优化、房屋设计的优化,以及房屋细节结构设计的优化。在实际设计中,设计者应该紧密结合建筑工程的真实情况,让房屋建造的社会效益、经济效益和环境效益实现最大化。在保证房屋结构性能稳定的基础下,大胆创新,敢于探索新型的结构优化设计,平衡房屋建造者和使用者之间的利益,充分考虑房屋建筑工作者的一件,以寻求新式的房屋结构布局方法。而目前,从我国目经济体制来看, 高层建筑住房将成为日后主要的房屋建筑物类型, 这就给开发商、 施工单位、 运营商带来了技术上的难题和经济上的负担。因此,实现房屋建筑的结构优化,满足房屋安全性能和建筑成本最合理的两个基本条件,就需要专业设计人员具备较高的设计能力。
二、房屋结构构造中的问题
1、框架结构设计问题
房屋建筑的主要承受能力来自于垂直于水平两个方向的合力,是由各个部分共同承担,但有很多房屋结构工程设计师,在进行框架结构设计的时,只注重对横向框架的设计,或多或少的忽略了对纵向框架的考量,最终可能导致建筑物梁柱承载能力偏弱,整体安全性较差的问题。
2、承重柱和构造柱问题房屋结构设计中,承重柱的作用是分担来自房屋主体建筑的重力,而构造柱的主要作用是维持竖向承载力,和屋面梁联系在一起,限制墙体开裂,提高房屋抗震性能,它是不能够完全代替承重柱的功能和作用的。但在实际中,许多设计工程师将构造柱肩负双职,同时担负着房屋的承重功能和抗震功能, 最终可能会引发构造柱出现裂缝, 房屋变形倒塌等问题。
3、承重构件问题楼板的是将楼面、屋面的荷载负重都转移到墙体和梁柱上面,保证重力的合理分布,直接关系着墙、柱、梁三体的安全。目前,某些设计工程师使用单向板来代替双向板,来提高设计的便捷性, 而实际上单向板很难承受较大的外界部压力, 就很容易导致墙、柱、梁三体失去受力平衡, 影响房屋质量的现象。同时还存在一些设计师忽视了建筑内部结构各部分的受力情况。对双向板的有效高度取值存在片面性,取值相对较大,使得建筑的钢筋跨度大,产生裂缝。
三、房屋结构设计中的建筑结构设计优化措施
建筑物结构设计优化可以分为三个阶段:第一阶段是变量的选择。一般情况下,那些对设计人员决定最终设计方案起到重要参考作用的数值,都可以作为变量供设计师进行抉择。比如:工程的目标参数包括预期产生的损失参数和房屋价格参数;工程的约束与控制参数包括表示房屋架构可靠性能的参数等。如果设计师能够将考虑因素较少或者变化幅度较小的参数作为参考指标,那与建筑结构设计、编程相关的工作难度将会随之降低,设计师也能更快找到符合设计目标的那组数据;第二阶段是函数的确定。设计者要在多组相似的函数中,选取最符合事先设定的房屋横截面尺寸和钢筋尺寸面积的那一组函数,分析这组函数的各种性质,从而最大限度地降低房屋建造的成本费用;第三阶段就是条件的衡量。为了增强房屋结构耐用性和稳定性,房屋设计的约束指标应该包含房屋尺寸、架构刚性、架构稳定性、变形限度和受力限度、架构体系规格、单元组件规格、结构可塑程度、墙体裂隙限度、结构确定程度等。在实际的设计中,设计师应当结合房屋建造工程的实际情况,比较分析目标确定的约束性条件和施工实际中的约束性条件,保障各种条件都符合相关规定,实现设计结果的最优化。
1、选择计算方法。
优化建筑结构设计的过程,就是一个复杂的计算过程。设计师在对各种数据进行演算时,要学习将附加约束条件的问题转换为不附带约束条件的问题,这样就可更容易求得计算结果。
2、决定最优程序
在设计了房屋结构模型,并选择了适当的计算方法之后,就需要进入决定最优程序的环节了。最优的设计程序应该具备运转高效、功能完整、用途齐全等特点。这种程序一般是由很多小程序组合而成,并在结构设计上发挥重要作用的综合程序。
3、 分析统计结论
设计师在统计了各个数据的计算结果之后,就要认真分析统计数据,找出各种设计方案之间的不同点和相似点,来确定最佳方案。。由于,房屋建造是一项成本较高的建设工程,涉及到各方当事人的利益;只有站在宏观的高度平衡这些利益关系,才能节约建设资金、优化建设方案。因此,在分析结论时,设计者要注意从多个角度思考问题,不能遗漏细节问题,妥善处理工程技术含量与经济效益之间的关系,不能只顾节约成本,而忽视技术的改进。
四、 房屋建筑结构优化技术的应用需注意的问题
1、前期的参与
房屋建筑前期的设计方案直接影响到建筑项目的成本,但目前结构优化设计技术并没有在前期方案中体现,以致相关的设计人员在进行房屋建筑结构设计时,常常忽略建筑结构的可行性和合理性,这样不但使得设计成本增加,同时增大了机构设计的难度。因此,设计人员在前期设计时要充分的融入优化设计方案,实现各个环节的最优化。
2、细部优化
除了注重整体设计,还要加强对结构基本构建的精细设计。同时随着计算机技术和优化设计理论的相互结合,优化设计已经逐渐从工程实践问题向数学问题过渡,所以,设计人员还要加强自身计算机技术的优化设计分析水平,使设计更加合理科学。
结束语
建筑物的性能指标包括很多。一栋合格的建筑物,应该具备质量优良、外形美观、结构完整的特点。房屋结构设计质量的好坏,关系到建筑物整体功能的发挥。房屋建筑的优化设计不仅可以提高建筑的功能性、安全性和耐久性,而且还可以在满足人们对各种功能要求的基础上,提升建筑物的美观性和经济性,同时希望通过优化过程合理的降低工程造价, 实现社会价值与经济价值的双向发展。
参考文献
[1] 张英迪. 试析结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用[J]. 科技与企业,2012(22).
[2] 陈俊. 浅谈结构设计优化设计技术与其在房屋结构设计中的应用[J].科技致富向导,2013(02)
[3]刘庆贵. 试论房屋建筑结构设计中应用优化技术[J]. 现代商贸工业,2013.
【关键词】建筑结构;设计;梁柱;节点;钢筋
一、结构设计的基本方法分析研究
建筑结构的设计是建造的基础环节,优质的建筑设计,是优质建筑形成的第一步。对工程的质量、成本、使用寿命都有很大的影响。建筑设计费用虽然很少,但是可以影响建筑成本的75%。设计人员在房屋结构设计中,首先是要保证图纸规范、合理。一般结构设计的基本方法大致上有:绘制结构平面图,对于有抗震设防要求的地区,需要输入结构软件进行建模,计算建筑所在地抗震设防烈度的大小值;绘制屋顶结构图,现代建筑形式各异,建筑物形态不同,结构的处理方式也不同,屋顶的设计更是日新月异。结构设计者除具有相当的设计知识外,还应该具备一定的空间概念,正确绘制出屋顶设计图纸的意图;绘制大样详图,这一步可以在建筑详图确定的基础上,也可以直接绘出,这是比较完整的设计图纸,也是一个设计师技术水平的高度体现。
二、关于结构中梁柱设计的理解
结构设计中对梁进行优化,是提高设计质量及建筑效率的有效方法。设计者可以运用本构与重构概念和手法,进行结构中的梁柱设计。科学分析梁原型的“元”秩序的构成情况,认真研究材料与力流在梁构件内或梁构件体系之间的自身调整,然后经过计算和分析,从而提高结构的设计质量。设计者需要确定和构建生成逻辑清晰、具有表现力的结构形态方法与框架。结构中的梁可以采用多种材料形成,适合做梁的材料形成的梁构呈现不同的形式和特质。如混凝土梁的形成,其塑性可使梁外形坚实有力,梁的承受力改变与延展的一体化设计,能够使结构中的梁呈现完美的造型;钢材的精准使用,可以使梁形体细致、美观、不影响使用效果。结构设计中梁构件受力的优化与重构,是设计师必须认真考虑的因素,设计措施可以有多种手段,不管采用什么方法,其目的都是传递梁内力,保证建筑质量。设计方案的精细化,复合化,是保证材料发挥最大效率的手段。使梁的内力向轴力方向调整和重构。这种重构和调整可以从梁的原型开始延伸,将构件分解为截面和跨向支撑等单元,在这样的分解过程中。通过力的传递过程,使结构内力的传递逻辑更加明晰。设计师就是要在这期间,重新进行构建的新秩序。在对断面设计、组合、复合构件后,再生成最后受力合理、形态优美的结构框架体系。
三、梁柱节点区的抗震设计问题分析研究
建筑的抗震设计是结构设计中的一项重要内容,梁柱节点区的设计,是防震的关键,无箍筋或少箍筋的情况下,受剪压作用,建筑物的混凝土易出现斜裂缝,甚至造成纵向钢筋压屈成灯笼状的严重后果。因此,设计中要注意在节点区配置足够的箍筋。而且对施工混凝土的等级也应有明确的认证,从而实现强节点强锚固,缓解节点区的复杂应力。
四、梁柱交接设计中问题分析研究
1、配筋方面的因素。结构设计中,提高建筑安全性的主要方式就是利用钢筋来支撑,各个关键部位均需要钢筋来实现设计者巩固建筑质量的目标。梁柱交接点的钢筋构造是建筑强度和安全性的重要环节。比如这中间节点区箍筋的设置和梁柱钢筋在节点处的锚固等设计,都是影响施工及使用的重要因素。箍筋对关键部分的混凝土具的约束作用是建筑的强度形成过程,这个强度可以缓解节点剪力。建筑中箍筋的间距越小,那么对混凝土形成的约束能力就越强,进而使抗剪能力增强,有效保证建筑的抗震性。设计时,关键部位要加密钢筋的配置,但是设计过程中,出现更多的是只对梁柱的末端进行加密,忽视了交界点的处理和说明,从而影响建筑的施工质量。梁柱的交接处十分复杂,这里有横梁、纵梁和柱三方面的钢筋交叉集结。如果钢筋密度过大,往往影响箍筋的配置。建筑规范中对结构框架结构交接点核心区中的箍筋数量有明确的规定,箍筋的数量不少于柱端加密区的实际配箍量。符合规范的设计,能够有效提高梁柱的承受剪力的能力。实际中某些设计和施工人员忽视加密节点钢箍的设置,对节点所要承受的内力考虑不周,而且在节点的核心区域也没做过必要的和明显的标记,这些都是影响建筑施工质量的重要因素。
2、混凝土方面的处理问题。在建筑施工过程中,没有对梁柱交接点处所需的混凝土进行等级标注。加之施工单位图省事、图降低成本,在节点区域和梁板同时施工中使用强度等级相同的混凝土,这种错误的做法,对建筑的质量危害极大,大大降低了梁柱的坚固性。所以设计时,应该按照规范要求,对节点区的混凝土等级做好明确标注。明确梁柱的交接点,采用柱强梁弱的原则,而且保证和柱使用的混凝土等级一致。
3、做好节点的箍筋处理。钢筋在施工中是一个难题,一些施工人员的责任感也不强,往往使箍筋配置的比设计要求的少。所以施工中可以采用将节点处的箍筋做成笼状,然后把纵向钢筋用这个灯笼框套住,绑扎焊接坚固后放入梁的钢筋。摆放梁的底筋和箍筋。这样处理后,坚固性得到提高。
4、做好梁柱交接点箍筋加密。这个过程的箍筋制作须按梁柱的高度进行科学准确的计算。充分考虑好各方面的因素,在对节点进行浇筑混凝土的施工中,对于缝的操作应该在安装接点模板之前及时处理好,使施工面洁净无尘。浇筑前,需要先浇筑一层水泥,以便保证新旧界面的连接。注意浇筑的质量也是提高梁柱节点坚固性的一项重要措施。在混凝土施工时要严格控制其等级质量,充分振捣,不出现蜂窝状结构。提高人员的责任和质量意识,支好模板,尺寸精确。避免和柱交汇的横梁和纵梁的高度不一致情况的出现。梁柱的设计是建筑结构的重要组成部分,是建筑的骨架,一旦出现意外时,建筑的安全性就靠梁柱来支撑,而且梁柱的节点就是出现问题的关键部位。所以设计和施工中保证梁柱交接处的质量,是使建筑质量符合施工规范的要求必要条件。
五、结语
随着城乡一体化建设步伐的不断加快,工民建事业不断发展,人们生活水平的提高,在这种情况下,人们对于居住环境的要求也越来越高,房屋结构设计越来越复杂。为了满足广大消费者的需求,建筑设计部门以及房地产商等,也对住房的结构设计不断提出新的要求,目的是满足人们不断提高的物质追求。因此,设计师不断更新设计理念,由历史上的单层、低层向多层、高层发展,采用先进的设计理论和技术,提高住宅设计质量,使房屋建筑结构设计更科学、更以人为本、更安全可靠、更环保和经济,这也是建筑结构设计未来的发展方向。
参考文献:
[1]张重阳.高层钢管混凝土结构梁柱节点设计方法研究[D].东南大学,2004.
关键词:结构设计 方法 问题
一、结构设计中要遵循的基本原则
结构设计的目的是使建筑物安全并能够适应使用的要求,因此我们在结构设计中要保证和遵循这样四个基本原则:①抓大放小。②多道防线。③刚柔相济。④打通关节。打通关节保持平衡的目的其实就是使其永远处于原始的静态,当力量不能畅通时,构件与构件之间的静态平衡被破坏,结构就会发生变化。可见设计者是协调者,其任务是让所有互不相关的静态构件相聚之后依然处于静态(也就是使其保持常态),或者是处在相对的静态之中。
二、房屋建筑结构设计的基本方法
2.1 结构平面图在绘制结构平面布置图时,是否要输入结构软件进行建模呢?当建筑地处抗震设防烈度为6 度区时,根据建筑抗震设计规范,是可以不用进行截面抗震验算的,但必须符合有关的抗震措施要求。因此对于砌体结构来说可以不用在软件中建模,直接设计即可,但设计中需要注意受压和局部受压的问题。当然,如果时间允许的情况下还是输入建模较好,有一个便利就是可以利用软件来进行荷载导算,何乐而不为呢?需要注意的是,当建筑地处抗震设防烈度为7 度及以上时,是必须要输入软件建模计算的。
2.2 屋顶(面)结构图当建筑是坡屋面时,结构的处理方式有梁板式及折板式两种。梁板式适用于建筑平面不规整,板跨度较大,屋面坡度及屋脊线转折复杂的坡屋面。折板式适用于相反的条件。两种形式的板均为偏心受拉构件。板配筋时应有部分或全部的板负筋拉通以抵抗拉力。板厚基于构造需要一般不宜小于120 厚。此外梁板的折角处钢筋的布置应有大样示意图。至于坡屋面板的平面画法,通常使用剖面示意图加大样详图的表示方法,这样更便于施工人员正确理解图纸。正确绘图和设计的关键是设计人员真正的心知肚明,结构设计者必须要具备一定的空间概念,正确理解建筑图纸和意图。设计的图纸方能让施工人员明白。由于屋面的起坡会造成阁楼层的部分墙体超高,要结合门窗顶设置圈梁来降低墙的计算高度。
2.3 大样详图在建筑详图的准确无误的基础上,大样详图的绘制可在建筑详图的基础上直接绘制,也可在以前做过的详图的基础上来局部改进绘制。这阶段需要注意在保持建筑外形的前提下尽量的使结构受力合理和施工方便。在标高和外形尺寸上一定要和建筑专业协调一致。
2.4 楼梯楼梯梯板要注意挠度的控制,梯梁要注意的是梁下净高要满足建筑的要求,梯梁的位置尽量使上下楼层的位置统一。局部不合适处可以采用折板楼梯。折板楼梯钢筋在内折角处要断开分别锚固防止局部的应力集中。注意梁下的净空要求,并要注意梯板宽度的问题。首段梯板的基础应注意基础的沉降问题,必要时应设梯梁。
2.5 基础基础要注意混凝土的标号选择应符合结构耐久性的要求。(通常情况下可采用C25)基础的配筋应满足最小配筋率的要求(施工图审查中心重点审查部位)。条基交接部位的钢筋设置应有详图或选用标准图。条基交叉处的基底面积不可重复利用,应注意调整基础宽度。局部墙体中有局部的较大荷载时也要调整基础的宽度。基础图中的构造柱,当定位不明确时应给予准确定位。
2.6从结构计算和构造上进行合理设计①底框砌体结构验算时应注意:a.底部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构,对具有薄弱层的底层框架混合结构,应考虑塑性变形集中的影响。b.底层框架混合结构的剪力分配不能简单地按框架抗震墙的方法。因为底框架结构中只有底层框架抗震墙,应采用双保险的方法,抗震墙承担全部剪力,框架按刚度比例承担剪力。刚度计算时,框架不折减,抗震墙折减到弹性刚度的20%~30%。c.应考虑底层框架柱中地震作用产生倾覆力矩所引起的附加轴力。②避免楼板计算中不正确方法。a.连续板计算不能简单地用单向板计算方法代替。b.双向板查表计算时,不能忽略材料泊松比的影响,否则,由于跨中弯矩未进行调整,将使计算值偏小。③避免荷载计算的错误。诸如漏算或少算荷载、活荷载折减不当、建筑物用料与实际计算不符,基础底板上多算或少算土重。
三、当前房屋建筑结构设计中的常见问题
3.1 桩间距过小桩间距过小,不满足规范对桩的最小中心距的规定。特别是试桩、锚桩之间的间距,往往被设计人员忽视,这直接影响了试桩结果的正确性。
3.2 桩身钢筋笼长度不足对挤土灌注桩,桩身钢筋笼长度没有穿越软弱土层的层底深度,不能满足桩基规范第4.1.1.2 条“对于沉管灌注桩,配筋长度不应小于软弱土层层底深度”的规定,这也是工程设计中常见的问题。
3.3 承重砖基础采用多孔砖砌筑根据多孔砖墙体结构构造,地面以下或室内防潮层以下的基础不得采用多孔砖砌筑。
3.4 房屋高度、高宽比超过现行规范、规程的限值现行的规范、规程给出了房屋的最大适用高度和高宽比限值。某些高层建筑房屋高度超过最大适用高度或高宽比超出规定限值,甚至个别建筑高度和高宽比均超出规定限值。在结构设计过程中,对于房屋高度、高宽比和体型复杂程度超过现行规范、规程的高层建筑,应按超限高层建筑进行设计。同时,另一点不容忽视的问题是,房屋适用高度除与结构体系类型及抗震设防烈度有关外,还与场地类别与结构是否规则等因素有关,当位于Ⅳ类场地或结构平面与竖向布置不规则时,其最大适用高度应适当降低(一般降低20%)。
3.5 结构布置不合理、不规则结构尽可能规则,结构的布置才能更趋于合理,这是结构设计中十分重要的环节,这里的“规则”包含了对建筑的平立面外形尺寸,抗侧力构件布置、质量分布,直至承载力分布等诸多因素的综合要求。由于引起结构不规则的因素太多,特别是对于复杂的建筑体型,很难一一用若干简化的定量指标来划分不规则程度并规定限制范围。由于缺乏规范依据及相应的设计规定,加之对结构抗震概念设计缺乏应有的了解,有些设计人员往往对结构规则性把握不准确,导致工程中出现了规则性较差、对结构抗震十分不利的建筑。
3.6 异形柱结构设计中存在的问题近年来,在我国的住宅建设中,特别是高层或小高层住宅,有些采用了异形柱结构。目前在异形柱结构设计中存在的问题很多,也比较突出,主要表现在异形柱结构房屋的高度超高、体型不规则、结构布置不合理、抗震构造措施不当等方面。应当说,目前国内对异形柱的受剪承载力、节点承载力和结构延性等方面的试验研究还不多,对异形柱结构抗震性能的认识还不够充分。在这种情况下,设计异形柱结构时,对房屋高度、结构规则性及抗震措施等方面宜从严掌握。
3.7 结构缝设置不合理,缝宽度不足对于超长建筑物,为减少温度变化对结构的不利影响,合理地设置伸缩缝是必要的。有些设计人员用后浇带代替伸缩缝,其实这种做法存在一定的问题。因为后浇带仅能减少混凝土材料干缩的影响,不能解决温度变化的影响。后浇带处的混凝土封闭后,若结构再受温度变化的影响,后浇带就不能再起任何作用了。对于不能或不便设置温度伸缩缝的超长结构,除留设施工后浇带外,还应采取其它构造加强措施,如加强顶层屋面的保温隔热措施,对受温度变化影响较大的部位适当配置直径较小、间距较密的温度筋,或采用预应力混凝土结构等。
关键词:结构设计;设计优化;探讨;应用
1 房屋建筑结构优化设计的重要性
如今,随着城市化进程的不断加快,城市建筑土地资源越来越紧缺,因此高层或超高层住房将成为城市住宅的发展方向,相较于传统的建筑模式,高层建筑等新型建筑的建设具有更大的难度,这就要求相关的施工建设人员应该重视房屋结构优化问题,在减少资金投入的同时,进行细致的建筑设计方案规划,运用新技术和新理念,建设出既安全又经济的建筑。根据相关数据可以看出合理的房屋结构设计可以减少建设资金投入,与没有进行设计优化的建筑相比采用优化法进行优化后的建筑能够节省10%~20%的建设费用。不过,在实际的施工建设过程中,优化设计的实施往往不是一帆风顺的,可能因为多方面的限制而难以进行。首先,很多施工单位都会因为赶工程进度,而不顾施工质量,对于房屋设计的缺陷不予及时的优化处理,而对最后的建筑质量造成影响。其次,还有一些施工建设人员自身经验不足、专业素质不高,无法进行建筑设计优化。最后,还因为一些施工建设人员和设计人员只注重建筑的部分建设,而忽视建筑的整体设计,不能准确的制定工程预案,影响建筑整体的造价。对建筑的结构进行设计优化能够合理的规划建筑设计,减少工程资金投入,房屋结构各个方面整合起来,能够保证建筑质量,为人们提供经济安全的住房。
2 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用
2.1 分阶段优化与寿命优化。在限定时间内,每一个项目工程都有使用的期限,而且在每一个环节中,都可以设计出多种方案以供参考与挑选。也就是说,在每个阶段,都可以对方案进行优化。因此,房屋建筑结构的设计人员可在确定优化方法的时候,可以将各个阶段的性质作为依据,从而优化整体工程的寿命,并对建筑的施工质量予以保障,使得企业的经济收益能够有所增加。
2.2 局部优化与整体优化。复杂性与层次性是任何一个项目建筑设计都具备的两大特点。从复杂性方面来看,其主要包括零部件的选取、建筑原材料的选取以及结构类型的选取等内容。从层次性方面来看,其主要包括建筑的结构体系、设计体系以及安装设计体系等,而在每一个体系之内又包括了很多个下属体系。在设计房屋建筑的时候,设计人员应该优化各个下属的系统,冲破各个布局间的横向关联,对工程进行叠加。因此,在建筑任何房屋的时候,优化的着眼点都应该是整体而非局部。只有这样,才能达到真正设计优化的目的。
2.3 优化上部结构。要想模型建立与优化房屋建筑的上部结构,首先就要对剪力墙进行合理的布设,对剪力墙的质量均匀予以有效保证。这样,楼层的结构重心便能同楼层的平面刚度中心点实现重合,从而有效地削减了风力以及地震等外部荷载作用的扭转影响。如果房屋的类型允许的话,那么可以尽量使用大开间的剪力墙构造,并对剪力墙的墙肢长进行增加。这样做,不仅可以有效地对墙肢的数量进行缩减,还可以确保刚度能够与相关标准相符合,并以此作为前提与基础,有效地降低混凝土的使用数量。
3 房屋建筑结构设计优化的具体措施
3.1 地基是建筑结构的基础。对建筑物的稳定性起着决定性的作用。在进行建筑结构的地基设计时,要因地制宜,具体情况具体分析。进行建筑结构地基的设计优化首先是要选择合理的优化方案,如果是基础较深,那么就需要对拟建工程施工现场的地质情况进行全面仔细的勘察,然后再综合其他现场场地的各种因素进行基础选型及埋深等设计。
3.2 砌体结构的设计优化。砖砌体在房屋建筑结构中主要担负着抵抗侧向位移和承重的作用,它的布置方式较为多变,但是在跃层结构或表现出过大的受力结构中却并不适宜。通常应该对其进行以下方面的优化,优化平立面结构,保证建筑形体的规则性,抗侧力构件平面布置宜规则对称,侧向刚度沿竖向宜均匀变化。纵向抗震墙体在建筑整体中,必须保证有三条以上,合理规划门窗的开口规格,一般要将宽度控制在2m或2m以下,这样的设计有利于增加建筑结构的稳固性。
3.3 建筑底部剪力墙的设计优化。处于房屋建筑底部位置的框架剪力墙因为具有竖直方向抵抗侧力部件的不连续性,所以就增加了受力出现不平衡状况的因素。也就因此而增加了对建筑平面的要求。在设计中,应该尽最大可能将承重墙放置于框架梁之上,如果受到具体条件限制而只能放置于次梁时,就必须要将主梁与框架梁的钢筋配置适度增大,使放置承重墙的楼板厚度增加。
3.4 剪力墙的设计优化。对剪力墙进行优化设计,其中连梁是最为重要的环节。如果将连梁的剐度增加,就一会产生增加建筑结构地震作用的情况,同时也就造成了连梁与墙肢的内部受力分配大幅度增加,这样就应该将此处构件的钢筋配置适度增加,从而使建筑材料受到不必要的浪费。所以,在进行房屋建筑结构的设计时,不应该选择将大刚度窗下墙当做连梁的设计。应该选择的设计方式应该是把连梁设计成刚度与截面较小的弱连梁,并且在达到结构的刚度与变形程度要求的条件下,进行经济与变形能力等多方面思考,对构件进行合理的布置。一般来说,剪力墙设计越多,建筑结构也就具有更大的抗侧力,从而减少建筑结构的位移,却导致了地震力的增大。基于以上的考虑,进行剪力墙的设计时必须要掌握对称和分散与均匀的基本理念,以水平位移限度为准控制剪力墙的数目。
3.5 房屋建筑结构细部设计优化。进行建筑结构的设计优化,不但要关注整体设计,也应该对各个细部结构部件的设计给予重视,比如进行现浇板的设计时,为了达到去除拐角裂缝与结构受力均匀的目的就需要将异形板划分为矩形板。对于建筑结构底部的框架抗震墙的钢筋配置通常较大,如果在材料选用上使用冷轧带肋钢筋则能够适当减少钢筋配置,从而更加便于施工和达到控制工程造价的目的。在有关设计技术优化方面,也可以增加对现代化高科技的利用。
4 结语
总而言之,利用对建筑的结构进行设计优化,可以保证建筑自身的功能,并且对工程资金投入进行控制。另外,建筑企业及开发商不应过于重视结构设计优化的经济效益,利用缩减建材、降低质量标准、削弱技术性能等方法来追求利益,并且也不可以一味的关注技术而忽视经济效益。房屋结构的设计优化其最终的目的在于保证建筑的功能、提高建筑的质量、提升环保性能,增加企业收益。为了完成这一任务,设计人员应不断提高自身水平,紧跟时代步伐,勇于开拓创新,为人民的居住及生活提供安全保障。因此,对建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用进行谈论是值得相关工作人员深入思考的事情。
参考文献
【关键词】房屋建筑;设计目的;设计原则
一、房屋住宅结构设计的目的
1. 安全性:指结构应能承受正常使用时可能出现的各种荷载和变形等作用,在偶然事件(如地震、强风)发生时及发生后结构仍能保持必需的整体稳定性,即结构仅产生局部损坏而不致发生倒塌。
2. 适用性:指结构在正常使用过程中,应具有良好的工作性能。
3. 耐久性:指结构在正常使用和正常维护条件下应具有足够的耐久性能,能够正常使用到预定的设计使用期限结构的功能要求概括起来为结构的可靠性,即在规定的时间内(设计使用年限),在规定的条件下(正常设计、正常施工、正常使用和维护),结构完成预定功能(安全性、适用性、耐久性)的能力。
二、房屋住宅建筑设计的基本原则
(1)抓大放小的原则。房屋建筑结构虽然是由各种构件而组成一个整体,但各个构件的作用都是不一样的,根据它起到作用的重要性有主次之分,这样可以有效地应对外界的侵袭。
(2)设置多道防线的原则。房屋结构只有层层设置,当收到外力破坏时,它都会合力合作。
(3)刚柔并济的原则。如果单凭结构的刚性它的变形能力就比较差,而如果结构太柔却会造成变形太大而无法使用,造成整体倾斜,因此要遵循刚柔并济的原则。
(4)打通关节的原则。打通关节维持平衡可以永远保持静止状态,如果遇到力量不能通畅,各个构件之间的静态平衡遭到破坏,那么它的结构就会发生变化。
三、房屋住宅建筑结构设计的主要方法
1.在结构平面图上的设计方法
如果建筑的地域的防震烈度为六度区的时候,按照我国的防震设计要求,可以不必采用截面抗震验算,但结构的设计也一定要达到抗震的标准。所以对于砌体结构的建筑,软件建模可以省略,在进行设计的时候只要注意受压和局部受压的问题,就可以直接设计。如果条件和时间允许,要做建模也无可厚非,因为它可以利用建模来荷载导算。但是,如果建筑的地域防震烈度为七级时,就必须采用建模来进行计算。
2.屋面结构图的设计方法
如果建筑的屋面是坡面式的,可以采用梁板式和折板式两种的结构处理方式。其中,梁板式可以用在建筑平面不整齐,板的跨度比较大,而且,一般屋面坡度和屋脊线转折比较复杂的坡屋面也都采用这种结构。而折板式则和梁板式的适用条件则相反。这两种结构处理方式的板都是偏心受拉的构件。在板配筋的时候必须有板负筋拉通,这样可以抵抗拉力。板厚基的厚度不能小于一百二十厚。另外,梁板的折角处对钢筋的配置必须有大样的示意图。在设计坡屋面板的平面设计图时,可以采用剖面示意图的方法进行表示,因为这样施工人员可以简单地从图纸上了解施工方案。设计人员在设计结构时一定要有空间概念,设计出来的图纸要简单明了,让施工人员能够看明白。因为坡面的房屋会导致有些楼层的墙体比较高,所以设计人员要和门窗顶设置圈梁互相结合这样可以降低墙体的高度。
3.大样详图的设计方法
建筑详图如果没有发生错误,在这基础上可以进行绘制大样详图,还可以在曾经做过的详图基础上进行部分的改进。只要让建筑的整体外形不改变,考虑到结构的受力能力和施工起来比较方便即可。但在外形尺度和标高上必须和建筑专业统一协调。
4.楼梯的设计方法
在设计楼梯时,对楼梯的梯板要控制好它的挠度,梯梁的梁下净高度要符合建筑标准,梯梁的位置要使上下楼层的位置一致。如果遇到有些不合适的地方可以运用折板楼梯,折板楼梯的钢筋在里面的折角处要把它断开分别进行锚固,这样可以预防局部应力集中在一处。对于梁下的净空要求和梯板宽度的问题都要注意。第一段梯板的基础要注意它的基础沉降问题,如有必要应该设置梯梁。
5.根据抗震要求,对房屋建筑进行合理的结构设计
对于普通的多层砌体结构的建筑,可以采用横墙承重或者纵横墙一起承重的结构体系。对于纵横墙的布置要力求对称均衡,在平面内要对整齐,竖向要上下连接好;不能采用没有锚固的钢筋的砼预制挑檐;楼梯间不能设置在房屋的转角处和近端。而对于有比较多钢筋砼住宅又比较高的建筑结构,尽量要做到:对于抗测力结构如框架和抗震墙要进行双向布置,这样可以各自承担地震力;框架体系的各个抗震力的结构要统一形成空间工作状态,不仅要对抗震墙之间的楼和屋盖的长宽度比以及对抗震墙的刚度进行控制以外,还要保证楼、屋盖的统一性和抗震墙的连接也要可靠;对于建筑结构的布置力求采用规则结构,如果碰到比较复杂的结构,可采用防震缝。
6.对于建筑的结构计算和构造设计都要求合理
首先,对建筑底框砌体结构进行验算的时候应该注意以下几点:底部剪力方法仅对于刚度较均衡的多层结构,而比较薄弱的底层混合结构,还要把塑性变形集中的影响考虑进去;底层框架的混合结构不可以采用简易的防震墙方法,应该采用双保险的措施,抗震墙承担了所有的剪力,而框架可以根据刚度的比例对剪力进行承担。在对刚度进行计算时,框架不能折减,抗震墙的折减则可以减到刚度的百分之二十到三十之间。另外,在对楼板进行计算时,方法要准确,应该注意以下几点:在对双向板进行查表计算时,对材料泊松比的影响在计算时不可以忽视,不然会导致它的计算值偏小;在计算连续板时不可以用单向板进行简单地计算。最后,荷载计算不能发生错误。
四、现代房屋建筑结构设计的发展趋势
随着社会的需求,计算理论的发展,计算机的应用,新型建材的研究与应用,今后建筑结构设计的会有如下的发展趋势:
1. 概念设计将发挥越来越大的作用
概念设计是根据抗震设计的复杂性,难以精确计算而提出来的一种从宏观上实现合理抗震,避免无必要的繁琐计算,同时为抗震计算创造有利条件,使计算分析结果更能反映地震时结构反应的实际情况的设计方法。
2. 采用先进的计算理论
空间受力分析、非弹性变形分析、塑性内力分析、时程分析、最优化设计、方案优化等先进科学的设计方法、设计理论将得到越来越多的应用。
3. 使用具有高强、轻质、环保等特点的新型建材
建筑物的自重在结构计算中占很大的比重,使用轻质、高强的建材,将使建筑结构设计发生革命性的变化。
综上所述,房屋建筑结构设计是个系统、全面的工作。作为结构设计人员,需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度,加深对房屋建筑结构设计中常见问题的认识与研究,以不断提高自身的结构设计水平,使设计的作品比现阶段的其它建筑具有更高的水准、更合理和更经济的结构形式。
参考文献:
[1]徐国华.建筑结构设计的基本方法及注意事项[J].科技咨询导报.2007(11).
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。