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        民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中存在問題淺析

        2009-07-29 07:11:36馮鍵良
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2009年12期
        關(guān)鍵詞:問題分析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        馮鍵良

        摘 要:本文針對民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行分析,闡述了民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范要求,并重點(diǎn)論述了民用建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)和地基設(shè)計(jì),供參考。

        關(guān)鍵詞:民用建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);問題分析

        民用建筑工程質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到人們的生命安全。建筑質(zhì)量的好壞主要由設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工質(zhì)量兩個(gè)方面來衡量。相對而言,建筑設(shè)計(jì)是一項(xiàng)繁重而又責(zé)任重大的工作,直接影響到建筑物的安全、適用、經(jīng)濟(jì)和合理性。但在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中,常常發(fā)生建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的種種概念和方法上的差錯(cuò)。本文結(jié)合筆者多年參加施工圖設(shè)計(jì)和審查的工作經(jīng)驗(yàn),對民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量存在的問題進(jìn)行了剖析,提出了民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求應(yīng)注意的問題,并重點(diǎn)論述了民用建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)和地基設(shè)計(jì),以避免或減少上述類似的情況發(fā)生,確保建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量能上一個(gè)臺階。

        1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念及內(nèi)容

        結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡而言之就是用結(jié)構(gòu)語言來表達(dá)建筑師及其它專業(yè)工程師所要表達(dá)的東西。結(jié)構(gòu)語言就是結(jié)構(gòu)師從建筑及其它專業(yè)圖紙中所提煉簡化出來的結(jié)構(gòu)元素。包括基礎(chǔ),墻,柱,梁,板,樓梯,大樣細(xì)部等等。然后用這些結(jié)構(gòu)元素來構(gòu)成建筑物或構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)體系,包括豎向和水平的承重及抗力體系。把各種情況產(chǎn)生的荷載以最簡潔的方式傳遞至基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容由上可知為:基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和下部設(shè)計(jì)。

        2 民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中存在的問題分析

        2.1 部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,安全隱患比較多如《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第7·1·8條(強(qiáng)制性條文)規(guī)定“底部框架-抗震墻結(jié)構(gòu),上部的砌體抗震墻與底部的框架梁或抗震墻應(yīng)對齊或基本對齊”。有些設(shè)計(jì)把底層設(shè)計(jì)成大空間,抗震墻很少,上部砌體抗震墻大部分與底部的框架梁或抗震墻不對齊,造成結(jié)構(gòu)體系不合理,傳力不明確;有些設(shè)計(jì)中抗震分類、場地類別選用錯(cuò)誤,導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。一些混凝土構(gòu)件,特別是懸挑構(gòu)件的最小配筋率達(dá)不到要求,有的相差一半,有的甚至一半都達(dá)不到;有些設(shè)計(jì)中荷載取值沒有按規(guī)范要求來確定,存在漏算錯(cuò)算現(xiàn)象;有些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與提供的計(jì)算書不一致,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于計(jì)算結(jié)果,設(shè)計(jì)存在嚴(yán)重安全隱患。

        2.2 設(shè)計(jì)深度達(dá)不到規(guī)定要求一些設(shè)計(jì)人員制作圖紙“偷工減料”,設(shè)計(jì)粗糙,過于簡單,施工圖中應(yīng)有的系統(tǒng)圖、大樣圖、相關(guān)剖視圖漏缺;一些重要的、應(yīng)該用圖紙反映的內(nèi)容只標(biāo)注“見圖集”、“由設(shè)備廠家確定”等,施工圖設(shè)計(jì)表述不全,細(xì)部大樣不詳,不能反映工程的全貌;一些重要的設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)參數(shù)、工程類別、安全等級、耐火等級、防火消防處理等在設(shè)計(jì)總說明中沒有標(biāo)明或交待不全。

        這些問題的產(chǎn)生,有的是由于設(shè)計(jì)人員沒有對一般住宅尤其是多層住宅設(shè)計(jì)引起高度重視,盲目參照或套用其他的設(shè)計(jì)的結(jié)果;有的則是由于設(shè)計(jì)過程中對設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)方法缺乏理解;還有的是由于設(shè)計(jì)者的力學(xué)概念模糊,不能建立正確的計(jì)算模式,對結(jié)構(gòu)電算結(jié)果也缺乏判斷正確與否的經(jīng)驗(yàn)。

        3 民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求

        為避免出現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題,在住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)首先必須從結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造上滿足規(guī)范的相關(guān)要求。

        3.1 結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)注意的問題

        結(jié)構(gòu)整體計(jì)算總體信息的取值:混凝土容重(KN/m3)取26-27,全剪結(jié)構(gòu)取27,若取25,對于剪力墻需輸入雙面粉層荷載。

        計(jì)算振型數(shù),取3的倍數(shù),高層建筑應(yīng)至少取9個(gè),考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算時(shí),振型應(yīng)不少于15個(gè),對多塔結(jié)構(gòu)不應(yīng)少于塔數(shù)乘9。計(jì)算時(shí)要檢查Cmass-x及Cmass-y兩向質(zhì)量振型參與系數(shù),均要保證不小于90%,達(dá)不到時(shí),應(yīng)增加振型數(shù),重新計(jì)算。 地震信息中的“活荷質(zhì)量一般折減系數(shù)”RMC取0.5,具體問題時(shí)按照《抗震》5.1.3條)。

        自振周期應(yīng)考慮填充墻體對剛度的影響進(jìn)行折減。當(dāng)添充墻為磚墻時(shí),框架結(jié)構(gòu)0.6-0.7,框剪結(jié)構(gòu)0.7-0.8,剪力墻結(jié)構(gòu)0.9-1.0。

        活荷載信息中“柱、墻活荷載是否折減”,一般不折減,“傳到基礎(chǔ)的活荷載是否折減”,應(yīng)折減。

        調(diào)整信息中“中梁剛度增大系數(shù)”BK取2.00;“梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)”BT=0.85~0.9;“梁跨中旁矩增大系數(shù)”BM=1.05~1.10,一般取1.05;活荷載大于3.0Kpa的多高層,1.1~1.2 ,“連梁剛度折減系數(shù)”BLZ取0.50~0.7,在內(nèi)力和位移計(jì)算中,最小取0.50,一般取0.55,當(dāng)結(jié)構(gòu)位移由風(fēng)荷載控制,不宜小于0.8;“梁扭矩折減系數(shù)” ,“全樓地震力放大系數(shù)”一般1.0,當(dāng)λ不滿足“抗震規(guī)范”5.25條時(shí),用此系數(shù)調(diào)至滿足;“0.2Q0”框剪結(jié)構(gòu)必須要求調(diào)整。

        3.2 構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

        用以減少溫度和收縮不利影響的后澆帶澆筑間隔時(shí)間,一般要求60天以上(GB50010-9.1.3條說明)。

        混凝土收縮及溫度變化引起的拉應(yīng)力是沿板的整個(gè)厚度作用,所以特別強(qiáng)調(diào)上、下表面同時(shí)配置附加鋼筋的必要性,GB50010-10.1.9條,根據(jù)國內(nèi)、外工程經(jīng)驗(yàn)給出板上、下表面每個(gè)方向的附加鋼筋均不宜小于0.1%的建議。對于陽角房間、屋面所有板塊,計(jì)算不配鋼筋的部位另加抗溫度、收縮分布鋼筋,板厚120,φ6-200,板厚100,φ6-220。 板厚120以下的、適宜的鋼筋直徑為8~12。

        屋面天溝、雨蓬應(yīng)考慮滿水荷載,當(dāng)天溝、魚蓬深度超過500時(shí),應(yīng)在天溝、雨蓬側(cè)板設(shè)泄水孔,此時(shí)水重可計(jì)至泄水孔底面,此外還須考慮找坡層的重量。

        現(xiàn)澆板樓面,考慮在使用周期靈活布置輕質(zhì)隔墻時(shí),可將隔墻每米長自重的30%作為每平方米樓面的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算,且不小于1.0Kpa,其永久值系數(shù)可取0.5。現(xiàn)澆板內(nèi)埋設(shè)設(shè)備暗管時(shí),管外徑不得大于板厚的1/3,交叉管線應(yīng)妥善處理,并使管壁至板上下邊凈距不小于25mm。

        挑檐轉(zhuǎn)角位于陽角時(shí)的加強(qiáng)配筋。挑檐轉(zhuǎn)角位于陰角時(shí)的加強(qiáng)配筋。

        結(jié)構(gòu)平面圖中,所有受力構(gòu)件都應(yīng)相對于軸線標(biāo)注定位尺寸(陽臺、雨篷挑出長度、梁距軸線距離等)。

        連續(xù)跨梁配鋼筋時(shí),支座兩側(cè)的鋼筋直徑盡可能相同,以便鋼筋穿過支座,避免兩側(cè)不同的鋼筋都在支座錨固,造成節(jié)點(diǎn)鋼筋過密,影響節(jié)點(diǎn)混凝土澆灌筑。

        總結(jié):結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)系統(tǒng)、全面的工作,需要扎實(shí)的理論知識功底,靈活創(chuàng)新的思維和嚴(yán)肅認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。設(shè)計(jì)人員要從一個(gè)個(gè)基本的構(gòu)件算起,做到知其所以然,深刻理解規(guī)范和規(guī)程的含義,并密切配合其它專業(yè)來進(jìn)行設(shè)計(jì) 。提高民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平,確保建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量不斷提升,以使民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作做到更安全、更合理。

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