【摘 要】建筑結構設計的科學性,合理性尤為重要,因為這是決定結構安全的關鍵因素,但在設計中出現(xiàn)的問題是多樣化的,本文就鋼結構設計與地基結構設計中應注意的一些問題進行了探討。
【關鍵詞】建筑結構設計;鋼結構設計;地基結構設計
1、目前建筑結構設計環(huán)節(jié)的現(xiàn)狀
1.1 建筑結構設計圖紙簡單粗略
建筑施工圖紙是工程建設的基礎,一份完善科學的結構圖紙,是對建筑結構中每個環(huán)節(jié)的驗證,說明了結構施工中的每個細節(jié),詳細解釋了施工要點,例如結構類型、抗震設計、抗震等級、防裂度、墻體材料等。但在工程建設過程中,還是會出現(xiàn)很多不符合要求的設計圖紙,尤其是在各層梁、柱、墻的平面配筋圖中,還沒有使用標準圖集,所有的標號與標示也不清晰,這種問題的出現(xiàn)時導致施工混亂,施工意外發(fā)生的重要因素。
1.2 建筑基礎選型不科學
一棟建筑的使用安全,關鍵在于其結構是否安全,而安全的結構就要通過科學的選擇建筑構造、建筑選型來決定。我國建筑施工中存在很多不完善的建筑選型,例如建筑所選擇的施工基礎沒有足夠的承載力,因此無法滿足建筑變形的需求,從而會導致不均沉降,影響建筑的安全使用,還會降低樓房的質量。由于建筑中,施工人員的筏基方式不合理,沒有明確區(qū)分平板式筏基與梁板式筏基之間的區(qū)別,施工時發(fā)生選擇錯誤,最終則會降低整棟建筑的安全性。
1.3 盲目追求低含鋼率
隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展,建筑業(yè)已成為拉動社會經(jīng)濟發(fā)展的主要力量,各個建筑施工企業(yè)也在這樣的環(huán)境下出現(xiàn),市場上魚龍混雜,而建筑商們?yōu)榱颂岣呓?jīng)濟效益,降低成本,盲目追求建筑材料的低含鋼量,在施工中不按實際情況制定結構模式,雖然這樣可能為施工單位帶來良好的經(jīng)濟效益,但卻會給結構設計人員帶來困難,還會降低建筑的質量,影響使用安全性,也會在施工中威脅建筑工人的生命安全。
2、建筑結構設計中的主要問題
2.1 地基與基礎方面
(1)詳細的地質勘探報告很重要,對建筑施工來說,是決定其是否能順利開工的關鍵。而一些施工單位并沒有提供詳細的地質勘探報告,只是根據(jù)建設單位的經(jīng)驗以及表面測量,籠統(tǒng)參照附近建筑物的基礎設計資料完成施工結構圖設計??茖W的施工,必須保證地基與基礎設計的合理性,要安全適用,設計人員也要嚴格按照規(guī)定,加強對地質勘察報告的研究,在考慮到各種因素的情況下,做出基礎類型和上部結構方面設計,如果沒有經(jīng)過科學驗證得到的數(shù)據(jù)是不能被被使用的。
(2)換土層通過軟土地基處理方式處理,沒有進行換土層設計,只憑經(jīng)驗處置,一些設計者對軟土地基的危害性認識不足,認為只要憑借經(jīng)驗采用砂墊層加強一下承載力就可以解決問題,但沒有進行墊層寬度和厚度計算,不僅不安全,還會導致浪費,影響成本效益,得不償失。
(3)民用建筑中,梁及基礎的負荷未按規(guī)范乘以折減系數(shù)。設計人員在設計民用建筑時,在計算梁、柱和基礎的負荷時沒有嚴格按照規(guī)定,使用用荷載乘折減系數(shù)計算其荷載值,因而荷載值準確,實際差異并沒有被發(fā)現(xiàn),結構的安全性有待考量。
2.2 懸挑梁的梁高選用過小
很多設計人員只針對梁的強充和傾覆進行驗算,忽視了對梁手撓度的驗算。梁高選用過小,引起梁截面的受壓區(qū)應力過高,在正常使用狀態(tài)下,梁截面受壓區(qū)產(chǎn)生非線性徐變。梁撓度隨時間的推移不斷加大。在設計施工中,這種挑梁在變形的后期,其梁支座截面上部受拉區(qū)常常出現(xiàn)較寬的豎向裂縫,受支座附近上部受拉區(qū)常常出現(xiàn)較寬的豎向裂縫,受支座附近剪彎作用的影響,豎向裂縫向下延伸發(fā)展為斜裂縫,此時梁已接近破壞,當為托墻挑梁時,梁過大的撓度引起梁上境況體在梁支座附近出現(xiàn)裂縫。裂縫在梁支座處沿斜向延伸,縫愈靠上愈寬。挑梁的截面過小對結構的抗震也很不利。懸挑結構對豎向地震的作用最為敏感。梁高小時,截面的相對受壓區(qū)高度較大,梁的延性減小,在豎向地震作用下易發(fā)生脆性破壞,失去承載力。
2.3 連續(xù)梁按單梁進行設計
該設計一般在陽臺結構中出現(xiàn),由于邊梁上的荷重一般較小,所以一直沒能得到重視,設計中,通常會把實際應為連續(xù)梁的梁按單簡支梁進行設計,這就會導致梁支座處上部負筋配置量過少,從而影響到起梁在支座附近上部受拉區(qū)出現(xiàn)豎向裂縫,進而引起梁上部攔板出現(xiàn)豎向裂縫,如果梁邊的長度過長,其問題還會更加嚴重。因為該梁一般直接暴露在室外,受環(huán)境溫度影響較大,一旦環(huán)境溫度發(fā)生變化,梁的伸縮受到梁端柱或挑梁的約束,在梁內產(chǎn)生收縮應力,該收縮應力作用于原已產(chǎn)生的梁上裂縫處,引起梁的支座附近沿整個梁截面四周裂縫貫通,最后,梁的承載力被降低,建筑結構的安全性也會受到威脅。
2.4 承重柱截面高度設計過小
這種設計一般出現(xiàn)在六度抗震設防區(qū)。一些結構設計人員認為六度設防就是不設防,故意把柱子的截面高度設計得過小,使梁柱的線剛度比加大。把梁簡化為鉸支梁,柱按軸心受壓計算,雖然這樣可以簡單的進行結構受力分析,但會給房屋帶來絕大的隱患,因為他們忽視了梁柱間的剛結作用,即忽略了柱對消化酶的約束彎矩,加之以柱截面的配筋都較小,結構一旦受力后,柱頂抗彎強度必然不足,從而柱子而梁底附近將會出現(xiàn)一條或多條水平裂縫,形成塑性餃。雖然不會引起房屋的真實性損壞,但會影響到住戶,給住戶的心理上帶來恐慌。更為嚴重的是,這樣的結構一理遭遇地震作用時,將會倒塌,這違背了現(xiàn)行抗震規(guī)范中“強柱弱梁”的設計原則。
2.5 后澆帶的設計
為了要調整地基的不均勻沉降而設計的后澆帶的帶寬應控制在800mm-1000mm。自基礎開始在各層相同位置直到裙房屋頂板以及內外墻體均設后澆帶。后澆帶內的混凝土應采用比原構件提高一級的微膨脹混凝土,施工時后澆帶兩邊粱板必須支撐好,直到后澆帶封閉并混凝土達到設計強度后拆除。后澆帶部位的鋼筋應連續(xù)通過,一般不宜斷開,即只將后澆帶處的混凝土臨時斷開。但有時根據(jù)工程的具體情況不允許留后澆帶。應在結構設計圖紙上用詳圖明確表示出來基礎后澆帶的斷面形式,當?shù)叵滤惠^高時,應在基礎后澆帶下設置防水板并增設一道附加舫水層。
3、結語
現(xiàn)代房屋建筑結構設計中存在各種各樣的問題,作為施工企業(yè),要注意解決問題,預防問題。由于這些問題的出現(xiàn)會嚴重影響到建筑結構的安全性,及時有效地加強結構設計管理,解決房屋建筑結構設計的問題,也只有這樣,才能提高房屋結構質量,為企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟效益,也能促進建筑業(yè)的平衡發(fā)展。
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