摘要:隨著我國(guó)城市化發(fā)展進(jìn)程的不斷推進(jìn),建筑機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)近幾年來(lái)在我國(guó)建筑工程領(lǐng)域取得了巨大的發(fā)展與進(jìn)步,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)十分復(fù)雜的工作,需要有十分專(zhuān)業(yè)的技能,同時(shí)還要有認(rèn)真的工作態(tài)度。這是因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是后續(xù)施工的前提,沒(méi)有扎實(shí)的設(shè)計(jì),后期的施工再好,最終建筑工程的質(zhì)量也不會(huì)很高。文章對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中常見(jiàn)的一些問(wèn)題進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 管理問(wèn)題 分析
前言:在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候,我們需要充分的考慮多方面的問(wèn)題,并且對(duì)這些問(wèn)題多加注意,提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平,確保建筑物的質(zhì)量,維護(hù)使用者的生命和財(cái)產(chǎn)的安全。 因此,建筑設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,主要應(yīng)該考慮以下幾方面的問(wèn)題,一是,建筑物的抗震問(wèn)題,二是,建筑物基坑回填的問(wèn)題。三是,梁板跨度的問(wèn)題。四是,箱和筏基礎(chǔ)底板挑板問(wèn)題。 五是,我們還應(yīng)該考慮設(shè)計(jì)中遵循的法律制度的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)上述五個(gè)方面的問(wèn)題進(jìn)行全面的注意,提高建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量,促進(jìn)建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。
1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則分析
在建筑工程項(xiàng)目中,構(gòu)成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則的主要四個(gè)因素:安全、適用、美觀、經(jīng)濟(jì)。一個(gè)優(yōu)質(zhì)的建筑物不是它多么美觀、多么適用,而是從人們的生命財(cái)產(chǎn)安全方面考慮這個(gè)建筑物的質(zhì)量,如果一個(gè)建筑物連最基本的對(duì)使用者的安全保障都沒(méi)有的話,那么就說(shuō)明這個(gè)建筑物本身存在著嚴(yán)重的問(wèn)題。但是,如果一個(gè)30層的樓房光慮到安全因素,只有樓道沒(méi)有電梯,這個(gè)建筑物也是不具備適用性的,所以在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候,我們還應(yīng)該考慮建筑的適用性。另外,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,也相應(yīng)的推動(dòng)了我國(guó)城市化的進(jìn)程,在進(jìn)行整個(gè)城市規(guī)劃的時(shí)候,需要考慮到建筑物的美觀性,因而,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候,還要充分的考慮建筑的美觀性。 在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候,我們還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)方面的因素,由于進(jìn)行建筑工程項(xiàng)目的主要目的就是獲得經(jīng)濟(jì)上的效益,在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候,我們需要盡最大可能的節(jié)約成本開(kāi)支,獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。
2. 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題
2.1屋面梁配筋數(shù)量不足
在設(shè)計(jì)人員進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模的過(guò)程中,有些設(shè)計(jì)師為了圖方便或是追趕設(shè)計(jì)的進(jìn)度,屋面梁直接照搬了下層梁的尺寸,這樣設(shè)計(jì)就是認(rèn)為屋面梁的荷載較小,同時(shí)配筋的數(shù)量也不多,這樣在以后的施工過(guò)程或是使用時(shí)一旦出現(xiàn)混凝土收縮、溫度突然變化或是受力不均勻時(shí), 屋面梁都會(huì)因?yàn)榕浣顢?shù)量的不足而出現(xiàn)裂縫寬度過(guò)大的問(wèn)題。
2.2進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),只注意橫向框架的設(shè)計(jì)
現(xiàn)階段,在我國(guó)最新的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中要求了水平地震的作用應(yīng)按照兩個(gè)主軸的方向進(jìn)行計(jì)算的,那么該方向的抗側(cè)力構(gòu)建就應(yīng)承擔(dān)各方面地震的作用力。
2.3樓板變形程度的計(jì)算存在問(wèn)題
很多設(shè)計(jì)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置時(shí)沒(méi)有采取足夠的措施或是設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)缺乏基本的結(jié)構(gòu)概念,都采用基本的樓層變形的計(jì)算程序。這些程序的編程在數(shù)學(xué)上的力學(xué)模型上是絕對(duì)成立的,但是在實(shí)際中應(yīng)用到計(jì)算樓板的變形程度卻并不是準(zhǔn)確無(wú)誤的。而如果一個(gè)計(jì)算程序的前提就是存在一定的瑕疵的,那么利用這個(gè)程序計(jì)算出的結(jié)構(gòu)就肯定也是存在問(wèn)題的了。這樣所進(jìn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)肯定是存在了結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)不足以及結(jié)構(gòu)的某些構(gòu)件或是部位安全儲(chǔ)備太大等諸多的問(wèn)題。
2.4 建筑結(jié)構(gòu)不合理
結(jié)構(gòu)布置不合理、不規(guī)則結(jié)構(gòu)盡可能規(guī)則,結(jié)構(gòu)的布置才能更趨于合理,這是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中十分重要的環(huán)節(jié),這里的“規(guī)則”包含了對(duì)建筑的平立面外形尺寸,抗側(cè)力構(gòu)件布置、質(zhì)量分布,直至承載力分布等諸多因素的綜合要求。由于引起結(jié)構(gòu)不規(guī)則的因素太多,特別是對(duì)于復(fù)雜的建筑體型,很難一一用若干簡(jiǎn)化的定量指標(biāo)來(lái)劃分不規(guī)則程度并規(guī)定限制范圍。
由于缺乏規(guī)范依據(jù)及相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)定,加之對(duì)結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)缺乏應(yīng)有的了解,有些設(shè)計(jì)人員往往對(duì)結(jié)構(gòu)規(guī)則性把握不準(zhǔn)確,導(dǎo)致工程中出現(xiàn)了規(guī)則性較差、 對(duì)結(jié)構(gòu)抗震十分不利的建筑。 這主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):對(duì)于不能或不便設(shè)置溫度伸縮縫的超長(zhǎng)結(jié)構(gòu),除留設(shè)施工后澆帶外,還應(yīng)采取其它構(gòu)造加強(qiáng)措施,如加強(qiáng)頂層屋面的保溫隔熱措施,對(duì)受溫度變化影響較大的部位適當(dāng)配置直徑較小、間距較密的溫度筋,或采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等。
3.解決建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的改善對(duì)策
3.1板和梁的跨度計(jì)算
通常情況下,在教材中所講到的計(jì)算跨度,如凈跨度的1.05倍等,一些概念和規(guī)定通常都只適用于常規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),而它對(duì)于寬扁梁往往是不適用的。 板梁結(jié)構(gòu)實(shí)際上就是在梁的中心線上設(shè)有一個(gè)剛性的支座,消除了單一的梁的概念,而是將梁和板統(tǒng)一成了一個(gè)變截面板。在扁梁結(jié)構(gòu)中,當(dāng)板厚和梁高相差不大時(shí),計(jì)算的長(zhǎng)度就應(yīng)取到梁的中心處,選擇梁邊彎矩和板厚, 以及梁中心處的彎矩和梁厚進(jìn)行配筋,并且要取兩者的大值。實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中,柱子也可以
看成一個(gè)超大的截面梁, 因此在對(duì)梁配筋時(shí)應(yīng)選擇柱邊彎矩,削峰是比較正常的, 存在問(wèn)題時(shí)往往都是不削峰的。
3.2主梁有次梁時(shí)要添加附加筋
這種情況下,應(yīng)先考慮添加箍筋,附加的箍筋實(shí)際上就是指在次梁的界面范圍內(nèi)箍筋缺乏或是沒(méi)有箍筋時(shí),就應(yīng)該在次梁的兩側(cè)補(bǔ)上箍筋,通常情況下附加筋都是要有的。并且在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)范中也明確的說(shuō)明了,在梁的界面高度范圍內(nèi)的或是梁下部的集中荷載, 其都是由附加筋來(lái)承擔(dān)的,所以在梁上后做的次梁或是梁上的集中荷載就是不需要添加附加筋的??傊砑痈郊咏畹脑瓌t是:主梁上的次梁存在開(kāi)裂的問(wèn)題時(shí), 如果次梁的受壓區(qū)頂至主梁底部的截面高度的混凝土添加了箍筋,并且確保能夠承受次梁產(chǎn)生的剪力,那么主梁就不需添加附加筋。梁上的集中力與產(chǎn)生的剪力在整個(gè)梁的范圍內(nèi)都是一樣的, 那么只要抗剪滿足, 集中力就也是滿足的。
3.3箱、筏基礎(chǔ)底板的挑板
從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度來(lái)講,最為經(jīng)濟(jì)的一種方式是能出挑板并且能夠調(diào)勻邊跨底板鋼筋, 尤其是當(dāng)?shù)装宓匿摻畈捎昧送ㄩL(zhǎng)的布置方式時(shí),整個(gè)底板的通長(zhǎng)筋也不會(huì)因?yàn)檫吙玟摻疃龃?。?dāng)出了挑板時(shí), 基底的附加應(yīng)力就會(huì)得到降低, 當(dāng)基礎(chǔ)形式的位置是在天然地基和人工地基的坎上時(shí),那么加挑板時(shí)最好選擇天然地基,從而有效的降低整體的沉降。 而一旦荷載出現(xiàn)了偏心的情況,在某個(gè)特殊的位置設(shè)置挑板時(shí),就能夠調(diào)整沉降差并且防止整體傾斜的現(xiàn)象出現(xiàn)。窗井是一個(gè)較為特殊的部位,它可以看作是挑板上砌墻,因此就不用再出長(zhǎng)挑板了, 這個(gè)問(wèn)題并不是絕對(duì)的,應(yīng)靈活變通,如某建筑有地下室,窗井的橫隔墻就會(huì)很緊密并且內(nèi)部墻體與橫隔墻是相互連通的,這時(shí)就應(yīng)該靈活的設(shè)置。
3.4設(shè)計(jì)剛性樓面
首先設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)采用樓面有變形的平面;同時(shí)設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分的保證配筋的構(gòu)造以及結(jié)構(gòu)的布置方式,當(dāng)然如果有些建筑結(jié)構(gòu)無(wú)法完全的滿足剛性樓面的假定,但是其使用功能是確實(shí)需要的,并且本身建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效果又是十分優(yōu)秀的,那么設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)通過(guò)采取采用斜向配筋、提高邊梁暗梁的配筋數(shù)量、增加梁系梁板、采用雙層的配筋形式以及洞口邊加設(shè)邊梁和暗梁等辦法,盡量彌補(bǔ)因其不是絕對(duì)的剛性樓板假定而產(chǎn)生的誤差,或是使其盡量的符合剛性樓板的假定條件。
4.結(jié)語(yǔ)
綜上所述,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程的重要組成部分,是建筑安全應(yīng)用的基礎(chǔ)。因此,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要從基本的構(gòu)件算起,深刻理解規(guī)范和規(guī)程的含義,并密切配合其他專(zhuān)業(yè)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在工作中應(yīng)事無(wú)巨細(xì),善于反思和總結(jié)工作中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),精益求精,只有這樣才能做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。
參考文獻(xiàn)
[1]董春玲.《淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題》.城市建設(shè)理論研究,2012
[2]黃彥計(jì).《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策》.中國(guó)房地產(chǎn)業(yè),2011