劉偉
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摘要:由于我國的社會經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展,我國的建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計也逐漸成熟,建筑類型以及功能也在日益增多。為了滿足消費(fèi)者的不同需求,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計成為了建筑工作的重點(diǎn)。本文簡單的對影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的因素進(jìn)行論述。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);建筑設(shè)計;建筑工程
1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點(diǎn)
1.1框架結(jié)構(gòu)
早期的高層建筑普遍使用框架結(jié)構(gòu),梁和柱以鉸接或者鋼接連的方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)的搭建,框架結(jié)構(gòu)的建筑空間有很高的靈活性,但是,由于梁柱截面積小,不具有很高的抗震能力,所以,框架結(jié)構(gòu)只能應(yīng)用于抗震要求不高的小型建筑。
1.2剪力墻結(jié)構(gòu)
剪力墻結(jié)構(gòu)是通過鋼筋混凝土墻板實(shí)現(xiàn)水平和豎向力的承重。而剪力墻結(jié)構(gòu)通用的形式是平面布置,一般情況下,使用雙向或者多向的布置,可以有效承受水平荷載與豎向荷載這兩方作用力。而鋼筋混凝土墻板需要保持豎向設(shè)置的穩(wěn)定性與整體性,所以,適合于較高建筑結(jié)構(gòu)使用。剪力墻結(jié)構(gòu)受力體系一定要滿足間距要求,這就在很大程度上限制了建筑空間實(shí)現(xiàn)靈活性。
1.3框剪結(jié)構(gòu)
框剪結(jié)構(gòu)是將框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合使用的結(jié)構(gòu)體系。以框架結(jié)構(gòu)為主要結(jié)構(gòu),應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)為輔助結(jié)構(gòu),兩種結(jié)構(gòu)形式配合使用,既能互相補(bǔ)充,又能彌補(bǔ)各自的不足??朔蚣芙Y(jié)構(gòu)缺乏較強(qiáng)抗震性和剪力墻結(jié)構(gòu)缺乏靈活性的缺點(diǎn),我國高層建筑普遍應(yīng)用的結(jié)構(gòu)形式就是框剪結(jié)構(gòu)。
1.4筒體結(jié)構(gòu)
豎向筒體承受水平和豎向的荷載,這種結(jié)構(gòu)就是筒體結(jié)構(gòu)。筒體結(jié)構(gòu)是從框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)發(fā)展起來的,筒體結(jié)構(gòu)具有封閉性,可以使受力能力大大提高,實(shí)現(xiàn)高層建筑高度的增加。
2.建筑結(jié)構(gòu)的選形分析
建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計在整個工程中的造價占有很大的比例。當(dāng)今我國各大小城市,常見的民用房結(jié)構(gòu)主要有磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、高層剪力墻結(jié)構(gòu),建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者應(yīng)該根據(jù)所給的方案選擇最為合適的結(jié)構(gòu)形式來提高經(jīng)濟(jì)效益,同時從建筑地的實(shí)際情況出發(fā),考慮到各種因素,設(shè)計出高質(zhì)量,低成本的建筑工程。使用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),磚混結(jié)構(gòu)工程的造價占全部投資的60%以上,可以看出這種結(jié)構(gòu)并不需要太多的鋼筋混凝土,所以這種建筑結(jié)構(gòu)最好是用在7層樓以下的樓層建設(shè)。同時磚混結(jié)構(gòu)需要依賴于墻體承載部分的荷載,所以對于梁體的布置需要設(shè)計更為合理。通過與框架結(jié)構(gòu)的對比,靈活性與實(shí)用性也較為不足。而對于7到12層的樓房建筑,國家規(guī)定7樓以上就需要安裝電梯增加成本,隨著樓層的加高,墻體承載荷載也同時加大,這種情況下框架結(jié)構(gòu)就比較適用了,具有抗震的功效,這種結(jié)構(gòu)還可以有效地降低材料的使用量,不僅降低了建筑工程的成本,還提高了建筑的安全性。若建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者要設(shè)計12層以上的樓層,就需要謹(jǐn)慎選用建筑結(jié)構(gòu),通過大多數(shù)設(shè)計者的經(jīng)驗(yàn),一般都會采用框架—剪力墻結(jié)構(gòu),剪力墻結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱,能承擔(dān)各類荷載引起的內(nèi)力,并能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力。鋼筋混凝土墻板能承受豎向和水平力,它的剛度很大,空間整體性好,房間內(nèi)不外露梁、柱棱角,便于室內(nèi)布置,方便使用。剪力墻結(jié)構(gòu)形式是高層住宅采用最為廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式,這樣的結(jié)構(gòu)可以在中間設(shè)立剛性筒體,不僅使建筑結(jié)構(gòu)能夠做到所規(guī)定的設(shè)計剛度,而且還可以節(jié)省施工材料。
3.結(jié)構(gòu)布置不合理的解決措施
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的布置是一個很重要的環(huán)節(jié),對建筑房子抗震性能有很好的提高作用,在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)布置中,設(shè)計者需要考慮到很多的因素:所在建筑地的地形、工程平而外形尺寸、抗側(cè)力分析、荷載的分布情況等。這些布置口頭上可以說的頭頭是道,可是真正運(yùn)用在實(shí)際當(dāng)中,就會出現(xiàn)各種各樣不同的原因而導(dǎo)致沒有規(guī)定時所出現(xiàn)的效果,尤其是當(dāng)建筑設(shè)計的外在非常復(fù)雜,設(shè)計者很難按簡單化方案的方式施工,只要將問題控制在范圍內(nèi)即可?,F(xiàn)如今的我國還沒有對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計作出明確的規(guī)定,如果再加上是初來的設(shè)計者缺乏實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn),很可能無法保證建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)定,有的設(shè)計師還一味地聽投資商的意見,放任他們所說的無理要求,這樣很有可能破壞原本的較為規(guī)范的設(shè)計,而出現(xiàn)各種問題,各種數(shù)據(jù)偏差,這樣建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計就失去了它的意義作用。
4.建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)部分的設(shè)計問題
4.1樁基選型不夠合理。
在建筑樓房的時候,當(dāng)天然地基承載力不能滿足時或地基變形超出規(guī)范限值時采用樁基,樁基需要考慮地勢的合理性和可行性,對于所在地地底下的J清況,還有樁基周圍的環(huán)境情況都需要考慮,但是設(shè)計者往往會忽略這個問題,而產(chǎn)生最基本的步驟出現(xiàn)各種嚴(yán)重后果并產(chǎn)生資源損害,成本損失。有的設(shè)計者只勘測到所需要樁基的地下距離,所測的距離土壤沒問題就決定可以施工了,卻不清楚在所測的地下10米位置存在著不良地基土,可能會導(dǎo)致樓房建筑好后會因?yàn)闃痘奶鶚欠咳繐p害的可怕后果,對于高層建筑的基礎(chǔ)本分來說應(yīng)該將樁穿過卵石層以達(dá)到穩(wěn)定的效果,但是由于技術(shù)的有限,想要穩(wěn)定的樁尖穿過卵石是比較困難的事情,整個施工的質(zhì)量都沒有保障。
4.2單樁承載力取值出現(xiàn)偏差或缺乏計算依據(jù)。
由于成樁工藝的不一樣,地基土對于不同的樁型承擔(dān)能力也各不相同,對于這種承擔(dān)能力的差異性,要按照規(guī)定的公式來計算樁型的承擔(dān)能力,對于不同的樁型運(yùn)用在不同的圖層中極限鋇」阻力和極限端阻力都是各不相同的。很多的建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)人員為了圖方便提供了經(jīng)過計算得出來的設(shè)計參數(shù),并且沒有進(jìn)行深度的環(huán)境調(diào)查就用所計算出來的數(shù)據(jù)引入地質(zhì)報告中,直接使用報告的數(shù)據(jù)進(jìn)行成樁,這樣可能因?yàn)榈貏莸母叩?、原本的地質(zhì)情況就會出現(xiàn)和所得的數(shù)據(jù)有偏差,引起負(fù)而摩擦阻力的影響。
5.鋼混結(jié)構(gòu)構(gòu)造方而存在的常見問題
5.1板—柱結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題。
板—柱在以前建筑結(jié)構(gòu)中是節(jié)約成本便捷的常用手段,但是,它自身有致命的缺點(diǎn),板與柱之間連接的節(jié)點(diǎn)分析脆弱,一旦發(fā)生地震就會立馬垮掉,過去在防震規(guī)范中沒有對板一柱設(shè)計作出相對的設(shè)計規(guī)定,這很容易影響到建筑設(shè)計者對于板一柱結(jié)構(gòu)的盲口使用,而沒有意識到錯誤所在將會帶來的危害。
5.2異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題。
現(xiàn)今的時尚社會,消費(fèi)者們對任何事物都要有自己的獨(dú)特性,住宅也不例外,很多住戶在對于房屋的建筑上要求能夠采用異形柱結(jié)構(gòu)讓建筑看著更加特別更加時尚,對于異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計無論是房屋的高度、體型不規(guī)則、結(jié)構(gòu)布置都很容易體現(xiàn)出來。由于我國對異形柱所使用的異形結(jié)構(gòu)的承載能力,還有對抗震性的認(rèn)識,房屋高度、結(jié)構(gòu)及防震都已作出嚴(yán)格的掌握,在工作中有一點(diǎn)偏差就會出現(xiàn)坍塌。
5.3結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不合理,縫寬度不足。
現(xiàn)在人們的居住要求不斷提高,建筑物也越建越高,這樣的同時超長建筑物會出現(xiàn)很多外在因素,高出的溫度對結(jié)構(gòu)有著不利影響,這種狀態(tài)下結(jié)構(gòu)縫設(shè)置就必須合理使用。有的設(shè)計師覺得結(jié)構(gòu)設(shè)計過于復(fù)雜可以用后澆法來替代,后澆的技術(shù)是減少混泥土材料干縮影響,但是一旦溫度發(fā)生變化就不能解決問題了。后澆帶處的混泥土封閉了以后,如果再受到溫度變化,那么將會完全不起作用。對于不能或不便設(shè)置溫度伸縮縫的超長結(jié)構(gòu),除了單獨(dú)使用后澆外,應(yīng)該采取能夠有效加強(qiáng)的措施。
6.結(jié)束語
綜上所述,本文對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題作出分析,并且提出了相應(yīng)的防范措施。當(dāng)今社會,建筑行業(yè)有了很大的發(fā)展,同時帶動建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也獲得了很大的成果。建筑
結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展,不僅滿足人們的住房需求,而且大大保障了人們的生命安全,促進(jìn)了我國建筑企業(yè)的發(fā)展。
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