【摘要】沐浴著改革開放的春風(fēng),我國的經(jīng)濟和科技得到了飛速的發(fā)展,尤其進入21世紀(jì)后,我國城市化的速度進展越來越快,同時促進了建筑行業(yè)的發(fā)展和進步,尤其是樓層高度增加的方面。建筑設(shè)計師是當(dāng)前被認(rèn)作發(fā)展前景良好的一正在興起的職業(yè),通過專業(yè)建筑設(shè)計師設(shè)計的建筑能保證它的安全性和適用性。本研究就建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計時所需要注意的要點作一個總結(jié)分析。
【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計要點
隨著我國經(jīng)濟和科技的高速發(fā)展,城市化的建筑如雨后春筍般逐一涌現(xiàn),建筑行業(yè)得到了前所未有的發(fā)展。建筑所用材料、建筑外形的新穎、建筑的結(jié)構(gòu)模式都在朝著多樣化的方向發(fā)展,是建筑設(shè)計師面臨的一個重大難題。因此,為了能夠滿足建筑的功能需求,在對結(jié)構(gòu)進行設(shè)計之前,對其中所涉及的要點進行探討和分析是必不可少的,只有在充分掌握設(shè)計要點的基礎(chǔ)上,才能夠設(shè)計出符合建筑功能要求的整體結(jié)構(gòu)。
1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本準(zhǔn)則
住宅、劇院、商場、學(xué)校、醫(yī)院、機場等各種類型的建筑,他們的使用功能有著很大的區(qū)別。如果建筑物不能或不能很好滿足他們的使用功能,則建造起來的建筑將是廢品或者次品。建筑是一座城市體現(xiàn)本身社會的文化藝術(shù)品。建筑設(shè)計中往往采用許多建筑藝術(shù)手法,體現(xiàn)出社會與時代的藝術(shù)氣息。結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)當(dāng)配合與保證建筑設(shè)計的很好實現(xiàn),能夠準(zhǔn)確反映出建筑設(shè)計師所要表現(xiàn)的建筑藝術(shù)要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計必須確保使用者在正常使用的安全,而且在遇到可能預(yù)料的各種災(zāi)難時,使生命財產(chǎn)的損失減少到最小程度。為此結(jié)構(gòu)設(shè)計方案應(yīng)當(dāng)盡量做到受力明確、利于計算、便利計算、減小作用效應(yīng)、增加結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力,利于非結(jié)構(gòu)構(gòu)件可靠連接,不易破壞、脫落與坍塌。建筑物的使用尚有采光、通風(fēng)、采暖、溫濕度調(diào)節(jié)、供水、排水、照明、通信以及提供動力等要求,因此建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)和相關(guān)專業(yè)密切配合,便于多種管線,設(shè)備及設(shè)施的設(shè)計與施工安裝。多高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)有先進性,盡量采用先進的、高科技的材料、設(shè)備的施工安裝方法,多高層建筑設(shè)計中應(yīng)符合安全適用、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、方便施工的原則。
2.一般建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項
2.1 地基的設(shè)計要點
地基承載支撐了一整座建筑物,是一座建筑最基礎(chǔ)的設(shè)計,它必須以安全為最主要的設(shè)計原則,在進行設(shè)計時必須依據(jù)地質(zhì)勘察資料,綜合考察地質(zhì)、土壤以及地下水等多方面因素,充分完善基礎(chǔ)類型和上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案,不能片面地追求耐力容許值,認(rèn)為耐力容許值小即為安全標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)建筑物基地范圍(一般考慮地面以下15m深度)內(nèi)存在飽和砂土或飽和砂質(zhì)粉土?xí)r,應(yīng)判定該土層液化的可能性,并確定液化危險性等級。通常來講,在進行施工圖設(shè)計前,設(shè)計部門應(yīng)查看由相關(guān)部門提供的多層房屋建筑地質(zhì)詳勘報告,特別注意不能僅以建設(shè)單位提供的籠統(tǒng)的附近建筑物基礎(chǔ)設(shè)計資料為依據(jù)。采用基礎(chǔ)深埋來消除地基液化土沉降時,基礎(chǔ)底面進入液化土層以下的穩(wěn)定土層不小于0.5m。此外,應(yīng)避免單純憑經(jīng)驗處理的方法來對軟弱地基進行換土墊層設(shè)計,必須采取安全高效的方法處理軟弱地基的換土墊層。
2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計時要注意的細(xì)節(jié)
抗震驗算時不同的樓蓋及布置決定了采用剛性、剛?cè)?、柔性理論計算。抗震驗算時應(yīng)特別注意場地土類別。8度超過5層有條件時,盡量加剪力墻,可大大改善結(jié)構(gòu)的抗震性能??蚣芙Y(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計成雙向梁柱剛接體系,但也允許部分的框架梁搭在另一框架梁上。應(yīng)加強垂直地震作用的設(shè)計,從震害分析,規(guī)范給出的垂直地震作用明顯不足。雨蓬不得從填充墻內(nèi)出挑。大跨度雨蓬、陽臺等處梁應(yīng)考慮抗扭??紤]抗扭時,扭矩為梁中心線處板的負(fù)彎距乘以跨度的一半。框架結(jié)構(gòu)中的電梯井壁宜采用粘土磚砌筑,但不能采用磚墻承重。應(yīng)采用每層的梁承托每層的墻體重量。梯井四角加構(gòu)造柱,層高較高時宜在門洞上方位置加圈梁。因樓電梯間位置較偏,梯井采用混凝土墻時剛度很大,其它地方不加剪力墻,對梯井和整體結(jié)構(gòu)都十分不利。建筑長度宜滿足伸縮縫要求,否則應(yīng)采取措施。如:增大配筋率,通長配筋,改善保溫,鋪設(shè)架空層,加后澆帶。當(dāng)?shù)叵滤缓芨邥r,暖溝應(yīng)做防水。一般可做U型混凝土暖溝,暖氣管通過防水套管進入室內(nèi)暖溝。有地下室時,混凝土應(yīng)抗?jié)B,等級S6或S8,混凝土等級應(yīng)大于等于C25,混凝土內(nèi)應(yīng)摻入膨脹劑?;炷镣鈮?yīng)注明水平施工縫做法,一般加金屬止水片,較薄的混凝土墻做企口較難。出屋面的樓電梯間不得采用磚混結(jié)構(gòu)。
3.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計注意要點
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計相比較,結(jié)構(gòu)專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的地位,不同結(jié)構(gòu)體系的選擇直接關(guān)系到建筑平面布置,立面體形,樓層高度,機電管道的設(shè)置,施工技術(shù)的要求,施工工期的長短和投資造價的高低。水平力是設(shè)計的主要因素。在低層和多層房屋結(jié)構(gòu)中,水平力產(chǎn)生的影響較小,以低抗豎向荷載為主,側(cè)向位移小,通常忽略不計。在高層建筑結(jié)構(gòu)中,隨著高度的增加,水平力產(chǎn)生的內(nèi)力和位移迅速增大。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的承載力,而且必須使結(jié)構(gòu)具有足夠的抵抗側(cè)向力和剛度,使結(jié)構(gòu)在水平力作用下所產(chǎn)生的側(cè)向位移限制在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。因此,高層建筑結(jié)構(gòu)所需的側(cè)向剛度由位移控制。高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮,如果在同樣地基或樁基情況下,減輕房屋自重意味著不增加基礎(chǔ)的等份和處理措施,可以多建層數(shù),這在軟弱土層上有突出的經(jīng)濟效益。地震效應(yīng)是與建筑的質(zhì)量成正比,減輕房屋自重是提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效辦法。高層建筑中質(zhì)量大了,不僅作用于結(jié)構(gòu)上的地震剪力大,還由于重心高地震作用傾覆力矩大,對豎向構(gòu)件產(chǎn)生很大的附加軸力,P-Δ效應(yīng)造成附加彎矩更大。因此,在高層建筑房屋中,結(jié)構(gòu)構(gòu)件宜采用高強度材料,非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和圍護墻體應(yīng)采用輕質(zhì)材料。減輕房屋自重,即減小了豎向荷載作用下構(gòu)件的內(nèi)力,使構(gòu)件截面變小,又可減小結(jié)構(gòu)剛度和地震效應(yīng),不但能節(jié)省材料,降低造價,還能增加使用空間在。高層建筑的抗風(fēng)設(shè)計中,應(yīng)保證結(jié)構(gòu)有足夠承載力,必須具有足夠的剛度;控制在風(fēng)荷載作用下的位移值,保證有良好的居住和工作條件;外墻、窗玻璃、女兒墻及其他圍護和裝飾構(gòu)件,必須有足夠的承載力,并與主體結(jié)構(gòu)有可靠的連接,防止房屋在風(fēng)荷載作用下產(chǎn)生局部損壞。對于有抗震設(shè)防的高層建筑,應(yīng)進行詳細(xì)勘察,摸清地形、地質(zhì)情況,選擇位于開闊平坦地帶,具有堅硬場地土或密實均勻中硬場地土的對抗震有利的地段;盡可能避開對建筑抗震不利的地段;任何情況下均不得在抗震危險的地段上建造可能引起人員傷亡或較大經(jīng)濟損失的建筑物。地基基礎(chǔ)的承載力和剛度要與上部結(jié)構(gòu)的承載力和剛度相適應(yīng)。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)連接部位考慮受彎承載力增大時,相鄰基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室結(jié)構(gòu),應(yīng)考慮彎矩增大的作用。
結(jié)語:綜上所述,設(shè)計人員進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)掌握如下設(shè)計規(guī)范:建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范、抗震規(guī)范、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范等。并應(yīng)考慮當(dāng)?shù)氐胤叫缘慕ㄖㄒ?guī),設(shè)計出經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)體系??傊?,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一門科學(xué)系統(tǒng)的高深學(xué)問,在進行設(shè)計工作時,我們要充分認(rèn)識自身工作的重要性,明確責(zé)任意識,掌握完整的設(shè)計理論和內(nèi)容,把握總體結(jié)構(gòu)設(shè)計要點,注意設(shè)計過程中的細(xì)節(jié)問題,提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力,爭取設(shè)計出更安全、更合理、更經(jīng)濟的建筑結(jié)構(gòu),促使我國建筑業(yè)與世界接軌,并肩齊發(fā)展。
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