(1)建筑物的種類.根據(jù)不同的分類條件,建筑物分為不同種類。按其用途,分為民用建筑和工業(yè)建筑;以其層數(shù)為基根據(jù),分為單層、高層、多層和超高層;按其使用的材料分為木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)等等;按其結(jié)構(gòu)形式又可分為框架結(jié)構(gòu)、簡體結(jié)構(gòu)、排架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等等。
(1)建筑物的設(shè)計.建筑物的設(shè)計主要包括結(jié)構(gòu)設(shè)計、電氣設(shè)計、建筑設(shè)計、給排水設(shè)計等等,同時應遵守設(shè)計要求:美觀要求、環(huán)保要求、功能要求和經(jīng)濟要求。
(2)建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求.結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑物設(shè)計的重要組成部分。結(jié)構(gòu)設(shè)計需遵循以下三個要求:第一,應對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力進行計算,并且驗算正常使用極限;第二,做好抗震設(shè)計:我國抗震設(shè)防烈度為6-9度。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況,采用不同的抗震等級,并且不同的抗震等級的計算和構(gòu)造要求也不同;第三,結(jié)構(gòu)上同時出現(xiàn)多種作用效應時,需要計算出每一種作用下的效應,然后考慮其最不好的組合。
(1)優(yōu)劣互補??茖W的建筑結(jié)構(gòu)體系應遵循優(yōu)勢互補的原則,結(jié)構(gòu)太剛的建筑物其變形能力較差,如果建筑物受到巨大的破壞力,此時需要較大的承受力,如若不能承受,會造成建筑物局部受損或是全部破壞;而結(jié)構(gòu)太柔的建筑容易變形,雖然能夠抵抗外力,但因為其容易發(fā)生變形而不能正常使用。
(2)分清主次。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中往往會涉及到“強柱弱梁、強剪弱彎”等很多關(guān)鍵性的理念,設(shè)計師需要高度重視這些問題。建筑結(jié)構(gòu)體系包括不同的構(gòu)件,并且使構(gòu)件協(xié)調(diào)建構(gòu)起來。但不同的構(gòu)件在建筑結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著不同的作用,因此,一定要分別對待不同的構(gòu)件,明確其輕重。
(3)層層設(shè)置。結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中必須對安全結(jié)構(gòu)體系進行層層設(shè)置,并且安全結(jié)構(gòu)體系在發(fā)生災難時抵抗外力破壞中起著重要的作用。如果僅靠某一結(jié)構(gòu)來抵抗風險是不可能的。同時在層層防線的設(shè)計思路中,框架剪力墻要優(yōu)于純框架墻,多肢墻優(yōu)于單片墻。
基礎(chǔ)的設(shè)計是指基礎(chǔ)底面積計算、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)選型以及材料、構(gòu)造措施的確定等一系列工作,地基承載力是基礎(chǔ)設(shè)計的重要參數(shù),它是指在地基穩(wěn)定的條件下,地基單位面積所能承受的最大壓力,也稱為耐力,如果基礎(chǔ)對地基的壓力小于地基承載力,地基將是安全和穩(wěn)定的。反之,地基將會出現(xiàn)較大的沉降變形,甚至是更嚴重的破壞。為了保護建筑物的穩(wěn)定和安全,必須控制建筑物基礎(chǔ)底面積的平均壓力不超過地基承載力。
(1)具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性.基礎(chǔ)是建筑物的底部構(gòu)件,對建筑物的安全起著決定性的作用,因此,基礎(chǔ)需具有足夠的強度來承擔和傳遞整個建筑物的上部荷載,為保證建筑物的正常工作,還應保證基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)有足夠的剛度。
(2)具有較高的經(jīng)濟合理性.基礎(chǔ)工程量、造價和工期在整個建筑物中占有相當?shù)谋戎兀A(chǔ)工程的造價可占工程造價的1/3,應選擇良好的地基場地,合理的構(gòu)造方案,價廉物優(yōu)的建筑材料等,以減少基礎(chǔ)工程的投資。
(3)具有良好的耐久性。由于基礎(chǔ)埋設(shè)在地下土層中,給建成后的檢修和加固帶來了不便,因此,在選擇基礎(chǔ)的構(gòu)造形式與材料時,要充分考慮建筑物的耐久年限,防止提前破壞影響建筑物。
對于混合結(jié)構(gòu)的房屋其墻體布置,分為內(nèi)框架承重、橫墻承重、縱墻承重、縱橫墻混合承重等布置方案。而依據(jù)房屋的空間受力性能(主要是抗側(cè)移剛度的大小),主要分為以下方案:剛性方案、彈性方案、剛彈性方案。根據(jù)剛性橫墻的間距和樓蓋屋蓋的類型來劃分的話,多數(shù)多層民用建筑屬于剛性方案。剛性方案房屋的墻體、柱的計算實際上是受壓構(gòu)件的計算,在豎向荷載作用下,各層墻體可視為上部偏心受壓、下部軸心受壓的構(gòu)件,荷載由上向下傳遞,在風荷載的作用下,滿足一定條件時可不考慮其影響。
混合結(jié)構(gòu)房屋常見的問題是墻體裂開,該現(xiàn)象由多種因素造成的,因此,為減少或是避免該現(xiàn)象的出現(xiàn)除在結(jié)構(gòu)設(shè)計中進行計算外,還需要考慮構(gòu)造上的要求,此外,采取有效的防護措施。在建筑物設(shè)計和施工中都應重視墻體裂開。以下是防止墻體開裂的措施:
(1)防止溫差和墻體干縮引起的裂縫.由于溫差和墻體干縮等原因,可能引起房屋在正常使用條件下出現(xiàn)墻體出現(xiàn)豎向裂縫。所以,需要在墻中設(shè)置伸縮縫,并且伸縮縫墻體豎向開裂。為此,應在墻中設(shè)置伸縮縫,伸縮縫應設(shè)在因溫度和收縮變形可能引起應力集中,砌體最可能產(chǎn)生產(chǎn)生裂縫的地方。
(2)房屋頂層墻體裂縫的防護措施.屋面應設(shè)置保溫、隔熱層;屋面保溫層或屋面剛性面層及砂漿找平層設(shè)置分隔縫(間距不大于6m并與女兒墻隔開,縫寬不小于30mm);在鋼筋混凝土屋面板與墻體圈梁的接觸面處設(shè)置滑動層,對于長縱墻,可只在其兩端的2~3個開間內(nèi)設(shè)置,對于橫墻可只在其兩端各l/4范圍內(nèi)設(shè)置(l為橫墻長度);頂層屋面板下設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁,并沿內(nèi)外墻拉通,房屋兩端圈梁下的墻體內(nèi)宜適當設(shè)置水平鋼筋;頂層及女兒墻砂漿強度等級不低于M5,女兒墻應設(shè)置間距不大于4m的構(gòu)造柱,構(gòu)造柱應伸至女兒墻頂并與現(xiàn)澆鋼筋混凝土壓頂整澆在一起,在房屋頂層端部墻體內(nèi)適當增設(shè)構(gòu)造柱。
地震具有很大的隨機性,并且建建筑物的抗震能力也不好判斷,對建筑物的破壞作用也難以估計。當前關(guān)于地震抗震的計算方法僅是理論上的,而有關(guān)參數(shù)則是在有限統(tǒng)計資料的基礎(chǔ)上,通過概率分析得出的,由此得出的計算結(jié)果,僅僅是理論上和近似的,并不能如實反映建筑物自身的抗震能力和地震時所受到的作用力;因此,需要對以往的震害數(shù)據(jù)進行調(diào)查研究,從而總結(jié)出各種建筑物的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造,哪些能夠抗震,哪些不利于抗震,然后據(jù)此制定出抗震設(shè)計的原則,最后遵循這些抗震原則有利于抗震物具有比較可靠的抗震性能。
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項系統(tǒng)、全面的工作,因此,結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需要熟練掌握理論知識,具有扎實的理論知識,同時要勇于創(chuàng)新,對待工作嚴肅認真并且負責,并且明確當前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)的問題,并能解決問題,此外,還需要提高自己的結(jié)構(gòu)設(shè)計水平,從而設(shè)計出更高水準、更科學合理和更經(jīng)濟的建筑結(jié)構(gòu)形式。,進而為人類提供更好的建筑物。
[1]宿宗英,趙麗艷.在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中如何提高建筑的安全性[J].科技資訊,2010年(20).