房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題及其對策解析_第1頁
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文檔簡介

1、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題及其對策解析 【摘要】房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計是一個全面、系統(tǒng)而且復雜的過程,對于設(shè)計師而言,是一項充滿挑戰(zhàn)的工作。本文筆者對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題及其對策進行了探討,希望對相關(guān)從業(yè)人員具有借鑒意義。 【關(guān)鍵詞】房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計;問題及對策 前言:作為房屋建筑的設(shè)計人員,應(yīng)根據(jù)具體情況作出具體分析,運用已經(jīng)掌握的專業(yè)知識靈活處理實際建筑設(shè)計中遇到的各種難題。 一.多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題 1.1框架計算簡圖問題 多層框架結(jié)構(gòu)無地下室,獨立基礎(chǔ)埋置較深,周圍有一個-0.05m拉梁的基礎(chǔ)上,需要的基礎(chǔ)梁按1層輸入。根據(jù)抗震規(guī)范第6.1.2條,當在vlll度地展區(qū)的工程框架結(jié)構(gòu)其抗震等

2、級為二級,在設(shè)計的時候按3層框架房屋進行計算,首層為3.35m,即若框架建筑嵌固在-0.05m處的基礎(chǔ)拉梁頂面,基礎(chǔ)拉梁斷面與配筋按構(gòu)造進行設(shè)計,其基礎(chǔ)以中心受壓進行計算。如上可見,此計算簡圖并不妥當。原因有: (1)根據(jù)構(gòu)造設(shè)計的拉梁不能平衡柱腳彎矩; (2)依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(gb50010-2002)第7.3.11條規(guī)定,框架結(jié)構(gòu)底柱的高度需要取基礎(chǔ)頂面至首層樓蓋頂面的高度。設(shè)計經(jīng)驗表明,如上的框架結(jié)構(gòu)應(yīng)該按4層整體分析和計算,也就是需要將基礎(chǔ)拉梁層應(yīng)按層1輸入,如拉梁上有荷載,需要將荷載同時輸入。所以,剪力的首層層高計算為h1=4-0.8-0.05=3.15m,2層高為3.35m,

3、層3,4層高為3.3m.依據(jù)抗震規(guī)范第6.2.3條,多層建筑框架柱底層柱腳彎矩的設(shè)計值需要乘以增大系數(shù)1.25。在設(shè)計拉梁層的時候后,通常要對底層柱的配筋進行比較是由基礎(chǔ)頂面截面還是由基礎(chǔ)拉梁頂面的截面控制。由于地基土有約束作用,所以計算簡圖時,要在電算程序總信息的輸入中地下室層數(shù)應(yīng)該寫為1,同時復算一次,按兩個計算結(jié)果包絡(luò)圖進行框架結(jié)構(gòu)底層柱的配筋。 1.2設(shè)計規(guī)范強制性問題 在我國設(shè)計規(guī)范具有強制性的,對于設(shè)計人員來說,規(guī)范即為法律,如不違反規(guī)范要求,設(shè)計出了問題,設(shè)計人很可能不負任何法律責任。我國沒有明文規(guī)定設(shè)計人員不能采用高于規(guī)范設(shè)定的安全度水平,缺乏經(jīng)驗的設(shè)計人員有時不善于針對具體工

4、程對象的需求及具體的施工環(huán)境條件靈活運用,而是與之相反,有的人就故意鉆規(guī)范空子沿著規(guī)范允許的最低邊緣行事,從而達到其不良目的同時推卸貴任。 1.3關(guān)于甚礎(chǔ)拉梁層的計算問題 若基礎(chǔ)拉梁層沒有樓板,在用tat,satwe等電算程序?qū)蚣苷w計算的時候,其樓板厚度為零,同時對彈性節(jié)點進行定義,并通過總剛分析法分析和計算。但是,有時即使樓板的厚度為零,也定義其彈性節(jié)點,而沒有通過總剛分析法,在進行程序分析時就自動的根據(jù)剛性樓面進行假定計算,與實際不符。 1.4有關(guān)基礎(chǔ)拉梁問題 通常情況下,當獨立基礎(chǔ)埋置較淺,或者過去時置雖然深但是采用短柱基礎(chǔ)后,因地基不理想或柱子荷載差別明顯,或者依據(jù)抗震的要求,可在

5、兩個主軸方向進行設(shè)里和構(gòu)造基礎(chǔ)拉梁。如果拉梁上有填充墻或樓梯柱等作用傳來的荷載時,這時拉梁截面就應(yīng)適當加大,計算出的配筋需要與上述構(gòu)造配筋進行盛加。構(gòu)造基礎(chǔ)拉梁頂標高一般和基礎(chǔ)高或者短柱頂標高是相同的,此情況下,基礎(chǔ)按偏心受壓基礎(chǔ)進行設(shè)計。 若框架底層層高不高或埋置不深的時候,應(yīng)該將基礎(chǔ)拉梁的設(shè)計設(shè)計得為更強大.此時,對于拉梁正彎矩鋼筋需要全跨拉通,負彎矩鋼筋需要在1/2跨拉通。拉梁的正負彎矩其鋼筋在框架柱內(nèi)的錨固和拉梁箍筋的加密及抗震構(gòu)造的相關(guān)要求跟上部框架梁是相同的,此時的拉梁應(yīng)該設(shè)置在基礎(chǔ)頂部,不應(yīng)該設(shè)里在基礎(chǔ)頂面之上,基礎(chǔ)則可按中心受壓設(shè)計。 1.5多層框架緒構(gòu)獨立基礎(chǔ)設(shè)計荷載的取值問

6、題 多層框架結(jié)構(gòu)建筑采用比較多的是柱下獨立基礎(chǔ),多層建筑抗震設(shè)計規(guī)范指出:若地基主要受力層范圍內(nèi)沒有軟弱粘土層的時候不超過8層而且高度在25m之下的,通常民用框架建筑或荷載相差小的多層框架廠房不需要對地基及基礎(chǔ)抗震承載力進行驗算,也就是說在vlll度地展區(qū)不少多層的框架建筑可不需要進行地基以及基礎(chǔ)抗震承載力的驗算,這些在進行基礎(chǔ)設(shè)計的時候需要注意風荷載具有的影響。所以,在多層框架結(jié)構(gòu)建筑的整體計算與分析過程中需要計入風荷載,不能因為地展區(qū)的高層建筑之外的風荷載沒有控制作用而不計入。另外,在對獨立基礎(chǔ)進行設(shè)計時,其在基礎(chǔ)頂面上的作用外荷載的柱腳內(nèi)力設(shè)計值,僅需要取彎矩設(shè)計值、軸力設(shè)計值以及無剪力

7、設(shè)計值或者軸力設(shè)計值,此兩種情況會導致配筋偏少,進而影響基礎(chǔ)本身及上部結(jié)構(gòu)的安全。 二.多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的一些措施 在多層框架結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中,多數(shù)建筑按抗震設(shè)防分類屬于丙類建筑,如民用住宅、辦公樓及一般工業(yè)建筑等等,其抗震等級可依據(jù)烈度及結(jié)構(gòu)類型與建筑的高度按抗震規(guī)范表6.1.2確定。 2.1棍架梁、柱箍筋間距 在程序默認的前提下,如框架梁的跨中部位有次梁或者有較大的其他的集中荷載作用而又配兩肢箍筋的時候,通常情況下非加密區(qū)箍筋間距使用200mm使梁的非加密區(qū)配箍不足,所以建議程序內(nèi)定梁箍筋改成取梁的非加密區(qū)間距為200mm。如此,不但能保障梁非加密區(qū)的抗剪承載力,還能相應(yīng)增加梁端箍筋加密

8、區(qū)的抗剪能力,梁的強剪性就能充分體現(xiàn)。 若框架內(nèi)定柱的加密區(qū)箍筋間距為100mm的時候,在有的情況下,可能會因非加密區(qū)的箍筋間距為200mm導致配箍不足。所以,建議程序內(nèi)定柱的箍筋間距改為取柱的非加密區(qū)的箍筋間距為200mm。此外,在柱、梁箍筋非加密區(qū)進行配箍驗算的時候,無需考慮強剪弱有的要求,也就是剪力設(shè)計值取加密區(qū)終點處,其外側(cè)的組合剪力設(shè)計值,并且不乘以剪力增大系數(shù)。 2.2關(guān)于地震力振型組合數(shù)問題 關(guān)于商層建筑,其振型數(shù)為9,結(jié)構(gòu)層數(shù)多,結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變也較大,振型數(shù)應(yīng)該多取,若結(jié)構(gòu)設(shè)計有轉(zhuǎn)換層,頂部設(shè)有小塔樓或者多塔結(jié)構(gòu)等等,其振型12,但不應(yīng)該大于房屋層數(shù)的三倍:唯有定義彈性樓板需

9、要通過總剛分析,在必要的時候,振型數(shù)才能夠取更多周。抗震規(guī)范指示,比較合適的振型個數(shù)通常取總質(zhì)量達到90%的振型參與質(zhì)量的振型數(shù),采用satwe等電算程序能夠很方便地輸出參與質(zhì)量的比值。在設(shè)計中設(shè)計人員對電算程序的應(yīng)用不太重視,對振型數(shù)的選取比較隨意,這就需要改進的。此外,通過耦聯(lián)計算出的剪力一般小于非耦聯(lián)計算結(jié)果,只有結(jié)構(gòu)存在明顯扭轉(zhuǎn)時方能采用耦聯(lián)計算,若有必要應(yīng)補充非耦聯(lián)計算結(jié)果。 2.3地下室層數(shù)的輸入處理 多層框架結(jié)構(gòu)建筑也設(shè)置地下室因為沒有隔斷,所以多采用筏板做基礎(chǔ)。當電算時,需要將地下室層數(shù)及上部結(jié)構(gòu)同時輸入,還要在總信息中按實際地下室層數(shù)進行填寫。并采取對層側(cè)移剛度比進行分析比較,還能夠正確判斷與對房屋的嵌固位置進行調(diào)整,同時對抗震構(gòu)造采取相應(yīng)措施,保證其樓板應(yīng)需的厚度以及最小的配筋率等;若結(jié)構(gòu)為豎向不規(guī)側(cè)時,不但對薄弱層進行驗算,還要對薄弱層的地震剪力進行乘以1.15的增大系數(shù)。 三.結(jié)束語 隨著

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