房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計及其要點

1、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計及其要點 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計及其要點 摘要: 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是個系統(tǒng)、全面的工作。作為結(jié)構(gòu)設(shè)計人員，需要扎實的理論知識功底，靈活創(chuàng)新的思維和嚴(yán)肅認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，加深對當(dāng)前房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題的認(rèn)識與研究，以不斷提高自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，使設(shè)計的作品比現(xiàn)階段的其它建筑具有更高的水準(zhǔn)、更合理和更經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)形式。中國論文 關(guān)鍵詞: 建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計 中圖分類號：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)和原那么 1、 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn) 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計一般在建筑設(shè)計之后，它既“受制于建筑設(shè)計，但又“反制建筑設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)計不能破壞建筑設(shè)計，應(yīng)滿足、實現(xiàn)各種建筑要求：建筑設(shè)計

2、不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力范圍，不能超出平安、經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計原那么。其實嚴(yán)格說來，真正決定了建筑設(shè)計能否實現(xiàn)的是結(jié)構(gòu)設(shè)計，從這個意義上講，結(jié)構(gòu)設(shè)計顯得更為重要。適用、平安、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工，這五點正是衡量一個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是否成功的標(biāo)準(zhǔn)。成功實現(xiàn)這五條標(biāo)準(zhǔn)，既是結(jié)構(gòu)設(shè)計的最正確表達(dá)，更是結(jié)構(gòu)設(shè)計人員最終努力的目標(biāo)。一個完美的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計就是在努力追求實現(xiàn)這五個方面的標(biāo)準(zhǔn)最正確結(jié)合的過程中產(chǎn)生的。 2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原那么 2.1顧全大局，抓大放小。“強(qiáng)柱弱梁、“強(qiáng)剪弱彎等是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中非常重要的概念，雖然整個結(jié)構(gòu)體系是由各種構(gòu)件協(xié)同組成一體的，但各個構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中擔(dān)任的角色不盡相同。 2.

3、2多道防線。例如，多肢墻與單片墻、框架剪力墻與純框架相比，前者比后者的抵抗能力要強(qiáng)。平安的結(jié)構(gòu)體系是采取多道防線來設(shè)計的，當(dāng)發(fā)生災(zāi)難時，如果把生存的希望全都寄托在某單一構(gòu)件上是非常危險的。 2.3剛?cè)嵯酀?jì)。結(jié)構(gòu)剛度太大那么變形能力差，強(qiáng)大的破壞力瞬間襲來時需要承受的力量很大，容易造成局部嚴(yán)重受損。而太柔的結(jié)構(gòu)雖然可以很好的消減外力，但容易造成變形過大而無法使用。 2.4打通關(guān)節(jié)。在結(jié)構(gòu)體系中關(guān)節(jié)無處不在，因為結(jié)構(gòu)的體系是變化的統(tǒng)一。理想的結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該是渾然一體的，沒有任何關(guān)節(jié)，這樣的結(jié)構(gòu)體系可以使任何外力都能迅速傳遞和消減。打通關(guān)節(jié)保持平衡的目的其實就是使其永遠(yuǎn)處于原始的靜態(tài)，當(dāng)力量不能暢通時

4、，構(gòu)件與構(gòu)件之間的靜態(tài)平衡被破壞，結(jié)構(gòu)就會發(fā)生變化。 二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析 1、地基及根底方面的設(shè)計要點 地基及根底設(shè)計必須以平安為最主要的設(shè)計原那么，在進(jìn)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，充分完善根底類型和上部結(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平安標(biāo)準(zhǔn)。通常來講，在進(jìn)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)的附近建筑物根底設(shè)計資料為依據(jù)。 此外，應(yīng)防止單純憑經(jīng)驗處理的方法來對軟弱地基進(jìn)行換土墊層設(shè)計，必須采取平安高效的方法處理軟弱地基的換土墊層。例如，假設(shè)憑

5、借經(jīng)驗處理，僅僅采用砂墊層加強(qiáng)承載力，而沒有計算墊層寬度和厚度，那必然會給建筑物的平安性帶來了極深的隱患。 2、結(jié)構(gòu)體系的選擇 隨著技術(shù)水平的開展，多高層建筑結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)突破原有的框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)，衍生出框架剪力墻、框支剪力墻、框架核心筒、筒中筒、束筒和混合結(jié)構(gòu)等等;在建筑師層出不窮的創(chuàng)新方案下，結(jié)構(gòu)工程師必須響應(yīng)挑戰(zhàn)，不能墨守成規(guī)，同時又必須平安可靠。框架結(jié)構(gòu)由柱、梁、板等構(gòu)件組成，其特點就是結(jié)構(gòu)柱布置靈活，能獲得較大的使用空間，但是抗側(cè)力剛度較小，因此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的其適用高度較低，多用于商場、車站、停車庫等; 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計是應(yīng)注意防止單跨框架結(jié)構(gòu)體系，防止較多短柱情況的出現(xiàn)，應(yīng)考慮梁柱偏心

6、的影響，應(yīng)考慮樓梯對地震的影響，也應(yīng)該注意建筑填充墻體的布置。剪力墻結(jié)構(gòu)體系是利用建筑物的分隔墻體做一些剪力墻，其特點就是將豎向受力構(gòu)件隱于填充墻內(nèi)，在建筑內(nèi)部追求美觀。同時剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計成雙向抗側(cè)力體系，其抗側(cè)力剛度很大，整體性能好，在水平荷載作用下側(cè)向變形小，可以建造較高的高層建筑。剪力墻結(jié)構(gòu)是典型的彎曲型變形的結(jié)構(gòu)體系，因此剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)控制剪力墻的高寬比不宜太小，防止剪切破壞，同時剪力墻平面內(nèi)剛度和承載力很大，而平面外剛度及承載力相對很小，設(shè)計時應(yīng)雙向布置，兩個方向的剛度宜相近，防止剪力墻平面外搭大梁。同時剪力墻設(shè)計時應(yīng)注意剪力墻洞口的布置，應(yīng)追求規(guī)那么均勻，成列成排布置，可以形成

7、明確的墻肢和連梁。剪力墻和框架是最根本的兩種結(jié)構(gòu)體系，兩者的融合衍生出框架剪力墻結(jié)構(gòu)、框架筒體結(jié)構(gòu)、框架核心筒結(jié)構(gòu)等，它們都是優(yōu)化結(jié)構(gòu)側(cè)向變形性能，提高結(jié)構(gòu)剛度，改善結(jié)構(gòu)抵抗地震性能，擁有多道抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，多道設(shè)防的優(yōu)秀結(jié)構(gòu)體系。隨著建筑方案的日益新穎，建筑布置的不斷翻新，以及建筑材料科學(xué)的不斷開展，必將有更多類似組合構(gòu)件，組合結(jié)構(gòu)，巨型結(jié)構(gòu)、脊骨結(jié)構(gòu)等優(yōu)秀結(jié)構(gòu)體系的不斷出現(xiàn)。 3、承重柱的截面高度 在不容易發(fā)生地震的區(qū)域，如果單單憑借以往的經(jīng)驗，想當(dāng)然的認(rèn)為其處于平安的條件下，將受力分析簡化而使承重柱的截面高度設(shè)計得過小，很容易出現(xiàn)平安問題。因此，設(shè)計人員必須根據(jù)規(guī)定設(shè)計其高度。如果為了簡化而

8、將梁看成是鉸支梁，就會忽略承重柱對梁的彎矩作用以及兩者之間的剛結(jié)作用，降低了柱頂?shù)挚箯澗氐哪芰?，使得靠進(jìn)承重柱梁底的區(qū)域出現(xiàn)水平裂縫，違反了抗震的標(biāo)準(zhǔn)，埋下極大的平安隱患。另外，要按照抗震標(biāo)準(zhǔn)中的要求對框架的橫向和縱向進(jìn)行合理的設(shè)計，對兩個方向的作用力都予以計算，并使抗側(cè)力構(gòu)件去承當(dāng)各方向的地震應(yīng)力，做到合理的設(shè)計。 4、樓板的設(shè)計 對于樓板的計算，首先，不能簡單地將連續(xù)板的作用按單向板的作用來計算，這樣會造成假定的計算與實際情況不符，從而導(dǎo)致某一方向配筋缺乏而使樓板出現(xiàn)裂縫。其次，對雙向板的計算，不能忽略泊松比的影響，如果跨中彎矩未進(jìn)行調(diào)整，得到的計算結(jié)果將會偏小。所以，雙向板的跨中彎矩鋼筋

9、應(yīng)采用縱橫疊放的方法，并且應(yīng)將短跨方向的鋼筋放在下面，長跨方向的鋼筋放在上面，計算時，兩個方向的有效高度都要計算。此外，要防止發(fā)生漏算、少算載荷或者載荷折減不當(dāng)?shù)惹闆r，使計算結(jié)果出現(xiàn)錯誤。 三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中實際問題的解決及考前須知 1、超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用當(dāng)前，超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在建筑中使用越來越普遍，但是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性比擬差，且又因為功能和外型上的需要，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑很少設(shè)有伸縮縫，這就使得混凝土建筑物常常出現(xiàn)裂縫，產(chǎn)生裂縫不僅對建筑的防水性、抗凍性、鋼筋的抗腐蝕性、結(jié)構(gòu)的承載力有非常嚴(yán)重的影響，而且還會影響到建筑物的美觀和使用壽命，目前常用的膨脹加強(qiáng)帶和后澆帶的方法

10、，對補(bǔ)償鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)收縮有很好的效果。 2、PKPM系列軟件應(yīng)用時應(yīng)注意的問題 首先，基于結(jié)構(gòu)設(shè)計的平安性，在對鋼筋混凝土進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算時必需要進(jìn)行周期折減，相關(guān)的規(guī)定中有具體的說明，計算時必須參照相關(guān)的數(shù)據(jù)。其次，選擇適宜的結(jié)構(gòu)振型數(shù)，振型數(shù)大小的選取關(guān)系到結(jié)構(gòu)的層數(shù)和結(jié)構(gòu)的形式，當(dāng)結(jié)構(gòu)的層數(shù)比擬多或者是結(jié)構(gòu)層的剛度有很大的突變時，例如，樓層的頂部有小塔樓或者其他外型上的突變時，應(yīng)當(dāng)取大一些的振型數(shù)。另外，考慮到剪力墻的剛度都很大，因此也受到大局部的地震力，而框架相對就只承受了較少局部的地震力，如果框架根據(jù)此時的地震力設(shè)計，當(dāng)剪力墻開裂便會有很大的平安隱患。因此，為了增加整個結(jié)構(gòu)的平安性，框架至少要承當(dāng)基底剪力的20%。 四、結(jié)束語 總之，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個系統(tǒng)而全面的工作，不僅是建筑設(shè)計成功實現(xiàn)的保證，更是建筑平安應(yīng)用的根底。應(yīng)做到基于標(biāo)準(zhǔn)又高于標(biāo)準(zhǔn)，效勞于甲方又不被甲方所左右，以保證建筑質(zhì)量，確保人民生命財產(chǎn)平安，對自我負(fù)責(zé)，對社會負(fù)責(zé)。 參考文