建筑结构设计中应注意的问题浅析
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摘要:随着经济社会的不断进步,我国建筑业也逐渐的发展起来,并逐步的趋于成熟。建筑质量的好坏直接关系着人们的生命财产安全,而高质量的建筑是源于科学的建筑结构设计。结构设计是一项比较系统的工作,在设计的过程中存在的问题是多种多样的,需要具备灵活的思维及其严肃的工作态度。通过加深对于建筑结构设计内容及其原则的认识,注意在结构设计当中出现的问题,能够有效的提高结构设计的水平。
关键词:建筑结构设计;问题;原则;措施
一、建筑结构设计中应该遵循的基本原则
建筑结构设计的主要目的是为了使建筑物安全,并且能够更加适应人们的需要,因此在结构设计的过程中需要遵循以下的原则:
1.多道防线
安全的结构体系是需要层层设防的,所有的抵抗外力的结构是需要通力合作的。在这一情况下,假如将所有的希望都寄托在某一个构件上,这是非常危险的做法。一般来讲,多肢墙比单片墙要好,这就体现了多道防线的设计思路。
2.抓大的放小的
“强柱弱梁”是建筑结构设计当中非常重要的概念。即使整个的结构设计是由各个构建来组成的,但是各个构建所担任的角色是不同的,按照其重要性也是有差别的。假如不可预料的破坏力量突然发生,那么各个构建之间就需要协调用力,主要是为了保证最重要的部件免受摧毁,假如平均用力,那么将会全部损失。在建筑结构的设计中,需要最大限度的减少可能出现的损失,主要是分清主次关系,也就是懂得取大舍小。
3.刚柔并济
科学的建筑结构体系需要是刚柔相济的。假如建筑结构太刚则变形的能力较差,在收到强大的破坏力时,很容易造成局部受到损坏而最终全部毁坏;而太柔的建筑结构虽然能够很好的消减外力,但是很容易造成变形过于大而无法使用。建筑结构到底应该刚一定还是柔一点,到目前来看还没有一个统一的定论,但是最终专家们认同一点:刚柔相济是设计者的追求。
4.打通关节
在建筑结构设计当中,关节随处可见,因为结构体系是变化的统一。从以前的灾难可以看出,由节点开始破坏的建筑占到了很大的比例。因此理想的结构体系当然需要浑然一体的,就是说没有任何关节的这种结构体系使得任何外力都能够迅速的消减。基于这一思路,建筑结构设计者需要做的就是最大限度的将结构当中的各种各样的关节“打通”,使得力量在关节处能够畅通无阻。在建筑结构设计这几个基本的原则当中,前三个原则主要是设计概念中的战略问题,但是要想让这些战略原则能够更好的实现,就需要依靠“打通关节”这一原则来作保证,最后需要归结到“打通关节”这一原则上来。
如何才能够更好的打通关节呢?在建筑结构设计的概念里,需要解决的是外力在结构体系当中的问题,需要确保力量使按照各个构件的刚度来分配,需要避免不科学的集中,最终要达到静态的平衡。打通关节保持平衡的最重要的目的就是使得其永远的处在原始的静态当中,当力量不能够畅通时,构件与构件之间的静态平衡就会被破坏,结构也会发生变化。可见设计者就是协调者,他的主要任务就是让所有互不相关的静态构件相聚之后依然能够保持静态,或者是处在相对的静态之中。
二、建筑结构设计需要特别注意的问题
1.地基与基础方面
一般来讲,多层房屋建筑没有地质勘查报告,仅仅是依据了建设单位口头或者参照附近建筑物的基础设计资料来进行施工图的设计。地基与基础设计一定要做到科学合理,安全适用,设计人员需要依据地质勘查资料,统一的进行多方面的考虑。仅仅依靠耐力这一个数据是不全面的,同时也是不安全的,不能够盲目的将地耐力容许值取得小一些就认为是万无一失了。
利用换土垫层进行软弱地基处理,没有进行换土垫层的设计,只是凭借经验进行处置。有的设计者对于软弱地基的危害没有充分的认识,只是单纯的凭借着经验来采用砂垫层加强承载力,并没有进行垫层宽度及其厚度的计算,很不经济。在民用建筑当中柱、梁及其基础的负荷没有按照规范乘以折减系数。设计人员在进行多层民用建筑设计时,在计算梁、柱的负荷时没有按照设计规范进行,因而采用荷载值会偏大。
2.关于梁、板的计算跨度
一般的教科书讲到的计算跨度,如净跨的1.1倍等,这些概念仅仅适用于常规的结构设计,在应用宽扁梁时是不适用的。在扁梁结构当中,梁高比板厚没有大太时,应该计算长度取至梁中心,选梁中心处的弯矩及其梁厚,取二者大值配筋。
3.关于回弹再压缩
基坑在进行开挖时,摩擦角的单位内的坑边的基底土受到了约束,坑中心的地基土反弹,回弹主要是以弹性为主,回弹部分被人工清除。当基础较小时,坑底会受到很大的约束,回弹可以忽略,在计算沉降问题时,应该按照基地附加应力来计算。当基坑很大时,会受到较小的约束,如箱基,计算沉降时应该按照基底压力来计算,被坑边土约束的部分当做了安全储备,这就是计算沉降大于实际沉降的原因。
4.关于地基沉降引起构件开裂
对于高层建筑来讲,因为需要一定的埋置深度,基础一般采用桩箱和桩筏相互结合的形式,在此时应该充分保证箱体的刚度,群桩布置的形式应该与上部结构的中心相互吻合。当土层具有较大的起伏时,应该使用同一建筑结构下的桩端位于同一土层当中,并且应该考虑可能会产生的液体影响。
多于多层建筑来讲,特别是软土层覆盖层厚度较大地区的多层建筑,一般是需要经过地基处理方式来达到有效控制建筑物沉降的目的。常用的软土地基处理方式比较多,但是选择地基处理方案之前一定要认真的研究上部结构及其地基两个方面的特点及其环境状况,根据工程设计的要求,同时综合考虑处理方案的成熟程度等,进行多方案的比较,最终选定安全、经济的处理方案。在地基处理之后,还应该满足强度及其变形的要求。
5.关于抗震问题
建筑结构的概念设计在整个设计过程当中起着非常重要的作用,一栋建筑物的设计,假如没有在事先经过全面的概念设计,在以后的计算过程中即使再精确,也不可能是一个经济、合理的工程。根据最新的抗震要求及其规定,在抗震等级比较高的地区,住宅设计无论是多层砖混或者是框架剪力墙结构,都是需要从抗震的角度进行分析的。为此,建筑结构设计人员应该尽早的参与到建筑结构的概念设计当中来,否则将会导致建筑结构设计的不合理,给未来的结构设计带来很大的问题。所
5.1一般多层砌体住宅结构
对于多层砌体住宅结构,应该优先采用横墙承重或者是纵横墙共同来承重的体系;楼梯之间不应该设置在房屋的尽端或者是转角的位置。
.5.2高层建筑结构住宅
对于多层结构住宅,需要使得框架与抗震墙等抗侧力结构双向布置,从而使各自承担来自于平行于该抗侧力结构平面方向的地震力。结构布置应该尽量的采用规则结构,对于较为复杂的结构,可以设置防震缝。
小结
建筑结构设计是建筑工程的重要组成部分,是监护安全应用的基础,。所以,设计人员应该从一个个基本的构件算起,深刻的理解规范和规程的含义,并且进行密切的配合其他专业人员来进行设计。只有这样才能够做好建筑结构设计,促进建筑工程质量的不断提高。
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