【摘要】住房建设工程的质量能否得到保证与居民的生命安全密不可分,住房质量的水平主要由设计水平与施工水平决定的。相比较来说,房屋设计是非常繁琐且责任比较大的一个工作,因为一套住宅是否安全、经济、合理与之有着直接的关系。
【关键字】房屋结构;设计;通病
引言
在实际的房屋结构设计过程中,经常会出现住宅结构设计概念以及方法上的不合理现象。这些不合理现象的产生,主要有以下三个原因造成的:第一,部分设计者对通常的居民住宅特别是多层住房设计的重视力度不够,照抄别人的设计方案。第二,部分设计者对设计规范和方法的理解不够到位。第三,部分设计人员未能建立清晰的力学概念,不具备对结构电算结果做出科学判断的经验。为了解决上述问题,提高住宅机构设计水平,主要应该做到以下几个方面。
1 结构设计者需提前介入住宅的概念设计
建筑物的概念设计是非常重要的,概念设计一旦出了问题,即使往后的计算模式非常的准确、计算非常的精确、配筋也很合理,这个建筑物也不可能做到经济、合理、实用。
按照刚修改的地震区域划分和规定,上海住宅的设计防震强度是7度(少部分地区是6度)。从住宅设计角度讲,多层砖混结构以及框架剪力墙结构,它们和以前静力设计存在很大,我们一定要把抗震的级别考虑进去,运用二阶段设计去完成三个水平标准的设计防震要求。所以,结构设计者一定要提前参与住房的概念设计,如果不这样,很有可能引起建筑结构的不科学,这样就给以后的结构设计增加了困难。为了在方案设计阶段吃透建筑结构的概念设计,最好掌握形式各异的住宅建筑概念设计中常常被忘掉的重要方面:
1.1 应根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)要求规定去做:要把横墙承重和纵横墙共同承重的建筑结构体系的使用放在首选位置,纵横墙的空间布置最好对称,且沿平面内宜对齐,沿竖向上下连续;楼梯间最好不要设计在屋子的末端以及转角的地方,最好不用没有锚固的钢筋砼去预先制作挑檐。
1.2 对于钢筋砼多、高层结构住宅,争取做到一下几个方面:1、结构的布置方面最好用规则结构。对于那些复杂的结构,也可以通过设置防震缝隙的方法,将它们分割变成规则的结构单元,但结构的设置最好少布置缝,如果设了缝,就要使防震缝与伸缩缝以及沉降缝,三者的设置相一致。2、要做到双向布置框架结构和抗震墙体等抗侧力结构,目的是让其各自去承受来自于这个侧力结构平面方向的地震力。3、框剪体系的各框架结构需要空间结构上处于共同工作状态,这就要求控制抗震墙之间楼、屋盖的长和宽比例以及确保抗震墙自身的刚度,此外,一定要想办法,确保楼、屋盖的整体性和它与抗震墙之间的可靠稳固连接。
2 预防因为地基的沉或者不均匀沉降而导致的构件开裂和破坏
防止和减少不均衡沉降带来的危害,我们应该在建筑措施、结构措施、地基和基础方面进行严格的控制。例如:最好不要用建筑平面形状太复杂和阴角太多的平面设置;不要出现立面体型变化过大的现象;把体形比较复杂、荷载以及高差异比较大的建筑物分割为几个单元;努力增加上部结构与基础的刚度;对于相同的住宅最好选用同类型的基础埋在相同的土层之中。我们需要重视起来的问题是:高层建筑都要买入一定深度的土层中,基础通常使用桩箱或者桩筏相互配合的形式,这个时候要确保箱体的整个刚度。群桩布置需要满足一定的要求,它的形心要与上部结构的重心相重叠。若土层不在同一水平,就要使相同建筑结构的桩端处于相同土层,还要考虑有可能发生液化所带来的影响。对于多层建筑来说,通常不选用长桩的方案,这样耗材太多,可是上海地区比较特殊,它的软土类型的地基非常多,在选择地基方案的时候,一定要仔细综合对上部结构和地基以及环境情况这三方面的特点进行研究,结合工程的设计要求,把多个方案放在一起进行对比研究,最后确定选用安全和实用经济的方案。
3 从结构的计算以及构造上满足规范要求
3.1 从结构计算的角度上,来看结构计算时需注意的问题
3.1.1 尽量不让荷载计算方面的低级错误发生。比如:漏算或者少算荷载,活荷载的折减不科学,建筑物的用料与实际计算不一致,在基础底板的计算上忽略了土重。
3.1.2 在进行底框砌体结构的计算时要注意:a、底部剪力法只适合于刚度相对均衡的多层建筑结构,对包含薄弱层的底层框架混合结构,需要顾及到塑性变形集中对其的影响,一般情况对于底层地震剪力乘1.2-1.5的加大系数。b、位于底层的框架混合结构的剪力分配不可以就根据框架抗震墙的方法。因为底框架结构中只有底层的框架抗震墙,所以要使用双保险方法,抗震墙承受了全部的剪力,框架按刚度编织袋承担剪力。在刚度计算的时候,框架不发生折减,只有抗震墙折减到弹性刚度的20%-30%。c、应该考虑底层框架柱中因地震作用而产生的倾覆力矩所引起的附加轴力。
3.1.3 规避楼板计算过程中使用不正确的方法。a、在对连续板进行计算的时候不能使用单向板的计算方法去代替。b、对双向板进行查表计算的时候,不能不考虑材料泊松比带来的影响,要不然,因为跨中弯矩没有调整,这样会造成计算出来的值偏小。
3.1.4 确保计算结果正确,并且对它进行分析。现在对结构的计算多数情况下都使用结构设计的计算程序来计算,怎样对计算的结果分析和评价,这是非常重要的。一定要按照工程设计的经验来开展对计算结果的分析与判断,根据分析判断的具体情况,最终决定其可否成为施工图设计的根据。
3.2 从构造角度看应注意的问题
3.2.1 特别关注构件的最大配筋率与最小配筋率它们的限值。特别是在抗震的设计中不但要确保建筑结构在地震到来的时候拥有一定的延性,还一定要复合最小配筋的要求。
3.2.2 严格执行规范的要求,确保钢筋在锚固、延伸和搭接长度,材料选用满足规范要求。
3.2.3 为了预防由屋面温度应力导致的墙体开裂,一定要采取通风以及融热措施。
3.2.4 根据抗震构造的要求而设计的构造柱,需要在整个建筑物的高度内保证上下对准贯通,向上到女儿墙的压顶,向下到浅于500mm的基础圈梁,或者伸入室外地面以下500mm,构造柱和圈梁以及楼板和墙体之间的拉接一定要满足规范要求。
4 结语
综上所述,通过上面对各类发生率较高的结构错误问题的研究分析,要使住宅的结构设计更安全、更合理就一定要做到:首先,结构设计者要提前介入建筑的概念设计之中。其次,要采取各种措施预防因地基沉降或者步均衡沉降导致的结构破坏。再次,一定要从结构的计算和构造上满足规范要求。只有这样才可以增强结构设计者对结构设计中出现的错误的辨别能力。
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