李艷靜
摘 要: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,更是建筑安全應(yīng)用的基礎(chǔ)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計足一項經(jīng)驗性很強的工作,作為結(jié)構(gòu)設(shè)計人員,在工作實踐中一定要善于總結(jié)工作中的經(jīng)驗和教訓(xùn),要嚴(yán)格遵照設(shè)計規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)進行,同時也應(yīng)具備靈活創(chuàng)新的思維和嚴(yán)肅認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。在加深對當(dāng)前房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題的認(rèn)識與研究的基礎(chǔ)上,不斷提高自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計水平,以保證建筑質(zhì)量,確保人民生命財產(chǎn)安全。本文主要就設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點加以闡述。
關(guān)鍵詞:房屋;建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計要點
1 前言
隨著社會的發(fā)展與進步,重視房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題分析具有重要的意義。本文主要就建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中各功能部位與重點部位的設(shè)計要點,然后對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的問題和細節(jié)進行深入的分析與研究,可與同行共同探討。
2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)和原則
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”子建筑設(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)計不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力范圍,不能超出安全、經(jīng)濟、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則。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、安全、經(jīng)濟、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)計的最佳體現(xiàn),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)最佳結(jié)合的過程中產(chǎn)生的。
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則。一是顧全大局,抓大放小?!皬娭趿骸?、“強剪弱彎”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。二是多道防線。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。安全的結(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。三是柔相濟。結(jié)構(gòu)剛度太大則變形能力差,強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。四是打通關(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處于原始的靜態(tài),當(dāng)力量不能暢通時,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。
3 地基等基礎(chǔ)方面的設(shè)計要點分析
通常來講,在進行施工圖設(shè)計前,設(shè)計部門應(yīng)查看由相關(guān)部門出具得多層房屋建筑地質(zhì)詳勘報告,避免以建設(shè)單位提供的籠統(tǒng)的附近建筑物基礎(chǔ)設(shè)計資料為依據(jù)的情況發(fā)生。地基等基礎(chǔ)設(shè)計必須以安全為最主要的設(shè)計原則,在進行設(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,充分完善基礎(chǔ)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安全標(biāo)準(zhǔn)。然后,應(yīng)對軟弱地基進行換土墊層設(shè)計,采取安全高效的方法處理軟弱地基的換土墊層,避免單純憑經(jīng)驗處理的方法。如果憑借經(jīng)驗處理,僅僅采用砂墊層加強承載力,而沒有計算墊層寬度和厚度,那么不僅損害了建筑單位的經(jīng)濟利益,同時也為建筑物的安全性埋下了極深的安全隱患。在對民用建筑進行設(shè)計時,應(yīng)對梁與柱及基礎(chǔ)的負(fù)荷乘以折減系數(shù)。尤其是在對多層民用建筑進行設(shè)計時,一定對梁與柱和基礎(chǔ)的負(fù)荷按現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范中規(guī)定的荷載乘以折減系數(shù)來計算,準(zhǔn)確各部分的荷載值,之后其他相關(guān)部分的設(shè)計工作才能順利進行。
4 承重柱截面高度設(shè)計的設(shè)計要點分析
一般來講,在地震災(zāi)害較為罕見的地區(qū),設(shè)計人員也需按規(guī)定對承重柱的截面高度進行設(shè)計,避免為了簡化受力分析而將截面高度設(shè)計得過小的情況發(fā)生。這是由于一旦出現(xiàn)了為受力分析簡單而將梁簡化為鉸支梁的設(shè)計方法,就在建筑物中忽略了柱對梁的約束彎矩,忽略了梁柱間的剛結(jié)作用,結(jié)構(gòu)一旦受力,柱頂抗彎強度不足,承重柱在梁底附近將會出現(xiàn)水平裂縫,形成塑性鉸。這養(yǎng)的設(shè)計方法,就違背了現(xiàn)行抗震規(guī)范的設(shè)計原則,不僅嚴(yán)重的損害了房屋的耐久性,而且這樣的結(jié)構(gòu)一旦遭遇地震作用就會出現(xiàn)倒塌事故造成人員傷亡,對國家和人民的財產(chǎn)安全早成了重大威脅。其次,在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中,不僅要對橫向框架進行設(shè)計,同時也應(yīng)對縱向框架進行設(shè)計,現(xiàn)行的建筑抗震設(shè)計規(guī)范中對此做出了詳細的要求:水平地震的作用應(yīng)按兩個主軸方向分別加以計算,各方面的地震應(yīng)力應(yīng)由該方向的抗側(cè)力構(gòu)件來承擔(dān)。因此,在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,縱向框架與橫向框架應(yīng)被結(jié)構(gòu)設(shè)計人員加以同等重要的考慮。避免出現(xiàn)對縱向框架按普通的連續(xù)梁進行設(shè)計的發(fā)生;避免出現(xiàn)節(jié)點和框架中的縱筋等的配置不符合框架的構(gòu)造要求的情況發(fā)生。
5 構(gòu)造柱的設(shè)計要點分析
一般來講,在磚混結(jié)構(gòu)中,構(gòu)造柱除可以提高墻體的坑剪能力之外,還可以與圈梁聯(lián)結(jié)在一起形成對砌體的約束,這樣的設(shè)計不僅可以限制墻體裂縫的開展,同時還可以維持豎向承載力,提高結(jié)構(gòu)的抗震性。應(yīng)避免在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,將構(gòu)造柱作為承重柱使用的作法。這是由于如果構(gòu)造柱一般生根于地梁中,沒有另設(shè)基礎(chǔ),如果將構(gòu)造柱作為承重柱使用,會造成構(gòu)造柱提前受力,降低了構(gòu)造柱對墻體的約束作用,柱底基礎(chǔ)的局部承壓強度必然不能滿足整體設(shè)計要求,柱底基礎(chǔ)一旦發(fā)生沖切或局部承壓破壞,就會出現(xiàn)裂縫。尤其是在結(jié)構(gòu)遭遇地震作用時,應(yīng)力會集中早構(gòu)造柱位置,導(dǎo)致構(gòu)造柱首先遭到破壞,這樣一來,構(gòu)造柱不但起不到應(yīng)有的作用,反而會成為房屋結(jié)構(gòu)中的薄弱部位。因此,設(shè)計人員必須保證承重大梁下的柱子應(yīng)按承重柱進行設(shè)計,若遇特殊情況,如梁上荷載較小,也可將構(gòu)造柱布置在承重梁下方,但構(gòu)造柱對下墻體的承壓和抗彎強度作用都不應(yīng)考慮在柱承范圍之內(nèi)。
6 結(jié)語
隨著我國經(jīng)濟建設(shè)速度的不斷加快,建筑工程建設(shè)的速度也十分迅速,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計做為整個建筑設(shè)計中最根本的環(huán)節(jié),不但關(guān)系到了建筑單位的經(jīng)濟效益,也關(guān)系到了建筑單位的社會效益,毫不夸張的說,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量直接關(guān)系到了國家和關(guān)大人民群眾的根本利益,因此,建筑工程設(shè)計人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)法規(guī)與規(guī)范的構(gòu)造要求,從根本上消除建筑物的結(jié)構(gòu)安全隱患,工作中,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該努力學(xué)習(xí)專業(yè)知識,熟悉國家規(guī)范及地方相關(guān)規(guī)范。明確自己的責(zé)任,提高對結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量安全問題的認(rèn)識,多向經(jīng)驗豐富的同行學(xué)習(xí),積累結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作經(jīng)驗,精益求精,努力提高施工圖的設(shè)計質(zhì)量,使設(shè)計圖紙更加干凈整潔,清楚明了,安全,合理。在設(shè)計的要點與難點處多下功夫,多多積累相關(guān)的工作經(jīng)驗,為我國的經(jīng)濟建設(shè)的不斷加速提供強大動力。
參考文獻:
[1] 徐國華.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本方法及注意事項[J].科技咨詢導(dǎo)報,2007.
[2] 錢稼茹,柯長華.國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010.