付明良
摘要:為了提升房屋建筑質量以及維護人類生命財產安全,文章合理提出了對建設結構設計的建議。文章在對房屋結構設計中應遵循的幾點基本原則之上,從地基與基礎、多層與高層房屋、懸挑梁三大方面對房屋建筑結構設計中應注意的問題進行探究。希望與建筑結構設計工程師一起分享工作經驗,共同優化建筑設計質量,使房屋建筑的安全性、舒適度以及經濟性均有所保障。
關鍵詞:房屋建筑;結構設計;設計原則;注意問題
房屋設計為工程建設的起始環節,可以被視為整個工程建設的靈魂之一。美觀、適用、安全與經濟是其最佳的設計結果。結構設計通常采用結構語言去闡述工程師所表達的思想,而結構語言為結構師由建筑即他類專業圖紙中所提取簡練出來的結構元素,涵蓋了基礎、墻、柱、梁、板、樓梯、大樣圖等內容。繼而采用這些結構元素去構建建筑的結構體系,將各類狀況形成的載荷傳導至基礎。回顧長期的實踐經驗,本文對房屋建筑結構設計中應主義的問題進行總結。
一、結構設計中要遵循的基本原則
(一)構件設計抓大放小
“強柱弱梁”、“強剪弱彎”等為建筑結構設計中很關鍵的理念。盡管建筑體結構體系是由多樣構件組建的,但是不同構件承擔的任務存在差異性,依照重要性就有輕重的排序。在外力突然襲擊的情況下,各構件間協力抵御,以維護最關鍵的構件結構的完整性或最后被破壞,但是如果平均用力,通常會“玉石俱粉”,損失嚴重化。在對建筑結構設計過程中,為了降低其在運行期間的損失率,重點是明確不同構件功能的主次,抓大放小。
(二)安全體系多道防線
房屋建筑結構設計體系的安全是借助層層設防的形式,這樣在災難襲擊的情況下,具備抵御能力的結構就會通力協作,全力以赴。在上述的情景中,若把“存留”的希望全部投注在某一構件上,安全隱患出現的概率就會有所增加。與單片墻相比較,多肢墻性能優良;框架剪力墻比純框架應用效果更佳等,此時,數道防線的設計思路實用價值就彰顯出來了。
(三)結構體系剛柔相濟
建筑結構體系的合理性應體現在剛柔相濟上。在結構硬度相對較大的情況下,變形能力就會相對較差,在大型破壞力的作用下,房屋建筑會承受的力很大,局部位置結構先損傷,最后建筑物會整體遭到破壞。在建筑體柔軟性相對較大的情況下,盡管可以消除一部分外力,但是極易使建筑物形變量較大,而影響使用壽命。
二、房屋建筑結構設計中應注意問題
(一)地基與基礎
(1)在對柱下獨立基礎帶梁板式的地下室底板設計過程中,建筑物下沉所引發附加應力的影響效果經常被忽視。這主要是因為房屋建筑運行期間整個地下室底板與柱下獨立基礎承擔上部荷載,故此將有很大的可能出現同步下沉與變形現象,如該部分形成的附加應力沒有被重視,那么底板面的安全性將會受到威脅,地下室底板承載能力不夠而出現裂縫的現象極有可能發生。特別是在天然地基應用的過程中,影響效果將是更為明顯的。
(2)在房屋建筑存在地下室的情況中,若地下水位相對較高,應最大限度維持室外地坪之下結構外輪廓形體的簡潔性,以為建筑防水施工作業提供便利條件。特別是對于柱下承臺,在這一結構的影響,基槽地模形體復雜性顯著,陰陽角與放坡數目繁多,防水施工難度與時間均有不同程度的增加,使其施工質量受到負面影響,施工成本上漲。
(3)在地下室底板與外墻配筋計算過程中,通常假設條件和現狀不匹配。比如在對地下室外墻配筋計算過程中,在外墻配有扶壁柱的情況下,沒有區別對待扶壁柱規則,統一依照雙向板計算配筋,而扶壁柱依照地下室結構整體電算分析結果配置鋼筋數目,也沒有參照外墻雙向板傳導荷載檢驗扶壁柱鋼筋配置數目的正確性。
(4)天然地基錐體獨立基礎設計問題。當下部分房屋建筑基礎設計錐體斜面坡度高于1:3,此時錐體位置硅振搗密實度很難得到保障,在實際施工中通常是采用混凝土自然堆積的,并應用鏟子或抹灰刀等工具進行塑形,此時錐體位置的硅設計強度很難與工程標準相匹配。故此為了使天然地基錐體獨立基礎的設計質量有所保障,可以應用階梯形獨立基礎的方式,便于施工的同時,也提升了工程施工質量。
(二)多層與高層房屋在結構設計中的差別
通常情況下,多層房屋高度相對較低,水平力對其影響效果相對較低,承擔的是豎向荷載,一般采用砌體結構體系或框架結構體系。高層房屋恰恰相反,水平載荷對其影響效果相對較大,一般會應用側向剛度較大、抗側移性能相對優良的框架—剪力墻結構或剪力墻結構體系。
(三)懸挑梁
(1)因為房屋建筑使用功能的需求以及地理條件等因素的限制,懸挑梁結構是極為常見的,通常情況下梁中承受的荷載會高于梁外挑部分,故此梁中與外挑梁橫截面規格存在差異,結構設計人員通常把梁中的上層主筋向挑梁方向拓展,而沒有考慮兩端的主筋不能穿插進挑梁中的問題;(2)在尋常施工過程中,普通梁箍筋的銜接部位通常于梁上端兩角交替捆綁,但是與懸挑梁箍筋銜接的部位,規范與有關構造圖集并未做出確切性指示,只是規定懸挑梁箍筋通常都采用這兩方面的內容實現統一的規劃設計又是一項非常巨大的挑戰。
三、雨水徑流污染控制目標如何兼顧
除了城市的內澇之外,雨水徑流污染物也是我國海綿城市建設中需要面臨和解決的一項重大難題。經過研究了解到,在污水處理程度達到百分之九十以上的城市中,徑流污染占城市污染總量的比例已經非常之高。一些發達國家早已經對雨水徑流污染控制的重要性給予了高度的重視,在過去的三十年來也已經投入了大量的資金進行建設,相關的法律法規也給予了一定的支持,城市發展戰略以及一些基礎設施規劃建設等多方面都對徑流污染實現了控制。
目前我國相關政府部門和各行各業對排水防澇和海綿城市在建設中給予了足夠的重視,我國的城市雨洪綜合管理工作發展方向也在逐漸的明確,更為現代化城市的建設帶來了新的挑戰和機遇。我國雨洪綜合管理人員就應當針對我國現代化城市在建設中存在的相關問題,提出可持續發展的戰略要求,多引進發達國家的先進理念和技術措施來進行建設發展。
參考文獻:
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