房屋结构设计中设计要点探析论文_邓超

房屋结构设计中设计要点探析论文_邓超

中国建筑西南设计研究院有限公司 四川成都 610000

摘 要:随着建筑业的飞速发展,有关房屋建筑的质量问题已经成为建筑行业的关注重点,为了确保房屋建筑的质量,必须从房屋结构的设计抓起,就房屋结构设计中的关键问题进行考虑,并针对各个设计要点进行分析,确保所设计房屋结构的科学性与合理性,从而为房屋建筑的质量把好第一关。

关键词:房屋结构;设计;关键问题;设计要点

1.地基与基础的设计分析

往往在建设多层房屋时,没有地质详勘报告,常根据相关建设单位口头或参照周边建筑物的基础设计资料,进而进行施工图设计。实际上地基与基础的设计应保证准确合理,安全适用,设计人员应严格结合地质勘察资料,将多方面的因素进行考察制定基础类型与上部结构的设计,仅参照局限的数据是不全面的,也不能保证安全,不能盲目通过降低耐力容许值而满足设计需要。对软弱地基应进行换土垫层的方式进行处理,而目前多数的房屋设计未进行换土垫层设计,仅凭借经验进行处理。一些设计者对于地基是否软弱的危害认识较低,根据以往经验对地基进行垫砂,提高地基的承载力,没有合理的进行垫层的宽度与厚度的计算,使房屋结构设计既不安全也不经济。民用的建筑中柱梁以及基础的负荷没有正确的按照规范乘以折减系数。在进行民用多层建筑的设计时,一些设计人员进行梁、柱及基础负荷的计算,未能严格按照现行的规范荷载乘以折减系数,其计算出了荷载值准确度较低。

2.多层框架房屋柱下独立基础设计分析

2.1要充分考虑房屋结构所受风力荷载对基础结构的影响

虽然现行抗震规范设计相关标准明确规定:当建筑工程地基的主要受力层范围并非集中在软弱粘性土层,并且建筑施工项目层数≤7层,总层高≤24m的情况下,这部分民用建筑工程在实际施工过程中可不必进行地基基础抗震承载力的验算.从这一角度看,对于抗震等级为7级以上的地震施工建设区域而言,这部分多层框架房屋结构在进行基础设计的过程中亦不必进行抗震承载力的分析计算。但是这部分房屋结构所受到的风力荷载作用力对于基础设计的影响却不得不加以关注。尤其是结构设计实际操作中,相关设计人员不得因一般风荷载不起控制作用就在软件分析计算过程中对相关参数不做输入处理;

2.2 应全面考虑多层框架结构柱下独立基础的外荷载种类

个别设计者在对多层框架房屋结构柱下独立基础的设计阶段,忽略作用于基础顶面的剪力设计值的影响,外荷载种类只取弯矩以及轴力设计值进行判定。更有甚者,部分房屋结构基础设计在外荷载确定中连弯矩设计值参数及剪力设计值参数都忽略不计,只考虑轴力设计参数。以上两种外荷载种类的确定方式必然会在不同程度上导致基础的设计尺寸参数较小,同时配筋比例也不合理。这将对基础本体以及整个多层框架房屋上部结构的稳定性与安全性造成严重影响。

3.承重柱截面高度相关设计要点分析

承重柱截面高度要按照规定的标准设计,不能为了简化承重柱受力分析而缩小截面高度,这样不仅降低了房屋的耐久性,而且容易发生梁底水平裂缝,损坏房屋,对人们的生命安全及经济财产造成威胁。纵向框架和横向框架是框架设计的两个主要方向,设计时要同时兼顾两个方向的框架设计,根据轴方向来计算该方向上的抗侧力,防止纵筋和节点等不合格的框架出现。如果纵向框架出现普通样式的连续梁,就会对框架设计造成很大的影响,因此,在框架的结构设计中,要充分考虑承重柱截面高度的设计。

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4.砖混结构房屋采用构造柱进行承重

砖混结构运用在房屋设计中,不仅能够有效的将墙体的抗震能力进行提高,也能使构造桩与圄梁有效联接在一起,形成对砌体的约束,这样有利于限制墙体裂缝,提高竖向承载力,对结构的整体抗震性的提高有重要作用。在当前建筑业中的结构设计中,构造柱被用于承载柱使用,而这种做法带来了以下几点问题:一是将构造柱作为承重柱后,将使其提前受力,

这对构造柱对拉结力和约束力具有较大的影响,若房屋结构受到地震作用,将在构造柱处形成集中应力,首先出现损坏。这样使构造柱不仅失去了本身应有的作用,也成为了房屋建筑中较为薄弱的部位。二是构造柱通常源于地圈梁中,没有设置其他基础,将构造柱兼作承重柱后,使柱底基础的抗冲切、抗弯部的承压强度不能达到规范要求。柱底基础若出现冲切或局部承压出现破损,将使房屋结构整体的可靠性降低。所以,应结合承重柱进行科学的设计。若梁上荷载及跨度不大时,可将构造柱置于梁下,但此时必须按不考虑构造柱作用来验算下墙体的局部承压和抗弯强度对墙体的局部承压及抗弯强度进行验算。在验算无误后,再将构造柱正式置于梁下。

5.多层砌体房屋结构的设计要点

5.1严格控制房屋层数和高度

调查表明,房屋的层数越多,高度越高,则在遭受地震时,其损失的程度也就越大。因此,要严格控制房屋的层数,严格控制房屋的高度,对于医院和学校教学楼等多层砌体房屋结构,其高度应比规定的低3m。

5.2普通楼梯梯梁、梯柱与梯段板的设计注意点:根据实际情况合理选择和布置梯柱(TZ)及楼梯梁,要保证楼梯梁下的净高不应小于2m,楼梯段净高不应小于2.20m。一般来说,板式楼梯板的板厚可取h=1/30L。要注意的是TZ 设置处的梁上应增设附加箍筋或吊筋。在楼梯梯段板计算时,当休息平台板厚为80~100mm,梯段板厚100~130mm,梯段板跨度小于4m 时,应采用1/10 的计算系数,并上下配筋相同;当休息平台板厚为80~100mm,梯段板厚160~200mm,梯段板跨度约6m 左右时,应采用1/8 的计算系数,板上配筋可取跨中配筋的1/3~1/4,并且不得过大。任何时候休息平台与梯段板平行方向的上筋均应拉通, 并应与梯段板的配筋相应。如果框架结构中设置了电梯井、楼梯井或其他剪力墙型的抗侧力结构后,应按框架-剪力墙结构计算。这时,因为剪力墙数目一般很少,其框架部分的抗震等级应按框架结构确定,最大适用高度可比框架结构适当增加。

5.3现浇楼板设计注意点:楼板的结构体系常用的有双向板和单向板两种, 一般情况下,可通过次梁使楼板尽量成为双向板结构,这样可以使整体受力更加合理,配筋也更加均匀,楼板厚度也可以比单向板要薄一些。通常,单向板板厚可取h=1/30L~1/35L,双向板板厚可取h=1/35L~1/45L,可根据荷载、跨数及使用实际情况取大者或小者。

6.多层框架结构房屋抗震设计

首先,在城市中,很多的多层砌体住宅楼在建设过程中由于一些实际问题,经常会有房屋超高或超层,尤其是一些商铺,高度超过限值 1 m以上。这种情况在地震来临时就很危险了,所以必须严格控制住房屋的高度和层数,以安全为主。

其次,很多综合楼需要很大的空间,所以在建设的过程中,建筑人员采取了在底层或顶层局部采用钢筋砼内框架结构。甚至有些人仅将构造柱和圈梁局部加大, 当作框架结构。这样的结构设计是非常危险的,所以是绝对不允许的。

结语

房屋结构设计过程需要相关设计人员同全体工作人员的相互协调与配合,把握好每个关键环节的设计,兼顾整体与局部的同时来对房屋结构进行科学合理的设计,确保房屋建筑结构的合理性,从而为房屋建筑的整体质量提供保障。

参考文献:

[1]肖毅卿. 建筑与结构设计中易出现的问题[J]. 建筑知识,2011(2):16-19.

[2]赵伟玲.浅谈多层砌体房屋结构的抗震设计[J].陕西建筑(建筑设计),2012(25)

论文作者:邓超

论文发表刊物:《基层建设》2017年6期

论文发表时间:2017/6/12

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