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關(guān)鍵詞:多層建筑;異形柱;框架結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);優(yōu)化措施
中圖分類號(hào): TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
1、引言
隨著我國(guó)住宅建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大和住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展,建筑功能優(yōu)于普通框架結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土異形柱框架結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生。與傳統(tǒng)磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)相比,異形柱避免了房間邊角因采用矩形柱時(shí)所產(chǎn)生的棱角突出,從而使房間平整、布置靈活,而且增加了使用面積,體現(xiàn)住宅的經(jīng)濟(jì)性。
異形柱指的是除了矩形、圓形以外的截面形式,如T形、十字形、L形等截面形式,它的優(yōu)點(diǎn)是,柱肢基本與填充墻等厚,使室內(nèi)不出現(xiàn)柱肢,便于室內(nèi)靈活布置,又可增加使用面積。異形柱結(jié)構(gòu)受力體系由異形柱或異形柱加剪力墻、框架梁組成,共同承受水平荷載和豎向荷載。目前,國(guó)標(biāo)《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJl49-2006)在總結(jié)地方規(guī)程的基礎(chǔ)上已經(jīng)正式實(shí)施,下面著重對(duì)多層建筑采用異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析探討。
2、異形柱結(jié)構(gòu)的受力機(jī)理分析
2.1承載能力
異形柱的截面形式主要有T形、十字形、L形和Z形(較少采用)等,L形多用于墻轉(zhuǎn)角,T形和十字多用于縱橫墻交接處。由于截面的這種特殊性,其墻肢平面內(nèi)外兩個(gè)方向的剛度相差較大,各個(gè)方向的承載力也有較大差異。
2.2變形特征
異形柱的肢厚一般為200-250mm,為了獲得足夠的承載能力,異形柱的肢長(zhǎng)一般不會(huì)太小,由此會(huì)容易造成剪跨比過(guò)小,形成短柱。由于肢厚較小,為薄壁構(gòu)件,剪切中心與截面形心往往不重合,變形以剪切為主,構(gòu)件的變形能力下降。由于異形柱屬于薄壁構(gòu)件,也會(huì)因截面曲率M/日較小,使彎曲變形性能有限,延性較差。
2.3破壞機(jī)理
異形柱由于是多肢的,其剪切中心往往在平面之外,受力時(shí)要靠各柱肢交點(diǎn)處核心混凝土的協(xié)調(diào)變形。這種變形協(xié)調(diào),使各柱肢內(nèi)存在比較大的翹曲應(yīng)力和剪應(yīng)力。國(guó)內(nèi)外大量的試驗(yàn)資料和理論分析表明,異形柱的破壞形態(tài)為:彎曲破壞、小偏壓破壞、壓剪破壞等。影響其破壞形態(tài)的因素有:荷載角、軸壓比、剪跨比、配筋率以及箍筋間距與縱筋直徑D的比值等。
異形柱由于其截面的特殊性及受力性能的復(fù)雜性,在設(shè)計(jì)中必須通過(guò)可靠的計(jì)算分析和必要的構(gòu)造措施,來(lái)保證其強(qiáng)度和延性。
3、工程實(shí)例
湖南某行政單位宿舍樓,地上5層,總建筑面積為15200m2,建筑物總高度自室外地坪箅起為16.78m,寬度12.8m,高寬比為1.31,標(biāo)準(zhǔn)層層高為2.9m。地震設(shè)防烈度按6度考慮,抗震等級(jí)為3級(jí),場(chǎng)地類別為Ⅲ類,基本風(fēng)壓為0.4kN/m2。平面布置如圖1所示。
根據(jù)建筑使用功能要求,本工程采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土異形柱框架結(jié)構(gòu),在兩個(gè)方向均有拉結(jié)。柱網(wǎng)均在5m以內(nèi),局部設(shè)置矩形柱,異形框架柱、梁寬均為200mm。磚砌填充墻采用190mm×190mm kMl型多孔磚,內(nèi)墻采用加氣混凝土砌塊。
4、多層異形柱框架建筑結(jié)構(gòu)整體分析
4.1計(jì)算原理與參數(shù)
PKPM-SATWE采用數(shù)值計(jì)算原理和迭代方法,將受壓區(qū)混凝土劃分為若干個(gè)小單元,利用截面假定確定小單元各點(diǎn)的混凝土和鋼筋應(yīng)變,由混凝土和鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線求得混凝土小單元和各根鋼筋的應(yīng)力,建立平衡方程,通過(guò)迭代方法求出所需配筋面積。
本工程結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C30,縱向受力鋼筋采用HRB335級(jí)鋼筋
(D≤22mm),箍筋采用HRB235級(jí)鋼筋。由于結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則性,考慮雙向地震作用,地劈作用分析方法采用側(cè)剛分析方法。
4.2結(jié)構(gòu)自振周期
結(jié)構(gòu)的自振周期,如表1所示。
可以看出,水平地震力方向與坐標(biāo)軸夾角為0°時(shí),T3/T1=0.88
4.3軸壓比
異形柱不同截面形式的軸壓比限值在文獻(xiàn)中有詳細(xì)的規(guī)定。表2列出了KZl、KZ3、KZ5、KZ7、I(Z8等有代表性的截面在水平力方向與坐標(biāo)軸夾角分別為0°和45°時(shí)作用下的軸壓比。
由于本工程建筑布置的特殊性,異形柱有少量一字形和z形柱,從表2的軸壓比值可以看出,L形、T形、+形異形柱在水平力方向與坐標(biāo)軸夾角為45。時(shí)的軸壓比值較0°時(shí)的軸壓比值均大,特別是L形柱,軸壓比差值較大,軸壓比公式為
μN(yùn)=N/fcAc(1)
其中:μN(yùn)為軸壓比;N為考慮地震作用組合的軸向壓力設(shè)計(jì)值;fc為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;Ac為異型柱截面面積。
從式(1)可知,同截面同混凝土標(biāo)號(hào)的異形柱軸壓比越大,則上部荷載越大,故本工程異形柱設(shè)計(jì)中應(yīng)采用水平力方向與坐標(biāo)軸夾角為45°時(shí)的數(shù)據(jù)作為依據(jù)。文獻(xiàn)通過(guò)模型分析提出L形等肢異形柱應(yīng)考慮45°和-45°地震作用方向的計(jì)算,這與本文研究得出的結(jié)論吻合。
4.4底層剪力控制
通過(guò)異形柱受力機(jī)理分析可知,異形柱受力時(shí),柱肢內(nèi)存在相當(dāng)大的剪應(yīng)力和翹曲應(yīng)力,故異形柱受力計(jì)算除按軸壓比控制進(jìn)行雙偏壓計(jì)算外,還應(yīng)計(jì)算抗剪應(yīng)力。
從表3中可以看出,水平力方向與坐標(biāo)軸夾角為45°時(shí),5種不同形式的異形柱柱底剪力較水平力方向與坐標(biāo)軸夾角為0°時(shí)大,特別是L形截面的異形柱。這與異形柱在不同方向水平力作用下獲得的軸壓比數(shù)值趨勢(shì)相符。同時(shí)應(yīng)考慮L形柱在45°和-45°地震作用方向的計(jì)算。
4.5層間位移角
結(jié)構(gòu)在水平力方向與坐標(biāo)軸夾角分別為45°(曲線1)和0°(曲線2)作用下,x和y方向的最大層間位移角,如圖2、3所示。從圖中可以看出x和y方向下層間位移角均小于等于1/600,滿足規(guī)范相應(yīng)要求。曲線1對(duì)應(yīng)樓層n各點(diǎn)層間位移角值均小于曲線2相對(duì)應(yīng)值,說(shuō)明結(jié)構(gòu)在水平力方向與坐標(biāo)軸夾
角為45°時(shí)抗側(cè)力能力較好。
5、異形柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)St中的優(yōu)化措施
5.1異形柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化措施
從以上分析可以看出,異形柱結(jié)構(gòu)與矩形柱結(jié)構(gòu)在性能上存在較大差異,設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)控制和優(yōu)化對(duì)異形柱結(jié)構(gòu)整體性能影響較大的內(nèi)容,具體如下:
1)調(diào)整異形柱平面框架布置形式,使其剛度中心盡量與形心重合,相應(yīng)調(diào)整異形柱柱肢高,使其滿足扭轉(zhuǎn)與平動(dòng)第1周期比T3/T1
2)異形柱的方向性較強(qiáng),在進(jìn)行整體計(jì)算分析時(shí),應(yīng)增加45°和-45°風(fēng)和地震作用方向的計(jì)算,保證結(jié)構(gòu)的安全度。
3)Z形柱本文未詳細(xì)分析,其剪切中心與形心雖然重合,但框架梁往往布置在兩翼,不可避免地產(chǎn)生翹曲應(yīng)力,故設(shè)計(jì)時(shí),建議將框架分析所得的截面彎矩乘以1.15-1.25的增大系數(shù)以考慮翹曲應(yīng)力的影響。
4)異形柱受力后,柱肢端部會(huì)出現(xiàn)較大應(yīng)力,加上梁作用于柱肢上,應(yīng)力產(chǎn)生不均勻性。一般越靠肢端,應(yīng)力越大,對(duì)柱肢形成偏心壓力,因而在異形柱配筋時(shí),應(yīng)在肢端設(shè)置暗柱,離端部厚度范圍內(nèi)設(shè)2φ14的構(gòu)造鋼筋,箍筋同柱,可限制柱肢混凝土裂縫開(kāi)展,提高異形柱局部抗壓、抗剪強(qiáng)度及變形能力。
5.2異形柱混凝土節(jié)點(diǎn)核心區(qū)處理措施
由異形柱的截面特性,決定了梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)域面積較小,而梁柱縱筋交匯使得箍筋配置不可能太多。為了滿足抗剪承載力的要求,只能提高混凝土的標(biāo)號(hào),但隨之帶來(lái)的問(wèn)題是構(gòu)件變脆,同時(shí)與梁板混凝土強(qiáng)度的協(xié)調(diào)也成問(wèn)題,有時(shí)了為個(gè)別柱的需要,而使全部柱的混凝土標(biāo)號(hào)提高,也造成了投資上的浪費(fèi)。
為了解決這一問(wèn)題,設(shè)計(jì)時(shí)采用了在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的柱內(nèi)加豎向鋼板的方法,鋼板伸過(guò)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)上下一定的長(zhǎng)度錨固,按鋼板與混凝土協(xié)同工作來(lái)計(jì)算分析,確定鋼板的截面尺寸。最終設(shè)計(jì)的結(jié)果是鋼板截面尺寸較小,不影響梁柱鋼筋的布置,且鋼板設(shè)置靈活,哪里需要哪里加,從已建成工程使用來(lái)看,效果較好。
6、結(jié)語(yǔ)
綜上所述,異形柱結(jié)構(gòu)由于具有不出現(xiàn)柱楞,不露梁,并能夠增加使用面積等優(yōu)點(diǎn),以及民用建筑市場(chǎng)朝著大開(kāi)間、太空間方向的發(fā)展,應(yīng)用前景將日益廣泛。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)其受力特點(diǎn),充分了解其破壞機(jī)理,選用合理的結(jié)構(gòu)形式,正確掌握分析方法,其結(jié)構(gòu)才能有可靠的安全保證。
參考文獻(xiàn):
[1]中華人民共和國(guó)建設(shè)部.混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJl49-2006)[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2006
關(guān)鍵詞:多層砌體;住宅建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);問(wèn)題
中圖分類號(hào): TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
隨著我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,綜合國(guó)力得到了大大的提高,相應(yīng)帶動(dòng)了大量的城鄉(xiāng)改造工程。但城市的發(fā)展在幅員遼闊的中國(guó)極不平衡,較為落后、偏僻的城市,由于經(jīng)濟(jì)實(shí)力較差、交通不便等原因,樓房的建設(shè)依然以砌體結(jié)構(gòu)為主,如辦公樓、教學(xué)樓、多層住宅、沿街二、三層店鋪和多層底商住宅樓等。因設(shè)計(jì)水平所限,注重了承載力的計(jì)算,忽視了構(gòu)造措施和概念設(shè)計(jì);注重了本專業(yè)的設(shè)計(jì),忽視了和別的專業(yè)相協(xié)調(diào),在許多建筑的施工圖設(shè)計(jì)中,已經(jīng)埋下了很大的安全隱患。這樣的設(shè)計(jì)不僅不符合現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范,而且降低了建筑結(jié)構(gòu)的可靠度和安全性
一、砌體結(jié)構(gòu)的含義
用磚砌體、石砌體或砌塊砌體建造的結(jié)構(gòu)叫做砌體結(jié)構(gòu)。我國(guó)砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)用非常的廣泛,它具有可以就地取材,非常好的耐久性和比較好的大氣穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,也同樣具有不錯(cuò)的保溫隔熱性能。
二、 砌體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
多層砌體房屋是指由燒結(jié)普通粘土磚、燒結(jié)多孔粘土磚、混凝土小型空心砌塊等砌體承重的多層房屋。通常砌體結(jié)構(gòu)房屋給人們的印象多數(shù)是建筑高度不大、層數(shù)較少、層高較低、窗戶較小、內(nèi)部墻較多,立面造型簡(jiǎn)單,這種印象正好說(shuō)明了砌體結(jié)構(gòu)的建筑特點(diǎn)。砌體結(jié)構(gòu)由粘土磚或砌塊砌筑而成,材料呈脆性,其抗剪、抗拉和抗彎強(qiáng)度較低,因此抗震性能較差,即便有圈梁、構(gòu)造柱等加固措施,在強(qiáng)烈地外,巷子中磚瓦緊湊地接著淅淅瀝瀝的水滴。“滴答滴答下小雨了,種子說(shuō)我要發(fā)芽,我要發(fā)芽。”記得初來(lái)時(shí),我在小巷中震作用下,破壞率仍然較高。
三、多層砌體住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)易忽視的問(wèn)題
1、地基處理及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
地基及基礎(chǔ)在建筑的安全性方面的重要作用不言而喻。砌體結(jié)構(gòu)房屋,由于平面不規(guī)則,或房屋高差較大引起建筑物重量懸殊較大,或由于地基不均勻,即房屋各部位下面持力層地基強(qiáng)度不同,以及下臥層軟硬程度不同,而引起較大的不均勻沉降。顯然,對(duì)于以脆性材料為主的砌體結(jié)構(gòu)這種不均勻沉降更是極其不利的。但由于砌體結(jié)構(gòu)上部荷載相對(duì)來(lái)說(shuō)并不很大,許多設(shè)計(jì)人員往往在設(shè)計(jì)中不太重視,在地基處理和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)的比較隨意,如:(1)人為造成不均勻地基。如建筑距離較小時(shí),為了解決基礎(chǔ)外放的問(wèn)題,同一結(jié)構(gòu)單元,樁基和天然地基或換填土地基混用等。(2)采用軟件進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),為減少繪圖工作量,歸并系數(shù)較大,這等同于獨(dú)基(或條基)采用不同的地基承載力特征值。從理論上講,上述兩種情況,事實(shí)都是對(duì)同樣的地基承受不同的附加應(yīng)力,必然會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降。
為更好的控制不均勻沉降,從而減少由于沉降差引起的結(jié)構(gòu)附加應(yīng)力。在做地基處理及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該更加細(xì)致,比如:對(duì)同一結(jié)構(gòu),承載能力較低的地基之上的基礎(chǔ),寬度取值可比計(jì)算值大些,以減少對(duì)地基的附加壓力,從而減少沉降值;而地基強(qiáng)度較高的基礎(chǔ),寬度可按計(jì)算設(shè)置甚至略小于計(jì)算值(慎用),以期人為增加該部分基礎(chǔ)的沉降量,減少與較軟弱地基部分的沉降差。
設(shè)計(jì)中如遇到地質(zhì)條件很不均勻的復(fù)雜地基時(shí),除了對(duì)由于地基承載力不同而引起的砌體結(jié)構(gòu)房屋的不均勻沉降作上述處理外,相應(yīng)的應(yīng)上部結(jié)構(gòu)也適當(dāng)進(jìn)行加強(qiáng),以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體剛度,抵抗地基的均勻沉降。如增加設(shè)置圈梁的層數(shù)和圈梁設(shè)置的密度,加強(qiáng)不同土層的交接房屋結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造和配筋等。
2、預(yù)制過(guò)梁的設(shè)計(jì)與施工
過(guò)梁是墻體門、窗或設(shè)備洞口上承擔(dān)豎向荷載的構(gòu)件。在設(shè)計(jì)及施工工程中常見(jiàn)問(wèn)題如下:
(1) 過(guò)梁端部支承長(zhǎng)度不足.(一般為240mm)
從設(shè)計(jì)角度講,過(guò)梁截面設(shè)計(jì)主要取決于:過(guò)梁上荷載選取;正截面受玩,支座斜截面受剪承載力計(jì)算;按梁端有效支承長(zhǎng)度或過(guò)梁有效支承長(zhǎng)度驗(yàn)算支承處砌體局部受壓。預(yù)制尺寸的誤差,施工操作中的隨意擺放都能導(dǎo)致過(guò)梁支承長(zhǎng)度的不足。在此中情況下,容易導(dǎo)致支承處砌體局部受壓強(qiáng)度不足。更有甚者,一端與構(gòu)造柱相連的過(guò)梁沒(méi)有采用與構(gòu)造柱整體澆筑, 只是在構(gòu)造柱相應(yīng)位置處甩筋后澆,使過(guò)梁支座截面的斜截面抗剪能力降低,滿足不了設(shè)計(jì)要求。
(2) 門窗洞口處過(guò)梁與設(shè)備洞口處過(guò)梁不區(qū)別對(duì)待
設(shè)備洞口處過(guò)梁與門窗洞口處過(guò)梁的區(qū)別在于設(shè)備洞口處過(guò)梁須預(yù)留洞口(供穿管用),造成其本身強(qiáng)度的削弱。有的設(shè)計(jì)人員人為:住宅結(jié)構(gòu)中過(guò)梁的荷載不大,故常常忽略。但是在實(shí)際工程之中,確確實(shí)實(shí)有的設(shè)備洞口上方的過(guò)梁由于開(kāi)洞而設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有加強(qiáng),從而導(dǎo)致過(guò)梁跨中出現(xiàn)豎向裂縫,影響正常使用。所以在砌體住宅設(shè)計(jì)中,考慮過(guò)過(guò)梁開(kāi)洞削弱的影響, 適當(dāng)加大設(shè)備洞口連梁的截面高度和配筋,避免在使用期間其出現(xiàn)裂縫,滿足正常使用要求。
3、砌體承重墻設(shè)備留洞問(wèn)題
(1)砌體住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,樓梯間由于樓層處開(kāi)大洞沒(méi)有樓板連接形成了砌體結(jié)構(gòu)中的一個(gè)比較薄弱的部位。然而,近幾年的砌體住宅設(shè)計(jì)中,往往把設(shè)備留洞放樓梯間在兩側(cè)橫墻上,致使本來(lái)就比較薄弱的部位更加變的薄弱了。具體表現(xiàn)如下:
a)樓梯間橫墻處較大洞口兩側(cè)沒(méi)有設(shè)置構(gòu)造柱。
b)相鄰洞口之間凈距過(guò)小。
(2)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)施工圖中很少有設(shè)備洞口定位,有時(shí)只是在《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說(shuō)明》統(tǒng)一注明墻體開(kāi)洞加強(qiáng)措施,從而導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)施工中墻體留洞帶有很大的隨機(jī)性.較大的消弱了墻體的側(cè)向剛度,大大降低了墻體側(cè)向承載力。對(duì)此提出建議如下:
a)較大洞口或洞口集中部位兩側(cè)設(shè)置構(gòu)造柱,構(gòu)造柱整層通高配置。并應(yīng)于相應(yīng)洞口(洞口上皮一致)上方設(shè)置現(xiàn)澆混凝土過(guò)梁,與兩側(cè)構(gòu)造柱整澆一起。
b)若洞口上皮不一致時(shí),除按條1 設(shè)置構(gòu)造柱外,洞口間凈距最小須保證各洞口過(guò)梁在墻體上支承長(zhǎng)度之和。
c)待設(shè)備箱體安裝完畢固定后,應(yīng)用細(xì)石混凝土添塞充實(shí)。其次,砌體結(jié)構(gòu)承重墻體砌筑過(guò)程中,各管線的預(yù)埋尤其注意。施工中往往由于疏忽大意,導(dǎo)致管線沒(méi)有預(yù)埋墻體之中,而只能在墻體上開(kāi)線槽,臥管線與槽中。這種做法實(shí)際上存在幾個(gè)缺陷:其一,墻體開(kāi)槽,削弱墻體強(qiáng)度。其二,線槽填充的混凝土與砌體材料的熱漲性能差異較大,將導(dǎo)致墻面開(kāi)裂。其三,墻體懸掛器件穿孔時(shí),易損壞管線,造成漏水,漏電。所以在施工時(shí)應(yīng)組織周密,勿漏項(xiàng),盡量避免這種費(fèi)力不討好的返工之做。
4、樓板配筋問(wèn)題
砌體住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,樓板鋼筋的用量占據(jù)上部結(jié)構(gòu)鋼筋用量的很大比例。而開(kāi)發(fā)商為了減少投資,控制造價(jià),一味控制建筑結(jié)構(gòu)用鋼量。甚至提出限制鋼筋用量的設(shè)計(jì)要求。有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員就從樓板配筋上下“功夫”, 不合理的縮減樓板配筋或者過(guò)分相信軟件計(jì)算數(shù)據(jù),沒(méi)有考慮工程經(jīng)驗(yàn)在內(nèi),從而造成鋼筋配置量偏小,構(gòu)造布置上不滿足要求,導(dǎo)致樓板開(kāi)裂或產(chǎn)生過(guò)大撓度變形,影響住宅的正常使用。造成這一現(xiàn)象的主要原因在于:結(jié)構(gòu)計(jì)算中的理論條件與現(xiàn)實(shí)工程實(shí)際的情況不相符。列舉實(shí)例如下:(1)樓板負(fù)筋位置的正確保證。理論設(shè)計(jì)原則是采用“大直徑,大間距”。實(shí)際配置中僅滿足設(shè)計(jì)配筋需要從而采用了直徑小的鋼筋。這樣一來(lái),施工人員的踩踏、現(xiàn)場(chǎng)澆注混凝土的砸壓造成負(fù)筋下移,結(jié)果是:a)樓板保護(hù)層過(guò)大,表層混凝土開(kāi)裂b)樓板支座截面處樓板計(jì)算高度變小,支座負(fù)筋配置量加大,導(dǎo)致配筋不足,引起支座裂縫。(2)衛(wèi)生間等開(kāi)有較多洞口的樓板沒(méi)有考慮洞口削弱的影響,設(shè)計(jì)過(guò)程中沒(méi)有人為的適當(dāng)增強(qiáng)。在多層砌體住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,衛(wèi)生間所轄板塊較小,建議樓板配筋采用雙層雙向全部拉通的布置方式。而對(duì)于放置浴缸、浴盆的衛(wèi)生間,其活荷載的取值應(yīng)加大。
我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家,經(jīng)濟(jì)發(fā)展還很不平衡,在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間里,多層砌體結(jié)構(gòu)房屋還會(huì)在中小城鎮(zhèn)、廣大農(nóng)村,尤其是廣大民居建筑中還將廣泛采用。因此,設(shè)計(jì)人員必須嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范和相應(yīng)的構(gòu)造要求,只有這樣才能有效消除設(shè)計(jì)質(zhì)量隱患,保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全。另外,還要深入開(kāi)展科學(xué)研究,充分挖掘技術(shù)潛力,努力克服材料弱點(diǎn),進(jìn)而提高多層砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能,為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。
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Abstract: Combining the author's years of work practice, the paper makes the comparison and analysis of the choice principle and types of high-rise steel structure floor slab for people's reference.
關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)住宅;樓板類型;綜合比較
Key words: steel structure housing; slab types; comprehensive comparison
中圖分類號(hào):TU39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)36-0068-01
0引言
鋼結(jié)構(gòu)住宅作為一種新型的住宅形式,是在最近20年間才開(kāi)始投入實(shí)際工程中使用的。雖然鋼結(jié)構(gòu)在保護(hù)環(huán)境、資源合理利用、推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展等方面具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì),但還存在很多限制其發(fā)展的因素,例如鋼結(jié)構(gòu)建筑材料價(jià)格高,加上缺乏行之有效的行業(yè)法規(guī),幾方面原因?qū)е落摻Y(jié)構(gòu)在普通民用建筑中難于推廣應(yīng)用。鑒于此,本文特以多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)為例,選取其樓板設(shè)計(jì)為分析對(duì)象,從選擇原則、類型及綜合對(duì)比等方面進(jìn)行了深入地比較與分析,望對(duì)鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用于普通民用住宅中起到推進(jìn)作用。
1多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅樓板的選擇原則
鋼結(jié)構(gòu)的基本元件是冷彎或熱軋的型鋼和鋼板,它的承載能力高,外部尺寸小,重量輕,由于框架這種形式,建筑內(nèi)部支撐少,空間布置的靈活性大。在設(shè)計(jì)中,針對(duì)結(jié)構(gòu)材料和類型特征,應(yīng)把握如下設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:
①設(shè)計(jì)中綜合考慮布置梁柱的位置,特別是柱的形式、排列和柱距,應(yīng)最大限度地滿足居住空間靈活性的要求。②選擇合理的樓蓋結(jié)構(gòu)跨度,既不要太大(導(dǎo)致板厚加大,自重增加),也不要太小(不經(jīng)濟(jì))。③選擇適當(dāng)?shù)奈恢貌贾媒Y(jié)構(gòu)支撐體系,以不妨礙建筑空間布局為宜,應(yīng)避免設(shè)在有門窗洞口或?qū)?lái)住戶有可能開(kāi)設(shè)門窗洞口的位置。④選擇適宜的鋼結(jié)構(gòu)類型,考慮人力、氣候、原材料、工期、造價(jià)等綜合因素的影響。⑤結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)盡量簡(jiǎn)化且尺寸精確,以免增加現(xiàn)場(chǎng)安裝的困難和導(dǎo)致廢料的產(chǎn)生。⑥選擇隔聲、防滲效果好的樓板體系,保障居住環(huán)境的舒適性。⑦充分考慮鋼構(gòu)件的防火性能以及因此而產(chǎn)生的費(fèi)用。
2多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅樓板的類型
2.1 全現(xiàn)澆樓板這種樓板與混凝土結(jié)構(gòu)建筑完全相同,樓板建造需支模,大量濕作業(yè),施工現(xiàn)場(chǎng)工作量大,混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)。而且因混凝土收縮、地基沉降、溫度等原因,樓板易開(kāi)裂,影響使用功能。但是成本低、防火性能較好、施工單位較熟悉,目前在鋼結(jié)構(gòu)住宅中仍有不少應(yīng)用。
2.2 半預(yù)制半現(xiàn)澆樓板①壓型鋼板-現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。通過(guò)栓釘將壓型鋼板固定在鋼梁上,作為永久性模板,同時(shí)考慮壓型鋼板參與部分樓板受力。現(xiàn)澆混凝土層整體性好,方便水、電等設(shè)備管線的敷設(shè)。由于壓型鋼板底部不平整,而且壓型鋼板外露防火性能較差,因而樓板下部需要做防火處理并加設(shè)吊頂,既增加造價(jià)又降低室內(nèi)空間凈高,國(guó)外一些生產(chǎn)企業(yè)對(duì)壓型鋼板進(jìn)行技術(shù)改造,生產(chǎn)推廣閉口型壓型鋼板作為鋼結(jié)構(gòu)樓層模板。該種鋼承板將板波口部縮小,板面與混凝土現(xiàn)澆層接觸面較多,而暴露在外的面積較小,因而可以不做板底防火處理,即能達(dá)到樓板防火要求。同時(shí)由于板底平整,無(wú)須吊頂,只要板底噴涂即可,保證室內(nèi)有效凈空。現(xiàn)澆混凝土若采用輕骨料混凝土,可以大大降低結(jié)構(gòu)樓板自重。②預(yù)制預(yù)應(yīng)力疊合現(xiàn)澆樓板。將工業(yè)化預(yù)制的預(yù)應(yīng)力混凝土薄板與鋼梁連接,上澆混凝土現(xiàn)澆層組成疊合板。這種疊合板同樣無(wú)須模板,施工方便,且省去了壓型鋼板,可降低造價(jià)。樓板厚度根據(jù)跨度大小經(jīng)計(jì)算確定。通常,預(yù)應(yīng)力混凝土薄板厚度為0~100mm,寬度國(guó)內(nèi)普遍采用900mm、1200mm兩種類型,長(zhǎng)度可達(dá)到6m。現(xiàn)澆混凝土板厚度為50~80mm,現(xiàn)澆層加強(qiáng)樓板整體剛度,防止預(yù)制板開(kāi)裂,并可以增加樓板的隔聲性能。③雙向輕鋼密肋組合樓蓋。由鋼筋或小型鋼焊接的單品析架正交成的平板網(wǎng)架,并在網(wǎng)格內(nèi)嵌入五面體無(wú)機(jī)玻璃鋼模殼而形成雙向輕鋼密肋組合樓蓋。施工時(shí)利用平板網(wǎng)架自身的強(qiáng)度、剛度,并配1~2點(diǎn)臨時(shí)支撐即可完成無(wú)模板澆注混凝土作業(yè)。鋼框架梁和輕鋼析架被現(xiàn)澆混凝土包裹形成雙向組合樓蓋,增加了樓板的剛度。無(wú)機(jī)玻璃鋼模殼高度約250mm,500~600mm見(jiàn)方,混凝土現(xiàn)澆層厚度為50~70mm,樓板總厚度較大(密肋模殼可供設(shè)備管線穿過(guò)),需要架設(shè)吊頂。④密排小桁架-現(xiàn)澆混凝土樓板。樓面次梁采用密排小析架替代,與現(xiàn)澆混凝土樓板組合作用,各類管線可從析架空腹穿過(guò),同密肋模殼樓板一樣,也需要設(shè)置吊頂。
2.3 全預(yù)制樓板①壓型鋼板干式組合樓板。以冷彎薄壁型鋼制成的大波紋壓型鋼板作為結(jié)構(gòu)樓板骨架,結(jié)構(gòu)鋼梁預(yù)制為下翼緣加強(qiáng)加寬型,壓型鋼板置于結(jié)構(gòu)鋼梁的下翼緣上,跨度可達(dá)6m,上部釘高密度水泥刨花板,下部加一層保溫隔聲材料,底部防火石膏板吊頂。樓板各部件工廠預(yù)制,現(xiàn)場(chǎng)施工組裝,構(gòu)件采用螺栓連接,施工全過(guò)程無(wú)水化。壓型鋼板厚度與鋼梁相同,樓板總厚度在200~400mm。總重量約為混凝土樓板的1/6。在歐洲各國(guó)使用較多,國(guó)內(nèi)只有引進(jìn)的小住宅采用。②預(yù)制加氣混凝土樓板。預(yù)制加氣混凝土樓板是以硅砂、水泥、石灰等為主要原料,內(nèi)配經(jīng)過(guò)防銹處理的加強(qiáng)鋼筋,經(jīng)過(guò)高溫、高壓、蒸氣養(yǎng)護(hù)而成的多氣孔混凝土板材。計(jì)算密度650kg/m3,是混凝土的1/4。具有質(zhì)輕耐火等特點(diǎn)。板材由工廠預(yù)制加工,可根據(jù)設(shè)計(jì)要求定制,也可批量定型化生產(chǎn)。板材容許最大荷載5.0kN/m2,最大長(zhǎng)度可達(dá)4m。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)已有生產(chǎn)廠家引進(jìn)日本等國(guó)家技術(shù)設(shè)備,大量生產(chǎn)制作并投入使用。
3多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅不同類型樓板的綜合比較
從大范圍可分為復(fù)合式和單板式。其中預(yù)制加氣混凝土樓板為單板式,壓型鋼板一現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板由于壓型鑰板在很大程度上作為模板使用,因此也可歸為單板類,其余均為復(fù)合式。從工廠裝配化程度、施工組織、隔聲防火效果、設(shè)備管線敷設(shè)、空間利用率(凈高)、造價(jià)幾方面列表分析中可以看出,不同類型各有優(yōu)缺點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);基本原則;設(shè)計(jì)方案
Abstract: with the rapid development of social economy, the traditional architectural construction can not meet the life need of people. In the construction industry in the development process, building structure design is not only related to the overall quality of construction projects, and the relationship between the life property safety of the people. And design personnel to fundamentally guarantee the quality of the construction of the building, the premise is to guarantee the construction projects in accordance with the relevant provisions of the structure design. In this, in this paper the basic principles of the structure design and rational design scheme, do the following discusses.
Keywords: building structure design; Basic principles; Design scheme
中圖分類號(hào):TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案,不僅關(guān)系著建筑工程的施工質(zhì)量,同時(shí)還關(guān)系著工程今后的投入使用,在工程建筑中有著極其重要的作用。在其設(shè)計(jì)的過(guò)程中,工程設(shè)計(jì)方案受多方面因素的影響,導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)法的落實(shí),在浪費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力時(shí),還阻礙了我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展。在此,本文從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則、合理設(shè)計(jì)以及抗震應(yīng)注意的問(wèn)題等三方面出發(fā),針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中存在的相關(guān)問(wèn)題,做以下簡(jiǎn)要分析:
一.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的根本目的在于確保建筑物在施工建設(shè)的過(guò)程中,在滿足人們生活需要的同時(shí),達(dá)到安全、穩(wěn)定的效果。由此就需要設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,能夠遵循以下基本原則:
(一)抓大放小
強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”等是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常重要的概念。雖然整個(gè)結(jié)構(gòu)體系是由各種構(gòu)件協(xié)調(diào)組成一體,但各個(gè)構(gòu)件擔(dān)任的角色不盡相同,按照其重要性也就有輕重之分;面對(duì)突如其來(lái)的破壞力量,要想最大限度的發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)、抵抗能力,就必須在原有的基礎(chǔ)上保住建筑物的核心部分,用局部的犧牲來(lái)保存整體的實(shí)力;且在使用的過(guò)程中,切不可平均用力,那樣很容易造成“玉石俱焚”的局面。由此可見(jiàn),在建筑結(jié)構(gòu)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)以減少建筑損失為主,盡可能的做到抓大放小。
(二)多道防線
設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,需要建立其完善的安全防范體系,確保災(zāi)害來(lái)臨時(shí),各個(gè)環(huán)節(jié)都能發(fā)揮出應(yīng)有的作用,在原有的基礎(chǔ)上形成一個(gè)整體,將災(zāi)害造成的損失降到最低。在建筑設(shè)計(jì)時(shí),若將所有的希望放在某一個(gè)單件上,則是非常危險(xiǎn)的。由此就需要設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,能夠本著安全、負(fù)責(zé)的態(tài)度,從建筑結(jié)構(gòu)的整體出發(fā),充分利用每一個(gè)建筑環(huán)節(jié),設(shè)計(jì)出多道防線,在確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全的同時(shí),還能使其在面對(duì)危險(xiǎn)災(zāi)害時(shí),形成統(tǒng)一的整體,為建筑工程筑起一層保障屏障。
(三)剛?cè)嵯酀?jì)
設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,剛?cè)嵯酀?jì)是最科學(xué)、最合理的設(shè)計(jì)體系。建筑結(jié)構(gòu)太剛則缺乏一定的變形能力,在面對(duì)強(qiáng)大的破壞力時(shí),所要承受的力也會(huì)很大,容易造成大面積坍塌或全部破壞。而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的太柔雖然能夠消除一定的破壞力,由于建筑缺乏一定的強(qiáng)度容易變形過(guò)大,很容易造成整個(gè)建筑物全體傾覆。由此就需要設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,能夠準(zhǔn)備把握工程的設(shè)計(jì)力度,確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。
(四)打通關(guān)節(jié)
建筑工程在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,任何一個(gè)小關(guān)節(jié)都會(huì)對(duì)工程的整體性造成影響。結(jié)合著我國(guó)多次災(zāi)害,不難看出,在建筑事故發(fā)生的過(guò)程中,多數(shù)工程是由節(jié)點(diǎn)開(kāi)始破壞的,要想避免這種事故的發(fā)生,最為理想的結(jié)構(gòu)體系是將建筑物設(shè)計(jì)為一個(gè)沒(méi)有節(jié)點(diǎn)的整體。這樣的結(jié)構(gòu)體系能夠最大限度的消減任何外力。在打通關(guān)節(jié)的過(guò)程中,既需要考慮工程的整體平衡狀況,又要避免工程出現(xiàn)不合理的幾種,由此可見(jiàn),要想大通關(guān)節(jié),就必須使建筑物長(zhǎng)期處于原始的靜止?fàn)顟B(tài)。
二.合理設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)人員能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì),不僅關(guān)系著工程施工的順利實(shí)施,同時(shí)還關(guān)系著工程的整體施工質(zhì)量,因而在工程設(shè)計(jì)中有著極其重要的作用。針對(duì)工程建筑結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì),主要包括以下幾個(gè)方面:
(一)結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)注意的問(wèn)題
在結(jié)構(gòu)計(jì)算的過(guò)程中,首先,在底框砌體結(jié)構(gòu)驗(yàn)算的過(guò)程中,底部剪力法儀適用于剛度比較均勻的多層結(jié)構(gòu)。對(duì)具有薄弱層的底層框架混合結(jié)構(gòu),應(yīng)考慮塑性變形集中的影響。底層框架混合結(jié)構(gòu)的剪力分配不能簡(jiǎn)單地按框架抗震墻的方法,因?yàn)榈卓蚣芙Y(jié)構(gòu)中只有底層框架抗震墻,應(yīng)采用雙保險(xiǎn)的方法。
其次,避免荷載計(jì)算錯(cuò)誤。在整個(gè)建筑荷載計(jì)算的過(guò)程中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合著建筑工程的實(shí)際用途及整體結(jié)構(gòu),科學(xué)的計(jì)算出建筑的荷載范圍。在確保建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時(shí),還能避免后天人為的破壞。由此可見(jiàn),在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)計(jì)算不僅關(guān)系著建筑工程的穩(wěn)定性與安全性,同時(shí)還關(guān)系著工程今后的投入使用。
(二)構(gòu)造應(yīng)注意的問(wèn)題
首先,在構(gòu)建配置上,設(shè)計(jì)人員應(yīng)將整個(gè)建筑的鋼筋配率范圍確定,尤其針對(duì)一些抗震設(shè)計(jì)中能夠延長(zhǎng)建筑穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu),以便在發(fā)生地震時(shí),將人員傷亡降到最低。其次,在鋼筋安裝上,要確保鋼筋安裝到制定位置,且在安裝前鋼筋的質(zhì)量得到有效保障。再次,在從根本上避免溫度應(yīng)力引起的墻體開(kāi)裂,需要建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,將通風(fēng)暖熱措施融入到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。最后,按抗震構(gòu)造要求設(shè)置的構(gòu)造柱,應(yīng)在整個(gè)建筑物高度內(nèi)上下對(duì)準(zhǔn)貫通,上至女兒墻壓頂,下至淺于500毫米基礎(chǔ)圈梁,或伸入室外地面以下500毫米,構(gòu)造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合要求。
三.抗震應(yīng)注意的問(wèn)題
在整個(gè)建筑設(shè)計(jì)中,其設(shè)計(jì)理念是否符合相關(guān)規(guī)定,不僅關(guān)系著建筑物的整體使用,同時(shí)還關(guān)系著人們的生命安全。在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,根據(jù)我國(guó)最新抗震要求與規(guī)定,在抗震等級(jí)較高的地區(qū),住宅設(shè)計(jì)無(wú)論是多層磚混或和框架剪力墻結(jié)構(gòu),都必須從抗震的角度,采用二階段設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防要求。為此,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須及早參與建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)。
(一)一般住宅
在一般多層砌體住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)優(yōu)先考慮橫墻或縱橫墻的承重能力,橫縱墻在分布上,應(yīng)遵循便宜、對(duì)稱的原則,且設(shè)計(jì)的過(guò)程中,上下層之間的橫縱墻應(yīng)保持一致。在樓梯間的設(shè)置上,應(yīng)盡量避開(kāi)房屋的盡端與轉(zhuǎn)角處,且盡量不誰(shuí)用無(wú)錨固的鋼筋栓。
(二)多層住宅
與一般住宅不同的是,多層住宅物理在鋼筋上還是抗震能力上,都要比一般住宅強(qiáng)的多,因而設(shè)計(jì)人員在多層住宅設(shè)計(jì)的過(guò)程中,首先,應(yīng)結(jié)合著多層住宅的使用性能,在抗震墻與框架設(shè)計(jì)的過(guò)程中,打破傳統(tǒng)的單向布置,改用雙向布置,以便增強(qiáng)各自的抗震能力。其次,在確保抗震墻及框剪體系獨(dú)立抗震性能的同時(shí),設(shè)計(jì)人員還需要結(jié)合著工程樓層之間的連接度,確保工程的整體性。最后,在結(jié)構(gòu)布置的過(guò)程中,盡量使用規(guī)則結(jié)構(gòu),而對(duì)于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程,可以設(shè)置防震縫,以此來(lái)減輕地震造成的威脅。
總結(jié):
綜上所述,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,不僅關(guān)系著建筑今后的投入使用,同時(shí)還關(guān)系著人們的日常生活及業(yè)主的人身權(quán)益。由此就需要設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,能夠結(jié)合著當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展水平及社會(huì)發(fā)展趨勢(shì),設(shè)計(jì)出符合經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的建筑設(shè)計(jì),在滿足人們?nèi)粘I钚枰耐瑫r(shí),還能推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì) 地基設(shè)計(jì)
1住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見(jiàn)的問(wèn)題
1.1結(jié)構(gòu)選型
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),不僅要求具有足夠的承載力,而且必須使結(jié)構(gòu)具有足夠抵抗側(cè)力的剛度,使結(jié)構(gòu)在水平力作用下所產(chǎn)生的側(cè)向位移限制在規(guī)定的范圍內(nèi).基于上述基本原理,工程綜合分析了結(jié)構(gòu)的適用,安全,抗震,經(jīng)濟(jì),施工方便等因素,選取了結(jié)構(gòu)方案.結(jié)構(gòu)為框架體系,由鋼筋混凝土框架承擔(dān)豎向力和側(cè)力。鋼筋混凝土框架剛度布置相對(duì)比較均勻,在滿足建筑功能情況下,盡量減少平面扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。
1.2部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,安全隱患比較多
如《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第7.1.8條(強(qiáng)制性條文)規(guī)定“底部框架-抗震墻結(jié)構(gòu),上部的砌體抗震墻與底部的框架梁或抗震墻應(yīng)對(duì)齊或基本對(duì)齊”。有些設(shè)計(jì)把底層設(shè)計(jì)成大空間,抗震墻很少,上部砌體抗震墻大部分與底部的框架梁或抗震墻不對(duì)齊,造成結(jié)構(gòu)體系不合理,傳力不明確;有些設(shè)計(jì)中抗震分類、場(chǎng)地類別選用錯(cuò)誤,導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。一些混凝土構(gòu)件,特別是懸挑構(gòu)件的最小配筋率達(dá)不到要求,有的相差一半,有的甚至一半都達(dá)不到,有些設(shè)計(jì)中荷載取值沒(méi)有按規(guī)范要求來(lái)確定,常見(jiàn)漏算錯(cuò)算現(xiàn)象,有些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與提供的計(jì)算書(shū)不一致,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于計(jì)算結(jié)果,設(shè)計(jì)常見(jiàn)嚴(yán)重安全隱患。
1.3設(shè)計(jì)深度達(dá)不夠
一些設(shè)計(jì)人員制作圖紙“偷工減料”,設(shè)計(jì)粗糙,過(guò)于簡(jiǎn)單,施工圖中應(yīng)有的系統(tǒng)圖、大樣圖、相關(guān)剖視圖漏缺;一些重要的、應(yīng)該用圖紙反映的內(nèi)容只標(biāo)注“見(jiàn)圖集”、“由設(shè)備廠家確定”等,施工圖設(shè)計(jì)表述不全,細(xì)部大樣不詳,不能反映工程的全貌;一些重要的設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)參數(shù)、工程類別、安全等級(jí)、耐火等級(jí)、防火消防處理等在設(shè)計(jì)總說(shuō)明中沒(méi)有標(biāo)明或交待不全。這些問(wèn)題的產(chǎn)生,有的是由于設(shè)計(jì)人員沒(méi)有對(duì)一般住宅尤其是多層住宅設(shè)計(jì)引起高度重視,盲目參照或套用其他的設(shè)計(jì)的結(jié)果;有的則是由于設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)方法缺乏理解;還有的是由于設(shè)計(jì)者的力學(xué)概念模糊,不能建立正確的計(jì)算模式,對(duì)結(jié)構(gòu)電算結(jié)果也缺乏判斷正確與否的經(jīng)驗(yàn)。
2住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念設(shè)計(jì)與地基設(shè)計(jì)
2.1必須及早介入建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)
住宅設(shè)計(jì)無(wú)論是多層磚混或框架剪力墻結(jié)構(gòu),都不同于以往的靜力設(shè)計(jì),必須從抗震的角度,采用二階段設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防要求。為此,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須及早介入建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì),方案設(shè)計(jì)階段應(yīng)正確把握建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì),對(duì)不同形式的住宅建筑掌握各自概念設(shè)計(jì)中容易疏忽的要點(diǎn)。
(1)對(duì)一般多層砌體住宅結(jié)構(gòu),應(yīng)按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》要求做到優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系:縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ,沿平面內(nèi)宜對(duì)齊,沿豎向應(yīng)上下連續(xù);樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處;不宜采用無(wú)錨固的鋼筋砼預(yù)制挑檐。
(2)對(duì)鋼筋混凝土多、高層結(jié)構(gòu)住宅,力求做到結(jié)構(gòu)布置盡量采用規(guī)則結(jié)構(gòu)。對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu),可以設(shè)置防震縫,把它分割成各自規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。結(jié)構(gòu)布置以少設(shè)縫為宜,一旦設(shè)縫,則應(yīng)使防震縫的設(shè)置與伸縮縫、沉降縫相統(tǒng)一;框架與抗震墻等抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置,以便各自承擔(dān)來(lái)自平行于該抗側(cè)力結(jié)構(gòu)平面方向的地震力;框剪體系的各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要形成空間共同工作狀態(tài),除了控制抗震墻之間樓、屋蓋的長(zhǎng)寬比及保證抗震墻本身的剛度外,還需采取措施,保證樓、屋蓋的整體性及其與抗震墻的可靠連接。
2.2加強(qiáng)住宅地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
為防止或減少由于地基沉降或不均勻沉降引起的構(gòu)件開(kāi)裂或破壞,可以從建筑措施、結(jié)構(gòu)措施、地基和基礎(chǔ)措施方面加以控制。 (1)對(duì)高層建筑來(lái)說(shuō),由于需要一定的埋置深度,從經(jīng)濟(jì)的角度考慮,基礎(chǔ)一般采用樁箱或樁筏結(jié)合的形式。此時(shí)應(yīng)保證箱體的整體剛度,群樁布置的形心應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)重心相吻合;當(dāng)土層有較大起伏時(shí),應(yīng)使用同一建筑結(jié)構(gòu)下的樁端位于同一土層中,并應(yīng)考慮可能產(chǎn)生的液化影響。
(2)對(duì)多層建筑而言,從經(jīng)濟(jì)的角度考慮,一般不愿意采用長(zhǎng)樁的方案。但對(duì)軟土層覆蓋層厚度較大的地區(qū),一般都需要經(jīng)過(guò)地基處理的方式來(lái)達(dá)到控制建筑物沉降的目的。常用的軟土地基處理方式類型較多,但在選擇地基處理方案前,必須認(rèn)真研究上部結(jié)構(gòu)和地基兩方面的特點(diǎn)及環(huán)境情況,并根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求,確定地基處理范圍和處理后要求達(dá)到的技術(shù)指標(biāo),以及各種處理方面的適用性。同時(shí)綜合考慮處理方案的成熟程度及施工單位的經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行多方案比較,最終選定安全實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理的處理方案。地基經(jīng)處理后,還必須滿足規(guī)范所規(guī)定的強(qiáng)度和變形要求。
3住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求
為避免出現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題,在住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)首先必須從結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造上滿足規(guī)范的相關(guān)要求。
3.1結(jié)構(gòu)計(jì)算注意的問(wèn)題
(1)免荷載計(jì)算的錯(cuò)誤。諸如漏算或少算荷載、活荷載折減不當(dāng)、建筑物用料與實(shí)際計(jì)算不符,基礎(chǔ)底板上多算或少算土重。
(2)底框砌體結(jié)構(gòu)驗(yàn)算。底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結(jié)構(gòu),對(duì)具有薄弱層的底層框架混合結(jié)構(gòu),應(yīng)考慮塑性變形集中的影響,通常對(duì)底層地震剪力乘以1.2~1.5的增大系數(shù);底層框架混合結(jié)構(gòu)的剪力分配不能簡(jiǎn)單地按框架抗震墻的方法。因?yàn)榈讓涌蚣芙Y(jié)構(gòu)中只有底層框架抗震墻,應(yīng)采用雙保險(xiǎn)的方法,抗震墻承擔(dān)全部剪力,框架按剛度比例承擔(dān)剪力。剛度計(jì)算時(shí),框架不折減,抗震墻折減到彈性剛度的20%~30%;應(yīng)考慮底層框架柱中地震作用產(chǎn)生傾覆力矩所引起的附加軸力。
(3)避免樓板計(jì)算中方法不正確。連續(xù)板計(jì)算不能簡(jiǎn)單地用單向板計(jì)算方法代替;雙向板查表計(jì)算時(shí),不能忽略材料泊松比的影響,否則由于跨中彎矩未進(jìn)行調(diào)整,將使計(jì)算值偏小。
(4)對(duì)電算結(jié)果的正確性作出有效評(píng)價(jià)。目前結(jié)構(gòu)計(jì)算大多采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算,如何對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、評(píng)價(jià),是一個(gè)非常重要的方面。因此必須根據(jù)工程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、判斷,根據(jù)其正確與否,決定能否作為施工圖設(shè)計(jì)的依據(jù)。
3.2構(gòu)造設(shè)計(jì)注意的問(wèn)題
(1)嚴(yán)格按照規(guī)范要求,保證鋼筋在各個(gè)部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長(zhǎng)度,材料選用也必須滿足強(qiáng)度要求。
(2)注意構(gòu)件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設(shè)計(jì)中既要保證建筑結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時(shí)具有一定的延性,又必須滿足最小配筋的要求。
(3)按抗震構(gòu)造要求設(shè)置的構(gòu)造柱,應(yīng)在整個(gè)建筑物高度內(nèi)上下對(duì)準(zhǔn)貫通,上至女兒墻壓頂,下至淺于500mm基礎(chǔ)圈梁,或伸入室外地面以下500mm的構(gòu)造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規(guī)范要求。
關(guān)鍵詞:多層住宅;住宅施工;建筑施工管理
在我國(guó),住宅建筑按其層數(shù)分為:低層、多層、和高層三類。我國(guó)在《民用建筑設(shè)計(jì)通則》(GB50352—2005)中明確規(guī)定:1~3層為低層住宅;4~6層為多層住宅;7~9層為中高層住宅;10層以上為高層住宅。在這里我們著重筆墨論述一下多層住宅的建筑施工管理問(wèn)題。
1. 多層住宅建筑的特點(diǎn)歸納
正如引言部分所說(shuō),多層住宅一般指4~6層高的住宅,借助公共樓梯解決垂直交通,是一種極具代表性的城市集合住宅。多層住宅在我國(guó)目前新建或正在建造的城鎮(zhèn)住宅中占90%以上。多層的優(yōu)點(diǎn)在于:第一、它比低層住宅在占地上要節(jié)省,同時(shí)又比高層住宅建設(shè)工期短,一般開(kāi)工一年內(nèi)即可竣工;第二、公攤面積少,無(wú)需像高層住宅需要增加公共走道、電梯、高壓水泵等方面的投資,物業(yè)費(fèi)也較低,整體的性能價(jià)格比高;第三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成熟、通常采用磚混結(jié)構(gòu),建材可就地生產(chǎn),可大量工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。因此,多層住宅造價(jià)較低,價(jià)格適中,易于被普通消費(fèi)者接受。
2. 多層住宅建筑結(jié)構(gòu)體系分析
多層住宅建筑的結(jié)構(gòu)體系主要包括以下三大類:第一、混凝土空心砌塊多層建筑體系,但其主要問(wèn)題在于雨水容易從砂漿縫隙滲入,如果雙面抹灰,又大大增加抹灰量;并且在光潔的砌塊上抹灰難度很大,易空鼓、開(kāi)裂;第二、框架輕板結(jié)構(gòu)體系,結(jié)構(gòu)多為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),內(nèi)外墻均為非承重墻。可用陶粒空心砌塊、加氣混凝土砌塊或其它非粘土砌塊以及陶粒混凝土輕質(zhì)兩面光條板、3E板等做內(nèi)外墻;第三、鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系,內(nèi)外墻全部采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻,目前已開(kāi)發(fā)出多種配套的外墻保溫體系。這類結(jié)構(gòu)體系,亦可以把外墻做成預(yù)制墻板在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制生產(chǎn)后就地安裝。
3. 多層住宅建筑施工管理的特殊性總結(jié)
3.1局部質(zhì)量問(wèn)題等同于全部質(zhì)量問(wèn)題
因?yàn)槎鄬幼≌こ躺婕暗奖姸嘧舻膫€(gè)人利益,業(yè)主及住戶都很重視,對(duì)工程質(zhì)量要求比較嚴(yán)格。在施工中,即使工程質(zhì)量控制得很好,若在一處出現(xiàn)小小失誤,對(duì)住戶來(lái)說(shuō),就是全部的問(wèn)題。這就要求后期管理要過(guò)細(xì)、過(guò)硬。
3.2各工種相互制約問(wèn)題
一個(gè)環(huán)節(jié)考慮不周就會(huì)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)影響另一個(gè)環(huán)節(jié),或更多的環(huán)節(jié),產(chǎn)生難以控制的負(fù)面效應(yīng)。如工序先后問(wèn)題處理不當(dāng),就會(huì)影響成品保護(hù),甚至給整個(gè)工程質(zhì)量帶來(lái)隱患。
3.3 施工面過(guò)于分散
因?yàn)槎鄬幼≌瑯菈w比較多,房間多,施工洞堵住以后,同一樓層不相通,往往造成對(duì)某處施工管理不到位,出現(xiàn)問(wèn)
題。
4. 如何做好多層住宅建筑的管理
4.1 做好施工預(yù)案的重要性
要針對(duì)整個(gè)工程的特點(diǎn)編制有針對(duì)性的施工方案。其中應(yīng)包括:關(guān)鍵部位的施工方法,工序的安排,不同工種的插入時(shí)間,對(duì)易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題提出預(yù)控措施,制定出成品保護(hù)措施等。工程管理中,要抓住關(guān)鍵問(wèn)題,使管理處于“受控”狀況,才可能達(dá)到工期縮短,質(zhì)量提高,經(jīng)濟(jì)效益增長(zhǎng)的效果。
4.2 嚴(yán)格控制多層住宅工程的變更
工程變更和設(shè)計(jì)變更的造價(jià)占整個(gè)工程造價(jià)的比例有近10%,有時(shí)甚至更多.在施工過(guò)程中,各方面可能會(huì)提出各種各樣超出原設(shè)計(jì)圖紙的要求,或者由于設(shè)計(jì)考慮不周造成與實(shí)際情況不符合等,就會(huì)出現(xiàn)工程變更和設(shè)計(jì)變更,而這些變更必須會(huì)帶來(lái)工程造價(jià)的增加.也就可能出現(xiàn)工程造價(jià)難于控制好的局面.目前,導(dǎo)致絕大多數(shù)多層住宅工程造價(jià)突破控制的主要原因就在于此。
4.3 做好多層住宅施工工程監(jiān)理工作
工程監(jiān)理一個(gè)很重要的任務(wù)就是投資控制.即工程造價(jià)控制.其次,執(zhí)行工程監(jiān)理的監(jiān)理工程師都是工程技術(shù)專家.他們的經(jīng)驗(yàn)、閱歷比較豐富.在設(shè)計(jì)及施工監(jiān)理過(guò)程中能提出許多積極的降低工程造價(jià)的建議、尤其在施工階段關(guān)系到是否要設(shè)計(jì)變更和工程變更的決定時(shí),他們往往能根據(jù)自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)做出合理正確的選擇,這一點(diǎn)許多建設(shè)方代表因其經(jīng)驗(yàn)、閱歷及技術(shù)受各方面的條件制約而無(wú)法做到。再者,在施工過(guò)程中。甲、乙兩方因各自的立場(chǎng)、觀點(diǎn)不同,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些影響施工正常進(jìn)行的情況,監(jiān)理單位作為公正的第三方,在施工過(guò)程中協(xié)調(diào)雙方關(guān)系,確保工程施工正常進(jìn)行,這樣能為完成工程造價(jià)控制提供有利條件。
5. 多層住宅建筑施工的管理控制方法研究
5.1多層住宅建筑施工的質(zhì)量管理方法
要根據(jù)多層住宅建筑工程的質(zhì)量目標(biāo),制定相應(yīng)的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),而且要使企業(yè)質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)高于國(guó)家驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)。采購(gòu)的材料要符合國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)(含環(huán)保標(biāo)準(zhǔn))和設(shè)計(jì)要求,嚴(yán)格執(zhí)行材料驗(yàn)收制度。確保主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量。主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量關(guān)系到整體工程質(zhì)量和安全,關(guān)系到每個(gè)職工生命安全,因此,必須確保主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量。重視裝飾質(zhì)量。在施工裝飾階段,一定要克服質(zhì)量通病,搞好細(xì)部處理,在裝飾水準(zhǔn)上要高人一籌,要有創(chuàng)新和特色。抓好地下室、一層、頂層、屋面、衛(wèi)生間以及樓梯走道等關(guān)鍵部位施工。同時(shí),要積極推廣應(yīng)用新技術(shù)新材料。隨著科技進(jìn)步,新材料、新技術(shù)不斷涌現(xiàn),施工企業(yè)要及時(shí)掌握這些信息、積極應(yīng)用到工程中來(lái)。
5.2 多層住宅建筑施工的成本管理方法
多層住宅建筑的成本控制就是在項(xiàng)目成本的形成過(guò)程中,對(duì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)所消耗的人力資源、物質(zhì)資源和費(fèi)用開(kāi)支進(jìn)行指導(dǎo)、監(jiān)督、調(diào)節(jié)和限制,把各項(xiàng)生產(chǎn)費(fèi)用控制在計(jì)劃成本范圍之內(nèi),保證成本目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。項(xiàng)目經(jīng)理是項(xiàng)目成本控制第一責(zé)任人,應(yīng)及時(shí)掌握和分析盈虧狀況,并迅速采取有效措施。
5.3 多層住宅建筑施工的安全管理方法
要訂立安全責(zé)任書(shū),發(fā)生安全事故,各級(jí)責(zé)任人和班組都要承擔(dān)一定經(jīng)濟(jì)責(zé)任。確保安全設(shè)施投資到位。安全設(shè)施投入不能省,特別是企業(yè)改制以后,安全設(shè)施投入更不能省,一旦發(fā)生安全事故,造成的損失要比你安全投入的費(fèi)用大得多,而且,造成的影響很大。
最后,在現(xiàn)有多層住宅建筑施工管理水平的基礎(chǔ)上,應(yīng)針對(duì)影響工程質(zhì)量品質(zhì)的一些關(guān)鍵問(wèn)題,從技術(shù)、人事制度上建立更有效的、更加科學(xué)的管理體制,明確每一個(gè)施工人員的目標(biāo)責(zé)任,從而達(dá)到進(jìn)一步提高管理水平的目的。
參考文獻(xiàn)
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[2]李惠強(qiáng).基于成本分析的多層建筑施工方案評(píng)價(jià)[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào),2006.
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);技術(shù)要點(diǎn);原則;注意事項(xiàng)
1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則
建筑結(jié)構(gòu)的主要功能是在保證建筑工程安全和穩(wěn)定的前提下,能夠滿足人們的生活需要,保證建筑工程施工的順利。所以,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有以下幾個(gè)基本原則:
1.1抓大放小
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常重要的概念就是“強(qiáng)柱弱梁”和“強(qiáng)剪弱彎”。建筑結(jié)構(gòu)是由多個(gè)分散的結(jié)構(gòu)組成在一起,各個(gè)結(jié)構(gòu)的功能不同,在建筑結(jié)構(gòu)整體中的重要性也有所不同。而在眾多結(jié)構(gòu)中,承擔(dān)建筑主體的安全和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)是最重要的部分,一些承擔(dān)建筑功能的結(jié)構(gòu)如果和承擔(dān)建筑主體安全的結(jié)構(gòu)發(fā)生沖突的時(shí)候,就需要適當(dāng)?shù)纳釛墶R虼耍O(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候,首選要遵循的原則就是抓大放小。
1.2多道防線
建筑安全是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作中首先要考慮的問(wèn)題,因此建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中要有安全防治的體系,如果發(fā)生突況,建筑結(jié)構(gòu)中的各個(gè)環(huán)節(jié)都能夠作出反應(yīng),地域破壞力,減少建筑工程的損失。建筑工程的安全性無(wú)法依靠建筑結(jié)構(gòu)中的摸一個(gè)單位實(shí)現(xiàn),需要建筑的整體結(jié)構(gòu)作為基本的安全保障,每個(gè)環(huán)節(jié)都需要參與其中,設(shè)計(jì)人員也要在設(shè)計(jì)中對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的安全進(jìn)行考慮和設(shè)計(jì),設(shè)置多道防線,保證建筑工程的安全和穩(wěn)定。
1.3剛?cè)嵯酀?jì)
剛?cè)嵯酀?jì)是設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最科學(xué)合理的設(shè)計(jì)體系和原則,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如果過(guò)于最求剛硬和強(qiáng)度,在面臨巨大外力作用是,建筑結(jié)構(gòu)的變形能力就會(huì)喪失,一旦建筑工程主體出現(xiàn)擺動(dòng)就會(huì)發(fā)生主體斷裂的嚴(yán)重后果。相反,如果建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)度的追求柔和軟,雖然在面對(duì)外力使有一定的抵消能力,但是這也會(huì)使建筑結(jié)構(gòu)的變形和擺動(dòng)幅度過(guò)大,嚴(yán)重的會(huì)造成建筑主體的傾覆倒塌。因此,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要綜合考慮,找到剛?cè)峤Y(jié)合的關(guān)鍵點(diǎn),對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)度合理的把握,使建筑結(jié)構(gòu)的合理性提高。
1.4打通關(guān)節(jié)
建筑結(jié)構(gòu)主體較為復(fù)雜,各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)影響到主體結(jié)構(gòu)的平衡和穩(wěn)定,尤其是各環(huán)節(jié)之間的節(jié)點(diǎn),需要重點(diǎn)關(guān)注。很多建筑工程的安全事故,引發(fā)原因都是節(jié)點(diǎn)首先遭到破壞。所以,理想的結(jié)構(gòu)體系使建筑結(jié)構(gòu)中不存在節(jié)點(diǎn),也就是完美的建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。通過(guò)打通關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)沒(méi)有節(jié)點(diǎn)的建筑結(jié)構(gòu)會(huì)使建筑工程成為一個(gè)完整的整體,可以最大化的抵御外部破壞力,使建筑工程能夠長(zhǎng)久的保持原始靜止?fàn)顟B(tài)。
2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)
2.1繪制結(jié)構(gòu)平面圖
在進(jìn)行結(jié)構(gòu)平面圖的繪制過(guò)程中,必須要進(jìn)行有關(guān)的抗震設(shè)計(jì)。現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)平面圖一般都是通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行,不過(guò)對(duì)于這部分設(shè)計(jì)建筑設(shè)計(jì)師可以不借助軟件直接進(jìn)行設(shè)計(jì)。雖然理論上通過(guò)軟件的建模設(shè)計(jì)效果優(yōu)于直接設(shè)計(jì),但是很多時(shí)候會(huì)出現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)的受壓以及局部受壓設(shè)計(jì)問(wèn)題。建筑師可以對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地的勘察,適當(dāng)?shù)慕柚?jì)算機(jī)計(jì)算房屋結(jié)構(gòu)的荷載,使建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中的受力情況更加準(zhǔn)確。
2.2坡面屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)
對(duì)于建筑工程的坡面屋頂設(shè)計(jì)需要根據(jù)建筑工程的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì),通常處理方式有兩種:首先是折板方式,對(duì)于房屋跨度較小的建筑工程較為適用。其次梁板方式,這種設(shè)計(jì)方式適用于房屋平面不規(guī)則和房屋板跨度較大的建筑工程。再具體設(shè)計(jì)中,房屋梁板折角處的鋼筋的布置需要在設(shè)計(jì)圖紙中體現(xiàn),這就要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師具有一定的空間概念,同時(shí)能夠正確理解建筑圖紙和示意圖。
2.3樓梯以及基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)
樓梯跨度的控制是設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行樓梯梯板設(shè)計(jì)中首先要考慮的因素,樓梯的位置要和上下樓層統(tǒng)一,同時(shí)梯梁的高度也要符合房屋的設(shè)計(jì)要求,否則就會(huì)導(dǎo)致建筑工程在施工中遇到麻煩,從而影響建筑工程的整體質(zhì)量。除此之外,房屋基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn),無(wú)論是混凝土標(biāo)號(hào)的選擇還是基礎(chǔ)中鋼筋的配比都要進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì),而且還要準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)構(gòu)造柱的位置,這些也是保證建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)質(zhì)量的前提。
2.4多層住宅的設(shè)計(jì)
在進(jìn)行多層住宅的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)模和具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì),如果是一般的多層住宅建筑結(jié)構(gòu),在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處盡量不要設(shè)計(jì)樓梯間,而且要均勻?qū)ΨQ的進(jìn)行縱橫墻的布置設(shè)計(jì)等。如果建筑工程為高層住宅結(jié)構(gòu),就需要考慮其抗震性,使建筑中各結(jié)構(gòu)能夠承擔(dān)來(lái)自平行于該抗側(cè)力結(jié)構(gòu)平面方向的外來(lái)力,同時(shí)要保證框架與抗震墻等抗側(cè)力符合要求。刻意合理的對(duì)屋蓋的長(zhǎng)寬比進(jìn)行控制,使抗震墻的抗震能力提高,同時(shí)還可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)設(shè)計(jì),保證樓、屋蓋的整體安全及其與抗震墻的可靠性連接。
3.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題
3.1建筑地下室外墻設(shè)計(jì)上應(yīng)注意的問(wèn)題
建筑地下室外墻的設(shè)計(jì)主要是對(duì)混凝土配比和厚度的設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到建筑工程的當(dāng)?shù)丨h(huán)境和地下水的實(shí)際情況,設(shè)計(jì)的地下室外墻的抗震等級(jí)必須要符合要求。需要注意的是,設(shè)計(jì)時(shí)在進(jìn)行地下室外墻設(shè)計(jì)過(guò)程中,要確定混凝土的等級(jí)以及高層建筑地下室外墻厚度的條件等。而且,除了抗震性,地下室設(shè)計(jì)中的一個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題就是防水問(wèn)題,所以地下室外墻的抗?jié)B等級(jí)也是設(shè)計(jì)中需要注意的。地下室外墻的水平荷載力決定了其鋼筋配比,而水平荷載包括了很多的因素,例如地基土的側(cè)向壓力、地下水的壓力等,由此可見(jiàn),建筑地下室外墻的設(shè)計(jì)需要考慮很多的因素,需要注意的問(wèn)題也并不簡(jiǎn)單,這就要求設(shè)計(jì)時(shí)在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)要對(duì)這些問(wèn)題全面考慮,不能避重就輕。
3.2高層建筑基礎(chǔ)的選擇要注意的問(wèn)題
高層建筑的基礎(chǔ)對(duì)于建筑整體的穩(wěn)定性有著直接的影響,所以在進(jìn)行高層建筑基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)中要使建筑地基能夠滿足高層建筑的整體性和變形性的要求。而且高層建筑還存在的一個(gè)普遍問(wèn)題就是沉降問(wèn)題,因此,高層建筑的地基設(shè)計(jì)要需要具備對(duì)高層建筑的地下沉降的調(diào)節(jié)能力。通常情況下,如果建筑工程的基地面積和地下室柱距較大,地基的設(shè)計(jì)需要采用平板式設(shè)計(jì),如果地下水位較大,高層建筑的基礎(chǔ)盡量不要采用梁板式,而如果建筑的正截面承載力較大,就可以采用筏形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。總之,對(duì)于高層建筑基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)需要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的功能和規(guī)模進(jìn)行,保證建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的合理性。
3.3基礎(chǔ)底板設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題
在建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)底板的設(shè)計(jì)中,需要注意基礎(chǔ)沉降問(wèn)題,而且要在最大程度的節(jié)約材料前提下,使鋼筋能夠均勻的在基礎(chǔ)底板上鋪設(shè),而且要避免鋼筋出現(xiàn)重接的問(wèn)題。在設(shè)計(jì)前,設(shè)計(jì)工程師要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察,對(duì)基礎(chǔ)資料進(jìn)行詳盡的收集,這樣才能夠保證其設(shè)計(jì)準(zhǔn)確合理。在基坑方面,要根據(jù)基坑的面積進(jìn)行基礎(chǔ)底板設(shè)計(jì),如果基坑較小時(shí),就要特別注意基坑土對(duì)于基地的約束,盡量不要出現(xiàn)反彈的情況。因此,在基坑開(kāi)挖完成后,要做好安全防護(hù)措施,從而保證基礎(chǔ)底板設(shè)計(jì)的合理性和施工的順利。
4.結(jié)語(yǔ)
綜上所述,建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)于建筑工程整體質(zhì)量和使用功能有很大的影響,而且建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受到了很多客觀因素的影響,這就要是設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過(guò)程種要認(rèn)識(shí)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于建筑工程整體的重要性,重視細(xì)節(jié)設(shè)計(jì),對(duì)需要注意的問(wèn)題全面考慮,保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:多層建筑;結(jié)構(gòu);穩(wěn)定性
中圖分類號(hào):TB482.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
保證居民的住房安全是一項(xiàng)重要的民生問(wèn)題,近年來(lái)也得到了政府和國(guó)家的高度重視。隨著改革開(kāi)放和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展,我國(guó)的住房條件有了極大的改善。磚混結(jié)構(gòu)的多層建筑目前仍是我國(guó)應(yīng)用最廣泛的一種建筑形式,這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)在于其工期短且造價(jià)低廉,但是其在穩(wěn)定性上卻令人堪憂。
磚混結(jié)構(gòu)的多層建筑在節(jié)省成本的同時(shí),也存在著許多安全隱患,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性相對(duì)較弱。因?yàn)榇u混結(jié)構(gòu)房屋的材料和不同組件之間的連接非常脆弱,砌體結(jié)構(gòu)的抗震能力非常有限。因此,在進(jìn)行工程建設(shè)時(shí),有必要改善砌體結(jié)構(gòu)的延展性,提高房屋的抗震能力。
1、多層建筑結(jié)構(gòu)的概述
想要了解多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容,首先對(duì)于多層建筑要有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)。多層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中較為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì),也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中較為重要的一種形式。在設(shè)計(jì)時(shí),如何處理各種不同的問(wèn)題值得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員不斷探討和研究。實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范作科學(xué)合理的設(shè)計(jì),筆者就多層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)常遇到的問(wèn)題進(jìn)行分析并探討具體解決措施。
目前我們所居住的房屋,按照其高度的不同基本上可以分為以下四種類型:低層(1~3層)、多層(4~6層)、中高層(7~9層)、高層(l0層以上)四類。
改革開(kāi)放以前,因?yàn)榻?jīng)濟(jì)條件的限制,我們居住的房屋大都是低層建筑。從80年代開(kāi)始至今,是我國(guó)多層房屋建筑在設(shè)計(jì)使用及施工建筑等各方面得到迅速發(fā)展的階段,各中等城市以及廣大農(nóng)村都普遍興起建造以框架結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)、加筋砌體等多層建筑。
按照我們正常的歸類,通常我們所說(shuō)的多層建筑為4~6層高的住宅。借助公共樓梯解決垂直交通,其優(yōu)點(diǎn)在于:
①多層建筑比低層住宅占地少,比高層住宅建設(shè)工期短,一般開(kāi)工一年內(nèi)即可竣工;
②多層建筑想對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)公攤面積少,無(wú)需像高層住宅需要增加公共走道、電梯、高壓水泵等方面的投資,物業(yè)費(fèi)也較低,整體的性能價(jià)格比高;
③多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成熟,建材可就地大量工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化地生產(chǎn)。因此,多層住宅造價(jià)較低,售價(jià)適中,易于被普通消費(fèi)者接受。
2、設(shè)計(jì)失誤對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響
2.1.多層建筑的基礎(chǔ)
為什么多層建筑頻頻在地震中發(fā)生慘劇,這與多層建筑開(kāi)發(fā)施工的不規(guī)范性有很大的關(guān)系。多層房屋建筑無(wú)地質(zhì)詳勘報(bào)告,僅僅依據(jù)建設(shè)單位口頭或籠統(tǒng)參照附近建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料就進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì);采用換土墊層進(jìn)行軟弱地基處理,不進(jìn)行換土墊層設(shè)計(jì),只憑經(jīng)驗(yàn)處置,沒(méi)有進(jìn)行墊層寬度和厚度計(jì)算,既不安全,又不經(jīng)濟(jì)。
2.2.多層建筑的磚混結(jié)構(gòu)房屋中構(gòu)造柱兼作承重柱用
大多數(shù)的多層建筑都采用磚混結(jié)構(gòu),而磚混結(jié)構(gòu)的房屋中的構(gòu)造柱有著自己的獨(dú)特之處。在磚混結(jié)構(gòu)中,構(gòu)造柱不但能夠提高墻體的坑剪能力,而且構(gòu)造柱與圈梁聯(lián)結(jié)在一起,形成對(duì)砌體的約束,這對(duì)于限制墻體裂縫的開(kāi)展,維持豎向承載力,提高結(jié)構(gòu)的抗震性能有著重要的作用。
但是為什么在實(shí)際情況中,這些構(gòu)造柱并沒(méi)有發(fā)揮其抗震的效果呢?研究表明,在當(dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,構(gòu)造柱經(jīng)常被作為承重柱使用,這種做法使得構(gòu)造柱提前受力,柱底基礎(chǔ)的抗沖切、抗彎曲及局部承壓強(qiáng)度必然不能滿足要求,降低了構(gòu)造柱的拉結(jié)和約束作用,一旦遭遇地震,構(gòu)造柱位置因應(yīng)力集中首先破壞。
2.3.多層建筑在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,只注意橫向框架而忽視縱向框架
多層建筑的構(gòu)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,也是影響房屋穩(wěn)定性的重要原因。現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求水平地震作用應(yīng)按兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算,縱向框架與橫向框架同等重要。一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者對(duì)于非抗震設(shè)計(jì),沒(méi)有考慮地震的縱向作用,在實(shí)際設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)梁的支座負(fù)筋,跨中縱筋及箍筋的配筋置均不足的現(xiàn)象。
2.4.多層建筑的懸挑梁的梁高選用過(guò)小
多層建筑的懸挑梁選用的不合理,也會(huì)破壞房屋的穩(wěn)定性的影響因素之一。設(shè)計(jì)者往往只注意了對(duì)梁的強(qiáng)度和傾覆進(jìn)行驗(yàn)算,而忽略了對(duì)梁撓度的驗(yàn)算。梁高選用過(guò)小,引起梁截面的受壓區(qū)應(yīng)力過(guò)高,梁的延性減小,在豎向地震作用下易發(fā)生脆性破壞,失去承載力。
2.5.多層建筑的連續(xù)梁按單梁進(jìn)行設(shè)計(jì)
邊梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同樣是影響多層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要因素。這種情況多發(fā)在陽(yáng)臺(tái)邊梁的設(shè)計(jì)中。由于邊梁上的荷重一般較小,沒(méi)有引起設(shè)計(jì)者的重視,為圖受力分析方便,設(shè)計(jì)者把實(shí)際應(yīng)為連續(xù)梁的邊梁按簡(jiǎn)支梁進(jìn)行設(shè)計(jì),致使邊梁在支座處上部負(fù)筋配置量過(guò)少,加載后梁支座上部受拉區(qū)出現(xiàn)豎向裂縫,引起梁上的攔板出現(xiàn)豎向裂縫。
3、抗震設(shè)計(jì)對(duì)穩(wěn)定性的影響
3.1.抗震措施
多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理,其穩(wěn)定性是否靜的起考驗(yàn),在地震這樣的自然災(zāi)害面前,就會(huì)表現(xiàn)的一清二楚。因此,房屋機(jī)構(gòu)的抗震性一定不能忽略。當(dāng)前,在抗震設(shè)計(jì)中,從概念設(shè)計(jì)、抗震驗(yàn)算及構(gòu)造措施等三方面入手,在將抗震與消震(結(jié)構(gòu)延性)結(jié)合的基礎(chǔ)上,建立設(shè)計(jì)地震力與結(jié)構(gòu)延性要求相互影響的雙重設(shè)計(jì)指標(biāo)和方法,直至進(jìn)一步通過(guò)一些結(jié)構(gòu)措施(隔震措施,消能減震措施)來(lái)減震,即減小結(jié)構(gòu)上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經(jīng)濟(jì)的抗震性能是當(dāng)代抗震設(shè)計(jì)規(guī)范發(fā)展的方向。而且,強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎和強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件在提高結(jié)構(gòu)延性方面的作用己得到普遍的認(rèn)可。
3.2.我國(guó)多層建筑的抗震設(shè)計(jì)理念
在我國(guó),對(duì)于多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著明確的規(guī)范,必須按照抗震設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行施工。《建筑抗震規(guī)范》(GB50011-2010)對(duì)建筑的抗震設(shè)防提出“三水準(zhǔn)、兩階段”的要求。“三水準(zhǔn)”即“小震不壞,中震可修,大震不倒”。對(duì)建筑抗震的三個(gè)水準(zhǔn)設(shè)防要求,是通過(guò)“兩階段”設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
第一階段:第一步首先應(yīng)該采用與第一水準(zhǔn)烈度相應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù),先計(jì)算出結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng),與風(fēng)、重力荷載效應(yīng)組合,并引入承載力抗震調(diào)整系數(shù),進(jìn)行構(gòu)件截面設(shè)計(jì),從而滿足第一水準(zhǔn)的強(qiáng)度要求;第二步是采用同一地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算出結(jié)構(gòu)的層間位移角,使其不超過(guò)抗震規(guī)范所規(guī)定的限值;同時(shí)采用相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施,保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能,從而自動(dòng)滿足第二水準(zhǔn)的變形要求。
第二階段:前兩步完成之后,采用與第三水準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù),計(jì)算出結(jié)構(gòu)(特別是柔弱樓層和抗震薄弱環(huán)節(jié))的彈塑性層間位移角,使之小于抗震規(guī)范的限值,并采用必要的抗震構(gòu)造措施,從而滿足第三水準(zhǔn)的防倒塌要求。
居住是人類生活四大要素之一,人生的2/3時(shí)間在住宅及其周圍的環(huán)境中度過(guò)。據(jù)聯(lián)合國(guó)統(tǒng)計(jì),
4、總結(jié)
住房是關(guān)乎人們?nèi)粘I畹闹刂兄兀课輽C(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性不能得到良好的解決,就會(huì)讓人們陷入恐慌之中。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明,一個(gè)國(guó)家正常的住宅建設(shè)指標(biāo)為:每年住宅建設(shè)投資一般占基本建設(shè)總投資的30%~50%,約占國(guó)民生產(chǎn)總值(GNP)的5%,住宅的建設(shè)量占國(guó)家工程建設(shè)量的50%~60%,可見(jiàn)住宅建設(shè)在社會(huì)發(fā)展中的地位。而多層建筑這一居民住房的主力軍,其穩(wěn)定性更是應(yīng)該得到人們的重視。
本文以多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性為出發(fā)點(diǎn),主要針對(duì)當(dāng)前多層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性中一些常見(jiàn)卻又常被忽視的問(wèn)題進(jìn)行了剖析。指出了其錯(cuò)誤所在和將會(huì)造成的嚴(yán)重后果,并對(duì)于各項(xiàng)問(wèn)題,提出了具有針對(duì)性的解決方案。只有解決好多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性問(wèn)題,解決好居民住房的安全性問(wèn)題,才能給經(jīng)濟(jì)和民生的發(fā)展提供良好的保證。
參考文獻(xiàn)
[1] 王衛(wèi)東,王勇.淺議多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)[J].山西建筑,2005.
關(guān)鍵詞: 住宅建筑; 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
住宅建筑工程與人們的生活和生產(chǎn)密切相關(guān),建筑質(zhì)量的好壞很大程度上與設(shè)計(jì)質(zhì)量?jī)?yōu)劣有關(guān)。相對(duì)而言,住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作繁重而又責(zé)任重大,直接影響到建筑物的安全性、舒適性、耐久性和經(jīng)濟(jì)性。我國(guó)自2000年全面推行建設(shè)工程施工圖設(shè)計(jì)審查制度以來(lái),通過(guò)施工圖設(shè)計(jì)審查發(fā)現(xiàn)并糾正了不少違反《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》及其他一些違規(guī)設(shè)計(jì)問(wèn)題,對(duì)規(guī)范設(shè)計(jì)市場(chǎng)秩序,確保設(shè)計(jì)質(zhì)量,起到了積極作用。
1 住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題
1.1防火設(shè)計(jì)問(wèn)題比較突出
在實(shí)際建筑工程中,一些設(shè)計(jì)人員對(duì)防火規(guī)范、規(guī)定不熟悉,對(duì)建筑物分類有錯(cuò)誤,導(dǎo)致在設(shè)計(jì)中對(duì)防火標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行有誤,消防處理不當(dāng),存在許多安全隱患;一些重要場(chǎng)所的安全疏散出口、疏散門開(kāi)啟方向不正確,影響安全疏散;有些設(shè)計(jì)中的防火分區(qū)面積過(guò)大,防火間距過(guò)長(zhǎng),設(shè)計(jì)存在隨意性;有些消防設(shè)施設(shè)計(jì)不合理、不配套,建筑物一旦失火,消防設(shè)施將不能有效發(fā)揮作用。
1.2部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,安全隱患比較多
如《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中第7.1.8條(強(qiáng)制性條文)規(guī)定“底部框架-抗震墻結(jié)構(gòu),上部的砌體抗震墻與底部的框架梁或抗震墻應(yīng)對(duì)齊或基本對(duì)齊”。有些設(shè)計(jì)把底層設(shè)計(jì)成大空間,抗震墻很少,上部砌體抗震墻大部分與底部的框架梁或抗震墻不對(duì)齊,造成結(jié)構(gòu)體系不合理,傳力不明確;有些設(shè)計(jì)中抗震設(shè)防分類、場(chǎng)地類別選用錯(cuò)誤,導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。一些混凝土構(gòu)件,特別是懸挑構(gòu)件的最小配筋率達(dá)不到要求,有的相差一半,有的甚至一半都達(dá)不到;有些設(shè)計(jì)中荷載取值沒(méi)有按規(guī)范要求來(lái)確定,存在漏算錯(cuò)算現(xiàn)象;有些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與提供的計(jì)算書(shū)不一致,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于計(jì)算結(jié)果,設(shè)計(jì)存在嚴(yán)重安全隱患。
1.3設(shè)計(jì)深度達(dá)不到規(guī)定要求
一些設(shè)計(jì)人員制作圖紙“偷工減料”,設(shè)計(jì)粗糙,過(guò)于簡(jiǎn)單,施工圖中應(yīng)有的系統(tǒng)圖、大樣圖、相關(guān)剖視圖漏缺;一些重要的、應(yīng)該用圖紙反映的內(nèi)容只標(biāo)注“見(jiàn)圖集”、“由設(shè)備廠家確定”等,施工圖設(shè)計(jì)表述不全,細(xì)部大樣不詳,不能反映工程的全貌;一些重要的設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)參數(shù)、工程類別、安全等級(jí)、耐火等級(jí)等在設(shè)計(jì)總說(shuō)明中沒(méi)有標(biāo)明或交待不全。
這些問(wèn)題的產(chǎn)生,有的是由于設(shè)計(jì)人員沒(méi)有對(duì)一般住宅尤其是多層住宅設(shè)計(jì)引起高度重視,盲目參照或套用其他的設(shè)計(jì)結(jié)果;有的則是由于設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)方法缺乏理解;還有的是由于設(shè)計(jì)者的力學(xué)概念模糊,不能建立正確的計(jì)算模型,對(duì)結(jié)構(gòu)電算結(jié)果也缺乏判斷正確與否的經(jīng)驗(yàn)。
2 住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范要求
為避免出現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題,在住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)首先必須從結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造上滿足規(guī)范的相關(guān)要求。
2.1結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)注意的問(wèn)題
(1)避免荷載計(jì)算的錯(cuò)誤。諸如漏算或少算荷載、活荷載折減不當(dāng)、建筑物用料與實(shí)際計(jì)算不符,基礎(chǔ)底板上多算或少算土重。
(2)底框砌體結(jié)構(gòu)驗(yàn)算。底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結(jié)構(gòu),對(duì)具有薄弱層的底部框架混合結(jié)構(gòu),應(yīng)考慮塑性變形集中的影響,通常對(duì)底層地震剪力乘以1.2~1.5的增大系數(shù);底部框架混合結(jié)構(gòu)的剪力分配不能簡(jiǎn)單地按框架抗震墻的方法。因?yàn)榈撞靠蚣芙Y(jié)構(gòu)中只有底層框架抗震墻,應(yīng)采用雙保險(xiǎn)的方法,抗震墻承擔(dān)全部剪力,框架按剛度比例承擔(dān)剪力。剛度計(jì)算時(shí),框架不折減,抗震墻折減到彈性剛度的20~30%;應(yīng)考慮底層框架柱中地震作用產(chǎn)生傾覆力矩所引起的附加軸力。
(3)避免樓板計(jì)算中方法不正確。連續(xù)板計(jì)算不能簡(jiǎn)單地用單向板計(jì)算方法代替;雙向板查表計(jì)算時(shí),不能忽略材料泊松比的影響,否則由于跨中彎矩未進(jìn)行調(diào)整,將使計(jì)算值偏小。
(4)對(duì)電算結(jié)果的正確性作出有效評(píng)價(jià)。目前結(jié)構(gòu)計(jì)算大多采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算,如何對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、評(píng)價(jià),是一個(gè)非常重要的方面。因此必須根據(jù)工程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、判斷,根據(jù)其正確與否,決定能否作為施工圖設(shè)計(jì)的依據(jù)。
2.2構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題
(1)注意構(gòu)件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設(shè)計(jì)中既要保證建筑結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時(shí)具有一定的延性,又必須滿足最小配筋的要求。
(2)嚴(yán)格按照規(guī)范要求,保證鋼筋在各個(gè)部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長(zhǎng)度,材料選用也必須滿足強(qiáng)度要求。
(3)為了防止屋面溫度應(yīng)力引起的墻體開(kāi)裂,必須采取有效的通風(fēng)隔熱措施。
(4)按抗震構(gòu)造要求設(shè)置的構(gòu)造柱,應(yīng)在整個(gè)建筑物高度內(nèi)上下對(duì)準(zhǔn)貫通,上至女兒墻壓頂,下至淺于500 mm基礎(chǔ)圈梁,或伸入室外地面以下500 mm的構(gòu)造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規(guī)范要求。
3 住宅建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)
住宅設(shè)計(jì)無(wú)論是多層磚混或框架剪力墻結(jié)構(gòu),都不同于以往的靜力設(shè)計(jì),必須從抗震的角度,采用二階段設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防要求。為此,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須及早介入建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì),否則將會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理,給以后的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)難度。住宅結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)是指一些在計(jì)算中或在規(guī)范中難以作出具體規(guī)定的問(wèn)題,必須由工程師運(yùn)用“概念”進(jìn)行分析,作出判斷,以便采取相應(yīng)的措施。例如結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理的概念、力學(xué)概念以及由震害試驗(yàn)現(xiàn)象等總結(jié)提供的各種宏觀和具體的經(jīng)驗(yàn)等。這些概念及經(jīng)驗(yàn)貫穿在方案確定及結(jié)構(gòu)布置過(guò)程中,也體現(xiàn)在計(jì)算簡(jiǎn)圖或計(jì)算結(jié)果的處理中。住宅結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中起著舉足輕重的作用,一幢建筑物的設(shè)計(jì),如果沒(méi)有事先經(jīng)過(guò)全盤(pán)正確的概念設(shè)計(jì),以后的計(jì)算模式再準(zhǔn)確、計(jì)算再精確、配筋再合理,也不可能是一個(gè)經(jīng)濟(jì)、合理的優(yōu)秀設(shè)計(jì)工程。因此在建筑物的方案設(shè)計(jì)階段應(yīng)正確把握建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì),對(duì)不同形式的住宅建筑掌握各自概念設(shè)計(jì)中容易疏忽的要點(diǎn)。
(1)對(duì)一般多層砌體住宅結(jié)構(gòu),應(yīng)按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》要求做到優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系:縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ,沿平面內(nèi)宜對(duì)齊,沿豎向應(yīng)上下連續(xù);樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處;不宜采用無(wú)錨固的鋼筋砼預(yù)制挑檐。
(2)對(duì)鋼筋砼多、高層結(jié)構(gòu)住宅,力求做到結(jié)構(gòu)布置盡量采用規(guī)則結(jié)構(gòu)。對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu),可以設(shè)置防震縫,把它分割成各自規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。結(jié)構(gòu)布置以少設(shè)縫為宜,一旦設(shè)縫,則應(yīng)使防震縫的設(shè)置與伸縮縫、沉降縫相統(tǒng)一;框架與抗震墻等抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置,以便各自承擔(dān)來(lái)自平行于該抗側(cè)力結(jié)構(gòu)平面方向的地震力;框剪體系的各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要形成空間共同工作狀態(tài),除了控制抗震墻之間樓、屋蓋的長(zhǎng)寬比及保證抗震墻本身的剛度外,還需采取措施,保證樓、屋蓋的整體性及其與抗震墻的可靠連接。
4 住宅建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
為防止或減少由于地基沉降或不均勻沉降引起的構(gòu)件開(kāi)裂或破壞,可以從建筑措施、結(jié)構(gòu)措施、地基和基礎(chǔ)措施方面加以控制。諸如:避免采用建筑平面形狀復(fù)雜、陰角多的平面布置;避免立面體形變化過(guò)大;將體形復(fù)雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個(gè)單元;加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的剛度;同一建筑物盡量采用同一類型基礎(chǔ)并埋置于同一土層中等一系列措施。基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)分別就高層建筑與多層建筑考慮不同的設(shè)計(jì)。
(1)對(duì)高層建筑來(lái)說(shuō),由于需要一定的埋置深度,從經(jīng)濟(jì)的角度考慮,基礎(chǔ)一般采用樁箱或樁筏結(jié)合的形式。此時(shí)應(yīng)保證箱體的整體剛度,群樁布置的形心應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)重心相吻合;當(dāng)土層有較大起伏時(shí),應(yīng)使用同一建筑結(jié)構(gòu)下的樁端位于同一土層中,并應(yīng)考慮可能產(chǎn)生的液化影響。
(2)對(duì)多層建筑而言,從經(jīng)濟(jì)的角度考慮,一般不愿意采用長(zhǎng)樁的方案。但對(duì)軟土層覆蓋層厚度較大的地區(qū),一般都需要經(jīng)過(guò)地基處理的方式來(lái)達(dá)到控制建筑物沉降的目的。常用的軟土地基處理方式類型較多,但在選擇地基處理方案前,必須認(rèn)真研究上部結(jié)構(gòu)和地基兩方面的特點(diǎn)及環(huán)境情況,并根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求,確定地基處理范圍和處理后要求達(dá)到的技術(shù)指標(biāo),以及各種處理方面的適用性。同時(shí)綜合考慮處理方案的成熟程度及施工單位的經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行多方案比較,最終選定安全實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理的處理方案。地基經(jīng)處理后,還必須滿足規(guī)范所規(guī)定的強(qiáng)度和變形要求。
5 結(jié)束語(yǔ)
總的來(lái)說(shuō),抓好設(shè)計(jì)質(zhì)量管理工作顯得非常重要。針對(duì)當(dāng)前設(shè)計(jì)質(zhì)量狀況,設(shè)計(jì)單位應(yīng)加強(qiáng)內(nèi)部的質(zhì)量管理,設(shè)計(jì)管理部門要加大對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量的監(jiān)督管理,結(jié)合施工圖設(shè)計(jì)審查、專項(xiàng)檢查、質(zhì)量抽查等工作,加強(qiáng)對(duì)業(yè)主、勘察、設(shè)計(jì)單位的市場(chǎng)監(jiān)管力度。特別是設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須在滿足國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范要求的前提下,加強(qiáng)住宅建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì),才能提高住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平,確保住宅設(shè)計(jì)質(zhì)量不斷提升,以使住宅建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作做到更安全、更適用、更合理、更經(jīng)濟(jì)。
參考文獻(xiàn):
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