建筑结构设计中应注意的一些问题探讨-发表论文网__墨水学术,论文

所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:106

副标题#e#
　　建筑结构设计中应注意的一些问题探讨
　　葛金霞马士小
　　临沂市规划建筑设计研究院山东临沂276003
　　摘要：建筑工程质量的优劣关系到人们的生命安全，会给国家和人民生命财产造成很大的损失，其中有一些是设计原因造成的。文章结合笔者多年工作经验，重点就当前建筑结构设计中存在的问题做一研究和探讨。
　　关键词：建筑结构设计问题
　　一、建筑结构设计中常见的差错
　　1、结构施工图错误。图纸图面质量问题较多，“错、漏、碰、缺”现象随处可见，设计交代不清，画法含糊。2、构造错误。结构设计中常见的构造错误有：采用后浇带代替伸缩缝设置，设置后浇带主要是减少施工期间混凝土收缩以及提高混凝土抵抗温度变化的能力，伸缩缝是为减少使用阶段温度变化对结构的影响，不能互相代替等等。3、设计荷载取错。经常出现荷载取值粗放、偏大，但经常忘记验算基础沉降、地下室水反力、裂缝宽度等特殊要求的设计项目验算。有的设计荷载不按规范取，缺乏依据；有的设计漏掉部分荷载。4、计算错误。夹层结构不作为结构曾参与结构整体计算，导致结构水平地震作用与实际不符；在框架中布置钢筋混凝土电梯井，不考虑电梯井作用而按纯框架结构计算，结构水平地震作用与实际不符，结构偏于不安全等等。由于计算模型或计算简化的错误，导致结构可靠性下降。5、设计方案不当。成熟的结构师在结构的方案阶段，应能迅速有效地对结构方案进行构思、比较和选择，能运用概念设计创造适用、经济、安全的完美结构。而目前计算机辅助设计的普遍采用，使得结构设计师对概念的理解越来越淡化，难以产生优秀方案。
　　二、建筑结构设计应遵循的原则
　　1、刚柔相济。合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构太刚则变形能力差，容易造成局部受损最后全部毁坏；而太柔的结构虽然可以很好的消减外力，但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆，刚柔相济乃是设计者的追求。2、多道防线。安全的结构体系是层层设防的，应体现多道防线的设计思路。3、抓大放小。“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等是建筑结构设计中非常重要的概念。虽然整个结构体系是由各种构件协调组成一体，但各个构件担任的角色不尽相同，按照其重要性也就有轻重之分。为了保证柱是在最后失效，我们故意把梁设计成相对薄弱的环节，使其破坏在先，以最大限度减少可能出现的损失。如果梁柱等同看待，则可能会造成同时破坏，所以关键时刻要分清主次，抓大放小，也就是要取大舍小。4、打通关节。不同类型的构件相接处，同一构件截面改变之处，是关节。对于复杂的结构体系，关节的复杂性难于预测和控制，即使从理论上保证了每个组成构件的强度和刚度，但因关节的普遍存在，力量的传递往往不能畅通而出现集中甚至中断，破坏由此而发生。
　　三、建筑结构设计中应注意的几个问题
　　1、剪力墙结构设计。剪力墙结构房屋是将房屋的内、外墙都做成实体的钢筋混凝土结构，它既承担垂直荷载、也抵抗水平力。因剪力墙是一整处高大的墙体、侧面又有刚性楼盖的支撑，故在其自身平面内有很大的侧向刚度，属于刚性结构。剪力墙结构的侧向刚度大，在水平荷载作用下的侧移量少。剪力墙结构的缺点和局限性也是很明显的，主要是剪力墙间距不能太大、平面布置不灵活、不能满足公共建筑的使用要求、结构自重较大。此外，由于剪力墙结构刚度大、吸引的地震力也大。若在配饰和构造上处理不当，在强烈地震下，可能出现整体倾复或在受力大的部位产生严重破坏。
　　2、高层的连梁设计。(1)根据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》的规定，在内力和位移计算时，其构件可采用弹性刚度，在框架—剪力墙结构中，连梁刚度可予以折减。因此，处理连梁超筋或截面控制超过剪压比的首要方法是选好刚度折减系数。(2)当#p#副标题#e#连梁刚度折减后，部分楼层的连梁仍然不满足要求时，可采用内调幅，调幅不宜超过20%。但应满足抗震设计强剪弱弯的要求，在满足剪压比限值的条件下，配置足够的箍筋。(3)当连梁超筋较多时，可采取下列措施：当结构刚度较大、位移较小时，可适当减小连梁的高度，使连梁的弯矩及剪力迅速减小。高层建筑结构受力情况和低层建筑有着截然不同的性质，在进行结构设计时侧重点和低层建筑也不尽相同，需要特别注意结构扭转、振动周期、轴压比等若干问题。
　　3、结构计算应注意的问题。(1)避免荷载计算的错误。诸如漏算或少算荷载、活荷载折减不当、建筑物用料与实际计算不符，基础底板上多算或少算土重。(2)底框砌体结构验算。底部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构，对具有薄弱层的底层框架混合结构，应考虑塑性变形集中的影响，通常对底层地震剪力乘以1.2~1.5的增大系数；底层框架混合结构的剪力分配不能简单地按框架抗震墙的方法。因为底层框架结构中只有底层框架抗震墙，应采用双保险的方法，抗震墙承担全部剪力，框架按刚度比例承担剪力。刚度计算时，框架不折减，抗震墙折减到弹性刚度的20%~30%；应考虑底层框架柱中地震作用产生倾覆力矩所引起的附加轴力。(3)避免楼板计算中方法不正确。连续板计算不能简单地用单向板计算方法代替；双向板查表计算时，不能忽略材料泊松比的影响，否则由于跨中弯矩未进行调整，将使计算值偏小。(4)对电算结果的正确性作出有效评价。目前结构计算大多采用结构设计计算程序进行计算，如何对计算结果进行分析、评价，是一个非常重要的方面。因此必须根据工程设计的经验对计算结果进行分析、判断，根据其正确与否，决定能否作为施工图设计的依据。
　　4、要重视设计中的浪费现象。当前建筑结构设计存在的问题，有一个重要方面不容忽视，就是设计中的浪费现象。我们很多钢筋混凝土高层建筑的用钢量，已超过国外同等高度钢结构用钢量，其不合理可见一斑。尽管我国设计规范所设定的安全贮备较低，但是某些工程的材料用量反而有高于国外同类工程的，这里的问题主要在于设计墨守陈规，在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。(1)关于结构设计应提倡节约。在工程结构中，结构设计的目的是在现有技术的基础上，用最经济的人力和物力消耗，获得能够完成全部功能要求的足够可靠的结构，避免结构设计中不必要的浪费。(2)提高材料的利用率。结构设计的目的便是花尽可能少的钱，做最安全、适用的建筑，这就要求结构设计时对材料的选用要合理，利用要充分。要根据结构构件的不同受力特点、工作环境和材料的力学性能特点，选用合适的建筑材料。在钢筋混凝土结构中，以受压为主的柱子，就要充分发挥钢筋混凝土材料中混凝土抗压性能好的特点，尽可能采用高标号混凝土，不但可以减小构件截面，增加使用空间，还能减轻结构自重。梁板以受弯为主，可采用高强度钢筋，以减少钢筋用量，同时要注意钢筋混凝土结构中钢筋与混凝土强度的匹配，最大限度地发挥出材料的性能。对于高层建筑的结构转换层和受力复杂的结点部位以及大跨度结构，可采用型钢混凝土和预应力混凝土或钢结构等，以达到适用、安全、经济的目的。
　　参考文献：
　　[1]程绪揩.建筑施工技术[M].化学工业出版社,2005.
　　[2]卢循.建筑结构[M].中国建筑工业出版社,2003.