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民用建筑结构设计问题及解决措施

摘要:目前,随着人们生活水平的稳步提升,住房标准要求也变得越来越高。而民用建筑直接关系着人们的日常生活,也是一种具有重大现实意义的工程,其结构设计及质量水平既决定着建筑的使用安全,又直接关系着房屋的经济性和适用性,但当下中国民用建筑中的结构设计却存在一些缺陷。为此,本文主要论述了论民用建筑结构设计的问题及解决措施。

关键词:民用建筑;结构设计;问题;解决措施

现阶段,随着国民经济的快速发展,中国的建筑领域也在不断进步,尤其是民用建筑也在快速增多。同时,民用建筑的结构设计及质量水平与广大人民群众的生命财产安全密切相关。所以,现代建筑行业必须高度重视民用建筑中结构设计的有关问题,提出行之有效的解决措施。

1民用建筑结构设计概述

建筑结构设计是指建筑设计师或专业工程师将自身对建筑的想法以图纸形式进行描绘。其中建筑结构元素包括建筑的外形及整体框架设计还有一所有的基本元素,比如墙及柱等。设计师以这些建筑元素构成的建筑体充分表现建筑的设计理念。而民用型建筑主要考虑住户的舒适度及满意度,相较于商业楼房,这种建筑更加适合居民居住,广大群众也更加接受其结构设计理念。

2目前民用建筑设计中存在的问题

2.1结构设计不科学合理

部分建筑企业为了能满足建筑功能要求,设置了大量的底层空间,但却未设置好抗震墙,而且上部结构和下部抗震墙根本对不齐,最终使结构体系不合理,导致无法连续传递地震力,严重削弱了建筑的抗震承载能力,致使安全隐患出现。另外,荷载计算取值也与使用功能不符合等。在设计某些建筑结构时,施工图构件配筋与承载力计算要求不符,导致构件无法满足正常使用状态下的承载力,进而导致安全隐患发生。

2.2设计缺乏深度

某些设计人员在进行设计图纸制作时,为了图省事,设计简单粗糙,而且施工图中的平面图、大样图及剖视图中有漏缺存在;部分重要的、经常使用的图纸采用粗陋的表述,且未详细介绍相关细节,无法呈现建筑的整体形貌。

2.3结构计算存在问题

在实际设计计算民用建筑结构的过程中,经常会遇到以下情况:第一,荷载取值存在问题。如对于普通民用多层框架建筑,独立基础持力层不是软弱黏性土层,且建筑高度在8层以下,总高度低于24m,常常会对地基抗震承载力进行验算。在设计其基础时却容易忽视风荷载,未考虑风荷载因素;第二,未正确取舍底框砌体结构验算。在建筑存在结构薄弱层时,常用底部剪力法,却并未仔细考思考塑性变形的负面影响;第三,确定结构周期折减系数的方法错误。由于框架结构中有填充墙,其刚度要比计算刚度大,但周期却小于计算的,所以,算出的地震剪力一般偏小,致使结构安全隐患出现,但在计算实践中却较易忽视折减。

2.4构造设计问题

构造设计问题主要是指设计框架结构与地基基础的问题。设计地基基础时,常常会出现问题。如对于高层民用建筑,其基础深埋的有效深度则可能不足,因选择不当桩基而影响其完工质量,甚至会损坏环境。如果桩间距不够,不符合相关规定,则将无法确保试桩效果,如果桩身长度不够,则在进行灌柱桩挤土时,就无法穿越软土层,无法符合相关规定,这些都是设计较易发生的情况。设计者在设计框架时,常常会忽略纵向型框架,只重视横向型框架的设计。而抗震设计却要求以两个主轴方向来计算。在未进行抗震设计时,部分设计者就会沿用普通连续梁的设计方法来设计纵向框架,这也不符合相关构造要求。

3解决民用建筑结构设计中问题的措施

3.1提高民用建筑结构的实际设计质量

在对民用建筑结构进行设计的过程中,应重点考虑防火和抗震。现结合上文重点论述对民用建筑抗震性能提高的方法:设置构造柱。一般从竖向对层间墙体连接进行加强。圈梁和构造柱一起构成空间骨架,以提高整个房屋的刚度。构造柱具有的截面尺寸应比240mm×180mm大,通常选取240mm×240mm。宜将连接构造柱和墙体的部位砌成马牙槎,并沿墙高设6根500mm的拉结钢筋,每边伸入墙内的宜比1m长。

3.2优化民用建筑结构模型

民用建筑直接关系着人们的日常生活,也密切联系着广大群众的利益。所以,在进行设计以前,应适当优化设计民用建筑结构模型,合理优化设计房屋的围护结构、结构体系及各个细节结构,以确保建筑结构的受力与承重和相关规范要求相符。在设计建筑结构的过程中,还应全面考虑经济性,在确保建筑结构安全的基础上,还应尽量减少建筑结构成本,最大化企业经济效益。

3.3加强结构计算

第一,荷载取值必须恰当。针对民用多层框架建筑,在应用独立基础时,如果地基受力处不是黏土层,且建筑高度低于8层、高度小于25m时,应作为普通民用建筑,不需要演算地基抗震承载力,而在进行基础设计时,应考虑风荷载,不管是否为高层建筑或位于地震区,都应确保输入风荷载。第二,在演算底部框砌体结构时,应注意只有刚度足够均匀的多层结构才可以采用底部剪力法。若结构存在薄弱层,则必须对其在塑性变形中的影响进行考虑。第三,确定建筑结构所用的周期折减系数。因建筑框架结构中存在填充墙,故建成刚度将比计算刚度大,而实际周期又小于计算周期,所以,计算地震剪力通常会偏小,必须正确确定周期折减系数,以折减计算周期。

3.4谨慎设计构造

在设计框架结构与地基基础的过程中,对于不均匀沉降危害的预防或减少,能够从建筑、结构、地基以及基础方面对其加以控制。例如:建筑平面布置避免使用多阴角的复杂形状;避免过大的立面体形变化;将高低差异大、体形复杂的荷载建筑划分为若干个独立单元;适当加强上部结构以及基础的刚度;在同一建筑中,尽可能使用类型相同的基础,并将其埋置在相同土层等。值得重视的是:对于高层民用建筑,因需要保证埋置深度一定深,从经济性出发进行考虑,则基础通常使用有机结合桩筏或桩箱的形式,这时,应确保箱体具有一定的整体刚度,所布置群桩的形心必须和上部结构重心相互吻合。如果土层的起伏较大,则相同建筑结构下的桩端必须在相同土层中,同时还应考虑可能出现的液化而产生的影响。

4结语

综上所述,民用建筑结构设计过程非常复杂,而且在设计中出现一些问题的种类也较多,为了将这些问题合理解决,则民用建筑的设计人员必须熟练掌握相关专业的建设知识以及积累十分丰富的设计经验,并爱岗敬业,以认真、负责的工作态度以及不断进行创新的精神投入到工作中。在设计民用建筑的过程中,设计师必须从各个细节着手,不可以忽略对基本构件应有的计算,熟练掌握其中的所有要点,根据相关规定,整体规划整个建筑结构的设计。这种高标准、高要求的民用建筑结构设计可以从宏观方面提升中国民用建筑结构的实际设计水平,引导中国建筑行业的质量向更高层次发展,使中国民用建筑的具体结构设计更加科学、合理和安全。

参考文献

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作者:张光洁 单位:甘肃省建筑设计研究院有限公司

 

  发布时间:2019/1/7 16:47:12  阅读人次