時間:2013年06月19日 分類:推薦論文 次數:
摘 要:結構設計在建筑設計之中不僅“受制”于建筑設計,而且“反制”建筑設計。結構設計不能破壞建筑設計,建筑設計不能超出結構設計的能力范圍。結構設計決定建筑設計能否實現,在這個意義上,結構設計顯得更為重要。無論如何,設計一個適用、安全、經濟、美觀、便于施工的結構設計方案是結構設計人員的責任。本文簡要探討了關于結構設計的基本方法和相關注意事項。
關鍵詞:建筑結構,設計,方法,注意問題
引 言:結構設計簡而言之就是用結構語言來表達建筑師及其它專業工程師所要表達的東西。用基礎,墻,柱,梁,板,樓梯,大樣細部等結構元素來構成建筑物的結構體系,包括豎向和水平的承重及抗力體系。把各種情況產生的荷載以最簡潔的方式傳遞至基礎。
一、建筑結構設計的基本方法
1.結構平面圖
在繪制結構平面布置圖時,有時是要輸入結構軟件進行建模。當建筑地處抗震設防烈度為6度區時,根據建筑抗震設計規范,是可以不用進行截面抗震驗算的,但必須符合有關的抗震措施要求。當建筑地處抗震設防烈度為7度及以上時是必須要輸入軟件建模計算的。
2.屋頂結構圖
當建筑是坡屋面時,結構的處理方式有梁板式和折板式兩種。梁板式適用于建筑平面不規整,跨度較大,屋面坡度及屋脊線轉折復雜的坡屋面。折板式適用于相反的條件。兩種形式的板均為偏心受拉構件。板配筋時應有部分或全部的板負筋拉通以抵抗拉力。板厚基于構造需要一般不宜小于120厚。至于坡屋面板的平面畫法,通常使用剖面示意圖加大樣詳圖的表示方法,這樣更便于施工人員正確理解圖紙。設計的圖紙方能讓施工人員明白。由于屋面的起坡會造成閣樓層的部分墻體超高,要結合門窗頂設置圈梁來降低墻的計算高度。
3.大樣詳圖
在建筑詳圖的準確無誤的基礎上,大樣詳圖的繪制可以在建筑詳圖的基礎上直接繪制,也可在以前做過的詳圖的基礎上來局部改進繪制。這階段需要注意在保持建筑外形的前提下盡量的使結構受力合理和施工方便。在標高和外形尺寸上一定要和建筑專業協調一致。
4.樓梯
樓梯梯板要注意撓度的控制,首段梯板的基礎應注意基礎的沉降問題,必要時應設梯梁。梯梁的位置盡量使上下樓層的位置統一,梯梁要注意梁下凈高要滿足建筑的要求。局部不合適處可以采用折板樓梯。折板樓梯鋼筋在內折角處要斷開分別錨固防止局部的應力集中。注意梁下的凈空要求,并要注意梯板寬度的問題。
5.基礎
基礎的配筋應滿足最小配筋率的要求。要注意混凝土的標號選擇應符合結構耐久性的要求。條基交叉處的基底面積不可重復利用,應注意調整基礎寬度。條基交接部位的鋼筋設置應有詳圖或選用標準圖。局部墻體中有局部的較大荷載時也要調整基礎的寬度。
二、進行結構設計時應注意的事項
1.關于箱、筏基礎底板挑板的陽角問題 :陽角面積在整個基礎底面積中所占比例極小,可砍成直角或斜角。如果底板鋼筋雙向雙排,且在懸挑部分不交,陽角不必加輻射筋。
2.關于箱、筏基礎底板的挑板問題
從結構角度來講,如果能出挑板,能調勻邊跨底板鋼筋,特別是當底板鋼筋通長布置時,不會因邊跨鋼筋而加大整個底板的通長筋,較節約;出挑板后,能降低基底附加應力,當基礎形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時,加挑板就可能采用天然地基;能降低整體沉降,當荷載偏心時,在特定部位設挑板,還可調整沉降差和整體傾斜;窗井部位可以認為是挑板上砌墻,不宜再出長挑板。雖然在計算時此處板并不應按挑板計算。當然此問題并不絕對,當有數層地下室,窗井橫隔墻較密,且橫隔墻能與內部墻體連通時,可靈活考慮;當地下水位很高,出基礎挑板,有利于解決抗浮問題;從建筑角度講,取消挑板,可方便柔性防水做法。
3.關于梁、板的計算跨度
一般的手冊或教科書上所講的計算跨度,如凈跨的1.1倍等,這些規定和概念僅適用于常規的結構設計,在應用日廣的寬扁梁中是不合適的。梁板結構,簡單點講,可認為是在梁的中心線上有一剛性支座,取消梁的概念,將梁板統一認為是一變截面板。在扁梁結構中,梁高比板厚大不了多少時,應將計算長度取至梁中心,選梁中心處的彎距和梁厚,及梁邊彎距和板厚配筋取二者大值配筋。(借用臺階式獨立基礎變截面處的概念)柱子也可認為是超大截面梁,所以梁配筋時應取柱邊彎距。削峰是正常的,不削峰才有問題。
4.關于縱筋搭接問題
縱筋搭接長度為若干倍鋼筋直徑d,一般情況下,d 取鋼筋直徑的較小值。這有個前提,即大直徑鋼筋強度并未充分利用。否則,應取鋼筋直徑的較大值。如框架結構頂層的柱子縱筋有時比下層大,d應取較大的鋼筋直徑,甚至縱筋應向下延伸一層。其實,兩根鋼筋放一起,用鐵絲捆一下,能起多大作用,還削弱了鋼筋與混凝土的握裹力。所以,鋼筋如有可能盡量采用機械連接或焊接。
5.關于回彈再壓縮
基坑開挖時,摩擦角范圍內的坑邊的基底土受到約束,不反彈,坑中心的地基土反彈,回彈以彈性為主,回彈部分被人工清除。當基礎較小,坑底受到很大約束,如獨立基礎,回彈可以忽略,在計算沉降時,應按基底附加應力計算。當基坑很大時,相對受到較小約束,如箱基,計算沉降時應按基底壓力計算,被坑邊土約束的部分當做安全儲備,這也是計算沉降大于實際沉降的原因之一
6.主梁有次梁處加附加筋
一般應優先加箍筋,附加箍筋可認為是:主梁箍筋在次梁截面范圍無法加箍筋或箍筋短缺,在次梁兩側補上,象板上洞口附加筋。附加筋一般要有,但不應絕對。規范說的清楚,位于梁下部或梁截面高度范圍內的集中荷載,應全部由附加橫向鋼筋承擔。也就是說,位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的墊梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力應加附加筋。但梁截面高度范圍內的集中荷載可根據具體情況而定。當主次梁截面相差不大,次梁荷載較大時,應加附加筋。當主梁高度很高,次梁截面很小、荷載很小時,如快接近板上附加暗梁,主梁可不加附加筋。還有當主次梁截面均很大,如工藝要求形成的主次深梁,而荷載相對不大主梁也可不加附加筋。總的原則,當主梁上次梁開裂后,從次梁的受壓區頂至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁產生的剪力時,主梁可不加附加筋。梁上集中力,產生的剪力在整個梁范圍內是一樣,所以抗剪滿足,集中力處自然滿足。主次深梁及次梁相對主梁截面、荷載較小時,也可滿足。
三、結束語
總之,結構設計是個系統、全面的工作,需要扎實的理論知識功底,靈活創新的思維和嚴肅認真負責的工作態度。千里之行,始于足下。設計人員要從一個個基本的構件算起,做到知其所以然,深刻理解規范和規程的含義,并密切配合其它專業來進行設計,在工作中應事無巨細,善于反思和總結工作中的經驗和教訓。
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