浅析房屋结构设计的若干问题

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  【摘 要】从房屋结构设计中容易被忽视的问题出发,提出了解决这些问题的建议,以使结构工程师在工作中不断优化设计,发挥创新精神,保证我们的房屋安全、经济、舒适。
  【关键词】房屋,结构设计,工程
  房屋设计是工程建设的首要环节,是整个工程建设的灵魂。设计成果不仅要美观、适用、安全,还要经济。施工图是工程师的语言,是设计者设计意图的体现,也是施工、监理、经济核算的重要依据。合理的结构设计不仅对建设项目节省投资、缩短工期、提高经济效益起着方向盘的作用,同时也为设计者本身提高了信誉、积累了财富。因此,设计图纸质量的优劣直接影响到工程建设,这就要求我们在工作中认真再认真、仔细再仔细。以下为自己学习规范、规程,总结了房屋结构设计中容易被忽视但应引起注意的几个问题,在此与同仁共勉,不足之处请多多批评指正。
  1 领悟结构平面图的重要性
  一般情况下,房屋中间梁的中心线与轴线相重合,而外围边梁、楼梯间横向梁和卫生间隔墙下梁等由于考虑建筑造型和使用功能的需要,都会有意将梁外皮与墙(或柱)外皮取平,则会出现偏梁问题。结构平面图或梁配筋大样图中往往未标明其偏移的定位尺寸或轴线号,有些施工人员不能完全领会设计意图,到主体结构完工时,才发现存在失误,造成损失或纠纷,我们设计应引以为戒。
  2 承重柱截面高度设计与抗震问题
  一些结构设计者误认为六度设防就是不设防,图受力分析方便,他们故意把柱子的截面高度设计得过小,使梁柱的线刚度比加大,把梁简化为铰支梁,柱按轴心受压计算。这种做法虽然易于进行结构受力分析,但却给房屋结构埋下了隐患。因为这样做忽略了梁柱间的刚结作用,即忽略了柱的约束弯矩,加之以柱截面的配筋都较小,结构一旦受力后,柱顶抗弯强度必然不足,从而使柱子与梁底附近将会出现一条或多条水平裂缝,形成塑性铰。这样在正常使用情况下,柱子已开始带铰工作。这不但影响了房屋的耐久性,而且也常常引起用户的恐惧心理。更为严重的是,这样的结构一但遭遇地震作用时,将会倒塌,这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。
  3 构造柱的问题
  砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用在砖混结构中,构造柱不但能够提高墙体的抗震能力,而且构造柱与圈梁联结在一起,形成对砌体的约束,这对于限制墙体裂缝,维持竖向承载力,提高结构的抗震性能有着重要的作用。在当前结构设计中,构造柱经常被作为承重柱使用,这种做法将引起以下几个问题。构造柱作为承重柱使用后,使得构造柱提前受力,这不但会降低构造柱对墙体的拉结和约束作用,而且结构一旦遭遇地震作用时,在构造柱位置必然形成应力集中,首先破坏。这样构造柱不但起不到其应有的作用,反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。构造柱一般生根于地圈梁中,没有另设基础,构造柱兼作承重柱使用后,柱底基础的抗冲切、抗弯强度及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压将出现裂缝。建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁上荷载和跨度都比较小时,构造柱也可布置于梁上,但此时必须按不考虑构造柱作用来验算墙体的局部承压和抗弯强度。经验算合格,方可在梁上布置构造柱。
  4 悬挑梁结构问题
  1、在平常施工过程中,普通梁箍筋的接口位置一般都在梁上部两角交替绑扎,对于悬挑梁箍筋的接口位置,规范和相关构造图集并没有明确规定,仅要求悬挑梁箍筋一般都通长加密、弯钩不小于135°、弯钩平直段长度不小于10d。箍筋约束纵筋通过和混凝土相互之间的粘结、摩阻、咬合等形式共同联合抵抗外力。箍筋的接口是一个封闭箍筋的薄弱部位,它主要是混凝土本身提供的抗剪强度不足时,才增设的帮助抵抗剪力的横向钢筋。
  2、由于使用功能的要求或地形限制等原因,悬挑梁结构形式很常见。一般梁内承受的荷载通常大于梁外挑部分,所以梁内与外挑梁截面尺寸会有差异,设计人员常将梁内的上层主筋向挑梁延伸了事,殊不知两侧的主筋根本无法伸进挑梁内。等到钢筋工绑扎钢筋时才暴露出问题,这时许多钢筋已截断成型,不仅影响了施工,还造成了经济损失。
  5 在框架结构设计中,横向框架的设计与纵向框架的设计
  现行建筑抗震设计规范要求,水平地震作用应按两个主轴方向分别计算,各方面的地震作用应由该方向的抗侧力构件来承担。就是说,在框架结构设计中,纵向框架与横向框架有同等的重要性。一些结构设计者对以上非抗震设计,只按纵向的普通的连续梁进行设计,梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置无法满足框架的构造要求。由于没有考虑地震的纵向作用,在实际设计中经常出现梁的支座负筋,跨中纵筋及箍筋的配筋置均不足的现象。
  6 楼板设计问题
  楼板设计常见问题楼板是建筑工程中的主要承重构件,是它将楼面,屋面的荷载传给其周围的墙或梁上,楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周,很容易出现设计质量问题,有的还可能存在严重的质量隐患。楼板设计中常见如下几个问题。设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足,简单地将双向板作为单向板进行计算。使计算假定与实际受力状态不符,导致一个方向配筋过大,而另一方向仅按构造配筋,造成配筋严重不足,致使板出现裂缝。板承受线荷载时弯矩计算问题。在民用建筑中,常常在楼板上布置一些非承重隔墙,故大楼板设计中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后,进行板的配筋计算。但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载附以板的总面积。另外,板上隔墙顶部处理常采用立砖斜砌顶紧上部分的楼板、屋面板,这样会给上部的板增加了一个中间支承点,使其变为连续板,支承点上部出现了负弯矩,而在板的设计中又没考虑该部分的影响,致使板顶出现裂缝。
  7 结论
  总之,我们设计工作者应不断提高自己的专业知识和专业技能,按相应规范的构造要求严格执行,这样才能从根本上消除设计质量的隐患,这样才能保障社会的稳定发展,才能加快祖国发展的步伐。
  参考文献
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