现代房屋建筑结构设计

【摘 要】展,而房屋建筑也逐渐由原来的单层逐渐向多层及高层发展,房屋建筑结构也由简单的砖混结构变得日趋复杂及形式的多样化.现代房屋建筑结构设计依然存在着一系列问题亟待解决,本文就是针对这些问题进行着重论述,探讨房屋建筑结构设计方面的一些内容.

【关 键 词】房屋建筑结构；底层框架；钢筋混凝土结构

引言

“百年大计,质量为本”.质量,对于房屋建筑是至关重要的,它关系到人民的生命财产安全.而一个质量高的房屋建筑又得助于科学、合理的房屋建筑结构设计.可以这样说,做好房屋建筑结构设计是一项关乎建筑、经济以及人民安居乐业的重要工作,也是我们每位房屋建筑结构设计者所要倾心的一件大事.以下主要结合了笔者自身的工作经验,首先对房屋建筑结构设计的基本原则进行介绍,然后提出当前时期下房屋建筑结构设计过程中需要注意的问题,最后介绍了在房屋建筑结构设计中的典型实例.

1房屋建筑结构设计遵循的基本原则

1.1建筑结构刚和柔相结合

一个合理的房屋建筑结构体系应该是需要具备一定的刚度和柔度的,即刚柔相济.如果房屋建筑结构刚性太强的话,那么变形能力就越差,当一个强大的摧残力（如地震）在一瞬间袭击时,房屋建筑需要承受的应力相当的大,首先房屋建筑结构局部破坏,最后整体全部毁灭；而太柔的房屋建筑结构虽然具有很好的形变能力,可以很好地削减外力,但容易造成形变过大而无法使用甚至全体倾覆.对于一个房屋建筑结构体系而言,刚度和柔性要保持适中的比例,这需要具体问题具体分析,需要综合考虑各种因素,如当地的地质、水文、气候等因素.

1.2建筑结构需要遵循抓大放小的原则

我们知道,建筑结构设计中的两个十分重要的概念――强柱弱梁和强剪弱弯.在一个整体的结构中,每个构件很协调地组成一体,但是在协调中也存在着不协调的因素,因为各个构件所承担的任务和角色不尽相同,其重要性也具有轻重之分.如果一个不可预料的破坏力量突袭时,这些构件之间就会共同的协作抵抗这些外部袭击,这样做的目的就是为了防止最主要的构件不被破坏或是摧毁.如果平均用力,可能会“玉石俱粉”,损失便更大.在建筑结构中,要以最大限度减少可能出现的损失,关键是要分清主次,抓大放小,也就是要取大舍小.

1.3多种方法综合的原则

在结构平面图方面.在绘制结构平面布置图时,首先要输入结构软件进行建模.如果一个房屋建筑地处于抗震设防烈度为6°的地区时,根据现有的房屋建筑抗震设计规范,截面抗震验算这一步是可以忽略的,但是要求有相关的复合规范的抗震措施.砌体结构就是一种可以抗震6°的房屋建筑结构,它可以不需要在软件中进行建模,直接设计即可,但设计中需要注意受压和局部受压的问题.

如果时间来的及的情况下还是输入建模较好,如方便就是可以利用在软件上进行荷载的导算何乐而不为呢需要注意的是,当建筑地处抗震设防烈度为6度级以上时是一定要输入软件建模计算的.在屋顶结构的图方面,当建筑是坡屋面时,结构的处理方式也应有梁板式和折板式的两种方法.前者适用的情形主要包括：（1）梁板横跨较大；（2）屋面坡度以及屋脊线复杂；（3）建筑平面不规整.后者适用的情形则恰好相反.此外梁板的折角处钢筋的布置应有大样示意图.至于坡屋面板的平面画法,通常都使用剖面示的意图来加大样详图的表示方法,这样更便于施工人员能正确理解图纸.科学正确的建筑设计及绘图是需要设计人员真正做到心中有数、胸有成竹,他们需要具备很好的空间概念,并能够正确地理解建筑图纸和意图.这样,才能使设计出的图纸让施工人员明白.

2房屋建筑结构设计的问题分析

根据笔者的实际经验,在房屋建筑结构设计过程中,往往会存在一系列问题,具体而言,包括如下几个方面.

2.1抗震设防不当

在近年来,城市上出现可这种形式的高层建筑,即将一楼作为商场,以上作为写字楼或是居民住宅.这种结构的特点为底层柔、上面刚,存在的缺点就是对于抵御地震的侵袭极为不利.这就需要在建筑结构设计时,外加抗震墙,将底层不能做成纯框架的砖混结构,因为这样会在地震区存在着问题.除此之外,此类建筑还有超高和超层问题.如某农贸市场设层为高3．3m的“半地为下室”1层(南面开敞,在地面以上,北面可埋入土内),市场部分层高为5．5m,并在周边可设置夹层(实际应算来作两层,而其中间的部分为1层,结构上按复式的框架考虑),其上为6层2．8m高的住宅,因此总高度达26．5m.总层数为8～9层,超过《建筑抗震设计规范(GB50011―2001)》(以下简称《抗规》)中此类建筑七度地震区总高度≤22m和总层数≤7层的规定.

2.2结构布置不合理、不规则

由于引起结构不规则的因素太多,特别是对于复杂的建筑体型,很难一一用若干简化的定量指标来划分不规则程度并规定限制范围.因为缺乏规范的相关依据与相应的设计规定,再加之对结构抗震概念的设计缺乏应有的了解,有些设计人员往往对结构的规则性把握不准确,导致工程中出现了规则性较差、对结构抗震也十分不利的建筑.这主要体现在以下几点：

2.2.1平面扭转不规的问题.如框架一剪力墙的结构中,纵横剪力墙布置较过分集中和仅布置在房屋的一端,使结构刚度中心严重的偏离质量中心.

2.2.2最常见的一种情况就是平面凹凸不规则.

2.2.3高层建筑带有明显薄弱层,又没有采取有效的抗震以及防震的措施.

2.2.4当一个建筑物为高层建筑时,需要同时采用两种或两种以上的复杂结构.这样的结构形式也多种多样,如带转换层结构、错层结构、连体结构、多塔楼结构等.然后再根据房屋建筑物抗震规范的要求,高层建筑物不适合采用如上两种以上的复杂结构.

2.2.5楼层错层问题.高层建筑中带有比较大范围的错层,会使楼层的楼板不连续,对结构抗震也十分不利.

3房屋建筑结构设计中的技术实例

3.1混凝土房屋建筑结构裂缝控制技术

混凝土房屋建筑结构出现裂缝是必然.根据房屋建筑规范中关于规定相应结构的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值,以及相应的裂缝宽度验算的方法,防止梁板结构的裂缝.具体而言,可以从如下几个方面进行分析：

3.1.1由于变形会引起屋面板的裂缝如果不影响承载力,只需要把裂缝补好防止钢筋锈蚀,且在板面涂上一层柔性的防水材料.

3.1.2提高混凝土材料的抗裂能力和减少材料的收缩.对大跨度屋面,尽量避免使用收缩性较大的矿渣水泥配制混凝土,减小水灰比,选用含泥鼍小的骨料等.另外,适当的提高混凝土强度等级与含钢率,尽量减小钢筋直径,加密间距等都是有较好的措施.

3.1.3防止较大温差的出现对于防止钢筋混凝土的屋面裂缝,是相关重要的条件之一.钢筋混凝土的屋面都具有一定的抗裂能力,只要加强养护,保持好湿润,及时做好隔热与保温的处理方法,冬季施工时还要注意保暖.有害裂缝是完全可以避免的.

3.1.4采取后浇缝法也是特大跨度的屋面板防止裂缝的有效措施.

3.2房屋建筑结构设计中的加层技术

今年来,随着我国城市化进程地不断深化,城市房屋建筑用地日益紧张,某些已经建成的建筑物已经完全不能够适应日趋繁荣的物质和文化需求,而且其使用功能也受到极大的限制.由于城市住房非常紧张这一严峻形式,就必须采取增加有效住房面积等措施.在这样的条件下,采取建筑加层技术不失为一种上上之策.这样就可以在原有的旧的建筑物之上加层,不占用或者占有较少的土地,从而减轻了当前城市住房紧张的严峻形势.在加层技术中,框架柱与钢柱连接为十分关键的一步.