關(guān)于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析

閆鴻飛

摘要：本文從房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則和內(nèi)容出發(fā)，詳細(xì)的分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法。

關(guān)鍵詞：房屋建筑結(jié)構(gòu);原則;設(shè)計(jì);基本方法

前 ?言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城市建設(shè)的飛速發(fā)展。民用建筑設(shè)計(jì)工作繁重而又責(zé)任重大，直接影響到建筑物的安全性、舒適性、耐久和經(jīng)濟(jì)性。在新形勢(shì)下研究民用建筑設(shè)計(jì)技術(shù)就顯得尤為重要。特別是社會(huì)對(duì)建筑使用功能和民用建筑防火功能的要求不斷提高，許多諸如建筑防火設(shè)計(jì)與建筑使用功能設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之間的矛盾不斷出現(xiàn)，在滿(mǎn)足建筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)遠(yuǎn)效益的前提下，應(yīng)盡量減少建筑結(jié)構(gòu)的近期投資并提高建筑結(jié)構(gòu)的可靠度和合理性。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

1.顧全大局，抓大放小

“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”等是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常重要的概念，雖然整個(gè)結(jié)構(gòu)體系是由各種構(gòu)件協(xié)同組成一體的，但各個(gè)構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中擔(dān)任的角色不盡相同。

2.多道防線(xiàn)

多肢墻與單片墻、框架剪力墻與純框架相比，前者比后者的抵抗能力要強(qiáng)。安全的結(jié)構(gòu)體系是采取多道防線(xiàn)來(lái)設(shè)計(jì)的，當(dāng)發(fā)生災(zāi)難時(shí)，如果把生存的希望全都寄托在某單一構(gòu)件上是非常危險(xiǎn)的。

3.剛?cè)嵯酀?jì)

結(jié)構(gòu)剛度太大則變形能力差，強(qiáng)大的破壞力瞬間襲來(lái)時(shí)需要承受的力量很大，容易造成局部嚴(yán)重受損。而太柔的結(jié)構(gòu)雖然可以很好的消減外力，但容易造成變形過(guò)大而無(wú)法使用。

4.打通關(guān)節(jié)

在結(jié)構(gòu)體系中關(guān)節(jié)無(wú)處不在，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的體系是變化的統(tǒng)一。理想的結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該是渾然一體的，沒(méi)有任何關(guān)節(jié)，這樣的結(jié)構(gòu)體系可以使任何外力都能迅速傳遞和消減。打通關(guān)節(jié)保持平衡的目的其實(shí)就是使其永遠(yuǎn)處于原始的靜態(tài)，當(dāng)力量不能暢通時(shí)，構(gòu)件與構(gòu)件之間的靜態(tài)平衡被破壞，結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生變化。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法

1.結(jié)構(gòu)平面圖

在繪制結(jié)構(gòu)平面布置圖時(shí)，是否要輸入結(jié)構(gòu)軟件進(jìn)行建模呢？當(dāng)建筑地處抗震設(shè)防烈度為6度區(qū)時(shí)，根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，是可以不用進(jìn)行截面抗震驗(yàn)算的，但必須符合有關(guān)的抗震措施要求。因此對(duì)于砌體結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)可以不用在軟件中建模，直接設(shè)計(jì)即可，但設(shè)計(jì)中需要注意受壓和局部受壓的問(wèn)題。當(dāng)然，如果時(shí)間允許的情況下還是輸入建模較好，有一個(gè)便利就是可以利用軟件來(lái)進(jìn)行荷載導(dǎo)算，何樂(lè)而不為呢7需要注意的是，當(dāng)建筑地處抗震設(shè)防烈度為7度及以上時(shí)，是必須要輸入軟件建模計(jì)算的。

2.屋頂（面）結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)建筑是坡屋面時(shí)，結(jié)構(gòu)的處理方式有梁板式及折板式兩種。梁板式適用于建筑平面不規(guī)整，板跨度較大，屋面坡度及屋脊線(xiàn)轉(zhuǎn)折復(fù)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(gòu)件。板配筋時(shí)應(yīng)有部分或全部的板負(fù)筋拉通以抵抗拉力。板厚基于構(gòu)造需要一般不宜小于120厚。此外梁板的折角處鋼筋的布置應(yīng)有大樣示意圖。至于坡屋面板的平面畫(huà)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。正確繪圖和設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)人員真正的心知肚明，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者必須要具備一定的空間概念，正確理解建筑圖紙和意圖。設(shè)計(jì)的圖紙方能讓施工人員明白。由于屋面的起坡會(huì)造成閣樓層的部分墻體超高，要結(jié)合門(mén)窗頂設(shè)置圈梁來(lái)降低墻的計(jì)算高度。

3.大樣詳圖在建筑詳圖

隹確無(wú)誤的基礎(chǔ)上，大樣詳圖的繪制可在建筑詳圖的基礎(chǔ)上直接繪制，也可在以前做過(guò)的詳圖的基礎(chǔ)上來(lái)局部改進(jìn)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(jié)構(gòu)受力合理和施工方便。在標(biāo)高和外形尺寸上一定要和建筑專(zhuān)業(yè)協(xié)調(diào)一致。

4.樓梯梯板要注意撓度的控制

梯梁要注意的是梁下凈高要滿(mǎn)足建筑的要求，梯梁的位置盡量使上下樓層的位置統(tǒng)一。局部不合適處可以采用折板樓梯。折板樓梯鋼筋在內(nèi)折角處要斷開(kāi)分別錨固防止局部的應(yīng)力集中。注意梁下的凈空要求，并要注意梯板寬度的問(wèn)題。首段梯板的基礎(chǔ)應(yīng)注意基礎(chǔ)的沉降問(wèn)題，必要時(shí)應(yīng)設(shè)梯梁。

5.基礎(chǔ)

基礎(chǔ)要注意混凝土的標(biāo)號(hào)選擇應(yīng)符合結(jié)構(gòu)耐久性的要求。（通常情況下可采用C25）基礎(chǔ)的配筋應(yīng)滿(mǎn)足最小配筋率的要求f施工圖審查中心重點(diǎn)審查部位。條基交接部位的鋼筋設(shè)置應(yīng)有詳圖或選用標(biāo)準(zhǔn)圖。條基交叉處的基底面積不可重復(fù)利用，應(yīng)注意調(diào)整基礎(chǔ)寬度。局部墻體中有局部的較大荷載時(shí)也要調(diào)整基礎(chǔ)的寬度。基礎(chǔ)圖中的構(gòu)造柱，當(dāng)定位不明確時(shí)應(yīng)給予準(zhǔn)確定位。

6.從結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造上進(jìn)行合理設(shè)計(jì)

6.1底框砌體結(jié)構(gòu)驗(yàn)算時(shí)應(yīng)注意：

6.1.1底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結(jié)構(gòu)，對(duì)具有薄弱層的底層框架混合結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮塑性變形集中的影響。

6.1.2底層框架混合結(jié)構(gòu)的剪力分配不能簡(jiǎn)單地按框架抗震墻的方法。因?yàn)榈卓蚣芙Y(jié)構(gòu)中只有底層框架抗震墻，應(yīng)采用雙保險(xiǎn)的方法，抗震墻承擔(dān)全部剪力，框架按剛度比例承擔(dān)剪力。剛度計(jì)算時(shí)，框架不折減，抗震墻折減到彈性剛度的20%～30%。

6.1.3應(yīng)考慮底層框架柱中地震作用產(chǎn)生傾覆力矩所引起的附加軸力。

6.2避免樓板計(jì)算中不正確方法。

6.2.1連續(xù)板計(jì)算不能簡(jiǎn)單地用單向板計(jì)算方法代替。

6.2.2雙向板查表計(jì)算時(shí)，不能忽略材料泊松比的影響，否則，由于跨中彎矩未進(jìn)行調(diào)整，將使計(jì)算值偏小。

6.3避免荷載計(jì)算的錯(cuò)誤。諸如漏算或少算荷載、活荷載折減不當(dāng)、建筑物用料與實(shí)際計(jì)算不符，基礎(chǔ)底板上多算或少算土重。

7.從抗震要求出發(fā)，進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

7.1對(duì)一般多層砌體住宅結(jié)構(gòu)，應(yīng)優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系：

7.1.1縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ(chēng)，沿平面內(nèi)宜對(duì)齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù);樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處不宜采用無(wú)錨固的鋼筋砼預(yù)制挑檐。

7.1.2對(duì)鋼筋砼多、高層結(jié)構(gòu)住宅，力求做到：

A：框架與抗震墻等抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置，以便各自承擔(dān)來(lái)自平行于該抗側(cè)力結(jié)構(gòu)平面方向的地震力。

B：框剪體系的各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要形成空間共同工作狀態(tài)，除了控制抗震墻之間樓、屋蓋的長(zhǎng)寬比及保證抗震墻本身的剛度外，還需采取措施，保證樓、屋蓋的整體性及其與抗震墻的可靠連接。

C：結(jié)構(gòu)布置應(yīng)盡量采用規(guī)則結(jié)構(gòu)，對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可以設(shè)置防震縫。

三、結(jié)束語(yǔ)

在今后的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們必須加強(qiáng)設(shè)計(jì)方法的研究，抓住設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，進(jìn)一步提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平。

參考文獻(xiàn)：

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