房屋建筑結(jié)構(gòu)設計

房屋建筑結(jié)構(gòu)設計1樓板設計常見問題樓板是房屋中的水平承重構(gòu)件，支承在墻或柱上，不僅向墻或柱傳遞荷載，同時也是墻或柱在水平方向的支撐。因此，板的設計問題必將連帶梁、墻、柱等構(gòu)件的安全。若對整個設計考慮不周，很容易出現(xiàn)設計質(zhì)量問題，有的還可能存在嚴重的質(zhì)量隱患。1.1板承受線荷載時彎矩計算問題在民用建筑中，常常在樓板上布置一些非承重隔墻。有些設計人員錯誤地將隔墻的總荷載除以板的總面積。實際上，大樓板設計中常常將該部分的線荷載換算成等效的均布荷載后，進行板的配筋計算。另外，板上隔墻頂部處理常采用立磚斜砌頂緊上部分的樓、屋面板，這樣會給上部的板增加了一個中間支承點，使其變?yōu)檫B續(xù)板，支承點上部出現(xiàn)了負彎矩，而在板的設計中又沒考慮該部分的影響，致使板頂出現(xiàn)裂縫。1.2現(xiàn)澆板的裂縫問題工程裂縫產(chǎn)生的主要原因是混凝土的變形。如溫度變形、收縮變形、基礎不均勻沉降變形等，此類因變形引起的裂縫幾乎占到全部裂縫的80%以上。在變形作用下，結(jié)構(gòu)抗力取決于混凝土的抗拉性能，當抗拉應力超過設計強度時，應驗算裂縫間距，再根據(jù)裂縫間距驗算裂縫寬度。1）現(xiàn)澆板板厚宜控制在跨度的1/30，最小板厚不宜小于110mm（廚房、浴廁、陽臺板最小厚度不小于90mm）。有交叉管線時板厚不宜小于120mm。2）宜采用較小直徑密度分布的方式進行布筋，為防止溫度及收縮引起的應力影響，應適當提高配筋率，這樣可提高混凝土體的極限拉伸應變及混凝土抵抗干縮變形的能力，防止因混凝土自身收縮出現(xiàn)大量的應力集中點，使局部出現(xiàn)塑性變形產(chǎn)生裂縫。3）屋面層陽角處、東西單元房間和跨度≥3.9m時，應設置雙層雙向鋼筋，陽角處鋼筋間距不宜大于100mm，跨度≥3.9m的樓板鋼筋間距不宜大于150mm?？缍?lt;3.9m的現(xiàn)澆樓板上面負彎矩鋼筋應一隔一拉通。外墻轉(zhuǎn)角處應設置放射鋼筋，配筋范圍應大于板跨的1/3，且長度不小于2.0m，每一轉(zhuǎn)角處放射鋼筋數(shù)量不少于7根，鋼筋間距不宜大于100mm。2剪力墻結(jié)構(gòu)設計問題2.1剪力墻合理數(shù)量的確定影響剪力墻配置數(shù)量的主要因素有地震設防烈度，房屋高度，剪力墻布置形式、長短、位置、風載大小，場地類別等。剪力墻設置數(shù)量，要符合下列要求：剪力墻承受的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%；兩個主軸方向地震力作用下，彈性層間位移角θe應小于1/800；自振周期合理范圍t1=（0.08～0.12）n；n1建筑總層數(shù)；剛度特征值“λ”宜在1.0～6.0范圍內(nèi)；框架各樓層水力剪力應大于0.2vo及1.5θmax（兩者小值）。2.2底層框架柱網(wǎng)的設置底層應為全框架，至少應是框架形式，即在內(nèi)柱縱、橫軸線的內(nèi)、外墻中均設柱或構(gòu)造柱，且縱橫兩向均應形成框架形式。底部框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)不宜過大，一般控制在7.5m左右，并且框架梁上懸墻數(shù)目不應超過一道。首先從使用功能上，底框結(jié)構(gòu)大多為商住樓，該跨度對應上部可分割為兩開間（4.2m+3.3m或4.5m+3.3m），（大于4.2m，已為大開間，其面積比受到規(guī)范限制），無論上部為住宅樓，還是辦公樓，上述跨度對應的上部開間尺寸足以滿足砌體結(jié)構(gòu)所能實現(xiàn)的功能。而且可以控制框架梁上僅有一道懸墻。同時考慮底部框架梁橫斷面高度取值應控制在1/5～1/8梁跨，如果柱網(wǎng)過大，會使梁斷面及配筋出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，而上部懸墻數(shù)目增多，更會加重這種現(xiàn)象?？刂浦W(wǎng)尺寸，給出規(guī)定限值，限制框架梁上的懸墻數(shù)目，對底層框架—剪力墻結(jié)構(gòu)來說非常重要。2.3剪力墻墻體配筋以200厚墻體為例，一般要求水平鋼筋放在外側(cè)，豎向鋼筋放在內(nèi)側(cè)。配筋滿足計算及規(guī)范建議的最小配筋率即可。因此，建議加強區(qū)φ10@200，非加強區(qū)φ8@200雙層雙向即可，雙排鋼筋之間采用φ6@600x600拉筋。但地下部分墻體配筋則另當別論。因為地下部分墻體配筋大多由水壓力，土壓力產(chǎn)生的側(cè)壓力控制，而由于簡化計算經(jīng)常由豎向筋控制，此種情況下為增大計算墻體有效高度，可將地下部分墻體的水平筋放在內(nèi)側(cè)，豎向鋼筋放在外側(cè)。地下部分墻體鋼筋保護層按《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》第4.1.6條規(guī)定：迎水面保護層應大于50mm，且在保護層內(nèi)；按《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》第9.2.4條規(guī)定應增設雙向鋼筋網(wǎng)片。在這種情況下，如果設計人員在進行外墻裂縫驗算時有效截面高度仍按保護層50mm計算，就會產(chǎn)生誤差。當采取了雙向鋼筋網(wǎng)片后，計算保護層厚度至少可按30mm來取值，這對節(jié)省墻體配筋效果相當明顯。3框架計算簡圖的處理問題結(jié)構(gòu)計算中，計算簡圖選取的正確與否，直接影響到計算結(jié)果的準確性，其中比較典型的是基礎梁的處理。一般情況下，基礎梁設置在基礎高度范圍內(nèi)，作為基礎的一部分，此時結(jié)構(gòu)的底層計算高度應取基礎頂面至一層樓板頂面的高度?；A梁僅考慮承擔上部墻體荷載，構(gòu)造滿足普通梁的要求即可。當按規(guī)范要求需設置基礎拉梁時，其斷面和配筋可按構(gòu)造設計，截面高度取柱中心距的1/12～1/18，縱向受力鋼筋取所連接的柱子的最大軸力設計值的10%作為拉力來計算。以某學生宿舍樓為例，該項目為3層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，丙類建筑，建筑場地為ⅱ類；層高3.3m，基礎埋深4.0m基礎高度0.8m，室內(nèi)外高差0.45m.根據(jù)《抗震規(guī)范》第6.1.2條，在8度地震區(qū)該工程框架結(jié)構(gòu)的抗震等級為二級。工程設計經(jīng)驗表明，這樣的框架結(jié)構(gòu)宜按4層進行整體分析計算，即將基礎拉梁層按層1輸入，拉梁上如作用有荷載，應將荷載一并輸入。這樣，計算剪力的首層層高為h1=4-0.8-0.05=3.15m，2層高為3.35m，3、4層高為3.3m。根據(jù)《抗震規(guī)范》第6.2.3條，框架柱底層柱腳彎矩設計值應乘以增大系數(shù)1.25。當設拉梁層時，一般情況下，要比較底層柱的配筋是由基礎頂面處的截面控制還是由基礎拉梁頂面處的截面控制。考慮到地基土的約束作用，對這樣的計算簡圖，在電算程序總信息輸入中，可填寫地下室層數(shù)為1，并復算一次，按兩計算結(jié)果的包絡圖進行框架結(jié)構(gòu)底層柱的配筋。4結(jié)構(gòu)縫設置問題對于超長建筑物，為減少溫度變化對結(jié)構(gòu)的不利影響，合理地設置伸縮縫是必要的。有些設計人員用后澆帶代替伸縮縫，其實這種做法存在一定的問題。因為后澆帶僅能減少混凝土材料干縮的影響，不能解決溫度變化的影響。后澆帶處的混凝土封閉后，若結(jié)構(gòu)再受溫度變化的影響，后澆帶就不能再起任何作用了。對于不能或不便設置溫度伸縮縫的超長結(jié)構(gòu)，除留設施工后澆帶外，還應采取其它構(gòu)造加強措施，如加強頂層屋面的保溫隔熱措施，對受溫度變化影響較大的部位適當配置直徑較小、間距較密的溫度筋，或采用預應力混凝土結(jié)構(gòu)等。根據(jù)各類結(jié)構(gòu)縫的功能和特點，應盡量將其合并，做到一縫多能，并采用有效的構(gòu)造措施，以保證其應有的功能。結(jié)構(gòu)縫在做法上應力求簡單，具有施工可行性并能保證質(zhì)量，同時應考慮防水、抗?jié)B、觀感等效果，采取措施盡量減少設置縫所帶來的不利影響。5結(jié)語總之，在建筑行業(yè)的發(fā)展中由不科學、不合理、不適用的結(jié)構(gòu)設計必然造成成本增加，嚴重制約了建筑行業(yè)的快速發(fā)展。因此我只有充分重視建筑結(jié)構(gòu)設計，科學促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與資源的有效配置，使建