浅析建筑结构设计中的相关问题

浅 析建 筑结 构设 计中 的相 关问 题 赵良华 1张春霞 21郑州市建筑设计院 河南郑州 4500002郑州中核岩土工程有限公司 河南郑州 450000摘 要 ： 本文根据自身工作经验 ， 针对在建筑结构设计中常出现的问题进行分析 ，首先阐述了建筑结构设计的基本内容，并详细概述了在设计中应注意的问题 ， 以达到保证工程质量的目的。 关键词 ： 建筑结构设计；钢结构设计； 相关问题中图分类号： TU318文献标识码： A文章编号：1建筑结构设计的基本内容混凝土结构 、 钢结构和混合结构等 。 建筑物根据其结构形式 ， 可以分为排架结构 、 框架结构 、 剪力墙结构 、 筒体结构和大路结构等 。1.1结构设计的程序建筑物的设计包括建筑设计 、 结构设计 、 给排水设计 、 暖气通风设计和电气设计等 。 每一部分的设计都应围绕设计的四个基本要求 :即功能要求 、 美观要求 、经济要求和环保要求 。 建筑结构是一个建筑物发挥其使用功能的基础 ， 结构设计是建筑物设计的一个重要组成部分 ， 主要包括以下四个过程 ： 方案设计 结构分析 构件设计 绘施工图 。1.2建筑物结构设计的要求为保证建筑结构的可靠度达到设计要求 ， 在设计中 ， 必须遵循以下要求 ； (1)计算内容 :结构构件应进行承载能力极限状态的计算和正常使用极限状态的验算 ， 如直接承受动力荷载的构件应进行疲劳强度验算 ;(2)结构上多种作用效应同时发生时 ， 应通过结构分析分别求出每一种作用下的效应后 ， 考虑其可能的最不利组合 ;(3)抗震设计 :我国的抗震设防烈度为 6至 9度，建筑结构根据所在地区的烈度 、 结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级 。 对应不同的抗震等级 ， 有不同的计算和构造要求 。2钢结构设计中应注意的问题2.1正确选用钢材等级如果钢材是为钢结构房屋所用 ， 那么它应当具有屈服强度 、 抗拉强度 、 伸长率 、 冷弯试验和硫 、 磷含量的合格保证 ； 对于焊接钢结构 ， 还应具有含碳量的合格保证 。 对于地震区的钢结构所使用的钢材，除了具有上述各种合格保证外 ， 根据 建筑抗震设计规范 (GB500l-2001)的规定，还要求它们具有冲击韧性的合格保证 。 建筑抗震设计规范 (GB50011-2001)明确规定了钢材的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值 、 伸长率的限值和良好的可焊性等物理力学指标 ， 并要求将其写入设计文件中，以保证结构有必要的安全储备和足够的塑性变形能 力 。2.2楼面结构设计由于材料性质不同 ， 钢结构房屋和混凝土结构房屋温度伸缩缝区段长度差别很大 。 比如钢框架结构房屋的温度伸缩缝区段长度约为 120m，而现浇混凝土框架结构房屋的温度伸缩缝区段长度最大为 55m。 钢框架结构房屋采用现浇混凝土楼板时 ， 为避免或减轻混凝土楼板开裂 ， 原则上仍应按混凝土结构的要求留设温度伸缩缝 。 只有当采用设置施工后浇带和其它减小混凝土温度变化或收缩的可靠措施时 ， 才可以适当增大温度伸缩缝区段长度 。 对于压型钢板组合混凝土楼板 ， 要在满足构造要求的基础上在钢梁上焊接栓钉 ， 除此之外 ， 它们之间应有连接措施来保证混凝土和压型钢板共同工作 。 其连接措施可以依靠压型钢板上焊接的横向钢筋 ， 也可以依靠压型钢板的纵向波槽或依靠压型钢板上的压痕 、 开的小洞或冲成的不闭合孔眼 。 目前 ， 由于产品规格的限制 ， 国内带纵向波槽的压型钢板和带压痕或开小洞的压型钢板不多 。 因此 ， 当无法采用上述这两种板型时 ， 要实现混凝土和压型钢板的连接 ， 可在压型钢板上焊接横向钢筋 ， 并且在任何情况下，压型钢板端部必须焊接栓钉 。2.3网架结构的计算设计人员实际工作中往往将网架和下部结构分开计算 。 计算程序是假定网架支座刚度为无穷大 ， 此时所有支座刚度相同 ， 算出支座反力后再加到下部结构上 。但实际上，下部结构的结构形式可能是柱，也可能是梁，也可能是其它形式 ， 不仅刚度有限 ， 而且刚度差异可能很大 。 在这种假定条件下 ， 算出来的网架内力和支座反力及下部结构内力与采用网架支座刚度为实际刚度且上 、 下部结构共同工作的力学模型所计算出来的结果肯定是不相同的 ， 因为超静定的网架结构的内力和反力分配与结构刚度分布有关，网架和下部结构分开计算会造成不合理的结果 。 3地基结构设计中应注意的问题3.1基础类型的选择和设计房屋基础设计应根据工程地质和水文地质条件 、 荷载大小和分布情况 、 建筑体型与功能要求 、 相邻建筑基础情况 、 施工条件和材料供应以及地区抗震烈度等综合考虑，然后选择经济合理的基础型式 。 砌体结构优先采用刚性条形基础 ， 如灰土条形基础 、 C15素混凝土条形基础 、 四合土条形基础和毛石混凝土条形基础等，当基础宽度大于 2.5m时，可采用钢筋混凝土扩展基础也就是柔性基础 。 多层内框架结构 ， 地基较差 、 无地下室 、 荷载较大为减少不均匀沉降 ， 增强整体性 ，可采用十字交叉梁条形基础 。 如采用上述基础不能达到地基基础强度和变形要求，又不宜采用人工地基或桩基时，可采用筏板基础 (无梁或有梁 )。 框架结构 、有地下室 、 防水要求高 、 上部结构对不均匀沉降要求严 、 柱网较均匀 ， 可采用箱形基础 ， 柱网不均匀时 ， 可采用筏板基础 。 有地下室 ， 柱网 、 荷载较均匀 ， 无防水要求 ， 地基较好 ， 可采用独立柱基 ， 抗震设防区加柱基拉梁或采用筏板基础或钢筋混凝土交叉条形基础 。 无地下室 ， 荷载较大 ， 地基较差 ， 柱下可选用交叉条形基础并与墙下条基连结在一起 ， 以增强整体性 ， 如还不能满足地基承载力或变形要求 ， 可采用筏板基础 。 剪力墙结构无地下室或有地下室 ， 地基较好 ， 无防水要求，宜选用交叉条形基础，当有防水要求时，可采用箱形基础或筏板基础 。3.2桩基进入地基持力层最小深度的确定3.2.1应选择较硬上层或岩层作为桩端持力层 。 桩端进入持力层深度，对于粘性土，粉土不宜小于 2d(d为桩径 )：砂土及强风化软质岩不宜小于 1.5d：对于碎石土及强风化硬质岩不宜小于 1d， 且不小房屋基础设计应根据工程地质和水文地质条件 、 荷载大小和分布情况 、 建筑体型小于 0.5m， 嵌入灰岩或其他未风化硬质岩时 ， 嵌岩深度可适当减少 ， 但不宜小于 0.2m。3.3后浇带的设计因调整地基初期不均匀沉降而设的后浇带的带宽应控制在 800mm 1000mm。 自基础开始在各层相同位置直到裙房屋顶板以及内外墙体均设后浇带 。 后浇带内的混凝土应采用比原构件提高一级的微膨胀混凝土 。 施工时后浇带两边粱板必须支撑好，直到后浇带封闭并混凝土达到设计强度后拆除 。 后浇带解决问题是施工期间的混凝土自收缩 ， 它对由于温度变化引起的结构应力集中没有效果 ， 更不能替代伸缩缝 。 后浇带部位的钢筋应连续通过 ， 一般不宜断开 ，即只将后浇带处的混凝土临时断开 。 但有时根据工程的具体情况不允许留后浇带 。 应在结构设计图纸上用详图明确表示出来基础后浇带的断面形式 ， 当地下水位较高时，应在基础后浇带下设置