[精品]建筑结构设计过程中常见问题探讨

建筑结构设计过程中常见问题探讨 建筑结构设计过程中常见问题探讨 摘要建筑工程的结构设计工作是一项复杂、全面并且系统的 工作，现阶段在我国建筑结构设计的过程中也是存在着诸多的问题的, 因此我们在实际的设计过程中，我们应具备扎实的理论基础、严肃认 真的工作态度以及勇于创新的逻辑思维，对于常见的问题认真研究和 分析，找到最有针对性的解决对策，从而保证建筑工程的整体质量。 关键词建筑结构;设计;常见问题一、楼板设计常见问题1. 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 作用单向板进行计算。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。2.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 常采用立砖斜砌砌顶紧上部分的楼、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。3. 双向板有效高度取值偏大。双向板在两个方向均产生弯矩，由此双向 板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放，短跨方向的跨中钢筋应放在下面，长 跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面，计算时应用两个方向的各自 的有效高度。一般长向的有效高度比短向的有效高度小d （d为短向 钢筋的直径）。有的设计得为图省事或对板受力认识不足，而取两上 方向的有效高度一致进行配筋计算，致使长跨有效高度偏大，配筋降 低，使结构构件存在的质量隐患，甚至出现开明缝的现象。二、 建筑结构设计中的扭转问题建筑结构的几何形心、刚度中心、 结构重心即为建筑三心，在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点, 即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合 一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平 荷载作用而发生的扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和 平面布局，尽可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷载作用 下，建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平 面分布均匀，减轻结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用方形、 矩形、圆形、正多边形等简单平面形式。在某些情况下，由于城市规 划对街道景观的要求以及建筑场地的限制，高层建筑不可能全部采用 简单平面形式，当需要采用不规则1形、t形、十字形等比较复杂的 平面形式时，应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围 之内，同时，在结构平面布置时，应尽可能使结构处于对称状态。 三、沉降计算问题在基坑开挖的过程中，摩擦角范围内的坑边 的基底土是要受到一定的约束的，所以它是不反弹的，那么坑中心位 置处的地基土就是要反弹的，而回弹的部分就需要人工的进行清理。 而如果基础较大时，其受到了约束就比较小，箱基就是这种类型的， 在对其进行沉降的计算时就要按照基底的压力进行计算，被坑边土所 约束的那一部分就可以看作是用于安全储备的，这也是计算出来的沉 降值是要大于实际施工中的沉降值的主要原因。而如果当基础很小时, 那么其受到了约束就是很大的，这是就可以忽略回弹的部分，所以在 计算沉降时就应按照基底的附加应力进行计算。四、结构缝设 置问题对于超长建筑物，为减少温度变化对结构的不利影响， 合理地设置伸缩缝是必要的。有些设计人员用后浇带代替伸缩缝，其 实这种做法存在一定的问题。因为后浇带仅能减少混凝土材料干缩的 影响，不能解决温度变化的影响。后浇带处的混凝土封闭后，若结构 再受温度变化的影响，后浇带就不能再起任何作用了。对于不能或不 便设置温度伸缩缝的超长结构，除留设施工后浇带外，还应采取其它 构造加强措施，如加强顶层屋面的保温隔热措施，对受温度变化影响 较大的部位适当配置直径较小、间距较密的温度筋，或采用预应力混 凝土结构等。根据各类结构缝的功能和特点，应尽量将其合并，做到 一缝多能，并采用有效的构造措施，以保证其应有的功能。结构缝在 做法上应力求简单，具有施工可行性并能保证质量，同时应考虑防水、 抗渗、观感等效果，采取措施尽量减少设置缝所带来的不利影响。 五、建筑结构设计的抗震问题地震是难以预测以及精确计算的， 地震作用而使建筑物承受的力，因地震作用的大小、地基的坚固度， 以及建筑物固有的周期而异。地震作用的大小被评估为静态的水平力, 通常都会随着建筑物的高度的增加，建筑物水平力的比例就会变小。 对于某一方向的地震作用，相同方向的抗震要素的抵抗，会与其刚度 成正比。 1.施加于建筑物的地震作用 由震源传来的地震波, 当地表附近的地基越软弱时就越会增强，而且随着建筑物增高及固有 周期变长时，摇动的力就变小，而且越到建筑物的上方楼层，摇动的 力（加速度）就有变大的倾向。基于这些因素的考虑，定出施加于建 筑物的地震作用，这被当作施加于建筑物各楼层的水平力来评估。 2.抗震因素的配置毫无疑问，建筑物会从各方向承受地震作用， 如果将整体建筑物当作是二维框架的集合体去考虑力的传递就容易 使人理解。与地震作用的水平方向平行的框架负担着水平力，各层柱 子与抗震墙等则按刚度比例负担地震作用。3.构架的变形抵抗 对结构体施加水平力时，若超过其支承的弹性限度，变形就会急遽地 增加，达到最大强度。在设计时，对于频度高的地震，通常都停留在 支承力的弹性极限以下，大地震时则不要超过其最大强度。4. 构件的强度与韧性关系强度大的抗震因素不需要韧性。墙壁与 斜撑的韧性较小，框架构架的韧性较大。5抗震因素平面上的 平衡抗震因素平面上的平衡不良的建筑物，在承受地震作用时 容易产生伴随扭力回转的变形，刚性弱的部分就会产生很大的变形， 使该部分的破坏有增大之虞。由于地震作用是属于惯性力，因此力的 作用中心要与重心一致。所谓的在平面上采取平衡，也就是地震作用 的中心，亦即重心与抗震因素之刚度的中心（被称作刚心）必须一致。 即使平面上的刚性（框架的刚度）一致的建筑物，当它向后退缩时， 由于下方楼层的重心会从中心偏离，将会产生失稳。此外，如抗震墙 与钢骨框架之类的刚度大的抗震因素呈偏心配置的建筑物，就容易产 生失稳。6抗震因素之剖面上的平衡当抗震因素的刚度在 上下方向不均匀，且硬楼层部与软楼层部混合在一起时，地震作用就 会集中于软楼层部，使该楼层部分承受的力及变形变大，会有增大破 坏之虞。尤其是二楼以上的部分墙壁多且一楼没有墙壁的建筑物，称 作悬挑建筑物，有许多在地震时会发生一楼瓦解的破坏。建筑物由几 种构架构成，且各种构架的上下方向能够采取平衡时则很理想，而以 各层之框架的刚度总和采取平衡亦可。结语 总之，在建筑 行业的发展中由不科学、不合理、不适用的结构设计必然造成成本增 加，严重制约了建筑行业的快速发展。因此我们只有充分重视建筑结 构设计，科学促进产业结构的优化与资源的有效配置，使建筑企业在 高效、低成本的建设中强劲增长。参考文献[1]饶远文 结构设计优化技术及其在房屋结构设计中的应用，价值工程