发布时间:2023-10-07 15:38:05
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇房屋设计问题,期待它们能激发您的灵感。
1钢筋混凝土房屋结构设计存在的问题及措施分析
根据上文针对钢筋混凝土房屋结构设计的基本原理进行分析,可以明确结构设计的要点。虽然在设计工作之中,两种材料在共同的作用之下可以产生巨大的承载能力,但是往往在实践的操作当中还存在有上部结构设计缺陷以及基础设计薄弱等严重问题,所以,要想全面的增强房屋结构设计的水准,还应当从以上两个方面着手加强改进。1.1房屋结构设计基础与地基的问题首先是地基设计之中的相关问题。当前在房屋结构设计之中,基础部分的设计存在的缺陷较大,对于有地下室的建筑来讲,地下的独立基础设计形式往往会导致建筑由于沉降而出现一系列的附加应力,并且进一步的造成地下室由于承载能力的缺失而出现混凝土裂纹的情况。而对于使用天然类型的地基结构基础的建筑来讲,上述问题更加突出。虽然地基的沉降现象往往不可避免,但是对于一些沉降量比较小的建筑来讲,可以在持力层与地下班之间设置一层褥垫来改进上述的缺陷。另外,对于有地下水的房屋建筑来讲,当水位较高之时应当重点的关注建筑防水性能,对于下承接台类型的建筑结构来讲,更加应当重视上述问题。由于承接台结构的影响,并且整个模型和基槽的设计非常复杂,所以有很多放坡以及阴阳角,这样的现状也在很大程度上增加了设计与施工的防水难度,为防水措施的施行带来了不小的阻碍。所以,为了进一步的避免地下水对房屋建筑产生影响,提升防水性能,还应当在防水施工开始之前尽可能的不考虑到由于水位而带来的影响,根据整个建筑的平面设计图纸以及包络图,结合水位的情况以及地下水的勘察数据,综合地下水的流动规律及特征,加强防水的设计,另外也应当减少承接台中的放坡和阴阳角,降低后续防水施工的难度。对于天然地基等独立式的基础设计,通常情况之下地基基础的坡面坡度较大,上述情况会对混凝土的振捣产生巨大影响,所以往往需要采用人工振捣的方式,但是人工振捣又不能够确保混凝土的强度,所以,应当尽可能的减少独立椎体地基的设计,优先选择阶梯型的地基结构设计模型。1.2房屋上部结构设计的相关问题在框架-剪力墙设计中,剪力墙有时会出现布置不均匀,单肢刚度过大的问题,连带着影响梁板等构件的设计。以致于应力过于集中,一旦发生应力破坏,将会产生严重的后果。因此,在进行框架-剪力墙结构设计的时候,全面考虑上述问题产生的原因,避免产生这种问题。采用第一级别刚度的剪力墙时,其墙肢数应该大于4,避免应力过于集中。遵守框架结构“多层设防”的设计原则,层层设防。使剪力墙在共同抗外力作用下,增强防御能力,抵抗外来的破坏力。同时,还需要遵守“做大放小”的设计原则。将剪力墙的梁和柱的结构设计成“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的形式。倘若遇到地震等自然灾害的破坏,这样的结构设计可以为人们争取更多的逃生时间。为了避免采用“强柱强梁”和“强剪强弯”结构设计带来的巨大破坏力,采用了“强柱强梁”和“强剪强弯”的结构设计原则。可是在实际社会中,这种结构设计方式的延性设计理念很难实现。一旦发生大地震,钢筋混凝结构中的梁和柱在地震巨大的作用下,是很难保证梁先倒塌,柱后倒塌的。因此,有必要进一步修订我国《建筑抗震设计规范》。制定更为完善的建筑抗震设计要求,进一步研究如何使“强柱强梁”和“强剪强弯”的结构设计原则,更加满足于高震级地震的防御和应急需求。由于钢筋混凝土结构局部受力太大,造成出现挑梁变形,墙体外闪问题。针对这种问题,可以在悬挑的挑梁端头设置构造柱,通过构造柱将每层的挑梁连接在一起。这种结构设计产生直接效果,就是有效消除了挑梁的变形和墙体外闪问题。因为,即使某局部位置受力过猛,也可以通过挑梁将力量传到其他各层结构中,达到了分散压力的效果。除了上述分析到的一系列问题,在实践的结构设计之中还有一些细节方面的问题应当引起重视。诸如在混凝土的结构构件设计之中,钢筋保护层的厚度不符合标准,会对实践的施工个影响,另外,梁柱框架的纵向设计会受到钢筋配筋率的影响。所以,除了对重点的问题进行防治,还应当加强对细节部位的管理与控制,在设计的过程之中充分的了解到结构设计的要求,避免出现缺陷。
2结束语
综上所述,根据对现代化的房屋建筑结构设计之中钢筋混凝土的相关问题与缺陷进行探讨,从实际的角度出发论述了改进的措施与加强的方案,旨在促进现代化工作的进步与发展,促进整体设计水准的提升。
作者:崔鹏 单位:邯郸市大友建筑设计有限公司
作者:严华
干砖砌墙时会吸收水分,导致砖体出现变化,这些变化引起外墙涂层改变,从而进一步影响墙体质量,发生渗漏,另外,砌墙结构不合理,导致通缝产生,进而导致外墙渗水,甚至是长期渗漏。浅基础施工图未对基槽检验做出明确规定,桩基础施工图对竖向承载力检验做出明确规定。对策:对于浅基础施工图,要明确规定,在开挖基槽之后,必须对其进行严格检验;对于桩基础施工图,也要明确规定,必须进行桩端持力层检验,并且在完工后,进行竖向承载力检验。在实践中,经常会遇到天然地基扩展基础持力层下方的下卧层较为软弱的情况,部分施工单位会将本应进行的沉降验算予以省略,或者是没有按照规定验算软弱层地基的承载力。对此类问题的解决对策是:如果天然地基扩展基础持力层下卧层较为软弱,不但要进行沉降验算,而且还要验算该下卧层的地基承载力。还有些问题来自于框架辅料方面,墙体在抹灰过程中如脚手架接口处及墙角处等特殊部位由于施工人员在施工过程中马虎工作,没有严格按照要求施工,从而导致边界压碾不实,从而使得外墙粉面出现质量不达标的问题。由于外墙抹灰是一个整体工作,局部的问题会引起连锁反应,进而影响到整个外墙墙体的防水质量。在地下室外墙设计方面存在的问题关于地下室外墙配筋计算。部分项目在计算地下室外墙配筋时,对于具有扶壁柱的外墙,没有对扶壁柱规格进行严格区分,统一依据双向板进行计算;扶壁柱配筋也没有依据地下室外墙双向板传递荷载加以验证,这样就导致地下室外墙竖向受力筋配置及扶壁柱配筋都低于要求的数量,而地下室外墙水平方向配筋数量却高于相关要求的水平。
在地下室外墙设计方面,应确定底部为固定支座,也就是以底板作为地下室外墙嵌固端,并保持侧壁底部与邻近的底板在弯矩上的一致,此外,还要注意在抗弯性能方面,底板要强于侧壁,并注意配筋量与厚度之间的相配性,这类问题主要见于地下车道。房屋结构建设中出现的与法律不相符合的问题,主要体现在以下几方面:所提供的勘察报告中显示的数据与实际的基础设计参数不一致。导致该问题的主要原因在于,有些情况下,设计单位没有深入实际进行仔细测量,也没有与勘察单位进行协商,而是单纯从自身主观经验出发确定相关参数。对于此类问题,应采取的完善建议是:在进行项目构架结构设计过程中,要深入实际,在进行充分的调查测量的基础上,确定相应的参数,并及时与勘察单位进行沟通和协商,对于提供的材料要及时予以补充完整。直接指定砼外加剂以及建筑配件购置厂家,这也是与国家所颁布的《建筑工程质量管理条例》的相关规定相违背的。对此,应采取的完善建议是:在建筑施工项目当中,对于砼外加剂以及其他相应的建筑配件的购置,需要根据国家相关规定进行公开的招投标,在公平、公正、公开的原则下购置相关配件。桩型以及所确定的施工工艺不符合具体的施工环境及地质条件。对于建筑框架结构设计当中所存在的此类问题,应采取的完善对策是:在确定桩型以及具体的施工工艺之前,要对建筑区域的实际地质条件以及具体环境进行实地调研,要对施工环境有全面而充分的认识,在此基础上,确定符合实际情况的桩型以及施工工艺,除此之外,在实际施工之前,还要对施工当中的挤土、振动以及施工噪音等所导致的影响予以全面而充分的考虑,并严格依据国家所规定的环保及施工安全规定进行。房屋结构及施工常见问题的对策分析在建筑地基基础工程的施工准备阶段,对工程进行的优化设计主要通过以下几点来实现:①认真设计规划施工工程的图纸。软土地区地基基础工程的施工难度较大,技术要求较高,在施工工程中要确保施工的质量就一定要重视设计图纸的规划工作。②优化工程的施工设计方案。在别墅地基基础工程进行施工时,我们一定要在施工技术指标合格的基础上,优化组合施工工程设计,细化具体工作,均衡好各个分项工程的工期与进度,使得施工方案在技术上更先进、组织上更精干也更合理。在软土地基施工时,对其地面表层极其软弱的部分进行强化施工,是别墅基础中常用的处理办法。通常情况下,软土层的表层处理是通过地质排水强化软土层、设置加强材料来增加承力组织结构、进行加固处理等方法防止软土层的塌陷。我们应用较为广泛的是表层排水、设置加强层、添加加强剂等方法。
针对土层质量较好含水量较高导致的软土地质,可以在填土之前通过在土地表层挖掘排水沟的施工方式,引导水分流出地基;如果为了调整软性土壤极易变形和不均匀的特性,可以考虑在地基施工时,往土层中加入砂石垫层、韧性材料等加强层,能够固结软土,有助于排水透气,增强土质强度;当软土的表层为粘性土壤,且粘度达到一定要求时,可以考虑在表层的粘性土壤中混合添加剂,以提高土层的粘接力,改善地基土壤的压缩性能,增加强度,提高地基的整体性能,使地质结构更为密实;如果软土层地基不均匀,局部发生不均匀沉降及侧向变位威胁较高时,必须敷垫一定的材料,以最大程度地避免地基的局部沉降及侧向变位,使施工机械安全稳定地同行。敷垫材料法一般使用的材料有化纤无纺布、土工布以及玻璃纤维格栅等。对于剪力墙等结构的配筋或是建筑问题,应采取的解决对策是:如果外墙板块与地下室外墙垂直方向有钢筋砼内墙或者地下室外墙具有相对较大的扶壁柱,则在对配筋量进行计算时要以双向板为依据,除此之外的地下室外墙在配筋量计算时,应以竖向单向板为主要计算依据;如果地下室外墙扶壁柱所承载的竖向荷载不大,还需要在一定程度上强化内外两侧的主筋。对于水平方向的地下室外墙布筋设计,要以扶壁柱截面具体大小为主要依据,此外还可以根据实际情况在外侧配置适量的短水平负筋。在地下车道建设问题的解决中,地下车道可以采用悬臂构件方案,在抗弯性能方面,底板应适当高于侧壁底部,这类问题在地下室底板标高出现变动的地方也较为常见,一般在标高出现变动的位置只设计一梁,有时候底板厚度还会大于梁宽,而单纯依赖两侧箍筋传递板自作弯矩无法达到相关标准,诸如楼梯间等地面层开洞地方的外墙也必须有相应的楼板予以支撑,并注意要结合项目实际情况对模型机配筋构造进行计算和验证;除此之外,如果地下车道与地下室外墙之间距离较近,并且车道底板的位置正好是地下室外墙的中间区域,对于这种情况,要对来自于地下室外墙承受车道底板的水平方向的集中力所导致的影响予以全面考虑。
随着社会的发展,建筑项目数量的与日俱增,项目框架结构设计的复杂程度也越来越高,在框架结构设计当中常常出现一些问题,给项目设计质量造成不利影响,本文对框架结构设计中存在的主要问题进行了归纳和总结,在建筑框架结构设计方面,要对基础设计、地下室外墙设计以及国家相关法律及法规具体规定等方面的结构设计质量予以严格把关,确保建筑框架结构设计整体质量符合相关标准。
【关键词】 砌块;设计;施工
建筑砌块在建筑上应用的水平和程度对砌块工业的发展至关重要。中国的建筑砌块从无到有、从小到大,经历了一个漫长艰巨的历程,取得了很大成就,但它在建筑上的应用、砌块工业的发展至今仍不尽人意,大量生产能力未得到发挥,应用面和应用量时有反复。砌块应用技术跟不上,又不配套,并存在裂、热、漏等缺陷,是影响建筑砌块推广的重要因素,而不是主要因素。推广砌块建筑必须按照砌块的特点探索出一些简便易行且行之有效的建筑施工技术和管理办法,逐步形成砌块建筑专门的施工方法、操作规程并在各地推广。裂、热、漏仅仅是技术问题,可以通过增加配筋解决,即每砌两层砌块铺一层钢筋网片或控制整个建筑物总长度,每隔一定长度增设一道收缩缝。再如热工问题,增加保温措施做成复合墙体即可。而采取这些措施就要多花钱,增加建筑造价。然而混凝土小型空心砌块在较大程度上减轻结构自重,减轻地震作用,使结构更合理可靠;墙体砌筑速度快,质量好;在耐候性方面达到粘土红砖墙的水平;其综合经济指标接近甚至低于粘土砖砌体的水平。普通混凝土小型空心砌块是一种大有前途的新型墙体材料,值得推广应用。在应用过程中也发现了因施工工艺不够熟练、施工方法不够完善、住户装修不当而出现的问题。因此,加大宣传力度、杜绝不合格产品、完善相应的设计施工技术、提高建筑物防水标准是我们今后主要的工作,随着相应的设计、施工规范规程的进一步完善,普通混凝土小型空心砌块的应用定能取得更好的效果。
我国是一个人口众多、能源和土地资源紧缺的发展中国家,以实心粘土砖为主的传统墙体材料耗能毁田。限制和淘汰使用实心粘土砖,发展新型墙体材料,这不仅是住房建设和建筑业现代化的需要,也是实施我国可持续发展战略所必须的。近年来有关部门采取多部门合作的方式制定了一系列政策措施,强制淘汰不符合资源节约和环境保护要求的建筑材料,鼓励采用符合国家标准的资源节约型优质建材和制品。这些政策的制定和落实表明国家对发展新型墙材的大力支持,对新型墙材的推广具有极大的促进作用。随着经济的发展以及国家从政策上对烧结粘土砖生产和使用的限制,推行应用砼小型空心砌块建筑体系是我国墙体改革的发展方向,砼小型空心砌块及其它建筑砌块必将得到大的发展。从近几年竣工的砼小砌块房屋的使用效果来看,虽然总体还是令人满意的,但在使用中存在砌筑砂浆不饱满、粘结力差现象,造成墙体漏水、裂缝、变形;芯柱存在空洞、开裂现象,严重影响房屋结构的整体性与抗震性能,本文就在工作中常常存在的几个问题谈几点意见。
一、砼小砌块墙体产生的裂缝、变形、漏水及隔音问题
前者的主要原因有竖缝砂浆难以饱满以及特殊的构造要求未能跟上,施工中人为的对砌好的砌体发生撬动、碰撞、松动,门窗洞口两侧砼砌块四周的砂浆不饱满密实,屋面未设置保温层或隔热层等等;后者我们认为,墙体隔音不好,要么是砌块本身的隔音能力不强,要么是灰缝的砌筑砂浆不饱满。大家知道经填实孔洞后的砌块不比粘土砖的隔音能力差,那么问题肯定在灰缝上。声波在墙体两面粉刷所留下的空腔内形成共振,放大声音,削弱墙体的隔音性能。我们设计时要求施工砌体灰缝应保持横平竖直,竖向灰缝和水平灰缝均应铺填饱满的砂浆。竖向垂直灰缝首先在砌筑的砌块端头,铺满砂浆,然后将上墙的砌块挤压至要求的尺寸,灰浆饱满度:水平灰缝的粘结面不得小于90%,竖缝的粘结面不得小于60%,严禁用水冲浆浇灌灰缝,也不得用石子垫灰缝。水平灰缝及竖向灰缝的厚度和宽度应控制在8-12mm之间。在实际施工中,水平灰缝内砌满砂浆是比较容易做到的,而竖向灰缝有饱满的砂浆就被忽略,甚至到采用水冲缝灌浆的方法使竖向灰缝砂浆饱满。因此我们既要保证竖向灰缝和水平灰缝均应铺填饱满的砂浆;施工中砌好的砌体发生撬动、碰撞、松动,要重新砌筑;在门窗洞口两侧一孔灌注C20注芯砼,并设置φ10钢筋;屋面须设置保温层或隔热层;同时对住户隔墙砼小型砌块的孔洞内用素砼填实外,有条件的可以对住户隔墙采用隔声砌块,以保证住户的身心健康。
二、芯柱及拉结网片的采用问题
为实现对砼小砌块墙的约束,须设置钢筋砼芯柱和圈梁,在许多正在使用的小砌块房屋中,凡设有钢筋砼构造柱的都或多或少的有沿柱墙交界处的竖向通缝。我们要求施工时,墙与墙交错相接处,必须按照设计要求留置拉结筋或网片,且必须设置在砂浆中。设于框架结构中的砌体填充墙,沿墙高每隔60cm应于柱预留的钢筋网片拉结,伸入墙内不小于70cm。铺砌时将拉结筋埋直、铺平;墙顶与楼板或梁底应按设计要求进行拉结,每60cm预留1Φ8拉结筋伸入墙内240mm,用C15素砼填塞密实。在实际施工中,第一是拉墙筋设置不当或没有设置,有的拉墙筋数量不够,有的锚固长度不够,有的不设在灰缝内等等,其次是因为砼小型砌块的干缩性比粘土砖要大得多。采用设置钢筋砼芯柱和圈梁能保证整个墙体均有同样的变形能力。因此,在能保证承载力足够的前提下,一定要采用砼芯柱和圈梁形式,当然,芯柱的灌孔要用高流动性、低收缩性的专用细石砼。否则芯柱存在空洞、开裂现象,严重影响房屋结构的整体性与抗震性能,当轴向荷载较小时,可仅在孔洞配置竖向钢筋,而不需要配置箍筋,且有施工方便,节约模板的优点。当荷载较大时,则按照钢筋砼柱类似的方式设置构造钢筋。当然也可采用另外的结构形式,以保证建筑物的安全使用。
三、排水问题
【关键词】钢筋混凝土建筑;设计问题;解决策略;研究
一、引言
当前,随着建筑设计理论的不断更迭发展,越来越多的新型建筑材料及设备开始广泛应用于钢筋混凝土房屋设计范畴,尤其是计算机技术在钢混结构房屋设计中的应用,进一步促使了房屋结构、节点的设计更为科学精准,同时也为房屋功能性、实用性提供了客观保障。所以如何在高技术水平更迭的当下,着重针对钢筋混凝土房屋设计的需求,做好各个设计节点问题的关注把握,糅合前沿设计理念,强化应用科技元素贯穿设计全程,也是现代钢混建筑设计中所应致力的根本所在。
二、钢筋混凝土房屋设计原理释意及重要性研究
现实中,钢筋混凝土房屋的主要承重构件主要为混凝土及钢筋原料,二者共同受力钢筋具有着较为理想的抗拉性能,而混凝土则有着较高的抗压性能,通过遵循相应规格配比,增强钢筋混凝土房屋的楼板、梁柱、剪力墙等建筑节点承载能力,创造较好的力学作用,是一种具备时代意义的房屋结构设计形式。
但客观层面来讲,钢混结构具有着较强的统一性与不可分割性,房屋一旦落成即不可逆,假若后期因诸类原因需要修改房屋节点,那么无疑存在着较大的修正难度。因此对于钢筋混凝土房屋的建设之前,必须把所有疑难问题在前期设计环节即做出科学的处理解决,由此也即可知晓钢筋混凝土房屋设计的重要性,必须谨慎全面重视。对此,下文中,笔者将针对钢筋混凝土房屋设计所存在的相关问题及解决对策做出详细探讨。
三、钢筋混凝土房屋设计问题与处理对策分析
(一)房屋基础结构设计问题及处理方法
(1)房屋的地下室底板设计
当前,房屋使用者为利用有限的空间资源,进行钢筋混凝土房屋设计时,常选择加筑地下室扩充可用空间。但对设计有地下室的房屋而言,若设计中不考虑地下室楼板承载力,那么极可能导致房屋沉降与倾斜,产生安全隐患问题。譬如,地下室楼板设计承载力同实际承载力误差高于20%,那么混凝土底板即会产生裂缝,影响最终使用。因而为规避地下室地板承载力不足所导致的沉降问题,设计人员实施设计时,着重于持力层同地下板之间规定布置褥垫实施施工,以此降低附加应力所导致的影响情况发生。
(2)房屋的外墙配筋设计
通常,钢筋混凝土房屋设计过程中,设计人员多会采用底部固结与顶部胶结计算模型或单向板的计算方式,设计中易于忽略钢筋结构影响因素,譬如梁柱钢筋笼及双向板等方面,导致计算结果同现实情况存在较大误差,难以有效保障外墙配筋比例的科学合理性。对此,笔者认为在外墙配筋计算方面,设计人员能够先予以构建一套明确统一的配筋计算方法,通常考虑钢筋结构影响因素后,在系统应用底部固结与顶部铰接的计算模型或单向板计算方式,缩小设计计算结果与实际情况的误差。
(3)房屋的独立基础设计
钢筋混凝土房屋的独立基础多是天然地基椎体独立基础,有着相对明显的基础坡面,以往设计过程中,常出现的明显问题即是以1:3比例作坡度规划。但1:3的比例设计下,受基础坡面坡度过大影响,施工人员实施混凝土捣实时,难度较大,施工设备很难上的去,仅能采取人工捣实从而带来施工效率及捣实治疗影响。为克服此类问题,设计人员设计中可采取两类设计方法展开设计。其一,是依据1:1比例作坡度规划,促使坡度尽可能平缓。其二,则是直接予以废除椎体独立地基的设计方法,而应用阶梯性基础设计方法,有效保证钢混结构房屋独立基础的设计质量。
(二)房屋上部结构设计问题及处理方法
(1)房屋的挑梁设计
钢筋混凝土房屋挑梁部分的设计问题,主要呈现在挑梁变形范畴,此类问题多因房屋结构受力不匀,易出现局部受力过大情况。为切实规避挑梁变形问题,设计人员能够在挑梁端头设计时增设构造柱结构,即是在挑梁附近增筑一条梁柱,把每层挑梁连接在一起,以构造柱将挑梁压力分散至各层结构中,规避局部受力过大所致的上述问题。
(2)房屋的钢筋保护层厚度设计
目前,钢筋混凝土构件保护层厚度设计普遍存在取值过小问题,在旧版03G101标准图集中规定:混凝土保护层应是从纵筋最外皮至混凝土边缘的距离,而新版14G910标准图集中则规定了混凝土保护层是自箍筋最外皮至混凝土边缘的距离,因测量具置产生了较大的变化,所以保护层的实际数值也应作出对应的调整,钢筋混凝土基础宜设置混凝土垫层,基础中钢筋的混凝土保护层厚度应从垫层顶面算起,且不应小于40mm,对梁类构件应为-7― +10mm;对板类构件应为-5― +8mm,其中合理误差需控制于(1.00±0.85)之间,以此确保设计的精准度。
(3)房屋的梁柱强度设计
当前,多数设计人员设计钢混结构房屋时多存在着“强柱强梁”问题,也即是立柱及横梁的强度过大,造成房屋整体结构的硬性破坏。为降低此硬性破坏情况,设计人员应践行“强柱弱梁”设计形式,即立柱强度系数略微高出横梁强度系数,根本目的即避免梁柱同时倒塌,切实强化钢混结构房屋抗震性能。
(4)房屋的剪力墙设计
目前,钢筋混凝土房屋设计中剪力墙部分设计常见问题即单肢刚度偏大,且布置常不均匀,从而导致了梁板等构件设计层面的负面影响,剪力墙单肢刚度偏大产生的直接后果便是易出现应力破坏问题。基于此,设计人员实施第一级别刚度的剪力墙设计时,需要保证剪力墙单肢刚度处于4.5之上,同时总肢数需控制在5以上,遵循整体框架结构,合理予以设计剪力墙,切实保证剪力墙规划布局的合理性。
四、结 语
综述所述,伴随当前科学技术的不断发展,建筑使用功能也日益向着多元化发展,为以满足越来越多城市主体人群的居住、商用需求,对钢筋混凝土房屋实施设计的过程中,需着重关注地下室底板、外墙配筋、挑梁与墙体等各节点问题,做好设计处理应对,以此切实提高钢筋混凝土房屋设计整体质量,有效延缓钢筋混凝土房屋的后续使用性能及使用寿命。
【参考文献】
[1] 樊文忠.浅议房屋设计安全度[J].城市建设理论研究,2012,(12).78.
[2] 周永刚.浅谈房屋设计应注意的问题[J].建筑工程技术与设计,2014,(13):695.
关键词: 轻型钢结构;房屋建筑工程;设计;施工
中图分类号:TU391 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)07-0133-02
0 引言
本文以轻型钢结构厂房为例。当厂房吊车的跨度达到每跨2台达到20t级别以上时,建筑结构受到水平方向的风荷载作用不会随着结构的自重荷载降低而减少,这样一来,建筑结构基础因为垂直方向受到反向力作用过小而造成弯矩作用过大,另一种情况则是由于大跨度的拱形钢结构网架自身受到的水平推力作用过大而导致建筑基础弯矩作用过大,即建筑基础偏心距过大的情况。这两方面是困扰轻型钢结构房屋设计的主要困难点。
1 钢结构基础设计特点及要求
1.1 受力特点 研究钢结构建筑物基础的设计特点及要求,我们先要考虑其基础铰接柱脚和刚接柱脚两种型式不同的受力情况。铰接柱脚型式的钢结构建筑物基础一般情况下仅会受到轴心荷载的作用,若没有附加弯矩引起的偏心距e的荷载作用,相对来说这样的基础设计是比较简单的。刚接柱脚型式的钢结构建筑物基础则会受到偏心荷载作用,这种作用是由于受到附加弯矩和柱底水平作用荷载共同引起的。其中偏心距可表示为:
对于钢结构网架的房屋设计来讲,决定基础受力特点的因素主要有两点,即:①跨度过大造成拱形结构网壳的自身支座处于一种水平作用荷载较大的状态,这种水平作用荷载很多时候会比竖向反荷载作用还要大,此种状态下由水平荷载作用引起的水平位移实难以得到完全控制;②跨度过大造成平板结构网架的挠度造成自身支座也会处于一种水平作用荷载较大的状态,水平荷载作用将力传至基础底部导致基底弯矩过大,从而引起基础偏心距e过大。
而对于常被应用于厂房建筑的门式轻型钢结构设计来讲,基础受力特点则主要有四点,即:①拥有数台大型吊车设备,其造成横向的水平位移将难以得到控制,这就要求采用刚接柱脚的形式。而纵向的水平荷载作用主要由柱间的支撑结构来承担,故应考虑采用铰接柱脚的形式;②轻型钢结构房屋建筑的结构自振周期会比较长,由于其自重荷载小且水平方向承担地震荷载的效果不够明显,而水平方向则更多地是去承担风力荷载作用和吊车设备引起的水平制动荷载作用;③轻型钢结构的自重荷载较轻,而风力荷载作用和吊车设备加载的水平制动荷载作用又相对较大,从而引起建筑基础的偏心距e过大。我们在设计当中一般要求此类基础的最大偏心距e值为1.5~2.0m之间;④厂房轻型门式钢结构如果设计为单层或者是单层带夹层建筑,当以独立基础设计为好,且基础的设计埋深不能太深。
1.2 设计要求
①按照我国相关法律中的有关规定,建筑物基础工程设计应该遵循相应的设计原则:
公式中,b为建筑基础的设计宽度,l是与力矩方向垂直建筑基础底面的边长,a是作用于建筑基础的合力与该基础底面受最大压力荷载作用边缘之间的距离,f则是建筑地基能够承载荷载作用力的设计值(需考虑到地基的设计深度和宽度修正系数)。
显而易见,如果建筑地基受到偏心荷载作用,地基基础反作用力呈现不均匀性,严重者引起建筑基础倾斜,甚至于导致房屋建筑(尤其是配置大型吊车设备的工业厂房建筑等)无法使用,因此专门针对轻型钢结构房屋建筑设计提出了几项基本原则:
①对于fk
2 轻型钢结构房屋基础施工
由以上分析关于轻型钢结构房屋设计的特点及要求可见,拥有吊车设备的工业厂房钢结构往往会采用刚性柱脚。这种刚性柱脚的应用将有助于厂房钢结构整体刚度的增大,而尽量避免了侧向位移的形成。但是,这样的情况又将使我们不得不面对基础结构弯矩过大的现实,这一问题在轻型门式钢结构体系中尤为突出。轻型钢结构房屋建筑的结构自重很小,而水平方向的荷载作用与竖直方向的荷载作用比又很大,同时钢结构又兼顾承担风力荷载和吊车设备给予的水平荷载所形成的共同作用力,更增加了边列柱柱底承载的偏心距。据笔者亲历设计工作总结的经验来看,此类钢结构房屋基础的设计偏心距会达到1.0m左右,更有甚者将达到1.5~2.0m。
①钢筋笼的定位。轻型钢结构房屋施工采用靴梁式刚性柱脚,需在钢筋砼基础结构当中预埋锚栓构造物,而锚栓的定位问题一直以来都比较棘手。传统的预埋方法是预先将锚栓焊接在钢筋砼基础的底板之上,或者将四只锚栓套在木板卡子之上然后才进行后阶段砼的浇捣施工。这两种方法不可避免的是锚栓根本无法被固定住,在施工中往往需要进行不断的定位调整来控制相对位置不变,十分繁琐。为了能够有效控制锚栓定位偏差的问题,笔者认为可设计专门用作锚栓固定的钢筋笼,将此钢筋笼预先安置于建筑基础底部,然后放置锚栓与钢筋笼牢牢固定,这样的做法既可以保证锚栓的相对位置固定,又可使得此工序的便捷施工。②基础梁施工。如果钢结构房屋建筑围护墙采用自承重砌体墙,那么在设计中就需要设计地下基础梁能够承受上部墙体的自重荷载。一般地,此类建筑基础会设计为简支结构,并普通采用预制或现浇的形式。现浇基础梁在施工当中,由于基础梁底部支模有其自身的要求,基础梁两边的砖壁结构需分开砌筑。采用预制基础梁形式则相对简单,但在地基两端和基础顶部位置要预埋焊件。不管是现浇还是预制形式,施工都不能做到快捷简单。笔者建议采用预制加现浇的综合形式。在基础梁的主体砼构件可预先预制,在其主体结构两端预留钢筋接头,在砼浇捣施工中即可使基础梁和钢结构柱脚两部分砼施工内容合二为一、一并浇筑,既省时又省力,效果显著。
3 结束语
笔者以这几年对工程设计及施工实践经验加以总结,对时下很多年轻且经验未足的工程业务人员提出几点建议:①认真熟悉相关工程技术标准和规范,学以致用;②巩固建筑结构力学方面的理论原理,建立清晰的结构设计思路;③掌握各类施工工法,通过现场亲身实践来验证自己的想法,有则改之,无则加勉。
参考文献:
[1]孙光.带技术夹层的多层厂房空腹桁架框架结构设计[J].工业建筑,1989(07).