建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師的月薪 [房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則與方法探討]

　　由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速增長(zhǎng)，帶動(dòng)了各行各業(yè)的發(fā)展，尤其是建筑業(yè)發(fā)展的速度是最快的。同時(shí)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促使人們的生活水平提高，這也使人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。本文是針對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)提出問(wèn)題，并根據(jù)房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則找出相應(yīng)的解決辦法。
　　
　　1.樓板設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題
　　建筑工程的主要承重構(gòu)件是樓板，樓板將樓面、屋面的荷載傳給其周圍的墻和梁上，所以樓板的設(shè)計(jì)問(wèn)題肯定會(huì)連帶梁、墻、柱等構(gòu)件安全。如果對(duì)樓板整個(gè)設(shè)計(jì)不完善的話，很容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)質(zhì)量的漏洞，有可能還會(huì)存在嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。通常樓板設(shè)計(jì)中常見(jiàn)如下幾個(gè)問(wèn)題：
　　設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行樓板設(shè)計(jì)時(shí)為了計(jì)算方便或者因?qū)Π宓氖芰�狀態(tài)認(rèn)識(shí)不夠，就簡(jiǎn)單地把雙向板作用按照單向板進(jìn)行計(jì)算。這樣樓板的實(shí)際受力狀態(tài)與計(jì)算假定狀態(tài)不符，導(dǎo)致樓板的一個(gè)方向受力過(guò)大，而另一方向受力不足，致使樓板出現(xiàn)裂縫。
　　雙向板有效高度取值偏大。雙向板在鋼筋是縱橫疊放，短跨方向的跨中鋼筋應(yīng)放在下面，長(zhǎng)跨方向的跨中鋼筋置于短跨鋼筋的上面，計(jì)算時(shí)應(yīng)用兩個(gè)方向的各自的有效高度。一般長(zhǎng)向的有效高度比短向的有效高度小d（d 為短向鋼筋的直徑）。有的設(shè)計(jì)者為圖省事或?qū)Π迨芰φJ(rèn)識(shí)不足，而取兩上方向的有效高度一致進(jìn)行配筋計(jì)算，致使長(zhǎng)跨有效高度偏大，配筋降低，致使結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在的質(zhì)量隱患，甚至出現(xiàn)開(kāi)明縫的現(xiàn)象。
　　樓板承受線荷載時(shí)彎矩計(jì)算問(wèn)題。在民用建筑中，常在樓板上布置一些非承重隔墻，故樓板設(shè)計(jì)中，通常將該部分的線荷載換算成等效的均布荷載后，進(jìn)行樓板的配筋計(jì)算。有些設(shè)計(jì)人員圖省事，錯(cuò)誤地將隔墻的總荷載附以該板塊的總面積。這樣會(huì)造成非承重隔墻分布寬度內(nèi)配筋量不足，而此板塊其它部分配筋過(guò)大，這樣隔墻處樓板會(huì)出現(xiàn)裂縫。
　　
　　2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要遵循的基本原則
　　房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的是使建筑物安全和房屋能夠適應(yīng)使用的要求，所以設(shè)計(jì)人員房屋在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要保證并遵循這四個(gè)基本原則：1）抓大放��；2）多道防線；3）剛?cè)嵯酀?jì)；4）打通關(guān)節(jié)。原則4打通關(guān)節(jié)保持平衡的目的是為了房屋永遠(yuǎn)處于原始的靜態(tài)，當(dāng)房屋結(jié)構(gòu)的力量不能暢通時(shí)，構(gòu)件和構(gòu)件之間的靜態(tài)平衡會(huì)被破壞，結(jié)構(gòu)也會(huì)相應(yīng)的發(fā)生變化。由此可見(jiàn)，設(shè)計(jì)人員充當(dāng)?shù)氖欠课萁Y(jié)構(gòu)平衡的協(xié)調(diào)者，他們的主要任務(wù)是讓房屋上所有互不相關(guān)的構(gòu)件相聚之后仍然保持靜態(tài)（也就是使總體保持常態(tài)），或者是處在相對(duì)的靜態(tài)之中。
　　
　　3. 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法
　　3.1 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。所以在進(jìn)行砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可以不采用在軟件中建模，設(shè)計(jì)人員可以直接進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要注意房屋建筑結(jié)構(gòu)的受壓以及局部受壓的問(wèn)題。理論上講，在時(shí)間充裕的情況下輸入建模比直接設(shè)計(jì)的效果好，因此如果有一個(gè)便利的軟件來(lái)幫助進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)的荷載導(dǎo)算，能夠使設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出來(lái)的結(jié)構(gòu)是實(shí)際受力情況更加精確。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前，應(yīng)該對(duì)房屋地處進(jìn)行考察，如果房屋地處抗震設(shè)防烈度7度或者7度以上時(shí)，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)必須要輸入軟件建模計(jì)算的。
　　3.2 屋頂結(jié)構(gòu)圖
　　當(dāng)房屋是坡屋面時(shí)，坡屋面的結(jié)構(gòu)的處理方式有梁板式和折板式。梁板方式適合用于房屋平面不規(guī)則，房屋板跨度較大，屋面坡度和屋脊線轉(zhuǎn)折比較復(fù)雜的坡屋面。而折板方式適合用于相反的條件。這兩種方式的房屋板都是偏心受拉構(gòu)件。房屋板在配筋時(shí)應(yīng)該有部分或者全部的板負(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。另外，房屋梁板折角處的鋼筋的布置應(yīng)該有具體示意圖。關(guān)于坡屋面板的平面畫(huà)法，設(shè)計(jì)人員通常采用剖面示意圖和大樣詳圖的表示方法相結(jié)合，這種方法使施工人員更加準(zhǔn)確理解圖紙。正確的繪圖和設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)知識(shí)的掌握程度和設(shè)計(jì)時(shí)的原則，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者首先要具備一定的空間概念和正確理解建筑圖紙以及示意圖。這樣的設(shè)計(jì)的圖紙才能讓施工人員準(zhǔn)確的理解。因?yàn)槲菝娴钠鹌聲?huì)使閣樓層的部分墻體比較高，所以設(shè)計(jì)人員要結(jié)合門(mén)窗頂設(shè)置圈梁來(lái)降低墻的計(jì)算高度。
　　3.3 大樣詳圖
　　在建筑詳圖的準(zhǔn)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業(yè)協(xié)調(diào)一致。
　　3.4 樓梯
　　設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)樓梯梯板時(shí)要注意樓梯撓度的控制，梯梁的高度要和房屋要求的一致，并且位置也要和上下樓層相統(tǒng)一。如果梯梁的局部和房屋不合適可以使用折板樓梯，折板樓梯中的鋼筋在房屋內(nèi)折角處必須斷開(kāi)并且分別錨固意面局部的應(yīng)力集中。
　　3.5 基礎(chǔ)
　　房屋基礎(chǔ)的混泥土標(biāo)號(hào)選擇應(yīng)該符合房屋的結(jié)構(gòu)耐久性的要求。另外，基礎(chǔ)的配筋也要選用最小配筋率，在進(jìn)行條基交接部位的鋼筋設(shè)置時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該畫(huà)出詳圖或者是選用標(biāo)準(zhǔn)圖，便于施工人員理解。需要注意的是，條基交叉處的基底面積不能反復(fù)的利用，并需要注意調(diào)整基礎(chǔ)的寬度。當(dāng)房屋局部墻體中有較大荷載時(shí)也需要調(diào)整基礎(chǔ)的寬度。在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖中的構(gòu)造柱時(shí)，應(yīng)當(dāng)給予準(zhǔn)確定位。
　　3.6 合理的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造
　　在進(jìn)行底框砌體結(jié)構(gòu)的驗(yàn)算時(shí)需要注意：1）底部剪力法只適合用在鋼度較勻稱的多層結(jié)構(gòu)，而對(duì)那些有薄弱層的混合結(jié)構(gòu)，就應(yīng)先考慮其塑性變形集中的影響；2）設(shè)計(jì)者在計(jì)算底層框架混合結(jié)構(gòu)的剪力分配時(shí)不能僅僅按框架抗震墻的方法計(jì)算。由于底框架結(jié)構(gòu)中只有底層框架抗震墻，所以應(yīng)采用雙保險(xiǎn)的方法，由抗震墻來(lái)承擔(dān)全部剪力，框架按鋼度比例來(lái)承擔(dān)剪力。在進(jìn)行鋼度計(jì)算時(shí)，框架承擔(dān)剪力不折減，抗震墻折承擔(dān)剪力減到彈性鋼度的20％-30％；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。
　　盡量避免樓板計(jì)算中使用不正確的方法。1）連續(xù)板剪力的計(jì)算不能用單向板計(jì)算的方法來(lái)代替。2）在進(jìn)行雙向板查表計(jì)算時(shí)，設(shè)計(jì)人員不能忽略材料泊松比帶來(lái)的影響，否則，跨中彎矩沒(méi)有進(jìn)行調(diào)整，將使比值計(jì)算值比實(shí)際的要小。
　　3.7 從抗震要求出發(fā)，進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　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：縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ，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。
　　對(duì)鋼筋砼多、高層結(jié)構(gòu)住宅，力求做到：1）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。2）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。
　　
　　4. 結(jié)語(yǔ)
　　房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)而又全面的工作，所以設(shè)計(jì)人員不但要具備扎實(shí)的建筑類的理論知識(shí)功底和空間概念。還要具備靈活創(chuàng)新的思維以及嚴(yán)肅認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。并且不斷的加深和學(xué)習(xí)房屋知識(shí)，來(lái)滿足人們對(duì)房屋的更高要求。
　　
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