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《芻議房屋建筑結(jié)構(gòu)中基礎(chǔ)設計》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、芻議房屋建筑結(jié)構(gòu)中基礎(chǔ)設計本文通過對房屋建筑結(jié)構(gòu)設計進行分析,淺述了目前房屋結(jié)構(gòu)設計中存在的問題,提出了相關(guān)的評述和建議。關(guān)鍵詞:高層建筑;結(jié)構(gòu)設計;問題;建議 實際設計工作中,常常發(fā)生住宅結(jié)構(gòu)設計的種種概念和方法上的差錯,這些差錯的產(chǎn)生,有的是由于設計人員沒有對一般住宅尤其是多層住宅設計引起高度重視,盲目參照或套用其他的設計的結(jié)果;有的則是由于設計對設計規(guī)范和設計方法缺乏理解;還有的是由于設計者的力學概念模糊,不能建立正確的計算模式,對結(jié)構(gòu)電算結(jié)果也缺乏判斷正確與否的經(jīng)驗。1房屋建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設計應注意的問題1.1承重柱截面高度設計過小
2、 這種情況多發(fā)生于六度抗震設防區(qū)。一些結(jié)構(gòu)設計者誤認為六度設防就是不設防,為圖受力分析方便,他們故意把柱子的截面高度設計得過小,使梁柱的線剛度比加大,把梁簡化為鉸支梁、柱按軸心受壓計算。這種做法雖然易于進行結(jié)構(gòu)受力分析,但卻給房屋結(jié)構(gòu)埋下了隱患。因為這樣做忽略了梁柱間的剛結(jié)作用,即忽略了柱對梁的約束彎矩,加之柱截面和配筋都較小,結(jié)構(gòu)一旦受力后,柱頂抗彎強度必然不足,從而柱子及梁底附近將會出現(xiàn)一條或多條水平裂縫,形成塑性鉸。這樣,在正常使用情況下,柱子已開始帶鉸工作。這不但影響了房屋的耐久性,而且也常常引起用戶的恐懼心理。更為嚴重的是,這樣的
3、結(jié)構(gòu)一旦遭遇地震作用時,將會倒塌,這違背了現(xiàn)行抗震規(guī)范中“強柱弱梁”的設計原則。1.2磚混結(jié)構(gòu)中房屋構(gòu)造柱與承重柱混淆不清 在磚混結(jié)構(gòu)中,構(gòu)造柱不但能夠提高墻體的抗剪能力,而且構(gòu)造柱與圄梁聯(lián)結(jié)在一起,形成對砌體的約束,這對于限制墻體裂縫的開展,維持豎向承載力,提高結(jié)構(gòu)的抗震性能有著重要的作用。在當前結(jié)構(gòu)設計中,構(gòu)造柱經(jīng)常被作為承重柱使用,這種作法將引起以下幾個問題:1.2.1構(gòu)造柱作為承重柱使用后,使得構(gòu)造柱提前受力,這不但會降低構(gòu)造柱對砌體的拉結(jié)和約束作用,而且結(jié)構(gòu)一旦遭遇地震作用時,在構(gòu)造柱位置必然形成應力集中,首先破壞。這樣,構(gòu)造柱
4、不但起不到其應有的作用,反而成為房屋結(jié)構(gòu)中的一個薄弱的部位。1.2.2構(gòu)造柱一般生根于地圈梁中,沒有另設基礎(chǔ),構(gòu)造柱兼作承重柱使用后,柱底基礎(chǔ)的抗沖切、抗彎及局部承壓強度必然不能滿足要求。柱底基礎(chǔ)一旦發(fā)生沖切或局部承壓破壞,將導致構(gòu)造柱下沉,引起其周圍的墻體出現(xiàn)裂縫。建議承重大梁下的柱子應按承重柱設計。若梁上荷載和跨度都比較小時,構(gòu)造柱也可布置于梁下,但此時必須按不考慮構(gòu)造柱作用來驗算梁下墻體的局部承壓和抗彎強度。經(jīng)驗算滿足后,方可在梁下布置構(gòu)造柱。1.2.3懸挑梁的梁高選用過小,設計者往往只注意了對梁的強度和傾覆進行驗算,而忽略了對梁手撓
5、度的驗算。梁高選用過小,引起梁截面的受壓區(qū)應力過高,在正常使用狀態(tài)下,梁截面受壓區(qū)產(chǎn)生非線性徐變,梁撓度隨時間的推移不斷加大。挑梁的變形引起梁上板出現(xiàn)裂縫,裂縫寬度隨著挑梁變形的加大而加寬,影響了房屋的正常使用。據(jù)觀察,這種挑梁的變形發(fā)展到后期,梁支座截面上部受拉區(qū)常常出現(xiàn)較寬的豎向裂縫。受支座附近上部受拉區(qū)常常出現(xiàn)較寬的豎向裂縫。受支座附近剪彎作用的影響,豎向裂縫向下延伸發(fā)展為斜裂縫,此時梁已接近破壞。當為托墻挑梁時,梁過大的撓度會引起梁上墻體在梁支座附近出現(xiàn)裂縫。裂縫在梁支座處沿豎直方向向上發(fā)展,當?shù)揭欢ǜ叨葧r沿斜向延伸,縫越靠上越寬。
6、2對房屋建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設計的評述及建議 目前可行的方法考慮地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)的相互作用。然而這種考慮上部結(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)共同作用的分析方法也不是完美無缺的。它同樣需要采用種種假定,也不能避免各種地基模型的固有誤差,并且上部結(jié)構(gòu)的剛度形成存在滯后,因為上部結(jié)構(gòu)的剛度在建造過程中是逐層形成的,在考慮上部結(jié)構(gòu)邊界剛度對基礎(chǔ)的影響時,這一滯后過程能否被真實模擬也會對分析結(jié)果的準確性產(chǎn)生影響?! τ谝话愕幕A(chǔ)設計而言,采用的仍然是基于經(jīng)典結(jié)構(gòu)力學和彈性力學的常規(guī)設計方法。這種方法簡便快捷,對于單層排架結(jié)構(gòu)一類的上部柔性結(jié)構(gòu)以及地基較好的獨立基礎(chǔ),能
7、夠得到較滿意的結(jié)果。對于高層剪力墻結(jié)構(gòu)下箱形基礎(chǔ)置于一般上質(zhì)天然地基這種情況,簡化計算結(jié)果也能滿足要求。但是,對于鋼筋混凝土框架這類對地基沉降較敏感的結(jié)構(gòu),計算結(jié)果與實際不同,對于軟弱地基上的條形基礎(chǔ),按這種方法計算與實際差別也較大。對于高層建筑框架結(jié)構(gòu),隨著層數(shù)的增加,作用在基礎(chǔ)上的柱荷載也將增大。在豎向荷載作用下,基礎(chǔ)產(chǎn)生碟形沉降,由于上部結(jié)構(gòu)具有一定剛度,邊柱沉降小,與基礎(chǔ)緊密接觸而加載,內(nèi)柱沉降大,受到拉伸而卸載。各樓層柱尤其是底層柱內(nèi)力重分配的結(jié)果勢必將引起上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)內(nèi)力的變化,這一現(xiàn)象只有在共同作用分析中才能被適當考慮。在高
8、層框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設計時,基礎(chǔ)宜柔不宜剛,若地基土為高縮性,則基礎(chǔ)宜當采用樁基時,可考慮采用變剛度布樁的方式,如改變基礎(chǔ)中部樁徑或樁徑加密中部布樁以調(diào)整地基或樁基的豎向支承剛度,使差