導(dǎo)語：如何才能寫好一篇房屋設(shè)計問題，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題及改進措施

(1)地基與基礎(chǔ)設(shè)計中存在的問題和改進措施:如果建筑有地下室，在地下獨立基礎(chǔ)設(shè)計中，往往沒有對建筑沉降導(dǎo)致的附加應(yīng)力影響充分考慮和重視，那么就會影響到地下室底板的承載能力，導(dǎo)致有裂縫問題出現(xiàn)于混凝土上。特別是房屋建筑采用了天然地基，那么這個問題就更加突出，雖然沉降問題是肯定會發(fā)生的，但是房屋建筑如果有較小的沉降量，就可以將褥墊等處理措施設(shè)置于地下板和持力層之間。如果建筑物有地下水，并且有著較高的地下水位，那么就需要對建筑的防水與降水功能充分重視，特別是柱下承臺的形式基礎(chǔ)，需要對這個問題尤其重視。基槽地模有著非常復(fù)雜的形狀，那么就會有很多的陰陽角和放坡產(chǎn)生，這樣就給防水技術(shù)的應(yīng)用帶來了較大的難度。為了促使有地下水位的建筑物防水功能得到提高，就需要對不同季節(jié)下建筑物受到水位的影響充分考慮，將包絡(luò)圖給求出來，然后才可以進行防水措施施工。在計算地下室底板和外墻配筋的過程中，假設(shè)條件很容易不符合于實際情況。一般來講，在計算地下室底板和外墻配筋的過程中，地下室底板配筋的計算方式不符合于外墻配筋的計算方式。在計算外墻配筋的過程中，將底部固結(jié)和頂板鉸接的方式應(yīng)用到過來，但是卻將單向板計算方式應(yīng)用到底板配筋計算中，這樣在計算配筋的過程中，結(jié)算結(jié)構(gòu)往往不符合于實際情況。那么針對這個問題，就需要對配筋的計算方法進行統(tǒng)一，對其進行必要的規(guī)范。統(tǒng)一規(guī)范，促使人們了解到單向板計算方式和底部固結(jié)和頂部鉸接計算模型的應(yīng)用范圍，避免出現(xiàn)此類問題。在天然地基錐體獨立基礎(chǔ)設(shè)計的過程中，基礎(chǔ)坡面的坡度往往設(shè)置的不夠合理，在三分之一以上，那么就給混凝土搗實工作帶來了很大的難度，經(jīng)常將人工拍打振搗的方式應(yīng)用過來，那么混凝土強度均勻性就無法得到保證。針對這種情況，盡量需要避免將錐體獨立地基設(shè)置于天然地基上，階梯型基礎(chǔ)可以優(yōu)先選用。在對地下獨立基礎(chǔ)之間的拉梁進行設(shè)計時，往往與普通的拉梁設(shè)計方法所類似，沒有充分考慮其他的一些影響因素;針對這種情況，就需要對梁坡上擴散角內(nèi)土的重量充分重視，這樣拉梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性才可以得到保證。(2)上部結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題及改進措施:首先是框架－剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，在框架剪力墻設(shè)計過程中，有時候無法均勻布置剪力墻，或者單肢有著較大的剛度，這樣就會對梁板等構(gòu)件的設(shè)計造成一定程度的影響。集中應(yīng)力，如果有應(yīng)力破壞問題的出現(xiàn)，將會導(dǎo)致嚴重問題的發(fā)生。那么就需要對這些問題的原因充分考慮，避免此類問題的出現(xiàn)，如果采用的剪力墻剛度是第一級別，那么就需要保證其墻肢數(shù)不小于4，以此來分散應(yīng)力。要將框架結(jié)構(gòu)多層設(shè)防的原則嚴格遵守下去，層層設(shè)防，促使剪力墻的防御能力得到強化，對外來的破壞力進行有效抵抗。同時，還需要將做大放小的原則來應(yīng)用過來。用強柱弱梁以及強剪弱彎的形式來設(shè)計剪力墻的梁和柱。(3)強柱弱梁和強剪弱彎的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求實現(xiàn)難度較大，如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，采用的是強柱強梁或者強剪強彎原則，那么就會有巨大的破壞力產(chǎn)生，因此，我們就需要將強柱弱梁以及強剪弱彎的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則給應(yīng)用過來。但是在實踐過程中，卻無法有效實現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)設(shè)計方式的延性設(shè)計理念。特別是我國在相關(guān)的抗震設(shè)計規(guī)范中，通常將輕度震級的地震作為主要防范內(nèi)容。如果出現(xiàn)了較大震級的地震，就會影響到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中梁柱的穩(wěn)定性，并且也無法保證可以先倒塌梁，后倒塌柱。因此，就需要結(jié)合我國具體情況，來對相關(guān)的抗震設(shè)計規(guī)范進行修改和完善，對建筑抗震設(shè)計要求進行完善，促使強柱弱梁以及強剪弱彎的設(shè)計原則得以有效實現(xiàn)。(4)挑梁變形和墻體外閃問題，因為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有著較大的局部受力，那么就會有挑梁變形和墻體外閃等問題的出現(xiàn);針對這種情況，就可以將構(gòu)造柱設(shè)置于懸挑的挑梁端頭，構(gòu)造柱就可以有效連接每層的挑梁，通過這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計方式，就可以將挑梁變形和墻體外閃問題給有效消除掉，因為即使有過大的受力集中于局部位置，在挑梁的作用下，也可以向其他各層結(jié)構(gòu)中傳遞，這樣就可以對壓力進行有效的分散。(5)其他一些問題:上面所講的都是一些重要的設(shè)計問題，還有一些細節(jié)問題需要重視。比如在不同的條件下，如何對鋼筋混凝土構(gòu)件的鋼筋保護層厚度進行取值，框架梁端縱向受拉鋼筋配筋率問題等等。在相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中都明確的標注了這些鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的細節(jié)問題，因此，相關(guān)的設(shè)計人員就需要努力學(xué)習(xí)，對相關(guān)的規(guī)范要求進行了解，結(jié)合要求來對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，控制失誤的出現(xiàn)。

2結(jié)語

通過上文的敘述分析我們可以得知，隨著時代的發(fā)展，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在房屋建筑中得到了較為廣泛的應(yīng)用，它的應(yīng)用，具有一系列的優(yōu)勢，可以將鋼筋和混凝土的優(yōu)勢綜合發(fā)揮出來。但是在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，還存在著一些問題，影響到了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計的質(zhì)量，需要引起人們足夠的重視。通過上述的幾個方面探討鋼混結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計中的問題，希望可以提供一些有價值的參考意見。

作者：李嘉 單位：安徽華盛國際建筑設(shè)計工程咨詢有限公司

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【關(guān)鍵詞】多層砌體；設(shè)計；問題；措施

多層砌體房屋建筑以剪切變形為主，縱橫墻布置應(yīng)基本均勻、對稱以體現(xiàn)規(guī)則性原則；結(jié)構(gòu)的基本周期一般在0.3S以內(nèi)，結(jié)構(gòu)的初裂水平側(cè)移約為1/4000，大震時的破壞主要依靠抗震構(gòu)造措施來抗御。

1 一般規(guī)定

砌體結(jié)構(gòu)的材料指燒結(jié)普通磚、多孔磚、蒸壓類的實心磚、標準的混凝土小型砌塊，其他如：非蒸壓粉煤灰混凝土標磚、多孔磚、蒸壓類的空心或多孔磚在地震區(qū)不能采用[1]。

橫墻指大于4.2m開間的房間占該層面積的80％以上者，如：全為教室的教學(xué)樓或食堂、俱樂部和會議樓等。

關(guān)于嵌固條件好的半地下室：指埋深較多或形成擴大半地下室底盤，對半地下室作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端有利，抗震驗算可不計作一層[2]。

不論全地下室或半地下室，抗震強度驗算時均應(yīng)當(dāng)作一層并應(yīng)滿足墻體承載要求。凡有質(zhì)量就有地震作用，樓層集中了各層的主要質(zhì)量，不論房屋高度如何變化，有多少樓蓋也就有多少個計算質(zhì)點，一個質(zhì)點只考慮一個自由度，這是底部剪力法計算的基本前提。

坡屋面的最低處高度≤1.5m時，可與頂板合并成一層計算；當(dāng)閣樓層面積≤1/2頂層樓面積、最低處高度≤1.8m時，閣樓層可不作一層計算，高度不計入總高度之內(nèi)。將其作為局部突出構(gòu)件（荷載并放大）進行抗震強度驗算（抗規(guī)5.2.4條），除輕鋼、木屋蓋外，放大亦可將閣樓層當(dāng)作普通樓層輸入驗算做比較（面積比≤0.714時PMCAD程序判定為屋頂間，自動放大地震作用）。

橫墻錯位：現(xiàn)澆樓蓋≤500mm，預(yù)制板≤300mm以內(nèi)可以認為是連續(xù)的橫墻。

計算房屋寬度：單面懸挑走廊、局部突出樓梯間不計入。

轉(zhuǎn)角窗：轉(zhuǎn)角窗的設(shè)置使砌體墻的連續(xù)性和封閉性中斷，地震作用不能傳遞；鑒于低層房屋其震害與平面規(guī)則性的差異不明顯，8度區(qū)≤3層，6、7度區(qū)≤4層時，在采取加強措施后可設(shè)置轉(zhuǎn)角窗。

現(xiàn)澆板沿外墻（含內(nèi)墻樓梯間）樓板支座寬度內(nèi)設(shè)置2ф12的加強筋。

房屋錯層：現(xiàn)澆樓板高度大于750mm預(yù)制樓板大于600時，宜設(shè)縫。復(fù)式結(jié)構(gòu)房屋原則上應(yīng)按樓板標高作為集中質(zhì)點計算層數(shù)[3]。

局部地下室不宜采用，地基土質(zhì)較好時（稍密砂礫地基土、中密砂土），若不便分開，兩者基底差不宜過大且按1:2放坡。

2 多層砌體設(shè)計

砌體結(jié)構(gòu)房屋原則上不能設(shè)局部內(nèi)框架（結(jié)構(gòu)動力特性不同，不同材料的結(jié)構(gòu)處于同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)的變形、剛度不一致，地震時易造成連接部位的破壞）。僅限于在門廳部位設(shè)置一、二層的梁柱結(jié)構(gòu)，可不認為是“內(nèi)框架”，但在構(gòu)造上應(yīng)予以重視，盡量不使其承載過大，加強門廳側(cè)邊墻體的布置及兩者連接處的節(jié)點構(gòu)造。

縱橫墻在結(jié)構(gòu)平面布置中不能分別對齊時，應(yīng)采取措施:

2.1 橫墻不對齊：一般一個五開間的住宅結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，有3～4道對齊貫通的橫墻即可滿足要求；現(xiàn)澆板兩段墻體相對錯位約500mm、預(yù)制板為300mm左右時可認為連續(xù)貫通，但應(yīng)于兩墻段間的樓板內(nèi)增設(shè)暗梁[4]。

2.2 縱墻不對齊：除兩道外墻外，一般內(nèi)縱墻1～2道，設(shè)計時允許將縱墻均勻分段對齊，且盡量使各段縱墻長度大致相近。

抗震設(shè)計不宜采用砌體墻增加局部（樓梯間）剪力墻的結(jié)構(gòu)體系，施工圖審查要點3.7.1條（6）款，允許按國標97G329（五）的相關(guān)部分采用，此在03G329（五）中已被刪除，則無標準依據(jù)。

目前，抗震設(shè)計中存在的主要問題有：

2.2.1 砌體與鋼筋混凝土墻協(xié)同工作的問題沒有解決（破壞不同步）；

2.2.2 兩者剛度差別較大，結(jié)構(gòu)不均勻造成平面剛度、側(cè)移剛度突變。

2.2.3 試驗研究少、無震害經(jīng)驗，目前不應(yīng)用于地震區(qū)。

2.2.4《PMCAD》軟件提供了上述組合結(jié)構(gòu)地震剪力分配的近似方法（彈塑性模量比），容易滿足抗震要求，尚在延續(xù)采用此類結(jié)構(gòu)體系。

3 多層砌體提高抗剪強度的途徑

3.1 增加墻厚，外墻減少至240厚，墻體抗剪強度不滿足要求，應(yīng)視設(shè)防烈度及工程具體情況選擇；

3.2 提高砌體強度等級，選用高強度磚和砂漿（≥MU15M15）；

3.3 配水平鋼筋（ρ＝0.07％～0.17％）提高抗剪強度30％，一般可在240墻中配2ф6～2ф8；

3.4 增設(shè)構(gòu)造柱，其截面應(yīng)限制（規(guī)范7.2.8條）；

3.5 采用配筋混凝土小型空心砌體（不能應(yīng)用于磚砌體房屋的局部墻段）。

多層砌體住宅單體長度應(yīng)當(dāng)控制在55m以內(nèi)，超過時必須采取有效技術(shù)措施消除地基不均勻沉降、溫度變化、材料收縮等因素引起的裂縫[5]。

橫墻較少的房屋按《抗規(guī)》7.3.14條規(guī)定，采取措施彌補可不降低層數(shù)和高度的要求，工程設(shè)計中其類型已不僅限于住宅樓?！皺M墻很少”的房屋抗震能力更差，若采取了措施，橫墻布置達到了橫墻較少的條件時可按橫墻較少來對待，也可少降一層和適當(dāng)降低高度。

4 底部框架-抗震墻

上部砌體墻與底部框架梁或抗震墻不能完全對齊時，在一個獨立的結(jié)構(gòu)單元抗震墻之內(nèi)允許1/3可不對齊，同時不對齊的墻不能連續(xù)超過二道（規(guī)范規(guī)定“基本對齊”的原則是：大部分上部承重墻應(yīng)落在框架梁或墻上）。

當(dāng)上部砌體墻與底部框架梁或抗震墻不對齊時，應(yīng)在過渡層設(shè)置托墻次梁，承托各層的荷載包括地震作用效應(yīng)，可采取下列措施：

4.1 對次梁兩端支座應(yīng)當(dāng)加強；

4.2 地震作用采用1.25～1.50增大系數(shù)，以考慮豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)的影響。

4.3 對過渡層支承在次梁上的墻體段配置水平鋼筋，增強剛度減少裂縫。

底框—抗震墻房屋是上下層材料不同、上下層剛度差異較大的結(jié)構(gòu)；亦是一種不利于抗震的結(jié)構(gòu)體系。因此，抗震等級取鋼筋混凝土框—剪結(jié)構(gòu)的高限值，6、7、8度框架和抗震墻分別取三、二、一級。

抗震墻應(yīng)設(shè)置條形基礎(chǔ)、筏式基礎(chǔ)，以減少基礎(chǔ)變形。

5 結(jié)構(gòu)分析與計算要點

墻高H計算值的規(guī)定：

5.1 底層外墻，首層頂板底到室外地坪下500mm或管溝底；

5.2 底層內(nèi)墻按樓層高度計算（或從樓板底算到管溝底）；

5.3 中間樓層按層高計算；

5.4 頂層坡頂層高算到山墻1/2高度；

5.5 單層空曠房屋：外墻高度自大梁底（或屋架端支點）算到室外地坪下500mm（或外墻管溝底），計算穩(wěn)定時自板底算起。

多層砌體、底框－抗震墻房屋不進行天然地基及基礎(chǔ)的抗震承載力驗算，6度時不進行截面抗震驗算。

受水平力最大的墻段不一定是受豎向力最大的墻段。按《抗規(guī)》7.2.2條只選擇從屬地震荷載面積較大（地震作用樓面荷載對墻體單向傳力，靜力作用現(xiàn)澆板則雙向傳遞）；豎向應(yīng)力較小，即承擔(dān)垂直荷載較小的墻段（軸壓力越小，相對抗剪強度越低）。

《抗規(guī)》第7.2.5條2款未明確是否必須考慮梁與上部墻體組合作用按組合構(gòu)件設(shè)計；條文說明指出可采用折減荷載的方法。PMCAD軟件提供3種方法設(shè)計墻梁，承托四層以上時，采用部分荷載法中的四墻五板法（取Q2＝0.8）及調(diào)整M、N系數(shù)等計算參數(shù)的規(guī)范算法均可，承托四層以下時選擇全部荷載法。

水平配筋在墻體的盡端應(yīng)有錨固，有構(gòu)造柱時按受拉筋的錨固長度設(shè)置（約la＝30d）,無構(gòu)造柱端的水平筋可彎折成直勾，以利鋼筋在墻段中抗剪作用的發(fā)揮。

多層砌體結(jié)構(gòu)房屋還會在中小城鎮(zhèn)、廣大農(nóng)村，尤其是廣大民居建筑中還將廣泛采用。因此，設(shè)計人員必須嚴格執(zhí)行規(guī)范和相應(yīng)的構(gòu)造要求只有這樣才能有效消除設(shè)計質(zhì)量隱患，保護人民生命財產(chǎn)安全。

參考文獻

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[2]吳家輝. 論城市建設(shè)中高層建筑設(shè)計要點的探討[J]. 科技致富向?qū)? 2011,(08)

[3]黃俊彥, 朱婷婷. 紙漿模塑制品的結(jié)構(gòu)形式及其設(shè)計[J]. 湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2008,(02)

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關(guān)鍵詞：房屋， 結(jié)構(gòu)設(shè)計， 優(yōu)化技術(shù) ， 方法，要點

Abstract: with China's economic prosperity and development, housing construction structure design level also constantly improving, the optimization design of building structure not only can save cost cost, but also can improve the quality and safety of the house. The paper mainly introduces the present situation of the houses and the optimization design of reason, and expounds the optimized design of building the main contents and methods, finally puts forward the design optimization of building structure should be pay attention to, and puts forward some opinions of his own.

Keywords: housing, structure design, optimization technology, method, the main points

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

近年來，由于土地價格市場的變化，不斷上漲的土地價格給開發(fā)商的建筑總成本控制帶來了極大的壓力，同時，人們對于居住條件及生活環(huán)境的要求不斷提高，相應(yīng)建筑產(chǎn)品的品質(zhì)要求也就不斷提高，這就讓開發(fā)商不斷尋求新的手段滿足顧客需求，而降低工程造價就成為開發(fā)商追求的直接目標，這就需要我們利用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化設(shè)計技術(shù)方法，提高有限空間 有限資源的最大化效果發(fā)揮，實現(xiàn)經(jīng)濟化 實用性和適用性的良好目標。

1 房屋設(shè)計的現(xiàn)狀及實行優(yōu)化的原因

依據(jù)我國的國情以及發(fā)展形勢，我國今后主要以建設(shè)高層住房為主。與此同時，投資者們也日益關(guān)注建設(shè)成本如何最低化，使用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)建筑成本的最低化。

若想實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的，工程設(shè)計人員首先以建筑的安全性為基礎(chǔ)，然后理性分析建筑方案，融合與之相適宜的設(shè)計理念以及方法實現(xiàn)對工程造價的有效控制，以符合投資者的經(jīng)濟要求。根據(jù)統(tǒng)計資料顯示，建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計比未進行優(yōu)化的建筑節(jié)省了50%至30%的費用。然而，在很多實際優(yōu)化設(shè)計中，其因為受到較多因素的制約而難以施展、發(fā)揮出其優(yōu)越性。比如，過度追求工程設(shè)計進度，就會影響工程設(shè)計人員的設(shè)計效果，一味地以滿足工程進度為目標；年輕的工程設(shè)計人員常受其專業(yè)素質(zhì)限制，難以理解其設(shè)計軟件，無法實現(xiàn)優(yōu)化技術(shù)。也有一些工程設(shè)計人員過于關(guān)注建筑部分，忽視了建筑的整體方案，能實現(xiàn)控制整體造價。由此可見，工程設(shè)計人員要將其技術(shù)與經(jīng)濟效益進行有機結(jié)合，只有合理的設(shè)計方案才能確保實現(xiàn)最大經(jīng)濟效益。

2 房屋優(yōu)化設(shè)計的主要內(nèi)容

通常房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要是利用適宜的方法和設(shè)計理念來滿足房屋建筑設(shè)計的需求，比如確定合理的布置、結(jié)構(gòu)形勢、構(gòu)件尺寸等。尤其是優(yōu)化設(shè)計基本的鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)體系，往往自整體布局與具體構(gòu)件兩個角度進行分析。影響整體布局的關(guān)鍵因素是建筑物的柱網(wǎng)尺寸、層高、體型、抗側(cè)力構(gòu)件位置等。具體構(gòu)件主要是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件的幾面、布局、鋼筋及混凝土的配筋構(gòu)造、強度等級、對于這兩大方面的因素，需要有專業(yè)的工程設(shè)計人員，熟知構(gòu)件設(shè)計規(guī)范并具有豐富設(shè)計經(jīng)驗，而且善于分析與把握構(gòu)件受力特性及結(jié)構(gòu)，進而選取最相適宜的方法展開優(yōu)化設(shè)計工作。

3 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法

賞心悅目的建筑是建筑的美觀與結(jié)構(gòu)設(shè)計相互協(xié)調(diào)密切配合的結(jié)果。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計追求適用、安全、經(jīng)濟、美觀和便于施工五種效果，而建筑設(shè)計優(yōu)化設(shè)計技術(shù)方法的應(yīng)用不但滿足了建筑美觀、造型優(yōu)美的要求，又能使房屋結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟、合理，成為實際意義上的“經(jīng)濟適用”房。從建筑上分析結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法，它主要體現(xiàn)在房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計和房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計量方面。

房屋工程分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計實施過程中，還應(yīng)該按照一切從實際出發(fā)的原則，結(jié)合具體工程的實際情況，圍繞房屋建筑的綜合經(jīng)濟效益的目標進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)在滿足設(shè)計意圖后，盡量使平面布置規(guī)則，縮小剛度和質(zhì)量中心的差異，這樣水平荷載就不會使建筑物有太大的扭轉(zhuǎn)作用 豎直方向上應(yīng)避開使用轉(zhuǎn)換層，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象。

3.1結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計模型

結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化就是在各種影響變量中選擇主要參數(shù)，并建立函數(shù)模型，運用科學(xué)合理的方法得出最優(yōu)解。結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化建立模型的大致步驟如下：

（1）設(shè)計變量的合理選擇。通常的設(shè)計變量選擇對設(shè)計要求影響較大的參數(shù)，將所涉及的參數(shù)按照各自的重要性區(qū)分，將對變化影響不大的參數(shù)定為預(yù)定參數(shù)，通過這種方法可減少很多計算編程的工作量。

（2）目標函數(shù)的確定。使用函數(shù)找出滿足既定條件的最優(yōu)解最后，約束條件的確定 房屋結(jié)構(gòu)可靠度優(yōu)化設(shè)計的約束條件，包括了應(yīng)力約束、裂縫寬度約束、結(jié)構(gòu)強度約束、尺寸約束、從正常時的極限狀態(tài)下彈性約束到終極狀態(tài)的彈塑性約束、從可靠指標約束到確定性約束條件等。設(shè)計中，要保證各約束條件必須符合現(xiàn)行規(guī)范的要求。

3.2結(jié)構(gòu)優(yōu)化計算方案

結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化設(shè)計多個變量、多個約束條件，屬于一個非線性的優(yōu)化問題，設(shè)定計算方案時，常將有約束條件轉(zhuǎn)變?yōu)闊o約束條件來計算常用的方法有拉氏乘子法、符合型法、Powell等。完成計算方案的設(shè)定后只需編制相應(yīng)適用的運算程序即可得到我們的最終優(yōu)化結(jié)果。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化中應(yīng)注意的問題

結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法應(yīng)用于實踐之中，是目前一個比較廣泛的課題，利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法在不改變適用性能的前提下達到降低工程造價的目的 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用于項目的整體設(shè)計、前期設(shè)計，舊房改造，抗震設(shè)計等設(shè)計的各分部環(huán)節(jié)，發(fā)揮著巨大的效益 在按照結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法及模型進行實踐的過程中，要注意下面的幾個問題：

4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化應(yīng)注意前期準備

因為前期方案的確定直接影響建筑的總投資，而現(xiàn)在存在的普遍問題就是前期方案階段結(jié)構(gòu)設(shè)計并不進行參與，建筑師進行建筑設(shè)計時大多并不考慮結(jié)構(gòu)的合理性以及它的可行性，但是建筑設(shè)計的結(jié)果卻直接對結(jié)構(gòu)設(shè)計造成影響，某些方案可能會增加結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度，并使得建筑的總投資提高。如果在方案的初期，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計就能參與進來，那么我們就能針對不同的建筑類別，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，合理的設(shè)計方案，獲得一個良好的開端。

4.2 概念設(shè)計結(jié)合細部結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

概念設(shè)計應(yīng)用于沒有具體數(shù)值量化的情況，例如地震設(shè)防烈度，因為它的不確定性，計算式難免與現(xiàn)實有較大的差異，在進行設(shè)計的時候就要采用概念設(shè)計的方法，把數(shù)值作為輔助和參考的依據(jù) 設(shè)計過程中需要設(shè)計人員靈活的運用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法，達到最佳的效果。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，要注意對于細部的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，比如現(xiàn)澆板中的異形板拐角處易出現(xiàn)裂縫，可劃分為矩形板注意鋼筋的選擇，I級鋼和冷軋帶肋鋼市場價格差不多，但是他們的極限抗拉力卻相差很大，所以在塑性滿足要求的情況下，現(xiàn)澆板的受力鋼筋就可選擇冷軋帶肋鋼筋，從而達到既安全又經(jīng)濟的目的。

4.3 下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化首先要選擇合適的方案，如果為樁基礎(chǔ)，那么要根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件選擇樁基類型，盡量節(jié)省造價。樁端持力層對灌注樁樁長的選擇影響很大，應(yīng)多進行比較以確定最合適的方案。

5 結(jié)束語

總之，工程造價在工程項目占有很大比例，具有重要的經(jīng)濟效益，所以優(yōu)化設(shè)計房屋結(jié)構(gòu)能夠卓有成效地減少工程造價成本。與此同時，優(yōu)化設(shè)計房屋結(jié)構(gòu)要保障建筑的安全級別，合理化等，協(xié)調(diào)好技術(shù)和經(jīng)濟兩者之間的關(guān)系，切勿因重視節(jié)省成本，而忽視質(zhì)量或技術(shù)。為了實現(xiàn)整體目標最優(yōu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員與工程師要分析房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，利用精細高效的工作標準及要求來實現(xiàn)最優(yōu)化的房屋結(jié)構(gòu)。

參考文獻

篇4

在我國的城市建設(shè)中，有些居民住宅和公共建筑的房屋構(gòu)造還存在著一些問題，很容易引發(fā)安全事故。由于房屋設(shè)計在向著多樣化現(xiàn)代化發(fā)展，房屋的構(gòu)造要求也是各不相同的，施工設(shè)計人員在設(shè)置房屋構(gòu)造時，對于過多的設(shè)計要求可能會出現(xiàn)漏項錯項的問題，需要多加注意。下面我們以生活中常見的磚混房屋和砌體房屋為例，介紹房屋構(gòu)造中的設(shè)置問題。

磚混房屋構(gòu)造設(shè)置

1.磚混房屋概述

磚混房屋是利用磚墻承重，鋼筋混凝土部分承重的磚混結(jié)構(gòu)建筑。這類建筑通常選材都很方便，施工環(huán)節(jié)簡單，工期一般較短，造價通常較低，在我國的建筑設(shè)計施工中被廣泛的應(yīng)用。

2.磚混房屋中的圈梁設(shè)置

在建筑物上連續(xù)的鋼筋混凝土水平梁就是圈梁，主要設(shè)置在基礎(chǔ)墻和樓板的位置，主要作用是加強墻身的穩(wěn)定性和房屋建筑的整體剛度，預(yù)防地震開裂問題。具體的設(shè)置方式和房屋的樓層以及地基狀況有關(guān)。

普通的基礎(chǔ)圈梁可以參照有關(guān)部門下發(fā)的建筑建設(shè)規(guī)范進行設(shè)置。

樓蓋圈梁的設(shè)置方式在不同的房屋中略有不同。隔層設(shè)置的圈梁在宿舍或是辦公用房屋中，只要房屋層數(shù)超過4層，墻壁厚度不大于0.24m，就可以增設(shè)一定的數(shù)目，工業(yè)用房屋可以采用隔層設(shè)置;當(dāng)房屋中有比較大的振動型機械設(shè)備，可以采用每層設(shè)置的方法;建造多層的房屋時，要在頂層設(shè)置一道圈梁，辦公用房屋或是宿舍還應(yīng)在檐口標高的位置加設(shè)一道。此外，當(dāng)涉及到防震設(shè)計時，還要在外墻和縱向內(nèi)墻都設(shè)置好圈梁，橫墻為8或9度的也要設(shè)置圈梁。

圈梁的具體構(gòu)造要盡量形成封閉的圈，和墻在同一個水平面上，若是出現(xiàn)門窗類的洞口，則要在上部增加附加圈梁。圈梁的寬度設(shè)計與墻壁厚度有關(guān)，當(dāng)墻厚超過0.24m時，圈梁寬度不能超過墻厚的2/3，當(dāng)墻厚小于0.24m時，則與墻厚相同。全亮的高度應(yīng)在0.12m-0.18m之間，配筋要在 以上?；炷恋膹姸缺ＷC大于C15，鋼筋的級別一般選用I級別，混凝土的保護層設(shè)計為15-25mm之間。

3.磚混房屋的構(gòu)造柱設(shè)置

一般來說，構(gòu)造柱都是設(shè)置在構(gòu)造比較薄弱或是預(yù)應(yīng)力容易集中的位置，對地震震害起到一定的防護作用。

房屋四角的構(gòu)造柱要加大截面尺寸，施工前應(yīng)先砌墻，圈梁的鋼筋要放置在構(gòu)造柱鋼筋的內(nèi)側(cè)，將構(gòu)造柱用作圈梁的支座。構(gòu)造柱與墻體連接的部位應(yīng)砌成特定的規(guī)范形狀，沿墻壁高度在一定距離間隔處設(shè)計好拉結(jié)鋼筋。構(gòu)造柱需要和圈梁連接起來，若是遇到隔層設(shè)置的圈梁則要在沒有圈梁的樓層加設(shè)配筋磚帶。

構(gòu)造柱的縱筋為了抗震應(yīng)該設(shè)計為，特定時要采用 。建造時首先扎好鋼筋，然后砌筑墻體，最后再澆筑混凝土，縱筋在澆筑混凝土的過程中會出現(xiàn)滑移的現(xiàn)象，可以改用變形鋼筋。構(gòu)造柱的箍筋的間距不能超過0.25m，特殊情況下要小于0.2m，在構(gòu)造柱的上下端面可以分布密集一些。

以某建筑為例探討砌體房屋構(gòu)造設(shè)置問題

1.某砌體結(jié)構(gòu)建筑概況

通常來說，建好的房屋出現(xiàn)質(zhì)量問題或是沒能起到應(yīng)有的抗震作用都是因為施工時并沒有設(shè)置好構(gòu)造柱。例如某建筑剛建好不長時間，就因為當(dāng)?shù)氐囊粓鲂⌒偷卣鸪霈F(xiàn)了墻壁裂縫的現(xiàn)象。該建筑在建設(shè)時，也是按照同類結(jié)構(gòu)的房屋設(shè)計方法進行設(shè)計的，空曠且房間較多，立面有較大的窗戶，采用粘土磚砌體結(jié)構(gòu)的構(gòu)造柱，與橫墻結(jié)合成一體，而沒有橫墻的部分則設(shè)計了獨立的鋼筋混凝土柱。整體來說，造價不高也很實用，但是由于房屋開裂事故的發(fā)生，為施工企業(yè)和業(yè)主都造成了很不好的影響。于是事故發(fā)生后，負責(zé)人對該建筑進行了全面的檢查，找出了構(gòu)造柱的設(shè)置問題。

2.該建筑構(gòu)造柱的設(shè)置問題

構(gòu)造柱設(shè)置過多，在7度區(qū)通常是三層以上才會設(shè)置，但是該建筑卻設(shè)置了很多，不符合規(guī)范;

7度區(qū)和8度區(qū)的某些位置如山墻和內(nèi)縱墻的交接處沒有設(shè)置應(yīng)有的構(gòu)造柱;

在有洞口和大房間的兩側(cè)墻的位置沒有設(shè)置構(gòu)造柱，按照規(guī)范應(yīng)該著重加強。大房間較多的時候應(yīng)該在兩側(cè)的橫墻加設(shè)構(gòu)造柱，但是該建筑只在外縱墻和橫墻的交接處設(shè)置了，內(nèi)縱墻和橫墻的交接處卻沒有設(shè)置好應(yīng)有的構(gòu)造柱;

樓梯和電梯的兩側(cè)墻體、樓內(nèi)的中間走道、不對稱的墻體兩端都應(yīng)該設(shè)置構(gòu)造柱，但是該建筑工程在建設(shè)時沒有考慮到，忽視了這些位置;

3.結(jié)合例證分析構(gòu)造柱的設(shè)置方式

首先，在設(shè)計構(gòu)造柱時要嚴格遵照國家有關(guān)部門的規(guī)定，若是出現(xiàn)了規(guī)范上并沒有寫明的問題，則要遵循規(guī)范的要求進行設(shè)計，或是參考以前的類似經(jīng)驗進行設(shè)置;若是遇到?jīng)]有橫墻的建筑，則要綜合考慮兩墻之間的距離，若是距離過大穩(wěn)定性較差，就應(yīng)該增設(shè)構(gòu)造柱;每層之間的構(gòu)造柱要保證能夠彼此錯開;另外需要考慮的是，雖然構(gòu)造柱能夠在一定程度上提高墻體的變形能力，起到抗震作用，但是并不是構(gòu)造柱越多越好，而是要按照規(guī)范進行正確的設(shè)置。

結(jié)語

建筑工程師在設(shè)計建筑房屋的構(gòu)造時應(yīng)嚴格遵守規(guī)范，并參考實際建筑的要求進行設(shè)計，保證房屋的工程質(zhì)量，在一定程度上能夠抵抗地震，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

篇5

關(guān)鍵詞：房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；問題；對策

結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑結(jié)構(gòu)施工基礎(chǔ)工作，好的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作對于保證房屋建筑施工的質(zhì)量作用不可小覷，因此房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作需要設(shè)計人員的認真對待。隨著我國社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，人們越來多地表示出對房屋建筑質(zhì)量和生活質(zhì)量的關(guān)注，而房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計對于建筑施工的影響也表現(xiàn)在了房屋質(zhì)量中，所以我們必須對目前我國房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題進行分析并提出行之有效的處理辦法，最大程度地保證房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和科學(xué)性，以便更好地推動我國房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展。

1、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題

1.1、房屋建筑設(shè)計重視及履行度不足

由于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計具有先導(dǎo)性和指導(dǎo)性，所以在很大程度上，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計影響著甚至可以說決定了房屋建筑的質(zhì)量，所以房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性不言而喻，我們應(yīng)該充分重視起來。但是參照目前我國房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀和發(fā)展情況來看，并沒有達到對設(shè)計應(yīng)有的重視程度，還存在不少的問題。受傳統(tǒng)觀念的影響，我國建筑行業(yè)更加注重施工人員的經(jīng)驗，對真正的設(shè)計理念反而不夠重視，通常并沒有一個真正的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，施工中才會依靠工作人員的經(jīng)驗進行策劃開工。這樣做的風(fēng)險是非常大的，不僅增加了施工過程中出現(xiàn)安全事故的幾率，還會嚴重影響建筑工程的質(zhì)量，對建筑風(fēng)格的把握和實施會出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致無法完成原有的風(fēng)格計劃。另外，在房屋建筑施工中，設(shè)計圖紙的重要是不容忽視的，但是目前行業(yè)中有些企業(yè)并未做到真正意義上對設(shè)計圖紙的重視，往往只是為了應(yīng)付相關(guān)單位檢查臨時制作的，起不到真正的作用。

1.2、房屋地基基礎(chǔ)問題

房屋建筑作為承載人們生活起居的載體，必須具有安全性與和合理性，才能保障人們的生命財產(chǎn)安全，而安全性與合理性則需要房屋建筑地基基礎(chǔ)的科學(xué)性和實用性來實現(xiàn)。另外需要我們對施工區(qū)域的地質(zhì)條件進行仔細勘察，但是由于房屋建筑行業(yè)大環(huán)境的影響，企業(yè)為了減少工程的預(yù)算與支出，往往會省略或者簡化地基勘察的某些步驟，對勘察的布置也無法達到相關(guān)標準的要求。這就造成建筑地基地質(zhì)勘察結(jié)果與實際情況嚴重不符的問題。無法對選擇建筑地基基礎(chǔ)提供依據(jù)，嚴重影響房屋建筑質(zhì)量和施工進度。

1.3、結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不合理

我國幅員遼闊，地理位置跨度非常大。這就注定我們在房屋建筑施工中會碰到自然條件迥異、氣候差異大的現(xiàn)象，每個地方都有自己獨特的自然條件，這就對我們的施工提出了嚴峻的考驗。而我國大部分地區(qū)四季分明，氣候的冷熱和自然環(huán)境的急速變換都會對建筑造成一定程度上的影響，因此結(jié)構(gòu)縫無論是在房屋建筑設(shè)計環(huán)節(jié)還是在房屋建筑施工環(huán)節(jié)都是一大技術(shù)難題，所以，我們應(yīng)該充分考慮到房屋結(jié)構(gòu)縫在房屋設(shè)計和施工階段中會遇到的問題。

2、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題對策

2.1、房屋建筑施工前進行嚴密的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

各建筑企業(yè)首先應(yīng)當(dāng)高度的重視房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，不僅是因為房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計可以指導(dǎo)建筑施工，更重要的是會直接影響到建筑質(zhì)量，所以應(yīng)該針對建筑實地情況，成立專門的房屋建筑設(shè)計隊伍應(yīng)用其較高專業(yè)水準對建筑圖紙設(shè)計提前進行周密計劃和實施。因為我國地質(zhì)條件的復(fù)雜性，在這之前，施工團隊?wèi)?yīng)該充分調(diào)查和了解建筑當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境及氣候條件，并且要及時關(guān)注了解當(dāng)?shù)氐牡匦渭暗孛埠涂赡艿牡刭|(zhì)災(zāi)害，重點防范經(jīng)常發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害，并在建筑圖紙設(shè)計中加以體現(xiàn)。另外，為了確保房屋建設(shè)施工有條不紊的開展，建筑企業(yè)一定要保證房屋建筑圖紙設(shè)計隊伍嚴密性、精確性和合理性。

2.2、合理設(shè)計建筑受力性能

在建筑工程中，地基在一定程度上決定了建筑的質(zhì)量與使用壽命，所以在建筑物設(shè)計與施工的初期階段，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員要對建筑環(huán)境進行全面的考察與研究，實地調(diào)查分析建筑壞境的氣候、水文、地質(zhì)情況。地基承載著建筑的全部重量，因而其中最為關(guān)鍵的是考核建筑承載重量的數(shù)據(jù)信息。對建筑受力性能進行全面的分析與研究，是企業(yè)必須進行的先期工作，這樣才能規(guī)定建筑的承載重量，進而推動建筑工程的施工。

2.3、重視結(jié)構(gòu)縫設(shè)計問題

因為我國的地理氣候等原因，結(jié)構(gòu)縫是成為建筑領(lǐng)域的一大技術(shù)難題，也是其中最不能被忽略的問題。因此，建筑企業(yè)一定要重視結(jié)構(gòu)縫問題，若因為怕麻煩或者成本問題對結(jié)構(gòu)縫問題采取忽略的態(tài)度，就可能導(dǎo)致建筑的坍塌。因此，房屋建筑設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)在房屋建設(shè)設(shè)計階段，就實地深入到建筑環(huán)境，科學(xué)合理的評估當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛?、自然環(huán)境和氣候條件。在實地調(diào)查分析之后請現(xiàn)場施工人員對施工進行合理的反饋和計劃，并最終確定適合該特定建筑項目的結(jié)構(gòu)縫處理方法，確保房屋質(zhì)量及使用安全。

3、結(jié)語

總之,建筑作為人們生活工作的承載體必不可少，而在我國現(xiàn)代化城市化進程加快的今天，建筑行業(yè)的發(fā)展不斷地走向新的高峰，處于對建筑質(zhì)量及性能的考慮，為保障人民生命財產(chǎn)安全和地方經(jīng)濟的發(fā)展，建筑企業(yè)應(yīng)該從房屋建筑的初級籌備階段就進行周密詳細的計劃，同時不斷革新不斷改進，確保建筑施工的安全進行促進建筑行業(yè)的發(fā)展。

作者:楊麗娜 單位:沈陽思宇建筑設(shè)計有限公司

參考文獻:

[1]趙軍.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題分析[J].門窗，2016，02:83-84.

篇6

【關(guān)鍵詞】房屋建筑；結(jié)構(gòu)；設(shè)計；關(guān)鍵

中圖分類號： TU318 文獻標識碼： A 文章編號：

房屋建筑質(zhì)量的好壞會直接關(guān)系到人們的生命安全，而房屋設(shè)計和施工質(zhì)量是保證房屋質(zhì)量的兩個主要因素，通常來講，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作繁重而又具有重大責(zé)任，它會直接影響到房屋建筑的安全性、適用性、經(jīng)濟性和合理性。抓住在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵問題，對這些問題進行科學(xué)合理的解決和設(shè)計，那么就能夠設(shè)計出一個比較優(yōu)秀的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。進而建設(shè)處一個無論從質(zhì)量、安全、性能，還是外觀上都比較優(yōu)秀的建筑。

一、房屋建筑的地基和基礎(chǔ)

（一）全方面考察地基地質(zhì)

很多多層房物建筑在沒有詳勘的地質(zhì)報告，僅憑房屋建筑單位或者參照附近的一些建筑物的設(shè)計資料的情況下，設(shè)計師就開始進行相關(guān)的設(shè)計，這樣就很難保障房屋建筑的質(zhì)量。設(shè)計地基和基礎(chǔ)必須具有合理性、安全性和適用性，因而房屋建筑設(shè)計人員一定要根據(jù)相關(guān)的地質(zhì)勘察資料，對建筑房屋的地基進行多方面的考察，進而確定設(shè)計的基礎(chǔ)類型以及上部結(jié)構(gòu)，單單考慮地耐力的相關(guān)數(shù)據(jù)不僅是片面的，更是不安全的，盲目的縮小地耐力容許值更是不可取的做法。

（二）正確處理不良地基

對于那些軟弱地基一定要采取換土墊層的方法進行一定的處理，絕不可以只憑經(jīng)驗處理，省略換土墊層設(shè)計。有些設(shè)計師對于軟弱地基不夠重視，通常會簡單的采用砂墊層的方法強化地基的承載力，更沒有對點成寬度和厚度進行有效的計算，這樣不光不安全，還會造成一定程度上的浪費。

（三）正確設(shè)計房屋建筑中的柱、梁、基礎(chǔ)負荷

在民用的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，柱、梁和基礎(chǔ)的負荷一定要按照規(guī)范乘以折減的系數(shù)。很多設(shè)計師在設(shè)計房屋建筑結(jié)構(gòu)時，計算梁、柱及基礎(chǔ)的負荷時都不能按照現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范和要求算出正確的荷載值。

二、房屋建筑中的構(gòu)造柱

磚混的房屋建筑結(jié)構(gòu)中，構(gòu)造柱既能夠很好的提高墻體的抗剪能力，又能與圈梁緊密的連接在一起，有力的約束砌體，不僅能夠有效限制墻體裂縫的繼續(xù)，也能加強豎向的承載力，可以有效的提高機構(gòu)的抗震能力?？墒窃诂F(xiàn)在的設(shè)計中，設(shè)計師通常會把構(gòu)造柱當(dāng)做承重柱，這種設(shè)計會引起很多問題：

1、如果構(gòu)造柱當(dāng)做承重柱，那么構(gòu)造柱就會提前受力，一方面這會降低構(gòu)造柱對于建筑砌體的拉結(jié)和約束力，另一方面，一旦遭遇地震，那么構(gòu)造柱的位置就會出現(xiàn)應(yīng)力集中，進而遭到破壞。這樣一來，構(gòu)造柱不光不能起到它本身應(yīng)有的作用，更會成為房屋建筑中最為薄弱的環(huán)節(jié)，降低房屋質(zhì)量。

2、通常情況下，構(gòu)造柱都不會另設(shè)基礎(chǔ)而是生根在圈梁中，一旦將構(gòu)造柱當(dāng)做承重柱來使用，那么就會降低柱底基礎(chǔ)的抗沖切、抗彎部和局部的承壓強度，威脅房屋建筑的安全。所以承重大梁下的柱子最好按照承重柱來計算。如果建筑梁上的荷載和狂多很小，可將構(gòu)造柱置于梁下，但這是一定按照不考慮構(gòu)造柱的作用來計算下墻體局部的承壓力和抗彎強度。只有滿足條件，才能在梁下建造構(gòu)造柱。

三、承重柱的截面高度

在抗震設(shè)防區(qū)，設(shè)計師在設(shè)計承重柱截面高度的時候，數(shù)值往往過小。一些結(jié)構(gòu)設(shè)計師固執(zhí)的然為六度設(shè)防就可以不設(shè)防，為了分析受力方便，他們會特意將承重柱的截面高度往小了設(shè)計，這時候梁祝的線剛度比例就會加大。用絞支梁代替梁，柱則按照軸心的受壓來計算。這種做法在給設(shè)計師帶來方便的同時，卻為房屋建筑的結(jié)構(gòu)埋下了一定的隱患，因為這種做法嚴重的忽略了梁柱間的剛結(jié)作用，而且主界面的配筋很小，一旦結(jié)構(gòu)受力，那么柱頂?shù)目箯潖姸染蜁蟠蠼档?，所以柱子的底部附近就會形成很多水平的裂縫，出現(xiàn)塑性餃的情況。因而在房屋的正常使用下，柱子就開始了帶餃工作。嚴重影響了房屋的耐久性，引起人們的恐懼心理。一旦遭遇地震，這樣的房屋建筑結(jié)構(gòu)就會倒塌，必將造成人員和財產(chǎn)的巨大損失。

四、房屋建筑結(jié)構(gòu)中的橫向和縱向框架設(shè)計

在我國的簡述抗震設(shè)計規(guī)范中，要求水平地震作用要按照兩個主軸反向進行分別計算，各方面的地震和應(yīng)該有這個方向上的抗震力構(gòu)件來承擔(dān)。理論上雖是如此，可是在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，縱向框架和橫向框架都很重要。很多設(shè)計師對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行橫向上的抗震設(shè)計，縱向上卻按照一般的連續(xù)梁進行設(shè)計，所以梁柱的節(jié)點及框架中相應(yīng)的縱筋、箍筋都無法進行合理的配置，達不到相應(yīng)的要求。如果不考慮地震的縱向作用，就會出現(xiàn)跨中縱筋等現(xiàn)象，嚴重影響房屋質(zhì)量。

五、懸挑梁的梁高

通常情況下，設(shè)計師會認真驗算梁的強充及傾覆，卻不太驗算梁的撓度。如果選用的梁高過小，就會使梁截面的受壓區(qū)造成非線性的徐變。梁撓度也會隨著之間的變化不斷加大。如果跳梁變形，那么梁板也就會隨之出現(xiàn)裂縫，裂縫寬度會隨著跳梁變形的程度越來越寬，進而會嚴重影響到房屋的使用。如果這種跳梁變形不能得到及時的治理，那么發(fā)展到最后，梁支截面、受支座上部受拉區(qū)就會形成很寬的豎向的大裂縫，因為支座的剪彎作用，豎向的裂縫就會向下延伸，最后發(fā)展為斜裂縫，這時候梁就就接近破壞了。在為托墻挑梁的時候，梁過大的撓度就會引起梁上境況體在相應(yīng)的梁支座的附近出現(xiàn)一些裂縫，裂縫會在梁支座的地方沿著斜向不斷延伸，越往上縫隙越寬。而且過小的挑梁截面也不利于房屋的抗震性。房屋建筑的懸挑結(jié)構(gòu)對于房屋的抗震能力具有十分重要的作用。挑梁高度比較小的時候，截面相對受壓區(qū)的高度就會比較大，梁的延展性會減小，一旦受到豎向地震的作用，就會很容易造成脆性破壞，進而失去相應(yīng)的承載力。

六、連續(xù)梁的設(shè)計

很多設(shè)計師在進行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，會把連續(xù)梁按照單梁進行設(shè)計，通常在設(shè)計陽臺邊梁的時候會出現(xiàn)這種情況。一般情況下，邊梁上的荷重很小，所以設(shè)計師們會忽略。為了方便受力分析，所以設(shè)計師們把連續(xù)梁當(dāng)做單支梁進行設(shè)計，所以相應(yīng)的支座處無法配置合理的負筋，所以梁在支座處上部的受拉區(qū)必然出現(xiàn)豎向的裂縫，相應(yīng)的上部欄板也會出現(xiàn)豎向的裂縫。梁有熱脹冷縮性，一旦環(huán)境變化，梁的伸縮性就會受到梁端柱或者挑梁的相應(yīng)的約束，梁內(nèi)就會形成收縮應(yīng)力，這種收縮應(yīng)力會作用在那些已經(jīng)產(chǎn)生的梁上的裂縫處，所以梁會受到更大的破壞，降低承載力，嚴重影響房屋的使用安全。

除了以上六個關(guān)鍵性問題，樓板的設(shè)計也很重要，因為它是一種重要的承重共建，對它的設(shè)計關(guān)系到梁、墻、柱的安全。所以設(shè)計師一定要嚴格按照相應(yīng)的要求設(shè)計樓板，只有這樣才能保證房屋建筑的安全和質(zhì)量。

七、總結(jié)

房屋建筑對于我們每個人而言都很重要，現(xiàn)代都市生活中，人們大部分時間都在房屋建筑物種渡過，所以房屋建筑物僅要舒適，美觀，更重要的是安全和使用壽命。在房屋建筑建設(shè)的過程中，對于房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計十分重要，這是一份比較繁瑣但責(zé)任巨大的工作，只有認真考慮并設(shè)計各個環(huán)節(jié)，如地基、構(gòu)造柱、承重柱、挑梁、樓板等，才能做出一個安全性高，功能性全的設(shè)計方案，進而建設(shè)出符合人們居住和工作需求的良好建筑，推動城市化進程，促進我國經(jīng)濟的發(fā)展。

參考文獻：

[1]查全平 ．淺談房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計以及應(yīng)注意的幾個問題[J]．廣東科技，2006(l0)

篇7

【關(guān)鍵詞】房屋；輕鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計；節(jié)點；支撐

近年來，隨著輕型板材的迅速發(fā)展，國內(nèi)輕鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計制作得到了長足發(fā)展，其中門式鋼框架就是一種有效利用材料的結(jié)構(gòu)形式。由于構(gòu)件尺寸小，房屋高度相應(yīng)降低，減小了建筑體積和重量?？蚣軜?gòu)件可以在工地上批量生產(chǎn)，并且在工地可以用高強螺栓連接安裝，簡便而迅速，施工期短。此外，門式鋼框架造型簡潔美觀，適應(yīng)性強。單跨者小至9m，大至36m以上的跨度適應(yīng)不同需要，多跨者可以覆蓋大面積的廠房、倉庫和各類公共建筑。為適應(yīng)我國輕鋼結(jié)構(gòu)的迅速發(fā)展，《門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計規(guī)程》(CECS102:98)應(yīng)運而生，對指導(dǎo)和規(guī)范目前我國的輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計起了重要作用，極大地促進了我國輕鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展。但與西方發(fā)達國家相比，我國輕鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計制作方面經(jīng)驗尚不多，正式的國家規(guī)范尚未出版，在實際工程中會遇到一些具體問題，本文通過作者經(jīng)歷的一些工程實踐對輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中一些問題進行探討總結(jié)，以期對這方面的工作有所裨益。

1 門式鋼架的結(jié)構(gòu)特點

1.1 工業(yè)化程度高，施工周期短。所有構(gòu)件均可以由工廠制作現(xiàn)場拼接安裝，施工速度快，縮短了工期。

1.2 重量輕、強度高。由于鋼結(jié)構(gòu)本身的特點，可做成大跨度，提供較大的使用空間

1.3 抗震性能好。由于鋼結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu)，自重輕，因而能有效地降低地震影響及災(zāi)害影響的程度，利于抗震。

1.4 建筑立面美觀。由于壓型鋼板、玻璃幕墻等配套產(chǎn)品的多樣化，可做出各種各樣漂亮的建筑立面。

1.5 節(jié)約造價，且有利于環(huán)保。輕鋼結(jié)構(gòu)與目前普遍使用的混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有的優(yōu)點:

第一，可干式施工，節(jié)約用水，施工占地少，產(chǎn)生的噪聲小，粉塵少；

第二，由于自重減輕，基礎(chǔ)施工取土量少，對土地這一寶貴資源破壞小；

第三，大量減少混凝土和磚瓦的使用；

第四，建筑使用壽命到期，結(jié)構(gòu)拆除產(chǎn)生的固體垃圾少，廢鋼可回收。

2 門式鋼架的結(jié)構(gòu)組成

輕型門式剛架的結(jié)構(gòu)體系包括:

2.1 主結(jié)構(gòu):門式剛架(包括中部和端部剛架)、托梁、支撐體系等；

2.2 次結(jié)構(gòu):屋面檁條和墻面檁條等；

2.3 圍護結(jié)構(gòu):屋面板和墻板；

2.4 基礎(chǔ)。

平面門式剛架梁和柱連接形式單跨為剛接，多跨為剛接和鉸接并用；主與基礎(chǔ)連接既可固接也可鉸接。平面剛架和支撐體系再加上托梁等組成了結(jié)構(gòu)的主要受力骨架，即主結(jié)構(gòu)體系。屋面檁條和墻梁既是圍護材料的支撐結(jié)構(gòu)，又為主結(jié)構(gòu)梁柱提供了部分側(cè)向支撐作用，構(gòu)成了輕型門式剛架建筑的次結(jié)構(gòu)。屋面板和墻面板起整個結(jié)構(gòu)的圍護和封閉作用，由于蒙皮效應(yīng)事實上也增加了建筑的整體剛度。

3 門式剛架的材質(zhì)與斷面選取

主剛架H型鋼的材質(zhì)宜采用Q345以上的鋼材，對于檁托以及其他附件宜采用Q235。對構(gòu)式剛架橫梁截面高度宜采用跨度的1/15+1/25，實腹式剛架橫梁截面高度宜采用跨度的1/30～1/45，輕型剛架選用比值的下限，在使用Q345以上的鋼材時，翼緣板的寬度一般宜選在160mm~250mm范圍內(nèi).腹板的厚度≥4mm，翼緣的厚度≥6mm。

4 剛架形式

門式剛架可以做成坡頂?shù)幕蚬靶蔚奈菝?，就其截面形式來分，有實腹式和格?gòu)式等。實腹式剛架雖然用鋼量稍高，但它的構(gòu)件整齊，每榀剛架由4件梁柱構(gòu)件用螺栓連接而成，構(gòu)件的剛度較大，適于長途運輸和多次拆裝搬運，制造省工，工地安裝方便，門式剛架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，所占比重量大。

格構(gòu)式剛架常用于跨度較大的建筑，其材料選用和截面組成比較靈活，可采用普通角鋼、槽鋼及鋼管等，其截面為雙腹桿矩形，以及三面腹桿的三角形，，對跨度較大的剛架采用格構(gòu)式截面更適宜。不論是實腹式或格構(gòu)式剛架，其梁柱構(gòu)件都可以做成等截面或變截面。當(dāng)跨度和荷載較小時，一般采用等截面結(jié)構(gòu)，當(dāng)跨度和荷載較大時宜采用變截面結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)造型更接近于荷載作用下的彎矩圖形，從而使材料在截面上的分布更為合理，并使結(jié)構(gòu)顯得輕巧。

5 結(jié)構(gòu)布置

5.1 剛架的建筑尺寸和布置門式剛架的跨度宜為9～36m，當(dāng)柱寬度不等時，其外側(cè)應(yīng)對齊。高度應(yīng)根據(jù)使用要求的室內(nèi)凈高確定，宜取4.5～9m。門式剛架的合理間距應(yīng)綜合考慮剛架跨度、荷載條件及使用要求等因素，一般宜取6m、7.5m、9m?？v向溫度區(qū)段小于300m，橫向溫度區(qū)段小于150m(當(dāng)有計算依據(jù)時，溫度區(qū)段可適當(dāng)放大)。

5.2 檁條和墻梁的布置

檁條間距的確定應(yīng)綜合考慮天窗、通風(fēng)屋脊、采光帶、屋面材料、檁條規(guī)格等因素按計算確定，一般應(yīng)等間距布置，但在屋脊處應(yīng)沿屋脊兩側(cè)各布置一道，在天溝附近布置一道。側(cè)墻墻梁的布置應(yīng)考慮門窗、挑檐、雨蓬等構(gòu)件的設(shè)置和圍護材料的要求確定。

5.3支撐和剛性系桿的布置

5.3.1 在每個溫度區(qū)段或分期建設(shè)的區(qū)段中，應(yīng)分別設(shè)置能獨立構(gòu)成空間穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的支撐體系。

5.3.2 在設(shè)置柱間支撐的開間，應(yīng)同時設(shè)置屋蓋橫向支撐，以構(gòu)成幾何不變體系。

5.3.3 端部支撐宜設(shè)在溫度區(qū)段端部的第一或第二個開間。柱間支撐的間距應(yīng)根據(jù)房屋縱向受力情況及安裝條件確定，一般30～45m，有吊車時不宜大于60m。

5.3.4當(dāng)房屋高度較大時，柱間支撐應(yīng)層設(shè)置；當(dāng)房屋寬度大于60m時，內(nèi)柱列適當(dāng)設(shè)置支撐。

5.3.5當(dāng)端部支撐設(shè)在端部第二個開間時在第一個開間的相應(yīng)位置應(yīng)設(shè)置剛性系桿

5.3.6在剛架的轉(zhuǎn)折處(邊柱柱頂、屋及多跨剛架的中柱柱頂)應(yīng)沿房屋全長設(shè)剛性系桿。

5.3.7由支撐斜桿等組成的水平桁架直腹桿宜按剛性系桿考慮。

5.3.8剛性系桿可由檁條兼做，此時檁應(yīng)滿足壓彎構(gòu)件的承載力和剛度要求，當(dāng)滿足時可在剛架斜梁間設(shè)置鋼管、H型鋼其他截面形式的桿件。

5.3.9當(dāng)房屋內(nèi)設(shè)有不小于5t的吊車時柱間支撐宜用型鋼；當(dāng)房屋中不允許設(shè)置間支撐時，應(yīng)設(shè)置縱向剛架。

6 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的體會

6.1 柱腳約束作用

門式剛架與基礎(chǔ)的連接一般為鉸接，如果和基礎(chǔ)實現(xiàn)剛接，框架的抗側(cè)移性將會有所提高，構(gòu)件截面也可減小，但剛接柱腳的構(gòu)造復(fù)雜，對基礎(chǔ)的要求高，框架總造價也未必能降低。因此，只是在有較大吊車荷載并對側(cè)向剛度有特殊要求時才用剛接柱。

鉸接柱腳的具體做法是一塊底板加2～4個錨栓(圖1)。國內(nèi)外的試驗都表明，這種簡單柱腳實際上對柱端轉(zhuǎn)動能起一定的約束作用。當(dāng)在柱端施加彎矩時，只是使底板對基礎(chǔ)一側(cè)的壓力減小，而不是把這一側(cè)拉開。這就是說，在彎矩M作用下柱端截面的轉(zhuǎn)角θ僅僅由彈性應(yīng)變引起，相應(yīng)的轉(zhuǎn)動剛度很接近嵌固端。不過當(dāng)彎矩超過一定限度時，約束逐漸減小。由于約束的變動性，在進行框架內(nèi)力分析時考慮簡易柱腳的約束作用將使計算變得復(fù)雜，并且需要有符合實際的M―θ曲線的資料。因此，在內(nèi)力分析中對這種有利作用往往予以忽略，然而在確定柱計算長度時可以計及柱腳約束作用。文獻2建議對柱腳與基礎(chǔ)鉸接的框架柱的計算長度系數(shù)μ乘以修正系數(shù)0.8。還建議計算框架在風(fēng)荷載作用下的柱頂側(cè)移時，可把按理想鉸接算得的側(cè)移值乘0.5予以修正。需要指出的是，當(dāng)柱腳設(shè)計與基礎(chǔ)剛接時，由于實際上做不到在彎矩作用下毫無轉(zhuǎn)動，柱的計算長度應(yīng)比理想嵌固端的情況適當(dāng)放大。文獻2建議將修正系數(shù)取為1.2。

圖1柱腳約束作用

圖2 剛度比為31375∶1的梁柱節(jié)點

6.2梁柱節(jié)點構(gòu)造

單層門式剛架廠房，柱子與橫梁處一般采用剛接但由于種種原因，計算假定可能與實際情況不符。如吊車廠房的上柱與屋面梁的連接處，或多層剛架廠房上柱與屋面梁的連接處，與梁端截面相比，上柱截面高度往往較小，柱頂節(jié)點往往采用如圖2所示的形式盡管采用高強螺栓按固接計算進行連接節(jié)點設(shè)計，看似固接，但由于梁端截面高度遠遠大于柱頂截面高度二者剛度相差很大，柱子剛度小，對梁起不了，或不能完全起嵌固作用，即不能形成理想剛性，致使這個節(jié)點近似地處于固接與鉸接之間的狀態(tài)，其結(jié)果是梁的實際撓度增大，跨中實際彎矩增加，對正常使用狀態(tài)與承載能力極限狀態(tài)均是不利的，嚴重時甚至影響剛架的幾何不可變性?？此乒?jié)點處理上的問題，實質(zhì)是對剛架整體受力狀態(tài)的把握有偏差。因此可以說柱頂處梁端的嵌固必須以柱子的剛度來保證。圖節(jié)點梁、柱和翼緣的厚、寬均相同，腹板等厚，梁截面高600mm

柱截面高400mm，其剛度比為31375:1，剛度小幾倍的柱頂肯定無法對剛度大的梁端形成有效嵌固。

6.3高強度螺栓的應(yīng)用

輕鋼結(jié)構(gòu)采用高強度螺栓連接。在鋼結(jié)構(gòu)梁柱連接中，如樓面、屋面荷載較大，使螺栓連接處剪切力較大時，利用摩擦型、承壓型高強螺栓連接面處的摩阻力來承受節(jié)點處的剪切力是有效的辦法。但在輕鋼門式剛架廠房中，由于屋面荷載較小，梁、柱連接處剪切力較小，其跨中的節(jié)點剪力往往更小，螺栓主要承受梁截面受彎時在螺栓軸向產(chǎn)生的拉力，而剪力往往較小。

圖3所示的節(jié)點1處，彎矩值很小，接近彎矩零點。剪力較柱頂處小，由于屋面很輕，因此其剪力很小。節(jié)點2處，在均布荷載作用下為跨中最大彎矩，但其剪力趨近于零。此時，1與2節(jié)點，剪力均很小，不必靠摩擦面承受剪力，因此可不必用摩擦型或承壓型高強螺栓，可以采用強度較高的普通螺栓承受拉力與剪力，并且采用普通螺栓的擰緊方法擰緊螺栓。此時螺栓承受很小的剪力，主要承受彎矩產(chǎn)生的拉力?！拜p鋼規(guī)程”的螺栓連接強度設(shè)計值在普通螺栓中給出了8.8級螺栓的抗拉、抗剪強度設(shè)計值，適應(yīng)了目前鋼結(jié)構(gòu)廠房的螺栓連接要求，是非常合適的。

圖3屋面連接節(jié)點示意

在節(jié)點3處，即柱頂與梁端連接處，如圖4有三種連接方法。在相同的屋面荷載及使用條件下，三種情況下，圖4c連接面處承受的垂直剪力最大。一般輕鋼結(jié)構(gòu)廠房，在屋面自重、活荷載及懸掛荷載作用下，由于屋面板很輕，其組合后的實際垂直剪力值并不大

在我曾經(jīng)參與的一項工程中，其跨度30m，柱距810m，采用如圖4c連接方法。其柱頂內(nèi)力值為:N=65kN；V=91kN；M=550kN•m。經(jīng)計算，在彎矩作用下需16M22，818級螺栓承受節(jié)點受彎時的拉力，而91kN的垂直剪力，2個普通螺栓足以承擔(dān)。

在實際工程中，國外一些鋼結(jié)構(gòu)公司如ABC、But2ler、Anvil等公司均已采用按一般普通螺栓連接的方法或相似方法，進行螺栓設(shè)計與擰緊。只是由于國內(nèi)長期采用很重的屋面，其連接面處剪力很大，人們形成一種固有觀念，認為高強螺栓即摩擦型、承壓型，需要考慮張緊力、摩擦系數(shù)，而忽視了輕型屋面條件下連接節(jié)點產(chǎn)生的垂直剪力很小、彎矩起主要作用的這一受力特征。好在現(xiàn)行規(guī)程給出了8.8級普通螺栓的強度設(shè)計值，為輕鋼結(jié)構(gòu)的接連計算提供了依據(jù)，大大方便了設(shè)計工作。

圖4 梁柱連接的不同方案

6.4柱間支撐體系的設(shè)計

對于單層門式輕鋼剛架房屋支撐體系的重要性已得到人們的廣泛認同。支撐包括屋面水平支撐和柱間支撐。圖5為常見的幾種支撐形式，支撐桿件的截面可

(a) 十字支撐(b) 偏心十字支撐

(c) 桁架支撐 (d) 角撐支撐

圖5 常見的幾種支撐形式

以是角鋼或具有張緊裝置的圓鋼。支撐體系的設(shè)計原則是:(1)傳遞縱向荷載明確、合理、簡潔，盡量縮短傳力途徑；(2)保證機構(gòu)體系平面外的穩(wěn)定，為結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的整體穩(wěn)定提供側(cè)向支點；(3)方便結(jié)構(gòu)的安裝；(4)為滿足必要的強度、剛度要求具有可靠的連接。單層門式剛架的十字支撐一般采用花籃螺栓作為張緊裝置，但根據(jù)五金手冊，花籃螺栓的抗拉強度遠遠低于同直徑圓鋼的抗拉設(shè)計強度，因此選用花籃螺栓作為張緊裝置，在施工圖和產(chǎn)品定貨時必須明確花籃螺栓的抗拉強度設(shè)計值。另外對柱間支撐應(yīng)在檁條、隅撐、墻面、屋面等安裝完畢后再次張緊。圓鋼支撐不得處于松弛狀態(tài)。

參考文獻：

[1]GB50017-2002，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

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[4]CECS102-2002，門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].

[5]陳紹蕃.門式剛架輕型化的技術(shù)措施[J].建筑結(jié)構(gòu)，1998(2).

篇8

【關(guān)鍵詞】房屋建筑；結(jié)構(gòu)；設(shè)計；關(guān)鍵

房屋建筑質(zhì)量的好壞會直接關(guān)系到人們的生命安全，而房屋設(shè)計和施工質(zhì)量是保證房屋質(zhì)量的兩個主要因素，通常來講，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作繁重而又具有重大責(zé)任，它會直接影響到房屋建筑的安全性、適用性、經(jīng)濟性和合理性。抓住在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵問題，對這些問題進行科學(xué)合理的解決和設(shè)計，那么就能夠設(shè)計出一個比較優(yōu)秀的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。進而建設(shè)處一個無論從質(zhì)量、安全、性能，還是外觀上都比較優(yōu)秀的建筑。

一、房屋建筑的地基和基礎(chǔ)

（一）全方面考察地基地質(zhì)

很多多層房物建筑在沒有詳勘的地質(zhì)報告，僅憑房屋建筑單位或者參照附近的一些建筑物的設(shè)計資料的情況下，設(shè)計師就開始進行相關(guān)的設(shè)計，這樣就很難保障房屋建筑的質(zhì)量。設(shè)計地基和基礎(chǔ)必須具有合理性、安全性和適用性，因而房屋建筑設(shè)計人員一定要根據(jù)相關(guān)的地質(zhì)勘察資料，對建筑房屋的地基進行多方面的考察，進而確定設(shè)計的基礎(chǔ)類型以及上部結(jié)構(gòu)，單單考慮地耐力的相關(guān)數(shù)據(jù)不僅是片面的，更是不安全的，盲目的縮小地耐力容許值更是不可取的做法。

（二）正確處理不良地基

對于那些軟弱地基一定要采取換土墊層的方法進行一定的處理，絕不可以只憑經(jīng)驗處理，省略換土墊層設(shè)計。有些設(shè)計師對于軟弱地基不夠重視，通常會簡單的采用砂墊層的方法強化地基的承載力，更沒有對點成寬度和厚度進行有效的計算，這樣不光不安全，還會造成一定程度上的浪費。

（三）正確設(shè)計房屋建筑中的柱、梁、基礎(chǔ)負荷

在民用的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，柱、梁和基礎(chǔ)的負荷一定要按照規(guī)范乘以折減的系數(shù)。很多設(shè)計師在設(shè)計房屋建筑結(jié)構(gòu)時，計算梁、柱及基礎(chǔ)的負荷時都不能按照現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范和要求算出正確的荷載值。

二、房屋建筑中的構(gòu)造柱

磚混的房屋建筑結(jié)構(gòu)中，構(gòu)造柱既能夠很好的提高墻體的抗剪能力，又能與圈梁緊密的連接在一起，有力的約束砌體，不僅能夠有效限制墻體裂縫的繼續(xù)，也能加強豎向的承載力，可以有效的提高機構(gòu)的抗震能力?？墒窃诂F(xiàn)在的設(shè)計中，設(shè)計師通常會把構(gòu)造柱當(dāng)做承重柱，這種設(shè)計會引起很多問題：

1、如果構(gòu)造柱當(dāng)做承重柱，那么構(gòu)造柱就會提前受力，一方面這會降低構(gòu)造柱對于建筑砌體的拉結(jié)和約束力，另一方面，一旦遭遇地震，那么構(gòu)造柱的位置就會出現(xiàn)應(yīng)力集中，進而遭到破壞。這樣一來，構(gòu)造柱不光不能起到它本身應(yīng)有的作用，更會成為房屋建筑中最為薄弱的環(huán)節(jié)，降低房屋質(zhì)量。

2、通常情況下，構(gòu)造柱都不會另設(shè)基礎(chǔ)而是生根在圈梁中，一旦將構(gòu)造柱當(dāng)做承重柱來使用，那么就會降低柱底基礎(chǔ)的抗沖切、抗彎部和局部的承壓強度，威脅房屋建筑的安全。所以承重大梁下的柱子最好按照承重柱來計算。如果建筑梁上的荷載和狂多很小，可將構(gòu)造柱置于梁下，但這是一定按照不考慮構(gòu)造柱的作用來計算下墻體局部的承壓力和抗彎強度。只有滿足條件，才能在梁下建造構(gòu)造柱。

三、承重柱的截面高度

在抗震設(shè)防區(qū)，設(shè)計師在設(shè)計承重柱截面高度的時候，數(shù)值往往過小。一些結(jié)構(gòu)設(shè)計師固執(zhí)的然為六度設(shè)防就可以不設(shè)防，為了分析受力方便，他們會特意將承重柱的截面高度往小了設(shè)計，這時候梁祝的線剛度比例就會加大。用絞支梁代替梁，柱則按照軸心的受壓來計算。這種做法在給設(shè)計師帶來方便的同時，卻為房屋建筑的結(jié)構(gòu)埋下了一定的隱患，因為這種做法嚴重的忽略了梁柱間的剛結(jié)作用，而且主界面的配筋很小，一旦結(jié)構(gòu)受力，那么柱頂?shù)目箯潖姸染蜁蟠蠼档?，所以柱子的底部附近就會形成很多水平的裂縫，出現(xiàn)塑性餃的情況。因而在房屋的正常使用下，柱子就開始了帶餃工作。嚴重影響了房屋的耐久性，引起人們的恐懼心理。一旦遭遇地震，這樣的房屋建筑結(jié)構(gòu)就會倒塌，必將造成人員和財產(chǎn)的巨大損失。

四、房屋建筑結(jié)構(gòu)中的橫向和縱向框架設(shè)計

在我國的簡述抗震設(shè)計規(guī)范中，要求水平地震作用要按照兩個主軸反向進行分別計算，各方面的地震和應(yīng)該有這個方向上的抗震力構(gòu)件來承擔(dān)。理論上雖是如此，可是在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，縱向框架和橫向框架都很重要。很多設(shè)計師對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行橫向上的抗震設(shè)計，縱向上卻按照一般的連續(xù)梁進行設(shè)計，所以梁柱的節(jié)點及框架中相應(yīng)的縱筋、箍筋都無法進行合理的配置，達不到相應(yīng)的要求。如果不考慮地震的縱向作用，就會出現(xiàn)跨中縱筋等現(xiàn)象，嚴重影響房屋質(zhì)量。

五、懸挑梁的梁高

通常情況下，設(shè)計師會認真驗算梁的強充及傾覆，卻不太驗算梁的撓度。如果選用的梁高過小，就會使梁截面的受壓區(qū)造成非線性的徐變。梁撓度也會隨著之間的變化不斷加大。如果跳梁變形，那么梁板也就會隨之出現(xiàn)裂縫，裂縫寬度會隨著跳梁變形的程度越來越寬，進而會嚴重影響到房屋的使用。如果這種跳梁變形不能得到及時的治理，那么發(fā)展到最后，梁支截面、受支座上部受拉區(qū)就會形成很寬的豎向的大裂縫，因為支座的剪彎作用，豎向的裂縫就會向下延伸，最后發(fā)展為斜裂縫，這時候梁就就接近破壞了。在為托墻挑梁的時候，梁過大的撓度就會引起梁上境況體在相應(yīng)的梁支座的附近出現(xiàn)一些裂縫，裂縫會在梁支座的地方沿著斜向不斷延伸，越往上縫隙越寬。而且過小的挑梁截面也不利于房屋的抗震性。房屋建筑的懸挑結(jié)構(gòu)對于房屋的抗震能力具有十分重要的作用。挑梁高度比較小的時候，截面相對受壓區(qū)的高度就會比較大，梁的延展性會減小，一旦受到豎向地震的作用，就會很容易造成脆性破壞，進而失去相應(yīng)的承載力。

六、連續(xù)梁的設(shè)計

很多設(shè)計師在進行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，會把連續(xù)梁按照單梁進行設(shè)計，通常在設(shè)計陽臺邊梁的時候會出現(xiàn)這種情況。一般情況下，邊梁上的荷重很小，所以設(shè)計師們會忽略。為了方便受力分析，所以設(shè)計師們把連續(xù)梁當(dāng)做單支梁進行設(shè)計，所以相應(yīng)的支座處無法配置合理的負筋，所以梁在支座處上部的受拉區(qū)必然出現(xiàn)豎向的裂縫，相應(yīng)的上部欄板也會出現(xiàn)豎向的裂縫。梁有熱脹冷縮性，一旦環(huán)境變化，梁的伸縮性就會受到梁端柱或者挑梁的相應(yīng)的約束，梁內(nèi)就會形成收縮應(yīng)力，這種收縮應(yīng)力會作用在那些已經(jīng)產(chǎn)生的梁上的裂縫處，所以梁會受到更大的破壞，降低承載力，嚴重影響房屋的使用安全。

除了以上六個關(guān)鍵性問題，樓板的設(shè)計也很重要，因為它是一種重要的承重共建，對它的設(shè)計關(guān)系到梁、墻、柱的安全。所以設(shè)計師一定要嚴格按照相應(yīng)的要求設(shè)計樓板，只有這樣才能保證房屋建筑的安全和質(zhì)量。

七、總結(jié)

房屋建筑對于我們每個人而言都很重要，現(xiàn)代都市生活中，人們大部分時間都在房屋建筑物種渡過，所以房屋建筑物僅要舒適，美觀，更重要的是安全和使用壽命。在房屋建筑建設(shè)的過程中，對于房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計十分重要，這是一份比較繁瑣但責(zé)任巨大的工作，只有認真考慮并設(shè)計各個環(huán)節(jié)，如地基、構(gòu)造柱、承重柱、挑梁、樓板等，才能做出一個安全性高，功能性全的設(shè)計方案，進而建設(shè)出符合人們居住和工作需求的良好建筑，推動城市化進程，促進我國經(jīng)濟的發(fā)展。

參考文獻：

[1]查全平 ．淺談房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計以及應(yīng)注意的幾個問題[J]．廣東科技，2006(l0)

篇9

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計方法問題分析

Abstract: With the rapid development of China's national economy, the improvement of people's living standard, the development that the building industry, but also to meet the people's life and material needs. Although there are significant to improve the development of housing construction, but the construction industry structure design is the existence of common problems. In order to improve the development of city, people's living needs, should be of advanced technology to strengthen the better, the building structure design to the development of safer and more reliable direction.

Keywords: building structure design; design method; problem analysis;

中圖分類號:TU3文獻標識碼：A文章編號：

引言

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，城市的發(fā)展也是日新月異，新建筑的建設(shè)如雨后春。房屋建筑功能不斷完善，造型上新穎別致，眾多因素導(dǎo)致工程設(shè)計也變得復(fù)雜起來。高房價和選擇面的拓展使得百姓在購房時更是對房屋的外觀、性能、質(zhì)量等方面抱有較高的期待。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論朝著先進水平不斷發(fā)展，將先進的術(shù)不斷的應(yīng)用于實際，在實際中不斷加強完善。研究強度高、材質(zhì)輕、綠色環(huán)保的新型建筑材料，應(yīng)用于房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中去，提高屋建筑的安全性、適用性，使得房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計朝著可靠、實用、經(jīng)濟的高性價比方向發(fā)展。

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本概念

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑設(shè)計的重要組成部分，它建立在建筑設(shè)計的基礎(chǔ)上，根據(jù)建筑工程的實際功能及使用情況，確定建筑物的結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)體系，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計分析，再以分析結(jié)果和相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范為依據(jù)，進行施工圖設(shè)計。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括方案設(shè)計，結(jié)構(gòu)選型，結(jié)構(gòu)計算與分析，構(gòu)件設(shè)計，施工圖繪制這幾部分。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本方法

2.1關(guān)于平面結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計

在平面結(jié)構(gòu)圖的繪制進行中，首先要考慮的是在運用結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件是否要進行建模。比如有一建筑基地位于抗震輻射地區(qū)的時候，我們就要以是否符合抗震措施的基本要求來規(guī)定抗震設(shè)計規(guī)范是否可以使用建模軟件。但是有一些建筑物是不需要軟件來建模的，可以直接進行設(shè)計，如砌體結(jié)構(gòu)的建筑物，雖然此建筑物可以直接設(shè)計但還要考慮建筑物整體與局部受壓的問題。但是，如果時間允許我們最好還是采用軟件建模進行設(shè)計比較好。

2.2關(guān)于屋頂結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計方法

當(dāng)把建筑建成是坡面的時候，結(jié)構(gòu)設(shè)計圖有兩種方法——梁板式和折板式。梁板式的結(jié)構(gòu)一般是用于建筑面不是很規(guī)整、板跨度比較大的坡屋面；而折板式則是與與梁板式相反的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中。一般梁板式和折板式的板的厚度不能小于120毫米那是因為梁板式和折板式的結(jié)構(gòu)是受拉構(gòu)件的。

2.3基礎(chǔ)的設(shè)計方法

首先應(yīng)根據(jù)地基復(fù)雜程度、建筑物規(guī)模和功能特征以及由于地基問題可能造成建筑物破壞或影響正常使用的程度，確定地基基礎(chǔ)設(shè)計的等級。高層建筑的基礎(chǔ)選擇應(yīng)考慮以下條件綜合各方面因素選定:(1)上部結(jié)構(gòu)的類型、整體性和結(jié)構(gòu)剛度；(2)地下結(jié)構(gòu)使用功能要求；(3)地基的工程地質(zhì)條件；(4)抗震設(shè)防要求；(5)施工技術(shù)、基礎(chǔ)造價和工期；(6)周圍建筑物和環(huán)境條件。在進行高層建筑基礎(chǔ)方案選擇時，應(yīng)進行多種基礎(chǔ)方案的分析比較，選擇出既安全可靠又經(jīng)濟合理的基礎(chǔ)形式。在進行基礎(chǔ)設(shè)計時，為確保建筑物的安全和正常使用，必須滿足下述方面要求:(1)基地壓力小于或等于地基的允許承載力；樁基礎(chǔ)或復(fù)合樁基礎(chǔ)要求基地總荷載小于或等于樁基承載力與樁間地基土承載力的總和。(2)地基計算變形量小于建筑物允許變形值。(3)水平力作用時滿足穩(wěn)定性要求。(4)為保證高層建筑在垂直載荷和水平載荷作用下的穩(wěn)定性，高層建筑基礎(chǔ)應(yīng)滿足一定的埋置深度要求。在確定埋置深度時，應(yīng)考慮建筑物的高度、體形、地基土質(zhì)、抗震設(shè)防烈度等因素。埋深從室外地面算至基礎(chǔ)底面，宜符合下列要求：a 天然地基或復(fù)合地基：埋深大于等于建筑物高度的1/15。b樁基礎(chǔ)：埋深大于等于建筑物高度的1/8（樁長不計在內(nèi)）。

在滿足地基承載力、穩(wěn)定性要求并滿足基地零應(yīng)力區(qū)要求的前提下，基礎(chǔ)應(yīng)盡量淺埋。

3當(dāng)前房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題

3.1樁間距過小樁間距過小，不滿足規(guī)范對樁的最小中心距的規(guī)定。特別是試樁、錨樁之間的間距，往往被設(shè)計人員忽視，這直接影響了試樁結(jié)果的正確性。

3.2樁身鋼筋籠長度不足對擠土灌注樁，樁身鋼筋籠長度沒有穿越軟弱土層的層底深度，不能滿足樁基規(guī)范第4.1.1.2條“對于沉管灌注樁，配筋長度不應(yīng)小于軟弱土層層底深度”的規(guī)定，這也是工程設(shè)計中常見的問題。

3.3房屋高度、高寬比超過現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程的限值現(xiàn)行的規(guī)范、規(guī)程給出了房屋的最大適用高度和高寬比限值。某些高層建筑房屋高度超過最大適用高度或高寬比超出規(guī)定限值，甚至個別建筑高度和高寬比均超出規(guī)定限值。在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，對于房屋高度、高寬比和體型復(fù)雜程度超過現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程的高層建筑，應(yīng)按超限高層建筑進行設(shè)計。同時，另一點不容忽視的問題是，房屋適用高度除與結(jié)構(gòu)體系類型及抗震設(shè)防烈度有關(guān)外，還與場地類別與結(jié)構(gòu)是否規(guī)則等因素有關(guān)，當(dāng)位于Ⅳ類場地或結(jié)構(gòu)平面與豎向布置不規(guī)則時，其最大適用高度應(yīng)適當(dāng)降低（一般降低20%）。

3.4結(jié)構(gòu)布置不合理、不規(guī)則結(jié)構(gòu)盡可能規(guī)則，結(jié)構(gòu)的布置才能更趨于合理，這是結(jié)構(gòu)設(shè)計中十分重要的環(huán)節(jié)，這里的“規(guī)則”包含了對建筑的平立面外形尺寸，抗側(cè)力構(gòu)件布置、質(zhì)量分布，直至承載力分布等諸多因素的綜合要求。由于引起結(jié)構(gòu)不規(guī)則的因素太多，特別是對于復(fù)雜的建筑體型，很難一一用若干簡化的定量指標來劃分不規(guī)則程度并規(guī)定限制范圍。

3.5結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不合理，縫寬度不足對于超長建筑物，為減少溫度變化對結(jié)構(gòu)的不利影響，合理地設(shè)置伸縮縫是必要的。有些設(shè)計人員用后澆帶代替伸縮縫，其實這種做法存在一定的問題。因為后澆帶僅能減少混凝土材料干縮的影響，不能解決溫度變化的影響。后澆帶處的混凝土封閉后，若結(jié)構(gòu)再受溫度變化的影響，后澆帶就不能再起任何作用了。對于不能或不便設(shè)置溫度伸縮縫的超長結(jié)構(gòu)，除留設(shè)施工后澆帶外，還應(yīng)采取其它構(gòu)造加強措施，如加強頂層屋面的保溫隔熱措施，對受溫度變化影響較大的部位適當(dāng)配置直徑較小、間距較密的溫度筋，或采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等。

4結(jié)語

總之，結(jié)構(gòu)設(shè)計是個全面、系統(tǒng)的工作，需要設(shè)計人員具備扎實的理論知識功底，靈活創(chuàng)新的思維和嚴肅認真負責(zé)的工作態(tài)度。設(shè)計人員要從一個個基本的構(gòu)件算起，做到知其所以然，深刻理解規(guī)范和規(guī)程的含義，并密切配合其它專業(yè)來進行設(shè)計。設(shè)計人員應(yīng)有較好的力學(xué)知識，具備較強的手算能力，不要一味的依靠軟件，以概念設(shè)計為主，提高民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，確保建筑設(shè)計質(zhì)量不斷提升，努力做到民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作更安全、更適用，更美觀。

參考文獻：

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篇10

［關(guān)鍵詞］建筑物 防雷設(shè)施 裝置間距 跨步電壓 埋地深度 接地電阻

一、前言

在建筑物防雷設(shè)計中，設(shè)計人員對一、二級防雷建筑物的防雷設(shè)計比較重視，疏漏差錯很少，但對大量的三級防雷建筑物的防雷設(shè)計卻常有忽視。由于設(shè)計質(zhì)量管理規(guī)定：對于一般工程的電氣設(shè)計允許可以不要計算書，因此許多設(shè)計人員對三級防雷建筑物的防雷設(shè)計，不再進行設(shè)計計算，僅憑經(jīng)驗而設(shè)計。對于防雷設(shè)施的是否設(shè)置及防雷設(shè)施的各種安全間距未進行計算、驗算，因此造成大量的三級防雷的建筑物的防雷設(shè)計、施工存在較大的的盲目性，使有些工程提高了防雷級別，增加了工程造價，而有些工程卻未按規(guī)范設(shè)計、施工，造成漏錯，帶來很大隱患和不應(yīng)有的損失。

二、建筑物防雷規(guī)范的概述及比較

現(xiàn)今建筑物防雷標準有1993年8月1日起實施的《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ/T16－92推薦性行業(yè)標準，1994年11月1日起實施的《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057－94強制性國家標準。GB50057－94使建筑物的防雷設(shè)計、施工逐步與國際電工委員會IEC防雷標準接軌，設(shè)計施工更加規(guī)范化、標準化。

GB50057－94將民用建筑分為兩類，而JCJ/T16－92將民用建筑防雷設(shè)計分為三級，分得更加具體、細致、避免造成使某些民用建筑物失去應(yīng)有的安全，而有些建筑物可能出現(xiàn)不必要的浪費。為更好的掌握IEC、GB50057－94、JCJ/T16－92三者的實質(zhì)，特擇其主要條款列于表1。且后面的分析、計算均引自JCJ/T16－92中的規(guī)定。

三、預(yù)計的年雷擊次數(shù)確定設(shè)置防雷設(shè)施

除少量的一、二級防雷建筑物外，數(shù)量眾多的還是三級防雷及等級以外的建筑物防雷，而對此類建筑物大多設(shè)計人員不計算年預(yù)計雷擊次數(shù)N，使許多不需設(shè)計防雷的建筑物而設(shè)計了防雷措施，設(shè)計保守，浪費了人、材、物?，F(xiàn)計算舉例說明：

例1：在地勢平坦的住宅小區(qū)內(nèi)部設(shè)計一棟住宅樓：6層高層數(shù)不含地下室，地下室高2.2m，三個單元，其中：長L=60m，寬W=13m，高H=20m，當(dāng)?shù)啬昶骄妆┤誘d=33.2d/a，由于住宅樓處在小區(qū)內(nèi)部，則校正系數(shù)K=1。

據(jù)JCJ/T16－92中公式D·2－1、D·2－2、D·2－3、D·2－4得：與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積km2：Ae=L·

W＋2L＋WH200－H＋πH200－H×10－6=60×13＋2（60＋13）20（200－20）＋3.14×20（200－20）×10－6=0.02084km2

建筑物所處當(dāng)?shù)氐睦讚舸蟮氐哪昶骄芏龋?/p>

Ng=0.024Td1.3=0.024×33.21.3=2.28次/km2·a

建筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)：

N=KNgAe=1×2.28×0.02084=0.0475次/a

據(jù)JCJ/T16－92第12.3.1條，只有在N≥0.05GB50057－94中：N≥0.06才設(shè)置三級防雷，而本例中：N=0.0475

根據(jù)以上計算步驟，現(xiàn)以L=60m，W=13m，分別以H=7m、10m、15m、20m四種不同的高度，K值分別取1，1.5，1.7，2，Ng=2.28km2·a進行計算N值，計算結(jié)果見表2。

從表2中的數(shù)據(jù)可知，在本區(qū)內(nèi)：①當(dāng)K=1時，舉例中的建筑物均N

以上者，均設(shè)置三級防雷措施。

可見，有的建筑物在20m的高度，卻不需設(shè)置防雷措施，而有的建筑物高度在7m，就必須設(shè)置三級防雷措施。關(guān)鍵因素在于建筑所處的地理位置、環(huán)境、土質(zhì)和雷電活動情況所決定。

同時在峻工的工程中，我們也看到，例1中的民用建筑物，有許多類似的工程不該設(shè)置防雷卻按三級防雷設(shè)計施工了，施工后的防雷接地裝置如圖1所示。

其中8組引下線均利用結(jié)構(gòu)中的構(gòu)造柱的412主筋，水平環(huán)路接地體埋深1m，距樓外墻1m。以上鋼材均為鍍鋅件，則共需鍍鋅鋼材0.192t，人工費2950元，定額預(yù)算工程直接費約0.75萬元。類似這種三級防雷以外的住宅樓、辦公樓及其他民用建筑，在我們地區(qū)1998年約竣工600～800棟，僅增設(shè)的防雷設(shè)施其工程直接費約為450～600萬元。以此類推，在全省、全國因提高防雷等級而提高工程造價浪費的數(shù)字是巨大的。因此，設(shè)計人員對民用建筑物的防雷設(shè)計必須對建筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)進行計算，根據(jù)計算結(jié)果，結(jié)合具體條件，確定是否設(shè)置防雷設(shè)施。

四、防雷設(shè)施與人、金屬管道等的安全距離

1.雷電流反擊電壓與引下線間距的關(guān)系

當(dāng)建筑物遭受雷擊時，雷擊電流通過敷設(shè)在樓頂?shù)谋芾拙W(wǎng)，經(jīng)接地引下線至接地裝置流入地下，在接地裝置上升高的電位等于電流與電阻的乘積，在接地引下線上某點離地面的高度為h的對地電位則為

Uo=UR＋UL=IkRq＋L 1

式中Ik—雷電流幅值kA

Rq—防雷裝置的接地電阻Ω

L—避雷引下線上某點離地面的高度的為h到接地裝置的電感μH

雷電流的波頭陡度kA/μH

1式中右邊第一項UR即IkRq為電位的電阻分量，第二項UL即 為電位的電感分量，據(jù)GB50057－94有關(guān)規(guī)定，三類級防雷建筑物中，可取雷電流Ik=100kA，波頭形狀為斜角形，波頭長度為10μs，則雷電流波頭陡度 = =10kA /μs，取引下線單位長度電感Lo=1.4μH/m，則由1式可得出

Uo=100Rq＋1.4×h×10=100Rq＋14hkV 2

根據(jù)2式，在不同的接地電阻Rq及高度h時，可求出相應(yīng)的Uo值，但引下線數(shù)量不同，則Uo的數(shù)值有較大差異。下面以例1中引下線分別為4、8根假定每根引下線均流過相同幅度的雷擊電流，且忽略雷電流在水平避雷上的電阻及電感壓降，計算出的UR/UL值列于表3。

由表3中可知，接地電阻Rq即使為零，在不同高度的接地引下線由于電感產(chǎn)生的電位電感分量也是相當(dāng)高的，同樣會產(chǎn)生反擊閃絡(luò)。

2.引下線與人體之間的安全間距

雷擊電流流過引下線及接地體上產(chǎn)生的雷擊電壓，其電阻分量存在于雷電波的持續(xù)時間數(shù)十μs內(nèi)，而電感分量只存在于波頭時間5μs內(nèi)，因此兩者對空氣絕緣作用有所不同，可取空氣擊穿強度：電感UL=700kV/m，電阻ER=500kV/m。混凝土墻的擊穿強度等于空氣擊穿強度，磚墻的擊穿強度為空氣擊穿強度的一半。

據(jù)表3計算的數(shù)據(jù)，下面計算引下線與人體之間的安全距離。因每組引下線利用構(gòu)造柱中的412鋼筋，可以認為引下線與人體、金屬管道、金屬物體之間為空氣間隔，且認為引下線與空氣之間間隔層為抹灰層，可忽略不計。

1當(dāng)引下線為4組時，人站在一層，h1=3m，Rq=30Ω，則URI=750kVUL1=10.5kV人體與引下線之間安全距離L安全1>

方可產(chǎn)生的反擊。人站在5層，h2 =15m，Rq=30Ω，則：UR2=750kVU12=52.5kV則安全距離L安全2>

1.575m

（2）當(dāng)引下線為8組時，當(dāng)站在一層房間內(nèi)，h1=3m，Rq=30Ω，則UL1=5.25kVUR1=3.75kV 則安全間距L安全1>

0.757m。人站在5層時，h2=15m則UL2=26.25kVUR2=375kV則安全間距L安全2>

可見，引下線數(shù)量增加一倍，安全間距則減小一半。因此設(shè)置了防雷設(shè)施后，應(yīng)嚴格按照規(guī)范設(shè)置引下線的數(shù)量及間距。同時建議可縮短規(guī)范內(nèi)規(guī)定的引下線間距，多設(shè)一定數(shù)量的引下線，可減少雷電壓反擊現(xiàn)象。這樣處理，對增加工程造價微乎其微。

3.引下線與室內(nèi)金屬管道、金屬物體的距離

1當(dāng)防雷接地裝置未與金屬管道的埋地部分連接時，按例一中數(shù)據(jù)：樓頂?shù)囊戮€高度h=Lx=20m，Rq=30Ω時，據(jù)JCJ/T16－92第12.5.7條規(guī)定，Lx

Sal≥0.2KcRi＋0.1Lx

式中Kc—分流系數(shù)，因多根引下線，取0.44

Ri—防雷接地裝置的沖擊電阻，因是環(huán)路接地體，Ri=Rq=30Ω

Sal—引下線與金屬物體之間的安全距離/m

則

Sal≥0.2×0.44×30＋0.1×20=2.816m。

2當(dāng)防雷接地體與金屬管道的埋地部分連接時，按式12.3.6－3，Sa2≥0.075KcLx=0.075×0.44×20=0.66

由以上計算的Sal≥2.816m，Sa2≥0.66m，在實際施工時，均很難保證以上距離，因為金屬管道靠墻0.1m左右安裝，又由于Sa2≤Sal，因此可將防雷接地裝置與金屬管道的埋地部分連接起來，同時，在樓層內(nèi)應(yīng)將引下線與金屬管道物體連接起來，防止雷電反擊。

4.引下線接地裝置與地下多種金屬管道及其它接地裝置的距離Sed

據(jù)JCJ/T16－92第12.5.7條及公式12.3.6－4：Sed≥0.3KcRi=0.3×0.4×30=3.96m，而在實際施工中，地下水暖管道交錯縱橫，先于防雷及電氣接地裝置施工，等施工后者時，已經(jīng)很難保證Sed≥3.96m了，也難于保證不應(yīng)小于2m的規(guī)定，因此可將防雷接地裝置與各種接地裝置共用，即實行一棟建筑一個接地體。將接地裝置與地下進出建筑物的各種金屬管道連接起來，實行總等電位聯(lián)結(jié)。

綜上所述，在實行一棟建筑一個總帶電位聯(lián)結(jié)、一個共用接地體的措施后，在樓頂部應(yīng)將避雷帶針與伸出屋面的金屬管道金屬物體連接起來，在每層內(nèi)的建筑物內(nèi)應(yīng)實行輔助等電位聯(lián)結(jié)，即引下線在經(jīng)過各個樓層時，將它與該樓層內(nèi)的鋼筋、金屬構(gòu)架全部聯(lián)結(jié)起來，于是不論引下線的電位升到多高，同樓層建筑物內(nèi)的所有金屬物包括地面內(nèi)鋼筋、金屬管道、電氣設(shè)備的安全接地都同時升到相同電位，方可消除雷電壓反擊。

五、跨步電壓與接地裝置埋地深度

跨步電壓是指人的兩腳接觸地面間兩點的電位差，一般取人的跨距0.8m內(nèi)的電位差?？绮诫妷旱拇笮∨c接地體埋地深度、土壤電阻率、雷電位幅值等諸多因素。當(dāng)接地體為水平接地帶時，

3

式中ρ—土壤電阻率/Ω.m

L—水平接地體長度m

Ik—雷電流幅值kA

K—接地裝置埋深關(guān)系系數(shù)，見表4

Ukmax—跨步電壓最大值kV

按例一中的接地裝置計算，接地體長度L=146m，取Ik=150k，土質(zhì)為砂粘土，ρ=300Ω.m，則按埋深深度0.3m，0.5m，0.8m，1m時相應(yīng)的K值取2.2，1.46，0.97.0.78。按3式計算：

其Ukmax值分別為107.97，71.66，47.61，38.28/kV。

世界各國根據(jù)發(fā)生的人身沖擊觸電事故分析，認為相當(dāng)于雷電流持續(xù)時間內(nèi)人體能承受的跨步電壓為90～110kV。從計算結(jié)果可知，該工程的防雷接地體埋深0.8m時，跨步電壓已在安全范圍內(nèi)。JCJ/T16－92第12.9.4規(guī)定接地體埋設(shè)深度不宜小于0.6m，第12.9.7條規(guī)定：防擊雷的人工接接地體距建筑物入口處及人行道不應(yīng)小于3m，當(dāng)小于3m時，接地體局部埋深不應(yīng)小于1m，或水平接地體局部包以絕緣物。包以絕緣物易增大其接地電阻，因此還是以埋深大于1m時為好。這樣處理，只增加少量工程造價，卻將接地裝置處理得更加安全可靠，起到事半功倍的效果。

若采用基礎(chǔ)和圈梁內(nèi)鋼筋作為環(huán)形接地體，但由于三級防雷的建筑物大多為毛石基礎(chǔ)，毛石基礎(chǔ)上的圈梁埋地一般為0.3m左右，較淺根本達不到防止危險的跨步電壓需將接地裝置埋深1m的要求，因此不宜采用圈梁做為環(huán)形接地體指三級防雷建筑物。

六、區(qū)別工頻、沖擊接地電阻

工頻、沖擊接地電阻兩者的區(qū)別及關(guān)系，許多施工技術(shù)人員不能區(qū)別與明晰，使部分工程的防雷裝置接地電阻已達到設(shè)計值，而仍然盲目采用降阻措施，增加了工程造價。

工頻接地電阻是按通過接地體流入地中工頻電流求得的電阻?？梢哉J為是接地體20m以內(nèi)土壤的流散電阻，距接地體20m以外的大地是電氣上的零電位點。用接地電阻測量儀測量的電阻，即為工頻接地電阻。

自表4中可知，當(dāng)接地體為環(huán)繞建筑物的環(huán)路接地體與敷設(shè)于陶粘土、沼澤地、黑土、砂質(zhì)粘土等電阻率ρ≤100Ω的土壤內(nèi)的接地體，其工頻接地電阻與沖擊電阻相等。但當(dāng)敷設(shè)于砂、砂礫、礫石、碎石、多巖山地的環(huán)境時，其工頻接地電阻是沖擊接地電阻的2～3倍。因此如在上所述地面內(nèi)敷設(shè)接地體時，如用接地電阻儀測出的工頻接地電阻，只要不超過設(shè)計要求的沖擊接地電阻值的2～3倍，即可為符合設(shè)計要求，不需再采取降阻措施。如不分析接地裝置敷設(shè)地點的土質(zhì)、接地環(huán)境條件，發(fā)現(xiàn)接地電阻儀搖測值大于設(shè)計要求值，就盲目再增加人工接地體或采用降阻劑來追求達到設(shè)計值，必須造成人力、物力浪費，提高了工程造價，而這一現(xiàn)象卻有普遍性。

七、結(jié)束語