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建筑工程错层结构设计问题及措施

期刊目录网建筑设计论文发表2019-10-08 09:59关注(1)

  随着时代的进步发展,人们的生活水平有了显著提高,对居住环境的要求也越来越高,在此背景下,我国的建筑工程项目也出现了多样化的发展趋势。在建筑工程项目建设过程中,错层结构不仅有着较好的使用性以及空间性,而且还能够满足人们多样化的居住需求,在当前高层建筑工程建设过程中,有了广泛的应用。但是从实际情况来看,我国建筑工程错层结构也有着很多有待解决的问题,因为较差抗震性以及复杂的受力情况等问题,不仅极大地降低了建筑工程的质量水平,而且也严重的缩小了工程项目的使用寿命。为了提高建筑工程的质量水平以及居住效果,在接下来的文章中,将围绕建筑工程错层结构设计方面展开详细分析,希望能够给相关人士提供重要的参考价值。

建筑工程错层结构设计问题及措施

  关键词:建筑工程;错层结构;设计

  1引言

  对于建筑工程的错层结构来说,因为能够有效地利用好建筑的内部空间,从而受到了人们的喜爱。但是,因为在设计错层结构过程中,因为缺少严格的标准,从而导致了诸多设计问题存在,不仅降低了工程的质量,而且严重情况下,还会威胁到人们的生命财产安全。文章首先简单分析了建筑工程错层结构的概念,指出了其中的利弊,从中围绕建筑工程错层结构的加强措施方面进行了详细分析。

  2建筑工程错层结构的定义与特点

  2.1错层结构的定义

  所谓的建筑工程错层结构,简单来说,就是围绕实际建筑功能要求,其中的楼层结构不在同一高度,同时,上下楼层楼面高差度超过一般梁截面高度的结构形式。根据实际调查情况显不,我国建筑工程错层结构有着较多的类型,其中行业人士认为错层较小的建筑结构不是错层结构。对于错层结构来说,在建设过程其标准主要包括以下几方面。第一,楼层标高相差必须大于普通框架梁的截面高度。第二,错层面积要大于该层面积的30%。第三,平面规则的剪力墙结构因竖向刚度不规则,错层附近的竖向抗侧力结构受力复杂,形成较多的应力集中部位。在评判一个建筑工程是否是错层结构时,可以围绕以上一点标准展开讨论。

  2.2错层结构的特点

  对于建筑工程错层结构来说,虽然有着自身的诸多特点,因为这些特点的存在,在进行错层结构设计过程中,就会引发不必要的问题,增加设计人员的设计难度。其中,建筑工程错层结构的特点主要包括以下几方面。第一,不规则的结构,以及较差的水平剪力。在错层结构中有着诸多错层的楼板,在不连续楼板结构下,就会导致楼板的受力水平不断降低,最终严重影响到整个楼板的水平承载力。第二,应力集中部位较多。在建筑工程的错层结构中,错层部分中有着诸多的薄弱层,再加上错层部位竖向抗侧力构件刚度较大,基于复杂受力情况下,就会产生较多的应力集中部位。同时,在进行错层结构设计过程中,鉴于当前对错层结构的研究现状,其中很多部位并不能准确地计算,这也会影响到设计人员的结构设计工作。第三,抗震性能差。错层结构的木质,实质上就是不规则的竖向结构,其中错层的框架结构易形成钢筋混凝土短柱体系,构造措施应加强。

  3建筑工程错层式住宅的利弊

  3.1在使用方面的利弊

  对于建筑工程错层式住宅结构来说,就是在指定工程中,虽然楼层相同,但是,楼层不在同一平面下,其功能也不相同。比如说建筑工程中的客厅、厨房以及卫生间结构中,不同结构有着不同的高度,从而导致中整个建筑空间都不在同一层面上。基于该种结构设计下,不仅有利于室内空间得到充分的利用,而且还能够不断扩大建筑结构的性能,运用建筑美学进行设计的错层结构,促使整体建筑更具美观性以及实用性。但是,对于建筑工程错层结构来说,因为存在较大的空间落差,老人与幼儿不适合居住。最后,错层式的住宅比较适合面积大的建筑,在较小建筑面积设计应用过程中,建筑企业必须投入较大的成木才能达到预期的效果。

  3.2在结构设计方面存在的问题

  从上文中可以得知,因为错层结构的诸多特点,从而导致建筑结构内部各构件受力不均,以及受力复杂等情况出现,不仅导致设计人员很难进行有效的设计,而且也影响了建筑工程的抗震能力。在设计错层结构过程中,实际主要存在圈梁难以闭合、水平荷载难以抵抗、顶层温度变化大、墙体强度不同这四大问题。其中,对于圈梁难以闭合问题来说,主要就是因为错层结构中,不同空间下其功能不同,不在同一平面中的功能空间,就会导致门窗洞口出现高度错位。一般情况下,错层结构圈梁处往往存在洞口无法有效闭合的问题,这一问题主要在楼梯间以及外纵墙处部分比较明显。通常情况下,为了提高建筑工程结构的抗震能力,在设计过程中,设计人员必须秉持均匀对称的原则,避免结构不规则以及突变的问题发生。对建筑结构抗震规范进行分析,其中也要求建筑结构遵循这一原则,只有这样,才能不断地提高工程项目的稳定性以及安全性。对于错层结构来说,木身结构就有着严重的不规则性,并且加上不连续的楼板错层,当遇到地震时,错层部分就会形成较大的剪切应力和弯曲应力,难以继续承载,易导致结构不稳,严重影响结构质量。最后,在设计过程中,还有一个重大问题就是顶层温度。建筑工程顶层部分有着较大的温差,在遇到昼夜温差较大的天气下,温度的应力就会受到严重的影响,容易对错层部位产生过多的弯曲应力和剪切应力,加大了结构构件承载力的负担,降低建筑工程的稳定性。

  4建筑工程错层结构的加强措施

  4.1提高错层剪力墙体杭震能力

  为了加强建筑工程错层结构的稳定性,在设计过程中,设计人员应着重提高错层结构墙体的抗震能力。主要可以围绕抗震等级的合理选取、楼板厚度适当加强、增加部分通长钢筋这三方面来实现。首先,在选取抗震等级时,设计人员应该从建筑工程的不同部位结构出发,选择相对应的抗震等级。其中非错层部分的框架梁,可以按抗震规范要求选取抗震等级,而对于错层处的框架梁的抗震等级则应提高一度选用。对错层处剪力墙厚度设计时,设计人员应该提高一度选用抗震等级,适当的增加纵筋以及箍筋的配筋量。而非错层部分的剪力墙厚度设计过程中,按规范要求设防烈度选取抗震等级,由此一来,才能在建筑企业投入最少成木的情况下,促使整体建筑工程达到较高的抗震效果。对于错层部分相对复杂的楼板受力结构中,该部分因为存在集中的应力,在设计过程中,工作人员可以适当增加楼板的厚度。首先,应该从实际情况出发,一般情况下一层楼板厚度眠固端的厚度大约在1c}Ollllll左右,其他各层楼板的厚度不低于120mm,并且错层范围内的楼板可以采用双层双向配筋的方法,增强结构的稳定性和可靠性‘2,。

  4.2设置贯通层,提升结构的稳定性

  在设置贯通层,提升结构稳定性过程中,通过实际调查结果显不,该种方式是最常见也是最可靠的方式。所谓的设置贯通层,就是指每隔若十错层楼层便设置一层不错层楼层,需要设计人员科学估算出每段之间的错层楼层数。通过该种方式,不仅能够有效防止结构内部变形问题的出现,而且也能促使错层部分的负荷能力不断减小。在设计人员应用贯通层方式时,首先应该对该项方式提高重视,加以灵活的运用其中措施,促使贯通层的性能不断提高。

  4.3改变楼板受力方向,提升结构安全性

  从当前情况来看,我国大部分的建筑都是横墙承重,这并不适用错层结构建筑。而在错层结构设计过程中,为了促使该结构有着较强的安全性以及承载能力,设计人员可以促使楼板的受力方向发生改变,将墙体两侧楼板的受力设计成一侧纵墙承重,一侧横墙承重。由此一来,错层结构墙体就会受到较小的承重压力,促使整体结构具备较高的稳定性。

  5结论

  简而言之,在当下时代发展过程中,虽然错层结构受到了社会各界的高度认可,但是实际情况下还存在很多有待解决的问题,不仅降低了工程的质量水平,而且严重清苦下,还会导致人们的生命财产安全受到威胁。为此,文章针对建筑工程错层结构的利弊进行了分析,重点给出了解决错层问题的设计对策,希望能够给相关人士提供重要的参考价值。

  作者:秦海锋 单位:西安建筑科技大学粉体工程研究所

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