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【摘 要】民用建筑质量的优劣直接关系到人民的生产生活的品质,甚至影响到人们的生命财产的安全。建筑质量的优劣主要由设计质量与施工质量2个方面来衡量。而建筑设计工作特别繁重,而且责任重大。设计质量的优劣直接影响着建筑物的安全性、经济性、适用性与合理性。这些现实性的问题需要设计者给予注重,以保证建筑设计的质量可以获得进一步的提升。
【关键词】民用建筑;结构设计;问题
引言:
所谓构造设计就是经过建筑师、结构设计师等各专业工程师,通过结构的元素的组合来表达他们所想要表达的思想。可是在实际设计过程中,常常会发生各式各样的建筑结构设计问题。并且结构设计占据关键位置,所以,提升建筑结构设计水平已经变成一个关键的课题。而在提升水平以前就要明确建筑结构设计中存在的问题和不足。
1.建筑结构设计的内容
一个建筑物的设计包含建筑设计、结构设计、给排水设计、暖通动力设计、电气设计等等。如果把建筑物比喻成一个人,那么建筑设计是皮肤、毛发,机电设计是脏器、血脉,而结构设计就是支撑这一切的骨骼。整个设计过程就是为了赋予建筑物生命和灵魂,无论哪个专业的设计都要确保建筑的美观性、经济性、安全性和环保性。其中结构设计是整个建筑物设计过程中极为重要的一个组成部分,是支撑整个建筑设想的载体。建筑物要想充分的施展作用,就要在设计结构上尤为注意,这是保证建筑物质量的关键基础。
结构设计师在建筑设计中首要掌握的课题就是结构概念设计,就是要用结构的语言把建筑设计师的理念表达出来,而结构语言就是构造元素,是组成建筑的基础,那么结构设计师就是要通过这些元素来构成建筑物的结构系统或是承重系统。
2.民用建筑结构设计中的问题
2.1结构概念设计的问题
结构概念设计的问题主要出现在地基基础概念方案设计和上部结构的概念设计中。
前者在结构设计中常常发生的问题。例如:高层建筑基础在有效的埋置深度上常常发生不足的状况。由于工程中的因造价问题控制土石方开挖量,一味的减少基础的埋深,从而使设计者很容易忽视高层建筑物对于基础埋深的要求,给建筑物的整体稳定带来安全隐患。还有就是基础形式选取不当,对于施工上的操作可行性和完工质量、岩土工程的总造价都会造成严重影响。桩基工程设计时,桩距离不够,跟相关规定不相符的时候,特别是锚桩与试桩的距离常常被设计者疏忽,还有就是试桩方法的选择,等等,这都会对试桩结果的准确性导致相对大影响。
对于上部结构的概念设计,例如,做框架结构设计时,通常设计者非常容易疏忽纵向框架而只注重横向框架。依据中国现行的抗震设计要求,要依照两个主轴的方向来实施分别的计算。当不实施抗震设计时,一些设计人员把纵向框架依照一般的连续梁来实施设计,且结构纵向不采取任何整体性措施,这也是跟有关的结构要求不相符的。高层设计时,设计师只注重承载力和位移的控制,而忽视扭转对整体结构的影响。另外,现在大跨度,大悬挑,复杂连体结构等异形建筑常常出现,结构设计师对于结构体系的分析定义,结构体的概念性模拟能力,整个结构的安全性、可行性的把控也是至关重要的。
2.2结构计算问题
首先,以简单的框架结构为例,在对其实施演算的时候要注意,只有刚度相对平均的多层结构才可以应用底部剪力法,假如是构造中有薄弱层的话,就一定要思考其在塑性变形中导致的影响。其次,对于荷载的取值不当,比如,对于民用多层框架建筑,在使用柱下独立基础时,建筑物在八层以下的高度,没有超过25米的高度,作为普通的民用房屋建筑,其地基的抗震承载力没有必要演算,但是在基础设计时要思考到风荷载,不管其是不是高层建筑,或者是否处于地震区,都一定要确保风荷载的输入。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆还有就是荷载设计规范中关于建筑楼面活荷载的折减限制要求,要注意可折减的建筑类型,并不是所有的建筑都能做活荷载折减。最后,周期折减系数问题,框架构造是有填充墙的,这就确定了其现实的刚度比计算的刚度要大,而计算的周期又大于现实的周期,所以,计算出会偏小一些的地震剪力,这样就让建筑构造有一定的隐患,因此,一定要对计算周期实施折减。并且折减系数的取值要根据实际建筑内隔墙的多少慎重考虑。
2.3结构构件的耐久性问题
在实施建筑物结构设计时,除了需要科学正确地确定建筑构造设计安全度,还要关注结构的耐久性,关键是混凝土结构构件的耐久性。国内现行的有关标准中,对混凝土结构设计与施工标准有明确规定,处在各类荷载作用下结构构件的强度要求,但是对于建筑物在恶劣环境原因作用下的构造耐久性,却没有予以充足的关注与重视。
调研报告与数据表明,很多原因将影响混凝土结构构件的耐久性,能够把这些原因分为内部原因与外部原因两类。
内部原因,关键包含氯离子含量、混凝土的水胶比就是水灰比、混凝土的强度等级、水泥用量、骨料中的碱含量与外加剂用量和混凝土保护层厚度等等。而外部原因就是混凝土结构构件所处的外部环境,包含地上环境与地下环境、水上环境与水下环境,包含温差、冻融与湿度、某些化学成分的含量、各类腐蚀性化学介质和含酸碱地下水等等。外部恶劣环境可谓是对混凝土碳化与钢筋锈蚀起直接影响作用的关键原因,需要我们予以充足的关注与重视。
3.民用建筑结构设计中的设计要点
3.1刚柔并重的结构系统。准确科学的建筑结构系统要是刚柔并重,从结构受力的角度讲;结构太刚则变形能力差,瞬间袭来强大的破坏力时,需要承受的力非常大,容易导致部分受损最后所有都毁坏;而太柔的构造尽管能够很好的消减外力,但容易导致变形太大而不能正常应用甚至全部倾覆。显然对于结构设计人员而言,结构如何选取以达到刚柔并重这是设计重点之一。从使用角度讲;较柔的结构系统容易找到一起受力的构件以协同消化与抵抗外力,但结构过柔,一旦受到外力,将发生变形以适应外力,太柔的结果一定是太大的变形,影响感官和使用功能,甚至会造成立足不稳而失去根本。太刚的结构系统,势必意味着过大的构件截面,建筑材料的浪费,建筑成本增加。所以结构系统最适宜就是做到刚柔并重。必要的刚,能有效地控制建筑变形在许可区域内,而必要的柔,将有效地提升建筑消化转换外力的能力。保证建筑的实用性和经济性。
3.2要注重突出民用建筑的个性化设计,中国的国土面积辽阔,在不一样的城市之中要想突显民用建筑的个性特别困难,在西部与东部、南方与北方、沿海与内陆城市之中,都存在着非常大的差异,要针对地域的自然环境特点与人民群众的基本要求,对范围的差异实施反映,在设计的选型中注重个性化和地域性选择。
3.3在民用建筑设计的过程中,框架结构这一形式已经不能满足现代民用建筑的需求。应用钢结构可以实施大开间的布置,使项目的施工成本减少了,有效的使用空间增大。剪力墙结构是应用结构墙作为承重构件的结构体系,钢筋混凝土墙体可以产生对水平作用有效抵抗的作用,可以给结构整体提供非常强的抗侧移刚度,所以剪力墙也称作抗震墙。同时,可以对空间实施分割,外墙体厚度小,最大限度的避免室内出现突出棱角,也可以使室内整齐美观。
在民用建筑结构体系的选择和设计中,要针对中国社会的现实状况,实施合理的、务实的安排,随着中国信息化、环保化、安全化、智能化水平的持续提高,结构设计的深度、广度与进度都有所提升,要针对人民群众的工作与基础生活,建设现代化的民用建筑。
4.结语:
民用建筑结构设计是一项系统、繁琐、全面的工作,设计人员务必要有扎实的结构设计理论基础,同时具备创新思维和良好的工作态度。设计师在民用建筑的设计中要从各个细节入手,不可以疏忽对基本构件的计算,掌握其中的要点,依照有关规定,实施对建筑结构的全体设计。这样的民用建筑结构设计中的高规范高要求可以从宏观上提升中国民用建设结构的设计水平,带领中国的建筑质量踏上更高的台阶,让中国的民用建筑结构设计走上更合理更科学更安全的前进道路。
参考文献:
[1]包乐琪,郭玉霞,陈旭坤.概念设计在建筑结构设计中的应用[J].科技致富导报.2011(14)
[2]莫军,曹文波,李梦欣.对高层建筑结构设计中存在问题的分析[J].建材与装饰(中旬刊),2012,(3).
论文作者:于微
论文发表刊物:《低碳地产》2016年第6期
论文发表时间:2016/9/23
标签:结构论文; 结构设计论文; 民用建筑论文; 建筑论文; 建筑物论文; 荷载论文; 构件论文; 《低碳地产》2016年第6期论文;