摘要:随着我国科学技术的不断发展,人民生活水平日益提高,建筑结构设计引起设计人员的高度重视。但是近年来,不断有工程结构设计问题出现,针对这种情况,作为建筑结构设计人员需要引以为戒,提升自己的结构设计水平,进一步强化自己的设计理念,尤其是在建筑结构设计过程中需要遵循一定的原则,从而保证建筑工程结构设计科学、高效。
关键词:建筑结构;设计方案;基本原则;合理设计
近年来,人们对建筑结构的设计要求不断提高,除了基本的美观性之外,还要求建筑结构设计具有一定的稳定性与安全性。但是,当前的建筑结构种类不断增多,结构设计形式也日益多样,作为建筑工程结构设计师,如何遵循基本的结构设计原则,设计出符合人们居住需求的建筑结构,不仅是每一个设计人员需要思考的问题,同样也是我国相关部门需要不断重视的问题。
1.当前我国建筑结构设计中的基本原则分析
对于一般的建筑结构而言,最重要的就是安全性,其次才是美观性与舒适性。建筑结构设计人员应该不断分析我国当前社会发展形势以及大众基本生活需求,从而遵循基本的设计原则,设计出高质量、舒适性以及环保型的建筑结构。因此,本文认为建筑结构设计应该遵循如下具体设计原则:
1.1建筑结构设计中要多道防线,层层设防
建筑结构设计最主要的原则就是安全性原则,对于一般的建筑物而言,其安全性主要表现为该建筑物遇到巨大灾害时具有抗外力破坏的能力。一般而言,单个建筑物的构件对于自然灾害的抵抗能力不足,十分有限。基于此,设计人员在结构设计中应该严格遵循层层设防的原则[1],通过设置多道安全防线,从而使建筑物中的各个构件连接为统一的整体,从而提高其安全防范能力。具体而言,在结构设计中应该通过剪力墙结构设计取代纯框架墙设计,或者通过多肢墙取代单片墙等,提高建筑物的抗震能力。
1.2建筑结构设计中要抓大放小,分清主次
除了上述安全设防设计原则外,在建筑结构设计过程中,应该对建筑物中各部分结构的主要负荷承受能力进行受力分析,从而对于负荷承载要求较高的结构设计部位,要采用加固措施对其不断强化夯实。所以从这一点出发,在结构设计中应该分清设计主次,重点突出关键结构部位的结构负荷承载能力。比如,在我国建筑结构设计中一直有“强剪弱弯”的设计概念与“强柱弱梁”的设计要求,只有严格把好设计质量关,才能确保建筑物遭受外来冲击力之后核心构件以及重要构件能够最大限度发挥其结构负荷承载功能,有效降低工程损失。
1.3建筑结构设计中要静态平衡,打通关节
一个良好的建筑,其结构设计应该浑然一体,此种设计形式可以有效分散或消解整个建筑结构的外力。但是,在实际设计过程中,建筑结构中的组合部位处留下的建筑结构节点会使建筑物的整体性能大大降低,不仅会严重影响建筑物的安全性,而且会对整个建筑物的耐久性造成严重影响。所以针对这一情况,应该在结构设计中按照打通关节的设计理念,主要结合建筑物的结构设计强度,对各构件中的受力大小进行科学分配,防止建筑物结构中出现受力不均衡的现象,应该在设计中保证建筑物静态平衡[2]。
1.4建筑结构设计中要保持和谐,刚柔并济
建筑物设计除了安全性之外,要具有刚柔并济的特征,如果建筑物结构的刚度过强,则其实际变形能力就较差,因此会大大降低建筑结构的抗外力能力。如果建筑结构的总体柔性过强,尽管可以在一定程度上有效消解建筑物中的外力负荷,但是变形过大或者柔弱性太强,则会导致建筑物整体结构失稳,同时会使其发生坍塌现象。所以,无法对整个建筑物起到良好的支撑作用。对此,在建筑物结构设计过程中应该做到刚柔并济,从而使整个建筑物构件受力合理安排。
1.5建筑结构设计中要绿色环保,以人为本
当前绿色生态理念已经成为各行各业发展过程中的一种重要理念,除了使建筑物具有安全性以及舒适性和耐久性等特征外,还要注意生态环保。因此,在具体设计过程中,应该坚持“以人为本”以及“生态设计”理念,从而不断满足大众多样化的设计需求,同时使生态化发展与我国经济社会发展融为一体。
2.对我国建筑结构设计的合理思考
在建筑物设计过程中除了遵循上述设计原则外,还应该注意以下问题:
在设计过程中从结构的受力分析计算以及具体构造出发,一是对底框砌体结构进行计算,二是防止使用错误的方式对楼板的结构设计参数进行计算,三是防止建筑物的结构荷载计算差错较大,如下表参数为我国一般性建筑物沉降计算经验系数:
沉降计算经验系数ψs
四是通过结合实际经验,经过理论分析,对建筑结构的总体负荷承载力作出合理分析与判断。在结构构造方面,应该注意配筋率的极限值,使其达到抗震要求,同时还应充分考虑建筑物的延展性,使用标准钢筋,满足不同位置的延展以及锚固和搭接等设计要求,同时还要通过融热通风措施防止建筑结构屋面温度应力集中引起墙体开裂,对于抗震性的建筑物要确保在设计时建筑物的内部上下实现对准贯通,如下图为我国建筑结构抗震设计中基础沉降计算分层示意图[3],其中1-建筑物天然地面标高;2-建筑物基底标高;3-建筑物平均附加应力系数曲线;4-建筑物i-1层;5-i层。
建筑结构抗震设计中基础沉降计算分层示意图
建筑物抗震设计时,要通过二阶段设计来满足三个水准的设计要求,对于一般的多层砌体结构而言,应该重点采用横墙或纵横墙承重结构设计体系,从而确保建筑物结构设计上下连续以及纵、横墙匀称合理。楼梯不应设置在房屋的尽头或是转角部位,从而防止地震时出现严重坍塌现象。至于高层或多层建筑物而言,应该通过规则的结构设计方式对框架与抗震墙抗侧力结构进行双向布置,从而有效对楼盖以及抗震墙之间的长宽比进行严格控制,同时还可以通过设置防震缝来减小地震对建筑物的破坏[4]。
结束语
综上所述,建筑工程结构设计需要遵循一定的设计原则,通过合理设计,才能为建筑施工奠定积极的技术基础。对此,本文通过对建筑结构设计中的基本原则以及合理设计重要内容进行论述,从而希望为建筑结构设计提供科学的思考与建议,保证结构设计合理、稳定。
参考文献:
[1]李志秋.浅析建筑结构设计基本原则及合理设计方案[J].科技与企业,2013,04:187-188.
[2]余金凤.探讨建筑结构设计的基本原则与合理设计方案[J].科技创新导报,2013,03:63.
[3]任斌.浅析建筑结构设计基本原则及合理设计方案[J].城市建筑,2013,16:37+47.
[4]王桂起.建筑结构设计基本原则及合理设计方案[J].科技创新与应用,2012,09:168.
作者简介:
邓应波(1981年7月-)云南会泽,汉族,工程师,本科,主要从事民用建筑设计、市政基础设施项目申报及建设施工管理等工作。
论文作者:曾波
论文发表刊物:《基层建设》2016年12期
论文发表时间:2016/9/27
标签:结构设计论文; 建筑物论文; 建筑结构论文; 建筑论文; 结构论文; 原则论文; 基本原则论文; 《基层建设》2016年12期论文;