建筑结构设计中存在的问题与解决对策苏林芝论文_苏林芝

建筑结构设计中存在的问题与解决对策苏林芝论文_苏林芝

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摘要:本文主要从笔者亲身参与的建筑结构设计中存在的问题与原因解决对策,旨在与同行探讨学习,共同进步。

关键词:建筑结构设计; 问题; 对策

随着人们物质生活水平的提高,对建筑的使用性能以及居住的舒适性有了更高的要求,所以要求建筑在结构设计方面要更加完善,以提高建筑的牢固性和安全性。在建筑技术发展的过程中,建筑结构处于不断的变化中,而且越来越复杂,同时建筑类型和功能也开始向复杂化方向发展,这就给建筑结构工程的设计工作带来了较大的难度。在这种情况下,建筑结构的设计方案发展的越来越快,很多新兴的方案呈现在人们面前,这就给结构设计人员提出了更高的要求,需要在建筑设计时,将结构设计放在首要位置,对结构总体布置、高度、材料选用结构、扭转、刚度和设计要点等进行具体的分析,确保设计出优质的高层建筑结构。

1.建筑结构设计的内容

建筑结构包括上部结构设计和基础设计两部分。1)上部结构设计。上部结构设计,主要包括:框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构以及砌体结构。2)基础设计。基础设计主要包括以下四个方面:a.根据现场的地质勘察报告、上部结构类型以及上部结构所传来的荷载效应,同当地的施工技术水平以及材料供应情况确定基础的形式、材料强度等级,一般分为浅基础和深基础两种。b.确定基础底面积以及验算地基承载力。c.计算基础内力以及计算配筋。d.考虑到相应的构造措施。

2.建筑结构设计的特点

建筑结构设计是一种工程技术,其自身有一些特点:

(1)复杂性

建筑结构设计的复杂性主要体现在设计中各个因素的不确定方面。例如,在方案的设计阶段会对建筑进行反复的修改。它的复杂性的另外一个表现,就是结构方案的多元化。例如,同一建筑可以有不同的结构设计方案。因此建筑结构设计是一个多解而没有标准答案的问题,作为结构设计师,需要找出一个最佳方案。(2)科学性

建筑结构设计是一种工程技术,而工程技术是科学理论在改造物质世界中的具体应用。建筑结构设计,以数学和力学为理论基础,借助现代计算机技术进行应用。结构设计师应该善于将建筑结构的理论模型进行抽象,善于用数学和力学的识分析建筑结构的工作机理,只有这样才能具有较强的认识能力和适应能力。

(3)应用性

建筑结构设计必须讲求经济效益,一个成功的建筑结构设计,技术上先进合理,经济上效益显著。建筑结构设计与结构理论研究不同,它更加具体、更加简洁、有些地方是近似解,有些地方则根据实际情况进行修正。

(4)实践性

建筑结构设计是一种工程实践活动,没有一个工程师是直接从大学毕业生马上变成一个成熟的工程师,而是必须经过一个较长时间的工程设计锻炼,少则两三年,多则五六年甚至更长时间,那种梦想一毕业就成为工程师的想法是不切实际的。

(5)创新性

建筑结构设计作为一种技术服务行业,在设计市场竞争如此激烈的形势下,要想获得开发商的项目,必须提供比别人更加合理的结构方案,这就需要工程师具有创新能力。从另一个方面来看,要使建筑结构设计有所发展、进步,也要求其具有创新性。部分工程师认为建筑结构设计就是规范+PKPM+CAD绘图,这并不是十分准确的。建筑结构设计中最重要的就是设计理念,一个好的设计理念会使一个结构方案更加完美。

3.建筑结构设计中存在的问题

建筑结构设计图纸过于简单:实践研究结果证实,完善且合理的建筑结构设计图纸需要将建筑结构设计过程中的每一个细节问题充分且详尽的阐述出来。当中需要重点说明的指标包括:①建筑结构类型;②建筑结构抗震设计;③建筑结构抗震等级;④建筑结构防裂度;⑤建筑结构墙体材料等。但,在现阶段的建筑结构设计过程当中,大量设计环节还是不够规范,所采取的图集不够标准,设计图纸当中对于地上、地下结构标高、层高、梁柱编号等关键信息未能够明确标识出来,最终使得整个建筑施工现场作业随意与混乱,影响项目质量。

(1)建筑基础选型不够合理:建筑基础选型是关系到建筑安全性、实用性、科学性、合理性的关键工作之一。在当前,部分建筑项目,特别是高层建筑项目在基础选型方面不够科学,地基承载力存在一定的缺失,无法与建筑项目的变形要求相契合。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时,不合理的建筑基础选型会导致建筑项目所选地质对于不均匀沉降能力的调节不够有效,严重时导致建筑项目的安全系数较低,质量水平较低,甚至会导致建筑项目的使用寿命受到极为不良的影响。

(2)地下室外墙设计不够科学:地下室外墙设计在建筑结构设计中占据着极为关键的地位。同时,地下室外墙设计也是最容易出现问题的部分。由于地下室外墙设计质量直接关系到地下室外墙对建筑项目的承载能力,因此在设计方面有着极为严格的要求。然而,这一问题并没有充分引起工作人员的关注,施工过程当中对于地下水位的高低、地下层数、以及地上负载因素的考量不够充分,不但降低了建筑项目的安全系数,同时也使得建筑质量大打折扣。

(3)过分关注结构设计中的低含钢率:建筑行业的持续发展使得从事建筑材料的相关企业越来越多。部分建筑商为了自身经济效益的提升,而往往通过降低成本的方式来提高收益。因此,在建筑结构设计对建筑材料进行选取的过程中,盲目的追求建筑材料的低含钢量特征,而在结构设计中大做文章。在建筑结构设计材料选择方面存在的问题最终会导致施工安全性显著降低,最终影响各方利益。

4.解决建筑结构设计中常见问题的对策

(1)确定整体结构的科学性以及合理性

重力荷载和结构刚度的比值被称为刚重比。刚重比往往影响着结构整体的稳定性,同时也是重力二阶效应的重要影响参数。一般情况下会使用增大刚重比的方式来研究重力的二阶效应。使得二阶效应随着结构的刚重比的增加而减小,同时二阶效应要控制在20%以内,在此期间如果改制不符合要求也有可能因为结构的失稳而造成坍塌。

在抗震设计中有一个非常重要的参数它就是剪重比。在长时间的作用下,地震影响系数会出现比较快速的下降,在这种情况下计算出的水平作用下的结构效应有可能会比实际小。对长周期的结构来说,地震的动态作用会加剧地面的位移并对结构产生较大的破坏力。如果剪重比小于0.02,结构的刚度刚好与水平位移限制相符合,但是却不能达到结构整体稳定的要求,因此设计人员在设计过程中必须要综合的考虑剪重比和刚重比的取值。

(2)结构体系选型的设计方案和优化

通常,可以在项目建设方案制定的过程中引入对结构体系选型的优化,借此来预防建筑方案在结构方面的不合理,主要是对建筑物的体型、柱网的尺寸和层高以及主要的抗侧力构件的位置等进行改善。举个例子,有一建筑工程在主次梁楼盖的柱网方面采取了不合理的正方形设计,该工程应该采用矩形设计。主梁应该是短跨,次梁应该是长跨,而且短跨和长跨之间的比例应该小于0.75,这是较为经济实惠的方案。还有就是主次梁的跨度在0.65~0.70之间,在此设计计算的基础上,协调主次梁界面的界面高度,使得梁底达到齐平,从而保障楼盖的结构高度最小。

(3)结构构件的设计方法和优化

剪力墙下布桩。当采用剪力墙或框剪结构作为建筑的结构时,剪力墙主要承受地震的水平力,同时它也是竖向荷载的重要承受构件,因此在沿着剪力墙布桩时,柱的中心线必须要和剪力墙的中心线相重合,在对双排桩进行布置时,桩体的承台必须要就具有很好的刚度,还要具有作承台必备的抗弯与冲剪验算。

对桩基础的设计。当仅采用竖向荷载进行布桩时,要求对承台底部的边桩在弯矩作用下的反力进行检验计算。对基础承载力影响较大的因素有框剪结构中的剪力墙和剪力墙结构核心筒底部弯矩。对短肢的剪力墙、大跨度的结构和水位相对比较高的地下室等的承台的底部桩基存在抗拔力与否进行检验计算。

结 语;近年来随着建筑业发展的速度不断加快,对结构设计提出了更高的要求,这就需要结构设计人员不断的强化自身的技术水平,具有高度的责任心,加强自身实践经验的积累,能够在实际设计工作中对每一道设计工序都能够做到有效的处理,对存在的问题进行全方位的考虑,确保建筑各项性能都能达到相关规范的要求,确保其具有良好的安全性和稳定性,促进建筑业的稳定发展。

参考文献:

(1)建筑结构设计中存在的问题及对策剖析_李强

(2)建筑结构设计中存在的问题及对策研究_倪卫

(3)建筑结构设计中存在的问题与对策_李世磊

(4)建筑结构设计中存在的问题与对策_申钢

(5)建筑结构设计中存在的问题与对策_郑建

(6)建筑结构设计中存在的问题与对策分析_钱冬江

(7)建筑结构设计中存在的问题与解决对策_张行

论文作者:苏林芝

论文发表刊物:《基层建设》2016年32期

论文发表时间:2017/1/17

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