土木工程建筑结构设计中的问题与初探论文_尚世力

土木工程建筑结构设计中的问题与初探论文_尚世力

吉林大学珠海学院 广东珠海 519041

摘要:建筑结构设计直接影响建筑行业的整体施工水平和安全,因此,建筑结构设计已成为国内建筑行业施工质量的重要评价标准。

关键词:土木工程;建筑结构设计;问题;初探

引言

近几年,随着社会的发展和时代的进步,人们对物质生活和审美水平都提出了更高的要求。房屋建筑结构不在满足于单层简单的设计,逐渐向多层复杂化发展,其造型设计更加别具一格。但是在房屋建筑结构实现转型的过程中也带来了许多问题,由于房屋建筑结构日趋复杂,为设计增加了较高的难度,如果不采取相应的措施加以解决,为造成严重的房屋安全问题。

1 土木建筑结构设计的基本原则

在进行土木建筑结构设计时,我们必须要遵循以下几种原则:房屋结构设计经济性原则、结构设计安全性原则、房屋结构美观的原则等,并且保证在进行房屋结构设计时的科学性和合理性。当进行房屋建筑工程结构设计时,可以将传统、优秀的设计方式进行优化完善,从而提高人们对其适用性的要求。此外,在结构设计时还需要注意对建筑自身质量的要求,必须要将土木建筑工程施工质量等因素进行考虑,从而提高房屋结构设计的安全性。并且,在土木建筑工程结构设计过程中,设计方案的科学性和经济性也是设计的一个重要问题,必须要在保证施工质量的同时,大量的节省建筑施工资金的投入。

2土木工程建设中房屋建筑结构设计问题

2.1 房屋建筑地基设计问题

作为承载房屋建筑所有荷载作用的关键支撑部分,地基是保障房屋建筑安全性的决定性因素。但是在实际建造过程中,常常由于建设成本不足或者前期地质勘测不全面等问题影响后期房屋施工建筑的质量。目前许多房屋施工之前缺乏对地形环境的有效考察,没有准确的地质勘测数据作为施工参考,设计人员很难准确计算出的房屋地基承载力。在房屋建设完成投入使用后,非常容易造成房屋沉降等安全事故,威胁到人们财产和生命的安全。

2.2地基处理不合理

地基质量会直接影响整个建筑结构的质量,目前,经常存在由于地基承载力不满足要求而导致建筑出现大型裂缝甚至倒塌问题。另外,如果地基存在软弱层,而且没有采取措施进行处理,整体建筑会有下沉甚至倾覆的危险,因此,建筑结构设计一定要注意地基的处理。若地基处理不合理,除了会降低建筑使用年限,还会导致建筑反复修缮,增加不必要的工程量。

2.3 横挑梁的荷载设计偏小

承重柱是房屋建筑结构中承受房屋荷载的重要部分,承重柱的截面面积对承重柱的承载力大小起决定性作用。但是在实际设计中,设计人员为了降低施工成本,减小承重柱截面面积,造成梁柱间的线刚度比变大,不利于后期房屋建筑结构的安全施工,由于承重柱不满足设计要求容易发生房屋倒塌等事故。

3土木工程建设中房屋建筑结构设计问题的解决对策

3.1 准确计算房屋建筑结构地基承载力

房屋建筑结构的地基设计中,要想保证房屋的安全可靠,设计人员必须准确计算出地基承载力。在施工之前,业主要对地质勘测单位提出严格要求,使其按照规范进行勘测以得到准确的勘测数据。随后,设计人员在获得地勘数据后要严格采用合理的计算方法计算出地基承载力。其中利用到换土垫层设计时,设计人员要将换土层厚度考虑到计算范围中,保证地基承载力计算结果的准确。最终,设计人员在计算地基承载力时还要同时计算出梁、柱等基础合闸,然后使用正确的方式进行荷载折减系数的验算,为房屋建筑结构的安全提供可靠的保障。

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3.2合理处理地基

建筑施工中地基施工会占据超过一半的施工时间,这体现了地基设计部分在整个设计过程中的重要地位。地基处理是建筑结构设计的重难点部分,在地基处理设计中,应先进行土质探测,了解地质概况,然后进行分析,选用合适的地基处理方法,做好充分的前期准备,再进行建筑结构地基处理会更方便。

3.3平面设计方案的优化

在进行房屋建筑结构设计时,结构的平面布置对于整个房屋结构设计方案、建筑功能及施工成本等都会产生较大的影响。因此,对建筑结构平面布置进行优化非常重要,通过合理的平面方案能确定结构的平面布局、楼层高度、房屋基本情况等。因此,在进行房屋结构平面设计优化时,需要结合我们对建筑的使用功能进行考虑,通过结合现场的实际情况进行充分的考虑分析,虽然在进行建筑结构优化设计时不可能面面俱到,但是必须要有一定的侧重点。

3.4房屋结构外套框架结构的优化设计

房屋结构平面框架的优化设计是一个多次及高次超静定问题,框架荷载使用条件是不变的设计因素,因此优化设计上也就剩下梁柱杆件截面尺寸为变量,因此可以通过调整相应的截面尺寸进行优化设计。房屋基本框架中,任何一个梁柱截面积的尺寸发生改变,都会影响整个结构内力分布,然而这种影响仅仅只针对杆件附近内力影响较大的情况。在每次优化设计过程中,对于单个构件截面尺寸发生改变的情况,往往需要重新计算结构内力,这样必然会浪费大量时间。为此,在实际的操作中,就可以近似假定杆件截面尺寸的改变不会影响到框架内力的重新分布,但是需要注意的是这个假定只能够在一次优化中使用,全部杆件优化有获得新的方案就需要放弃假定,对内力进行重新分析,这样才能够逐渐获得最优的方案,之后将最优方案借助常规框架计算进行一次分析即可。

3.5结构形式的合理选择

进行房屋建筑结构的选型时,必须要结合建筑的用途、功能、安全性、稳定性等众多因素进行充分考虑。而一般对于高层建筑来说,主要采用的结构形式包括框架结构、框剪结构、剪力墙结构等。其中对于不同的结构形式,在设计优化上有着不同的优化方案,如剪力墙结构,我们可以针对连梁设计进行优化,通过增大连梁的界面刚度,有效提高整个结构的抗震性能,而由于连梁的刚度增加,导致分配到的弯矩就会增大,这时构件的配筋量也会随之增加,显然这样会造成一定的材料浪费。而结构设计大范围的采用剪力墙结构,那么虽然结构的抗侧刚度会增加,但是对应的结构位移也会相对减少,地震作用也会随着抗

侧刚度的增加而增加。

3.6 优化房屋建筑结构的使用期限和寿命

对于建筑结构自身而言,使用寿命至关重要,所以在针对结构设计进行优化时,要对建筑结构的使用期限和寿命也进行相对应的优化处理。任何一个建筑工程在施工以及后期使用过程中,都会有自己的使用年限,而建筑自身的使用寿命基本上都是由每一个施工环节相互组合而成。也就是每一个施工环节的质量如果得到有效控制,那么势必会保证建筑结构自身的使用寿命和年限得到有效的延长。因此,在针对建筑结构进行设计和优化方法落实时,需要对施工当中的每一个阶段都进行相对应的优化处理。根据实际情况,在每一个环节当中提出有针对性的施工特点,并且结合实际情况,对其进行优化处理,这样不仅有利于保证建筑结构设计方案能够优化,而且还能够保证优化措施的有效落实。在保证建建筑结构自身质量的同时,能够有利于提高建筑施工单位的经济效益。

结语

房屋建筑结构设计工作十分复杂,因此在设计过程中要采取合理的方式进行准确的验算为建筑安全设计提供可靠的依据。对于房屋建筑结构设计中存在的问题,要及时采取有效措施进行解决。准确计算房屋建筑结构地基承载力,合理设计挑梁荷载,科学设计承重柱截面,依照设计原则开展设计工作,在满足设计要求的同时保证房屋质量。

参考文献:

[1]陈 敏.土木工程建设中建筑结构基础的设计分析[J].住宅与房地产,2017(36):88.

[2]乔 栋.土木工程建设中房屋建筑结构设计常见问题分析[J].现代工业经济和信息化,2016,6(13):83~84.

[3]黄家和.刍议土木工程房屋建筑设计的发展[J].四川水泥,2016(06):294.

论文作者:尚世力

论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第15期

论文发表时间:2018/8/30

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