摘要:房屋建筑结构是设计是一项综合性的工作,涉及到岩土地质、地基基础、风荷载等各个方面,对结构设计的要求比较高。文章主要分析了房屋建筑结构设计中的问题,提出了相关对策,以供参考。
关键词:建筑工程;结构;设计
引言
在现代社会的需求之下,建筑结构设计的难度增加,需要包含多方面的技术,这样就导致房屋建筑结构设计中,出现了许多新型的问题,例如结构与结构之间应力计算的复杂、技术与技术相互结合的不足等等,此类问题都直接影响到了建筑的质量,在某种角度上,甚至可能导致较大的安全隐患。
1房屋建筑结构设计中的问题
1.1结构设计缺乏合理性
随着建筑行业的不断发展,建筑设计技术及水平也在随之不断进步,但是作为建筑过程中的关键环节的建筑结构设计工作还普遍存在着一些问题,尤其是建筑结构安全性的问题。在实际操作中,建筑结构设计不合理、不科学、不系统,缺乏系统性和科学性的方案是建筑结构设计的最大弊病,其次,设计人员缺乏整体性和系统性的思维,导致建筑设计缺乏灵魂,在设计过程中对于可能出现的问题没有具体的解决措施,设计内容考虑不够全面系统,导致实际施工环节和设计构思环节脱节,从而影响施工进度和施工整体方案。
1.2基础设计不科学
任何形式的房屋建筑,其建设的开端都是地基的建造,因地基则代表了房屋建筑的基础,只有在地基质量合格的情况下,房屋建筑才能稳定的使用、而地基的设计从标准的角度上,需要结合实际的地质条件等进行设计,以确保设计的适用性,但基于现状来看,许多工程单位在进行地基建造时,并没有很好的对实际地质条件进行分析,致使地基的建造存在部分的漏洞,降低了房屋建筑结构设计的质量。
1.3抗震结构设计问题
在高层建筑结构设计中,对于抗震的设计是非常关键的环节,经常由于设计人员的专业性比较弱、灵活性不足,对建筑抗震的规划不够重视。甚至在实施高层建筑的抗震核算的时候,因为核算的错误使抗震的设计有效性降低。如果出现地震,高层建筑的抗震结构将无法实现抗震的要求,造成不同程度的损坏,更严重的可能会导致人员的伤亡及经济财产的损失。
1.4消防结构设计问题
高层失火造成的影响是十分巨大的,不仅会损伤人们的生命安全,甚至会波及周围的高层建筑。由此我们可以看出建筑楼层越高,安全隐患就越大,因此在高层建筑中,对于消防安全结构的设计是至关重要的。参照现在的有关规范制度,高层建筑的结构一定要有科学适合的消防体系。然在高层建筑的结构设计当中却存有疏导困难大、火势较容易扩大、排烟的设计困难等相关的问题,如果不能对这些问题进行有效的处理,便不能确保高层建筑对于消防的安全。
2建筑结构设计中提高安全性的措施
2.1优化结构体系选择
高层住宅结构体系及选型高层住宅的结构体系是建筑结构安全合理和经济适用的关键。高层住宅结构体系是指建筑结构抵抗竖向和水平荷载时各种力的传播方式,以及建筑物中各种受力构件之间的组成方式。对于住宅建筑,一切结构的基本传力体系均为竖向荷载通过水平构件和竖向构件传递到基础上。随着建筑高度的提升,因自然风及水平地震等外力作用所产生的横向载荷会呈现出明显大于竖向载荷的增长速率,此时建筑结构中的抗侧力体系需要将水平载荷向下传递到基础,因此笔者认为抗侧力体系应是我们对高层建筑结构选型与设计时重点考虑的首要因素。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般情况下,按照抗侧力体系,高层住宅结构体系包括框架、剪力墙、筒体式、筒中筒和脊骨式等常见形式,以及连体、悬挑、带转换层、带加强层等复杂形式。高层住宅以钢筋混凝土、钢及混合结构这三类结构体系最为常见。科学合理的住宅结构选型是高层建筑安全经济运行的重要保障,而若结构选型不够合理,又将会导致高层建筑造价奇高,甚至会骤减工程寿命,也不符合可持续发展的绿色建筑理念。
2.2优化基础结构设计
高层建筑对于基础的要求较高,所以在设计基础的工作中,需要对众多因素进行综合考虑。在对基础进行设计时,首先应该进行对应的计算工作,这样才能获得准确的相关数据,进而确定基础的配筋、内力、承载力以及面积。工程地质勘察报告、施工技术水平与材料、工作荷载效应的承受能力以及上部结构类型是计算工作中不能够忽视的方面。想要保证基础设计工作中计算结果的准确性,必须综合各方面影响因素进行全面细致的考虑,这样才能够保证建筑基础的稳定性与安全性。高层建筑常用的基础形式有条形基础,筏板基础及桩基础。对于层数不是特别多,地基承载力特征值大的建筑可采用条形基础。对于层数较多,地基承载力特征值不是特别高的建筑,可采用筏板基础。桩基础是我国高层建筑常用的基础形式,桩基础的主要特点是由于单桩竖向承载力大,能够更好地发挥深部土层的承载能力。摩擦桩与端承桩在基础施工中采用较为频繁,端承桩的持力层为岩层,由于岩层的非圧缩性,桩沉降很小。摩擦桩的承担竖向荷载的方式是借助桩侧的摩擦阻力来进行,同时桩底土层承担少量竖向荷载,由于桩底部土层可能由于可压缩性而导致桩基可能有一定量的沉降量。
2.3优化抗震结构设计
按照我国高层建筑抗震规范中的标准,建筑结构在设计的时候必须满足“小震不坏,中震可修,大震不倒”的要求。想要达到这样的要求,在设计时候必须结合房屋建筑工程的抗震烈度,计算出建筑结构在弹性状态下的地震作用力,并考虑到当地的风荷载、雪荷载、重力荷载,及时调整建筑抗震参数。为了保证钢筋混凝土结构在地震作用下有较好的延性和承载力,建筑结构设计的时候,必须遵守“强柱弱梁、强节点弱构件、强剪弱弯和强底层柱”的原则,梁柱横截面积大小科学合理,柱轴压比满足建筑结构要求,一旦地震发生时,房屋建筑结构能够抵抗地震冲击力。此外,抗震概念设计是目前建筑领域一种比较先进的设计理念,和传统的设计理念相比,抗震概念设计不需要通过计算机进行精确计算,而是根据设计人员的实践经验来对设计方案进行正确构思。地震发生时候,地震对建筑结构的破坏是无法用准确的数据测量。抗震概念设计则是根据建筑力学关系、建筑结构应力以及地震对建筑结构的破坏程度进行量化,从而进行科学合理的布局,选择适合房屋建筑结构长宽比和高宽比,减少地震对建筑结构的侧向位移和扭转作用,从而提高建筑的抗震性能。
2.4优化消防结构设计
高层建筑作为现代化城市土地紧缺情况下的重要产物,以其巨大的建筑空间容纳了众多的人员,因此其防火疏散及消防救援功能亦将是高层住宅建筑结构体系选型与设计的重要方面。在高层建筑中设计师是起着决定性的作用,而在高层建筑中总是存在着消防结构设计不合理的问题,主要是由于设计师在这一方面的意识比较薄弱。因此可以重点培养高层建筑师,将高层建筑设计师送往西方先进国家学习,让他们具备更加专业的素质。或者公司可以选用国外比较厉害的团队承包对高层建筑的建设,来达到对消防结构的设计更加合理的效果。短肢剪力墙是一种比较经典的高层建筑结构设计,在设计中要合理的设置短肢剪力墙,可以提高建筑物的安全性。
结束语
综上所述,高层建筑在城市建设中的作用越来越重要,而且高层建筑与人们的生活息息相关,因此,要将解决高层建筑结构问题摆在重要的位置,在设计过程中,需要结构工程师结合建筑工程的实际情况,经过科学严谨的分析和计算,得出切实科学的设计模型,从而不断提升房屋建筑结构设计的合理性,确保建筑工程设计质量。
参考文献:
[1]刘金钊.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J].住宅与房地产,2016(21):65-65.
[2]戴云辉.探析房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的实现[J].中国建材科技,2015(z1):85-85.
论文作者:袁慧坚
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/7/19
标签:结构设计论文; 建筑结构论文; 高层建筑论文; 建筑论文; 结构论文; 荷载论文; 基础论文; 《基层建设》2018年第17期论文;