摘要:笔者主要从建筑结构设计中常见的问题、提高建筑结构设计水平的对策方面探讨了本文主题,旨在与同行共同探析。
关键词:建筑结构;设计;问题;对策
一、建筑结构设计中常见的问题
1. 现浇混凝土楼板的干缩开裂和支座负钢筋倒伏的问题
缩开裂问题在一些温差较大的季节和地区,墙面往往会在浇筑混凝土楼板后出现龟裂现象。这种现象很少出现在商用楼和公共建筑,较多出现在住宅楼中。这种墙面龟裂出现的主因是混凝土中的水灰掺入过多,过度的掺入水灰会使建筑结构的刚度降低,从而使结构的挠度增加,进而降低整个结构的持久性和安全性。泵送混凝土对混凝土的和易性以及流动性要求较高,要求坍落度较大。商品混凝土往往是由预拌厂直接提供的,而预拌厂为了保证混凝土的流动性和和易性在调配时会加大水的比例,致使混凝土的水灰变大,从而影响混凝土的质量。
支座负钢筋倒伏的问题进行楼板的钢筋绑扎,是对混凝土进行浇捣工作的必经之路,然而在实际工程中,经常会出现没有保护好支座负钢筋而导致钢筋倒伏的现象。而倒伏可能会造成钢筋不足以支撑支座负弯矩的问题,从而导致支座面板出现大量的裂缝,使得刚度降低,挠度加大,造成板配筋不够安全。
2. 设计方法、结构电算存在问题
电算计算的简图与实际中建筑施工图纸不符。建筑结构设计中存在的问题主要有建筑施工的图纸与电算简图不相符、建筑门窗的洞口位置、剪力墙的洞口厚度与大小、对剪力墙框架高度的计算。造成这一现象的原因主要是结构专业过早的由计算机进行,而且多次对建筑平面进行调整,没有及时的反馈给结构专业,使得各专业间相互脱节,然而在施工图纸审定阶段,人们的眼光多数集中在图面个数,没有对建筑图进行核对。这会造成电算计算的简图和实际中的建筑图纸不一致。
设计中抗震概念的缺乏,建筑中对抗震的设防目标可以总结为三个,分别为:大震不倒、中震可修、小震不坏。可以通过计算承载力来保障第三目标,对第二目标的实现可以通过结构的可靠度标准分项系数来做到,第三目标的确立可以通过抗震的构造和概念的设计措施来实现。为了实现这个,需要结构保持很好的吸能和耗能能力,静不定次数持率有非常高和对竖向承载力的避免以及刚度突变和延性构件。
3. 柱、墙体的连接混乱
在进行建筑结构设计的复杂结构平面的布置时,经常会出现有多方向的柱网等相连的情况。有时会把很多根柱子连接起来,形成很多梁体交汇的情况,这会严重影响接点区的施工进度。
4. 对钢筋混凝土的结构设计比较淡薄
一般来讲,概念设计是指在没有经过数值计算的基础上,根据整体建筑结构体系和分体系的力学关系、工程经验、试验现象和震害等来制定基本设计的思想原则。根据现在的抗震规范,结构设计的弹性计算必须从多余地震出发,概率必须超过 60%,要求比一般设防烈度低,不但规定了概念设计负荷,同时还要增强对地震的防范,只有这样才能达到设防标准,那些只注重计算结果的工程,往往忽略了概念设计和抗震的要求。
5. 建筑基础选型不科学
实际上,地基是建筑结构不可或缺的组成部分之一。建筑中地基是主要承受重力的部分,也就是说地基的质量必须要达标。因此,建筑的地基选型十分重要,必须要保证其选型的科学性。然而当今很多建筑都不注重地基选型,因此出现很多地基沉降和地基侧移的问题,使建筑的可靠性和安全性大大降低。
二、提高建筑结构设计水平的对策
1. 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。
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2. 对建筑设计图纸进行完善
建筑设计图纸可以说是建筑结构的重要表现载体之一,同时也是建筑项目在施工过程中的基础所在。换句话来说,建筑设计图纸中所出现的任何问题都会在建筑施工中数倍的反应出来,造成不可逆的后果。因此,在开展建筑结构设计工作的过程当中,需要严格按照设计规范展开工作,设计师决不能贪图方便而省略对关键信息的标准与标识。同时,对于较为复杂、以及细微的结构区域而言,需要在结构设计中加以重点关注。总而言之,建筑结构设计工作人员需要始终保持严谨的工作态度,在结构设计图纸完成之后,需要重视对图纸的自我审核,及时发现存在于建筑结构设计图纸中的问题,结合实际情况加以修正,以此种方式来保障建筑结构设计图纸的完善性与科学性。
3. 加强建筑结构的刚度设计
刚度设计是建筑结构设计中的关键要素,其对于建筑结构的牢固性以及安全性有重要的影响,所以要加强对建筑的刚度设计。在建筑刚度设计时,由于设计人员理念的不同,所以在设计水平上也存在一定的差异,这就导致建筑结构在设计过程中存在着较大的经济指标差异。建筑结构的抗震性能受其抗侧移刚度影响较大,在土地较好岩基埋深较浅的地区,基础多以桩基为主,这样整体建筑的持力层就会落在微化的岩层当中,地基具有较好的稳定性和强度,这种情况下在对抗需刚度进行设计时就可以稍微低一些,其控制标准可以以结构极限变形能力为主。在进行结构刚度设计时,确保其在符合变形限值的情况下,结构刚度尽可能设计得要小,这样对于抗震性和减少共振的发生具有极其重要的作用。
4. 提高浇砼楼板的质量
浇砼楼板的裂缝问题可以通过改善混凝土的水灰比来改善。因为商家提供的混凝土要便于运输和有良好的可泵性,所以水灰比较大。而实际中需要的水灰比不能这么大,所以我们可以在使用时可以加入适量的石灰以提高水灰比。还有与商家定制砼时,我们可以定好所需要的水灰比。当然,我们还可以自己调制所需要的混凝土类型,这样不仅方便而且可以节约部分资金。温度差也有可能引起浇砼楼板的裂缝,所以在温差较大的季节要做好保温措施,浇砼楼板出现裂缝后要即使补救。如果置这些裂缝于不顾,可能导致严重的安全问题,所以一旦发现裂缝就必须做好补救工作。树脂灌注法、表面封闭法、钻孔嵌塞法、柔性封闭法等都是可以补救浇砼楼板裂缝的。
5. 合理安排利用建筑材料
建筑结构设计师在进行建筑结构设计时,不仅要根据建筑材料的受力特点、工作环境来选择利用各种材料,而且要在保证合格的材料选择的基础上,减少材料的损失浪费,充分利用每一个建筑构成材料。建筑结构设计师还应该设计多种方案,通过合理对比,采用既经济又合理的结构设计方案。通过这样的建筑结构设计不仅能够提高建筑商的经济效益,而且保证了建筑的质量,提高了建筑的安全性,进一步促进了建筑业的发展。
6. 保障建筑基础选型的合理性
在建筑结构选型过程当中,需要重点关注的指标包括两点:建筑外形设计情况;建筑项目所处区域地质情况。因此,在工作人员拿到设计图后,决不能盲目的开展建模计算工作,而应当在建模计算作业之前,对建筑项目的外形设计特征,以及建筑项目所处区域的地质情况有一个全面的认知与分析。同时,在建筑基础选型中,还需要建筑结构设计人员与其他相关专业人员,在充分协调的基础之上,得出最为合理与可行的设计方案。只有保障了设计方案的科学与合理,才能够保障建筑结构设计效果的优质与可靠。
结语
建筑结构作为建筑的一项重要支撑,受到了设计部门与建筑方的广泛重视。结构设计是一项既全面又系统的工作,在对建筑外观的要求进行合理协调的同时,还需要满足相关的安全系数。故,建筑结构设计人员需要具备坚实基础的理论内容、创新灵活的思维以及严肃认真的工作态度,这样才能使建筑设计更加完善。在建筑行业日渐发展的过程中,需要我们运用相关的理论知识,对建筑结构设计过程中出现的问题进行分析与总结,并且制定相应的对策,从而促进建筑行业的健康、协调发展。
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论文作者:陶建国
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/16
标签:建筑论文; 建筑结构论文; 结构设计论文; 刚度论文; 结构论文; 混凝土论文; 楼板论文; 《基层建设》2017年第23期论文;