張秋榮 宋佳
【摘要】建筑結構設計是整個工程建設的基礎,只有合理的設計才能夠保證建筑的質量,充分發(fā)揮其使用功能。但是在實際設計過程中,設計者往往會遇到各種各樣的問題,不得不針對問題進行全面分析,然后采取有效的解決措施,提高建筑結構設計的合理性。本文就建筑結構設計中常見的問題進行分析,并提出相應的解決措施,以供相關技術人員參考。
【關鍵詞】建筑結構;設計;常見問題
隨著社會的發(fā)展以及經(jīng)濟水平的提高,建筑行業(yè)得到了飛速的發(fā)展,在市場中占有主導地位。在此基礎上,建筑結構的設計水平也發(fā)生了巨大的變化。但是在對建筑結構進行設計的過程中,設計者往往會遇到一些常見的問題,這就需要有針對性的采取解決措施,是建筑結構設計達到合理性、靈活性的效果。
一、建筑結構的選形分析
建筑工程的結構設計在工程造價中占有比例很大。在當前我國城市中,常見的民用住宅結構主要包括磚混結構、框架結構、框架—剪力墻結構等,在實際設計過程中,不同的結構形式所發(fā)揮的功能也有明顯的差異,因此設計者需要針對不同的結構形式編制合適的方案,提高其經(jīng)濟性能,并且還需要從實際情況出發(fā),綜合考慮到各個因素,設計出高質、低價的建筑工程。
在鋼筋混凝土框架結構中,混合結構的工程造價占總體造價的60%以上,由于該結構對鋼筋混凝土的需求量較少,因此常使用在7層以下的建筑結構當中。但是混合結構的需要依靠墻體承載上部分的荷載,因此在設計過程中需要對梁體合理的布置。相對于框架結構而言,其靈活性以及實用性相對較差。若是對7~12層的建筑結構進行設計的過程中,設計者一般會采用框架結構,可以在結構的適當位置設計寄到抗震剪力墻,這樣可以有效的降低施工材料的使用量,不僅降低了工程的施工成本,還提高了建筑工程的抗震能力。如果設計者需要對12~20層建筑工程進行設計,一般可采用框架—剪力墻結構進行設計,設計者可以在其中設置剛性筒體,除了可以節(jié)約施工材料之外,還能夠使建筑結構達到設計的剛度。
2、結構布置不合理的解決措施
建筑結構的布置是建筑物提高抗震性能的重要條件,在建筑結構的布置過程中,設計者需要考慮的因素有建筑工程平立面的外形尺寸、抗側力的分析、承載力分布等。在實際工作中,建筑結構一般都會因為各種原因而導致其出現(xiàn)不規(guī)則,尤其是建筑外形過于復雜,設計者很難對其簡化施工方案,并將其控制在可控的范圍之內(nèi)。目前,由于我國并沒有對該部分進行規(guī)定,再加上有些設計者的實踐經(jīng)驗不足,這就導致在實際工作中無法保證建筑結構的規(guī)范性,甚至一味的聽從建設方的一件,最終不利于建筑結構的合理設計,出現(xiàn)各種問題,偏差過大,無法充分發(fā)揮建筑結構的作用。
例如某高層建筑,其采用的是框支抗震墻結構形式,其總高度為160米,六度設防,為了提高建筑結構的實用性,設計者需要在第6~7層的位置設置一個轉換層。由于框支抗震墻結構的抗震性能不高,因此我們需要針對該問題新編制一套合理的規(guī)范,并在轉換層上實施,這樣可以有效的解決高為轉換問題;為了達到抗震的要求,設計者盡量在高層建筑中設置1~2種復雜結構。如果其中存在兩種及以上的復雜結構。
三、建筑結構基礎部分的設計問題
1、樁基選型不夠合理
設計者在對樁基選型的過程中,由于沒有考慮到施工的合理性、可行性以及施工中對周邊環(huán)境的影響等各個方面,這就導致在基礎部分在設計過程中出現(xiàn)各種問題。
例如在對某高層建筑的基礎部分采用的是大直徑鉆孔灌注樁,設計者應該使樁尖直接穿過卵石層,使其固定在中風化層,以保證其穩(wěn)定性。但是在實際工作中,由于受到當?shù)氐挠绊?,要想樁尖穿過卵石層顯然是比較困難的事情,整個工程的施工質量也無法得到保證,因此我們只能夠根據(jù)當前的相關資料文獻,以卵石層為持力層(無軟弱下臥層),并在樁端進入卵石層一定深度后進行樁底注漿,同樣能達到提高單樁承載力、減小樁基沉降的目的。
2、單樁承載力取值出現(xiàn)偏差或缺乏計算依據(jù)
因成樁工藝不同,地基土對不同樁型的支承能力是不同的,即按規(guī)范經(jīng)驗公式計算單樁豎向承載力時,對于不同的樁型,各土層的極限側阻力和極限端阻力是不同的。有的工程地質勘察報告僅提供了計算打入式預制樁的單樁承載力設計參數(shù),而設計采用鉆孔灌注樁,并直接引用地質報告中的設計參數(shù),使計算的單樁承載力出現(xiàn)偏差。某些工程場地原為河道或地勢較低,上部土層為松散的新近填土,樁基設計時直接按經(jīng)驗公式計算單樁承載力或直接采用試樁提供的承載力數(shù)值,沒有考慮上部未固結(或欠固結)土層在固結沉降過程中可能引起的樁側負摩阻力的影響。
四、鋼混結構構造方面存在的常見問題
1、板-柱結構設計中存在的問題
板-柱結構的節(jié)點連接非常薄弱,不利于抗震,1988年的墨西哥地震充分說明了這一點。過去由于抗震規(guī)范和高規(guī)均沒有對板-柱結構作出相應的設計規(guī)定,使設計人員在板-柱結構的設計中帶有一定的隨意性和盲目性。
2、異形柱結構設計中存在的問題
近年來,在我省的住宅建設中,特別是高層或小高層住宅,有些采用了異形柱結構。由于缺少相應的設計依據(jù)和規(guī)定,目前在異形柱結構設計中存在的問題很多,也比較突出,主要表現(xiàn)在異形柱結構房屋的高度超高、體型不規(guī)則、結構布置不合理、抗震構造措施不當?shù)确矫?。應當說,目前國內(nèi)對異形柱的受剪承載力、節(jié)點承載力和結構延性等方面的試驗研究還不多,對異形柱結構抗震性能的認識還不夠充分。在這種情況下,設計異形柱結構時,對房屋高度、結構規(guī)則性及抗震措施等方面宜從嚴掌握。
3、結構縫設置不合理,縫寬度不足
對于超長建筑物,為減少溫度變化對結構的不利影響,合理地設置伸縮縫是必要的。有些設計人員提出用后澆帶代替伸縮縫,筆者認為此種做法并不一定妥當。因為后澆帶僅能減少混凝土材料干縮的影響,不能解決溫度變化的影響。后澆帶處的混凝土封閉后,若結構再受溫度變化的影響,后澆帶就不能再起任何作用了。對于不能或不便設置溫度伸縮縫的超長結構,除留設施工后澆帶外,還應采取其它構造加強措施,如加強頂層屋面的保溫隔熱措施,對受溫度變化影響較大的部位適當配置直徑較小、間距較密的溫度筋,或采用預應力混凝土結構等。
五、結語
當今,建筑行業(yè)獲得了很大的發(fā)展,對經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步發(fā)揮了重要的作用,同時建筑結構設計也獲得了很大的進步。建筑行業(yè)的發(fā)展,對經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步起到了積極的促進作用,改善了人們的生活環(huán)境,同時人們需求的增長對建筑的結構設計提出了新的要求。在建筑的結構設計中存在各個方面的問題,需要進行解決和合理設計,因此要加強對建筑結構設計工作的重視,積極的提高設計的水平,為人們提供更加舒適的生活環(huán)境,進而推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻
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