【摘 要】隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,城市中建筑物的數(shù)量不斷增加,城市用地趨于緊張,高層建筑不斷出現(xiàn)。相對于常見的低層建筑,高層建筑的體型更加龐大,基礎(chǔ)較深,結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜性增加,是高層建筑的規(guī)劃建設(shè)的難點所在。
【關(guān)鍵詞】建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;問題;
引文
合理科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑質(zhì)量的重要保障,優(yōu)質(zhì)的建筑工程不只是能幫助公司樹立良好的信譽和形象,提高競爭力,創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益,更能為消費者提供安全舒適的生活環(huán)境,促進社會的和諧發(fā)展。
因此,在建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計階段,應(yīng)該提高重視,加大投入,為質(zhì)量合格的建筑工程奠定基礎(chǔ)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作比較復(fù)雜,需要考慮到多方面因素,既要注重建筑的安全性、經(jīng)濟性,也要注重其美觀、實用性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的準備工作必須充分、到位,任何疏漏都可能導(dǎo)致建筑后期的安全事故。
所以,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作者必須以嚴謹認真的態(tài)度、采用科學(xué)合理的計算測量方式,保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性、合理性,促進建筑企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的要點
1.1決定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的因素。
影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要因素是水平荷載,隨著樓房高度的不斷增加,外力荷載造成的樓房和樓面自重也在不斷增加,這也會在一定程度上影響建筑的傾覆力矩。所以,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時要考慮建筑高度以及建筑結(jié)構(gòu)中所要承載的水平荷載。
1.2衡量建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制指標
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中要注意結(jié)構(gòu)側(cè)移,一般情況下建筑結(jié)構(gòu)在受到水平荷載影響時多會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)側(cè)移,這種側(cè)移會隨著建筑高度的增加而增大,在水平外力荷載影響下這種結(jié)構(gòu)側(cè)移可以被合理控制,所以在衡量建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案是否合理時,要考慮這一建筑的結(jié)構(gòu)側(cè)移狀況。
1.3結(jié)構(gòu)軸向變形因素
如果有強度很大的豎向荷載影響高層建筑時,建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部會出現(xiàn)很大的軸向變形現(xiàn)象,于此同時也會產(chǎn)生連續(xù)梁彎矩。所以,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中要合理計算結(jié)構(gòu)軸向變形,并對其進行適當調(diào)整。
2、建筑結(jié)構(gòu)分析
2.1建筑體系———框架-剪力墻
如果在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中框架體系出現(xiàn)強度和剛度不符問題,通常會在建筑平面的適當位置安置剪力墻,構(gòu)建框架—剪力墻體系。這是由于框架—剪力墻在承受水平力時具有較強的剛度,可以和樓板、連梁形成完整的結(jié)構(gòu)體系。在這一建筑體系中,垂直荷載主要由框架體系承擔,水平剪力主要由剪力墻承擔。剪力墻可以有效提高建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)內(nèi)剛度,減小建筑物的水平位移,同時可以減小框架承受的水平剪力,使內(nèi)力沿豎向分布逐漸平衡。所以,在建筑建設(shè)過程中框架—剪力墻體系受到了極大地關(guān)注和廣泛應(yīng)用。
2.2結(jié)構(gòu)布置方式
建筑人員和結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在構(gòu)思建筑體型、布置平面和豎向設(shè)計時必須要密切配合,在設(shè)計過程中不僅要考慮建筑的美觀性和使用性,還要充分考慮結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性和結(jié)構(gòu)受力能力。盡可能降低建筑施工難度,保障建筑建設(shè)質(zhì)量。
建筑物體型是否合理直接影響了建筑的受力能力和材料的消耗數(shù)量,而圓形平面與正方形平面相比,其風荷載可以減小40%以上。在設(shè)計建筑物時,如果將頂部變成斜面,會大大提高建筑物的抗風能力和抗震能力。要想降低建筑物的結(jié)構(gòu)自重,就可以在建設(shè)中選用輕質(zhì)墻體。如果在建筑設(shè)計時要重點考慮建筑的抗震性能,就要盡可能簡化建筑體型,使其更加簡單、規(guī)則。
所以,在建筑建設(shè)過程中必須要從多個角度分析結(jié)構(gòu)布置的方式,合理設(shè)計建筑。由于框架結(jié)構(gòu)的剛度比較小,這會影響建筑結(jié)構(gòu)的延性和變形能力。所以在建設(shè)建筑時要選擇框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)剛度比較大,在設(shè)計時也要考慮其抗彎和抗剪強度。
具體要從以下幾個方面入手:一是要合理規(guī)劃剪力墻的數(shù)量,盡量比要求多一些;二是要堅持集中與分散布置相結(jié)合的原則,盡可能將剪體墻布置成十字形、L形或者是T形。這種結(jié)構(gòu)可以降低材料使用數(shù)量,增大結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題
3.1盲目追求低含鋼率
近幾年,隨著人們生活水平不斷提高,建筑業(yè)的市場日益廣闊,人們對住房的大量需求刺激了建筑行業(yè)的飛速發(fā)展,建筑工程不斷增多。一些企業(yè)為了減少成本,增加收益,不僅在施工過程中盲目降低材料的含鋼率,也在結(jié)構(gòu)設(shè)計中過分追求低含鋼率的設(shè)計,導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作者的工作難度加大,也對建筑質(zhì)量造成影響。
3.2基礎(chǔ)拉梁設(shè)計不合理
為了保證建筑的安全性,在多層框架建筑基礎(chǔ)的埋深值較大時,一般通過在合適的地方增加建設(shè)基礎(chǔ)拉梁,而不能夠根據(jù)構(gòu)造要求建設(shè)的,就依據(jù)框架梁設(shè)計。但是,在實際建筑工程中,一些企業(yè)為了追求建筑的美觀性或是為了減少程序、降低成本,往往導(dǎo)致基礎(chǔ)拉梁的設(shè)計缺乏科學(xué)性,進而影響到建筑的質(zhì)量。
3.3樓板變形程度計算不準確
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,如果不清楚基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)概念或者結(jié)構(gòu)布置不到位時,往往要計算樓板的變形程度。計算采用的方法和程序從理論上講是成立的,甚至是精確無偏差的,但是運用到實際的樓板變形程度測算中卻并難以準確。
所以根據(jù)這些程序計算出的樓板變形程度總會存在偏差,進而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在安全隱患等問題。
3.4屋面梁配筋少
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計前期的建模階段,有些結(jié)構(gòu)設(shè)計工作者缺乏謹慎性和認真負責的態(tài)度,為簡化工作,直接采用下層梁的尺寸作為屋面梁尺寸,導(dǎo)致屋面梁的負荷量減小,配筋少,造成屋面梁不足以承受較大的溫差,混凝土收縮受力產(chǎn)生較大的裂縫,嚴重影響建筑工程的質(zhì)量,對消費者的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。
3.5樓板設(shè)計不合理
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,對于樓板的設(shè)計存在一些問題,主要有:①一些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者對樓板的受力認識不到位或者有些人為了簡化工作,沒有真正將雙向板的計算準確化。②有些工作人員忽略了樓板的彎矩計算。③設(shè)計過程中,對雙向板有效高度的取值偏大。
4、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)對策略
4.1對建筑設(shè)計圖紙進行完善
建筑結(jié)構(gòu)的重要載體就是建筑設(shè)計圖紙,同時也是建筑項目進行施工的重要基礎(chǔ)。在建筑設(shè)計圖紙中存在的任何問題都會在建筑施工中進行體現(xiàn),而且會產(chǎn)生比較嚴重的后果,造成無法挽回的損失。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作開展過程中,要按照設(shè)計規(guī)范開展各項工作,設(shè)計人員不能為了自身的方便對相關(guān)的標準進行簡化,對比較復(fù)雜和細微的結(jié)構(gòu)要給予重視。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在工作中要有嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度,在結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙完成以后,要對完成的圖紙進行審核,對出現(xiàn)的問題要采取必要的措施進行解決,保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙的完善性和科學(xué)性。
4.2保障建筑基礎(chǔ)選型的合理性
建筑結(jié)構(gòu)在選型方面要對兩方面的指標進行重視,對建筑外形設(shè)計情況和建筑項目所在區(qū)域的地質(zhì)情況要進行掌握。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在拿到提資圖以后,不能盲目的開展建模計算工作,要對建筑項目的外形設(shè)計特征和建筑項目所在區(qū)域的地質(zhì)情況進行全面的認知和分析。建筑基礎(chǔ)選型過程中,結(jié)構(gòu)設(shè)計人員要和其他方面的工作人員進行充分的協(xié)調(diào),設(shè)計出更加可行的方案。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性和合理性得到保證,才能保證建筑項目施工的質(zhì)量。
4.3確保地下室外墻設(shè)計的科學(xué)性
在現(xiàn)代建筑,特別是高層建筑項目施工的過程中,建筑物的整體質(zhì)量在很大程度上由地下室外墻所支撐。
因此,若在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,對于地下室外墻的設(shè)計不夠科學(xué)與合理,則勢必會導(dǎo)致整個建筑物的穩(wěn)定性受到嚴重的影響。結(jié)合實際工作經(jīng)驗來看,在地下室外墻設(shè)計的過程當中,結(jié)構(gòu)設(shè)計工作人員首先需要對整個建筑物的質(zhì)量加以衡量,結(jié)合建筑項目所處區(qū)域的地質(zhì)特征,完成對地下室外墻基本尺寸的設(shè)計工作。
常規(guī)意義上來說,對于高層建筑項目而言,地下室外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的墻面厚度需要保持在250mm以上。同時,為了防止由水泥用量增大而導(dǎo)致地下室外墻墻面混凝土產(chǎn)生裂縫問題,應(yīng)當避免將混凝土強度設(shè)計過高,但也應(yīng)當在C30等級以上。
4.4對建筑材料加以統(tǒng)籌安排與利用
在工作人員展開建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的過程當中,對于各類建筑材料的選取同樣是關(guān)鍵的工作內(nèi)容之一。對于建筑材料的選擇需要充分考慮的指標包括:建筑材料的受力特征;建筑材料的工作環(huán)境。
同時,所選擇的建筑材料應(yīng)當在保障材料使用性能的基礎(chǔ)之上,最大限度地降低建筑材料的損失與浪費問題。此過程當中需要特別注意的是:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需要結(jié)合項目設(shè)計的實際情況,設(shè)計多種建筑材料的選取方案,通過綜合對比的方式,選擇經(jīng)濟優(yōu)勢、以及性能優(yōu)勢最為突出的建筑材料設(shè)計方案。
結(jié)束語
近年來隨著建筑業(yè)發(fā)展的速度不斷加快,對結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高的要求,這就需要結(jié)構(gòu)設(shè)計人員不斷的強化自身的技術(shù)水平,具有高度的責任心,加強自身實踐經(jīng)驗的積累,能夠在實際設(shè)計工作中對每一道設(shè)計工序都能夠做到有效的處理,對存在的問題進行全方位的考慮,確保建筑各項性能都能達到相關(guān)規(guī)范的要求,確保其具有良好的安全性和穩(wěn)定性,促進建筑業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。
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