詹興洲
海南省建設項目規(guī)劃設計研究院 海南 海口 570000
在一些工程的結構設計活動中,由于設計人員將設計側重點放提高建筑個性化和美觀性等方面,忽略了建筑結構的基本設計要求,導致結構設計不夠科學,容易影響建筑使用性能。隨著建筑技術的發(fā)展,在結構設計時體系選擇更加多樣。目前在建筑工程中應用較為廣泛的結構形式有框架結構、剪力墻結構、框剪結構、筒體結構等。在具體的方案選擇過程中,不僅要考慮工程建設的實際情況,還要考慮施工技術條件,如果考慮不周,容易導致設計方案難以實施。此外,在建筑整體結構設計中,還要從建筑結構穩(wěn)定性和抗震性能出發(fā),考慮水平載荷要素以及常遇地震作用力,科學進行抗震設防,確保建筑的使用安全。無論哪一個環(huán)節(jié)出現問題,多會給建筑結構設計方案留下安全隱患[1]。
在當前的很多建筑企業(yè)當中,為了節(jié)約成本、獲取更大的經濟效益,經常不注重建筑材料質量,選擇那些質量較低的建筑材料,并且過分得追求低含鋼率,最終導致建筑施工安全問題的出現。
(1)在基礎設計方面,應考慮結構荷載的傳遞性。按照相關規(guī)范要求,合理確定建筑結構強度和剛度,綜合考慮上部結構在基礎面上的水平荷載和豎向荷載分布情況,分析力矩向基礎樁頂的傳遞可靠性,總而保證整體結構的穩(wěn)定性,避免在地震作用或強風荷載下遭到破壞。
(2)充分考慮基礎的不均勻沉降問題,做好結構的變形協調處理。結構基礎是位于地基土和上部結構之間的重要部分,主要應從荷載的平面分布以及結構剛度方面進行考慮,確保建筑結構剛度滿足變形協調要求,從而避免出現不均勻沉降或局部撓曲變形現象。一般在高層建筑建設工程中,條形基礎容易因設計不合理,導致上部結構承載能力不足,不符合變形標準。在這種情況下,可以考慮采用筏型基礎。在進行設計時,如果地基土壤結構相對均勻,應使基底形心盡量與上部結構重心重合。通過對基底設計進行調整,盡量提高兩者的重合度,使偏心距e能夠滿足e≤0.1W/A的要求。W代表與偏心距相同方向的基礎底面邊緣的抵抗矩;A代表基礎底面面積[2]。
(1)在布設剪力墻時,要滿足平面均勻、對稱、分散等基本要求。分散要求具體是指剪力墻的參數設計要盡可能符合要求,包括數量、剛度、連續(xù)尺寸等,在需要時應增加抗側力構件數量,達到分散目的。此外,各剪力墻的彎曲剛度設計要合理,防止內力過大,在地震作用力下發(fā)生局部破壞,同時避免對結構抗側力產生影響。在進行剪力墻結構設計時,剛度中心與平面中心越接近,建筑結構抵抗扭轉的能力越強。剪力墻一般要布置在平面形狀變化位置,比如端角、角隅、凹角等,起到分擔應力的下過。在電梯、樓梯、管道井等位置,若要進行開洞施工,容易破壞樓板結構,出現應力集中問題。在設計時要合理計算剪力墻間距?,F澆鋼筋混凝土樓蓋可以按L/B=2-4進行設計,裝配式鋼筋混凝土樓蓋可以按L/B=1-2.5設計。
(2)合理確定剪力墻數量,根據結構允許位移來確定剪力墻的設計數量,并通過優(yōu)化計算,對剪力墻數量進行合理增減。一般可采用自振周期校核法驗證設計合理性。在常遇地震作用力下,若剪力墻結構剛度較小,地震作用也較小,容易滿足位移限制,但還要確保符合相關設計標準的要求,否則結構自振周期可能不達標。結構自振周期采用T1=(0.09-0.12)NS進行計算和驗證,NS代表樓層數。若剪力墻數量較多、結構剛度較大,耗材也會增加。處于經濟方面的考慮,應合理確定剪力墻數量取值。
要想保證建筑工程施工安全性,保證結構質量達標是非常重要的。在實際的建筑材料選擇過程中,必須全面結合相關指標,不僅要考慮材料承載能力,還要考慮材料的延性等。另外還要在最大程度上避免材料浪費,避免材料受損問題出現。結構設計工作人員必須在了解建筑項目具體情況的基礎上,挑選出最有優(yōu)勢的材料進行設計[3]。
在結構設計過程中,結構設計人員是核心主體,要想加強結構設計管理,必須提升結構設計人員的專業(yè)水平,還要提升管理人員的管理水平。
綜上所述,我國建筑呈現快速發(fā)展的趨勢,但總體的建筑質量仍未滿足最佳理想要求。在建筑市場需求多樣化和復雜化發(fā)展趨勢下,結構設計管理人員首先要確保計算精準,然后結合實際工程情況,重點關注結構布置的內容,確保設計出合理的方案,同時要加強材料的質量審查,以此來保證建筑的經濟性和安全可靠性。