苑莉莉
摘 要:社會不斷進步,城市化進程不斷加快,建筑行業(yè)也在不斷的更新和發(fā)展,主要體現(xiàn)的特別是民用建筑,就目前而言,我國民用建筑的數(shù)量像雨后春筍一般一個個的出現(xiàn),而且越來越多。正因如此,民用結構的質量好與壞受到了社會很多相關人員的研究和調查,因為這是直接關系到人們的生命財產安全的。經過調查發(fā)現(xiàn),我國絕大部分民用建筑的建筑結構設計質量都不是很高,本文對目前民用建筑結構設計做出了有效的分析,然后找到目前民用建筑結構設計中存在的一系列問題,最后通過對問題的不斷深入研究,找到解決和優(yōu)化問題的方法。
關鍵詞:民用建筑;結構設計;優(yōu)化對策;分析
1 導言
我國社會改革速度不斷加快,建筑行業(yè)也隨之發(fā)展迅速。但是在高速發(fā)展的同時,也有很多不可避免的問題存在。尤其體現(xiàn)在民用建筑中,無論是大到結構設計還是小到構件的應用,這其中都遇到了諸多問題,民用建筑結構設計應該與社會的發(fā)展、變革相適應,更要與居民的生活要求相適應,所以在設計的過程中,在保證建筑的經濟適用及美觀的同時,還要重視建筑的功能、質量的把控,使建筑設計能達到一個理想的狀態(tài)。
2 對建筑結構進行優(yōu)化的重要性
在進行房屋結構的設計過程中,應該合理的選擇建筑結構優(yōu)化方案,不僅能夠實現(xiàn)建筑物的實際使用價值,還能夠很好地實現(xiàn)建筑物的經濟價值和環(huán)保價值。此外,好的結構方案還可以最大程度上減少建設單位的資本投入,為企業(yè)帶來更多的經濟效益,還可以保護建筑施工現(xiàn)場的生態(tài)環(huán)境,實現(xiàn)經濟利益與環(huán)保相結合的良好經營模式。因此,合理地使用建筑結構優(yōu)化技術能夠更好地實現(xiàn)建筑物的綜合效益。建設單位開發(fā)建筑物的基本原則就是在最大程度的減少資本投入、建筑材料使用的基礎上,實現(xiàn)建筑物的高質量和長期使用。況且建筑物只有在保證良好質量的基礎上實現(xiàn)其美觀、耐用、新穎等特點,才能夠滿足不同人群的需要,為企業(yè)帶來更多的經濟利益。與傳統(tǒng)的建筑結構設計方案相比,建筑結構設計優(yōu)化模式可以降低建筑成本。
3 當前民用建筑結構設計存在的主要問題
3.1 部分結構設計不合理,安全隱患大
在如今的民用建筑結構設計過程中,經常出現(xiàn)忽視抗震墻的設計問題,這一現(xiàn)象較為普遍。民用建筑相對高層建筑而言,其樓層通常較矮,因此在結構設計精度及嚴謹性方面并沒有那么嚴格。從而導致部分設計人員一味的追求大空間,不重視抗震墻的設計,常常出現(xiàn)上體墻與下體墻不對稱的情況,而且有些必須設抗震墻的地方也沒有合理設計抗震墻。結構設計不合理,使得建筑的抗震性能大大弱化,存在較大安全隱患。另外,混凝土相關構件的選擇經常達不到要求,與標準相差甚遠。最典型的例子就是懸挑構件,懸挑構件的配筋率難與標準相符已為民用建筑結構設計常態(tài)。再一個就是荷載取值問題,在結構設計中常出現(xiàn)荷載計算錯誤,或漏算荷載的現(xiàn)象,從而導致荷載取值與實際值相差大,存在安全隱患。
3.2 設計人員的專業(yè)素質比較低
一些設計者以為手算是粗枝大葉不精確的想法是大錯特錯,以國內PKPM軟件為例,其內核依然是一個手算的模擬過程,本質上仍然是按照國內規(guī)范進行的模型假定,并不是完全的有限元受力分析,它的優(yōu)點在于程式化,加快了設計的速度和質量控制。然而作為一個設計師來說,不了解手算的過程,對電算軟件也是不了解的。很多設計人,缺乏對傳力體系的認識,同時對于手算原理過度輕視,盲目依賴計算機程序,導致計算參數(shù)設置不合理,除影響工作效率,還會造成計算錯誤,與實際受力完全不符,從而直接影響最終的安全和與經濟性,結構優(yōu)化從何談起?
3.3 民用建筑結構驗算缺陷
建筑結構驗算問題主要體現(xiàn)在以下三個方面,第一,建筑結構的荷載能力取值方面不恰當,在使用獨立基礎的情況之下對民用多層建筑結構框架中,建筑物的受力點主要在軟弱黏性的土層。我國大部分民用住宅建筑都是 6 層,高度在 15 米左右,所以很多設計往往對這種比較低的建筑忽略了建筑物抗震荷載的作用。其二,在對建筑物砌體結構進行驗算的問題方面,在大多數(shù)民用建筑中很少使用到剪力法,如果建筑中存在薄弱層的話,那么該建筑物的抗震能力是得不到保證的。其三,對結構周期折減系數(shù)沒有確定,在結構框架中因為有填充墻的存在,所以正常的結構框架剛度應該比剛一開始設計時剛度要大的,但是這一點往往在民用建筑中很容易被忽略。
4 民用建筑結構設計的優(yōu)化對策
4.1 民用建筑模型的優(yōu)化結構設計
民用建筑的建設施工項目強大,為了避免施工人員對設計師的設計產生理解上的錯誤,因此,要在建筑施工之前,對設計師的設計成果進行建筑模型的設計。進行民用建筑的結構模型設計的主要方面除了包括對于建筑自身各方面的優(yōu)化設計之外,還包括對于建筑工程的造價、受力等情況的優(yōu)化設計。在進行建筑結構的優(yōu)化設計工作時,要以設計建筑的實際情況為依據(jù),以實現(xiàn)民用建筑的經濟最大化效益為設計的主要目標。
4.2 設計深度沒有達到規(guī)定要求
在進行圖紙設計過程中,很多設計人員為了省事,就直接從已有的老圖紙上扒取內容,在這一基礎上稍加修改尺寸和外形,就直接應用到施工中去。由于這些圖紙大量抄襲原圖,所以就使原有的墻身大樣圖以及部分剖面圖顯得不倫不類,甚至出現(xiàn)大量偏差,而且相關的數(shù)據(jù)、工程類別、耐火等級、防火消防處、理安全等級、等方面都是沿用老圖的構架,這與新型建筑本身不符,更不符合實際的規(guī)范。此外,因比例性縮放尺寸,所以嚴重破壞了原有的抗力結構。而在面臨這些問題時,設計人員不但不自身修正所出現(xiàn)的問題,還不斷的加大工程結構設計,卻不知這樣反而會加大隱患,進而造成了很多不必要的浪費。
4.3 重視計算,將結構設計概念與計算相結合
我們知道,結構設計與現(xiàn)實理論二者之間或多或少會有一點差距。因此,設計工作人員應從建筑物的使用性質及使用功能等方面考慮,將結構設計概念與計算有機融合,盡可能將這種誤差減小。例如部分民用建筑計算其荷載取值時,要充分考慮風荷載;底框砌體結構演算時,若有薄弱層存在,就應將塑性變形考慮其中;有填充墻的框架結構,進行周期、剛度計算時,要將周期折減系數(shù)考慮其中。
5 結語
由上文可知,民用建筑是我國建設的重要類型之一,對于民用建筑設計來說,結構設計又是其非常重要的組成部分。因此,從這個角度出發(fā),新時期我們深入研究民用建筑結構設計相關問題,有著非常重要的現(xiàn)實意義。從目前來看,我國民用建筑結構設計領域在多年的發(fā)展過程的當中已然逐漸形成了一套相對較為完善的體系,也取得了很多傲人的成就。然而,我們在實際操作過程中也不難發(fā)展,這其中還存在不少的問題。特別是與歐美一些發(fā)達國家相比,更是存在很多的問題和不足之處。筆者從事民用建筑結構設計相關工作多年,本文是一些心得體會所在,希望能對同行起到借鑒的作用。未來,我們一定要進一步完善民用建筑結構設計中的不足之處,使其能更好的為我國現(xiàn)代化建設增磚添瓦。
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