郝如
摘要:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性對(duì)于建筑的安全穩(wěn)定性有著直接影響。不過因?yàn)橹T多因素的影響,使得建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較多問題。本文將對(duì)這些問題進(jìn)行探討,并提出相應(yīng)的解決建議,希望能夠引起相關(guān)設(shè)計(jì)人員的關(guān)注。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);安全穩(wěn)定性;解決對(duì)策
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工作,其影響因素較多,因此在實(shí)際作業(yè)中,為確保工程項(xiàng)目的順利進(jìn)行,就有必要分析與總結(jié)其中存在的問題,進(jìn)而提出相應(yīng)的解決對(duì)策,為建筑業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展保駕護(hù)航。
1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
1.1結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況以及建筑物的設(shè)計(jì)要求綜合分析,并考量當(dāng)?shù)氐拿袼琢?xí)性以及抗震等級(jí)等內(nèi)容,提高建筑的實(shí)用性。因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員需要先詳細(xì)勘察現(xiàn)場(chǎng)情況,運(yùn)用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,對(duì)建筑中各結(jié)構(gòu)的受力情況進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算,以此保證結(jié)構(gòu)的承載力在規(guī)定范圍內(nèi)。同時(shí)在設(shè)計(jì)過程中,還要綜合考量建筑的經(jīng)濟(jì)性特征,優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,改善整體建設(shè)質(zhì)量。
1.2抗震方案設(shè)計(jì)
由于我國(guó)地質(zhì)條件因素的限制,地震災(zāi)害的發(fā)生頻率相對(duì)較多,實(shí)現(xiàn)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)的合理性,能夠保證建筑物免受地震災(zāi)害的影響。這就要求設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中嚴(yán)格按照現(xiàn)行的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì),合理布置結(jié)構(gòu)體系,緩解地震災(zāi)害中荷載增大帶來的影響。
1.3計(jì)算設(shè)計(jì)
計(jì)算設(shè)計(jì)中包含兩方面內(nèi)容,一是對(duì)主體結(jié)構(gòu)受力情況的有效分析,二是對(duì)局部受力構(gòu)件的分析。在主體結(jié)構(gòu)受力情況分析中,主要針對(duì)荷載情況以及主體受力構(gòu)件的合理化布置予以研究,并按照標(biāo)準(zhǔn)要求,選擇合適的受力計(jì)算模型,增強(qiáng)建筑的安全性。而局部受力構(gòu)件的分析主要是對(duì)梁體結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的尺寸、大小、規(guī)格進(jìn)行合理調(diào)整,增大結(jié)構(gòu)承載力;再者科學(xué)計(jì)算結(jié)構(gòu)的荷載值,根據(jù)實(shí)際情況,調(diào)整結(jié)構(gòu)的承載能力。
2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的主要問題
2.1受力構(gòu)件尺寸和配筋問題
構(gòu)件尺寸和配筋是影響建筑結(jié)構(gòu)受力情況的主要因素,不過在現(xiàn)今的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員往往會(huì)忽視構(gòu)件和配筋設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),再加上設(shè)計(jì)工作量較大,使得這兩部分內(nèi)容的設(shè)計(jì)存在諸多問題。另外,一些設(shè)計(jì)人員還會(huì)僅憑自身經(jīng)驗(yàn)來開展構(gòu)件和配筋的設(shè)計(jì)工作,進(jìn)而導(dǎo)致其與實(shí)際要求不符。再者,根據(jù)計(jì)算結(jié)果實(shí)行的配筋設(shè)計(jì),往往與工程實(shí)際情況存在諸多不符,如配筋布置不合理、尺寸偏大等,這都使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在較多的問題。
2.2樓板受力計(jì)算問題
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,由于設(shè)計(jì)人員自身能力的不足,使得建筑結(jié)構(gòu)理念和變形情況掌握的不充分,設(shè)計(jì)缺乏標(biāo)準(zhǔn)性。在樓板受力設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員往往將其看做是非抗震構(gòu)件受力中的一種,而忽略了樓板存在的彈性變化情況、支座約束情況以及單雙向板的影響情況,僅依靠計(jì)算得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行樓板設(shè)計(jì),使得其受力情況與實(shí)際受力存在較大差異,影響了建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。
2.3嵌固端設(shè)計(jì)問題
對(duì)于高層建筑來說,嵌固端位置一般在地下室頂板層,由于位置較為特殊,設(shè)計(jì)人員經(jīng)常會(huì)忽略這一區(qū)域的設(shè)計(jì)問題,嵌固端位置設(shè)計(jì)缺乏合理性,導(dǎo)致在后續(xù)工程作業(yè)中,需要對(duì)嵌固端進(jìn)行重新調(diào)整和優(yōu)化,進(jìn)而影響了相鄰結(jié)構(gòu)之間的連接效果,出現(xiàn)安全問題。所以有必要加強(qiáng)對(duì)嵌固端設(shè)計(jì)的重視,以免危險(xiǎn)的發(fā)生。
2.4結(jié)構(gòu)規(guī)則性設(shè)計(jì)不合理
規(guī)則性設(shè)計(jì)對(duì)于提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性有著重要作用??拐鹨?guī)范要求,嚴(yán)重不規(guī)則的建筑不應(yīng)采用,特別不規(guī)則的建筑應(yīng)進(jìn)行專門研究和論證,采取特別的加強(qiáng)措施。不過目前為了突顯建筑的個(gè)性化特征,很多不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生,這不僅加大了工程設(shè)計(jì)難度,也使得相關(guān)人員無法準(zhǔn)確掌握結(jié)構(gòu)受力情況,給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作帶來了較大的困難。
3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中問題的解決措施
3.1保證結(jié)構(gòu)構(gòu)建尺寸和配筋設(shè)計(jì)的合理性
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,工作人員要加強(qiáng)與專業(yè)人員之間的溝通交流,確保構(gòu)建尺寸設(shè)計(jì)的合理性。如在外圍結(jié)構(gòu)框架梁尺寸設(shè)計(jì)中,由于其含有窗戶,所以需要準(zhǔn)確計(jì)算窗頂標(biāo)高和框架梁梁底標(biāo)高,并對(duì)兩者的計(jì)算數(shù)值進(jìn)行比較,如果發(fā)現(xiàn)兩者之間數(shù)值差異較小,且存在重疊的情況,則就需要適當(dāng)?shù)脑龃罂蚣芰焊叨龋鰪?qiáng)設(shè)計(jì)的合理性。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,應(yīng)對(duì)構(gòu)件的受力狀態(tài)予以準(zhǔn)確掌握,并以此為基礎(chǔ)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化,確保設(shè)計(jì)內(nèi)容與實(shí)際要求相符。如在對(duì)框架梁支座負(fù)筋受力情況進(jìn)行計(jì)算時(shí),要先了解受力狀態(tài),之后再確定配筋的數(shù)量和位置,以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的承載能力。
3.2樓板設(shè)計(jì)
(1)要想加強(qiáng)樓板設(shè)計(jì)的合理性,就需要對(duì)其受力特性進(jìn)行分析,確定四邊約束情況,按照具體情況對(duì)單雙向樓板予以有效區(qū)分,確定連續(xù)板設(shè)計(jì)方案或簡(jiǎn)支板設(shè)計(jì)方案;(2)分析樓板的傳力情況和方向,確保配筋和構(gòu)建配置的合理性,減少問題的產(chǎn)生;(3)在樓板受力計(jì)算過程中,要根據(jù)結(jié)構(gòu)受力的不同,合理選擇樓板類型,如剛性樓板、彈性樓板等,以優(yōu)化承載水平。如在對(duì)結(jié)構(gòu)的剛度比、位移比、周期比進(jìn)行計(jì)算時(shí),需假定樓板為剛性,不按樓板的實(shí)際受力考慮,加強(qiáng)對(duì)整體結(jié)構(gòu)受力分析的準(zhǔn)確性;計(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和配筋情況時(shí),需充分考慮樓板實(shí)際受力情況,合理分析其彈性受力數(shù)值,保證構(gòu)件受力的合理性。
3.3嵌固端設(shè)計(jì)
在建筑結(jié)構(gòu)嵌固端設(shè)計(jì)過程中,需要根據(jù)建筑抗震等級(jí)的要求來加強(qiáng)嵌固端設(shè)計(jì)的合理性。當(dāng)嵌固端位于地下室頂板上時(shí),地下室頂板錯(cuò)層處做加腋加強(qiáng)是有必要的,如圖l所示,同時(shí)還需要按照上部結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)來設(shè)計(jì)地下室的抗震性能。地下一層的抗震等級(jí)應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同,地下一層以下抗震構(gòu)造措施的抗震等級(jí)可逐層降低一級(jí),但不應(yīng)低于四級(jí)。地下室頂板應(yīng)采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu),其厚度不宜小于180毫米,并且不能留有較大洞口?;炷恋燃?jí)不宜小于C30,應(yīng)采用雙層雙向配筋,每層每個(gè)方向配筋率不宜小于0.25%。
3.4保證結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算的準(zhǔn)確性
建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于建筑工程整體質(zhì)量有著決定性作用。所以在具體實(shí)施過程中,需要科學(xué)合理的分析建筑結(jié)構(gòu),確保計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,以此來提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、可行性。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,工作人員一般會(huì)利用輔助性軟件來增強(qiáng)計(jì)算的有效性,在軟件中通過相關(guān)要求和數(shù)值的輸入進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算,并將結(jié)果展現(xiàn)在設(shè)計(jì)人員眼前,然后再通過研究分析,對(duì)存在的問題予以調(diào)整和優(yōu)化,不斷改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,保證高層建筑的整體受力合理性。
3.5抗震能力設(shè)計(jì)
首先,設(shè)計(jì)人員需要對(duì)當(dāng)?shù)氐牡乩砬闆r實(shí)行詳細(xì)了解,并將其與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)融合起來,減少問題的產(chǎn)生。
其次,在抗震設(shè)計(jì)中,要嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行操作,確保鋼筋配置的合理性,控制結(jié)構(gòu)的軸壓比,增大建筑結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)。
最后,借鑒國(guó)外較為先進(jìn)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),不斷優(yōu)化我國(guó)抗震設(shè)計(jì)水平,全面完善建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,從而減少地震災(zāi)害對(duì)建筑物的影響,維護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全,并為建筑行業(yè)以及城市的進(jìn)一步發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
4結(jié)束語
現(xiàn)階段我國(guó)建筑行業(yè)改革發(fā)展的步伐不斷加快,人們對(duì)于建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了嚴(yán)格的要求。這就需要相關(guān)工作人員不斷完善自身的專業(yè)技術(shù)水平,及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題并加以解決,進(jìn)而確保建筑各項(xiàng)性能均可達(dá)到規(guī)范要求,有效提高建筑施工質(zhì)量,最終為建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供保障。