袁華安
(江蘇龍騰工程設計股份有限公司,江蘇南京 210000)
所謂建筑結(jié)構(gòu)設計是指設計人員結(jié)合建筑標準要求,同時結(jié)合自己的知識與經(jīng)驗,對建筑的整體結(jié)構(gòu)做出科學的設計,在建筑結(jié)果設計過程中,設計人員通過設計語言表達自己的設計理念,而結(jié)構(gòu)語言是指結(jié)構(gòu)元素,其中不僅包含著基礎、柱、梁,而且還包括墻、樓梯以及板等結(jié)構(gòu)元素,合理運用結(jié)構(gòu)元素,構(gòu)建建筑物的結(jié)構(gòu)體系。由于建筑結(jié)構(gòu)設計屬于系統(tǒng)性的工作,因此在建筑結(jié)構(gòu)設計過程中很容易出現(xiàn)問題,設計人員需要充分認識到建筑結(jié)構(gòu)設計的原則,注意避免出現(xiàn)相關問題,保障建筑結(jié)構(gòu)設計的質(zhì)量,推動建筑行業(yè)的長遠發(fā)展。
對于建筑物而言,建筑物的使用功能不同,因此對建筑物的要求也不相同,相應的便會產(chǎn)生不同種類的建筑結(jié)構(gòu)。以建筑物的使用功能進行劃分,通常情況下可以將建筑結(jié)構(gòu)的種類分為兩類,一類建筑結(jié)構(gòu)為工業(yè)建筑,另一類建筑結(jié)構(gòu)為民用建筑。如果以建筑物的層數(shù)來進行劃分,則可以將建筑物結(jié)構(gòu)的種類分為四類,即單層建筑物、多層建筑物、高層建筑物、超高層建筑物。根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)形式來進行劃分,可以將建筑物的種類劃分為五類,即排架結(jié)構(gòu)建筑、筒體結(jié)構(gòu)建筑、框架結(jié)構(gòu)建筑、大路結(jié)構(gòu)建筑以及剪力結(jié)構(gòu)建筑。除此之外,建筑結(jié)構(gòu)的劃分還可以通過建筑物建設的材料方面進行劃分,根據(jù)建筑材料的不同來劃分建筑結(jié)構(gòu)的種類,比如,針對混凝土材料的建筑,可以將其劃分為緩凝圖結(jié)構(gòu);針對木質(zhì)材料的建筑,可以將其劃分為木結(jié);針對鋼筋材料,可以將其劃分為建筑結(jié)構(gòu)等。這些只是目前建筑工程中涉及的大部分結(jié)構(gòu)種類,還有其他方面的結(jié)構(gòu)種類。
針對建筑的設計內(nèi)容相對比較廣泛,其中包含建筑設計、結(jié)構(gòu)設計、電氣裝備設計、暖通設計以及給排水設計等。不同的設計類型對設計的方法與原則有著不同的要求,但是所有設計類型都需要遵守以下4 個基本要求,即環(huán)保要求、功能要求、經(jīng)濟要求和美觀要求。對于建筑結(jié)構(gòu)而言,其在建筑設計中占有十分重要的地位,只有建筑結(jié)構(gòu)具有科學性與穩(wěn)定性,才能保障建筑物發(fā)揮使用功能,因此,在建筑物設計過程中,建筑結(jié)構(gòu)設計同樣占有至關重要的地位。建筑結(jié)構(gòu)設計過程為方案設計、結(jié)構(gòu)設計、構(gòu)建設計以及繪制施工圖。為了提高建筑結(jié)構(gòu)設計的質(zhì)量,首先,要對建筑結(jié)構(gòu)的全部構(gòu)建的承載能力和極限狀態(tài)進行計算,另外還需要計算器疲勞強度。這些計算結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)設計的重要參考依據(jù),同時也是保障建筑結(jié)構(gòu)設計質(zhì)量的重要基礎;其次,要做好結(jié)構(gòu)分析工作;最后,要做好抗震設計工作,我國對建筑的抗震設計提出明確的要求,防烈度要求為Ⅵ~Ⅸ度。建筑物的抗震能力與抗震要求,與建筑物的結(jié)構(gòu)以及建筑物的高度等密切相關,通常情況下,建筑物的高度越高,對抗震設計的要求也會隨之提升,二者成正比關系。在設計過程中也存在著不同的構(gòu)造要求,并且需要采用不同的設計方法,這樣才能確保抗震設計的質(zhì)量與效果。
適用性原則、美觀性原則、安全性原則、經(jīng)濟性原則以及便于施工的原則,這五方面原則是建筑結(jié)構(gòu)設計的主要原則。在建筑結(jié)構(gòu)設計中,只有完美結(jié)合這五方面原則,才能取得最佳的設計效果。這不僅是建筑結(jié)構(gòu)設計的重要目標,而且也是建筑結(jié)構(gòu)設計水平與建筑結(jié)構(gòu)設計效果的最佳體現(xiàn)。對于建筑結(jié)構(gòu)設計而言,其發(fā)生在建筑物設計完成之后,因此建筑結(jié)構(gòu)設計會在很大程度上受建筑物設計的制約與影響,但是建筑結(jié)構(gòu)設計也會反作用于建筑物設計。建筑結(jié)構(gòu)設計應建立在不破壞原有建筑物設計的基礎之上,同時還要滿足建筑要求,在原有建筑物設計的基礎上進行建筑結(jié)構(gòu)設計。與此同時,建筑物設計不能超出結(jié)構(gòu)設計的能力范圍,建筑物設計也同樣要遵循建筑結(jié)構(gòu)設計的5項原則。總之建筑結(jié)構(gòu)設計會對建筑物設計產(chǎn)生重要影響,在建筑項目建設完成后,其所體現(xiàn)的適用性、美觀性、安全性、經(jīng)濟性以及便于施工等原則,是設計人員設計水平與設計能力的重要體現(xiàn)。
基坑開挖過程中,不僅要注重開挖工藝的應用,而且還要充分考慮摩擦角范圍內(nèi)的坑邊的基底土均會受到約束,如果不注重摩擦角范圍約束力,則將會導致設計效果不理想。由于存在一定的約束力,在約束力的作用下,通常情況下不會出現(xiàn)反彈的情況。但是這并不是絕對的,基坑中心的地基土則偶爾出現(xiàn)反彈的情況。針對這種情況的處理,傳統(tǒng)的措施難以發(fā)揮作用,處理效果不理想,因此應采用人工的方式清除回彈部分。在此過程中,如果出現(xiàn)基礎較小的情況,那么坑底所受到的約束會增大,因此坑底地基土的反彈作用相對較小,基本可以忽略不計。針對沉降幅度的計算,計算過程中則需要根據(jù)基地附加應力進行計算。反之,如果基坑相對較大,則坑底受到的束縛便會變小,因此,在進行箱基沉降計算的過程中,需要保障計算的精確性,提升計算結(jié)果的準確性,更好地為處理方案的制定奠定基礎。將被約束的部分作為安全儲備,這種方式是一種十分有效的處理方式。
框架柱或者型鋼混凝土框支柱在抗震設計過程的中應比較廣泛,在設計過程中,對箍筋的設置不僅要符合體積配箍率等構(gòu)造要求,同時為了確??拐鹪O計的科學性,增強建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果,對箍筋肢距也要做出明確的規(guī)劃與科學的調(diào)整,使其符合鋼筋混凝土框架柱的要求,這樣才能更加有效的提升抗爭的質(zhì)量和抗震的效果,充分發(fā)揮抗震設計的作用。除此之外,在必要的情況下,還應設置復合箍。這樣才能確??拐鹪O計的質(zhì)量,提高建筑結(jié)構(gòu)設計的水平并增強其效果,保障建筑物具有相應的抗震能力。
通常而言,應將懸挑梁做成等截面,特別是在出挑長度較短的情況下更應如此。相較于挑板,挑梁的特點更加突出,挑梁不僅具有自重相對較小的特點,而且還具有占總荷載比例較小的特點,只有在能夠有效降低挑梁自重的情況下才能作為變截面。在設計過程中,要注重對箍筋的應用,做到合理選擇箍筋,為后續(xù)的施工帶來便利。值得注意的是,變截面梁的撓度應不小于等截面梁。在設計過程中,針對外露的大挑梁,設計人員需要加強應用,可以將其作為變截面,這種設計方式既能更加充分地發(fā)揮大挑梁的作用,同時也能夠得到更好的美觀效果。
建筑結(jié)構(gòu)設計的目的不僅在于提升建筑的美觀性,而是要更加全面的進行考慮,在設計過程中,要更加注重提升建筑物的穩(wěn)定性與安全性。在這種理念和要求下,在建筑結(jié)構(gòu)設計過程中,需要設計人員合理選擇設計方案,確保設計方案的科學性與經(jīng)濟性,同時還應結(jié)合科學的結(jié)構(gòu)體系與結(jié)構(gòu)形式。這樣才能保障建筑結(jié)構(gòu)設計的質(zhì)量與效果。首先要明確建筑物的總體布局,分析建筑結(jié)構(gòu)的抗震節(jié)點,同時還要考慮建筑物結(jié)構(gòu)的應力情況等。在建筑結(jié)構(gòu)設計應避免出現(xiàn)同一結(jié)構(gòu)單元混用不同結(jié)構(gòu)體系的情況,同時秉持平面豎向的原則進行設計。其次,設計人員應結(jié)合建筑的使用功能,同時根據(jù)相關要求,在建筑設計方案中明確建筑物的材料類別以及施工條件等。
隨著建筑結(jié)構(gòu)設計水平的不斷提高,在設計過程中對計算機技術(shù)的應用越來越廣泛,設計人員可以應用相關軟件進行計算,同時還可以通過軟件來對計算結(jié)果進行分析,這對于提升建筑結(jié)構(gòu)設計質(zhì)量具有十分重要的意義。設計人員應結(jié)合具體的設計要求合理選擇軟件,同時還要熟練掌握相關軟件的應用方法。不同的軟件有著不同的特點,同時也會存在一定的不足,為保障計算結(jié)果的科學性,需要設計人員參照多種軟件,確保計算參數(shù)的準確性。針對計算結(jié)果,設計人員應再次進行分析,對計算結(jié)果進行反復核驗,在保障計算結(jié)果準確性的基礎上才能將其應用于建筑結(jié)構(gòu)設計方案之中。
節(jié)約也是建筑結(jié)構(gòu)設計的重要原則之一,因此在設計過程中應注重提高材料的利用率,起到更好的節(jié)約效果。在建筑結(jié)構(gòu)設計過程中,應加強對那些輕質(zhì)高強建材的應用。這既能更好地體現(xiàn)出建筑結(jié)構(gòu)設計經(jīng)濟性的原則,也有助于降低建筑工程項目的建設成本,同時還有助于節(jié)約能源與環(huán)境保護。設計人員自身要具備較強的環(huán)保意識,在建筑結(jié)構(gòu)設計過程中加強對材料的利用率,為建設環(huán)境友好型社會以及資源節(jié)約型社會做出更大的貢獻。
對于建筑工程項目而言,建筑結(jié)構(gòu)設計是十分重要的組成部分。建筑結(jié)構(gòu)設計是保障建筑安全的重要基礎和前提,因此,設計人員在進行建筑結(jié)構(gòu)設計的過程中,應始終秉持建筑結(jié)構(gòu)設計的各項原則,合理把控個方面的注意問題,提高建筑結(jié)構(gòu)設計的質(zhì)量并增強其效果,為建筑工程的質(zhì)量奠定堅實的基礎。