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【摘 要】 建筑結构设计是一个建筑工程项目设计的关键,也是建筑施工的重要环节,因此要非常密切的关注着建筑结构的设计工作。本文主要对建筑结构设计问题和对策进行了简要分析。
【关键词】 建筑工程;结构设计;对策
引言:
建筑能够进行施工的基础就是建筑的结构设计,它是在整体的方面对建筑进行规划,对建筑施工的作用与意义是非常重要的。但是,因为种种的因素影响,大多数结构设计的人员在设计建筑的结构时不科学、不全面、设计的理念落后等,使建筑的结构在设计时存在许多的问题,这些问题制约了建筑结构的优化,对建筑业的发展是非常不利的,会影响建筑业的发展。
一、建筑结构设计的种类与内容
1、建筑结构的种类
因为建筑物有各种不同的使用功能及其要求,因此也有许多建筑结构的类型和种类。根据建筑物的用途来划分的话,可以分为工业建筑与民用建筑两类;根据建筑物的层数划分的话,可以分为单层、多层、高层和超高层建筑;根据使用材料的结构来划分的话,可以分为木结构、砌体结构、混凝土结构、钢结构和混合结构等;根据其结构形式来划分的话,可以分为排架结构、框架结构、剪力墙结构、筒体结构和大路结构等。这些就是现在建筑工程中经常提到的大部分结构的种类。
2、建筑结构设计的内容
(1)建筑结构的设计程序
建筑物的设计大概包括建筑设计、结构设计、给排水设计、暖通风设计和电气装备设计等。虽然设计类型不同,但是每一部分的设计都必须围绕设计的四个基本要求,即功能要求、美观要求、经济要求和环保要求建筑物的结构是一个建筑物发挥其使用功能的基础,而结构设计是建筑物设计的一个重要的组成部分,它具体主要包括以下四个过程:方案设计一结构分析一构件设计一绘制施工图。
(2)结构设计的基本要求
为保证建筑结构的可靠度符合设计的要求,所以在设计中,必须遵循以下几个方面的要求:①计算的内容。建筑结构的所有构件都应进行承载能力极限状态的计算和正常使用状态的计算,直接承受动力荷载的构件还要进行疲劳强度的计算;②结构的分析。如果结构上多种作用效应同时发生,应通过结构分析分别求出在每一种作用下的效用,考虑其可能的最不利的组合状态;③抗震设计。我国建筑的抗震设防烈度要求为ⅥⅨ度,具体的建筑结构应根据所在地区的烈度、结构类型以及房屋高度来采用不同的抗震等级。而对应不同的抗震等级,也有不同的计算方法和构造要求。
二、我国建筑结构设计问题分析
1、建筑结构选型缺乏科学性问题
建筑结构选型对建筑物总投资有较大的影响,建筑结构选型如果科学化,那么可以有效降低工程造价。但是在我国建筑结构形式各异,并没有统一的建筑结构标准对其进行规划,在建筑结构选型过程中严重缺乏科学性,往往是根据工程的现场需要和设备使用情况临时决定,并没有按照结构需要来设计方案,对受力体系经济性能考虑不全面,很多建筑结构设计过分追求表面效果,实际上并不具备实际应用价值,建造出的建筑物成本过高,后期维护极为困难,不能满足大众的需要。
2、地基的选择不合理
要使建筑在建成之后既实用又安全,建筑的地基选择非常的重要。目前,许多的建筑在地基的选择上不够合理科学,建筑在进行施工建设时选择的地基没有足够的承受能力,在这样的地基基础上施工建设的建筑往往质量非常差而且安全性能非常低。还有一部分的建筑在施工建设的过程中,选择不合理的筑基方式,这种情况下建设的建筑会使其安全降低,严重的会影响建筑的使用时间。
3、现浇混凝土的楼板的质量差
在进行建筑的结构设计时,永恒存在的问题是现浇混凝土的楼板在质量上的问题,主要的表现在钢筋的压梁铁倒伏与干缩开裂。现浇的混凝土楼板出现开裂的情况大多是在住宅建筑,而出现开裂的季节大多是这个季节的温差大。目前,大多数的建筑使用的是商品的混凝土,这种混凝土中,含水量非常高,质量非常的差,这也就导致了楼板的开裂。而压梁铁倒伏的现象是因为在施工建设的过程中对已经建设成的压梁铁没有进行有效的保护,这种现象在施工的现场经常的出现,会为建筑的安全埋下隐患。
4、承载力取值不准及计算缺少依据问题
由于成桩选用工艺差别,地基上对各桩型承受力的大小也有较大差别,如果根据标准公式进行计算,那么形式有差别的桩型所取的计算参数就会有差别。很多工程地质报告对不同桩型并没有提供相应的承载力参考系数,在设计时多选用钻孔灌注桩,并直接将其他地质报告中的设计参数加以利用,缺少工程现场测量,那么就会导致计算结果有较大误差。在核算桩身承载力时,忽略了施工工艺系数的作用,桩体经过长时间使用会出现弯曲现象,计算时没有将挠度参数考虑在内;当抗拔桩施工中,只是计算桩身承载力,缺少对桩身抗裂参数考虑。
三、针对建筑结构设计问题的对策
1、建筑结构设计选型的对策
面对多种多样的建筑结构类型,一定要进行合理的选型,这样不仅能保证工程质量,还能减小工程成本投资。例如选用混合结构可以大大降低其投资成本,与常用的混凝土框架结构相比,成本可以减少四层到三成左右,由于其钢筋混凝土使用量不多,因此使用楼层不能超过七层。混合结构主要靠墙体承重,对轻体布置条件比较苛刻,缺少灵活性,很多功能会受施工条件制约。七层到十二层之间的建筑适合采用框架结构,需要选取合适的地点开凿抗震剪力墙,可以调整柱子横截面和配筋比例,除了节省材料外,还能增强建筑物抗震能力。值得注意的是,以往部分高层建筑结构设计中普遍采用复杂式结构,但是新修编抗震规范指出高层结构尽量避免运用超过两种的复杂结构。与此同时,要对设计人员展开定期的技术理论培训,丰富他们的思想意识,使得他们能够结合工程的实际需要进行正确的建筑物结构设计选型,并且要在培训后进行严格的考核制度,考试试题要以实际问题为基础,进行深层次的拓展,只有顺利通过考核的人员才能上岗。 2、科学的进行地基的选择
在选择建筑的结构时,会受到施工地点的地质情况的直接影响。因此,在进行结构设计时,要充分的考察施工地点的地质情况,如果不考虑情况就盲目的进行设计,很可能会加大施工建筑的工作量,也有可能使建成之后的建筑存在严重的问题。在进行设计时,充分的考察施工地点的地质情况,根据地质的情况选择科学合理的地基模式,保障建筑的安全性以及使用的寿命。
3、将现浇混凝土的楼板质量提高
我们可以通过改变混凝土中用水量与水泥的比值来解决楼板的开裂问题。在商品混凝土中,用水量与水泥的比值相对较大,而在施工建筑的实际中并不需要这样的混凝土,我们可以在使用的过程中适量的加入石灰来进行施工。最好的方法是在施工建筑的过程中自行调制使用的混凝土,这样会使混凝土达到标准,同时也能降低成本。另外一个方面,我们在施工的过程中,对现浇的混凝土楼板要进行良好的保温措施,防止在温差过大的情况下出现开裂的情况。此外,在出现裂缝之后及时的采取补救的措施,避免产生安全的问题。
4、提高承载力计算值准确度的对策
针对承载力计算参数的取值不仅要有实际勘探资料参数做基础,还要有规范的载荷分项系数做参考。如果计算承载力过程中,任何系数发生了变化都要乘以各自分项系数以及组合值系数。如果需要对永久载荷和变化载荷对承载力影响进行比较,不能单纯的将二者的载荷标准值比较结果当做判断依据,而是要转化成重组载荷后再对比,这样能够保证比较结果的准确度。在对承载力计算时,要使用科学的计算方法,例如运用几何函数可实现位移结果与应变结果转换,运用物理方程又能实现应变结果与盈利结果的转换,为所有未知承载力的计算提供了科学依据,大大提高了承载力计算值的准确度。此外,在计算承载力前期要做好准备工作,为了更形象的对桩岩作用模拟的更真实,要在接触面处设置接触单元,这样可以排除接触面上产生的剪应力影响,可以确保变形模量参数更加接近理论值,进而提高承载力计算值的准确度。
四、结束语
建筑结构设计是一个全面、系统和复杂性很强的工作,对设计师而言,要有思维创新和拓展,不能拘束一格,在工作上要有严肃认真的态度,不能马虎了事,并要做到和其它专业设计进行紧密沟通,了解和掌握结构设计中所存在的问题,善于分析和总结,采取合理有效的措施解决存在的问题。
参考文献:
[1]莫雪辉.深度探讨如何提高建筑结构设计水平[J].科技資讯,2010.
[2]丰敏.浅谈房屋建筑结构设计细节[J].民营科技,2010.
[3]孙凯.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].价值工程,2011.
【关键词】 建筑工程;结构设计;对策
引言:
建筑能够进行施工的基础就是建筑的结构设计,它是在整体的方面对建筑进行规划,对建筑施工的作用与意义是非常重要的。但是,因为种种的因素影响,大多数结构设计的人员在设计建筑的结构时不科学、不全面、设计的理念落后等,使建筑的结构在设计时存在许多的问题,这些问题制约了建筑结构的优化,对建筑业的发展是非常不利的,会影响建筑业的发展。
一、建筑结构设计的种类与内容
1、建筑结构的种类
因为建筑物有各种不同的使用功能及其要求,因此也有许多建筑结构的类型和种类。根据建筑物的用途来划分的话,可以分为工业建筑与民用建筑两类;根据建筑物的层数划分的话,可以分为单层、多层、高层和超高层建筑;根据使用材料的结构来划分的话,可以分为木结构、砌体结构、混凝土结构、钢结构和混合结构等;根据其结构形式来划分的话,可以分为排架结构、框架结构、剪力墙结构、筒体结构和大路结构等。这些就是现在建筑工程中经常提到的大部分结构的种类。
2、建筑结构设计的内容
(1)建筑结构的设计程序
建筑物的设计大概包括建筑设计、结构设计、给排水设计、暖通风设计和电气装备设计等。虽然设计类型不同,但是每一部分的设计都必须围绕设计的四个基本要求,即功能要求、美观要求、经济要求和环保要求建筑物的结构是一个建筑物发挥其使用功能的基础,而结构设计是建筑物设计的一个重要的组成部分,它具体主要包括以下四个过程:方案设计一结构分析一构件设计一绘制施工图。
(2)结构设计的基本要求
为保证建筑结构的可靠度符合设计的要求,所以在设计中,必须遵循以下几个方面的要求:①计算的内容。建筑结构的所有构件都应进行承载能力极限状态的计算和正常使用状态的计算,直接承受动力荷载的构件还要进行疲劳强度的计算;②结构的分析。如果结构上多种作用效应同时发生,应通过结构分析分别求出在每一种作用下的效用,考虑其可能的最不利的组合状态;③抗震设计。我国建筑的抗震设防烈度要求为ⅥⅨ度,具体的建筑结构应根据所在地区的烈度、结构类型以及房屋高度来采用不同的抗震等级。而对应不同的抗震等级,也有不同的计算方法和构造要求。
二、我国建筑结构设计问题分析
1、建筑结构选型缺乏科学性问题
建筑结构选型对建筑物总投资有较大的影响,建筑结构选型如果科学化,那么可以有效降低工程造价。但是在我国建筑结构形式各异,并没有统一的建筑结构标准对其进行规划,在建筑结构选型过程中严重缺乏科学性,往往是根据工程的现场需要和设备使用情况临时决定,并没有按照结构需要来设计方案,对受力体系经济性能考虑不全面,很多建筑结构设计过分追求表面效果,实际上并不具备实际应用价值,建造出的建筑物成本过高,后期维护极为困难,不能满足大众的需要。
2、地基的选择不合理
要使建筑在建成之后既实用又安全,建筑的地基选择非常的重要。目前,许多的建筑在地基的选择上不够合理科学,建筑在进行施工建设时选择的地基没有足够的承受能力,在这样的地基基础上施工建设的建筑往往质量非常差而且安全性能非常低。还有一部分的建筑在施工建设的过程中,选择不合理的筑基方式,这种情况下建设的建筑会使其安全降低,严重的会影响建筑的使用时间。
3、现浇混凝土的楼板的质量差
在进行建筑的结构设计时,永恒存在的问题是现浇混凝土的楼板在质量上的问题,主要的表现在钢筋的压梁铁倒伏与干缩开裂。现浇的混凝土楼板出现开裂的情况大多是在住宅建筑,而出现开裂的季节大多是这个季节的温差大。目前,大多数的建筑使用的是商品的混凝土,这种混凝土中,含水量非常高,质量非常的差,这也就导致了楼板的开裂。而压梁铁倒伏的现象是因为在施工建设的过程中对已经建设成的压梁铁没有进行有效的保护,这种现象在施工的现场经常的出现,会为建筑的安全埋下隐患。
4、承载力取值不准及计算缺少依据问题
由于成桩选用工艺差别,地基上对各桩型承受力的大小也有较大差别,如果根据标准公式进行计算,那么形式有差别的桩型所取的计算参数就会有差别。很多工程地质报告对不同桩型并没有提供相应的承载力参考系数,在设计时多选用钻孔灌注桩,并直接将其他地质报告中的设计参数加以利用,缺少工程现场测量,那么就会导致计算结果有较大误差。在核算桩身承载力时,忽略了施工工艺系数的作用,桩体经过长时间使用会出现弯曲现象,计算时没有将挠度参数考虑在内;当抗拔桩施工中,只是计算桩身承载力,缺少对桩身抗裂参数考虑。
三、针对建筑结构设计问题的对策
1、建筑结构设计选型的对策
面对多种多样的建筑结构类型,一定要进行合理的选型,这样不仅能保证工程质量,还能减小工程成本投资。例如选用混合结构可以大大降低其投资成本,与常用的混凝土框架结构相比,成本可以减少四层到三成左右,由于其钢筋混凝土使用量不多,因此使用楼层不能超过七层。混合结构主要靠墙体承重,对轻体布置条件比较苛刻,缺少灵活性,很多功能会受施工条件制约。七层到十二层之间的建筑适合采用框架结构,需要选取合适的地点开凿抗震剪力墙,可以调整柱子横截面和配筋比例,除了节省材料外,还能增强建筑物抗震能力。值得注意的是,以往部分高层建筑结构设计中普遍采用复杂式结构,但是新修编抗震规范指出高层结构尽量避免运用超过两种的复杂结构。与此同时,要对设计人员展开定期的技术理论培训,丰富他们的思想意识,使得他们能够结合工程的实际需要进行正确的建筑物结构设计选型,并且要在培训后进行严格的考核制度,考试试题要以实际问题为基础,进行深层次的拓展,只有顺利通过考核的人员才能上岗。 2、科学的进行地基的选择
在选择建筑的结构时,会受到施工地点的地质情况的直接影响。因此,在进行结构设计时,要充分的考察施工地点的地质情况,如果不考虑情况就盲目的进行设计,很可能会加大施工建筑的工作量,也有可能使建成之后的建筑存在严重的问题。在进行设计时,充分的考察施工地点的地质情况,根据地质的情况选择科学合理的地基模式,保障建筑的安全性以及使用的寿命。
3、将现浇混凝土的楼板质量提高
我们可以通过改变混凝土中用水量与水泥的比值来解决楼板的开裂问题。在商品混凝土中,用水量与水泥的比值相对较大,而在施工建筑的实际中并不需要这样的混凝土,我们可以在使用的过程中适量的加入石灰来进行施工。最好的方法是在施工建筑的过程中自行调制使用的混凝土,这样会使混凝土达到标准,同时也能降低成本。另外一个方面,我们在施工的过程中,对现浇的混凝土楼板要进行良好的保温措施,防止在温差过大的情况下出现开裂的情况。此外,在出现裂缝之后及时的采取补救的措施,避免产生安全的问题。
4、提高承载力计算值准确度的对策
针对承载力计算参数的取值不仅要有实际勘探资料参数做基础,还要有规范的载荷分项系数做参考。如果计算承载力过程中,任何系数发生了变化都要乘以各自分项系数以及组合值系数。如果需要对永久载荷和变化载荷对承载力影响进行比较,不能单纯的将二者的载荷标准值比较结果当做判断依据,而是要转化成重组载荷后再对比,这样能够保证比较结果的准确度。在对承载力计算时,要使用科学的计算方法,例如运用几何函数可实现位移结果与应变结果转换,运用物理方程又能实现应变结果与盈利结果的转换,为所有未知承载力的计算提供了科学依据,大大提高了承载力计算值的准确度。此外,在计算承载力前期要做好准备工作,为了更形象的对桩岩作用模拟的更真实,要在接触面处设置接触单元,这样可以排除接触面上产生的剪应力影响,可以确保变形模量参数更加接近理论值,进而提高承载力计算值的准确度。
四、结束语
建筑结构设计是一个全面、系统和复杂性很强的工作,对设计师而言,要有思维创新和拓展,不能拘束一格,在工作上要有严肃认真的态度,不能马虎了事,并要做到和其它专业设计进行紧密沟通,了解和掌握结构设计中所存在的问题,善于分析和总结,采取合理有效的措施解决存在的问题。
参考文献:
[1]莫雪辉.深度探讨如何提高建筑结构设计水平[J].科技資讯,2010.
[2]丰敏.浅谈房屋建筑结构设计细节[J].民营科技,2010.
[3]孙凯.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].价值工程,2011.