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【摘 要】随着我国社会水平的提升,经济步伐的推进,我国的建筑事业也在这个过程中得到了较大程度的发展,但是在建筑的设计中,结构设计是非常重要的,而建筑结构设计的重点内容之一就是安全性设计,但是采取哪些措施来保证建筑结构始终处于安全的状态中,不会给广大人民群众造成人身财产的损失,因此,本文就建筑结构设计所应遵循的原则、当前建筑结构设计中常见的问题及建筑结构设计的对策分析进行探讨。
【关键词】关于;建筑结构设计;易忽略的问题;探讨
引言
如果把一个建筑体的存在看作一个活生生的生命,建筑结构设计在建筑的“生命历程”中可谓占据着重要的地位,关系着建筑外部面貌与内部骨架的形成,同时建筑结构设计作为建筑工程投资的一部分,能够有效控制设计过程中的成本造价,也是一项成功建筑设计的一部分。总之,建筑结构设计师在建筑结构设计过程中要综合考虑到建筑所在地的气候、地形、水文、风俗文化以及建筑造价的多方面因素,最大限度的满足实际的需要。
一、建筑结构设计所应遵循的原则
(一)计算简图要合理准确
计算简图是建筑结构的一种较为准确详细的体现,是建筑结构设计计算的重要基础,对于建筑结构走向有着重要的决定作用,这也是建筑结构设计足够安全的前提。所以在实际设计过程中,需要对计算简图进行准确合理的选择,使计算简图的误差保持在规定范围以内。
(二)结构方案和基础设计要合理适当
建筑的基础对于整个建筑的稳定来说十分重要,在实际设计过程中需要根据建筑所在的地质状况来进行基础设计,综合考虑多方面因素确定合理方案。结构方案不仅要满足使用需求,还要具备足够的经济性,遵循传力简单,受力明确的设计原则。
(三)对于计算结果要进行准确的掌握
在建筑结构设计过程中需要对相关数据进行必要的计算,而建筑因其体量大而使得计算量也十分巨大,所以需要采用必要的计算辅助工具。在计算过程中不仅要求人员对计算工具要熟练掌握,还要求仔细认真,并对计算结果要进行反复核算。
(四)采取适当的构造措施来对结构进行设计
建筑结构设计需要遵循强柱弱梁、强压弱拉、强剪弱弯的设计原则,尤其要注意建筑物的薄弱部位,对其进行适当的加强,保证结构的延展性和稳定性,降低外界环境变化对结构的影响。
二、当前建筑结构设计中常见的问题
(一)建筑基础选择不合理
建筑的基础包括独立基础、条形基础、筏形基础以及箱形基础等,不同基础所承受荷载的形式不同,使用的环境就不同,独立基础所承受荷载的形式为点荷载,适用于一般承载能力较好的土壤,箱形基础承受荷载能力的形式为面荷载,适用于湿陷性土壤等比较恶劣的地表环境下,不同类别的基础形式之间所存在的差别绝不只是一个名称的不同那么简单。但是在目前的部分高层建筑基础选型过程中,往往不是特别科学,导致了建筑体下层的地基土壤根本无法有效地承受基础所传来的上部建筑的荷载,基础容易发生不均匀沉降,如果在这样的地基上进行建筑物的建造,但不采取有效的处理措施,基础选型不合理,那么所成型的建筑质量就会严重偏离安全标准,建筑的寿命会大大减小,同时对所居住的居民的生命安全也是一个威胁。
(二)建筑结构设计图纸绘制粗糙
一切建筑施工活动的进行都必须依据施工图纸来进行,因此,一份结构设计图纸是否合理、标注详尽对于建筑施工过程建筑质量的控制具有非常大的影响,结构设计包括建筑的结构类型、抗震设计等级以及房屋主体结构的防裂度(抗震设防烈度)、所用的建筑材料等,如果在建筑结构设计过程中标注不明确甚至是设计不科学、不合理,那么在具体的施工过程中极易引起施工现场的混乱,严重时甚至会导致建筑事故的发生。
(三)建筑高宽比
建筑的高宽比是我们建筑结构设计过程的一个重要环节,其能够直接对建筑结构的抗倾覆能力、承载能力、整体刚度以及稳定性产生影响,可以说我们在该项设计工作中更多的是依靠我们的实际工程经验。在我国现行的建筑设计规范中,都对建筑的高宽比以及高度等参数进行了明确的规范,且给出了最大的高宽比以及高度限制。而在我们建筑结构设计工作实际开展的过程中,对于高宽比、高度等情况超出现行规范的建筑则应当根据建筑的实际情况进行设计。另外,建筑所具有的使用高度除了同抗震设防烈度以及结构体系类型具有较为密切的联系之外,还同场地结构以及类别的规则情况等具有影响。对此,当建筑的高宽比超过限制时,就需要设计人员能够根据建筑结构对其进行细致、全面的受力状态分析,并在对荷载取值、安全指标以及材料性能等认真分析的基础上帮助我们设计出更好的建筑结构设计方案。
(四)短肢剪力墙使用过多
那些墙肢的截面厚度小于300mm的剪力墙被称为短肢剪力墙。在高层建筑结构设计的相关规范中,对于短肢剪力墙的使用有着明确的限制,在设计时应当尽可能的避免对于短肢剪力墙的使用,这对于整个建筑的稳定性将会是一个保障。但是,很多建筑在结构设计时都会忽略这个一点,这个问题也很有必要有所改善。
(五)基坑开挖时的注意事项
基坑开挖时摩擦角范围内的坑边的基底土受到约束,不反弹坑中心的地基土反弹回弹以弹性为主,回弹部分被人工清除当基础较小炕底受到很大约束,回弹可以忽略在计算沉降时应按基底附加应力计算当基坑很大时相对受到较小约束如箱基计算沉降时应按基底压力计算,被坑边土约束的部分可以作为安全储备这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一基坑开挖时摩擦角范围内坑边的基底土受到约束不反弹炕中心的地基土反弹,回弹以弹性为主回弹部分被人工清除当基础较小坑底受到很大约束如独立基础,回弹可以忽略在计算沉降时应按基底附加应力计算当基坑很大时相对受到较小约束。
(六)承重柱截面大小
在对抗震设防区进行设计时,部分建筑结构设计人员往往会贪图受力设计的方便性而沒有将柱的截面高度设计到足够的高度、将梁简化成铰支梁、使梁柱的线刚度比加大。对于这种设计方式来说,虽然其能够在一定程度上简化我们的结构受力分析任务,但是却会对整个建筑结构的稳定性造成一定的隐患。另一方面,对于高层建筑底部柱来说,为了能够使其满足轴压比限制的需求,我们往往会将柱子的截面取一个较大的值。但是,由于建筑高度的影响,就很可能会使框架柱成为短柱。 三、建筑结构设计的对策分析
(一)合理安排基础埋深及基础形式
在建筑结构设计中首先需要处理的问题便是对于基础形式的选择以及建筑埋深的设置。高层建筑由于高度高、建筑整体的总体重量大,这使得建筑体会受到更大的风荷载值以及地震作用。正是基于这些要点,在结构设计时首先要做好基础的选型。桩基是高层建筑很适合的一种基础类型,并且承载力更可靠,沉降也更小,非常符合高层建筑对于基础的要求。
(二)合理控制结构高宽比
高宽比能够直接反应在建筑的外形特征上,高宽比越大的建筑看上去也会越“苗条”。现在很多高层建筑对于建筑的外观都有很多要求,于是出现了各种高宽比很大甚至不太合理的建筑。过大的高宽比会直接增大建筑体的倾覆力矩,建筑体很容易变形。因此,合理控制高层建筑高宽比也是结构设计中的一个要点。
(三)加强平面形状设计
建筑体的平面形状不仅会决定整个建筑的整体构造,也会对于后期的结构设计产生很多直观影响。平面形状的设计往往是建筑体结构设计的基础,在展开结构设计前首先要合理对于建筑体进行平面设计,这样才能够让后续工作更好的展开,也是对于建筑体的整体性能的保障。
(四)进行建筑结构设计时严格遵守国家规定
随着建筑业的不断发展,建筑结构的安全性也越来越受到重视和关注,针对近几年我国建筑结构出现的一些安全事故,国家也相继出台了一些相关政策和规定,设计人员应时刻关注国家的政策和规定,做到以国家的标准为准绳。同时设计人员要不断学习新的知识,不断提高自己的专业水平,使自己的设计能够保持与时俱进的状态。为了保证建筑的质量,杜绝一切安全隐患,建筑设计人员要尽职尽责,对于在建筑过程中不按照国家规定执行的违规行为及时提出异议,并提出整改措施,从而杜绝或者减少类似事件发生的次数。
(五)设计软件的创新,提高建筑结构设计的安全性
随着建筑行业的不断发展,越来越复杂的建筑结构不断涌现,建筑结构设计对设计人员知识的深度广度和应用实践性的要求也越来越高,原始的设计方法和设计软件已经不能满足这种设计要求。设计软件的创新,是建筑结构设计安全性能提高的必然趋势。比如:有些力学模型对比较复杂的结构形式和构件形式不适应,在处理构件的承载力设计中计算不准确,这样无形中就降低了构件的安全性能。
结束语
总的来说,在现今高层建筑建设的过程中,结构设计是其中非常重要的一项工作,需要我们能够对其引起充分的重视。在上文中,我们对建筑结构设计中易忽略的问题进行了一定的研究与分析,而在我们实际工作开展的过程中,也需要能够细心地注重每一个细节,并以良好设计技术的应用保障设计效果。
参考文献:
[1]邱明.关于建筑结构设计应注意的问题分析[J].城市建筑,2013,14:57.
[2]王征.结构技术影响下的当代建筑形态创新研究[D].哈尔滨工业大学,2013.
[3]赵爽奇.关于建筑结构设计的问题及对策的探讨[J].科技传播,2014,03:41+43.
[4]孙文杰.论如何在建筑结构设计中提高建筑的安全性[J].科技风,2014,01:136-137.
[5]安志宏.高層建筑结构设计不规则性的研究与应用[D].吉林大学,2004.
【关键词】关于;建筑结构设计;易忽略的问题;探讨
引言
如果把一个建筑体的存在看作一个活生生的生命,建筑结构设计在建筑的“生命历程”中可谓占据着重要的地位,关系着建筑外部面貌与内部骨架的形成,同时建筑结构设计作为建筑工程投资的一部分,能够有效控制设计过程中的成本造价,也是一项成功建筑设计的一部分。总之,建筑结构设计师在建筑结构设计过程中要综合考虑到建筑所在地的气候、地形、水文、风俗文化以及建筑造价的多方面因素,最大限度的满足实际的需要。
一、建筑结构设计所应遵循的原则
(一)计算简图要合理准确
计算简图是建筑结构的一种较为准确详细的体现,是建筑结构设计计算的重要基础,对于建筑结构走向有着重要的决定作用,这也是建筑结构设计足够安全的前提。所以在实际设计过程中,需要对计算简图进行准确合理的选择,使计算简图的误差保持在规定范围以内。
(二)结构方案和基础设计要合理适当
建筑的基础对于整个建筑的稳定来说十分重要,在实际设计过程中需要根据建筑所在的地质状况来进行基础设计,综合考虑多方面因素确定合理方案。结构方案不仅要满足使用需求,还要具备足够的经济性,遵循传力简单,受力明确的设计原则。
(三)对于计算结果要进行准确的掌握
在建筑结构设计过程中需要对相关数据进行必要的计算,而建筑因其体量大而使得计算量也十分巨大,所以需要采用必要的计算辅助工具。在计算过程中不仅要求人员对计算工具要熟练掌握,还要求仔细认真,并对计算结果要进行反复核算。
(四)采取适当的构造措施来对结构进行设计
建筑结构设计需要遵循强柱弱梁、强压弱拉、强剪弱弯的设计原则,尤其要注意建筑物的薄弱部位,对其进行适当的加强,保证结构的延展性和稳定性,降低外界环境变化对结构的影响。
二、当前建筑结构设计中常见的问题
(一)建筑基础选择不合理
建筑的基础包括独立基础、条形基础、筏形基础以及箱形基础等,不同基础所承受荷载的形式不同,使用的环境就不同,独立基础所承受荷载的形式为点荷载,适用于一般承载能力较好的土壤,箱形基础承受荷载能力的形式为面荷载,适用于湿陷性土壤等比较恶劣的地表环境下,不同类别的基础形式之间所存在的差别绝不只是一个名称的不同那么简单。但是在目前的部分高层建筑基础选型过程中,往往不是特别科学,导致了建筑体下层的地基土壤根本无法有效地承受基础所传来的上部建筑的荷载,基础容易发生不均匀沉降,如果在这样的地基上进行建筑物的建造,但不采取有效的处理措施,基础选型不合理,那么所成型的建筑质量就会严重偏离安全标准,建筑的寿命会大大减小,同时对所居住的居民的生命安全也是一个威胁。
(二)建筑结构设计图纸绘制粗糙
一切建筑施工活动的进行都必须依据施工图纸来进行,因此,一份结构设计图纸是否合理、标注详尽对于建筑施工过程建筑质量的控制具有非常大的影响,结构设计包括建筑的结构类型、抗震设计等级以及房屋主体结构的防裂度(抗震设防烈度)、所用的建筑材料等,如果在建筑结构设计过程中标注不明确甚至是设计不科学、不合理,那么在具体的施工过程中极易引起施工现场的混乱,严重时甚至会导致建筑事故的发生。
(三)建筑高宽比
建筑的高宽比是我们建筑结构设计过程的一个重要环节,其能够直接对建筑结构的抗倾覆能力、承载能力、整体刚度以及稳定性产生影响,可以说我们在该项设计工作中更多的是依靠我们的实际工程经验。在我国现行的建筑设计规范中,都对建筑的高宽比以及高度等参数进行了明确的规范,且给出了最大的高宽比以及高度限制。而在我们建筑结构设计工作实际开展的过程中,对于高宽比、高度等情况超出现行规范的建筑则应当根据建筑的实际情况进行设计。另外,建筑所具有的使用高度除了同抗震设防烈度以及结构体系类型具有较为密切的联系之外,还同场地结构以及类别的规则情况等具有影响。对此,当建筑的高宽比超过限制时,就需要设计人员能够根据建筑结构对其进行细致、全面的受力状态分析,并在对荷载取值、安全指标以及材料性能等认真分析的基础上帮助我们设计出更好的建筑结构设计方案。
(四)短肢剪力墙使用过多
那些墙肢的截面厚度小于300mm的剪力墙被称为短肢剪力墙。在高层建筑结构设计的相关规范中,对于短肢剪力墙的使用有着明确的限制,在设计时应当尽可能的避免对于短肢剪力墙的使用,这对于整个建筑的稳定性将会是一个保障。但是,很多建筑在结构设计时都会忽略这个一点,这个问题也很有必要有所改善。
(五)基坑开挖时的注意事项
基坑开挖时摩擦角范围内的坑边的基底土受到约束,不反弹坑中心的地基土反弹回弹以弹性为主,回弹部分被人工清除当基础较小炕底受到很大约束,回弹可以忽略在计算沉降时应按基底附加应力计算当基坑很大时相对受到较小约束如箱基计算沉降时应按基底压力计算,被坑边土约束的部分可以作为安全储备这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一基坑开挖时摩擦角范围内坑边的基底土受到约束不反弹炕中心的地基土反弹,回弹以弹性为主回弹部分被人工清除当基础较小坑底受到很大约束如独立基础,回弹可以忽略在计算沉降时应按基底附加应力计算当基坑很大时相对受到较小约束。
(六)承重柱截面大小
在对抗震设防区进行设计时,部分建筑结构设计人员往往会贪图受力设计的方便性而沒有将柱的截面高度设计到足够的高度、将梁简化成铰支梁、使梁柱的线刚度比加大。对于这种设计方式来说,虽然其能够在一定程度上简化我们的结构受力分析任务,但是却会对整个建筑结构的稳定性造成一定的隐患。另一方面,对于高层建筑底部柱来说,为了能够使其满足轴压比限制的需求,我们往往会将柱子的截面取一个较大的值。但是,由于建筑高度的影响,就很可能会使框架柱成为短柱。 三、建筑结构设计的对策分析
(一)合理安排基础埋深及基础形式
在建筑结构设计中首先需要处理的问题便是对于基础形式的选择以及建筑埋深的设置。高层建筑由于高度高、建筑整体的总体重量大,这使得建筑体会受到更大的风荷载值以及地震作用。正是基于这些要点,在结构设计时首先要做好基础的选型。桩基是高层建筑很适合的一种基础类型,并且承载力更可靠,沉降也更小,非常符合高层建筑对于基础的要求。
(二)合理控制结构高宽比
高宽比能够直接反应在建筑的外形特征上,高宽比越大的建筑看上去也会越“苗条”。现在很多高层建筑对于建筑的外观都有很多要求,于是出现了各种高宽比很大甚至不太合理的建筑。过大的高宽比会直接增大建筑体的倾覆力矩,建筑体很容易变形。因此,合理控制高层建筑高宽比也是结构设计中的一个要点。
(三)加强平面形状设计
建筑体的平面形状不仅会决定整个建筑的整体构造,也会对于后期的结构设计产生很多直观影响。平面形状的设计往往是建筑体结构设计的基础,在展开结构设计前首先要合理对于建筑体进行平面设计,这样才能够让后续工作更好的展开,也是对于建筑体的整体性能的保障。
(四)进行建筑结构设计时严格遵守国家规定
随着建筑业的不断发展,建筑结构的安全性也越来越受到重视和关注,针对近几年我国建筑结构出现的一些安全事故,国家也相继出台了一些相关政策和规定,设计人员应时刻关注国家的政策和规定,做到以国家的标准为准绳。同时设计人员要不断学习新的知识,不断提高自己的专业水平,使自己的设计能够保持与时俱进的状态。为了保证建筑的质量,杜绝一切安全隐患,建筑设计人员要尽职尽责,对于在建筑过程中不按照国家规定执行的违规行为及时提出异议,并提出整改措施,从而杜绝或者减少类似事件发生的次数。
(五)设计软件的创新,提高建筑结构设计的安全性
随着建筑行业的不断发展,越来越复杂的建筑结构不断涌现,建筑结构设计对设计人员知识的深度广度和应用实践性的要求也越来越高,原始的设计方法和设计软件已经不能满足这种设计要求。设计软件的创新,是建筑结构设计安全性能提高的必然趋势。比如:有些力学模型对比较复杂的结构形式和构件形式不适应,在处理构件的承载力设计中计算不准确,这样无形中就降低了构件的安全性能。
结束语
总的来说,在现今高层建筑建设的过程中,结构设计是其中非常重要的一项工作,需要我们能够对其引起充分的重视。在上文中,我们对建筑结构设计中易忽略的问题进行了一定的研究与分析,而在我们实际工作开展的过程中,也需要能够细心地注重每一个细节,并以良好设计技术的应用保障设计效果。
参考文献:
[1]邱明.关于建筑结构设计应注意的问题分析[J].城市建筑,2013,14:57.
[2]王征.结构技术影响下的当代建筑形态创新研究[D].哈尔滨工业大学,2013.
[3]赵爽奇.关于建筑结构设计的问题及对策的探讨[J].科技传播,2014,03:41+43.
[4]孙文杰.论如何在建筑结构设计中提高建筑的安全性[J].科技风,2014,01:136-137.
[5]安志宏.高層建筑结构设计不规则性的研究与应用[D].吉林大学,2004.