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摘要:加强对建筑结构设计的常见问题及对策的研究,有利于提高建筑结构设计水平,从而提高建筑工程质量。本文笔者从建筑的结构设计原则、建筑结构设计中的问题以及建筑结构设计中的问题对策等方面对建筑结构设计进行了探讨,希望对相关工作人员具有一定的借鉴意义。
关键词:建筑,结构,设计,问题,对策
中图分类号:TU3文献标识码: A
前言:随着建筑规模不断扩大,结构越来越复杂,功能也越来越多,因此对建筑质量及其安全性都提高了要求。文章中结合笔者多年来的工作实践,对建筑结构设计的重要原则进行了探讨,指出了当前建筑结构设计中存在的一些问题,并提出了相关应对措施,对促进我国建筑行业的发展具有非常重要意义。
一、建筑的结构设计原则
建筑结构主要受到外界风力压力的影响,还要承受各种垂直荷载力,同时具有较高的抗震要求,通常底层建筑受到风力影响较小。对于建筑而言,风力、自身荷载、地震等因素是影响建筑结构性能的主要因素。建筑物高度逐渐增加,建筑水平位移量也随之增大,若建筑具有较大侧移,必然会影响居住舒适度,对建筑物安全性造成严重威胁。因此,在进行结构设计时必须依照一定的设计原则,以提高建筑结构的整体性能。
1.合理进行方案设计
怎样才算是合理的结构设计方案呢,要从建筑结构体系和建筑结构形式上满足高层建筑的结构设计,而且还要做到在尽量节省资金的前提下做到最合理的设计。传力简单和受力明确体现了建筑结构体系的基本要求,在结构单元相同的时候,必须要选择相同的建筑结构体系。而且在选择合理化的建筑结构方案时,更应该注意建筑施工的材料、建筑施工的条件、建筑工程设计的需求以及建筑的地理位置条件等进行综合性的分析。
2.合理进行基础设计
每个建筑物结构的地理位置、地质地貌、相邻建筑物的影响等都是不同的,必须综合的分析,进而设计出最合理的基础设计。不仅这样,基础设计的好与坏对建筑物荷载以及建筑物上部的结构类型都有着重要的影响,尤其是高层建筑物,更需要考虑到建筑物荷载的分布情况。临近建筑物的影响也是不可忽视的,比如:临近建筑物存在着对该高层建筑物挡光、地基等影响的因素,这些都是不可忽视的。综合所有影响因素分析设计出更具合理化的基础设计方案,使建筑物在实用、美观、安全等性能上发挥更大的空间。
3.合理进行计算简图设计
建筑结构设计的安全性是建立在对数据正确计算的基础上的,而提到计算就引出了计算简图,如果计算简图的计算不合理,那么将会对建筑物造成相当严重的安全隐患。为了能进一步保证计算简图对建筑结构设计以及建筑物以后使用中的安全性,我们应该在实践中采取相应的构造措施。选择合理的计算简图是保证高层建筑结构设计安全的基础条件。不合理的计算机结构简图,会使在计算中对结构节点处理不当,导致建立错误的结构模型,使得高层建筑产生结构安全事故。在实际的建筑机构设计中,应该尽量的降低计算误差,将建筑结构计算简图尽可能的控制在规定的范围之内,以进一步提高计算简图的精确性,也为整个建筑结构设计的安全性奠定了良好基础。
二、建筑结构设计中的问题
1.扭转问题。建筑结构设计中,建筑三心由结构中心、几何形心与刚度中心组成,在结构设计过程中,力求做到建筑三心汇集于一点,实现三心合一。建筑结构设计中的扭转问题,在设计过程中可能无法实现三心合一。建筑受到水平压力作用影响,进而产生扭转振动问题.
2.受力性能问题。针对建筑物而言,建筑设计师在确定初始方案设计时,必须考虑到空间组成特征,考虑到建筑具体的结构特点。建筑结构重力始终与地面呈向下作用。
3.短肢剪力墙设置问题。针对新建筑规范,通常将墙肢截面高厚比为5一8的墙体定义为短肢剪力墙.结构设置过程中,必须按照实际实验数据与施工经验要求,目前短肢剪力墙的是使用与增加,具有较多的限制因素。由于较薄的墙肢厚度,通常在200mm左右范围,在梁和墙的连接处,存在有暗柱、端柱或翼墙竖向钢筋的影响,导致相连接的梁无法达到设计所需的宽度,梁的强度可能存在缺陷。短肢剪力墙若存在较短的墙肢,墙肢与异形柱的受力性能较为接近,不利于截面抗扭。因现代化建筑的需求,许多建筑设计中都设置有地下车库、商业用房等底层大空间设施,针对短肢墙体结构来说,落地的墙肢,影响了车辆的流通,需要增设有结构转换层。
4.超高问题。通常而言,建筑结构的抗震、防火、超高结构体系规范,在建筑中,没有一个统一、明确的规定与划分,通常认为高度超过24m的建筑,就划分为建筑范围,而超过100m的建筑,就属于超建筑范围。在现有的建筑抗震、高度规范设计中,都要求严格限制建筑结构高度,然而在实际的建筑结构设计过程中,通常会出现各类问题,由于结构类型变更,导致施工图未能及时通过审查。要求设计师必须重新设计方案,通过专家会议讨论与商核,才能确定设计方案,进而增加了工程造价的成本与工期,影响了整体规划。
5.建筑物嵌固端的设置问题。许多建筑通常都设置有两层及以上的人防地下工程与地下室,因此,嵌固端可能在地下结构顶板处设置,可能在人防顶板处设置。所以,嵌固端设置问题上,建筑设计师通常不注重嵌固端设置,可能会导致一系列问题。而忽略任何一个小细节,均可能在后期工作中,大量修改建筑隐患,降低居住舒適度。
三、建筑结构设计中的问题对策
1.针对扭转问题。为确保建筑物免受水平荷载作用影响,引起扭转性破坏。建筑设计人员,必须确定合理的结构形式、平面布局,尽可能实现建筑的三心合一
2.针对受力性能问题.在建筑设计中,首先要求设计师必须明确结构体重的地基承载力,同向下作用力之间的关系。所以,建筑在方案选择阶段,必须总体设想承重墙、承重柱的数量与布局。
3.针对短肢剪力墙设置问题。在布置短肢剪力墙结构时,通常要遵循以下原则:选择适中数量的短肢墙,符合抗侧力需求、竖向荷载需求。尽量均匀分布好短肢墙,不宜存在较大差异的轴心应力。若存在平面凹凸较多、风力较大、抗震需求时,在凸部分、角点处、平面外边缘,必须布置有短肢墙,以使其平面刚性和整体性达到要求。必须拉直和对齐各短肢墙,使其同连梁形成连续跨数多、规整的抗侧力片。若不能完全实现时,可允许在局部范围内错开,短肢墙同两方向的梁进行连结,尽量在墙肢竖平面内布置连梁,控制连梁宽度等同于墙肢厚度。控制墙肢的厚度,不宜过厚,间隔墙表面尽量少凸出或不凸出,也不应太薄,以便于稳定和施工,通常选择300mm、250mm或200mm为宜,可部分布置混合、较长的异形柱和墙。
4.针对超高问题。对于建筑而言,在结构设计初始阶段,就必须确定好建筑的高度,不能影响建筑类型变更,而影响建筑成本与工期。
5.针对建筑物嵌固端的设置问题。在建筑结构设计阶段,设计师要考虑到嵌固端设置合理性,嵌固端设在地面层时,地面宜设置刚性地坪,以保证传力的可靠。嵌固端在地面层或地下层时,仅表示嵌固端的水平位移受到约束,而转角则不能设为约束。
四、结束语
综上所述,建筑作为一个全面、系统的工程,要求设计师必须具有扎实的设计知识功底,具有灵活思维、负责态度,与其它专业设计进行紧密配合,做到事无巨细,对错误进行总结与反思,吸取经验教训,更加合理的设计高层建筑结构,确保建筑结构的安全性与永久性。
参考文献:
[1] 黄琛雄.高层建筑结构设计中常见的几个问题及对策[J].中华建设,2007(12).
[2]于险峰.高层建筑结构设计特点及其体系 [J]. 建筑技术,2009(24).
[3] 李建峰,王兆利,郁有升.高层建筑结构设计要点分析 [J]. 城市建设理论研究,2012(07).
[4] 黄新富. 浅谈高层建筑结构设计的问题及对策研究[J]. 建筑遗产,2 0 1 3,( 1 2): 1 7 0 -1 7 0 .
关键词:建筑,结构,设计,问题,对策
中图分类号:TU3文献标识码: A
前言:随着建筑规模不断扩大,结构越来越复杂,功能也越来越多,因此对建筑质量及其安全性都提高了要求。文章中结合笔者多年来的工作实践,对建筑结构设计的重要原则进行了探讨,指出了当前建筑结构设计中存在的一些问题,并提出了相关应对措施,对促进我国建筑行业的发展具有非常重要意义。
一、建筑的结构设计原则
建筑结构主要受到外界风力压力的影响,还要承受各种垂直荷载力,同时具有较高的抗震要求,通常底层建筑受到风力影响较小。对于建筑而言,风力、自身荷载、地震等因素是影响建筑结构性能的主要因素。建筑物高度逐渐增加,建筑水平位移量也随之增大,若建筑具有较大侧移,必然会影响居住舒适度,对建筑物安全性造成严重威胁。因此,在进行结构设计时必须依照一定的设计原则,以提高建筑结构的整体性能。
1.合理进行方案设计
怎样才算是合理的结构设计方案呢,要从建筑结构体系和建筑结构形式上满足高层建筑的结构设计,而且还要做到在尽量节省资金的前提下做到最合理的设计。传力简单和受力明确体现了建筑结构体系的基本要求,在结构单元相同的时候,必须要选择相同的建筑结构体系。而且在选择合理化的建筑结构方案时,更应该注意建筑施工的材料、建筑施工的条件、建筑工程设计的需求以及建筑的地理位置条件等进行综合性的分析。
2.合理进行基础设计
每个建筑物结构的地理位置、地质地貌、相邻建筑物的影响等都是不同的,必须综合的分析,进而设计出最合理的基础设计。不仅这样,基础设计的好与坏对建筑物荷载以及建筑物上部的结构类型都有着重要的影响,尤其是高层建筑物,更需要考虑到建筑物荷载的分布情况。临近建筑物的影响也是不可忽视的,比如:临近建筑物存在着对该高层建筑物挡光、地基等影响的因素,这些都是不可忽视的。综合所有影响因素分析设计出更具合理化的基础设计方案,使建筑物在实用、美观、安全等性能上发挥更大的空间。
3.合理进行计算简图设计
建筑结构设计的安全性是建立在对数据正确计算的基础上的,而提到计算就引出了计算简图,如果计算简图的计算不合理,那么将会对建筑物造成相当严重的安全隐患。为了能进一步保证计算简图对建筑结构设计以及建筑物以后使用中的安全性,我们应该在实践中采取相应的构造措施。选择合理的计算简图是保证高层建筑结构设计安全的基础条件。不合理的计算机结构简图,会使在计算中对结构节点处理不当,导致建立错误的结构模型,使得高层建筑产生结构安全事故。在实际的建筑机构设计中,应该尽量的降低计算误差,将建筑结构计算简图尽可能的控制在规定的范围之内,以进一步提高计算简图的精确性,也为整个建筑结构设计的安全性奠定了良好基础。
二、建筑结构设计中的问题
1.扭转问题。建筑结构设计中,建筑三心由结构中心、几何形心与刚度中心组成,在结构设计过程中,力求做到建筑三心汇集于一点,实现三心合一。建筑结构设计中的扭转问题,在设计过程中可能无法实现三心合一。建筑受到水平压力作用影响,进而产生扭转振动问题.
2.受力性能问题。针对建筑物而言,建筑设计师在确定初始方案设计时,必须考虑到空间组成特征,考虑到建筑具体的结构特点。建筑结构重力始终与地面呈向下作用。
3.短肢剪力墙设置问题。针对新建筑规范,通常将墙肢截面高厚比为5一8的墙体定义为短肢剪力墙.结构设置过程中,必须按照实际实验数据与施工经验要求,目前短肢剪力墙的是使用与增加,具有较多的限制因素。由于较薄的墙肢厚度,通常在200mm左右范围,在梁和墙的连接处,存在有暗柱、端柱或翼墙竖向钢筋的影响,导致相连接的梁无法达到设计所需的宽度,梁的强度可能存在缺陷。短肢剪力墙若存在较短的墙肢,墙肢与异形柱的受力性能较为接近,不利于截面抗扭。因现代化建筑的需求,许多建筑设计中都设置有地下车库、商业用房等底层大空间设施,针对短肢墙体结构来说,落地的墙肢,影响了车辆的流通,需要增设有结构转换层。
4.超高问题。通常而言,建筑结构的抗震、防火、超高结构体系规范,在建筑中,没有一个统一、明确的规定与划分,通常认为高度超过24m的建筑,就划分为建筑范围,而超过100m的建筑,就属于超建筑范围。在现有的建筑抗震、高度规范设计中,都要求严格限制建筑结构高度,然而在实际的建筑结构设计过程中,通常会出现各类问题,由于结构类型变更,导致施工图未能及时通过审查。要求设计师必须重新设计方案,通过专家会议讨论与商核,才能确定设计方案,进而增加了工程造价的成本与工期,影响了整体规划。
5.建筑物嵌固端的设置问题。许多建筑通常都设置有两层及以上的人防地下工程与地下室,因此,嵌固端可能在地下结构顶板处设置,可能在人防顶板处设置。所以,嵌固端设置问题上,建筑设计师通常不注重嵌固端设置,可能会导致一系列问题。而忽略任何一个小细节,均可能在后期工作中,大量修改建筑隐患,降低居住舒適度。
三、建筑结构设计中的问题对策
1.针对扭转问题。为确保建筑物免受水平荷载作用影响,引起扭转性破坏。建筑设计人员,必须确定合理的结构形式、平面布局,尽可能实现建筑的三心合一
2.针对受力性能问题.在建筑设计中,首先要求设计师必须明确结构体重的地基承载力,同向下作用力之间的关系。所以,建筑在方案选择阶段,必须总体设想承重墙、承重柱的数量与布局。
3.针对短肢剪力墙设置问题。在布置短肢剪力墙结构时,通常要遵循以下原则:选择适中数量的短肢墙,符合抗侧力需求、竖向荷载需求。尽量均匀分布好短肢墙,不宜存在较大差异的轴心应力。若存在平面凹凸较多、风力较大、抗震需求时,在凸部分、角点处、平面外边缘,必须布置有短肢墙,以使其平面刚性和整体性达到要求。必须拉直和对齐各短肢墙,使其同连梁形成连续跨数多、规整的抗侧力片。若不能完全实现时,可允许在局部范围内错开,短肢墙同两方向的梁进行连结,尽量在墙肢竖平面内布置连梁,控制连梁宽度等同于墙肢厚度。控制墙肢的厚度,不宜过厚,间隔墙表面尽量少凸出或不凸出,也不应太薄,以便于稳定和施工,通常选择300mm、250mm或200mm为宜,可部分布置混合、较长的异形柱和墙。
4.针对超高问题。对于建筑而言,在结构设计初始阶段,就必须确定好建筑的高度,不能影响建筑类型变更,而影响建筑成本与工期。
5.针对建筑物嵌固端的设置问题。在建筑结构设计阶段,设计师要考虑到嵌固端设置合理性,嵌固端设在地面层时,地面宜设置刚性地坪,以保证传力的可靠。嵌固端在地面层或地下层时,仅表示嵌固端的水平位移受到约束,而转角则不能设为约束。
四、结束语
综上所述,建筑作为一个全面、系统的工程,要求设计师必须具有扎实的设计知识功底,具有灵活思维、负责态度,与其它专业设计进行紧密配合,做到事无巨细,对错误进行总结与反思,吸取经验教训,更加合理的设计高层建筑结构,确保建筑结构的安全性与永久性。
参考文献:
[1] 黄琛雄.高层建筑结构设计中常见的几个问题及对策[J].中华建设,2007(12).
[2]于险峰.高层建筑结构设计特点及其体系 [J]. 建筑技术,2009(24).
[3] 李建峰,王兆利,郁有升.高层建筑结构设计要点分析 [J]. 城市建设理论研究,2012(07).
[4] 黄新富. 浅谈高层建筑结构设计的问题及对策研究[J]. 建筑遗产,2 0 1 3,( 1 2): 1 7 0 -1 7 0 .