建筑结构设计基本原则及合理设计方案

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  【摘要】结构设计直接决定着建筑质量,也影响着建筑稳定性与安全性。由此,保证建筑结构设计的科学性、合理性,在建筑施工中发挥着重要性作用。本文在分析建筑结构设计原则的前提下,有针对性地提出了几点合理设计方案,以提高建筑质量,保证建筑的安全性。
  【关键词】建筑结构设计;基本原则;设计方案
  从本质上分析,质量作为建筑工程项目的核心点,为了能够提高建筑工程质量,就需要保证建筑结构设计的合理性、科学性,所以建筑结构设计方案尤为重要。对于建筑结构设计而言,设计方案因为受到不同方面因素的影响,从而难以实现设计的真正意图,或者是未根据设计方案进行施工,不但导致各项资源严重浪费,还会对建筑行业的发展带来一定负面影响。
  1、建筑结构设计原则
  1.1抓大放小的基本原则
  建筑结构是由不同的构件协同组成,不同构件发挥的作用也有着一定区别,由此就存在轻重之分。当发生意外力量的冲击,各个构件之间在协同抵抗的前提下,也要保证关键构件的安全性,否则就可能会造成不可估量的后果[1]。针对建筑中的关键构件,必须要进行全力保护,针对其他构件在特殊情况下要以保护关键构件为主。基于此,在建筑结构设计中要分清主次,严格秉承抓大放小的基本原则。
  1.2刚柔并济的基本原则
  若是建筑结构设计的过于刚硬,就会减弱结构变形能力。当受到较大破坏力时,就可能造成建筑结构严重受损。若是建筑结构设计的过于柔和,那么在遇到外力时就可能会总体倾覆[2]。基于此,在建筑结构设计时要严格落实刚柔并济的基本原则。为了能够实现建筑结构的刚柔并济设计,就必须综合分析所有构件特性,针对各个位置与各个结构都必须贯彻刚柔并济的基本设计原则。
  1.3打通关节的基本原则
  关节是建筑结构体系中的重要一环。然而纵观建筑結构设计实际情况,因节点设计不合理而引发建筑质量问题的例子相对较多。理想情况下,建筑结构体系之中是不需要关节的,所有的外力都可以及时的削弱或者是传递。所以进行建筑结构设计过程中必须要打通所有关节,使外力能够在各个关节位置畅通无阻。
  1.4多道防线的基本原则
  为了保证建筑结构的安全性、稳定性以及可靠性,在进行建筑结构设计时必须层层设防。在遭遇严重灾害时,一切抵抗外力的建筑结构经过协同作用,能够有效减小外力,最大程度上减小损害。若是仅仅依靠某一构件,那么是极其危险的[3]。比如,框架剪力墙要优于纯框架;多肢剪力墙要优于单片墙,充分表明了多道防线的重要性。
  1.5以人为本、绿色环保的基本原则
  在保证建筑安全性、耐久性以及适用性的前提下,应根据人们的真实需要,追求于建筑的舒适性与环保性。第一,建筑工程的根本性目标就是为人们所服务,针对人们对建筑舒适性提出的严格要求,在结构设计中要贯彻以人为本的基本原则。第二,面对全球自然生态环境的恶化问题,绿色建筑已经成为了一种新的趋势,所以在结构设计中也要秉承绿色环保的基本原则。
  2、建筑结构的科学、合理设计方案
  2.1以结构设计与构造作为出发点
  针对建筑结构设计的计算,必须要重视下述几点问题:①对底框砌体结构进行合理验算;②选择准确的方法进行楼板计算;③保证荷载计算的准确性;④根据实践经验分析与判断计算结果的准确性,然后再决定是否以此作为基本依据展开施工设计。关于建筑结构的构造,需要重视下述几点问题:①高度关注构件配筋率极限值问题,若是建筑对抗震有着严格要求,那么在进行设计时必须综合分析建筑构造延伸性,确保构件达到最小配筋率基本要求;②根据标准要求配置钢筋,同时确保钢筋可以满足各个位置的延伸、搭接与锚固具体要求;③选择科学、有效的融热通风等有关方式,防止屋面温度升高产生应力,导致墙体发生开裂等问题。
  2.2以抗震要求作为出发点
  从本质上分析,建筑工程应具有相应的抗震能力,特别是民用建筑,所以建筑结构设计要综合分析其抗震性,主要通过二阶段设计达成三水准抗震设计要求。一是多层砌体结构,以横墙承重或纵墙承重的建筑结构体系为主。针对纵墙与横墙的设计,必须确保均匀对称,而且在竖向方面应保证上下的连续性,在房屋的转角位置与尽端不要设计楼梯,从而在遇到地震灾害时,能够避免发生坍塌伤人事故。二是多层高层的钢筋砼结构,应以双向抗震墙与框剪等有关抗侧力结构为主,从而有效承担地震力。从框剪体系方面分析,各个抗侧力结构必须在空间层面达到协同工作状态。对于抗震墙间的屋盖与楼盖长宽比要进行有效控制,切实提高抗震墙自身刚度,楼盖以及屋盖安全性。在建筑结构布置过程之中,应该优先选择较为规则的结构。对于比较复杂的结构需要建立防震缝,将其设计成比较规则的结构单元。
  2.3以地基情况作为出发点
  由于地基的沉降问题,建筑结构构件很容易发生不同层面上的损坏,或者是出现不同情况的开裂问题,尤其是高层、超高层建筑,地基需要进行深埋,使得此类问题更加的明显。基于此,在进行建筑结构设计时需要高度重视地基沉降影响要素。针对高层建筑,地基应以桩筏或者是桩箱有效融合的方式为主,群桩的建立必须与上部结构重心组相统一,以确保箱体总体刚度达到标准要求。针对多层建筑,软土层厚度相对偏大,需要借助于软土地基处理技术有效管理多层建筑沉降问题。与此同时,应综合分析地基实际情况、建筑上部结构等,然后根据建筑结构设计现实状况,明确地基处理具体范围以及需要达到的技术指标。通过对地基处理技术方案科学性、可行性、经济性等的综合分析与研究,确定最理想的处理技术方案。
  总结:
  基于新时代环境下,随着我国建筑行业的快速发展,关于建筑结构设计也有了新要求、新目标。从本质上分析,结构设计直接决定着建筑的安全性与稳定性。所以要将建筑结构设计工作放在第一位,严格落实结构设计基本原则,确保结构设计方案的合理性、科学性,同时综合分析各种影响要素,提高结构设计方案的可行性与经济性,从而切实保证建筑的安全性与稳定性。
  参考文献:
  [1]李渊.建筑结构设计基本原则分析及合理设计方案探讨[J].建材与装饰,2016(36):78.
  [2]施东昊,段国令.建筑结构设计基本原则及合理设计方案探析[J].科技创新与应用,2014(27):255.
  [3]秦永林,徐浩博,张莹.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2018(33):58.
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