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【摘 要】 建筑工程结构设计是一项复杂的工作,要想使建筑工程能够达到满足人们居住的水平就必须做好建筑的结构设计工作。
【关键词】 建筑;结构设计;问题;解决对策
一、高层建筑结构设计原则
1. 基础方案合理
建筑结构基础方案是高层建筑结构设计的前提和基础,在实际的建筑结构基础方案设计中, 设计单位需要根据实际施工地质条件,根据实际建筑结构施工需求进行设计。同时建筑结构基础方案需要配置完善的施工地质调查报告,最大程度的发挥建筑物地基的潜力,必要的情况下设计人员还需要对地基的变形做好相应的演算。另一方面,设计单位还需要对建筑物进行综合性分析,尤其是对于建筑物负荷以及上部结构类型,通过对这些综合性分析,最终选定最适合的基础方案,从而可以在提高设计质量的基础上提高设计单位经济效益。
2.计算简图适当
计算简图设计, 也是高层建筑结构设计中需要注意的重要问题,主要原因在于高层建筑结构设计时需要对一些基本的数据进行计算分析,而这些计算分析都必须要建立在计算简图的基础之上。只有通过计算简图基础之上的数据分析,才可以提高高层建筑结构设计的安全性以及牢靠性。举例来讲,建筑物结构节点问题,建筑物结构节点并不是我们传统观念中的铰节点或者是钢节点,设计单位在进行计算简图设计时,需要对建筑物结构节点进行深入研究,提高计算简图计算的精确性,进而将计算简图的误差控制在合理的范围内。
3. 结构措施完善
除了基础方案合理以及计算简图适当这两大基本原则之外,还有一条基本原则是设计单位经常忽略的,那就是结构措施完善原则。设计单位在进行建筑物结构的设计时, 需要注意结构组件的延展性,例如建筑物中钢筋的锚固长度等。同时,设计单位还需要注意建筑物薄弱环节以及建筑物本身温度对于建筑物组件的影响,对于这两方面的问题,在实际的设计过程中,需要遵循“强柱弱梁、强剪弱弯以及强压弱拉”的基本原则,只有这样才可以提高高层建筑结构设计的安全性以及牢靠性。
二、 建筑结构设计中常见的问题与解决措施
1.建筑结构的选形分析
建筑工程的结构设计在整个工程中的造价占有很大的比例。当今我国各大小城市,常见的民用房结构主要有砖混结构、框架结构、高层剪力墙结构,建筑结构设计者应该根据所给的方案选择最为合适的结构形式来提高经济效益,同时从建筑地的实际情况出发,考虑到各种因素,设计出高质量,低成本的建筑工程。使用钢筋混凝土框架结构,砖混结构工程的造价占全部投资的60%以上,可以看出这种结构并不需要太多的钢筋混凝土,所以这种建筑结构最好是用在7 层楼以下的楼层建设。
同时砖混结构需要依赖于墙体承载部分的荷载,所以对于梁体的布置需要设计更为合理。通过与框架结构的对比,灵活性与实用性也较为不足。而对于7 到12层的楼房建筑,国家规定7 楼以上就需要安装电梯增加成本,随着楼层的加高,墙体承载荷载也同时加大,这种情况下框架结构就比较适用了,具有抗震的功效,这种结构还可以有效地降低材料的使用量,不仅降低了建筑工程的成本,还提高了建筑的安全性。若建筑结构设计者要设计12 层以上的楼层,就需要谨慎选用建筑结构,通过大多数设计者的经验,一般都会采用框架—剪力墙结构,剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱,能承担各类荷载引起的内力,并能有效控制结构的水平力。
钢筋混凝土墙板能承受竖向和水平力,它的刚度很大,空间整体性好,房间内不外露梁、柱棱角,便于室内布置,方便使用。剪力墙结构形式是高层住宅采用最为广泛的一种结构形式,这样的结构可以在中间设立刚性筒体,不仅使建筑结构能够做到所规定的设计刚度,而且还可以节省施工材料。
2.结构布置不合理的解决措施
最近几年,由于汶川、雅安等大地震的发生,一些专家学者指出,现行的建筑结构设计安全度已经不能很好地满足当前的安全保障。我国目前的抗震设防标准是偏低的,以50 年为分析周期,小震的重现期为50 年,小震烈度被超越的可能性为61.5%;中震的重现期为475 年,中震烈度被超越的可能性为10%。
建筑结构设计中的布置是一个很重要的环节,对建筑房子抗震性能有很好的提高作用,在设计建筑结构布置中,设计者需要考虑到很多的因素: 所在建筑地的地形、工程平面外形尺寸、抗側力分析、荷载的分布情况等。这些布置口头上可以说的头头是道,可是真正运用在实际当中,就会出现各种各样不同的原因而导致没有规定时所出现的效果,尤其是当建筑设计的外在非常复杂,设计者很难按简单化方案的方式施工,只要将问题控制在范围内即可。现如今的我国还没有对建筑结构设计作出明确的规定,如果再加上是初来的设计者缺乏实践的经验,很可能无法保证建筑结构的规定,有的设计师还一味地听投资商的意见,放任他们所说的无理要求,这样很有可能破坏原本的较为规范的设计,而出现各种问题,各种数据偏差,这样建筑结构设计就失去了它的意义作用。
3.建筑结构基础部分的设计问题
3.1 桩基选型不够合理。在建筑楼房的时候,当天然地基承载力不能满足时或地基变形超出规范限值时采用桩基,桩基需要考虑地势的合理性和可行性,对于所在地地底下的情况,还有桩基周围的环境情况都需要考虑,但是设计者往往会忽略这个问题,而产生最基本的步骤出现各种严重后果并产生资源损害,成本损失。有的设计者只勘测到所需要桩基的地下距离,所测的距离土壤没问题就决定可以施工了,却不清楚在所测的地下10 米位置存在着不良地基土,可能会导致楼房建筑好后会因为桩基的坍塌整座楼房全部损害的可怕后果,对于高层建筑的基础本分来说应该将桩穿过卵石层以达到稳定的效果,但是由于技术的有限,想要稳定的桩尖穿过卵石是比较困难的事情,整个施工的质量都没有保障。
3.2单桩承载力取值出现偏差或缺乏计算依据。由于成桩工艺的不一样,地基土对于不同的桩型承担能力也各不相同,对于这种承担能力的差异性,要按照规定的公式来计算桩型的承担能力,对于不同的桩型运用在不同的图层中极限侧阻力和极限端阻力都是各不相同的。很多的建筑结构技术人员为了图方便提供了经过计算得出来的设计参数,并且没有进行深度的环境调查就用所计算出来的数据引入地质报告中,直接使用报告的数据进行成桩,这样可能因为地势的高低、原本的地质情况就会出现和所得的数据有偏差,引起负面摩擦阻力的影响。
4.钢混结构构造方面存在的常见问题
4.1板-柱结构设计中存在的问题。板- 柱在以前建筑结构中是节约成本便捷的常用手段,但是,它自身有致命的缺点,板与柱之间连接的节点分析脆弱,一旦发生地震就会立马垮掉,过去在防震规范中没有对板- 柱设计作出相对的设计规定,这很容易影响到建筑设计者对于板- 柱结构的盲目使用,而没有意识到错误所在将会带来的危害。
4.2异形柱结构设计中存在的问题。现今的时尚社会,消费者们对任何事物都要有自己的独特性,住宅也不例外,很多住户在对于房屋的建筑上要求能够采用异形柱结构让建筑看着更加特别更加时尚,对于异形柱结构设计无论是房屋的高度、体型不规则、结构布置都很容易体现出来。由于我国对异形柱所使用的异形结构的承载能力,还有对抗震性的认识,房屋高度、结构及防震都已作出严格的掌握,在工作中有一点偏差就会出现坍塌。
4.3结构缝设置不合理,缝宽度不足。现在人们的居住要求不断提高,建筑物也越建越高,这样的同时超长建筑物会出现很多外在因素,高出的温度对结构有着不利影响,这种状态下结构缝设置就必须合理使用。有的设计师觉得结构设计过于复杂可以用后浇法来替代,后浇的技术是减少混泥土材料干缩影响,但是一旦温度发生变化就不能解决问题了。后浇带处的混泥土封闭了以后,如果再受到温度变化,那么将会完全不起作用。对于不能或不便设置温度伸缩缝的超长结构,除了单独使用后浇外,应该采取能够有效加强的措施。
结语
当今社会,建筑行业有了很大的发展,同时带动建筑结构设计也获得了很大的成果。建筑结构设计的发展,不仅满足人们的住房需求,而且大大保障了人们的生命安全,促进了我国建筑企业的发展。
参考文献:
1. 沈祖炎,温东辉,李元齐. 中国建筑钢结构技术发展现状及展望[J]建筑结构, 2009, 09: 15 ~ 24 + 14
【关键词】 建筑;结构设计;问题;解决对策
一、高层建筑结构设计原则
1. 基础方案合理
建筑结构基础方案是高层建筑结构设计的前提和基础,在实际的建筑结构基础方案设计中, 设计单位需要根据实际施工地质条件,根据实际建筑结构施工需求进行设计。同时建筑结构基础方案需要配置完善的施工地质调查报告,最大程度的发挥建筑物地基的潜力,必要的情况下设计人员还需要对地基的变形做好相应的演算。另一方面,设计单位还需要对建筑物进行综合性分析,尤其是对于建筑物负荷以及上部结构类型,通过对这些综合性分析,最终选定最适合的基础方案,从而可以在提高设计质量的基础上提高设计单位经济效益。
2.计算简图适当
计算简图设计, 也是高层建筑结构设计中需要注意的重要问题,主要原因在于高层建筑结构设计时需要对一些基本的数据进行计算分析,而这些计算分析都必须要建立在计算简图的基础之上。只有通过计算简图基础之上的数据分析,才可以提高高层建筑结构设计的安全性以及牢靠性。举例来讲,建筑物结构节点问题,建筑物结构节点并不是我们传统观念中的铰节点或者是钢节点,设计单位在进行计算简图设计时,需要对建筑物结构节点进行深入研究,提高计算简图计算的精确性,进而将计算简图的误差控制在合理的范围内。
3. 结构措施完善
除了基础方案合理以及计算简图适当这两大基本原则之外,还有一条基本原则是设计单位经常忽略的,那就是结构措施完善原则。设计单位在进行建筑物结构的设计时, 需要注意结构组件的延展性,例如建筑物中钢筋的锚固长度等。同时,设计单位还需要注意建筑物薄弱环节以及建筑物本身温度对于建筑物组件的影响,对于这两方面的问题,在实际的设计过程中,需要遵循“强柱弱梁、强剪弱弯以及强压弱拉”的基本原则,只有这样才可以提高高层建筑结构设计的安全性以及牢靠性。
二、 建筑结构设计中常见的问题与解决措施
1.建筑结构的选形分析
建筑工程的结构设计在整个工程中的造价占有很大的比例。当今我国各大小城市,常见的民用房结构主要有砖混结构、框架结构、高层剪力墙结构,建筑结构设计者应该根据所给的方案选择最为合适的结构形式来提高经济效益,同时从建筑地的实际情况出发,考虑到各种因素,设计出高质量,低成本的建筑工程。使用钢筋混凝土框架结构,砖混结构工程的造价占全部投资的60%以上,可以看出这种结构并不需要太多的钢筋混凝土,所以这种建筑结构最好是用在7 层楼以下的楼层建设。
同时砖混结构需要依赖于墙体承载部分的荷载,所以对于梁体的布置需要设计更为合理。通过与框架结构的对比,灵活性与实用性也较为不足。而对于7 到12层的楼房建筑,国家规定7 楼以上就需要安装电梯增加成本,随着楼层的加高,墙体承载荷载也同时加大,这种情况下框架结构就比较适用了,具有抗震的功效,这种结构还可以有效地降低材料的使用量,不仅降低了建筑工程的成本,还提高了建筑的安全性。若建筑结构设计者要设计12 层以上的楼层,就需要谨慎选用建筑结构,通过大多数设计者的经验,一般都会采用框架—剪力墙结构,剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱,能承担各类荷载引起的内力,并能有效控制结构的水平力。
钢筋混凝土墙板能承受竖向和水平力,它的刚度很大,空间整体性好,房间内不外露梁、柱棱角,便于室内布置,方便使用。剪力墙结构形式是高层住宅采用最为广泛的一种结构形式,这样的结构可以在中间设立刚性筒体,不仅使建筑结构能够做到所规定的设计刚度,而且还可以节省施工材料。
2.结构布置不合理的解决措施
最近几年,由于汶川、雅安等大地震的发生,一些专家学者指出,现行的建筑结构设计安全度已经不能很好地满足当前的安全保障。我国目前的抗震设防标准是偏低的,以50 年为分析周期,小震的重现期为50 年,小震烈度被超越的可能性为61.5%;中震的重现期为475 年,中震烈度被超越的可能性为10%。
建筑结构设计中的布置是一个很重要的环节,对建筑房子抗震性能有很好的提高作用,在设计建筑结构布置中,设计者需要考虑到很多的因素: 所在建筑地的地形、工程平面外形尺寸、抗側力分析、荷载的分布情况等。这些布置口头上可以说的头头是道,可是真正运用在实际当中,就会出现各种各样不同的原因而导致没有规定时所出现的效果,尤其是当建筑设计的外在非常复杂,设计者很难按简单化方案的方式施工,只要将问题控制在范围内即可。现如今的我国还没有对建筑结构设计作出明确的规定,如果再加上是初来的设计者缺乏实践的经验,很可能无法保证建筑结构的规定,有的设计师还一味地听投资商的意见,放任他们所说的无理要求,这样很有可能破坏原本的较为规范的设计,而出现各种问题,各种数据偏差,这样建筑结构设计就失去了它的意义作用。
3.建筑结构基础部分的设计问题
3.1 桩基选型不够合理。在建筑楼房的时候,当天然地基承载力不能满足时或地基变形超出规范限值时采用桩基,桩基需要考虑地势的合理性和可行性,对于所在地地底下的情况,还有桩基周围的环境情况都需要考虑,但是设计者往往会忽略这个问题,而产生最基本的步骤出现各种严重后果并产生资源损害,成本损失。有的设计者只勘测到所需要桩基的地下距离,所测的距离土壤没问题就决定可以施工了,却不清楚在所测的地下10 米位置存在着不良地基土,可能会导致楼房建筑好后会因为桩基的坍塌整座楼房全部损害的可怕后果,对于高层建筑的基础本分来说应该将桩穿过卵石层以达到稳定的效果,但是由于技术的有限,想要稳定的桩尖穿过卵石是比较困难的事情,整个施工的质量都没有保障。
3.2单桩承载力取值出现偏差或缺乏计算依据。由于成桩工艺的不一样,地基土对于不同的桩型承担能力也各不相同,对于这种承担能力的差异性,要按照规定的公式来计算桩型的承担能力,对于不同的桩型运用在不同的图层中极限侧阻力和极限端阻力都是各不相同的。很多的建筑结构技术人员为了图方便提供了经过计算得出来的设计参数,并且没有进行深度的环境调查就用所计算出来的数据引入地质报告中,直接使用报告的数据进行成桩,这样可能因为地势的高低、原本的地质情况就会出现和所得的数据有偏差,引起负面摩擦阻力的影响。
4.钢混结构构造方面存在的常见问题
4.1板-柱结构设计中存在的问题。板- 柱在以前建筑结构中是节约成本便捷的常用手段,但是,它自身有致命的缺点,板与柱之间连接的节点分析脆弱,一旦发生地震就会立马垮掉,过去在防震规范中没有对板- 柱设计作出相对的设计规定,这很容易影响到建筑设计者对于板- 柱结构的盲目使用,而没有意识到错误所在将会带来的危害。
4.2异形柱结构设计中存在的问题。现今的时尚社会,消费者们对任何事物都要有自己的独特性,住宅也不例外,很多住户在对于房屋的建筑上要求能够采用异形柱结构让建筑看着更加特别更加时尚,对于异形柱结构设计无论是房屋的高度、体型不规则、结构布置都很容易体现出来。由于我国对异形柱所使用的异形结构的承载能力,还有对抗震性的认识,房屋高度、结构及防震都已作出严格的掌握,在工作中有一点偏差就会出现坍塌。
4.3结构缝设置不合理,缝宽度不足。现在人们的居住要求不断提高,建筑物也越建越高,这样的同时超长建筑物会出现很多外在因素,高出的温度对结构有着不利影响,这种状态下结构缝设置就必须合理使用。有的设计师觉得结构设计过于复杂可以用后浇法来替代,后浇的技术是减少混泥土材料干缩影响,但是一旦温度发生变化就不能解决问题了。后浇带处的混泥土封闭了以后,如果再受到温度变化,那么将会完全不起作用。对于不能或不便设置温度伸缩缝的超长结构,除了单独使用后浇外,应该采取能够有效加强的措施。
结语
当今社会,建筑行业有了很大的发展,同时带动建筑结构设计也获得了很大的成果。建筑结构设计的发展,不仅满足人们的住房需求,而且大大保障了人们的生命安全,促进了我国建筑企业的发展。
参考文献:
1. 沈祖炎,温东辉,李元齐. 中国建筑钢结构技术发展现状及展望[J]建筑结构, 2009, 09: 15 ~ 24 + 14