西北综合勘察设计研究院安徽分院 安徽合肥 230000
摘要:经济社会的快速发展,使人们对于房屋建筑工程的要求越来越高,为满足人们对居住环境的高标准和严要求,国家对房屋建筑行业的监督、管理工作力度也在不断加强。而房屋建筑结构作为确保建筑使用寿命、功能性、美观性的重要基础,也开始受到越来越多的关注。采取有效措施优化房屋建筑结构设计,提升建筑安全性、经济性等成为越来越多人关心的问题。鉴于此,文章分析了房屋建筑结构设计中存在的问题,然后提出了具有针对性的优化策略,以供参考。
关键词:房屋结构;问题分析;优化设计
1房屋建筑工程结构设计中的问题
1.1细节不完善
目前在建筑工程结构设计工作的开展过程中主要考虑建筑的主体部分,对于细节性的问题不太重视,因此在建筑施工过程中形成许多隐患。像是在预埋件问题、区域划分结构均衡差、建筑内部空间预留问题等,都是设计细节问题,这些细节问题形成的威胁是特别突出的,可能会导致建筑内部结构发生变动,影响其他系统施工安装,降低建筑整体质量与效果,使建筑施工无法正常进行。像是在建筑工程结构设计中常出现的预埋件问题,可能会因为考虑不完善进而造成后续施工无法进行,对改变后的建筑结构不再施工原有的施工方案,导致建筑整体的质量降低,使其耐久性下降。预埋件问题就是建筑工程结构中的预埋件设计失衡,导致建筑内部发生变动,影响建筑整体的质量与有效的应用。
1.2结构设计整体协调性较差
当前,在我国建筑工程结构设计中,其主要问题为设计方案缺乏整体协调性,不仅体现在工程内部各个功能部分,同时也体现在工程建筑与周边环境中。设计人员在开展设计之前,没有与施工单位和投资方开展深入交流,对建筑使用要求缺乏全面的掌握和了解,在设计规划中存在各个功能区域各自为战的情况,建筑整体性存在严重缺陷。同时,在结构设计中,设计人员没有综合考虑项目周边的环境情况,对自然资源缺乏有效利用,甚至施工行为还会对生态环境带来负面影响。
2房屋建筑结构设计中优化技术的应用研究
2.1完善局部与整体优化环节
在优化技术中,房屋建筑结构局部优化与建筑结构整体优化均占据着十分重要的位置,其对房屋建筑整体的优化设计也有着非常显著的影响。所以,设计人员需采取多种措施不断改善房屋建筑整体优化与局部优化设计工作。又因为房屋建筑结构设计的层次性和复杂性十分显著,且房屋结构设计中所涵盖的内容也相对较多。所以设计人员在优化设计工作中,要结合工程设计的上述特点,不断提高建筑房屋结构优化设计的全面性。另外,在设计中应科学地选择建筑结构建设的主要材料和构件,将重点放在房屋建筑整体结构的优化设计上,进而不断完善建筑结构的性能,有效提高建筑结构优化设计的质量,满足房屋结构设计的多样化要求。
2.2优化建筑基础方案选择
在建筑的施工建设过程中建筑的基础合理布置以及设计方案的制定,是整个建筑结构形式设计的重要内容,基于现阶段建筑基础设计技术发展来看,我国建筑的基础形式有很多种选择,根据施工工程造价以及施工难度来针对性选择基础设计模式。建筑的基础设计方案选择一定要进行综合性、全方位和多层次的考虑,并在选择基础设计方案的过程中,把上层结构以及基础结构分离开,重点考虑建筑结构设计过程中可能会出现的开裂问题,确保能够满足工程建设的质量和安全性需求。
2.3建筑结构的平面设计
在建筑的结构平面设计中应该重点思考建筑的传力和受力的平衡性问题,结构设计应该确保建筑在承受很大荷载时,避免发生建筑抗震性能耗损的现象,需要结构的平面设计实现规整化与简单化。应进一步做到以下几个方面:第一,平面设计应该遵从均匀、对称、规则以及简单的设计准则;第二,建筑的长宽比应符合规范要求,应该确保平面的宽度,限制平面的长度,确保平面结构的刚度,进一步控制长矩形平面的使用,以防止产生太大的扭转效应;第三,进一步避免使用细腰形与角部交叠平面,这种平面的协同能力差,连接很弱,假如将这种平面运用于很复杂的高层结构中,还需要进一步对细腰处楼板采取加强措施,确保结构设计的有效性;第四,建筑中如伸缩缝以及沉降缝等结构设置,会形成独立的结构单元,这些结构单元应该确保刚度的对称性以及平面形状的规则性,才不会让建筑在地震中遭到破坏,对于刚度偏心的问题,应该在设计的过程中采取内力分析方法,对结构开展精确的计算,保证结构的安全性。
2.4建筑结构的竖向设计
建筑的楼层会逐渐增加,为维持建筑的稳定性,建筑刚度增加的同时,竖向荷载也逐渐加大,而且随着建筑高度的增加,侧向力也在持续扩大,在竖向设计中处理的首要问题就是避免出现薄弱层。假如建筑中具有薄弱层,那么地震发生的时候首先会损坏薄弱层,对建筑整体的安全以及稳固产生重大影响。所以,在结构竖向设计时应该注意建筑立面多选择梯形以及矩形等规则的形状,确保结构的形状稳定,在设计的过程中让结构的刚度、承载力从下至上均匀变化,逐渐减小,不形成突变。还可以通过控制混凝土的强度,控制剪力墙的轴压比值以及合理布置剪力墙等来确保结构拥有良好的延展性,提升结构的抗震性能。
2.5建筑结构的抗震设计
抗震设计可以确保建筑结构的牢固性,在对建筑实施抗震设计时应该整体考虑建筑的性能,进一步分析其承载能力、刚性、延展性以及稳定性,在薄弱环节中进一步加强抗震措施,让建筑形成一个完整的抗震系统,让抗震效果达到最佳。第一,高层的结构设计应该同时具备一定的弹塑性以及刚性,进一步防止地震的时候建筑结构出现不能修复的变形;第二,结构设计应该避免刚性太大;第三,结构设计应该具有延展性很好的分系统,以防止结构的刚度不够时造成建筑整体的垮塌。抗震设计的重点就是掌握好的相关结构规则,最大限度地让结构的质心和刚心进行重合,提高的抗震性能。
2.6计算简图的合理利用
建筑结构在设计时,会涉及到很多构件,这些构件本身的尺寸大小、配筋问题等,都会涉及到相对应的计算问题。在建筑结构设计时,这些计算数据和相对应的信息,具有非常重要的作用,一旦在某一个计算环节当中出现偏差,必然会直接导致结构设计的效果受到影响。在针对相关内容进行具体计算时,会涉及到计算简图的选择和利用,因此,在针对计算简图或者是计算模型进行计算和具体选择的时候,一定要保证简图、模型与实际情况相符和。但是由于现阶段在高腾建筑结构设计过程中,其整个结构设计的流程具有一定的复杂性,所以在很多环节和方面,想要真正保证计算简图的合理性和有效性,都具有一定难度。针对这一现象,需要从各个方面的条件因素出发,对其进行综合分析,这样才能够保证计算简图在选择过程中的合理性。
结语
综上所述,针对当前建筑工程结构设计环节存在的问题,相关设计人员应强化对建筑工程结构设计工作的研究力度,采取针对性措施对存在问题进行有效解决,只有这样才能够在保证建筑工程结构美观、实用、安全的前提之下,以最小化的经济输出保证最大的经济效益,充分满足人们对建筑工程的使用需求,保证工程结构的安全性与稳定性,促进我国工程建设行业的可持续发展。
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