[内容摘要]土木工程项目建设是我国当前发展社会经济的要点,同时可以给社会经济的发展提供推动力。尽管很多设计人员都明确意识到房屋建筑结构设计的重要性,但是其中存在的问题还是屡见不鲜,并且在短时间内并没有得到改善。
文章主要通过分析房屋建筑机构设计原则、程序及注意事项,对实际设计工作当中存在的问题进行简要的探讨,同时提出相关的设计优化策略。
[关键词]土木工程建设;房屋建筑;结构设计;常见问题;优化措施
房屋建筑结构设计的关键是对每一个工作环节当中需要实施的措施进行分析,在前期工作当中做好有关控制,减少实际项目建设施工中产生的问题。在人们的生活水平逐渐提升的当下,越来越多人关注房屋建筑结构的稳定性及安全性,以获得一个安全舒适的居住环境。这就需要以有效的房屋建筑结构设计作为基础,满足相关方面的要求,提高土木工程建设施工质量,同时为施工单位占据更高的建设施工行业市场份额提供条件。
一、房屋建筑结构设计概述
1、设计基本原则
土木工程项目建设中的房屋建筑结构设计需要满足基本的设计原则,这样才能够确保设计工作的有效性。房屋建筑结构设计人员需要遵循的设计基本原则为经济性原则、安全性原则及美观性原则,同时还需要确保结构设计的科学性和合理性,最大程度地减少后期建设施工中产生的变更问题。经济性原则是确保建筑企业及施工单位投入资金的合理性,促使企业综合效益的产生得到保障。设计人员在设计土木工程房屋建筑结构时,需要对每一个结构的构件进行分析及了解,结合建筑企业及施工单位的经济发展形势调整结构设计方案。安全性在任何一个工程项目建设当中都不容忽视。结构设计的安全性保障可以给人们的居住安全上一层保险,其作为结构设计的核心要求所有人员都明确其重要性。美观性原则的体现则在于房屋建筑各个结构之间的协调性,使其在性能和外观方面都能够达到相关标准。结构设计的合理性及科学性需要以后期建设施工的可行性作为基础。设计人员要确保房屋结构设计方案具有较强的可行性,可以让技术人员按照设计方案内容实施相关工作。
2、结构设计程序
设计人员在实施设计工作的过程中需要确保整个房屋建筑设计工作的开展都能够达到严格的程序要求,并且按照每一个步骤实施相关的结构设计工作。任何工作的开展都需要满足流程要求,虽然这主要是对技术人员提出的一项要求,但是设计人员也需要注重有关程序的有序性。设计程序的体现并不是要求设计人员硬性地循规蹈矩,而是需要按部就班灵活调整相关设计环节。设计人员在开展相关作业的过程中需要加强对房屋建筑结构的环保型及经济性等方面的有效体现,在安全性方面也需要进行充分考虑,促使整体设计方案更加合理。在开展不同项目内容的房屋建筑结构设计工作时,设计人员要对相应的构件进行设计分析,最终完整地体现设计图纸内容。
3、注意事项
第一,了解力学要求。设计人员要了解房屋建筑结构的相关力学要求才能够确保结构设计的准确性,为房屋建筑结构施工的稳定性及安全性提供保障。设计人员要掌握承重柱截面高度及轴压比的具体数据,同时加强横向和纵向的框架的协调性。第二,搜集相关资料。不同的土木工程房屋建筑结构设计施工需要满足不同的要求,设计人员在实施结构设计工作时,要掌握工程项目建设施工场地周围的环境,了解地形地貌及水文气象等,保证其与现实情况相符合。为了强化结构设计实效性,设计人员还可以通过BIM建模的方式全方位掌握与工程项目建设相关的资料内容。第三,审美与实用相结合。现代化房屋建筑主要需要为居民提供居住场地,同时要满足不同的审美需求。如今,很多人在建筑结构方面都有自己独特的审美,设计人员要在确保建筑结构的抗震性能、承重性能等的同时体现建筑物的美观性,让其能够满足不同业主的需求。
二、土木工程建设中房屋建筑结构设计的常见问题
1、图纸设计问题
图纸设计是土木工程建设中房屋建筑结构设计的要点,其需要作为整体项目设计的依据为建设施工作业的开展提供指导。部分设计人员在设计建筑结构的图纸时,为了尽快完成整体项目建设要求,在设计图纸当中没有清楚地说明每个结构的具体设计思路及形式,并且缺乏必要的结构标识。部分设计人员在没有完全掌握土木工程项目建设资料的情况下直接开展图纸设计,导致这项工作的开展缺乏准确的数据、信息支撑。由于部分土木工程房屋结构形式相似,部分设计人员就会直接套用以往的类似结构设计图纸,完全没有调整、修改相关参数,导致设计图纸与实际情况不符。图1为中国传统木建筑梁架设计图纸,在开展类似的建筑设计时,就存在设计人员直接拿这个图纸作为新的建筑结构设计的形式,不符合土木工程设计规范。
图1 中国传统木建筑梁架设计图纸
2、建筑选址问题
不同的土木工程项目在建设施工的过程中要满足不同的地理、环境条件。设计人员在实施结构设计工作之前,需要做好基本的建筑选址工作,这样才能够确保相关结构的优化。
我国针对特殊地形的土木工程房屋建筑结构设计做出了具体的规定,其中包括在跨越高度大于10m时,不能开展结构施工。设计人员在选址的过程中并没有按照要求确定建设施工场地,其存在直接对跨越高度大于10m的边坡位置及悬崖边缘等位置开展结构设计的情况。这种地形很容易产生滑坡问题,发生泥石流的几率也比较大。设计人员没有充分考虑建筑选址问题,导致建筑结构施工容易受到较大的影响。
3、结构体系问题
结构体系问题的产生会导致房屋建筑工程项目结构设计与实际情况存在较大的差异,由此可见设计人员要按照有关的体系构建要求完成设计任务。但是很多设计人员对于具体的体系设计缺乏优化整合,其在设计图纸当中体现出来的结构体系形式不满足工程项目实际的结构体系要求。其在设计平面体系时,没有达到平整度要求,还有部分设计人员缺乏对横向和纵向框架结构的重视,导致结构体系不对称,甚至不满足现代房屋建筑结构的抗震需求。
4、安全消防问题
现代房屋建筑设计施工逐渐需要满足多样化的需求,其中最主要的就是要保证建筑结构的安全性。近年来,我国自然灾害频繁发生,还有部分人为因素引发的火灾等,导致房屋建筑结构被损坏,影响人们的安全性。因此安全消防设计要求需要纳入到实际设计当中,但是部分设计人员在针对安全消防实施设计工作时,往往会更加注重项目建设的成本利用及美观性体现,进而使用大量的可燃性材料,不利于建筑结构的安全保障。特别是对于高层建筑来说,在发生火灾时,火势蔓延速度非常快,严重威胁人们的生命财产安全。
三、房屋建筑结构设计优化措施
1、转换设计思想
思想的转换可以让设计人员更加明确设计要点,摒弃传统设计中存在的弊端及通病,设计人员要以提高人们在居住过程中的舒适性及体现建筑物的节能性作为根本,完善结构设计整体效果。设计人员在工作当中需要明确自己的工作任务,其不仅要结合房屋建筑结构设计思想体现相关作业内容,还要对设计工作当中涉及的主要内容进行准确分析。针对同一个土木工程项目,设计人员在设计思想上呈现出差异性特征无可厚非,但是其还是需要找到最适合该项目的房屋建筑结构,不断调整优化,避免在后期建设中产生问题。在转换设计思想的过程中,设计人员要结合设计、施工及管理内容加强房屋建筑结构设计的全面性。
2、优化平面设计方案
平面设计与立面设计都是建筑结构设计的要点,设计人员固然需要协调两种设计形式,但是最基础的仍然是需要优化平面设计方案。设计人员要掌握不同房屋建筑结构的平面布局方式,在掌握房屋建筑的楼层高度及基本状况等信息之后,可以借助信息化技术将有关信息数据录入到平面设计系统中。之后,集成相关数据信息实现对平面设计方案的优化。虽然很多时候会发生遗漏,但是设计人员还是需要明确房屋建筑结构设计的侧重点,出具一份完整的平面设计方案。由于设计工作具有一定的主观性,因此房屋建筑结构设计难以达到十全十美的要求。设计人员之间就需要做好沟通协调,凸显自身的专业能力,达到优化平面设计方案的目的。
3、合理选择结构形式
不同的房屋建筑结构在建设施工中需要满足不同的结构形式要求,设计人员在实施方案设计时,要明确土木工程房屋建筑结构的形式,结合其用途、安全性能及稳定等进行充分考虑。房屋建筑结构的形式较多,设计人员可以利用框剪结构、剪力墙结构及框架结构等不同的形式体现房屋建筑的独特性。在利用不同的结构形式时,设计人员要有不同的针对性,特别是需要考虑到房屋建筑结构施工中各项材料的应用,同时要提高结构刚度,使其能够具备较强的性能。
4、优化整体结构设计
对整体结构设计进行优化要求设计人员与技术人员、管理人员等协同合作,以减少实际工作当中存在的问题。其中的重点是房屋建筑结构设计需要与功能性系统设计相结合,设计人员就需要做好电气系统、排水系统等方面的设计工作。设计人员需要做好排水管道的安装设计工作,对于其中出现的贯穿梁或者柱的情况进行逐一,避免产生混乱的情况。在设计电气管线时,设计人员要对梁体相关的安装孔洞进行分析,使其能够与墙体保持一致,为后续安装工作的开展提供便利。
四、结语
房屋建筑结构设计非常考验设计人员的专业能力,其需要协同技术人员完善相关的设计内容,对设计方案进行优化。设计人员在工作当中要保持有条不紊的状态,掌握建筑结构的具体形式要求。其还要结合现代建筑建设的要求,转变设计思想,凸显结构设计的价值,促进建筑行业可持续发展。
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