摘要:近些年我国经济高速运行,大量的资本流入各行各业,建筑需要设计施工。建筑结构设计又是建筑设计中重要的一环,结构设计者在设计过程中不得不面对很多比较棘手的问题。文章探讨了建筑结构设计中常见的问题、提出了有效的解决措施,通过这些来帮助结构设计者更好地进行结构设计。
关键词: 建筑结构设计;问题;优化对策
引言: 在建筑工程项目建设中,结构设计至关重要,与建筑工程居住舒适度以及整体安全性密切相关。随着科学技术的快速发展,建筑结构的功能以及类型越来越复杂,对于建筑结构设计的要求比较高,只有全面把握建筑工程结构设计难点,并应用先进的设计方式,才能够保证建筑工程项目建设质量。因此,亟须对建筑工程结构设计中的问题以及优化对策进行深入研究。
一、建筑结构设计中常见问题
1、建筑基础选型不当
地基对于建筑工程结构的稳定性影响较大,在地基设计中,必须保证地基结构的承载力以及稳定性。但是,在当前的建筑结构设计中,对于地基选型的重视度比较低,如果基础选型不当,或者没有注明相应基础型式相关的不利场地地质因素及注意事项,在基础及主体结构施工过程中可能会发生沉降、倾斜等情况,从而影响结构的安全性和稳定性。
2、低含钢率问题
很多施工单位过于追求低含钢率,特别是在当今社会下,由于建筑行业近些年发展十分迅速,新建工程越来越多,很多建筑企业就已经开始打压含钢率,这不仅仅呈现在了建筑施工中,同时盲目追求含钢率还表现在建筑结构设计方面,这样就增加了建筑结构设计人员的工作压力,不仅要确保建筑工程的经济效益,同时也要保证质量,但二者难以同时兼顾。
3、结构设计荷载取值不合理
对于不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架和框架-抗震墙房屋,如果地基受力层范围内不存在软弱黏土层,则可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算,这对于基本风压较大的地区,风荷载作用则显得尤为重要,设计过程中如果没有考虑风荷载作用,则会直接影响到结构及地基安全。另外,设计过程中由于建筑功能布置经常调整,结构设计人员如果没有及时复核荷载的话,很容易造成荷载误输或漏输,这都容易造成结构安全隐患。
4、结构布置方案不合理问题
结构设计的第一步就是要先确定结构的布置方案,结构设计工程师在实际工作中经常存在的问题主要表现在以下两方面:墙、柱竖向构件布置比较随意,只要结构整体参数指标通过即可,没有从整体结构概念上判断布置的合理性。梁、板平面布置中为了省事,板跨做的较大,从而造成梁、板配筋都较大,这样既不经济也不合理。结构布置方案直接影响到后续结构设计工作的方方面面,如果布置不合理的话还会影响到结构的整体抗震性能。所以要重点把控。
二、建筑结构设计优化措施
1、优化基础选型
在基础选型过程中,应注意以下几点:根据地勘报告、上部结构型式及工程项目实际情况,选择两种合适的基础型式,从技术性、经济性及安全性等方面进行比较,确定较优的基础方案。对于地质条件比较复杂的地区,应结合当地成熟的实践经验综合考虑,并提出必要的施工安全措施及注意事项。另外,还要结合有无地下室、有无人防及抗浮水位高低情况综合全面考虑。
2、合理控制含钢量
起初,建设单位对设计院在含钢量的控制指标方面并没有特别的规定和要求。大多数结构设计工程师在设计过程中为了绘图快速省事,工作做得比较粗放,的确存在用钢量较大的情况。但随着经济的快速发展,新建工程越来越多,建设单位尤其是开发商开始注重设计院在设计过程中对于含钢量的把控,提出相应的含钢量控制指标要求,有的还会给出相应的奖惩措施。勘察设计工作是工程建设的第一步,也是优化工作的重点和源头,结构方案优化工作,尤其是地下室结构方案和上部主体结构布置方案优化可以给建设单位节省大量的成本,也可以避免不必要的浪费。这就对结构设计工作者提出了更高的要求,也带来了一些工作压力。结构设计者应转变设计思路,将工作做细,设计过程中应整体把握重点,全面地理解规范条文的本意,优选结构方案,设计过程中该加强的关键部位和薄弱部位应予以加强配筋,普通部位也不应过多的超过计算配筋和构造配筋,避免造成不必要的浪费。
3、复核荷载布置及取值
荷载布置是结构建模前处理中的基础环节,但荷载布置及取值的准确与否,直接影响到计算结果的准确性。所以,在进行结构施工图绘制前,应全面地检查结构的荷载布置及取值是否准确,是否存在荷载遗漏等情况,以避免结构构件配筋结果偏小而带来的结构安全隐患。
4、优化结构布置方案
对于框架结构或框剪结构,应先根据建筑平面功能布置及轴网尺寸,确定框架柱布置。对于梁、板布置,一般柱网尺寸较大,应按单次梁布置、十字梁布置、井字梁布置分别计算比较,选择较优方案。剪力墙结构,一般用于高层建筑,高宽比较大,平面凹凸部位较多,地震作用及风荷载作用都较大,结构分析整体参数较难算过,剪力墙布置较为关键。剪力墙布置过程中,应避免布置过多联肢短墙,可在山墙等结构外围部位适当布置一些长墙,可以提高结构的整体抗扭能力,抗震效果会更好。
三、结束语
结构设计的合理与否,直接关系到建筑的安全性与稳定性。结构工程师在设计过程中应与各专业积极沟通协调,选择抗震性能较好的基础方案和上部主体结构布置方案,设计过程中应避免结构设计参数及荷载误输或漏输,合理控制含钢量,设计出更好的建筑产品。
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