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建筑结构设计过程中常见问题分析周鹤

发表时间：2020/12/24 来源：《基层建设》2020年第24期作者：周鹤

[导读] 摘要：现如今，我国是社会经济快速发展的新时期，以建筑结构设计工程为例，设计院人员若想最大程度提升施工效益，需要从源头做起，分析建筑结构设计中的常见问题，标记为重点，做好相应的要点处理工作。

        九易庄宸科技（集团）股份有限公司河北省石家庄 050700
        摘要：现如今，我国是社会经济快速发展的新时期，以建筑结构设计工程为例，设计院人员若想最大程度提升施工效益，需要从源头做起，分析建筑结构设计中的常见问题，标记为重点，做好相应的要点处理工作。基于此，本文对建筑结构设计工作的含义进行了概述，并将建筑结构设计中的常见问题加以明确，进而提出针对性的建筑结构设计对策。
        关键词：建筑结构；结构设计
        引言
        随着城市化进程不断发展，建筑层数不断上升，人们对于建筑结构设计安全性提出了更高的要求。然而当下在建筑结构设计的过程中，依然存在一些安全问题，有必要针对这些安全问题进行深入讨论分析，提出应对策略，推动我国建筑建设行业更好发展。
        1建筑结构设计中的常见问题
        1.1不同构造的结构设计问题
        埋置深度、地基基础以及上部结构方面设计工作是主要结构设计问题。基础类型与施工要求不符导致最终施工可操作性与质量受到影响，同时还会影响施工环境。比如，若是桩基间距不符合要求，则无法保证试桩结果合理性与准确性。若是桩身钢筋笼长度不足，那么，开展基础灌注桩施工作业时，则会对软弱土层穿越质量与效果产生影响，进而无法保证桩基满足规范标准。开展框架结构设计工作时，对于横向框架较为重视，而对于纵向框架较为忽视。
        1.2设计中嵌固端位置选取问题
        在高层建筑物的设计过程中，嵌固端位置的选取问题，影响了设计的合理性和安全性。嵌固端位置的选取对整个高层建筑物的结构设计非常重要，在某些设计中，简单地默认地下室顶板为建筑的嵌固端，这样的设计很不合理，是当前结构设计中的主要问题。另外，并没有对地下室顶板的刚度进行精确的计算，如存在楼板开大洞的情况，造成地下室顶板刚度损失过大，使顶板作为嵌固端的条件不足，很可能造成结构安全隐患。
        1.3建筑基础设计常见安全问题
        建筑基础设计对于建筑整体结构安全有着非常直接的影响，但当下在实际开展建筑基础设计的过程中，仍存在一些比较常见的安全问题。比如在开展基础设计工作之前，针对建筑施工现场水文地质条件勘察不够充分，直接选择参考建筑场地周边建设物地基情况作为建筑基础设计的重要依据，这必然给建筑基础设计带来严重威胁。在具体建筑基础设计环节中，没有做好各种影响因素的考虑，荷载取值不准确，基础拉梁荷载计算不合理，比如在开展多层框架建筑结构基础设计时，一般会选择采用柱下独立基础，但在具体结构计算方面，仅仅考虑持力层地基的反力值计算，没有考虑到关于软弱下卧层验算，最终为基础设计带来一些安全隐患，从而对基础设计安全带来一定不利影响。
        2做好建筑结构设计的对策及建议
        2.1　做好建筑地梁的设计
        针对地梁这一结构在设计过程中出现的问题，相关设计人员应该制定出相应的对策，提升建筑结构的稳定性，从保障该建筑安全质量水平的角度出发，完成地梁的设计工作。地梁具备良好的连接支撑作用，其可以从根基之上，维持建筑结构的功能特性。首先，相关设计人员需要对施工区域的水文地质材料进行收集与整理，预先将地梁可能出现的问题加以考虑，例如，地梁部件可能沉降于地基内部，或是在牵引力的作用下逐渐被拉伸变形。只有对建筑结构中的地梁部件在实际施工过程中面临的问题有明确认识，才能保障设计出的地梁具有极高的安全稳定性。其次，相关设计人员需要具备较高的技能水平及较丰富的设计经验，才能对地梁的设计标准加以规范，且促使施工而成的地梁结构更具有规范性。再次，相关技术人员还应将地梁结构在设计过程中所经受的摩擦力及阻力计算出来，进而使建筑结构中的地梁部件设计得更具准确性及稳定性。

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最后，相关技术人员需要将建筑地梁设计中的机械性能明确出来，才能将地梁设计与现场的差异探究明确，进而避免建筑地梁由于受力过度而出现变形或弯矩超标，进而影响到该部件的连接功能及结构的稳定性能。
        2.2注重建筑设计的整体质量
        根据有关调查研究发现，目前，我国民用建筑设计存在很多明显的漏洞，如标注不完整，设计粗糙，甚至出现了违反规章制度的设计。在这方面，民用建筑结构的设计师必须具有专业的知识和技能。通过不断的培训和实践来提高实际业务发展水平，改正工作态度以提高民用建筑结构的设计水平和质量。另外，在实际选择设计过程中，有必要对设计师的相关证书和资格进行审查，以提高土木结构设计的规范性。
        2.3对计算简图合理使用
        在高层建筑结构设计过程中，要善于合理地应用计算简图。计算简图指用一个简化的图形代替实际结构，反映实际结构的主要性能。高层建筑结构体系比较复杂，很难凭空想象结构的受力、传力模式，而如果能熟练地使用计算简图，就能在设计之初，对整体结构有相对明确的把控，对下一步精细设计进行完善的准备，虽然是计算简图，但是各种设计的要素和重点应全部涵盖，要保证从实际出发，真正地适用于该结构，以便于后期更好地进行对比和计算。另外，在计算过程中，要对各种影响计算结果的因素进行分析，对这些影响因素可能产生的影响进行预测和计算，尽可能地准确，保证将影响因素的作用降到最低，发挥出计算简图的作用。
        2.4做好建筑结构基础设计
        在具体开展荷载计算工作过程中，不应机械化地对基础设计公式进行直接套用，还需要充分考虑实际情况，结合建筑基础宽度与深度要求，在计算荷载时做好科学合理的修正，从而有效提高建筑地基承载力，保障建筑基础设计的稳定性。另一方面，受不同地质土壤性质的影响，地基容许承载力也各不相同，这对实际设计取值必然造成一定的影响。为有效解决这一问题，在实际进行基础设计时，还应参考规范验证公式，选择合理的验算方法。如果选择电算方法，则需要先结合实际需求，做好模型的制定与校核，比如针对筏板下满布桩，在实际设计时，可以应用比较广泛的变刚度调平方法，在此基础上，针对获得的最终结果，还应确保与有限元分析结果一一对应，从而有效降低计算误差，更好地保障建筑基础设计安全。在实际开展桩筏基础设计工作过程中，做好筏板厚度取值也非常重要，在具体实践过程中，通常需要先根据建筑层数，初步完成筏板厚度的估算，估算方法是：筏板厚度建筑层数50mm。在此基础之上，再以实际排桩情况为依据，完成角桩冲切、边桩冲切、墙冲切，的验算，通常会根据角桩冲切做好板厚的控制。在这里笔者需要强调一个特殊情况，针对短肢剪力墙结构群桩冲切，由于这种剪力墙墙体并不是封闭的状态，因此针对群桩冲切边界，实际取值比较困难，在这里可以根据实际设计经验，取近似值作为冲切边界，所围区域内短肢墙体内力能够作为抗力进行抵消，这种方法虽然无法保证完全准确，但在区域放大后，边界的开口效应依然会得到有效的削弱，因此仍是一种比较实用的设计方法。
        结语
        综上所述，建筑设计院开展的建筑结构设计工作包含多个施工工序，施工任务量较大，所应用到的施工工艺及技术要点具有复杂性，建筑内部的地梁、钢筋锚固及伸缩缝等多个施工工序均容易在设计过程中出现问题，因此，相关设计人员应该将以上工序所应用到的实质性施工技术作为重点，进而研讨相应的对策，以处理好这些施工工序常见的技术性问题，保障建筑结构设计方案的科学性、合理性。
        参考文献：
        [1]冯楚雪.基于BIM的建筑结构设计流程管理研究[D].武汉：湖北工业大学，2016.
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        [3]郭士刚.建筑结构设计中BIM技术的应用[J].工程技术研究，2017（11）：224-225.
        [4]李君永.建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析与研究[J].中国住宅设施，2017（01）：19-20+10.