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结构设计在建筑结构设计中的应用探讨

发表时间：2021/4/21 来源：《基层建设》2020年第33期作者：陈际全

[导读] 摘要：基于我国经济的快速增长，使得建筑行业得到了飞速发展，对此，人们也越来越注重建筑工程实用性，为了更好的满足人们对建筑的多样化需求，就必须要提升对高层建筑框架结构的设计水准，实现建筑的实用性与美观性都能跟得上时代的发展。

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        摘要：基于我国经济的快速增长，使得建筑行业得到了飞速发展，对此，人们也越来越注重建筑工程实用性，为了更好的满足人们对建筑的多样化需求，就必须要提升对高层建筑框架结构的设计水准，实现建筑的实用性与美观性都能跟得上时代的发展。在实际的工程建设中，框架结构的设计是整个建筑工程中最基础也是最重要的一项工作，要想确保后期工程施工的安全性，就必须要提前打好稳固的基础。对此本文主要针对高层建筑工程的框架结构设计进行了充分且深入的探究。
        关键词：框架结构设计；建筑结构设计；应用
        引言
        框架结构是目前建筑工程中最常用到的一种结构形式，并且，其还具备较高较高的稳定性与安全性，同时，分割灵活、便于保管、自重较轻等是框架结构施工技术最明显的特点，这也是越来越多的施工单位经常用它的主要原因，尽管如此，框架结构施工技术在实际的建筑施工中仍然存在着诸多的不足，并对建筑的整体施工质量产生了较大的影响。对此，施工单位要紧跟建筑行业的发展步伐，勇于创新与探索，让框架结构施工中存在的问题得以完美解决，进而为建筑行业的可持续发展提供保障。
        1.框架结构设计的基本原则
        在进行框架结构设计时，设计师要遵循好以下三个原则：第一，刚柔适度原则。如果建筑工程框架结构的刚度过大，那么其柔韧度就会受到影响；反之，如果柔韧度过大时，建筑工程的框架就会容易发生变形。对此，设计人员要严格确保刚柔设计的科学性与合理性，避免其因设计不合理，使建筑质量受到影响。第二，主次分明原则。在建筑工程的整体框架中，不同的构件多表现出的作用也存有差异，对此，设计人员要深入分析设计重点，并遵照主次分明原则，在保证整体结构具有统一性与协调性的基础上，来提升其应对外力的抵抗能力。
        2.当前建筑结构设计中存在的问题
        2.1设计的建筑行业图纸过于简单
        目前，一些设计人员在对图纸进行设计的过程中，并没有进行细致化的处理，没有突出设计的重点，所以整体的设计方案达不到最佳的阶段。与此同时，相关设计人员也没有突出重要的环节，所以在实际施工的过程中，往往会出现设计图纸与现场不符的现象，这给建筑施工带来了不必要的安全隐患；
        2.2运用的技术没有统一的标准
        目前我国根据装配式施工提出了相应的规范标准，而这种标准是根据每个地区所提出的，但还有许多地方出现标准不统一的现象，这就会导致装配式建筑在实际进行施工的过程中没有相应的标准规范去进行参考，进而出现安全规程不完善、施工不规范等等问题
        2.3建筑物的抗震性
        要想将装配式混凝土剪力墙结构体系发挥出其应有的作用，那么就必须从剪力墙的抗震设计开始，在这部分就需要投入较强的重视程度，严格按照相应的标准规范去进行实际的操作，不断的使结构设计方案进行优化。
        3.建筑结构设计的基本策略
        3.1 边柱节点设计
        随着城镇化建设的不断加快，不论是民用建筑还是工用建筑，大部分都是以高层或多层的形式出现，也正是因为建筑工程高度的增多，才使得建筑工程的内部结构压力逐步增加。边柱节点的设计在建筑工程的框架结构设计中始终都属于比较繁杂的一项设计工作，尤其是对高层建筑的框架结构中顶层风荷载力的设计。在大多数的高层建筑的最顶端，都会出现房柱偏离中心的现象，从而致使高层建筑的最顶层的边柱节点偏离中心只有０．５倍的柱截面高度。一旦出现此类问题，相关人员就需要结合着建筑工程的实际情况进行整改。

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        3.2做好建筑地梁的设计
        在地梁结构进行设计的过程中，往往会出现一系列的问题，而对于这些问题需要相关设计人员制定出相应的解决方案，只有不断地改善地梁结构的问题，整体建筑的结果更加的安全稳定，整体建筑的质量才能够得到提升。地梁对于整体建筑结构的稳定性起着重要的支撑作用，所以这一部分的工作设计及重要的。首先，需要相关设计人员对所处区域的地质结构进行勘察分析，尽可能地预设出地梁要出现的问题并加以解决。比如，地梁在一定情况下可能出现被迫变形的状况，而在这种情况下，相关设计人员只有更加明确的认识建筑结构中的地梁部件的结构特点等等，才能够更好地去解决所出现的问题，整体地梁结构才能够更加的安全稳定。
        3.3防腐蚀设计
        钢结构腐蚀现象，将会在一定程度上减少钢材构件截面大小。如若在钢材表面发生腐蚀问题，将会严重危及建筑项目的安全性，削弱钢结构使用性能，使其应用周期有所减少。钢结构腐蚀现象的发生条件，以自然潮湿环境因素为主。为此，以钢结构腐蚀成因为出发点，加强防腐蚀优化设计，以此保障钢结构使用周期。防腐蚀设计的有效方法为：保持氧元素与钢结构处于隔离状态、涂刷防腐材料等。
        3.4 防火设计
        现阶段，整体建筑项目，其结构设计通常以钢结构为主，相比混凝土建筑结构，钢结构建筑设计更具性能优势，表现在结构稳定性与可塑性等方面。然而，钢结构与混凝土结构相比，防火性能不理想。鉴于钢材具有较强的导热能力，温度较高将会对钢材性能产生一定影响。当温度达到 100 摄氏度时，钢材抗拉性能将会有所削弱。如若温度处于持续增长状态，当温度升至 250 摄氏度时，钢材强韧性有所削弱。如若温度升至 500 摄氏度时，钢材性能将会丧失，甚至引起建筑结构发生坍塌事件。为此，以建筑安全为设计视角，加强建筑建筑结构设计优化，如若钢材温度升至 150 摄氏度，应关注建筑防火性能，以此保障厂房隔热安全性。
        3.5科学选用结构种类
        在建筑工程中，不同项目采用不一样的结构种类，所以会在某种程度上影响具体施工中所选用的专业技术、原材料、施工标准。这就需要施工方在建筑结构设计时，按照实际情况来选用更为适合整个建筑要求的结构设计规划方案。同时，为了有效降低工程造价、减少资源浪费，要在确保建筑工程整体施工质量、控制好施工进度并如期完成建设任务的基础上，尽量选用成本更低的结构设计规划方式，从而有效缩减工程造价，进一步优化配置施工所需的资源，以达到事半功倍的施工效果。
        3.6严格控制建筑物结构设计的更改
        目前，建筑物的结构设计需要采用更加有效的方式来改变建筑工程的投资方案，使工程造价在小范围内的行业标准设计过程中影响建筑工程总目标，从而改变工程造价。建筑企业通过工程造价来优化现有的建筑结构设计方案，严格按照国家的规定修改相应的结构设计方案，国家相关部门强化建筑企业更改和简化的相关手续，使结构方案设计能够促进建筑工程的发展，而不是对建筑工程带来负面影响，避免工程造价的增加。
        结束语
        综上所述，建筑行业的快速发展能够有效的推动我国的经济发展，然而，建筑设计又是建筑工程施工中最重要的组成部分，只有完善好建筑工程中的结构设计，才能最大限度的确保建筑工程投入使用的可靠性与安全性，我们都知道，只要一个工程开始了施工的第一步，那么前期的结构设计将无法更改，对此，就需要相关的设计人员要严格结合好建筑的实际情况与最为精准性的数据来完成相关结构的设计工作，这样的工程流程对于减少人力、物力、财力等具有非常重要作用。
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