建筑结构优化设计分析

发表时间:2021/4/22   来源:《建筑实践》2021年3期   作者:王子男
[导读]
        王子男
        中建二局第一建筑工程有限公司, 北京 100176
        摘  要:伴随着社会经济和科学技术的基本需求,建筑结构设计还需与社会经济发展相协调,满足人们当代物质生活与精神层面的需要。所以,建筑结构设计应遵循完善的设计工作状态,在确保建筑工程质量的同时,还应发挥建筑结构自身的功能性及实用性。此外,还应从可持续发展战略角度分析,充分考虑建筑结构设计工作中的自然环境等因素,将建筑物与周围环境相统合,从而实现可持续发展的战略目标。
        关键词:建筑;结构设计;消防设计
1 建筑结构设计原则
1.1 多道防线相互连接
        不能够利用单个结构部件保证建筑物安全性,要确保建筑物整体安全性,建筑项目结构需要形成多道防护线,并打造一种能够共同承受和抵抗结构系统的外力体系。此外,在建筑工程结构中,其内部构建内力不同,所以要将该类构件进行连接,使其结构能为一体化。只有这样才能保证建筑项目受到外力破坏时,能够得到有效分解及传递外力,从而消除外力对整个建筑项目结构的破坏度,保证建筑项目的完整性。
1.2 刚柔相济
        建筑工程结构设计工作直接影响整个建筑项目的安全,在进行建筑结构设计时应满足有关规范及标准。但在结构刚度设计时应遵守适度基本原则,其建筑项目结构刚度强弱也直接影响建筑项目自身的稳定性,而结构设计应满足低承载力的设计核心思想。一旦结构刚度过强,其建筑项目结构自身承载能力也会增加。在发生自然灾害时,建筑结构自身吸收能量较强,极易发生没有任何预警的倒塌及损坏[1]。同时由于建筑物自身结构刚度较弱时,极易造成建筑项目出现变形,导致同样的损害结果。所以,建筑工程结构设计时需要遵循其延性与刚度适宜的基本原理,确保建筑项目结构能够具备相应的刚度,防止结构变形问题的发生。同时结构具备特定延性时,也能够更好地抵抗外力因素。
2 现阶段建筑结构设计存在的问题
2.1 地质因素的影响
        对建筑项目质量与安全而言,由于需要在地下完成有关地基工程建设,因此对于土壤有着一定的要求,影响工程质量的地质条件因素居多:首先,地基施工层持久力度影响整个上部建筑物的质量,当地基层和土层进行连接时,使其受到一定的荷载力,当土壤层不能承受有关荷载,极易出现倒塌现象,严重影响整个建筑物的应用效果;其次,当桩基穿越土层后会起到良好的固定效果,但由于受到地下水及穿越力的影响,也会发生很多质量问题,因此在建筑结构设计中应重点考虑该类因素。
2.2 消防结构设计不合理
        建筑工程结构设计有一定的限制性,消防设计工作难度提升,也增加了整个结构设计工作的复杂度。而建筑消防结构设计工作的复杂度也导致整个消防运行系统发生很多问题[3];高层建筑风力比较大,其空气流通也相对较快,很容易引发大面积的火灾事故,威胁人民群众的生命安全和财产安全;一旦发生火灾,其电梯和监控等相关设施不能正常运行,加之建筑中生活的居民数量也较大,所以输送人员的安全问题成为了整个结构设计的重点问题,也为救援工作造成了一定难度,严重情况会致使人员伤亡。
2.3 建筑地梁问题
        想要全方位保障建筑结构整体的安全性,有关人员应对各部件存在的问题进行合理分析。在建筑工程结构设计过程中,地梁作为建筑结构基础类部件,其最具代表性。在地梁和地基结构进行连接时,地基主要起到支撑结构的基本作用,该类具有联合性的结构组合能够更好地预防因为施工企业对现场施工区域水文及地质等因素数据信息掌握不足,所产生的各类施工风险和问题。但有关设计工作人员一旦没能做好地梁基础设计工作,就会造成建筑工程框架结构柱尺寸设计不能满足工程实际需求,使得最终建设完工的结构施工效果与预期施工标准存在一定的差异。


3 建筑结构设计控制要点分析
3.1 消防结构设计优化措施
        (1)要对防火间距进行科学设计,从而实现设计工作的合理性。在建筑结构中防火间距是影响防火效果的直接因素。一般状况下其防火间距不适合太长,确保应急处理的安全运行,提升其防火性;防火间距一旦过小也会增加消防设计成本,造成不必要的资源浪费,还会降低防火器材的应用。所以,建筑结构中防火间距设计工作应依照我国相关规定和标准执行,不但可以节约成本,还能加强建筑物防火性能。(2)疏散通道的安全设计。建筑结构工程施工检验标准:确保消防通道保持清洁无杂物,要具备两条以上的疏散通道等。在发生火灾事故时,可以通过消防疏散通道将人员进行迅速疏散,降低人员伤亡事件和火灾损失。另外,在疏散安全通道内还应设置一定的排烟系统,从而可以高效地处理浓烟,不但可以降低人们吸入浓烟所引发的健康问题,还可以缓解浓烟造成的污染,从而实现建筑结构绿色环保设计。(3)设置相应的防火墙和防火层等基础设施,提升建筑结构自身的防火性,将火情扼杀在萌芽中。
3.2 做好建筑地梁的设计
        针对建筑结构地梁设计中产生的问题,有关设计工作人员要制定相应的策略,提高建筑物结构整体的稳定性,从保证建筑结构质量安全水平角度出发,完成整个地梁结构设计。此外地梁自身具备一定的连接和支撑作用,能从最根本上维持建筑物结构整体的功能性。
3.3 提高建筑结构与外观的协调性
        建筑结构设计与其外观设计有着一定关联。通常在建筑结构设计过程中,很难避免出现建筑结构设计和外观设计相冲突的问题,如若不能共同兼顾,其设计方或是施工部门要退而求其次,选择其一项作为整个设计的主要队形。伴随着人们对于建筑结构质量要求的不断提升,建筑结构功能不再局限于满足人们生活需求,而在建筑外观上给予其更完美的享受。所以,在建筑结构设计中有关设计人员应引入新型设计工作理念,并添加现代流行元素,使其两者可以兼顾,并做好建筑结构与外观的后期处理,强化两者之间的协调。
3.4 提高安全性
        当前城市建设中,对我国建筑结构设计及要求未有严格标准,所以,建筑结构抗震设计不佳,其结构整体设计方面还存在部分不合理的状况。所以,想要确保建筑良好的使用体验,有关人员和企业应在施工设计前期就进行严格控制,选择合理的施工设计结构类型。如当前建筑业应用功能广泛的钢结构,具有极高的强度,能有效缩短施工时间,并满足设计人员的要求,对比传统类钢筋混凝土结构其使用更加便利,同时能降低施工设计成本,减少对周围自然环境的影响。
3.5 确保建筑结构设计中计算的准确性
        在建筑工程结构进行设计时,有关设计人员要保证计算准确性,同时要科学分析更累计算问题。其主要涵盖以下几方面内容:(1)选取最佳软件。从当前发展状况分析来看,在建筑工程结构设计时,其应用软件不同,导致计算模型的结果也会不同。因此想要保证计算结果的精准性,有关设计者要参考建筑结构类型状况,选取最佳软件,降低偏差。同时应用不同类别的计算软件,对最终计算结果进行分析比较,保障其计算结果更为准确。(2)针对建筑结构振型数据实际情况进行分析。依照当前最新设计规范,了解和掌握振型参与系统的定义,对具体参数进行确定。但由于以往设计规范中未能对振型参与的实际参数设定概念,所以造成设计规范参数限值不能满足有关规定。因此,建筑结构进行设计时,要合理判断计算最终结果,一旦不符合有关规定,需要对有关振型数据及取值情况进行完善。
结束语:
        总之,在当前建筑工程结构设计中,其复杂的设计技术和设计质量、建筑物整体质量相关联。所以,在基础工程实际设计过程,设计人员要高度关注有关设计工作,并不断探索建筑结构设计基本要求,同时还应充分考虑各类因素对整个建筑结构设计的影响,提出有效的解决措施,提高我国建筑结构整体质量,保护人们的生命财产安全,促进我国建筑行业的长足发展。
参考文献:
[1]向先林. 建筑结构设计的要点探究[J].绿色环保建材,2020(3):101-102.
[2]刘京华. 建筑结构设计的优化路径思考[J].住宅与房地产,2019(9):62.
[3]周孝勇. 房屋建筑结构设计中优化技术探讨[J].工程建设与设计,2019(7):73-75.
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