探析建筑结构设计要点

发表时间:2021/5/12   来源:《基层建设》2020年第30期   作者:梁尚林
[导读] 摘要:建筑结构设计是人们根据项目所在地实际情况,结合建筑功能、安全、成本,以及相应的国家和地方规范标准要求,进行的一种人为活动,它具有主观性和不确定性,建筑结构设计的这些特性使得建筑结构的设计必然会存在一些问题。
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        摘要:建筑结构设计是人们根据项目所在地实际情况,结合建筑功能、安全、成本,以及相应的国家和地方规范标准要求,进行的一种人为活动,它具有主观性和不确定性,建筑结构设计的这些特性使得建筑结构的设计必然会存在一些问题。本文对建筑结构设计中的问题及其措施进行了探讨,希望能为业界同行提供参考。
        关键词:建筑;结构设计;要点
        1引言
        自改革开放以来,中国社会经济飞速发展,建筑业也随之迅速发展起来,建筑业涉及到的门类和学科众多,更关乎生命安全,其工作量庞大而繁重,使得建筑结构设计显得尤为重要,建筑结构设计在保证建筑物在安全、适用、合理规划和经济上起着关键的作用。工程师在结构设计时,必须要重视概念设计,应重点关注结构体系的搭建、力的传递路径,重视结构基本概念,简单规则、均匀对称、传力直接、重视节点和锚固,这些原则和概念非常重要、实用。现阶段,结构设计作为整个建设项目的基础正在逐渐暴露出一些问题。本文通过指出结构设计中存在的问题,并给出简要的分析和建议。
        2建筑结构设计中常遇问题
        2.1超长结构
        《混凝土结构设计规范》规定钢筋混凝土框架结构伸缩缝的最大间距,根据实际情况,这个间距可以适当增加。而对于后浇带施工或降低混凝土温度变化和收缩的行为,必须有充分的特殊应急措施。实际单层房屋长度部分在55m至70m之间,对于这个距离来说不设置伸缩缝也不会造成大裂缝。中间部分楼盖将承受较大的应力,为了抵抗温度变化产生的应力和混凝土收缩,通过合理的结构措施和施工措施:温度应力分析和楼板拉通配筋、控制水灰比、跳仓浇筑、加强养护,可以有效解决问题。当超过框架结构长度时,为确保安全,必须采取一些特殊的安全措施,根据对温度变化范围和收缩裂缝的程度进行定量和定性分析结果,采取相应的措施,可以避免一些因此产生的问题,其实用效果也得到了多次证实。
        2.2砖混结构房屋设计构造柱
        (1)砖混结构是多层建筑结构中主体刷体的结构柱。该结构的抗剪性能不仅能控制墙体开裂,保持竖向承载力,还能提高整个建筑的抗震能力。在结构设计中,设计者经常忽略结构柱的实际使用。结构柱作为承重柱,给建筑安全设计带来一些隐患。
        (2)作为承重柱,结构柱会迫使结构导向降低结构柱的承载力。然而,没有其他的基础让结构柱立在地上。一旦地震发生,很容易在结构位置的底部形成应力集中柱。弯曲部分和轴承强度不能满足要求。
        (3)随着人们物质生活水平的提高,人们对于住房在精神层面的要求也越来越高,近年来,高层和小型高层住宅建筑采用了许多异形柱结构。由于设计经验不太成熟,异性柱的设计过程中还有许多问题需要解决。
        3解决措施
        3.1建筑结构抗震设计
        一直以来,传统抗震设计就是单纯的增加结构的强度和刚度来抵抗地震的侵袭,就是人们常说的"硬抗"。这种设计的原理是将地震能量直接传递给结构构件,结构构件的设计是抗震设计,以此来承受地震能量。这样方法虽能保证地震下结构的整体性,而且结构也不大容易倒塌,但是,结构损失是在所难免的。近些年来,我国抗震技术也在不断的向前迈进,技术人员提出的抗震设计也在实践中被不断地证明。当下,主流的抗震方式有以下几种:
        3.1.1建筑结构减震设计
        我国建筑结构工程人员在进行建筑结构设计过程中,针对建筑结构的抗震设计方式以及相关施工技术的重视程度不断上涨,其中建筑结构的减震技术主要是通过及相关的减震装置来有效降低建筑结构主体结构所产生的振动应力,有效提高了建筑结构的抗震性能以及稳定性、通常情况下在建筑结构的减震技术当中,只是针对建筑结构抗震技术当中的一种分支技术,通过对建筑结构设计工作当中的减震技术有效应用,不但可以提高整个建筑结构的抗震性能,同时还有效降低了建筑结构,工程设计工作当中所产生的大量经济投入,运用全新的减震施工技术可以针对建筑结构内部结构的稳定性起到良好的保障,从而提高了整个建筑结构的安全性。


        3.1.2 延性减震设计
        多震国家的建筑结构设计主要方向都开始朝着延性抗震理论过渡。延性减震设计,顾名思义,就是用材料的延性来减少地震的破坏力。因此,设计时就要增加结构或者构件的延性,通常是通过塑性铰的设计来增加延性的。延性抗震的目的就是结构构件可以产生塑性变形,也能造成损坏,但是不能够倒塌。结构设计时,往往会让其具有滞回的特性。通过这种特征来抵抗地震力的弹塑性变形,这样在大地震发生时,产生的是反复的弹塑性变形循环,以此来保护建筑本身。
        3.1.3型钢混凝土结构设计
        型钢混凝土在抗剪力能力以及延性方面也高于传统钢筋混凝土结构,耗能能力强,因此具有良好的抗震性能,能保证建筑结构的变形在安全的范围了,也就避免了建筑结构因变形过大而产生的质量问题,能够显著提升建筑结构的寿命及安全度。对比于传统的抗震设计,没有增加成本而且降低了材料的费用。上述抗震设计中,在实际施工中应用最多的是前两种设计。这两种设计采用的方法、措施都是截然不同的,设计的机理、使用范围也不一样,因此这两种是相互独立的,在工程中可以通过协调使用起到更好的效果。
        3.2剪力墙砌体结构设计
        3.2.1判定混凝土结构环境以及土的耐火性和保证梁板配筋保护层厚度
        (1)钢筋混凝土基础。一般情况下,其环境类别属于第二类非冷区和非冷区。设计使用年限为52年,混凝土强度等级不得低于C26,钢筋混凝土保护层厚度不得小于42mm。当钢筋混凝土无垫时,在寒冷地区,环境类别分为三类,混凝土强度等级应大于或等于C35。(2)室外露天环境中的遮阳篷、阳台等容易受到大气和风的破坏。寒冷地区的环境类别分为三类。在这种情况下,混凝土强度等级不应低于强度等级。应力作用下钢筋混凝土保护层厚度的选择。(3)像消防水池这样的建筑物直接与水和不可洗的水接触。严寒地区有三类环境类别,混凝土强度等级不低于C35。按照地下防水规范规定,混凝土保护层的厚度为60mm。
        3.2.2在现有的钢筋混凝土结构上采用钢结构进行加层设计
        在钢结构层状结构体系的设计中,抗震规范不包括下部结构的钢筋混凝土,上部结构为钢结构。两种结构的对比是不同的,上下两部分的刚度相差很大。这些都是超标准和超标准的设计,需要由有关建筑监督管理部门组织建筑工程技术专家委员会审批。当钢筋混凝土结构只有屋面顶部采用钢结构时,整个分层设计体系的横向分量仍为分层设计,实际调整设计按相关部门的有关规定进行。
        3.2.3较多柱的剪力墙结构设计
        如今,许多房子都是高层建筑。高层建筑的需要必须布置在墙的外部结构中,以更多的柱作为支撑,但还没有达到框架剪力墙结构的程度。因此,这类结构有以下几种方法:(1)对结构设计进行整体分析。多柱剪力墙结构具有具体的规范,在建筑设计时根据实际情况进行调整。(2)根据剪力墙结构的实际运行情况确定结构等级。(3)根据具体计算,按框架梁的具体数值设置多柱耦合梁。(4)按剪力墙结构相应的长、宽、高进行剪力墙设计和施工。
        3.3超长结构设计
        裂缝通常是由温度变化引起的。因此,为了防止建筑材料因干缩和热膨胀收缩而断裂,建筑结构的施工过程中必须设置伸缩缝,而厂房的设计结构又分为多个温度变化区间。温度的破坏力是一个原因。伸缩缝常采用多排设计结构,可有效防止此类问题的发生。此外,为了确保施工安全和适当增加伸缩缝间距,应采取切实可行的措施控制裂缝在治疗范围内防止结构性裂缝的控制和减少混凝土收缩造成的不利影响。结构问题通常通过诸如施工后浇筑的措施来解决。
        4结语
        结构设计是一项系统工程,建筑结构设计也是一个庞大的系统。在这个庞大的系统中,我们必须不断发现问题。要解决这个问题,我们需要设计师有坚实的理论基础,丰富的采购和实践经验,灵活的创新思维,严肃高尚的品质。不可能一目了然地解决设计中遇到的问题。
        参考文献:
        [1]李永全.建筑结构抗震鉴定及加固的若干问题[J].低碳世界,2017(30):192-193.
        [2]郭猛,涂远军.框架结构梁柱节点区优化施工设计[J].施工技术,2020(06):95-97.
        [3]罗双龙.混凝土裂缝成因及预防措施分析[J].居舍,2019(26):16.
 
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