建筑结构设计中的问题与对策分析

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月下6期   作者:张堃
[导读] 建筑行业的迅速发展,使各类建筑技术层出不穷,并取得了良好的应用成效。
        张堃
        浙江恒欣设计集团股份有限公司新疆分公司  新疆乌鲁木齐  830000
        摘要:建筑行业的迅速发展,使各类建筑技术层出不穷,并取得了良好的应用成效。当前,人们越来越注重生活品质,而优化建筑结构设计,合理运用建筑技术也显得更加重要。可以说,加强建筑结构设计的合理性,是保障建筑工程质量安全的先决条件。在建筑结构设计中,只有全面考虑各方面影响因素,才能保障建筑的可靠性。然而,随着建筑结构设计水平的提高,设计人员所要面临的问题也不断增多。为此,设计人员应不断完善结构设计方案,有效弥补设计工作中存在的不足。
        关键词:建筑结构设计;问题;对策;分析
        前言:建筑结构设计的合理性,决定了整个建筑工程的安全性、适用性与耐久性。然而,纵观我国建筑行业发展现状可以发现,建筑结构设计中仍存在一系列亟待解决的突出问题,影响了整体建筑工程的质量。为此,全面探究建筑结构设计中的问题及解决策略就尤为重要。
        1建筑结构设计中的常见问题
        1.1地基基础设计不合理
        建筑结构的设计中地基基础设计非常关键,地基的设计、基础的选型直接影响着整个建筑结构的安全性。这就要求在地基基础设计时,除了仔细研究建设项目的《岩土工程勘察报告》外,还应去工程项目的建设场地,仔细考察项目建设场地的地质及周边环境,为地基基础设计提供依据。由于我国地质情况比较复杂,对于湿陷性黄土、多年冻土、膨胀土等力学性能比较特殊的地基,选用土的地基承载力、基础埋深、地基处理及相应地基上的基础选型除符合国家相关规范的规定外,还应结合当地工程经验来提高设计质量。
        1.2短肢剪力墙数量过多
        当前,在建筑结构设计中,普遍存在短肢剪力墙设置数量过多的问题。通常,短肢剪力墙多呈十字形、T字形或L形,且短肢剪力墙的墙肢长度约为厚度的4~8倍。然而事实上,大多数短肢剪力墙的抗震效果不够理想。一旦突发地质灾害,极易引起建筑物坍塌,造成无法挽回的经济损失和人员伤亡。
        2提高建筑结构设计水平的具体措施
        2.1做好前期优化工作
        在设计前期,为保证设计方案的合理性以及科学性,需要对多种设计方案展开全面性评估,做好前期优化工作。设计人员必须要对房屋建设需求进行深入性分析,应按照分析结果做好前期各项准备工作,如建筑材料挑选、设计参数确定等等。同时,由于前期工作需要处理海量数据信息,所以为避免出现人工方面失误,保证数据处理效率,可通过对计算机的运用,精准完成数据推演与分析等工作,为后续设计工作的开展奠定良好基础。此外,需要做好设计交互工作,应保证各工种之间的协调有效性以及联系紧密性,确保后续配合工作能够有效展开,避免出现相互推诿问题,保证工程建设能够有序开展。
        2.2优化地基基础设计
        在地基基础设计前,应对建设场地进行踏勘,对场地及周边情况应进行了解;地基基础设计时,设计人员除依据本场地的《岩土工程勘察报告》外,还应结合当地完成工程的地基基础设计经验,复核和优化地基基础设计。对于天然地基上的基础设计,应充分利用天然的地质条件;对于地基处理后的基础设计,应确保处理后的地基承载力满足基础设计的要求。一般要求,对于处理后的地基须做地基承载力试验;对于湿陷黄土地区上的桩基,其单桩竖向抗压承载力特征值计算时,应考虑桩侧湿陷性土层的负摩阻力引起的下拉荷载,并在桩基施工前,在场地内进行试桩,并通过静载试验,测得单根桩的竖向抗压承载力极限值,待测得的单桩承载力满足设计要求时,方可大面积施工。


        2.3注重数字技术运用
        建筑物结构布置方式选择项目相对较多,同一建筑工程,一般拥有多种结构布置方案和结构分析方法。由于结构分析方式和建筑物设计有着密切关联,所以需要做好分析方式选择,以便找到最佳的设计方案。目前较为理想且应用效率较高的分析方式,主要以数据技术为主,BIM等新进技术的运用,使得建筑分析变得更加直观、高效。设计人员可按照事先采集到的数据,根据实际建设要求,展开仿真建筑模型建设,再依据3D立体模型,对各项细节设计进行调整,可实现对各部分设计方案的精准分析,及时发现设计不足之处以及交叉设计不合理问题,能够为最优方案设计提供精准技术方面的支持。
        2.4减少短肢剪力墙数量
        在建筑结构设计过程中,设计人员应尽量避免布置短肢剪力墙,当建筑结构布置受到建筑功能限制时,应尽量减少短肢剪力墙布置数量。当需要布置一定数量的短肢剪力墙时,在结构计算中宜控制短肢剪力墙承担的倾覆力矩小于结构总倾覆力矩的30%。由于短肢剪力墙的抗震性能较差,对于高层建筑结构,其短肢剪力墙的布置不宜过多,间距不宜过小,不应采用全部均为短肢剪力墙的结构。
        2.5注重防震安全设计
        高水平延性分支体系是建筑抗震结构系统核心内容,设计人员需要通过提升建筑内部构件延性水平的方式,保证整体建筑抗震性能。例如,可通过将延性框架和剪力墙有机结合在一起的方式,完成框剪结构设计(图1),增加建筑物安全性能。此外,通过保证刚度均匀以及对称布置方式的设计手段,也可达到提升建筑物抗震性能的目标,可以有效降低地震灾害对于建筑物的影响。通过对地震灾害的分析可以发现,特大地震发生时,通常会伴有多次余震,设计人员可按照这一特点,在结构中设置防震线,以求达到有效降低地震灾害损耗的目标。在具体设计时,可将次要构件放在地震先破坏位置处,进而通过损耗次要构件的方式,消耗地震能量,做好对重要构件的保护。设计人员需要尽量提高防震冗余度要求水平,通过构建屈服分布状态的方式,实现对地震能量的最大限度消耗,对建筑物形成保护。
        2.6注重钢结构设计
        在使用优化技术进行结构设计的过程中,需要重点加大对钢结构部分设计的关注力度。设计人员不仅要对客户实际需求以及房屋建筑标准等信息展开详细分析,做好建筑用料以及设备选择,同时还要对钢结构材料优缺点展开全面分析,选出最为适合的材料与规格,保证最终钢结构部分施工质量。为保证结构施工质量,设计人员一方面需要确定施工注意事项与重点工艺施工的具体流程,找到可以优化的环节,对其展开调整;另一方面要在完成方案制定后,和多方人员进行探讨,预估出在施工中可能会出现的各种问题,并要依照问题制定出配套的解决方案,确保在问题发生时可以及时做出应对,将相关问题所引发的损失控制在最小,进而达到理想化钢结构施工效果。
        2.7注重概念设计优化
        采统一系列设计方式,合理展开建筑材料使用,是保证构件能够得到充分利用,并与其他构件形成有效配合的重要举措,也是设计优化概念的核心内容。由于在对优化问题进行处理和分析过程中,单纯依靠数字化软件并不能完全达到优化设计的各项需要,设计人员的概念设计重要性极为突出,所以需要加强对概念设计的优化。应明确,设计人员的综合素质以及设计经验和技术水平等,会直接对其概念设计产生影响,因此需要加大人员专业技能培训力度以及经验积累辅助力度,确保人员综合素质水平能够得到不断提升,进而为结构优化设计高质量展开提供有利支持。
        3?结束语
        上文全面深入地分析了建筑结构设计中存在的常见问题,并从合理设置嵌固端、优化地基基础设计、减少短肢剪力墙数量和精确计算楼板形变量入手,提升建筑整体设计水平,保障建筑结构的可靠性,以此推动建筑行业的良好发展。
        参考文献
        [1]王军.建筑结构设计中常见问题与解决措施分析[J].居舍,2019(31):11,20.
        [2]童励燕.建筑结构设计中常见问题与解决措施分析[J].地产,2019(18):53-54.
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