新疆寰球工程公司设计院 新疆维吾尔自治区克拉玛依市 833600
摘要:在我国建筑行业发展过程中,必须提高土木施工方案设计水平,使方案同时兼顾业主购买心理、投资方需求与业内人士的评判,并对项目进行综合考量,按照建设单位给出的要求对方案进行细致设计,使土木结构设计具备安全性、可靠性、实用性与观赏性。
关键词:土木结构设计;问题;解决措施
引言
随着我国经济快速发展,人们生活水平不断上升,人们对建筑工程的质量、安全性越来越重视,土木结构设计已成为我国建筑工作的关键组成部分。在建筑工程规划阶段合理设计建设结构,确保工程施工的高效、安全。我国建筑行业发展过程中存在较多问题,应优化工程的设计和实施方案,在实践中不断解决问题、吸取经验,以实现建筑行业的进一步发展。建设单位应重视消费者的个性化需求,且立足于工程项目的设计规划,实现土木结构设计的不断优化,实现我国设计领域的可持续健康发展。
1土木结构设计中常见问题
1.1地基基础设计不合理
土木结构的设计中地基基础设计非常关键,地基设计、基础选型直接影响着整个土木结构的安全性。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抗震能力不足
抗震设计应作为建筑设计的重要内容。目前,一些特殊地区地震灾害频繁发生,地震会产生许多不可逆转的危害。但一些设计人员对抗震设计的总体要求没有完全理解,没有做好抗震设计,不能保持建筑物的稳定性和安全性。事故发生后,工作人员未能及时发现并解决问题。中国幅员辽阔,不同地区差异很大。地震灾害和事故发生的概率和严重程度也有很大差异。因此,工作人员要学会灵活应对,增强防范工作的针对性,进而把土木结构抗震设计作为工作重点。
1.3短肢剪力墙数量过多
当前,在土木结构设计中,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土木结构设计问题的解决措施
2.1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。
2.2重视抗震设计
(1)在建筑物内部进行科学排布抗侧力的结构件。建筑物主体结构保证水平层面对称性的条件下,可在某种程度上减少建筑物在地震过程中被破坏的概率。因此,需要合理设置建筑内部的水平层面结构件,使得应力分布状态得以形成,增强建筑物主体结构连续性特征。并且增加竖向的侧力结构件,提高建筑物的抗震等级。
(2)增强地基结构的抗震等级。建筑物的地基结构在地震发生的时候容易被破坏,导致建筑主体发生更大的损伤。
可增加建筑物桩基的深度数值,保持其余上部结构保持良好的联动特性,进而增加建筑物的抗震等级。
2.3减少短肢剪力墙数量
在土木结构设计过程中,设计人员应尽量避免布置短肢剪力墙,当土木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,对于土木结构,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。
2.4剪力墙结构设计
(1)在对结构进行计算时,应当结合工程实际需求运用软件深入分析,以便于能够符合周期比、压轴比、位移比等多种要求。
(2)在实际设计时,可以通过减少剪力墙长度的方式来降低其重量,进而起到增加建筑内部空间的作用。
(3)在具体控制剪力墙肢节上,应当根据简单规则作为设计依据,要求门、窗、洞口的混凝土设计应当整齐,能够明显呈现出墙肢和连梁,进而保证墙体承受的应力平均、合理,以此提升建筑稳定性、安全性。
(4)针对剪力墙长度过长的问题而言,通过开孔的方式均匀划分剪力墙,之后采用弱连接的方式进行梁连接工作,这样做的目的主要是为了避免剪力墙的脆性破坏,防止对建筑物安全和质量造成影响。
(5)布置剪力墙应当自上而下进行,避免建筑刚度突变,进而保障剪力墙具有一定的连续性,设计过程中,需要结合实际情况适当调整剪力墙混凝土的厚度和强度,以此达到压轴比的标准要求。
(6)通过对阳台梁和窗梁截面的适当调整,可以使结构刚度调整更具有合理性。根据土木结构选型结合实际情况来完成优化土木结构的目的,进而提升建筑的整体空间效果、功能、综合效益,基于建筑基本功能上,加强建筑物安全、稳定功能。
2.5科学设置抗风的相关结构
相关设计人员为了让建筑物的抗风设计符合稳定性方面的标准,在抗风结构的设计过程中需要完成如下优化设计的工作任务:
(1)基础优化。只有基础坚实,上方的土木结构才可以安全稳定。因此,建筑物的基础设计过程必须科学选定混凝土的级别和配比,使用级别和配比较高的砂石,加大基础持力层厚度尺寸,增加抗拔锚杆用来提升基础的稳定性。
(2)减轻气流的水平荷载和风力对于结构稳定性带来的影响。风力可能使得建筑内部出现水平的内应力,此应力和风的水平荷载合成后,会对建筑的稳定性带来破坏。因此,建筑物必须采用高性能的水泥混凝土原材料,杜绝产生结构的内应力。
2.6细部设计
优化建筑工程设计需要调整建筑内部个别空间的比例尺寸,还要对出入通道、防火分区等结构进行考察,分析建筑各部分设计是否合理,对结构布局进行细节调整,完善各部分内容,以达到良好的设计效果。在对住宅楼进行设计过程中应该分析窗户、入户门、房间门等部位的位置设计是否科学,还要考虑房间格局是否通风采光,对各类功能性结构进行合理的布局,以保证布局设计科学、尺度规格合理,从而使各类设施满足人性化的要求,提高用户居住的舒适度。
结语
综上所述,建筑行业应充分重视土木结构设计,为了提高工程的综合竞争实力,施工设计单位必须全面优化土木结构的总体布局,以保证土木结构设计的科学性,满足消费者的实际需求。通过土木结构设计优化法,全面保障土木工程设计水平,严格控制细节结构质量。
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