包家华
建研科技股份有限公司 北京市100000
摘要:建筑结构设计不合理、存在设计问题、设计质量不达标等将会影响到房屋的使用安全及使用寿命。基于此,本文对建筑结构设计安全的重要性、建筑结构设计中存在的常见问题以及提高建筑结构设计质量的具体措施进行了简要分析。
关键词:建筑结构设计;质量控制
1 建筑结构设计安全的重要性
建筑结构的安全是建筑结构设计工作中最重要的内容,结构安全存在隐患会导致建筑墙体开裂、构件破坏、建筑物倾斜等问题,严重时甚至发生倒塌事故造成财产和生命损失。随着我国建筑行业的迅速发展,建筑的复杂性也随之增强,设计工作愈发复杂而艰巨。提高设计质量,保证结构安全也成为设计工作中必须关注的焦点。
为保证建筑工程安全稳定,设计人员需重视建筑结构设计质量。在开展设计前需详细分析项目场地的地质、水文条件,设计工作中要对建筑物的结构进行合理的计算分析和设计,使建筑物在安全性与稳定性方面可以得到保证。
2 建筑结构设计中常见问题
2.1设计参数选用不准确
准确的计算参数是确保结构计算安全可靠的前提。部分结构设计人员在进行建筑结构设计时,常常存在参数选用不准确的情况,严重影响了结构设计的质量和安全。例如,设计人员在切换计算软件、导入导出计算模型等操作过程中因疏忽大意造成地震烈度、地震分组、抗震等级、材料强度等参数取值错误,严重影响结构安全;因对建筑类型不够了解造成结构安全等级、抗震设防分类等参数取值错误;因对建筑的使用功能了解不到位,设计时对不该折减的活荷载类型进行折减,对活荷载的组合系数取值错误,重力荷载代表值活荷载组合系数错误等,造成设计质量不达标。
2.2设计图纸表达不清晰
设计图纸是设计师与施工人员的沟通语言,完善的结构设计图纸是建筑工程施工顺利进行的重要依据。图纸必须准确传递设计师的每一个设计意图,必须清晰明确地表达设计的每一个细节。
在实践中,不少设计人员提供的设计图纸都存在内容表达不清晰、不明了或与实际情况不符等问题。设计图纸中往往存在一些重要的关键节点设计不到位表达不清晰等情况,如型钢混凝土梁柱节点的钢筋布置和连接缺少设计,或仅示意通用大样而未根据具体节点进行设计。一些设计人员选用标准设计图集中的做法,但没有明确图集中未包含或需要设计注明的必要设计参数。这些问题终将给工程建设造成困扰,给结构安全埋下隐患。
2.3不了解施工工艺
设计人员在进行建筑设计、结构设计时,也要了解工程建设的施工流程和施工工艺,设计的图纸要便于施工单位组织施工。有些时候设计人员对建筑工程施工条件缺乏准确的把控,设计出的结构图纸往往缺乏合理性和可操作性,或与实际情况存在一定的矛盾。比如有些钢筋混凝土构件节点钢筋设置的过多过密导致浇筑困难;高低屋面相邻的低屋面未考虑施工堆载;钢结构设计时未考虑安装支撑的落地条件和荷载等等。
设计人员除了要保证质量完成结构图纸的设计之外,也应积极主动参与施工配合工作。要多关注已完成设计项目的施工进展,关注施工过程中发现的问题。设计人员要提高自己预见到可能出现的问题的能力,设计时针对可能出现的问题对设计方案予以修正和改进。
3 提高结构设计质量的措施
3.1 加强质量控制和流程管理
设计工作应该合理的安排设计周期,加强质量管理提升设计品质,避免因过渡压缩设计周期造成“边设计边施工,边施工边加固”等工程乱象。在设计过程中严格执行各项流程管理制度和规定。充分利用校对、审核等管理环节排除低级错误和安全隐患。
设计过程中应注意认真编写统一技术措施等技术文件,协调各设计人员的设计思路,统一、规范设计成果。
通过编写技术措施也可以使设计人员对项目有一个整体完整的思考,在设计工作开始前预见一些问题并提出解决方法。
3.2 选择合理的计算参数和计算假定
对于设计参数的取值,校对和审核工作必须认真且仔细。关键设计参数可以通过项目定案会等流程形成技术文件。
设计工作中应该重视计算方法、计算假定的正确性、适用性。如开较多洞口造成不连续的楼板设计时不应采用刚性楼板假定;顶部开设较大洞口的地下室外墙不应按顶部简支支座进行设计;承受动力荷载的结构楼板不应按塑性内力重分布的方法进行设计等等。
3.3 重视概念设计和构造设计
对结构进行精确的模拟和细致的计算是保障结构安全的基本要求,除此之外结构的概念设计也尤为重要。结构的传力路径要明确、直接,路径短。竖向荷载传力要直接,避免采用转换等复杂传力方式;水平作用应传力路径清晰,避免错层、楼板开大洞口、平面凹凸、细腰等不规则平面。对于结构的不规则要注意判别,分析不规则产生的原因,采取合理有效的措施进行加强和改进。
对于结构嵌固端的选择要准确合理。应尽量将结构的嵌固端取在地下室顶板,当地下室顶板由于开设地下中庭、开大洞、半地下或与首层楼板高差较大等原因,不能满足嵌固要求时,嵌固端位置可向下移,但仍需要考虑地下室顶板的实际嵌固作用。嵌固端下移时宜按下移和不下移包络计算分析,地下室顶板也需满足嵌固端的相关构造要求。
结构的构造设计是满足设防地震性能要求的必要措施,也是结构安全的必要保障。设计工作中对构造要求也要加以重视,比如地下室外墙的混凝土强度等级高于C40时应注意满足最小配筋率的要求;梁柱偏心较大时注意梁水平加腋的设置;梁高小于400时要注意箍筋加密区间距的要求;边缘构件纵筋的间距要注意满足箍筋肢距的要求;液化震陷土层中的桩箍筋需要加强设计等等。
3.4 谨慎设计地基基础
地基基础是建筑的根本和立足点,是建筑最重要的组成部分之一。基础深埋土中,地质情况复杂,设计工作中对地基基础应该采取谨慎的态度。在地基基础设计过程中,对场地及周边情况应进行充分而全面的了解。设计人员对本项目《岩土工程勘察报告》所提供的主要数据和结论的合理性应有基本判断。除依据《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。
设计时要充分考虑地基条件的不利情况,比如桩基础设计过程中要注意地面大面积堆载以及局部淤泥或湿陷性黄土等软弱土层引起的负摩阻力产生的下拉荷载。
设计工作中应重视现场试验并要依据试验结果数据对基础设计进行修正。对于处理后的地基须做地基承载力试验;桩基础应在场地内进行试桩,并通过静载试验确定单桩的竖向抗压承载力极限值。
3.5 不应遗漏非承重构件设计
非承重构件的设计往往在结构设计说明中一笔带过,结构设计工作中不应遗漏非承重构件的设计。部分公共建筑层高较高,且有时需要在隔墙上开设较大的门窗洞口。当隔墙砌体材料采用蒸压加气混凝土砌块时应注意复核自承重墙允许计算高度。墙体厚度为200mm的无门窗洞口隔墙未考虑构造柱时的最大计算高度为5.2m。当隔墙高厚比不满足要求时要注意通过调整砂浆强度、改变构造柱布置、调整墙厚等措施对隔墙设计进行调整。
部分地区因昼夜温差大、空气潮湿等原因,外墙材料采用蒸压加气混凝土砌块时往往出现较为严重的质量通病,设计时应注意收集当地资料,避免将其作为外墙砌筑材料。
4 结束语
总之,关于建筑结构设计,需要实实在在确保房屋建筑的整体质量和安全。在实施设计的全过程里思虑周全,谨慎分析,保障整个设计的科学性、安全性,此外也需要注意概念设计理念和技巧,提高设计质量保障结构的安全,为广大人民群众提供安全可靠的房屋建筑结构。
参考文献:
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