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民用建筑结构设计不足与优化措施探索

时间:2022-05-16 14:50:07 浏览次数:

摘 要 本文简要分析了民用建筑结构设计中存在的不足:消防结构、扭转、抗震结构、抗风结构,对此提出了民用建筑结构设计的优化措施:消防结构的优化设计、扭转控制的优化、抗震机构设计的优化、抗风结构设计的优化措施,以此增强民用建筑的安全性,提高民用建筑施工质量。

关键词 建筑结构设计;消防;抗震

引言

优化民用房屋结构设计的宗旨在于:提高民用建筑的安全性,节约建筑成本,减少墙体开裂、渗水等房屋质量隐患;增强建筑结构的可用性,提高建筑设计质量,保障建筑带来的经济效益;引进环保性能的新型建筑施工材料,减少建筑施工带来的环境、空气污染,实现民用建筑的绿色环保性。

1  民用建筑结构设计中的不足

第一,消防结构设计。民用建筑在人为装修过程中,堆积大量可燃性材料,为建筑火灾提供了绝佳环境。由于民用建筑的结构设计具有一定限制性,消防结构设计工作相对较难,提高了消防结构设计的难度,增加了民用建筑结构设计的复杂性。消防结构设计的复杂性,导致消防系统的运行发生诸多问题;民用建筑的高层,风力较大,空气流通较快,极易引起大面积火灾,严重威胁人们的生命财产安全;民用建筑中,在发生火灾时,电梯、监控等设施均无法正常使用,建筑中居民数量大,人员输送问题成为了建筑设计的焦点,为救援工作提高了难度,导致人员伤亡与经济损失。

第二,扭转设计。民用建筑中的三心设计存在一定程度的偏离,造成建筑结构呈现不同程度的扭曲振动,影响民用建筑的安全性。其中三心是指:质量中心、几何中心、刚度中心,是建筑结构设计的核心内容,用以增加建筑的安全性与稳定性。

第三,抗震结构设计。由于地理条件原因,地震逐渐成为常见的灾害问题,对民用建筑造成不可挽回的破坏。在民用建筑结构设计中,抗震结构设计是较为重要的模块,其规范性与安全性,是民用建筑综合价值的核心体现。

第四,抗风结构设计。抗风结构设计,是建筑结构设计人员经常忽略的问题,但是具备对建筑的稳定性造成一定程度的破坏力。因此,民用建筑的抗风结构设计需要格外仔细,如果设计出现问题,建筑的稳定性与安全性将难以保证。

2  民用建筑结构设计的优化对策

2.1 消防结构设计优化措施

第一,科学设计防火间距,实现设计的合理性。防火间距是影响民用建筑防火效果的直接因素。通常情况下,防火间距不宜过长,保障应急处理措施的正常运行,提高防火能力;而防火间距太小会增加防火设计成本,造成资源浪费,降低防火器的利用率。因此,民用建筑的防火间距应严格按照国家相应的标准执行,节约设计成本,增加建筑的防火功能[1]。

第二,优化安全疏散通道。民用建筑的施工检验标准:保障消防通道的清洁、无杂物堆积;至少2条疏散通道等,消防通道用以实现火灾发生时人员的迅速疏散,减少伤亡事件,降低火灾损失。此外,安全疏散通道内应设置排烟系统,实现高效率的浓烟处理,一方面减少居民吸入浓烟造成的健康问题,另一方面缓解浓烟给空气带来的污染,实现绿色环保的建筑结构设计。

第三,设置防火墙、防火层等设施,提高民用建筑的防火性,将火情扼杀于萌芽中。

2.2 扭转控制优化

第一,优化结构平面宽度。民用建筑结构设计应结合工程专用套件,采取优质的扭转控制措施。通过添加抗侧力韧性、添加框架柱,来实现扭转控制设计优化。民用建筑结构设计中,剪力墙设置在电梯、楼梯等交通要道,适当削弱部分剪力墙,添加外侧剪力墙,来提高结构平面宽度,实现扭转控制优化[2]。

第二,优化建筑结构周期比。民用建筑的结构周期比控制优化设计,对扭转控制具有较好作用,一方面有利于增加剪力墙厚度,延长建筑扭转周期;另一方面有助于提升拉梁韧性,缩短扭转周期,提高抗扭转强度。

第三,加强周边结构抗侧力韧性。在利用平面宽度、周期比增强建筑抗侧力的基础上,加强民用建筑周边结构的抗侧力韧性,实现扭转控制的优化设计。将单项剪刀墙向成形剪刀墙转换,最大程度的实现延长剪刀墙长度;增加剪刀墙厚度,增强其抗侧力;提高周边剪刀墙连梁高度,强化扭转控制功能。

2.3 抗震结构设计优化

第一,科学选择抗震结构设计的位置。民用建筑的抗震结构位置,施工设计人员应进行完整的施工项目勘测,充分对比项目周边的地质结构,了解项目位置的地壳运行特点、地质情况等,确定最佳的民用建筑抗震结构位置,保障建筑的基础结构稳定性、防止建筑沉降不利事件发生。

第二,科学建立有限元模型。有限元模型有利于施工设计人员分析民用建筑的抗震能力,检验各项数据的准确性,加强民用建筑的抗震效能;有助于设计人员对建筑结构设计存在的问题,开展有效的数据调整,提高建筑的抗震级别。

第三,合理应用减震、隔震设计。在无法利用抗震结构保障的民用建筑边缘地带,合理采用减震、隔震设计,来提高建筑的抗震能力,比如,间隔震支座、阻尼器等,完善民用建筑的抗震结构优化设计,延长结构的自振周期,减少建筑与地震灾害产生共振,保障民用建筑的安全性与稳定性。

第四,选择适宜的结构形式。依据民用建筑的功能特征,选择适宜的抗震结构,提高建筑的抗震能力,增加建筑的稳定性,保障民用建筑的安全性。

2.4 抗风结构设计优化

民用建筑的抗风结构设计,是相对重要的施工环节。充分勘测建筑的抗风性能,采取适宜的抗风结构设计;检查民用建筑施工所用的建筑材料,确定建筑的功能性,避免荷载压力的影响。利用科学技术控制建筑周围的气流变化,减少风力对民用建筑产生的质量威胁;利用天气预报辅助气流控制,实现具有针对性的建筑管理,提高民用建筑中抗风结构设计的功能,保障建筑的安全性与稳定的,减少自然条件对建筑产生的质量影响,保障人们的居住安全。

3  结束语

综上所述,通过对民用建筑的消防通道、扭转、抗震、抗风结构设计的优化,来保障民用建筑的安全性与稳定性,提高建筑的居住安全性。在经济技术日益进步时代背景下,应不断革新与优化建筑结构设计,提高建筑结构设计功能性,保障人们居住的安全性,促进建筑行业稳定发展。

参考文献

[1] 何招平,徐国伟.高层建筑结构设计的问题及对策[J].居舍,2019,(30):96,100.

[2] 孔水根.建筑結构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].河南建材,2019,(5):291-292.

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