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建筑结构设计应注意的因素

时间:2022-05-17 10:20:12 浏览次数:

【摘要】建筑施工的基础部分就是建筑结构设计,从质量方面分析结构设计的优良程度与整项建筑工程的质量等级直接相关。建筑结构设计作为一项系统、全面、细致的工作,在设计过程中需要扎实雄厚的理论知识作为基础,另外还需要灵活变通的思维以及严肃的工作态度,通过分析建筑结构中常见的问题可以有效提高结构设计水平。本文将针对建筑结构设计中应该注意的因素进行简要分析,并且提出相关建议。

【关键词】建筑;结构设计;因素;策略;

随着改革开放以来经济的迅速发展,建筑行业也得到了很大程度的飞跃,各种类型的建筑在城市中层出不穷,但是建筑物中出现的一些问题却不得不引起人们的广泛关注,因此关于建筑结构设计受到了重视。建筑结构设计作为一项建筑的基础,只有做好基础工作才能对其他进程进行安全有序的施工,建筑结构设计作为施工的关键依据必须得到高度的重视,科学合理经济适用的结构设计是建筑质量的保证。因此对建筑结构设计注意因素进行介绍可以促进建筑行业长足的发展。

1.建筑结构设计的简要介绍

1.1建筑结构设计的基本内容

对于建筑物的结构设计而言包含多个方面的内容,其中建筑设计、电气设计以及暖气通风设计等都包含在内。就整个设计过程而言,必须尽量保证在功能要求满足的前提下,做到美观、经济以及最新提出的环保健康。建筑结构是保证建筑物发挥功能的基础条件,设计的流程一般分为方案设计、结构分析、构件设计、绘施工图纸四个步骤,在这四个步骤参与到整个建筑物建筑设计中,所以在每一个环节都必须予以足够的重视。其次,为了保证建筑物的质量达到标准,所以必须要考虑结构物件,对于结构物件而言应该对其承载能力外加极限状态下的参数进行计算和测试,对于不合格的部分要及时做出调整,不可忽略结构物件的影响。另外,对于建筑物整体来说会有多种效应叠加的效果,所以必须加以考虑,即当多种效应共同作用时,应该分析出每一种作用效应的影响,并且计算出最不利的因素组合,将最不利的因素组合进行计算分析。最后,近年来关于建筑物设计的要求又新增添了对抗震能力的要求,关于这一要求应该根据建筑物所在地区的不同,并且综合建筑物类型、高度采用不同的抗震等级。

1.2建筑结构设计概括

首先要对建筑结构设计进行整体的分析,通常要根据建筑物功能以及人的要求在满足环保健康的前提下进行层次的设计。由于单一的建筑结构稳定性较差,所以在实际建筑中为了保证建筑物的稳固性,在结构设计上通常不采用单一的结构,如果采用单一的设计结构一旦建筑物出现裂缝,对于整个建筑物来说的局部受力就会产生变化,如果因裂缝严重而造成更大的受力改变,后果将会及其严重,不堪设想,所以通常都会以多层结构代替单层结构。随着人们生活水平的提高,对于建筑物设计的要求也有了较大的提高,为了满足人们的要求与社会的需要,当今的建筑设计结构都必须符合环保观念,确保对人体的健康没有危害。另外,如今高层建筑越来越受欢迎,面对高度的增加必须注意风力与水平受力的影响。总之,建筑物的结构设计必须考虑多方面的因素,只有这样才能保证建筑物的各类指标达标。

2.建筑结构设计原则

建筑结构设计的原则涉及到多个方面,其共同点都是安全、适用、经济、美观并且要便于施工,通常对一项建筑设计进行分析评价时都会将这五项作为重要的参考内容,一项优秀的建筑设计也是这五项因素的完美结合。结构设计一般都是在建筑设计之后进行,结构设计一方面受到建筑设计的制约,另一个层面上结构设计又反制于建筑设计。一般在进行结构设计时要以建筑设计为基础,在以建筑设计部超出结构设计能力范围为前提的条件下,符合安全、经济、合理的结构设计原则,力求满足并且实现建筑设计的要求。结构设计的合理性关系到建筑设计的理念能否实现,所以结构设计显得更为重要,对于一个建筑物来说,建筑师固然功劳最大,但是一个满足安全、适用、经济、美观、便于施工五项为一体的结构设计同样也会为工程师带来荣誉。总结来说,关于建筑结构设计必须依照上文提出的五项原则进行,建筑物建造的基本理念就是服务于人,所以必须进行人性化的考虑,将以人为本的理念与建筑设计相互结合才能表现出建筑物的设计目的,迎合设计原则。

3.建筑结构设计中出现的问题

3.1混凝土楼板出现裂缝

混凝土楼板出现裂缝的现象是建筑结构设计中比较常见的一类问题,造成这种现象的原因有很大程度都是在建造楼板时都是使用混凝土直接进行,对于楼板的受力分析不够全面,通常只是考虑到楼板的平面受力情况,而对其他因素往往忽视,根据经验分析这是时间长楼板断裂的直接原因。因此在建筑对楼板进行受力分析时必须从三维空间考虑,保证受力的协调从而使楼板受力均匀。其次是楼板钢筋结构的影响,通常设计人员在进行钢筋结构设计时只是使用单向板进行计算,外加用分离式负弯矩钢筋来作为支撑,由于考虑因素较少所以通过这种方式计算得出的结果与实际受力情况相比较差距较大,所以会导致混凝土锻造的楼板随着时间而受力过大,最后出现裂缝。

3.2关于地基的建造不够重

目前关于大多数的建筑设计图在绘制时都很少会对当地的地质情况进行全方面的勘察,更加不用说收集足够的信息与数据作为绘图时的参考,然而在实际中通常都是按照基础设计图进行施工,由于这种原因在建筑施工过程中对于地基的建设给予的关注度都不高。然而地基是一项建筑物的基础,如果地基施工没有达到要求,对于建筑物的安全性与扎实性有很大的不良影响。为了避免由于地基质量不合格造成的影响,所以在施工之前需要对即将要施工的地区进行地质的勘测,并且对于获得的数据要进行全面细致的分析,综合考虑各方面的因素进行建筑结构设计,这种方式有助于打好地基基础以及后续施工工作的进行。另外,还有一种情况就是设计人员的个人经验与主观臆断,在施工过程中设计人员会依据自身的经验建造砂垫层,这种行为会直接导致建筑物的承受能力有很大程度的降低,为以后建筑物的安全性埋下隐患。

3.3回弹再压缩的问题

摩擦角范围内边坑的基底土会在基坑开始挖掘时受到约束,不会发生反弹,但是坑中心的地基土会发生反弹,在发生回弹时主要以弹性为主,回弹部分通常都会被人工清理。另外,如果基础比较小时坑底部就会受到较大的约束力,通常对于独立的基础,回弹是可以忽略的。此外,一般都将基底的附加应力计算在沉降的情况下,外加坑边土约束的部分一般都当做安全储备,这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一。

4.建筑结构设计中注意的因素

4.1准确计算并且控制轴向承受力

在进行建筑物结构设计的受力分析时在没有特殊要求的前提下一般都是根据建筑物的高度进行不同方式的受力分析,对于层数较低的建筑物的而言受力分析可以简化为对轴向承受力的分析,因为在这种建筑物中通常只需要对建筑的弯矩受力分析即可,其轴力对于整个建筑物而言影响非常小可以忽略。但是对于高层建筑物来说受力分析时考虑的因素则大不相同,随着建筑物高度的增加轴向承受力的计算与分析就显得尤为重要,因为轴向承受力是随着高度的增加而增加的,与此同时随着高度的增加轴向的变形情况也更加容易出现,为了使建筑物满足设计要求,保证质量的达标必须严肃认真的计算轴向承受力。另外,对于高层建筑来说随着建筑物高度的增加会直接出现轴向力变大以及负弯矩值减小的情况,最终对下料的长度造成一定的影响,所以必须对建筑物轴向力进行精确的计算,并且为了确保建筑设计的完整与安全性符合要求,还应该适当的轴向力进行调整。总之,准确计算并且控制轴向承受力对于建筑物来说是非常重要的。

4.2箱、筏基础底板挑板的阳角

首先关于阳角的大小问题,由于阳角在整个基础底面积中所占的面积比例较小,所以可以直接砍成斜角或者直角,另外,如果底板的钢筋是双向双排排布的,并且在悬挑部分没有改变,则阳角不必增加辐射筋。在结构方面,如果能出挑板并且将边跨的底板钢筋调节均匀,尤其是在底板钢筋通长布置的情况下,不会由于边跨钢筋而加大整个底板的通长筋,这种情况比较节约;在出跳板之后,基底的附加应力便会有所降低,此时基础形式如果处在天然地基和其他人工地基的砍上时,加挑板就有可能采用天然地基;另外,在荷载偏心的情况下如果趁机在特定的部位设置挑板,有助于沉降差和整体倾斜的调整;在窗井的部位可以认为是挑板上砌墙,最好不要再出长挑板。但是这种情况却不是绝对的,如果地下室的层数较多并且窗井的横隔墙密度较大的情况下,可以灵活的设计安排。

4.3加大对结构延性的重视

建筑结构的延性是一项建筑结构设计中重要的组成部分,尤其是随着经济发展速度的加快,对环境产生了恶劣的影响,导致自然灾害近年来频繁的发生,对于建筑行业影响较大的就是地震,地震作为一种常见的自然灾害一旦发生就会对人们的生命安全以及财产安全造成较大的伤害,因此在进行建筑设计时必须将抗震能力作为一项设计要求,既是对人身安全的一种保护也是对公共财产的一种保障。就建筑物对地震的抵抗能力来说,随着建筑物高度的增加难度也逐渐增加,因为对于比较高的建筑物在受到地震的影响时,建筑物结构发生形变的可能性也会随着高度的增加而增大,因此需要在建筑结构设计中充分的考虑到建筑物的延性,这样就会在地震发生时较少建筑物的坍塌。另外,如果由于地震的等级比较高,建筑物受到及其严重的影响,在建筑物的延性设计比较好的情况下也可以为建筑物内部的人提供更多的逃离时间。对于混凝土建筑的建筑物而言,通常都是非弹性的,而对于延性来说又有很好的伸缩性,所以在地震发生时延性会吸收一部分地震带来的能量,从而提高建筑物的安全性。因此,提高建筑物的延性是从另一个角度提高建筑物的伸缩性,从而提高建筑物的安全性。

4.4重视水平与侧移的设计

随着建筑物高度的增加,在结构设计中垂直方面需要更加重视轴向承受力,而在水平方面需要更加重视水平承载力,所以在建筑结构设计中水平承载力的设计和侧移的设计时不可忽视的一部分。因此在进行高层建筑物的结构设计时必须对其水平承载力做出精密的设计,另外侧移是设计关系到建筑物的稳定性,所以随着建筑物高度的增加,侧移量也是不得不考虑在内的一个重要因素。另外,建筑物结构的强度与抗侧移的能力是高层建筑必须要有的性质,所以必须保证在发生侧移的情况下,对侧移量要有所控制。由以上分析可知,重视建筑物水平和侧移的承受能力是建筑物安全性得到保障的前提。

5.结语:

在进行结构设计时需要考虑的问题是全方面的首先必须要对建筑结构设计有一个整体的了解,之后依照设计原则进行设计。在设计时会遇到一些问题,例如:混凝土楼板出现裂缝、地基建造的重度不够、回弹与再压缩的问题等,面对这些问题应该在结构设计时采取相应有效的方式解决,例如在轴向承重力的计算方面要力求准确,严肃对待。总之,建筑结构设计对于整个建筑物来说不仅是基础,而且关系到建筑设计的实现,所以必须加以重视。

参考文献:

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