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摘要:近年来,我国的土木工程建设有了很大进展,建筑结构设计及荷载问题也越来越受到重视。设计人员要不断提高设计工作的实际技术能力和水平,创新设计方法,立足实际,深入分析各类影响因素,注重设计的合理性和科学性。本文针对建筑结构荷载与结构设计进行了相关分析。
关键词:建筑结构;荷载;结构设计;设计方法
引言
现阶段,伴随我国市场经济的高速发展,带动城市化建设,促进建筑产业的发展。建筑产业的飞速发展,丰富了建筑结构的类型,建筑的结构类型也逐渐朝向多元化、丰富化方向发展,以此去满足大众日益多元化的生产生活需求。而在工程建设期间,结构多元化、复杂化,增加了工程建设难度。做好结构整体设计,注重布置方案,这样才能确保建筑物的质量,带动现代化建筑产业的发展。
1结构设计方案与建设技术应用相辅相成
建筑项目的实际建设离不开设计方案的指导,同时,在结构设计的过程中,需要对现有的施工技术、建设成本等进行了解,保证设计方案能够有效落实。如果脱离建设技术实际应用情况进行设计,不仅无法对实际工程建设情况进行有效指导,导致设计变更频次增加,还会在一定程度上增加返工、重建的可能性,提升建筑结构建设的整体成本。科学、合理的进行建筑结构设计,能够使工程施工的程度更为优化,加之合理的施工技术与其相互配合,使工程的质量得到根本保障并且不断的提升。
2现阶段建筑结构设计中存在的主要问题
2.1荷载代表值原因分析
荷载有四种代表值:标准值、组合值、频遇值、准永久值。其中荷载标准值是荷载的基本代表值,而其他代表值都可在标准值的基础上乘以相应的系数得到。荷载可根据不同的设计要求,规定不同的设计要求,以便能更确切地反映它在设计中的特点。由于荷载本身的随机性,因而在使用期间的最大荷载也是个随机变量,原则上可用统计分布来描述。荷载标准值由设计基准期最大荷载概率分布的某个分位值来确定,设计基准期统一规定为50年。但并非所有荷载都能取得充分资料,因而,应从实际出发,根据已有的工程经验通过判断协议一个公称值作为代表值。
2.2结构设计安全问题
建筑结构方案的优劣性问题将直接影响建筑工程的质量。当前很多企业在进行建筑结构方案设计时,仍然存在一部分企业为了最大限度地扩大经济效益和缩短施工期限,进而随意更改结构设计方案,或者工作人员根据自身实践经验施工操作,不遵循方案的规定,随意增添钢量或者扩大截面等问题,导致建设成本增加的同时,也很大程度上影响力建筑结构的安全性。
2.3结构不够牢固
建筑物可以为人们提供遮风挡雨的空间,也可以为人们的生产和生活带来更为稳定的环境,具有着长期的作用。因此,其结构的稳定性和结构的耐久性就成了影响建筑结构设计的关键性的因素。目前我国的建筑结构设计的过程中普遍存在结构稳定性不足的现象,这也影响了后期的建筑物运行工作。由于设计人员在进行结构设计时,大多直接使用计算软件,而对计算软件中的荷载取值、参数设置等认识不足,设计能力存在欠缺,也就面临着越来越多的结构断裂和自然灾害抵抗性弱的风险,一旦建筑物发生不可逆的损伤,就会造成严重的经济和生命的损失。
3建筑结构的设计方法
(1)结构可靠度的设计方法。
为了确保建筑结构设计的可靠性,可在结构设计期间,把概率论作为理论支撑,结合各个不同的极限状态,结合耐久性以及承载力的极限情况去设计,可确保结构设计的可靠性。
(2)容许应力的设计方法。容许应力的设计方法在早期就被提出和应用,把理论研究作为基础,进行结构的设计。但是需要特别注意的是,利用经验去明确安全系数,忽略了材料自身塑性以及性能。
4建筑结构与荷载设计举措
4.1计算建筑楼面均布活荷载设计值
当前,各大中城市的建筑结构项目大多为民用住宅、商务楼;而档案库、车库、礼堂等项目较少。因此,须牢记住宅、办公楼的建筑楼面及其走廊、门厅、楼梯、会议室的均布活荷载标准值为2.0kN/m2,餐厅的均布活荷载标准值为4.0kN/m2,通风设备机房、电梯机房的均布活荷载标准值为7.0kN/m2;再根据以上标准值,从最高安全标准的角度考虑,精细计算建筑楼面活荷载设计值。
4.2优化安全设计,降低自然灾害影响
建筑物上部结构与基础、底部或下部结构之间设置隔震层,可有效的延长整个结构体系的自振周期,对于低层和多层建筑物,它可以有效的减少上部结构的水平地震作用,达到预防抗震达到要求。除此之外,还需要做好建筑结构的抗震设计,如借助偏压柱、综合受弯梁等的承载能力来有效提高抗震性能的方法,确保板的长边和短边设计合理。或者,按结构要求设置立柱等措施都能够很好地提升建筑结构的抗震性能。
4.3加强建筑结构设计与工程技术应用的研究投入
现阶段,建筑物的实际建设方案不再以统一的标准为主,增加了更多的开放性、创新性因素,施工新技术的研发与创新设计理念的提出,使得建筑结构的实际建设成果呈现多元化、差异化的特点。以中央电视台的主楼工程为例,以钢结构为主体,融合了三角形钢结构与双向倾斜建筑结构的技术优势,实现了技术、设计方面的多重创新,提升工程建设资源配置的整体效率。
4.4加强房屋结构耐久度设计
结构工程师应严格遵循以下混凝土配合比的设计和应用过程:一是明确建筑施工设计强度与设备强度的关系,采用砂石、水灰比等专业计算方法,明确配合比;二是调查掌握建筑施工现场的基本情况,合理调整砂石质量,确保配比的科学性,根据实际试验得到的砂石含水率,依次调整相应的配比,得出满足混凝土施工要求的配比;此外,设计工程师应根据建筑设计和施工规范,注意适当加厚建筑结构的保护层,以确保混凝土保护层的最小厚度完全符合建筑物的实际情况。在条件允许的情况下,工程师可以充分调查建筑物周围的环境因素,然后结合建筑物的结构形式来区分相应的区域,明确最合适的待建建筑物保护层厚度,从而使混凝土碳化、脱钝和钢筋锈蚀的时间,有效的延长。同时,要注意建筑物的当前环境,检查环境中是否有氯化物等腐蚀性气体,调整和优化混凝土配合比,然后在混凝土中加入阻锈剂,进一步提高建筑本身的耐久性和安全性。
结语
综上所述,建筑结构建设的质量问题关系重大,很多工程建设领域内的专业人士都在思考如果增加建筑结构的合理性和安全性。在结构设计的总体布局和规划中,设计人员要充分、全面地了解工程建设的具体要求和面临的施工作业环境情况信息,综合多方建议和意见,对荷载取值有清晰的认识且加强对计算方法、专业规范的学习。
参考文献
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