公共建筑结构设计中应注意的事项探析

发表时间:2020/7/21   来源:《城镇建设》2020年4月第10期   作者:韦义豪
[导读] 建筑结构设计成效在很大程度上取决于设计人员的设计理念、思维、以及创新能力等方面。

       【摘要】建筑结构设计成效在很大程度上取决于设计人员的设计理念、思维、以及创新能力等方面。针对建筑结构设计来讲,不仅要求设计人员具备丰富的专业设计理论知识,而且还要充分掌握建筑结构,在对其进行全面了解并加以分析之后,设计人员需要以实际情况为基础,基于自身设计理念与目的,更加高效的完成建筑结构设计。除此之外,建筑结构设计还要求设计人员精准的计算,确保其内容分配的科学合理性,结合实际情况对其进行相对应的组合,力争实现建筑设计目的。
       【关键词】公共建筑;结构设计;注意事项;原则;安全可靠性

        随着社会的发展,时代的进步,也带动了广大人民群众生活水平的进一步提升,在此背景下,对于建筑也提出了更为严格的要求,不单单注重建筑质量,对于建筑结构的实用性与美观性也有了更高程度的重视。建筑结构在设计的过程中,设计人员一定要以客户对建筑的需求为基础,不仅要确保公共建筑结构设计满足实用性、安全性、以及美观性等多方面的需求,而且也要将公共建筑的特点最大程度呈现出来。基于此,本文将针对公共建筑结构设计过程中需要注意的事项进行分析,希望通过本文的分析,能为业内人士提供参考依据。
1公共建筑结构设计原则的探析
        公共建筑结构在实际设计的过程中,设计人员需要严格遵守以下几点原则:第一、建筑结构应满足承载能力极限状态和正常使用极限状态;第二、深入分析结构同时发生多种效用情况下的最不利组合;第三、基于美观性原则,也要确保建筑结构设计的实用性,同时,也要充分呈现出经济性与安全性特点,保障建筑结构设计整体质量;第四、只有充分呈现出建筑结构各部分功能搭配的科学合理性,才能表明该建筑结构设计的优质性,当然,也要有一定的美观性与承载力,为建筑结构提供保障。以我国某地区教学楼的设计为例,详细见图1。该教学楼结构设计主要以其作用为基础,结合学生规模与占地面积,合理分配教学楼结构,结构设计过程中充分考虑结构的合理性,以及结构布置对建筑使用功能的影响。

图1 某地区教学楼平面图
2公共建筑结构设计中注意事项的探析
2.1公共建筑中混凝土结构设计阶段的注意事项
        众所周知,混凝土在我国建筑结构中有着极其广泛的应用,追溯其根源,不仅是因为混凝土结构的承载力与抗震性较为突出,而且也不需要消耗过多的成本。随着我国经济社会的迅速发展,公共建筑中高层建筑数量处于不断上涨的趋势,这也为施工工艺的实施带来了全新的挑战。然而,施工人员的不规范施工,往往是导致混凝土结构在设计阶段产生问题的重要因素,如果没有及时改善此类问题,那么会降低建筑结构强度与抗震性能。当然,在实际设计的过程中,设计数据或者参数计算精准值不高等方面,都会导致产生上述问题的原因。
        2.1.1建筑结构整体设计计算
        在建筑结构整体设计计算的过程中,设计人员要对楼板开大洞、不连续、弱连接等问题高度重视,对弹性板内力与配筋进行深入分析,并进行准确的计算。针对结构位移比的计算来讲,相关工作人员则通过刚性楼板假定的方式,对所有楼层实施强制性的补充计算。针对高层建筑重力荷载作用的分析与计算来讲,还要求工作人员结合实际情况,确保模型建立的科学合理性,为其计算提供可靠的保障,从而有效降低或者避免建筑设计与实际施工阶段产生数值误差的概率。
       
        图2  某学校会堂结构整体模型
        2.1.2建筑结构薄弱层的调整
        公共建筑平面功能复杂,高差错层变化大,计算过程中容易出现结构薄弱层。薄弱层设计中,除了地震内力按《建筑抗震设计规范》的有关规定乘以相应的放大系数外,还要根据抗震概念设计,对关键构件进行人为加强,提高抗震安全储备。
        2.1.3基础结构设计
        基础作为建筑结构的重要组成部分,对建筑的整体结构安全具有非常重要的意义。合理的基础设计,可以合理控制建筑的整体稳定、沉降等。基础施工也是整个项目施工过程中难度最大的一个环节。基础结构设计中常见的问题具体体现几下三点:第一、施工勘察阶段,由于提供的方案为初步方案,没有相应的结构设计数据,勘察人员对项目的估算经常存在比较大的偏差,对勘察结论的合理性有比较大的影响。第二、设计人员在基础设计的过程中,对地质、地形缺乏全面的了解,再加上缺少全面、精准的数据支撑,从而导致地基设计不够灵活;第三、设计人员自身专业理论知识储备量、以及工作能力等方面,都会对地基设计带来不同程度的影响,如果设计人员专业不过硬,或者缺少丰富专业知识支撑,那么则不可避免的会降低建筑结构基础设计水平。
2.2公共建筑中梁与板结构设计阶段的注意事项
        梁板结构布置的合理性对整个公共建筑的整体美观、结构安全都有非常重要的意义。梁板结构设计的最基本原则是满足规范的承载能力极限状态的要求,在此基础上,要充分考虑建筑的效果要求,对结构布置进行更深入的优化调整。
        结构设计过程中容易忽略的问题是在设计梁板截面时没有考虑主体结构外层抹灰对整个建筑造型的影响。因此,在确定梁板截面尺寸的过程中,应加强与建筑专业的沟通,在满足结构承载要求的前提下,最大程度的实现建筑造型。
2.3公共建筑结构体系、布置与构造设计阶段的注意事项
        2.3.1公共建筑高度和高宽比
        现阶段,我国建筑规范明确规定了建筑高度与高宽比的限值,只有确保建筑高度与高宽比的科学合理性,才能切实强化建筑的抗震性能,尤其是在频繁发生地震的地区,更是要高度重视建筑高度与高宽比的设计。当然,通过合理有效的建筑高宽比,能够在很大程度上避免结构存在地震隐患。

图3 某地区建筑立面位设计图
        2.3.2公共建筑结构水平荷载
        众所周知,建筑楼面无论是荷载轴力还是弯矩值,都和楼房高度呈一次方正比,而水平荷载则与建筑高度呈二次方正比。值得注意的是,无论是建筑结构的构件剪力还是侧移,都取决于其正弯矩与端支座负弯矩值,由此可见,设计人员在对建筑结构进行设计的过程中,应严格把控水平荷载作用的侧移,为建筑结构的延伸线提供可靠的保障。
3公共建筑结构设计水平提升的有效举措
3.1确保公共建筑结构设计满足国家规范
        随着社会的发展,时代的进步,广大人民群众对于建筑行业也提出了更为严格的要求,这也为建筑领域带来了全新的挑战与机遇。在此背景下,对于公共建筑结构设计的质量、美观性、以及实用性也提出更为严峻的要求。若想促使其更好的满足时代不断发展需求,我国也拟定了相对应的设计规范。设计人员在对建筑结构进行设计的过程中,应在确保其满足国家规范的同时,确保公共建筑设计质量,如此一来,不仅与新时代建筑结构设计要求相符,而且也能获取最大化经济价值,为我国建筑领域未来的长足进步奠定基础。由此可见,在建筑结构设计的过程中,只有严格遵守国家规范,并结合实际情况,加强完善与优化,进一步提升建筑质量,从根源降低或者避免产生安全隐患的概率。除此之外,相关人员也要针对国家建筑规范中含有不合理的地方进行深入分析,可通过实地考察、开会讨论等方式,对其进行妥善的调整,充分掌握现阶段我国建筑行业相关规范,拟定满足实际情况的建筑设计规范。
3.2进一步强化设计人员的综合素养
        建筑工程作为一项系统性工程,只有建筑结构设计人员具备丰富的理论知识、专业能力、以及创新思维,且在工作中尽忠职守,才能更好的完成建筑结构设计工作。在具体工作中,要求设计人员全面了解建筑结构所有区域的设计要点与原理,同时在建筑结构设计的过程中,也要以建筑具体要求为基础,提升建筑质量的同时,也要确保建筑结构的美观性,高度重视建筑结构设计方案的可行性。当然,设计人员也要加强自身的学习,不断补充专业知识,学习更加先进的理念与技能。在现代社会教育改革的背景下,为广大工作人员提供了良好的学习机会,建筑结构设计人员应充分利用这些机会,进一步强化自身的综合素养与专业水平。除此之外,由于建筑结构设计要求设计人员具备一定的创新思维,这就需要设计人员真正做到勇于思考、敢于创新,在日常工作与学习的过程中,不断的积累创新意识。
3.3加大公共建筑结构设计的监管与审查力度
        众所周知,建筑质量在很大程度上取决于设计质量,如果建筑结构设计不达标,则会为建筑质量带来很大的负面影响,追溯其根源,主要是因为监管与审查力度不够。具体来讲,当建筑结构图纸设计完成之后,要第一时间交由相关部门进行审查,当审查合格后,方可正式用于施工。值得注意的是,在对建筑结构图纸设计进行审查阶段,审查人员要综合考虑建筑目的、要求、以及用途等方面,将所有数据的审查工作做到位,确保设计成果评价的有效性与合理性。当然,针对不合格的设计来讲,则应对其提出相对应的整改意见,督促其按照具体设计要求进行整改。除此之外,可结合实际情况,拟定切实可行的诚信与星级制度,定期对设计部门整体设计水平进行合理有效的评价,建立规范的数据库,为建筑部门的选择提供协助。
总结:
        建筑结构设计作为建筑领域的重要组成部分,首先,设计人员需要加大管理力度,不断丰富自身的综合素质与专业能力,同时也要基于建筑需求对其进行设计。针对建筑结构设计中可能会产生的问题,则要加大重视力度,从建筑结构设计入手,严格控制建筑质量,加强完善与优化建筑体系结构。其次,监管部门应进一步加强建筑结构设计的监管与审查力度,结合实际情况,采取强有力的管理措施和评审,加强提升设计人员的设计水准,确保建筑结构设计与不断变化的时代要求相符,满足广大人民群众对审美的需求,为其生命财产安全提供可靠的保障。
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