土木工程中房建结构设计问题研究

发表时间:2020/7/24   来源:《建筑实践》2020年第7期   作者:吴洪健
[导读] 当前形势下,由于房建工程普遍具有结构复杂、建筑高度高
        摘要:当前形势下,由于房建工程普遍具有结构复杂、建筑高度高、施工难度大等特点,在设计阶段必须进行科学地规划与安排,优化高层建筑工程的结构设计,提高建筑工程的整体性能,有利于顺利地开展施工环节,推动建筑行业的健康发展。基于此,文章介绍了高层建筑结构设计中常见的问题,提出了几点应对策略,以期为相关人员提供可靠的参考。
关键词:高层建筑;房建结构;结构设计
        1土木建筑结构设计中的原则
        1.1保证设计过程中的重点
        现阶段来说,土木建筑在功能和规模上都有了一定的提升,在结构设计过程中多了很多复杂的工作,在不同项目设计中可能会出现交叉现象的存在,这时候设计师就要注意工作中的重点内容,明确什么部分才是结构设计中的主要承重,从结构的安全性去考虑,有的放矢的来确定不同构件的设计位置,从而减少施工过程中可能出现的损失,分清设计过程中的主次,协调好设计过程中互相之间的关系,把好质量关卡,从重点内容出发进行着重考虑。
        1.2保证合理的结构性能
        对于一个工程来说,在设计的过程中应该同时注意它的刚性强度以及柔性强度,要根据工程的具体信息以及应用功能进行判断,对于有些建筑来说,如果刚性强度过大,则会导致建筑在变形能力上的问题,从而会导致它的荷载重量变大,引起对建筑的局部损坏。但是如果柔性过强的话也会由于结构上的变化导致不能承受原有的荷载,甚至会引起建筑整体上的坍塌,因此,在设计过程中,设计师要找到其中的关键点,达到刚柔并济的目的,着力于建筑的整体来进行构思,寻找合理的建筑结构体系。
        1.3保证结构体系的安全性
        在结构设计的过程中,设计师应该注意对建筑性能上的加固,设置不同的安全防线,保证构件在安装过程中的稳定性,不能因为理论上框架结构的承重能力是大于砌体结构的,就盲目的进行结构上的选择,还是应该从建筑的环境等方面出发,考虑到自然灾害对它的影响,在设计的过程中,可以设置多道防线,因为在建筑的结构设计中,绝对安全的设计构件和过程是不存在的,只有通过多种安全防护措施的建立才能降低危险发生的可能性,这样经过较长的时间,还能使建筑尽量保持原有的整体结构。
        2现阶段建筑结构设计中存在的问题
        2.1短肢剪力墙设置
        短肢剪力墙设置存在问题,会严重损害高层建筑工程的结构质量,相关设计人员在进行高层建筑结构设计的时候,经常会增设短肢剪力墙,这一问题既会削弱高层建筑物中短肢剪力墙的抗震性能,又会影响建筑物后期投入使用中的稳定性,给高层建筑结构造成极大的安全隐患。一旦受到外界自然灾害的袭扰,极易引发建筑物的安全事故,造成不必要的经济损失及人员伤害。
        2.2扭转问题
        在高层建筑结构设计中,扭转问题也是其中不可或缺的问题,该问题目前已上升到全球范围高层建筑结构设计的核心问题,事关整个建筑物的整个抗风、抗震性能。受到自然地理环境及条件的影响,在对高层建筑结构设计中,部分设计人员难以有效地确保建筑物完全对称,进而易产生扭转问题。设计人员在展开设计工作中,需竭力满足建筑物的对称性,提高建筑物的施工质量与建筑高度,最大化地规避扭转问题的发生。
        2.3受力问题
        在对高层建筑施工期间,往往会使用各种类型的大型机械设备,尤其是超高层的建筑物,需要使用的机械设备越多,无形中加大了高层建筑物垂直方向的载荷。若在前期设计中,相关设计人员未能有效地考虑机械设备因素,或使用不达标的施工材料,则极易使高层建筑的主体结构承载力、受力产生问题。


        3土木工程建筑结构设计的优化措施
        3.1地基结构设计中的优化
        在土木建筑的地基设计过程中,设计部门的工作人员需要对现场进行实地勘测,根据相应的地质报告以及工程的主要信息,来确定在施工过程中建筑物的自重以及外界施加的压力,从而确定它的荷载范围,由专业的工作人员进行底面积的测绘以及计算,保证地基设计过程中的稳定性,避免由于外界压力导致沉降不均匀的现象发生。另外,还应该考虑在设计过程中的施工技术以及材料,以具体的工程为准,选择合适的地基处理技术,通常来说包括独立地基、浅地基以及深地基和桩基等,在材料的选择中,也要保证材料的强度等级,确定它的主要性能,保证在施工过程中的质量问题,对可能用到的钢筋进行计算,从地基的内部预应力进行考虑[1]。另外,在地基压实的设计工作中,尽可能保证材料上的稳定性,避免选择类似于软土性能的材料,避免材料自身存在压缩或者膨胀的现象,注意结构上的紧密性。
        3.2抗震设计中的优化
        在设计过程中,要保证支柱、剪力墙以及横梁之间达到了一定的平衡,在设计过程中避免刚度太强,要具有一定的变性能力,可以根据外力作用来调节自身的承受能力,对剪力墙进行有效的保护,提高建筑本身的抗震能力[2]。另外,还应该对照国家标准规定的抗震等级进行设计,在实际的设计过程中,由于工程环境以及外力的影响,通常来说,抗震等级都会比规定的标准高一点,为了保证建筑在作用力下也能保持相应的延展性和承载能力,这就要求设计师在设计过程中需要注意钢筋中的结构配比以及和混凝土之间形成的作用力,从而保证对抗震安全的有效性。
        3.3结构施工图设计中的优化
        在结构图纸的设计过程中,设计师需要从图纸的应用角度来进行考虑,保证设计图纸的完整性,准确性以及灵活性。首先,在图纸设计过程中,设计师应该明确建筑中的具体项目类型,绘制出相应的定位轴线以及基础构建,明确它们的具体位置以及尺寸、编号等,从而保证在施工过程中可以做好细节上的问题。其次,设计师还应该对一些重点工程进行详细的分解,尤其是在施工技术以及材料的选择上,确定它的合理性,保证计算过程中的准确性,包括基坑深度、承载力以及横截面的参数等方面[3]。另外,设计师要对结构图纸中的一些预埋件和设备进行相应的标注,提供编号和详细图纸,如果在施工过程中存在一定的问题,也要及时对设计图纸进行完善和更改,保证它的灵活性。
        3.4加强工作人员的管理
        对于结构设计过程中的工作人员来说,也要进行相应的优化措施。首先,应该保证工作人员在设计过程中真正的走入到工程中,而不是纸上谈兵,在设计过程中,应该加强他们与其他部门之间的有效联系,避免出现“信息孤岛”等问题,做好各方面的协调,才能保证基础工作的完善[4]。其次,还要设置相应的考核制度提高他们的工作水平,对一段时间内的工作内容进行评定,建立奖惩措施,起到一定的警示作用,这样才能保证在工作过程中对细节上的把握,避免粗心大意引发的问题,提高他们的工作能力。
        结束语:
        总之,建筑结构需要承受的荷载大,若其稳定性、抗震性能未能达到国家相关建筑设计标准,则极易引发建筑物坍塌、位移等安全问题,给人们的正常生活带来不便。高层建筑的结构设计是确保建筑整体结构性能、功能稳定的重要基础,设计师应科学地选择建筑结构的设计方案,根据实际情况,综合考虑各方面因素,合理地规避可能出现的问题,提升建筑物的抗震性、稳定性能,提高建筑物的利用价值。
        参考文献:
[1]王伟,蔡志文.土建工程混凝土结构的耐久性设计[J].居业,2019(09):55-56.
[2]于洋.土建工程结构设计的优化技术研究[J].绿色环保建材,2019(04):91+94.
[3]吴良平.变电站土建结构设计存在问题及方案处理分析[J].数字通信世界,2019(04):238.
[4]王静,吴林璟.土建结构设计存在的问题及针对性措施浅谈[J].绿色环保建材,2018(09):215+218.
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