现代建筑结构设计中存在的问题与解决对策分析

发表时间:2020/9/1   来源:《工程管理前沿》2020年4月12期   作者:王艳芳
[导读] 现如今,我国经济社会发展水平不断提高,而建筑领域也取得了不小的进步。
        摘要:现如今,我国经济社会发展水平不断提高,而建筑领域也取得了不小的进步。在建筑领域中,建筑结构设计是一份十分重要的工作,做好这份工作可以有效提高项目工程整体工作效率,也能够保障建筑后期的使用期限。就目前而言,我国建筑结构设计工作中还有很多不足之处,相关的单位还需要加大重视,尽可能解决现存的诸多问题,进而增强建筑结构设计的工作效益。
        关键词:建筑结构设计;问题;解决对策
        引言
        在城乡一体化建设不断推进的背景下,城市房屋建筑市场逐渐饱和,导致社会对房屋建筑需求量发生明显改变,使得建筑行业竞争局势更加激烈,为了确保建筑企业在竞争中不断生存和发展,革新和优化施工技术成为企业有利竞争的手段之一,不仅促进了建筑项目整体结构的改进,而且提高了建筑生产效益,降低了成本。
        1现代建筑结构设计中存在的问题
        1.1基础结构设计问题
        从建筑结构基础设计来看,由于缺乏大量可靠的实地勘察,参照往常经验的案例较多,从而导致设计出来的基础结构图和设计标准、实际情况不相符合,极大地影响了施工后建筑基础质量。此外,在一些民用建筑基础结构设计时由于缺乏对荷载的严格规定,未明确标出基础荷载数据,可能出现基础结构超负荷、影响整个建筑结构稳定性的问题。
        1.2框架设计问题
        建筑框架设计包括水平框架设计和竖向框架设计,水平框架设计是为了提升建筑整体的平衡性与整体协调性,而竖向设计是为了提升对地震波的抵抗能力。为此,在竖向设计时必须均匀地配置箍筋与跨中纵筋,但是往往设计人员不能很好地区分箍筋和纵筋,从而出现了设计的失误。此外,受力分析不够准确,或人为降低承重部分的高度就会引起安全性问题,甚至会引起建筑坍陷。
        1.3其他设计方面问题
        部分建筑结构设计时,只取用了简单的参数系数,而没有充分考虑其他各方面的结构应力,在计算时未取用重要的系数,没有考虑荷载的变化,会使结构计算结果和实际有较大出入,导致设计出来的建筑结构在安全可靠性方面会有所缺失。此外,设计不规范,结构抗震设计不合理,未能充分考虑建筑的使用年限,存在钢筋、水泥混凝土配制与使用不合理、含量较低、强度不足等问题,都会影响建筑结构的安全性。加上一部分设计人员经验不够、安全责任意识不足,没有严格按照设计标准开展设计都会给后期施工埋下安全隐患,影响整体工程的质量。
        2现代建筑结构设计问题的解决对策
        2.1明确结构设计标准
        设计师明确建筑结构工程设计的标准,既可以确保房屋建造的有序开展,也可以保证房屋的安全性能与质量。首先,明确建筑结构设计原则。设计师通过不断清晰优化设计图纸,厘清设计原则。通过清晰的设计原则提高房屋建筑结构设计的质量,发挥设计与建造的整体价值,保证结构的长久使用。其次,通过政府出台的关于设计耐久性与安全性考虑的政策,要求设计师在建筑施工中要不断考量施工过程与环境因素,从而对图纸进行科学合理的规划与设计,使项目实现超出自身的价值。最后,设计师要坚持经济原则。换句话说,设计师在对建筑施工的材料选择过程中,要对环境、材料性价比等各个方面展开综合的对比分析,从而提高建筑结构设计的专业性,并对成本进行合理的控制,选出最为经济实用设计方案,提高建筑工程的社会与经济效益。
        2.2优化基础结构设计
        在进行基础结构设计时,首先在设计优化前要先做好对施工当地地质地形、自然环境等条件的实地考察,收集和分析相关数据,在此基础上制定科学合理的设计方案,并根据可能会遇到的问题制定解决预案。

如常用的基础形式及经济性优先等级一般为:天然基础>地基处理>桩基础;天然基础中:独立基础>条型基础>筏板基础;筏板基础中:平板式>梁板式;地下室基础中:独立基础+防水板>筏板+柱墩基础(与抗浮水位和地基承载力有关)。
        2.3优化结构设计模型和设计计算方案
        在进行优化设计时首先必须建立科学合理的建筑设计模型,控制各个参数的变化并根据试验结果选择合适的变量。另外,通过优化设计提升结构计算模型的科学性,对影响建筑结构设计方案的各个因素进行对比分析,对不合理之处加以改进制定合理的计算方案,从而可降低结构计算失误,保证建筑结构计算方案的科学合理。如选取合适的地震动参数、在计算模型中考虑梁端刚域与楼板翼缘计算梁的配筋等均是合理的经济设计措施。
        2.4上部结构优化
        随着城市现代化建设进程的不断加快,城市可供建设用地的面积越来越少,导致城市高层建筑物越来越多。建筑物层数越多,对地基承载力要求越高,可能有诱发的地基不均匀沉降问题更加突出。因此对建筑上部结构的优化显得尤为重要。在建筑上部结构的优化过程中常表现为剪力墙的优化过程,应注意以下几个方面内容:①在优化过程中要确保剪力墙质量的均匀程度,若优化不合理导致剪力墙质量不均匀,就会使得剪力墙不同位置的受力状况存在明显差异,在施工过程中可能导致局部剪力墙受力过大而破裂;②确保楼层平面刚度中心和结构重心重合,若二者重合,则导致受力重心发生偏移,进而使得承重墙的受力不平衡,不仅容易造成不均匀沉降等问题,还容易造成承重墙局部受力过大引起承重墙局部破裂等现象;③尽可能的消减外载荷的扭转作用,在房屋建筑上部结构中不可避免的存在外载荷的影响,若外载荷量过大,则产生的扭转作用更加强烈,容易影响或改变整体受力状况。因此,在优化过程中应结合建筑结构特征,选用大开间剪力墙,尽可能的增加墙肢数量,在确保建筑楼层平面刚度满足设计要求的基础上,尽可能的减少混凝土使用量。
        2.5优化平面、竖向设计
        在建筑结构设计时应选择风压较小但抗风压能力较强的平面结构形式,在高层建筑设计时为平衡水平应力,尽量将建筑结构外形设计成流线型。在竖向系统设计时,要求传力系统必须准确清晰,首先建筑不能超过建筑设计的标准,其次抗侧力结构刚度必须从下往上逐渐过渡而不能突然出现刚度急剧变化的情况,若刚度急剧变化就会影响竖向上荷载对于地震等自然灾害的抵御能力。在实际设计时应充分掌握建筑锚固深度,结合工程实际要求明确锚固深度,通过加强地下室结构的设计使地下空间能起到承载上部建筑物竖向压力的作用,使建筑物的受力重心下降,从而提高建筑物整体的抗震性能和抗风压能力。
        2.6优化抗震设计,提高结构设计的合理性
        在建筑结构抗震设计时,必须综合设计防裂度、建筑高度和地基深度,同时选择延性与均质性较好的材料,满足建筑构件节点设计安全可靠的要求。应选择合适的抗震体系,设置多道防震线,使强度和刚度均匀分布。此外,要求设置防震缝并精确计算抗震缝的宽度来提升建筑结构整体抗震性能。
        结语
        综上,建筑结构优化设计是为了完成既定的建设目标对工程结构提出了优化方案的设计方法,将各种先进的技术结合起来使设计方案更加完善,使最终的建筑结构不仅满足基本使用功能,而且还提高了空间利用率、提高了对材料的利用,更加满足宜居的要求。在建筑结构优化过程中,除了要对方案进行完善,还要对基础结构、整体布局以及抗震设计等进行优化,才能使打造出来的建筑更具有安全性、耐用性和经济性的特点。
        参考文献
        [1]李浩浩.房屋建筑结构设计中的常见问题与对策分析[J].建材装饰,2018(29):102-103.
        [2]刘玉东,黄俊卿.土木工程建筑结构设计中的问题与初探[J].居舍,2019(28):88.
        [3]陈敏.探讨高层建筑结构的设计问题及对策[J].智能城市,2019,5,(19):30-31.
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