民用建筑结构设计存在的问题与对策毕健--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

民用建筑结构设计存在的问题与对策毕健

发表时间：2020/9/3 来源：《基层建设》2020年第10期作者：毕健

[导读] 摘要：在建筑创作中追求结构的本体表达，或是弱化结构甚至与之完美融合，是近来业界的热点话题之一，结构设计成为了一个多目标的命题，从全局出发把握好各专业间的平衡，也是建筑师不可或缺的职责。

        身份证号码：34110319880119xxxx
        摘要：在建筑创作中追求结构的本体表达，或是弱化结构甚至与之完美融合，是近来业界的热点话题之一，结构设计成为了一个多目标的命题，从全局出发把握好各专业间的平衡，也是建筑师不可或缺的职责。在建筑创作中追求结构的本体表达，或是弱化结构甚至与之完美融合，是近来业界的热点话题之一，结构设计成为了一个多目标的命题，从全局出发把握好各专业间的平衡，也是建筑师不可或缺的职责。
        关键词：房屋建筑；建筑结构；优化技术
        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建筑结构设计中抗震设计的重要性
        首先是为人们群众的生命财产保驾护航现如今没有任何技术和设备可以精确的预测地震发生的时间、强度和地点，而地震灾害一旦发生必然给个人和社会带来巨大的经济财产损失和人员伤亡，所以我们只能在减少地震损害方面做好应对措施，这其中提高建筑物的抗震性能就是非常重要的一环。良好的抗震设计可以有效的提高建筑物在地震灾害中的结构稳定性，保证人们可以在地震发生时预留出足够多的时间进行逃生和避难，极大地降低了地震救援的危险性以及相应的救援难度，为人们群众的生命和财产安全上了一个保险，极大地提升了人们生活的安全性。其次是是社会正向效应的重要表现建筑设计中的抗震设计可以有效提高建筑物的使用寿命，并尽可能保证人们群众在突发的地震灾害中的生命和财产安全。国家投入巨量的抗震研究经费，从侧面表现出对人们群众的关心和爱护，对维持良好的社会秩序有着非常积极的意义，对现如今我国现代化社会建设具有非常积极的正向社会效应。所以说，建筑设计中的抗震设计不仅是为房屋建筑进行了加固处理，更是对整个社会的稳定发展有着非常重要的作用。
        2常见房屋建筑结构优化技术
        2.1整体优化与局部优化
        房屋建筑结构设计是一个复杂的过程，具有明显的复杂性和层次性，尤其是现代化高层建筑物以及复杂建筑物，建筑结构具有更加独特的层次性。总体上，建筑结构的层次性主要包括设计体系和结构体系两部分，前者主要体现在采用什么样的建筑风格、建筑方式等方面，后者主要体现在不同风格系统下的建筑结构方面。因此，对于建筑物层次性方面的优化主要指的是设计过程中对建筑整体结构下属系统进行优化，使得最终建筑结构更加合理。房屋建筑物是复杂的，是由不同的结构系统组成的复杂体，包括承重系统、水电系统等多方面，因此在房屋建筑设计过程中无论哪一方面出现设计不合理，就会导致整个建筑结构不合理，进而影响建筑的整体安全性能和美观。对于不同系统的设计进行局部优化，不仅减少了大量的工作量，提高建筑物的安全性能，还能使得局部设计更加美观、更加贴合整体设计。因此，在房屋建筑结构设计过程中，一般采用整体优化和局部优化相结合的方式进行。
        2.2房屋建筑上部结构优化
        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。因此对房屋建筑上部结构的优化显得尤为重要。在房屋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房屋建筑结构特征，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。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        2.3选择科学的建筑结构设计方案
        为了确保高层建筑结构设计符合相关的应用要求，相关设计师需根据实际情况，选择最佳的结构设计方案，综合分析各个影响因素。第一，确保高层建筑结构设计方案与国家相关建筑设计文件制度、标准规范，尽可能规避对高层建筑予以超高建设；第二，设计师在设计高层建筑结构过程中，还要认真勘察施工现场附近的环境，并综合分析现场的实际条件，特别对工程涉及的地下水位、地质条件、基础土层、周边建筑、风雪荷载等因素予以充分地考虑，结合现场情况，选择最合适的建筑结构设计方案，为工程后期投入施工环节打下良好的基础。
        2.4完善建筑结构设计的性能
        第一，应确保高层建筑结构设计的稳定性。稳定性是所有建筑物最关键的性能指标，为了提升高层建筑物的稳定性，需考虑很多注意事项，其中，有效地进行嵌固端、短肢剪力墙的设置非常重要；第二，有效地控制建筑结构的水平力，对于高层建筑而言，在某一平面的水平方向，建筑结构受风荷载、地震荷载以及各荷载之间的组合作用影响，易导致建筑物在水平方向发生很大的位移，所以，在设计的时候，设计师需科学地进行建筑物高度的设置，更好地对高层建筑结构的水平力加以控制；第三，重视高层建筑结构的延性设计。很多高层建筑均带有防空设置及地下室。以上设置对于建筑工程整体的抗震性、稳定性产生不同程度的影响，为了做好高层建筑的延性设计，设计师应有效地把控高层建筑物的嵌固端上下刚性及抗震等级的比例，结构刚度要保持在变形限值区域内，为了控制高层建筑结构的共振现象，在进行结构刚度设置时，要尽可能小，以增强建筑物的抗震性。第四，设计师还要对不同地震水准下构件的承载力、变形、刚度结构情况进行考虑。为了提高高层建筑的性能设计水平，增强结构的承载力，仅需准确地找到结构构件的承载力和变形能力二者的平衡点，然后展开计算及设计即可。
        2.5对建筑构件之间的关系进行合理部署
        建筑设计中的抗震设计更加看重的是建筑结构之间的整体关系，需要详细了解不同建筑构件之间的受力关系，对各个建筑构件进行合理的分配和调整，在保证建筑构件合理使用的条件下，尽可能的提升建筑构件的受力强度，进而全面提高建筑工程抗震能力。在抗震设计中，设计人员应该保证主体受力构件因为地震等原因荷载屈服后，周边的抗震构件仍然可以具备较高的弹性，以此来提高建筑物维持结构完整性的时间，尽可能多的为人们逃生提供有效时间。总而言之，建筑设计人员应该全面且认真的对建筑结构之间的关系进行研究，分析出提高建筑工程抗震的最合理搭配，对可能出现的隐患及时改正，最大限度的提高建筑物的抗震稳定性。
        2.6结构、表皮、空间一体化设计
        随着建造技术和建构理论的发展，“结构建筑学archi-neering”的议题成为热议，旨在通过将建筑的造型、结构、构造、空间甚至寓意等综合考量而进行建筑创作。在这个语境下，建筑师与结构师合作的默契程度关键地决定了建筑最终能够达到的水平：这需要结构师从构思初期就密切参与，从宏观上同建筑师共同研究建筑的功能形式、制定结构方案，也需要在设计深化的过程中与生产施工部门等各方共同把控单元构件的微观近人尺度，整合表皮的构造层次和内部的设备系统，实现“简约”而不“简单”的效果。新近落成的由福斯特建筑事务所设计的史蒂夫•乔布斯剧院，直接将近80t的碳纤维屋顶通过建筑周圈的四层夹胶玻璃结构支撑，完全通透的大厅内不使用其他竖向构件，玻璃既是建筑表皮也是结构支承构件，所有水电管线均集成在玻璃面板之间的缝隙构造中，通过突破极限的技术呈现，淋漓尽致地阐述了极简的设计风格。
        结语
        综上，在通常情况下，面对高层建筑结构设计时，建筑企业的设计人员需要对各项控制指标和建筑原则做出综合性质的考量，用以保证建筑物的可靠性。这样才能够更加有效的保证后续的高层建筑建设能够更加经济合理、使用舒适和安全性。
        参考文献
        [1]徐祥希.高层建筑结构设计的问题与对策研究[C].2016年4月建筑科技与管理学术交流会.
        [2]华苗，郑德标.基于高层建筑结构设计的问题与对策研究[J].文摘版：工程技术，2015（21）：34.
        [3]吴颖飞.高层建筑结构设计的问题及对策研究[J].建筑工程技术与设计，2017（23）：1431.
        [4]庄聪颖.高层建筑结构设计中的问题与设计方式研究[J].住宅与房地产，2017（6）.