广西硼强建筑工程有限公司
摘要:混凝土结构作为当前较为重要的建筑结构形式,其建设成本低、结构形式多样、整体性能较好,广泛用于工业与民用建筑建设工程中。建筑混凝土结构的安全性、稳定性与人民群众的生命、财产安全息息相关,受到多方关注。为保障建筑混凝土结构设计效果,保障建筑结构的科学性、合理性,并合理减少建筑企业施工过程中的成本。需要对工业、民用建筑的混凝土结构进行有效设计,改善施工质量。本文分析了混凝土结构设计的要求,提出工业与民用建筑混凝土结构设计的相关措施。
关键词:工业与民用建筑;混凝土;结构设计
1混凝土结构设计的要求
1.1可靠度方面的要求
可靠度是一种能力,是指预先规定一个使用时间,如果在此时间内建筑物充分发挥出其预定的功能(如结构刚度、强度、结构承载力、整体稳定性、耐久耐用性等)就表示此建筑物具有这种能力。建筑物超出其预定的使用时间后,它的所有性能都会改变、下降,不能再继续使用,应做报废处理,否则极可能出现安全事故。
1.2混凝土结构功能性方面的要求
为了确保工程施工的整体质量,在高层建筑施工设计期间,其结构功能要求主要有三个方面,即:安全性方面的要求、耐久性方面的要求以及适用性方面的要求。安全性方面的要求需要相关工作人员在建筑物设计期间,对承受力与稳定性等方面的因素展开充分的考虑,同时还需要注重设计期间的结构稳定性等问题,从而确保建筑物结构拥有更好的稳定性特征。当遇到突发问题的时候,建筑物不会出现倒塌情况;耐久性主要指,建筑物的整体使用期限与耐用程度,这要求相关人员在设计建筑物结构期间,必须尽可能的延长其使用时间,确保其使用寿命;适用性要求,相关建筑物建筑结构设计期间,必须拥有优质的工作性能,从而确保能够达到使用者适用性方面的要求与目标。
2工业与民用建筑混凝土结构设计措施
2.1材料选择
建筑材料是建筑物构成的基本要素,建筑材料性能决定建筑结构性能,建筑材料质量直接关系建筑工程项目建设整体效果。因此,在工业与民用建筑混凝土结构设计过程中,需做好材料控制工作,提升材料选用的准确性、科学性、合理性。例如,在混凝土材料选择过程中,设计师应根据工业与民用建筑建设要求与混凝土结构设计相关规定,确定混凝土等级。并依据混凝土结构刚度、厚度、硬度、规模等参数指标,综合分析混凝土性能,包括持久性、耐热性、耐寒性等,进行混凝土材料的合理选择。
2.2平面布置
在建筑结构的设计中平面布置十分关键,工业建筑与民用建筑在平面布置环节一定要遵循扭转效应这一原则。工业建筑与民用建筑混凝土结构布置要考虑地震作用带来的偶然偏心,要做好竖向构件水平位移和层间位移考虑。要保障建筑物具备良好抗震性,同时保证平面形状的设计要规则。
2.3竖向布置
工业建筑和民用建筑在混凝土结构竖向设计过程中,需要充分考虑建筑物结构的均衡性和稳定性。假设结构局部在性能和结构方面需要特殊处理就必须根据预期设计的规划思路进行施工,否则绝不准许选择大规模内外悬臂梁。另外,为了保障建筑物本身质量,确保工程结构合理性,建筑物结构竖向设计环节一定要充分考虑各种细节需求,遵循顶小底大原则。
2.4方案优选
在工业与民用建筑混凝土结构设计过程中,设计师通常会根据工程项目建设要求,遵循工业与民用建筑混凝土结构设计基本原则,设计多种方案,并通过对比分析、方案改进等方法,选择出最佳方案,指导工程项目实践作业。
这就需要设计师在工业与民用建筑混凝土结构设计中,能够以经济性原则、安全性原则、可靠性原则、科学性原则等为指导,从宏观与微观两个层面进行设计方案分析,并做好工业与民用建筑混凝土结构设计细节处理工作,以实现设计整体质量与效率的提升。例如,从微观层面来看,工业与民用建筑混凝土结构中的楼面设计应具备标准化、节约化、模块化、工厂化等特征;楼面连接节点设计需有效满足混凝结构要求、建筑造型设计要求、防水要求、隔热保温要求等;异性楼面设计采用混凝土现浇技术进行施工等;楼面布置与建筑管线布置应协调、合理。
2.5合理布置剪力墙结构
在建筑混凝土结构设计体系中,剪力墙布置是最基础且最重要的问题之一。无论是纯剪力墙结构还是框架剪力墙结构,都或多或少存在着一些布置问题。在工程建设过程中,为优化高层建筑空间性能,应采用双向布置的方式,确保剪力墙布置的均匀性与对称性,最大限度的强化剪力墙结构刚度。在框架剪力墙结构设计过程中,若剪力墙刚度分布不均匀,则会导致整体结构发生扭曲,为此,应当采取加大柱截面积的方式,增强结构的安全性。需要格外注意的是,框架剪力墙的结构设计要尽可能的避免布置短肢剪力墙,若存在必要性,则需严格控制短肢剪力墙数量,并优化布置方式,同时采取必要的加固处理措施。
2.6设计转换层结构
在设计工业与民用建筑混凝土结构转换层时,应该科学的设置转换层竖向结构,对剪力墙落地比例进行科学控制,从而防止有突然的变化出现在竖向结构构件刚度中,避免阻力的产生。在设计转换层部位时,其中,对转换层上下构件的刚度比要进行严格控制。通过对竖向构件刚度比的控制,能够将建筑竖向构建的整体侧阻力提升,进而把竖向刚度的突变有效减小。令建筑结构的整体刚度比、位移比以及完整性都能够满足相关规定。
3业与民用建筑混凝土结构设计需注意的问题
3.1结构扭转
在建筑物混凝土结构设计环节,建筑物的结构重心、几何中心、刚度中心没有重合,导致建筑物混凝土结构水平方向没有均匀受力,引起了结构扭矩问题。设计中设计者一定要合理、科学的对平面和立面进行布置,保证刚度和强度沿平面、立面分布均匀。
3.2受力问题
对于混凝土结构设计方案来说,设计人员结构设计的过程中只考虑建筑空间的设计,没有考虑细节方面的设计要素,导致工业建筑、民用建筑在结构设计上受力不合理。要充分的考虑建筑物具体的结构特征细节,对主要受力部位的设计布局要予以重视。
3.3抗震结构设计问题
在进行抗震结构等级设计的时候,要考虑本地区地震的发生频率与震级大小,根据不同的需要设置不同的等级。例如当一个地区的抗震防烈程度为Ⅵ~Ⅷ的时候,抗震等级要在这个基础上增加一个高度。建筑的抗震等级设计时,主要对三个因素进行考虑:①抗震防烈度;②建筑物的高度;③结构类型等,建筑物的抗震等级设计根据因素的不同而选用的等级不同。对于建筑的地下室进行防震等级设计时,要考虑到地下室与高层建筑的连接关系。当地下室被高层建筑物用做嵌固端的时候,其对整体建筑的影响较大,地下室应该和主体建筑的设计采用相同的抗震强度。反之,如果地下室不是作为嵌固端,那么可以根据实际情况减少地下室的抗震等级,地区的不同,所采用抗震等级也不同。
4结语
综上所述,工业与民用建筑混凝土结构设计是一项综合性、系统性、复杂性工程,涉及到的内容相对较多。混凝土结构设计水平直接决定了整体工程建设质量。要想提升工业与民用建筑混凝土结构设计质量与效率,需明确认知结构设计特征,要重视混凝土结构设计的合理性,对材料、方案、转换层等方面都是结构设计中要重点考虑的内容。要充分解决建筑物的结构扭转、承受荷载、抗震设计问题,才能够有效保障建筑物的设计质量。
参考文献:
[1]关于工业与民用建筑混凝土结构设计的分析[J].陈绍勇.城市建设理论研究(电子版).2019(05)
[2]基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计分析[J].廖俊君.四川水泥.2020(02)