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摘要:建筑工程项目建设下结构设计面临诸多问题,特别是对建筑结构可靠性方面的影响。文章通过对建筑结构设计内容与可靠性影响因素进行分析,探讨建筑结构设计可靠性的提升策略。
关键词:建筑结构;结构设计;可靠度;影响因素
引言
随着我国现代化建设的不断推进以及城市的不断扩建,高层建筑越来越为人们所青睐。但是由于高层建筑自身存在的一些特殊性,导致高层建筑在施工和设计时具有相当的难度和挑战性。为了进一步优化这些问题,寻求更加合理的高层建筑结构设计和施工方案,从而促进我国建筑领域长远稳定发展。
1建筑结构设计的内容
现代建筑结构类型多种多样,包括框架结构、框剪结构、砖混结构、钢结构等,结构设计关系着建筑整体的结构选型,也影响着建筑的施工质量和使用安全,需要得到足够的重视。建筑结构设计可以分为2部分:第一,上部结构设计,是建筑结构设计的主要内容,需要结构设计人员结合建筑的规划设计方案确定结构体系,对结构材料进行明确,做好结构平面布置,并依照自身经验初步确定结构中各个构件的截面尺寸,对结构荷载进行计算的同时,分析荷载作用下的结构内力,明确荷载效应组合,最终得到合理的构件截面尺寸。第二,基础结构设计,要求设计人员能够结合建筑工程地质勘察报告及上部结构类型,计算上部结构的荷载效应,确定建筑基础形式(深基坑基础、桩基础、独立基础等)。另外,为了保证结构稳定性和安全性,需要对建筑基础底面积以及承载能力进行验算,对基础内力和配筋进行计算。
2建筑结构设计可靠度的影响因素
地层介质特性参数的可靠度,地层介质的形成经历了漫长的地质年代,并不断经历自然地址构造运动和人类活动的影响,使地层介质在多数情况下都明显呈现非均质、非线性、各向异性和随即离散等特性。岩土体分类的问题,各种岩土体分类法是根据相关的工程部门的规范或标准进行制定,通常这些标准都是经过了长期的计算结合结果和经验拟定,在实际工作中往往带有一些不确定性,在特殊情况下相关工程师对标准有些不同的理解和处理方法,因此会在使用岩土体分类法时得到不同的结果,导致岩土体分类的随机性,最后导致了建筑结构设计的可靠度。影响地下结构分析的可靠性因素大致分为两类,分别为荷载与抗力的可靠度和抗力。结构施工、设计涉及的荷载包括已明确的荷载因素和未明确的其他因素。自然条件的因素,岩土介质的力学性状与自然条件有着密切关系。当自然条件发生较大的变化时,岩出介质的性状大多会发生很大变化,如果对这种影响估计不足或没有很好的掌握其规律,就会出现意想不到的严重事故,因此自然条件的不确定性对岩土体变破影响采用确定性分析方法是较难以模拟的。结构设计具有严格的规范性,因此结构设计有其特殊的功能要求。可靠度是技术人员首要考虑的问题,也就是说所设计的建筑应在符合规定的条件下,在应使用的期限中,达到耐久性、适用性、安全性这三种可靠度的要求。结构设计应保证整体的牢固性,充分考虑每个构件的各个连接是否结实,检查各个构件是否安全,以保证建筑结构的安全性;技术人员在考虑可靠性、安全性的同时,还应考虑结构自身的适应能力,即结构不发生超过正常使用范围的震动和变形,其工作性能仍然能被保持;最后结构设计还应考虑结构的耐久性,也就是说结构的刚度和承载力不会在外在因素的影响下而降低,对结构的安全性构成威胁。
3建筑结构设计可靠度改善对策
3.1做好建筑结构抗震分析
为了尽可能减小地震对建筑结构造成的破坏,在建筑的设计阶段就需要对建筑物的抗震等级进行分析确定。首先需要对建筑物所处地区的地震特点和性质进行分析,在时间和资金充足的情况下,尽量提升建筑物的抗震能力。另外,还需要对地震对建筑物造成破坏的主要特点进行分析,这样就可以从某一个点有针对性加强建筑物结构的抗震能力,进而增加建筑结构的可靠度。
3.2做好参数计算
准确的结构设计参数能够保证结构设计的规范性和建筑结构的稳定性,同样以楼板为例,需要计算好结构形变范围,明确最大变形量,依照设计规范计算变形数据,不能仅凭主观意识判断。在对楼板荷载进行计算时,需要将其转化为实际承重力,以保证计算结果准确可靠。
3.3 制定合理科学抗风结构方案
考虑到高层建筑的高度问题,在工程施工过程中,就需要考虑到部分较高楼层的风荷载问题,所谓的风荷载,也可以将其称之为风的动压力。风荷载与地面高度、风压、地形等有关,由于高层建筑的高度问题,因此需要额外注意建筑所处地区的风荷载情况要保证高层建筑结构具有良好的抗风性。在展开设计工作时,设计人员无疑要考虑到高空中风压与风速对建筑物造成的影响,并且在结构设计工作中,提高建筑的抗风性能,并且尽可能地减少建筑在大风天受到的影响。另外,设计人员在对针对建筑抗风性能展开的结构设计工作中,也要考虑到当地的环境情况,根据不同的气候、温度以及风荷载情况,决定建筑结构的设计工作。首先,在展开建筑结构设计工作时,需要先保障建筑结构整体的稳固性,以此为前提,考虑后续的设计内容。一般来说,在建筑结构基础设计时,需要使用高级砂石,并且在基础持力层使用抗拔锚杆提高建筑基础的稳固性。其次,需要加强对高层建筑内部能耗机构的设计,该设计工作主要针对剪力墙、楼板等非承重结构以及建构进行耗能设计。通过对地方风压的情况,选择相应的设计方案,减少风能对建筑物造成的消极影响。接着,设计人员需要考虑到控制水平对建筑的影响程度,选择高强度混凝土,减少建筑内力的出现可能。该种设计方法主要考虑到在大风天气中,风力可能会对建筑产生作用,导致建筑内部产生结构内力,并且与风力叠加,对建筑造成更大的影响。最后,根据地方的气候情况,测算建筑结构所在地区的风荷载以及需要的承载力以及抗风性能,设定专门的标准,并在该基础上制定一个放大系数,尽可能的保障该建筑不会在未来的使用中受到强风天气的影响。
3.4适当选材,增强刚度设计
建筑的质量和选材联系紧密,因此,一定要对建筑环境对材料生成的影响、建筑材料本身的受力特性等充分考虑到。同时,也需要思考材料自身的性能。建筑设计方需要在建筑材料选择的时候,一定要整体思考建筑项目的具体实况,尽可能多设计一些备选方案,同时进一步进行市场调查,也对各个材料综合比对,选定性价比高的材料,从而确保建筑项目具备安全性、综合经济效益。此外,对建筑结构设计的时候,刚度设计是相当关键的一环,由于建筑结构的抗震性备受抗侧移刚度所影响,所以,地基保持较好稳定性的地带,刚度设计的指标也能够适当降低一些,整体提升抗震性和降低共振,确保整个建筑质量。
3.5严格把控建筑施工所用的钢筋、钢材、混凝土等材料
在建筑是施工中钢筋混凝土是大多数建筑主要施工材料,也是影响建筑结构可靠度的重要因素之一,根据不同的建筑需求和内部构造需求,所使用的钢筋、混凝土的性能和用量都是不一样的。所以,在对建筑结构可靠性进行分析的时候,非常有必要对钢筋、混凝土的主要性能参数进行分析,这样可以预测建筑物未来的变化,做好防护措施。
结语
综上所述,在建筑行业飞速发展的大背景下,建筑结构设计的重要性越发凸显,对建筑工程施工建设有不容忽视的影响,需要得到相关单位的重视,强化建筑结构可靠性设计与分析,通过提高结构设计水平,推动建筑行业稳定发展。
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