房屋建筑结构设计中的常见问题与解决措施探究 昌继胜

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:昌继胜
[导读] 摘要:房屋建筑结构设计对房建工程项目建设整体发展有着重要影响,结构设计是否合理关系到结构体系质量安全,对此还需要做好相应的设计工作,对实际问题进行分析,并采取有效的优化措施。
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        摘要:房屋建筑结构设计对房建工程项目建设整体发展有着重要影响,结构设计是否合理关系到结构体系质量安全,对此还需要做好相应的设计工作,对实际问题进行分析,并采取有效的优化措施。文章主要对房屋建筑结构设计常见问题与解决对策展开探讨。
        关键词:房屋建筑;建筑结构;结构设计;设计问题
        引言
        结构设计工作在高层建筑工程中尤为重要,为了尽可能提升高层建筑的稳定性、安全性以及抗震性能,就需要做好结构设计工作。在高层建筑结构设计工作中,需要保障设计方案的优良、计算简图和分析计算结果的合理性,并且在设计的过程中,需要将整个建筑工程的施工环节都考虑进去,方能保障整个建筑工程的施工质量以及施工效率。
        1建筑结构设计的意义
        建筑行业的迅速发展,使各类建筑技术层出不穷,并取得了良好的应用成效。当前,人们越来越注重生活品质,而优化建筑结构设计,合理运用建筑技术也显得更加重要。可以说,加强建筑结构设计的合理性,是保障建筑工程质量安全的先决条件。在建筑结构设计中,只有全面考虑各方面影响因素,才能保障建筑的可靠性。然而,随着建筑结构设计水平的提高,设计人员所要面临的问题也不断增多。为此,设计人员应不断完善结构设计方案,有效弥补设计工作中存在的不足。
        2房屋建筑结构设计中的常见问题分析
        2.1设计图纸不够合理
        设计图纸保证整体建筑工程的顺利进行,合理且适配的建筑设计图纸一定要科学的设计建筑工程建筑的所有环节,例如,结构类别的选定、抗震设计和建筑材料选定等。不过,当前建筑结构设计的全过程中,一些建筑设计并不合乎规范,综合表现在下述几部分。平面配筋图里运用的图集不够规范,结构标高、梁柱编号等内容不够清楚,导致具体建筑施工全过程里存在混乱现象,乃至于出现部分不应出现的建筑事故,这都是由于设计图纸不够清晰合理,设计人员与施工人员没有良好地沟通所致。
        2.2重视轴向变形的问题
        一般情况下,高层建筑的竖向荷载较高,在施工的过程中,很有可能发生轴向变形等问题,这会严重影响整个建筑的稳定性。当建筑发生轴向变形问题时,就会直接引发连续梁支座负弯数值下降,导致构件剪力和侧移发生较大的改变。
        2.3嵌固端设计不合理
        任何建筑结构在进行结构计算分析之前,首先要确定上部结构嵌固端的所在位置,对于有地下室的建筑结构,许多设计人员为图设计便利,将嵌固端直接取在地下室顶板上,并未复核地下一层与首层的侧向刚度比是否满足嵌固要求。由于嵌固端的合理选用直接关系到结构计算模型与结构实际受力状态的符合程度,影响到杆件内力与结构侧移等计算结果的准确性,因此,随着地下室和地基基础形式的多样化,上部结构嵌固端的选取显得极为重要。结构设计只有通过综合分析,才能正确的选取上部结构的嵌固端,采取正确的计算方法和抗震加强措施。
        3房屋建筑结构设计策略
        3.1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。


        3.2调节轴向变形问题
        随着人们审美需求的提高,单一的完全对称性的建筑设计已经不能够再满足人们的需求。个性化,多样化的建筑正成为城市发展的趋势。而即便如此,设计师在设计时仍然要在一定范围内寻求建筑形状和结构的对称,以此来保证建筑的受力合理。尽力使建筑物的质量重心和力量调度中心结合在一起,最大限度的增强建筑的抗灾害能力。并且在设计完之后,施工方在实地操作时要与专业的建筑人员相互合作,相互促进,最大限度的调整因设计上的缺陷而造成的建筑结构上的不足。即使在设计不规则建筑时,设计师也应从更大的层面上,从整体的层面上去思考建筑的平衡性,力求通过力学结构的改变来解决建筑的扭转问题,减少因不规则而造成的建筑不稳定。
        3.3合理设置嵌固端
        对于没有地下室的普通建筑结构,其结构的嵌固端位置比较明确;对于带有地下室建筑结构,且地下室的结构刚度和受剪承载力相比上部楼层较大时,地下室顶板可作为嵌固端;对于带有地下室建筑结构,但地下室顶板由于开设地下中庭、开大洞、半地下等原因,不能满足嵌固要求时,此时的地下室顶板是不能作为嵌固端的,嵌固端位置可能下移;对于带底盘的地下室,上部结构地下室顶板与周边地下室顶板存在高差时,若该高差小于首层层高的1/3,且嵌固端满足刚度和承载力的要求时,嵌固端可取在地下室顶板处,但需采取加强措施;若该高差不小于首层层高的1/3时,地下室顶板不能作为嵌固端,还需对高差位置处的梁或墙采取竖向加腋或斜撑等的处理措施。
        3.4制定合理科学抗风结构方案
        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。
        3.5注重防震安全设计
        高水平延性分支体系是建筑抗震结构系统核心内容,设计人员需要通过提升建筑内部构件延性水平的方式,保证整体建筑抗震性能。例如,可通过将延性框架和剪力墙有机结合在一起的方式,完成框剪结构设计,增加建筑物安全性能。此外,通过保证刚度均匀以及对称布置方式的设计手段,也可达到提升建筑物抗震性能的目标,可以有效降低地震灾害对于建筑物的影响。通过对地震灾害的分析可以发现,特大地震发生时,通常会伴有多次余震,设计人员可按照这一特点,在结构中设置防震线,以求达到有效降低地震灾害损耗的目标。在具体设计时,可将次要构件放在地震先破坏位置处,进而通过损耗次要构件的方式,消耗地震能量,做好对重要构件的保护。设计人员需要尽量提高防震冗余度要求水平,通过构建屈服分布状态的方式,实现对地震能量的最大限度消耗,对建筑物形成保护。
        结语
        综上所述,高层建筑结构设计工作较为繁杂,涉及的方面较多,除了在设计工作中需要考虑到建筑工程施工的可行性以及施工质量意外,还需要注重工程结构设计质量,结合实际问题,做好优化控制,从而提高建筑结构设计的整体水平。
        参考文献:
        [1]王军.建筑结构设计中常见问题与解决措施分析[J].居舍,2019(31):11,20.
        [2]童励燕.建筑结构设计中常见问题与解决措施分析[J].地产,2019(18):53-54.
        [3]陈文杰.房屋建筑结构设计中的常见问题与对策分析[J].门窗,2019(11):78-79.
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