黄树君
洲宇设计集团股份有限公司昆分公司
云南省昆明市
650118
摘要:国内经济发展走向新常态,建筑行业得到了迅速发展,房屋建筑结构设计质量须得到严密的保障。文章对建筑工程施工中房屋建筑结构设计的重要性进行了分析,简述了房屋建筑结构设计的行业发展需求,新时代房屋建筑结构设计具备独特的优势、科学的工艺技巧,可在建筑工程施工建设中发挥关键的作用。
关键词:建筑施工;工程质量;房屋结构设计
中图分类号:TU3 文献标识码:A
1 引言
建筑结构设计的合理性,决定了整个建筑工程的安全性、适用性与耐久性。然而,纵观我国建筑行业发展现状可以发现,建筑结构设计中仍存在一系列亟待解决的突出问题,影响了整体建筑工程的质量。为此,全面探究建筑结构设计中的问题及解决策略就尤为重要。
2 房屋建筑结构设计中存在的问题
2.1 扭转问题
在建筑领域,扭转问题是非常关键和核心的一个问题,在世界范围内都受到了普遍的关注和研究。房屋建筑对扭转设计直接关乎到房屋建筑地理自然灾害的能力,尤其是在面对台风和地震时,建筑的扭转问题直接关乎到建筑的安全性。建筑在进行设计和施工时,因为某些不可抗的因素难免的会出现建筑的不平衡,不对称。在低层建筑中,这种不平衡,不对称可以被忽略不计,而在房屋建筑中,这种不对称、不平衡则可能会酿成灾难性的后果。房屋建筑中楼体的平衡关系以及力学构架是整个扭转问题产生和解决的核心。随着人们的物质生活水平发展以及审美需求的提高,单一的完全对称性建筑已经不能够再满足人们对建筑的期盼,更加多元化的房屋建筑受到人们的追捧,这为设计师的工作带来了更大的挑战性和难度。一方面设计师要保证楼盘设计整体的安全性和抵抗自然灾害的能力,另一方面又要考虑到楼盘的艺术价值。
2.2 参数设计不准确
现代建筑结构复杂,类型众多,要保证结构性能良好,在设计过程中,必须做好各种参数的计算工作。而部分结构设计人员在进行建筑结构设计时,存在参数设计不准确的情况,影响了后续施工的质量和安全。例如,在针对房屋建筑中的楼板进行设计时,存在设计配筋值偏大的问题,因没有将荷载弯矩考虑在内,也没有结合建筑整体情况对楼板结构性能参数进行测算分析,导致结构设计不合理。
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 房屋建筑结构设计的对策
3.1 扭转问题的解决办法
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。
尽量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震能力。并且在设计完之后,施工方在实地操作时要与设计人员相互配合,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。
3.2 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 注重数字技术运用
建筑物结构布置方式选择项目相对较多,同一建筑工程,一般拥有多种结构布置方案和结构分析方法。由于结构分析方式和建筑物设计有着密切关联,所以需要做好分析方式选择,以便找到最佳的设计方案。目前较为理想且应用效率较高的分析方式,主要以数据技术为主,BIM等新进技术的运用,使得建筑分析变得更加直观、高效。设计人员可按照事先采集到的数据,根据实际建设要求,展开仿真建筑模型建设,再依据3D立体模型,对各项细节设计进行调整,可实现对各部分设计方案的精准分析,及时发现设计不足之处以及交叉设计不合理问题,能够为最优方案设计提供精准技术方面的支持。
3.4 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。
3.5 规范房屋的变形缝设置
房屋建筑伸缩缝设置中应综合考虑温度变化,温度变更会导致房屋热胀冷缩变形,进而改变房屋的长度。防震缝结构的设置可实现建筑结构的有效划分,可划分为多个抗侧力结构单元,防震缝宽度应大于70.0mm,在砌体结构中,宽度应大于50.0mm。沉降缝可增强房屋建筑结构的稳定性和承载力,通过合理选择平面转折位置、设置分期建造房屋交接位置等,可避免地基发生不均匀沉降,沉降缝间距应保持在15.0~25.0m。施工过程中需要考虑的因素较多,应重点关注土质因素对建筑物承载力的影响,建筑结构设计人员须科学运用验证公式进行估算,避免设计方案与实际情况发生错位问题,防止房屋细节部分出现开裂的现象。通过建筑结构设计优化法,全面保障房屋工程的设计水平,严格控制房屋细节结构的质量,提升房屋细部结构的合理性,提升房屋建筑结构设计的整体设计效果。
4 结束语
综上所述,随着人类社会与文明的不断发展,建筑多样化正成为当前建筑发展的趋势,尤其是房屋建筑多样化。人们更加倾向于把其作为城市的地标建筑来对待,由此可见房屋建筑在人们心中的重要地位。进一步提出优化房屋建筑结构的对策,有利于推动我国建筑行业的发展,为进一步促进房屋建筑安全性能的提高奠定理论基础。
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