建筑结构设计需要注意的问题探讨
2014-09-24耿婷
耿婷
摘要:建筑施工的基础是建筑结构设计,所以建筑设计的好坏直接关系到建筑施工的质量,也关系到了人们的生命财产安全。由于建筑设计的全面性、系统性强,因此建筑结构设计对设计师们的要求也是极为严格,他们应当具备扎实的理论知识功底,认真负责严谨的工作态度,创新灵活的思维。作者提出了有关建筑结构设计中常见的一些问题,并提出了相应的意见和建议。
关键词:建筑结构;结构设计;注意问题;问题探讨
中图分类号:TU3文献标识码: A
引言
伴随着我国经济社会的强劲发展,建筑行业越来越受到社会各界人士的关注。目前我国建筑结构设计面临着诸多问题,而避免因设计问题导致事故的发生,加强对建筑结构设计的管理,增进对建筑结构设计的管理与创新是解决这些问题的首要任务。因此建筑结构设计中的设计人员必须严格要求自己,扎实自己的理论知识,丰富自己的建筑设计实践,为推进我国建筑结构设计的大发展而不懈奋斗。
一、房屋建筑结构设计的现状分析
由于设计者不断丰富的设计经验,以及不断发展的建筑技术,人们面前经常会看到高质量的建筑结构的设计频繁被挖掘,随着计算机计算方法和计算机技术在建设结构设计中的广泛的应用,所有的设计单位都在为了彻底脱离图板进行着努力,可是部分结构工程师产生了一种错觉,感觉结构设计很简单,只要遵循手册、图集以及规范就行,然后等待建筑师给出空间形成方案,借助于计算机去完成它,在整个过程中自己扮演了一个东拼西凑的画图匠而已,实际上设计者的精力、知识以及时间没有得到有效的运用,有的时候还会和建筑师在进行交流时产生矛盾和分歧,建筑物是空间结构,其中的构件以某种复杂的方式联系起来共同工作,目前,人们对于具体的空间结构整体研究上具有一定的局限性,因此在设计的过程中使用了很多的简化以及假定。
二、建筑结构设计的特点
建筑结构设计是一种工程技术,其自身有一些特点:
(一)复杂性
建筑结构设计的复杂性主要体现在设计中各个因素的不确定方面。例如,在方案的设计阶段会对建筑进行反复的修改。它的复杂性的另外一个表现,就是结构方案的多元化。例如,同一建筑可以有不同的结构设计方案。因此建筑结构设计是一个多解而没有标准答案的问题,作为结构设计师,需要找出一个最佳方案。
(二)科学性
建筑结构设计是一种工程技术,而工程技术是科学理论在改造物质世界中的具体应用。建筑结构设计,以数学和力学为理论基础,借助现代计算机技术进行应用。结构设计师应该善于将建筑结构的理论模型进行抽象,善于用数学和力学的识分析建筑结构的工作机理,只有这样才能具有较强的认识能力和适应能力。
(三)应用性
建筑结构设计必须讲求经济效益,一个成功的建筑结构设计,技术上先进合理,经济上效益显著。建筑结构设计与结构理论研究不同,它更加具体、更加简洁、有些地方是近似解,有些地方则根据实际情况进行修正。
(四)实践性
建筑结构设计是一种工程实践活动,没有一个工程师是直接从大学毕业生马上变成一个成熟的工程师,而是必须经过一个较长时间的工程设计锻炼,少则两三年,多则五六年甚至更长时间,那种梦想一毕业就成为工程师的想法是不切实际的。
三、建筑结构设计中存在的一些不足之处
(一)地基和基础的承载力不准确
地基和基础的设计向来是结构工程师特别重视的内容,这个阶段设计内容的好坏对后期的设计工作有着直接的影响,并且地基和基础对整个工程的造价有着决定性的作用,与建筑工程的成本有着直接的关联,可是有的设计者在对多层民用建筑设计的时,在计算基础、梁以及柱的负荷的时候,所计算出的荷载值没有按照设计规范,因而导致采用的荷载值偏大。还有一些设计者没有给予软弱地基的危害有足够的重视,对于有些软弱地基应该采用换土垫层措施时,没有进行换土垫层设计,单单的只凭借经验进行处置,仅仅采用了砂垫层的处理措施加强了地基的承载力,也没有计算垫层的宽度和厚度,这样不仅浪费了资金,而且也降低了建筑结构的安全性,甚至有的房屋建筑连地质勘察报告都没有,简单的参考附近的建筑物的地基和基础的设计材料,或者是仅仅根据建设单位的口头介绍就完成了施工图的设计。
(二)钢筋混凝土结构梁柱抗震设计存在的一些问题
工程师在钢筋混凝土中的抗震问题中,他们一直都坚持强柱弱梁原则,从而结合经验得出了小震不坏、中震可修、大震不倒的设计原则。如果一个建筑的梁坏了,那么将导致建筑物的局部收到破坏,但是如果一个建筑物的柱子坏了,那就必将导致建筑的整体遭受破坏,由此得出了强柱弱梁的原则。然而,从建筑行业的经验来看也并不是柱越强越好,柱的强度还要受到轴压比的限制,在大地震来临的时候,如果柱的轴压比过高将会使柱的附加轴压比加大30%以上,这对建筑物的安全产生了很大的威胁。因此,强柱弱梁原则并不能完全消除建筑物不会倒塌的威胁。
(三)剪力墙砌体结构挑梁存在裂缝问题
底层框架剪力墙砌体结构的房屋是指底层是钢筋混凝土框架-剪力墙结构,其上部是多层的砌体结构房屋。这种类型的房屋一般都是沿街的宾馆、住宅、办公楼,其底层多数都是商店,这样的建筑的结构形式有效的提高了底层空间的经济利益,然而,一些设计师单纯的追求单一建筑立面上的造型来加大使用面积,在设计时把二层以上的部分横墙甚至外层挑墙设计到了悬挑梁上,虽然各层的设计有挑梁,但是实际结构中的底层挑梁承载常常出现大部分的裂缝,这样的现象在临街的一些砌体结构中十分的常见。
四、建筑结构中存在问题的对策
(一)地基和基础承载力计算时的注意事项
在地基和基础设计的阶段,设计者在设计时应该满足建筑的整体性好、地基承载力的要求以及建筑物容许变形,并且基础形式应该能够调节不均匀的沉降,对于一些高层的建筑物普遍采用设置地下室用来减小附加应力和地基的沉降量,这样一来有助于满足天然的地基的承载力以及整体的稳定性,不仅如此,在地基基础设计的过程中还要与地方性规范相结合,对于多层建筑物,尤其是软土层覆盖层的厚度相对较大的地方的多层建筑物,一般采用地基处理的方式的措施来控制建筑物的沉降,普遍使用的软土地基的处理手段比较的多,但是在选择地基的处理措施之前,首先对地基进行认真的研究,并且结合上部的结构以及环境情况,然后,遵循工程设计的要求,明确地基处理的范围和确定处理后必须达到的技术标准,以及相关处理方案的适用性,经过对方案的对比,去顶安全实用以及经济合理的方案。
(二)钢筋混凝土结构梁柱抗震设计需要注意以下几个方面
第一,需要保证建筑物的轴压比在各种建筑物中不超过1%,与此同时要注意柱断面和重点部位配筋的特别处理,需要加强对角柱和边柱,一般要对箍筋进行加密。第二,对框架柱和小截面柱的钢筋进行科学配置,确保他们不低于20,我们需要对矩形的柱面应用对称配筋的方法,提高它们的稳定性。第三,针对梁配筋要进行合理的设计,面对梁配筋,我们需要着重对梁中部的配筋进行加强,对梁支座部分的配筋进行适当的降低也应依据情况而定,这样就有助于梁铰机制的形成,在地震来临的时候,柱的实际承载力由于梁端塑性铰的作用而增加。
(三)剪力墙砌体结构挑梁存在裂缝问题的解决措施
在一般的建筑结构设计中所设计的挑梁都是根据它的墙体的荷载以及承受本层楼盖的荷载计算得到的,但是实际结构中的悬挑梁的上部的墙体通常是整体砌筑的,因此,挑梁上部的楼盖以及墙体的荷载实质上是由上往下传递的,所以要想改变剪力墙砌体结构挑梁存在的裂缝问题,就需要改变受力路线以及计算简图,或者是可以注意施工的工艺以及施工顺序。
结束语
综上所述,建筑结构作为建筑的一项重要支撑,受到了设计部门与建筑方的广泛重视。结构设计是一项既全面又系统的工作,在对建筑外观的要求进行合理协调的同时,还需要满足相关的安全系数。故,建筑结构设计人员需要具备坚实基础的理论内容、创新灵活的思维以及严肃认真的工作态度,这样才能使建筑设计更加完善。在建筑行业日渐发展的过程中,需要我们运用相关的理论知识,对建筑结构设计过程中出现的问题进行分析与总结,并且制定相应的对策,从而促进建筑行业的健康、协调发展。
参考文献
[1]李有力,张利为.建筑结构设计中存在的问题与对策[J].中华民居,2012.
[2]赵东晓.高层建筑结构设计的问题与对策研究[J].商品混凝土,2012.