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行業新聞

建筑結構設計存在的常見問題及對策

本站     2022-1-7 11:11:05    

近些年我國經濟高速運行,大量的資本流入各行各業,建筑需要設計施工。建筑結構設計又是建筑設計中重要的一環,建筑設計者在設計過程中不得不面對很多比較棘手的問題。文章介紹了什么是結構設計、探討了建筑結構設計中常見的問題、提出了有效的解決措施,通過這些來幫助結構設計者更好的進行結構設計。
  關鍵詞:建筑結構設計;問題;對策
  引言
  近些年來,人們的生活水平有了很大的提升,就對建筑物的要求上升了一個層次,既要求其具有很強的實用性,外部形狀也要美觀,這樣在進行工程施工之前,一定要根據實際情況做好結構設計。但是在進行結構設計的過程中,時常出現一些問題,從而就需要針對存在的問題采取相應的解決對策,確保建筑產品的安全性,促使社會不斷向前發展。
  1、建筑結構設計中的典型問題
  1.1、結構建模與實際結構不符合
  結構設計基本都用軟件設計,軟件在提高效率的同時也使設計人員對結構力學概念越來越不重視,同時由于對運用軟件的前提條件理解不充分,導致設計人員建模時,力學模型與實際不符合。例如對坡屋面的簡化,樓梯間在模型中的布置。
  1.2、抗震設計不重視
  我國大量工業與民用建筑結構設計者采用了不利于抗震的結構形式,例如  民用建筑異形柱結構設計,一些異形柱結構高度過高影響建筑安全性、還有一些異形柱體型不勻稱、結構布置不當導致建筑抗震性能變弱。雖然有異性柱結構設計規范,目前我國對異形柱結構設計中出現的問題進行科學論證研究的還不多,沒有科學的數據來證明異形柱結構抗震性能的高低。因此異形柱結構設計,要嚴格控制結構高度、體型規則度,且結構布置得當,抗震效果好。
  另一方面工業建筑結構布置受工藝流程限制,結構布置平面和豎向均不規則,結構質心與剛心不一致,例如電廠的主廠房和戶內變電站綜合樓。其多項不規則指標不容易滿足建筑抗震規范。結構形式對抗震十分不利。
  1.3基礎設計考慮不周全
  地基是巖土工程和結構工程的結合點,結構設計人員對地基的特性理解沒有巖土人員深入。結構設計人員容易忽視地基與基礎的設計。例如基坑回彈對沉降的影響和基礎底板挑板的設置對基礎的優化等問題。
  2、優化建筑結構設計問題的應對措施
  2.1、做好建模之前的準備工作
  對于建筑工程,在進行結構設計的過程中,一般要對PKPM等軟件進行充分的應用,且在構建模型之前要從多個方面對問題進行分析,采取相應的對策進行完善,首先要對樓面、墻體以及梁柱等地方的荷載值進行確定,要根據實際的數值對其進行計算。對于各種類型的建筑部位,要從建筑的實際情況來對固定荷載、活荷載的取值進行確定。

此外,對于一些比較復雜的部分,在對其進行荷載計算的時候,應使用盡可能簡單的力學模型,進而對工作量進行減少。例如坡屋面折梁簡化平面梁需要考慮水平推力對邊梁的影響,樓梯也應按實際情況在模型中反映。
  2.2、優化建筑的抗震性能
  針對近幾年地震災害頻繁發生,給我國的建筑造成較大的危害。因此,針對地震多發地區,在抗震計算時應首先控制結構的規則性,盡量減少異性柱的布置,對工業建筑結構與工藝專業充分配合,盡量減少結構的不規則性。此外適當的提高抗震設防烈度,提高建筑結構的抗側向剛度。我國的建筑結構抗震設計,不僅需要提高抗震設防烈度,還需對建筑結構的抗震設防計算方法進行改進,同時對結構的構造規定的安全度也要相應的提高,同時在結構的軸壓比、配筋率、剪跨比等均需要減少與國外結構計算的差異,比如同等情況下抗震設防為8度時,國外對相關參數的要求就明顯比我國要求嚴格。
  普通的建筑物都是矩形平面,它的橫向剛度要比縱向剛度小很多,所以有充裕數量的橫墻模式滿足結構抗震性的主要方法。通過了解地震危害可知,墻體大多數是剪切破壞,所以,為了滿足建筑橫墻結構的抗震性能,需切實增強其抗剪性。主要方法是增強建筑材料的強度等級,提高橫墻壓力;诖,需盡量保障橫墻成為隔斷與承重合二為一的墻體。建筑房屋若是比較大,需將沿進方向的梁支布設在縱墻之上,確?v墻承重。建筑樓板需朝著縱向擱置,從而構成橫墻承重,橫墻間距較小,通常滿足抗震需求,另外,縱墻會因含有軸壓力,而使抗剪能力加大。另一方法為橫墻與豎墻的承重沿著豎向交叉布設,此種方法在實際運用中并不常見;旌铣兄亟Y構主要由不同結構材料的動力性能與彈性模量相差較多的結構所構成,所以并非是一種較好的抗震結構。但因其可以滿足建筑實際運用需求,提供的應用空間比較大,并且結構比較經濟,實際施工方便,因此運用其比較多?傊,不管是利用哪種抗震結構,都需要從抗震的概念出發,對建筑應用性能、施工以及技術等方面進行綜合選擇。
  2.3、重視基礎沉降計算并優化基礎設計
  在對基坑進行挖掘時,坑邊的基底土會受到一定制約,不反彈,而出現反彈的是坑中心的基底土,在回彈時主要基于彈性為主,一般情況下,回彈的部分會被人工清理掉。當基礎較小時,坑底受到的制約會變大,回彈便能忽略不計,在對沉降進行計算時,需依據基底的附件應力展開計算。當建筑坑底比較大時,所受到的制約變形,比如箱基,在對沉降進行計算時需要依據基底壓力展開計算,對于坑邊土制約的部分可當作安全儲備,這是實際沉降小于計算沉降的主要因素之一。
  基于結構的層面而言,基礎底板若是可以出挑板,保證底板鋼筋的均勻性,在底板鋼筋常規布設下,不會受邊跨鋼筋所影響,而導致整個底板通長筋加大,比較節省材料;出挑板以后,可減小基底的附加應力,在基礎形式處于天然地基的坎上時,添加挑板便能應用天然地基;能減小整體沉降,在荷載偏離中心時,需在固定的位置設置挑板,這樣不僅能夠調整整體傾斜與沉降差。盡管在進行計算時,此處結構不能依據挑板進行計算。當然其不是絕對的,在多層地下室中,有較密的窗井橫隔墻,并且該墻體與內部墻體相通時,能夠靈活利用;在地下水位比較高時,添加基礎挑板,能夠切實優化抗浮問題;基于建筑層面而言,有利于柔性防水方法。
  結束語
  在進行建筑結構設計的時候,由于結構設計是一個設計系統,具有很強的復雜性,并且耐久性比較低,這樣就促使工程的安全性能不高,促使結構設計存在很多方面的問題,所以需要對這些問題進行全面和深入的研究,就現行的技術和規范落實到實處。同時還要遵循相關原則,采取相應的對策對所有的環節進行完善,從而就可以確保建筑的安全性和實用性,促使我國建筑行業得到健康穩定的發展。


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