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摘 要:随着社会发展的需求对建筑的性能要求越来越高,建筑工程的規模不断扩大,建筑结构也愈发复杂多样。建筑结构设计是建筑水平和施工质量的直接保证,是整个建筑过程中最重要的环节,如何提高建筑结构设计中建筑的安全性是现今我国建筑必须考虑的一个问题。而其中最基础也是极其重要的一个环节就是建筑结构的设计。在建筑工程项目中,采用一个优良合理的结构设计方案,就几乎可以认为这项工程已经成功了一半,可见建筑结构设计方案对于建筑工程的重要性。现本文就对建筑结构设计的基本原则进行阐述,根据多年的实践工作经验,探讨了合理设计建筑结构设计方案的相关问题。
关键词:建筑工程;结构设计;基本原则;安全性
中图分类号: TU198文献标识码:A 文章编号:
最近几年,我国建筑行业发展迅速,形势喜人,取得了辉煌成绩。但由于我国建筑行业规模越来越大,复杂程度越来越高,不可避免的出现这样那样的问题。因此建筑结构的设计方案是一项建筑工程施工中的基础和保障,建筑的施工方案,包括建筑材料的选择、施工工艺的应用、施工质量的控制等等,都要根据建筑结构的设计方案来确定。即使有的建筑结构设计是好的,但是其安全性往往会存在问题。由此可见,建筑结构设计是关系着建筑工程质量的重要因素,而建筑工程的质量又是保证用户人身安全的关键。而建筑设计又是一项复杂而又责任重大的工作,直接影响到建筑物的安全性。为确保建筑物的安全性,本人分析了建筑结构设计安全性存在的问题和基本原则的探讨。
一、建筑结构设计的基本原则
通常来讲,在某种有序的活动中,都需要遵循一定的原则才能保证活动的顺利进行,建筑结构设计也不例外。由于建筑结构设计需要将建筑工程中的方方面面都考虑到,是一项庞大复杂而又系统有序的工作,必须遵循一定的基本原则,以保证结构设计方案的合理性。
1、刚柔相济原则
刚柔相济原则是建筑结构设计中的一项重要原则,这是因为建筑物必须同时具有一定的刚性和柔性这两大特性才能保证建筑物的安全正常使用。建筑物的刚性是指建筑结构设计要考虑到建筑物本身以及其内部所要承受的各方面力的荷载作用,只有具备一定的刚性才能支撑整个建筑的正常使用。柔性是指建筑结构本身发生地震时要有一定变形能力。
2、抓大放小原则
抓大放小原则是指在建筑结构的设计中,要分清建筑中不同结构的主次关系,重点确保主要建筑构件的结构设计要合理稳固,但这并不是说要忽视次要建筑构件的设计优良性,而是指当建筑物突然发生某种危险时,要保证主要建筑构件能够发挥职能,即使次要建筑结构被毁坏,也不至于使整座建筑倒塌或使建筑核心受到严重损害。
3、多重设防原则
多重设防原则主要是为了提高建筑物在遭遇危险或灾害时的自身抵抗能力而设定的。近年来,常有建筑物因结构设计不合理,在遭受一些外界灾害时,表现出很弱的稳定性,甚至会导致建筑物坍塌的现象。这就是在对建筑结构进行设计时没能遵循多重设防的原则。
4、以人为本、绿色环保原则
建筑设计以及建筑施工的最终目的是为人类服务,为此建筑物必须要能满足人们的各项需求方能实现其最终价值,这就要求在对建筑结构进行设计时,要依照以人为本的原则进行方案设计。而绿色环保这项原则是在全球生态环境急剧恶化的情况下成为现代建筑结构设计中需要注重的基本原则。
二、建筑结构设计中存在的安全隐患
1、 抗震度不够
前两年的汶川大地震及今年的玉树地震造成的损失足以说明我国一些地方的建 筑 抗 震 性 很 差 ,未 达 到 我 国 规 定 的抗震设防 标准,因此保证建筑物的抗震性能是减少地震发生时人员伤亡及财产损失的必要条件。在建筑结构设计中提高抗震设计水平是提高建筑结构设计水平的一个重要方面。关于建筑物的抗震性能设计,我国颁布了《建筑抗震设计规范》,为我国的建筑抗震设计提供了依据。《规范》中规定“:小震(超越概率63%)不坏、中 震(超越概率10%)可修、大震(超越概率2%)不倒”。而一些建筑公司领导对建筑物的抗震性能的重视程度不够,导致了公司员工也不重视抗震性,尤其是建筑结构设计人员。有些建筑结构设计人员对抗震设计的认识不透,设计过程中个别忽略抗震性原则,造成了建筑物施工过程仅仅是一个表面工程,而实质是建筑物并不具有真正的抗震性能。这种现象在我国不少地区屡见不鲜。
2 、结构设计中偷工减料, 钢材不足导致功能减弱
一方面在结构设计中,一些建筑公司为节省开支,获取高额利润,过度节约钢材等偷工减料,不重视建筑物的质量及安全性,导致建筑物中钢材等材料的性能减弱,进一步导致建筑物的质量不过关,安全性下降。另一方面,一些小的建筑公司为节省开支,使用中小城市现在还在发展的冷轧变形钢筋。这种钢筋强度高,脆性大,韧性小,且对建筑抗震不利,就是因为可以节省钢材,进而节约开支,所以,一些小建筑公司为牟取利益不惜不顾人们的生命安全使用不符合规定的钢材。
3、 建筑结构设计不合理
由于建筑结构设计者的知识和经验不足,导致其设计的建筑结构不合理,存在安全隐患或其他问题。有些设计者安全意识薄弱,只顾建筑设计的美观而不顾建筑质量,或者明知道公司要求的设计形式行不通,为了保住自己的饭碗而不提出异议,纵使悲剧上演。因此设计人员要人人自危,不能只考虑公司利益,也要切身为顾客考虑,学会换位思考。
三、提高建筑结构设计中安全性的措施
1、提高建筑结构设计人员对抗震性能的重视意识
结构设计是个系统、全面的工作,需要扎实的理论知识作为基本功,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。设计人员要精益求精,重视每一个基本构件的设计,密切配合建筑工程,在工作中做到事无巨细,善于反思和总结工作经验和教训,为以后的工作积累经验让自己设计出来的作品体现自己的人本意识,积极配合国家以人为本的政策。
2、 严格按照国家规定的建筑规范设计建筑结构
随着建筑业进一步的发展,建筑结构越来越被重视。国家也出台了一些相应的规定。而一个国家的规定不仅仅是技术性的,还具有很强的政策性。而且这些规定是与时俱进的,要不断修改,我们不能仅仅满足于过去的设计标准。为了提高建筑的质量,消除安全隐患,建筑设计人员要谨守本责,对建筑过程中不符合国家相关规定的行为及时提出异议,并提出解决措施,以避免或减少类似情况的发生,使建筑结构设计更多的为人们考虑周全。同时,建筑结构设计人员对存在违规行为且屡教不改的人员要及时举报,以免造成更严重的损失。
3、 开展科研, 创新设计软件工欲善其事,必先利其器,道理是显然的,这对于任何行业都适用。在此种情况下,现有的结构设计程序应更加完善,已满足设计人员的需求。
四、建筑结构设计方案的主要方法
1、屋面结构图的设计方法
如果建筑的屋面是坡面式的,可以采用梁板式和折板式两种结构处理方式。其中,梁板式可以用在建筑平面不整齐,板的跨度比较大的建筑结构中。而且,一般屋面坡度和屋脊线转折比较复杂的坡屋面也都采用这种结构。而折板式则和梁板式的适用条件则相反。这两种结构处理方式的板都是偏心受拉的构件。在板配筋的时候必须有板负筋拉通,这样可以抵抗拉力。现浇板厚度不能小于一百二十毫米。
以某建筑工程为例,其建筑结构设计中涉及到钢筋混凝土结构与钢结构交接的结构形式,而钢结构的所在部位位于坡屋面的位置,而屋顶檐口的造型又是统一标高的,致使钢结构屋脊和女儿墙交界的地方泛水高度达不到规范的要求。为了解决这一问题,技术设计人员采取了一定的处理方法,并通过详细明了的剖面示意图(如图1所示)进行表示,使施工人员对于设计的要求一目了然,很好的达到了工程的预期效果。
2、结构平面图的设计方法
如果建筑地域的防震烈度为六度区的时候,按照我国的防震设计要求,可以不必采用截面抗震验算,但结构的设计也一定要达到抗震的标准。所以对于砌体结构的建筑,软件建模可以省略,在进行设计的时候只要注意受压和局部受压的问题,就可以直接设计。如果条件和时间允许,要做建模也无可厚非,因为它可以利用建模来荷载导算。但是,如果建筑的地域防震烈度为七级时,就必须采用建模来进行计算。
3、大样详图的设计方法
建筑详图如果没有发生错误,在这基础上可以进行绘制大样详图,还可以在曾经做过的详图基础上进行部分的改进。只要让建筑的整体外形不改变,考虑到结构的受力能力和施工起来比较方便即可。但在外形尺度和标高上必须和建筑专业统一协调。
五、结语
建筑结构设计在建筑工程建设中是一项非常重要的工作内容,是关系着建筑施工质量的关键因素,对于建筑物的使用性能和使用寿命的影响都有着不可忽视的重要作用。因此,在对建筑结构进行方案设计时,一定要以结构设计的基本原则为指导,采用科学合理的方法进行设计,在此过程中,要求设计人员一定要具备扎实全面的建筑专业知识,严谨负责的工作态度以及灵活创新的头脑,保证建筑结构的合理性、科学性、可行性与经济性。
关键词:建筑工程;结构设计;基本原则;安全性
中图分类号: TU198文献标识码:A 文章编号:
最近几年,我国建筑行业发展迅速,形势喜人,取得了辉煌成绩。但由于我国建筑行业规模越来越大,复杂程度越来越高,不可避免的出现这样那样的问题。因此建筑结构的设计方案是一项建筑工程施工中的基础和保障,建筑的施工方案,包括建筑材料的选择、施工工艺的应用、施工质量的控制等等,都要根据建筑结构的设计方案来确定。即使有的建筑结构设计是好的,但是其安全性往往会存在问题。由此可见,建筑结构设计是关系着建筑工程质量的重要因素,而建筑工程的质量又是保证用户人身安全的关键。而建筑设计又是一项复杂而又责任重大的工作,直接影响到建筑物的安全性。为确保建筑物的安全性,本人分析了建筑结构设计安全性存在的问题和基本原则的探讨。
一、建筑结构设计的基本原则
通常来讲,在某种有序的活动中,都需要遵循一定的原则才能保证活动的顺利进行,建筑结构设计也不例外。由于建筑结构设计需要将建筑工程中的方方面面都考虑到,是一项庞大复杂而又系统有序的工作,必须遵循一定的基本原则,以保证结构设计方案的合理性。
1、刚柔相济原则
刚柔相济原则是建筑结构设计中的一项重要原则,这是因为建筑物必须同时具有一定的刚性和柔性这两大特性才能保证建筑物的安全正常使用。建筑物的刚性是指建筑结构设计要考虑到建筑物本身以及其内部所要承受的各方面力的荷载作用,只有具备一定的刚性才能支撑整个建筑的正常使用。柔性是指建筑结构本身发生地震时要有一定变形能力。
2、抓大放小原则
抓大放小原则是指在建筑结构的设计中,要分清建筑中不同结构的主次关系,重点确保主要建筑构件的结构设计要合理稳固,但这并不是说要忽视次要建筑构件的设计优良性,而是指当建筑物突然发生某种危险时,要保证主要建筑构件能够发挥职能,即使次要建筑结构被毁坏,也不至于使整座建筑倒塌或使建筑核心受到严重损害。
3、多重设防原则
多重设防原则主要是为了提高建筑物在遭遇危险或灾害时的自身抵抗能力而设定的。近年来,常有建筑物因结构设计不合理,在遭受一些外界灾害时,表现出很弱的稳定性,甚至会导致建筑物坍塌的现象。这就是在对建筑结构进行设计时没能遵循多重设防的原则。
4、以人为本、绿色环保原则
建筑设计以及建筑施工的最终目的是为人类服务,为此建筑物必须要能满足人们的各项需求方能实现其最终价值,这就要求在对建筑结构进行设计时,要依照以人为本的原则进行方案设计。而绿色环保这项原则是在全球生态环境急剧恶化的情况下成为现代建筑结构设计中需要注重的基本原则。
二、建筑结构设计中存在的安全隐患
1、 抗震度不够
前两年的汶川大地震及今年的玉树地震造成的损失足以说明我国一些地方的建 筑 抗 震 性 很 差 ,未 达 到 我 国 规 定 的抗震设防 标准,因此保证建筑物的抗震性能是减少地震发生时人员伤亡及财产损失的必要条件。在建筑结构设计中提高抗震设计水平是提高建筑结构设计水平的一个重要方面。关于建筑物的抗震性能设计,我国颁布了《建筑抗震设计规范》,为我国的建筑抗震设计提供了依据。《规范》中规定“:小震(超越概率63%)不坏、中 震(超越概率10%)可修、大震(超越概率2%)不倒”。而一些建筑公司领导对建筑物的抗震性能的重视程度不够,导致了公司员工也不重视抗震性,尤其是建筑结构设计人员。有些建筑结构设计人员对抗震设计的认识不透,设计过程中个别忽略抗震性原则,造成了建筑物施工过程仅仅是一个表面工程,而实质是建筑物并不具有真正的抗震性能。这种现象在我国不少地区屡见不鲜。
2 、结构设计中偷工减料, 钢材不足导致功能减弱
一方面在结构设计中,一些建筑公司为节省开支,获取高额利润,过度节约钢材等偷工减料,不重视建筑物的质量及安全性,导致建筑物中钢材等材料的性能减弱,进一步导致建筑物的质量不过关,安全性下降。另一方面,一些小的建筑公司为节省开支,使用中小城市现在还在发展的冷轧变形钢筋。这种钢筋强度高,脆性大,韧性小,且对建筑抗震不利,就是因为可以节省钢材,进而节约开支,所以,一些小建筑公司为牟取利益不惜不顾人们的生命安全使用不符合规定的钢材。
3、 建筑结构设计不合理
由于建筑结构设计者的知识和经验不足,导致其设计的建筑结构不合理,存在安全隐患或其他问题。有些设计者安全意识薄弱,只顾建筑设计的美观而不顾建筑质量,或者明知道公司要求的设计形式行不通,为了保住自己的饭碗而不提出异议,纵使悲剧上演。因此设计人员要人人自危,不能只考虑公司利益,也要切身为顾客考虑,学会换位思考。
三、提高建筑结构设计中安全性的措施
1、提高建筑结构设计人员对抗震性能的重视意识
结构设计是个系统、全面的工作,需要扎实的理论知识作为基本功,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。设计人员要精益求精,重视每一个基本构件的设计,密切配合建筑工程,在工作中做到事无巨细,善于反思和总结工作经验和教训,为以后的工作积累经验让自己设计出来的作品体现自己的人本意识,积极配合国家以人为本的政策。
2、 严格按照国家规定的建筑规范设计建筑结构
随着建筑业进一步的发展,建筑结构越来越被重视。国家也出台了一些相应的规定。而一个国家的规定不仅仅是技术性的,还具有很强的政策性。而且这些规定是与时俱进的,要不断修改,我们不能仅仅满足于过去的设计标准。为了提高建筑的质量,消除安全隐患,建筑设计人员要谨守本责,对建筑过程中不符合国家相关规定的行为及时提出异议,并提出解决措施,以避免或减少类似情况的发生,使建筑结构设计更多的为人们考虑周全。同时,建筑结构设计人员对存在违规行为且屡教不改的人员要及时举报,以免造成更严重的损失。
3、 开展科研, 创新设计软件工欲善其事,必先利其器,道理是显然的,这对于任何行业都适用。在此种情况下,现有的结构设计程序应更加完善,已满足设计人员的需求。
四、建筑结构设计方案的主要方法
1、屋面结构图的设计方法
如果建筑的屋面是坡面式的,可以采用梁板式和折板式两种结构处理方式。其中,梁板式可以用在建筑平面不整齐,板的跨度比较大的建筑结构中。而且,一般屋面坡度和屋脊线转折比较复杂的坡屋面也都采用这种结构。而折板式则和梁板式的适用条件则相反。这两种结构处理方式的板都是偏心受拉的构件。在板配筋的时候必须有板负筋拉通,这样可以抵抗拉力。现浇板厚度不能小于一百二十毫米。
以某建筑工程为例,其建筑结构设计中涉及到钢筋混凝土结构与钢结构交接的结构形式,而钢结构的所在部位位于坡屋面的位置,而屋顶檐口的造型又是统一标高的,致使钢结构屋脊和女儿墙交界的地方泛水高度达不到规范的要求。为了解决这一问题,技术设计人员采取了一定的处理方法,并通过详细明了的剖面示意图(如图1所示)进行表示,使施工人员对于设计的要求一目了然,很好的达到了工程的预期效果。
2、结构平面图的设计方法
如果建筑地域的防震烈度为六度区的时候,按照我国的防震设计要求,可以不必采用截面抗震验算,但结构的设计也一定要达到抗震的标准。所以对于砌体结构的建筑,软件建模可以省略,在进行设计的时候只要注意受压和局部受压的问题,就可以直接设计。如果条件和时间允许,要做建模也无可厚非,因为它可以利用建模来荷载导算。但是,如果建筑的地域防震烈度为七级时,就必须采用建模来进行计算。
3、大样详图的设计方法
建筑详图如果没有发生错误,在这基础上可以进行绘制大样详图,还可以在曾经做过的详图基础上进行部分的改进。只要让建筑的整体外形不改变,考虑到结构的受力能力和施工起来比较方便即可。但在外形尺度和标高上必须和建筑专业统一协调。
五、结语
建筑结构设计在建筑工程建设中是一项非常重要的工作内容,是关系着建筑施工质量的关键因素,对于建筑物的使用性能和使用寿命的影响都有着不可忽视的重要作用。因此,在对建筑结构进行方案设计时,一定要以结构设计的基本原则为指导,采用科学合理的方法进行设计,在此过程中,要求设计人员一定要具备扎实全面的建筑专业知识,严谨负责的工作态度以及灵活创新的头脑,保证建筑结构的合理性、科学性、可行性与经济性。