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【摘 要】随着社会经济的发展,各种类型的建筑不断出现,也可能会出现各种问题,这时就必须对建筑结构设计中存在的对应因素和问题给予关注。在整个建筑工程中,最重要的基础条件是建筑的结构设计,只有基础工作做好,建筑施工才能安全有效的进行。对于施工人员而言,建筑结构设计是建设时所必须遵循的宗旨。因此,对建筑结构设计可靠度的影响因素进行探讨,希望可以为同专业人员考虑类似问题时作为参考。
【关键词】结构设计;可靠度;影响因素
引言
在结构设计中有基本的三项要求,分别是安全性、适用性、耐久性。这三项要求也是建筑可靠安全与否的标志,这也就是结构的可靠性。结构的可靠度是指在规定的时间和条件下,建筑结构设计完成指定功能的概率。我国的结构安全的设计方法从20世纪50年代以来,一直处于不断的变化发展之中,也经历了不同的设计方法阶段。
1 建筑结构设计可靠度的理论研究
1.1 认为可靠度应大幅度提高的看法
当前我国的大的经济环境一直处于飞速的发展阶段,人民生活质量的提高,使得人们对建筑结构功能和安全程度愈加重视。并且,经济建设发展的另一个影响就是一旦发生建筑工程事故,造成的损失也越来越大。我国的关于安全可靠性的衡量标准一直停留在计划经济的时代,低安全的水准,只能适应当时物资紧缺的实际情况。但是,我国现在的经济已经从计划经济的时代走向了市场经济发展的道路。规范也应该适应市场经济的新情况,不能仅仅满足于“三正常”的标准。在建的工程应该向国际化的标准靠拢,提高结构的安全性。
1.2 认为我国现行的规范的标准是合适的
持这种观点的学者认为,我国现行的规范的制定是采用了先进的可靠度的理论,运用失效概率来度量结构的可靠性。这一理论的先进性在于将随机过程化转为随机变量并且以经验为校准点。这样的一种设计使得建筑结构设计更加规范化。该理论的特点就是重视经验的作用。
1.3 认为我国的标准规范水准需要进行小幅度的提高
虽然我国建筑领域正在遵守的标准规范不比发达国家高,但是,如果在施工过程中严格遵守“正常设计、正常施工、正常使用”的标准。建成的建筑是能够满足使用要求的。这就表明,这个标准放在社会发展的今天仍然适用。但是,“三正常”的标准是一种理想化的标准,实际中并不容易做到。
2 建筑结构设计简述
在建筑结构设计中,先要对建筑的整体有一个把握。在进行建筑结构设计时,一般要注意进行多层次的设计,并根据需求标准,追求环保健康。在实际的建筑结构之中,为了保证建筑结构的稳固性,就要将结构设计成多冗余结构。否则会因为个别构件出现了失效,从而使整个结构的全局受力产生了影响,一旦破坏的比较严重,那么这种结构所导致的后果会不堪设想,这就需要建筑结构设计在多冗余度原则上进行设计。所以,我们应采用多冗余的结构设计来代替单一层次设计。对于一些大型的建筑,其结构体系比较复杂,在设计时如只考虑到结构构件的安全性问题,细部节点构造处理不好,那么结构内力效应和分析计算理论模型相差较大,同样会发生安全方面的问题。在民用建筑和公共建筑结构设计中,因为建筑本来就是给人设计的,而且由于人们的生活水平的提高,因此对该方面的要求也相应增多,那么在建筑的结构设计时一定注意要环保和健康。如果设计的对象是高层建筑,那么在设计时一定考虑到建筑垂直和水平方向的共同受力问题,注重舒适度验算,考虑各方面的因素,才能保证结构的各类性能达标。
3 在建筑结构设计中存在的问题
3.1 混凝土结构不验算裂缝和挠度限值
在混凝土结构设计中,比较常见的一类问题就是忽略混凝土构件的裂缝和挠度验算。目前常用设计软件一般都具备按裂缝限值设计配筋选项,但大多都需要人工选定;默认设置是仅按构件内力设计配筋。而设计人员出于经济指标或其它原因,不对构件的裂缝进行验算。相同的,对于构件的挠度限值,也仅仅通过构件的高跨比来保证,不进行反复测算,最终导致构件裂缝开展过大或变形过大,继而不再满足正常使用要求。
3.2 钢结构设计不注重节点细节设计
在钢结构工程设计中,设计人员通常利用设计计算软件对设计模型进行构件分析,甚至包括杆件满应力分析、结构弹塑性分析等,但设计人员对于节点设计却不够重视。经常出现的问题有:受拉构件截面焊缝过长形成焊割、焊缝构造上交叉造成残余应力复杂化、简单的采用对接焊缝连接构件等等。焊缝形成焊割易造成板材截面损伤,焊接部位过早出现屈服;复杂的残余应力状态易使板件在受剪状态下出现局部屈曲;而构件间简单的对接焊缝连接难以实现“强连接、弱杆件”的设计原则,在结构经受较大动荷载时首先出现在节点屈服,使结构转化为机构,影响整体安全。
4 在建筑结构设计中应该注意的因素
4.1 对于建筑结构的选型要合理
在建筑结构设计中,对于建筑结构的选型也是相当重要的,只有选型正确,才能让建筑物能够承受自己的重力,不致于出现超负荷的状况。只有建筑的承受力达到标准,那么建筑因为水平力的作用而发生的侧移就在可控的范围内,才能保证建筑的安全。因此,要对建筑物的使用的空间和功能要求进行考虑,才能选择正确的建筑结构型式。不同的建筑结构的选型,会导致建筑在空间和高度上的不同。只有能够正确的进行建筑选型,那么才能保证建筑结构的受力均匀,对抗震和抗风等情况也有明显的效果。
4.2 计算控制轴向承载力
对于一些层数比较低的建筑,其建筑的结构设计中可以简化对轴向的承受力的计算。在进行这样的建筑设计时,一般只要对建筑的弯矩受力进行考虑就可以,因为其轴力在该建筑中的作用不是很大。但对于高层建筑应注意在建筑结构设计中对轴向承载力的计算和控制。高层建筑物一般其高度都是比较高的,所需的轴向承载力也相应的增加,同时因为高度的增加而导致更容易出现P-Δ效应显著的情况,因此对轴向的承受力的设计更应严格把控,才能保证建筑的结构设计的完整和安全性。
4.3 加大对结构延性的关注度
在建筑的结构设计中,其中一个重要的组成因素就是结构的延性。随着经济的发展,导致了许多地质环境的破坏,一些地质灾害也频频发生。其中比较常发生的就是地震和沉降。因此,如果在建筑结构设计上考虑到加强结构延性设计,对人身财产安全也是一种保护。对于比较高的建筑,其在发生地质灾害时,结构非常容易发生变形,如果在结构设计中有很好的考虑到结构的延性,那么就能减少建筑整体倒塌的危险性。特别是在发生较大强度地震时,如果建筑物的延性设计比较高,那么可以给人们争取更多的时间逃离建筑内部。在现在建筑中,主要是由钢筋混凝土材料建造而成,发生地震时,延性设计也能吸收震动的能量,并通过多道设防的设计保证在强震作用下结构整体的安全性。。因此,加强对建筑结构的延性设计,能使建筑结构的可靠度更有保证。
结语
在进行建筑结构的设计时,所要考虑的问题是复杂且多样,因此必须对所有必要的问题都要给予考虑,才能保证建筑的安全性。对于建筑结构细部设计的考量,梁板高度的选择和结构整体的选型等,都是影响建筑结构可靠度的因素。只有把建筑结构设计中该注意的因素都做好,那么才能保证设计成品具有较理想的可靠度。
参考文献:
[1]蒋小芳,丁美凤.防风网结构设计的影响因素[J].水运工程,2013,10:177-179.
[2]於翠.探讨高层建筑结构设计的影响因素[J].中国建筑金属结构,2013,08:23.
[3]钟小平,金伟良.混凝土结构全寿命性能设计理论框架研究[J].工业建筑,2013,08:1-9.
【关键词】结构设计;可靠度;影响因素
引言
在结构设计中有基本的三项要求,分别是安全性、适用性、耐久性。这三项要求也是建筑可靠安全与否的标志,这也就是结构的可靠性。结构的可靠度是指在规定的时间和条件下,建筑结构设计完成指定功能的概率。我国的结构安全的设计方法从20世纪50年代以来,一直处于不断的变化发展之中,也经历了不同的设计方法阶段。
1 建筑结构设计可靠度的理论研究
1.1 认为可靠度应大幅度提高的看法
当前我国的大的经济环境一直处于飞速的发展阶段,人民生活质量的提高,使得人们对建筑结构功能和安全程度愈加重视。并且,经济建设发展的另一个影响就是一旦发生建筑工程事故,造成的损失也越来越大。我国的关于安全可靠性的衡量标准一直停留在计划经济的时代,低安全的水准,只能适应当时物资紧缺的实际情况。但是,我国现在的经济已经从计划经济的时代走向了市场经济发展的道路。规范也应该适应市场经济的新情况,不能仅仅满足于“三正常”的标准。在建的工程应该向国际化的标准靠拢,提高结构的安全性。
1.2 认为我国现行的规范的标准是合适的
持这种观点的学者认为,我国现行的规范的制定是采用了先进的可靠度的理论,运用失效概率来度量结构的可靠性。这一理论的先进性在于将随机过程化转为随机变量并且以经验为校准点。这样的一种设计使得建筑结构设计更加规范化。该理论的特点就是重视经验的作用。
1.3 认为我国的标准规范水准需要进行小幅度的提高
虽然我国建筑领域正在遵守的标准规范不比发达国家高,但是,如果在施工过程中严格遵守“正常设计、正常施工、正常使用”的标准。建成的建筑是能够满足使用要求的。这就表明,这个标准放在社会发展的今天仍然适用。但是,“三正常”的标准是一种理想化的标准,实际中并不容易做到。
2 建筑结构设计简述
在建筑结构设计中,先要对建筑的整体有一个把握。在进行建筑结构设计时,一般要注意进行多层次的设计,并根据需求标准,追求环保健康。在实际的建筑结构之中,为了保证建筑结构的稳固性,就要将结构设计成多冗余结构。否则会因为个别构件出现了失效,从而使整个结构的全局受力产生了影响,一旦破坏的比较严重,那么这种结构所导致的后果会不堪设想,这就需要建筑结构设计在多冗余度原则上进行设计。所以,我们应采用多冗余的结构设计来代替单一层次设计。对于一些大型的建筑,其结构体系比较复杂,在设计时如只考虑到结构构件的安全性问题,细部节点构造处理不好,那么结构内力效应和分析计算理论模型相差较大,同样会发生安全方面的问题。在民用建筑和公共建筑结构设计中,因为建筑本来就是给人设计的,而且由于人们的生活水平的提高,因此对该方面的要求也相应增多,那么在建筑的结构设计时一定注意要环保和健康。如果设计的对象是高层建筑,那么在设计时一定考虑到建筑垂直和水平方向的共同受力问题,注重舒适度验算,考虑各方面的因素,才能保证结构的各类性能达标。
3 在建筑结构设计中存在的问题
3.1 混凝土结构不验算裂缝和挠度限值
在混凝土结构设计中,比较常见的一类问题就是忽略混凝土构件的裂缝和挠度验算。目前常用设计软件一般都具备按裂缝限值设计配筋选项,但大多都需要人工选定;默认设置是仅按构件内力设计配筋。而设计人员出于经济指标或其它原因,不对构件的裂缝进行验算。相同的,对于构件的挠度限值,也仅仅通过构件的高跨比来保证,不进行反复测算,最终导致构件裂缝开展过大或变形过大,继而不再满足正常使用要求。
3.2 钢结构设计不注重节点细节设计
在钢结构工程设计中,设计人员通常利用设计计算软件对设计模型进行构件分析,甚至包括杆件满应力分析、结构弹塑性分析等,但设计人员对于节点设计却不够重视。经常出现的问题有:受拉构件截面焊缝过长形成焊割、焊缝构造上交叉造成残余应力复杂化、简单的采用对接焊缝连接构件等等。焊缝形成焊割易造成板材截面损伤,焊接部位过早出现屈服;复杂的残余应力状态易使板件在受剪状态下出现局部屈曲;而构件间简单的对接焊缝连接难以实现“强连接、弱杆件”的设计原则,在结构经受较大动荷载时首先出现在节点屈服,使结构转化为机构,影响整体安全。
4 在建筑结构设计中应该注意的因素
4.1 对于建筑结构的选型要合理
在建筑结构设计中,对于建筑结构的选型也是相当重要的,只有选型正确,才能让建筑物能够承受自己的重力,不致于出现超负荷的状况。只有建筑的承受力达到标准,那么建筑因为水平力的作用而发生的侧移就在可控的范围内,才能保证建筑的安全。因此,要对建筑物的使用的空间和功能要求进行考虑,才能选择正确的建筑结构型式。不同的建筑结构的选型,会导致建筑在空间和高度上的不同。只有能够正确的进行建筑选型,那么才能保证建筑结构的受力均匀,对抗震和抗风等情况也有明显的效果。
4.2 计算控制轴向承载力
对于一些层数比较低的建筑,其建筑的结构设计中可以简化对轴向的承受力的计算。在进行这样的建筑设计时,一般只要对建筑的弯矩受力进行考虑就可以,因为其轴力在该建筑中的作用不是很大。但对于高层建筑应注意在建筑结构设计中对轴向承载力的计算和控制。高层建筑物一般其高度都是比较高的,所需的轴向承载力也相应的增加,同时因为高度的增加而导致更容易出现P-Δ效应显著的情况,因此对轴向的承受力的设计更应严格把控,才能保证建筑的结构设计的完整和安全性。
4.3 加大对结构延性的关注度
在建筑的结构设计中,其中一个重要的组成因素就是结构的延性。随着经济的发展,导致了许多地质环境的破坏,一些地质灾害也频频发生。其中比较常发生的就是地震和沉降。因此,如果在建筑结构设计上考虑到加强结构延性设计,对人身财产安全也是一种保护。对于比较高的建筑,其在发生地质灾害时,结构非常容易发生变形,如果在结构设计中有很好的考虑到结构的延性,那么就能减少建筑整体倒塌的危险性。特别是在发生较大强度地震时,如果建筑物的延性设计比较高,那么可以给人们争取更多的时间逃离建筑内部。在现在建筑中,主要是由钢筋混凝土材料建造而成,发生地震时,延性设计也能吸收震动的能量,并通过多道设防的设计保证在强震作用下结构整体的安全性。。因此,加强对建筑结构的延性设计,能使建筑结构的可靠度更有保证。
结语
在进行建筑结构的设计时,所要考虑的问题是复杂且多样,因此必须对所有必要的问题都要给予考虑,才能保证建筑的安全性。对于建筑结构细部设计的考量,梁板高度的选择和结构整体的选型等,都是影响建筑结构可靠度的因素。只有把建筑结构设计中该注意的因素都做好,那么才能保证设计成品具有较理想的可靠度。
参考文献:
[1]蒋小芳,丁美凤.防风网结构设计的影响因素[J].水运工程,2013,10:177-179.
[2]於翠.探讨高层建筑结构设计的影响因素[J].中国建筑金属结构,2013,08:23.
[3]钟小平,金伟良.混凝土结构全寿命性能设计理论框架研究[J].工业建筑,2013,08:1-9.