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【摘 要】 近年来,随着经济的发展,我国的建筑工程发展十分迅速,在建筑工程中,建筑结构设计占据着十分重要的地位,加强对建筑结构设计相关注意问题的分析,有利于确保建筑结构设计更加符合要求,提高建筑的整体质量,使其更好的满足居民的需求。本文笔者结合自己的研究和实际的工作经验,对建筑结构设计中的相关问题进行分析,希望对该领域的研究具有一定的意义。
【关键词】 建筑工程;结构设计;相关问题;分析探讨
一、前言
随着人们对建筑居住条件的要求越来越高,建筑施工和设计方就更加的注重建筑结构设计,良好的建筑结构设计不仅有利于保证建筑工程的质量,同时还能够增加建筑的美观度和视觉效应,提高人们的居住水平。但是,我们在建筑结构设计方面或多或少存在着一些问题,这些问题的存在,将严重制约着我国建筑结构设计的发展,同时也不利于建筑质量的提高。因此,有必要对建筑结构设计的有关问题进行分析,从而促进其长远发展。
二、建筑结构设计原则分析
1、基础方案合理
建筑结构基础方案是建筑结构设计的前提和基础,在实际的建筑结构基础方案设计中,设计单位需要根据实际施工地质条件,根据实际建筑结构施工需求进行设计。同时建筑结构基础方案需要配置完善的施工地质调查报告,最大程度的发挥建筑物地基的潜力,必要的情况下设计人员还需要对地基的变形做好相应的演算。另一方面,设计单位还需要对建筑物进行综合性分析,尤其是对于建筑物负荷以及上部结构类型,通过对这些综合性分析,最终选定最适合的基础方案,从而可以在提高设计质量的基础上提高设计单位经济效益。
2、计算简图适当
计算简图设计,也是建筑结构设计中需要注意的重要问题,主要原因在于建筑结构设计时需要对一些基本的数据进行计算分析,而这些計算分析都必须要建立在计算简图的基础之上。只有通过计算简图基础之上的数据分析,才可以提高建筑结构设计的安全性以及牢靠性。举例来讲,建筑物结构节点问题,建筑物结构节点并不是我们传统观念中的铰节点或者是钢节点,设计单位在进行计算简图设计时,需要对建筑物结构节点进行深入研究,提高计算简图计算的精确性,进而将计算简图的误差控制在合理的范围内。
3、结构措施完善。
设计单位在进行建筑物结构的设计时,需要注意结构组件的延展性,例如建筑物中钢筋的锚固长度等。同时,设计单位还需要注意建筑物薄弱环节以及建筑物本身温度对于建筑物组件的影响,对于这两方面的问题,在实际的设计过程中,需要遵循“强柱弱梁、强剪弱弯以及强压弱拉”的基本原则,只有这样才可以提高建筑结构设计的安全性以及牢靠性。
三、建筑结构设计中常见问题分析
1、现浇钢筋混凝土楼板的裂缝问题
(一)从钢筋混凝土现浇楼板各种受力体系分析,无论是按哪种设计中对其受力状态考虑都是局限于楼板平面的应力变化(按弯矩配置抵抗正、负弯矩的受力钢筋)、板平面的受剪变形。即使是考虑板端嵌固端节点产生弯矩,也只是考虑板平面弯曲或屈曲所产生的应力。在楼板受力体系分析时,对于现浇结构构件之间在三维空间中如何分配内力、协调变形,根本没有考虑。
(二)在进行楼板钢筋的配置设计时,部分设计人员只按单向板来进行计算,只是以分离式负弯矩钢筋来作为支座处的支撑,这种设计方法所计算出来的受力情况与实际受力情况存在着较大的出入,所以导致混凝土楼面抗拉能力不均,很容易导致局部裂缝的产生,同时由于对于构造配盘及放射筋等重视度不够,所以一些薄弱环节没有加强筋的配置,为质量安全埋下了隐患。
2、连续梁按单梁进行设计
这种情况多发在阳台边梁的设计中。为了受力分析方便,设计者把实际应为连续梁的梁按单简支梁进行设计,致使梁在支座处上部负筋配置量过少。这样必然引起梁在支座附近上部受拉区出现竖向裂缝,进而引起梁上部拦板出现竖向裂缝。如果该边梁长度较长时,问题将会变得更加严重。
3、悬挑梁的梁高选用过小
设计者往往只注意了对梁的强充和倾覆进行验算,而忽略了对梁手挠度的验算。梁高选用过小,引起梁截面的受压区应力过高,梁挠度随时间的推移不断加大。挑梁的变形引起梁板出现裂缝,裂缝宽度随着挑梁变形的回大而加宽,影响了房屋的正常使用。
四、建筑结构设计的要点和对策分析
1、短肢剪力墙设置
在建筑结构设计过程中,需要重视短肢剪力墙设置问题。在我国新的建筑规范中,明确规定了短肢剪力墙的定义,也对短肢剪力墙的使用作出了相关限制,根据实际经验和相关数据,建筑结构设计应该尽量使用短肢剪力墙。因此,建筑在设计的过程中,要尽力地避免使用短肢剪力墙。
2、嵌固墙的设置
建筑的嵌固墙一般设计在二层或二层以上的地下室顶板之上,也会设计在二层或二层以上的人防顶板上。而在嵌固端设置的时候,结构设计工程师很容易忽视了由嵌端的设置带来的问题,如嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比限制、嵌固端上下层抗震等级一致性、结构抗震缝设置、嵌固端位置协调等问题。当这些问题中的任何一个问题都会让建筑设计后期的工作重复修改,很容易埋下建筑安全隐患。
3、概念设计和理论计算并举
抗震设计有两部分:计算设计、概念设计。虽然分析手段在不断提高,分析的原则在不断完善,但由于抗震设计计算是在一定的假想条件下进行,而地震作用具有很大的复杂性和不确定性,同时地基土影响和结构体系本身都极复杂,所以说,理论上的分析计算同实际情况有时存在着巨大的差距。尤其是当结构进入到弹塑性阶段之后,相应构件的局部部分可能会出现裂开或者是破坏的情况,这个时候就难以用常规的原理去进行结构分析了。但是,从很多的建筑结构设计实践可以表明,建筑结构的概念设计不容忽视,其对建筑结构设计至关重要。
4、轴向变形
在建筑结构设计中,我们还应该注意结构的轴向变形,其对建筑结构的影响比较大,针对此变形问题,可以采用框架或者是框架体系来解决。特别是在剪力墙结构的建筑中,框架中柱的轴压应力往往比边柱的轴压应力要大得多,相应的,中柱的轴向压缩变形却比边柱的轴向压缩变形大。房屋很高的时候,这种轴向变形的差异会达到一个比较大的数值,可能导致减小连续梁中间支座处的负弯矩值,而跨中正弯矩值和端支座负弯矩值则会增大。
五、结束语
总之,在建筑工程中,我们应该更多的重视建筑结构设计问题,从建筑开工前,就应该对其进行良好的设计,确保建筑工程施工过程中的安全和质量,这对于建筑工程来说意义重大,需要我们在今后的建筑结构设计中加强重视和研究,只有这样,才能够促进我国建筑结构设计的发展,提高我国建筑的整体质量。
参考文献:
[1]吕芳.浅析房屋建筑的结构设计优化方法与应用.科技创新与应用,2013-12-08,期刊
[2]吴伟良.大型全集装箱船总体设计中有关问题的探讨.交通部上海船舶运输科学研究所学报,1991-12-31,期刊
[3]徐灵通.混凝土柱实腹钢梁轻钢屋盖结构设计综述.建筑钢结构进展,2013-12-01,期刊
[4]姜宝石.杆系结构形态创构方法研究.哈尔滨工业大学,2013-12-01,博士
[5]何洁.以设计伦理为导向的设计管理研究.设计驱动商业创新:2013清华国际设计管理大会论文集(中文部分),2013-12-01,国际会议
[6]陈雪.概念模型在产品设计前期构思中的作用.设计驱动商业创新:2013清华国际设计管理大会论文集(中文部分),2013-12-01,国际会议
【关键词】 建筑工程;结构设计;相关问题;分析探讨
一、前言
随着人们对建筑居住条件的要求越来越高,建筑施工和设计方就更加的注重建筑结构设计,良好的建筑结构设计不仅有利于保证建筑工程的质量,同时还能够增加建筑的美观度和视觉效应,提高人们的居住水平。但是,我们在建筑结构设计方面或多或少存在着一些问题,这些问题的存在,将严重制约着我国建筑结构设计的发展,同时也不利于建筑质量的提高。因此,有必要对建筑结构设计的有关问题进行分析,从而促进其长远发展。
二、建筑结构设计原则分析
1、基础方案合理
建筑结构基础方案是建筑结构设计的前提和基础,在实际的建筑结构基础方案设计中,设计单位需要根据实际施工地质条件,根据实际建筑结构施工需求进行设计。同时建筑结构基础方案需要配置完善的施工地质调查报告,最大程度的发挥建筑物地基的潜力,必要的情况下设计人员还需要对地基的变形做好相应的演算。另一方面,设计单位还需要对建筑物进行综合性分析,尤其是对于建筑物负荷以及上部结构类型,通过对这些综合性分析,最终选定最适合的基础方案,从而可以在提高设计质量的基础上提高设计单位经济效益。
2、计算简图适当
计算简图设计,也是建筑结构设计中需要注意的重要问题,主要原因在于建筑结构设计时需要对一些基本的数据进行计算分析,而这些計算分析都必须要建立在计算简图的基础之上。只有通过计算简图基础之上的数据分析,才可以提高建筑结构设计的安全性以及牢靠性。举例来讲,建筑物结构节点问题,建筑物结构节点并不是我们传统观念中的铰节点或者是钢节点,设计单位在进行计算简图设计时,需要对建筑物结构节点进行深入研究,提高计算简图计算的精确性,进而将计算简图的误差控制在合理的范围内。
3、结构措施完善。
设计单位在进行建筑物结构的设计时,需要注意结构组件的延展性,例如建筑物中钢筋的锚固长度等。同时,设计单位还需要注意建筑物薄弱环节以及建筑物本身温度对于建筑物组件的影响,对于这两方面的问题,在实际的设计过程中,需要遵循“强柱弱梁、强剪弱弯以及强压弱拉”的基本原则,只有这样才可以提高建筑结构设计的安全性以及牢靠性。
三、建筑结构设计中常见问题分析
1、现浇钢筋混凝土楼板的裂缝问题
(一)从钢筋混凝土现浇楼板各种受力体系分析,无论是按哪种设计中对其受力状态考虑都是局限于楼板平面的应力变化(按弯矩配置抵抗正、负弯矩的受力钢筋)、板平面的受剪变形。即使是考虑板端嵌固端节点产生弯矩,也只是考虑板平面弯曲或屈曲所产生的应力。在楼板受力体系分析时,对于现浇结构构件之间在三维空间中如何分配内力、协调变形,根本没有考虑。
(二)在进行楼板钢筋的配置设计时,部分设计人员只按单向板来进行计算,只是以分离式负弯矩钢筋来作为支座处的支撑,这种设计方法所计算出来的受力情况与实际受力情况存在着较大的出入,所以导致混凝土楼面抗拉能力不均,很容易导致局部裂缝的产生,同时由于对于构造配盘及放射筋等重视度不够,所以一些薄弱环节没有加强筋的配置,为质量安全埋下了隐患。
2、连续梁按单梁进行设计
这种情况多发在阳台边梁的设计中。为了受力分析方便,设计者把实际应为连续梁的梁按单简支梁进行设计,致使梁在支座处上部负筋配置量过少。这样必然引起梁在支座附近上部受拉区出现竖向裂缝,进而引起梁上部拦板出现竖向裂缝。如果该边梁长度较长时,问题将会变得更加严重。
3、悬挑梁的梁高选用过小
设计者往往只注意了对梁的强充和倾覆进行验算,而忽略了对梁手挠度的验算。梁高选用过小,引起梁截面的受压区应力过高,梁挠度随时间的推移不断加大。挑梁的变形引起梁板出现裂缝,裂缝宽度随着挑梁变形的回大而加宽,影响了房屋的正常使用。
四、建筑结构设计的要点和对策分析
1、短肢剪力墙设置
在建筑结构设计过程中,需要重视短肢剪力墙设置问题。在我国新的建筑规范中,明确规定了短肢剪力墙的定义,也对短肢剪力墙的使用作出了相关限制,根据实际经验和相关数据,建筑结构设计应该尽量使用短肢剪力墙。因此,建筑在设计的过程中,要尽力地避免使用短肢剪力墙。
2、嵌固墙的设置
建筑的嵌固墙一般设计在二层或二层以上的地下室顶板之上,也会设计在二层或二层以上的人防顶板上。而在嵌固端设置的时候,结构设计工程师很容易忽视了由嵌端的设置带来的问题,如嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比限制、嵌固端上下层抗震等级一致性、结构抗震缝设置、嵌固端位置协调等问题。当这些问题中的任何一个问题都会让建筑设计后期的工作重复修改,很容易埋下建筑安全隐患。
3、概念设计和理论计算并举
抗震设计有两部分:计算设计、概念设计。虽然分析手段在不断提高,分析的原则在不断完善,但由于抗震设计计算是在一定的假想条件下进行,而地震作用具有很大的复杂性和不确定性,同时地基土影响和结构体系本身都极复杂,所以说,理论上的分析计算同实际情况有时存在着巨大的差距。尤其是当结构进入到弹塑性阶段之后,相应构件的局部部分可能会出现裂开或者是破坏的情况,这个时候就难以用常规的原理去进行结构分析了。但是,从很多的建筑结构设计实践可以表明,建筑结构的概念设计不容忽视,其对建筑结构设计至关重要。
4、轴向变形
在建筑结构设计中,我们还应该注意结构的轴向变形,其对建筑结构的影响比较大,针对此变形问题,可以采用框架或者是框架体系来解决。特别是在剪力墙结构的建筑中,框架中柱的轴压应力往往比边柱的轴压应力要大得多,相应的,中柱的轴向压缩变形却比边柱的轴向压缩变形大。房屋很高的时候,这种轴向变形的差异会达到一个比较大的数值,可能导致减小连续梁中间支座处的负弯矩值,而跨中正弯矩值和端支座负弯矩值则会增大。
五、结束语
总之,在建筑工程中,我们应该更多的重视建筑结构设计问题,从建筑开工前,就应该对其进行良好的设计,确保建筑工程施工过程中的安全和质量,这对于建筑工程来说意义重大,需要我们在今后的建筑结构设计中加强重视和研究,只有这样,才能够促进我国建筑结构设计的发展,提高我国建筑的整体质量。
参考文献:
[1]吕芳.浅析房屋建筑的结构设计优化方法与应用.科技创新与应用,2013-12-08,期刊
[2]吴伟良.大型全集装箱船总体设计中有关问题的探讨.交通部上海船舶运输科学研究所学报,1991-12-31,期刊
[3]徐灵通.混凝土柱实腹钢梁轻钢屋盖结构设计综述.建筑钢结构进展,2013-12-01,期刊
[4]姜宝石.杆系结构形态创构方法研究.哈尔滨工业大学,2013-12-01,博士
[5]何洁.以设计伦理为导向的设计管理研究.设计驱动商业创新:2013清华国际设计管理大会论文集(中文部分),2013-12-01,国际会议
[6]陈雪.概念模型在产品设计前期构思中的作用.设计驱动商业创新:2013清华国际设计管理大会论文集(中文部分),2013-12-01,国际会议