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摘要:在建筑工程建设中,建筑结构设计对工程建设质量和生命财产安全有着重要的影响。建筑单位要从经济美观和安全的角度,对建筑工程结构进行优化设计,提高整个工程的施工水平,提高经济和社会效益。
关键词:建筑;结构;设计
引言
建筑结构设计是实现设计人员结构构想与工程施工的重要纽带,其对工程造价也有着十分显著的影响。在建筑结构设计中,应充分遵照国家的规定和要求,有效减少不必要的支出。另外在工程建设的过程中还要充分考虑建筑构造的性能,掌握设计的原则,保证设计质量。
1建筑结构设计中要遵循的基本原则
结构设计通常采用结构语言去阐述工程师所表达的思想,而结构语言为结构师由建筑即他类专业图纸中所提取简练出来的结构元素,涵盖了基础、墙、柱、梁、板、楼梯、大样图等内容。继而采用这些结构元素去构建建筑的结构体系,将各类状况形成的载荷传导至基础。
1.1构件设计抓大放小
“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等为建筑结构设计中很关键的理念。尽管建筑体结构体系是由多样构件组建的,但是不同构件承担的任务存在差异性,依照重要性就有轻重的排序。在外力突然袭击的情况下,各构件间协力抵御,以维护最关键的构件结构的完整性或最后被破坏,但是如果平均用力,通常会“玉石俱粉”,损失严重化。在对建筑结构设计过程中,为了降低其在运行期间的损失率,重点是明确不同构件功能的主次,抓大放小。
1.2安全体系多道防线
建筑结构设计体系的安全是借助层层设防的形式,这样在灾难袭击的情况下,具备抵御能力的结构就会通力协作,全力以赴。若把“存留”的希望全部投注在某一构件上,安全隐患出现的概率就会有所增加。与单片墙相比较,多肢墙性能优良;框架剪力墙比纯框架应用效果更佳等,此时,数道防线的设计思路实用价值就彰显出来了。
1.3结构体系刚柔相济
建筑结构体系的合理性应体现在刚柔相济上。在结构硬度相对较大的情况下,变形能力就会相对较差,在大型破坏力的作用下,房屋建筑会承受的力很大,局部位置结构先损伤,最后建筑物会整体遭到破坏。在建筑体柔软性相对较大的情况下,尽管可以消除一部分外力,但是极易使建筑物形变量较大,而影响使用寿命。房屋建筑结构刚性与柔弱性所占比例是多少,现阶段相关学者与业内人士还没有做出统计的答案,但是刚柔相济始终是结构设计者共同的追求。
2建筑结构设计应注意的问题
2.1设缝
在建筑结构设计工作中,温度伸缩缝、沉降缝和防震缝都是较为常见的构造措施。温度伸缩缝会受诸多因素的影响。规范中明确规定了结构伸缩缝的最大间距,并且对最大间距能够减小或放宽的情况进行了详细的描述。设计人员应结合工程实际来执行新规的内容。沉降缝是由于建筑物当中的不同部分产生了基础沉降差而出现的缝隙。在结构设计中,一般采用设置沉降缝来提高基础刚度,调整不同环节的基础形式及施工顺序。且新规中对防震缝也做出了十分明确的规定,而在设计中需结合工程实际对其进行适当的调整。
2.2扭转
在建筑结构设计中,应保证建筑的几何形心、刚度中心和结构重心能够汇集在一个点上。结构扭转问题主要是指在结构设计中没有将几何形心、刚度中心和结构重心汇集在一个点上,然后受到水平荷载的作用使结构出现了扭转振动效应。为了有效避免建筑物受到水平荷载作用发生严重的损坏,可在结构设计中维护结构选型的合理性,同时还要做好平面布局工作,从而最大限度地保证三心合一。质量分布决定了结构扭转作用的大小,为了让楼层水平作用力均匀地作用在平面上,有效减轻结构的扭转振动,在建筑平面设计中应选择方形、矩形和正多边形等平面形式。在部分结构设计中,因为城市规划对景观街道和建筑场地有着较大的限制,高层建筑无法采用简单的结构平面形式。若采用L形、T形等复杂的平面形式时,则要严格控制宽度与厚度比,将其控制在相对合理的范围之内,同样需要注意的是,在设计平面结构的过程中注意加强结构的对称性。
2.3建筑结构的选择
在抗震结构中,最重要的一部分就是在抗震结构中的选择,好的结构选择可以让建筑的整体性得以保障,促使抗震性能的增强。在建筑中,加设抗震线可以让人们的生存概率大大提高,并且可以增加建筑结构整体的抗震性能。选择延性优良的原材料设置一条抗震线,再选择其他适合抗震设计的材料和构件设置更多的抗震线。设置多道防线的优点是,它能有效地缓冲地震的影响,减少地震造成的破坏,减少损失。在设计和施工期间,地震灾害不仅是影响建筑物的唯一因素,而且环境的变化也会导致建筑物内部结构受到多重应力的影响。因此,在建筑抗震设计中,还应注意其平衡性、结构构件的合理分布,避免多应力影响建筑的安全性能。如果建筑物受到地震灾害的影响,不仅会发生地质活动,还会产生结构荷载和空气影响,影响建筑物的整体结构。因此,在抗震设计中,需要对地震灾害造成的其他影响进行综合分析,全面保证建筑物主体结构强度满足规范要求,预防和控制地震灾害造成的巨大损失,提高建筑物的安全稳定水平。
2.4框架结构设计优化
房屋结构的框架荷载条件是固定的,因此优化设计的变量只能是梁柱杆件的截面尺寸,设计人员可以通过调整截面面积进行结构优化设计。房屋框架中的任何一个梁柱截面尺寸发生变化,都会影响到整体建筑结构的受力分布情况,因此当单个构件截面尺寸发生变化之后都需要重新计算结构内力,这无疑增加了大量的计算工作。因此在实际工作中如果仅有一次优化可以假定杆件截面尺寸不会影响框架内力分布,但如果全部杆件都进行优化则必须对内力情况重新进行分析。
2.5重视钢结构构件的设计
构件设计是钢结构设计的重点,在设计中要考虑钢材的合理性,根据施工的相应标准选择相应的材料,从施工便捷的角度考虑,在钢结构主体设计工作中,一般可以选用一种材质的材料,从施工成本角度考虑,也可以选用不同材质组合的材料。需要注意的是,钢材的强度必须高于Q345的标准。在当前施工阶段,建筑钢结构设计软件的功能在不断增多,具有截面验算处理的功能,且能对钢结构截面进行整体的优化,这样也大大简化了设计的过程,设计人员在软件处理的基础上进行调整即可。
2.6对安全设计的优化控制
保证结构的安全是结构设计的重要环节,也是确保工程施工顺利推进的重要保障。因此,在建筑结构施工过程中,施工方必须想方设法实现对工程质量与施工安全的有效监管。安全重于泰山,对建筑施工方而言,要借鉴与学习先进的施工管理经验。对结构设计和结构施工过程中出现的各种工程问题都应该予以高度重视,并对这些工程问题及时沟通交流并解决好,随结构设计科学的不断进步,各种计算软件的及时更新,这将促进结构设计的快速健康发展。
结语
建筑结构设计相对复杂,为了保证建筑结构设计的合理性,需要考虑多种因素对结构设计效果的影响,在结构设计中,要严格把控设计要点,并对重点环节加大控制力度,这样才能在完善工程性能的同时,也能更好地推动工程的快速竣工。
参考文献
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