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摘要:土木工程建筑结构设计不仅关系着建筑工程的工程质量,还关系着业主今后的日常生活。基于此,本文对土木工程建筑结构设计中存在的主要问题进行了探讨分析,并论述了土木工程建筑结构设计的具体要求。
关键词:土木工程建筑结构设计;问题;解决策略;要求
1.土木工程建筑结构设计中存在的主要问题分析
1.1抗震度不符合相关规定标准的问题。近年来《建筑抗震设计规范》对我国建筑抗震度进行了明确的规定,即在小型地震中建筑物不损坏、中型地震中可以对建筑物进行修复,大型地震中保证建筑物不会倒坍。但是,从玉树地震与汶川大地震来看,现阶段我国建筑工程的抗震性还无法满足抗震标准,这在很大程度上影响了我国建筑工程的快速发展。一些建筑工程项目中的结构设计人员,在设计过程中没有重视建筑物的抗震性,导致建筑工程项目建设的抗震度不符合相关规定中的标准,对人民群众的生命财产安全构成严重的威胁。
1.2土木工程建筑结构设计中常见的其它问题。主要有:桩身钢筋笼长度不足、桩间距过小、承重砖基础采用多孔砖砌筑、建筑高度以及高宽比超过现行规范、规程的限值,土木工程建筑结构设计的规则,板的要求等。
1.2.1建筑高度、高宽比超过现行规范、规程的限值,就现行的规范、规程给出了建筑的最大适用高度和高宽比限值。
1.2.2桩身钢筋笼长度不足,对挤土灌注桩,桩身钢筋笼长度没有穿越软弱土层的层底深度,不能满足桩基规范。
1.2.3桩间距过小,不满足规范对桩的最小中心距的规定,特别是试桩、锚桩之间的间距,往往被设计人员忽视,这直接影响了试桩结果的正确性。
1.2.4承重砖基础采用多孔砖砌筑,是根据多孔砖墙体结构构造,地面以下或室内防潮层以下的基础不得采用多孔砖砌筑。
1.2.5土木工程建筑结构设计尽可能规则,结构的布置才能更趋于合理,这是结构设计中十分重要的环节,这里的“规则”包含了对建筑的平立面外形尺寸,抗侧力构件布置、质量分布,直至承载力分布等诸多因素的综合要求。
1.2.6板是建筑工程中的主要承重构件,是它将楼面,屋面的荷载传给其周围的墙或梁上,有些工程师在设计中为计算方便或因对板的受力状态认识不足,简单地将双向板假定为单向板进行初步计算,使计算假定与实际受力状态不符,导致一个方向配筋过大,而另一方向仅按构造配筋,造成配筋严重不足,致使板出现裂缝。
2.土木工程建筑结构设计问题的解决策略
2.1确定结构设计方案。工程结构设计方案主要包括框架选择、基础设置和结构措施等内容。框架结构由结构性构件组成,彼此之间通过节点加以连接,以产生垂直和水平荷载能力。若是多层建筑,还要对水平风荷载加以特殊考虑。此外,框架结构最好要选择杆件刚接体系,以确保工程结构的抗震性和稳定性。
2.2合理设置建筑基础。基础设置要充分考虑施工现场的水文地质和施工环境等。若是低层建筑,那么其上部结构荷载不会太大,由此便可以选择独立基础的结构模式。若是高层建筑,就要选择综合基础的结构模式。结构措施要结合具体的抗震设计规范要求,在结构设计方面加强抗震设计,采取有效抗震措施。比如以整体浇筑的方式进行梁柱灌注,选择最佳的结构构件。
2.3严格设计内力组合。内力组合是工程结构设计中抗震设计的关键点,要在调整结构抗震系数的基础上加以科学设计。在进行抗震设计时,构件材料的强度要大于未考虑抗震要求时的材料强度。若是以普通抗震设计材料强度对抗震系数加以计算,那么在实际工程结构抗震设计过程中要对系数加以调整。经过全面的抗震系数调整,提高建筑结构的抗震能力。
2.4提升从业人员的专业技能。随着我国建筑事业的快速发展,现阶段土木工程建筑结构设计与以往的土木工程建筑结构设计,在内容与形式上具有很大的差异性,在技术方面的要求进一步提高;针对这一实际状况,建筑结构人员应当开拓自己的视野,拓展自身知识的广度,加强土木工程建筑结构设计的深度。信息时代的来临,要求土木工程建筑结构设计人员掌握计算机信息技术,熟悉计算机设计软件的应用;所以,建筑企业应当加强土木工程建筑结构设计人员在新知识、新技术方面的培训,在建筑企业内部中建立一支综合素质高、实践经验丰富以及专业性强的土木工程建筑结构设计队伍。
3.土木工程建筑结构设计的具体要求
3.1地基结构设计要求的分析。地基结构设计首先要考虑的条件是地质因素,并且要综合考量水文条件、建筑工程的承载力情况以及地区抗震烈度等因素。在认真比对的基础上,设计出合理经济的基础形式。基础宽度小于2.5m时,要最先考虑诸如灰土条形基础、四合土条形基础等刚性条形基础。在基础宽度大于2.5m时,要采用比较柔性的基础。对于没有地下室、承载多的多层内框架结构,设计十字交叉梁条形基础可以有效的减少地基的不均匀沉降。后浇带设计对于保证地基不均匀沉降的对应调整具有现实作用,后浇带的设计范围应该有效的限定在800~1000mm。灌注后浇带所使用的材料要选择比原构件提高一级的微膨胀混凝土,并且要确保后浇带的梁板的牢固。
3.2地梁设计要求的分析。地梁的作用是使地梁与基础连接,地梁对基础起拉接作用,一定程度的调整基础不均匀沉降;当基础埋置较深时,地梁与框架柱连接,降底了框架柱计算高度,地梁对框架柱内力分析有一定的影响;地梁是支撑底层墙体的受力构件。地梁的受力状态与普通的框架梁的受力状态不同,普通的框架梁在荷载作用下,梁产生变形不受其他介质约束,梁上荷载传递给框架柱;而地梁在荷载作用下,梁变形受到土的约束,一部分荷载通过梁底土的反力和梁侧土摩擦阻力传递给地基;另一部分荷载传递给框架柱。由于土反力的复杂性,目前定量确定土反力和梁侧土摩擦阻力还有困难。在工程设计中,有两种处理方法,第一种是把地梁按一层框架梁计算,不计地基土的影响,把荷载全部传框架柱。这种处理方法使计算模型与实际情况不符。地梁与框架梁不同,地梁处没有风力、地震作用,也没有水平变形,按嵌固考虑。结构电算时,往往“底层层高”不高(即地梁与基础顶面距离),形成“底层框架柱”为短柱或极短柱,使电算结果很不合理。第二种是把地梁不参与框架结构的整体计算,当作简支梁,地梁的剪力传递给框架柱,不计地梁弯距的影响。笔者认为,尽管二种方法都有缺陷,相比之下,第二种方法要相对合理些。
3.3承重墙结构设计要求。土木工程建筑结构设计中,在理论上承重强越是多的建筑工程,该建筑的安全质量就越好。但是过多的承重墙应用不符合结构设计中美观大方的原则。结构设计者要在保证建筑工程质量的安全性的基础上,尽可能的减少承重墙的设计,对于不可取代的承重墙,要提高其抗剪的强度,选用强度等级高的承重墙建筑材料,提升承重墙抗压、抗震能力。
结束语
综上所述,土木工程建筑结构设计决定着建筑物的质量与安全。土木工程建筑结构设计人员在土木工程建筑结构设计过程中,要综合考虑各方面因素,从实际出发,对建筑结构工程进行科学、合理设计,以确保设计的建筑物结构满足使用要求,并且在确保施工质量的同时,还能为人们今后的生活提供方便。
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