建筑结构荷载设计与安全性问题探析

建筑结构荷载设计与安全性问题探析

杨瑞男1王春明2

(黑龙江省铭建工程设计有限公司哈尔滨150000)

摘要:建筑结构荷载设计是建筑设计重要的组成部分,优良的建筑结构荷载设计方案不仅能够延长建筑结构使用寿命,同时还能够提高整体建筑的安全性,但是不能否认的是,建筑结构荷载设计还有诸多地方需要注意与改进。

本文主要通过对建筑结构荷载设计的介绍,进而探讨了建筑结构荷载设计的原则;最后探讨了确保建筑结构安全性的措施,仅供参考。关键词:建筑结构荷载设计安全性问题探析建筑结构的安全性问题贯穿于整个建筑结构建设的始终,任何一个设计与施工环节出现差错,其最终影响的都是建筑结构安全,不仅危及到建筑施工人员的自身安全,同时还使居住建筑中的广大群众处于安全隐患中,因此在建筑建设期间,应该重点关注建筑结构安全性的问题,因为建筑结构荷载设计与建筑安全性问题息息相关,所以设计的重点也就是建筑荷载结构。

一、建筑结构荷载设计

荷载是建筑结构设计的重点内容,荷载设计是否科学合理直接关系到建筑结构是否安全可靠,现阶段,我国建筑结构荷载设计还存在诸多的问题,比如偷工减料问题的存在,使得建筑荷载设计难以达到要求,另外,建筑结构的抗震设计往往达不到要求,使其建筑结构即使发生低级的地震也会产生非常大的破坏,此外,建筑结构设计人员的水平不高,这是建筑结构荷载存在的最突出的问题,正是基于上述原因,使得我国的建筑结构荷载设计水平迟迟没有得到巨大的进步,这对我国的建筑行业来说,影响十分巨大。因此如何来进行建筑结构荷载科学合理的设计,成为建筑结构设计人员重点关注的问题。经过多年的设计经验的总结,笔者认为做好建筑结构荷载设计工作应该遵循以下原则:

首先,明确建筑结构荷载,并且利用科学的方法计算出具体的荷载。不同的建筑类型以及结构所承受的荷载自然不同。通常情况下,建筑荷载设计主要是指建筑结构自重,重点指建筑构件自重,比如梁、柱等,如果需要设计地下室结构的荷载,还需要将土的自重加进来。此外,还需要计算出承重墙体的自重,采用荷载效应的原理,通常都是通过单位长度来计算出其自重,选择使用的公式为:承重墙体荷载=墙体单位长度×单位厚度×高度×材料单位体积,这种方法相比比较简单,计算结果误差也比较小,有些时候,非承重墙体也需要计算出其荷载,比如框架梁上都存在着隔墙,隔墙就属于非承重墙体,在计算荷载时,只要将其看作是线荷载来计算即可,其所选择的公式为:材料单位体积质量×墙体的厚度×墙体的高度=非承重墙体的荷载。

其次,计算出建筑结构相应的荷载之后,要制定出详细的设计方案,必须按照设计方案进行设计,在设计时,可以高于设计要求,但是坚决不能低于设计要求,荷载要求降低,建筑结构质量难以保证,其抗震性也会下降,进而危及到建筑结构的安全性,因此需要遵守设计方案,将设计要点内容都要在设计方案中明确的表明,能够让施工人员一目了然,不会产生误解。

最后,良好的荷载结构设计方案还需要有质量优良的材料做支撑,从上述的计算公式中,我们也能够明显的了解,墙体材料对结构荷载有着重要的影响,甚至起着关键性的作用,所以必须控制好建筑材料质量,不允许出现偷工减料的情况,否则无论多么优秀的设计方案都难以发挥其效能。

二、建筑荷载结构设计的特点及设计原则

建筑结构形式更是复杂化、多样化传统的高层结构采用框架结构、剪力墙结合,而如今,一些创新的尝试已随处可见比如使用多种结构形式相结合,或者直接采用新型结构形式随着建筑技术的发展,节点设计已经成为了高层结构设计的重要组成部分特别是在钢结构高层结构安全中,不同的节点受力情况可能不同,受力方式也可能不同,所以节点在一定程度上会影响到结构的设计要求在建筑结构设计原则中,一般遵循多重防护原则、适度的弹性原则、建筑结构整体性原则等

1、多重防护原则

当外力冲击建筑结构时,建筑物的安全需要多重结构防护和保障单一的安全构件维护不了建筑安全体系,需要多重安全结构来抵抗外力冲击从而避免发生建筑工程事故,进而保证建筑工程充分的安全性同时在结构设计的过程中,也运用不同计算软件或模型对同一建筑结构进行核查对比,目的也是起到多重防护的作用

2、适度的弹性原则

建筑结构必须有适度的弹性,如果建筑结构刚度过大,其变形能力就会很差,当在地震力作用下,能量无法及时释放,巨大的能量让结构产生破坏;如果体系硬度过软,稳定性就会很差首先,自身结构安全性和舒适性可以存在问题;同时也容易在偶然外力作用下发生安全问题

3、建筑结构整体性原则

结构整体性能够迅速消减和传递强大外力,保证建筑免遭破坏因此建筑设计者尽可能疏通建筑构件中的各个关节,使构件受力关系传递清晰,能够顺畅消减外力所带来无相关的影响结合相关的知识进行科学性的受力分析,合理配置受力构件,增加建筑的受力能力,使建筑构件能够保持整体性。

三、提高建筑结构设计建筑安全性的措施

建筑安全性问题,是人们一直关心和渴望性的问题它直接关系到人们的生命财产安全,是一个至关重要的问题,而结构设计对安全性的控制是重中之重为此,笔者对建筑结构设计建筑安全性提出一些策略方法

1、建筑结构设计人员应当提高自身素质修养和高度重视安全性的意识

在设计过程中,设计人员应该认识到工程事故所带来结果的严重性严格遵守规范标准和利用工作经验,认真做好每一个基本结构设计环节,努力做到精益求精不能抱有只要能完成设计工作就事不关己的工作态度,要时时刻刻正确对待建筑结构设计,具有高度确保建筑安全的社会责任意识。

2、提高结构构件承载能力的安全性

材料质量和强度关系到结构构件承载能力的安全性在建筑结构设计中,要尽量使用质量和强度系数比较好的材料避免因为某些材料而影响结构构件整体性,进而影响承载力而带来建筑安全性的问题

3、开拓创新,开发新的设计软件

当今,科学技术突飞猛进,复杂超高层发展迅速结构设计理论和程序有时达不到设计要求,需要高新科技设计软件来完成设计由于力学模型比较复杂,难以精密计算结构构件的受力情况,造成对某些构件的承载能力设计处理不全面和不理想,使建筑安全性得不到保证这就需要重新开发新的设计软件,使结构设计达到进一步完善

4、垂直结构的调整

建筑的侧向刚度不宜下小上大的现象,且应尽量防止刚度突变显然,转换层的结构正好有此种情况该工程是高位转换,转换层垂直方向等效侧向刚度比规范有严格的控制在设计过程中,需要强化下部、弱化上部,尽量避免出现薄弱层可采用的方法有以下几种:应协商好建筑设计师,使剪力墙尽可能多的落地必要时不伸出底部增设部分剪力墙,可以有效地增大底部刚度;剪力墙底部不应开洞,避免刚度削弱太多采用高强度水泥材料,以提高墙混凝土强度等级

四、结语

综上所述,可知建筑结构荷载的设计最终所要达到的目标就是使建筑结构处于安全可靠性的状态中,以建筑结构荷载设计为基础,来提高建筑安全性,是普遍采取的手段,但是无论采取哪种手段,会都需要设计人员具备高超的设计水平以及丰富的设计经验。本文是笔者多年建筑结构荷载设计经验的总结,仅供参考。

参考文献:

[1]李博,石国栋.试论如何在建筑结构设计中提高建筑的安全性[J].科技信息.2012(24)

[2]高杰媚.在建筑结构设计中如何提高建筑的安全性[J].中华民居(下旬刊).2012(07)

[3]关于组织《第四届中国建筑学会优秀建筑结构设计奖评选活动》的通知[J].建筑结构学报.2005(02)

[4]第五届全国优秀建筑结构设计奖评选揭晓[J].建筑结构学报.2008(03)

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