建筑结构设计中遇到的主要问题研究

2020-11-25梁安琴

建材发展导向 2020年22期

梁安琴

（山西中都建筑设计有限公司，山西太原 030000）

1 建筑结构设计中遇到的主要问题分析

1.1 框架柱配筋面临的问题

在建筑结构设计过程中，框架柱配筋问题是普遍发生问题，具体表现为框架柱配筋与框架梁配筋的问题。因建筑设计往往需要较长的工作期间，且工程量巨大，框架柱配筋设计容易受主观因素的限制，没有科学、精准的参考依据，导致配筋量的计算结果与要求标准存在差异，未能对建筑工程实际情况出于考量，进一步对建筑物顶层风荷载产生不利影响，无法符合建筑物顶层高度配筋概率的基本要求［1］。

1.2 框架结构

建筑框架结构设计中存在节点、梁端部钢筋过密问题，容易引发一系列病害：1）无法保证钢筋混凝土黏结强度和抗拉强度满足要求；2）节点核心位置钢筋交错，为混凝土振捣带来很大难题，容易出现蜂窝、孔洞；3）梁端工部钢筋连接比较密切，导致保护层混凝土自由下沉，这样端部钢筋位置会出现通长裂缝。除此之外，设计人员在设计现浇框架结构的过程中，会将梁、柱、板的混凝土设计成不同等级，在施工管理不到位的情况下，容易出现混凝土等级浇筑错误的现象。

1.3 抗震设计问题

抗震设计一直是建筑结构设计中的重点，但是因为地震的发生具有不确定性，增加了抗震设计难度。地震发生后整个建筑结构中的薄弱点将直接影响整体建筑结构稳定性，因而建筑结构设计中需要重视抗震设计，并注重抗震设计中薄弱点的确定与处理。

2 建筑结构优化设计对策分析

2.1 整体优化和局部优化

在建筑设计过程中，设计人员需要优化各个下属体系，改善各个布局之间的横向关联性。从复杂性角度进行分析，建筑结构设计包括建筑原材料、零部件、结构类型的选择等。因此，在建筑结构设计过程中，设计人员需要充分考虑建筑结构的整体，实现真正的设计优化。

2.2 重视配筋量的计算

需要结合建筑工程实际情况，对配筋量展开合理计算，通过运用附加箍筋法，在充分考虑实际因素的基础上，对附近箍筋添加至截面高度范围内的位置，增添附加箍筋过程中，还要对集中于梁下部位［2］。另外，增添建筑结构中主梁截面和次梁界面间的差距，使次梁承受荷载量进一步提升，为了保障建筑结构具有平稳性，还要适当增添附近箍筋，使其发挥抗震作用。

2.3 提升设计方案合理性

设计方案的合理性会直接影响到建筑安全，因此设计者在选择材料、构件衔接方式和横截面积等内容时必须重点考虑其具体的安全性。由于该项设计工作本身是一种极具创造性的过程，同时是一个从零到完整的过程，因此还要着重考虑整个结构的基础系统、竖向系统及分系统是否存在安全隐患，比如设计当中是否有多余的内容、整体传力的形式是否完全清楚、整个过程是否遵循相关标准，以及某些工程问题是否会使整个工程被破坏甚至坍塌等。为了从根本上提升结构安全性，必须要先提升合理性，并全方位把握设计方案和结构，通过行业规定及计算模型，将其结构设计中的参数确定出来，同时在确定方案前还要实现全方位的分析与思考。

2.4 建筑结构与其他专业的协调

建筑结构设计过程中，会涉及其他不同专业的人员、内容，需要借助有关人员的协调配合，实现最终的建筑结构设计目标。在建筑结构设计之初，利用BIM技术建立有效的信息共享系统，将涉及的数据、资料、设计要求均录入系统当中进行存储，供不同专业人员查阅。若出现其他专业设计内容变化，系统数据库会及时进行更新，确保各专业设计信息的及时性、准确性，设计人员可在系统当中对不同专业的设计信息进行及时掌握，并结合自身设计内容进行有效调改。有效改善传统模式下二维图纸的协同设计，满足相关设计工作开展的需求［3］。

2.5 建筑结构抗震设计对策分析

建筑抗震设计中主要是明确建筑结构中的薄弱点，确定薄弱点有3种方法，个人指定、计算确定以及强制认定。现阶段建筑结构设计多采取计算确定，通过运用PKPM中的SATWE软件，设计人员可结合自身建筑设计经验以及建筑抗震设计要求确定出薄弱层。当然因为薄弱层不利于抗震，所以建筑结构设计中应尽可能减少薄弱层的横截面积标量，具体设计中可以适当增加薄弱层的梁截面积，也可以降低薄弱层柱截面积。建筑结构设计中视情况还可以通过调整薄弱层的层高或者降低整个建筑的埋置深度。实际设计中难以避免的存在薄弱层，此时需要严格按照规范要求完成设计，对薄弱层地震剪力应乘以1.5倍安全系数，同时精准计算与验算楼层屈服强度的系数，楼层屈服强度的系数是楼层承载剪力与楼层弹性地震剪力的比值，其中楼层承载剪力计算是根据建筑材料代表值与实际配筋情况予以计算，地震剪力则是根据设计中罕见地震荷载设计代表值计算，对于建筑所在地区地震烈度为7-9度，如果楼层屈服强度系数小于0.5，需要验算整个结构的弹塑性变形情况，确保其满足抗震设计中的要求，对于不符合要求的则需要调整设计方案，并重新验算。