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建筑结构设计可靠度影响因素与比较分析

2019-02-17李慧娴

四川水泥 2019年4期
关键词:结构设计模板荷载

李慧娴

(山西晋设拓凡建筑设计咨询有限公司,山西 太原 030013)

在我国经济发展过程,建筑行业逐渐成为国家重要行业之一,在对建筑进行结构设计时,其设计水平通常与市场经济存在较大联系,即建筑结构的施工建设中,严格按照其原则、要求进行,能够更好达到建筑结构的设计标准,同时提升其整体质量。由此可见,建筑结构设计过程中,对于其可靠度的要求,应该在符合耐用性与安全性等标准上,深入研究其影响因素,使其更好满足经济标准,进而向人们提供优质服务。

1 建筑结构设计可靠度概述

建筑结构设计可靠度主要是指:在实际使用过程中,通过随机流程到随机变量的转变,以效用方程的形式进行呈现,在发挥经验校准作用的基础上,借助失效概率进行度量的明确。目前,我国对于可靠度的理论研究逐步展开,同时取得较为理想的研究成效,但是,在对理论内容进行实际使用时,其结构设计方面仍然会出现不同程度问题,要求设计人员深入讨论可靠度的理论知识内容,并对结构设计体系进行不断优化,进而实现可靠度理论的具体应用,有效提高建筑结构的设计质量。现阶段,在进行结构设计可靠度对比分析时,往往采取近似计算与响应面法等手段,其中近似计算方法的应用,是将足够样本作为计算条件,确保计算结果具有较高精准度,同时符合当前建筑实际要求。

2 建筑结构设计的可靠度原则

2.1 强调主次原则

对于建筑结构来讲,可靠度属于其设计重点,需要加强主次关系的掌控。实际设计过程中,由于各环节的组成构件发挥作用存在一定差异化,因此,在对其具体设计时,应该重点掌握其设计要点,确保结构设计具有较强科学性。当建筑承受较大作用力时,结构部件也会随之发生不同作用,使建筑结构具有较高稳定性,例如:在进行建筑梁柱设计时,柱结构承受力应该高于梁结构,应符合柱强梁弱设计要点。

2.2 刚柔适宜原则

严格按照刚柔适宜原则,属于建筑结构的设计重点,如果结构设计较柔,通常无法承受自然灾害的危害,在发生较大变形后,往往会发生楼体倒塌等事故。反之结构设计刚,则会降低其变形能力,在受到瞬间作用后,建筑结构会由于柔韧度弱等原因发生毁坏,使其存在一定安全隐患。

3 建筑结构设计可靠度影响因素

第一,抗力衰减发生原因比较多样化,其原因为:建筑结构抗力主要是在时间推移下发生变化,如环境荷载疲劳效应,通常会造成环境腐蚀等问题。所以,抗力时间持续变化下,对抗力分布参数进行了解发现,其主要是以时间变化为主,与建筑结构的可靠度设计方面存在直接联系。

第二,工程质量在建筑结构设计方面影响较大,属于设计可靠度主要影响因素。在建筑结构中,因其抗力和设计密切相关,特别是前期设计和验收等,如果无法对其进行有效控制,建筑可靠度也会随之下降。所以,为保证工程质量,需要强化质量影响因素研究,以便于结合情况进行针对性处理;质量管理工作的落实,可以有效提升建筑结构的设计水平,进而符合可靠度等设计要求。

第三,荷载与分布参数,建筑结构的设计过程,其设计可靠度通常随之荷载发生一定变化,即荷载设计存在差异时,建筑结构设计可靠度也会各不相同。在对可变荷载进行分析可知,因其会对荷载水平造成影响,所以,在深入研究后得出,可变荷载主要分为楼面、自然环境,一定基准期内,对荷载均值进行设计和判断,属于楼面荷载主要标准。而自然环境可变荷载则是受环境变化,例如:风载与雪载等,主要与基准期密切相关,保证基准期、荷载水平的正比关系尤为重要。

第四,荷载效应组合,对于建筑结构来讲,其设计工作的展开,在荷载效应组合方面通常发挥限制作用,即结构可靠度伴随其限制程度发生变化。因此,建筑结构可靠性校准工作的展开至关重要,例如:根据恒载与风载、活载的结合进行设计等,尽可能满足可靠性、质量标准。

4 强化建筑结构设计可靠度的要点

以山西某高层建筑为例,建筑地上有24 层,地下有2 层,防震等级7 度,在对其进行结构设计时,为了保证其可靠度,其设计要点包括:选择平板式筏形基础,在结构体系设计时,主要按照核心筒结构设计标准进行,保证结构形式与结构平面的科学性。但是,经过数据分析发现,因楼盖的混凝土厚度较大,极易造成:配筋偏多、基础筏板较厚,以及主楼地基缺少较强承载力等问题,所以,对结构自重进行有效控制,可以保证竖向构件具有较高安全性;在核心结构设计中,强化内隔墙的受力,将其厚度维持在设计标准内,确保建筑整体质量。

4.1 基础梁设计

在进行基础梁实际设计时,设计人员应该对埋设深度的控制予以重视,当基础梁的埋设深度符合相应标准后,建筑结构整体设计水平也会随之提升。但是,整个建筑梁的设计过程,如果埋设深度超过其标准或要求,可以将一层梁作为衡量标准予以设计,对于埋设部分可以根据短柱标准进行,保证整个处理的科学性。除此之外,为提高建筑结构抗震能力,考虑沿建筑框架柱轴方向进行设计,可以更好达到基础梁的设计要求。最后设计基础梁荷载问题,如填充墙和楼梯柱等,在掌握其荷载作用力的基础上,科学设计梁的截面,比较满足建筑基础梁的设计要求,使建筑整体更具稳定性。

4.2 剪力墙设计

对于建筑结构设计来讲,一旦建筑配筋没有达到标准,同时不能满足构造要求,受地震作用出现偶然偏移几率较高,最终发生建筑整体扭转,从而出现钢筋抗拉开裂等问题。当受压钢筋存在问题,竖向构件的承载力也会随之下降,很难承受外部实际压力;柱子箍筋发生不足,同样会对剪力墙的承载力、变形力等造成影响。因此,建筑结构实际设计过程,按照结构设计要求,对抗震和风力等计算予以明确,可以保证墙柱配筋的准确性,在符合构造设计规范的基础上,以促进建筑设计的顺利进行,实现整体设计水平的提升。

4.3 模板设计

为避免模板浇筑发生偏移,对于内侧模板来讲,强化短钢筋头的固定,同时进行模板表面的整理,属于其施工重点。基于此,在对模板工程展开设计时,应充分考虑模板在墙体方面的损伤情况,设计模板、墙体间的海绵材料,有助于后期施工严格按照设计方案进行。为避免模板出现漏浆情况,设计人员还需要针对其比较常见漏浆问题进行针对研究,只有对其进行有效设计和处理,才能从根本上避免施工问题的发生,进而提升建筑结构可靠度。

4.4 可变荷载设计

针对可变荷载设计进行比较分析,能够更好保证其设计的有序进行,即楼面、自然环境的荷载。经过分析建筑结构设计可靠度影响因素可知,可变荷载属于影响其可靠度重要原因,在进行楼面活荷载的研究得出,荷载水平的确定应以均值大小为控制标准;自然环境可变荷载应以风荷载值等方面进行加强。对此,强化可变荷载标准值的研究,是衡量建筑结构荷载水平关键所在,需要设计人员予以高度重视。

5 结束语

本文通过对建筑结构设计分析可知,在进行实际设计时,可能对其造成影响的因素相对较多,与此同时,建筑结构设计理论知识的提升,极易呈现速度提高、扩展能力持续加强的现状。因此,建筑项目的整个建设过程,严格按照实际情况进行,除了可以满足其设计要求之外,还能优化建筑设计的可靠性,在深入研究建设可靠性影响因素后,尽可能选择适宜措施进行解决,以实现其建筑质量的整体提高。

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