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如何提高建筑结构设计的安全性

2020-10-20彭小明

砖瓦世界·下半月 2020年10期
关键词:结构设计安全性提高

彭小明

摘 要:近年来随着社会的不断发展,以及我国城市化建设任务的逐渐完善,我国建筑领域迎来了自己新的发展趋势。为了确保建筑工程的建设质量,建筑结构设计人员应对工程有充分的了解,严格控制设计环节的各个关键点,为建筑结构工程的质量提供有效的保证。本文重点阐述了建筑结构设计中的常见问题,并根据这些问题的防治方法提出了针对性的意见,以符合建筑安全,合理,经济的原则。

关键词:提高;建筑;结构设计;安全性

1 引言

近年来随着社会的不断发展,以及我国城市化建设任务的逐渐完善,我国建筑领域迎来了自己新的发展趋势。建筑业涉及到的门类和学科众多,其工作量庞大而繁重,因此,这就使得建筑结构设计显得尤为重要。建筑结构设计是人们根据实地考察并结合现实经济、社会、政治情况进行的一种人为性活动,建筑的结构设计在保证建筑的安全、适用、合理规划和经济上起着关键的作用。但其具有宏观性,主观性和不确定性,建筑结构设计的这些特性就使得建筑结构的设计必然会存在一些问题。在当前的建筑建筑施工任务中,有效落实结构设计工作是提高整体工作质量的关键保障,同时也是施工人员们必须要开展的一个环节。

2 建筑结构设计中的常遇问题

2.1 剪力墙砌体结构裂缝

随着人们物质生活水平的提高,人们对于住房的要求也越来越高,因此,对建筑结构设计的要求越来越高。剪力墙砌体结构非常经济实用,里面的空间可以灵活多变,能满足底层的需求。因此,剪力墙砌体结构应用很广泛,其是以钢筋混凝土为基础的框架结构。然而,在现实中,建筑结构的的底层梁可能在外观上会出现裂缝的情况。因为原设计理论中每层梁都是根据楼板及其墙体的承重值来计算的。然而,在实际结构中,悬臂梁的上壁同时是整个砌体,下壁也用作梁上层的支架。横梁上部的壁和地板的支承实际上是从上到下传递的。这种在设计上选择挑梁和临街房屋的砌体结构,使得不可避免的出现裂缝的现象。

2.2 异性柱、结构柱设计存在问题

近年来,高层和小型高层建筑建筑采用了许多异形柱结构。异性柱应用不是很广泛,设计不多,很多问题还需要探索。砖混结构是多层建筑结构主要组成部分的结构柱。该结构的抗剪性能不仅能控制墙体开裂,保持竖向承载力,它还可以提高整个建筑的抗震能力。在结构设计中,设计者经常忽略结构柱的实际使用。结构柱作为承重柱,安全系数不太高。作为承重柱,结构柱会迫使结构导向器降低结构柱的承载力。然而,没有其他的基础让结构柱立在谷子地上。一旦地震发生,很容易在结构位置的底部形成应力集中柱,弯曲部分和轴承强度不能满足要求。

2.3 没有抗震设防设计

节约建筑成本是建筑设计中必须考虑的一个问题,但是一些结构设计者为了项目的利益,在六度抗震设防区,根本没有抗震设防设计。承重柱的高度旨在增加小柱的线刚度,梁柱节点简化为较小的分支。这种设计方法违反了抗震规范中“强柱弱梁”的原则。一旦梁和柱之间的刚度被忽略,结构柱的横截面太薄,不容易受到强外力而在柱的顶部和梁的底部形成水平裂缝。如果受到地震或类似情况的影响,所形成的塑料筏将会产生严重的后果。

3 提高建筑结构设计安全性的策略

3.1 基础结构设计

為了获得更为理想的设计效果,我们应做好基础部分的设计工作,其直接决定着整个建筑工程的安全性与稳定性。根据之前的工作经验与工作标准,基础设计工作需要从以下几个层面出发:其一,基础设计必须要具备一定的合理性与经济性。目前,建筑工程结构的影响因素很多,特别是对地下空间的不断开发,会对工程结构产生极大的影响,因此,我们必须要按照一定的规则与模式予以应对。其二,要注意耐久度与实用性的设计。在基础部分设计时,必须要选择科学而合理的加固方式,特别是在抗震等级方面,我们要不断提高抗震性能。

3.2 保护层的厚度要足够

确定混凝土结构环境和土体的耐火性能,保证梁板加筋保护层的厚度。一般情况下,其环境类别属于第二类非冷区。设计使用年限为52年,混凝土强度等级要C26以上,钢筋混凝土保护层厚度要42mm以上。室外露天环境中的遮阳篷、阳台等容易受到大气和风的破坏。在这种情况下,混凝土强度等级不应低于强度等级,应力作用下钢筋混凝土保护层厚度的选择。像消防水池这样的建筑物直接与水和不可洗的水接触。按照地下防水规范规定,混凝土保护层的厚度为60mm。

3.3 结构造设计

在进行建筑工程结构设计工作时,设计人员需要注意,一定要严格保障结构的平面性以及科学性,并需要对其进行全面彻底的标注。和普通的工程相比,建筑工程的抗渗等级、材料厚度与材料质量等都要优于普通工程。在设计时,工作人员必须要选择合适的材料,对抗渗等级进行科学的设计,对结构建厚度进行科学的调整。控制好受力钢筋的配筋率,能有效的改善钢筋的特性,防止混凝土出现崩溃的现象。因此,在开展结构件设计时,工作人员必须要控制好结构件截面的实际尺寸,不仅要满足最小配筋率的实际要求,还要满足建筑对成本、柱距以及层高的要求。另外,为了提高高层建筑结构的稳定性,对于大尺寸墙体而言,工作人员需要双向、双层的布置钢筋,还要设置梅花形的拉筋。通过此种操作,能大大提高结构件的延性。

3.4 多柱剪力墙结构设计

如今,许多房子都是高层建筑。高层建筑的需要必须布置在墙的外部结构中,以更多的柱作为支撑,但还没有达到框架剪力墙结构的程度。因此,进行多柱剪力墙结构设计时,要对结构设计进行整体分析。多柱剪力墙结构要根据规范,在建筑设计时按照实际情况进行调整。在具体计算中,按框架梁的具体数值设置多柱耦合梁。根据剪力墙结构的实际运行情况确定结构等级,然后按剪力墙结构相应的长、宽、高进行剪力墙设计和施工。

3.5 满足承载需求

一般情况下,高层建筑所需要担负起的承载压力比较大,并且所形成的承载动作也都比较高,所以在进行建筑结构设计时,施工人员们就需要对材料的选择加以关注,尽量选择一些抗压性以及抗渗性等级较高的材料,对结构的稳固性形成保障;其次,在进行承载材料选择时,施工人员还需要对材料的横截面积进行检验,确保其能够存在一个较高的范围内,以此提升整体的结构受力,杜绝其在日后使用中产生断裂的问题;再者,施工人员还需要对所选择的钢筋材料进行百分率控制,以此对其所形成的脆性特质进行有效改善以及有效控制,加强工程的稳定推进;最后,在设计阶段,施工人员需要对混凝土以及钢筋材料进行合理整合,经济情况允许的情况下,施工单位可以选择一些双面性钢筋代替传统的受力钢筋,以此保证其能够支撑住整体建筑的结构。

3.6 伸缩缝的设计

建筑的设计结构分为多个温度变化区间,温度的破坏力是一个原因。伸缩缝常采用多排设计结构,可有效防止此类问题的发生。裂纹通常是由温度变化引起的,为了防止建筑材料因干缩和热膨胀收缩而断裂,建筑结构施工时要留置伸缩缝,此外,为了确保施工安全和适当增加伸缩缝间距,应采取切实可行的措施控制裂缝在允许的范围内,防止结构性裂缝的控制和减少混凝土收缩造成的不利影响。结构问题通常通过诸如施工后浇筑的措施来解决。

3.7 加强抗震设计

随着现代建筑结构技术的日新月异,技术变革也得到了飞速发展。为了满足人们对建筑结构的不断增长的需求,存在多种用于建筑抗震性能的加固方法和改造技术。建筑结构设计中有两种抗震加固技术,一种是增加建筑物的抗震能力,另一种是建筑结构的加固和重建,两种方法可以有效地提高建筑物的抗震能力,并且正在使用于多地震地区。

4 结语

综上所述,随着经济的增长,建筑行业的发展也得到了很大的进步。结构设计是一项系统工程,建筑结构设计也存在一个庞大的系统。建筑工程在我国建筑发展中的地位愈发凸显,为了有效加强工程设计的有效性以及整体工程质量,设计人员需要做好充足的准备工作,对施工现场的环境进行全面观察,有针对性的进行结构设计调整,提高工程效益。

参考文献:

[1] 李永全.建筑结构抗震鉴定及加固的若干问题[J].低碳世界,2019(30):192~193.

[2] 郭猛,涂远军.框架结构梁柱节点区优化施工设计[J].施工技术,2017(06):95~97.

[3] 罗双龙.建筑结构设计分析[J].居舍,2019(26):16.

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