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建筑工程结构设计的安全优化措施

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摘要:随着我国经济建设的发展,为建筑行业提供一定的发展机遇,使得建筑结构不断朝着多元化的方向发展,为了提高建筑结构的合理性,应不断提高对建筑结构方面的设计,做好计算分析工作。就现阶段来说,我国在对建筑工程进行设计的过程中还存在一些问题现象,如设计人员的水平较低,结构设计不合理等,因此,为了合理的解决此种现象问题,应加强对结构设计的优化工作,将基础设计工作做好,并加强对先进技术材料的使用力度,在优化建筑工程结构的同时,也促进了我国建筑行业的长久发展。

关键词:建筑工程;结构设计;安全性;优化措施

引言:

建筑结构设计工作是一项复杂、关键的工作,会对建筑的安全性带来直接的影响。在建筑工程领域中,如何加强建筑结构的设计、提高建筑的安全性,这时今后建筑行业应普遍关注的重要问题,本文将对上述问题展开详细的分析与探讨,并提出合理化的解决措施。

1现阶段建筑工程结构存在的问题

1.1设计人员知的技能水平不高

随着科学技术的发展,信息化技术被逐渐应用到各个领域中来,为建筑工程机构设计提供许多的便利之处,但在实际应用的过程中还存在一些问题现象,出现问题的主要原原因在于设计施工过人员自身的技能素养较低,缺乏一定的设计经验,只盲目的认为利用计算技术就能完成工程设计工工作,但在实际工作的过程中能够往往出现许多的设计缺陷。计算机技虽然作为先进的科技产物,但如果操作人员的能力不足,也无法将其作用进行很好的发挥。此外,市面上的结构设计软件各种各样,如果设计人员缺乏一定的知识经验也无法找出适合的软件,更无法完成后续的操作[1]。

1.2结构设计不合理

在我国的建筑结构设计中还存在许多的不合理之处,其中对建筑材料应用能够是问题的根源所在,随着我国经济建设化水平较高,建筑行业在建筑水平上也得到极大的提升,在一定的程度上也加重了建筑行业间的竞争现象,一些建筑企业只注重自身的经济利益,试图通过非法的手段来降低建筑成本呢,其最突出的表现在于没有按照相关的规定来对建筑材料进行合理的应用,为工程建设质量埋下一定的隐患,对建筑人员以及使用者的人身财产安全都构成严重的威胁,不利于于对企业形象的维护,严重影响着企业的经济效益[2]。

1.3设计人员不具备一定安全意识及专业素养

设计水平的高低可以体现出设计人员的专业水平,这会影响着建筑结构的安全性。在现阶段我国的建筑结构设计中,设计人员在专业性方面还存在许多的不足之处,素质水平也没能进行统一的培训管理,这也会对结构设计的质量带来直接的影响,无法使结构设计的安全性带来一定的保障,在实际设计中一些问题也会渐渐显现出来,此外,一些建筑企业没能严格的对建筑设计人员的专业素质进行把关,使得一些没有经验的刚毕业的大学生来进行规划设计,由于大学生的知识经验匮乏,也不具备一定的安全意识,难以从整体对其进行合理的设计,使得设计中会存在很多的不足之处,对建筑物的防水性、不均匀沉降等问题都提不出合理性的解决建议,为建筑的安全性构成一定的威胁[3]。

1.4建筑结构设计图多流于形式

在建筑结构图纸的设计对建筑施工的合理性有着一定的指导作用,因此,应对建筑结构的合理性做出重要的保障,对图纸上的每一个细节都要进行重视起来,同时还应注明建筑施工的材料规格、抗震级别等。但在实际施工的过程中能够,许多工作人员都将施工重点放到施工过程中来,对施工图纸进行忽视,设计图纸也没能进行明确的标注,使其作用得不到充分的发挥,在一定程度上会误导施工人员的正常施工,对施工的质量和安全带来严重的影响。

2建筑结构设计原则

建筑结构设计形式有很多,随着我国建筑水平的提升,节点设计已经成为建筑结构设计中的一项重要内容,对于建筑结构的安全带来严重的影响,节点不同,其受力方式以及受力情况也会随之进行改变。因此,为了提高建筑的安全性,在对建筑结构进行设计时,应遵循以下几方面原则:

2.1一是多重防护性原则

当建筑结构受到外力冲击时,其安全性与多重结构防护有着直接的关联,因为,单一的安全构建无法对整个建筑体系进行威化,应通过多重安全结构来抵抗外界所带来的冲击,降低安全事故现象,使建筑的安全性得到充分的保障。同时,建筑结构设计应合理的利用不同的建筑模型或借助建筑软件来对同一个建筑结构进行对比,这样才能更好的取得多种防护效果[4]。

2.2弹性应适中性原则

在对建筑结构进行设计时,应对其弹性进行合理的设计,如果建筑结构硬度不够,就会影响建筑的稳定性,使得自身舒适程度造成破坏,容易受到外力的作用而引发安全隐患现象;如果建筑结构的刚度过大,其就无法产生较好的变形能力,一旦发生一些自然灾害,如地震等将无法释放出稳定的能量,使建筑结构受到严重的损坏[5]。2.3整体性性原则整体性的建筑结构能够实现对外力的传递、削减,保证建筑的整体性。因此设计人员应尽量疏通建筑构件的关键,将构建的受力关系进行准确的传递出来,减少外力所带来的影响,还应结合力学知识合理的对建筑结构的受力行为展开合理的分析,进而实现对受力配件的科学配置,大大提升建筑的受力能力。使建筑构建的整体性得到有效的保障[6]。

3建筑结构设计方法

3.1对基地进行合理的设计,使基础施工质量得到保障

建筑工程中的一项最重要也是最基础的工作就是对地基的设计,只有地基能够得到合理的设计才能使建筑工程的稳定性得到极大的提升,在做地基设计工作时,应对当地的地质情况以及水文状况进行严格的考察,对建筑外形、具体楼层等展开相应的分析,合理的控制基础选型严禁随意使用一些文档图片。地基作建筑建筑承载的主要支撑部分为,应做好地基的质量工作,只有拥有足够稳定的地基才能保障建筑产品的安全,因此,设计人员在设计的过程中应对工程情况展开合理的分析。强化各个部门间的沟通交流,并不技术探讨断改进设计方案中的问题现象,保证地基的稳定性[7]。

3.2对配筋楼板等进行合理的设计

在设计楼板及配筋的过程中,应准确的计算出的楼板的边长以及短边的距离,对于不足2mm内的差距应选择双向版进行合理的设计,如果双向板过长,超过3mm以上,应选择单向板,进而能够更好的提升钢筋构造以及长边位置的重视程度。在工程施工过的过程中,应建立多套设计样板,并从中选择出更加符合工程需要的设计方式,并详细的计算出连续双项跨版最大弯矩时应当分解满布荷载,对钢筋及板的距离进行合理的布置,固定好支撑中间柱位置的隔板,并计算出隔板的弯矩以及实际支撑,通过对弯矩的叠加,进而是计算出最大的弯矩[8]。

3.3对建筑结构布局的合理设计

建筑水平、垂直方向布局的是否合理会影响建筑结构的稳定性,承重墙的水平面及垂直平面对建筑整体的抗震性能有着非常密切的关系,为了可以使建筑的抗震性得到提升,设计师在对建筑进行设计时应加强对建筑结构布局的设计,使墙体可以处于一种水平、垂直的状态,这样才能提高墙体的平整性,针对建筑设计的要求,应对墙体的质量及刚度进行合理的设计,尽量不要出现“头重脚轻”的情况,使建筑结构的稳定性得到有效的提升,与此同时,还应使墙体的刚度能够与设计要求相适应。

3.4对建筑结构进行规则设计

合理的设计建筑结构规则性,对建筑工程的抗震设性能有着直接的影响,在对建筑结构进行设计的过程中,应对规则设计理念进行合理的选择利用,使建筑产品的抗震性能得到一定的提升。当下,我国的建筑设计中多将设计的重点放到建筑外形设计中来,没有合理的对建筑的地形以及抗震性做充分的考虑,因此,建筑设计人员应逐渐改变这种设计思想,既要加强对建筑外型上的设计也要重视对家住抗震性能的研究对抗震缝要进行合理的设置,使建筑结构设计具有一定的规范性,使建筑的抗震性能得到有效的保障[9]。

3.5对建筑结构刚度进行合理的设计,以此来适应建筑的实际需要

在我国的建筑设计中,经常会出现企业为了满足自身的利益而选择一些含钢量较低的建筑进行设计,在影响施工安全的同时还不利于建筑的稳定性,因此,建筑企业应严格的按照规定来进行合理的设计,并充分的重视建筑中刚度的设计,使建筑工程质量得到一定的保障。在实际设计的过程中能够,不同的地貌特征也会对刚度的要求带来一定的改变,如在一些平原地区,由于那里地质较为平稳,所以对刚度的要求也普遍不高,并在不对建筑工程质量带来影响的前提下合理的降低施工中的含钢量,而在许多地质不够平缓的地区,如山地丘陵等,在建筑工程结构中对刚度的要求较为严格,因此,建筑企业应在建筑结构设计中针对实际情况对其进行合理的设计,促进企业经济效益的提升

4优化建筑结构设

4.1拓扑优化方式

建筑结构设计中国合理的应用拓扑优化方式,能够合理对建筑结构形式展开综合的分析,并能准确的判断出建筑结构的强度,使建筑自身体积得以降低,提高建筑产品的安全性能及稳定性能。拓扑优化方式可以实现对建筑结构的优化设计进行合理的分析,使建筑结构设计更能符合工程标准规范。

4.2截面优化法

在对建筑结构进行优化时,应对建筑的安全性及可靠性进行着重考虑,设计人员在对建筑物截面进行处理时,应对截面结构的安全性、合理性进行科学的分析设计。提高建筑结构的各项性能,为人们创造出一个舒适的生活环境,与此同时,设计人员在对截面设计进行优化的过程中应充分的考虑建筑产品使用中肯能出现的一些位移、变量等情况,并通过有限元分析对一些数据信息进行准确的计算,通过借助计算机等先进的设备,对计算结果进行合理的调整,更好的实现优化目标。

4.3外形优化

在对建筑产品外形进行优化的过程中,应对建筑物的实际情况以及当地的方、社会风俗、人文情怀等进行掌握,在区分建筑结构外形方面,可以利用外形优化的方式,做好连续性结构设计以及杆系结构设计。其次,在对建筑结构外形进行优化设计中应对建筑结构的节点进行合理的选择,建筑重难的节点坐标可当作设计方案中的一般变量,通过此种方式可以更好的实现对建筑外观的优化,同时,在优化设计建筑外形进时,应提前与城市规划部门进行协调沟通,使设计后的建筑外形可以与城市规划相适应,避免造成不相符合的现象。4.4概念设计与细部结构设计建筑结构设计优化应对其的数据信息进行准确的确定,可以选择使用概念设计的方式。如在对结构抗震性能进行设计时,可以测量出建筑实际强度以及近年来发生地震频率从而对抗震结构设计的合理性进行确定,通过概念设计可以合理的确定出计算方式,进而更好的提升建筑的抗震强度,还可以利用规范数值等方式更好的实现对抗震等级的确定。建筑结构设计优化中应对细部结构数据进行确定,并通过概念设计的理念,使结构的科学性以及建筑的质量得到有效的保障。

5结语

综上所述,为了使我国建筑产品质量得到提升,应重视对建筑结构设计,使建筑产品的质量以及安全性得到有效的保障。对此,可以通过概念设计、截面优化等方式来对设计方案进行优化,使建筑的抗震性能得到提升,增强建筑方案的可行性。建筑结构设计的合理性与否对建筑产品的安全性能有着直接的联系,在实际设计中,设计人员应严格的遵循设计原则,提高自身的专业水平,使建筑的安全性得到有效的保障。

参考文献

[1]李春娜.关于建筑结构设计中提高建筑安全性的分析[J].城市建设理论研究(电子版),2018(01):66-67.

[2]周鸽.如何提高建筑结构设计的安全性[J].建材与装饰,2017(18):113-114.

[3]闫力.关于土建建筑结构安全性设计分析[J].建材与装饰,2017(18):130.

[4]王志华.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J]绿色环保建材,2017(04):40-41.

[5]廖华权.实现安全性、经济性建筑结构设计的具体方式分析[J].住房与房地产,2017(12):99.

[6]史开军.关于建筑结构设计中存在的问题与解决对策[J].中外企业家,2017(12):228-229.

[7]陆猛祥.分析高层建筑结构设计的问题与方法[J].建筑技术开发,2017,44(08):118-119.

[8]李书源.浅谈在建筑结构设计中如何提高建筑的安全性[J].建材与装饰,2016(28):110-111.

[9]杨叶,岳文萍,窦鹏.建筑结构设计安全性分析及对策分析[J].科技创新导报,2015(14):49.

作者:胡宏 单位:江苏筑森建筑设计有限公司 

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