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建筑结构设计问题及对策

2021/07/12 阅读:

摘要]随着我国生活水平不断增长,人们对建筑结构的要求从安全性提升至美观性、实用性上。但在建筑过程中,材料使用不当容易导致建筑安全性降低,引发安全事故。另外,由于建筑设计时没有充分考虑到剪力墙结构和筒体结构所能承受的抗击能力,导致建筑抗震能力减弱,甚至一些设计人员为了提升建筑的美观性而采用国内发展不够成熟的异形柱进行设计。针对这些问题,将从框架设计、图纸质量以及安全性的角度进行研究。

关键词]剪力墙;异形柱;建筑材料

我国的建筑结构包含许多种类,各种结构的建筑体其耐久性、抗震性、安全性和空间使用性能是不同的,需要设计者掌握足够的知识与能力支撑项目的完成。在现代,随着技术的革新,在建筑结构设计中也存在许多问题需设计者与设计部门一同制订解决对策,本文的根本目的是为了提升建筑设计的专业性及规范性。

1建筑结构设计简介

1.1建筑结构的种类

建筑结构设计最先需考虑的就是建筑结构的种类。建筑结构是复杂的,在设计期间,如何提升结构设计时的效率成为一个重要问题。而结构分类在一定程度上帮助了设计者。建筑结构大致分成下列几种类别:钢筋混凝土框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、框架筒体结构和筒体结构。按照建筑物使用材料类型的不同,可分为砖木结构、砖混结构、钢筋混凝土结构和钢结构4大类型。

1.2建筑结构设计中要求

建筑结构设计是指在建筑物建造之前,设计者按照建设任务,把施工过程和使用过程中所存在的或可能发生的问题,事先作好通盘设想,拟订好解决这些问题的办法、方案,用图纸和文件表达。建筑结构设计过程中,几点要求明确如下。(1)在建筑结构设计时,建筑设计的相关人员要结合具体的施工案例和标准对所设计的建筑进行精密的计算,比如结构的承载力等。(2)由于我国某些地区是地震多发带,抗震性的设计必不可少,相关设计人员在设计中,针对不同的区域制定不同的建筑结构的抗震标准,确保最后的抗震性能符合国家对于建筑设计的相关规定。(3)随着社会的发展,单一结构的建筑方式已经不适用于如今的建筑,面对多种混合建筑结构时,相设计人员要对单一结构进行有效的分析,考虑如何组合才能增强建筑使用的耐久性。

2建筑结构设计的原则

2.1适用性

在建筑结构正常工作时,能够满足使用者的要求,不发生影响正常使用的变形与裂缝宽度等,都是建筑结构的适用性。建筑结构设计时,不仅要考虑到以上因素,还要考虑到大众对建筑的要求,才能建造出大众满意的舒适建筑。

2.2耐久性

设计师开始进行建筑设计时,需注重建筑物的耐久性。耐久性是指在建筑的正常维护过程中,材料性能虽然随着时间变化,但不会发生由于保护层碳化或裂缝宽度过大而导致钢筋锈蚀,混凝土不发生严重风化、老化、腐蚀而影响结构的使用寿命的现象。

2.3安全性

大众对于建筑的要求,最先考虑到就是建筑物的安全性。建筑设计人员在保障建筑结构安全性的同时也应考虑通过设置多层防线的手段用来抵御外界压迫对建筑结构所造成的不利影响。建筑结构的安全程度直接影响建筑在任何时候受多种荷载、外加变形、约束变形的抵抗作用,及在偶然事件,如地震、火灾等发生时及发生后最大程度上保障建筑用户的人身及财产安全。

2.4经济性

在保障所设计建筑安全性前提下,建筑结构的经济性也应当体现出来。一个好的建筑需注意建筑结构的后期养护,只有延长建筑的使用周期才能适当减少建筑在后期维护成本,更好地实现设计者的意图,使建筑的经济利益最大化。

3建筑结构设计中常见问题

3.1建筑设计图纸中所存在的问题

在进行建筑设计时,图纸是不可或缺的一部分,然而图纸的质量有待提高。一些常见的建筑设计问题中,图纸质量就是其中之一。影响图纸质量的因素非常多,如图纸参数设置过多、施工计划的调整频率过高及相关设计人员的专业技能不过关等,图纸质量降低会影响到建筑的整体质量。总得来说,图纸质量是衡量建筑施工质量及施工时长的标准。

3.2建筑物框架设计存在的问题

建筑框架结构在设计时主要分为2类:剪力墙结构和筒体结构。在建筑设计中,最普遍使用的剪力墙结构就是俗称的框架结构。在建筑结构的设计过程中,相关的设计人员需根据框架的要求及特征,对所设计的建筑物的框架柱和框架梁进行合理的设置。但是在实践中,往往会忽略一些框架设计,就会导致设计方案出现问题,还有的设计人员为了更加突显建筑的功能,在对框架柱进行设计时,相应地减少框架柱的宽度,很大程度上降低了框架柱的抗击能力,抗震能力变弱。

3.3异形柱的技术不够成熟

许多设计人员为了建筑物的美观及提升建筑物整体的观感,建筑结构设计不够科学,导致建筑问题频发。异形柱就是指在设计过程中将柱截面设计为L形、T形、十字形。我国对于异形柱的研究还不够深入,发展还不够成熟,在运用过程中,许多设计人员由于自身的能力不足,并不具有随心所欲地使用异形柱进行设计的能力,使建筑结构存在大量的安全隐患。

3.4建筑结构布置存在的问题

在建筑的结构平面布置时须考虑有利于抵抗水平和竖向荷载,受力明确,传力直接,力争均匀对称,减少扭转的影响。然而部分建筑在设计初期就存在转换层及首层开洞不符合规定的问题,导致建筑整体都不合理,在进行复杂的建筑结构设计时,没有充分考虑到平立面的尺寸及承载力所能够承受的抗震能力,这些都是在设计布置时所呈现出来的一部分问题,需设计者不断改进。

4建筑结构设计中的安全问题

4.1材料使用不当

在建筑设计中,材料的采购非常重要。建筑除设计外最重要的就是建筑本身的材料。建筑材料的质量将影响整个建筑的安全性和可靠性。由于对建筑的要求不同,所需的建筑材料也不同,一些施工单位为了控制工程的综合造价,在设计建筑结构时会选择节约材料成本,留下安全隐患,影响施工者及建筑使用者的生命安全。

4.2建筑设计方法落后

在建筑行业里,设计理念是不断更新的,但由于部分设计者自身的设计能力与理念相对落后,仍旧采用最传统的建筑设计方法,缺乏各种因素所带来的安全问题的综合考虑,导致建筑工程的施工质量与效率较低,很难保证建筑的安全性能。

5建筑结构设计改进策略

5.1图纸质量的改进

在进行图纸设计时,相关设计者可充分合理应用软件技术,其精确的计算能力能够避免设计者的图纸计算错误。为了增强图纸的可利用性,应注重对设计者进行相关的软件操作技能与理论知识的培训,培养设计人员严谨的工作态度,改变因图纸所带来的设计弊端。在图纸设计工作完成以后,设计者还应反复核对图纸设计的结构有无信息数据的错误,找出其中的问题并及时进行改正,最大程度上保障建筑质量。

5.2合理设置框架

在设置框架时,要保证其合理性。可采用以下几种方法来进行合理的框架设置。(1)设计者在设计钢筋混凝土的同时,要对电梯井的数量适当减少转而增加井桶数量,使得钢筋混凝土稳定性在原有的基础上得到部分提升。(2)设计人员在选择参数时,要结合建筑模型对自己设计的方案进行反复的演算检验,确保结果与指标一致,也有利于提高框架的合理性。(3)对于配筋量的计算,设计人员要严格把控,才能设计出符合要求且美观的建筑。

5.3提高建筑的安全性

设计人员在选料时,不仅考虑材料的价格,更应注重材料的质量。设计人员对于材料质量要严格把关,才能在一定程度上保证施工者及使用者的安全。此外,还要考虑到材料的耐用程度,如何设计出材料消耗最少的方案,是设计者需特别注意的一个方面,既注重建筑安全又能够使材料发挥最大的功效。

5.4设计人员自身能力的提高

许多建筑设计的问题,除了材料、地形、天气等因素的影响,最不应忽视的就是设计者自身的能力,由于个别设计者能力有限,易导致建筑结构设计时出现问题。在招聘设计师时,要提升对设计能力的要求。对于已经招聘的设计人员,要定期进行专业的培训及技术能力的培养,提升设计人员的专业能力。在工作之余,设计人员之间还可相互进行交流探讨,更好地提升与发展设计能力。最后,设计者还应提升自身的责任意识,保证设计的建筑质量达标。

6结束语

建筑结构设计的重要性有目共睹,在建筑设计时要充分满足社会效益与经济效益,从最初的图纸到选料再到后期的框架等,不仅体现了设计人员的工作能力,还能够将大众所喜爱的建筑结构融入设计里,呈现出符合大众审美且安全的建筑。因此,在建筑结构设计过程中,设计人员要不断强化自身的能力,保障建筑设计方案的科学性,促进建筑行业的发展。

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作者:周皓 沈阳 单位:浙江省建筑设计研究院

建筑结构设计问题及对策

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