韓喜娟 劉 永 張智虎
(中核新能核工業(yè)工程有限責任公司 山西長治 南華大學 湖南衡陽 中核新能核工業(yè)工程有限責任公司 山西長治)
淺析在設計中解決建筑結(jié)構問題的對策
韓喜娟 劉 永 張智虎
(中核新能核工業(yè)工程有限責任公司 山西長治 南華大學 湖南衡陽 中核新能核工業(yè)工程有限責任公司 山西長治)
建筑物的結(jié)構設計,關系到建筑物本身的建設成本、便利實用、安全美觀。因此,對于建筑物來講,要想建設成本低、既實用又美觀、既安全又便利,建筑物結(jié)構設計是必須的。有很多因素會影響到結(jié)構設計的質(zhì)量。所以,筆者撰寫此文,解析了在建筑結(jié)構設計中遇到的各種問題,有針對性地提出一些對應的解決措施。
建筑結(jié)構;設計;問題;對策
1、高層建筑的基礎選型問題
高層建筑在選型時,要選擇整體性好、能夠滿足建筑物的變形需求、地基承載力較好的形式。假設沉降不夠均勻,可以適當調(diào)節(jié),實現(xiàn)了建筑成本低、實用安全的建筑目標。一般情況下,假設建筑物的樓層很多,同時地下室柱距、地基反力夠大,建議選擇平板式筏型基礎。假設這種情形下,選擇的不是平板式筏型基礎,而是梁板式筏型基礎,因為梁板式筏型基礎澆筑混凝土時,要采用分層式,梁支模較為復雜,這樣建筑工期會往后拖,經(jīng)濟效益和平板式筏型基礎相比要低一點。
2、地下室外墻在設計過程中遇到的問題
地下室外墻厚度以及防水標準、使用的混凝土的強度等級等參數(shù)都要結(jié)合建筑物所在地的土壤實際情況、地下水位、建筑物上層結(jié)構的承載最大值等參數(shù)綜合考慮后下結(jié)論。假設建筑物是高層建筑,那么地下室外墻厚度應該不低于25厘米;地下室外墻的抗?jié)B參數(shù),要參照墻的厚度,不可低于0.6兆帕;混凝土強度要選擇較低的,假設混凝土的輕度過高,水泥的用量會增加,建設成本就會隨之升高同時很容易出現(xiàn)裂縫,但是同時,混凝土的輕度又不能太低,不可以低于C30。地下室外墻的配筋控制力量是與墻面垂直的水平作用力,這一作用力是由多方壓力構成。一般情況下,地下室外墻要與地面垂直,地基墻在側(cè)面壓力下,整體側(cè)移控制地較好。土壓力和靜止土壓力相類似,在計算時,使用的系數(shù)K=0.5。
3、連梁超筋伴隨的問題
建筑物在設計結(jié)構時,剪力墻的連梁超筋是很常見的。剪力墻的墻肢用連梁連接到一起,即為連肢墻,連肢墻的抗側(cè)剛度很好,這是連梁的約束彎矩在起作用,之所以會出現(xiàn)連梁超筋問題,主要是設計的剪力不達標。連梁超筋多數(shù)發(fā)生在在建筑物總高度的1/3處剪力墻的豎向結(jié)構中,或是水平長度不勻的大墻肢,在同一樓層,如果墻體過長,墻體的中間處也很容易發(fā)生連梁超筋的情況。
4、回彈再壓縮問題
基坑開發(fā)時,假如基坑的摩擦角在規(guī)定范圍內(nèi),基坑旁邊的地基土就會受到約束而不反彈,基坑中心的反彈,基本上都是回彈,只需人工處理即可。假如坑底的基礎太小,受到的約束力就會增大,如果基礎是獨立的,就不會存在回彈現(xiàn)象,此時,計算沉降時,要根據(jù)基底附加應力。當基坑太大,約束力就較小,此時計算沉降的依據(jù)是基底壓力。受約束的坑邊土,僅僅是提高建筑物安全性的備用,所以沉降理論值和實際值會存在很大的誤差。
1、安全防護結(jié)構要多
建筑物在設計時,要多設計一些安全結(jié)構,只有這樣,當危險突然襲來時,多個安全結(jié)構共同發(fā)揮作用,合力抵御外力。假如安全結(jié)構不夠多,很顯然,建筑物的安全性無法保證。簡單地講,就是多肢墻抵抗外力的效果遠遠大于單片墻,這也就體現(xiàn)出設計多個安全結(jié)構,保障建筑物安全性的關鍵作用。
2、剛?cè)峤Y(jié)合
剛?cè)峤Y(jié)合,是建筑物結(jié)構設計的最基本原則,如果建筑物結(jié)構鋼性越大,此結(jié)構的變形能力就越差,結(jié)構中部件抵御外力的能力就越差;相反的,假如建筑物結(jié)構柔性越大,結(jié)構部件的變形能力過強,也不能很好地抵御外界突然襲來的作用力,這樣結(jié)構部件也會受到損壞。由此可以看出,建筑物結(jié)構在設計時,要剛?cè)嵊袡C結(jié)合,既不能鋼性太大,也不能柔性太大,只有這樣,才能更好地抵御外力,保障建筑物的安全性。
3、建筑物結(jié)構設計,要打通關節(jié)
優(yōu)質(zhì)的建筑結(jié)構,關節(jié)都要打通,最好是沒有關節(jié)。從一次次建筑安全事故中,我們分析得出,建筑物之所以受損,都是從建筑結(jié)構中的每一個關節(jié)。沒有關節(jié)的建筑結(jié)構,面對突然襲來的外力時,會及時化解壓力。所以,設計師在設計建筑結(jié)構時,要遵循無關節(jié)的基本原則,把建筑結(jié)構中可能遇到的每一個環(huán)節(jié),都要及時打通,讓關節(jié)處的力保持暢通。關節(jié)暢通是建筑物整體質(zhì)量最基本、也是最關鍵的保證。
1、與其他專業(yè)通力合作,及時溝通
建設單位拿到提資圖以后,首先要做好相應的分析工作,一定不要急于開工,和設計師保持良好的溝通,建設單位要基本了解自己所建設的工程的選型、功能等基本信息,把建筑圖讀懂它,清楚建設目標。和相應專業(yè)的人們,做好及時必要的溝通工作,把每個專業(yè)遇到的問題明確化,同時有針對性地提出解決的方案,得出的條件圖要把每個專業(yè)有機融合到一起,這樣一來,出圖以后,就可以減少很多因方案調(diào)整帶來的問題,最大限度地節(jié)約建筑設計時間,為日后建筑物的實際建設贏取更充裕的時間。
2、多方位充分收集各種資料
建筑工程的計算參數(shù),要正確選擇,不然的話,也會引發(fā)很多的問題。建筑結(jié)構設計時,要綜合考慮相關的規(guī)范標準,正確選擇參數(shù)。我們知道,每種材料的荷載功能都不一樣,因此,要在設計之前,要多方位全面地收集建筑結(jié)構設計所需要的各種材料,充分結(jié)合建筑物所在地、建筑工程本身的實際狀況,正確地選擇計算參數(shù),只有這樣,設計計算才會更精準,最大限度地避免了一些無關緊要的人力、財力、物力等方面的浪費,將日后的工程返工率降到零。
3、建模前,要做好簡化工作
在建模計算之前,要做好相應的處理工作。例如:精確計算而非估算相關結(jié)構的荷載值,輸入轉(zhuǎn)換層構件時,要符合相關的標準,另外,還要考慮到構件荷載產(chǎn)生的后果,以及應對這些不良后果的積極措施,如果某些復雜的地方很難解決,建議先依據(jù)力學原理,將復雜的地方簡單化,盡量減少計算量。
4、明確各計算參數(shù)的內(nèi)涵
結(jié)構建模之前,先是要深入了解設計所用的軟件,明確每一個計算參數(shù)的含義,不可擅自修個某個參數(shù),如需修改,充分有力的證據(jù)是必須的。每個參數(shù)的適應范圍是不一樣的,務必在設計之前充分地對其了解,例如某個參數(shù)可能在框架結(jié)構中很精準,但是在混磚結(jié)構中又會有所變化,可能適應于高層建筑物,但是在多層建筑中就有可能不精準。使用軟件計算時,一定要注意這一點。除此之外,假設設計者對某些結(jié)構概念不了解,盲目地使用某一設計軟件,就會相應地產(chǎn)生一系列的問題。因此,我們在使用某一設計軟件之前,務必要再用手算的方式對其進行復核,切不可盲目地相信設計軟件。
5、結(jié)構設計時要充分結(jié)合其概念對其進行優(yōu)化
結(jié)構設計時,還要充分考慮設計最優(yōu)化,在結(jié)構設計的整個過程中,要考慮每一個方面:建筑結(jié)構選型、建筑結(jié)構布局等等,這樣做的目的是,設計出性價比最高、最合理優(yōu)化的建筑結(jié)構。在設計高層建筑時,要充分考慮到高層建筑和低層建筑的差異,力爭設計出最優(yōu)化、最合理的高層建筑計劃。
建筑物的結(jié)構設計是一個整體,它有著很強的系統(tǒng)性,所以要求建筑結(jié)構設計師理論知識水平要高、思維方式要新穎、工作態(tài)度要認真,在設計建筑物結(jié)構時,要計算好每個基礎構建的相關數(shù)據(jù),熟悉設計流程和設計標準,和其他的專業(yè)要積極溝通,默契配合。此外,建筑結(jié)構設計師,還要全面、科學總結(jié)自己在整個設計過程中,遇到的每一個難題,為日后他人進行與此相關的研究提供可以借鑒的數(shù)據(jù)。
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1007-6344(2017)02-0095-01