如何提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性

彭小明

摘 要：近年來隨著社會的不斷發(fā)展，以及我國城市化建設(shè)任務(wù)的逐漸完善，我國建筑領(lǐng)域迎來了自己新的發(fā)展趨勢。為了確保建筑工程的建設(shè)質(zhì)量，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)對工程有充分的了解，嚴(yán)格控制設(shè)計環(huán)節(jié)的各個關(guān)鍵點，為建筑結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量提供有效的保證。本文重點闡述了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題，并根據(jù)這些問題的防治方法提出了針對性的意見，以符合建筑安全，合理，經(jīng)濟(jì)的原則。

關(guān)鍵詞：提高;建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;安全性

1 引言

近年來隨著社會的不斷發(fā)展，以及我國城市化建設(shè)任務(wù)的逐漸完善，我國建筑領(lǐng)域迎來了自己新的發(fā)展趨勢。建筑業(yè)涉及到的門類和學(xué)科眾多，其工作量龐大而繁重，因此，這就使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計顯得尤為重要。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是人們根據(jù)實地考察并結(jié)合現(xiàn)實經(jīng)濟(jì)、社會、政治情況進(jìn)行的一種人為性活動，建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計在保證建筑的安全、適用、合理規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)上起著關(guān)鍵的作用。但其具有宏觀性，主觀性和不確定性，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的這些特性就使得建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計必然會存在一些問題。在當(dāng)前的建筑建筑施工任務(wù)中，有效落實結(jié)構(gòu)設(shè)計工作是提高整體工作質(zhì)量的關(guān)鍵保障，同時也是施工人員們必須要開展的一個環(huán)節(jié)。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常遇問題

2.1 剪力墻砌體結(jié)構(gòu)裂縫

隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，人們對于住房的要求也越來越高，因此，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求越來越高。剪力墻砌體結(jié)構(gòu)非常經(jīng)濟(jì)實用，里面的空間可以靈活多變，能滿足底層的需求。因此，剪力墻砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)用很廣泛，其是以鋼筋混凝土為基礎(chǔ)的框架結(jié)構(gòu)。然而，在現(xiàn)實中，建筑結(jié)構(gòu)的的底層梁可能在外觀上會出現(xiàn)裂縫的情況。因為原設(shè)計理論中每層梁都是根據(jù)樓板及其墻體的承重值來計算的。然而，在實際結(jié)構(gòu)中，懸臂梁的上壁同時是整個砌體，下壁也用作梁上層的支架。橫梁上部的壁和地板的支承實際上是從上到下傳遞的。這種在設(shè)計上選擇挑梁和臨街房屋的砌體結(jié)構(gòu)，使得不可避免的出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象。

2.2 異性柱、結(jié)構(gòu)柱設(shè)計存在問題

近年來，高層和小型高層建筑建筑采用了許多異形柱結(jié)構(gòu)。異性柱應(yīng)用不是很廣泛，設(shè)計不多，很多問題還需要探索。磚混結(jié)構(gòu)是多層建筑結(jié)構(gòu)主要組成部分的結(jié)構(gòu)柱。該結(jié)構(gòu)的抗剪性能不僅能控制墻體開裂，保持豎向承載力，它還可以提高整個建筑的抗震能力。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計者經(jīng)常忽略結(jié)構(gòu)柱的實際使用。結(jié)構(gòu)柱作為承重柱，安全系數(shù)不太高。作為承重柱，結(jié)構(gòu)柱會迫使結(jié)構(gòu)導(dǎo)向器降低結(jié)構(gòu)柱的承載力。然而，沒有其他的基礎(chǔ)讓結(jié)構(gòu)柱立在谷子地上。一旦地震發(fā)生，很容易在結(jié)構(gòu)位置的底部形成應(yīng)力集中柱，彎曲部分和軸承強度不能滿足要求。

2.3 沒有抗震設(shè)防設(shè)計

節(jié)約建筑成本是建筑設(shè)計中必須考慮的一個問題，但是一些結(jié)構(gòu)設(shè)計者為了項目的利益，在六度抗震設(shè)防區(qū)，根本沒有抗震設(shè)防設(shè)計。承重柱的高度旨在增加小柱的線剛度，梁柱節(jié)點簡化為較小的分支。這種設(shè)計方法違反了抗震規(guī)范中“強柱弱梁”的原則。一旦梁和柱之間的剛度被忽略，結(jié)構(gòu)柱的橫截面太薄，不容易受到強外力而在柱的頂部和梁的底部形成水平裂縫。如果受到地震或類似情況的影響，所形成的塑料筏將會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。

3 提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性的策略

3.1 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計

為了獲得更為理想的設(shè)計效果，我們應(yīng)做好基礎(chǔ)部分的設(shè)計工作，其直接決定著整個建筑工程的安全性與穩(wěn)定性。根據(jù)之前的工作經(jīng)驗與工作標(biāo)準(zhǔn)，基礎(chǔ)設(shè)計工作需要從以下幾個層面出發(fā)：其一，基礎(chǔ)設(shè)計必須要具備一定的合理性與經(jīng)濟(jì)性。目前，建筑工程結(jié)構(gòu)的影響因素很多，特別是對地下空間的不斷開發(fā)，會對工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生極大的影響，因此，我們必須要按照一定的規(guī)則與模式予以應(yīng)對。其二，要注意耐久度與實用性的設(shè)計。在基礎(chǔ)部分設(shè)計時，必須要選擇科學(xué)而合理的加固方式，特別是在抗震等級方面，我們要不斷提高抗震性能。

3.2 保護(hù)層的厚度要足夠

確定混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境和土體的耐火性能，保證梁板加筋保護(hù)層的厚度。一般情況下，其環(huán)境類別屬于第二類非冷區(qū)。設(shè)計使用年限為52年，混凝土強度等級要C26以上，鋼筋混凝土保護(hù)層厚度要42mm以上。室外露天環(huán)境中的遮陽篷、陽臺等容易受到大氣和風(fēng)的破壞。在這種情況下，混凝土強度等級不應(yīng)低于強度等級，應(yīng)力作用下鋼筋混凝土保護(hù)層厚度的選擇。像消防水池這樣的建筑物直接與水和不可洗的水接觸。按照地下防水規(guī)范規(guī)定，混凝土保護(hù)層的厚度為60mm。

3.3 結(jié)構(gòu)造設(shè)計

在進(jìn)行建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時，設(shè)計人員需要注意，一定要嚴(yán)格保障結(jié)構(gòu)的平面性以及科學(xué)性，并需要對其進(jìn)行全面徹底的標(biāo)注。和普通的工程相比，建筑工程的抗?jié)B等級、材料厚度與材料質(zhì)量等都要優(yōu)于普通工程。在設(shè)計時，工作人員必須要選擇合適的材料，對抗?jié)B等級進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計，對結(jié)構(gòu)建厚度進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整。控制好受力鋼筋的配筋率，能有效的改善鋼筋的特性，防止混凝土出現(xiàn)崩潰的現(xiàn)象。因此，在開展結(jié)構(gòu)件設(shè)計時，工作人員必須要控制好結(jié)構(gòu)件截面的實際尺寸，不僅要滿足最小配筋率的實際要求，還要滿足建筑對成本、柱距以及層高的要求。另外，為了提高高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對于大尺寸墻體而言，工作人員需要雙向、雙層的布置鋼筋，還要設(shè)置梅花形的拉筋。通過此種操作，能大大提高結(jié)構(gòu)件的延性。

3.4 多柱剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

如今，許多房子都是高層建筑。高層建筑的需要必須布置在墻的外部結(jié)構(gòu)中，以更多的柱作為支撐，但還沒有達(dá)到框架剪力墻結(jié)構(gòu)的程度。因此，進(jìn)行多柱剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要對結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行整體分析。多柱剪力墻結(jié)構(gòu)要根據(jù)規(guī)范，在建筑設(shè)計時按照實際情況進(jìn)行調(diào)整。在具體計算中，按框架梁的具體數(shù)值設(shè)置多柱耦合梁。根據(jù)剪力墻結(jié)構(gòu)的實際運行情況確定結(jié)構(gòu)等級，然后按剪力墻結(jié)構(gòu)相應(yīng)的長、寬、高進(jìn)行剪力墻設(shè)計和施工。

3.5 滿足承載需求

一般情況下，高層建筑所需要擔(dān)負(fù)起的承載壓力比較大，并且所形成的承載動作也都比較高，所以在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，施工人員們就需要對材料的選擇加以關(guān)注，盡量選擇一些抗壓性以及抗?jié)B性等級較高的材料，對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性形成保障;其次，在進(jìn)行承載材料選擇時，施工人員還需要對材料的橫截面積進(jìn)行檢驗，確保其能夠存在一個較高的范圍內(nèi)，以此提升整體的結(jié)構(gòu)受力，杜絕其在日后使用中產(chǎn)生斷裂的問題;再者，施工人員還需要對所選擇的鋼筋材料進(jìn)行百分率控制，以此對其所形成的脆性特質(zhì)進(jìn)行有效改善以及有效控制，加強工程的穩(wěn)定推進(jìn);最后，在設(shè)計階段，施工人員需要對混凝土以及鋼筋材料進(jìn)行合理整合，經(jīng)濟(jì)情況允許的情況下，施工單位可以選擇一些雙面性鋼筋代替?zhèn)鹘y(tǒng)的受力鋼筋，以此保證其能夠支撐住整體建筑的結(jié)構(gòu)。

3.6 伸縮縫的設(shè)計

建筑的設(shè)計結(jié)構(gòu)分為多個溫度變化區(qū)間，溫度的破壞力是一個原因。伸縮縫常采用多排設(shè)計結(jié)構(gòu)，可有效防止此類問題的發(fā)生。裂紋通常是由溫度變化引起的，為了防止建筑材料因干縮和熱膨脹收縮而斷裂，建筑結(jié)構(gòu)施工時要留置伸縮縫，此外，為了確保施工安全和適當(dāng)增加伸縮縫間距，應(yīng)采取切實可行的措施控制裂縫在允許的范圍內(nèi)，防止結(jié)構(gòu)性裂縫的控制和減少混凝土收縮造成的不利影響。結(jié)構(gòu)問題通常通過諸如施工后澆筑的措施來解決。

3.7 加強抗震設(shè)計

隨著現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)的日新月異，技術(shù)變革也得到了飛速發(fā)展。為了滿足人們對建筑結(jié)構(gòu)的不斷增長的需求，存在多種用于建筑抗震性能的加固方法和改造技術(shù)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中有兩種抗震加固技術(shù)，一種是增加建筑物的抗震能力，另一種是建筑結(jié)構(gòu)的加固和重建，兩種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區(qū)。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的增長，建筑行業(yè)的發(fā)展也得到了很大的進(jìn)步。結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項系統(tǒng)工程，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也存在一個龐大的系統(tǒng)。建筑工程在我國建筑發(fā)展中的地位愈發(fā)凸顯，為了有效加強工程設(shè)計的有效性以及整體工程質(zhì)量，設(shè)計人員需要做好充足的準(zhǔn)備工作，對施工現(xiàn)場的環(huán)境進(jìn)行全面觀察，有針對性的進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計調(diào)整，提高工程效益。

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