土木工程建筑结构设计优化研究江浩

土木工程建筑结构设计优化研究江浩

黑龙江省哈尔滨市150030

摘要:建筑结构设计水平的优劣不仅关系着土木工程的可靠性和安全性,更关系着人们的生命财产安全。建筑结构设计是一项专业性很强的工作,要综合考虑多方面的因素,如土木工程的美观性、可靠性、经济性,设计方案的可行性和合理性等,不断提高建筑结构设计水平。

关键词:土木工程;建筑结构;设计;问题

一、土木工程建筑结构设计中出现的问题

1.1土木工程建筑基础结构设计方面存在的问题

俗话说的好,基础决定上层建筑,由此可见土木工程建筑基础结构的重要性。但是,对现阶段土木工程建筑基础结构调查显示,在设计工作中存在严重的不规范性、不科学性,严重影响了土木工程建筑基础的施工质量,如有些设计工作人员在基础设计工作中,并没有做好大量的地质勘查工作,而是根据施工方面人员提供的口头数据开展基础设计工作,这样设计人员在没有准确数据情况下所设计的基础结构图,可想而知施工后建筑基础的质量。

1.2建筑框架设计不合理

在建筑框架设计中纵向和横向的框架设计都是必不可少的,并且它们彼此需要相互配合。因为纵向框架和横向框架的功能并不相同,它们都各自有自身存在的必要性和重要性。纵向框架能在地震时避免地震波纵波的影响,均匀的配置箍筋的配筋和跨中纵筋。另外,设计人员经常会犯这类错误:就是把承重柱的界面高度设计的低于本应有的高度。设计师们片面的认为六度设防与不设防这二者之间等价的,为了方便建筑结构设计的受力分析,人为地把承重柱的截面高度设计的较低。这种做法是非常不负责任的,因为这种设计错误往往会导致严重的后果,甚至是整个建筑的坍塌。

1.3结构布置不合理

在建筑的设计中结构要尽可能的规则,这样才可以使得结构的布置更加的合理。对于结构所说的“规则”,指的建筑物的平立面外形尺寸的抗侧力、质量的分布、承载力的分布等等要求。要使得结构不规则的因素有很多,这一点在复杂的建筑体上显示的特别明显,它们很难用定量的指标来将规则程度进行一定的限制。在技术规范上以及设计规定上都不太了解,所以通常情况下,设计人员便很难对结构规则性把握的很精确,从而设计出规则性很差的建筑,这是对抗震很不利的。

1.4设计人员思想原则不明确

人是行为实践的主体,人的思想及原则直接指导着他的行为实践活动。作为建筑的结构设计人员,一定要有一定的思想觉悟和行为准则。首先要树立的就是要实事求是,立足实践这条基本思想原则,不能脱离实际情况去纸上谈兵,而我国现在的有些建筑设计人员就是犯这种错误,在没有充分调查的情况下,就妄下定论,又或是照搬照抄别人的建筑设计成果。殊不知,没有调查,就没有发言权,脱离实际情况而建设的建筑的安全性往往较低。其次,就是要树立用全面的观点看问题,客观的分析建筑结构的各个方面,并充分考虑到各个结构部件的实用功能,利用自身的专业知识,认真严谨的进行建筑设计工作。

二、土木工程建筑结构设计优化策略

2.1明确设计原则

土木工程建筑结构设计优化应从设计原则入手,明确设计原则,遵循设计原则,针对设计需求安排设计工作。例如,提高土木工程建筑适用性,使之结构建设与后续施工相匹配,由此增强土木工程整体应用价值。为充分提升土木工程建筑结构的安全可靠性,还应遵循安全性、实用性与耐久性原则,减少建筑后期施工中可能出现的安全隐患。

2.2保障整体协调性

保障建筑整体协调性是减少建筑各环节、各部分发生矛盾冲突的必要途径,增强建筑适用性能的必要手段。特别是工程建设中的给排水系统、暖通系统、采光系统等都需要进行协调性设计,确保建筑整体的实用性与适用性。为此,结构设计人员在设计上应综合考虑建筑内部各项影响因素,规避可能存在的问题,提高建筑设计的可预见性,优化建筑结构设计效果。

2.3关注核心细节

土木工程建筑结构设计所涉及的内容较多,因此,其建筑结构设计的优化应从各个细节着手,优化细节,增强建筑结构的合理性,减少因某处细节设计不当而引发的大缺陷。对于关键细节点的把握还应从我国相关建筑规范着眼,如,在剪力墙设计上,《高层建筑混凝土结构技术规程》中规定,高层建筑高度小于150m的剪力墙结构楼层层间最大位移与层高比为1/1000,因此,在具体的设计上可据此设定位移比,在充分保障建筑物安全性基础上,减少剪力墙墙体,节约整体造价。从而提升建筑实用性的同时,提升建筑设计价值。

2.4创新设计手段

信息时代下,土木工程设计人员在结构设计上可利用的现代化设计软件。借助计算机网络技术进行建筑结构设计,可在很大程度上提高建筑结构设计的精准度,减少工作量与工作难度,提高设计效率。如,利用PKPM设计软件,可有效分析有限元,在剪力墙设计上,可对单元进行精准划分。

2.1计算参数的确定及计算软件的选取

(1)设计基本参数本工程的设计基准期为50年,使用年限为50年,安全等级则为二级,地基设计等级为甲级。该建筑工程抗震设防烈度为6度,地震分组是第一组,设计的基本地震加速度选取0.05g,建筑抗震设防类别是丙类,场地类别Ⅲ类,抗震构造措施四级。工程场地的特征周期Tg=0.45s,水平地震影响系数的最大值αmax=0.04。工程所在地区基本风压为0.45kN/m2,地面粗糙为B类,风压的体形系数、风压高度变化系数以及风振系数都按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)的规定来确定,楼面活荷载标准值按《建筑结构荷载规范》进行取值。

(2)计算软件在结构计算中,主要采用了PKPM软件,在高层建筑中应用这种软件,能够较好对有限元和计算软件进行分析,更好地对剪力墙进行设计,从相关数据显示,这种结构能够有助于单元的较好划分。在这个过程中,相关人员要总结不同洞口的排布方式,使建筑物结构各部位的受力情况得到有效的计算。

2.2计算分析与多层建筑相比,高层建筑更容易受到多因素的影响,例如地震、风力,都会在一定程度上影响建筑设计的实施情况。如果施工建筑中,结构位移的变化较大,就可能导致结构出现扭转、产生裂缝,降低了建筑物的整体舒适度,严重的情况会导致建筑物的结构损坏。在建筑设计中,结构设计是重点内容,从实际情况来看,剪力墙的数据越多,其能够抵抗侧力的刚性就越大,这种会影响相关人员对结构的控制。

结语:

土木工程建筑结构设计的目的在于保证建筑结构的安全性、实用性、适用性、耐久性、经济性等,而要实现这些目的,应立足于设计原则,保障整体协调性,把握设计细节,选择适合的设计软件,通过减小构建截面、减少剪力墙等方式,减少使用用料,减轻结构刚度与自重,剔除无效施工成本,以最小投入,获得最大产出,最大限度满足建筑平面布置,确保建筑结构、功能、外形等皆满足人们需求,打造安全、优质、美观、经济的高品质土木工程,推动土木工程企业健康持续发展。

参考文献:

[1]向国平.土建工程施工的基础结构设计[J].山东工业技术,2018(06):96.

[2]郭亚宁.如何保障土木工程设计工作的安全性与经济性[J].建材与装饰,2018(05):102.

作者简介:江浩,男,汉族,1975年7月8日,辽宁省辽阳市,大专,哈尔滨建设职工大学,工程师,研究方向:土木工程。

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