探析建筑结构设计中的技术要点和原则

探析建筑结构设计中的技术要点和原则

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摘要:在全球科技化水平不断提升的背景下,建筑结构设计师们需要针对建筑结构的设计要点、布置高度和刚度等细节进行严格把控,采取先进的设计方法,确保搭建起的高层建筑结构的质量,为建筑工程的顺利施工打下坚实的基础。

关键词:建筑结构;设计;技术要点;原则

一、结构设计的重要性以及设计的目的

1.结构设计的重要性

由于当下科技的不断发展,很多的计算工作都可以使用计算机来完成,但是计算进行计算时往往还存在着很多的缺陷,传统的一些作图软件在进行绘制设计图纸时都过于理想化,很难将事实存在的问题解决,因此在结构等理论问题上必须通过人为设计才能更好地实现。

2.设计的目的

2.1建筑房屋的安全性

安全性自古以来都是房屋建造需要重点考虑的问题,因此在当代高层房屋建造时更应该考虑安全问题,其中主要考虑的问题是:中心横梁等是否可以支撑其整个上层建筑以及上层带来的压力是否会导致横梁发生形变等。保证房屋在居住时不会出现意外导致人们生命安全受到威胁。

2.2房屋的舒适性

房屋在用户入住时,是否可以给用户提供优良的居住体验。

2.3房屋的耐久性

房屋在正常使用时,房屋经过人们正常的维护,在相关位置进行有针对的维护时,使房屋的最高使用年限提高到多少年。

二、建筑设计中主要遵守的设计原则

1.经济性原则

当下随着科技的不断普及,人们对住房的要求逐渐上升。但很多住房在设计上都存在着很多的问题,比如设计为是否与当地的自然环境真实情况联系起来等问题。在房屋建设时,当今很多地方出现了干旱少雨的地方,在住房建设时却十分重视房屋的排水系统,这无形之间造成了能源的浪费。在很大程度上此类不根据实际情况进行的盲目建设的情况也会直接导致房屋的总体造价上升,导致住户在房屋选购时需要花费更多的资金。因此在房屋建设时应该充分考虑当地的自然气候、地理结构等方面因素,设计出经济性高、时效性强的房屋。

2.可实行性原则

每一个计划都必须要以当下可以调动的人力、物力、财力为基础,在方案设计时应该切实考察当下具体的条件,在建设时充分考虑各个方面,才能建设出最好的房屋。要避免设计像百万大军的大方案结果却仅仅只是一个无用的小方案。因此当今在建筑建设计划时应该以“计划与能力相统一,能力与计划相适应”当做技术设计的标准。

3.防雨性原则

防雨性原则是在多雨地区实行的原则,由于雨量充沛房屋要想为住户提供一个干燥舒适的住宿环境就要有良好的防雨条件。一般在防雨方面主要评价标准有:雨棚伸出长度、房屋屋顶坡度、房屋上引水槽具体设计方向以及引水量大小等几个方面。其中在雨棚加装时会出现雨棚交接在梁壁上的情况,如何有效提高梁的抗扭转能力是判断房屋防御性能高低方面之一。

4.抗震性原则

地球上主要有六大板块,各个板块之间都有连接的部分,看似不动的大地其实在缓慢间存在着移动,由于板块之间相互重叠这就形成了断裂带,如:我国四川等地就位于亚欧断裂带上。在这些地质结构十分不稳定的地方要向建设一个优质的房屋,那么房屋建设的首要要求就是安全。在这类地方对房屋抵抗地震的能力就有很高的要求,房屋能否抵御得了地质运动,是房屋能否达到基本使用条件的标准要求。

5.防积水原则

在南方一般都会出现地下停车场的建筑或是在地势低洼的地方修建房屋,当出现暴雨时雨水无法排出或是无法及时排出,就会导致雨水在一个地方长时间积压,在人们日常的生活中此类情况是不被允许出现的,只有有效地解决水患问题才能提高人们在生活中的体验水平,因此建筑整体的排水能力因根据当地实际情况,进行提高也是在房屋建设时考虑的原则之一。

6.其他类型特殊原则

在房屋的建设中往往会根据每个地方不同的地理气候或是人文情况构建出不同的原则,此类原则是尚未统计出但在少部分地区适用的原则,例如耶稣教堂在建造时保证的特殊外部形状也是此类原则。

三、建筑结构设计要点

1.地基和基础设计要点

①传递到地基上的上部结构荷载效应(包括轴力弯矩剪力等)一定要小于地基容许承载力或地基承载力特征值,具有合理的地基承载力安全储备,避免建筑物地基承载力不足造成倾斜等问题;②基础沉降值必须小于地基变形容许值,保证建筑物不因地基变形而损坏或影响其正常使用;③基础应有足够的强度刚度,满足受弯受剪冲切剪切要求。这要求同一结构单体的基础不宜设置在性质截然不同的地基上;同一结构单体不宜同时采用不同基础类型,当采用不同基础类型或基础埋深显著不同时,应对地基基础的沉降进行验算,在基础、上部结构的相关部位采取相应减少沉降措施;地基土层为淤泥、软弱黏性土、液化土、新近填土或土层厚度严重不均匀土时,应根据地基不均匀沉降和其他不利影响,采取相应的措施。基础的形状中心要宜和上部建筑的重心吻合。

2.建筑结构的竖向结构设计要点

建筑的竖向体型宜规则、均匀,不宜有过大的外挑和收进。剪力墙结构的墙体应双向或多向布置,形成对承受竖向荷载有利、抗侧力刚度大的平面和竖向布局;在抗震结构中、应避免仅单向有墙的结构布置形式;剪力墙上常因开门开窗、穿越管线而需要开有洞口,这时应尽量使洞口上下对齐、布置规则,洞与洞之间、洞到墙边的距离不能太小。框架柱宜避免过多的穿层柱、斜柱、短柱和转换。结构的侧向刚度宜下大上小,逐渐均匀递减,避免刚度变化过大,这就要求结构层高、混凝土强度等级、墙柱截面等不宜变化过大。

3.建筑结构的平面设计要点

结构平面形状宜简单、对称、规则,质量、刚度和承载力分布宜均匀。不宜采用特别不规则的平面布置,平面凹凸尺寸不宜大于相应边长30%等,组合平面不宜采用细腰形或角部重叠形,同一方向板有效宽度不宜小于50%,开洞面积不宜大于整个楼板面积的30%,错层不宜大于梁高。如果平面长度过长,发生地震时容易产生较不利的震害,因为两端地震波传递有位相差而产生不协调的振动;如果有较长的外伸,外伸段容易产生局部振动而引发凹角处应力集中和破坏。如角部重叠和细腰形的平面图形,存在中间收窄处或凹角部位,地震时该部位是不同变形交汇处,应力集中明显,则该处楼板容易开裂、破坏。

4.建筑结构电算要点

设计人员应该对软件(如PKPM、广厦等软件计算)的计算流程、计算模型及相关假定、设计参数等方面有全面的了解,选择合适的计算模型。结构电算首先要让整体参数指标满足现行的规范规程,诸如结构整体抗倾覆验算、周期比、位移比、位移角、轴压比、剪重比、刚重比等控制指标优先考虑。例如周期比主要为控制结构在罕遇大震下的扭转效应,当其不满足要求时,反复调整改变结构布置,提高结构的扭转刚度,调整原则是加强结构外围墙、柱或梁的刚度,适当削弱结构中间墙、柱的刚度。当总体参数满足后,详细调整个别墙梁板柱超筋超限,比如墙的稳定性、梁的剪压比等。对最终的电算结果,设计人员仍需根据相关规范规程和实际工程经验试验对计算结果做出合理的审核,不可盲目相信电算结果。

结束语

综上所述,可知当今在合适地方建造出适合不同地方的房屋是可以实现的,然而想要实现这一理念最快的途径就是注重建筑工程结构的设计,使每一块材料达到最大化的利用。将房屋的安全、节能作为房屋建造的两大基础标准。相信贯彻落实建筑设计思想,不久的将来房屋的整体结构会变得好。

参考文献:

[1]陆正.建筑结构设计中的技术要点与规范分析[J].科技资讯,2012(10).

[2]朱江.试析建筑结构设计的要点[J].价值工程,2010,29(27).

[3]姜牛.建筑结构设计中应注意的问题浅析[J].价值工程,2010,29(36).

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