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建筑工程结构设计中提高建筑安全性的探索

陈琢啸
  
安家(建筑与工程)
2022年31期
重庆市设计院有限公司 重庆 渝中 400015

摘要:现阶段的建筑工程规划设计范围正在快速扩大,工程设计人员针对建筑工程的建筑体系结构只有做到了科学进行规划设计,才能确保建筑工程发挥出最优的预期实践效益,并且合理降低与控制建筑工程的后期施工成本。由此能够判断得出,建筑结构设计的重要环节过程必须得到工程设计人员充分重视,旨在全面促进建筑工程的建筑体系结构荷载性能优化,树立工程设计单位的良好信誉形象。

关键词:建筑工程;结构设计;安全性

引言

影响建筑结构安全性的因素有很多,因为建筑物的整体设计包含多个结构,如果建筑的单个结构安全性出现问题,就会对整体建筑的安全和质量带来威胁。为了保证人们日常工作、生活的环境不存在安全隐患,保障建筑物使用者的人身安全不受威胁,就需要提高对建筑物结构设计的要求,重视建筑结构的安全性,确保施工团队可以按照设计图纸顺利完成后续施工。

1结构优化设计的含义

结构优化设计是在综合考虑建筑工程项目的安全、适用、美观、经济等多方面因素的前提下,对结构最优方案进行的探索。结构优化设计具体到实际项目,都有对应的限定条件,如客观的地理环境、原材料供应条件和主观的美学要求和造价控制指标等。结构优化设计就是在这些限定条件下,以满足项目建设需求为目标,同时关注项目的特点,然后采取合适的优化方法得到最优的设计方案。结构优化设计的内驱力是寻求安全、经济和适用三者的最佳结合点,结构优化设计的过程是一个不断发现问题和解决问题的过程。在专业内部需要概念设计、计算分析和经验判断多方面的设计技术,在专业外部需要其他专业通力配合协作,因此,结构优化设计是一个系统性工程。结构优化设计的概念是结构设计领域的必然产物,然而对于具体工程项目,由于实际情况的复杂性,结构优化设计的难度通常很大,尤其在人力、物力和时间资源比较紧缺的情况下,得到最优方案往往只能成为一个美好的愿景。但是,结构设计优化作为一种正确的、先进的设计指导思想,应该坚定不移地去践行,即使最终无法达到最优的结果,其过程中的探索也具有十分重大的现实意义。

2建筑工程结构设计的现存缺陷问题

工程建筑结构只有具备了整体性,才能有效确保建筑体系结构的平衡性满足基本实践要求,并且有益于建筑使用人员实现更好的日常居住使用体验。然而从当前现状来看,很多土木建筑的工程体系结构本身欠缺整体规划设计,因此就会造成建筑体系的各个空间区域存在较差的整体性,无法发挥出建筑物的预期使用效果。某些工程设计人员针对建筑工程的完整体系结构缺乏必要的充分考虑,那么就会局限于比较狭隘的工程设计视角,导致建筑工程图纸无法完整包含建筑物的各个结构部位规划设计要点。建筑物的支撑体系横梁应当满足最基本的荷载能力标准要求,充分确保建筑物的横梁支撑体系能够达到预期的建筑设计强度指标。否则如果建筑物的支撑横梁结构没有达到工程荷载设计的预期指标,那么建筑支撑梁体将会存在断裂或者倒塌的潜在安全隐患,同时也会给建筑物带来墙体裂缝以及墙体渗水等不良后果。建筑设计人员针对建筑工程体系中的横梁最大荷载参数应当准确进行计算,否则就比较容易造成现有的图纸设计偏差。工程设计人员针对建筑物的细节设计因素如果表现为忽视态度,那么建筑工程的某些隐蔽建筑区域空间就会存在较多的建筑使用缺陷。例如,工程设计人员针对建筑工程的室内厨卫空间区域、墙体管线连接以及其他隐蔽性的空间区域如果欠缺必要的细节考虑,则比较容易造成现有的土木建筑体系结构欠缺整体合理性。在情况严重时,忽视细节规划设计的土木建筑体系结构还会给建筑使用人员带来人身伤害威胁,不利于建筑使用人员实现良好的居住使用体验。

3结构优化设计的关键点及具体措施

3.1优化结构设计方案

优化结构设计方案的工作可以从三个方面开展,优化结构的整体布局、优化结构构件的布置、优化结构材料的选用。建筑形体需求和功能布置给结构整体布局设定了从宏观层面的要求,但这并不能限制结构整体布局的多样性,针对相同的建筑方案可以有对应的不同的结构方案。然而,要想发挥出结构整体布局的灵活性,就需要首先从点到线再到面的各个角度深层次理解建筑方案的内在逻辑,然后可以有的放矢地选取适合的结构承重体系、抗侧力体系,有侧重点地设置结构的特殊承载部位,如加强层和过渡层,以便于最终实现整个结构和局部构件在承载过程中的协调统一。现有结构设计规范体系已经给出了相对全面的构件布置原则,设计人员应该深入理解规范体系,贯彻落实规范中的重要条文,在此基础上,根据工程项目的实际情况和结构设计的概念,借助设计计算参数的反馈结果,不断优化构件布置,从构件的空间位置到构件间的刚、铰接连接关系,从构件的三维尺寸到构件的变形能力设定,最终实现结构的传力路径可靠、简洁。随着单体建筑结构体量的不断增加和建筑耐候要求的不断提高,对构件的承载能力、抵抗变形的能力和抵抗外界侵蚀的能力也提出了更高的要求,随之出现的是高强混凝土、超高性能混凝土、超高强度钢材等一系列力学性能和物理性能优异的结构材料。这就要求在结构设计中充分考虑构件的力学性能需求,在相应的位置选用适合的材料,让各种材料都能发挥出其最大效用,这样也就达到的材料的高利用率。

3.2确保建筑结构设计的科学合理

建筑行业的发展不仅关系到人们的日常生活,同时,也关系到社会经济的进步。我国当前在不断发展建筑业,不仅改变了建筑的整体外观设计,也增加了建筑的功能设计,提高了建筑的安全性,所以,为了满足建筑业的发展需求,就需要选用更加专业的设计人员,不仅需要有扎实的专业知识,也要不断地发展创新,提高自身的专业水平,才能更加科学化地进行建筑结构设计。所以设计单位可以为设计人员建设线上共享平台,强化对设计人员的专业培训,让设计人员可以通过平台交流培训经验,通过知识的共享提高自身的专业技术,不断创新设计理念,确保可以设计更加实用、安全的建筑。

3.3结合实际条件优化抗震方案

建筑抗震方案是抗震设计的核心,也是施工准备的前提条件。科学的抗震方案在项目建设的过程中能够起到指导性的作用,对建筑的安全有一定的保证。在方案设计时首先需要考虑的就是建筑的整体结构,这也是提升抗震系数的重要手段。在混凝土建筑施工的过程中还需要充分考察施工现场,尤其是对当地的地质情况和地质外貌,要做到充分了解,避免在建设的过程中出现数据偏差。一定要经过严格的分析和计算,不断优化建筑的抗震能力。总体来说,抗震方案的设计是在科学分析的基础上展开,在执行过程中不断改良和完善,最终对建筑的抗震性提供最佳的保障。

结束语

建筑工程是民生大计,建筑工程设计成果与人民的生活和生产活动都密切相关。作为结构设计人员,应该时刻保持结构优化设计的意识,不断提高结构优化设计的技术水平,积极与工程建设中的多方通力合作,促进建筑工程结构优化设计工作的不断进步。

参考文献

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