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建筑结构设计中存在的问题与解决对策
摘要:建筑行业是我国的核心产业,也是与民众联系最为紧密的行业,其建设质量以及建筑安全性与功能性,都是民众最为关注的要素。为了能够保证建筑工程质量,满足建筑基础性能要求,就需要重视建筑结构设计工作,加强建筑结构设计水平,让建筑结构更加合理。良好的建筑结构不仅可以提升建筑的整体建设质量,而且还能够延长建筑的使用期限,对建筑工程有着至关重要的影响。然而,从现阶段建筑结构设计状况来看,仍然有一些不成熟的地方,其中最为突出的就是设计方式不科学、设计要点掌握不精准、设计者能力不足、抗震设计存在问题等,这些问题对建筑质量的影响是巨大的,必须要进行深入的探究,找到问题本质,对设计模式以及设计过程进行优化,增强设计的可靠性与实效性,进而达到期望的设计效果,为后续的建筑工程施工奠定坚实基础。
关键词:建筑结构;设计;问题;解决对策;
引言
建筑结构设计是一项综合性较强的工作内容,随着建筑类型多元化的变化趋势,在建筑结构设计时,也需要进行调整与改变,这对设计者的专业能力与创新能力有着较高的要求,设计时,需要结合建筑特征、建设环境以及业主需求为基点,进行科学的设计。
1 建筑结构设计工作的重要意义
建筑结构设计内容涵盖了多项内容,建筑地基、建筑抗震性、建筑承载力等,每一项内容都直接影响着建筑的安全与质量,其重要性不言而喻。同时,随着城市现代化的发展进程,建筑类型发生了改变,高层建筑明显增多,由于高度的提升,建筑性能要求就会更多,建筑结构的稳固性极为关键,高层建筑横向力产生的剪切变形和侧倾力也会相应增加,所以,必须要保证建筑结构设计的合理性与有效性,革新设计思路,优化设计模式,运用设计新技术与新材料,对问题进行改善,提升整体的建筑结构设计水平,确保后续施工的有序进行,为企业创造更多的经济收益。
2 建筑结构设计要求
2.1 经济要求
建筑结构设计期间,设计者需要有经济性意识,在可以保证建筑质量与安全的前提下,尽量选用经济性更强的结构材料,不能一味地为了追求更新颖的结构或者是更新型的材料,而忽视对成本的把控,需要满足经济要求,保障企业经济效益。
2.2 科学要求
在建筑结构设计的过程中,不同的建筑结构在建筑中的作用不同,这就需要设计者根据实际情况开展相应的结构设计,使建筑材料的种类和数量能够满足建筑工程的需要,并充分考虑不同环节以及结构设计原则,提升结构设计的科学性。
2.3 安全要求
建筑安全是建筑项目建设中的基础要求,也是核心要求,所有的工作都要围绕着安全进行,建筑结构设计工作也不例外。设计者需要对所有会影响安全性的要求进行调研与剖析,如建筑的承载力,建筑对外力的抗力性以及建筑抗震性与消防防御能力等,这些要素在建筑投入使用后是保证人身安全与资金的主要内容,所以,在进行建筑结构设计时必须要把控好各项安全设计。与此同时,设计者在在保障建筑结构安全性的同时也应考虑通过设置多层防线的手段用来抵御外界压迫对建筑结构所造成的不利影响。
3 建筑结构设计中存在的问题
3.1 未重视基础结构选型
基础结构选型在建筑结构设计当中是尤为关键的一步,必须要得以重视,然而,在设计问题当中,基础结构选型的不合理问题时常发生。因为选型问题引发的质量问题是最多的,不仅会出现地基承载力与建筑实际需求严重不匹配现象,而且建筑在今后使用期间,还会出现不规则沉降以及基础侧向位移等问题,甚至还会致使相关建筑出现结构开裂、沉陷过度等现象,进而缩短了建筑工程的实际使用年限,给建筑安全与建筑品质带来了严重的影响。
3.2 设计参数方面的影响
由于建筑结构相比于其他工程结构来说更加复杂化,而且结构形式是多样化的,在结构设计过程当中,相关参数的运用、测算以及分析非常重要,与建筑稳定性有正向影响。所以,设计者必须要加强参数设计的运算工作。但是,在实际设计阶段,因为参数精准性较低。针对楼板设计环节,会经常出现设计高度数值大于实际要求数值的问题,忽略了对荷载弯矩的计算,致使楼板结构性能具体参数计算出现错误,给设计工作带来了不良影响,降低了工程建筑的施工质量水平,同时也减弱了结构设计水平。使
3.3 抗震性设计问题
高层建筑是现代建筑结构的主要特征,这就要求建筑的稳固性必须要更强,才能更好的抵御地震灾害,特别是地震频发的城市,要在进行建筑结构设计时,注重抗震规划与设计工作。当前阶段中,最主要的问题体现在,设计图纸全面性较差,有很多考虑不周全的地方,设计者并没有去施工场所进行实地勘察与研究,地形与地质条件的收集凭借提供的资料,使得设计图纸缺乏科学性,会出现承重柱的截面非常小等问题。倘若建筑物在受到外在力量的影响下,就会致使结构不稳等安全风险,甚至是波及民众的安危。所以,在结构设计时,如果没有将地震抗震程度作为关键内容,存在不规则的平面结构设计,总体结构不对称,不仅会降低建筑工程的结构功能性,而且还会留下严重的安全隐患。
3.4 设计方式存在滞后性
建筑结构设计的信息化建设,不仅能够提升设计的精准性与适配性,而且还能够提前发现结构设计过程中的问题,也是现代化建筑工程建设的具体要求与主要路径。但是,一些设计人员所运用的设计方式存在一定的滞后性,并没有充分运用信息化技术,会通过以往的结构图纸绘制模式与设计软件,建立二维结构图纸,致使建筑结构模型搭建不科学,会降低建筑结构设计品质与效果。所以,在当代建筑结构设计工作当中,需要思考如何能够提升建筑结构设计的信息化水平,通过BIM技术等新型技术与设计工作的融合,保证建筑结构设计质量。
3.5 地基设计问题
若想保障建筑工程品质,就需要从结构设计工作出发,以此来增强施工效果与结构稳固性。随着现代化的推进,对建筑物负荷能力的要求有了更强烈的要求,在基础设计进程中会出现多个方面的压力,致使基础设计期间引发一些重大问题。设计者未考虑施工阶段建筑自重带来的的不均匀沉降等地基问题,特别是一些建筑重量必须要考虑施工时期的压力,如果基础的承载能力非常高,则不平衡调节的可能性也在增加。在设计期间,设计师没有深入探究地基渗漏状况,防水设计形式单一,也没有从可行性层面考虑到水调节的程度。如果长期累积,地基的渗透性将大大超过规定范围,出现质量问题。
4 建筑结构设计问题改善策略
4.1 做好建筑结构基础选型工作
建筑结构的基础选型工作应当摆在优先的位置当中,提升基础选型的合理性,为后续设计工作奠定良好的条件,并且可以用匹配性更强的结构增强建筑设计水平,达到建筑工程建设要求,明确基础结构选型的重要性。在基础结构选型过程当中,设计者应当从设计要求标准、周边地理环境以及施工具体状况等方面出发,明确建筑结构外形设计、工程范围内地质条件等情况,再结合设计图纸的说明开展建模推演,根据实际推演结果来科学掌握选型设计。另外还需要提高此环节的管理力度,总好统筹规划,对土质条件差、承载水平不符合相关建筑工程要求标准的区域,应直接将桩基作为建筑基础,以此来确保工程项目的安全效果和可靠程度。
4.2 提升设计图纸的可靠性
设计图纸对施工具有指导作用,必须要保证设计图纸的可靠性,如果设计图纸与实际情况差距较大,就会影响施工进度,并且还会造成资源浪费,出现返工。所以,为了避免此种状况的发生,设计者必须要做好勘探与调研工作,保证建筑结构设计方案与现场施工状况具备较高程度的吻合性,然后根据所得到的数据进行全方位的剖析,对地基实际承载力、建筑结构外形设计、布局设计等内容,以全局化维度完成图纸的设计工作。值得注意的是,在设计图纸完成后,还需要进行全面的检查,对图纸当中的所有内容进行审核,保证图纸的质量与可靠性。
4.3 抗震性设计
近年来,由于环境问题,地震灾害发生频率所有增多,特别地震较为集中的城市,必须要提高建筑的抗震性,这关乎着居民的生命安全。当前在高层建筑当中,要做好抗震连续性的整体设计,从打桩和地基的设计时就开始充分考虑其整体抗震性,可以适当的增加结构墙体和建筑楼板的抗震刚度,有效控制高层建筑物的位移,有效增强整个高层结构的抗震连续性和抗震刚度,提高高层建筑的整体抗震能力,达到整体抗震防御目的。
4.4 提升结构设计精准性
在建筑结构设计当中,需要以更加精准的参数信息作为设计参考,这样才能提升结构设计精准性,把控好建筑结构所需要得到的各项性能,并将结果与实际需求加以分析和比对,以增强建筑结构设计的合理程度。在建筑结构病害问题当中,结构开裂问题是最为常见的,也是对建筑质量影响最大的因素,需要根据结构性能变化参数加以精确运算,以合理控制相应的数据范围。
4.5 结构设计技术优化
建筑结构优化技术能够提高设计结果的科学性,所以要明确结构设计技术优化方式与目标。在进行结构优化设计时,需要考虑对设计优化效果产生影响的因素,才能确保整个优化工作顺利、有序的完成。因为在建筑工程的具体施工时,需投入大量的经费、人员与各种资源。所以,为促进结构优化就必须做到成本的有效控制,保障建筑的质量。在进行结构的优化设计时,一方面,需要找准技术与建筑经济性之间的平衡点,使二者实现共赢,即使将一些先进的现代化技术应用其中,也不会产生过多的成本支出。另一方面,还需要认识到技术优化,让所有人员明晰优化技术的应用优势与必要性,保证最终的应用效果。
4.6 新材料与新技术的运用
为了让建筑结构设计方案更加符合建筑现代化设计指标,结构更加先进,可以满足现代建筑结构特点,设计者要掌握更新的技术与新型材料。如,在屋顶结构设计当中,最需要关注的就是材料的防水效果,新型材料各方面的性能会更加有效,具有隔热性能更强,能够避免因为过热气候等外在因素的影响而出现过热的问题。在屋顶结构设计中,最为经常用到的新型建筑材料涵盖了钢化玻璃、阳光板等。不仅如此,在建筑工程屋顶结构中,所运用的沥青防水卷材、高分子防水材料等在屋顶防水系统的设计和施工中具有高质量防水防渗的效果,很好的解决了屋顶渗漏的问题。而在门窗结构设计中,为了能够设计出提升居住体验感的主体结构,需要提升门窗结构降噪性、耐用性,可以选择钢化玻璃、铝合金门窗、镀膜玻璃等,此类材料的保温、隔热等性能更加优良,可以有效降低室内热量的消耗,具有节能的效果。
结束语
总体而言,建筑结构设计是建筑项目中的重要组成部分,直接影响建筑工程的后续施工和项目的资金效益,结构设计水平的质量决定了建筑总体质量。但是,建筑结构设计会受到众多因素的影响,问题的发生机率就会增大,所以要针对问题制定有效的解决策略,提升结构设计水平,保证建筑各项性能的标准性,避免因为结构设计问题而引发工程返工、资源浪费和资金损失。
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