摘 要:隨著城市化腳步的加快,人們對于建筑結構的要求有了更高的標準,為了滿足人們更高標準的需求,建筑結構設計不斷推陳出新,但是建筑結構設計的合理性和科學性始終是重中之重,在檢驗其設計的合理性與科學性的同時,一些缺點也就暴露了出來,找出這些問題并對其施行合理有效的應對方法,不僅是對建筑工程的綜合提升,也能最大程度上保障人們的生命和財產安全。
關鍵詞:建筑;結構設計;補救措施
一、建筑結構設計的現狀
隨著國民經濟的不斷發展,我國建筑業也在意肉眼可見的速度發展著。過去建筑的建立,僅僅為滿足其辦公需求或使用需求而建立,如今,在滿足其這些需求的基礎上,建筑設計的外觀更加獨特、美觀,安全性也比以前大大提高。但當前建筑結構設計的現狀卻不容樂觀。
(1)對設計人員的資質、素養缺乏重視
大多數公司的流通資金有限,公司職員數量有限,且其中部分員工缺乏實際經驗或經驗不足,而公司出于節省資金或時間,不考慮設計者的實際能力去派發設計任務,就會使結構過程出現疏漏。在他們看來,結構設計僅僅是依靠計算機等工具簡單繪圖,精確而又簡便,但實際上,由于一些客觀因素,設計師們不能用過于精密的儀器去計算,而是要依靠整體結構體系和分部機構體系之間的關系以及其他方面的原理,去制定一套科學合理并且可行的設計方案。這就要求設計師擁有豐富的設計經驗與想象能力,而不是僅僅依靠計算機等儀器。因此,對于設計人員的資質素養等,要有全方位的考量。
(2)過于依賴計算機軟件
由于科技的發展,整個社會呈現一種信息化網絡化的狀態,每一行每一業似乎都離不開計算機。但即使計算機給設計人員帶來了極大的便利,它仍舊只是一種輔助工具,對于不同結構形式、類型的工程,計算機軟件所適用的前提原理是不同的。由于每個建筑結構設計的要求各有不同,所需要的原理各有不同,因此設計人員不能把設計軟件作為建筑結構設計的普遍基礎,還要考慮主客觀因素進行結構設計。不僅如此,對于設計軟件所給出的設計數據是否具有合理性和科學性,還要進行人為的考察。
二、建筑結構設計存在的問題
(1)裂縫問題
在建筑結構中,常見的裂縫主要有四種,即由塑性變形引發的裂縫、結構裂縫、由溫度應力導致的裂縫和應力裂縫,每一種裂縫產生的原因也是各不相同的。
①由塑性變形引發的裂縫
一般出現在混凝土硬化之前,由于混凝土在硬化前處于塑性狀態,上層建筑對其施加一定的荷載作用,容易導致結構產生裂縫。
②結構裂縫
以現澆樓板為例,它的板面內外剛度會造成墻體的相對剛度過低,從而導致墻體剛度較弱的地方產生裂縫。
③由溫度應力導致的裂縫
與由塑性變形引發的裂縫切好相反,溫度應力引發的裂縫形成一般是在混凝土澆筑完成之后,由于混凝土內部散熱較為困難,溫度較高,而混凝土表面散熱較快,與內部溫度形成極大反差,從而導致混凝土表面出現裂縫。
④應力裂縫
由于混凝土的強度還未達到一定程度,就進行了脫模等一系列行為,導致混凝土結構的徐變收縮,因此形成了應力裂縫。
(2)耐久性問題
在建筑結構設計中,質量問題是重中之重,但在考慮質量問題時,設計者往往都沒有對材料的耐久性作深入的剖析。
①沒有對材料本身耐久性進行勘察
在建筑結構的材料選取時,首先都會考察該材料是否達到了所能承受的重力標準,質量是否符合要求,但任何材料都有其使用年限,如若放松對耐久性的考察,人們的生命和財產安全也無法做到全面保證。
②沒有對影響材料耐久性的因素進行分析
建筑物周圍環境會對耐久性造成重要影響。例如某些材料在經過雨水浸泡,陽光曝曬,其耐久性就會大幅降低,因此必須對影響耐久性的因素進行分析,并采取應對方案。
(3)抗震問題
在我國雖然大部分地區極少出現地震現象,但建筑結構設計理念中始終會加入抗震理念。最為普遍的抗震問題就是縱向框架和橫向框架的問題。很多設計者在設計過程中往往會忽視縱向,僅僅考慮橫向框架,這就使建筑物的抗震能力大幅下降。
三、關于建筑結構設計中存在問題的補救措施
(1)裂縫問題的補救措施
在建筑工程中,裂縫問題是一個較為普遍的問題,由于產生原因各不相同,因此,在解決裂縫問題時,也要考慮各種環境、結構形式等因素。
①是由塑性變形引發的裂縫的補救措施
最大程度的保證混凝土結構的整體剛度,避免混凝土結構內部產生剪應力和拉應力;在結構設計的過程中,應根據實際情況來選擇鋼筋直徑和骨料級配。
②結構裂縫的補救措施
在鋼筋混凝土梁的底部加入適當的鋼纖維,不僅可以共同承擔上方的部分拉力,還可以共同抵抗開裂變形,對裂縫起到了制約作用。除此之外,還可提高鋼筋混凝土的抗裂能力,使其符合規范中有關裂縫寬度或者抗裂度的使用要求。
③由溫度應力導致的裂縫的補救措施
優先選用建筑平面布置規則、受力簡單的結構布置,不要采用過多的凹凸型結構,避免因溫度應力集中而產生裂縫;保溫層的設計必須要滿足熱工要求,并且適當增大保溫層的厚度也可以減小溫差。
④應力裂縫的補救措施
在建筑的外墻角位置上布設放射筋,使混凝土結構滿足應力要求,進而減少并抑制裂縫的形成。
(2)關于耐久性問題的補救措施
①在建筑設計過程中,選取材料要優中選優,對每一種材料進行分析對比,首先選取優質的水泥品種,對其抗凍融性進行比較。其次結構的設計也要避免低溫高溫的結構措施。
②要根據建筑物所在環境去選擇材料,對于建筑工程來言,過高或過低的環境都會對工程造成影響,因此,要在設計過程的初始環節未雨綢繆。
(3)關于抗震問題的補救措施
按照當前的建筑抗震設計規范,縱向結構框架和橫向結構框架都應該分別計算水平地震作用,所有的地震作用力都應由該方向的抗側力構建承受,以達到最大程度的抗震作用。
四、結語
在建筑結構工程中,結構設計是一個重要環節,質量問題與安全問題都不容忽視。為了避免事故的發生,這就要求設計者擁有良好的素養與高超的設計水平與經驗,而在不斷發展的建筑業中,各種新奇的建筑層出不窮,這就要求設計者的工作能力和想象能力全面發展,不僅如此,對于建筑結構設計中不斷出現的問題,也要進行合理的規避。
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(作者單位:天津天一建設集團有限公司)