路会兰
(河北拓朴建筑设计有限公司, 河北 石家庄 050000)
建筑物的承载力和安全性能否达到规定的标准,必然与设计环节有关。严格按照管理制度执行设计任务,加强施工过程控制。设计应遵循以下三个原则。第一个是安全。施工安全和使用安全应得到保障,施工任务在开发阶段会遇到一些意想不到的问题,影响安全的使用,设计应体现出预防技术。建筑结构能否达到安全使用寿命也是设计任务中的一个特殊问题。结构之间的平衡得以维持,力的形式更为科学。其次,结构的耐久性。根据调查结果可知,提高建筑结构的安全使用寿命与方案设计有很大的相关性。
结构设计应与整体建筑形式相结合。这不是一项单独的任务。建筑结构投入使用后,会受到风力的影响。结构越高,效果越明显。在设计时,必须准确计算结构的抗风能力,分析结构的水平力和垂直力。如果是高层建筑工程,设计中还应考虑建筑材料,尽量减少对地基的压力,将结构重量控制在安全范围内。基层承重结构的设计需要引入建筑物的总高度参数,从而得到更科学合理的施工方案。结构承载力也需要与其他结构相匹配,因此设计人员也应考虑承载力之间的相互作用。
混凝土结构计算前,应进行概念设计,综合考虑整个工程,判断工程可能存在的薄弱环节,并采取相应的结构措施加以加强。对于一些严重影响结构安全的不规则现象,如接缝、墙体、柱的增加、局部结构布置的改变等,应采取措施。一些方法,如部分改变建筑方案,可以用来解决这个问题。
高强度混凝土和一些特殊性能混凝土具有强度高、耐久性好、弹性模量高等优点。在一些大型高层建筑中,特别是框架-剪力墙结构和框架结构,能有效减小结构构件的截面尺寸,为建筑赢得良好的空间利用效果。在混凝土中加入适量的掺合料,可达到缓凝、抗渗、抗冻、抗裂等特殊效果。两种方法的缺点是高强混凝土凝结速度快,施工工艺复杂,造价高。掺合料的配比必须严格控制和试验确定,在一定程度上增加了施工成本和施工周期。
在结构方案设计的早期阶段,对于某一具体设计项目,首先要分析该项目的具体特点,选择与该项目相匹配的混凝土强度和掺合料类型。对于高层框架结构和框架剪力墙结构,在满足规范要求和保证该地区施工技术的前提下,设计人员应优先选用高强度、高性能的混凝土,以达到良好的经济效益。对于单层、多层和多层较低层剪力墙结构,在满足规范最低要求的前提下,宜选择该地区较常见的混凝土类型,也可取得良好的经济效果。
与传统多层建筑相比,高层建筑钢筋混凝土结构的设计要求整体结构体系更高。在混凝土结构设计中,根据建筑物的总体规模和功能选择合适的结构类型,根据结构类型、地震烈度和场地类型确定现浇钢筋混凝土构件的抗震等级。此外,结构自重直接影响到建筑物的地震力大小,这就要求设计人员合理选择填充墙材料。在满足建筑要求的前提下,尽量选用轻质材料,以减小地震力,降低建筑成本。
在高层建筑钢筋混凝土结构设计阶段, 结构参数计算对整体工程设计质量有重要的影响作用。因此, 在设计过程中,相关人员需要结合整体高层建筑结构内在应力, 合理地计算整体结构的运行参数。现阶段, 在高层建筑钢筋混凝土结构设计参数核算环节, YJK、PKPM 等几种类型是常用的结构设计软件。在实际结构计算环节中,每种操作软件计算模式都有其独特的特点。因此,在设计过程中,相关设计人员需要根据结构类型选择合理的计算机计算软件,在此基础上对不同计算软件的计算结果进行统一分析,确定最佳设计方案。计算完成后,设计人员首先根据设计经验判断计算结果的正确性。在判断计算结果可靠性的前提下,应根据现行规范的循环比、刚度比、偏心距、位移、位移比等限值对计算模型进行调整,最终得到满足可以获得代码。
此外,在高层建筑钢筋混凝土结构变形缝的设置过程中,根据建筑平面和立面的复杂程度,通过变形缝将结构划分为不同的规则单元。同时,在预埋端的设计过程中,由于高层建筑有地下室和防空设施,在地下室屋顶和防空屋顶的位置需要合理设置预埋端。在预埋端设计过程中,相应的高层钢筋混凝土结构设计人员应注意预埋端上下层的刚度比,采用合理的结构布置,使在地震作用下,预埋端真正出现在设计预埋端,以保证预埋端在地下结构顶部的实际有效性,起到稳定作用。
综上所述,结构设计是一个长期、复杂甚至循环的过程。此过程中的任何遗漏或错误都可能使整个设计过程更加复杂或使设计结果不安全。因此,在建筑结构设计过程中,结构设计人员必须合理、周密、多面考虑,保证结构模型的准确性。在保证结构安全的前提下,尽可能做到最合理、最经济、最优化。