杨丽华
天津市市政工程设计研究院天津300392
摘要:在建筑领域中,建筑结构设计是一项系统化工程,核心要求就是保证安全、质量和经济,要求建筑结构设计要做到细致化、全面化,这给设计人员提出了更高的要求。本文对提高建筑结构设计质量的措施进行了分析研究。
关键词:建筑;结构设计;质量;措施
引言随着建筑行业的快速发展,人们越来越注重建筑工程质量和功能的发挥。因为建筑结构工程具有系统性和复杂性的特点,任何环节发生问题,特别是建筑结构工程质量缺陷,直接影响到工程的整体质量,影响其使用寿命和功能的正常发挥。必须高度重视建筑结构的设计,做到细致化、全面化,保证建筑结构工程的安全、质量和经济。
1建筑结构设计概述
1.1建筑结构设计的类型和基本要求。根据不同建筑物的不同的使用功能,在建筑类型的设计要求和设计标准上也有着不同。从用途上分为民用建筑物和工业建筑,从层数上可以分为超高层、高层、单层、多层建筑,从使用材料上可以分为砌体、混泥土、木结构、钢结构、混合结构等。比如常说的剪力墙结构、排架结构、框架结构、筒体结构都是按照建筑物的结构形式不同进行类别划分的。建筑结构设计要满足三个要求:一是抗震要求,要根据不同的结构类型、建筑物高度、所在地区烈度综合考虑建筑结构的抗震设计。二是相关计算,设计时要进行正常使用极限状态的计算和承载能力极限状态计算。当结构上多种不同效用同时发生时要对不同作用下的不同效应进行计算和分析,识别最不利情况组合。
1.2建筑结构设计的重要性。建筑结构设计不仅要让建筑主体满足各项使用要求,还要确保建筑的安全和经济。随着市场经济的不断发展,工程项目当中建筑结构设计越来越重要。要科学制定合理的工程结构设计方案,采取最有效的措施和施工工艺,加强质量和成本控制措施,保证工程质量和经济性能达到最优。在实际的设计施工过程中,要提高结构的安全性,势必要增加成本投入,要想在保证建筑工程质量安全的同时,最大程度的节约成本,必须要研究安全性和经济性的关系。当前建筑结构设计要提高结构设计的安全性,必须要提高施工材料的质量,在保证质量的前提下,确定最科学合理的结构设计模式,达到性价比最高化。
2建筑结构工程存在质量问题的原因分析
2.1建筑基础工程质量问题分析。建筑基础工程是整个建筑工程的根基,受地质条件影响作用很大,极易出现质量问题。建筑基础工程质量问题主要包括破坏性质量问题和常见质量问题。破坏性质量问题如整座建筑裂缝、倾斜或变形;常见质量问题比如地基基础的不均匀沉降,使建筑装修工程出现开裂。出现上述质量问题的原因,一是地基结构设计存在局限性。地基结构质量决定着整体工程结构的安全,设计人员在地基结构设计前,没有深入了解地基所在区域的地质条件、土层情况、温度、水位等情况,对工程使用功能以及周围建筑物的地下设施位置、标高等内容掌握不清楚,钢筋混凝土受土壤温度、环境湿度和酸碱度影响较大,使用寿命降低,使工程结构耐久性降低。二是抗震性能设计存在问题。建筑工程抗震性能设计要求设计的结构在不同水平的地震作用下具有明确的性能水平,实际设计中对整个建筑物结构体系的抗震性能设计缺乏明确的抗震性能安全水平指导,抗震性能设计多是在“小震”作用下进行的设计强度,设计抗震性能偏低。三是执行安全标准规范不严格。建筑工程结构施工设计还存在技术性差、可靠性低的问题,对工程结构设计相关的标准与规范执行不严格,或工程结构设计时没有考虑施工周围的环境、地质和土的承载能力,导致结构设计中出现安全问题。
2.2建筑主体结构质量问题分析。建筑主体结构的质量直接影响建筑的使用寿命,常见的建筑结构质量缺陷是水平结构质量缺陷和竖向结构质量缺陷。水平结构质量缺陷如钢屋架、混凝土大梁、现浇板、混凝土构件、阳台和雨棚等悬挑结构出现不同程度的破坏,或板根部出现裂缝。引起钢屋架破坏的原因,一般是因为制作和施工质量出现问题,或建筑主体结构关键部位出现焊接的质量问题,或钢屋架未做防腐处理引起结构破坏,或钢屋架下弦超重负荷,建筑结构设计时忽略了整体支撑力,钢屋架结构出现失衡问题;引起混凝土大梁破坏的原因,一般是因为建筑设计断面不够宽、钢材标准配置不够、混凝土强度等级不够或建筑梁端构造支撑设计不合理;引起悬挑结构破坏的原因,通常是因为钢筋位置摆放不合理、钢筋不按照设计要求的规格型号使用、钢筋老化、腐蚀等,或悬挑构建根部断面过小、过早拆模、混凝土强度不够等;引起混凝土构建表面裂缝的原因,通常是因为混凝土质量引起;竖向结构质量缺陷实际上多是墙柱质量问题,建筑结构设计时,要进行正常使用极限状态的计算和承载能力极限状态计算,如果计算方法不对,会导致安全系数偏低,或施工过程中不能严格按照设计标准进行操作施工,达不到建筑结构设计的标准,容易发生墙柱开裂、倒塌等质量问题。
3提高建筑结构设计质量的措施
3.1加强建筑结构设计时的质量管控。在建筑结构设计过程中,要根据不同建筑物的不同的使用功能,在建筑类型的设计要求和设计标准上进行明确清晰的界定,建筑结构设计必须满足抗震要求,要根据不同的结构类型、建筑物高度、所在地区烈度综合考虑建筑结构的抗震设计。设计时要进行正常使用极限状态的计算和承载能力极限状态计算,识别最不利情况组合。要提前制定科学合理的工程结构设计方案,综合各方面因素,确保方案的安全可靠、经济适用,对整个建筑工程造价和施工技术进行可行性判定。全面做好建筑结构设计阶段的质量管控,采取最有效的措施和施工工艺,加强质量控制措施,在确保施工材料质量的基础上,确定最科学合理的结构设计模式,提高结构的安全性。
3.2科学设计地基结构。地基结构质量决定着整体工程结构的安全,因此做好地基结构的设计工作不容忽视,地基结构设计前,要深入了解地基所在区域的地质条件、土层情况、温度、水位等情况,全面考虑土木工程使用功能以及周围建筑物的低下设施位置、标高等内容,确保工程地基的安全与稳固。
3.3严格控制结构设计变更。建筑工程结构设计是一项复杂的系统工程,各个项目之间设计紧密联系、相互衔接,一个结构变更影响的不仅仅是该结构中的施工工艺和施工性能,会影响到和该结构相关的其他结构。因此,设计时要加强与各部门的沟通与协调,获得全面、有效、准确的一手信息与资料,在确保设计质量和安全性的同时,还要有预警性措施,设计时统筹考虑各种影响因素,尽量减少设计变更,将影响控制在最小范围内。
4结语
建筑结构设计是建筑工程建设中的一项重要环节,是一项复杂、系统的工作,建筑结构设计质量的高低决定着建筑物整体质量,设计时需要各个不同部门以及设计人员相互配合协作,确保建筑结构设计的质量符合标准要求,提升建筑结构设计的质量,才能有效保证建筑工程的整体质量。
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