土建结构设计中的细节与优化方案阐释

土建结构设计中的细节与优化方案阐释

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摘要:在人们物质生活水平不断提高的今天,人们对于建筑物的建设提出了更多和更高的要求。如果设计工作能够细致认真有效的完成,势必会给施工单位给予很大的便利。因此,在土建结构的设计过程当中,应当注重细节与优化设计,实现对土建结构设计的合理优化,达到对土建工程成本进行有效控制的目的,提高企业的工程利润率。基于此,文章就土建结构设计中的细节与优化方案进行简要的分析,希望可以提供一个借鉴。

关键词:土建结构设计;细节;优化方案

1.关于建筑基础细节的设计问题

设计人员在建筑工程的设计时候,往往缺乏实际施工经验,并且在通常情况下对于高层建筑物的实际过程中,设计人员么诶有地质方面较为详细的勘察报告,是根据建筑单位的报告获取设计过程中所需要的基础地质资料,并由此来设计建筑物的施工图纸。因为在报告过程中容易因为表述不清或者理解差异而使设计人员所最终完成的图纸与实际情况有所偏差,尤其是基础细节方面的问题,更容易出现错误。所以在设计师进行基础设计的过程中,一定要尽量获得最为准确的地质勘探报告,并且根据实际情况进行实地地质勘查,并结合建筑物多方面案的因素进行上层结构设计,若仅凭一方的资料对设计来说易造成不准确的现象,同时也不安全,在进行设计的时候,我们不能够自多主张的把耐力的容许值取小一些,认为这样就可以了。通常情况下,我们会选用换土垫层来对软弱地基进行处理。但是在实际操作中我们往往不进行设计,仅仅只是凭借自己的所积累下来的实际经验进行换土垫层相关操作。有些情况下,建筑物的设计人员往往对软弱地基的危害性认识不够全面,片面相信自己积累经验用垫砂层对建筑工程的承重力进行加强,并且没有详细的计算出来砂垫层需要的宽度与厚度,这种做法不但不安全还不经济。设计师在设计民用建筑时,不按照规定计算梁和柱的基础负荷值,造成梁、柱的承载能力不准确。

2.建筑物结构设计的原则

建筑结构设计,主要是为了确保建筑结构的整体设计具有更高的质量保证。使用中需要遵循以下几个方面的原则:

2.1刚柔度适合的原则

对于建筑结构的设计,需要保证刚柔度适合的原则。不然建筑结构设计过柔,在地震、风速等外力的作用下容易出现较大的变形,从而引发楼体倾倒。如果建筑结构设计过刚,那么建筑的变形能力就会大幅度降低,当建筑遭受瞬间较大的作用力时,建筑会因为柔韧度不够而遭到彻底的毁坏。

2.2抓重点、分主次原则

另一设计原则就是需要抓住建筑结构设计的要点,分清楚建筑结构设计的主次关系。因为在实际的设计过程中,对于每一个不同的组成构件,其所起到的作用是各不相同的,这样在设计的过程中,设计人员需要抓住设计的重点,从而确保建筑结构的设计更加的科学、合理。这样即使当建筑受到较大外力破坏的时候,建筑结构中的各个部件能够充分发挥自身的作用,合力抵抗外力的作用,从而保证建筑工程具有更高的稳定性。例如在对建筑工程梁柱进行设计的时候,由于建筑的柱结构往往承受的外力大于梁结构,因此对于梁柱的设计往往需要符合强柱弱梁的要求。

3.土建结构设计中的细节及优化方案

3.1优化框架柱设计

首先,工作人员应重视对框架柱的优化设计。通常情况下,工作人员需要对框架柱进行合理的选择,这就要求工作人员应通过对轴压比等数值的计算,对框架柱均进行合理的选择,确保能够符合施工要求。而通过对大量的土建工程进行对比,可以得知,在运用双偏压对框架柱进行计算时要比运用单偏压对框架柱进行计算的结果偏大,而工作人员在对框架柱进行计算时,经常使用双偏压对框架柱进行计算。因此,工作人员应先利用单偏压对其进行计算,再利用双偏压对计算进行检验,确定其计算结果能够满足施工要求与相关施工规范。由于轴压比对框架柱的截面尺寸有着决定性影响,因此,工作人员在对框架柱进行设计的优化时,不能对其截面控制的太紧,也就是要确保轴压比与限值之间保持一定的距离。只有这样,才能在降低钢筋使用量的同时,确保设计施工效果能够满足工程强柱弱梁的设计原则。

3.2优化框架梁设计

我国现行的建筑抗震设计规范对框架梁的截面尺寸进行了明确规定,具体如下:截面宽度应当不小于200mm,截面的高宽比应当不大于4,净跨与截面高度比应不小于4。在房建工程中,对框架梁的截面尺寸进行确定时,要充分考虑梁和柱在框架结构中的关系,框架梁的高度与跨度比可以取1/10~1/12,它的纵筋通常不会受到混凝土裂缝宽度的影响。同时,框架梁的合理配筋率应当控制在1.0%~1.8%,尽可能不要设置接近最大配筋率的梁,因为这样可以提升经济效益。

3.3优化独立基础

设计工作人员还应对独立基础设计进行优化设计。这是由于通常情况下,地基施工的造价成本是土建工程造价总成本的1/5左右,因此,对地基基础设计进行优化是十分必要的。同时,还应注意的是,在对建筑的基础结构进行设计优化时,应根据标准值进行独立基础的面积,不能根据设计值对其进行计算,这是因为参照设计值进行独立基础面积的计算时,往往会使结果偏大,也就增加了对钢筋的需求量。而利用标准值对独立基础的面积进行计算时,可以让地基的面积合理的减小,也就有效的建少了地基施工对钢筋的需求量。

3.4主梁有次梁处加附加筋

一般应优先加箍筋,箍筋的直径同主梁箍筋的直径,同时要求间距约为加密区箍筋间距的一半。主梁箍筋在次梁截面范围无法加箍筋或箍筋短缺时,可在次梁两侧补上附加箍筋。附加筋一般要有,但也不绝对。规范中规定,位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载,应全部由附加横向钢筋承担,也就是说,位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的垫梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力应加附加筋,但梁截面高度范围内的集中荷载可根据具体情况而定。当主次梁截面相差不大、次梁荷载较大时,应加附加筋。当主梁高度很高,次梁截面很小、荷载很小时,如快接近板上附加暗梁,主梁可不加附加筋。

3.5连续梁按单梁进行设计

这种情况多发生在阳台边梁的设计中。由于边梁上的荷载一般较小,没有引起设计得的重视,图受力分析方便,设计者把实际应为连续梁的梁按单简支梁进行设计,致使梁在支座处上部负筋配置量过少。这样必然引起梁在支座附近上部受拉区出现竖向裂缝,进而引起梁上部拦板出现竖向裂缝。如果该边梁长度较长时,问题将会变得更加严重。因为该梁一般直接暴露在室外,受环境温度影响较大。当环境温度变化时,梁的伸缩受到梁端柱或挑梁的约束,在梁内产生收缩应力,该收缩应力作用于原已产生的梁上裂缝处,引起梁的支座附近沿整个梁截面四周裂缝贯通,梁承载力降低,直接影响了使用安全。

综上所述,土建工程结构设计是一项较为复杂且系统的工作,为使结构设计更加合理,应当针对结构中的一些细节进行优化。因此,企业与相关工作人员应重视对土建结构设计的优化,通过对土建结构的细节进行合理优化,来对土建工程进行有效的成本控制,促进企业的健康发展,推动土建行业的进步。

参考文献

[1]苏银君.打通结构设计的“任督二脉”——结构设计的整体把握与细节探讨[J].安徽建筑,2015,01:136-137.

[2]李长福,张红.剪力墙结构连梁设计中的细节处理[A].百川利康(北京)国际医学研究院.2015年建筑科技与经济学术论文集[C].百川利康(北京)国际医学研究院:,2015:3.

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