文/韓圣猛、盧晨光 山東省醫(yī)藥工業(yè)設(shè)計(jì)院 山東濟(jì)南 250000
對(duì)于建筑物的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),必須要充分考慮水平荷載和地震作用,要根據(jù)動(dòng)力性能的改變來進(jìn)行調(diào)整,有效提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能。
在對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),結(jié)構(gòu)延性也是較為重要的一個(gè)指標(biāo),如果建筑物沒有足夠的延性,容易出現(xiàn)變形,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)由于跨度過大而坍塌。
對(duì)于一些大型建筑物,為了使空間面積增大,就會(huì)采用框架體系,這時(shí)框架中柱所承受的軸壓應(yīng)力要比邊柱大很多,如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理,長此以往中柱就容易出現(xiàn)軸向壓縮變形,尤其是房屋過高時(shí),這種問題更為明顯,會(huì)導(dǎo)致中柱支撐的沉陷,嚴(yán)重影響整個(gè)建筑空間的質(zhì)量問題。
如果建筑物高度不斷增加,那就需要考慮水平荷載下建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移問題,如果發(fā)生側(cè)移就會(huì)對(duì)建筑物的整體格局造成影響,還會(huì)導(dǎo)致建筑物裂縫的出現(xiàn),尤其是隔墻、圍護(hù)墻等部位,同時(shí)電梯軌道也會(huì)隨之變形,嚴(yán)重時(shí)將會(huì)導(dǎo)致電梯無法正常運(yùn)行。
嚴(yán)格按照建筑具體的施工設(shè)計(jì)要求,選擇適宜的鋼筋混凝土,合理設(shè)置剪力墻結(jié)構(gòu)。借助房屋建筑分隔交接形式,科學(xué)設(shè)計(jì)短肢剪力墻,可以選擇Z型、T型等,保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有較大的剛度、較高的穩(wěn)定性。明確鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重心,健全對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系,在保證建筑上部結(jié)構(gòu)、地基基礎(chǔ)穩(wěn)定的同時(shí),適當(dāng)減小鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的剛度,美化房屋外觀。在設(shè)計(jì)的時(shí)候,以建筑轉(zhuǎn)換層剛度比為中心,合理控制上、下層的轉(zhuǎn)角值,層間位移限值等,做好防護(hù)工作。適當(dāng)增加建筑鋼筋混凝土側(cè)向結(jié)構(gòu)剛度,優(yōu)化設(shè)計(jì)水平加強(qiáng)層,提高剪切力,抵抗建筑外柱。此外,在設(shè)計(jì)該建筑結(jié)構(gòu)的時(shí)候,要嚴(yán)格按照抗震標(biāo)準(zhǔn),控制好房屋建筑高度,保證設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)具有較好的抗震性、穩(wěn)定性。
堅(jiān)持最優(yōu)原則,結(jié)合施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件等,客觀地設(shè)計(jì)地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì);堅(jiān)持因地制宜的原則,實(shí)地考察房屋構(gòu)建區(qū)域,具體分析存在的問題,確保建筑物的整體質(zhì)量。此外,傳力設(shè)計(jì)也是不可忽視的重要方面,起到?jīng)Q定性作用。由于建筑結(jié)構(gòu)的工作效能和對(duì)應(yīng)的傳力路線長短相關(guān),簡化傳力設(shè)計(jì),提高建筑結(jié)構(gòu)的承受力。如果民用框架房屋、荷載較多的多層框架廠房地基核心受力范圍中不存在黏性土層,樓層在八層以下,高度不超過25 m,不需要驗(yàn)算地基和基礎(chǔ)的抗震承載力。但在設(shè)計(jì)傳力的時(shí)候,一定要全方位考察施工現(xiàn)場,科學(xué)設(shè)計(jì)。
為了提高建筑的整體質(zhì)量,要盡可能少使用鋼量,最好選用強(qiáng)度較高的鋼筋材料、C30混凝土材料,提高鋼筋混凝土使用效果,減少建筑材料費(fèi)用。在此基礎(chǔ)上,還要全面而客觀地分析施工現(xiàn)場的地質(zhì)、水文等情況,特別要注意軟土地基。在使用高強(qiáng)度鋼筋、混凝土的基礎(chǔ)上,優(yōu)化構(gòu)筑物的橫截面積,減少荷載壓力,提高建筑的整體性能。
要實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的目標(biāo),還需要在設(shè)計(jì)中加強(qiáng)對(duì)材料因素的控制,尤其是對(duì)于鋼材、混凝土材料、磚體材料等主要材料的質(zhì)量控制。在設(shè)計(jì)優(yōu)化的過程中,應(yīng)結(jié)合建筑工程的實(shí)際功能要求,合理選擇施工所需的各類材料,保證材料的性能滿足建筑工程的需要,能夠使建筑的功能得到良好發(fā)揮,同時(shí),選擇材料時(shí),還應(yīng)注意對(duì)材料質(zhì)量的管理,確保所選購的材料質(zhì)量合格,且供應(yīng)商供應(yīng)能力滿足要求,以此來保證建筑工程施工的順利開展以及整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性。
在整體效果分析的過程中,應(yīng)把握好一些關(guān)鍵的指標(biāo),如結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、穩(wěn)定系數(shù)、安全性等,對(duì)其中不滿足建筑工程實(shí)際需求的部分進(jìn)行重點(diǎn)的分析與優(yōu)化,增強(qiáng)設(shè)計(jì)的合理性與完善性。此外,概念設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用,也能夠幫助實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化,如抗震設(shè)計(jì)等,其能夠有效的提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體效果。
針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,還應(yīng)該重點(diǎn)針對(duì)其相應(yīng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行全面審查和對(duì)比,確保其最終的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果符合各個(gè)方面的設(shè)計(jì)指標(biāo),尤其是對(duì)于經(jīng)濟(jì)性方面的指標(biāo)來說,更是應(yīng)該加強(qiáng)控制和優(yōu)化,避免其建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)結(jié)果較大程度上超出了原有的預(yù)算值,影響其后續(xù)的使用,而隨著當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展,對(duì)于美觀性指標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化也已經(jīng)成為了極為重要的一個(gè)方面。
恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式能夠有效的保證建筑結(jié)構(gòu)的整體安全性與可靠性,對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)形式選擇的優(yōu)化要與建筑高度相適應(yīng),根據(jù)建筑高度的要求,合理選擇適宜的結(jié)構(gòu)形式,以確保建筑整體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。目前鋼筋混凝土建筑的結(jié)構(gòu)形式中最為常見的是框架結(jié)構(gòu)形式,這種結(jié)構(gòu)形式配合剪力墻的建設(shè)能夠有效的承受建筑的結(jié)構(gòu)重量,從而保證建筑結(jié)構(gòu)具有良好的整體穩(wěn)定性。
首先,要通過對(duì)施工現(xiàn)場地質(zhì)水文條件的勘察與了解,對(duì)原有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的適應(yīng)性及可行性進(jìn)行準(zhǔn)確分析,避免基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不適應(yīng)施工區(qū)域地質(zhì)條件的問題發(fā)生。其次,要針對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的類型進(jìn)行充分分析,進(jìn)而在最大程度上提升其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型的可靠性,尤其是對(duì)于該類型使用的穩(wěn)定性和強(qiáng)度進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)估,判斷其是否能夠滿足建筑工程項(xiàng)目的基本需求,進(jìn)而較好地保障其應(yīng)有價(jià)值的呈現(xiàn)。最后,要加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工方案的審核工作,做好施工方案可行性分析,對(duì)其中存在的缺陷與不足及時(shí)進(jìn)行改進(jìn),保證施工的順利開展。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn),減少設(shè)計(jì)過程中的遺漏或錯(cuò)誤,不斷地進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),最終實(shí)現(xiàn)安全、適用、經(jīng)濟(jì)和耐久的目的。