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工程项目的建设,施工过程中为了节约建材或者抱有侥幸心理的建设单位常常会忽视抗震烈度设计要求。比方说,在某些抗震烈度要求为7的地区,普通的气体结构建筑从地下室开始算的话第一层可以设为车库,地面以上的部分为5层为居住房,当上部居住建筑的承重墙与地下室的承重墙不在一条直线上的时候,并且地面的居住建筑可以看作是没有基础。集中荷载作用在地下室的称重墙上,荷载不能有效的传递给基础。还有一个例子,某7层气体结构商品楼,一楼因为要保证商业门面的整体性以及流动性,是不设纵向承重墙的,这样就使得一层建筑只有水平承重墙,这样的结构抗震效果显然会比较低下。上面的两个例子在层数以及高度上都满足了设计规范的要求,但是没有能够联系到实际的结构特性,在建筑的选型方面就出现了较大的失误,因此最终的产品抗震性能很差。建筑物抗震设计主要由概念设计、构造设计和结构计算三个方面的设计。地震是无法预测的,出现之后往往会具有较大的破坏性,而抗争计算只能算作是保证建筑物抗震性能做有效的方式。
2使用PKPM软件在设计准确性中应注意的问题
夜上海论坛 2.1结构平面辅助设计软件PMCAD的应用1)交互式结构模型的建立。结构模型中的全部数据都可以参数的形式输入到软件中,并且还可以在三维模式中显示其构件的尺寸以及构件所承受的荷载。在输入过程中一定要保证每一项数据的正确性,满足结构力学、材料力学的模型,确保数据的合理性。值得重视的是:不同的作用荷载以及材料的尺寸应设置在不同的层面,荷载偏心的形式应当尤为注意要在软件上显示,重视在偏心距出现后对于承重墙以及圈梁等梁式结构连续性的影响。在操作过程中,若是已经出现了两个以上的层面,此时在对某一层面的编辑过程中就要注意禁止对任何一个层面进行整体上的移动,因为所有的偏心设置坐标都是以原点为基础,某一层面的移动会是图纸上反映的层面出现整体偏差。在软件上进行建筑结构的组装时必须是要按照自下而上的顺序进行。填充墙在输的过程中要注意只能按照梁的输入形式进行,并且该填充墙的输入只能以梁上荷载形式来进行。并且输入的数据必须是标准值。2)PK文件的生成。就气体结构而言,需要由梁的数据输入之后形成墙梁的连续PK数据文件,气体结构墙体在没有进行抗震验算时梁上是不需要输入荷载的。而底框砖房与气体结构存在很大的差异,不能利用框架梁生成连梁的PK数据文件,不然框架上荷载的生成过程中会出现遗漏的问题。此时软件中出现的pk数据文件还需要在一定的程度上尽心操作,并经调整系数换算,不然文件打开后会使得梁上荷载会与标准值出现较大的偏差,导致在结构配筋的过程中出现支座钢筋偏大而跨中钢筋偏小的问题。
2.2平面框排架计算及绘图软件PK的应用1)框架绘图。在计算的过程中往往会出现结果表明梁柱属于超筋,在这个时候可以选择绘图,但是要注意在这样的数据下做出的图纸是不正确的,此时图纸显示的配筋可能与计算的结果存在较大的差异,原本的超筋在此时说不定就是适筋甚至少筋。此时文件数据都需要做出相应的调整才能绘出正确的图纸。2)柱的轴心压力荷载是输入柱的信息时一个十分重要的部分,PK软件是以柱的最大配筋率来确定柱是否超筋,因此软件显示的数据并不能确保所选柱的截面一定就是适合的。
2.3独立基础及条形基础设计软件JCCAD的应用在利用软件进行地基计算的过程中,相关的设计工作者不能忽视两个方面的问题:1)基础的反作用力分布和基础徐变的改善方式;2)基础以上结构刚度的确保问题。有关的建筑法规以及建筑章程明确指出,基础反作用理想化为直线分布时,计算的过程中应当乘以一定的调整系数。若将地基看作是弹性介质并理想化为弹性模型时,此时上部结构的刚度就是计算过程中应当首要考虑的因素。1)对于气体结构:砖混荷载是经过PMCAD按照设计规范计算出来的荷载值为主要依据。2)对于框架结构:一般以PK荷载为基础,并与经TAT、SATWE计算后的组合荷载作为分析依据进行确定。
3结语
要想有效实现混凝土框架顶层加建钢结构的目标,就一定要明确两者之间的区别。混凝土框架具有自重大、刚度大、震害明显、密闭性好、整体性好、抗压性好、不易受外界侵蚀等特点;钢结构具有自重小、延性好、耐火性差、密闭性差、易受外界侵蚀等特点。混凝土框架与钢结构均是借助传统力学和数学公式进行受力计算的,同时在进行抗震设计的时候,均需要设置多道抗震防御体系,这样才可以保证结构的整体性与牢固性;在进行管理的时候,无论是混凝土框架还是钢结构,均需要管理人员具备相应的专业素质与技能,对施工中可能出现的风险、隐患、质量问题等进行预防与处理,保证施工的顺利完成。当然,两者之间也存在着明显的区别:首先,材质方面。混凝土框架主要就是由钢筋与混凝土构成,自重非常大;钢结构主要是由钢构件连接组成,自重比较小。其次,震害结果。根据相关资料显示,混凝土框架震害主要表现为裂缝,局部倒塌,很少出现整栋楼倒塌的情况;钢结构在地震作用下,经常发生失稳、扭曲、变形的情况,并且因为整体性比较差,因此在进行设计的时候,定要对整体性进行充分的考虑。最后,施工管理方面。在实际施工中,对于相同面积的施工,钢结构要比混凝土框架施工快;在现场施工的时候,混凝土框架施工需要进行现场支模浇筑,进行预制构件工厂加工的情况不多,而钢结构需要在工厂加工很多的预制构件,之后运输至施工现场,进行相应的安装与焊接。除此之外,针对工程造价而言,钢结构也要比混凝土框架低一些,在进行实际施工时,可以根据市场情况,进行适当的选择。
2加建工程的现状
我国加建设计起步比较晚,与世界先进国家之间存在着一定的差距。随着社会的不断发展与进步,科学技术水平的不断提高,加建工程得到了很大的发展空间,并且在我国各地都开展了一些旧房挖潜、改造、加建等工程,并且在上海、重庆、广州、贵阳、昆明等地都将旧房改造工程列入到了城市规划项目当中,颁布了相应的文件与规章制度。由此可以看出,我国加建工程得到了很大的发展空间。1)由以往的单个房屋加建发展为成片住宅区的加建工程;2)各种新材料、新工艺应用到了加建工程当中;3)轻钢结构加建技术得到了深入的分析与研究,并且在加建工程中得到了广泛的应用。
3钢结构加建的优缺点
开展钢结构加建工程的时候,具有以下优点:1)节约土地,提高土地面积的使用效率,缩短建设工期;2)因为钢结构的自重比较轻,因此,加建部分的荷载作用对原结构的影响非常小,不需要单独对地基进行加固处理,这样不仅可以减少工作量,还可以缩短工期,节省部分施工成本;3)钢结构具有较强的多样性,在进行加建的时候,可以充分发挥空间的优势,降低对原建筑结构的影响;4)钢结构加建的适用范围比较广,不仅可以对房屋建筑进行加建,还可以对工业建筑进行加建,因此,在建筑加建工程中得到了广泛的应用。当然,其也存在着一些缺点:1)在进行钢结构加建之后,其整体建筑结构就会呈现一种上柔下刚、上轻下重的质量与刚度分布,导致建筑整体性较差,缺乏一定的抗震性能;2)钢结构耐久性较差,在进行加建的时候,需要进行防腐、防火等措施的考虑,这样就会增加一些建筑材料的使用,此时不仅会涉及到原材料的质量问题,还要考虑原材料的成本问题,因此,存在着一定的不足。
4混凝土框架顶层加建钢结构设计
1)楼板设计。在设计楼板的时候,现阶段一般选用的都是现浇灌技术。目前,现浇灌技术是楼板设计中最为常用与有效的方法,在采用此种方式进行钢结构施工的时候,可以有效提高建筑结构整体的稳定性、牢固性与安全性。同时,在钢结构施工中,此种方法可以对出现的问题进行灵活的处理与调整,根据实际情况,提出有效的解决办法,保证楼板设计与施工的顺利进行,确保建筑工程的整体施工质量。2)梁设计。在进行梁设计的时候,一定要结合国际设计标准与实际设计情况,制定合理、科学的钢构设计要求:首先,在进行梁设计的时候,一定要保证其截面宽度不会低于200mm,同时宽度与高度之间的比值不要超过4。其次,在梁设计中必然要使用一些钢筋,对其使用钢筋也要进行一定的规定,保证梁结构具有一定的硬度与抗震性能,进而确保建筑工程整体结构的牢固性与安全性。最后,在设计扁梁的时候,一定要保证梁中线和柱中线重合,采用双向布置结构。同时对扁梁进行严格的计算与设计,保证其结构的合理性与科学性,增强建筑工程整体结构的稳定性。3)柱设计。在进行柱设计的时候,一定要保证其截面符合设计标准:通常情况下,柱截面宽度与高度均不可低于300mm,柱直径一定要超过350mm,截面短边与长边的比值不可以超过3,柱纵向钢筋配比不可以低于0.2%等。在设计柱的时候,一定要严格遵照以上要求,这样才可以保证柱设计的合理性与科学性,同时增强钢结构的稳定性,保证建筑工程施工的顺利完成。4)基础承载重量构件设计。在进行基础承载重量构件设计的时候,一定要综合考虑各方面的因素,结合建筑负荷、结构形式、施工状况等,加强基础设计的合理性与科学性,使其达到建筑工程整体设计要求。针对设计不合理、不符合要求的部分,一定要进行相应的修改,保证其设计的合理性与科学性,这样才可以保证建筑工程整体的施工质量。
5结语
夜上海论坛 【关键词】土木工程建筑;结构设计;问题
夜上海论坛 土木工程是建造各类工程设计的科学技术的统称,其主要内容不仅包括设计、维修、施工等技术类活动,也包括房屋、道路、管道、桥梁以及电站和港口等一系列工程建设对象等,在工程项目建设中极为重要。现阶段,经多项工程项目研究发现,土木工程建筑的结构设计中仍存在诸多问题,不仅影响工程施工进度,甚至可威胁到建筑项目的安全性,后果严重。要想解决这一问题,需重视并有效设计土木工程建筑结构,防治以往结构设计中存在的重点问题,以增强工程施工安全性,保证工程项目施工的顺利开展。
1 土木工程建筑结构设计中存在的主要问题
1.1工程选址问题
夜上海论坛 工程选址是开展土木工程建筑项目的基础,与其结构设计关系密切,这就需要项目负责人员积极做好选址工作,保证工程项目结构设计的科学性与有效性。但是现阶段,许多土木工程并不重视选址问题,甚至有些工程项目的建设方单纯依赖于风水或迷信等,做不到科学选址,不仅可影响到项目结构设计效果,严重者工程施工后期甚至可造成坍塌等,破坏性较大。
夜上海论坛 1.2基础结构设计问题
土木工程建筑的基础结构是其重要组成部分,不仅与上述1.1中的工程选址联系紧密,而且与工程施工方案也具有一定的联系,而施工方案的选择则是项目工程结构设计中的一项重要问题,目前许多土木工程施工方案的制定均无法完全实现其原有的结构设计要求,尤其是基础结构,其稳定性与强度均未达标,严重影响工程结构设计效果与实际施工质量。
夜上海论坛 1.3房屋建筑中承重柱与构造柱的区别问题
夜上海论坛 一般来讲,在土木工程项目施工中,为了增强房屋建筑的抗震性能,需科学地对柱梁构造进行合理的结构设计,避免形成裂缝,以提高施工质量。但是在实际操作中,许多结构设计者对承重柱和构造柱认识不清,有的设计者甚至会把承重柱设计方式插入至构造柱结构设计中,导致构造柱的有些设置丧失原有根基,一旦发生强震,工程结构可发生剧烈沉降,且裂缝还会导致建筑物倒塌。同时,有些工程结构设计将承重柱截面面积设计太小,当受到外力时,梁柱易发生开裂,影响工程质量。
夜上海论坛 1.4环境因素影响问题
在对土木工程建筑进行结构设计时,不仅需要考虑其耐久性与安全性,还需考虑工程施工地的土壤温度与水土酸碱度等相关环境因素,但是部分建筑工程项目往往忽略这些关键内容,导致结构设计仅限于理论中,当实际施工时易发生安全事故,危害性较大。
2 对土木工程建筑结构设计的建议
2.1施工前测量工程地基
夜上海论坛 工程施工前,可先采用计算机与GPS技术对工程地基进行科学测量、核算,确保工程施工的可行性与安全性。同时在高楼作业时需快速发展管理信息系统MIS技术,并结合计算机以辅助CAC科技,完善高楼建筑施工系统及其相应的管理体制,在减少经济投入的基础上,保证建筑质量。
2.2结合力学知识,于工程建筑结构设计中融入施工工艺
夜上海论坛 当前环境下,随着先进科学技术研究的逐渐深入与施工技术的不断革新,传统的结构设计已经无法满足目前土木工程建筑项目施工的需要,所以在现阶段的工程施工中,结构设计人员需在传统施工技术的基础上,增添新元素,充分结合力学知识,并将先进的施工工艺融入至结构设计过程中,不断更新设计方法,防治工程质量问题。
2.3选用适当的建筑材料
现阶段,由于建筑材料市场在不断发生变化,材料的利润逐渐减小,同时人们日常生活水平逐渐提升,社会大众对房屋建筑质量的要求越来越高。这种情况下,土木工程建筑也迎来了新的挑战,施工材料是土木工程建筑的基础原料,所以其建筑材料的选用十分重要,可在施工过程中有选择性地选用安全性较高的新型材料,以保证工程项目的施工质量。
2.4充分应用先进科学技术
夜上海论坛 21世纪是新知识经济的时代,土木工程建筑也要随之发展,保持与时俱进,就目前情况来看,土木工程建筑行业中已经出现了许多新型的高科技产品以及绘图工具等,均大大提升了工程建筑结构性能,且科学、精准的设计施工图纸能够有效减小施工误差,减少意外情况,同时还可优化工程项目施工的结构设计,增强其可行性与安全性。另外,在工程项目进行施工时,还需增强施工信息化建设,科学管理结构设计程序,选用适当的施工材料,并把握合理的施工进度,提前做好工程预算工作,保证工程施工的顺利进行,以尽量缩短工期,保障施工质量。
参考文献: