大型公共建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討

吳楠

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，建筑施工也有著高標(biāo)準(zhǔn)的要求，特別是大型建筑的施工工程是非常多的，這是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需要。但是大型建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面存在著很多的問題，這些問題如果不進(jìn)行及時(shí)處理就會(huì)產(chǎn)生很多附加的問題，對(duì)建筑行業(yè)的發(fā)展是十分不利的，因此，要重視對(duì)大型公共建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，本文就是對(duì)這一問題進(jìn)行研究，對(duì)大跨度結(jié)構(gòu)和連體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)都進(jìn)行完善。

關(guān)鍵詞：大型公共建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；具體分析

經(jīng)濟(jì)在發(fā)展，社會(huì)在進(jìn)步，很多的基礎(chǔ)工程被建造，現(xiàn)代的基礎(chǔ)性工程大多是公共建筑，這些公共建筑的結(jié)構(gòu)一般都是大型的，這是現(xiàn)代社會(huì)建設(shè)的趨勢(shì)。大型公共建筑被建造對(duì)民生的作用是巨大的，但是在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上還存在問題，建筑結(jié)構(gòu)是整個(gè)建筑的核心，只有在建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)好，公共工程才能夠順利施工。

1 大型公共建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的闡述

建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，現(xiàn)在很多的公共基礎(chǔ)設(shè)施被建造，這是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，是城鎮(zhèn)化建設(shè)的需要，城市中大型公共建筑的質(zhì)量關(guān)系著城市的風(fēng)貌，在建筑施工前的環(huán)節(jié)就是要將建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)做好，但是這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不是容易的，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑的靈魂，只有將建筑的整體構(gòu)造出來，才能夠?qū)⒔ㄖㄔO(shè)的更好，特別是大型公共建筑結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到的建筑是整個(gè)城市的精神風(fēng)貌，涉及到的關(guān)鍵點(diǎn)是非常多的，對(duì)地理環(huán)境等要求特別嚴(yán)格，因此一定要做好大型公共建筑工程的設(shè)計(jì)工作。

2 大型公共建筑的設(shè)計(jì)理念

我國經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)高速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，城市中的基礎(chǔ)設(shè)施在進(jìn)一步完善，很多大型基礎(chǔ)設(shè)施在建造，但是我國的公共基礎(chǔ)設(shè)施在建造時(shí)有著很多的問題，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是其中的一個(gè)重點(diǎn)問題，如果施工的過程中沒有具體的建筑設(shè)計(jì)圖紙，建筑就是沒有方向的，這樣就使建筑的難度加大，因此，在施工之前就要完成建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

大型公共建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比普通的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求要高得多，在進(jìn)行公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時(shí)，一定要注意對(duì)周圍環(huán)境的考察，因?yàn)槲覀儸F(xiàn)代的建筑倡導(dǎo)的是綠色建筑，所以建設(shè)的過程中一定不能夠?qū)Νh(huán)境有著嚴(yán)重的負(fù)面影響，還有就是在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，要以節(jié)約資源兼顧質(zhì)量為目標(biāo)，我國的資源已經(jīng)在逐漸減少，應(yīng)該對(duì)資源節(jié)約利用，減少對(duì)資源的浪費(fèi)。要秉持著為人民服務(wù)的建筑理念，這些公共建筑建造的目的就是造福于民，一定要根據(jù)具體的建筑目的來設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)。

3 型公共建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的解析

3.1 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

大型建筑物的建筑面積是非常大的，在進(jìn)行基礎(chǔ)地基的設(shè)計(jì)之前，一定要對(duì)地質(zhì)進(jìn)行勘察，還要結(jié)合具體的情況來設(shè)計(jì)，例如，當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)層的穩(wěn)定程度，土質(zhì)主要由什么組成的，這些都對(duì)地基的建設(shè)是非常重要的，地基的建設(shè)決定了建筑平臺(tái)的臺(tái)柱的搭建深度，深度決定了建筑材料，這樣就對(duì)建筑成本產(chǎn)生了影響，因此在建筑設(shè)計(jì)時(shí)一定要注意對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)處理，只有親自考察，才能夠使設(shè)計(jì)與現(xiàn)實(shí)的建筑相吻合。

3.2 承重結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

大型的建筑在設(shè)計(jì)上都存在承重的問題，特別是公共基礎(chǔ)建筑的建造，例如公路的施工，這些路面的建設(shè)就涉及到建筑的承重，對(duì)建筑材料的使用要求是非常嚴(yán)格的，還有相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上必須經(jīng)過準(zhǔn)確的測(cè)量和計(jì)算，例如體育館的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，因?yàn)轶w育館的結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的，涉及到的體育類別較多，這樣就對(duì)建造的承重產(chǎn)生了要求，承重的設(shè)備和結(jié)構(gòu)部件的使用都是經(jīng)過精心計(jì)算的，才能夠選擇具體的設(shè)備，因此，在承重構(gòu)件設(shè)計(jì)上一定要使用延性設(shè)計(jì)。

具體來說，需要將整體模型中大型公共建筑上部網(wǎng)架結(jié)構(gòu)支座的反力荷載作用到建筑下部的混凝土結(jié)構(gòu)柱頂部分，然后利用相關(guān)軟件來計(jì)算大型公共建筑底部的混凝土結(jié)構(gòu)并反復(fù)校檢，同時(shí)還要進(jìn)行中震彈性驗(yàn)算，一般采用forten軟件結(jié)合SAP2000軟件來進(jìn)行計(jì)算。在體育館的整個(gè)混凝土框架結(jié)構(gòu)中，看臺(tái)部分占有很大比重，看臺(tái)的框架柱以及斜梁是主結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件，而整個(gè)大型公共建筑的布置會(huì)使得結(jié)構(gòu)的剛度中心稍微偏移。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，可通過在支撐建筑上部網(wǎng)結(jié)構(gòu)的框架柱柱頂和中間位置設(shè)置多道聯(lián)系環(huán)梁等方式來降低看臺(tái)柱的計(jì)算長度。

3.3 預(yù)應(yīng)力混凝土梁的設(shè)計(jì)

在一些較為特殊的大型公共建筑設(shè)計(jì)中，往往要考慮其實(shí)際使用情況。比如體育館經(jīng)常會(huì)有跳動(dòng)，而若此區(qū)域梁的跨度較大，則很可能會(huì)引起較為強(qiáng)烈的豎向振動(dòng)。，為了消除人們的不安全感、避免共振的發(fā)生，建筑結(jié)構(gòu)的豎向自振頻率應(yīng)當(dāng)大于3Hz。此外，體育館的訓(xùn)練廳等區(qū)域上空的大跨度混凝土應(yīng)當(dāng)施加預(yù)應(yīng)力，要均勻布置預(yù)應(yīng)力梁。預(yù)應(yīng)力筋的張拉系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)在0.76左右，其直徑應(yīng)當(dāng)在15.54mm左右。在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)當(dāng)注意，要根據(jù)計(jì)算結(jié)果的不同對(duì)建筑的不同部位進(jìn)行預(yù)應(yīng)力分類，控制預(yù)應(yīng)力梁的撓度和裂縫，以此來保證結(jié)構(gòu)的安全。

3.4 建筑頂部的設(shè)計(jì)

3.4.1 模型的設(shè)置

在進(jìn)行建筑頂部的設(shè)計(jì)前，需要設(shè)置相關(guān)的計(jì)算模型。一般來說，要對(duì)大型公共建筑的頂部進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算，頂部與下部混凝土的框架連接則要進(jìn)行建模計(jì)算，這在前面已經(jīng)詳細(xì)分析過?？傊?，要根據(jù)計(jì)算模型來對(duì)整個(gè)建筑頂部的整體協(xié)同工作進(jìn)行分析。

3.4.2 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

建筑頂部的支架結(jié)構(gòu)主要包括天窗支架結(jié)構(gòu)、天溝支架結(jié)構(gòu)等。而從實(shí)際情況來看，由于大型公共建筑的頂部支架與外界環(huán)境的接觸較多，其很容易受到外界溫度的影響，以致出現(xiàn)漏水或天溝拉裂等情況。檁條的結(jié)構(gòu)主要蜂窩式結(jié)構(gòu)、實(shí)腹式結(jié)構(gòu)等，其中應(yīng)用最為廣泛就是實(shí)腹式結(jié)構(gòu)。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，還要考慮到實(shí)際局部風(fēng)荷載系數(shù)，進(jìn)行局部的加強(qiáng)，以保證結(jié)構(gòu)的問題。

3.4.3 抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

抗震結(jié)構(gòu)作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一部分，其直接影響著整個(gè)建筑的安全。目前來看，鋼結(jié)構(gòu)是最常用的抗震建筑材料，因?yàn)槠浜苋菀仔纬纱髽?gòu)件，這可以提升建筑的整體性，提升建筑的抗震性能。而若鋼材料的強(qiáng)度較高，但發(fā)生地震時(shí)，其可以承受較大的能量，只發(fā)生變形而很難出現(xiàn)斷裂等情況。在進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)要應(yīng)當(dāng)要注意避免出現(xiàn)不連續(xù)等情況，因?yàn)檫@可能會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力過于集中，從而影響建筑的抗震性能。尤其要注意剪力墻、梁和柱的接頭等位置，這些位置若不牢固，則會(huì)使得作用力的傳接不夠順暢，從而對(duì)整個(gè)建筑的抗震性能造成不良影響。

4 結(jié)論

大型公共建筑主要用途是公共服務(wù)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞直接影響著使用的舒適度，因此十分有必要對(duì)其設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行探討。大型公共建筑在設(shè)計(jì)時(shí)必須遵循實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、節(jié)約性以及美觀性等原則。本文從大型公共建筑建設(shè)規(guī)模的確立、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、承重結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、后張預(yù)應(yīng)力混凝土墻的設(shè)計(jì)、建筑頂部的設(shè)計(jì)以及圍護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等多個(gè)方面進(jìn)行了分析，從而提升我國大型公共建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。

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