现代民用建筑结构设计关键技术发展探析
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摘要：国内经济持续高速增长促进了民用建筑行业的长期成长。但随之产生的问题除了建筑施工过程不符合规范建筑结构不合理是影响建筑质量的最重要问题。由于民用建筑由于其功能丰富用途广泛,比工业建筑复杂得多高质量的建筑结构设计不仅能充分使用有限的土地资源更能提高人们的生活水平保障民众人身财产安全。
关键词：民用建筑；结构设计；技术
中图分类号：TU318文献标识码： A
引言
建筑从古至今一直是一种艺术，精美的建筑是建筑设计师把相关美学的设计和建筑结构的设计相互紧密相结合的产物。对房屋结构设计很多人都是把适用、安全、经济、美观等因素作为设计的要求，也是设计者设计出来建筑物要达到的效果，不仅仅要对空间的使用大大的提高，对有限资源的使用进行最大化，从而达到房屋建筑设计要求的目标。
一、建筑结构设计优化的重要性
建筑结构设计优化在房屋设计中的应用是一种必然的发展趋势，随着人们生活水平的越来越高，人们对生活环境质量要求也越来越高，所以，对房屋结构优化设计是一种必然的社会发展结果。对房屋结构设计很多人都是把适用、安全、经济、美观等因素作为设计的要求，也是设计者设计出来建筑物要达到的效果，不仅仅要对空间的使用大大的提高，对有限资源的使用进行最大化，从而达到房屋建筑设计要求的目标。
建筑结构优化设计相对于传统的设计方案，在建筑程成本上能够降低10%-30%的工程造价。优化方法的技术性实现，能够使得材料的利用率达到最高，从而使得建筑结构内部各个单元的设计得到最好的协调，并且能够完整的达到建筑工程规范的安全性程。同时，还能够对建筑整体性方案设计进行合理的决策有着非常重要的作用，优化设计是对适用、安全、经济、美观等条件的实现最好有效的途径。
二、民用建筑结构设计中存在的问题
1、部分结构设计缺乏科学的合理性
有些结构设计存在很大的安全隐患,比如抗震功能设计缺乏。根据国家《建筑抗震设计规范》中有规定,建筑的底部抗震墙结构、砌体抗震墙和底部框架梁应对应或基本对齐。而一些设计为了扩大底层的空间节约建筑的本身的空间使用只在底层设计极少的抗震墙。导致上部与底部抗震墙不对应使得建筑的整体结构就上重下轻不符合力学原理。这种设计就极易导致建筑物的坍塌。在一些混凝土构件设计特别是其中的悬挑构件最小配筋率不能达到相关的规范要求相差数值大的甚至达不到一半。在结构设计中,由于需要遵循的标准有许多,因此在设计过程中难免忽视某个标准。但标准的设计是国家根据长期以来的研究、经验总结制定的因此不能为了获取多余的利益而忽视国家规定的设计标准。
2、设计深度不符合要求
图纸的设计中启日分设计人员为了个人的方便,减少工作量,从以往的老旧设计图纸上截取内容再对尺寸和外形进行一定程度的修改,便应用到施工过程中结构设计的东拼西凑最终导致建筑物的整体结构并不契合。而有些设计人员的问题则是设计十分粗糙简单。按照规定施工图中应包含有系统图和大样图以及剖视图胆由于设计人员偷工减料使得这些图示漏失并且还对应当在图纸中反应出来的问题仅用。见图集。来表示更有甚者直接将责任推给设备厂家。另外在设计中按照规定应当把建筑的设计依据、安全等级、设计参数和耐火等级防火消防处理等进行解释说明胆常常被忽略。因此建筑结构设计工程就不能全面展示出来对后期施工带来极大麻烦而最终影响的则是整个建筑本身的质量。
三、建筑结构设计中的概念设计与结构措施
1、协同工作概念与结构体系
协同工作的概念在工业产品的设计与制造中已经有较为广泛的使用，目的是将内部结构体系能够高效的进行优化配合，实现其设计寿命。现阶段，轻型钢结构的应用就是协同工作概念与结构体系完美结合的案例。轻型钢结构以其质轻、价低、施工进度快、受施工环境影响较小、抗变形,抗震能力好等优点在工业厂房中不断得到应用。由于轻型钢结构的抗拉强度比普通混凝土的强度要高出25倍左右，而且不产生裂缝，在建筑结构中具有较好的结构性。另外，钢结构具有较好的塑性变形特性，当某种原因导致其它结构断裂时，同时发生在钢结构上则只是表现为塑性变形，而且变形具有缓冲期，能够为安全撤离提供充足的时间保障。因此，在协同工作概念下轻型钢结构作用发挥出色。
2、悬索结构
悬索结构所用的全都是拉杆,这就使材料的利用率以及结构的应力水平都变得相当高,可以充分的利用高强度的材料,还可以施加预应力,同时也包括与悬索结构相结合的一些结构模式等,所以悬索结构就比较适合应用于跨度非常大的建筑结构中[9]。例如浙江省人民体育馆的屋盖设计就是概念设计中悬索结构在建筑结构设计中应用的较好案例。其悬索结构由索网、边缘构件组成。为了得到较好的稳定性，在概念设计时，将预应力分别加在承重主索和稳定性副索上，使其形成稳固的双曲鞍形索网。在边缘构件设计上应用了概念设计的钢筋混凝土结构环形梁，应用预应力锚将悬索固定在环形梁上，并在副索底座上设计承受水平拉力以减小环梁弯矩，极大的提高了悬索结构的刚度支撑和稳定性，保证了屋盖的设计安全。
3、钢混结构
钢管混凝土在当下建筑施工中是时常应用的，是一种将钢材和混凝土进行混合，达成充分发挥二者性能的新型模式，能够让刚度和建筑稳定性有一定程度的提升。应用钢管和混凝土相结合主要应用的原理有两个方面可以体现。（1）外部钢管能够较好的对内部混凝土有所约束，让混凝土强度可以有所加大，对变形的几率能够有效减少。钢筋混凝土中的结构促使建筑物中的抗震能力不断加强，合理的解决了高层底层柱轴压比超限的问题。（2）内部混凝土能够对外部钢管有力支撑，钢管和内部混凝土能够有效结合，从而构成具备一定优势的互补型效果，让自身的优势都可以显现出较好的补充，所存在的缺陷也能够互相弥补，让承载力有所加大，相互结合之后的承载力是两者承载之和的18倍左右。
3、加强建筑结构的刚度设计
刚度设计是建筑结构设计中的关键要素，其对于建筑结构的牢固性以及安全性有重要的影响，所以要加强对建筑的刚度设计。在建筑刚度设计时，由于设计人员理念的不同，所以在设计水平上也存在一定的差异，这就导致建筑结构在设计过程中存在着较大的经济指标差异。建筑结构的抗震性能受其抗侧移刚度影响较大，在土地较好岩基埋深较浅的地区，基础多以桩基为主，这样整体建筑的持力层就会落在微化的岩层当中，地基具有较好的稳定性和强度，这种情况下在对抗需刚度进行设计时就可以稍微低一些，其控制标准可以以结构极限变形能力为主。在进行结构刚度设计时，确保其在符合变形限值的情况下，结构刚度尽可能设计得要小，这样对于抗震性和减少共振的发生具有极其重要的作用。
4、对建筑材料加以统筹安排与利用
在工作人员展开建筑结构设计工作的过程当中，对于各类建筑材料的选取同样是关键的工作内容之一。对于建筑材料的选择需要充分考虑的指标包括：淤建筑材料的受力特征；于建筑材料的工作环境。同时，所选择的建筑材料应当在保障材料使用性能的基础之上，最大限度的降低建筑材料的损失与浪费问题。此过程当中需要特别注意的是：建筑结构设计人员需要结合项目设计的实际情况，设计多种建筑材料的选取方案，通过综合对比的方式，选择经济优势!以及性能优势最为突出的建筑材料设计方案。
结束语
民用建筑结构设计的关键技术对民用建筑的质量和发展起着极其重要的决定性作用。随着我国民用建筑的需求量大大的增加，这就对建筑结构设计者提出更高要求，设计者应充分利用建筑结构设计的关键技术设计出具有安全性、功能性、又要满足现代人的审美特点。钻研民用建筑结构的关键技术，使其得到发展和创新，能够让这项技术满足各种不同民用建筑需求，让设计出的技术方案既能发挥正常功能，又能降低成本，达到为我国经济建设发展做出应有的贡献的目的。
参考文献
[1]孙鹏.建筑结构设计中的概念设计与结构措施[J].黑龙江科技信息,2011.
[2]朱江.试析建筑结构设计的要点[J].中国工程科学，2011（4）．
[3]温殿伟.概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用[J].门窗,2013.