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摘要:我国社会主义经济建设促进了城市化的发展,建筑业发展较快,建筑施工技术在实践应用中得到不断提高,水利工程建筑项目在施工建设中需要根据实际应用情况不断提高建筑物的结构设计水平,保证项目建设的稳定性与使用安全性。水利工程的建设要求设计人员在项目勘察中,按照一定施工要求,做好各项结构设计工作,使建筑施工标准满足工程项目建设的基本要求,本篇文章在此基础上,主要对水利工程建筑物结构设计中容易存在的问题进行分析,并研究、制定出有效的问题解决措施。
关键词:水利工程;建筑物;结构设计;问题;处理方式;分析
水利工程建筑项目在正式施工建造前需要做好各项设计、规划工作,工程设计人员在实地勘察中分析影响项目建设的主要因素,在结构设计上不断进行优化和改进,提高项目建设水平与质量。设计人员对于水利工程建筑物结构标准要进行等级划分,依照科学标准展开项目施工现场的信息分析,水利工程项目结构设计是整个工程建设工作中重要一环,建筑物结构设计水平直接影响到后期项目的建设质量,因而保证水利工程建筑物结构设计方案的合理、科学,能够有效提升项目建设的质量。[1]针对水利工程建筑物结构设计中容易产生的问题,需要从工程实践角度重点分析其问题解决方法,这对结构设计人员的专业基础和技能水平有一定要求。
1水利工程建筑物结构设计要点部分
(一)整体结构设计
水利工程项目在施工建设过程中进行结构设计,是为了使项目建设满足施工合同基本要求,在项目结构安排中提高建筑建设、使用的实用性与适用性。水利工程建筑物整体结构设计中需要在施工现场勘查的基础上,对照工程合同要求,对建筑整体进行结构类型的划分。[2]水利工程建筑物整体结构能够划分为不同的类型,主要结构包括大坝和水闸,其他则是一些配套设施,如管理用房等,在整体性结构设计过程中需要对水利工程建筑物整体框架进行规划,保证建筑结构设计完整与配套。
(二)混凝土结构设计
水利工程建筑物结构设计中一大重点内容即混凝土结构设计,由于项目建设特性,大多水利工程项目建造均应用混凝土结构,水利工程建筑物混凝土结构设计的效果与水平直接关系到整体水利工程项目设计与建造的效果与质量。混凝土结构具有较为明显的施工优势,在混凝土浇筑、养护到位的情况下,混凝土结构具有较强的稳固性,但是容易出现施工裂缝,导致混凝土结构使用安全性与美观性均会受到不同程度的影响。[3]因而进行水利工程建筑物混凝土结构设计时需要进行大量的结构质量试验,对混凝土结构的承重极限和抗震能力等进行检验,减少施工裂缝,提高混凝土结构性能。
(三)水闸结构设计
水利工程项目另一主体结构为水闸,水闸结构设计中要重点考虑工程防水性与排水性,水利工程项目建设受水力作用影响较大,因而在结构安排中未设计好水闸部分,将导致工程项目整体防水、排水性能下降,水利工程建筑物建成后投入使用的寿命也会大大降低。水利工程建筑物水闸部分的结构设计要与整体结构设计和混凝土结构设计工作相连接,综合性的考虑水利工程建设的性能要求和质量标准,提高不同类型水利工程结构设计的有效性。[4]
2水利工程建筑物结构设计处理方法
(一)明确结构等级划分标准
水利工程建筑物结构设计过程中需要进行结构等级的划分,否则设计效果难以达到预期理想,因而在建筑物结构等级划分的标准制定中要注意合理性与可用性,设置的等级标准过高或过低,均会影响最终的设计成果。根据项目建设合同要求,参照不同项目结构等级划分标准,使水利工程结构等级划分与实际工程建设要求一致,减少不必要的资源浪费。在结构设计中需要相关部门提交与工程有关的项目资料,资料内容包括气候环境、水文、土质等,设计人员在资料分析中不断改进建筑物结构,在方案优化中提高设计效果。[5]水利工程建筑物结构设计明确结构等级划分标准能够在保证工程质量的前提下,最大限度的降低施工成本,促使水利工程项目建设效益最大化。
(二)合理安排结构尺寸参数
水利工程建筑物结构设计中需要应用工程技术手段对项目结构尺寸等参数进行合理计算与安排,以混凝土结构设计为例,在结构设计中由于尺寸较大,应该尽量选用跨高比较小和体积结构较大的混凝土构件。由于水利工程项目建设、使用特性,建筑物主要结构部分位于水下较多,因而要对混凝土结构强度进行严格控制,在结构设计中要灵活安排混凝土配筋量和配筋率。混凝土结构纵向钢筋受压构件强度等级为500MPa时,最小配筋百分率为0.50;强度等级为400MPa时,最小配筋百分率为0.55;强度等级为300MPa时,最小配筋百分率为0.60;一侧纵向钢筋,最小配筋百分率为0.20。[6]大体积的混凝土结构具有强烈的水化热反应,因而需要使用温度钢筋,防止钢筋内外温差较大,产生温度裂缝影响建筑结构质量。
(三)配筋设计
由于水利工程建筑物结构设计对结构耐久性问题要引起足够的重视,水下建筑物受水力冲刷和冻融影响较大,对于非杆系建筑物体系设计不能一味依照极限理论完成配筋设计,要经过严格的数据计算保证设计合理性。水利工程建筑物结构设计对于不同类型结构安排需要综合考虑其建筑建造类别、工程产出效益、规模效益和成本效益,在设计过程中对于项目结构配筋设计要遵从客观依据,非杆系建筑物体系较为脆弱,因而无法进行压、弯和拉等极限测试操作,无法作为配筋设计理论依据。结构设计中的配筋设计要综合项目数据,在物理学原理应用研究下,进行合理计算,并使其符合工程施工要求。
3结语
水利工程建设的目的是为了合理调配和控制地下水与地表水,在水资源的开发利用中满足人们基本的生活、生产需求,由于水利工程项目建设过程中受自然地理、气候、水文、土质等因素影响较大,同时项目建设中资金投入大、工程量大,因而需要重点做好建筑物的结构设计工作,保证项目建设的稳定性。水利工程项目建设,需要工程设计人员根据现场实地勘察结果,对项目施工中容易产生的结构性问题、质量性问题进行预测、分析,并提出有效的问题解决方案。水利工程建筑物结构设计要按照不同的工程标准,对建筑结构等级进行划分,并准备好相关资料,包括气象数据资料和冻土厚度资料等,主要为工程设计工作提高必要参考。水利工程建筑物结构设计要有完整的设计方案,重点解决好水利工程建筑物基础结构、整体结构和混凝土结构等施工问题,提高项目建设的效率与效益。
参考文献
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[2]李曼.浅谈水利工程建筑物结构设计与处理方式[J].科技创新与应用,2013,15:186.[2017-08-17].
[3]李曼.浅谈水利工程建筑物结构设计与处理方式[J].科技创新与应用,2013,19:176.[2017-08-17].
[4]赵勇.论述当前处理水利工程建筑物结构缝的新技术[A].中国武汉决策信息研究开发中心、决策与信息杂志社、北京大学经济管理学院.“学术视域下的2015全国两会热点解读——决策论坛”论文集(下)[C].中国武汉决策信息研究开发中心、决策与信息杂志社、北京大学经济管理学院:,2015:1.
[5]方心恬.提升建筑物结构设计与处理方式确保水利工程质量得到有效提升[J].吉林农业,2017,01:78.[2017-08-17].
[6]宋迪.试论水利工程建筑物结构设计的技术创新与实际应用[J].四川水泥,2016,10:47.[2017-08-17].
作者:宋波 单位:天津市水利勘测设计院