關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題的思考

張翊

【摘要】結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑工程的重要組成部分，是建筑安全應(yīng)用的基礎(chǔ)。因此，設(shè)計人員要從一個個基本的構(gòu)件算起，做到知其所以然，深刻理解規(guī)范和規(guī)程的含義，并密切配合其他專業(yè)來進行設(shè)計。 在工作中應(yīng)事無巨細，善于反思和總結(jié)工作中的經(jīng)驗和教訓(xùn)。只有這樣才能做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，促進建筑工程質(zhì)量的不斷提高。本文對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題進行了探討。

【關(guān)鍵詞】建筑；結(jié)構(gòu)；設(shè)計；問題

結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項既全面又系統(tǒng)的工作，在對建筑外觀的要求進行合理協(xié)調(diào)的同時，還需要滿足相關(guān)的安全系數(shù)。故，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需要具備堅實基礎(chǔ)的理論內(nèi)容、創(chuàng)新靈活的思維以及嚴肅認真的工作態(tài)度，這樣才能使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加完善。

一、 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點

1、 復(fù)雜性

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的復(fù)雜性主要體現(xiàn)在設(shè)計中各個因素的不確定方面。例如，在方案的設(shè)計階段會對建筑進行反復(fù)的修改。它的復(fù)雜性的另外一個表現(xiàn)，就是結(jié)構(gòu)方案的多元化。例如，同一建筑可以有不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。因此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個多解而沒有標準答案的問題，作為結(jié)構(gòu)設(shè)計師，需要找出一個最佳方案。

2、科學(xué)性

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一種工程技術(shù)，而工程技術(shù)是科學(xué)理論在改造物質(zhì)世界中的具體應(yīng)用。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，以數(shù)學(xué)和力學(xué)為理論基礎(chǔ)，借助現(xiàn)代計算機技術(shù)進行應(yīng)用。結(jié)構(gòu)設(shè)計師應(yīng)該善于將建筑結(jié)構(gòu)的理論模型進行抽象，善于用數(shù)學(xué)和力學(xué)的知識分析建筑結(jié)構(gòu)的工作機理，只有這樣才能具有較強的認識能力和適應(yīng)能力。

3、應(yīng)用性

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計必須講求經(jīng)濟效益，一個成功的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，技術(shù)上先進合理，經(jīng)濟上效益顯著。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與結(jié)構(gòu)理論研究不同，它更加具體、更加簡潔、有些地方是近似解，有些地方則根據(jù)實際情況進行修正。

4、 實踐性

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一種工程實踐活動，沒有一個工程師是直接從大學(xué)畢業(yè)生馬上變成一個成熟的工程師，而是必須經(jīng)過一個較長時間的工程設(shè)計鍛煉，少則兩三年，多則五六年甚至更長時間，那種夢想一畢業(yè)就成為工程師的想法是不切實際的。

5、 創(chuàng)新性

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計作為一種技術(shù)服務(wù)行業(yè)，在設(shè)計市場競爭如此激烈的形勢下，要想獲得開發(fā)商的項目，必須提供比別人更加合理的結(jié)構(gòu)方案，這就需要工程師具有創(chuàng)新能力。從另一個方面來看，要使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計有所發(fā)展、進步，也要求其具有創(chuàng)新性。部分工程師認為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計就是規(guī)范+P KPM +CAD 繪圖，這并不是十分準確的。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中最重要的就是設(shè)計理念，一個好的設(shè)計理念會使一個結(jié)構(gòu)方案更加完美。

二、 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的問題

1、剪力墻砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

剪力墻結(jié)構(gòu)的房屋建筑是解決我國的底層需要而出現(xiàn)的一種比較經(jīng)濟、實用的空間房屋的建筑結(jié)構(gòu)形式。而在進行建筑設(shè)計時，我國的建筑結(jié)構(gòu)的部分設(shè)計者為了追求單一的房屋建筑的立面造型來增加使用空間而將將房屋的上層部分橫墻且外層挑墻移至房屋的懸挑梁上， 雖然我國的房屋建筑一般來說各層設(shè)計有挑梁的，但這樣一來使得房屋的實際結(jié)構(gòu)的底層挑梁承載會普遍出現(xiàn)裂縫， 不僅如此，這樣的設(shè)計還會使得房屋的安全受到威脅；

2、樓板變形程度計算不準確問題

這個主要的問題就是在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計之時，一些設(shè)計不考慮建筑的基本結(jié)構(gòu)觀念和結(jié)構(gòu)布置的措施就采用了樓板變形的建筑結(jié)構(gòu)計算程序。雖然，這樣的計算程序的編程在建筑的力學(xué)模型以及數(shù)學(xué)模型上市準確無誤的，但是建筑的計算不應(yīng)該這是準確而應(yīng)該還要做到正確的計算，而不考慮實際情況的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算也肯定是會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)不安全以及建筑結(jié)構(gòu)的某些部位或構(gòu)件安全儲備過大等現(xiàn)象；

3、2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的超長結(jié)構(gòu)問題

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的伸縮縫最大間距是55 米，且還規(guī)定當采取后澆帶分段施工的時候，采取專門的預(yù)應(yīng)力措施或者采取能夠減小混凝土溫度變化及收縮的措施，有充分依據(jù)的時候，伸縮縫的間距能夠適當?shù)募哟蟆５窃趯嶋H的設(shè)計施工過程中會受到很多因素的影響，對于這一點的把握存在著一定的難度。

一般情況下，單層房屋超過了55 米，但是在70 米以內(nèi)的情況下，采取設(shè)置施工后澆帶和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)加強措施之后，不設(shè)置伸縮縫也是可以的，但是在結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中要對梁柱配筋進行調(diào)整以避免問題的出現(xiàn)。對于長向板鋼筋需要進行雙層設(shè)計，同時由于中部區(qū)域是一個中心點，其必然會受到較大的應(yīng)力，兩側(cè)的梁柱，尤其是邊跨的柱配筋要加強以便能夠抵抗溫度應(yīng)力帶來的推力，所以說中部區(qū)域的梁板配筋需要適當?shù)募訌姟５切枰⒁獾氖牵L結(jié)構(gòu)在角部容易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，這一點需要格外注意，并且在設(shè)計的過程中也需要對角部的結(jié)構(gòu)進行加強設(shè)計。

4、房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的問題

在建筑的地基方面，需要注重相關(guān)的問題。現(xiàn)階段許多房屋的設(shè)計當中并沒有相應(yīng)的地質(zhì)勘察與研究分析報告，完全是憑借著施工方面的口頭分析進行設(shè)計，這樣的情況之下設(shè)計人員不能夠全面的、直觀的掌控設(shè)計周邊的環(huán)境和基礎(chǔ)資料，各項工作也就難以保證質(zhì)量。所以設(shè)計人員在前期應(yīng)當完善地質(zhì)勘察工作，掌握最為可靠真實的地質(zhì)勘察資料，統(tǒng)一各方的考察結(jié)果，不可以盲目的進行設(shè)計。另外，在民用建筑當中，建筑梁柱和基礎(chǔ)部分的荷載情況沒有嚴格的按照規(guī)范來進行處理，也是一大常見問題，設(shè)計人員應(yīng)當重視此環(huán)節(jié)內(nèi)容，按照規(guī)定的折減系數(shù)對荷載值進行準確的計算，避免出現(xiàn)荷載值偏大或偏小的情況。最后在基礎(chǔ)部分常見的問題還有針對軟弱地段地基的處理之時，采用的換土墊層設(shè)計并沒有經(jīng)過嚴格的分析與勘查，而僅僅是憑借自己的經(jīng)驗來進行判斷，部分設(shè)計人員對于各類地質(zhì)災(zāi)害認識程度不夠、對地質(zhì)災(zāi)害的嚴重性重視情況有待增強，所以往往憑借自己的經(jīng)驗對墊層的承載力進行判斷，而并沒有對墊層的厚度和實際寬度進行分析，最終為房屋建筑留下了安全隱患。

5、結(jié)構(gòu)設(shè)計之中構(gòu)造柱的問題

房屋建筑中構(gòu)造柱起到了重要的承重作用，構(gòu)造柱不僅僅能夠進一步的提升建筑墻體結(jié)構(gòu)的強度，同時還可以增強建筑墻體的抗剪能力，使得建筑的梁圈與構(gòu)造柱之間緊密的連接在一起，形成一種內(nèi)在的、對墻體的作用力，這一點對于提升建筑的抗震性能、維持建筑的豎向承載力以及有效的防止建筑墻體裂縫有著巨大的作用。但是在其中還需要注意幾個方面的問題。首先，當房屋建筑的構(gòu)造柱成為承重柱之后，會使得構(gòu)造柱出現(xiàn)提前受力的狀況，這樣的情況會降低對于墻體的約束作用以及構(gòu)造柱自身的拉結(jié)作用，所以當?shù)卣饋砼R之時，建筑的構(gòu)造柱不僅不能夠起到有效的抗震效應(yīng)，而且還會成為房屋建筑內(nèi)部一個相當薄弱的環(huán)節(jié)；其次，建筑的構(gòu)造柱一般來講是建設(shè)于地圈梁之中，并沒有設(shè)置另外的基礎(chǔ)進行保護，所以這樣的設(shè)計形式會使得構(gòu)造柱的抗彎能力、局部抗壓能力以及抗沖擊能力大大降低，難以滿足建筑結(jié)構(gòu)的功能性需求。所以針對上述問題還需要進行妥善的解決，一般可以將建筑的構(gòu)造柱設(shè)置在梁下，來改進存在的缺陷。

總之，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者要在工作中事無巨細，在工作中應(yīng)事無巨細，善于反思和總結(jié)工作中的經(jīng)驗和教訓(xùn)，精益求精，只有這樣才能做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。

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