我國現(xiàn)階段建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀與未來的發(fā)展

■蔚統(tǒng)原 ■太原理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024

當(dāng)前我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度非常快，在這個(gè)大背景下，我國的建筑行業(yè)也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，而建筑的質(zhì)量一直是社會(huì)和廣大人民群眾關(guān)心的重點(diǎn)，其中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是影響建筑質(zhì)量的重要因素之一。因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是保證建筑建設(shè)順利、高效實(shí)施的重要保障因素之一，同時(shí)也是確保建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。然而，要想確保我國的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)順利進(jìn)行，從而提高我國建質(zhì)量，需要對(duì)我國建筑的現(xiàn)狀進(jìn)行相關(guān)的了解。因此，本研究分析了當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本現(xiàn)狀，同時(shí)對(duì)其的未來發(fā)展進(jìn)行了展望，希望我國的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以順利的發(fā)展。

1 我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本現(xiàn)狀

1.1 結(jié)構(gòu)力學(xué)方面的狀況

從改革開放之后，我國的建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)得到了高度的重視，尤其在一些發(fā)達(dá)的城市，建筑行業(yè)得到了飛速的發(fā)展。近些年，我國加大了對(duì)建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域研究的力度，其中首先研究的方向是分結(jié)構(gòu)力學(xué)方面。因?yàn)榻ㄖ锏慕Y(jié)構(gòu)力學(xué)是設(shè)計(jì)與施工的基礎(chǔ)，其中包括結(jié)構(gòu)靜力和彈性的分析。我國的建筑物中薄殼、扁圓形或圓柱的結(jié)構(gòu)居多，主要原因是這些形狀的穩(wěn)定性好，所以在實(shí)際應(yīng)用中較多。與此同時(shí)，蓋頂端的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也逐漸興起，這種結(jié)構(gòu)的想象與發(fā)揮的空間更廣闊。然而，建筑物結(jié)構(gòu)力學(xué)的設(shè)計(jì)方面的人才仍然很稀缺，尤其是安全為第一要素的建筑結(jié)構(gòu)而言，防震建筑的設(shè)計(jì)與構(gòu)建將會(huì)是未來我國建筑業(yè)發(fā)展的主要方向。

1.2 工程結(jié)構(gòu)方面的發(fā)展

通過觀察我國這么多年的建筑工程結(jié)構(gòu)可以得出，我國在鋼筋混凝土的研究與應(yīng)用方面取得了令人驕傲的成績，同時(shí)在預(yù)應(yīng)力的設(shè)計(jì)與多軸應(yīng)力下混凝土的承載力得到了很大幅度的提高。同時(shí)，我國大部分的工廠都是利用鋼筋混凝土來產(chǎn)生抗震性能，同時(shí)在這方面的研究也報(bào)道了很多的報(bào)告，但是與西方發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)技術(shù)相比較，仍存在很大的不足。另一方面，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的土力學(xué)與地基基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)研究時(shí)，地域的限制造成了研究的難度。例如，北方氣候干燥和土地比較堅(jiān)實(shí)，與北方相比較，南方常年濕潤和多有沿海的軟土。為了克服這些難題，我國研究出了打樁技術(shù)與地基反力系數(shù)理論，而且發(fā)展前景非常良好。最后就是墻體的堆砌技術(shù)，為了避免建筑受到過大的自然壓力，我同出臺(tái)了有關(guān)墻體結(jié)構(gòu)系數(shù)的相關(guān)指標(biāo)。這樣既能對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施加一定的約束力，也能夠有彈性的進(jìn)行方案的調(diào)節(jié)，因此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有更大的發(fā)展空間。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本特征和未來展望

2.1 具有交叉性和系統(tǒng)性的特點(diǎn)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也按照人們習(xí)慣進(jìn)行了分類。其中我國的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分類與以往的思維模式存在很大的不同，將其分為“鋼管混凝土結(jié)構(gòu)”、“鋼管混凝土疊合結(jié)構(gòu)”、“鋼一混凝土組合梁”、“鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)”等，其中鋼結(jié)構(gòu)框架與中央混凝土核芯筒綜合，隨之“鋼一混體系”就產(chǎn)生了，而且其在我國目前鋼結(jié)構(gòu)高層建筑具有重要的作用。而將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行綜合，隨之產(chǎn)生的是圈梁構(gòu)造柱的砌體結(jié)構(gòu)體系和混凝土核心簡磚墻體系。把天然地基與樁基礎(chǔ)結(jié)合起來產(chǎn)生的是“復(fù)合樁基與復(fù)合地基”體系。異形柱和短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系產(chǎn)生在中高層住宅體系中。而且近期，空間結(jié)構(gòu)方面的發(fā)展較為顯著，如果把空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和張拉結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，就會(huì)產(chǎn)生一些新的結(jié)構(gòu)體系，同時(shí)在這些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中巧妙地將張拉構(gòu)件利用盡力，高效的張拉體系就會(huì)應(yīng)運(yùn)而生。

2.2 具有先進(jìn)性與時(shí)代性的鮮明特點(diǎn)

隨著科技的迅速發(fā)展社會(huì)逐漸進(jìn)入了計(jì)算機(jī)與信息時(shí)代，如果將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用在相應(yīng)的領(lǐng)域，會(huì)使得不同領(lǐng)域得到快速的發(fā)展。將計(jì)算機(jī)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，不僅可以提高設(shè)計(jì)的彈性與可塑性，還能把想象的問題具體化，從而增加其實(shí)踐性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑行業(yè)的引進(jìn)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式逐漸被打破，開拓和創(chuàng)新了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師們思維，從而使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加與時(shí)俱進(jìn)。最典型的例子是利用離散化有限元的理論處理建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單元的構(gòu)造的具體問題。一些抽象化、科學(xué)化的建筑既能夠滿足人們的審美需求和要求，還能增加其使用的價(jià)值。然而，在一些相對(duì)落后的地區(qū)，信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的引進(jìn)有一定的困難，因此無法建造這樣的建筑。但是隨著建筑施工技術(shù)的普及，貧富差距一定可以得到縮短，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新理念一定可以得到更廣泛的應(yīng)用。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)與未來展望

鋼結(jié)構(gòu)建筑在研究建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新理念中起到非常重要的作用。尤其是在近些年，我國的鋼結(jié)構(gòu)建筑受到了越來越多的關(guān)注，因?yàn)槠湓诮ǜ咝б嬖旃S以及一些公共設(shè)施方面起到非常重要作用。與很多建筑材料相比較，鋼結(jié)構(gòu)具備建筑形式具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)建筑具有更輕盈、更高大、更舒適的特點(diǎn)，而且輕型的鋼結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)取得了重要的突破。輕型的鋼結(jié)構(gòu)可以優(yōu)化結(jié)構(gòu)截面，從而均布荷載起控制作用，而且在無沖擊、疲勞、振動(dòng)等荷載的條件下，可充分利用屈曲后有效截面來分析壓彎桿件腹板的穩(wěn)定性。這樣對(duì)屈曲后強(qiáng)度的利用，將傳統(tǒng)的對(duì)于結(jié)構(gòu)板件高厚比的限制打破了，恰恰滿足了社會(huì)對(duì)商品化程度的高要求以及建筑工廠的施工的高質(zhì)量、高效益的要求。同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)建筑仍然具有很大的發(fā)展空間，相關(guān)的技術(shù)研究與現(xiàn)代化的設(shè)備生產(chǎn)都需要不斷地進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新。

3 研究建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度的高度直接關(guān)系到我國建筑業(yè)的發(fā)展和存亡。因此，如何提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度直接決定了未來我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)展方向的基礎(chǔ)。提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度重需要很好的應(yīng)用與把握建筑的可靠程度。工程的結(jié)構(gòu)設(shè)需要具有較高的安全體系即使用性能，從而可以確保我國人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。經(jīng)驗(yàn)豐富的建筑設(shè)計(jì)師可以依據(jù)夯實(shí)的專業(yè)知識(shí)判斷出綜合的判斷工程的可靠度。另一方面，近幾年，我國出臺(tái)了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范，設(shè)計(jì)與施工人員在嚴(yán)格遵守相應(yīng)規(guī)定的同時(shí)，還要根據(jù)工程的具體情況靈活的設(shè)計(jì)方案，從而最大程度上完善和提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠程度。最后，建筑物屬于一種特殊的商品，其適應(yīng)度與可靠度對(duì)我國的建筑業(yè)未來的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步有著直接的關(guān)系，因此在保障建筑物使用年限的基礎(chǔ)上，還要提高建筑在極端氣候頻發(fā)的環(huán)境下的安全性能。與此同時(shí)，隧道橋梁工程的修建既要遵循相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，還要采用專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

4 結(jié)語

通過上述的介紹，結(jié)構(gòu)力學(xué)和工程結(jié)構(gòu)是目前我國建筑發(fā)展較為關(guān)注的問題，同時(shí)建筑結(jié)構(gòu)具有交叉性和系統(tǒng)性、先進(jìn)性與時(shí)代性的特點(diǎn)，而且鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面起到非常重要的作用。本研究闡述了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度問題。目前，在信息化和網(wǎng)絡(luò)化的大背景下，我國建筑業(yè)發(fā)展非常迅速，但是，一些大型的復(fù)雜工程體系在設(shè)計(jì)與施工方面仍然有待于提高，我國可以通過吸取發(fā)達(dá)國家的成功經(jīng)驗(yàn)，不斷的擴(kuò)大對(duì)輕型的鋼結(jié)構(gòu)建筑的建設(shè)。同時(shí)加強(qiáng)建筑施工設(shè)計(jì)的信息和學(xué)術(shù)方面的交流，從而促進(jìn)我國的建筑業(yè)的更好發(fā)展。

［1］陳立民.對(duì)比國內(nèi)外高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)訃現(xiàn)狀及未來趨勢(shì)［J］.城市建設(shè)理論研究，2013(21):121 -125.

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