淺析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則及有關(guān)問題分析

王棟

杭州鐵路設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 310006

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)與建筑事業(yè)的不斷發(fā)展進(jìn)步，在建筑施工建設(shè)工程項(xiàng)目中，高層建筑施工項(xiàng)目越來越多，并且對于設(shè)計(jì)的要求也越來越高。隨著我國城市化進(jìn)程的加快，建筑業(yè)也面臨了更多的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。這就要求建筑形式要多樣化，建筑設(shè)計(jì)理念的要不斷創(chuàng)新。本文對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有關(guān)問題進(jìn)行了探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)原則

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

1、建筑設(shè)計(jì)的一般程序。一般情況下建筑物的設(shè)計(jì)程序?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、給水排水設(shè)計(jì)，電氣設(shè)計(jì)和暖氣通風(fēng)設(shè)計(jì)等，建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑的基礎(chǔ)，是建筑設(shè)計(jì)中最主要的組成部分，只有將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作做好了，才能使得建筑物的功能更齊全。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要分為建筑方案設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)分析、建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)和繪制工程施工圖四部分。

2、建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，為有效保證建筑物的質(zhì)量達(dá)到所需的要求，必須嚴(yán)格遵循以下設(shè)計(jì)要求對建筑物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)：首先要對建筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力的極限值進(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)算，選擇承重能力強(qiáng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件；其次對多種構(gòu)件組合的相互作用和影響進(jìn)行分析，選擇相互作用和影響最有利的構(gòu)建組合；最后要對建筑物的抗震性能進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，一般情況下我國的抗震設(shè)防烈度在6-9度之間，在對建筑物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)施工地區(qū)的房屋高度、結(jié)構(gòu)類型和烈度進(jìn)行分析，采用抗震等級不同的建筑材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3、在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該充分考慮以箱、筏作為基礎(chǔ)底板挑板的產(chǎn)生的陽角問題，還要進(jìn)行大量的運(yùn)算，對梁、板的跨度進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，對主梁和次梁的加筋問題進(jìn)行研究，并制定出相應(yīng)的方案，此外，在高層建筑的設(shè)計(jì)中，還要考慮窗臺高度的設(shè)計(jì)是否合理。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)堅(jiān)持的具體原則

1、重大輕小。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常常涉及到了很多關(guān)鍵的理念，如：“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”等，這些都是設(shè)計(jì)師們需要看重的問題。盡管對于結(jié)構(gòu)體系而言，其是由不同的構(gòu)件協(xié)調(diào)構(gòu)建起了，而由于不同的構(gòu)件都發(fā)揮著不同的作用，其在整個(gè)建筑中也有輕重之分。

2、層層設(shè)置。安全的結(jié)構(gòu)體系在設(shè)計(jì)過程中必須要層層設(shè)置，尤其是當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí)將會在抵抗外在破壞中發(fā)揮有效作用。若僅僅將抗風(fēng)險(xiǎn)的希望都集中寄托在建筑的某一個(gè)結(jié)構(gòu)上，這是很不穩(wěn)定的。多肢墻好于單片墻，框架剪力墻好于純框架好等等，這些都是層層防線的設(shè)計(jì)思路的重要表現(xiàn)。

3、優(yōu)劣互補(bǔ)。科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)體系需要堅(jiān)持優(yōu)劣互補(bǔ)的原則。結(jié)構(gòu)太剛其變形能力差，若建筑受到巨大的破壞力時(shí)，則應(yīng)具備的承受的力更大，經(jīng)常會發(fā)生局部受損以至于全部毀壞，而太柔的結(jié)構(gòu)盡管能夠限制外力，但經(jīng)常因?yàn)樽冃芜^大而難以正常運(yùn)用。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有關(guān)問題的探討

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙過于簡單

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)圖紙的作用非常重要，其是建筑施工參照的重要標(biāo)準(zhǔn)。為了保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，在圖紙中應(yīng)該對每一個(gè)細(xì)節(jié)都詳細(xì)的標(biāo)示出來，對于建筑的抗震等級、抗裂等級、施工所用材料以及墻梁柱的標(biāo)號，都應(yīng)該詳細(xì)的標(biāo)注。但是在實(shí)際操作中，由于設(shè)計(jì)人員的水平不高，考慮問題不夠全面，導(dǎo)致關(guān)鍵信息沒有在圖紙中詳細(xì)的標(biāo)識，進(jìn)而在實(shí)際施工中影響到施工流程，隨意性較強(qiáng)，嚴(yán)重影響到施工質(zhì)量，如果更加嚴(yán)重，還會影響建筑工程的施工進(jìn)度，使得施工方的蒙受巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2、將概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)在我國的近年來的建筑設(shè)計(jì)中占據(jù)著極其重要的地位，因?yàn)楦拍畹脑O(shè)計(jì)是一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的開始階段也是一個(gè)成功的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須要注意的地方。具體來說，在我國現(xiàn)在的建筑結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)過程也不可能借助于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，因此這需要我國的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員本身的努力，換句話說這就是需要我國的建筑結(jié)構(gòu)工程師對建筑結(jié)構(gòu)的知識的綜合運(yùn)用以及其能把握的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念從而選擇出對建筑工程來說效果最佳而且造價(jià)最低的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案。

那么如何來做到這一點(diǎn)呢？首先，那就是必須要求建筑設(shè)計(jì)的工程師不斷豐富以及總結(jié)自己的結(jié)構(gòu)概念，做到對結(jié)構(gòu)知識的豐富。其次，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員還應(yīng)該深入了解各類建筑結(jié)構(gòu)的基本性能，而做到有意識、靈活地運(yùn)用來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。最后，那就是還應(yīng)該要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工程師要盡量的在起始階段依靠自己想法而不是依賴于計(jì)算機(jī)的現(xiàn)代技術(shù)。以上，總的來說還是要求我國的建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員平時(shí)要加強(qiáng)自己對設(shè)計(jì)知識的汲取和積累，而能夠靈活運(yùn)用來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

3、建筑選址不科學(xué)

古語有云：“萬事開頭難。”可見對于任何事情必須先有一個(gè)良好的開始打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，那么接下來的事情就好辦了，對于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也是，想有一個(gè)科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，先要解決這個(gè)建筑項(xiàng)目的選址問題，如果選址不穩(wěn)定，再好的建筑結(jié)構(gòu)也不能保障整個(gè)建筑工程的建筑質(zhì)量。可見要想使建筑既安全實(shí)用又科學(xué)合理，建筑的基礎(chǔ)選址是非常重要的。如若不然就會使得建筑工程的安全系數(shù)極低，建筑質(zhì)量也會非常差，對住戶的生命安全有著嚴(yán)重威脅。

4、澆混凝土樓板質(zhì)量差

由于混凝土是建筑工程中使用量最多的施工材料，所以混凝土的施工對于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有非常重要的意義，在這方面澆混凝土樓板的質(zhì)量問題則是重中之重，一旦沒有妥善處理就會出現(xiàn)許多問題，比較常見的是干縮開裂、支座負(fù)鋼筋倒伏。前者往往是由于溫差較大緣故，熱脹冷縮而出現(xiàn)了崩裂問題。后者則與施工人員的技術(shù)有著直接關(guān)系。

5、地下室設(shè)計(jì)不科學(xué)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須注重地基的穩(wěn)固問題，而地基質(zhì)量一般都是與地下室的設(shè)計(jì)直接相關(guān)的，所以說地下室在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中占據(jù)很重要的地位，而且一旦出現(xiàn)問題，就會造成非常嚴(yán)重的影響。首先，地下室的設(shè)計(jì)要求是非常嚴(yán)格的，對于墻體的厚度、混凝土的強(qiáng)度、防水材料的性能以及鋼筋支撐架的剛度等等都有明確的標(biāo)準(zhǔn)，但是在具體的的施工過程中，卻并沒有引起廣大施工人員的注意，對地下水位的高低和豎向荷載能力都沒有經(jīng)過科學(xué)的設(shè)計(jì)和測量，這樣帶來的直接后果是大大降低了建筑工程的質(zhì)量，安全問題也難以得到保障。

6、剪力墻的設(shè)計(jì)。

對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最后一個(gè)相關(guān)問題那就是建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻的設(shè)計(jì)。通過對建筑結(jié)構(gòu)的分析，我們就可以清楚的知道剪力墻的設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)中的重要作用，所以對剪力墻的設(shè)計(jì)也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中極其重要的問題。而要做到對建筑結(jié)構(gòu)剪力墻的設(shè)計(jì)的合理科學(xué)那就應(yīng)該從以下方面入手：

首先，由于我國的建筑結(jié)構(gòu)中的柱、短肢剪力墻和一般普通的建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻的所承載的特性不同，所以對在對剪力墻構(gòu)造和設(shè)計(jì)之時(shí)也應(yīng)該做到有所不同。其次，那就是要認(rèn)識到不管怎樣的建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該都根據(jù)建筑工程結(jié)構(gòu)的具體的設(shè)計(jì)和具體的要求從構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)而進(jìn)行設(shè)計(jì)。最后，應(yīng)該注意的是在對剪力墻的基本的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該做到增大受力以及增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震等級以及增大承載能力的原則而進(jìn)行靈活的設(shè)計(jì)和運(yùn)用。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員也只有通過上述的結(jié)合以及相互的聯(lián)系，才能夠真正的設(shè)計(jì)出符合我國的現(xiàn)代化建筑結(jié)構(gòu)所需要的剪力墻，也只有這樣才能設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻。

四、結(jié)束語

由上可見，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑的前提基礎(chǔ)，是建筑工程的重要組成部分。因此，從業(yè)人員需要扎實(shí)的理論知識功底，靈活創(chuàng)新的思維和嚴(yán)肅認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，只有這樣才能做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，促進(jìn)建筑工程質(zhì)量的不斷提高。

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