對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計影響因素的分析

董倩

（身份證號：1305281987****0044）

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中基礎(chǔ)類型的影響因素及注意事項

建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計主要由水平結(jié)構(gòu)體系、豎向結(jié)構(gòu)體系和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)構(gòu)成。水平結(jié)構(gòu)體系選型和豎向結(jié)構(gòu)體系選型作為上部結(jié)構(gòu)選型，都是由基礎(chǔ)選型發(fā)展出來的。在具體選擇時，需要考慮建筑地區(qū)的土壤與地質(zhì)、具體的環(huán)境要求、周圍的建筑情況、對于防震防災(zāi)害的要求及施工的條件等因素。

（一）地基土的變化的影響

在高層建筑的設(shè)計過程中，需要考慮在風(fēng)力較大的情況下，房屋會發(fā)生一定形變的問題，如在四級風(fēng)力下，部分建筑在100米高空處的部分會產(chǎn)生8厘米左右的震動。因而，就需要設(shè)計師考慮建筑鋼筋的彈性系數(shù)，在不改變建筑形狀的前提下，保證房屋的穩(wěn)定性。而地基作為受力的底層部分，其受力情況還受到地基土的軟硬程度和剛性及地基土分布的均勻性的影響。如果在基礎(chǔ)設(shè)計時，將地基布置在未完全風(fēng)化的基巖上，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)生整體彎曲或局部彎曲的可能性就很小。

（二）建筑材料的性質(zhì)的影響

此外，由于受建筑材料的熱膨脹系數(shù)的影響，還需將環(huán)境溫度納入考慮范圍。混凝土材質(zhì)作為建筑過程中最常用的材料之一，同時也是受到環(huán)境溫度影響的最大的一部分。由于混凝土材質(zhì)的熱膨脹系數(shù)較大，隨溫度和氣候的變化都較為明顯。如在低溫環(huán)境下，混凝土材質(zhì)的表面會因為內(nèi)部應(yīng)力的急劇變化，出現(xiàn)表面裂縫；而在暴雨情況下，則會由于混凝土材質(zhì)的多孔性，容易出現(xiàn)吸水膨脹的現(xiàn)象。因而，在設(shè)計過程中，就需要設(shè)計師對各部分使用的混凝土材質(zhì)進(jìn)行考察檢驗，詳細(xì)計算環(huán)境溫度與氣候變化對于建筑結(jié)構(gòu)的影響，選擇合適的填充材料合理布置伸縮縫，對混凝土的分布進(jìn)行一定的切割，降低混凝土分布的連續(xù)性。

（三）箱筏基礎(chǔ)底板挑板的設(shè)計

由于陽角面積在整個基礎(chǔ)面積中所占比例極小，所以在建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計中，多將箱筏的基礎(chǔ)底板和挑板設(shè)計成直角或斜角。同時，還可以避免底板鋼筋在布置時由于跨鋼筋而被迫加大通常筋的長度，大大的節(jié)約了建筑成本。

二、建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計的優(yōu)化方案

（一）不受手冊或教科書的影響，靈活進(jìn)行設(shè)計

由于建筑行業(yè)對于專業(yè)性要求極高，多數(shù)人對于學(xué)習(xí)過程中的指引過于看重。如在手冊中規(guī)定了梁板的凈跨為1.1倍，雖然這一規(guī)定適用于常規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，但在應(yīng)用日漸廣泛的寬扁梁的跨度計算中，這一要求卻并不適用。對于梁高與板厚相近的扁梁結(jié)構(gòu)，應(yīng)在不削峰的前提下，將計算長度取至梁中心。而在選取配筋時，應(yīng)從梁中心處的彎矩和梁厚，梁邊彎矩和板厚配筋中選取較大的一方進(jìn)行匹配。

（二）具體分析建筑所受的外部作用力

在實際情況中，建筑會受到多種外部作用力，具體分為間接作用與直接作用兩種。間接作用包括建筑材料的收縮、環(huán)境溫度的變化與氣候的改變、地基的沉降、地震的作用等。直接作用，又稱荷載，分為永久荷載、可變荷載和偶然荷載等。可變荷載作為作用力中較為復(fù)雜的一項，包括樓面均布可變荷載、屋面可變荷載、風(fēng)荷載、吊車的豎向、橫向水平和縱向水平荷載等。這些外部作用力，又可分為分布荷載與集中荷載，在作用位置與作用方向上均有所不同，都需要設(shè)計師在設(shè)計時進(jìn)行實地的考察與具體的分析，充分掌握建筑所要面對的情況與問題，從而選擇合理的基礎(chǔ)設(shè)計，保證建筑的美觀性與安全性，這對設(shè)計師考慮的全面性與自身的專業(yè)性也是一大挑戰(zhàn)。

（三）關(guān)注具體結(jié)構(gòu)平面圖的設(shè)計工作

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)設(shè)計過程中，繪制建筑的平面構(gòu)圖占有著重要的一環(huán)，該環(huán)節(jié)要求設(shè)計師具有良好的空間感，并且書序建筑的整體結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)建筑所處環(huán)境的自然特征建立模型。設(shè)計師需要從建筑整體角度出發(fā)，考慮建筑將要面對的各種問題，對結(jié)構(gòu)和大局進(jìn)行綜合的評估與考量，并重視各個細(xì)節(jié)的問題。如該地區(qū)的抗震設(shè)防烈度度數(shù)為8，則應(yīng)該適當(dāng)減少異形柱的使用，并提升各建筑部件的抗震能力，盡量選取穩(wěn)定的、脆性低的建筑材料作為建筑主體，務(wù)必滿足抗震措施的標(biāo)準(zhǔn)。此外，在設(shè)計師專業(yè)程度允許的情況下，應(yīng)減少建筑結(jié)構(gòu)軟件的使用，盡量直接設(shè)計，讓設(shè)計師親自面對設(shè)計中的一些情況，可以提升設(shè)計的靈活性與設(shè)計師的靈敏度。但如果該地區(qū)的防抗指數(shù)大于等于6，則必須借助建筑結(jié)構(gòu)軟件來進(jìn)行一些精密的結(jié)構(gòu)平面設(shè)計，保證工作的準(zhǔn)確性與嚴(yán)密性。同時，為了便于施工方對于結(jié)構(gòu)平面圖的讀取與理解，在設(shè)計師提供設(shè)計方案時需采用多種設(shè)計圖相結(jié)合的方式進(jìn)行描述。如在進(jìn)行屋坡面板的設(shè)計時，就要求設(shè)計師同時提供坡面示意圖和大樣詳圖。

在選擇建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計時，需要保證基底的承載力大于所需承受的最大應(yīng)壓力。同時，保證控制建筑基礎(chǔ)的總沉降量和差異沉降量，用以保護(hù)上部結(jié)構(gòu)。并需要根據(jù)周圍的社會環(huán)境及自然環(huán)境，對建筑的設(shè)計進(jìn)行改良，降低對建筑自身及周圍環(huán)境的影響。此外，需要在滿足設(shè)計要求和安全系數(shù)的前提下，要求建筑設(shè)計師根據(jù)開發(fā)商的要求，提供合適的建筑設(shè)計，同時盡可能的簡化建設(shè)過程，降低建筑難度和建筑成本。