建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本方法及發(fā)展趨勢(shì)的探討

陳立霞

摘? ? 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的不斷發(fā)展，我國(guó)的建筑行業(yè)發(fā)展水平也在不斷提高，建筑工程項(xiàng)目不斷增多，建筑的結(jié)構(gòu)形式也愈發(fā)豐富。在建筑的設(shè)計(jì)施工工作中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是十分重要的內(nèi)容，建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)在很大程度上影響建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和建筑的整體質(zhì)量。為此，文章針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本方法及發(fā)展趨勢(shì)展開(kāi)了具體的分析，以供大家研究探討。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);基本方法;問(wèn)題;對(duì)策;發(fā)展趨勢(shì)

1? 引言

隨著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，建筑工程的結(jié)構(gòu)形式愈發(fā)多樣化，這雖然能夠提高建筑的美觀度、豐富人們的生活，但是與此同時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量問(wèn)題也開(kāi)始暴露出來(lái)。因此，必須加大對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的重視，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

2? 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法分析

2.1? 結(jié)構(gòu)平面圖

在繪制結(jié)構(gòu)平面布置圖前有個(gè)問(wèn)題需要說(shuō)明一下，就是要不要輸入結(jié)構(gòu)軟件進(jìn)行建模的問(wèn)題。當(dāng)建筑地處抗震設(shè)防烈度為6度區(qū)時(shí)（建造于Ⅳ類(lèi)場(chǎng)地上較高的高層建筑除外），根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，是可以不用進(jìn)行截面抗震驗(yàn)算，但應(yīng)符合有關(guān)的抗震措施要求。那么對(duì)于砌體結(jié)構(gòu)來(lái)講如果時(shí)間不是很充足的話(huà)應(yīng)該可以不用在軟件中建模，直接設(shè)計(jì)即可，但要注意受壓和局部受壓的問(wèn)題，必要時(shí)進(jìn)行人工復(fù)核。對(duì)于局部受壓的防御措施是要按規(guī)定對(duì)梁下設(shè)梁墊以及設(shè)置構(gòu)造柱等措施。如果時(shí)間不是很緊張，建議還是輸入建模較好，有一個(gè)便利就是可以利用軟件來(lái)進(jìn)行荷載導(dǎo)算。另外，當(dāng)建筑地處抗震設(shè)防烈度為7度及以上時(shí)是必須要輸入軟件建模計(jì)算的。繪制結(jié)構(gòu)平面圖時(shí)，如果沒(méi)有建模就可以直接在建筑的條件圖上來(lái)繪制結(jié)構(gòu)圖了，這一步必不可少的是刪除建筑圖中對(duì)結(jié)構(gòu)來(lái)講沒(méi)有用的部分，簡(jiǎn)單快捷的方法是利用軟件的圖層功能，直接凍結(jié)相關(guān)的層。然后再建立新的結(jié)構(gòu)圖層：圈梁層、構(gòu)造柱層、梁層、文字層、板鋼筋層，等等。這樣做的目的是提高繪圖效率，方便在不同結(jié)構(gòu)平面圖間的拷貝移動(dòng)和刪除。

2.2? 屋頂（面）結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)建筑是坡屋面時(shí)，結(jié)構(gòu)的處理方式有兩種：梁板式及折板式。梁板式適用于建筑平面不規(guī)整、板跨度較大、屋面坡度及屋脊線(xiàn)轉(zhuǎn)折復(fù)雜的坡屋面;反之，則適用折板式。兩種形式的板均為偏心受拉構(gòu)件。板配筋時(shí)應(yīng)有部分或全部的板負(fù)筋拉通以抵抗拉力。板厚基于構(gòu)造需要一般不宜小于120mm厚。此外梁板的折角處鋼筋的布置應(yīng)有大樣示意圖。至于坡屋面板的平面畫(huà)法，建議采用剖面示意圖加大樣詳圖的表示方法。

2.3? 大樣詳圖

大樣詳圖的繪制可以在建筑詳圖的基礎(chǔ)上直接繪制，前提是建筑詳圖的準(zhǔn)確無(wú)誤;也可以在以前做過(guò)的詳圖的基礎(chǔ)上來(lái)局部改進(jìn)繪制。要注意的是在保持建筑外形的前提下盡量地使結(jié)構(gòu)受力合理和施工方便。在標(biāo)高和外形尺寸上一定要和建筑專(zhuān)業(yè)協(xié)調(diào)一致。需要提醒的是建筑標(biāo)高和結(jié)構(gòu)標(biāo)高的關(guān)系要搞清楚，該減的減，不該減的就不要減。

2.4? 樓梯

樓梯梯板要注意撓度的控制，梯梁要注意的是梁下凈高要滿(mǎn)足建筑的要求，梯梁的位置盡量使上下樓層的位置統(tǒng)一。局部不合適處可以采用折板樓梯。折板樓梯鋼筋在內(nèi)折角處要斷開(kāi)分別錨固防止局部的應(yīng)力集中。閣樓層處的樓梯由于有分戶(hù)墻的存在要設(shè)置抬墻梁。注意梁下的凈空要求，并要注意梯板寬度的問(wèn)題。首段梯板的基礎(chǔ)應(yīng)注意基礎(chǔ)的沉降問(wèn)題，必要時(shí)應(yīng)設(shè)梯梁。

2.5? 基礎(chǔ)

基礎(chǔ)要注意混凝土的標(biāo)號(hào)選擇應(yīng)符合結(jié)構(gòu)耐久性的要求（通常情況下可采用C25）。基礎(chǔ)的配筋應(yīng)滿(mǎn)足最小配筋率的要求（施工圖審查中心重點(diǎn)審查部位）。條基交接部位的鋼筋設(shè)置應(yīng)有詳圖或選用標(biāo)準(zhǔn)圖。條基交叉處的基底面積不可重復(fù)利用，應(yīng)注意調(diào)整基礎(chǔ)寬度。局部墻體中有局部的較大荷載時(shí)也要調(diào)整基礎(chǔ)的寬度（因軟件計(jì)算的是墻下的平均軸力）。基礎(chǔ)圖中的構(gòu)造柱，當(dāng)定位不明確時(shí)應(yīng)給予準(zhǔn)確定位。

3? 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題分析

3.1? 地基選址問(wèn)題

在建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，為了保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，通常會(huì)選擇一些力學(xué)性能比較強(qiáng)的地基，這對(duì)于提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有很大的幫助，可是很多施工單位并沒(méi)有認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，地基的選址經(jīng)常不合理，其選擇的地基位置經(jīng)常出現(xiàn)承重力不足的情況，無(wú)法滿(mǎn)足建筑工程的施工要求，這對(duì)于整個(gè)建筑工程施工的危害極大。

3.2? 設(shè)計(jì)圖問(wèn)題

在一些建筑施工單位在開(kāi)展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，其設(shè)計(jì)圖紙經(jīng)常會(huì)存在各種各樣的問(wèn)題，通常體現(xiàn)在設(shè)計(jì)圖紙的數(shù)據(jù)和標(biāo)識(shí)上，比如數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、失誤或不規(guī)范，或者是其中的一些關(guān)鍵信息，如施工材料、抗震等級(jí)、強(qiáng)梁柱標(biāo)號(hào)等不合理，這些都很容易導(dǎo)致后期施工出現(xiàn)混亂，影響工程的施工質(zhì)量。

4? 提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的有效方法

4.1? 合理進(jìn)行地基選址

首先，施工方就需要合理選擇地基的位置，提高地基的承載力和穩(wěn)定性，這樣才能夠保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在進(jìn)行地基選址時(shí)，施工單位需要考慮施工場(chǎng)地的地質(zhì)條件和自然氣候條件，包括當(dāng)?shù)氐牡卣饛?qiáng)度、土質(zhì)、風(fēng)壓和雪壓等，以及如果以該處作為地基，在施工時(shí)可能會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)帶來(lái)的影響，并在此基礎(chǔ)上合理選擇建筑結(jié)構(gòu)的形式和施工材料等，以此保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。其次，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，需要收集當(dāng)?shù)氐脑敿?xì)資料，并研究工程設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范，將當(dāng)?shù)氐乩項(xiàng)l件的相關(guān)參數(shù)也納入結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的參數(shù)中，通過(guò)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)來(lái)提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

4.2? 提高設(shè)計(jì)圖的質(zhì)量

建筑設(shè)計(jì)圖紙的繪制必須盡量詳細(xì)和標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)數(shù)據(jù)必須精確，還要對(duì)其中的一些關(guān)鍵信息進(jìn)行明確的標(biāo)識(shí)。在制作的過(guò)程中可以與其他部門(mén)合作，以此來(lái)完善設(shè)計(jì)圖紙。設(shè)計(jì)人員需要加強(qiáng)與施工單位各部門(mén)之間的溝通和協(xié)作，了解各個(gè)部門(mén)獲取的相關(guān)信息和數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行綜合的分析，然后將其納入建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)和參數(shù)的合理應(yīng)用，提高設(shè)計(jì)的完善性和準(zhǔn)確度，并最終形成一個(gè)高質(zhì)量和準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙。

5? 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)

5.1? 以功能為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)

功能設(shè)計(jì)的概念在于根據(jù)災(zāi)害荷載的不確定性（發(fā)生時(shí)間、強(qiáng)度、作用歷時(shí)等的變化）以及抗力的不確定性特點(diǎn)對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)度水平的災(zāi)害荷載作用（地震等），將建筑物設(shè)計(jì)成滿(mǎn)足不同的功能要求，既保障建筑物在稀有大震時(shí)的安全，同時(shí)又使建筑物在整個(gè)運(yùn)行期充分發(fā)揮功能，維護(hù)和改建方便，符合經(jīng)濟(jì)目的。這是我國(guó)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范體現(xiàn)的“小震不壞，中震可修，大震不倒”原則的進(jìn)一步發(fā)展。

5.2? 結(jié)構(gòu)投資的合理分配

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法根據(jù)滿(mǎn)足某一最低要求的安全度出發(fā)，安全系數(shù)的確定在很大程度上依靠經(jīng)驗(yàn)和判斷，顯然不能滿(mǎn)足工程建設(shè)日益發(fā)展的要求。一些研究者提出了運(yùn)用期費(fèi)用（life-cydecost）的期望值為最低的概念。運(yùn)用期費(fèi)用包括建造費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用、災(zāi)害事件（如強(qiáng)地震、強(qiáng)風(fēng)）發(fā)生造成的破壞損失及修理費(fèi)用、傷亡損失費(fèi)用等。同時(shí)還要考慮不同時(shí)間費(fèi)用和損失的貼現(xiàn)（均化為按現(xiàn)時(shí)價(jià)格計(jì)算）。采用一定的計(jì)算模型可以得出運(yùn)行期費(fèi)用的解析表達(dá)式，從而獲得最優(yōu)解，求出最合理的設(shè)計(jì)荷載和杭力水平。

6? 結(jié)語(yǔ)

總之，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)系統(tǒng)的、全面的工作，設(shè)計(jì)結(jié)果直接決定建筑物的壽命和正常使用。因此，需要我們不斷創(chuàng)新，研究更科學(xué)的設(shè)計(jì)方法，加強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的管理，以此來(lái)提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，提高建筑工程的質(zhì)量。

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