建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的問題與解決措施分析

楊佩佩

摘? 要：改革開放以來，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平也不斷上升，對物質(zhì)及居住環(huán)境也提出了更高的要求。建筑工程作為我國建設(shè)發(fā)展中的一大重要領(lǐng)域，與人們的生活質(zhì)量之間有很大的聯(lián)系。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);問題;解決措施

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國民的經(jīng)濟(jì)實(shí)力也在不斷地提高，人們對于建筑在安全、舒適度以及美觀性上都有了新的標(biāo)準(zhǔn)和要求，這就使得建筑的設(shè)計(jì)師們和房地產(chǎn)開發(fā)商對于建筑的外觀、造型和室內(nèi)的空間應(yīng)用上有了更高的要求，這在一定程度上提升了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度和復(fù)雜程度，這對建筑行業(yè)帶來考驗(yàn)的同時(shí)，也促進(jìn)了建筑行業(yè)的發(fā)展。因此，對于設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中出現(xiàn)的問題，設(shè)計(jì)師需科學(xué)有效的調(diào)整設(shè)計(jì)，解決相應(yīng)的問題，促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程中，設(shè)計(jì)人員通過所學(xué)理論知識(shí)結(jié)合建筑需求確立建筑物結(jié)構(gòu)的重要設(shè)計(jì)步驟。建筑結(jié)構(gòu)就是組成建筑物的各種不同構(gòu)件，它們在建筑物中承擔(dān)著各種不同的作用，保障建筑物的穩(wěn)定性、安全性、實(shí)用性。所以，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，除了簡單的構(gòu)圖設(shè)計(jì)，還需要精密的數(shù)據(jù)計(jì)算，還要考慮到建筑施工過程中的成本控制、建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)用性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則要遵循結(jié)構(gòu)耐用、功能實(shí)用、美觀大方、降低造價(jià)的原則。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要可分為結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)計(jì)算、施工圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案階段需要進(jìn)行實(shí)地考察并結(jié)合客戶需求來確定建筑結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)方案;確定建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案后，對結(jié)構(gòu)承重、受力進(jìn)行精密的數(shù)據(jù)計(jì)算，最后再確立施工圖設(shè)計(jì)。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的問題

2.1圖紙?jiān)O(shè)計(jì)不合理

建筑工程要實(shí)現(xiàn)順利施工離不開設(shè)計(jì)圖紙科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)。每一個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)都要經(jīng)過精密準(zhǔn)確的計(jì)算，比如在進(jìn)行結(jié)構(gòu)類型選擇、抗震設(shè)計(jì)和建筑材料選擇的時(shí)候要科學(xué)運(yùn)用理論知識(shí)，結(jié)合實(shí)際建筑需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。然而，一些公司建筑設(shè)計(jì)師在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還存在設(shè)計(jì)不規(guī)范的現(xiàn)象發(fā)生，如平面設(shè)計(jì)圖圖集使用不規(guī)范，結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)模糊，導(dǎo)致在建筑工程施工的時(shí)候中出現(xiàn)混亂，甚至造成施工誤差。

2.2建筑結(jié)構(gòu)重點(diǎn)部位的設(shè)計(jì)問題

①地下基礎(chǔ)梁體設(shè)計(jì)問題。要想保障建筑的穩(wěn)定性，地下基礎(chǔ)梁體是非常關(guān)鍵的，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合建筑實(shí)際因素對基礎(chǔ)的寬度以及深度進(jìn)行科學(xué)的研究計(jì)算。要想確認(rèn)一個(gè)建筑物地下的基礎(chǔ)梁體是否符合標(biāo)準(zhǔn)，需要對不均勻沉降進(jìn)行檢測，根據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際地質(zhì)情況科學(xué)分析出實(shí)際的沉降程度，不可通過主觀臆斷去判斷建筑地下基礎(chǔ)梁體的設(shè)計(jì)是否合理。②建筑主體承重柱設(shè)計(jì)問題。在保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面，主體承重柱也具有重要的作用，其主要功能是支撐建筑物的整體構(gòu)造?？茖W(xué)合理的布置承重柱是非常重要的，許多設(shè)計(jì)師過于追求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體的美觀性，沒有加強(qiáng)對于承重系數(shù)與安全性能的重視，沒有依據(jù)建筑物的實(shí)際情況，直接統(tǒng)一設(shè)置承重柱的尺寸和分布位置，這種設(shè)計(jì)方法是不具備合理性的。

2.3建筑主體結(jié)構(gòu)抗震問題

在建筑物主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，通常由于工程設(shè)計(jì)人員職業(yè)素養(yǎng)不足及缺少應(yīng)變能力，忽視了建筑主體結(jié)構(gòu)抗震的科學(xué)設(shè)計(jì)。或者，相關(guān)工程技術(shù)人員在進(jìn)行建筑物主體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)校核的過程中，因?yàn)橛?jì)算過程中的錯(cuò)誤減少抗震設(shè)計(jì)的科學(xué)性。假如發(fā)生地震，建筑物抗震設(shè)計(jì)無法符合建筑結(jié)構(gòu)的抗震規(guī)定，就有可能出現(xiàn)嚴(yán)重的損壞，導(dǎo)致嚴(yán)重的人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失。

3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題的解決措施

3.1科學(xué)合理設(shè)計(jì)施工圖紙

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行初步設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先要進(jìn)行實(shí)地考察，了解建筑設(shè)計(jì)需求之后再展開設(shè)計(jì)工作。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要切合建筑工程施工的實(shí)際要求，要具有科學(xué)合理性。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)圖紙的時(shí)候要遵守圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，在圖紙上明確標(biāo)注施工數(shù)據(jù)和施工環(huán)節(jié)，保障建筑施工能夠安全進(jìn)行。同時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員還要注重設(shè)計(jì)圖中的細(xì)節(jié)步驟，完成設(shè)計(jì)圖紙之后，要反復(fù)校對檢查，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙中的一些問題并及時(shí)優(yōu)化改正。

3.2重點(diǎn)部分的設(shè)計(jì)

承重柱直接影響建筑結(jié)構(gòu)安全系數(shù)，根據(jù)詳細(xì)建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際數(shù)據(jù)，科學(xué)地計(jì)算出主體承重柱的尺寸，結(jié)合建筑物的質(zhì)量分布情況，制定承重柱的具體分布數(shù)量。如：某或超寫字樓，對其進(jìn)行技術(shù)分析，建議用平板式筏形的基礎(chǔ)架構(gòu)，建筑標(biāo)準(zhǔn)層建議設(shè)計(jì)為普通的框架梁結(jié)合現(xiàn)澆的空心板結(jié)構(gòu)體系，結(jié)合框架與核心筒，其結(jié)構(gòu)簡單，一般采用的是立面和平面相結(jié)合的規(guī)則，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)多是立面和平面相結(jié)合的規(guī)則。而基礎(chǔ)多是天然的樁基。若發(fā)現(xiàn)建筑混凝土的折算厚度較大，會(huì)影響配筋量，且會(huì)加大自重，進(jìn)而造成主樓板、筏板的基礎(chǔ)承載力不足等后果。若梁截面較大或者是板較厚，則沒有很好地落實(shí)經(jīng)濟(jì)效益，不利于墻柱弱梁功能的實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)自重也會(huì)受到影響，地震力受到加強(qiáng)，豎向構(gòu)件安全性較低。相對來說，核心筒剪力墻內(nèi)隔墻的受力偏小，則在設(shè)計(jì)上相應(yīng)的厚度也會(huì)偏大。在整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，側(cè)重“以柔克剛”方式，但是需要保障各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求。自重增加的原因有很多，科學(xué)計(jì)算主體的承重分布顯得尤為重要。

3.3重視建筑物的抗震設(shè)計(jì)

建筑物的抗震方面可應(yīng)用如下方案：①在建筑物內(nèi)部進(jìn)行科學(xué)排布抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)件。建筑物主體結(jié)構(gòu)保證水平層面對稱性的條件下，可在某種程度上減少建筑物在地震過程中被破壞的概率。因此，需要合理設(shè)置建筑內(nèi)部的水平層面結(jié)構(gòu)件，使得應(yīng)力分布狀態(tài)得以形成，增強(qiáng)建筑物主體結(jié)構(gòu)連續(xù)性特征。并且增加豎向的側(cè)力結(jié)構(gòu)件，提高建筑物的抗震等級(jí)。②增強(qiáng)地基結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)。建筑物的地基結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生的時(shí)候容易被破壞，導(dǎo)致建筑主體發(fā)生更大的損傷?？稍黾咏ㄖ飿痘纳疃葦?shù)值，保持其余上部結(jié)構(gòu)保持良好的聯(lián)動(dòng)特性，進(jìn)而增加建筑物的抗震等級(jí)。

3.4完善建筑結(jié)構(gòu)水平與垂直設(shè)計(jì)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系中建筑水平、垂直方向的布局往往直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。一方面，針對建筑承重墻水平面，應(yīng)盡量保證其平整性和穩(wěn)定性，即在建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求下確保墻體的剛度和質(zhì)量;另一方面，針對建筑垂直面，除了應(yīng)保障構(gòu)建中心處于垂直面偏下位置外，還應(yīng)提高建筑墻體的剛度要求，滿足建筑物的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)需求。此外，應(yīng)設(shè)置多重防震線以應(yīng)對大型地震災(zāi)害對于建筑物的影響，在合理結(jié)合剛度和非結(jié)構(gòu)強(qiáng)度建筑結(jié)構(gòu)的過程中形成一定的安全風(fēng)險(xiǎn)防范體系，進(jìn)而保障建筑抗震設(shè)計(jì)的整體性。其中，當(dāng)前國內(nèi)建筑主要采用的結(jié)構(gòu)以“填墻框架”和“底框結(jié)構(gòu)”為主，前者以鋼筋混凝土作為建筑主體，在面對強(qiáng)震動(dòng)時(shí)容易出現(xiàn)剪切破壞，且由于窗下墻的限制導(dǎo)致出現(xiàn)短柱型剪切型破壞，因此多需采用框架一體建筑結(jié)構(gòu)以降低地震對于結(jié)構(gòu)的破壞;后者在強(qiáng)震動(dòng)環(huán)境下其上層建筑結(jié)構(gòu)更加容易受到破壞，因此應(yīng)注重優(yōu)化建筑物的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，通過提升其強(qiáng)地震環(huán)境下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以增加其震動(dòng)幅度的承受能力。

結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程的重要環(huán)節(jié)，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要與現(xiàn)實(shí)需求結(jié)合，建筑設(shè)計(jì)人員本身要具有專業(yè)的理論知識(shí)和專業(yè)工作素養(yǎng)，要有實(shí)事求是的工作態(tài)度，注重細(xì)節(jié)，先解決大問題再解決小問題，最后做好細(xì)節(jié)處理，一定要規(guī)范圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，科學(xué)理論進(jìn)行選型，合理分析計(jì)算取值。

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