提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的措施分析

隨著我國市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)狀況的高速發(fā)展，城市化的進(jìn)度正在逐漸加快，盡管房?jī)r(jià)商場(chǎng)非常猛烈，房地產(chǎn)市場(chǎng)的交易量依然與日俱增，對(duì)廣大人民百姓來說，購置住房是生活中最重要的活動(dòng)之一，不少工薪階層將大半生的勞動(dòng)所得消耗在房產(chǎn)上。同時(shí)，我國的內(nèi)陸地區(qū)地震頻發(fā)，住房的質(zhì)量不但與廣大人民的切身利益息息相關(guān)，還可能在自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)直接影響到百姓的人身安全。

建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在很大程度上影響著建設(shè)工程的安全可靠、美觀實(shí)用、施工難度、工程造價(jià)等諸多品質(zhì)，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量自古以來，都是結(jié)構(gòu)工程師最為關(guān)注的話題之一。同時(shí)，項(xiàng)目的特殊要求、施工環(huán)境的變化以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員水平上的差異等諸多因素都與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的出圖質(zhì)量密切相關(guān)。為了盡可能避免設(shè)計(jì)圖紙上出現(xiàn)“漏、碰、錯(cuò)、缺”，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)工作者應(yīng)當(dāng)通過有效的措施盡可能提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本概念簡(jiǎn)介

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體程序是需要嚴(yán)格遵守的。建筑物的設(shè)計(jì)工作實(shí)際上存在諸多分支，這些分支具體涵蓋了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、暖氣通風(fēng)設(shè)計(jì)、給排水設(shè)計(jì)等。每個(gè)分支的具體設(shè)計(jì)過程都必須圍繞四個(gè)根本目標(biāo):審美要求、功能要求、環(huán)保要求以及經(jīng)濟(jì)要求。建筑的結(jié)構(gòu)是建筑物發(fā)揮其使用功能的基本條件，因而，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是建筑物設(shè)計(jì)過程中極為重要的組成部分之一，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)細(xì)分為以下四個(gè)步驟:設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)分析、設(shè)計(jì)構(gòu)件、繪制施工圖紙。

建筑結(jié)構(gòu)的類型這一概念相對(duì)而言范圍廣、內(nèi)容豐富。根據(jù)不同建筑物在具體功能要求上的差異，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，逐漸產(chǎn)生了諸多結(jié)構(gòu)類型與結(jié)構(gòu)的分類方法。從建筑物具體用途的角度，可以劃分為民用建筑與工業(yè)建筑。如果依據(jù)建筑物的層數(shù)來分類，則可以分為超高層、高層、多層、單層建筑。建筑物使用的結(jié)構(gòu)材料是有所區(qū)別的，從結(jié)構(gòu)類型的角度來分類，大體上有:混合結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等。此外，建筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成方式也存在較大的區(qū)別，從這個(gè)角度，可以劃分為框筒結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、束筒結(jié)構(gòu)等。由此可見，建筑結(jié)構(gòu)類型的劃分方法頗多，內(nèi)容也相對(duì)復(fù)雜。

而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還有一個(gè)很重要的名詞:概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)的具體含義指的是通過清晰、明確的概念結(jié)構(gòu)，在不進(jìn)行數(shù)值計(jì)算的情況下，根據(jù)分系統(tǒng)與整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)間的結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、力學(xué)關(guān)系、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、震害以及工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的原始設(shè)計(jì)思想與基本設(shè)計(jì)原則，對(duì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果做出合理、準(zhǔn)確的分析，同時(shí)將計(jì)算假設(shè)與結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀況間的差異也考慮在內(nèi)，對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡可能保證建筑物的受力更安全、更合理、更協(xié)調(diào)。

2 概念設(shè)計(jì)的具體步驟與重要意義

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，概念設(shè)計(jì)占據(jù)極其重要的地位，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟通?？梢詣澐譃槿?前期選擇方案階段，中期結(jié)構(gòu)計(jì)算階段以及后期制繪施工圖階段。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析的首要步驟就是概念設(shè)計(jì)，以上三個(gè)步驟均與科學(xué)的概念指導(dǎo)不可分割。

一名好的結(jié)構(gòu)工程師在每個(gè)項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)的初始階段，也就是建筑設(shè)計(jì)方案確定階段，先按照自身的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)基礎(chǔ)，在心里經(jīng)歷一段優(yōu)化過程，應(yīng)用概念設(shè)計(jì)手段，能夠快速、合理地構(gòu)思，比較，抉擇每一個(gè)結(jié)構(gòu)體系，并且協(xié)助建筑師擴(kuò)展或者實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)所需要的空間形式，想要的使用，構(gòu)筑和形象功能，且將其定為目標(biāo)，同建筑師共同決定建筑的總體結(jié)構(gòu)方案，此外，還要確定整體結(jié)構(gòu)體系和分體結(jié)構(gòu)體系最佳的受力方案。得出來的方案一般具有清晰的概念和正確的定性，從而避免了后期不必要的運(yùn)算，經(jīng)濟(jì)可靠性能較好。另外，這種方法也可以作為判斷計(jì)算機(jī)的內(nèi)力分析所得到的數(shù)據(jù)可靠性的依據(jù)。作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈魂和核心，概念設(shè)計(jì)統(tǒng)領(lǐng)著整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程，也顯示了設(shè)計(jì)工程師的理論和設(shè)計(jì)水平。通過結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的運(yùn)用，可以從全局上明確結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能，從而科學(xué)的判斷計(jì)算分析得到的結(jié)果并進(jìn)行合理的利用，確保了設(shè)計(jì)過程中工程師的主體地位。

3 提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的具體措施

建筑工程的一個(gè)特點(diǎn)就是受到地理因素的制約與影響，這個(gè)特點(diǎn)也導(dǎo)致設(shè)計(jì)過程中涉及的參數(shù)很可能具有一定的特殊性。簡(jiǎn)單舉例有:基本雪壓、基本風(fēng)壓、場(chǎng)地土類別、地震烈度等鑄鍛參數(shù)的選取過程都要嚴(yán)格依照《全國基本雪壓分布圖》《全國基本風(fēng)壓分布圖》以及工程地質(zhì)報(bào)告這三份材料進(jìn)行敲定，又如墻體圍護(hù)的主材在不同地區(qū)存在差異，工程師則需要根據(jù)實(shí)際選用的主材確定墻體荷載。在開始設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)大量收集設(shè)計(jì)相關(guān)資料、深入研究設(shè)計(jì)規(guī)范，根據(jù)具體的工程類型、地域條件確定具體參數(shù)，這樣的做法能夠在加強(qiáng)計(jì)算結(jié)果可靠性的同時(shí)，避免參數(shù)不合理、參數(shù)錯(cuò)誤造成的返工、浪費(fèi)等現(xiàn)象。

建模計(jì)算的前期處理是提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要措施之一。對(duì)荷載的計(jì)算要保證準(zhǔn)確有效，估計(jì)、推測(cè)等無依據(jù)的做法是需要每個(gè)工程師盡可能避免的。建模的過程要嚴(yán)格按照科學(xué)的方法來給定輸入，樓梯洞口輸入處的局部開洞處理，轉(zhuǎn)換層構(gòu)件與懸挑構(gòu)件設(shè)計(jì)中活荷載的不利影響，飄窗部分的荷載分析等都是需要格外注意的步驟。

在尚未了解各個(gè)參數(shù)具體含義的情況下，毫無依據(jù)的對(duì)參數(shù)進(jìn)行盲目的修改是結(jié)構(gòu)建模過程中的一個(gè)大忌。在調(diào)整參數(shù)的過程中，要格外注意不同參數(shù)的具體適用范圍，具體的某一項(xiàng)參數(shù)大多具有較為嚴(yán)格的適用性，磚混結(jié)構(gòu)下準(zhǔn)確的參數(shù)，很可能不適用于框架結(jié)構(gòu)，多層結(jié)構(gòu)下準(zhǔn)確的參數(shù)，對(duì)高層結(jié)構(gòu)的適用性也未必能夠保證。對(duì)相關(guān)計(jì)算軟件的應(yīng)用也要注意這個(gè)問題。不同的計(jì)算理論是具有其特定的假設(shè)條件的，軟件的編制默認(rèn)狀態(tài)下均符合這些特定條件，為了避免出現(xiàn)參數(shù)不匹配、不適用的問題，在使用軟件前必須了解清楚這款軟件的具體技術(shù)條件，即使是最熟悉的PKPM軟件系列也不能忽略這個(gè)問題。缺乏對(duì)于軟件技術(shù)條件的深刻理解，就無法合理、正確的應(yīng)用軟件進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)。因過分信任計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果，而忽視結(jié)構(gòu)概念導(dǎo)致的嚴(yán)重錯(cuò)誤，近年來在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域也屢見不鮮。相關(guān)領(lǐng)域工作者在必要的情況下要進(jìn)行手算復(fù)核，而不是迷信軟件的計(jì)算結(jié)果，這種情況對(duì)于帶轉(zhuǎn)換的構(gòu)件設(shè)計(jì)工作最為重要。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，建筑物計(jì)算分析的結(jié)果是為了確保在靜力荷載以及自然災(zāi)害造成的動(dòng)力荷載作用下具有較強(qiáng)的整體安全性。然而，僅僅依靠計(jì)算分析結(jié)果展開的設(shè)計(jì)，在實(shí)際生活中是很難避免荷載作用下建筑物局部開裂、破壞等現(xiàn)象的。針對(duì)不同的自然災(zāi)害，要進(jìn)行專門的防護(hù)性設(shè)計(jì)。以地震為例，可以根據(jù)工程抗震等級(jí)的要求指標(biāo)，按照設(shè)計(jì)規(guī)范中的具體要求，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中采用必要的構(gòu)造措施。特別是針對(duì)計(jì)算性相對(duì)比較弱的結(jié)構(gòu)類型時(shí)，多數(shù)的設(shè)計(jì)都要求通過構(gòu)造措施保證建筑的安全性。

4 結(jié)語

通過文章中的分析，概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中扮演了很重要的角色。除此之外，針對(duì)軟件計(jì)算參數(shù)、計(jì)算結(jié)果的荷載分析、數(shù)學(xué)建模工作的有效進(jìn)行，都是提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的好辦法。

［1］馬玉剛．淺談如何提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量［J］．工程技術(shù)，2010(7):5．

［2］張麗莉．淺談提高建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量的措施［J］．建筑工程，2010(4):7．

［3］喬可義．重視概念設(shè)計(jì)，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量［J］．黑龍江科技信息，2009(21):11．

［4］范志毅．建筑結(jié)構(gòu)可靠性理論應(yīng)用與發(fā)展［J］．山西建筑，2010，36(33):75-76．