建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題

摘要：隨著我國(guó)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。各種受多方面因素影響，使得高層建筑形體日趨復(fù)雜，形態(tài)各異，這些給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)增加了一定的難度，往往會(huì)遇到一些規(guī)范或規(guī)程未論及的問(wèn)題，建筑中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就顯得尤其重要。本文就對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則、內(nèi)容及存在問(wèn)題進(jìn)行探討分析。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)原則;設(shè)計(jì)人員問(wèn)題

一、基本概念

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是用結(jié)構(gòu)語(yǔ)言來(lái)表達(dá)工程師所要表達(dá)的內(nèi)容。結(jié)構(gòu)語(yǔ)言就是結(jié)構(gòu)師提煉出的關(guān)于自己觀點(diǎn)的結(jié)構(gòu)元素，包括基礎(chǔ)、墻、柱、梁、板、樓梯、大樣圖等。然后用這些結(jié)構(gòu)元素來(lái)構(gòu)成建筑物或構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)體系，包括豎向和水平的承重及抗力體系，再把各種情況產(chǎn)生的荷載傳遞至基礎(chǔ)。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類(lèi)型

根據(jù)建筑物的用途，分為工業(yè)建筑與民用建筑。根據(jù)建筑物的層數(shù)，可以分為單層、多層、高層和超高層建筑。建筑物根據(jù)所使用的結(jié)構(gòu)材料可以分為：木結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)等。建筑物根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式，可以分為排架結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)和大路結(jié)構(gòu)等。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

完美的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是在努力追求適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員最終努力的目標(biāo)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循以下原則：

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般在建筑設(shè)計(jì)之后，“受制”于建筑設(shè)計(jì)，但又“反制”于建筑設(shè)計(jì)。

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能破壞建筑設(shè)計(jì)，應(yīng)滿(mǎn)足、實(shí)現(xiàn)各種建筑要求。

3、建筑設(shè)計(jì)不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力范圍，不能超出安全、經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則。

四、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容

1、確定結(jié)構(gòu)方案。確定結(jié)構(gòu)方案就是通過(guò)建筑所在地的地質(zhì)情況和抗震情況和所需建筑的高度來(lái)確定建筑所需要的結(jié)構(gòu)形式。

2、建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算。建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算包括很多方面，比如風(fēng)的載荷、地震的載荷、結(jié)構(gòu)自身的載荷等等。另外，還應(yīng)該根據(jù)計(jì)算出來(lái)的載荷值和一些計(jì)算方法來(lái)確定構(gòu)件的截面，綜合計(jì)算出來(lái)的載荷值和構(gòu)件截面進(jìn)行彎矩、扭矩等一些內(nèi)力的計(jì)算。最后，通過(guò)對(duì)計(jì)算出來(lái)的構(gòu)件的內(nèi)力值和一些對(duì)構(gòu)件的要求和限制計(jì)算出構(gòu)件是否符合文件規(guī)范和要求。

3、對(duì)施工設(shè)計(jì)圖的設(shè)計(jì)和確定。根據(jù)以上計(jì)算出來(lái)的值對(duì)施工圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)和確定。

五、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需注意問(wèn)題

1、某些設(shè)計(jì)底層設(shè)計(jì)空間大，但是沒(méi)有抗震墻。這種結(jié)構(gòu)不完善，有很大的安全隱患，沒(méi)有明確的傳力。在一些抗震分類(lèi)當(dāng)中，選擇了不合適的抗震場(chǎng)地，最終導(dǎo)致了整個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤，在一些混凝土配件之中，存在著配筋率不合格的現(xiàn)象，計(jì)算書(shū)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不一致，使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低，存在著安全隱患。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一些設(shè)計(jì)人員偷工減料，設(shè)計(jì)的十分粗糙和簡(jiǎn)單，在施工圖之中應(yīng)該使用的大樣圖、系統(tǒng)圖存在著漏洞，不能對(duì)工程的整體面貌進(jìn)行反映，在設(shè)計(jì)之中沒(méi)有對(duì)消防、耐火等級(jí)、安全等級(jí)、工程類(lèi)別和設(shè)計(jì)依據(jù)等進(jìn)行明確的交代和標(biāo)明。

2、連續(xù)梁按單梁進(jìn)行設(shè)計(jì)。在陽(yáng)臺(tái)邊梁的設(shè)計(jì)中，如果較小荷重邊梁長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，問(wèn)題將會(huì)變得很?chē)?yán)重。因?yàn)檩^小荷重的邊梁一般直接暴露在室外，這樣就會(huì)受到很大的環(huán)境溫度影響。梁的伸縮也會(huì)隨著環(huán)境溫度變化而變化，這時(shí)梁的伸縮就會(huì)受到梁端柱或挑梁的約束，在梁的內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生收縮應(yīng)力，這種收縮應(yīng)力作用于原已因?yàn)檫吜荷系暮芍剌^小，而沒(méi)得到設(shè)計(jì)者的重視，導(dǎo)致了梁在支座附近上部受拉區(qū)出現(xiàn)豎向裂痕現(xiàn)象，所引起梁的支座附近沿整個(gè)梁截面四周裂縫貫通，梁承載力降低，嚴(yán)重的影響了使用安全。

3、基礎(chǔ)和地基設(shè)計(jì)存在問(wèn)題

由于沒(méi)有充分的分析地質(zhì)勘查報(bào)告就進(jìn)行了施工圖的設(shè)計(jì)，僅僅因?yàn)樵O(shè)計(jì)者單純的認(rèn)為該值越小就越安全，造成設(shè)計(jì)值存在問(wèn)題。有的設(shè)計(jì)者對(duì)軟弱地基的認(rèn)識(shí)不夠，不通過(guò)嚴(yán)密的墊層計(jì)算就盲目采用加強(qiáng)承載力的方法，這是十分不安全和不經(jīng)濟(jì)的做法。在多層民用建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于荷載值的計(jì)算沒(méi)有按照規(guī)范的折減系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性很低。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這類(lèi)問(wèn)題。例如，在高層的建筑物中，樁基的選擇不當(dāng)就會(huì)對(duì)其完工質(zhì)量造成影響，甚至是對(duì)其環(huán)境造成損壞。

4、構(gòu)造柱和承載柱設(shè)計(jì)存在問(wèn)題

對(duì)于結(jié)構(gòu)抗震性、承載力的提高都有作用的構(gòu)造柱，往往在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中被當(dāng)作承重柱，這就引發(fā)了一系列問(wèn)題，比如應(yīng)力全都集中到構(gòu)造柱處，構(gòu)造柱第一個(gè)受到破壞，起到適得其反的效果，減小了房屋的抗震能力。

為了受力分析簡(jiǎn)單一些設(shè)計(jì)者故意將截面高度設(shè)計(jì)的過(guò)小，但這為房屋的安全埋下了隱患，截面高度設(shè)計(jì)過(guò)小，這種設(shè)計(jì)錯(cuò)誤常見(jiàn)于六度抗震設(shè)防區(qū)，這樣設(shè)計(jì)導(dǎo)致柱頂不具備合格的抗彎強(qiáng)度，柱子會(huì)產(chǎn)生裂縫，這會(huì)使房屋的耐久性降低并且影響到住戶(hù)的入住心情，會(huì)對(duì)房屋產(chǎn)生恐懼的心理，并且一旦遇到地震這種房屋容易倒塌。

5、樓板設(shè)計(jì)存在問(wèn)題

作為建筑工程中的一個(gè)重要的承重構(gòu)件，樓板具有很重要的作用。通過(guò)樓板把屋面的負(fù)荷轉(zhuǎn)移到了梁或者墻上，所以樓板的設(shè)計(jì)關(guān)系到墻和梁等的安全性。為圖計(jì)算方便將雙向板和單向板的計(jì)算方法混淆，這容易導(dǎo)致樓板出現(xiàn)裂隙。

6、設(shè)計(jì)人員的問(wèn)題

6.1 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)不合理

不少單位設(shè)計(jì)院的圖紙不符合國(guó)家規(guī)章制度的規(guī)定，設(shè)計(jì)粗糙簡(jiǎn)單，漏掉了很多重要的大樣圖和剖視圖等。沒(méi)有技術(shù)總監(jiān)和項(xiàng)目總監(jiān)的簽名或者授權(quán)蓋章，主要原因是圖紙?jiān)O(shè)計(jì)不合理，在設(shè)計(jì)過(guò)程中忽略了這一項(xiàng);另一個(gè)原因是很多都是掛靠設(shè)計(jì)，技術(shù)總監(jiān)等管理不善，為了免除自身的法律責(zé)任而不去簽名，但是根據(jù)制度的規(guī)定其法律責(zé)任是不可避免的。圖紙的目錄中沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)圖和可供重復(fù)選用的利用圖。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖對(duì)于工程的水文和地質(zhì)條件等情況沒(méi)有做出說(shuō)明，對(duì)于持力層的地基土也沒(méi)有說(shuō)明，還有一些能夠反映工程細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)參數(shù)和安全等級(jí)等數(shù)據(jù)都沒(méi)有在設(shè)計(jì)說(shuō)明中進(jìn)行明確交代。

6.2 設(shè)計(jì)與施工脫節(jié)

設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)工作沒(méi)有從實(shí)際出發(fā)，脫離了實(shí)際的設(shè)計(jì)很難付諸實(shí)踐，往往僅僅出于個(gè)人利益的角度而整天在辦公室圖紙堆里埋頭設(shè)計(jì)，根本不了解施工的現(xiàn)場(chǎng)情況。對(duì)于自己的設(shè)計(jì)方案能否順利的應(yīng)用到施工中去一點(diǎn)自信都沒(méi)有，有的會(huì)給施工帶來(lái)很大的實(shí)際困難，例如增加施工的造價(jià)等等。

6.3 設(shè)計(jì)人員能力有限

設(shè)計(jì)中各種問(wèn)題的出現(xiàn)大多是因?yàn)樵O(shè)計(jì)師沒(méi)有對(duì)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)，沒(méi)有引起自身足夠的重視。對(duì)于居民的住宅設(shè)計(jì)不能夠?qū)嵤虑笫?，根?jù)自己的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，盲目照搬現(xiàn)有的設(shè)計(jì)成果，通過(guò)簡(jiǎn)單的套用來(lái)完成設(shè)計(jì)說(shuō)明。還有一些設(shè)計(jì)師沒(méi)有充分理解設(shè)計(jì)的方法和規(guī)范性，或者有的人根本沒(méi)有明晰的力學(xué)概念就開(kāi)始了錯(cuò)誤的計(jì)算模式，也不能夠根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行判斷。

結(jié)語(yǔ)

我國(guó)建筑的有著悠久的歷史，它一直是城市建設(shè)的焦點(diǎn)。但是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也存在一些問(wèn)題，需要我們不斷對(duì)建筑的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新做出探索，使建筑設(shè)計(jì)與城市空間的融合也進(jìn)一步達(dá)到完善。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不僅要關(guān)注到建筑的美觀性，更要以建筑質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行規(guī)范性、科學(xué)性建筑設(shè)計(jì)，以提升建筑的安全性，力圖做到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性、適用性、經(jīng)濟(jì)性以及美觀性相統(tǒng)一。