建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題與解決對(duì)策分析

李慶學(xué)

摘 要：社會(huì)的快速發(fā)展，為建筑事業(yè)全面發(fā)展起到了積極促進(jìn)的作用。就目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀來看，雖然較過去相比，工建筑結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性與功能性有了很大的改觀，但深挖其中細(xì)節(jié)，在其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中依然存在著諸如施工圖紙質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、各結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、尚未針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)健全相應(yīng)管理機(jī)制等問題亟待相關(guān)工作者的解決。因此現(xiàn)階段從事建筑設(shè)計(jì)的工作人員就要將當(dāng)前工作立足點(diǎn)放在提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的合理性上，以從根本上推動(dòng)建筑行業(yè)又好又快的發(fā)展進(jìn)程。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問題；解決對(duì)策

1導(dǎo)言

建筑是為人們遮風(fēng)擋雨的避風(fēng)港，隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，人們更加強(qiáng)調(diào)建筑的功能，注重建筑設(shè)計(jì)，力求提高生活質(zhì)量與品質(zhì)。在建筑設(shè)計(jì)中，最重要的就是結(jié)構(gòu)。不同的建筑結(jié)構(gòu)會(huì)賦予建筑不同的功能，如果設(shè)計(jì)不合理，就可能會(huì)存在許多問題。這就需要重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，找出存在的不足之處，方可實(shí)現(xiàn)建筑的合理設(shè)計(jì)。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的主要問題

2.1材料選擇與質(zhì)量控制問題

材料選擇與質(zhì)量控制問題是在設(shè)計(jì)階段必須考慮的重點(diǎn)問題之一，材料自身性質(zhì)、規(guī)格、配合比等不合理，會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量造成直接影響，甚至威脅到建筑的使用安全。比如在溫差較大的氣候地區(qū)，混凝土結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)干縮裂縫問題，在混凝土澆筑后，墻面和樓板出現(xiàn)多處龜裂。這種現(xiàn)象在住宅建筑工程中十分常見，主要是由于混凝土配合比設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)剛度和持久性降低。此外，許多工程采用商品混凝土，在混凝土預(yù)拌廠進(jìn)行統(tǒng)一配料，然后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)施工。在混凝土預(yù)拌廠配置時(shí)考慮到混凝土的和易性和流動(dòng)性，會(huì)適當(dāng)增加水的比例，避免在運(yùn)輸過程中受到影響，但有時(shí)也會(huì)導(dǎo)致混凝土水灰比過高，引發(fā)結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題。

2.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理

首先，地基結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)階段的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，還存在著地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理問題，同時(shí)由于建筑項(xiàng)目自身的特征具有一定差異性，且施工場(chǎng)地地質(zhì)條件的也無法事先進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，就會(huì)導(dǎo)致地基穩(wěn)定性及剛性不達(dá)標(biāo)，出現(xiàn)地基沉降不均勻的問題。其次，樓板結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)中樓板主要起到支撐建筑自身荷載力的作用，而同時(shí)，在設(shè)計(jì)過程配筋不合理以及缺乏一定的嚴(yán)謹(jǐn)性都會(huì)導(dǎo)致樓板在實(shí)際應(yīng)用過程中出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響到了樓體自身的質(zhì)量及穩(wěn)定性。最后，地下結(jié)構(gòu)。由于現(xiàn)階段我國(guó)土地資源稀缺，因此在建筑結(jié)構(gòu)中往往都會(huì)加入地下結(jié)構(gòu)以供停車所用，同時(shí)地下結(jié)構(gòu)始終處于地平線之下，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中往往就會(huì)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)墻壁厚度、防水性及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)等問題。

2.3設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法問題

隨著建筑技術(shù)和材料科學(xué)的快速發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容更新速度非?？臁Ｖ挥性O(shè)計(jì)人員不斷更新設(shè)計(jì)理念和方法，通過不斷熟悉新的工藝和材料，并且根據(jù)工程建設(shè)目標(biāo)，在滿足質(zhì)量要求的同時(shí)，降低建設(shè)成本，同時(shí)使建筑具備一定的環(huán)保效益。但是在實(shí)際的設(shè)計(jì)活動(dòng)中，設(shè)計(jì)理念和方法較為滯后，缺少對(duì)新工藝技術(shù)的關(guān)注。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，缺乏抗震設(shè)防意識(shí)，只注重結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算結(jié)構(gòu)，難以達(dá)到設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致建筑安全儲(chǔ)備不足。另一方面，在電子圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中，對(duì)電子信息技術(shù)的應(yīng)用水平較低，存在電子簡(jiǎn)圖與實(shí)際圖紙不符的現(xiàn)象。而且多數(shù)工程對(duì)信息技術(shù)的使用主要停留在CAD階段，對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用較少。

3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題的解決對(duì)策

3.1做好建模的前期工作

隨著建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件的發(fā)展，當(dāng)前在構(gòu)建建筑模型和計(jì)算建筑物荷載方面已經(jīng)較從前有了很大進(jìn)步，設(shè)計(jì)單位不僅要充分發(fā)揮設(shè)計(jì)軟件的優(yōu)勢(shì)，還應(yīng)重視設(shè)計(jì)人員對(duì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的掌握和應(yīng)用水平。能夠?qū)?shí)際施工與理論不一致之處及時(shí)在設(shè)計(jì)階段予以解決，同時(shí)通過精確的計(jì)算提高建筑在特殊情況下的安全性。同時(shí)，隨著建筑業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，人們不再滿足建筑的傳統(tǒng)造型，希望建筑設(shè)計(jì)可以標(biāo)新立異，這就需要在建筑設(shè)計(jì)中運(yùn)用新的結(jié)構(gòu)形式和新的建筑材料。這都要求設(shè)計(jì)人員要不斷學(xué)習(xí)和探索，將經(jīng)驗(yàn)和軟件良好的結(jié)合，確保方案的可行性和安全性。

3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)計(jì)算

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)建筑整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性有較高要求，在設(shè)計(jì)過程中，需要重點(diǎn)關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)問題，主要采用剛重比衡量建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。剛重比即建筑重力荷載與結(jié)構(gòu)剛度的比值。同時(shí)，剛重比也是重力二階效應(yīng)的一個(gè)重要參數(shù)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，往往會(huì)采用增大剛重比的方法研究重力二階效應(yīng)，重力二階效應(yīng)會(huì)隨剛重比增加而減小。相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范要求重力二階效應(yīng)需要控制在20%以內(nèi)，如果達(dá)不到這一要求，會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，另一個(gè)重要參數(shù)是剪重比。剪重比是建筑抗震設(shè)計(jì)的常用參數(shù)，在長(zhǎng)時(shí)間作用下，地震影響系數(shù)會(huì)快速下降，因此水平結(jié)構(gòu)效應(yīng)計(jì)算值會(huì)比實(shí)際略小。如果剪重比小于0.02，建筑結(jié)構(gòu)剛度正好符合水平位移限制，但無法滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性需求。因此，需要采用科學(xué)計(jì)算方法，確定建筑剛重比和剪重比等參數(shù)，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行框架設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)布置，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，達(dá)到滿足建筑結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的目的。

3.3提升各結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性

首先，提升地基穩(wěn)定性。為從根本上保障建筑結(jié)構(gòu)自身的穩(wěn)定性，當(dāng)前設(shè)計(jì)人員就要將工作的重點(diǎn)放在提升地基穩(wěn)定性上，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、水文條件等情況進(jìn)行細(xì)致的勘察，并利用此些勘察數(shù)據(jù)對(duì)地基建設(shè)期間的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行預(yù)測(cè)、分析、評(píng)估與控制，結(jié)合項(xiàng)目具體情況對(duì)地基荷載力進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算，以保障地基結(jié)構(gòu)自身具有到較高的荷載力與穩(wěn)定性。其次，提升樓板剛性。在設(shè)計(jì)樓板結(jié)構(gòu)的過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)事先做好樓面的檢查工作，及時(shí)更換或整修已經(jīng)變形的樓面，同時(shí)為在原有基礎(chǔ)上提升樓板的剛性，在設(shè)計(jì)人員也需注重樓板結(jié)構(gòu)內(nèi)部的配筋的問題，綜合多方面因素以提升配筋過程中的科學(xué)性。最后，加強(qiáng)地下室結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)建筑地下室結(jié)構(gòu)中，應(yīng)基于建筑項(xiàng)目整體的特征及要求，對(duì)此結(jié)構(gòu)外壁的荷載力及防水系數(shù)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算。

3.4注重結(jié)構(gòu)選型優(yōu)化方法

主要針對(duì)建筑體型、層高、柱網(wǎng)尺寸、抗側(cè)力構(gòu)件等位置進(jìn)行改善。比如在某工程中，主次梁樓蓋柱網(wǎng)設(shè)計(jì)為正方形形式，經(jīng)考察發(fā)現(xiàn)，主梁是短跨，次梁是長(zhǎng)跨，兩者之間的比例應(yīng)小于0.75，從而在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度需求的同時(shí)，獲得成本最低的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。因此，將其設(shè)計(jì)為正方形不合理，應(yīng)采取矩形設(shè)計(jì)方案。經(jīng)過設(shè)計(jì)計(jì)算后，合理確定主次梁界面高度，使梁底齊平，讓樓蓋結(jié)構(gòu)高度最小，從而節(jié)約用料。在結(jié)構(gòu)選型優(yōu)化過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的設(shè)計(jì)優(yōu)化，剛度設(shè)計(jì)不僅影響建筑整體結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備和抗震性能，同時(shí)也會(huì)影響設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在考慮抗震性能時(shí)，主要需要考慮抗側(cè)移剛度的影響。建筑基礎(chǔ)應(yīng)以樁基為主，使持力層落在巖層中，獲得較好的穩(wěn)定性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。在設(shè)計(jì)過程中，將結(jié)構(gòu)安全性擺在首位，其次要考慮工程可實(shí)施性以及工程經(jīng)濟(jì)效益。

4結(jié)論

綜上所述，目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還存在多方面問題，通過對(duì)其進(jìn)行具體分析，可以找到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整改的方向。在此基礎(chǔ)上，通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念和方法，采用科學(xué)計(jì)算方法，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，合理確定各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，并確定具體的構(gòu)件材料，可以確保建筑設(shè)計(jì)能夠滿足相關(guān)規(guī)范要求，同時(shí)幫助工程降低成本，增加效益。

參考文獻(xiàn)

[1]史開軍.關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題與解決對(duì)策[J].中外企業(yè)家，2017（12）：228-229.

[2]馬陽.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題與解決對(duì)策[J].中外企業(yè)家，2017（12）：233+235.

[3]熊軍.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題與解決對(duì)策[J].建材與裝飾，2017（44）：81-82.

[4]何祥龍.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題與解決對(duì)策[J].居舍，2017（26）：76.

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