建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則以及問題研究

萬許輝+張海杰

【摘 要】目前，由于我國社會的不斷發(fā)展，建筑工程建設(shè)的數(shù)量不斷增加。伴隨人們生活水平的不斷提高，人們對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求越來越高。所以，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新是時(shí)代的發(fā)展。本文論述了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則，簡述了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題，提出了提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的有效建議措施。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；原則；問題；分析

引言

在現(xiàn)代社會發(fā)展的影響下，土木工程建設(shè)也在不斷發(fā)展。目前土木工程建設(shè)中存在許多問題，這些問題沒有及時(shí)解決會嚴(yán)重影響建筑的質(zhì)量。因此，有必要加強(qiáng)對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則的理解，促進(jìn)土木工程設(shè)計(jì)中有關(guān)問題的解決，為提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平提供保障。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須綜合運(yùn)用有關(guān)技術(shù)知識，并循序以下設(shè)計(jì)的原則進(jìn)行：

（一）結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、耐久

除按荷載大小及結(jié)構(gòu)要求確定構(gòu)件的基本截面尺寸外，對陽臺、樓梯欄桿、吊頂、門窗等與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接等構(gòu)造設(shè)計(jì)，都必須保證建筑構(gòu)、配件在使用時(shí)的安全。

（二）滿足建筑物的各項(xiàng)功能要求

進(jìn)行建筑設(shè)結(jié)構(gòu)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑物所處的位置不同和使用性質(zhì)的不同，進(jìn)行相應(yīng)的構(gòu)造處理，以滿足不同的使用功能要求。

（三）美觀大方

除了建筑設(shè)計(jì)中的體型組合和立面處理影響建筑的形象外，一些建筑細(xì)部的構(gòu)造設(shè)計(jì)也會影響建筑物的整體美觀。

（四）技術(shù)先進(jìn)

進(jìn)行建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)大力改進(jìn)傳統(tǒng)的建筑方式，因地制宜地從材料、結(jié)構(gòu)、施工等方面引入先進(jìn)技術(shù)。

（五）合理降低造價(jià)

在經(jīng)濟(jì)上注意降低建筑造價(jià)，降低材料的能源消耗，又必須保證工程質(zhì)量，不能單純追求效益而降低質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)做到合理降低造價(jià)，即注重綜合效益。也就是各種構(gòu)造設(shè)計(jì)，均要注重整體建筑物的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境的三個(gè)效益之間的關(guān)系。

（六）剛?cè)嵯酀?jì)

合理的建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該是剛?cè)嵯酀?jì)的。結(jié)構(gòu)太剛則變形能力差，強(qiáng)大的破壞力瞬間襲來時(shí)，需要承受的力很大，容易造成局部受損而導(dǎo)致建筑無法正常使用；而太柔的結(jié)構(gòu)雖然可以很好的消減外力，但容易造成變形過大而無法使用甚至全體傾覆。結(jié)構(gòu)是剛多一點(diǎn)好，還是柔多一點(diǎn)好？剛到什么程度或柔到什么程度才算合適呢？這些問題歷來都是專家們爭論的焦點(diǎn)，現(xiàn)今的規(guī)范給出的也只是一些控制的指針，但無法提供“放之四海皆準(zhǔn)”的精確答案。最后，專家們達(dá)成難以準(zhǔn)確言傳的共識：剛?cè)嵯酀?jì)乃是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者的追求。

（七）多道防線

安全的結(jié)構(gòu)體系是層層設(shè)防的，災(zāi)難來臨，所有抵抗外力的結(jié)構(gòu)都在通力合作，前仆后繼。這時(shí)候，如果把“生存”的希望全部寄托在某個(gè)單一的構(gòu)件上，是非常非常危險(xiǎn)的。多肢墻比單片墻好，框架剪力墻比純框架好等等，就是體現(xiàn)了多道防線的設(shè)計(jì)思路。也許我們會自信計(jì)算的正確性，但更要牢記絕對安全的防備構(gòu)件是存在的，還是應(yīng)該多多考慮：當(dāng)?shù)谝坏婪谰€跨了，第二道防線能頂住嗎？或者能頂住多少？還有沒有第三、第四道防線？

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作開展需要注意的問題

（一）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題

建筑工程對于施工過程的技術(shù)要求非常高，工程施工前期必須要對現(xiàn)場進(jìn)行細(xì)致的勘察?？辈旃ぷ鏖_展要確保工作隊(duì)伍的專業(yè)性，工作人員的素質(zhì)與技能，確?？辈旖Y(jié)果的科學(xué)與合理性，以此來提升工程建設(shè)過程的安全性。勘察工作的結(jié)果直接影響到設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量。建設(shè)單位在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)必須要從各方面采取措施來確?？辈旃ぷ鞯馁|(zhì)量。對于勘察結(jié)果體現(xiàn)的問題，施工單位需要結(jié)合到現(xiàn)場的具體情況與分析報(bào)告，確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案與施工的具體方案。需要注意的是分析工作側(cè)重點(diǎn)不同，會導(dǎo)致結(jié)果不同，而結(jié)果不同對整體施工造成的影響也是不同的。

工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作一是要保證質(zhì)量，二是要確保安全，二者之間又密切聯(lián)系。實(shí)現(xiàn)情況非常復(fù)雜，勘察工作內(nèi)容較大，工作量大，可能會存在勘察不全面的情況，由此也導(dǎo)致分析工作不全面。設(shè)計(jì)工作是基于分析結(jié)果的，前期準(zhǔn)備工作存在缺陷，后期工作彌補(bǔ)則需要更大的投入，會造成工程建設(shè)成本增加。某些特殊情況下，后期工作也無法有效解決，則需要重新開展勘察工作，也會導(dǎo)致工程總體成本增加。對于此問題解決的方法是將勘察與設(shè)計(jì)工作有效的結(jié)合到一起。設(shè)計(jì)工作進(jìn)行的過程，就需要對建筑信息進(jìn)行全面的分析，以此確定適合的施工與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。如果沒有對地面建筑分析，可能會導(dǎo)致地基無法承載建筑荷載，導(dǎo)致地基沉降過大。設(shè)計(jì)工作中還需要對折減系數(shù)做相應(yīng)處理，這也是設(shè)計(jì)工作存在的重點(diǎn)問題，折減系數(shù)處理不標(biāo)準(zhǔn)也會影響到載荷值計(jì)算，最終會對工程施工安全與質(zhì)量造成影響。

（二）樓板設(shè)計(jì)工作存在的問題

樓板設(shè)計(jì)在任何一項(xiàng)工程中都會存在，樓板的作用在于將壓力傳遞到墻體或者梁柱，是整體建筑結(jié)構(gòu)的重要組成。樓板結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)要保證設(shè)計(jì)精度，將誤差控制在允許的范圍內(nèi)。設(shè)計(jì)工作常見的問題是雙向板采用單向板的計(jì)算方式，設(shè)計(jì)單位出于工作量考慮采用了此方法，但是沒有對其受力情況進(jìn)行綜合分析，從而導(dǎo)致計(jì)算工作錯誤。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的目標(biāo)之一就是安全，而計(jì)算誤差的存在則會生成潛在的隱患，并且在施工環(huán)節(jié)產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)，比如出現(xiàn)裂縫、撓度過大等。

（三）工程梁板跨度計(jì)算

通常情況下，工程梁與板跨度計(jì)算凈值是1.1倍。但是某些工程中情況比較特殊，如扁梁結(jié)構(gòu)，板厚與梁高二者差距非常小，計(jì)算長度應(yīng)該取至梁的中心。柱體可以將其看作是超大截面，配筋時(shí)需要選擇柱邊彎距，削峰存在則表明正常。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作應(yīng)該具體問題具體分析。

三、結(jié)束語

總之，加強(qiáng)對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則的理解，可以有效提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，減少建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的相關(guān)問題。作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)人員，有必要加強(qiáng)對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則的理解，加強(qiáng)對建筑結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的運(yùn)用。

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