淺談關(guān)于土建結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題及針對性措施

張睿

【摘? 要】隨著我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，對土建的應(yīng)用越來越廣泛，為了更好的滿足我國現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展需求，對土建工程的結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行相應(yīng)的分析并進(jìn)行有效的技術(shù)研究交流，以此解決土建工程結(jié)構(gòu)安全性存在的問題，勢必成為我國建筑行業(yè)的首要課題。本文將針對土建工作中的混凝土和砌體的設(shè)計規(guī)范來闡述土建中結(jié)構(gòu)材料的選擇工作，然后對結(jié)構(gòu)構(gòu)造的設(shè)計要求進(jìn)行分析，對結(jié)構(gòu)荷載的取值進(jìn)行說明。

【關(guān)鍵詞】土建結(jié)構(gòu);設(shè)計;安全性;措施

一、土建鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的主要原則

1.經(jīng)濟(jì)性

土建鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計為服務(wù)鋼結(jié)構(gòu)的施工與正常使用，其目的在于創(chuàng)造效益。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，在結(jié)構(gòu)安全可靠的前提下，鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性是其中重點(diǎn)。在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)全面考慮與分析鋼結(jié)構(gòu)體系的經(jīng)濟(jì)性，其鋼結(jié)構(gòu)體系方案才能更加合理。對于鋼結(jié)構(gòu)體系合理性的評價，需要從耗鋼量的指標(biāo)入手，需要對工期的長短及總體造價進(jìn)行全面分析，還包含早日投入到使用當(dāng)中所取得的效益。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，還應(yīng)對當(dāng)?shù)氐闹圃炫c安裝水平等方面做好系統(tǒng)的分析，并與業(yè)主之間的交流是不容忽視的環(huán)節(jié)。

2.剛?cè)岵?jì)

在土建結(jié)構(gòu)體系中，根據(jù)實(shí)際情況，其合理性離不開剛?cè)岵?jì)，一旦鋼結(jié)構(gòu)過鋼缺少變形能力，當(dāng)遭到破壞時，容易導(dǎo)致局部受損，最終影響整體結(jié)構(gòu)，如果鋼結(jié)構(gòu)過柔，雖然可以消減外力的作用，容易變形過大，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)整體傾塌。剛?cè)岬某潭鹊拇_定是其中重要環(huán)節(jié)，但是現(xiàn)在僅對控制指標(biāo)給出規(guī)范限值，并沒有制定精確的標(biāo)準(zhǔn)，需要設(shè)計人員對具體工程項(xiàng)目及工作經(jīng)驗(yàn)確定出最佳化的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。

二、土建結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

1.土建結(jié)構(gòu)設(shè)計中相關(guān)規(guī)范不明確

設(shè)計人員在對項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計規(guī)劃過程中，往往會忽略規(guī)范中明確的要求，造成材料的使用出現(xiàn)浪費(fèi)和不合理的現(xiàn)象。例如在對混凝土進(jìn)行設(shè)計工作時，如果截面在沒有達(dá)到某一標(biāo)準(zhǔn)時，其強(qiáng)度計算時應(yīng)當(dāng)與相應(yīng)系數(shù)求積，而在這種情況下進(jìn)行設(shè)計時，混凝土?xí)p失較大部分的強(qiáng)度，造成設(shè)計不合理。

2.土建結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計中的問題

現(xiàn)在在土建結(jié)構(gòu)設(shè)計中，主要存在的問題有抗震等級確定問題，周期的折減系數(shù)問題以及剛強(qiáng)度的放大系數(shù)問題。

（1）抗震系數(shù)的確定

抗震等級的確定是擬建建筑物的重要指標(biāo)，是每個建筑工程都必須要經(jīng)過的評估環(huán)節(jié)。在實(shí)際操作中不同建筑工程要求的抗震等級也是存在較大差異的。其具體測量工作難度較大。

（2）周期折減系數(shù)的確定

混凝土框架結(jié)構(gòu)的實(shí)際剛度通常情況下將大于計算強(qiáng)度，因此導(dǎo)致的問題是其實(shí)際使用周期小于計算周期，其主要原因是由于結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置的填充墻，這樣會給建筑帶來一定的安全風(fēng)險。顯而易見，依照計算周期得出的抗震能力比實(shí)際周期小，這就降低了鋼筋混凝土的安全系數(shù)。

（3）梁剛度放大系數(shù)的確定

在此階段設(shè)計過程中，設(shè)計者通常將各個數(shù)據(jù)輸入電腦，混凝土結(jié)構(gòu)多為矩形截面，但實(shí)際構(gòu)造中通常為T型截面，這個環(huán)節(jié)導(dǎo)致得出的剛度系數(shù)與實(shí)際剛度相比要小，進(jìn)而導(dǎo)致各項(xiàng)指標(biāo)計算出現(xiàn)誤差，威脅建筑物安全。

三、土建建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化措施

1.內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化

就土建建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計本身而言，一定要在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上進(jìn)行優(yōu)化。土建建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，針對不同區(qū)域、不同人群的需要，會存在針對性的服務(wù)內(nèi)容，倘若在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，完全按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計，不僅無法滿足生產(chǎn)、生活的需求，還容易在可靠性、可行性方面造成嚴(yán)重影響。例如，有些土建建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，完全按照緊湊格局來部署，以至于生活空間減少，難以得到消費(fèi)者的青睞，在銷售過程中，未取得較好的業(yè)績。由此看，內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化是應(yīng)該予以重視的部分。在土建建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計之前，都會對工程中各項(xiàng)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行收集，并且將其作為變量。在設(shè)計優(yōu)化的工程中，對可能出現(xiàn)或者經(jīng)常會用到的參數(shù)，進(jìn)行分析判斷其準(zhǔn)確性。函數(shù)是構(gòu)建的土建建筑結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)。因此，在土建建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，一定要對工程中所包含的函數(shù)進(jìn)行分析和歸類，并且在眾多函數(shù)中獲取自己想要的函數(shù)，這樣才能保證土建建筑結(jié)構(gòu)模型的準(zhǔn)確性。

2.鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化

伴隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，土建建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的操作過程中，鋼結(jié)構(gòu)成為了比較常見的結(jié)構(gòu)類型，該結(jié)構(gòu)不僅穩(wěn)定性較高，同時又能夠?qū)ο嚓P(guān)工作的開展，提供較多參考和指導(dǎo)。鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化工作，要充分考慮到土建建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體指標(biāo)變化，尤其是國家最新出臺的一些規(guī)范和條文，都要作為重點(diǎn)研究對象，這樣才能努力在未來發(fā)展過程中，不斷取得更好的成績。值得注意的是，在鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化過程中，要做出多方面的分析，在土建建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的工程中，將新的設(shè)計技術(shù)與傳統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)相對比，并且對兩者存在的優(yōu)勢和劣勢進(jìn)行總結(jié)，避免設(shè)計中產(chǎn)生不必要的誤差。

3.地基設(shè)計優(yōu)化

在設(shè)計工作人員從事建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作時，應(yīng)該首先大力加強(qiáng)以及深入對建筑物地基設(shè)計方面工作的研究。應(yīng)該對當(dāng)?shù)氐木唧w水文地質(zhì)條件進(jìn)行全面、深入的分析和與究，并且需要充分搜集及參考該地區(qū)其工藝建筑設(shè)計工程的資料，以能夠從中找出對該建筑設(shè)計工作有影響有利以及不利的因素，對其中的有利因素加以利用和創(chuàng)新，根據(jù)其中的不利因素來制定出相應(yīng)的解決對策。

四、借助信息模型技術(shù)優(yōu)化土建建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法

1.數(shù)據(jù)信息化的應(yīng)用

建筑信息模型技術(shù)的合理應(yīng)用是當(dāng)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域的一種代表性穿心，其能夠?qū)崿F(xiàn)多種信息的統(tǒng)一性建設(shè)與處理，這一特征相對于以往以CAD為主的軟件設(shè)計方式而言具備的優(yōu)勢更加突出，其能夠更好的應(yīng)用在結(jié)構(gòu)設(shè)計工作當(dāng)中。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員可以合理使用建筑信息模型技術(shù)實(shí)現(xiàn)對工程信息的準(zhǔn)確、實(shí)時性處理，在設(shè)計中可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，借助數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)對工程信息的隨時性查詢，同時信息之間的融合性、關(guān)聯(lián)性也會更加突出，結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)性會更加明顯，這一種數(shù)據(jù)庫的建設(shè)可以更好的減少設(shè)計時間以及設(shè)計工作量，尤其是在設(shè)計方案修改方面的作用非常突出，可以顯著減少甚至是杜絕修改工作。在設(shè)計中設(shè)計人員可以隨時查詢數(shù)據(jù)資料，這也是保障結(jié)構(gòu)設(shè)計全面性與效率的有效途徑。

2.統(tǒng)一性設(shè)計

在土建工程設(shè)計領(lǐng)域中，合理采用建筑信息模型技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)視覺傳達(dá)效果的優(yōu)化作用，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)對建筑本身的光源、外貌、材質(zhì)屬性等多個方面的表現(xiàn)與分析，可以在設(shè)計中融合多種信息數(shù)據(jù)，設(shè)計人員可以對建筑的節(jié)能效益、自然光照射以及舒適度、美觀性等進(jìn)行直觀的分析，從而確保設(shè)計方案本身的合理性。建筑信息模型技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中可以實(shí)現(xiàn)較為突出的實(shí)際表現(xiàn)作用，其能夠?qū)υO(shè)計結(jié)構(gòu)以演示的方式表現(xiàn)出來，這一種表現(xiàn)效果相對于以往的效果圖而言具備更強(qiáng)的渲染力，在設(shè)計階段更好的表現(xiàn)設(shè)計成效，從而提高結(jié)構(gòu)設(shè)計效果。

3.模型建設(shè)的應(yīng)用

在設(shè)計過程中合理應(yīng)用模型，不僅是減少和降低修改錯誤率的有效方式，同時也是提高設(shè)計實(shí)效性的突出方法。以鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計為例，其能夠確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的效果，通過建模的結(jié)構(gòu)處理可以實(shí)現(xiàn)對連接、加強(qiáng)件等多個方面的設(shè)計問題改進(jìn)，通過模型明確梁體的高度以及連接部分施工中所需要注意的問題，從而提高設(shè)計與施工質(zhì)量。

結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，土建工程施工在數(shù)量方面不斷增加，不僅可以更好地促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，還能更好地滿足人們?nèi)找嫣岣叩淖》啃枨?，但在土建工程施工過程中也出現(xiàn)各種各樣的問題，給施工企業(yè)帶來很大的影響。所以施工企業(yè)應(yīng)對土建結(jié)構(gòu)設(shè)計原則和設(shè)計中出現(xiàn)的問題進(jìn)行重視，在施工中才能避免出現(xiàn)各種問題。

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