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

王其勇

摘要：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是工程項(xiàng)目建設(shè)前期工作的重要組成，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)好壞關(guān)系到整體項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)成本與使用價(jià)值。文章結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行分析，并探討相應(yīng)的優(yōu)化策略。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)優(yōu)化;設(shè)計(jì)問題

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，人們的生活水平與經(jīng)濟(jì)能力在不斷提高，對(duì)于房屋建筑的要求也越來(lái)越高，針對(duì)房屋建筑進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)是確保其建設(shè)科學(xué)性的基礎(chǔ)，而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為房建項(xiàng)目建設(shè)設(shè)計(jì)工作的基礎(chǔ)，應(yīng)做好問題分析以及科學(xué)性優(yōu)化，以保證房建工程整體功能性的發(fā)揮。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該遵循的原則

第一，結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)良。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要求保證建筑設(shè)計(jì)的可行性和經(jīng)濟(jì)性，具體的設(shè)計(jì)方案要合理，同時(shí)結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)形式要更具可行性。在同一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單元中，盡量避免出現(xiàn)多種類型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系，結(jié)構(gòu)體系受力要明確，并深入分析各種可能的影響因素。針對(duì)于結(jié)構(gòu)方案中的一些重要問題要加強(qiáng)與專業(yè)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行溝通，以此來(lái)保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理性。第二，計(jì)算簡(jiǎn)圖的合理性。計(jì)算簡(jiǎn)圖對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)具有極為重要的意義，其直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算公式及結(jié)構(gòu)構(gòu)造方式。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)如果選擇的計(jì)算簡(jiǎn)圖不恰當(dāng)，必然會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的安全性帶來(lái)較大的影響。因此在針對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要保證計(jì)算簡(jiǎn)圖的合理性和準(zhǔn)確性，這樣才能確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性。在具體選擇計(jì)算簡(jiǎn)圖時(shí)，需要保證誤差在可控范圍內(nèi)，從而為建筑施工質(zhì)量起到重要的保障作用。第三，分析計(jì)算結(jié)果的合理。目前建筑設(shè)計(jì)普遍運(yùn)用計(jì)算機(jī)來(lái)完成，建筑設(shè)計(jì)軟件種類較多，當(dāng)選擇的設(shè)計(jì)軟件存在差異時(shí)，即使同一建筑也會(huì)存在不同之處。這就要求設(shè)計(jì)人員在選擇建筑設(shè)計(jì)軟件時(shí)，需要針對(duì)每一個(gè)軟件的適用范圍和使用條件進(jìn)行仔細(xì)研究，保證計(jì)算機(jī)輔助軟件的合理性。在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，盡量避免人為操作的情況發(fā)生，針對(duì)于輸入的數(shù)據(jù)要仔細(xì)審查，確保分析計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和合理性。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題

2.1 抗震性能不足

我國(guó)屬于地震多發(fā)的國(guó)家，因此對(duì)建筑抗震性能的要求較高，但不少建筑，對(duì)抗震性能要求予以忽視，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震性能與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)存在一定差距，一旦發(fā)生地震，會(huì)造成巨大的人員和財(cái)產(chǎn)損失，因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，須嚴(yán)格按照政府頒發(fā)的設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，否則將會(huì)為建筑使用帶來(lái)巨大的安全隱患。

2.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

現(xiàn)階段，雖然全國(guó)各地針對(duì)裝配式施工規(guī)范提出了明確的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但整體發(fā)展應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，且各地對(duì)構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)裙ぷ鞯囊蟛灰恢?，?dǎo)致裝配式建筑在發(fā)展中存在安全規(guī)程不完善、施工規(guī)范不科學(xué)等問題。

2.3 基礎(chǔ)選型問題

建筑工程當(dāng)中，地基基礎(chǔ)影響建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在進(jìn)行地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須確?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)承載力和穩(wěn)定性滿足工程建設(shè)要求。但是，當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作過(guò)程中，由于對(duì)地基基礎(chǔ)的重視程度不足，容易出現(xiàn)地基基礎(chǔ)選型不當(dāng)?shù)膯栴}，嚴(yán)重影響地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承載能力。而且，在具體的設(shè)計(jì)工作過(guò)程中，由于缺乏對(duì)周邊地質(zhì)條件、水文特征的細(xì)致勘察，基礎(chǔ)施工或使用過(guò)程中出現(xiàn)沉降、側(cè)移等病害，嚴(yán)重影響了建筑工程的整體安全性。

2.4 材料問題

由于在很多建筑項(xiàng)目施工中，建筑企業(yè)總是把目標(biāo)放在經(jīng)濟(jì)效益上，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)選材的唯一標(biāo)準(zhǔn)也是成本低，而對(duì)于結(jié)構(gòu)材料的總體承載性能不夠重視，影響了選材的科學(xué)性，尤其是在建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中對(duì)于鋼材的選擇不夠重視，導(dǎo)致建筑鋼結(jié)構(gòu)的含鋼量過(guò)低而影響了項(xiàng)目總體穩(wěn)定性以及使用可靠性。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化策略

3.1 消能減震

隔震體系的主要作用就是能夠控制地震對(duì)結(jié)構(gòu)自身所帶來(lái)的破壞性，根據(jù)相關(guān)調(diào)研和試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，通過(guò)隔震措施能夠有效的降低60%左右的結(jié)構(gòu)水平地震加速度的反應(yīng)，最終通過(guò)隔震設(shè)計(jì)措施最大程度上降低結(jié)構(gòu)的地震損壞。一般主要會(huì)選擇消能減震的方案提高阻尼，比如建筑工程中的消能器的應(yīng)用可以有效的減少結(jié)構(gòu)在風(fēng)力下的位移，對(duì)于減少結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的效果十分的顯著。通過(guò)科學(xué)、合理的隔震設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該通過(guò)橡膠隔震支座以及阻尼裝置等部件進(jìn)行有效的布置，從而形成整體復(fù)位效應(yīng)的隔震層，有效的延長(zhǎng)了結(jié)構(gòu)自振周期，減少水平地震的作用，最終起到了有效的抗震效果。在進(jìn)行消能減震設(shè)計(jì)的時(shí)候，建筑工程中往往會(huì)設(shè)置消能器，消能器的相對(duì)變形和速度能夠進(jìn)一步增加阻尼，從根本上提高了建筑工程的防震效果，保證建筑工程的質(zhì)量和安全。

3.2 優(yōu)化圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的科學(xué)性與規(guī)范性

設(shè)計(jì)工作者需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來(lái)繪制設(shè)計(jì)圖，保障設(shè)計(jì)圖的科學(xué)性以及合理性。首先，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)相關(guān)建筑施工標(biāo)準(zhǔn)，注重每個(gè)施工階段的相關(guān)細(xì)節(jié)，嚴(yán)謹(jǐn)繪制設(shè)計(jì)圖，避免出現(xiàn)圖紙過(guò)于簡(jiǎn)易的情況發(fā)生。其次，施工圖審圖人員需嚴(yán)格審查、核實(shí)設(shè)計(jì)圖紙是否符合建筑結(jié)構(gòu)的需求，是否滿足施工條件，是否能保障建筑質(zhì)量等，利用代科技技術(shù)手段來(lái)設(shè)計(jì)圖紙，避免出現(xiàn)不必要的損失。

3.3 科學(xué)選擇地基結(jié)構(gòu)與型式

在設(shè)計(jì)地基前，設(shè)計(jì)人員要了解整體建筑施工要求，并確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的類型與荷載，而后依據(jù)收集的相關(guān)參數(shù)科學(xué)設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)。同時(shí)，還要了解勘察單位提供的現(xiàn)場(chǎng)勘察報(bào)告，確保不同地質(zhì)中不同型式基礎(chǔ)的受力和沉降都具備均衡性。通過(guò)認(rèn)真觀察設(shè)計(jì)圖紙，提升地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)質(zhì)量，提出有效的規(guī)劃方案，不僅能保障建筑地基可以科學(xué)受力，而且擁有符合規(guī)定的承載力與抗震性。

3.4 材料質(zhì)量保證

建筑整體質(zhì)量和安全性能受到材料質(zhì)量的直接影響，只有材料質(zhì)量符合相關(guān)設(shè)計(jì)要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，才能有效保障建筑的整體質(zhì)量和安全性能。所以在建筑施工中不能只追求利益而忽視材料質(zhì)量的重要性，在施工過(guò)程中相關(guān)人員必須嚴(yán)格監(jiān)督把控施工原材料的質(zhì)量;另外在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中加強(qiáng)新技術(shù)和新材料的應(yīng)用，使建筑成本得以降低，同時(shí)也使建筑安全性能和質(zhì)量得到有效保障。

3.5 科學(xué)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

相較于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對(duì)滯后。計(jì)算機(jī)技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，有效地提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率，但在實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中還存在一定的約束因素，這也使建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的難度較大。在當(dāng)前部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員往往覺得設(shè)計(jì)與規(guī)范要求相符，計(jì)算準(zhǔn)確即可，但在實(shí)際工作中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案一般需要根據(jù)工程施工變化而進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。因此在實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要求其要能夠滿足各種性能的要求，以此來(lái)保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，而且建筑在后期使用過(guò)程中的安全性和穩(wěn)定性也能夠得到有效的保障。同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還要重視結(jié)構(gòu)的延性特征，這樣才能保證建筑使用過(guò)程中變形和倒塌風(fēng)險(xiǎn)降低，提高建筑對(duì)荷載的承受力。另外，針對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)形式的選擇，由于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)各有特點(diǎn)，在具體選用過(guò)程中，需要考慮建筑地點(diǎn)的地理環(huán)境，同時(shí)還要結(jié)合建筑的實(shí)際用途，從而選擇更為適宜的結(jié)構(gòu)形式。雖然近年來(lái)鋼結(jié)構(gòu)制造水平有了大幅度的提升，但其在防火方面還存在一定的欠缺，因此在當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，通常會(huì)將鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相結(jié)合，進(jìn)一步保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和安全性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)建筑業(yè)正處于高速發(fā)展時(shí)期，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作關(guān)系到建筑事業(yè)的健康發(fā)展，其安全性是首要考慮因素，要聯(lián)系實(shí)際的施工情況，實(shí)施提升建筑結(jié)構(gòu)安全性的對(duì)策，從根本上加強(qiáng)建筑物的質(zhì)量，保證結(jié)構(gòu)體系滿足安全性、經(jīng)濟(jì)性等方面實(shí)際要求。

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