房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題與對(duì)策分析

馬松林

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國民的經(jīng)濟(jì)實(shí)力也在不斷地提高，人們對(duì)于建筑在安全、舒適度以及美觀性上都有了新的標(biāo)準(zhǔn)和要求，這就人們對(duì)于房屋建筑的外觀、造型和室內(nèi)的空間應(yīng)用上有了更高的要求，這在一定程度上提升了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度和復(fù)雜程度，這對(duì)建筑行業(yè)帶來考驗(yàn)的同時(shí)，也促進(jìn)了建筑行業(yè)的發(fā)展。因此，對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題，設(shè)計(jì)師需要科學(xué)有效的調(diào)整設(shè)計(jì)，解決相應(yīng)的問題，促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。

關(guān)鍵詞：房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);問題;對(duì)策

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，決定了整個(gè)建筑工程的安全性、適用性與耐久性。然而，縱觀我國建筑行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中仍存在一系列亟待解決的突出問題，影響了整體建筑工程的質(zhì)量。為此，全面探究建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題及解決策略就尤為重要。

1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循的基本原則

結(jié)構(gòu)功能要求主要體現(xiàn)在適用性、耐久性以及安全性三方面。適用性在正常使用階段，科學(xué)判斷其綜合性，無較大的裂縫和變形產(chǎn)生，在不出現(xiàn)震動(dòng)與變形的情況下可以正常地進(jìn)行使用;耐久性指在正常情況下對(duì)建筑物進(jìn)行科學(xué)有效的維修養(yǎng)護(hù)，避免其發(fā)生風(fēng)化和銹蝕，一定程度上延長其使用壽命;安全性是建筑自身所能承受的正常作用，同時(shí)對(duì)于建筑突然受到一些外力影響時(shí)，確保其只發(fā)生一些細(xì)微部位的損壞，而不會(huì)出現(xiàn)整體性的破壞。充分發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)的功能是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則，在此基礎(chǔ)之上還要實(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)、施工方便、美觀的高標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的問題

2.1基礎(chǔ)設(shè)計(jì)取值不合理

通常在多層建筑中會(huì)采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，按照其中的要求規(guī)定，房屋建筑地基主要受力層不存在軟弱黏性土層的時(shí)候，8層或者8層以下高度建筑可以不用進(jìn)行抗震荷載力計(jì)算，只有在這種情況下不需要進(jìn)行驗(yàn)算。但基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中風(fēng)荷載的因素是不可忽略的，在建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)中必須考慮到風(fēng)荷載，然而現(xiàn)在的一些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師通常會(huì)認(rèn)為房屋建筑以外的結(jié)構(gòu)建筑不需要考慮風(fēng)荷載，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中不會(huì)輸入荷載計(jì)算。

2.2嵌固端設(shè)計(jì)不合理

任何建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算分析之前，首先要確定上部結(jié)構(gòu)嵌固端的所在位置，對(duì)于有地下室的建筑結(jié)構(gòu)，許多設(shè)計(jì)人員為圖設(shè)計(jì)便利，將嵌固端直接取在地下室頂板上，并未復(fù)核地下一層與首層的側(cè)向剛度比是否滿足嵌固要求。由于嵌固端的合理選用直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)計(jì)算模型與結(jié)構(gòu)實(shí)際受力狀態(tài)的符合程度，影響到桿件內(nèi)力與結(jié)構(gòu)側(cè)移等計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此，隨著地下室和地基基礎(chǔ)形式的多樣化，上部結(jié)構(gòu)嵌固端的選取顯得極為重要。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)只有通過綜合分析，才能正確的選取上部結(jié)構(gòu)的嵌固端，采取正確的計(jì)算方法和抗震加強(qiáng)措施。

2.3短肢剪力墻數(shù)量過多

當(dāng)前，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，普遍存在短肢剪力墻設(shè)置數(shù)量過多的問題。通常，短肢剪力墻多呈十字形、T字形或L形，且短肢剪力墻的墻肢長度約為厚度的4～8倍。然而事實(shí)上，大多數(shù)短肢剪力墻的抗震效果不夠理想。一旦突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，極易引起建筑物坍塌，造成無法挽回的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。

3.提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的具體措施

3.1保證建筑基礎(chǔ)選型的合理性

在建筑基礎(chǔ)選型的過程中，需要對(duì)建筑所在區(qū)域的地形以及建筑外形設(shè)計(jì)等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行明確的了解和掌握，并通過與圖紙內(nèi)容的對(duì)比分析，準(zhǔn)確掌握建筑結(jié)構(gòu)的具體情況，并利用合理的計(jì)算方式實(shí)現(xiàn)建筑模型的構(gòu)建，為設(shè)計(jì)工作的開展提供幫助。同時(shí)設(shè)計(jì)人員和施工相關(guān)人員應(yīng)做深入的溝通，確保建筑基礎(chǔ)選型，做好各方面協(xié)調(diào)工作，這樣才能在實(shí)踐中讓建筑基礎(chǔ)選型具有合理性和可操作性。

3.2合理設(shè)置嵌固端

對(duì)于沒有地下室的普通建筑結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)的嵌固端位置比較明確;對(duì)于帶有地下室建筑結(jié)構(gòu)，且地下室的結(jié)構(gòu)剛度和受剪承載力相比上部樓層較大時(shí)，地下室頂板可作為嵌固端;對(duì)于帶有地下室建筑結(jié)構(gòu)，但地下室頂板由于開設(shè)地下中庭、開大洞、半地下等原因，不能滿足嵌固要求時(shí)，此時(shí)的地下室頂板是不能作為嵌固端的，嵌固端位置可能下移;對(duì)于帶底盤的地下室，上部結(jié)構(gòu)地下室頂板與周邊地下室頂板存在高差時(shí)，若該高差小于首層層高的1/3，且嵌固端滿足剛度和承載力的要求時(shí)，嵌固端可取在地下室頂板處，但需采取加強(qiáng)措施;若該高差不小于首層層高的1/3時(shí)，地下室頂板不能作為嵌固端，還需對(duì)高差位置處的梁或墻采取豎向加腋或斜撐等的處理措施。

3.3在實(shí)際工程中優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)理論的應(yīng)用

（1）在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程實(shí)際需求運(yùn)用軟件深入分析，以便于能夠符合周期比、壓軸比、位移比等多種要求。（2）在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過減少剪力墻長度的方式來降低其重量，進(jìn)而起到增加建筑內(nèi)部空間的作用。（3）在具體控制剪力墻肢節(jié)上，應(yīng)當(dāng)根據(jù)簡單規(guī)則作為設(shè)計(jì)依據(jù)，要求門、窗、洞口的混凝土設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)整齊，能夠明顯呈現(xiàn)出墻肢和連梁，進(jìn)而保證墻體承受的應(yīng)力平均、合理，以此提升房屋建筑穩(wěn)定性、安全性。（4）針對(duì)剪力墻長度過長的問題而言，通過開孔的方式均勻劃分剪力墻，之后采用弱連接的方式進(jìn)行梁連接工作，這樣做的目的主要是為了避免剪力墻的脆性破壞，防止對(duì)建筑物安全和質(zhì)量造成影響。（5）布置剪力墻應(yīng)當(dāng)自上而下進(jìn)行，避免建筑剛度突變，進(jìn)而保障剪力墻具有一定的連續(xù)性，設(shè)計(jì)過程中，需要結(jié)合實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整剪力墻混凝土的厚度和強(qiáng)度，以此達(dá)到壓軸比的標(biāo)準(zhǔn)要求。（6）通過對(duì)陽臺(tái)梁和窗梁截面的適當(dāng)調(diào)整，可以使結(jié)構(gòu)剛度調(diào)整更具有合理性。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)選型結(jié)合實(shí)際情況來完成優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的目的，進(jìn)而提升建筑的整體空間效果、功能、綜合效益，基于建筑基本功能上，加強(qiáng)建筑物安全、穩(wěn)定功能。

3.4 BIM技術(shù)的應(yīng)用

BIM技術(shù)是一種應(yīng)用智能化信息技術(shù)的工程建筑設(shè)計(jì)技術(shù)，根據(jù)本身信息化的程序流程設(shè)計(jì)，在實(shí)踐運(yùn)用過程中將建筑結(jié)構(gòu)的預(yù)制構(gòu)件根據(jù)三維模型的方法形象化的展現(xiàn)給客戶，進(jìn)而合理提高工程建筑設(shè)計(jì)信息的傳送品質(zhì)。傳統(tǒng)式的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，都是根據(jù)CAD等軟件開展有關(guān)結(jié)構(gòu)工程圖紙的繪圖工作，這類工作模式下的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難以形象化地展現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)信息，在一定水平上阻礙了客戶高效獲取信息。而BIM技術(shù)運(yùn)用下的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在前期環(huán)節(jié)便是根據(jù)創(chuàng)建的三維實(shí)體結(jié)構(gòu)模型開展設(shè)計(jì)，依靠形象化的建筑及結(jié)構(gòu)展現(xiàn)，協(xié)助不同的客戶從多個(gè)視角獲得建筑結(jié)構(gòu)的有關(guān)信息，對(duì)建筑材料的基礎(chǔ)信息和建筑結(jié)構(gòu)平面的合理布局有一個(gè)全方位地掌握。在大、中型建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員會(huì)通過動(dòng)態(tài)性的演示，協(xié)助客戶形象地對(duì)建筑結(jié)構(gòu)各位置開展觀察，便于設(shè)計(jì)工作人員挑選出更優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，并檢查結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的不足，進(jìn)而持續(xù)提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。

4.結(jié)語

綜上所述，建筑行業(yè)應(yīng)充分重視房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為了提高工程的綜合競爭實(shí)力，施工設(shè)計(jì)單位必須全面優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的總體布局，以保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，滿足消費(fèi)者的實(shí)際需求。通過建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化法，全面保障房屋工程的設(shè)計(jì)水平，嚴(yán)格控制房屋細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，提升房屋細(xì)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化的合理性。

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