土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題與策略

徐鵬

青島鴻瑞電力工程咨詢有限公司 山東青島 266100

近一二十年來(lái)，中國(guó)的城市化進(jìn)程不斷加速，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)蓬勃發(fā)展，一棟棟高層、超高層建筑不斷刷新著各地城市的天際線，成為了城市的名片，也見(jiàn)證了城市的發(fā)展。住宅、辦公、酒店、公寓、觀光等高層建筑給城市帶來(lái)了豐富的功能空間及美輪美奐的城市景觀，它們推動(dòng)了城市的發(fā)展，但它們的落成也消耗了大量的自然資源和社會(huì)資源。對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的合理構(gòu)成進(jìn)行分析并實(shí)現(xiàn)高效率的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅具有節(jié)約成本的直接經(jīng)濟(jì)效益，還具有綠色環(huán)保的長(zhǎng)遠(yuǎn)社會(huì)效益，本文將在這方面進(jìn)行探討[1]。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

1.1 圖紙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在不合理

在建筑工程的施工前，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)至關(guān)重要，其是后續(xù)施工主要的依據(jù)和資料，所以一定要保證圖紙?jiān)O(shè)計(jì)滿足建筑工程要求的標(biāo)準(zhǔn)，做好科學(xué)和規(guī)范的設(shè)計(jì)，只有這樣才能夠確保建筑結(jié)構(gòu)最佳功能的發(fā)揮。在建筑結(jié)構(gòu)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中，主要包括外形、最大的承載力、受力結(jié)構(gòu)的布局等設(shè)計(jì)。而在實(shí)際的圖紙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還受到諸多因素的影響，導(dǎo)致圖紙結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)存在不合理的情況，比如，相關(guān)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行圖紙的設(shè)計(jì)前，并沒(méi)有對(duì)工程進(jìn)行實(shí)地的考察，沒(méi)有對(duì)施工具有周密的計(jì)劃，對(duì)建筑條件也沒(méi)有清晰和準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)，這都會(huì)導(dǎo)致在圖紙結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中出現(xiàn)和實(shí)際情況的不符，進(jìn)而造成圖紙結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)出現(xiàn)不科學(xué)和不合理等情況。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在參數(shù)計(jì)算的不準(zhǔn)確

在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)中，由于建筑結(jié)構(gòu)涉及到的內(nèi)容比較復(fù)雜，想要確保其具有良好的結(jié)構(gòu)性能，就需要對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行大量的參數(shù)計(jì)算，通過(guò)對(duì)其參數(shù)的準(zhǔn)確計(jì)算，來(lái)為其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。但在實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還常見(jiàn)參數(shù)計(jì)算的不準(zhǔn)確情況，比如，在進(jìn)行樓板的設(shè)計(jì)中，可能會(huì)存在設(shè)計(jì)有效的高度值太過(guò)于偏大的情況，且樓板的設(shè)計(jì)還可能存在沒(méi)有對(duì)承受線的荷載樓板彎矩進(jìn)行充分的考慮，對(duì)其實(shí)際性能參數(shù)也沒(méi)有科學(xué)準(zhǔn)確的計(jì)算，這都可能導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的出現(xiàn)，對(duì)后期樓板結(jié)構(gòu)施工也會(huì)造成安全方面的影響[2]。

1.3 建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的選型存在不合理

在建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的選型設(shè)計(jì)中，需要確保其具有良好的合理性，才能夠?qū)崿F(xiàn)建筑的安全性和穩(wěn)定性等要求。但在現(xiàn)階段建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，尤其是一些高層的建筑項(xiàng)目，還存在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的選型問(wèn)題，嚴(yán)重的話直接影響到建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，對(duì)建筑項(xiàng)目壽命造成影響。

2 基于建筑與結(jié)構(gòu)融合度提升的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新

2.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化模型的建立與優(yōu)化方案的選擇

從建筑與結(jié)構(gòu)融合度提升的層面上，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新尤為必要。要開(kāi)發(fā)出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加優(yōu)化的建筑模型。建立模型后，確定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案：①明確參數(shù)在建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平具有較大影響，故在選擇參數(shù)時(shí)，要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容，明確建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體工作量；②確定目標(biāo)參數(shù)在整體確定的參數(shù)基礎(chǔ)上，確定目標(biāo)參數(shù)，設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)要求，并使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案最優(yōu)化。對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案進(jìn)行選擇時(shí)，要在確定的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案中，選取相對(duì)合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新優(yōu)化方案。從實(shí)際出發(fā)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的具體情況進(jìn)行分析，探討不同建筑工程、不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的差異性。在此基礎(chǔ)上，借助專業(yè)的設(shè)計(jì)軟件，通過(guò)精確計(jì)算的方式，選出最優(yōu)的計(jì)算模型。

2.2 建筑上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新與優(yōu)化

在建筑與結(jié)構(gòu)融合度提升的理念下，可通過(guò)建筑上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新和優(yōu)化實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新和優(yōu)化。建筑上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新與優(yōu)化的關(guān)鍵。在對(duì)建筑上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新與優(yōu)化的過(guò)程中，要結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，做好建筑剪力墻的設(shè)計(jì)，從根本上保證建筑剪力墻的質(zhì)量，使其分布呈現(xiàn)出均勻性特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)剪力墻整體質(zhì)量的均勻性分布，促使建筑上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能夠達(dá)到最優(yōu)。同時(shí)，外部環(huán)境可能會(huì)對(duì)建筑上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，通過(guò)建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新與優(yōu)化，可降低外部環(huán)境對(duì)建筑上部結(jié)構(gòu)的影響程度，即便在相對(duì)惡劣的環(huán)境中，建筑結(jié)構(gòu)也不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。在建筑上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新與優(yōu)化過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)建筑剪力墻墻肢的重視，在確保建筑上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量的同時(shí)，控制墻肢的數(shù)量[3]。

2.3 充分考慮不同建筑環(huán)境對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響

在一些情況下，例如，建筑所處的環(huán)境過(guò)于潮濕，鋼筋銹蝕就會(huì)使建筑構(gòu)件的可靠度降低，使其受到影響，并在一定程度上造成建筑耐久性的變化。同時(shí)，建筑構(gòu)件中也會(huì)由于軸心受拉、受壓和大偏心受壓、受彎構(gòu)件也會(huì)在一定程度上出現(xiàn)一些變化。對(duì)于使用期來(lái)說(shuō)，可靠度指標(biāo)的變化不構(gòu)成影響要素，具體的設(shè)計(jì)也應(yīng)不參考耐久性退化的原因。但是，隨著建筑預(yù)期使用期限的增長(zhǎng)，就要充分地考慮、認(rèn)清耐久性的影響，進(jìn)一步完善各種施工進(jìn)程。

2.4 植入概念性設(shè)計(jì)理念

在房屋建筑施工過(guò)程中，一些無(wú)法用詳細(xì)數(shù)據(jù)展開(kāi)施工的情況則需要嵌入概念設(shè)計(jì)理念，對(duì)不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用不同的分析方法，確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)材料的不同、參數(shù)不同而進(jìn)行不同角度的分析。分析的方法是多樣性的，然后再進(jìn)行擇優(yōu)，從中得出最好的設(shè)計(jì)方案。而對(duì)于已經(jīng)確定好的結(jié)局布置需要從不同的角度分析整體結(jié)構(gòu)櫥架的陌生情況，并且對(duì)于不同的建筑材料、設(shè)計(jì)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行多組合的形式搭配，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值與安全程度都達(dá)到最優(yōu)的組合。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性是不言而喻的，需要在各個(gè)部分的工作中進(jìn)行精細(xì)化、綜合化的工作，保證其質(zhì)量和安全性。