建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題和應(yīng)對(duì)措施

趙晉琦

（河北拓樸建筑設(shè)計(jì)有限公司山西分公司，山西太原 030000）

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則分析

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)秀性主要通過(guò)安全性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性以及美觀性等多個(gè)方面體現(xiàn)出來(lái)。一般來(lái)講，需借助設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)與因素保證建筑物功能的合理有序，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)可靠性與安全性。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一般要遵循建筑設(shè)計(jì)，不應(yīng)對(duì)建筑設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響，且盡量與建筑功能需求相適應(yīng)。另外，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)處于建筑設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)的范圍，對(duì)安全加以把控，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性與合理性目標(biāo)。要想使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加實(shí)用與安全，就必須明確設(shè)計(jì)的基本原則。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題與解決方法

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題

在此項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，遇到的問(wèn)題集中體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）設(shè)計(jì)圖規(guī)范性問(wèn)題。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)圖紙會(huì)對(duì)后期建筑項(xiàng)目施工建設(shè)產(chǎn)生直接影響，因而必須保證其設(shè)計(jì)科學(xué)合理，進(jìn)而優(yōu)化建設(shè)質(zhì)量和效率。然而，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)不規(guī)范的問(wèn)題始終存在。圖紙?jiān)O(shè)計(jì)會(huì)涉及建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的類型、抗震等級(jí)與結(jié)構(gòu)材料等多方面內(nèi)容，若考慮不到位會(huì)對(duì)建筑工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。以此建筑項(xiàng)目為例，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑物的地上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙并未根據(jù)規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)對(duì)梁柱與標(biāo)高等參數(shù)加以標(biāo)識(shí)，梁柱配筋圖的設(shè)計(jì)相對(duì)混亂，結(jié)構(gòu)標(biāo)高不清晰，設(shè)計(jì)圖紙結(jié)構(gòu)符號(hào)準(zhǔn)確性較差，以上問(wèn)題均對(duì)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量和進(jìn)度產(chǎn)生不利影響，嚴(yán)重的情況還會(huì)引發(fā)一系列安全隱患。

（2）抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題。在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，因高度特點(diǎn)不同，特別是建筑工程，需確保其穩(wěn)定性，以免自然災(zāi)害對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響，所以要注重抗震設(shè)計(jì)的重要性。然而，在此建筑項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，并未展開(kāi)綜合考慮，使承重柱橫截面過(guò)小，在建筑受外力作用的時(shí)候會(huì)使其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低，進(jìn)而產(chǎn)生倒塌的情況。另外，在抗震設(shè)計(jì)方面，國(guó)家明確規(guī)定了抗震等級(jí)，然而設(shè)計(jì)期間不應(yīng)將抗震等級(jí)當(dāng)成設(shè)計(jì)主要指標(biāo)。究其原因，建筑工程項(xiàng)目不同，地理環(huán)境也有所差異，很容易出現(xiàn)理論與實(shí)際不匹配的情況，增加安全隱患。

（3）參數(shù)計(jì)算準(zhǔn)確性較差。因建筑結(jié)構(gòu)涉獵內(nèi)容復(fù)雜，為確保建筑結(jié)構(gòu)性能達(dá)標(biāo)，必須準(zhǔn)確計(jì)算大量參數(shù)，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展提供必要數(shù)據(jù)參考。通常，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，參數(shù)計(jì)算準(zhǔn)確度并不高。以此建筑項(xiàng)目為例，設(shè)計(jì)樓板的時(shí)候出現(xiàn)設(shè)計(jì)有效高度值過(guò)大的情況，而且設(shè)計(jì)中未考慮承受線荷載樓板彎矩，無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算性能參數(shù)，進(jìn)而引起結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的應(yīng)對(duì)措施

（1）做好前期工作。結(jié)合設(shè)計(jì)工作實(shí)踐可知，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，需做好以下幾項(xiàng)前期工作：①設(shè)計(jì)人員需對(duì)具體的工程建設(shè)目標(biāo)、工程實(shí)際情況等方面進(jìn)行綜合分析，從而進(jìn)行初步方案設(shè)計(jì)及后期方案調(diào)整；②設(shè)計(jì)人員還需明確建筑工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容，然后分析建筑材料、結(jié)構(gòu)模型和結(jié)構(gòu)荷載值的基本參數(shù)等，在此過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合計(jì)算機(jī)信息技術(shù)進(jìn)行參數(shù)獲取和分析，以確保結(jié)果的直觀性和準(zhǔn)確性；③設(shè)計(jì)人員自身需具備較為充足的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并掌握當(dāng)前較為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)知識(shí)及相關(guān)軟件程序編寫方法，從宏觀的角度對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃和分析，從而可在正式開(kāi)始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化之前，預(yù)防一些常見(jiàn)的設(shè)計(jì)質(zhì)量問(wèn)題和通病的出現(xiàn)。

（2）增強(qiáng)設(shè)計(jì)圖紙規(guī)范性。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙的作用不容小覷，可為后期建筑工程項(xiàng)目的施工建設(shè)提供必要參考。為此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，應(yīng)強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)圖紙的設(shè)計(jì)規(guī)范化與合理化，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量達(dá)標(biāo)，以免引發(fā)設(shè)計(jì)質(zhì)量問(wèn)題。另外，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)圖紙的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循具體規(guī)定要求，參考項(xiàng)目建設(shè)具體狀況，將圖紙中不同類型的符號(hào)和數(shù)據(jù)等相關(guān)參數(shù)詳細(xì)標(biāo)識(shí)出來(lái)，特別是復(fù)雜結(jié)構(gòu)的參數(shù)。作為設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的作用，在設(shè)計(jì)前了解項(xiàng)目具體情況，系統(tǒng)勘察項(xiàng)目場(chǎng)地環(huán)境與水文條件等相關(guān)資料，以保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙資料更全面更可靠，不應(yīng)僅依靠個(gè)人設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)確定材料與結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸，以免影響圖紙質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上，完成設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作后，設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)嚴(yán)格校核圖紙準(zhǔn)確性，對(duì)設(shè)計(jì)圖紙不合理問(wèn)題及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正，以免出現(xiàn)不必要設(shè)計(jì)問(wèn)題。

（3）優(yōu)化設(shè)計(jì)理念。優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)就是設(shè)計(jì)理念的優(yōu)化，應(yīng)綜合衡量結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于建筑的影響，合理優(yōu)化并補(bǔ)充既有設(shè)計(jì)。為此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化中，要重點(diǎn)考慮建筑物可靠性能，但會(huì)增加實(shí)際工作量。為提高工作效率，應(yīng)選用拉式乘子方法，轉(zhuǎn)化部分?jǐn)?shù)據(jù)后悔出現(xiàn)約束性因素，最終向非約束性因素轉(zhuǎn)變。需要注意的是，在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，要重新分析建筑結(jié)構(gòu)的手里狀況，設(shè)計(jì)人員要強(qiáng)調(diào)建筑安全與質(zhì)量，系統(tǒng)分析受力狀況，并對(duì)相關(guān)參數(shù)加以調(diào)整。

（4）優(yōu)化抗震設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)建筑抗震結(jié)構(gòu)的時(shí)候，要保證數(shù)據(jù)計(jì)算的準(zhǔn)確，使承重柱的橫截面積滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。為此，在施工建設(shè)前應(yīng)測(cè)驗(yàn)預(yù)應(yīng)力，使其能夠承受特定范圍的外界作用力。在設(shè)計(jì)階段，要求支柱、橫梁和剪力墻處于平衡狀態(tài)，以免設(shè)計(jì)出現(xiàn)剛度過(guò)強(qiáng)的情況，同時(shí)要具備變性能力，能夠根據(jù)外力對(duì)承受能力加以調(diào)節(jié)，并保護(hù)剪力墻，不斷增強(qiáng)建筑抗震能力。同時(shí)，要根據(jù)國(guó)家規(guī)定要求設(shè)計(jì)抗震等級(jí)，因工程環(huán)境與外力影響，設(shè)計(jì)的抗震等級(jí)應(yīng)高于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，確保建筑在作用力下同樣具有延展性與承載能力。為此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)期間應(yīng)強(qiáng)調(diào)鋼筋結(jié)構(gòu)配比與混凝土間作用力，使抗震安全更加有效。

（5）準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，為保證結(jié)構(gòu)與工程要求標(biāo)準(zhǔn)契合，應(yīng)在準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)構(gòu)性能參數(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)比實(shí)際要求，亦或是根據(jù)要求參數(shù)計(jì)算結(jié)構(gòu)性能，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性。以樓板設(shè)計(jì)為例，為避免設(shè)計(jì)與后期施工建設(shè)不發(fā)生形變和裂縫，應(yīng)科學(xué)計(jì)算結(jié)構(gòu)形變的范圍。在計(jì)算數(shù)據(jù)的時(shí)候，工作人員應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求與規(guī)范開(kāi)展，堅(jiān)決不允許受主觀意識(shí)影響判斷，也不應(yīng)簡(jiǎn)化處理計(jì)算數(shù)據(jù)。

（6）提高建筑抗風(fēng)荷載作用的能力。為了使建筑工程抗風(fēng)構(gòu)件與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的牢固性符合要求，對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分做好以下工作：①優(yōu)化基礎(chǔ)，只有建筑工程的基礎(chǔ)部分穩(wěn)定性較強(qiáng)，才能保證建筑工程上部分結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。因此，明確混凝土的級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)成為建筑工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)最基本的工作。應(yīng)盡可能購(gòu)買高級(jí)配的砂石，增加基礎(chǔ)持力層厚度，加設(shè)抗拔的錨桿構(gòu)件，加強(qiáng)基礎(chǔ)的牢固性；②通過(guò)改變建筑的輪廓設(shè)計(jì)、投影面積和高度，改變區(qū)域建筑布局，以及種植綠植等改變風(fēng)荷載的強(qiáng)度和方向等，削弱風(fēng)荷載對(duì)建筑的作用。

（7）加強(qiáng)消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。建筑工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦出現(xiàn)火災(zāi)，建筑使用者的人身安全與財(cái)產(chǎn)安全會(huì)受到嚴(yán)重的威脅。為此，必須重視建筑工程的防火設(shè)計(jì)。首先，應(yīng)合理設(shè)計(jì)防火間距。設(shè)計(jì)人員需要依照相關(guān)規(guī)定準(zhǔn)確測(cè)量建筑物間的實(shí)際距離，需要注意的是，相鄰兩建筑之間的最佳防火間距應(yīng)按建筑外墻間的最小距離進(jìn)行計(jì)算，若外墻包含凸出的易燃構(gòu)件，應(yīng)從該構(gòu)件外緣算起。另外，還必須設(shè)計(jì)安全疏散通道。通常情況下，需要盡可能多地設(shè)計(jì)幾條便于人們疏散的安全通道。為加速煙霧擴(kuò)散，安全疏散通道必須設(shè)計(jì)防煙區(qū)。對(duì)此，設(shè)計(jì)人員可以采取分割式設(shè)計(jì)，以有效控制火勢(shì)與煙霧的蔓延速度。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)會(huì)承受較大荷載，如果穩(wěn)定性與抗震性能無(wú)法滿足國(guó)家建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，很容易出現(xiàn)坍塌或者是位移等多種安全問(wèn)題。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可更好地保證建筑整體結(jié)構(gòu)的性能與功能穩(wěn)定，為此，設(shè)計(jì)工作人員要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案予以合理選擇，并結(jié)合具體狀況考慮多種因素，規(guī)避容易出現(xiàn)的問(wèn)題，增強(qiáng)建筑物抗震性能與穩(wěn)定性能，不斷提高建筑物利用價(jià)值。