淺析我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)發(fā)展

周居正

(青海國家高新技術(shù)開發(fā)區(qū)生物科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)管理委員會規(guī)劃建設(shè)和土地管理局， 青海 西寧 810001）

隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高， 建筑業(yè)面臨著越來越大的質(zhì)量壓力。 目前， 國內(nèi)部分施工單位所采用的結(jié)構(gòu)設(shè)計思想和施工技術(shù)已不能適應(yīng)當(dāng)今社會的發(fā)展需要。 結(jié)構(gòu)設(shè)計是施工參考的重要因素， 而施工質(zhì)量又關(guān)系到整個建筑的穩(wěn)定性和最終的質(zhì)量， 將結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工技術(shù)有機(jī)結(jié)合， 才能保證施工質(zhì)量的有效提升。

1 建筑工程施工技術(shù)的概念

施工技術(shù)是建筑工程的一個重要組成部分， 它關(guān)系到建筑本身的質(zhì)量， 在施工過程中， 由于施工技術(shù)的原因， 一旦出現(xiàn)問題， 不僅影響施工質(zhì)量， 而且會危及施工人員的生命安全。 為避免這種情況產(chǎn)生的不利影響， 有關(guān)人員在進(jìn)行現(xiàn)場勘察時， 應(yīng)根據(jù)實際情況， 對各施工階段的施工技術(shù)進(jìn)行調(diào)整， 以保證后續(xù)施工質(zhì)量。 但在所有的建筑工程施工技術(shù)中， 最常用的是混凝土施工技術(shù)， 施工人員必須嚴(yán)格遵守相關(guān)要求， 按照現(xiàn)行材料標(biāo)準(zhǔn)攪拌技術(shù)應(yīng)用， 以確保混凝土的整體性能達(dá)到要求。 另外， 由于不同的施工環(huán)境和施工要求不同， 施工人員在施工技術(shù)應(yīng)用過程中， 需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況、 圖紙要求、 施工設(shè)備等因素， 對材料進(jìn)行選擇和應(yīng)用。

2 我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)發(fā)展

2.1 建筑結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)應(yīng)用措施

首先， 加強(qiáng)設(shè)計人員與施工人員的溝通。 在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工的過程之前， 必須做好實地勘測和研究， 在建筑基本特性有深刻研究之后， 才能夠設(shè)計出合理有效地方案。 在設(shè)計完成之后， 施工人員必須做好溝通和對接工作， 對建筑結(jié)構(gòu)深入了解之后， 在與設(shè)計人員溝通施工細(xì)節(jié)的過程中， 做出合理的施工方案， 保證按照設(shè)計圖紙嚴(yán)格施工。 其次， 優(yōu)化房建結(jié)構(gòu)施工人員配置。 現(xiàn)場施工人員的配置和對技術(shù)的良好運用是保證施工質(zhì)量和效率的前提。 但是， 往往參與到施工設(shè)計的工作人員本身能力和素質(zhì)都參差不齊。 所以為了均衡施工效果， 提高工程整體的進(jìn)度，就必須對人員進(jìn)行優(yōu)化配置。 可以按照施工人員的種類和專業(yè)技術(shù)進(jìn)行分工， 這樣能夠有效利用人力資源， 實現(xiàn)資源的合理配置。 最后， 提高鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)范合理性。 鋼材料的使用是當(dāng)前結(jié)構(gòu)加固設(shè)計最為廣泛的一種。 在施工的過程中， 必須保證鋼材料結(jié)構(gòu)方法和工序的合理安排， 高度重視鋼結(jié)構(gòu)的安裝， 嚴(yán)格按照設(shè)計方案展開一系列的選擇和布置， 這樣才能夠保證鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的完整合理。

2.2 適當(dāng)提升建筑物抗震設(shè)計等級

如果建筑結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)等級不合理， 其結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計性能將大大降低。 因此， 為了進(jìn)一步優(yōu)化和提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計性能， 結(jié)構(gòu)設(shè)計人員通常需要制定合適的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)等級來提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能， 以防止建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重的變形、 扭曲、 鼓包等抗震現(xiàn)象。 比如在各類高層建筑工程中， 結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需要用計算機(jī)分析軟件進(jìn)行綜合統(tǒng)計分析， 根據(jù)各個工程的物理剛度， 準(zhǔn)確計算出工程結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)力和位移。 結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)不斷遵循建筑形狀的常規(guī)設(shè)計， 符合國家相關(guān)技術(shù)規(guī)范， 合理測量和判斷高層建筑的物理剛度， 確保高層建筑的扭轉(zhuǎn)力和位移剛度在1.1 ～1.2 之間。 剪力墻和簡化連梁的要求應(yīng)符合下列要求： 當(dāng)連梁跨度高度比不大于2 時， 需要考慮配置一個十字暗柱支撐； 當(dāng)連梁跨度的高度比不大于1 時， 可以考慮交叉暗柱支撐。 地震運動的主要原因之一是該地區(qū)地殼的垂直運動， 這與內(nèi)部地質(zhì)和地理結(jié)構(gòu)的運動密切相關(guān)。 為了有效保證建設(shè)項目內(nèi)部地質(zhì)構(gòu)造的運動結(jié)構(gòu)更加合理， 設(shè)計人員必須認(rèn)真收集和分析具體地質(zhì)和地理調(diào)查統(tǒng)計資料， 并根據(jù)具體地質(zhì)和地理環(huán)境條件， 準(zhǔn)確判斷和找出該地區(qū)地殼垂直運動的運動趨勢和特征， 分析該地區(qū)的地震運動趨勢， 確保區(qū)域建筑工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)總體布局和該區(qū)域地震運動趨勢大致處于相對垂直的運行狀態(tài)， 有效降低特大地震對區(qū)域建筑工程前期工程設(shè)計的不利影響。

2.3 截面加固技術(shù)

從建筑結(jié)構(gòu)的實際情況來看， 在開展加固設(shè)計工作時， 通過應(yīng)用截面加固技術(shù)可以有效提升加速效果。 具體而言， 截面加固技術(shù)是將建筑物相關(guān)結(jié)構(gòu)件的橫截面積進(jìn)行增加， 以此來有效加固結(jié)構(gòu)。 該技術(shù)一方面可以使建筑自身結(jié)構(gòu)得到有效優(yōu)化， 而另一方面還能夠使建筑結(jié)構(gòu)的承載能力得到提升， 并修復(fù)部分受到損傷的結(jié)構(gòu)， 使建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性得到有效提高。 在實際應(yīng)用過程當(dāng)中， 相關(guān)施工人員需要在建筑物周圍合理搭設(shè)腳手架， 因此容易對建筑物的實際使用環(huán)境產(chǎn)生影響， 同時也會對后續(xù)相關(guān)加固工作的開展造成阻礙。 因此， 相關(guān)施工人員需要合理完善截面加工技術(shù)的應(yīng)用方案， 從而使該項技術(shù)的應(yīng)用效果得到提升。

2.4 提高相關(guān)人員專業(yè)能力

施工過程中， 信息技術(shù)的應(yīng)用不僅可以減少施工人員的工作量， 減少安全隱患， 而且可以提高整個施工過程的效率。 但針對目前我國施工人員缺乏專業(yè)知識和實際操作技能的問題， 需要施工單位對員工進(jìn)行專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)能力的培養(yǎng)， 保證施工人員在施工作業(yè)中能夠?qū)Y(jié)構(gòu)設(shè)計和施工技術(shù)中的各個特點進(jìn)行相應(yīng)的分析， 并處理好二者的協(xié)同關(guān)系， 以達(dá)到促進(jìn)施工單位經(jīng)濟(jì)長期持續(xù)發(fā)展的目的。 施工單位和施工人員的綜合素質(zhì)決定著整個工程的質(zhì)量， 也決定著企業(yè)未來的發(fā)展方向。 施工單位可以先與專業(yè)院校合作，通過校企聯(lián)合教學(xué)的方式培養(yǎng)出專業(yè)人才； 對施工人員進(jìn)行相應(yīng)的等級篩選， 每個人都要接受施工單位的專業(yè)培訓(xùn)， 并進(jìn)行定期考核。 對在最終的考核中實踐能力強(qiáng)或在知識儲備量上相對豐富的人員進(jìn)行更高等級的劃分， 在薪酬和福利方面將得到相應(yīng)的提高。

2.5 注重數(shù)字技術(shù)運用

建筑物結(jié)構(gòu)布置方式選擇項目相對較多， 同一建筑工程， 一般擁有多種結(jié)構(gòu)布置方案和結(jié)構(gòu)分析方法。 由于結(jié)構(gòu)分析方式和建筑物設(shè)計有著密切關(guān)聯(lián)，所以需要做好分析方式選擇， 以便找到最佳的設(shè)計方案。 目前較為理想且應(yīng)用效率較高的分析方式， 主要以數(shù)據(jù)技術(shù)為主， BIM等新進(jìn)技術(shù)的運用， 使得建筑分析變得更加直觀、 高效。 設(shè)計人員可按照事先采集到的數(shù)據(jù)， 根據(jù)實際建設(shè)要求， 展開仿真建筑模型建設(shè)， 再依據(jù)3D立體模型， 對各項細(xì)節(jié)設(shè)計進(jìn)行調(diào)整，可實現(xiàn)對各部分設(shè)計方案的精準(zhǔn)分析， 及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計不足之處以及交叉設(shè)計不合理問題， 能夠為最優(yōu)方案設(shè)計提供精準(zhǔn)技術(shù)方面的支持。

2.6 碳纖維房的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)

碳纖維房的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在實際應(yīng)用過程當(dāng)中，需要對碳纖維進(jìn)行合理利用， 以此來對布料、 板子等進(jìn)行制作， 并采取具體的粘貼方法， 將其在建筑結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行有效固定， 使建筑的承載能力得到有效提升。 該項技術(shù)在實際應(yīng)用過程當(dāng)中具有明顯優(yōu)勢， 不僅材料質(zhì)量相對較輕， 而且還具有較高的強(qiáng)度， 可以避免結(jié)構(gòu)受到腐蝕。 現(xiàn)如今， 該項技術(shù)已在建筑結(jié)構(gòu)加固當(dāng)中得到了有效應(yīng)用， 需要相關(guān)施工人員合理利用碳素纖維和結(jié)構(gòu)膠， 有效加固建筑結(jié)構(gòu)， 并提高建筑自身的耐久性和實用性。 在實際應(yīng)用中， 相關(guān)施工人員還應(yīng)針對建筑物自身已有的損害問題和設(shè)計要求等進(jìn)行分析， 合理選擇材料進(jìn)行加固， 從而修復(fù)的基層部位。

2.7 注重概念設(shè)計優(yōu)化

采用統(tǒng)一系列設(shè)計方式， 合理展開建筑材料使用， 是保證構(gòu)件能夠得到充分利用， 并與其他構(gòu)件形成有效配合的重要舉措， 也是設(shè)計優(yōu)化概念的核心內(nèi)容。 由于在對優(yōu)化問題進(jìn)行處理和分析過程中， 單純依靠數(shù)字化軟件并不能完全達(dá)到優(yōu)化設(shè)計的各項需要， 設(shè)計人員的概念設(shè)計重要性極為突出， 所以需要加強(qiáng)對概念設(shè)計的優(yōu)化。 應(yīng)明確， 設(shè)計人員的綜合素質(zhì)以及設(shè)計經(jīng)驗和技術(shù)水平等， 會直接對其概念設(shè)計產(chǎn)生影響， 因此需要加大人員專業(yè)技能培訓(xùn)力度以及經(jīng)驗積累輔助力度， 確保人員綜合素質(zhì)水平能夠得到不斷提升， 進(jìn)而為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計高質(zhì)量展開提供有利支持。

2.8 外包型鋼加固法

外包型鋼加固法的使用主要遵循了減少增加原建筑結(jié)構(gòu)界面的特點， 在此基礎(chǔ)上提高建筑整體的承載力。 目前， 外包型鋼加固法主要分為濕式外包和干式外包兩種。 濕式外包型鋼技術(shù)操作簡單， 而且加固效果較為明顯。 但是在施工過程中鋼材的使用量較大，會無形中增加加固施工的成本造價。 這種技術(shù)基本上是針對一些結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求非常高， 而且加固面積不擴(kuò)大的建筑。 比如， 建筑物的柱、 梁。

2.9 鉆孔灌注基礎(chǔ)要點

建筑工程在施工過程中， 尤其是高層建筑以及復(fù)雜型建筑， 無論是在結(jié)構(gòu)設(shè)計還是施工操作過程中，都存在著較嚴(yán)重的問題， 使施工單位在施工過程中面臨著更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。 工程建設(shè)中， 設(shè)計人員一般選擇鉆孔灌注法。 如果施工單位對細(xì)部處理不當(dāng)， 將導(dǎo)致鉆孔灌注的優(yōu)勢無法有效發(fā)揮， 特別是在進(jìn)行設(shè)計時， 施工單位為了降低成本， 往往采用效率低或安全性差的設(shè)備， 以致于工程施工過程中樁基結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性和質(zhì)量無法得到保證， 從而產(chǎn)生安全隱患。 為此， 在建筑工程中， 要協(xié)調(diào)好結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工技術(shù)兩個方面的問題， 施工單位必須加強(qiáng)設(shè)備管理， 根據(jù)實際情況選擇合適的設(shè)備， 以保證整個工程的質(zhì)量。

3 結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和經(jīng)濟(jì)性存在密切關(guān)聯(lián)， 所以在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中， 需要在考慮整體結(jié)構(gòu)安全性以及功能性的同時， 做好經(jīng)濟(jì)性規(guī)劃。 應(yīng)通過對優(yōu)化技術(shù)的合理運用， 將工程投資成本控制在最低， 以便在保證工程整體施工效果的同時， 達(dá)到最優(yōu)化工程成本控制的目標(biāo)， 確保工程參建各方能夠獲得可觀的經(jīng)濟(jì)收益。