淺談對建筑結構設計的理解

趙磊

江蘇時代建筑設計有限公司 江蘇 揚州 211400

引言

建筑工程結構設計中，需要有科學的理論作為支撐，在此基礎上開展建設工作，有效優(yōu)化工程質量。建筑工程建設中，相關項目管理人員應該重視結構設計及其優(yōu)化技術方面的工作，認真分析設計中出現(xiàn)的問題，并且明確設計原則、要點內(nèi)容以及優(yōu)化方向，并且從建筑結構設計和概念設計、房屋結構設計和概念設計，以及結構設計的實用性和藝術性等方面來進行合理優(yōu)化，從而保證建筑工程的整體施工質量。

1 房屋建筑結構設計的基本含義

房屋建筑施工過程中，房屋建筑結構概念設計發(fā)揮著不容忽視的重要作用。房屋結構的概念設計主要是指設計師根據(jù)自身的專業(yè)知識和已有經(jīng)驗，結合客戶對建筑的相關要求進行建筑的結構設計。在建筑結構設計過程中，設計師必須綜合考量多方面因素，確保設計方案與整體房屋建筑結構有效結合，促使房屋建筑結構充分展現(xiàn)其實用性和美觀性價值。目前，房屋建筑結構概念設計需要完成以下目標：第一，必須滿足對居住功能多樣化的要求；第二，必須確保建筑造型的美觀、實用；第三，積極應用先進的建筑技術。在通常情況下，與建筑相關的設計主要可分為結構設計和概念設計兩大類；在房屋建筑修建過程中，二者應該相互結合，緊密相連[1]。

2 現(xiàn)代建筑設計理念現(xiàn)狀

目前來看，現(xiàn)代建筑設計最大的特點在于實用性、功能性，內(nèi)部空間往往要進行更加嚴格的劃分，建筑本身也會選擇更為適當?shù)牡乩砦恢茫热缃ㄖ湓诒晨看笊降膮^(qū)域，從而起到抵御寒風的效果，同時采用坐北朝南的設計，以此獲取更多的光照。很多地區(qū)的現(xiàn)代建筑設計與自然環(huán)境形成配合，如四川、重慶等地區(qū)的建筑物，主要按照地面起伏高度進行修建，不僅具有強烈的風格特征，實用性也會顯著提高，從而達到適合居住的理想狀態(tài)。

部分現(xiàn)代建筑設計為了追求奢華效果，會使用大量昂貴的裝飾品，忽視了環(huán)保經(jīng)濟理念，這與傳統(tǒng)簡約大氣的建筑風格明顯不同，并且會造成一定的資源浪費。除了消耗裝飾品，還消耗大量人力、物力，完全違背了綠色環(huán)保發(fā)展理念，但也有部分簡約化的設計風格，比如新中式風設計就遵循傳統(tǒng)理念、美學，建筑風格更加偏向簡約化，比較符合綠色環(huán)保要求，解決了高消耗與高成本的問題?，F(xiàn)代建筑設計理念在要求上明顯更高，如要求空間合理利用、資源最大化效用、遵循低碳環(huán)保理念等，因此需要對建筑設計進行創(chuàng)新。

3 建筑結構設計影響因素

3.1 忽視設計圖紙重要性

在建筑工程的施工中，做好設計工作非常重要，如果設計圖紙有問題，那么這不僅會導致施工進度停滯不前，還會降低建筑工程的施工質量。然而，很多建筑單位并沒有重視結構設計，它們沒有意識到結構設計的重要性，在建筑工程設計中隨意設計圖形。這種圖形和實際施工情況并不相符，導致施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)各種問題，延長了施工周期[2]。

3.2 建筑工程安全性問題

從實際情況分析，在建筑工程結構設計方面存在一些問題，其可行性不太理想，設計沒有辦法真正投入到使用之中。同時，結構設計中還存在設計不牢靠的問題，這使得工程的安全性變成了一紙空談，要保證建筑工程的安全性，則需要強化結構設計，選擇科學的設計方案，大力保障施工質量。但是目前我國的設計實力比較弱，施工人員在具體工作中也無法完全落實施工計劃，因而施工質量的優(yōu)化仍是一大難題。

3.3 結構設計缺乏整體性

房屋建筑結構設計的整體性體現(xiàn)在房屋建筑的內(nèi)在結構以及建筑工程能否與周邊環(huán)境建立和諧關系，也是影響建筑企業(yè)經(jīng)濟、社會效益的一個重要因素。在一些房屋建筑結構的設計中，設計人員忽視了整體性的問題，對建筑結構進行分散設計，導致設計工作較為零散，缺乏相關性，會在一定程度上影響房屋建筑的舒適性與整體性[3]。

4 建筑結構設計提升對策

一般情況下，建筑設計主要是為了完善建筑工程的具體建設過程以及后續(xù)的維護與管理過程而存在的，然而方案設計的主要目的也是為了進一步完善施工建設的具體過程，以及后續(xù)維護管理的相關過程，這也就意味著方案設計可以在施工建設以及后續(xù)維護管理的過程中，體現(xiàn)出建筑設計的實際效果。在新建成的建筑工程之中，也需要保證設計整體的統(tǒng)一性、科學性、實用性、新穎性與協(xié)調(diào)性，這也就意味著建筑工程在設計過程中不僅需要體現(xiàn)出建筑工程施工建設的實用性特點，也需要體現(xiàn)建筑工程的設計美感。

4.1 基礎結構設計

在對房屋建筑結構設計進行優(yōu)化時，設計人員必須充分考慮房屋建筑結構對房屋建筑整體安全穩(wěn)定情況造成的影響。因此，在優(yōu)化房屋建筑基礎結構的設計過程中，設計人員必須全方位、多角度、綜合考量建筑的結構控制情況，在初步制訂后期施工工序方案的同時，完成基礎結構設計的優(yōu)化。以樁基項目施工安裝為例，在進行該項目施工時，施工人員必須仔細考慮樁基項目施工過程中的直徑高度。

4.2 合理選擇設計優(yōu)化方案

建筑結構設計進行優(yōu)化創(chuàng)新時，必須利用信息技術構建一個完整的建筑結構模型，以便通過模型的分析對建筑結構設計的各個參數(shù)進行合理確定，尤其是對目標參數(shù)的確定，必須結合整體建筑結構參數(shù)和各建筑結構的設計要求來進行，為相應設計方案的制訂提供可靠的參考依據(jù)。另外，還要對建筑結構設計的優(yōu)化方案進行合理選擇，在這一過程中，應結合建筑結構的實際情況來進行，并利用較為專業(yè)的設計軟件通過對不同結構設計方案的分析和計算來找出其中存在的差異，進而根據(jù)差異選出最優(yōu)的結構設計總方案[4]。

4.3 建筑工程的整體和局部的優(yōu)化

在建筑工程的結構設計過程中，設計人員應該從整體和局部兩個部分來考慮，進而保證其結構設計的合理性。與此同時，建筑中每個房屋使用的材料和房屋結構都不相同，因此，每種結構的設計方案都比較復雜。在保證整體性的基礎上，設計人員還要對建筑工程的局部進行優(yōu)化，結合不同的建筑類型以及建筑要求，不斷優(yōu)化建筑的局部，從而最大限度地發(fā)揮建筑工程的作用。

4.4 保證結構設計的實用性和藝術性

建筑本身就是一件藝術品，因此，在進行設計的時候，設計人員應該將自己的想法體現(xiàn)在建筑風格上，從而使建筑更具有藝術性和實用性。在設計的過程中，設計人員應該把建筑的安全性放在首位，然后再考慮建筑的實用性和藝術性。設計人員應該減少建筑質量與建筑剛度之間的差異，以此來有效提高建筑物的使用壽命。在結構設計中遇到豎向布局時，設計人員應該把房屋建筑的功能性放在首位，使房屋建筑的豎向承重構件保持上下貫通，還可以利用轉換層來降低設計難度并控制建筑成本。

4.5 對建筑上部結構設計加大優(yōu)化創(chuàng)新力度

在具體實施過程中，不僅要結合整體建筑結構的實際情況來科學布置剪力墻結構，使其在建筑中的分布能夠達到一定的均勻性。而且，還要重視墻肢數(shù)量的優(yōu)化配置，使其與建筑結構的創(chuàng)新設計要求相吻合，從而實現(xiàn)建筑結構設計的有效完善，保證建筑與結構的深度融合。此外，為了進一步提高建筑結構的設計質量，相關設計人員還要在上部結構設計創(chuàng)新中，考慮到建筑工程的外部環(huán)境，因為外部環(huán)境是影響建筑上部結構穩(wěn)定性的最重要因素，所以在對該部分結構設計進行優(yōu)化創(chuàng)新時，深入分析外部環(huán)境所造成的影響，并在此基礎上合理選擇建筑構件，確保其綜合質量能夠有效應對各種惡劣的環(huán)境，能進一步提升建筑結構的穩(wěn)定性和安全性，為建筑工程的后期運營發(fā)展提供可靠的保障[5]。

4.6 合理選取鋼材

鋼材質量與鋼結構抗荷載能力密切相關，可塑性強、強度高等為鋼材自身核心優(yōu)勢，同時鋼結構施工流程簡易，施工效率較高。但鋼材制造商較多，不同廠商提供鋼材質量不盡相同，建筑工程鋼結構正式設計過程中，應根據(jù)建筑自身實際需求強度，結合現(xiàn)下標準和規(guī)程科學選擇鋼材。另外，常見建筑鋼材類型較多，如低合金結構鋼、滲碳鋼等，其自身性能不盡相同，結構設計過程中，應嚴格依照相關要求進行選擇。實際鋼結構設計中，出現(xiàn)鋼材浪費現(xiàn)象，特別是邊角料利用率較低。需綜合考慮鋼結構規(guī)格大小，提高鋼材利用率。

4.7 建筑結構中抗浮設計

4.7.1 及時調(diào)查、預測建筑項目地下水位。建筑結構抗浮設計開始之前，必須對建筑周圍的環(huán)境與地質情況等進行詳細的勘察。針對地下水制訂全面的勘察計劃。在此基礎上，對現(xiàn)場施工涉及的所有區(qū)域的地質構造都要詳細勘察，特別是地下水，從補給規(guī)律到聯(lián)通規(guī)律等，都要進行全面的了解，對其變化規(guī)律進行總結，繪制地下水變化趨勢圖，得出不同季節(jié)地下水的變化特點。調(diào)查項目施工區(qū)域近些年的最高水位，現(xiàn)場流域情況等。

4.7.2 精準確定抗浮水位。如果施工現(xiàn)場地下水位資料顯示地下水位變化波動大，并且沒有對水位進行長期、持續(xù)性觀測，設防水位的設定就需要參考實際勘測期間的最高水位變化曲線，取平均值作為設定標準。在此基礎上，綜合項目周圍地形以及補給等情況，及時總結影響抗浮設計水位的因素。除此之外，還需要制訂長期、持續(xù)性的觀察方案，及時統(tǒng)計與整理資料，為后續(xù)工作開展提供參考。

4.8 建立科學且完善的抗震設計標準

我國幅員遼闊，不同區(qū)域地震發(fā)生頻率和強度也不盡相同，所以不同地區(qū)建筑的抗震標準也應該結合本地的實際情況來設定。另外，針對不同的建筑結構也應該有不同的要求，如框架結構和抗震墻結構就應該采用不同的抗震標準，這樣才能體現(xiàn)建筑的科學性和合理性。對于一些地震頻率較高的地區(qū)，可以采用消震和隔震相結合的方式來保證整個建筑的抗震性能[6]。

4.9 積極應用BIM技術

在建筑設計中應用BIM技術，最突出的現(xiàn)實化意義在參數(shù)化設計方面。建筑設計工作本質是與建筑相關的一系列參數(shù)驅動工作，將其與BIM技術聯(lián)合在一起，有效提高二者聯(lián)動性。建筑工程設計人員在修改模型尺寸時，建筑工程設計圖也會隨之變化，信息共享性會提高，建筑設計工作的效率也會隨之上升。BIM技術有效提高了建筑工程的可視化。依靠BIM技術能根據(jù)建筑的各項信息構成三維立體實物圖形，為工作人員和設計人員提供直接的展示形式。將該技術應用到建筑設計工作中，還能準確檢查工程施工中的空間碰撞情況。工作人員通過不同的視角觀察空間結構，檢測建筑中各項環(huán)節(jié)的碰撞關系與不合理內(nèi)容，以此對其進行調(diào)整。值得注意的是一旦工程設計出現(xiàn)空間碰撞情況，修改所產(chǎn)生的成本非常高，所以在檢測空間碰撞點之前，應做好充分的準備。

5 結束語

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，建筑工程規(guī)模和數(shù)量在不斷增長，隨之而來的還有人們對建筑工程的關注度的提升。建筑設計過程中，可能會因為設計者的失誤操作或者是因為建筑設計的特殊性質而導致各式各樣的設計問題，然而這些設計問題在表面上看似“天衣無縫”，但是如果我們從細節(jié)方面認真分析，那么這些設計問題的確也會影響到后續(xù)的施工建設工作。施工建設的方案設計的確應該成為建筑設計整體工作的重要組成部分之一，并且方案設計的重要性也應該得到進一步的凸顯，更重要的是，方案設計的相關要點以及具體的設計方法也應該得到深入研究。