淺析建筑結(jié)構(gòu)主體設(shè)計(jì)存在的問題及對(duì)策

萬德永

摘 要：近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人口數(shù)量的快速增加，人們對(duì)建筑的質(zhì)量要求越來越高，但在建筑結(jié)構(gòu)主體設(shè)計(jì)中還存在著很多不足，直接的影響著建筑的質(zhì)量。本文通過工程實(shí)踐分析了建筑結(jié)構(gòu)主體設(shè)計(jì)中存在的主要問題，并提出了相關(guān)對(duì)策，為從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；主體設(shè)計(jì)

0引言

隨著物質(zhì)生活水平的提高，人們對(duì)建筑的使用性能以及居住的舒適性有了更高的要求，因此對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性提出了更高的要求。在建筑技術(shù)發(fā)展的過程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)處于不斷的發(fā)展中，而且形式越來越復(fù)雜，同時(shí)建筑類型和功能也開始向多元化方向發(fā)展，這給建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作帶來了較大的難度。在這種趨勢(shì)的推動(dòng)下，很多新興的方案呈現(xiàn)在人們面前，這就給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求，需要在建筑設(shè)計(jì)時(shí)，將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)放在重要的位置，對(duì)結(jié)構(gòu)總體布置、材料的選用等設(shè)計(jì)要點(diǎn)等進(jìn)行具體的分析，確保設(shè)計(jì)出功能齊全、經(jīng)濟(jì)合理的建筑結(jié)構(gòu)。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求

建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是多種多樣的，有框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系、筒體結(jié)構(gòu)體系等等。在建筑的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要注重考慮水平載荷中的風(fēng)荷載以及地震作用，做好抗震設(shè)防系統(tǒng)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循剛?cè)釁f(xié)調(diào)原則，結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的延性；在分合原則中應(yīng)充分利用抗震縫的作用，合理設(shè)置抗震縫；建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)當(dāng)設(shè)置多道防線，避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。

建筑本身的特性決定了建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要遵循的合理性和科學(xué)性。隨著高性能混凝土材料的不斷成熟和完善，新型材料的開發(fā)利用以及新結(jié)構(gòu)形式的運(yùn)用對(duì)建筑設(shè)計(jì)的影響越來越大。由于現(xiàn)代結(jié)構(gòu)分析技術(shù)和計(jì)算手段的提高，現(xiàn)代建筑呈現(xiàn)出不規(guī)則、不對(duì)稱或是曲線形的平面設(shè)計(jì)，耗能減震技術(shù)在現(xiàn)代建筑中也得到了實(shí)際應(yīng)用。

在建筑的尺度設(shè)計(jì)方面，要把握好結(jié)構(gòu)的抗震性能以及建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和延性。另外在布局時(shí)還應(yīng)把握建筑的整體尺度、城市和街道尺度及細(xì)部尺度。一個(gè)造型完美的建筑必須要均衡主體、裙房和頂部的尺度關(guān)系。另外，建筑是城市形態(tài)的關(guān)鍵因素和重要景點(diǎn)，因此要規(guī)劃好城市結(jié)構(gòu)中建筑的位置，以及建筑與城市街道的關(guān)系，保證建筑不能對(duì)街道行人和正常活動(dòng)造成影響，也不能造成視覺上的影響。建筑細(xì)部尺度的規(guī)劃是建立在整體尺度的基礎(chǔ)之上的，各個(gè)部分有細(xì)化的等級(jí)劃分，才能更好地滿足視覺效果和實(shí)用效果。

2 建筑結(jié)構(gòu)主體設(shè)計(jì)中存在的問題

2.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙過于簡單

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)圖紙的作用非常重要，是建筑施工主要參照。為了保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，在圖紙中應(yīng)該對(duì)每一個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的標(biāo)示，對(duì)于建筑的抗震等級(jí)、抗裂等級(jí)、施工所用材料以及梁板柱的混凝土標(biāo)號(hào)等都應(yīng)該做詳細(xì)的標(biāo)注。但是在實(shí)際操作中，由于設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)不足或疏忽，考慮問題不夠全面，導(dǎo)致有些關(guān)鍵信息沒有在圖紙中詳細(xì)的標(biāo)識(shí)，從而影響到施工過程，嚴(yán)重的甚至影響到施工質(zhì)量。

2.2 建筑基礎(chǔ)選型不夠合理

基礎(chǔ)是整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)中最重要的組成部分，它承載了整個(gè)建筑的荷載，并將荷載傳遞給地基，所以基礎(chǔ)的施工質(zhì)量直接影響到整個(gè)建筑的安全。在基礎(chǔ)選型方面不但要做到經(jīng)濟(jì)合理，還要確保建筑的安全。但是在基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)中，由于選型不夠合理，導(dǎo)致地基的承載能力與建筑的實(shí)際需求不符，在后期使用中容易出現(xiàn)不均勻沉降和側(cè)移的現(xiàn)象，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)有很大的影響，縮短了建筑的使用壽命，所以要高度重視建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)選型的合理性。

2.3 過分關(guān)注結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的含鋼量

隨著國家宏觀調(diào)控力度的加大，通過銷售獲利空間縮水，建筑企業(yè)為了獲得更大的利潤，往往挖掘內(nèi)部潛力節(jié)約成本來提高收益率，因此，建筑企業(yè)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中往往過分強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)成本的控制，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中大做文章，盲目追求低含鋼量、低含砼量等。這使得建筑結(jié)構(gòu)在復(fù)雜的不可以預(yù)測(cè)的載荷變化中存在安全隱患，而最終導(dǎo)致的是各方的經(jīng)濟(jì)損失。

3 提高建筑結(jié)構(gòu)主體設(shè)計(jì)水平的對(duì)策

3.1 對(duì)建筑設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行完善

建筑設(shè)計(jì)圖紙是建筑結(jié)構(gòu)的重要載體，也是建筑工程項(xiàng)目施工的基礎(chǔ)所在。換句話來說，建筑設(shè)計(jì)圖紙中所出現(xiàn)的任何問題都會(huì)在建筑施工中反映出來，有的可能造成不可逆的后果。因此，在開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的過程中，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范和圖集展開工作，設(shè)計(jì)師決不能貪圖方便而省略對(duì)關(guān)鍵信息的標(biāo)識(shí)。同時(shí)，對(duì)于較為復(fù)雜、細(xì)微的結(jié)構(gòu)區(qū)域，要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中加以重點(diǎn)關(guān)注?？偠灾?，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作人員需要始終保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙完成之后，需要重視對(duì)圖紙的自我審核，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙中的問題，結(jié)合實(shí)際情況加以修正，以此種方式來保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙的完善性與科學(xué)性。

3.2 保障建筑基礎(chǔ)選型的合理性

在建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)選型過程中，我們要考慮基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案和結(jié)構(gòu)方案兩點(diǎn)?；A(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告和已掌握的其他地形水文資料，結(jié)合建筑上部結(jié)構(gòu)類型與荷載分布情況，綜合考慮周圍建筑群的影響和施工條件等，做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。在結(jié)構(gòu)方案計(jì)算時(shí)，應(yīng)分析比較不同形式的結(jié)構(gòu)方案，最大限度發(fā)揮地基的潛力，在有必要的情況下進(jìn)行地基的變形驗(yàn)算。

3.3 對(duì)建筑材料加以統(tǒng)籌安排與利用

在工作人員展開建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的過程當(dāng)中，對(duì)各類建筑材料的選取同樣是關(guān)鍵的工作內(nèi)容之一。對(duì)于建筑材料的選擇需要充分考慮的指標(biāo)包括：建筑材料的受力特征、建筑材料的工作環(huán)境等。同時(shí)，所選擇的建筑材料應(yīng)當(dāng)在保障材料使用性能的基礎(chǔ)之上，最大限度的降低建筑材料的損失與浪費(fèi)問題。此過程當(dāng)中需要特別注意的是：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合項(xiàng)目設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)多種建筑材料的選取方案，通過綜合對(duì)比的方式，選擇經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)勢(shì)最為突出的建筑材料設(shè)計(jì)方案。

3.4加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的剛度設(shè)計(jì)

剛度設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵要素，它對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的牢固性以及安全性有重要的影響，所以要加強(qiáng)對(duì)建筑的剛度設(shè)計(jì)。在建筑剛度設(shè)計(jì)時(shí)，由于設(shè)計(jì)人員理念的不同，所以在設(shè)計(jì)水平上也存在一定的差異，這就導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中存在著較大的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差異。建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能受其抗側(cè)移剛度影響較大，在土地較好巖基埋深較淺的地區(qū)，基礎(chǔ)多以樁基為主，這樣整體建筑的持力層就會(huì)落在微化的巖層當(dāng)中，地基具有較好的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，這種情況下在對(duì)抗需剛度進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)就可以稍微低一些，其控制標(biāo)準(zhǔn)可以以結(jié)構(gòu)極限變形能力為主。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)剛度設(shè)計(jì)時(shí)，確保其在符合變形限值的情況下，結(jié)構(gòu)剛度盡可能設(shè)計(jì)得要小，這樣對(duì)于抗震性和減少共振的發(fā)生具有極其重要的作用。

結(jié)語

隨著建筑理念和技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，我國建筑業(yè)已經(jīng)取得了卓越的進(jìn)步，尤其是一些發(fā)展快速的城市。為了能使國內(nèi)建筑業(yè)更快更好地發(fā)展壯大，設(shè)計(jì)師和建筑工人必須在施工的過程中不斷對(duì)建筑結(jié)構(gòu)主體設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新，使建筑設(shè)計(jì)與城市空間的融合也進(jìn)一步達(dá)到完善。作為建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作者在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況做出具體分析，綜合分析不同方案的各個(gè)性能指標(biāo)，運(yùn)用已經(jīng)掌握的專業(yè)知識(shí)靈活處理實(shí)際建筑設(shè)計(jì)中遇到的各種難題。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝春，翁家棟，邱駿偉等.某8度區(qū)超B級(jí)高度建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[C].建筑結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)國際論壇論文集. 2012：97-101.

[2]王勇，張建平，王鵬翊等.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的模型自動(dòng)轉(zhuǎn)化方法[J].建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2012，29（4）：53-58.

[3]胡天水.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化[J].中華民居（下旬刊），2013.

[4]楊秋根.建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計(jì)存在的問題及對(duì)策探討[J].商品與質(zhì)量，2012.06：171.