常見建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題以及應(yīng)對策略

楊元秀

（中冶建工集團(tuán)有限公司重慶市大渡口區(qū)　400080）

常見建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題以及應(yīng)對策略

楊元秀

（中冶建工集團(tuán)有限公司重慶市大渡口區(qū)400080）

結(jié)構(gòu)設(shè)計是現(xiàn)代房屋建筑設(shè)計中的核心內(nèi)容，是確保建筑物整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及安全性的關(guān)鍵，設(shè)計師在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)注意一些常見設(shè)計通病，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性、合理性、經(jīng)濟(jì)性、安全性，避免后期出現(xiàn)設(shè)計變更或者其他質(zhì)量安全問題，從而提高房屋建筑建設(shè)的效益。

建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計問題；應(yīng)對策略

引言

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計可以說是一個與實際緊密結(jié)合的過程，決不能脫離實際而進(jìn)行，在設(shè)計過程中，要綜合考慮建筑工程所在地的地理環(huán)境、水文土質(zhì)、抗震等級等，在參考規(guī)范的基礎(chǔ)之上，通過借鑒其他成功案例的經(jīng)驗，合理安排建筑體從地下到地上，從主體到部分的結(jié)構(gòu)，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計既符合外觀的視覺享受，又達(dá)到主體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

1　常見建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題

1.1建筑基礎(chǔ)選擇不合理

建筑的基礎(chǔ)包括獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)以及箱形基礎(chǔ)等，不同基礎(chǔ)所承受荷載的形式不同，使用的環(huán)境就不同，獨立基礎(chǔ)所承受荷載的形式為點荷載，適用于一般承載能力較好的土壤，箱形基礎(chǔ)承受荷載能力的形式為面荷載，適用于濕陷性土壤等比較惡劣的地表環(huán)境下，不同類別的基礎(chǔ)形式之間所存在的差別絕不只是一個名稱的不同那么簡單。但是在目前的部分高層建筑基礎(chǔ)選型過程中，往往不是特別科學(xué)，導(dǎo)致了建筑體下層的地基土壤根本無法有效地承受基礎(chǔ)所傳來的上部建筑的荷載，基礎(chǔ)容易發(fā)生不均勻沉降，如果在這樣的地基上進(jìn)行建筑物的建造，但不采取有效的處理措施，基礎(chǔ)選型不合理，那么所成型的建筑質(zhì)量就會嚴(yán)重偏離安全標(biāo)準(zhǔn)，建筑的壽命會大大減小，同時對所居住的居民的生命安全也是一個威脅。

1.2混凝土樓板質(zhì)量不過關(guān)

在高層建筑物的施工過程中，樓板作為承載人們?nèi)粘Ｉ畹闹饕顒訁^(qū)域，人們走動、跳躍等都在樓板上進(jìn)行，樓板承擔(dān)著上部傳來的不間斷的活荷載作用以及墻體、梁、柱等所傳下來的固定荷載作用，如果樓板的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、配筋不符合規(guī)范要求，樓板就會發(fā)生過早開裂的現(xiàn)象，而這一情況的發(fā)生將會直接導(dǎo)致建筑使用壽命的減少，并且造成安全隱患，尤其是一些氣候溫差較大的北方地區(qū)，對樓板現(xiàn)澆混凝土的要求更為嚴(yán)格。

1.3地下室的外墻設(shè)計不合理

絕大多數(shù)的高層建筑都擁有地下室，用作設(shè)備用房或者商業(yè)用房，其中地下室外墻作為地平線下的建筑主體，容易受到地下水等因素的影響，必須區(qū)別于地上建筑墻體進(jìn)行設(shè)計。墻體的厚度以及所使用混凝土的強(qiáng)度等級、防水性能等都必須按照規(guī)范要求以及實際情況綜合確定，然而一些結(jié)構(gòu)設(shè)計人員并沒有意識到地下水位對于墻體的影響，仍舊按照地上墻體的做法進(jìn)行地下室墻體的設(shè)計，帶來了很大的安全隱患。

1.4對配筋的錯誤認(rèn)識

建筑物樓板、柱、梁等內(nèi)部的配筋都是經(jīng)過嚴(yán)密的力學(xué)性能計算而確定的，并不是簡單地配筋越多越好。如果這些結(jié)構(gòu)主體中過多的配筋，則會造成其表面保護(hù)層厚度過小，鋼筋外露，不僅影響了建筑的美觀，而且鋼筋外露發(fā)生銹蝕、彎曲，建筑混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)一步脫落，對建筑主體的結(jié)構(gòu)承載力造成很大的影響。因此，決不能錯誤的認(rèn)為配筋越多越好。

2　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的應(yīng)對策略

2.1全面搜集工程資料

建筑工程的地理位置決定了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)的差異性和特殊性，由于不同地區(qū)的土壤類別、地震強(qiáng)度、雪壓和風(fēng)壓是不同的，因此在選取和計算建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)時，應(yīng)全面考慮到這些因素。對于一些特殊的建筑項目，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計之前，還應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計試驗，結(jié)合專家意見來確定建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)。建筑工程資料的全面性在很大程度上決定了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量，為了提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和科學(xué)性，應(yīng)盡量搜集詳細(xì)的建筑工程資料，如建筑工程施工要求、設(shè)計規(guī)范、工程地質(zhì)條件資料，仔細(xì)分析資料內(nèi)容，確定準(zhǔn)確的設(shè)計參數(shù)，避免由于結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)不合理而影響整個建筑工程的施工質(zhì)量。

2.2應(yīng)用合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件

近年來，計算機(jī)設(shè)計軟件逐漸普及，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員越來越依賴計算機(jī)設(shè)計軟件，但是這也導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員盲目的信任計算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果，忽視手工計算的檢驗，沒有充分分析和判斷計算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果的合理性和正確性，直接應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，最終導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理而返工。為了避免這個問題，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)采用合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件，科學(xué)分析計算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果：①了解相關(guān)計算機(jī)設(shè)計軟件的適用條件和范圍，選擇合適的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效率和質(zhì)量；②確保所使用的計算機(jī)設(shè)計軟件的計算程序嚴(yán)格符合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求；③計算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件輸入的設(shè)計參數(shù)必須有準(zhǔn)確依據(jù)[2]，確保設(shè)計參數(shù)的準(zhǔn)確性和合理性；④計算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件計算結(jié)果必須符合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，如建筑結(jié)構(gòu)配筋、結(jié)構(gòu)抗裂性能、剛度比、自振周期等。

2.3優(yōu)化地基基礎(chǔ)設(shè)計和結(jié)構(gòu)計算

建筑結(jié)構(gòu)計算結(jié)果的準(zhǔn)確性和合理性直接關(guān)系著整個建筑工程施工設(shè)計，因此應(yīng)根據(jù)建筑項目施工現(xiàn)場實際情況，優(yōu)化地基基礎(chǔ)設(shè)計和結(jié)果計算。例如，在計算建筑項目樓板時，應(yīng)結(jié)合樓板的類型和結(jié)構(gòu)，采用正確的計算方法，如果樓板是連續(xù)板，則不能使用單向板的計算方法，如果是雙向板，在結(jié)構(gòu)計算時應(yīng)考慮建筑材料泊松比的影響，并且注意調(diào)整跨中彎矩，確保建筑結(jié)構(gòu)計算的準(zhǔn)確性。隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計多采用計算機(jī)程序進(jìn)行計算，雖然計算機(jī)程序計算結(jié)果精確度較高，但是有時不符合建筑結(jié)構(gòu)的實際要求，因此應(yīng)仔細(xì)分析計算機(jī)計算結(jié)果，全面評價設(shè)計結(jié)果的正確性和合理性。地基基礎(chǔ)設(shè)計是整個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其設(shè)計質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到后期建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作能否順利進(jìn)行。

在進(jìn)行建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)全面了解我國的相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合建筑項目所在地的地質(zhì)情況，明確建筑項目的地基基礎(chǔ)特征，深入學(xué)習(xí)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范，采用科學(xué)合理的地基基礎(chǔ)設(shè)計方法，提高建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計的可靠性和安全性、在基礎(chǔ)埋置時，基坑開挖過程中，基坑周邊的基底土不會產(chǎn)生反彈作用，這是由于其處于摩擦角的范圍內(nèi)而受到一定的約束作用，因此，主要進(jìn)行反彈的土層便是坑中心位置的地基土，為了避免這種反彈現(xiàn)象的發(fā)生，就需要人工對這部分回彈土層進(jìn)行清理。當(dāng)建筑物所選基礎(chǔ)為較大的箱形基礎(chǔ)類型時，其約束力相對來說比較小，在沉降計算時主要考慮基地的壓力，而忽略坑邊土的約束作用。但是當(dāng)所選基礎(chǔ)為較小的獨立基礎(chǔ)或者條形基礎(chǔ)時，所受到的約束力相對來說就比較大了，這時的沉降計算主要考慮基地的附加應(yīng)力而忽略回彈部分的應(yīng)力作用。

2.4做好建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

一般情況下，設(shè)計人員在設(shè)計建筑框架結(jié)構(gòu)時，多重視橫向的建筑框架設(shè)計，而忽視縱向的框架設(shè)計，縱向框架結(jié)構(gòu)設(shè)計水平對于整個建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗震性有著直接的影響。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要求明確提出應(yīng)按照建筑結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向，分別計算水平地震作用力，由抗側(cè)力構(gòu)件來承擔(dān)各個方向的地震作用。因此在設(shè)計建筑框架結(jié)構(gòu)時，應(yīng)認(rèn)識到縱向框架和橫向框架設(shè)計一樣重要，遵循大震不倒、中震可修、小震不壞的抗震設(shè)計原則[3]，可將框架設(shè)計為延性結(jié)構(gòu)，利用延性結(jié)構(gòu)良好的變形能力，降低地震作用力的沖擊性，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性。

2.5加強(qiáng)溝通配合

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)避免盲目的利用計算機(jī)繪制圖紙和進(jìn)行建模計算，應(yīng)全面仔細(xì)分析建筑項目整體設(shè)計要求，和建筑工程師進(jìn)行溝通交流，了解整個建筑工程的相關(guān)情況，剖析建筑工程平面圖紙的設(shè)計意圖，必要時組織建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位開展研討會，明確各個專業(yè)之間的配合協(xié)作，避免設(shè)計方案和設(shè)計圖紙出現(xiàn)矛盾或者不一致，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量。

3　結(jié)束語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項專業(yè)性較高的復(fù)雜工作，包括多方面內(nèi)容，設(shè)計人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)全面考慮到各種因素，結(jié)合建筑項目的實際情況和所在地地質(zhì)條件、環(huán)境特點，采用科學(xué)的設(shè)計方法，合理設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)而理性，不斷提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量，確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

[1]張行.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題與解決對策[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，26：254.

[2]韋璐寒.探討提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的有效途徑[J].城市建筑，2013，10：53.

[3]趙芳，袁月山.關(guān)于提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的意見[J].科技致富向?qū)В?011，03：186.

TU318

A

1673-0038（2015）15-0035-02

2015-3-22

楊元秀（1978-），女，工程師，研究生，主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。