建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中相關(guān)問題思考

池碧波

眾所周知，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑工程項目設(shè)計的重要構(gòu)成，是建筑質(zhì)量的重要保障。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計本身具有系統(tǒng)性、復雜性及長期性的特征，涉及因素較多，若某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，可能會對整體設(shè)計質(zhì)量帶來影響?；诖?，本文對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中存在的問題進行了綜合性分析，并提出了相關(guān)觀點，以供參考。

1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計概述

計算機信息技術(shù)及工程技術(shù)水平的不斷提升，從一定程度上促進了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展，并改變了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的模式。在此背景下，也給建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計工作人員提出了新的要求。通常情況下，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計主要涵蓋了四個部分即方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、構(gòu)件設(shè)計及設(shè)計圖紙繪制。對建筑結(jié)構(gòu)強度、剛度、延性等進行設(shè)計、計算、驗算是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計最基本的目標。通過上述工作讓建筑物各項屬性達到標準要求，以保證建筑的物的穩(wěn)定性與安全性。建筑結(jié)構(gòu)所受的恒載主要來源于自重與豎向靜力為主。因此，在實際設(shè)計過程中，需保證結(jié)構(gòu)在受到以上荷載處于允許范圍內(nèi)。通過合理篩選基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，可讓建筑上部結(jié)構(gòu)與下部地基達成平衡，進一步提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則分析

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)遵循以下原則：（1）預(yù)設(shè)多道預(yù)防。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，特別是對于抗震設(shè)計而言，應(yīng)該設(shè)定多道預(yù)防，并將不同的構(gòu)件相互關(guān)聯(lián)起來，以形成有效的結(jié)構(gòu)體系。即便某些構(gòu)件受到破壞，其他的構(gòu)件還可發(fā)揮頂替作用，進一步提升建筑結(jié)構(gòu)的安全性。（2）打通關(guān)節(jié)。受力傳遞是建筑結(jié)構(gòu)體系中的重要環(huán)節(jié)，受力傳遞受到阻礙時，會對構(gòu)件間的連接產(chǎn)生影響，甚至破壞靜態(tài)平衡。通過打通關(guān)節(jié)，可促進外力傳遞并消減多余的外力，可讓體系靜態(tài)平衡控制在合適范圍內(nèi)，有利于讓建筑保持穩(wěn)定。（3）平衡設(shè)計。對于建筑結(jié)構(gòu)而言，每一個構(gòu)件都具有自己的作用，實際設(shè)計過程中不可能做到完全兼顧。因此，設(shè)計過程中，要注重各構(gòu)件之間的平衡性。優(yōu)先考慮結(jié)構(gòu)的整體性，再充分把握構(gòu)件細節(jié)，做到“抓大放小”。另外，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)盡可能滿足實際使用需求，在性能達到要求的基礎(chǔ)上，盡可能降低施工的復雜程度，合理控制成本，讓建筑項目獲取更大的效益。

3.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵問題及策略分析

（1）伸縮縫

建筑物長期受到溫度變化影響，會造成混凝土出現(xiàn)冷縮熱脹，導致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一定程度變形。若變形過大，必然會對結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。由溫度所造成的內(nèi)力變化計算較為復雜，若僅僅遵循彈性結(jié)構(gòu)進行計算，會使內(nèi)力出現(xiàn)較大程度偏差。當建筑長度超過一定范圍時，可設(shè)定伸縮縫來降低溫度變化對混凝土的影響。伸縮縫設(shè)定過程中，除了依靠計算外，還需要結(jié)合實際施工經(jīng)驗來確定。伸縮縫設(shè)置通常采取兩種方法進行：（1）添加膨脹劑。在混凝土當中添加適量膨脹劑，可降低溫度對混凝土的影響作用；（2）設(shè)置后澆帶。后澆帶澆筑時應(yīng)選擇氣溫較低時下進行?？稍谒喈斨刑砑雍⒘夸X粉的混凝土，以增加后澆帶的強度，避免新老混凝土之間產(chǎn)生裂縫。

（2）回填土

建筑施工過程中經(jīng)常會遇到回填土問題，回填土質(zhì)量與建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及安全性存在密切聯(lián)系，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要對回填土質(zhì)量進行充分考慮。在灰土攪拌時，可能會出現(xiàn)攪拌不夠均勻而影響到回填土質(zhì)量。部分情況下，灰土夯實的部分臨近于地下結(jié)構(gòu)，可能會造成地下結(jié)構(gòu)受到破壞。通過增強回填土質(zhì)量，可將建筑結(jié)構(gòu)水平位移控制在合理范圍內(nèi)，對預(yù)防地坪開裂及建筑沉降等均可起到促進作用。采取壓密注漿的方法將土體擠密，構(gòu)成新的漿脈復合地基，以改善土體的強度及防滲性能，并改善土體物理力學性質(zhì)，促使軟土地基承載力提升。

（3）剪力墻設(shè)計

剪力墻布置時，應(yīng)均勻分布，盡可能保持建筑物質(zhì)心與剛心重合，并讓橫向與縱向的剛重比保持接近。同時，要避免出現(xiàn)一字型剪力墻。樓面主梁平面不能外擱置于剪力墻上，若無法避免，就需要在相應(yīng)位置處設(shè)置暗柱。若梁高超過墻厚幅度較大時，盡可能拉長轉(zhuǎn)角出墻肢。剪力墻配筋與建筑結(jié)構(gòu)安全性及經(jīng)濟性也存在著密切的關(guān)聯(lián)性。配筋時，要求將水平鋼筋置于外側(cè)，而豎向鋼筋放于內(nèi)側(cè)，保證配筋滿足計算規(guī)范建議的最小配筋率。

（4）抗震設(shè)計

抗震設(shè)計需要把握以下關(guān)鍵點：（1）結(jié)構(gòu)彈塑性分析。結(jié)構(gòu)彈塑性分析方法共有兩種：①彈塑靜力分析方法。該方法主要利用空間協(xié)同平面結(jié)構(gòu)模型與平面三維空間模型進行分析，地震波不會對最終結(jié)果產(chǎn)生影響。②彈塑性動力分析方法。該方法主要采取結(jié)構(gòu)統(tǒng)計模型進行分析，模型構(gòu)成較為簡單，應(yīng)用較為簡便，但地震波會對最終結(jié)果產(chǎn)生影響，并且存在多個結(jié)果，需進行篩選。（2）可行性分析。根據(jù)建筑工程項目功能需求、所處環(huán)境及施工工藝特點等進行可行性分析，以保證建筑抗震性能達到標準。在保證抗震性能的同時，盡可能控制抗震材料使用量，以節(jié)約成本。（3）加強隔震及消能減震設(shè)計。

結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑質(zhì)量的保障基礎(chǔ)，關(guān)系到建筑物的安全性與穩(wěn)定性。因此，設(shè)計過程中需要對伸縮縫、剪力墻、回填土及抗震設(shè)計等關(guān)鍵環(huán)節(jié)上進行準確把握，確保建筑結(jié)構(gòu)性能達到要求，以提升建筑物整體質(zhì)量。

（作者單位：中南建筑設(shè)計院股份有限公司）