淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題及對策

徐輝華

（桂林理工大學(xué)博文管理學(xué)院 廣西桂林市 541006）

引言

在建筑工程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作至關(guān)重要，對建筑居住的舒適性、建筑整體的安全穩(wěn)定性影響很大，所以，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)人員必須加強(qiáng)對此項(xiàng)工作的重視。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，建筑技術(shù)也發(fā)生了很大的變化，建筑結(jié)構(gòu)功能和建筑類型等也開始向復(fù)雜化的方向發(fā)展，這些新的變化給建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作帶來了全新的挑戰(zhàn)。在全球科技化水平不斷提升的背景下，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師們需要針對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、布置高度和剛度等細(xì)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格把控，采取先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，確保搭建起的高層建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，為建筑工程的順利施工打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則

所謂設(shè)計(jì)原則，是指在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須遵循的重要準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則是保證高質(zhì)量建筑的前提條件。只有嚴(yán)格地依照建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，才能設(shè)計(jì)出美觀、功能完善、安全的建筑，延長建筑的使用壽命。

1.1 結(jié)構(gòu)措施完善

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，必須注意的一條基本原則是結(jié)構(gòu)措施完善。在建筑工程施工時(shí)，通常要應(yīng)用到很多的建筑材料和建筑設(shè)備，這些材料、設(shè)備的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)對建筑物的日后使用影響重大。所以，為了使建筑更加完善，達(dá)到居民的要求，在進(jìn)行建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須采取相應(yīng)的措施，完善建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。比如，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，必須要充分考慮溫度對建筑物的影響及建筑結(jié)構(gòu)組件的延展性，以此來完善建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。除此之外，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須著重關(guān)注建筑工程中的薄弱環(huán)節(jié)，依據(jù)施工的實(shí)際情況，采取相應(yīng)的科學(xué)措施，完善建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。當(dāng)然，這個(gè)過程中采取的措施必須遵守相關(guān)的原則，即必須遵守強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎的基本原則，進(jìn)一步的完善建筑結(jié)構(gòu)，保證建筑結(jié)構(gòu)的功能可以正常發(fā)揮，保證建筑工程的安全。

1.2 計(jì)算簡圖精確

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，計(jì)算簡圖設(shè)計(jì)是非常重要的內(nèi)容。技術(shù)員在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，必須對調(diào)查的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)量，只有在計(jì)算簡圖的基礎(chǔ)上，計(jì)算結(jié)果才更加準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)出來的建筑才會更加牢固和安全。所以，必須控制好計(jì)算簡圖的設(shè)計(jì)質(zhì)量。在計(jì)算簡圖中，建筑結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須深入的研究建筑結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，以此來控制計(jì)算簡圖的誤差、提高計(jì)算簡圖的精確性，促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提高。

1.3 基礎(chǔ)方案合理

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須先制定建筑方案，建筑方案的合理性與建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量息息相關(guān)。在建筑方案制定的具體過程中，必須綜合考慮多種制約因素，比如氣候條件、建筑周圍的環(huán)境及地質(zhì)條件等，根據(jù)實(shí)際需求來制定基礎(chǔ)方案。在制定建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)方案前，必須完善建筑施工地質(zhì)調(diào)查報(bào)告，以地質(zhì)調(diào)查報(bào)告的結(jié)果作為依據(jù)，最大限度發(fā)揮地基的作用。在建筑物的使用過程中，地基起著至關(guān)重要的作用，地基會隨著建筑物的使用而發(fā)生一定程度的變形，所以在制定基礎(chǔ)方案時(shí)，必須充分的考慮這些因素。除此之外，設(shè)計(jì)方必須對建筑進(jìn)行綜合性的分析，尤其是建筑物的上部結(jié)構(gòu)及負(fù)荷，依據(jù)分析的結(jié)果對基礎(chǔ)方案進(jìn)行改良，以提高基礎(chǔ)方案的合理性，保證建筑物設(shè)計(jì)質(zhì)量以及整體經(jīng)濟(jì)效益。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

通常情況下，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，往往比較注意水平荷載的控制作用，在設(shè)計(jì)階段，要更多的關(guān)注側(cè)向位移。尤其是基于當(dāng)前建筑物高度不斷的增加，對井筒、柱和墻有很高的要求，因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須重點(diǎn)控制豎向結(jié)構(gòu)體系。在建筑物高度逐漸增加的情形下，側(cè)向力所產(chǎn)生的傾覆力矩和剪切變形也會相應(yīng)的提升，這些問題都是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師必須考慮的問題。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的普遍問題

3.1 地下室、樓板等設(shè)計(jì)不合理

建筑的安全性和樓板設(shè)計(jì)、地下室的設(shè)計(jì)有著直接的關(guān)系。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對外墻的設(shè)計(jì)要求非常嚴(yán)格，混凝土強(qiáng)度、墻的厚度等具有非常明確的標(biāo)準(zhǔn)，然而在實(shí)際過程中，很多施工人員并未注意到上述設(shè)計(jì)內(nèi)容的重要性，他們往往會忽視施工場地的地上負(fù)載、環(huán)境條件和地下水位高低等相關(guān)內(nèi)容，只是單純的砌墻，給建筑的安全帶來威脅。除此之外，混凝土樓板質(zhì)量不過關(guān)是表現(xiàn)得非常明顯的一個(gè)環(huán)節(jié)，建筑經(jīng)常出現(xiàn)支座負(fù)鋼筋倒伏、混凝土干縮開裂等現(xiàn)象。因?yàn)榻ㄖ褂玫幕炷潦菑S家直接提供的，生產(chǎn)廠家為了提升經(jīng)濟(jì)效益和可泵性，加入了大量的水，降低了混凝土的特性，導(dǎo)致樓板開裂。

3.2 過分關(guān)注結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的低含鋼率

隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，建筑企業(yè)越來越多，很多建筑商為了追求更高的利潤，常常采取降低成本的方法來提高經(jīng)濟(jì)效益。所以，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選材時(shí)，一味地追求建筑材料的低含鋼率而在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中大做文章。在建筑施工過程中，建筑材料的選擇方面出現(xiàn)的問題會使建筑施工的安全性大大降低，嚴(yán)重影響各方的效益。

3.3 設(shè)計(jì)圖紙不夠完善

建筑項(xiàng)目正常施工的基本保障是具有完善的設(shè)計(jì)圖紙，設(shè)計(jì)人員為了完成一份合理的建筑設(shè)計(jì)圖紙，必須對建筑中的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)致的設(shè)計(jì)，比如，建筑材料選擇、結(jié)構(gòu)類型選擇和抗震設(shè)計(jì)等。然而在現(xiàn)階段的建筑設(shè)計(jì)中，很多建筑的設(shè)計(jì)不是很規(guī)范，致使建筑項(xiàng)目在實(shí)際施工過程中，出現(xiàn)現(xiàn)場混亂的情況，甚至?xí)a(chǎn)生一些嚴(yán)重的現(xiàn)場事故，給居民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。建筑圖紙的設(shè)計(jì)應(yīng)該科學(xué)合理，在重點(diǎn)的結(jié)構(gòu)上，應(yīng)該有細(xì)致地標(biāo)注或者分析，例如抗震指數(shù)、墻體的材料、支撐架剛度等，這些與建筑的功能以及質(zhì)量相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息都要特別說明，為施工人員的施工提供便利。

4 解決建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題的對策

4.1 合理選材，加強(qiáng)剛度設(shè)計(jì)

建筑的質(zhì)量和建筑的選材息息相關(guān)，所以，必須充分的考慮建筑環(huán)境對材料的影響及建筑材料的受力特征等，與此同時(shí)，還要綜合考慮材料的性能。建筑設(shè)計(jì)方在選取建筑材料時(shí)，必須綜合考慮建筑項(xiàng)目的實(shí)際情況，多設(shè)計(jì)幾種備選方案，并且深入市場進(jìn)行調(diào)查，對各種材料進(jìn)行綜合比較，選擇性價(jià)比最高的材料確保建筑項(xiàng)目的安全和整體經(jīng)濟(jì)效益。除此之外，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，剛度設(shè)計(jì)是非常重要的環(huán)節(jié)，因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)抗震性受到抗側(cè)移剛度影響，因此，在地基穩(wěn)定性較好的地帶，剛度設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)值可以稍微降低一些，提高抗震性的同時(shí)減少共振，保證建筑的質(zhì)量。

4.2 合理設(shè)計(jì)地下室外墻、提高澆混凝土樓板質(zhì)量

在設(shè)計(jì)地下室的外墻時(shí)，建筑設(shè)計(jì)方必須綜合考慮建筑物的整體質(zhì)量，例如建筑地的水位情況和地上負(fù)載等情況，并且結(jié)合實(shí)際的使用功能，設(shè)計(jì)規(guī)范的混凝土強(qiáng)度和墻體厚度，確保地下室的外墻尺寸的合理性，與此同時(shí)，也可以避免因?yàn)榛炷恋膹?qiáng)度不符合相關(guān)的規(guī)定要求而發(fā)生開裂的現(xiàn)象，影響建筑物的質(zhì)量。除此之外，針對澆混凝土樓板的質(zhì)量，必須適當(dāng)?shù)奶岣咚冶龋蛘吆凸?yīng)商協(xié)商好需要的水灰比，并且重點(diǎn)關(guān)注溫度差異對樓板質(zhì)量的影響，在溫度變化較大時(shí)，必須做好保溫措施。而對于一些已經(jīng)產(chǎn)生裂縫的墻體，可以通過表面封閉法、樹脂灌注法等方式來進(jìn)行補(bǔ)救，提高樓板的質(zhì)量。

4.3 對建筑材料加以統(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，對于各類建筑材料的選取同樣是關(guān)鍵的工作內(nèi)容之一。對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。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，通過綜合對比的方式，選擇經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢以及性能優(yōu)勢最為突出的建筑材料設(shè)計(jì)方案。

4.4 對建筑設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行完善

建筑設(shè)計(jì)圖紙可以說是建筑結(jié)構(gòu)的重要表現(xiàn)載體之一，同時(shí)也是建筑項(xiàng)目在施工過程中的基礎(chǔ)所在。換句話來說，建筑設(shè)計(jì)圖紙中所出現(xiàn)的任何問題都會在建筑施工中反應(yīng)出來，造成不可逆的后果。因此，在開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的過程當(dāng)中，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范展開工作，設(shè)計(jì)師決不能貪圖方便而省略對關(guān)鍵信息的標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)識。同時(shí)，對于較為復(fù)雜以及細(xì)微的結(jié)構(gòu)區(qū)域而言，需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中加以重點(diǎn)關(guān)注。總而言之，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。

5 結(jié)語

綜上所述，通過對我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀和存在的問題進(jìn)行分析，并針對性提出解決措施。其中我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的主要問題有：地下室、樓板等設(shè)計(jì)不合理、過分關(guān)注結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的低含鋼率、設(shè)計(jì)圖紙不夠完善等。針對我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的主要問題，提出針對性的解決措施，分別為：合理選材，加強(qiáng)剛度設(shè)計(jì)、合理設(shè)計(jì)地下室外墻、提高澆混凝土樓板質(zhì)量、對建筑材料加以統(tǒng)籌安排與利用、對建筑設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行完善等。為了充分的發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的價(jià)值，提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，各方工作人員必須通力合作。

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