關(guān)于民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化對(duì)策分析

苑莉莉

摘 要：社會(huì)不斷進(jìn)步，城市化進(jìn)程不斷加快，建筑行業(yè)也在不斷的更新和發(fā)展，主要體現(xiàn)的特別是民用建筑，就目前而言，我國(guó)民用建筑的數(shù)量像雨后春筍一般一個(gè)個(gè)的出現(xiàn)，而且越來(lái)越多。正因如此，民用結(jié)構(gòu)的質(zhì)量好與壞受到了社會(huì)很多相關(guān)人員的研究和調(diào)查，因?yàn)檫@是直接關(guān)系到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全的。經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國(guó)絕大部分民用建筑的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量都不是很高，本文對(duì)目前民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做出了有效的分析，然后找到目前民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的一系列問(wèn)題，最后通過(guò)對(duì)問(wèn)題的不斷深入研究，找到解決和優(yōu)化問(wèn)題的方法。

關(guān)鍵詞：民用建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化對(duì)策；分析

1 導(dǎo)言

我國(guó)社會(huì)改革速度不斷加快，建筑行業(yè)也隨之發(fā)展迅速。但是在高速發(fā)展的同時(shí)，也有很多不可避免的問(wèn)題存在。尤其體現(xiàn)在民用建筑中，無(wú)論是大到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還是小到構(gòu)件的應(yīng)用，這其中都遇到了諸多問(wèn)題，民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該與社會(huì)的發(fā)展、變革相適應(yīng)，更要與居民的生活要求相適應(yīng)，所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，在保證建筑的經(jīng)濟(jì)適用及美觀的同時(shí)，還要重視建筑的功能、質(zhì)量的把控，使建筑設(shè)計(jì)能達(dá)到一個(gè)理想的狀態(tài)。

2 對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的重要性

在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該合理的選擇建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)建筑物的實(shí)際使用價(jià)值，還能夠很好地實(shí)現(xiàn)建筑物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)保價(jià)值。此外，好的結(jié)構(gòu)方案還可以最大程度上減少建設(shè)單位的資本投入，為企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益，還可以保護(hù)建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益與環(huán)保相結(jié)合的良好經(jīng)營(yíng)模式。因此，合理地使用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)能夠更好地實(shí)現(xiàn)建筑物的綜合效益。建設(shè)單位開發(fā)建筑物的基本原則就是在最大程度的減少資本投入、建筑材料使用的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)建筑物的高質(zhì)量和長(zhǎng)期使用。況且建筑物只有在保證良好質(zhì)量的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)其美觀、耐用、新穎等特點(diǎn)，才能夠滿足不同人群的需要，為企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)利益。與傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案相比，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化模式可以降低建筑成本。

3 當(dāng)前民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題

3.1 部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，安全隱患大

在如今的民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)忽視抗震墻的設(shè)計(jì)問(wèn)題，這一現(xiàn)象較為普遍。民用建筑相對(duì)高層建筑而言，其樓層通常較矮，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精度及嚴(yán)謹(jǐn)性方面并沒有那么嚴(yán)格。從而導(dǎo)致部分設(shè)計(jì)人員一味的追求大空間，不重視抗震墻的設(shè)計(jì)，常常出現(xiàn)上體墻與下體墻不對(duì)稱的情況，而且有些必須設(shè)抗震墻的地方也沒有合理設(shè)計(jì)抗震墻。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，使得建筑的抗震性能大大弱化，存在較大安全隱患。另外，混凝土相關(guān)構(gòu)件的選擇經(jīng)常達(dá)不到要求，與標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)。最典型的例子就是懸挑構(gòu)件，懸挑構(gòu)件的配筋率難與標(biāo)準(zhǔn)相符已為民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常態(tài)。再一個(gè)就是荷載取值問(wèn)題，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常出現(xiàn)荷載計(jì)算錯(cuò)誤，或漏算荷載的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致荷載取值與實(shí)際值相差大，存在安全隱患。

3.2 設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素質(zhì)比較低

一些設(shè)計(jì)者以為手算是粗枝大葉不精確的想法是大錯(cuò)特錯(cuò)，以國(guó)內(nèi)PKPM軟件為例，其內(nèi)核依然是一個(gè)手算的模擬過(guò)程，本質(zhì)上仍然是按照國(guó)內(nèi)規(guī)范進(jìn)行的模型假定，并不是完全的有限元受力分析，它的優(yōu)點(diǎn)在于程式化，加快了設(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量控制。然而作為一個(gè)設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，不了解手算的過(guò)程，對(duì)電算軟件也是不了解的。很多設(shè)計(jì)人，缺乏對(duì)傳力體系的認(rèn)識(shí)，同時(shí)對(duì)于手算原理過(guò)度輕視，盲目依賴計(jì)算機(jī)程序，導(dǎo)致計(jì)算參數(shù)設(shè)置不合理，除影響工作效率，還會(huì)造成計(jì)算錯(cuò)誤，與實(shí)際受力完全不符，從而直接影響最終的安全和與經(jīng)濟(jì)性，結(jié)構(gòu)優(yōu)化從何談起？

3.3 民用建筑結(jié)構(gòu)驗(yàn)算缺陷

建筑結(jié)構(gòu)驗(yàn)算問(wèn)題主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面，第一，建筑結(jié)構(gòu)的荷載能力取值方面不恰當(dāng)，在使用獨(dú)立基礎(chǔ)的情況之下對(duì)民用多層建筑結(jié)構(gòu)框架中，建筑物的受力點(diǎn)主要在軟弱黏性的土層。我國(guó)大部分民用住宅建筑都是 6 層，高度在 15 米左右，所以很多設(shè)計(jì)往往對(duì)這種比較低的建筑忽略了建筑物抗震荷載的作用。其二，在對(duì)建筑物砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算的問(wèn)題方面，在大多數(shù)民用建筑中很少使用到剪力法，如果建筑中存在薄弱層的話，那么該建筑物的抗震能力是得不到保證的。其三，對(duì)結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)沒有確定，在結(jié)構(gòu)框架中因?yàn)橛刑畛鋲Φ拇嬖冢哉５慕Y(jié)構(gòu)框架剛度應(yīng)該比剛一開始設(shè)計(jì)時(shí)剛度要大的，但是這一點(diǎn)往往在民用建筑中很容易被忽略。

4 民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化對(duì)策

4.1 民用建筑模型的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

民用建筑的建設(shè)施工項(xiàng)目強(qiáng)大，為了避免施工人員對(duì)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)產(chǎn)生理解上的錯(cuò)誤，因此，要在建筑施工之前，對(duì)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)成果進(jìn)行建筑模型的設(shè)計(jì)。進(jìn)行民用建筑的結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)的主要方面除了包括對(duì)于建筑自身各方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)之外，還包括對(duì)于建筑工程的造價(jià)、受力等情況的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作時(shí)，要以設(shè)計(jì)建筑的實(shí)際情況為依據(jù)，以實(shí)現(xiàn)民用建筑的經(jīng)濟(jì)最大化效益為設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。

4.2 設(shè)計(jì)深度沒有達(dá)到規(guī)定要求

在進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過(guò)程中，很多設(shè)計(jì)人員為了省事，就直接從已有的老圖紙上扒取內(nèi)容，在這一基礎(chǔ)上稍加修改尺寸和外形，就直接應(yīng)用到施工中去。由于這些圖紙大量抄襲原圖，所以就使原有的墻身大樣圖以及部分剖面圖顯得不倫不類，甚至出現(xiàn)大量偏差，而且相關(guān)的數(shù)據(jù)、工程類別、耐火等級(jí)、防火消防處、理安全等級(jí)、等方面都是沿用老圖的構(gòu)架，這與新型建筑本身不符，更不符合實(shí)際的規(guī)范。此外，因比例性縮放尺寸，所以嚴(yán)重破壞了原有的抗力結(jié)構(gòu)。而在面臨這些問(wèn)題時(shí)，設(shè)計(jì)人員不但不自身修正所出現(xiàn)的問(wèn)題，還不斷的加大工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，卻不知這樣反而會(huì)加大隱患，進(jìn)而造成了很多不必要的浪費(fèi)。

4.3 重視計(jì)算，將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念與計(jì)算相結(jié)合

我們知道，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與現(xiàn)實(shí)理論二者之間或多或少會(huì)有一點(diǎn)差距。因此，設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)從建筑物的使用性質(zhì)及使用功能等方面考慮，將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念與計(jì)算有機(jī)融合，盡可能將這種誤差減小。例如部分民用建筑計(jì)算其荷載取值時(shí)，要充分考慮風(fēng)荷載；底框砌體結(jié)構(gòu)演算時(shí)，若有薄弱層存在，就應(yīng)將塑性變形考慮其中；有填充墻的框架結(jié)構(gòu)，進(jìn)行周期、剛度計(jì)算時(shí)，要將周期折減系數(shù)考慮其中。

5 結(jié)語(yǔ)

由上文可知，民用建筑是我國(guó)建設(shè)的重要類型之一，對(duì)于民用建筑設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)又是其非常重要的組成部分。因此，從這個(gè)角度出發(fā)，新時(shí)期我們深入研究民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題，有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。從目前來(lái)看，我國(guó)民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域在多年的發(fā)展過(guò)程的當(dāng)中已然逐漸形成了一套相對(duì)較為完善的體系，也取得了很多傲人的成就。然而，我們?cè)趯?shí)際操作過(guò)程中也不難發(fā)展，這其中還存在不少的問(wèn)題。特別是與歐美一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，更是存在很多的問(wèn)題和不足之處。筆者從事民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)工作多年，本文是一些心得體會(huì)所在，希望能對(duì)同行起到借鑒的作用。未來(lái)，我們一定要進(jìn)一步完善民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的不足之處，使其能更好的為我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)增磚添瓦。

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