建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中遇到的主要問題研究

梁安琴

（山西中都建筑設(shè)計有限公司，山西 太原 030000）

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中遇到的主要問題分析

1.1 框架柱配筋面臨的問題

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，框架柱配筋問題是普遍發(fā)生問題，具體表現(xiàn)為框架柱配筋與框架梁配筋的問題。因建筑設(shè)計往往需要較長的工作期間，且工程量巨大，框架柱配筋設(shè)計容易受主觀因素的限制，沒有科學(xué)、精準(zhǔn)的參考依據(jù)，導(dǎo)致配筋量的計算結(jié)果與要求標(biāo)準(zhǔn)存在差異，未能對建筑工程實際情況出于考量，進一步對建筑物頂層風(fēng)荷載產(chǎn)生不利影響，無法符合建筑物頂層高度配筋概率的基本要求［1］。

1.2 框架結(jié)構(gòu)

建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在節(jié)點、梁端部鋼筋過密問題，容易引發(fā)一系列病害：1）無法保證鋼筋混凝土黏結(jié)強度和抗拉強度滿足要求；2）節(jié)點核心位置鋼筋交錯，為混凝土振搗帶來很大難題，容易出現(xiàn)蜂窩、孔洞；3）梁端工部鋼筋連接比較密切，導(dǎo)致保護層混凝土自由下沉，這樣端部鋼筋位置會出現(xiàn)通長裂縫。除此之外，設(shè)計人員在設(shè)計現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的過程中，會將梁、柱、板的混凝土設(shè)計成不同等級，在施工管理不到位的情況下，容易出現(xiàn)混凝土等級澆筑錯誤的現(xiàn)象。

1.3 抗震設(shè)計問題

抗震設(shè)計一直是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重點，但是因為地震的發(fā)生具有不確定性，增加了抗震設(shè)計難度。地震發(fā)生后整個建筑結(jié)構(gòu)中的薄弱點將直接影響整體建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，因而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要重視抗震設(shè)計，并注重抗震設(shè)計中薄弱點的確定與處理。

2 建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計對策分析

2.1 整體優(yōu)化和局部優(yōu)化

在建筑設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要優(yōu)化各個下屬體系，改善各個布局之間的橫向關(guān)聯(lián)性。從復(fù)雜性角度進行分析，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計包括建筑原材料、零部件、結(jié)構(gòu)類型的選擇等。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要充分考慮建筑結(jié)構(gòu)的整體，實現(xiàn)真正的設(shè)計優(yōu)化。

2.2 重視配筋量的計算

需要結(jié)合建筑工程實際情況，對配筋量展開合理計算，通過運用附加箍筋法，在充分考慮實際因素的基礎(chǔ)上，對附近箍筋添加至截面高度范圍內(nèi)的位置，增添附加箍筋過程中，還要對集中于梁下部位［2］。另外，增添建筑結(jié)構(gòu)中主梁截面和次梁界面間的差距，使次梁承受荷載量進一步提升，為了保障建筑結(jié)構(gòu)具有平穩(wěn)性，還要適當(dāng)增添附近箍筋，使其發(fā)揮抗震作用。

2.3 提升設(shè)計方案合理性

設(shè)計方案的合理性會直接影響到建筑安全，因此設(shè)計者在選擇材料、構(gòu)件銜接方式和橫截面積等內(nèi)容時必須重點考慮其具體的安全性。由于該項設(shè)計工作本身是一種極具創(chuàng)造性的過程，同時是一個從零到完整的過程，因此還要著重考慮整個結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)系統(tǒng)、豎向系統(tǒng)及分系統(tǒng)是否存在安全隱患，比如設(shè)計當(dāng)中是否有多余的內(nèi)容、整體傳力的形式是否完全清楚、整個過程是否遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以及某些工程問題是否會使整個工程被破壞甚至坍塌等。為了從根本上提升結(jié)構(gòu)安全性，必須要先提升合理性，并全方位把握設(shè)計方案和結(jié)構(gòu)，通過行業(yè)規(guī)定及計算模型，將其結(jié)構(gòu)設(shè)計中的參數(shù)確定出來，同時在確定方案前還要實現(xiàn)全方位的分析與思考。

2.4 建筑結(jié)構(gòu)與其他專業(yè)的協(xié)調(diào)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，會涉及其他不同專業(yè)的人員、內(nèi)容，需要借助有關(guān)人員的協(xié)調(diào)配合，實現(xiàn)最終的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計目標(biāo)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計之初，利用BIM技術(shù)建立有效的信息共享系統(tǒng)，將涉及的數(shù)據(jù)、資料、設(shè)計要求均錄入系統(tǒng)當(dāng)中進行存儲，供不同專業(yè)人員查閱。若出現(xiàn)其他專業(yè)設(shè)計內(nèi)容變化，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫會及時進行更新，確保各專業(yè)設(shè)計信息的及時性、準(zhǔn)確性，設(shè)計人員可在系統(tǒng)當(dāng)中對不同專業(yè)的設(shè)計信息進行及時掌握，并結(jié)合自身設(shè)計內(nèi)容進行有效調(diào)改。有效改善傳統(tǒng)模式下二維圖紙的協(xié)同設(shè)計，滿足相關(guān)設(shè)計工作開展的需求［3］。

2.5 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計對策分析

建筑抗震設(shè)計中主要是明確建筑結(jié)構(gòu)中的薄弱點，確定薄弱點有3種方法，個人指定、計算確定以及強制認定?，F(xiàn)階段建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計多采取計算確定，通過運用PKPM中的SATWE軟件，設(shè)計人員可結(jié)合自身建筑設(shè)計經(jīng)驗以及建筑抗震設(shè)計要求確定出薄弱層。當(dāng)然因為薄弱層不利于抗震，所以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)盡可能減少薄弱層的橫截面積標(biāo)量，具體設(shè)計中可以適當(dāng)增加薄弱層的梁截面積，也可以降低薄弱層柱截面積。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中視情況還可以通過調(diào)整薄弱層的層高或者降低整個建筑的埋置深度。實際設(shè)計中難以避免的存在薄弱層，此時需要嚴格按照規(guī)范要求完成設(shè)計，對薄弱層地震剪力應(yīng)乘以1.5倍安全系數(shù)，同時精準(zhǔn)計算與驗算樓層屈服強度的系數(shù)，樓層屈服強度的系數(shù)是樓層承載剪力與樓層彈性地震剪力的比值，其中樓層承載剪力計算是根據(jù)建筑材料代表值與實際配筋情況予以計算，地震剪力則是根據(jù)設(shè)計中罕見地震荷載設(shè)計代表值計算，對于建筑所在地區(qū)地震烈度為7-9度，如果樓層屈服強度系數(shù)小于0.5，需要驗算整個結(jié)構(gòu)的彈塑性變形情況，確保其滿足抗震設(shè)計中的要求，對于不符合要求的則需要調(diào)整設(shè)計方案，并重新驗算。

3 結(jié)語

綜上所述，結(jié)構(gòu)設(shè)計工作是建筑工程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)之一，其結(jié)構(gòu)設(shè)計的水平，直接影響建筑工程的整體質(zhì)量?；诖耍枰岣邔ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計工作的重視，強化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作者的設(shè)計能力，使建筑工程的質(zhì)量不斷提升，提高其安全性與可靠性，推動建筑業(yè)健康發(fā)展。