分析建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計存在問題及對策

許宏麗 上海市政工程設(shè)計研究總院集團(tuán)第十市政設(shè)計院有限公司工程師

我國的經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)出高速發(fā)展的態(tài)勢，帶動了建筑行業(yè)的高速發(fā)展，建筑的規(guī)模和數(shù)量都在不斷增加。國家與相關(guān)部門對工程建設(shè)中的施工技術(shù)非常關(guān)注與重視，但是工程建設(shè)過程有復(fù)雜性特點(diǎn)，為了降低和減少設(shè)計過程中的誤差，國家對建筑施工技術(shù)規(guī)范提出了更高的要求?；诖耍疚闹饕獙ㄖ蚣芙Y(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題以及對策展開了深入的探討。

1 框架結(jié)構(gòu)的含義與特點(diǎn)分析

1.1 框架結(jié)構(gòu)的含義

建筑框架結(jié)構(gòu)主要是將梁和柱的剛接或鉸接作為基礎(chǔ)，最終實(shí)現(xiàn)建筑物承重結(jié)構(gòu)的連接。因此，梁和柱組成的框架結(jié)構(gòu)能夠以共同的力量承載地域水平荷載以及豎向荷載，建筑墻的作用只是用于實(shí)現(xiàn)圍墻墻體的分離。

1.2 框架結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)

因為框架結(jié)構(gòu)具有節(jié)約施工成本、使用靈活性高以及提升工程質(zhì)量等優(yōu)勢與特點(diǎn)，所以越來越受到人們的關(guān)注以及企業(yè)的重視。而且框架結(jié)構(gòu)中的梁柱等構(gòu)件能夠促使設(shè)計向著標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展和前進(jìn)，進(jìn)而加快施工的進(jìn)度。運(yùn)用現(xiàn)澆混凝土框架技術(shù)，還可以滿足建筑結(jié)構(gòu)的剛性需求，讓建筑物空間結(jié)構(gòu)變得更加科學(xué)與合理。

2 建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的原則

2.1 平衡結(jié)構(gòu)體系

當(dāng)建筑框架結(jié)構(gòu)突然遭受強(qiáng)大的破壞力時，必然會造成結(jié)構(gòu)部件出現(xiàn)受損的情況。針對這一問題，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計不能太過剛硬，因為物極必反，但也不可過于柔軟，要剛?cè)岵?jì)，才能夠真正地實(shí)現(xiàn)平衡結(jié)構(gòu)體系。在建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，一定要對剛度進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計，此項問題是設(shè)計工作人員亟待解決和值得深思的問題之一。

2.2 多道防線，降低結(jié)構(gòu)風(fēng)險

通過層層設(shè)防能夠保證在突發(fā)情況來臨時，所有抵抗外力的結(jié)構(gòu)都能夠充分發(fā)揮出自己的作用，而且通過相互影響、相互幫助以及相互支持，在相輔相成中更好地實(shí)現(xiàn)支撐。例如，一個物體從高處迅速地墜落下來，如果經(jīng)過層層障礙物的阻擋和影響，那么其下落的速度就會減緩，當(dāng)這個物體真正落到地面時，它所受到影響和損害的程度就大幅度減小，所以在土建結(jié)構(gòu)中，相關(guān)工作人員都知道多支墻要比單片墻好，而框架剪力墻要比純框架好一些，這也是多道防線設(shè)計最明顯的優(yōu)勢與特點(diǎn)[1]。

2.3 抓大放小，重視結(jié)構(gòu)

絕對安全在結(jié)構(gòu)范圍中并不存在，無論是哪種結(jié)構(gòu)體系都不能保證在任何情況下可以完全抵御外界給予的破壞和影響。構(gòu)件不同，它的作用也會有很大差異，結(jié)構(gòu)體系就是由眾多的構(gòu)件共同組合而成，并且根據(jù)重要性來進(jìn)行輕、重的區(qū)分。每一個結(jié)構(gòu)構(gòu)件的存在都是為了遭遇突然破壞時，確保其中最重要的構(gòu)件不會受到極大的影響或者是破壞，在必要的時候可以起到取舍的作用。其最優(yōu)質(zhì)的選擇就是在建筑框架設(shè)計的過程中進(jìn)行慎重的衡量與考慮，確定哪一部分是主體結(jié)構(gòu)，哪一部分是次體構(gòu)件。當(dāng)破壞力真正來襲時，需要擋在最前面的是次要構(gòu)件。例如，在鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，如果出現(xiàn)倒塌問題，梁也不可能存在，但是如果梁出現(xiàn)傾倒問題，則柱體可以穩(wěn)穩(wěn)地立在那里，由此可以看出，柱起到的作用比梁大很多，所以在建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，需要將梁放在比較薄弱的環(huán)節(jié)，使其能夠承受住大量的破壞力，以最大限度地減少損失[2]。

3 建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中存在的問題分析

3.1 設(shè)計圖紙中存在的問題

設(shè)計圖紙在建筑工程中非常關(guān)鍵，如果設(shè)計不準(zhǔn)確，就會造成建筑結(jié)構(gòu)無論是其類型還是抗震級別等各方面都會存在不合理的地方。在具體施工的過程中，如果工作人員只是簡單按照施工圖中的內(nèi)容進(jìn)行施工，而沒有結(jié)合現(xiàn)場具體的情況和施工特點(diǎn)來進(jìn)行考察，必然會對最終的工程質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。在建筑工程展開工作的過程中，不同的建筑層級需要配置不同的鋼筋，并且結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)不一致，如果僅僅在圖上進(jìn)行標(biāo)注，則非常容易造成施工混亂問題[3]。

3.2 計算模型問題

工作人員在對實(shí)際面積進(jìn)行計算的過程中，常常會因為力學(xué)模型不明確等各種情況，造成基礎(chǔ)寬度或者是面積出現(xiàn)不足。當(dāng)墻體有大量的集中力作用時，通過墻體和基礎(chǔ)可以將集中力向著地基擴(kuò)散。但是擴(kuò)散受一定程度約束，且底層的受力不均勻。在設(shè)計的過程中，如果工作人員將自己關(guān)注的重點(diǎn)放在集中力除以墻段長度所得到的平均線荷上面，并以此來確定基礎(chǔ)的寬度，就會造成局部基礎(chǔ)寬度出現(xiàn)不足問題，因此必須加大基礎(chǔ)寬度，更好地滿足地基承載所提出來的不同要求。

3.3 抗震設(shè)計問題

2008 年的汶川地震讓許多人失去了寶貴的生命，人們真正地認(rèn)識到建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計對保護(hù)生命安全的重要性和意義。因此，在我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中需要應(yīng)用抗震技術(shù)，以此來降低地震對建筑物所帶來的影響和傷害[4]。

4 建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的解決策略

4.1 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計

嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計是提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計最有效的方法，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要想獲得成功需要科學(xué)技術(shù)給予的大力幫助與支持。在具體施工的過程中，不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案會呈現(xiàn)出不同的結(jié)果，對工程的造價與施工企業(yè)的未來發(fā)展等各方面都會帶來一定的影響。如果想要大幅度提高過程的總體質(zhì)量，就需要確保施工計劃與方案具有科學(xué)性與合理性，并不斷健全與完善建筑工具和承受力狀態(tài)之間的平衡點(diǎn)[5]。

4.2 抗震技術(shù)的運(yùn)用

隨著時間的不斷推移，我國的建筑行業(yè)呈現(xiàn)出高速發(fā)展的態(tài)勢，越來越多高層、超高層建筑應(yīng)運(yùn)而生。對此，為了確保框架結(jié)構(gòu)更加的穩(wěn)定且更加的安全，需要進(jìn)一步提升建筑工程的安全系數(shù)[6]。由于影響施工質(zhì)量的因素較多，因此在進(jìn)行施工質(zhì)量的把控時，必須注意加強(qiáng)把控的全面性和嚴(yán)格性，有效減少可能存在的質(zhì)量隱患。同時還要加強(qiáng)對抗震技術(shù)的應(yīng)用學(xué)習(xí)，掌握更加先進(jìn)的抗震技術(shù)，對當(dāng)前建筑工程施工中的抗震技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，使抗震技術(shù)的應(yīng)用效果得到不斷提高，從而更好地保障建筑的抗震性能[7]。

4.3 建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計

工作人員在進(jìn)行建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，想要大幅度提高工程的總體質(zhì)量，還需在設(shè)計的過程中遵循一定的原則，為其極高的質(zhì)量打下堅實(shí)基礎(chǔ)。此外，框架結(jié)構(gòu)在設(shè)計的過程中需要將外形的安全、美觀作為重要內(nèi)容，再進(jìn)行深入思考，如果框架結(jié)構(gòu)太硬，必然會對變形能力產(chǎn)生一定的影響，在遭遇到破壞時，自身的承受能力也會不斷下降，如果結(jié)構(gòu)框架過于柔軟，則會對其堅固性產(chǎn)生影響。因此，在保證結(jié)構(gòu)框架安全的基礎(chǔ)上需要設(shè)置多條防線，保證框架結(jié)構(gòu)設(shè)計具有極高的質(zhì)量。不僅如此，設(shè)計工作人員還需加強(qiáng)對縱向框架設(shè)計的關(guān)注，幫助縱向框架與水平框架完美融合，在二者的相輔相成中為建筑物框架結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的正常、有序展開打下堅實(shí)基礎(chǔ)[8]。

此外，抗震結(jié)構(gòu)體的選擇是進(jìn)行抗震技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵，可以根據(jù)不同的形式進(jìn)行不同種類的劃分。例如，基于不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分時，可以分為簡體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)以及框架剪力墻結(jié)構(gòu)等；而基于不同材料進(jìn)行劃分時，主要可以分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)以及砌體結(jié)構(gòu)等。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的選擇時，相關(guān)工作人員需要本著認(rèn)真、負(fù)責(zé)的態(tài)度，并結(jié)合施工要求以及施工區(qū)域的主要條件，經(jīng)過慎重的思考，再進(jìn)行相關(guān)的選擇。因為一旦建筑構(gòu)件出現(xiàn)了偏差，則極有可能會對建筑工程的總體質(zhì)量、抗震性能、主要結(jié)構(gòu)等各方面帶來極大的影響，所以相關(guān)工作人員一定要加強(qiáng)對建筑構(gòu)件的關(guān)注與重視。

4.4 不斷健全與完善結(jié)構(gòu)安置

在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)的過程中，不但要將建筑物框架的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理的改變，還需使結(jié)構(gòu)設(shè)計變得更加完善與健全，對此設(shè)計工作人員需要將自己的作用全部發(fā)揮出來，對建筑結(jié)構(gòu)空間以及應(yīng)力進(jìn)行科學(xué)的計算，以進(jìn)一步提高建筑物的安全性。隨著建筑行業(yè)呈現(xiàn)出高速的發(fā)展態(tài)勢，越來越多的設(shè)計師將自己關(guān)注的重點(diǎn)放在建筑結(jié)構(gòu)布局上面，但是有些設(shè)計人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中并未站在全方位的角度進(jìn)行考慮，也沒有真正地認(rèn)識到完善結(jié)構(gòu)設(shè)計對工程建設(shè)的重要性，對此建筑企業(yè)需要制定出與之相對應(yīng)的管理方法與制度，大幅度提高設(shè)計工作人員的安全意識，同時對工作人員的工作行為進(jìn)行嚴(yán)格約束，保證最終的建筑結(jié)構(gòu)功能可以與新時代下人們所提出來的合理需求相符合[9]。

4.5 計算簡圖的運(yùn)用

工作人員在進(jìn)行建筑設(shè)計的過程中會涉及許多組件，其自身的大小和強(qiáng)度都與計算方法有著密切的關(guān)系，而且計算數(shù)據(jù)與信息會對工程的建設(shè)和施工產(chǎn)生直接影響。在計算的過程中，如果數(shù)據(jù)和信息出現(xiàn)一點(diǎn)偏差，那么極有可能會對工程最終的建設(shè)質(zhì)量帶來不利的影響。因此，在進(jìn)行具體內(nèi)容計算的過程中，需要選擇出具有科學(xué)性的計算簡圖來進(jìn)行相關(guān)計算，同時還需要確保選擇出來的計算簡圖和工程建設(shè)實(shí)際情況相符合。但是據(jù)了解，因為如今建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程非常復(fù)雜，所以沒有辦法確保計算簡圖具有合理性與科學(xué)性。鑒于此，還需要工作人員對計算簡圖各個方面的影響因素展開分析，保障計算簡圖在選擇的過程中更加合理、更加科學(xué)。不僅如此，在設(shè)計的過程中還需要對計算軟件加強(qiáng)關(guān)注，因為計算軟件不僅能夠確保最終的結(jié)果更加準(zhǔn)確，而且可以為后期工程在使用過程中的安全提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持和幫助[10]。

4.6 模板設(shè)計的要點(diǎn)以及主要的施工方式

高層建筑在具體施工的過程中，因為結(jié)構(gòu)施工具有重復(fù)性特點(diǎn)，所以可以運(yùn)用制作模板的方式來加快施工的水平與效率。建筑結(jié)構(gòu)順利的構(gòu)建是幫助施工項目節(jié)約工期的最有效的方法，同時也是提升工程中質(zhì)量的關(guān)鍵和要點(diǎn)，在具體施工過程中使用模板不僅可以保證建筑主體的穩(wěn)定性，降低和減少高空作業(yè)，而且一定程度上還能夠確保施工過程當(dāng)中的安全，幫助施工企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

爬模施工方式在高層建筑整體建設(shè)過程中非常適用，主要就是通過沿著建筑的底端進(jìn)行周圍澆筑，以循序漸進(jìn)的方式增加澆筑的實(shí)際高度。不僅如此，爬模還可以與其他施工技術(shù)完美地融合，在相輔相成中有效地降低施工的難度，幫助高層建筑獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。通過對爬模施工方式進(jìn)行認(rèn)真的分析，發(fā)現(xiàn)其和模板施工之間有著許多相同的地方。

隨著時間的不斷推移，國家頒布了建筑勞動法，為施工人員提供了更多的保障，為滿足新時代下建筑行業(yè)所提出來的不同要求，通過加入爬模施工方式，可以有效地縮短建筑的施工時間，并且提高工程的總體質(zhì)量，幫助施工企業(yè)節(jié)約更多的成本。

5 結(jié)語

建筑工程在展開建設(shè)的過程中，施工技術(shù)是最重要的組成部分。通過不斷地革新施工技術(shù)以及加大對其管理的力度，可以在提升工程總體質(zhì)量方面發(fā)揮出至關(guān)重要的作用。不僅如此，還能夠幫助建筑施工企業(yè)在激烈的競爭中獲得更好、更長足的發(fā)展，促使建筑施工企業(yè)真正地實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。此外，在施工的過程中還要采用科學(xué)的方法，不斷提升管理工作人員和施工人員的綜合素養(yǎng)與工作能力，針對工作中所出現(xiàn)的問題展開深入分析，并制定出完善的解決方案來妥善解決問題，為我國建筑行業(yè)的更好發(fā)展提供源源不斷的助力。