建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和問題框架思路構(gòu)建

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1引言

隨著建筑功能多樣化的發(fā)展，人民群眾對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求也越來越高，相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須采取有效措施保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成效。在保證建筑結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)、適用的同時(shí)滿足當(dāng)前人們的審美需求，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員首先要明確建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)涵，在相關(guān)實(shí)踐工作過程中提煉出能夠表達(dá)建筑結(jié)構(gòu)布局的要素，進(jìn)而提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程、目標(biāo)和成果的一致性。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述

2.1內(nèi)容

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中包含了總體結(jié)構(gòu)、暖通結(jié)構(gòu)、電氣系統(tǒng)、管道系統(tǒng)等內(nèi)容，具體設(shè)計(jì)過程中需要關(guān)注建筑工程的整體性、功能性及美觀性，同時(shí)，要處理好工程項(xiàng)目發(fā)展與周圍環(huán)境之間的關(guān)系，努力提升建筑工程結(jié)構(gòu)的環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要嚴(yán)格遵循相關(guān)設(shè)計(jì)要求和重點(diǎn)，確保后續(xù)工程施工順利及運(yùn)營效果，結(jié)合所獲取的資料和項(xiàng)目實(shí)際情況對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，保證建筑使用壽命及安全[1]。

2.2原則

1）合理性：做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要對(duì)建筑工程各項(xiàng)信息進(jìn)行勘察，在充分了解施工區(qū)域水文地質(zhì)條件、環(huán)境氣候特征等要素的基礎(chǔ)上開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的合理性滿足建設(shè)需求。2）高效性：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，可以先做好前期調(diào)查，然后構(gòu)建建筑圖表，將各類調(diào)查獲取的數(shù)據(jù)置于設(shè)計(jì)方案當(dāng)中，然后對(duì)其進(jìn)行深入分析，能夠更好地提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作效率。3）完整性：設(shè)計(jì)期間若不能做到統(tǒng)籌兼顧，容易出現(xiàn)細(xì)節(jié)影響整體的問題，針對(duì)這種情況，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要充分了解工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，重視設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，考慮各類內(nèi)外因素影響，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的完整性。

3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中存在的主要問題

3.1基礎(chǔ)選型方面

建筑工程當(dāng)中，地基基礎(chǔ)影響建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在進(jìn)行地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須確保基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承載力和穩(wěn)定性滿足工程建設(shè)要求。但是，當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作過程中，由于對(duì)地基基礎(chǔ)的重視程度不足，容易出現(xiàn)地基基礎(chǔ)選型不當(dāng)?shù)膯栴}，嚴(yán)重影響地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承載能力。而且，在具體的設(shè)計(jì)工作過程中，由于缺乏對(duì)周邊地質(zhì)條件、水文特征的細(xì)致勘察，基礎(chǔ)施工或使用過程中出現(xiàn)沉降、側(cè)移等病害，嚴(yán)重影響了建筑工程的整體安全性。

3.2結(jié)構(gòu)墻體方面

建筑工程施工涉及大量結(jié)構(gòu)墻體，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間屬于較為重要的項(xiàng)目之一。但是，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)墻體進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，由于未能對(duì)墻體分布、厚度等重要參數(shù)進(jìn)行有效規(guī)劃，造成建筑工程結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)出現(xiàn)誤差，甚至所選擇的混凝土等級(jí)也存在問題[2]。

3.3抗震性能方面

各地的建筑工程都具有一定的地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，而且地震災(zāi)害會(huì)對(duì)建筑工程產(chǎn)生較為嚴(yán)重的破壞，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，關(guān)注建筑工程的抗震性能是不可回避的一項(xiàng)內(nèi)容。部分設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí)，未能充分考慮建筑結(jié)構(gòu)體系的抗震性能及標(biāo)準(zhǔn)，造成建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)不滿足要求，埋下較為嚴(yán)重的安全隱患。

3.4使用材料方面

建筑結(jié)構(gòu)最終需要通過施工材料進(jìn)行反應(yīng)，因此，材料的質(zhì)量會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)性能、質(zhì)量、成本等產(chǎn)生較大影響。部分施工單位為降低建筑工程建設(shè)成本，有意降低建筑結(jié)構(gòu)材料的含鋼率，造成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成果不能有效發(fā)揮，嚴(yán)重者甚至影響建筑結(jié)構(gòu)的整體安全性，無法找到成本與安全之間的平衡點(diǎn)，大大增加了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的難度。

4構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化體系的主要思路

4.1關(guān)注基礎(chǔ)類型選擇

在建筑工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）對(duì)建筑工程建設(shè)場區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場勘查，詳細(xì)了解地質(zhì)地貌、水文特征等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)中的各類危險(xiǎn)因素，對(duì)圖紙進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)，根據(jù)圖紙要求進(jìn)行建模演算分析，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)確性；（2）根據(jù)項(xiàng)目現(xiàn)場勘察所得報(bào)告，綜合考慮上部結(jié)構(gòu)及場地地質(zhì)條件，確定2種類型的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案，然后從技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性等角度出發(fā)，選擇適宜的基礎(chǔ)類型；（3）在建筑工程基礎(chǔ)選型完成后，可以此為依據(jù)完善施工方案，然后再進(jìn)行校審，并正式應(yīng)用[3]。

4.2改善結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)質(zhì)量

對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)墻體進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮墻體的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、保溫性能、防火性能、防水性能、隔音性能等。當(dāng)前，隨著高層建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大，在多層磚混結(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu)墻體需要承載自身重量以及上層樓層和屋頂?shù)闹亓?，同時(shí)，還要將這部分載荷傳遞到地基基礎(chǔ)上。在地震多發(fā)區(qū)域，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要綜合考慮地震災(zāi)害對(duì)結(jié)構(gòu)墻體的影響，根據(jù)載荷情況、材料情況計(jì)算分析結(jié)構(gòu)墻體的厚度及支撐強(qiáng)度。還需要綜合考慮建設(shè)區(qū)域?qū)嶋H情況，選擇高密度墻體材料提升建筑結(jié)構(gòu)墻體的保溫隔熱性能，同時(shí)做好構(gòu)件處理，在選擇墻體施工材料時(shí)綜合考慮建筑工程防火設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，選擇適宜的耐火材料進(jìn)行施工。為提升建筑工程墻體的耐久性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，要選擇防水性能、隔音性能較好的施工材料，以便降低外部噪聲對(duì)居民日常生活的干擾，減弱環(huán)境因素對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的不良影響。

4.3提高建筑抗震性能

在建筑工程抗震設(shè)計(jì)中，需要綜合考慮建筑工程剛度以及地震設(shè)防烈度，合理設(shè)置防震縫。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，保證建筑平面及立面的規(guī)整與均勻是抗震概念設(shè)計(jì)中十分重要的內(nèi)容。復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)可以通過設(shè)置防震縫盡可能使子結(jié)構(gòu)簡單、規(guī)則，偏心率不宜過大且變形相互協(xié)調(diào)。對(duì)于高層建筑工程，應(yīng)注意將立面高差控制在6m以內(nèi)。如果建筑工程有錯(cuò)層，并且樓層的高差比較大，則應(yīng)注意在防震縫兩側(cè)位置，做好墻體穩(wěn)定設(shè)計(jì)，優(yōu)化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格控制沉降縫和伸縮縫。

4.4合理選擇建筑材料

在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)含鋼量控制過程中，不僅要采取措施降低成本，還要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行優(yōu)化，在確保建筑結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行成本控制。設(shè)計(jì)人員要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的含鋼量進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，一般情況下，可以通過優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)布局或采用新型建筑結(jié)構(gòu)體系的形式來達(dá)到相應(yīng)目標(biāo)。常規(guī)來說，建筑結(jié)構(gòu)形式會(huì)對(duì)鋼材使用量產(chǎn)生影響，其次是柱網(wǎng)尺寸、層高、抗側(cè)力構(gòu)件等也會(huì)影響鋼材使用量，需要通過控制建筑平面長度，設(shè)置合理的伸縮縫來進(jìn)行改善，對(duì)于超長的混凝土結(jié)構(gòu)，要綜合溫度應(yīng)力、混凝土收縮力等因素對(duì)結(jié)構(gòu)平面長寬比進(jìn)行控制。對(duì)于建筑工程結(jié)構(gòu)體系來說，可以采用低質(zhì)量、低高度的樓蓋結(jié)構(gòu)減少建筑工程總質(zhì)量，從而減輕地震作用、減少鋼筋用量，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)成本的降低[4]。

5結(jié)語

當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作過程中仍舊存在各種問題，若不能采取有效措施及時(shí)進(jìn)行處理，勢必會(huì)影響建筑工程項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因此，必須充分認(rèn)識(shí)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中存在的主要問題，優(yōu)化基礎(chǔ)選型，改善結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)質(zhì)量，提升建筑結(jié)構(gòu)抗震性能，合理控制施工材料質(zhì)量，保證建設(shè)施工與環(huán)境相協(xié)調(diào)，構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化體系的主要思路，最終實(shí)現(xiàn)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升。

【參考文獻(xiàn)】

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【4】賴永強(qiáng).房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的問題及改進(jìn)措施探析[J].建材與裝飾,2018(9):90-91.

作者：劉利花 單位：晉城市建筑設(shè)計(jì)院