有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在問(wèn)題的思考

虞祝帥 付小平

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，建筑業(yè)迅速騰飛，人們對(duì)建筑的要求也越來(lái)越高。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)建筑的作用日益突出，它不僅關(guān)系到建筑的美觀，更關(guān)系到建筑的安全合理性。本文主要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及存在問(wèn)題進(jìn)行解決。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)問(wèn)題；解決對(duì)策

中圖分類號(hào)：TU3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

設(shè)計(jì)一棟建筑物，涉及的專業(yè)有建筑，結(jié)構(gòu)，設(shè)備等。相對(duì)其他專業(yè)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)繁重且責(zé)任重的工作，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，直接影響到建筑物的安全、適用、經(jīng)濟(jì)。但在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，常常發(fā)生對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念理解和方法運(yùn)用上的差錯(cuò)。為了避免或減少類似情況發(fā)生，有必要對(duì)這些差錯(cuò)進(jìn)行深入思考并進(jìn)行小結(jié)。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，難免會(huì)由于各種人為或非人為因素的影響，出現(xiàn)某些未定的設(shè)計(jì)障礙，這不僅阻礙了設(shè)計(jì)師的想法和策略，如果更加嚴(yán)重，還會(huì)影響建筑工程的施工進(jìn)度，使得施工方的蒙受巨大的經(jīng)濟(jì)損失。接下來(lái)筆者將分析幾種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中較容易出現(xiàn)的問(wèn)題，以防廣大建筑行業(yè)的工作者放下同樣的錯(cuò)誤。

（一）、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙簡(jiǎn)單粗略

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙是建筑施工的基礎(chǔ)。一份合格的建筑圖紙需要詳細(xì)地說(shuō)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，譬如結(jié)構(gòu)類型、抗震設(shè)計(jì)、抗震等級(jí)、防裂度、墻體材料等。當(dāng)前，有一些建筑施工方的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)范，在各層梁、柱、墻的平面配筋圖中，仍然采用不標(biāo)準(zhǔn)圖集，地上地下的結(jié)構(gòu)標(biāo)高、梁柱編號(hào)、結(jié)構(gòu)層高標(biāo)注不清楚，在具體的建筑施工中，現(xiàn)場(chǎng)混亂，極易引起建筑事故的發(fā)生。

（二）、盲目簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的問(wèn)題

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要綜合考慮土層沿水平及垂直方向上的變化、土質(zhì)物理力學(xué)指標(biāo)，而不是只憑地基承載力來(lái)確定的。有無(wú)原有坑道、地質(zhì)異常、地下水位深度等因素，而且也要結(jié)合地質(zhì)情況對(duì)上部結(jié)構(gòu)確定選型，做必要的技術(shù)處理。有的工程因甲方或施工單位圖省工期、省事及其他原因不按要求做必要的地基處理或使地質(zhì)勘查深度不夠，給建筑造成較大的工程浪費(fèi)和隱患。

設(shè)計(jì)中涉及的一些折減系數(shù)、設(shè)計(jì)參數(shù)或放大系數(shù)，沒(méi)有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)假定和規(guī)范取值，使實(shí)際情況與計(jì)算結(jié)果有較大出入。

（三）、澆混凝土樓板質(zhì)量差

澆混凝土樓板的質(zhì)量問(wèn)題是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中永恒的問(wèn)題，其中主要表現(xiàn)在干縮開(kāi)裂和支座負(fù)鋼筋倒伏。澆混凝土樓板開(kāi)裂多出現(xiàn)在住宅樓，在溫差較大的季節(jié)表現(xiàn)的更明顯。現(xiàn)在很多建筑工程采用的是由混凝土預(yù)拌廠直接提供的商品混凝土，廠家為了使混凝土的可泵性提高，大量加水，降低了混凝土的質(zhì)量，導(dǎo)致澆混凝土樓板開(kāi)裂。

（四）、地下室外墻設(shè)計(jì)不合理

地下室外墻設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中相當(dāng)重要的部分，但出現(xiàn)的問(wèn)題也是最嚴(yán)重的。地下室外墻的設(shè)計(jì)要求是非常嚴(yán)格的，墻的厚度、混凝土的強(qiáng)度、防水性能等都有明確的標(biāo)準(zhǔn)，而一些建筑施工人員并沒(méi)有認(rèn)識(shí)到其中的重要性，施工過(guò)程中不顧建筑施工場(chǎng)地的條件，不考慮地下水位的高低、地下總層數(shù)和地上負(fù)載，只是單純地壘墻，嚴(yán)重降低了建筑的質(zhì)量，提高了安全系數(shù)。

（五）、建筑基礎(chǔ)選型不科學(xué)

要想使建筑既安全實(shí)用，又科學(xué)合理，建筑的基礎(chǔ)選型是非常重要的。當(dāng)前有一些高層建筑的基礎(chǔ)選型不科學(xué)，所選地址沒(méi)有足夠的地基承載力，不能夠達(dá)到建筑變形的要求，而且調(diào)節(jié)不均勻沉降的能力較低，在這樣的地址上建起的樓房安全系數(shù)低，質(zhì)量差。

二、針對(duì)建筑設(shè)計(jì)中存在問(wèn)題的解決措施

針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，筆者經(jīng)過(guò)資料搜集和一定的實(shí)踐活動(dòng)，進(jìn)行了細(xì)致的思考和探索，總結(jié)出了幾點(diǎn)頗有成效的應(yīng)對(duì)措施，現(xiàn)提出來(lái)以供廣大技術(shù)人員參考。

（一）、注意充分溝通

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)之前，必須要和承包商。投資商有一個(gè)全面和諧的溝通過(guò)程，主要是來(lái)討論建筑結(jié)構(gòu)的類型以及施工的具體要求。這樣將有利于設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑工程的施工設(shè)計(jì)充分了解，對(duì)整個(gè)建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路有一個(gè)明確的方向。明確建筑方每個(gè)部門(mén)需要注意和配合的地方，確定基礎(chǔ)施工方案，將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)思路定下來(lái)。

（二）、充分收集資料

準(zhǔn)確確定計(jì)算參數(shù)建設(shè)工程設(shè)計(jì)所要涉及的參數(shù)會(huì)具有特殊性，是由于其所處的地理位置的制約。例如地震烈度、基本風(fēng)壓、場(chǎng)地土類別等參數(shù)的選取，我們就要根據(jù)《基本雪壓分布圖》、《基本風(fēng)壓分布網(wǎng)》及此工程的地質(zhì)報(bào)告確定，再譬如墻體圍護(hù)主材各地區(qū)都會(huì)有差異，確定墻體荷載根據(jù)實(shí)際采用的材料就變得很關(guān)鍵。而且對(duì)于某些特殊的重要建筑還要對(duì)各種參數(shù)的取值根據(jù)類似工程經(jīng)驗(yàn)、試驗(yàn)來(lái)確定。在著手設(shè)計(jì)前，充分收集設(shè)計(jì)所需規(guī)范、資料，根據(jù)工程類型準(zhǔn)確、具體的地域確定計(jì)算參數(shù)，不僅可以使設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)確可靠，也能避免因參數(shù)不合理而造成的返工、浪費(fèi)等。

（三）、合理簡(jiǎn)化，做好建模前處理

建模計(jì)算前的前處理要做好。例如要準(zhǔn)確荷載的計(jì)算，不能估計(jì)，要完全根據(jù)使用要求或建筑做法來(lái)輸入轉(zhuǎn)換層構(gòu)件及懸挑構(gòu)件是否要考慮施工活荷載的不利影響，樓梯洞口的輸入飄窗部份倚載的處理、局部開(kāi)澗的處理等。有些復(fù)雜難處理的地方。要運(yùn)用力學(xué)知識(shí)適當(dāng)?shù)刃А⒑?jiǎn)化處理，減少計(jì)算的工作量。

（四）、弄清參數(shù)含義

在建筑工程中，有許多專業(yè)術(shù)語(yǔ)極易混淆，二者的意義可謂天差地別，若是出現(xiàn)這樣的問(wèn)題，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)將會(huì)造成重大影響。所以在設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必弄清楚每個(gè)結(jié)構(gòu)附帶參數(shù)的具體意義，如果有不能確定的內(nèi)容，需要及時(shí)的查閱資料進(jìn)行確定，在修改相關(guān)參數(shù)時(shí)更要考慮整體結(jié)構(gòu)參數(shù)上是否會(huì)出現(xiàn)相悖逆的問(wèn)題。此外，理論上參數(shù)的界限是無(wú)限的，但是在具體的施工環(huán)境中，每個(gè)參數(shù)都需要界定實(shí)際有效意義，用一定的范圍來(lái)進(jìn)行約束，否則對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的參數(shù)計(jì)算帶來(lái)一定的誤差影響。

（五）、運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念，進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在計(jì)算中，在滿足技術(shù)條件下要充分考慮經(jīng)濟(jì)性。不能隨意加大構(gòu)件的截面或加大配筋量，造成“肥梁、胖柱”。有些設(shè)計(jì)人員算不清，加鋼筋和層層附加保險(xiǎn)性，以至配成超筋梁柱。要始終牢記“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)壓弱拉原則”，注意構(gòu)件的延性性能，加強(qiáng)薄弱部位，注意鋼筋的錨固長(zhǎng)度，尤其足鋼筋的直線段錨固長(zhǎng)度，考慮溫度應(yīng)力的影響。就應(yīng)該對(duì)于高層建筑，其區(qū)別于低層建筑的特點(diǎn)從概念上清楚地認(rèn)識(shí)，這時(shí)起控制作用的已不再是豎向荷載，而主要是風(fēng)和地震作用的水平荷載。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全問(wèn)題

我國(guó)很多鋼筋混凝土高層建筑的用鋼量，已超過(guò)國(guó)外同等高度鋼結(jié)構(gòu)用鋼量。盡管我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范所設(shè)定的安全貯備較低，但某些工程的材料用量反而高于國(guó)外同類工程。從歷史事實(shí)來(lái)看，自上世紀(jì)60年代至今，我國(guó)使用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法一直沒(méi)有很大的改變，而 60年代所用的混凝土強(qiáng)度很低，其施工手段也很落后，混凝土用體積配合比，人工攪拌，沒(méi)有振搗器，而施工發(fā)生安全事故的卻很少。在以前很多大樓等建筑物，使用至今已逾35年，而且都經(jīng)過(guò)了唐山地震影響的考驗(yàn)。這些事實(shí)足以證明，建筑安全事故與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度是沒(méi)有連帶關(guān)系的。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，我國(guó)建筑迅速增多，形成了強(qiáng)大的沖擊波.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是每一個(gè)建筑工程非常重要的一環(huán)，隨著人們對(duì)建筑需求的不斷提高，各式各樣的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)逐漸引起了建筑行業(yè)的設(shè)計(jì)師的高度重視。總體而言，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是不是一蹴而就的，需要設(shè)計(jì)師能夠耐心的完成設(shè)計(jì)過(guò)程中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，既要滿足用戶的需求也要保障建筑工程的安全性。所以，設(shè)計(jì)人員自身先嚴(yán)格要求自己，擁有豐富的理論知識(shí)和大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。總而言之，隨著時(shí)代的蓬勃發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的道路上還會(huì)碰到許多新的挑戰(zhàn)，但這也是建筑行業(yè)更上一層樓的機(jī)遇，只要設(shè)計(jì)師能夠靈活運(yùn)用自己豐富的理論知識(shí)和演繹律己的態(tài)度，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展道路將會(huì)越來(lái)越寬敞。

參考文獻(xiàn)

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