影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠性的因素分析

項(xiàng)蘇奎

摘要：隨著建筑的數(shù)量日漸增多，建筑類型與功能越來越復(fù)雜，髙層建筑的結(jié)構(gòu)體系也越來越多樣化，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也越來越成為高層建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)工作的難點(diǎn)與重點(diǎn)。當(dāng)前影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題很多，每個(gè)方面的問題如果不能很好預(yù)防和及時(shí)處理，都將影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；可靠性

人們生活水平的不斷提高，建筑功能的多樣化發(fā)展，這些都使得人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)一步提高。對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的階段大體可以分為三個(gè)階段，結(jié)構(gòu)方案階段，結(jié)構(gòu)計(jì)算階段和施工圖設(shè)計(jì)階段。針對(duì)這些步驟，如何做好建筑設(shè)計(jì)就成為工程師在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中首要考慮的問題。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般是指建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)所要施工的建筑的表達(dá)，通過對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)從而使建筑物擁有經(jīng)濟(jì)、安全、耐久等功能。

1基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中常見問題及處理措施

1.1施工檢測(cè)現(xiàn)狀地貌與地質(zhì)勘查報(bào)告不符

通過近年來建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的問題總結(jié)來看，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中存在著施工檢測(cè)現(xiàn)狀地貌與地質(zhì)勘察報(bào)告不符的情況，可有些設(shè)計(jì)部門并沒有意識(shí)到這個(gè)問題的嚴(yán)重性。如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來源，那么很可能會(huì)前功盡棄、失去價(jià)值。這主要是由于設(shè)計(jì)方對(duì)于原來的施工場(chǎng)地變化沒有及時(shí)的鏈接，再加上有的地區(qū)土層變化大，結(jié)構(gòu)不是太穩(wěn)定，這些都會(huì)使得設(shè)計(jì)和勘察結(jié)果出現(xiàn)一定的矛盾。為了解決這個(gè)問題，首先，要協(xié)調(diào)好設(shè)計(jì)方和施工方之間的關(guān)系，保持雙方的聯(lián)系，加強(qiáng)溝通。其次，地質(zhì)勘探人員要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行充分勘測(cè)和多方面調(diào)査，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前要充分考慮各種因素的影響，準(zhǔn)確把握工程建設(shè)信息，降低設(shè)計(jì)方案中的安全隱患。再次，各方人員在基礎(chǔ)驗(yàn)收時(shí)要嚴(yán)格依據(jù)地勘報(bào)告仔細(xì)核對(duì)施工圖、地勘報(bào)告與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，避免此類問題再次發(fā)生。

1.2施工圖與地勘報(bào)告中標(biāo)高不一致

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的最基本要求就是要本著科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度去進(jìn)行。由于近年來建筑設(shè)計(jì)行業(yè)快速發(fā)展，大量“新手”涌入這個(gè)行業(yè)中，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的缺乏使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了很多漏洞。一些設(shè)計(jì)人員經(jīng)常忽視了地勘報(bào)告與施工圖中標(biāo)高的對(duì)應(yīng)問題，往往造成基礎(chǔ)設(shè)計(jì)出現(xiàn)錯(cuò)誤或是造成安全隱患，不利于施工的順利進(jìn)行。針對(duì)施工圖與地勘報(bào)告中標(biāo)高不一致的問題，設(shè)計(jì)單位要加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)人員基礎(chǔ)設(shè)計(jì)知識(shí)的培訓(xùn)，提高設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)和職業(yè)素養(yǎng)，增強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)水平，杜絕不必要的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。

2砌混結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題及處理措施

2.1剪力墻砌體結(jié)構(gòu)挑梁裂縫問題

剪力墻砌體結(jié)構(gòu)主要存在于底層是鋼筋混凝土框架的房建筑中，這種房屋建筑的上部通常采用多層砌體結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形式的房屋也較為常見，對(duì)于底層結(jié)構(gòu)來說具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。部分設(shè)計(jì)者在這種建筑形式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中追求建筑的使用面積，將二層以上部分橫墻及外層墻體移至懸挑梁上，但是如此改造的懸挑梁很容易出現(xiàn)裂縫。挑梁的構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)與實(shí)際工程中挑梁的承載量相適應(yīng)，規(guī)范結(jié)構(gòu)傳力路線和優(yōu)化施工工序是解決此類問題的主要辦法。同時(shí)在這類房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要結(jié)合設(shè)計(jì)的實(shí)際情況及工程的相關(guān)特點(diǎn)，對(duì)下部柱網(wǎng)進(jìn)行合布置，根據(jù)底框結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載力以及混凝土構(gòu)件的配筋率對(duì)底框結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整和優(yōu)化。

2.2建筑結(jié)構(gòu)受力性能

由于建筑物是由一些大而重的構(gòu)件所組成，因此結(jié)構(gòu)必須能將它本身的重量傳至地面，結(jié)構(gòu)的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關(guān)系，所以，在建筑設(shè)計(jì)的方案階段，就必須對(duì)主要的承重柱和承重墻的數(shù)量和分布作出總體設(shè)想。

2.3構(gòu)造柱兼作承重柱用

當(dāng)前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中構(gòu)造柱得到了充分利用，而在構(gòu)造柱兼作承重柱用的情況下需要注意兩個(gè)方面問題。一是構(gòu)造柱兼作承重柱使用時(shí)，直接導(dǎo)致構(gòu)造柱因?yàn)榫謮旱挠绊懀@種構(gòu)件遭遇地藤作用后就更容易受到破壞；這對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的整體安全性都會(huì)造成影響。二是構(gòu)造柱做成配筋砌體分擔(dān)了承重構(gòu)件的承載力，那么柱的承壓強(qiáng)度就不能滿足既定的設(shè)計(jì)要求，此時(shí)柱子就應(yīng)該按照承重柱的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.4房屋結(jié)構(gòu)縫的問題及處理

現(xiàn)代建筑中，由于建筑使用和立面要求。在平面形狀復(fù)雜、立面體型不均衡的情況下，也要求不設(shè)縫。因?yàn)樵O(shè)置了這種結(jié)構(gòu)縫，防水處理較因難，材料用量較多，構(gòu)造復(fù)雜，施工困難，特別在地震區(qū)，由于結(jié)構(gòu)縫將房屋分成幾個(gè)部分，在地震力作用下，各部分相互碰撞，易造成震害，不但引起結(jié)構(gòu)局部破壞，建筑裝飾材料也會(huì)遭到破壞，這樣就增加了修復(fù)工作。

我們可以在結(jié)構(gòu)總體布置上采取一些相應(yīng)的措施，減少房屋的沉降差，防止因溫度變化使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生伸縮而引起溫度應(yīng)力，加強(qiáng)在地震力作用下產(chǎn)生應(yīng)力集中和結(jié)構(gòu)薄弱的部位，以減少或不設(shè)結(jié)構(gòu)縫。總的要求是房屋總沉降量不要太大，沉降相對(duì)均勻，絕對(duì)值小（一般 10~20mm）。

3混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題及處理措施

3.1結(jié)構(gòu)布置不合理，形狀不規(guī)則

在設(shè)計(jì)過程中，很多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過分地追求建筑本身的特點(diǎn)，忽視了結(jié)構(gòu)本身的豎向布置，使得結(jié)構(gòu)布置不盡合理，形狀也很不規(guī)則，這些設(shè)計(jì)都具有」定的片面性，甚至有的不符合相關(guān)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。由于結(jié)構(gòu)布置問題，后期的模型也無法按滿足既定參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，樓拆的固定程度也不夠。對(duì)于這個(gè)問題，主要要完菩設(shè)計(jì)方案，寂要符合建筑本身的相關(guān)特點(diǎn)，還要注重建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，合理布置柱網(wǎng)，并根據(jù)不同需求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程要嚴(yán)格按照相關(guān)的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理和抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平和質(zhì)量。

3.2計(jì)算構(gòu)件實(shí)際受力所采用的模型和程序不合理

目前，最常用的計(jì)算構(gòu)件實(shí)際受力模型有三種，它們分別是薄壁柱模型，板梁墻元模型和殼元、板梁墻元模型；它們擁有各自不同的特點(diǎn)，因此適用范圍也不盡相同。在某些設(shè)計(jì)過程中，即使設(shè)計(jì)人員選用了適合的結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件對(duì)工程模型進(jìn)行電算，但是由于計(jì)算軟件在建模過程中所做的各種假設(shè)條件很可能會(huì)與結(jié)構(gòu)中某些構(gòu)件的實(shí)際情況不相符（例如邊界條件、受力狀態(tài)等），這樣就直接導(dǎo)致了構(gòu)件的實(shí)際受力狀況與模型計(jì)算結(jié)果不一致，此時(shí)就需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)偏差原因進(jìn)行分析、對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行合理調(diào)整。因此在用軟件進(jìn)行模型電算時(shí)，既要采取與實(shí)際情況相吻合的模型和程序，還要根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行必要的甄別和判斷，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。

4結(jié)語

總之，我們應(yīng)該以科學(xué)、理性、全面的態(tài)度去對(duì)待建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所遇到的問題，只有不斷完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容、解決設(shè)計(jì)中的問題，才能更好地為建筑建設(shè)奠定基礎(chǔ)，更好地促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展。相信通過各部門、各單位的協(xié)作與共同努力，定可以將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的問題處理好、解決好，充分發(fā)揮其在建筑工程中的關(guān)鍵性作用。

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