土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計探討

文/蘇靖，河北泰臻水利工程有限公司

土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計探討

文/蘇靖，河北泰臻水利工程有限公司

本文分析并闡述了土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的主要問題，提出了土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體措施，旨在通過采取科學的設(shè)計方案及技術(shù)，保證建筑項目良好的穩(wěn)定性及安全性，提高土木工程建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。

土木工程；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

在城市化快速發(fā)展的背景下，我國土木工程數(shù)量不斷的增加，房產(chǎn)建筑投資商在追求高額利潤的同時，居民對土木工程建筑的質(zhì)量要求不斷的提高，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是施工的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，關(guān)乎建筑整體質(zhì)量及投資方的投資成本，建設(shè)單位通過建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的不斷優(yōu)化，在實現(xiàn)自身利潤最大化的同時，保證了建設(shè)項目整體的質(zhì)量。

1 土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

目前，土木工程的建筑物以高層建筑物居多，高層建筑物施工會受到諸多外界因素的干擾，影響建筑物整體的穩(wěn)定性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑物的穩(wěn)定性及抗震性是建筑設(shè)計的重點。在抗震性能設(shè)計中，建筑物的實際寬度參數(shù)是極為重要的一點，該參數(shù)關(guān)乎建筑物整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。設(shè)計人員在考慮建筑物寬度的同時，還要考慮建筑物基礎(chǔ)深埋的深度。例如，在建筑設(shè)計中，部分設(shè)計人員利用變形縫將主樓與裙樓分開，由于建筑物深埋不合理，在遇到地震的情況下，會出現(xiàn)建筑物滑移的問題，建筑物不穩(wěn)定會影響居民生命財產(chǎn)安全。

1.1 樓層平面剛度問題

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，如果發(fā)生結(jié)構(gòu)布置方式及基本結(jié)構(gòu)概念缺失等問題，設(shè)計人員會采用樓板變形的計算方式來計算樓層平面具體的剛度，就力學模型角度而言，該方式具備可行性。但是，設(shè)計人員在確定樓板變形的過程中，無法保證結(jié)果的準確性。研究得出，造成結(jié)果準確度低下的原因為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中建立于安全儲備之上的部分位置過大，為有效的解決這一問題，設(shè)計人員通常通過將樓層設(shè)計為剛性露面的方式來解決，以避免程序計算得到的結(jié)果與樓板實際受力間存在較大的誤差。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計安全問題

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量決定著建筑物的穩(wěn)定性及安全性。部分設(shè)計人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，往往存在隨意擴大建筑物構(gòu)建截面或增添建筑物所用鋼量的現(xiàn)象，造成企業(yè)投資額的增加，影響建筑結(jié)構(gòu)整體的安全性。我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面所設(shè)定的安全儲備較低，但工程材料用料要求高于其他國家同類的工程標準。早期我國建筑結(jié)構(gòu)中使用的混凝土強度不夠，加上施工方式落后，造成大量的建筑安全事故發(fā)生。建筑結(jié)構(gòu)自身的安全性是降低建筑安全事故的主要措施。

2 土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化措施

2.1 完善建筑設(shè)計圖紙

建筑設(shè)計圖紙建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計及設(shè)計人員設(shè)計理念的集中體現(xiàn)，是現(xiàn)場施工人員進行施工的基礎(chǔ)及依據(jù)，施工人員的實際施工都應依照設(shè)計圖紙進行。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙的進度極為重要，設(shè)計圖紙問題會在現(xiàn)場施工中被不斷的放大，影響施工的實際進度，造成安全事故發(fā)生。設(shè)計人員在進行圖紙設(shè)計時，必須遵循科學設(shè)計的原則，不應為了降低成本或節(jié)省工作量而將設(shè)計圖紙中的重要信息標準進行簡化處理，或者直接忽視掉。在部分復雜或者較為細致的設(shè)計環(huán)節(jié)，設(shè)計人員應細心開展工作。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙應具備科學、嚴謹及合理的特征。在圖紙設(shè)計完成后，設(shè)計人員應對圖紙內(nèi)容進行詳細的檢查，確認圖紙準確無誤再組織建設(shè)人員進行施工。若發(fā)現(xiàn)設(shè)計圖紙存在問題，應立刻結(jié)合工程實際情況進行修改，保證圖紙所有內(nèi)容均以標注，保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學性及嚴謹性。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作是土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)之一，設(shè)計人員在保證設(shè)計圖紙精確的同時，應采取必要的措施對建筑結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。設(shè)計人員應明確，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的目的在于保證建筑工程項目整體質(zhì)量的提高，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計應將企業(yè)的建設(shè)成本壓縮至最低。因此，設(shè)計人員在實際設(shè)計環(huán)節(jié)既要考慮土木工程的實際需要，又要考慮投資方的經(jīng)濟實力及成本投入，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計應符合施工單位及投資方雙方面的要求。但建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化工作并不是單純的壓縮建設(shè)成本，設(shè)計人員的優(yōu)化方案應綜合考慮設(shè)計的總體需求，將具備優(yōu)化的關(guān)鍵部分進行重點設(shè)計，提高設(shè)計方案的合理性及經(jīng)濟性。設(shè)計人員在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中，首先要深入現(xiàn)場，了解實際情況，在通讀相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身的經(jīng)驗，計算出建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實際承載力，比對多種構(gòu)建的屬性，選擇最適合的構(gòu)件進行建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。

設(shè)計人員在設(shè)計水平承載力構(gòu)建的時候，應考慮多方面的設(shè)計限制因素，依據(jù)建筑子項目的實際情況進行設(shè)計，使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化滿足建筑項目的要求。在具體的設(shè)計方案中，應保證結(jié)構(gòu)傳力路徑不能過長，采取簡易的方法將建筑結(jié)構(gòu)的整體負荷傳至主梁。采用柱、剪力墻等豎直方向的構(gòu)件將建筑結(jié)構(gòu)的負荷傳至地基。

2.3 應用結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件

信息時代技術(shù)的進步，減少了設(shè)計人員的工作量及工作難度，有效的簡化了設(shè)計人員的工作。傳統(tǒng)手繪方式寫下的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作復雜，圖紙的質(zhì)量及精度難以保證。計算機技術(shù)及網(wǎng)絡技術(shù)下的建筑結(jié)構(gòu)圖紙設(shè)計工作更加的簡潔。軟禁PKPM的使用為例，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，該軟軟件被廣泛的使用。設(shè)計人員通過軟件完成剪力墻的設(shè)計，完成單元的科學劃分。設(shè)計人員利用軟件完成不同了類型的洞口排列方法，對建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的實際受力情況進行詳細的掌握，保證設(shè)計方案的最優(yōu)性。計算機技術(shù)及網(wǎng)絡技術(shù)下的軟件使用，有效的提高了設(shè)計圖紙的精度及準確性，設(shè)計人員利用軟件進行設(shè)計的過程中，應依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)施加形式選擇合適的計算模型。保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及安全性，保障結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體質(zhì)量。

3 總結(jié)

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作是土木工程中的重要環(huán)節(jié)之一，其決定著建設(shè)項目整體的質(zhì)量及外觀設(shè)計。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應在保證建筑項目安全性及穩(wěn)定性的同時，延長建筑物的使用年限，壓縮建設(shè)企業(yè)的投資成本，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計取得良好的效果。

[1]董旭. 淺析土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計[J]. 江西建材 ,2016,07：43.

[2]王勇. 土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化研究[J]. 河南科技 ,2016,19：112-113.

蘇靖(1988.8-)，女，河北邢臺，研究方向：結(jié)構(gòu)。