建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題與解決策略

文/李偉群，身份證號碼：210122198208220627

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題分析

1.1 建筑基礎(chǔ)選擇不合理

現(xiàn)階段，在高層建筑或者超高層建筑的基礎(chǔ)選擇過程中，往往合理性不強(qiáng)，科學(xué)性不足，不對施工現(xiàn)場進(jìn)行全面的勘察與監(jiān)測，就開始設(shè)計(jì)工作，導(dǎo)致基礎(chǔ)的選擇不合理，缺乏客觀性與實(shí)際性，最終，土壤不能夠承受基礎(chǔ)所能夠承受的載荷，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)沉降。如果在這種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上開展施工工作，不進(jìn)行特殊處理或者特殊操作，將會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量不滿足實(shí)際要求，與實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)相偏離，建筑結(jié)構(gòu)的耐久性受到影響，對建筑內(nèi)部的人群造成一定的安全隱患。

1.2 建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件超筋問題

在對建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)建進(jìn)行計(jì)算時(shí)，構(gòu)建超筋是構(gòu)建計(jì)算中常見的現(xiàn)象。比如，剪力墻體現(xiàn)出的連梁超筋，是由于各個(gè)墻肢經(jīng)過連梁構(gòu)成整體，從而成為連肢墻，以此來增強(qiáng)墻體的抗側(cè)剛度。之所以呈現(xiàn)出這種效果，主要是依賴于連梁的約束彎矩，從而使得連梁超筋受連梁的剪扭能力欠缺，連梁超筋一般出現(xiàn)在整個(gè)房屋總高度的1/3左右樓層的部位。

1.3 荷載能力的設(shè)計(jì)

高層房屋建筑，常常在樓板上布置一些非承重隔墻，在樓板設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員會(huì)錯(cuò)把該部分的線荷載換算成等效的均布荷載后，進(jìn)行板的配筋計(jì)算。但有些設(shè)計(jì)人員錯(cuò)誤地將隔墻的總荷載附以板的總面積。同時(shí)，板上隔墻頂部處理常采用立磚斜砌砌頂緊上部分的樓、屋面板，這樣會(huì)給上部的板增加了一個(gè)中間支承，使其變?yōu)檫B續(xù)板，支承上部出現(xiàn)了負(fù)彎矩，而在板的設(shè)計(jì)中又沒考慮該部分的影響，致使板頂出現(xiàn)裂縫其是大跨度板。

1.4 抗震設(shè)計(jì)問題

地震導(dǎo)致了人們的生命財(cái)產(chǎn)受到了極為嚴(yán)重的損失，我國現(xiàn)階段高層建筑的數(shù)量持續(xù)增加，更加應(yīng)該注重結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，但是仍然存在以下問題：設(shè)計(jì)人員沒有合理考慮建筑所在地的設(shè)計(jì)抗震要求，不能結(jié)合設(shè)計(jì)地點(diǎn)地質(zhì)條件進(jìn)行準(zhǔn)確的、有針對性的設(shè)計(jì)；抗震設(shè)計(jì)并沒有滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求。設(shè)計(jì)人員并沒有針對新的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)公式和常數(shù)，導(dǎo)致抗震設(shè)計(jì)不能滿足標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，可能引發(fā)極為嚴(yán)重的安全事故。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在問題的解決措施

2.1 完善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙是建筑結(jié)構(gòu)的一大體現(xiàn)，同時(shí)也是工程施工的重要依據(jù)。在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要嚴(yán)格的按照設(shè)計(jì)規(guī)范來設(shè)計(jì)圖紙，不能為了圖方便而忽略對其的標(biāo)識。在一些較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)區(qū)域，設(shè)計(jì)人員需要更加的關(guān)注。在完成整張圖紙?jiān)O(shè)計(jì)后，要校對圖紙，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題，然后根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行修正，通過不斷的檢查和修正來保障結(jié)構(gòu)的完善和科學(xué)。

2.2 優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

為了保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理性，要求設(shè)計(jì)人員對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行不斷的優(yōu)化與改進(jìn)，并進(jìn)行反復(fù)篩選。首先，設(shè)計(jì)人員要明確建筑的功能，在確保滿足功能要求的前提下，在成本與美觀方面進(jìn)行優(yōu)化，以保證最終的設(shè)計(jì)方案滿足各方面的需求；其次，在每一次優(yōu)化的過程中，都要考慮建筑的整體性，這是保證建筑結(jié)構(gòu)整體性的關(guān)鍵，對于較為片面的問題可以予以舍棄，或在其他方面進(jìn)行補(bǔ)充與完善；最后，在每一步的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，都要對設(shè)計(jì)的可實(shí)施性進(jìn)行考慮，以確保最終設(shè)計(jì)方案的可行性。

2.3 提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能

就建筑結(jié)構(gòu)整體來說，地震會(huì)對其造成極大的影響，對高層建筑和超高層建筑的影響尤為嚴(yán)重。建筑結(jié)構(gòu)必須嚴(yán)格的滿足國家對于抗震水平方面的要求，建筑的抗地震設(shè)計(jì)必須留有足夠的安全余量，同時(shí)，避免余量過大而造成的設(shè)計(jì)浪費(fèi)。抗震設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足的原則：等級較低的地震不對建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)成損壞；中等級別的地震對建筑結(jié)構(gòu)造成的損害可以妥善修復(fù)；發(fā)生較高等級的地震時(shí)，必須保證建筑結(jié)構(gòu)不發(fā)生倒塌。基于地下室和地上部分建筑結(jié)構(gòu)的抗震等級存在一定的差別，所以應(yīng)該在設(shè)計(jì)過程中將其合理的區(qū)別對待，裙部結(jié)構(gòu)的抗震等級應(yīng)該大于建筑主體的抗震等級。

2.4 優(yōu)化計(jì)算方法、計(jì)算數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)理論

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，會(huì)通過結(jié)構(gòu)模型、設(shè)計(jì)理論以及各種計(jì)算公式來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用到的各種計(jì)算公式、計(jì)算方法是非常之多的，因此，設(shè)計(jì)人員在選擇運(yùn)用時(shí)，一定要把握好、根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇，通過合理選擇變量、邊界條件和設(shè)定目標(biāo)函數(shù)（以成本控制為核心），通過求解函數(shù)得到最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。但是，在實(shí)際操作過程中，由于實(shí)際情況要比各種公式計(jì)算出來的情況復(fù)雜的多，所以受到各種條件的限制，因此，設(shè)計(jì)人員要不斷更新自己的知識庫，放寬思路，注重細(xì)節(jié)，從宏觀角度對方案進(jìn)行優(yōu)化，并結(jié)合具體實(shí)際工作開展情況，優(yōu)化計(jì)算方法、計(jì)算程序，使得出的計(jì)算數(shù)據(jù)更加真實(shí)可靠，更能符合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要。

優(yōu)化設(shè)計(jì)理論及概念。建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)是從宏觀、整體上對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行考量的。優(yōu)化設(shè)計(jì)理論及概念，能夠擺脫計(jì)算軟件當(dāng)前存在的不足，能夠提高設(shè)計(jì)的水平。但是，這種宏觀層面的優(yōu)化，并非簡單的設(shè)計(jì)人員就能實(shí)現(xiàn)的，需要專業(yè)能力極強(qiáng)，經(jīng)驗(yàn)以及理論基礎(chǔ)深厚的設(shè)計(jì)人員來操作的。因此，優(yōu)化理論設(shè)計(jì)及概念，就要培養(yǎng)專業(yè)的設(shè)計(jì)人才。

運(yùn)用價(jià)值工程優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。價(jià)值工程也稱為價(jià)值分析，顧名思義就是對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成本的控制。通過控制不切實(shí)際的功能或減少過剩來使成本降低。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，價(jià)值工程的目標(biāo)是是實(shí)現(xiàn)建筑的核心價(jià)值，是設(shè)計(jì)人員對用戶需求的充分了解。

3 結(jié)論

總的來說，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作與施工工作和結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、耐久性密切相關(guān)，技術(shù)人員要做好設(shè)計(jì)中不同要素的全面考慮和管控，避免由于不同的環(huán)節(jié)沒有得到合理的協(xié)調(diào)而導(dǎo)致設(shè)計(jì)階段出現(xiàn)問題，要對建筑結(jié)構(gòu)的地質(zhì)狀況、水文條件以及抗震等級等影響因素進(jìn)行全面、客觀的分析，保證建筑在滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求的同時(shí)，滿足人們的實(shí)際需要，同時(shí)，促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)整體水平的穩(wěn)步提高。