淺析結(jié)構(gòu)設計的可靠性與注意事項

摘 要：隨著我國城鎮(zhèn)化建設的腳步加快，建筑工程的數(shù)量也正在逐漸增加，本文對結(jié)構(gòu)設計的可靠性和注意事項進行有效研究，簡單分析可靠性中的安全性、舒適性和耐久性，并總結(jié)出前期準備工作、地基基礎設計問題、上部結(jié)構(gòu)設計問題及概念設計和抗震性能化設計問題四項注意事項，以確保建筑工程質(zhì)量不斷提高。

關鍵詞：結(jié)構(gòu)設計;可靠性;注意事項

結(jié)構(gòu)設計在整個建筑工程中具有重要地位，但是當前的結(jié)構(gòu)設計工作仍存在諸多問題，會對建筑工程的整體質(zhì)量造成影響。因此，結(jié)構(gòu)工程設計工作者應當嚴格遵照設計原則，保證結(jié)構(gòu)的可靠性，并總結(jié)注意事項，從根源上將結(jié)構(gòu)設計工作所存在的問題給予解決，確保建筑工程整體質(zhì)量有所提升的同時，為我國城鎮(zhèn)化建設做出貢獻。

一、結(jié)構(gòu)設計的可靠性

結(jié)構(gòu)設計人員要正確認識建筑工程的工作目的，“建造建筑物的根本目的，就是為人提供一定的便利”。隨著社會的進步，建筑工程的工作要求也隨之發(fā)生改變，在為人提供便利基礎之上，還要保證審美觀和建筑美感，實現(xiàn)物質(zhì)、精神雙滿足。這些條件的滿足就要依靠結(jié)構(gòu)設計者，使結(jié)構(gòu)具有可靠性，即安全性、適用性和耐久性。

（一）安全性

結(jié)構(gòu)設計的安全性，即建筑工程在正常施工和正常使用時，可以承受隨機出現(xiàn)的荷載作用、變形作用、偶然作用，工程沒有發(fā)生倒塌和破壞，仍然具有整體穩(wěn)定性。它對結(jié)構(gòu)的承載力有要求。

（二）適用性

結(jié)構(gòu)的適用性，是建筑物在進行正常使用時達到人們對建筑物的預定功能的性能。如雖然發(fā)生了形變，產(chǎn)生了裂縫，但不足以影響人們的正常使用。對結(jié)構(gòu)的剛度有所要求。

（三）耐久性

建筑物所使用材料的性能隨著建筑物的不斷使用而降低，在正常維護下并未影響結(jié)構(gòu)工程壽命的性能稱之為耐久性，如雖然混凝土結(jié)構(gòu)被碳化，裂縫開展，但未產(chǎn)生鋼筋銹蝕、混凝土嚴重風化等問題。結(jié)構(gòu)設計者在對結(jié)構(gòu)進行設計時，應選擇適用的建筑材料，并在使用過程中對建筑進行必要維護。

二、建筑結(jié)構(gòu)設計工作開展需要注意的問題

（一）前期準備工作

在建筑物施工之前，相關準備工作非常重要，其不僅能夠直接影響后期各項工作環(huán)節(jié)，而且還關系到整體工程的相關成本[1]。接到項目后，設計者首先要了解建筑的功能、性質(zhì)、與相鄰建筑的位置關系等條件，從而通過地質(zhì)勘察報告、建筑工程抗震設防分類標準確定本建筑結(jié)構(gòu)的抗震設防類別、抗震等級和環(huán)境類別，注意特殊場地的處理。其次要確定本建筑的結(jié)構(gòu)類型和體系，根據(jù)本工程的建筑功能及施工場地和條件等因素選取適合本建筑的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)設計人員要在設計過程中納入諸多綜合因素，發(fā)揮地基最大潛力，結(jié)合實際情況對最初設計方案不斷進行完善，使結(jié)構(gòu)具有多道防線。除此之外，結(jié)構(gòu)設計人員還要在設計方案中納入合理的經(jīng)濟方案，在工程設計時根據(jù)建筑工地的地理環(huán)境、施工條件等多種因素進行綜合分析，設計出多種結(jié)構(gòu)方案，并在該些方案中進行對比，選擇出綜合性最佳的結(jié)構(gòu)設計方案。以確保建筑物能夠在預定日期內(nèi)順利完成。

（二）地基基礎設計問題

地基是支承基礎和上部結(jié)構(gòu)的巖體或土體，基礎是上部結(jié)構(gòu)與地基的連接物，對建筑的抗震及抗災能力有一定的影響，所以在建筑結(jié)構(gòu)設計工作開展時，需要設計人員格外注意。1.注意特殊土質(zhì)的處理。當勘察報告中出現(xiàn)軟土、鹽漬土、液化土、濕陷性黃土等特殊地質(zhì)條件時，對地基進行處理時不光要遵照國家各規(guī)范的要求，還要注意達到地方規(guī)范對特殊土質(zhì)的處理要求。2.注意基礎沉降縫的設置。當建筑物不同部分之間的荷載、層數(shù)、建筑結(jié)構(gòu)形式差異較大時，為防止建筑結(jié)構(gòu)各個部分因地基出現(xiàn)嚴重不均勻沉降而造成損害，應在合適的部位設置垂直縫，以確保整個建筑結(jié)構(gòu)的安全性。3.確定基礎的埋置深度。由《建筑地基基礎設計規(guī)范》可知，當基礎的埋置深度大于0.50米時，將對地基的承載力特征值進行深度修正，所以基礎的埋置深度進而影響了基礎的設計方案。影響埋置深度的因素一般有是否是整平地區(qū)、填土的施工順序、有無地下室、結(jié)構(gòu)的基礎形式、建筑物的防凍害要求等。4.注意地基處理和基礎設計方案是否可行。結(jié)構(gòu)設計人員在進行地基基礎設計時，應注意地基處理和基礎設計方案的適用性和可操作性，設計人員應對施工工藝、施工技術(shù)有一定了解，選擇適合本建筑的地基處理方式和基礎形式，以避免地基變形過大，避免引起上部結(jié)構(gòu)開裂等問題，確保施工質(zhì)量和效率。

（三）上部結(jié)構(gòu)設計問題

建筑的上部結(jié)構(gòu)由板、梁、柱和墻體組成，其中梁、柱、墻體為豎向構(gòu)件，樓板為水平構(gòu)件。1.樓板設計對整個建筑工程的承載力發(fā)揮著重大作用，它能夠?qū)菍雍奢d傳至梁、柱和墻體。在對樓板進行設計時，設計人員需要確保其設計的準確性、合理性和科學性，在樓板設計環(huán)節(jié)中，主要常見問題有：確定樓板為雙向板還是單向板，由建筑功能確定荷載類型、荷載大小和導荷方式。使樓板的承載力達到使用需要，所以在建筑結(jié)構(gòu)設計工作中樓板設計問題也是值得注意的一項問題[2]。2.梁、柱、墻體的設計問題。在梁、柱、墻體設計中，設計人員不僅要根據(jù)承載力、剛度要求確定梁、柱、墻體的跨度、布置方式和截面大小，同時要使截面的大小和形狀符合建筑功能，方便建筑的使用者，也要便于施工操作。需要加強相關計算環(huán)節(jié)的精準性，進而提升工程質(zhì)量[3]。3.分析軟件給出的計算結(jié)果。在進行結(jié)構(gòu)設計的過程中，結(jié)構(gòu)設計人員可以充分利用計算機和軟件的優(yōu)勢減輕工作負擔，輸入正確的參數(shù)，選用適合的模型還能確保計算結(jié)果的準確性。軟件給出的計算結(jié)果對確定結(jié)構(gòu)方案有及其重要的作用，因此必須盡可能的精準，以保障工程的質(zhì)量。但計算機所得出的結(jié)果，依舊需要依靠人力對其進行研究和分析，進而優(yōu)化模型使結(jié)構(gòu)更合理、更經(jīng)濟。

（四）概念設計和抗震性能化設計問題

概念設計是結(jié)構(gòu)設計工作者在較高的專業(yè)綜合素質(zhì)和豐富的實踐經(jīng)驗條件下，根據(jù)設計要求，未經(jīng)過精準的建模計算，提出比較科學和合理的宏觀結(jié)構(gòu)體系框架，從整體上進行結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置，從而提高設計效率，在建模初期運用概念設計對計算結(jié)果進行分析，能夠加快結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程。

建筑的抗震性能設計是對結(jié)構(gòu)的承載力和延性進行綜合分析，可對整個結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)的局部部位或關鍵構(gòu)件進行抗震性能化設計，在結(jié)構(gòu)的承載力有顯著提高時，可適當降低結(jié)構(gòu)的延性。由結(jié)構(gòu)的具體情況出發(fā)，確定合理的抗震性能目標，選用適合的抗震措施和計算參數(shù)，使一些復雜的結(jié)構(gòu)工程滿足抗震設計要求。

三、結(jié)語

在建筑工程進行施工之前，建筑結(jié)構(gòu)設計人員對其可靠性和注意事項進行詳細研究和分析，不僅能夠保證后期各工程環(huán)節(jié)的順利開展，同時還能有效節(jié)省工程成本，將結(jié)構(gòu)設計工作做到合理化、細致化、科學化和質(zhì)量化，為建筑工程提供重要基礎保障的同時，也能為我國城鎮(zhèn)化建設事業(yè)發(fā)展提供助力。

參考文獻：

[1]楊曉鈺.土建結(jié)構(gòu)設計的原則以及問題研究[J].居業(yè)，2017（09）：60-61.

[2]楊平.土建結(jié)構(gòu)設計的原則以及問題研究[J].住宅與房地產(chǎn)，2018（25）：67.

[3]田俊琴.土建結(jié)構(gòu)設計的原則以及問題研究[J].城市建設理論研究（電子版），2017（28）：86.

作者簡介：駱明慧（1987、12—），女，山西運城人，工學碩士，運城市建筑設計研究院，結(jié)構(gòu)設計。