淺議建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的幾點(diǎn)問題

李耿鋒

摘 要：隨著社會(huì)生產(chǎn)力的快速向前推進(jìn)，人民的生活水平在日新月異地提高，從而對(duì)各種建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求也更加嚴(yán)格。由于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和設(shè)計(jì)的合理性直接關(guān)系到整座建筑物的質(zhì)量，從而也直接影響到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。只有切實(shí)保證了建筑物合乎規(guī)范，才能排除安全隱患。文章針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程存在的一些問題進(jìn)行說明，并提出相應(yīng)的解決措施，以便規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問題；措施

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中存在的問題

1.1 地基與基礎(chǔ)方面

1.1.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖準(zhǔn)備不充分

現(xiàn)如今，依然存在許多建筑物沒有事先準(zhǔn)備地質(zhì)勘察報(bào)告，而只是簡單地利用以前建筑工程項(xiàng)目上已有的一些參考數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)圖紙作為參照，或大致參照附近建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料直接進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)，并無深究。然而，地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)光是從字面意思來看就知道這是一件建筑工程項(xiàng)目的根本、基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其他更進(jìn)一步的施工環(huán)節(jié)都建立在地基的基礎(chǔ)之上展開。因此必須要從地基抓起，牢固基礎(chǔ)，嚴(yán)格依據(jù)地質(zhì)勘察資料，綜合考察多方面因素，不能敷衍了事。

1.1.2 設(shè)計(jì)者對(duì)軟弱地基的危害認(rèn)識(shí)不足

大多數(shù)設(shè)計(jì)者在地基處理上過于簡單，純粹采用換土墊層進(jìn)行軟弱地基處理，沒有通過科學(xué)測量墊層的寬度和厚度而憑借以往的經(jīng)驗(yàn)直接采用砂墊層加強(qiáng)承載力，既沒有進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，也沒有展開深入計(jì)算，靠經(jīng)驗(yàn)主義這樣不經(jīng)濟(jì)且不安全。

1.1.3 建筑荷載值計(jì)算不規(guī)范

設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)高層建筑物時(shí)，并沒有將梁、柱和基礎(chǔ)的負(fù)荷按照建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范法則進(jìn)行計(jì)算，反而制造出一種計(jì)算結(jié)果為荷載值準(zhǔn)確的假象。這種作假行為欺騙了廣大房屋建筑消費(fèi)者，無法做出質(zhì)量合格的建筑樓房，也使他們的生命安全得不到保障。

1.1.4 地基設(shè)計(jì)不合理

在施工之前沒有準(zhǔn)確計(jì)算好地基的占地面積，沒有依據(jù)經(jīng)濟(jì)建設(shè)原則，從而造成用量過度，材料浪費(fèi)。

1.1.5 對(duì)于特殊的地基情況處理不當(dāng)

例如天然錐形地基的設(shè)計(jì)問題，若錐體部分達(dá)不到相應(yīng)的強(qiáng)度要求，將會(huì)造成崩塌。又如設(shè)計(jì)地下室底板時(shí)，若忽略因建筑物沉降引起的附加應(yīng)力問題，很有可能會(huì)使地下水底板受力過大出現(xiàn)裂縫而造成危害。

1.2 上部結(jié)構(gòu)方面

1.2.1 忽視了框剪結(jié)構(gòu)的作用。連梁作為連接兩片剪力墻的重要環(huán)節(jié)，在遇到中等或大地震時(shí)會(huì)首先裂開，通過消耗自己的能量來維持建筑物的延性。

1.2.2 建筑結(jié)構(gòu)中房梁的設(shè)計(jì)不當(dāng)。建筑設(shè)計(jì)者往往只留意了對(duì)梁的強(qiáng)充和傾覆進(jìn)行驗(yàn)算，而忽略了對(duì)梁手撓度的驗(yàn)算。梁高選用過小，會(huì)引起梁截面的受壓區(qū)應(yīng)力過高，在正常使用狀態(tài)下，梁截面受壓區(qū)會(huì)產(chǎn)生非線性徐變，梁撓度也會(huì)隨時(shí)間的推移而不斷加大。挑梁的變形又會(huì)引起梁板泛起裂痕，裂痕寬度跟著挑梁變形的回大而加寬，這種挑梁的變形發(fā)展到后期，梁支座截面上部和受支座四周上部受拉區(qū)經(jīng)常泛起較寬的豎向裂痕，最終將影響到房屋的正常使用。

1.2.3 對(duì)樓板的實(shí)際受力情況認(rèn)識(shí)不夠。在整座建筑物里，墻、柱等豎向抗測力結(jié)構(gòu)隨著樓板而共同變形，也共同承受各種荷載。不少設(shè)計(jì)人員由于專業(yè)知識(shí)的欠缺從而把雙向板受力情況的計(jì)算簡單的歸類為單向板的推算，然而這樣推算出來的結(jié)果與實(shí)際情況不符，會(huì)導(dǎo)致單向板一方受力不足而另一方受力過大，從而使樓板出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重影響建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全。

1.2.4 承受柱截面高度設(shè)計(jì)過小。某些設(shè)計(jì)人員為了簡化對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的受力分析，故意縮小承受柱的截面高度，反而加大梁柱的線剛度比，這種做法忽略了梁柱間的剛結(jié)作用，一旦整座建筑結(jié)構(gòu)受力，柱子很容易被梁壓彎，最終出現(xiàn)裂痕，形成塑性餃。這將影響房屋的耐久性，更為嚴(yán)重的是，這違背了現(xiàn)行抗震規(guī)范中“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)原則，因而在遭遇地震很有可能會(huì)達(dá)倒塌。

1.3 材料、機(jī)構(gòu)體系方面

沒有選擇合適的建筑材料以合理的結(jié)構(gòu)體系。尤其是當(dāng)今的民用建筑很多都是高層甚至超高層的，應(yīng)該盡量采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)或者鋼管混凝土結(jié)構(gòu)等，使得其柱斷面的尺寸有效減小，從而使得結(jié)構(gòu)的抗震功能顯著提高。然而，在實(shí)際的建筑工程中都出現(xiàn)了規(guī)則性差以及抗震結(jié)構(gòu)不利等現(xiàn)象，以及樓層錯(cuò)層問題。如果在高層的建筑中出現(xiàn)大范圍的錯(cuò)層，那么樓板的連續(xù)性也會(huì)隨之出現(xiàn)問題。這種結(jié)構(gòu)一旦形成對(duì)于抗震非常不利。

1.4 主觀思想方面

1.4.1 設(shè)計(jì)者沒有相當(dāng)?shù)穆殬I(yè)操守

當(dāng)今社會(huì)物欲橫流，人們浮躁不安，一些設(shè)計(jì)人員面臨著較大的經(jīng)濟(jì)壓力，為了盡快謀取利益而草率收工，只求速度，粗制濫造，不顧結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。

1.4.2 設(shè)計(jì)者與業(yè)主的交涉不夠

設(shè)計(jì)人員沒有積極主動(dòng)地與業(yè)主協(xié)商溝通，責(zé)任感不強(qiáng)，導(dǎo)致完工的建筑物不得業(yè)主好評(píng)。

1.4.3 技術(shù)人員的專業(yè)知識(shí)有待提高

對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性不甚理解，創(chuàng)新意識(shí)不夠，設(shè)計(jì)理念守舊，滿足于照抄照搬并加以適當(dāng)?shù)母膭?dòng)，或者固定一些設(shè)計(jì)模板反復(fù)應(yīng)用，又或者盲目套用其他地方的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這些問題和現(xiàn)象的存在都說明了部分建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者缺乏創(chuàng)新理念及適應(yīng)新形勢的意識(shí)，沒能與時(shí)俱進(jìn)，因而為建筑物的施工工作帶來負(fù)面影響。

2 對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中相關(guān)問題的解決措施

2.1 因地制宜地設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)

做出適宜當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、建筑個(gè)體的設(shè)計(jì)。結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件、氣候條件等特點(diǎn)以及當(dāng)?shù)氐慕ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在開工之前做好全面、系統(tǒng)的調(diào)查，深刻理解規(guī)范和規(guī)程的含義，因地制宜地制定整改措施并創(chuàng)造性地開展工作。如地下室外墻的設(shè)計(jì)，就要結(jié)合地質(zhì)情況，了解常年水位、歷史最高水位、枯水期水位等數(shù)據(jù)，確定水壓力，從而確定計(jì)算模型。

2.2 充分收集資料，做好準(zhǔn)備工作

在設(shè)計(jì)一座建筑物之前應(yīng)準(zhǔn)確確定這項(xiàng)工程所涉及的參數(shù)，通過明確基本風(fēng)壓、基本雪壓、地震烈度、場地土類別等數(shù)據(jù)，精確計(jì)算結(jié)果。做到具體情況具體分析，嚴(yán)格規(guī)范材料用量，避免浪費(fèi)、返工等現(xiàn)象的發(fā)生。

2.3 與其他專業(yè)相互配合

拿到提資圖后先要展開全面分析，并在此過程中與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員交換意見，積極溝通，達(dá)成共識(shí)。要充分了解建筑物的各類數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)各專業(yè)的特點(diǎn)要求，統(tǒng)一方案，確定設(shè)計(jì)原則。避免在開工后產(chǎn)生意見分歧，影響工程進(jìn)度。

2.4 進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。要靈活運(yùn)用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理由，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，保障工程施工的經(jīng)濟(jì)性。要始終遵循“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)壓弱拉”原則，切勿隨意加大構(gòu)件的材料量，應(yīng)注意其延伸性能，加強(qiáng)其薄弱部位。與此同時(shí)，還應(yīng)考慮到平面與立面的位置關(guān)系，加強(qiáng)其抗震能力。然而在高層建筑物中，起控制作用的則不再同于低層建筑物中的豎向荷載，而是風(fēng)和地震作用的水平荷載。因此要綜合考慮多方面的因素，根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)所有已有的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析對(duì)比，從中形成最優(yōu)方案。

2.5 樹立創(chuàng)新意識(shí)，更新設(shè)計(jì)理念。要建立一支設(shè)計(jì)理念新穎、業(yè)務(wù)功底深厚的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者隊(duì)伍。以建筑智能化為契機(jī)，注重逐步調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隊(duì)伍的知識(shí)結(jié)構(gòu)；以科技為先導(dǎo)，全面提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者的素質(zhì)，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者的創(chuàng)新意識(shí)、服務(wù)意識(shí)、市場意識(shí)和競爭意識(shí)，有效發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者的積極性，設(shè)計(jì)出符合智能化要求的綠色環(huán)保、舒適安全、經(jīng)濟(jì)合理的作品。

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