建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題與對(duì)策分析

劉士豪

摘 要：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作在高層建筑工程中尤為重要，為了盡可能提升高層建筑的穩(wěn)定性、安全性以及抗震性能，就需要做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，需要保障設(shè)計(jì)方案的優(yōu)良、計(jì)算簡圖和分析計(jì)算結(jié)果的合理性，并且在設(shè)計(jì)的過程中，需要將整個(gè)建筑工程的施工環(huán)節(jié)都考慮進(jìn)去，方能保障整個(gè)建筑工程的施工質(zhì)量以及施工效率。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);問題;對(duì)策

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以分為2部分：1）上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，需要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員結(jié)合建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案確定結(jié)構(gòu)體系，對(duì)結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行明確，做好結(jié)構(gòu)平面布置，并依照自身經(jīng)驗(yàn)初步確定結(jié)構(gòu)中各個(gè)構(gòu)件的截面尺寸，對(duì)結(jié)構(gòu)荷載進(jìn)行計(jì)算的同時(shí)，分析荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，明確荷載效應(yīng)組合，最終得到合理的構(gòu)件截面尺寸。2）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要求設(shè)計(jì)人員能夠結(jié)合建筑工程地質(zhì)勘察報(bào)告及上部結(jié)構(gòu)類型，計(jì)算上部結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)，確定建筑基礎(chǔ)形式（深基坑基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)等）。另外，為了保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性，需要對(duì)建筑基礎(chǔ)底面積以及承載能力進(jìn)行驗(yàn)算，對(duì)基礎(chǔ)內(nèi)力和配筋進(jìn)行計(jì)算。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題分析

2.1設(shè)計(jì)圖紙不夠合理

設(shè)計(jì)圖紙保證整體建筑工程的順利進(jìn)行，合理且適配的建筑設(shè)計(jì)圖紙一定要科學(xué)的設(shè)計(jì)建筑工程建筑的所有環(huán)節(jié)，例如，結(jié)構(gòu)類別的選定、抗震設(shè)計(jì)和建筑材料選定等。不過，當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全過程中，一些建筑設(shè)計(jì)并不合乎規(guī)范，綜合表現(xiàn)在下述幾部分。平面配筋圖里運(yùn)用的圖集不夠規(guī)范，結(jié)構(gòu)標(biāo)高、梁柱編號(hào)等內(nèi)容不夠清楚，導(dǎo)致具體建筑施工全過程里存在混亂現(xiàn)象，乃至于出現(xiàn)部分不應(yīng)出現(xiàn)的建筑事故，這都是由于設(shè)計(jì)圖紙不夠清晰合理，設(shè)計(jì)人員與施工人員沒有良好地溝通所致。

2.2設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)不充分

整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全過程里，許多的設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)不足，致使設(shè)計(jì)不科學(xué)。隨著科技水平的提升，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也獲得了有效應(yīng)用和推廣。整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全過程里，運(yùn)用有關(guān)軟件可以為整個(gè)設(shè)計(jì)工作供應(yīng)幫助，既能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)工作的勞動(dòng)強(qiáng)度減少，同時(shí)也可以大幅度提高設(shè)計(jì)人員的工作成效和質(zhì)量。不過，設(shè)計(jì)人員在運(yùn)用軟件的全過程里，一定要合乎有關(guān)規(guī)范性要求和運(yùn)用條款，而當(dāng)前，許多的設(shè)計(jì)人員可以熟練的運(yùn)用設(shè)計(jì)軟件，不過本身工作經(jīng)驗(yàn)不足，例如，設(shè)計(jì)人員對(duì)于整個(gè)區(qū)域的混凝土厚度、收縮量理解等存在一定的誤區(qū)，在不夠了解實(shí)況和需求之下，運(yùn)用軟件設(shè)計(jì)的時(shí)候，一般會(huì)有理論模型和具體實(shí)況不相符的情況，不能夠確保整個(gè)建筑工程的安全性、耐久性。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員想要省去時(shí)間，在多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全過程里一般會(huì)存在運(yùn)用不合理情況，對(duì)屋面梁、下層梁運(yùn)用的是一致的結(jié)構(gòu)模式，同時(shí)也關(guān)注橫向結(jié)構(gòu)模式，進(jìn)而對(duì)縱向結(jié)構(gòu)模式有所忽略，致使建筑結(jié)構(gòu)模式不能將具體需求滿足，造成建筑工程質(zhì)量的一些不利影響。

2.3建筑基礎(chǔ)性造型不夠合理

地基可以為建筑結(jié)構(gòu)需要的安全性、穩(wěn)定性等有所保障，擔(dān)負(fù)著建筑的綜合重力。所以，建筑基礎(chǔ)性結(jié)構(gòu)其施工質(zhì)量對(duì)整個(gè)建筑工程的綜合質(zhì)量發(fā)揮著決定性作用，特別是在基礎(chǔ)性選型里，一定要確保建筑施工要求的安全性。不過，因?yàn)闋可娴娜藛T選型合理性不夠，致使地基具體的承載力不能夠充分滿足建筑物具體要求，而后期的施工全過程里也存在著不均勻沉降、側(cè)移等情況，如此既會(huì)影響到建筑結(jié)構(gòu)的綜合安全性，也會(huì)讓建筑物的運(yùn)用年限有所減少。所以，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性予以重視，合理的實(shí)施建筑基礎(chǔ)性選型。

2.4圖紙信息在表達(dá)上不夠全面

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙涵蓋了建筑施工中的種種需要信息，進(jìn)而保障了整體建筑工程的順利施工。而在設(shè)計(jì)圖紙中存在著許多的微小問題的時(shí)候，會(huì)讓建筑具體施工存在隱患，造成建筑結(jié)構(gòu)要求的安全性、功能性等產(chǎn)生影響。當(dāng)前階段，設(shè)計(jì)人員需要在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的時(shí)候，沒有必須的工作標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)不夠或是存在工作失誤，造成確定施工里要求用到的重要信息，例如，結(jié)構(gòu)抗裂等級(jí)和材料屬性、地下地上的建筑標(biāo)高等，致使現(xiàn)場(chǎng)施工人員肆意施工，讓建筑工程質(zhì)量存在較大隱患。

3處理建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題的有效對(duì)策

3.1合理安排建筑物的布局

工程設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行高層建筑物主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中需要依照地基具體情況及建筑物的主要功能需求等等條件科學(xué)設(shè)計(jì)高層建筑物的外型，最大限度地使用相對(duì)來講比較規(guī)則的幾何形狀，比如圓形或者矩形等等，科學(xué)布置建筑物平面布局，盡量確保高層建筑物重量處于均衡分布的狀態(tài)。在高層建筑主體中設(shè)計(jì)抵抗側(cè)向應(yīng)力的構(gòu)件，防止建筑主體結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)的情況。例如在高層建筑物內(nèi)部的凹角部位避免設(shè)計(jì)樓梯間及電梯間，保持建筑物主體結(jié)構(gòu)內(nèi)部的剛度載荷分布處在相對(duì)均勻的狀態(tài)，防止高層建筑發(fā)生扭轉(zhuǎn)的狀況。

3.2科學(xué)選取計(jì)算參考圖紙和相關(guān)結(jié)構(gòu)模式

工程設(shè)計(jì)人員合理選取計(jì)算參考圖紙是確保高層建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果安全的基礎(chǔ)。在建設(shè)方案選取時(shí)需要使用和計(jì)算參考圖紙相對(duì)應(yīng)的方案，在進(jìn)行構(gòu)件的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，必須保證計(jì)算參考圖紙的誤差值控制在規(guī)定的范圍之內(nèi)。另外在選取建筑物主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案時(shí)不但需要參考其外觀形狀，還要參考相關(guān)設(shè)計(jì)方案的可行程度及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是否合理，選取的設(shè)計(jì)方案需要符合建筑主體結(jié)構(gòu)外觀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的相關(guān)規(guī)定和需求。特別是對(duì)于荷載及其受力情況進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要遵照傳力系統(tǒng)簡明、受力狀態(tài)均勻清晰的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，防止出現(xiàn)受力集中導(dǎo)致建筑物的主體結(jié)構(gòu)剛度受到影響的情況。

3.3科學(xué)設(shè)置抗風(fēng)的相關(guān)結(jié)構(gòu)

相關(guān)設(shè)計(jì)人員為了讓高層建筑物的抗風(fēng)設(shè)計(jì)符合穩(wěn)定性方面的標(biāo)準(zhǔn)，在抗風(fēng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中需要完成如下優(yōu)化設(shè)計(jì)的工作任務(wù)：（1）基礎(chǔ)優(yōu)化。只有基礎(chǔ)堅(jiān)實(shí)，上方的建筑結(jié)構(gòu)才可以安全穩(wěn)定。因此，高層建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程必須科學(xué)選定混凝土的級(jí)別和配比，使用級(jí)別和配比較高的砂石，加大基礎(chǔ)持力層厚度尺寸，增加抗拔錨桿用來提升基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。（2）減輕氣流的水平荷載和風(fēng)力對(duì)于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性帶來的影響。風(fēng)力可能使得高層建筑內(nèi)部出現(xiàn)水平的內(nèi)應(yīng)力，此應(yīng)力和風(fēng)的水平荷載合成后，會(huì)對(duì)高層建筑的穩(wěn)定性帶來破壞。因此，高層建筑物必須采用高性能的水泥混凝土原材料，杜絕產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的內(nèi)應(yīng)力。

3.4重視建筑物的抗震設(shè)計(jì)

高層建筑物的抗震方面可應(yīng)用如下方案：（1）在高層建筑物內(nèi)部進(jìn)行科學(xué)排布抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)件。高層建筑物主體結(jié)構(gòu)保證水平層面對(duì)稱性的條件下，可在某種程度上減少建筑物在地震過程中被破壞的概率。因此，需要合理設(shè)置高層建筑內(nèi)部的水平層面結(jié)構(gòu)件，使得應(yīng)力分布狀態(tài)得以形成，增強(qiáng)高層建筑物主體結(jié)構(gòu)連續(xù)性特征。并且增加豎向的側(cè)力結(jié)構(gòu)件，提高建筑物的抗震等級(jí)。（2）增強(qiáng)地基結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)。高層建筑物的地基結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生的時(shí)候容易被破壞，導(dǎo)致建筑主體發(fā)生更大的損傷。可增加高層建筑物樁基的深度數(shù)值，保持其余上部結(jié)構(gòu)保持良好的聯(lián)動(dòng)特性，進(jìn)而增加建筑物的抗震等級(jí)。

結(jié)束語：

綜上所述，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作較為繁雜，涉及的方面較多，除了在設(shè)計(jì)工作中需要考慮到建筑工程施工的可行性以及施工質(zhì)量意外，還要盡可能的提高施工質(zhì)量，降低施工成本，以此促進(jìn)施工行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉有權(quán).高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題及對(duì)策分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（36）：94-95.

[2]劉竹青.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題及對(duì)策[J].門窗，2019（15）：143.

[3]艾凱，楊潔.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題及對(duì)策[J].中國住宅設(shè)施，2020（1）：8-9.

[4]蔡偉.高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題及對(duì)策分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2019（6）：81.