房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

*通訊作者：劉科建，1980年3月，男，漢族，陜西咸陽(yáng)人，現(xiàn)任中顯規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院（西安）有限公司土建室部長(zhǎng)，中級(jí)工程師，本科。研究方向：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

摘? ? 要：近些年，受到我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的影響，許多城市為了謀求更好的發(fā)展，加快了其城市化建設(shè)的腳步。這也就使城市內(nèi)部房屋建筑越來(lái)越多。為了有效地提升房屋建筑工程的建筑施工質(zhì)量，施工前對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行合理的優(yōu)化，以控制工程建筑的整體方向。同時(shí)，為了更好地確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化質(zhì)量，為企業(yè)節(jié)約施工成本，降低資源消耗，可根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況制定優(yōu)化方案。本文主要闡述了優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性，分析現(xiàn)階段房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的共性問(wèn)題，并提出最優(yōu)提升方案。

關(guān)鍵詞：房屋建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)優(yōu)化;措施要求

Abstract： In recent years， due to the rapid development of China’s economy， many cities have accelerated their urbanization construction in order to seek better development， which makes more and more urban housing buildings. In order to effectively improve the construction quality of housing construction engineering， the structural design of housing construction shall be reasonably optimized before construction， so as to control the overall direction of engineering construction. At the same time， in order to better ensure the optimization quality of building structure design， save construction costs and reduce resource consumption for enterprises， the optimization scheme can be formulated according to the actual situation of the project. This paper mainly expounds the importance of optimizing the building structure design， analyzes the common problems existing in the building structure design at the present stage， and puts forward the optimal promotion scheme.

Keywords： Building structure; Design optimization; Measure requirements

一、引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在建筑結(jié)構(gòu)安全性能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后，建筑物的裝飾作用也逐漸成了大家重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象[1]。例如，水立方、鳥(niǎo)巢、東方明珠。這些建筑在實(shí)現(xiàn)自身功能的同時(shí)還可以美化城市。隨著科技的全球一體化發(fā)展，許多新型技術(shù)涌入建筑市場(chǎng)，被應(yīng)用到了建筑工程施工過(guò)程中，效果顯著。先進(jìn)的技術(shù)完全替代了傳統(tǒng)式施工工藝，不僅解決了許多施工難題，也大大提升了施工效率，同時(shí)降低了施工成本。在這種施工背景下，也就對(duì)施工前的勘察和設(shè)計(jì)人員提出了新的要求，即結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在保證安全質(zhì)量的前提下如何滿足市場(chǎng)要求。

二、進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的意義

房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)最重要的意義，就是可以降低企業(yè)投入成本，為企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。例如，通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化，解決多層建筑采光較差的問(wèn)題，可以減少建筑物采光的成本投入[2]。由此可見(jiàn)，房屋建筑結(jié)構(gòu)中優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是降低成本的有效措施。

除此之外，優(yōu)化設(shè)計(jì)還可以提升材料的利用率，從而為企業(yè)帶來(lái)利潤(rùn)。例如，在進(jìn)行高層設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)建筑物自身的特性進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果該建筑物為高層住宅，那么在設(shè)計(jì)時(shí)就需要考慮樓層的高度，消防安全高度，水電管道等。這些都會(huì)影響建筑的整體成本。所以，進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，可以提升土建施工項(xiàng)目的有效運(yùn)轉(zhuǎn)率，也可以使建筑工程的施工質(zhì)量達(dá)到預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)，在為企業(yè)節(jié)約成本的同時(shí)也推動(dòng)了房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展。

三、進(jìn)當(dāng)前房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

（一）設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)圖紙認(rèn)識(shí)的不全面

圖紙?jiān)诮ㄖ┕み^(guò)程中起到的決定性的作用。現(xiàn)場(chǎng)的施工依據(jù)除了參照國(guó)家制定的相關(guān)法律規(guī)范之外，還需要依據(jù)圖紙進(jìn)行施工[3]。許多質(zhì)量事故的發(fā)生就是因?yàn)榍捌跊](méi)有認(rèn)真的對(duì)施工圖紙進(jìn)行分析和詳細(xì)的研究，施工過(guò)程中未按照?qǐng)D紙施工，而引發(fā)安全質(zhì)量事故。從我國(guó)現(xiàn)階段房屋工程建設(shè)情況來(lái)看，許多施工單位沒(méi)有在施工前組織相關(guān)人員進(jìn)行圖紙會(huì)審，多數(shù)會(huì)審質(zhì)量不高。這就導(dǎo)致了施工單位在施工過(guò)程中不夠嚴(yán)謹(jǐn)，無(wú)法嚴(yán)格按照?qǐng)D紙所標(biāo)注的施工要求進(jìn)行施工。

但圖紙也不代表“圣旨”，也會(huì)存在設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，這就需要提升圖紙?jiān)O(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)和專業(yè)技能。設(shè)計(jì)人員自身專業(yè)技能不符合崗位需求，缺乏一定的工作經(jīng)驗(yàn)，出現(xiàn)了圖紙?jiān)O(shè)計(jì)錯(cuò)誤，如果不能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)給后續(xù)施工帶來(lái)非常嚴(yán)重的負(fù)面影響，同時(shí)也會(huì)降低圖紙?jiān)谑┕み^(guò)程中的指導(dǎo)價(jià)值。

（二）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不符合實(shí)際情況

一些經(jīng)驗(yàn)不足的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作人員在整個(gè)圖紙的設(shè)計(jì)過(guò)程中無(wú)法綜合考量。這也是目前圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中最常見(jiàn)的問(wèn)題，許多設(shè)計(jì)人員沒(méi)有施工經(jīng)驗(yàn)，只是參照相關(guān)資料進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出的圖紙過(guò)于“理想化”沒(méi)有考慮到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。導(dǎo)致了圖紙?jiān)O(shè)計(jì)不符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況[4]。設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，參考勘察等其他前期單位所提供的報(bào)告，設(shè)計(jì)出符合施工現(xiàn)場(chǎng)的結(jié)構(gòu)，同時(shí)合理的預(yù)估各類結(jié)構(gòu)及施工工序，以確保設(shè)計(jì)科學(xué)合理。

（三）整體性比較差

隨著我國(guó)建筑物的種類、結(jié)構(gòu)越來(lái)越多，相關(guān)的問(wèn)題也就凸顯出來(lái)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體性較差。為了能夠解決相關(guān)問(wèn)題，許多企業(yè)制定了不同的區(qū)域設(shè)計(jì)計(jì)劃。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體性較差主要體現(xiàn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮建筑物的整體協(xié)調(diào)，不僅會(huì)降低建筑物自身的安全性，降低使用者的幸福感，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致建筑物與周圍“格格不入”。除此之外，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理還會(huì)造成一定的環(huán)境污染或能源浪費(fèi)。

（四）細(xì)節(jié)不夠完善

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建筑物的主體設(shè)計(jì)是比較重要的部分，因此建筑物的一些細(xì)節(jié)會(huì)被忽略，這些被忽視的細(xì)節(jié)往往會(huì)暗藏許多的風(fēng)險(xiǎn)。例如，對(duì)嵌入組件進(jìn)行施工時(shí)，沒(méi)有提前判斷該組件對(duì)于建筑整體平衡性的影響，導(dǎo)致內(nèi)部空間保留不充足，對(duì)建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響。這些都是細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)不到位帶來(lái)的連鎖反應(yīng)，不僅會(huì)導(dǎo)致建筑物最終完工后無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果，還會(huì)縮短建筑物的使用年限。嵌入式組件的問(wèn)題是房屋建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題，這些常見(jiàn)問(wèn)題設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)重視。

（五）承重柱的截面設(shè)計(jì)得不科學(xué)

在房屋建筑結(jié)構(gòu)中，需要科學(xué)合理的設(shè)置承重柱來(lái)支撐整個(gè)建筑，承重柱的橫截面積與承載能力息息相關(guān)。但在實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)過(guò)程中，將承重柱的橫截面積控制在最低要求內(nèi)，以達(dá)到降低成本的目的。承重柱的受力面積減小。梁和柱之間的剛性比就會(huì)出現(xiàn)變化，這一變化看似細(xì)微卻可能會(huì)影響整個(gè)建筑的整體承重能力。

（六）橫挑梁的荷載設(shè)計(jì)偏小

在對(duì)建筑橫挑梁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員往往只關(guān)注橫挑梁的強(qiáng)度，忽略了橫挑梁的荷載。在房屋建筑結(jié)構(gòu)中梁所承載的力多數(shù)為豎直方向上的力，多作用在梁的截面上方，若梁的荷載值達(dá)不到要求，梁體內(nèi)部受力后就會(huì)產(chǎn)生裂縫，從而影響建筑物的穩(wěn)定性。橫挑梁的荷載設(shè)計(jì)強(qiáng)度相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表1。

四、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施

（一）明確房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)及結(jié)構(gòu)拼接方式

在施工單位正式施工前，業(yè)主單位可以要求第三方單位按照行業(yè)內(nèi)部相關(guān)要求對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行前期調(diào)研，并形成一份數(shù)據(jù)準(zhǔn)確有效的勘察報(bào)告。之后設(shè)計(jì)人員根據(jù)相關(guān)報(bào)告，嚴(yán)格準(zhǔn)確地對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)承載力進(jìn)行計(jì)算。在保證計(jì)算的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠后，進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，明確結(jié)構(gòu)之間的拼接方式這樣可以避免因前期勘察工作不到位而設(shè)計(jì)出的圖紙不符合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求。

主梁的拼接形式如圖1所示。

（二）合理設(shè)計(jì)承重柱的截面

承重柱承載著建筑物的主要重力，所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定的要求，設(shè)置合理的承重柱橫截面積。承重柱橫截面積增加影響的不只是其自身的受力能力，還會(huì)增加施工成本，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也要隨著承重柱參數(shù)的變化而進(jìn)行一定的調(diào)整。這就需要設(shè)計(jì)人員具有一定的專業(yè)知識(shí)。合理地設(shè)置承重柱的參數(shù)，在保證質(zhì)量的前提下節(jié)約成本，才是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的。

（三）合理設(shè)計(jì)挑梁承重

挑梁也是建筑結(jié)構(gòu)中重要的承重結(jié)構(gòu)，其參數(shù)也會(huì)影響建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。例如，對(duì)挑梁進(jìn)行加固可以有效地保障工程質(zhì)量，不過(guò)會(huì)增加一定的經(jīng)濟(jì)成本。

（四）加強(qiáng)溝通和交流

在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前及施工過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)與業(yè)主單位召開(kāi)設(shè)計(jì)研討會(huì)，明確設(shè)計(jì)的方向和最終目的，掌握設(shè)計(jì)過(guò)程中的特殊要求并盡可能地滿足。想要使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)揮其最大價(jià)值，要加強(qiáng)相關(guān)部門(mén)之間的溝通及與業(yè)主單位的溝通，并相互配合，提升設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率，保障設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行。

五、結(jié)束語(yǔ)

由上文的分析可得出，在土木工程建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，利用新型的科學(xué)技術(shù)、提升人員綜合素質(zhì)、加強(qiáng)相關(guān)部門(mén)的溝通交流，可以有效地提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。此外，在對(duì)土木工程建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)初期，要嚴(yán)格把控其工作質(zhì)量，特別是要對(duì)細(xì)節(jié)把控到位。一些細(xì)節(jié)的缺失，很有可能帶來(lái)較為嚴(yán)重的后果。同時(shí)還應(yīng)該提升設(shè)計(jì)人員的專業(yè)技能，避免出現(xiàn)低級(jí)錯(cuò)誤影響施工單位的施工進(jìn)度。

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