探討提高建筑結構設計水平的方法及措施

肖 昕，王廷廷

（1.廣東省電信規劃設計院有限公司，廣東 廣州 510630；2.廣州番禺職業技術學院，廣東 廣州 511487）

0 引言

隨著我國城市建設工作的不斷發展，以及建筑工程的創新和進步，建筑結構設計水平也需要不斷提高。現階段的相關建筑工程造型以及內部功能越來越豐富，所使用的建筑材料也越來越豐富。對于建筑工程結構設計工作人員來說，這是一個新的挑戰。為了面對新時代的新要求，相關的建筑結構設計人員需要不斷學習和創新，提升自身的綜合素質水平，從而進一步提升我國的建筑工程質量水平。而建筑工程現階段所涉及的領域更加廣泛，工作環節不斷細化，這都代表建筑工程的諸多環節不斷將復雜化。基于此，本文對提高建筑工程當中的結構設計水平的相關措施進行了研究[1]。

1 建筑結構設計工作中的重點

1.1 混凝土結構設計

在建筑工程中，混凝土結構設計是整個建筑結構設計工作最重要的環節。鋼筋混凝土是施工過程當中主要的施工材料，由于鋼筋混凝土本身的承重能力相比于其他材料更好，而且性價比較高，其在建筑工程實際施工過程中得到了廣泛的應用。在混凝土結構設計工作中，如果設計不夠合理或者與實際工程標準有些許偏差，很可能導致后期的工程質量出現較大問題，甚至引發更大的安全事故。混凝土結構設計對建筑結構的穩定性有著最直接的影響。除此之外，在初期的設計工作過程當中，需要確保混凝土結構設計選型的合理性，這也是混凝土結構設計工作的核心[2]。鋼筋混凝土如圖1 所示。

圖1 鋼筋混凝土

1.2 基礎結構設計

在基礎結構設計工作中，相關設計人員需要對實際工程的施工現場進行詳細的數據分析和地質勘查，對收集到的各類數據進行分析和總結，對土質狀況進行合理研究，然后再制定出一整套基礎結構設計方案，選擇一個符合實際工程的方案，為后續的建筑工程施工奠定良好的基礎。地基基礎設計工作對建筑工程整體質量水平有著十分關鍵的影響。在設計工作初期，需要根據地質勘查報告選擇合適的基礎類型。當確定好基礎選型后，需要對地基基礎上部的荷載效應進行數據分析和設計。除此之外，也需要充分考慮地基變形的相關因素，傳至基礎底面上的荷載效應必須按照正常使用的極限狀態下的荷載效應的準永久組合，不能夠將其歸類到風荷載和地震作用范圍之內[3]。基礎結構和基坑開挖分別如圖2、圖3 所示。

圖2 基礎結構

圖3 基坑開挖

1.3 砌體結構設計

在進行砌體結構設計工作時，需要根據實際工程的不同，選擇不同的砌體結構。由于砌體結構在建筑工程當中的種類繁多，針對不同的砌體，其設計的重點也有著一定程度的差異。通常情況下，對于混合承重的結構，其砌體主要選擇底層框架結構，這樣才能夠保證整體建筑的穩定性，而且其組織體系動力性能不同，抗震性能也有著較大的差異。如果將其應用在橫墻承重中，就需要保證橫墻具有一定程度的剛度，才能夠確保與其相應的抗震性能相吻合；如果應用在縱墻承重中，就需要保證縱墻的抗彎能力。根據不同的建筑類型和不同的應用場景，選擇對應的砌體結構，才能保證建筑結構的安全[4]。砌體結構如圖4 所示。

圖4 砌體結構

2 提高建筑結構設計水平的相關措施

2.1 加強概念設計

加強概念設計對建筑結構設計具有較大的意義。通常情況下，概念設計是基礎，然后通過符合實際工程的客觀規律和本質方法，可實現對所設計的相關工程的總體控制。從微觀角度上來講，概念設計實際上就是工程設計方案的確認和制定。而這個方案包括整體工程，所有的體系以及分支的每一個環節布局、處理方法和原則。建筑結構設計實際上是由結構設計師結合整體建筑工程的結構體系、受力分析以及工程的實際相關資料，然后再根據實際工程的外部條件，綜合制定一個合適的結構設計方案，其中包括結構體系結構不良以及構造預處理原則和相關計算方法等。通過結構設計師的分析，確定結構的合理性之后再進行總結，完成整體工程結構的方案制定。概念設計決定了整體工程的方向，能夠保證工程在施工過程中不會出現原則性錯誤，保證每一個工作環節的準確性，為工程的質量水平奠定了重要的基礎。之所以要強調概念設計，主要原因是我國建筑工程行業發展迅速，人們生活質量水平提升，對建筑工程的要求和標準也在不斷提高，舒適性和安全性的需求在不斷提升。概念設計能夠在工程開展之前，將建筑工程的安全標準進行預制定，在這個基礎上，為后續工程安全標準的提升和個性化色彩的定制提供幫助。概念設計能夠從根源上提升建筑結構設計的質量水平，在對實地環境進行調查分析并將整理研究數據后，制定與環境相適宜的建筑結構設計方案，并且可以利用建筑信息模型（building information modeling, BIM）技術將其模型化。我國的科學技術水平在不斷提升，在建筑的結構設計中可以充分利用各種高新科技，例如，借助計算機技術以及BIM 技術對其進行模擬和分析，能夠為建筑結構設計提供幫助[5]。建筑結構概念設計如圖5 所示。

圖5 建筑結構概念設計

2.2 加強創新，引進高新科技和優質建筑材料

隨著我國步入互聯網新時代，國家的科學技術水平也在不斷地發展和提升，通過引進高新科技并堅持不斷創新，能夠使傳統的建筑結構設計得到快速的發展。提高結構設計水平，就是要讓現階段的設計方案在之前的基礎上水準和合理性，實現成本更加節約和更高的性價比。達到最高的創新能夠使傳統的建筑結構設計出現新的方向，為建筑工程行業注入新鮮血液。但是就現階段的建筑工程來看，要想在傳統的建筑結構設計工作上得到較大程度的創新，仍然存在諸多困難。通過相關建筑工程管理部門大力推行新材料、新技術以及新結構設計方案，以及相關的科研人員不斷的試驗和實踐，得到了更多能夠提升建筑結構設計水平的方案和相關建筑材料。在實際建筑工程中，結構設計師大膽和積極地采用這些新的設計方案及建筑材料，使得建筑結構設計水平在新時代環境背景下、在保證符合當地實際地理條件的基礎上，得到了明顯的提升。通過科研和創新，建筑結構設計的工具和材料得到了不斷改善和優化，建筑工程整體得到最大程度的改進。另外，設計工作人員需要不斷提升自身專業素養，借助各種機會和方法不斷提高自身的能力，不斷豐富自己的專業知識，夯實理論基礎，才能夠在日后的建筑結構設計工作中發揮得更好，提升設計的水平，推動我國建筑工程行業的發展。在輔助相關工作人員進行建筑結構設計工作方面，還需要結合我國相關的設計軟件，利用高新科技不斷加強虛擬化技術，帶動我國建筑結構設計工作的發展。高新科技在建筑結構中的應用如圖6 所示。

圖6 高新科技在建筑結構中的應用

2.3 結合當地地理環境因素進行結構設計

在建筑結構設計工作中，當地地質情況對工程的質量水平影響很大，所以需要對環境因素給予足夠的重視，并且對當地實際地理情況進行仔細的勘察和數據分析。在考慮環境因素的過程中，需要相關人員對當地水文地質氣象等多個情況進行全方位的數據收集和分析，并對其進行總結和評估，在環境因素基礎之上進行建筑結構設計，確保每一項工程都能夠在符合當地地質情況的基礎上有序順利地進行，而這也是提升建筑結構設計水平的重點所在。水文地質分析需要具體的工程勘察。但是現階段我國的建筑工程實際方案設計容易忽略水文地質問題，水文地質的主要關鍵點在于其地下水，它不僅是土壤地質的組成成分，而且對巖土工程有著最為直接的影響。除此之外，在基礎工程設計工作開展過程中，水文地質條件也是其主要的考慮因素，會直接影響建筑物的穩定性以及耐久性，因此需要對水文地質問題給予足夠的重視[6]。

3 結語

近些年，我國建筑工程不斷發展和進步，想要得到進一步的提升，建筑結構設計的完善十分關鍵。在建筑工程中，建筑結構設計對建筑的安全性以及穩定性有著極大程度的影響。為了保證我國建筑工程能夠實現持續性發展，需要不斷提升建筑結構設計的水平，相關的建筑結構設計工程人員需要不斷學習和創新，面對新時代的挑戰，不斷提升自我，在實際建筑結構設計工作過程中持續進步，才能夠有效地提升建筑結構設計的水平。