張大偉

（甘肅土木工程科學(xué)研究院甘肅省蘭州市730000）

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題解析

張大偉

（甘肅土木工程科學(xué)研究院甘肅省蘭州市730000）

當(dāng)前的建筑物不僅要存在使用價(jià)值，而且應(yīng)擁有美觀性。為此，要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)從可行性、安全性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性等方面進(jìn)行思量，還應(yīng)考慮美觀性。每一個(gè)設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合時(shí)代發(fā)展，充分利用空間資源，增加結(jié)構(gòu)的可靠性與合理性，全面提升整體生活水平。本文將結(jié)合工程實(shí)例，研究建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這一問(wèn)題，希望可推動(dòng)實(shí)踐活動(dòng)的開(kāi)展。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；常見(jiàn)問(wèn)題；解析

經(jīng)濟(jì)社會(huì)的前進(jìn)推動(dòng)了建筑業(yè)，為其帶來(lái)更寬廣的空間，實(shí)現(xiàn)了全面發(fā)展，并對(duì)建筑業(yè)提出全新標(biāo)準(zhǔn)，既要達(dá)到實(shí)用性標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)具有安全性與美觀性。為達(dá)到上述要求，我們應(yīng)密切留心建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。其好壞關(guān)乎著造價(jià)成本，影響著空間利用情況，決定著美觀性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)至關(guān)重要，屬于一項(xiàng)繁瑣的工程，涵蓋的內(nèi)容多，具有一定的專業(yè)性。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循的原則

建筑設(shè)計(jì)即遵循美觀性和實(shí)用性等要求，結(jié)合建筑地區(qū)的具體情況實(shí)施有效利用，借助建筑學(xué)設(shè)計(jì)知識(shí)開(kāi)展設(shè)計(jì)活動(dòng)。從設(shè)計(jì)理論層面來(lái)說(shuō)，一般體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)這兩方面。在實(shí)踐活動(dòng)中應(yīng)遵循下述原則：

1.1 選擇科學(xué)的計(jì)算簡(jiǎn)圖

計(jì)算簡(jiǎn)圖在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)活動(dòng)中占據(jù)著主要位置，其實(shí)際上為簡(jiǎn)化形式，關(guān)乎著建筑結(jié)構(gòu)的整體安全性。由此可知，開(kāi)展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)活動(dòng)時(shí)應(yīng)選擇科學(xué)的計(jì)算簡(jiǎn)圖，以免因計(jì)算簡(jiǎn)圖問(wèn)題帶來(lái)安全事故。

1.2 選擇適宜的基礎(chǔ)方案

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)同樣十分重要，開(kāi)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)全面考量周邊地質(zhì)和施工條件等因素。綜合來(lái)說(shuō)，應(yīng)從具體情況切入，參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，選擇適宜的基礎(chǔ)方案。

1.3 選擇有效的結(jié)構(gòu)方案

有效的結(jié)構(gòu)方案可為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作提供有利保障。由此可知，圍繞建筑結(jié)構(gòu)開(kāi)展設(shè)計(jì)活動(dòng)時(shí)應(yīng)需選擇有效的結(jié)構(gòu)方案，無(wú)論是建筑結(jié)構(gòu)形式，還是結(jié)構(gòu)體系都較為合理。

1.4 采取可行的構(gòu)造措施

為增加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效性，提升建筑結(jié)構(gòu)的牢固性，開(kāi)展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)活動(dòng)時(shí)應(yīng)采取可行的構(gòu)造措施。明確鋼筋實(shí)際錨固長(zhǎng)度，留心構(gòu)件的延性，思量溫度應(yīng)力作用。借助上述構(gòu)造措施能夠提升結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)活動(dòng)常見(jiàn)問(wèn)題

某工程項(xiàng)目一期建筑面積達(dá)到47925.65m2，其占地面積為1561.12m2，共計(jì)32層，且地下還有1層，為車庫(kù)，其總高度為99.6m。該工程的防火設(shè)計(jì)屬于一類，其耐火等級(jí)地上和地下都是一級(jí)，而地下室防水屬于二級(jí)。該工程選擇剪力墻結(jié)構(gòu)，它的一般示意圖見(jiàn)圖1。參照地質(zhì)勘察資料本工程選取L樁墩基礎(chǔ)，其樁徑為800、1200和1400。在實(shí)際施工過(guò)程，主要遇到了下述問(wèn)題：

圖1 剪力墻結(jié)構(gòu)的一般示意圖

2.1 建筑基礎(chǔ)選型不科學(xué)

建筑基礎(chǔ)選型至關(guān)重要，然而，大多數(shù)基礎(chǔ)選型，特別是高層建筑均不科學(xué)，對(duì)應(yīng)的地基承載力短缺，無(wú)法達(dá)到建筑變形標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，選型不科學(xué)將帶來(lái)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件無(wú)法合理調(diào)節(jié)差異沉降問(wèn)題，還可能帶來(lái)建筑項(xiàng)目自身的安全性低下的問(wèn)題，影響整體的質(zhì)量，縮短使用壽命。

2.2 設(shè)計(jì)圖紙過(guò)于簡(jiǎn)單

設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)完整、清晰闡明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的每一個(gè)問(wèn)題，并對(duì)建筑結(jié)構(gòu)類型和抗震設(shè)計(jì)等參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，現(xiàn)階段，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的大部分環(huán)節(jié)均需要進(jìn)一步完善，所用圖集不具備統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，且設(shè)計(jì)圖紙無(wú)法明確標(biāo)注結(jié)構(gòu)標(biāo)高等內(nèi)容，使得建筑施工陷入混亂局面，降低了整體質(zhì)量。

2.3 地下室外墻未進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)

地下室外墻設(shè)計(jì)最為重要，且在該環(huán)節(jié)極有可能出現(xiàn)各種問(wèn)題。由于地下室外墻的實(shí)際情況決定著建筑承載力，因此，在具體的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)嚴(yán)格要求。然而，該問(wèn)題并未得到高度重視，未全面思量地下水位和地下標(biāo)高等問(wèn)題，除會(huì)減小安全系數(shù)外，還可降低建筑質(zhì)量。片面關(guān)注含鋼率問(wèn)題，建筑企業(yè)的壯大促使部分建筑商為提高經(jīng)濟(jì)效益用成本縮減來(lái)?yè)Q取。因而，選擇低鋼率材料，且鋼結(jié)構(gòu)未刷防銹漆，影響了整體安全，降低了各方利益。

2.4 結(jié)構(gòu)框架配筋不合理

對(duì)建筑結(jié)構(gòu)而言，其框架配筋通常映射在框架柱的配筋與梁的配筋中。某些設(shè)計(jì)人員由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自身的工程量的制約，當(dāng)設(shè)計(jì)配筋時(shí)，通常憑借主觀經(jīng)驗(yàn)完成設(shè)計(jì)工作，忽略建筑物的實(shí)際情況與具體的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。高層建筑由于頂層承擔(dān)著一定的風(fēng)荷載，則在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程，頂層便應(yīng)具備優(yōu)良的配筋率。然而，在具體的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員大多未認(rèn)識(shí)到這一問(wèn)題，進(jìn)而引發(fā)安全隱患。另外，在結(jié)構(gòu)建模環(huán)節(jié)，通常未深入剖析和研究屋面梁的實(shí)際尺寸，使得最終的配筋量不滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 抗震設(shè)計(jì)不達(dá)標(biāo)

近幾年，地震災(zāi)害愈發(fā)頻繁，將會(huì)對(duì)生命財(cái)產(chǎn)造成巨大威脅。本工程以及當(dāng)前的建筑大部分均是高層建筑，進(jìn)而對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性提出較高的標(biāo)準(zhǔn)。一些設(shè)計(jì)者在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程，并未參照建筑物自身的抗震度標(biāo)準(zhǔn)，生搬硬抄，最終建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量也不理想。另外，建筑結(jié)構(gòu)抗震性未達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，且設(shè)計(jì)人員自身也不夠重視該問(wèn)題，極有可能引發(fā)質(zhì)量問(wèn)題。

3 解決對(duì)策

3.1 保證基礎(chǔ)選型適宜

在結(jié)構(gòu)選型環(huán)節(jié)，高度重視建筑外形設(shè)計(jì)問(wèn)題，密切觀察所處位置周邊的地質(zhì)條件。工作人員獲取相關(guān)圖紙后，禁止隨意開(kāi)展建模計(jì)算這一工作，正式著手前，需深入探究外形設(shè)計(jì)特性，明確項(xiàng)目的實(shí)際地質(zhì)條件。另外，還應(yīng)考量專業(yè)人員給出的意見(jiàn)，綜合權(quán)衡最終選擇理想的設(shè)計(jì)方案。

3.2 優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)圖紙

建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)由建筑設(shè)計(jì)圖紙來(lái)展現(xiàn)，同時(shí)，還是開(kāi)展施工活動(dòng)的基礎(chǔ)保障。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需認(rèn)真貫徹設(shè)計(jì)規(guī)范，禁止為一己之便省去關(guān)鍵信息。同時(shí)，提升在繁瑣和細(xì)微結(jié)構(gòu)方面的重視度。綜合來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)人員需保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，落實(shí)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作后，認(rèn)真審核，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的問(wèn)題，依托實(shí)際合理修正，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)圖紙。

3.3 規(guī)范設(shè)計(jì)外墻

設(shè)計(jì)外墻時(shí)需思量建筑的質(zhì)量，同時(shí)，聯(lián)系建筑項(xiàng)目當(dāng)前的地質(zhì)特性，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)基本尺寸設(shè)計(jì)任務(wù)。通常將墻面厚度控制在250mm之上，為防范裂縫問(wèn)題，合理規(guī)劃混凝土強(qiáng)度，至少應(yīng)超過(guò)C30等級(jí)。

3.4 科學(xué)計(jì)算配筋量

對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作而言，普遍面臨著配筋量不適宜的問(wèn)題，基于該問(wèn)題，為進(jìn)行改進(jìn)，則可通過(guò)箍筋附加達(dá)到這一目的。一般可面向梁下集中力部位增加附加筋，結(jié)合實(shí)際情況確定是否把附加筋調(diào)整在截面高度的范圍。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，若框架梁柱內(nèi)部混凝土的實(shí)際強(qiáng)度等級(jí)存在差異，則梁柱節(jié)點(diǎn)核心部位的混凝土可依據(jù)圖2進(jìn)行處理。

圖2 梁柱節(jié)點(diǎn)布置圖

3.5 增強(qiáng)抗震能力

一方面，依照當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況開(kāi)展框架設(shè)計(jì)工作，經(jīng)由系統(tǒng)的檢查明確地質(zhì)條件，除要增強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)能力外，也應(yīng)深入思量資本投入問(wèn)題，不僅要保證質(zhì)量，而且應(yīng)做好成本控制。另一方面，應(yīng)依照國(guó)家規(guī)范嚴(yán)格開(kāi)展。以本文中柱的抗震能力為例，首先，應(yīng)確保柱的截面尺寸滿足規(guī)范，若設(shè)計(jì)的柱存在顯著的剪應(yīng)力，則將會(huì)使柱面臨損壞問(wèn)題；若軸壓力與平均應(yīng)力對(duì)應(yīng)的比例偏大，則柱將會(huì)出現(xiàn)混凝土壓碎問(wèn)題，需將柱截面高與寬調(diào)整在300mm之上，以此來(lái)確保延性滿足規(guī)范。

4 結(jié)語(yǔ)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有系統(tǒng)性與綜合性。每一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員都應(yīng)具備深厚的理論知識(shí)，強(qiáng)烈的責(zé)任性和突出的邏輯思維。同時(shí)，明確建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)存問(wèn)題，深入探究，有效提升設(shè)計(jì)水平，不斷優(yōu)化現(xiàn)有作品，打造更多優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、可靠、安全的結(jié)構(gòu)形式。

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TU318

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1004-7344（2016）28-0326-02

2016-9-23

張大偉（1984-），男，漢族，甘肅寧縣人，工程師，本科，主要研究方向?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。