淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

1、    淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題    張浙冰摘要：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是用結(jié)構(gòu)語(yǔ)言來(lái)表達(dá)工程師所要表達(dá)的東西。結(jié)構(gòu)語(yǔ)言就是結(jié)構(gòu)師從建筑及其它專業(yè)圖紙中所提煉簡(jiǎn)化出來(lái)的結(jié)構(gòu)元素，包括基礎(chǔ)、墻、柱、梁、板、樓梯、大樣圖等。然后用這些結(jié)構(gòu)元素來(lái)構(gòu)成建筑物或構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般在建筑設(shè)計(jì)之后， “受制”于建筑設(shè)計(jì)，但又“反制”建筑設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能破壞建筑設(shè)計(jì)，建筑設(shè)計(jì)不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力范圍。在實(shí)際工作中， 由于種種原因， 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員往往只注意到適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀，而忽略了便于施工。本文就對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法做出一些分析。關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑；概

2、念設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：tu318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a引言：隨著我國(guó)改革開(kāi)放的不斷深入和推進(jìn)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷繁榮，我國(guó)的工業(yè)民用建筑也不斷的得到發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想也隨著不斷的得到更新，建筑結(jié)構(gòu)的體系越來(lái)越多樣化，人們對(duì)建筑的功能需求也是越來(lái)越高，這就給設(shè)計(jì)者們下了一個(gè)大大的難題。設(shè)計(jì)一個(gè)適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的責(zé)任， 因此從建筑設(shè)計(jì)人員來(lái)看的話，建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程變得極其重要。本文就將通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程和一些基本的方法予以簡(jiǎn)要的闡述。1建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)眾所周知，建筑的結(jié)構(gòu)包括有很多，比如說(shuō)承重的梁柱、樓梯等等，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)就是要把這些要素通通的完美的整合

3、到一起，形成一個(gè)整體的建筑結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的階段大致上可以分為三個(gè)部分的內(nèi)容：第一，結(jié)構(gòu)方案的確定，即通過(guò)建筑所在地的地質(zhì)情況和抗震情況，和所需建筑的高度來(lái)確定建筑所需要的結(jié)構(gòu)形式。第二：建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算，這方面的計(jì)算包括很多的方面，比如說(shuō)風(fēng)的載荷、地震的載荷、結(jié)構(gòu)自身的載荷等等。另外，還應(yīng)該根據(jù)計(jì)算出來(lái)的載荷值和一些計(jì)算方法來(lái)確定構(gòu)件的截面，綜合計(jì)算出來(lái)的載荷值和構(gòu)件截面進(jìn)行彎矩、扭矩等一些內(nèi)力的計(jì)算。最后，通過(guò)對(duì)計(jì)算出來(lái)的構(gòu)件的內(nèi)力值和一些對(duì)構(gòu)件的要求和限制計(jì)算出構(gòu)件是否符合文件規(guī)范和要求。第三，就是根據(jù)以上計(jì)算出來(lái)的值對(duì)施工圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)和確定。2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的組成建筑的結(jié)構(gòu)方案不應(yīng)該是預(yù)

4、先設(shè)想的，所喜愛(ài)的某種形式，一般結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總可以有多種方案來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑師的構(gòu)想，而多種方案中通常必有一種相對(duì)更為經(jīng)濟(jì)、合理，作為方案技術(shù)比較和經(jīng)濟(jì)分析是一項(xiàng)必不可少的重要工作。2.1建筑結(jié)構(gòu)平面是否合理，豎向剛度、質(zhì)量是否均勻，柱網(wǎng)尺寸是否適當(dāng)，是決定結(jié)構(gòu)方案好壞和經(jīng)濟(jì)與否的關(guān)鍵。建筑物的平面及造型一般都是建筑師的工作，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)有時(shí)往往為投業(yè)主所好，標(biāo)新立異。結(jié)構(gòu)工程師處于比較被動(dòng)的地位，解決這一問(wèn)題的辦法，除了建筑師需要掌握基本的結(jié)構(gòu)知識(shí)，特別是抗震設(shè)防的概念外，結(jié)構(gòu)工程師在方案的前期，就應(yīng)該與建筑師共同商討，通力合作，密切配合，以實(shí)現(xiàn)建筑師在設(shè)計(jì)上的創(chuàng)新。有時(shí)如果能夠巧妙地運(yùn)用結(jié)構(gòu)體系，把它暴

5、露出來(lái)，反映不同功能系統(tǒng)相互配合，展示建筑的風(fēng)格，不但能取得經(jīng)濟(jì)效果而且會(huì)取得特有的多樣化的造型效果。2.2抗震設(shè)計(jì)中，影響整個(gè)結(jié)構(gòu)抗震能力的因素很多，如：結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力和變形性能;非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料性能及提供的強(qiáng)度儲(chǔ)備;結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造;結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;結(jié)構(gòu)的整體性能在經(jīng)受第一次地震后多次余震反復(fù)作用下的抗破壞能力。2.3概念設(shè)計(jì)是展現(xiàn)先進(jìn)設(shè)計(jì)思想的關(guān)鍵，一個(gè)結(jié)構(gòu)工程師的主要任務(wù)就是在特定的建筑空間中用整體的概念來(lái)完成結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計(jì)，并能有意識(shí)地處理構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。一般認(rèn)為，概念設(shè)計(jì)做得好的結(jié)構(gòu)工程師，隨著他的不懈追求，其結(jié)構(gòu)概念將隨他的年齡與實(shí)踐的增長(zhǎng)而越來(lái)越豐富，設(shè)計(jì)成果也

6、越來(lái)越創(chuàng)新、完善。遺憾的是，隨著社會(huì)分工的細(xì)化，大部分結(jié)構(gòu)工程師只會(huì)依賴規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)、計(jì)算機(jī)程序做習(xí)慣性傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，缺乏創(chuàng)新，更不愿(不敢)創(chuàng)新，有的甚至拒絕對(duì)新技術(shù)、新工藝的采納(害怕承擔(dān)創(chuàng)新的責(zé)任)。大部分工程師在一體化計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)全面應(yīng)用的今天，對(duì)計(jì)算機(jī)結(jié)果明顯不合理、甚至錯(cuò)誤而不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。隨著年齡的增長(zhǎng)，導(dǎo)致他們?cè)诖髮W(xué)學(xué)的那些孤立的概念都被逐漸忘卻，更談不上設(shè)計(jì)成果的不斷創(chuàng)新。3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法3.1地基的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。向來(lái)建筑結(jié)構(gòu)工程師都比較的重視地基與基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，因?yàn)樵谠撾A段的設(shè)計(jì)的好壞就會(huì)直接的影響到后續(xù)的設(shè)計(jì)工作，而且作為工程造價(jià)的決定性因素，地基與基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)也起著決定性

7、的作用，因此在這一個(gè)階段，應(yīng)該確保設(shè)計(jì)的萬(wàn)無(wú)一失。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格按照國(guó)家的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范當(dāng)中的要求和地方建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行，因此設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)前必須對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件和地方法規(guī)進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)。條基交叉處的基礎(chǔ)面積不能循環(huán)利用，注意隨時(shí)調(diào)整基礎(chǔ)的寬度。3.2結(jié)構(gòu)的計(jì)算和分析。在結(jié)構(gòu)的計(jì)算和分析階段既要準(zhǔn)確又要強(qiáng)調(diào)高效，因此結(jié)構(gòu)工程師在這一階段應(yīng)該對(duì)一些比較常見(jiàn)的問(wèn)題有一些清晰的認(rèn)識(shí)。第一，計(jì)算軟件的選擇。如果選擇的軟件不合適，不僅會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間和精力，還有可能對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的安全隱患。第二，要考慮到風(fēng)載荷與建筑自振周期的影響。第三，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算和設(shè)計(jì)。第四，振型的數(shù)目是否充足，因?yàn)樵谂f的規(guī)范

8、當(dāng)中，沒(méi)有提到振型參與系數(shù)的相關(guān)概念，因?yàn)槲覀冇?jì)算時(shí)應(yīng)該按照新的規(guī)范來(lái)操作，對(duì)計(jì)算結(jié)果中該振型參數(shù)進(jìn)行有效的判斷，從而決定要不要調(diào)整振型的數(shù)量。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)這也是設(shè)計(jì)人員應(yīng)該值得重視的問(wèn)題。3.3剪力墻的設(shè)計(jì)。剪力墻的布置必須做到均勻并且合理，使得整個(gè)建筑的質(zhì)心和剛心在同一個(gè)位置。對(duì)于大多數(shù)的小高層的建筑來(lái)說(shuō)，剪力墻的面比較的廣，量比較的大，因此應(yīng)該合理的控制住剪力墻的鋼筋配置，這點(diǎn)對(duì)于工程的安全性和經(jīng)濟(jì)意義是非常重大的。同時(shí)，按照規(guī)范，剪力墻應(yīng)該按照高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程設(shè)置邊緣型的構(gòu)件。在這邊本人認(rèn)為在邊緣構(gòu)件的配筋當(dāng)中，應(yīng)該區(qū)分剪力墻的受力特性及其區(qū)別，在設(shè)計(jì)當(dāng)中對(duì)于一個(gè)方向長(zhǎng)肢另

9、一個(gè)方向短肢的按照長(zhǎng)肢進(jìn)行配筋的做法是不可取的，在這里計(jì)算中另一個(gè)方向短肢不進(jìn)入剛度，則此時(shí)可以不再考慮短肢方向的影響，再者計(jì)算短肢的進(jìn)入剛度，那么在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該考慮方向短肢帶來(lái)的不利影響。4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題4.1箱、筏的陽(yáng)角問(wèn)題，因?yàn)殛?yáng)角面積在整個(gè)的基礎(chǔ)底板面積當(dāng)中所占的比較非常的小，因此可以砍成直角或者斜角等。4.2梁、板得跨度計(jì)算，在教科書(shū)當(dāng)中的一些常規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用在實(shí)際的扁梁當(dāng)中是不太合適的，在扁梁的結(jié)構(gòu)當(dāng)中，應(yīng)該把長(zhǎng)度計(jì)算至梁的中心位置。4.3挖基坑時(shí)，坑中心的地基土?xí)霈F(xiàn)反彈，回彈的地基土可以由人工予以清除，當(dāng)基礎(chǔ)較小時(shí)，坑底將會(huì)受到一個(gè)很大的約束，回彈的量就可以近視的忽略。當(dāng)基坑很大的時(shí)候，約束力就會(huì)比較的小，因此計(jì)算的時(shí)候應(yīng)該按照基底得壓力計(jì)算。4.4如果建筑的大部分房間都比較的小，就只是偶爾的幾個(gè)房間比較的大時(shí)，按照大房間的面積確定基礎(chǔ)板得厚度就會(huì)造成比較大的浪費(fèi)，但是如果按照小房間的來(lái)設(shè)計(jì)又會(huì)顯示出配筋時(shí)的困難。因此，對(duì)這一現(xiàn)象，在滿足承載力的要求時(shí)，可以按照小房間來(lái)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)板得厚度，然后在大房間當(dāng)中墊聚苯卸載。5結(jié)束語(yǔ)綜上所述、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)中最重要的一部分，是提高建筑安全的前提條件，人們對(duì)建筑設(shè)計(jì)的要求越