淺談提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的措施

1、淺談提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的措施    建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計在很大程度上影響著建設(shè)工程的安全可靠、美觀實用、 施工難度 、工程造價等諸多品質(zhì)，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量一直以來都是結(jié)構(gòu)工程師最為關(guān)注的話題之一。 同時，項目的特殊要求、 施工環(huán)境的變化以及結(jié)構(gòu)設(shè)計人員水平上的差異等諸多因素都與結(jié)構(gòu)設(shè)計的出圖質(zhì)量密切相關(guān)。 為了盡可能避免設(shè)計圖紙上出現(xiàn)“ 漏 、碰 、錯、 缺” ， 相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)工作者應(yīng)當通過有效的措施盡可能提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容1、整體設(shè)計整體設(shè)計包括結(jié)構(gòu)體系的選擇、柱網(wǎng)的布置、剪力墻的分布、基礎(chǔ)的選型等。 整體設(shè)計一般分

2、主體和基礎(chǔ)兩部分進行。 設(shè)計人員根據(jù)建筑物性質(zhì)、高度、重要程度、當?shù)氐目拐鹪O(shè)防烈度、風力等條件來選擇合適的結(jié)構(gòu)體系，是采用磚混結(jié)構(gòu) 、框架結(jié)構(gòu)、 框剪結(jié)構(gòu)、框支結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)，還是巨型框架等;選定結(jié)構(gòu)體系后，就要具體決定柱 、梁、剪力墻的分布和尺寸等;在進行主體結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算后，主體結(jié)構(gòu)底截面的內(nèi)力成了基礎(chǔ)選型和計算的重要依據(jù)?；A(chǔ)部分主要根據(jù)上部結(jié)構(gòu)計算結(jié)果，結(jié)合項目所在地的地質(zhì)條件、抗震烈度等因素，確定基礎(chǔ)形式。因項目所在地的地質(zhì)條件差異比較大，所以上部結(jié)構(gòu)相同或者類似的建筑，基礎(chǔ)形式可能有很大不同。例如在地質(zhì)條件好，地基承載力高的地區(qū)，十層以下的建筑物基本都能采用天然基礎(chǔ)，而在地質(zhì)條件差的

3、區(qū)域則大多需要采用樁基礎(chǔ)。例如：天津濱海新區(qū)的部分區(qū)域，即使2-3層的建筑物也需要采用樁基。因基礎(chǔ)形式受地質(zhì)條件影響，各區(qū)域差異較大。2、部件設(shè)計進行整體設(shè)計后，就要進行部件設(shè)計 。部件設(shè)計是指柱、 梁 、板、 墻(剪力墻)和塊體這五種部件的內(nèi)力和配筋計算。 梁和柱一般可看作細長桿件，內(nèi)力情況與計算體系相符合;單向板可簡化為單位寬度的梁來計算，雙向板的計算理論也較成熟;異型板的受力及計算較為復(fù)雜，應(yīng)盡量避免;對于單片的剪力墻，一般把它假設(shè)作薄壁柱來近似計算，有時要考慮翼緣的作用;對于筒體結(jié)構(gòu)中的剪力墻則要用空間力學的方法來計算 。塊體不同于梁、 柱、 板、 墻，它在空間三個方向的尺寸都比較大，

4、難以視作細長桿件或簡化為平面體系來計算。 如獨立基礎(chǔ)，樁的承臺，深梁等都是塊體，受力情況很復(fù)雜，難以精確分析，所以在計算中往往采用提高安全系數(shù)，采取一些構(gòu)造措施來保證安全性。二、 提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的措施1、 重視概念設(shè)計所謂的概念設(shè)計就是運用清晰的結(jié)構(gòu)概念,不經(jīng)數(shù)值計算,依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機理 、震害、實驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想，對結(jié)構(gòu)及計算結(jié)果進行正確的分析，并考慮結(jié)構(gòu)實際受力狀況與計算假設(shè)間的差異，對結(jié)構(gòu)和構(gòu)造進行設(shè)計，使建筑物受力更合理、安全、協(xié)調(diào)。在建筑設(shè)計的方案階段， 根據(jù)經(jīng)驗和專業(yè)設(shè)計理論，在腦海中進行一個 “優(yōu)化”過程，運用

5、概念設(shè)計方法可以迅速、有效地對結(jié)構(gòu)體系進行構(gòu)思、比較與選擇，同時幫助建筑師開拓或?qū)崿F(xiàn)建筑物所想要的空間形式及其使用 、構(gòu)造與形象功能,，并以此為目標與建筑師一起確定建筑的總體結(jié)構(gòu)體系，明確總體結(jié)構(gòu)體系與分體結(jié)構(gòu)體系的最優(yōu)受力方案。所得方案往往概念清晰、定性正確，避免了后期設(shè)計階段一些不必要的煩瑣運算，具有較好的經(jīng)濟可靠性。同時，這也是判斷計算機內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。概念設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心和靈魂 ，它統(tǒng)領(lǐng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的全過程，貫穿著設(shè)計工程師的知識水平和設(shè)計水平。運用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計從整體上把握結(jié)構(gòu)的各項性能，這樣才能對計算分析結(jié)果進行科學的判斷 、合理的采用，保證了工程師在設(shè)計中的主導

6、地位。2、做好資料收集工作 ，認真確定計算參數(shù)對于建筑工程來講 ，由于其所處的地理位置 ，決定了在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時所涉及的具體參數(shù)會存在一定的特殊性。例如 ，不同地區(qū)具有不同的風壓、雪壓、地震強度、土壤類別等 ，因此 ，在進行參數(shù)的選取和計算時應(yīng)充分考慮這些因素。另外 ，對于比較特殊的建筑 ，還必須根據(jù)試驗和以往類似工程的一些經(jīng)驗來確定有關(guān)參數(shù)的取值。在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計前 ，要盡量收集與設(shè)計相關(guān)的信息 ，如工程資料、具體規(guī)范等 ，資料收集的越多 ，參數(shù)的確定也就越準確 ，同時 ，還可以避免因為參數(shù)不合理而導致返工情況的發(fā)生。3、合理運用結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件隨著各種計算機結(jié)構(gòu)計算分析軟件的普及 ，人們已經(jīng)

7、擺脫了過去復(fù)雜繁重的手工計算方法 ，但是 ，也導致人們對計算機計算結(jié)構(gòu)軟件的過分依賴 ，筆者認為在進行結(jié)構(gòu)計算時 ，不能只是盲目的信任計算機的計算結(jié)果 ，而是應(yīng)該對所有的結(jié)果進行充分的分析判斷 ，確認其合理有效后 ，才能用于工程設(shè)計當中。對于計算機結(jié)構(gòu)計算結(jié)果的判斷應(yīng)從以下幾個方面著手 ：其一 ，要充分了解所使用軟件的適用范圍和技術(shù)條件 ;其二 ，要確保計算程序與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖相符 ;其三 ，選用的計算數(shù)據(jù)須有準確的依據(jù) ，并且要保證計算參數(shù)準確 ;其四 ，計算結(jié)果中與結(jié)構(gòu)相關(guān)的內(nèi)容必須符合相關(guān)規(guī)定 ，如自振周期、剛度比、構(gòu)建的抗裂性能、兩盒半的配筋等。4、重視結(jié)構(gòu)計算與地基基礎(chǔ)設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)計算結(jié)

8、果是施工圖設(shè)計的重要依據(jù) ，并且計算結(jié)果是否正確直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠性和安全性 ，所以必須引起設(shè)計人員的高度重視。例如在樓板計算中應(yīng)選用正確的計算方法進行樓板計算 ，對于連續(xù)板不能選用單向板的計算方法 ，對于雙向板計算應(yīng)考慮材料泊松比對其的影響 ，以避免由于未調(diào)整跨中彎矩而造成計算值不準確 ;基于科學技術(shù)的不斷發(fā)展 ，大多數(shù)結(jié)構(gòu)計算均采用計算程序進行計算 ，這種計算結(jié)果雖然精確度很高 ，但是缺少與必要的設(shè)計經(jīng)驗相結(jié)合 ，所以必須對電算結(jié)果進行分析、評價 ，以此判斷其正確與否 ，可否作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)。地基基礎(chǔ)設(shè)計是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要環(huán)節(jié) ，該環(huán)節(jié)的設(shè)計質(zhì)量優(yōu)劣直接與后期設(shè)計工作是

9、否能夠順利開展息息相關(guān)。為使地基基礎(chǔ)設(shè)計更符合建筑所在地的地基基礎(chǔ)類型特點 ，設(shè)計人員應(yīng)在熟知國家相關(guān)標準的前提下 ，對地方性的地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范加以深入學習 ，明確地基基礎(chǔ)特點 ，豐富地基基礎(chǔ)設(shè)計經(jīng)驗 ，掌握設(shè)計處理的方法 ，使地基基礎(chǔ)設(shè)計更符合建筑工程的實際地理情況。5、 重視抗震設(shè)計由于地震的不可預(yù)見性, 我們能做到的就只有最大限度的“抗震”而不是“防震”。我國是一個地震災(zāi)害發(fā)生比較頻繁的國家，我們不斷地從地震后的房屋中汲取經(jīng)驗教訓，我國的建筑設(shè)計抗震規(guī)范也在歷次大地震后做了修編和完善;從84年版到96年版，2001年版到2008年版，再到汶川、玉樹地震后的2010年版(2010年12月1

10、日開始實施)。結(jié)構(gòu)工程師在進行設(shè)計工作時嚴格按照“抗規(guī)”中的抗震設(shè)計原則和抗震設(shè)計構(gòu)造的要求進行抗震設(shè)計，只有做到了有效的抗震設(shè)計才能有效的降低地震突然發(fā)生時造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失。2010年發(fā)生的青海玉樹7.1級地震造成大量人員傷亡，大量砌體結(jié)構(gòu)發(fā)生整體倒塌，倒塌的主要原因有建筑材料質(zhì)量低劣、結(jié)構(gòu)不合理、結(jié)構(gòu)傳力途徑不明確和抗震構(gòu)造不規(guī)范，而且大多沒有經(jīng)過專業(yè)設(shè)計人員的合理設(shè)計，抗震能力極差，地震來時極易倒塌。而智利發(fā)生的里氏8.8級特大地震造成的死亡人數(shù)卻較少，原因就是智力很多公共及民用建筑都采用了抗震性能較好的鋼結(jié)構(gòu)(鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、強度高，具有很好的延展性，發(fā)生強烈地震時，鋼結(jié)構(gòu)只會變形，而不會崩塌和斷裂)。6、互相配合 ，充分溝通為了能夠確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量 ，在獲得提資圖時 ，要避免盲目的建模計算和上機繪制圖紙。應(yīng)該先進行詳細認真的分析 ，同時還要多和建筑設(shè)計師進行相互溝通 ，詳細了解整個工程的概況以及相關(guān)情況 ，盡可能的對建筑圖紙的意圖和平立剖的關(guān)系理解透徹 ，如有必要可適當組織各個專業(yè)一起開展協(xié)調(diào)會 ，對各專業(yè)之間需要注意和配合的地方進行明確，盡量統(tǒng)一標準和做法 ，使個專業(yè)之間的工作能夠充分協(xié)調(diào) ，相互配合 ，避免出現(xiàn)由于設(shè)計圖紙和設(shè)計方案不一致而出現(xiàn)反復(fù)調(diào)整