土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題及優(yōu)化措施

劉元文 吳瑞超

摘 要：隨著我國生活水平不斷增長，人們對建筑結(jié)構(gòu)的要求從安全性提升至美觀性、實(shí)用性上。但在建筑過程中，材料使用不當(dāng)容易導(dǎo)致建筑安全性降低，引發(fā)安全事故。另外，由于建筑設(shè)計(jì)時(shí)沒有充分考慮到剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)所能承受的抗擊能力，導(dǎo)致建筑抗震能力減弱，甚至一些設(shè)計(jì)人員為了提升建筑的美觀性而采用國內(nèi)發(fā)展不夠成熟的異形柱進(jìn)行設(shè)計(jì)。針對這些問題，將從框架設(shè)計(jì)、圖紙質(zhì)量以及安全性的角度進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);問題;優(yōu)化措施

引言

中國目前的建筑行業(yè)正處于快速發(fā)展的階段，同時(shí)人們的生活水平正在不斷提高，對建筑的質(zhì)量和安全也有了更高的要求。人們要求房屋建筑能夠兼具美感，能夠給人帶來精神上的享受，因此房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常重要。然而在很多房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上沒有充分考慮，導(dǎo)致房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏安全性和穩(wěn)定性，無法滿足居住者的要求。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，不僅要考慮房屋建筑實(shí)際的功能，還應(yīng)該考慮房屋建筑的美觀性，同時(shí)保證房屋建筑工程的質(zhì)量。因此，針對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了探討。

1土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

1.1結(jié)構(gòu)布局不合理

為了保障建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量，設(shè)計(jì)人員在工作過程中需要對影響施工的因素進(jìn)行科學(xué)的分析，優(yōu)化整體建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)建筑整體的穩(wěn)定性。但是，在實(shí)際的調(diào)查研究過程中發(fā)現(xiàn)，一些設(shè)計(jì)人員在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作時(shí)，過度追求建筑的美觀性，輕視了內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要性;更有一些設(shè)計(jì)人員一味追求建筑面積的擴(kuò)大，縮減了承重墻的尺寸，這都導(dǎo)致了建筑的抗震等級不達(dá)標(biāo)，影響了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全。

1.2建筑物框架設(shè)計(jì)存在的問題

建筑框架結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)主要分為2類：剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)。在建筑設(shè)計(jì)中，最普遍使用的剪力墻結(jié)構(gòu)就是俗稱的框架結(jié)構(gòu)。在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員需根據(jù)框架的要求及特征，對所設(shè)計(jì)的建筑物的框架柱和框架梁進(jìn)行合理的設(shè)置。但是在實(shí)踐中，往往會忽略一些框架設(shè)計(jì)，就會導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案出現(xiàn)問題，還有的設(shè)計(jì)人員為了更加突顯建筑的功能，在對框架柱進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，相應(yīng)地減少框架柱的寬度，很大程度上降低了框架柱的抗擊能力，抗震能力變?nèi)酢?/p>

1.3細(xì)節(jié)處理缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要對其中的細(xì)節(jié)加強(qiáng)重視。采用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，完成對房屋建筑工程細(xì)微部位的設(shè)計(jì)，從而把握房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的細(xì)節(jié)問題。因?yàn)檫@些細(xì)節(jié)問題不僅會對建筑功能產(chǎn)生影響，還會對建筑的安全性產(chǎn)生影響，所以相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要加強(qiáng)重視，例如，在開展設(shè)計(jì)工作的過程中，一些工作人員在設(shè)計(jì)過程中缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性導(dǎo)致預(yù)埋件與房屋建筑工程的整體結(jié)構(gòu)、房屋建筑工程的施工安裝相沖突，同時(shí)也使房屋建筑工程的建筑質(zhì)量受到嚴(yán)重影響。

2土木工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)措施

2.1提升剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性

在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，在考慮滿足室內(nèi)舒適性的同時(shí)，還要考慮外墻對于承重方面的影響，不能過度的追求舒適性而輕視建筑承重的極限。所以，在保證外墻尺寸合理的情況下，利用一些供暖以及制冷的方法提高建筑物的舒適性是非?？扇〉摹Ｈ纾焊邔咏ㄖ兗袅Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同樣也是允許的，剛度明顯大于剪力墻-框架結(jié)構(gòu)，在抗震性能上，要明顯地優(yōu)于框-剪結(jié)構(gòu)，但是結(jié)構(gòu)建設(shè)的成本要高于前者，若建設(shè)周期長或者是市場定位是高檔住宅小區(qū)等，優(yōu)先設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)，但是同時(shí)也應(yīng)避免大開式的剪力墻設(shè)計(jì)，墻體厚度為90mm，為增加用戶使用面積起到了作用。并且，剪力墻結(jié)構(gòu)需要適量地增加框架，在結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)上，需要圍繞剪力墻進(jìn)行全方位的分析，采取包絡(luò)設(shè)計(jì)等，且結(jié)構(gòu)體系要清晰，框架柱按照EA實(shí)際情況確定數(shù)值，EI的取值要偏小等等。不僅如此，軸壓比前提下，板梁混凝土的強(qiáng)度等級可以參考C25。

2.2通過優(yōu)化技術(shù)來提高安全系數(shù)

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不管是建筑設(shè)計(jì)者還是使用人群，都十分注重房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)，因此，許多企業(yè)在建筑結(jié)構(gòu)施工過程中會通過優(yōu)化工作技術(shù)來提高建筑的質(zhì)量，以保證建筑的安全系數(shù)較高。首先是優(yōu)化設(shè)備技術(shù)，以廣東省中山市某項(xiàng)目工地為例，項(xiàng)目部門在鋼架結(jié)構(gòu)的施工過程中，使用機(jī)械代替人工來固定鋼架，采用人工固定的缺點(diǎn)有很多，例如人工固定總會出現(xiàn)疏忽，導(dǎo)致某些鋼架被忘記固定或者沒有固定好，往往這些小問題會導(dǎo)致后續(xù)的施工過程出現(xiàn)嚴(yán)重的后果，因此，項(xiàng)目部門會注意優(yōu)化工作技術(shù)，采用高科技機(jī)械來幫助鋼架結(jié)構(gòu)施工，最后經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，機(jī)械的施工效率是人工的2.5倍以上，而且工作質(zhì)量也能得到保障。在房屋建筑結(jié)構(gòu)工作中優(yōu)化施工技術(shù)，能有效防止后續(xù)施工事故的發(fā)生，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全系數(shù)保障有著重大意義。

2.3優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)平面布置

建筑結(jié)構(gòu)平面布置是設(shè)計(jì)工作的重要內(nèi)容之一，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際建設(shè)情況對結(jié)構(gòu)平面布置開展相應(yīng)的優(yōu)化工作，借助計(jì)算機(jī)等設(shè)備準(zhǔn)確計(jì)算該建筑結(jié)構(gòu)的剛重比。經(jīng)反復(fù)調(diào)整計(jì)算可知，該房建工程X方向的剛重比為3.15%，縱向剛重比為2.88%，橫向剪重比為2.68%，縱向剪重比為2.58%，橫向的質(zhì)量系數(shù)為98.3%，縱向的質(zhì)量系數(shù)為99.73%。

2.4節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中要堅(jiān)持綠色可持續(xù)發(fā)展理念，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要具備良好的專業(yè)素養(yǎng)。優(yōu)化方法包括以下幾個(gè)方面：第一，房屋建筑所處的地理環(huán)境對房屋建筑整體質(zhì)量效果具有重要影響，因此在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該加強(qiáng)重視。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化之前，對房屋建筑所處地理位置、氣候條件以及所在城市進(jìn)行調(diào)查，選擇有效的方式完成對房屋建筑朝向、采光、采暖等設(shè)計(jì)工作，以確保良好的房屋居住環(huán)境。第二，要統(tǒng)籌兼顧，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中兼顧美觀和功能，即在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中要考慮房屋建筑的美觀效果和各方面功能，使房屋建筑能夠同周圍景物結(jié)合，從而能采取更加有效的方式使房屋建筑實(shí)現(xiàn)高效的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果。第三，要采取優(yōu)化措施，完善房屋建筑的維護(hù)工作。在開展房屋建筑屋頂、門、窗等設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該充分考慮采光、熱量散失等因素，從而充分為居住者營造良好的居住環(huán)境。在房屋建筑維護(hù)工作過程中，需從細(xì)節(jié)出發(fā)，充分考慮房屋建筑在使用過程中可能會出現(xiàn)的問題，采用更有效的方法加強(qiáng)對房屋建筑的維護(hù)，延長房屋建筑的使用壽命。

2.5優(yōu)化建筑地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

優(yōu)化設(shè)計(jì)建筑方案是關(guān)鍵，針對地基結(jié)構(gòu)，樁基礎(chǔ)為主則應(yīng)按照施工現(xiàn)場的水文地質(zhì)條件確定樁基類型，遵循資源節(jié)約與環(huán)境友好原則。樁端持力層在灌注樁長方面具有較大影響。荷載取值是對于獨(dú)立的樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)而確定的。25m以下且不超過8層的建筑，一房可以選擇不進(jìn)行地基抗震承載力的驗(yàn)算，但是需要結(jié)合風(fēng)荷載問題。對此，鋼筋混凝土的多層框架計(jì)算分析，風(fēng)荷載因素不能忽略。

結(jié)語

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，不管是優(yōu)化施工技術(shù)還是管理技術(shù)，都對建筑的結(jié)構(gòu)有很大的影響，優(yōu)秀的技術(shù)代表著高質(zhì)量、高水準(zhǔn)，而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相當(dāng)于打造房屋的骨架，任何的失誤都會造成相當(dāng)嚴(yán)重的后果。所以相關(guān)部門需要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中不斷創(chuàng)新和完善各方面技術(shù)，讓建造出來的房屋能夠滿足人們心中的需求，在滿足建筑結(jié)構(gòu)安全、實(shí)用的基礎(chǔ)上，更好地體現(xiàn)出房屋建筑的價(jià)值，為我國房屋建筑行業(yè)增添一份力量。

參考文獻(xiàn)：

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