试分析建筑结构设计存的问题及措施论文_朱万钧

试分析建筑结构设计存的问题及措施论文_朱万钧

临汾市建筑勘察设计院 山西省临汾市 041000

摘要:近年来,随着社会不断发展,国家城市化建设的步伐逐步加快,我国的建筑行业有了快速的发展。随着人们对建筑结构设计的要求越来越高,使得建筑结构设计工作逐渐复杂和困难,设计周期进一步缩短,设计过程中反映出的问题也逐渐增多。建筑结构设计作为建筑工程的基础,所反映出的问题应引起相关设计人员的足够重视。本文针对目前建筑结构设计中存在的问题进行了分析,在此基础上提出了解决问题的相关措施,希望对于建筑结构设计人员有所借鉴。

关键词:建筑结构设计;问题;措施

一、引言

在建筑工程施工中,建筑结设计将会直接影响后期的建筑质量。随着社会水平的不断提高,人们对居住条件的也要求也不断提高,建筑工程设计质量和安全也越来越受到重视。然而在现实工作中,由于受到设计人员主观因素的影响,以及建筑市场因素的制约,一些问题逐渐地暴露出来。要避免因建筑结构设计问题而导致的建筑生产事故,提高建筑结构设计质量,确保建筑行业能够蓬勃发展,就必须正视和解决这些问题。

二、建筑结构设计目前存在的问题

(一)方案阶段参与滞后

由于建筑结构设计的特殊性,结构工程师专业需在建筑师提供初步作业图后才能参与。而在实际工作中,由于结构专业往往参与的较晚,拿到作业图时建筑专业已与业主进行过多轮沟通,甚至立面效果也已确定,此时如提出过多方案问题往往会推翻建筑专业前期的工作,给业主带来不好的印象。在我国的设计单位,建筑专业为龙头专业,结构专业话语权相对较小,因此造成了一些结构设计人员,明知建筑方案不合理,也要硬着头皮上的被动局面。由于结构方案的不合理,也导致材料浪费、地震力上升、建筑利用率下降等不利因素。

(二)过度依赖软件,只重视配筋,不重视结构概念

目前我国的结构设计,计算机应用非常普及,结构人员需熟练使用多种计算软件才能完成设计工作。计算机辅助软件在给我们带来便利的同时,也麻痹了一些设计人员的思想。一些设计人员对规范理解不深,不重视建筑形体以及构件布置的规则性,简单的以不超筋为设计目标。例如:在某剪力墙结构中,由于结构布置不合理,连梁超筋较多。为控制连梁超筋,结构设计人员没有从结构方案布置出发,对结构不合理的部位予以调整,而只是简单的采取对连梁设水平缝的方式,对双连梁简单等效。这种采用简单等效小截面的计算方法,导致连梁抗弯刚度计算值过小,配筋不足,在实际地震中连梁将吸收过多的地震弯矩,使连梁承担比计算大的多的地震剪力,不符合强剪弱弯的基本设计原则。在地震作用时,极易出现梁端的剪切破坏,使连梁过早地退出工作,形成工程隐患。又如:某剪力墙结构方案,连梁作为楼面梁的支承构件,设计人员简单的认为不超筋就不加以处理,而忽视了连梁作为第一道防线的作用。在罕遇地震下由于连梁率先破坏导致楼面梁失去支承,结构失稳。这种过于依赖软件,只重视配筋结果,轻视结构概念的做法,也助长了一些不合理建筑方案的产生,且由于设计人员对结构的薄弱处未采取足够的补强措施,无法实现多道防线,从而造成工程隐患。

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(三)地基基础设计不科学

地基基础是建筑的根基,承受着整个建筑物的重量,地基基础的设计质量,直接影响整个建筑的质量,是结构设计的重中之重。但是目前的设计工作中,存在诸多地基基础设计不科学的问题,例如有些设计人员为了追求设计进度,不认真分析现场地质情况,一律采用筏板+复合地基的处理形式;有些为追求降低造价,在高烈度地区不加区分的使用预制管桩;还有一部分设计人员,只重视承载力验算,忽视沉降验算,不能合理选择地基基础形式,导致建筑发生不均匀沉降。这些都对建筑质量和安全水平造成了重要影响。

(四)市场的不合理竞争

随着建筑行业持续发展,市场竞争也愈发激烈,业主单位为了追求自身企业利益,不惜通过各种方法来降低建筑的建设成本,常以含钢量作为工程经济指标的依据。设计单位为了迎合业主单位,不分实际工程情况,简单粗暴的要求设计人员控制含钢量在某一数值。这导致设计人员过分追求降低含钢量,采取不合理的措施,一再削弱结构刚度,不断靠近乃至超过规范底线,致使建筑质量和安全储备大大降低,甚至直接威胁工程质量。这种不合理的竞争反而导致各方利益受到更大损失,与业主单位获得更大经济效益的初衷背道而驰。

(五)设计人员与施工脱节

现阶段由于平法图集的推广,设计图纸数量大为减少,设计人员可以承担更多的设计任务,但同时也使得设计人员的工作更多的侧重于图纸部分,轻视了施工现场技术交底服务。造成了一些年轻的设计人员,专业知识局限于主体结构计算配筋,对构件细部施工顺序、难点了解不深;忽视了非主体构件的构造要求;面对施工现场发现的问题,往往缺乏实践经验。

三、提高建筑结构设计的措施

(一)在建筑设计方案阶段,结构专业应尽早参与。根据建筑师提出的建筑物原始形状,主要尺寸等参数,选择合理的结构体系,初定竖向构件的布置并估算其截面尺寸,再由建筑师在此基础上根据使用功能及立面造型要求进一步细化,并反复推敲修改,在不束缚建筑师想象的前提下,尽量保证建筑形体规则合理。

(二)重视结构概念。概念设计是展现设计思想的关键,结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念完成结构的总体方案设计。对于结构整体,设计时应明确结构传力体系,选取合理的竖向抗侧构件布置,使结构具有足够的刚度,能够承担竖向荷载,并抵抗地震、风等水平荷载效应;对于细部构件,则应在“强柱弱梁、强剪弱弯”的大原则下,根据构件受力情况采取合理的计算、构造措施;要有意识的调整构件与主体的关系,使整体结构侧向刚度均匀,避免刚度突变,加强结构的抗扭转能力,增强结构的延性,实现多道防线。

(三)合理选择地基基础。在地基基础设计时,设计人员应认真查阅本工程的岩土勘察报告,熟悉现场地层条件与周边环境,结合本地区同类型工程的成功实践经验,提出适合本工程的方案。在重视承载力验算的同时,重视沉降验算,针对不同结构、基础的沉降特点,选择合理的地基基础形式。对沉降敏感的建筑,应采取必要的计算、构造措施,增强上部结构整体性,减少整体沉降和不均匀沉降。

(四)严格遵守设计规范,合理优化。建筑设计行业的竞争,本质上应是技术的竞争。设计人员的任务是在满足建筑安全的前提下,设计出适用、经济、美观的建筑。合理的建筑结构优化设计,从结构角度考虑,可以有效减轻结构自重,降低地震反应;从经济角度考虑,则不仅能够降低工程造价,节约自然资源,减少排放,创造更多更节省的建筑物,还可以提高建筑的使用质量与使用功能。因此合理的优化设计是必要的。这就要求设计人员必须提高职业素质,坚守职业道德,严格遵守设计规范,采取合理手段进行优化,在保证质量的前提下节约建筑材料,降低工程造价,而不是一味的迎合业主降低成本的期望,甚至不惜降低工程质量标准。

(五)设计只是建筑行业中的一环,要想做出精品建筑,还需要业主、设计、监理、施工单位的共同配合,这就要求设计单位应重视理论结合实际,加强设计后期服务。有条件的应安排结构工程师定期参加施工现场协调会,认真做好技术交底,回复设计疑义,及时总结工程中发现的问题,提高设计质量。

建筑结构设计作为实用性极强的行业,更好的建筑结构设计标志着社会的进步和人民对生活的期望,其目的是在安全、适用、经济、美观的前提下,设计出满足人们需求的结构。设计人员要重视相关结构的概念设计,而不是仅仅依靠先进的计算机技术来进行设计;要培养自己严谨的工作态度,坚守职业道德,充分利用自身的设计实践经验,不断提升自身的设计专业技能,才能不断提高设计水平,从而提升建筑结构设计的品质。

论文作者:朱万钧

论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期

论文发表时间:2019/5/21

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