淺談提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的措施

1、淺談提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的措施    建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在很大程度上影響著建設(shè)工程的安全可靠、美觀實(shí)用、 施工難度 、工程造價(jià)等諸多品質(zhì)，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shí)，項(xiàng)目的特殊要求、 施工環(huán)境的變化以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員水平上的差異等諸多因素都與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的出圖質(zhì)量密切相關(guān)。 為了盡可能避免設(shè)計(jì)圖紙上出現(xiàn)“ 漏 、碰 、錯(cuò)、 缺” ， 相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)工作者應(yīng)當(dāng)通過有效的措施盡可能提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1、整體設(shè)計(jì)整體設(shè)計(jì)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(jì)一般分

2、主體和基礎(chǔ)兩部分進(jìn)行。 設(shè)計(jì)人員根據(jù)建筑物性質(zhì)、高度、重要程度、當(dāng)?shù)氐目拐鹪O(shè)防烈度、風(fēng)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(jìn)行主體結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算后，主體結(jié)構(gòu)底截面的內(nèi)力成了基礎(chǔ)選型和計(jì)算的重要依據(jù)?；A(chǔ)部分主要根據(jù)上部結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果，結(jié)合項(xiàng)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(xiàng)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?yàn)I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(jì)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)后，就要進(jìn)行部件設(shè)計(jì) 。部件設(shè)計(jì)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(jì)算。 梁和柱一般可看作細(xì)長桿件，內(nèi)力情況與計(jì)算體系相符合;單向板可簡化為單位寬度的梁來計(jì)算，雙向板的計(jì)算理論也較成熟;異型板的受力及計(jì)算較為復(fù)雜，應(yīng)盡量避免;對(duì)于單片的剪力墻，一般把它假設(shè)作薄壁柱來近似計(jì)算，有時(shí)要考慮翼緣的作用;對(duì)于筒體結(jié)構(gòu)中的剪力墻則要用空間力學(xué)的方法來計(jì)算 。塊體不同于梁、 柱、 板、 墻，它在空間三個(gè)方向的尺寸都比較大，

4、難以視作細(xì)長桿件或簡化為平面體系來計(jì)算。 如獨(dú)立基礎(chǔ)，樁的承臺(tái)，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(jì)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(jì)質(zhì)量的措施1、 重視概念設(shè)計(jì)所謂的概念設(shè)計(jì)就是運(yùn)用清晰的結(jié)構(gòu)概念,不經(jīng)數(shù)值計(jì)算,依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理 、震害、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，對(duì)結(jié)構(gòu)及計(jì)算結(jié)果進(jìn)行正確的分析，并考慮結(jié)構(gòu)實(shí)際受力狀況與計(jì)算假設(shè)間的差異，對(duì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)，使建筑物受力更合理、安全、協(xié)調(diào)。在建筑設(shè)計(jì)的方案階段， 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)設(shè)計(jì)理論，在腦海中進(jìn)行一個(gè) “優(yōu)化”過程，運(yùn)用

5、概念設(shè)計(jì)方法可以迅速、有效地對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇，同時(shí)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(biāo)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(jì)階段一些不必要的煩瑣運(yùn)算，具有較好的經(jīng)濟(jì)可靠性。同時(shí)，這也是判斷計(jì)算機(jī)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(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心和靈魂 ，它統(tǒng)領(lǐng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全過程，貫穿著設(shè)計(jì)工程師的知識(shí)水平和設(shè)計(jì)水平。運(yùn)用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)從整體上把握結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能，這樣才能對(duì)計(jì)算分析結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的判斷 、合理的采用，保證了工程師在設(shè)計(jì)中的主導(dǎo)

6、地位。2、做好資料收集工作 ，認(rèn)真確定計(jì)算參數(shù)對(duì)于建筑工程來講 ，由于其所處的地理位置 ，決定了在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)所涉及的具體參數(shù)會(huì)存在一定的特殊性。例如 ，不同地區(qū)具有不同的風(fēng)壓、雪壓、地震強(qiáng)度、土壤類別等 ，因此 ，在進(jìn)行參數(shù)的選取和計(jì)算時(shí)應(yīng)充分考慮這些因素。另外 ，對(duì)于比較特殊的建筑 ，還必須根據(jù)試驗(yàn)和以往類似工程的一些經(jīng)驗(yàn)來確定有關(guān)參數(shù)的取值。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前 ，要盡量收集與設(shè)計(jì)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(zhǔn)確 ，同時(shí) ，還可以避免因?yàn)閰?shù)不合理而導(dǎo)致返工情況的發(fā)生。3、合理運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件隨著各種計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)計(jì)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(jì)算方法 ，但是 ，也導(dǎo)致人們對(duì)計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)構(gòu)軟件的過分依賴 ，筆者認(rèn)為在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí) ，不能只是盲目的信任計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果 ，而是應(yīng)該對(duì)所有的結(jié)果進(jìn)行充分的分析判斷 ，確認(rèn)其合理有效后 ，才能用于工程設(shè)計(jì)當(dāng)中。對(duì)于計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果的判斷應(yīng)從以下幾個(gè)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(jì)算程序與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖相符 ;其三 ，選用的計(jì)算數(shù)據(jù)須有準(zhǔn)確的依據(jù) ，并且要保證計(jì)算參數(shù)準(zhǔn)確 ;其四 ，計(jì)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(jì)算與地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)

8、果是施工圖設(shè)計(jì)的重要依據(jù) ，并且計(jì)算結(jié)果是否正確直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性和安全性 ，所以必須引起設(shè)計(jì)人員的高度重視。例如在樓板計(jì)算中應(yīng)選用正確的計(jì)算方法進(jìn)行樓板計(jì)算 ，對(duì)于連續(xù)板不能選用單向板的計(jì)算方法 ，對(duì)于雙向板計(jì)算應(yīng)考慮材料泊松比對(duì)其的影響 ，以避免由于未調(diào)整跨中彎矩而造成計(jì)算值不準(zhǔn)確 ;基于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展 ，大多數(shù)結(jié)構(gòu)計(jì)算均采用計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算 ，這種計(jì)算結(jié)果雖然精確度很高 ，但是缺少與必要的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合 ，所以必須對(duì)電算結(jié)果進(jìn)行分析、評(píng)價(jià) ，以此判斷其正確與否 ，可否作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié) ，該環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)質(zhì)量優(yōu)劣直接與后期設(shè)計(jì)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(jì)更符合建筑所在地的地基基礎(chǔ)類型特點(diǎn) ，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在熟知國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下 ，對(duì)地方性的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范加以深入學(xué)習(xí) ，明確地基基礎(chǔ)特點(diǎn) ，豐富地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) ，掌握設(shè)計(jì)處理的方法 ，使地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)更符合建筑工程的實(shí)際地理情況。5、 重視抗震設(shè)計(jì)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(gè)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(yàn)教訓(xùn)，我國的建筑設(shè)計(jì)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(shí)施)。結(jié)構(gòu)工程師在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)嚴(yán)格按照“抗規(guī)”中的抗震設(shè)計(jì)原則和抗震設(shè)計(jì)構(gòu)造的要求進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，只有做到了有效的抗震設(shè)計(jì)才能有效的降低地震突然發(fā)生時(shí)造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。2010年發(fā)生的青海玉樹7.1級(jí)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(jì)人員的合理設(shè)計(jì)，抗震能力極差，地震來時(shí)極易倒塌。而智利發(fā)生的里氏8.8級(jí)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(qiáng)度高，具有很好的延展性，發(fā)生強(qiáng)烈地震時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)只會(huì)變形，而不會(huì)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(jì)的質(zhì)量 ，在獲得提資圖時(shí) ，要避免盲目的建模計(jì)算和上機(jī)繪制圖紙。應(yīng)該先進(jìn)行詳細(xì)認(rèn)真的分析 ，同時(shí)還要多和建筑設(shè)計(jì)師進(jìn)行相互溝通 ，詳細(xì)了解整個(gè)工程的概況以及相關(guān)情況 ，盡可能的對(duì)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(dāng)組織各個(gè)專業(yè)一起開展協(xié)調(diào)會(huì) ，對(duì)各專業(yè)之間需要注意和配合的地方進(jìn)行明確，盡量統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和做法 ，使個(gè)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(jì)圖紙和設(shè)計(jì)方案不一致而出現(xiàn)反復(fù)調(diào)整