基于民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題分析

第第頁基于民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題分析【摘要】民用建筑是直接為廣大人民日常生活服務(wù)的建筑工程，其普遍性和重要性不言而喻，民用建筑對(duì)建筑質(zhì)量的要求很高，建筑質(zhì)量的高低直接關(guān)系到廣大人民的人身舒適度和生命財(cái)產(chǎn)安危。本文探討了民用建筑設(shè)計(jì)中的問題，對(duì)民用建筑設(shè)計(jì)中的技術(shù)問題提出了見解。

【關(guān)鍵詞】民用建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問題；建議

民用建筑工程與人們的生活和生產(chǎn)密切相關(guān)，建筑質(zhì)量的好壞很大程度上與設(shè)計(jì)質(zhì)量?jī)?yōu)劣有關(guān)。相對(duì)而言，民用建筑設(shè)計(jì)工作繁重而又責(zé)任重大，直接影響到建筑物的安全性、舒適性、耐久性和經(jīng)濟(jì)性。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念及基本內(nèi)容

簡(jiǎn)單的說，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是使用結(jié)構(gòu)的語言形式來表達(dá)出設(shè)計(jì)者（建筑師或者工程師）的設(shè)計(jì)理念。而所謂的結(jié)構(gòu)語言就是指一種提煉出的結(jié)構(gòu)元素。這個(gè)結(jié)構(gòu)元素包含了很多方面，有墻、柱、梁、板以及樓梯等等。通過這些結(jié)構(gòu)元素的運(yùn)用來組成建筑物的一個(gè)結(jié)構(gòu)體系以及承重體系等。簡(jiǎn)要的說，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也分為上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

建筑結(jié)構(gòu)中的基本內(nèi)容又包括兩個(gè)方面，一是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的程序。在一個(gè)建筑的設(shè)計(jì)中，除了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以外，還有給排水設(shè)計(jì)以及暖氣通風(fēng)設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)等等。無論是哪個(gè)部分的設(shè)計(jì)都要求具備美觀性、功能性以及經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性的特征。建筑物要想有效的發(fā)揮其功能，就必須在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上格外注意，因?yàn)檫@也是保證建筑物質(zhì)量的一個(gè)基礎(chǔ)；二是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。對(duì)于建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算要求對(duì)構(gòu)件在正常狀態(tài)和極限承載能力的狀態(tài)下進(jìn)行計(jì)算。例如疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)算等。如果有多種的作用力同時(shí)發(fā)生在構(gòu)件上，那么必須對(duì)構(gòu)件在各種作用力下的效應(yīng)進(jìn)行仔細(xì)的分析，將最不利的組合考慮進(jìn)去。對(duì)于抗震的設(shè)計(jì)也是非常重要的，我國對(duì)于抗震設(shè)防的烈度一般在六到九度，還可以根據(jù)建筑物所在地區(qū)的不同以及建筑物的結(jié)構(gòu)類型和高度等實(shí)際情況采取不同的抗震等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。而抗震等級(jí)不同，那么在計(jì)算和構(gòu)件等方面的要求也就有所不同。

二、民用建筑對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新要求

1、材料和資金的節(jié)省

因土地、能源和材料價(jià)格的持續(xù)上漲，開發(fā)商要求設(shè)計(jì)單位必須注意材料和資金的節(jié)約，這一點(diǎn)符合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)想“安全適用，經(jīng)濟(jì)合理”。要從根本上做到經(jīng)濟(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須把握好民用建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)。

2、民用建筑的高層化

高層民用建筑與其他高層建筑最大的不同在于業(yè)主對(duì)于房屋基于居住目的的功能訴求，如采光、通風(fēng)、居住面積與層高、振動(dòng)舒適度等。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師要解決這些復(fù)雜的技術(shù)難題，必須依靠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，以及結(jié)構(gòu)計(jì)算分析軟件的開發(fā)和應(yīng)用。

三、民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循的基本原則是：安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、符合規(guī)范、施工方便。

1、安全可靠，規(guī)范施工

設(shè)計(jì)人員應(yīng)盡量規(guī)范自己的行為，使民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在對(duì)建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)荷載、剛度、強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)、計(jì)算、布置等方面的設(shè)計(jì)工作時(shí)，設(shè)計(jì)人員不僅要做到不違反政府出臺(tái)的相關(guān)強(qiáng)制性條文，還應(yīng)該尊重細(xì)節(jié)，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的規(guī)章制度。

2、經(jīng)濟(jì)合理

民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要符合安全可靠的原則，還應(yīng)該考慮到經(jīng)濟(jì)合理的原則，不能過度浪費(fèi)，保證在正常的施工條件下，施工建筑按照我國規(guī)范設(shè)計(jì)，確保工程安全順利開展。

3、施工方便

進(jìn)行民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要遵守方便施工的原則。例如：不可使混凝土強(qiáng)度和等級(jí)的種類過多，這樣不僅影響施工造價(jià)，而且對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。所以在一個(gè)構(gòu)件內(nèi)配筋不應(yīng)太復(fù)雜，注意鋼筋的根數(shù)和直徑的種類不應(yīng)太多。

四、民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題

1、構(gòu)造設(shè)計(jì)的問題

構(gòu)造設(shè)計(jì)的問題中主要存在于地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)以及框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。前者是設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題。高層建筑基礎(chǔ)在有效的埋置深度上經(jīng)常出現(xiàn)不足的情況。如果對(duì)于柱基的類型選擇不當(dāng)?shù)脑拰?duì)于其施工上的操作可行性以及完工質(zhì)量都可能造成嚴(yán)重影響，還可能對(duì)周圍的施工環(huán)境帶來損壞。而當(dāng)樁間距不夠，不符合相關(guān)的規(guī)定的時(shí)候，尤其是錨樁和試樁的間距經(jīng)常被設(shè)計(jì)者忽略，這都會(huì)對(duì)試樁結(jié)果的正確性造成較大影響。此外，當(dāng)樁身的鋼筋籠不夠長(zhǎng)時(shí)，其在擠土灌注樁的時(shí)候就可能無法穿越軟弱土層的深度，不符合相關(guān)的樁基規(guī)范，這也是建筑設(shè)計(jì)中常常出現(xiàn)的問題。對(duì)于框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一般設(shè)計(jì)者很容易忽視縱向框架而只重視橫向框架。根據(jù)我國現(xiàn)行的抗震設(shè)計(jì)要求，應(yīng)該按照兩個(gè)主軸的方向來進(jìn)行分別的計(jì)算。當(dāng)不進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，一些設(shè)計(jì)人員將縱向框架按照普通的連續(xù)梁來進(jìn)行設(shè)計(jì)，這也是不符合相關(guān)的構(gòu)造要求的。

2、設(shè)計(jì)深度不達(dá)標(biāo)

一些設(shè)計(jì)人員制作圖紙“偷工減料”，設(shè)計(jì)粗糙，過于簡(jiǎn)單，施工圖中應(yīng)有的系統(tǒng)圖、大樣圖、相關(guān)剖視圖漏缺；一些重要的、應(yīng)該用圖紙反映的內(nèi)容只標(biāo)注“見圖集”、“由設(shè)備廠家確定”等，施工圖設(shè)計(jì)表述不全，細(xì)部大樣不詳，不能反映工程的全貌；一些重要的設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)參數(shù)、工程類別、安全等級(jí)、耐火等級(jí)、防火消防處理等在設(shè)計(jì)總說明中沒有標(biāo)明或交待不全。

3、結(jié)構(gòu)計(jì)算的問題

對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)計(jì)算的問題主要體現(xiàn)在荷載取值不當(dāng)、對(duì)底框砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算的問題和結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)的確定上。比如對(duì)于民用多層框架的建筑在采取獨(dú)立基礎(chǔ)的情況下，一般其地基的主要受力部分沒有軟弱黏性土層的時(shí)候，如果建筑物的高度沒有超過八層，并且其高度在25米以下，是作為一般性的民用房屋，或者是荷載相當(dāng)?shù)膹S房時(shí)，就沒有必要去驗(yàn)算地基的抗震承載力了，不過在設(shè)計(jì)其基礎(chǔ)時(shí)還是要考慮到風(fēng)荷載的作用。所以風(fēng)荷載的輸入是必須的，無論其是否位于地震區(qū)或者是否是高層建筑。只有當(dāng)剛度較為均勻的多層結(jié)構(gòu)才可以適用底部剪力法，如果其結(jié)構(gòu)中具有薄弱層，那么就必須對(duì)其塑性變形集中造成的影響進(jìn)行考慮；另外，框架結(jié)構(gòu)等因?yàn)橛刑畛鋲?，所以其?shí)際剛度比計(jì)算剛度更大，而實(shí)際的周期又小于計(jì)算的周期，所以計(jì)算出的地震剪力一般是要偏小的，結(jié)構(gòu)就存在一定的安全隱患，所以對(duì)計(jì)算周期進(jìn)行折減就顯得非常必要。

五、針對(duì)解決民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題的建議

1、投入新技術(shù)，推廣鋼結(jié)構(gòu)建筑

隨著時(shí)代的發(fā)展，科技的進(jìn)步，新技術(shù)的投入使建筑設(shè)計(jì)也必須做到與時(shí)俱進(jìn)。新式的鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)投入建筑工程，不僅降低了建筑成本，提高了投資效益，還提高了建筑工程的質(zhì)量，因此，在建筑工程中，加大新技術(shù)的投入與應(yīng)用，是發(fā)展民用建筑的有效手段。

2、推廣預(yù)應(yīng)力大板結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

所謂預(yù)應(yīng)力大板結(jié)構(gòu)就是在柱基之間布置一些明梁。這種大板的使用不僅在建筑整體的穩(wěn)定上有很大程度的提高，而且更大限度的提升了樓層的凈高，使樓層層高獲得更大的空間，這民用建筑中可以說是一個(gè)質(zhì)的提高，隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)的成熟，不斷被應(yīng)用到建筑工程中，現(xiàn)在已得到廣泛重視。

六、結(jié)束語

民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)，這不僅要求設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)要嚴(yán)格計(jì)算每個(gè)構(gòu)件，掌握每一個(gè)要點(diǎn)；還要求他們?cè)趯?duì)建筑物的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行宏觀和細(xì)節(jié)上的設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格按照國家制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來操作，同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)及性能設(shè)計(jì)，以提高我國民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平，進(jìn)而使我國建筑質(zhì)量有質(zhì)