1 相關(guān)概念

1．1 程序

依照建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)流程，可將設(shè)計(jì)的程序依次分為方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、構(gòu)建設(shè)計(jì)、繪制施工圖幾點(diǎn)。

1．2 要求

建筑物的整體質(zhì)量離不開(kāi)建筑工程設(shè)計(jì)的客觀要求，通常情況下，進(jìn)行建筑工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下要求:(1)進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件選擇時(shí)，需進(jìn)行相應(yīng)的正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算與承載能力極限狀態(tài)計(jì)算;(2)當(dāng)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)上多種作用效應(yīng)同時(shí)發(fā)生的情況時(shí)，應(yīng)首先進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)分析，并將每一種作用下的效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算和分析，再以最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行組合;(3)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需根據(jù)所在區(qū)域的房屋高度、結(jié)構(gòu)類(lèi)型、烈度等客觀因素而定，采用相應(yīng)的抗震等級(jí)設(shè)計(jì)進(jìn)行處理，以確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)際抗震要求相符。

1．3 原則

建筑工程設(shè)計(jì)的原則大致可分為以下幾點(diǎn):(1)合理進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。合理進(jìn)行方案設(shè)計(jì)的具體要求在于建筑結(jié)構(gòu)體系與建筑結(jié)構(gòu)形式兩個(gè)方面均需與高層建筑工程設(shè)計(jì)的要求相符，在此前提下還應(yīng)最大限度優(yōu)化資金結(jié)構(gòu)，盡可能在保證設(shè)計(jì)質(zhì)量的前提下縮減投入資金。建筑結(jié)構(gòu)體系的基本要求在于受力明確與傳力簡(jiǎn)單兩個(gè)方面，因此，在結(jié)構(gòu)單元相同的情況下，需保證建筑結(jié)構(gòu)體系的一致。在進(jìn)行合理建筑結(jié)構(gòu)方案的選擇時(shí)，對(duì)于施工材料、施工條件、設(shè)計(jì)需求、地理環(huán)境等相關(guān)因素都應(yīng)進(jìn)行綜合考量，力求實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)的最優(yōu)化。(2)合理進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)?；A(chǔ)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣對(duì)于建筑物的荷載能力、上部結(jié)構(gòu)類(lèi)型都可產(chǎn)生至關(guān)重要的影響，尤其在高層建筑物中，建筑物荷載力的分布情況對(duì)建筑物的影響更為重要。因此，基于不同建筑物之間地質(zhì)地貌、地理位置、相鄰建筑物各不相同的特點(diǎn)，在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的過(guò)程中需結(jié)合種種因素進(jìn)行綜合分析，才能夠?qū)崿F(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的合理性，促進(jìn)建筑物在實(shí)用、美觀、安全等相關(guān)性能方面的價(jià)值得以最大化發(fā)揮。(3)合理進(jìn)行計(jì)算簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)。對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行正確計(jì)算是建筑工程設(shè)計(jì)安全性的基礎(chǔ)，在計(jì)算簡(jiǎn)圖缺乏合理性的情況下，建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的安全隱患，意味著在進(jìn)行建筑工程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，以合理的方式進(jìn)行計(jì)算簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)是確保建筑物安全性的重要途徑。

2 常見(jiàn)問(wèn)題

2．1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)操作步驟不全

房屋建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)是承擔(dān)房屋建筑中所有荷載的部分，但在當(dāng)前大部分房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往普遍存在著步驟進(jìn)行不全、操作不到位等問(wèn)題。許多施工單位在進(jìn)行多層建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一昧縮減開(kāi)支，對(duì)于地質(zhì)勘查等環(huán)節(jié)并未引起足夠的重視，僅憑借周邊建筑物的相關(guān)施工數(shù)據(jù)進(jìn)行參考，導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中存在許多與實(shí)際不符的因素，由此形成了安全隱患。在建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)出現(xiàn)偏差的情況下，便可能導(dǎo)致房屋建筑沉降過(guò)大等問(wèn)題的出現(xiàn)，同時(shí)也給后期的施工操作造成了阻礙。

2．2 構(gòu)造柱與承重柱區(qū)分不當(dāng)

構(gòu)造柱與承重柱在建筑結(jié)構(gòu)的作用各不相同，構(gòu)造柱是用于對(duì)墻體起拉結(jié)與約束作用，承重柱是對(duì)墻體荷載與建筑物外界荷載起承受與抵抗作用，但在當(dāng)前許多房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，常以房屋建筑的構(gòu)造柱代替承重柱進(jìn)行設(shè)計(jì)，使構(gòu)架柱的荷載作用大大增加，對(duì)墻體的約束力則出現(xiàn)一定幅度的降低。在這種情況的影響下，當(dāng)建筑物遭受風(fēng)力荷載、地震荷載等壓力較大的荷載作用時(shí)，構(gòu)造柱處便將出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象，由于構(gòu)造柱本身的承載力不足，在應(yīng)力集中的情況下便容易出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，使建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生整體坍塌。

2．3 承重柱的截面設(shè)計(jì)缺乏合理性

承重柱是房屋建筑結(jié)構(gòu)中負(fù)擔(dān)全部荷載的一個(gè)部分，其截面面積是承受荷載能力的主要體現(xiàn)，因此，承重柱的截面設(shè)計(jì)對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)整體荷載能力有著至關(guān)重要的影響。部分施工單位在進(jìn)行房屋建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中為縮減成本開(kāi)支，將承重柱的截面設(shè)計(jì)至最小化，當(dāng)承重柱截面過(guò)小時(shí)，梁柱之間的線剛度比將隨之變大，從梁轉(zhuǎn)化為鉸支、柱依據(jù)軸心受壓等角度進(jìn)行考慮，可見(jiàn)這種截面過(guò)小的設(shè)計(jì)方式將給后期房屋結(jié)構(gòu)施工帶來(lái)一系列安全隱患。

2．4 縱向框架設(shè)計(jì)比例不協(xié)調(diào)

框架結(jié)構(gòu)是當(dāng)前多層房屋建筑結(jié)構(gòu)的主要形式，其特點(diǎn)在于通過(guò)梁柱之間的鉸接形成一個(gè)具有承重體系的結(jié)構(gòu)形式，通常可分為橫向框架結(jié)構(gòu)與縱向框架結(jié)構(gòu)兩種。但在當(dāng)前大部分房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往并為對(duì)縱向框架的設(shè)計(jì)并未引起足夠的重視，導(dǎo)致框架結(jié)構(gòu)中雖然橫向承載能力相對(duì)較佳，但縱向承載能力無(wú)法發(fā)揮出同樣的承載能力，造成比例不協(xié)調(diào)等現(xiàn)象的出現(xiàn)，形成了框架結(jié)構(gòu)建筑中的一大短板。

3 改進(jìn)建筑工程設(shè)計(jì)的相關(guān)策略

3．1 對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)地基承載力進(jìn)行準(zhǔn)確核算

進(jìn)行建筑工程設(shè)計(jì)前應(yīng)首先對(duì)該區(qū)域的地質(zhì)進(jìn)行實(shí)地的勘測(cè)，避免一昧節(jié)省開(kāi)支簡(jiǎn)化勘測(cè)步驟，以勘查出精準(zhǔn)數(shù)據(jù)為目的，通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)情況的掌握來(lái)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的荷載作用做出準(zhǔn)確的核算。除此之外，在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，如需采用換土墊層進(jìn)行設(shè)計(jì)，則應(yīng)對(duì)所換土層的墊層厚度進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，以保證地基荷載值的準(zhǔn)確性。如需進(jìn)行多層房屋建筑工程設(shè)計(jì)，則在計(jì)算梁、柱及基礎(chǔ)荷載時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有的規(guī)范設(shè)計(jì)而定，對(duì)荷載的折減系數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算，使整體結(jié)構(gòu)的安全性得以保障。

3．2 適當(dāng)加大承重柱與梁之間的鉸支能力

從建筑結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性而談，對(duì)承重柱進(jìn)行單獨(dú)加大后，承載能力依然無(wú)法得到根本改善，意味著要保證梁的撓度能力可得以整體提升，就需要使承重柱與梁之間的鉸支能力進(jìn)一步加大。在梁的跨度較小的情況下，荷載的承受能力可出現(xiàn)相應(yīng)的增強(qiáng)，可于梁下設(shè)置相應(yīng)的構(gòu)造柱，提升墻體的拉結(jié)與約束作用，同時(shí)還應(yīng)對(duì)構(gòu)造柱的承載能力與抗彎矩作用做出進(jìn)一步驗(yàn)算，避免出現(xiàn)構(gòu)造柱應(yīng)力集中等情況。

3．3 對(duì)承重柱的截面進(jìn)行合理設(shè)計(jì)

在進(jìn)行承重截面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)、荷載作用大小等實(shí)際因素而定。對(duì)承重柱而言，截面面積與其承載能力成正比，但截面面積的提升將帶來(lái)結(jié)構(gòu)整體自重的增加，這便要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)的過(guò)程中結(jié)合承重柱截面的合理性與建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行綜合考量，實(shí)現(xiàn)承重柱截面設(shè)計(jì)的最優(yōu)化。

3．4 對(duì)框架結(jié)構(gòu)的縱向設(shè)計(jì)引起足夠重視

由于建筑物的荷載通常直接傳遞給梁體，再由梁體傳至承重柱，最終送達(dá)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)部位，因此建筑結(jié)構(gòu)的縱向設(shè)計(jì)便顯得至關(guān)重要。在進(jìn)行橫向梁體設(shè)計(jì)時(shí)，可盡量使用較小的尺寸，由此可保證建筑物空間可得到充分利用，進(jìn)行縱向設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從房屋結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)的角度進(jìn)行考量，重視框架結(jié)構(gòu)的縱向設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化。

3．5 對(duì)挑梁荷載進(jìn)行合理設(shè)計(jì)

合理的挑梁設(shè)計(jì)可對(duì)梁體受壓區(qū)域應(yīng)力進(jìn)行有效的控制，由此確保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與協(xié)調(diào)得以實(shí)現(xiàn)。因此，在進(jìn)行挑梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，就應(yīng)當(dāng)盡可能將建筑結(jié)構(gòu)梁體受壓能力進(jìn)行一定的提升。在梁高較小的情況下，挑梁的受壓區(qū)域也將較小，承受荷載能力也將隨之變小，如梁的自重較小，則延性可有所上升。因此在實(shí)際設(shè)計(jì)操作中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行考量，選取合理的挑梁結(jié)構(gòu)與受壓區(qū)域，實(shí)現(xiàn)挑梁抗脆性破壞能力的整體提升。

4 結(jié)語(yǔ)

作為建筑施工的基礎(chǔ)，建筑工程設(shè)計(jì)是建筑過(guò)程中一項(xiàng)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，不僅關(guān)系著后期施工進(jìn)程，同時(shí)也在一定程度上決定了整體建筑的施工質(zhì)量與穩(wěn)定性。因此，在進(jìn)行建筑工程設(shè)計(jì)的階段，不僅應(yīng)不斷對(duì)技術(shù)與設(shè)備進(jìn)行完善，同時(shí)也應(yīng)確保設(shè)計(jì)內(nèi)容與相關(guān)規(guī)范要求相符。但在當(dāng)前建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，仍然存在著一系列可對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生不利影響的相關(guān)問(wèn)題，為針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行解決與完善。

張玉潔，河南省人防建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，河南鄭州450000