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        我國(guó)現(xiàn)階段建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀與未來(lái)的發(fā)展

        2015-08-15 00:51:34蔚統(tǒng)原太原理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院山西太原030024
        江西建材 2015年13期
        關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系

        ■蔚統(tǒng)原 ■太原理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院,山西 太原 030024

        當(dāng)前我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度非常快,在這個(gè)大背景下,我國(guó)的建筑行業(yè)也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,而建筑的質(zhì)量一直是社會(huì)和廣大人民群眾關(guān)心的重點(diǎn),其中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是影響建筑質(zhì)量的重要因素之一。因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是保證建筑建設(shè)順利、高效實(shí)施的重要保障因素之一,同時(shí)也是確保建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。然而,要想確保我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)順利進(jìn)行,從而提高我國(guó)建質(zhì)量,需要對(duì)我國(guó)建筑的現(xiàn)狀進(jìn)行相關(guān)的了解。因此,本研究分析了當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本現(xiàn)狀,同時(shí)對(duì)其的未來(lái)發(fā)展進(jìn)行了展望,希望我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以順利的發(fā)展。

        1 我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本現(xiàn)狀

        1.1 結(jié)構(gòu)力學(xué)方面的狀況

        從改革開(kāi)放之后,我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)得到了高度的重視,尤其在一些發(fā)達(dá)的城市,建筑行業(yè)得到了飛速的發(fā)展。近些年,我國(guó)加大了對(duì)建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域研究的力度,其中首先研究的方向是分結(jié)構(gòu)力學(xué)方面。因?yàn)榻ㄖ锏慕Y(jié)構(gòu)力學(xué)是設(shè)計(jì)與施工的基礎(chǔ),其中包括結(jié)構(gòu)靜力和彈性的分析。我國(guó)的建筑物中薄殼、扁圓形或圓柱的結(jié)構(gòu)居多,主要原因是這些形狀的穩(wěn)定性好,所以在實(shí)際應(yīng)用中較多。與此同時(shí),蓋頂端的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也逐漸興起,這種結(jié)構(gòu)的想象與發(fā)揮的空間更廣闊。然而,建筑物結(jié)構(gòu)力學(xué)的設(shè)計(jì)方面的人才仍然很稀缺,尤其是安全為第一要素的建筑結(jié)構(gòu)而言,防震建筑的設(shè)計(jì)與構(gòu)建將會(huì)是未來(lái)我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展的主要方向。

        1.2 工程結(jié)構(gòu)方面的發(fā)展

        通過(guò)觀察我國(guó)這么多年的建筑工程結(jié)構(gòu)可以得出,我國(guó)在鋼筋混凝土的研究與應(yīng)用方面取得了令人驕傲的成績(jī),同時(shí)在預(yù)應(yīng)力的設(shè)計(jì)與多軸應(yīng)力下混凝土的承載力得到了很大幅度的提高。同時(shí),我國(guó)大部分的工廠都是利用鋼筋混凝土來(lái)產(chǎn)生抗震性能,同時(shí)在這方面的研究也報(bào)道了很多的報(bào)告,但是與西方發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)相比較,仍存在很大的不足。另一方面,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的土力學(xué)與地基基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)研究時(shí),地域的限制造成了研究的難度。例如,北方氣候干燥和土地比較堅(jiān)實(shí),與北方相比較,南方常年濕潤(rùn)和多有沿海的軟土。為了克服這些難題,我國(guó)研究出了打樁技術(shù)與地基反力系數(shù)理論,而且發(fā)展前景非常良好。最后就是墻體的堆砌技術(shù),為了避免建筑受到過(guò)大的自然壓力,我同出臺(tái)了有關(guān)墻體結(jié)構(gòu)系數(shù)的相關(guān)指標(biāo)。這樣既能對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施加一定的約束力,也能夠有彈性的進(jìn)行方案的調(diào)節(jié),因此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有更大的發(fā)展空間。

        2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本特征和未來(lái)展望

        2.1 具有交叉性和系統(tǒng)性的特點(diǎn)

        建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也按照人們習(xí)慣進(jìn)行了分類。其中我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分類與以往的思維模式存在很大的不同,將其分為“鋼管混凝土結(jié)構(gòu)”、“鋼管混凝土疊合結(jié)構(gòu)”、“鋼一混凝土組合梁”、“鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)”等,其中鋼結(jié)構(gòu)框架與中央混凝土核芯筒綜合,隨之“鋼一混體系”就產(chǎn)生了,而且其在我國(guó)目前鋼結(jié)構(gòu)高層建筑具有重要的作用。而將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行綜合,隨之產(chǎn)生的是圈梁構(gòu)造柱的砌體結(jié)構(gòu)體系和混凝土核心簡(jiǎn)磚墻體系。把天然地基與樁基礎(chǔ)結(jié)合起來(lái)產(chǎn)生的是“復(fù)合樁基與復(fù)合地基”體系。異形柱和短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系產(chǎn)生在中高層住宅體系中。而且近期,空間結(jié)構(gòu)方面的發(fā)展較為顯著,如果把空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和張拉結(jié)構(gòu)結(jié)合起來(lái),就會(huì)產(chǎn)生一些新的結(jié)構(gòu)體系,同時(shí)在這些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中巧妙地將張拉構(gòu)件利用盡力,高效的張拉體系就會(huì)應(yīng)運(yùn)而生。

        2.2 具有先進(jìn)性與時(shí)代性的鮮明特點(diǎn)

        隨著科技的迅速發(fā)展社會(huì)逐漸進(jìn)入了計(jì)算機(jī)與信息時(shí)代,如果將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用在相應(yīng)的領(lǐng)域,會(huì)使得不同領(lǐng)域得到快速的發(fā)展。將計(jì)算機(jī)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,不僅可以提高設(shè)計(jì)的彈性與可塑性,還能把想象的問(wèn)題具體化,從而增加其實(shí)踐性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑行業(yè)的引進(jìn),傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式逐漸被打破,開(kāi)拓和創(chuàng)新了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師們思維,從而使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加與時(shí)俱進(jìn)。最典型的例子是利用離散化有限元的理論處理建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單元的構(gòu)造的具體問(wèn)題。一些抽象化、科學(xué)化的建筑既能夠滿足人們的審美需求和要求,還能增加其使用的價(jià)值。然而,在一些相對(duì)落后的地區(qū),信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的引進(jìn)有一定的困難,因此無(wú)法建造這樣的建筑。但是隨著建筑施工技術(shù)的普及,貧富差距一定可以得到縮短,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新理念一定可以得到更廣泛的應(yīng)用。

        2.3 鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)與未來(lái)展望

        鋼結(jié)構(gòu)建筑在研究建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新理念中起到非常重要的作用。尤其是在近些年,我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)建筑受到了越來(lái)越多的關(guān)注,因?yàn)槠湓诮ǜ咝б嬖旃S以及一些公共設(shè)施方面起到非常重要作用。與很多建筑材料相比較,鋼結(jié)構(gòu)具備建筑形式具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)建筑具有更輕盈、更高大、更舒適的特點(diǎn),而且輕型的鋼結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)取得了重要的突破。輕型的鋼結(jié)構(gòu)可以優(yōu)化結(jié)構(gòu)截面,從而均布荷載起控制作用,而且在無(wú)沖擊、疲勞、振動(dòng)等荷載的條件下,可充分利用屈曲后有效截面來(lái)分析壓彎桿件腹板的穩(wěn)定性。這樣對(duì)屈曲后強(qiáng)度的利用,將傳統(tǒng)的對(duì)于結(jié)構(gòu)板件高厚比的限制打破了,恰恰滿足了社會(huì)對(duì)商品化程度的高要求以及建筑工廠的施工的高質(zhì)量、高效益的要求。同時(shí),鋼結(jié)構(gòu)建筑仍然具有很大的發(fā)展空間,相關(guān)的技術(shù)研究與現(xiàn)代化的設(shè)備生產(chǎn)都需要不斷地進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新。

        3 研究建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度

        建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度的高度直接關(guān)系到我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展和存亡。因此,如何提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度直接決定了未來(lái)我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)展方向的基礎(chǔ)。提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度重需要很好的應(yīng)用與把握建筑的可靠程度。工程的結(jié)構(gòu)設(shè)需要具有較高的安全體系即使用性能,從而可以確保我國(guó)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。經(jīng)驗(yàn)豐富的建筑設(shè)計(jì)師可以依據(jù)夯實(shí)的專業(yè)知識(shí)判斷出綜合的判斷工程的可靠度。另一方面,近幾年,我國(guó)出臺(tái)了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范,設(shè)計(jì)與施工人員在嚴(yán)格遵守相應(yīng)規(guī)定的同時(shí),還要根據(jù)工程的具體情況靈活的設(shè)計(jì)方案,從而最大程度上完善和提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠程度。最后,建筑物屬于一種特殊的商品,其適應(yīng)度與可靠度對(duì)我國(guó)的建筑業(yè)未來(lái)的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步有著直接的關(guān)系,因此在保障建筑物使用年限的基礎(chǔ)上,還要提高建筑在極端氣候頻發(fā)的環(huán)境下的安全性能。與此同時(shí),隧道橋梁工程的修建既要遵循相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),還要采用專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

        4 結(jié)語(yǔ)

        通過(guò)上述的介紹,結(jié)構(gòu)力學(xué)和工程結(jié)構(gòu)是目前我國(guó)建筑發(fā)展較為關(guān)注的問(wèn)題,同時(shí)建筑結(jié)構(gòu)具有交叉性和系統(tǒng)性、先進(jìn)性與時(shí)代性的特點(diǎn),而且鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面起到非常重要的作用。本研究闡述了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度問(wèn)題。目前,在信息化和網(wǎng)絡(luò)化的大背景下,我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展非常迅速,但是,一些大型的復(fù)雜工程體系在設(shè)計(jì)與施工方面仍然有待于提高,我國(guó)可以通過(guò)吸取發(fā)達(dá)國(guó)家的成功經(jīng)驗(yàn),不斷的擴(kuò)大對(duì)輕型的鋼結(jié)構(gòu)建筑的建設(shè)。同時(shí)加強(qiáng)建筑施工設(shè)計(jì)的信息和學(xué)術(shù)方面的交流,從而促進(jìn)我國(guó)的建筑業(yè)的更好發(fā)展。

        [1]陳立民.對(duì)比國(guó)內(nèi)外高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)訃現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)[J].城市建設(shè)理論研究,2013(21):121 -125.

        [2]劉霞.試論建筑的施工建設(shè)技術(shù)發(fā)展和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中常見(jiàn)的問(wèn)題[J].施工資訊,2013(06):89 -91.

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