徐金苗
(宜春市規(guī)劃建筑設(shè)計研究院,江西 宜春 336000)
在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中應(yīng)加強多重防護,多部門之間加強協(xié)作,一方面要加強結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計,另一方面還要對建筑外圍結(jié)構(gòu)進行安全設(shè)計。同時,應(yīng)當(dāng)加強建筑結(jié)構(gòu)的完整性與統(tǒng)一性控制,當(dāng)整體性遭到破壞時,應(yīng)當(dāng)確保建筑構(gòu)件受力均衡、主體結(jié)構(gòu)保持完整,盡可能在建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部抵消或者轉(zhuǎn)移等。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時講究剛?cè)岵⑦M,如果結(jié)構(gòu)過剛,則可能會導(dǎo)致建筑物在破壞力作用下出現(xiàn)大面積坍塌,以此來減小其變形影響;如果建筑結(jié)構(gòu)過柔,則無法有效保障建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性,變形過大容易引發(fā)傾覆問題。
從本質(zhì)上來講,建筑結(jié)構(gòu)與人的骨骼非常地相似,且建筑工程的框架即為建筑結(jié)構(gòu),所以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計非常重要。然而,從現(xiàn)階段國內(nèi)部分建筑工程項目建設(shè)現(xiàn)狀來看,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中存在著不合理之處,尤其是設(shè)計方案的選擇缺乏針對性,比如未嚴格按照工程項目所在位置以及環(huán)境條件等因素進行優(yōu)化設(shè)計,以致于設(shè)計的方案難以有效地實施。再如,現(xiàn)階段部分設(shè)計方案過分看重建筑結(jié)構(gòu)的外觀性,不惜犧牲建筑結(jié)構(gòu)的功能性;建筑施工單位為了能夠獲得更多的經(jīng)濟利益,對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程簡單化處理,嚴重忽視了建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量及其安全可靠性。
以我國沿海和南方地區(qū)為例,地震災(zāi)害比較常見,輕則墻體開裂,重則房屋倒塌。除地震災(zāi)害本身的危害外,建筑結(jié)構(gòu)自身的抗震性能也是非常重要的一個影響因素。2000年以后,國內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時采用了鋼筋混凝土一體澆注形式,即便在汶川地震中這些房屋也沒有出現(xiàn)倒塌,如地震災(zāi)害較為嚴重的北川縣,雖然其他磚瓦結(jié)構(gòu)的建筑出現(xiàn)了不同程度的倒塌,但是鋼筋混凝土設(shè)計的縣公安局仍然屹立不倒。從全國范圍來看,建筑工程項目建設(shè)過程中,抗震能力設(shè)計要求仍需進一步提高。同時,建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,沒有充分考慮到周圍的自然環(huán)境因素。我國幅員遼闊,南北、東西,地質(zhì)條件以及環(huán)境差異非常大,比如西北地區(qū)的雅丹地貌、東南地區(qū)的丘陵以及西南地區(qū)喀斯特地貌等。然而,現(xiàn)階段為數(shù)不少的建筑企業(yè),在對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時并未針對性地考慮本地的自然環(huán)境條件,以致于出現(xiàn)安全隱患問題。
基于以上分析,如果為了能夠有效提高建筑工程整體安全穩(wěn)定性,應(yīng)當(dāng)加強建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,具體從幾個方面著手。
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的延性。對于建筑物而言,其使用過程中的影響因素主要有幾個方面。
第一,風(fēng)雨、地震以及自然沉降等,如果不采取有效的措施予以防范,則可能會發(fā)生變形。實踐中為了能夠有效避免上述問題的影響,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)當(dāng)采取有效的措施和方法,比如通過加強建筑物的延性設(shè)計來提高整個建筑的安全穩(wěn)定性。第二,荷載力。對低矮建筑而言,其結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)當(dāng)重點考慮其結(jié)構(gòu)豎向荷載,對其豎向荷載進行嚴格控制,從而提高其整體荷載強度和能力。第三,變形特點。建筑尤其是高層建筑,其水平負荷相對較大,在實際利用時可能會出現(xiàn)變形問題,以致于建筑結(jié)構(gòu)和建筑工程的安全可靠性受到嚴重的影響。在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計過程中,應(yīng)當(dāng)以提高結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性為目的,尤其要加強側(cè)移變形的有效管控。
首先,加強建筑結(jié)構(gòu)安全設(shè)計。實踐中為了能夠有效延長建筑結(jié)構(gòu)服役年限和降低實踐中的各種安全問題發(fā)生率,應(yīng)當(dāng)有效利用先進的技術(shù)手段和方法來提高建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠性。具體而言,主要表現(xiàn)在以下方面。第一,對圍欄以及建筑墻體等結(jié)構(gòu)組成加強安全管控,通過對風(fēng)雨、雷電等各種影響因素進行綜合考慮,進一步完善和健全建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案;第二,通過對擬建工程建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用不確定因素綜合權(quán)衡,強化建筑結(jié)構(gòu)安全設(shè)計意識,并且體現(xiàn)在設(shè)計方案之中。在應(yīng)對建筑結(jié)構(gòu)火災(zāi)安全隱患問題時,設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)通過對人群疏散密度以及消防通道的設(shè)計寬度進行綜合考慮,并在此基礎(chǔ)上確定消防通道設(shè)計方案,以此來降低火災(zāi)及其危害。
其次,加強建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,為了保證其結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性,應(yīng)當(dāng)注意以下幾點。一是,基于先進技術(shù)的應(yīng)用,通過對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析,積極開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作,對地震、風(fēng)雨等自然影響因素進行綜合考慮,制定方案,從而增強建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。二是,綜合考慮優(yōu)化技術(shù)及其應(yīng)用優(yōu)勢,從建筑結(jié)構(gòu)的基本特性、服役年限以及整體布局等多個方面著手,獲得最具參考價值的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案和信息,以此來提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性。
最后,加強建筑結(jié)構(gòu)抗震安全性優(yōu)化設(shè)計。第一,建筑物高、寬設(shè)計。建筑物在發(fā)生災(zāi)害時,其最終的受損程度與建筑結(jié)構(gòu)的高、寬有直接關(guān)系。研究表明,建筑結(jié)構(gòu)因地震波動而容易導(dǎo)致其自身歪斜度發(fā)生變化,建筑物(結(jié)構(gòu))的設(shè)計寬度需進行綜合考量。一般而言,建筑物越寬,其受損害就越嚴重,容易出現(xiàn)開裂問題。實踐中為了能夠有效降低各種地質(zhì)災(zāi)害對建筑結(jié)構(gòu)造成的損害度,提高建筑結(jié)構(gòu)的抵抗能力,在設(shè)計時應(yīng)當(dāng)注意建筑結(jié)構(gòu)的高度與寬度合理設(shè)計與準(zhǔn)確計算。第二,建筑架構(gòu)設(shè)計。從實踐來看,建筑物平面設(shè)計繁雜,其質(zhì)量以及韌度不均勻而且分布相對比較凌亂時,如果發(fā)生地震災(zāi)害,建筑物就會出現(xiàn)扭曲,此時建筑結(jié)構(gòu)就會受損嚴重,所以規(guī)則均勻性時建筑結(jié)構(gòu)安全設(shè)計過程中需要重點考慮。如果建筑平面比較規(guī)則,而且其整體質(zhì)量以及韌度也比較均勻,則地震發(fā)生時就會損傷相對較小。然而,建筑物利用參差立面結(jié)構(gòu),災(zāi)害發(fā)生時容易因高度略高而出現(xiàn)鞭梢問題。第三,防震縫設(shè)計。防震縫是建筑結(jié)構(gòu)中不可或缺的一部分,在防震縫優(yōu)化設(shè)計時應(yīng)當(dāng)注意將建筑物分成相互獨立的規(guī)則模塊。同時,在防震縫兩側(cè)應(yīng)當(dāng)確保其長度與寬度的充分性,確保上層結(jié)構(gòu)與防震縫之間能夠完全地隔離開來。基于建筑外形,在防震縫兩側(cè)設(shè)計墻體。雖然目前國內(nèi)對于建筑防震縫的設(shè)計寬度有有明確規(guī)定,但是因地震發(fā)生時地殼碰撞,防震縫寬度可能無法保證實際需要,所以防震縫設(shè)計時應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況適當(dāng)做出調(diào)整。
此外,還要注意建筑墻體的優(yōu)化設(shè)計,尤其是承重墻部分,增加承重墻以后相鄰墻體間隔就會增加,建筑物抗震能力與建筑物的剛度就會降低,在墻體設(shè)計時應(yīng)當(dāng)科學(xué)合理的安排縱、橫面,確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。
總而言之,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中應(yīng)當(dāng)對成本、質(zhì)量以及進度和安全可靠性進行綜合考慮,如果無法確保結(jié)構(gòu)的安全性,則其他方面也就失去了意義。實踐中應(yīng)當(dāng)綜合考慮各方面的影響因素,采用科學(xué)合理的手段和方法進行優(yōu)化設(shè)計,這樣才能提高建筑結(jié)構(gòu)和建筑工程整體安全可靠性。