王寶倉

摘要：建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計是設(shè)計師以某種形式表達要建造的建筑，分為結(jié)構(gòu)方案設(shè)計階段，結(jié)構(gòu)計算階段和施工圖設(shè)計階段。通過地質(zhì)特征和高度，編號對建筑物所在區(qū)域的性能要求，確定合理的結(jié)構(gòu)形式，表達結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分量和承重系統(tǒng)。在這個階段，中國建筑業(yè)的改革和發(fā)展步伐突然加快，相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計的監(jiān)管要求自然更加嚴(yán)格。在這種情況下，要求相關(guān)人員不斷提高自己的專業(yè)技能和職業(yè)道德，確保他們始終樹立高度的責(zé)任感，能夠及時發(fā)現(xiàn)單位設(shè)計過程中的缺陷并做出合理的改進。長遠來看，建筑物的性能將能夠滿足高標(biāo)準(zhǔn)的要求展現(xiàn)理想的安全和穩(wěn)定，為未來建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供必要的保障條件。隨著我國城市化進程的不斷加快推進，工民建工程項目的數(shù)量越來越多。工民建在施工時，會遇到很多問題和難題，針對這些問題，施工人員需要結(jié)合實際，采取有針對性的措施對這些問題進行妥善處理。制定科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案、實現(xiàn)計算簡圖的合理利用、滿足各個性能的實際要求等，這樣不僅能夠從根本上為工民建結(jié)構(gòu)設(shè)計的水平提升提供有效保障，而且還能夠延長建筑物的使用壽命。

關(guān)鍵詞：工民建；結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)化

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計重要意義

從經(jīng)濟發(fā)展的角度看，按照設(shè)計方案，建設(shè)項目正在大力推進?？紤]到建筑結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性，耐久性和安全性，一般認為建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計不僅保證了美觀性，而且在建筑設(shè)計中也需要考慮到實際?？紤]消費者的功能需求是否達到了標(biāo)準(zhǔn)，以及是否滿足消費者的需求。另一種是耐久性，其目的是保證質(zhì)量的可靠性，確保安全維護的順利施工，獲得材料選擇和施工程序的依據(jù)； 安全是保證施工人員的安全和施工抗震性能在安全性方面，為避免受外力影響，安全性是整個施工設(shè)計的核心內(nèi)容，短期來看，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑發(fā)展中具有重要作用。要實現(xiàn)未來發(fā)展建筑業(yè)的最大優(yōu)勢。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則

在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，為了確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性滿足相關(guān)要求，設(shè)計人員必須嚴(yán)格遵守以下幾個原則：第一，必須要對建筑結(jié)構(gòu)的承載力進行科學(xué)合理的計算，即要對其極限承載進行計算，還要對其直接承受動力荷載的構(gòu)件進行疲勞強度計算；第二，當(dāng)數(shù)種作用效應(yīng)同時發(fā)生在建筑結(jié)構(gòu)上時，必須要對每一種作用下的效應(yīng)進行合理的計算，同時還要結(jié)合相關(guān)的計算數(shù)據(jù)對其可能的最不利組合予以考慮；第三，必須要對建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力進行有效地設(shè)計，通常情況下，我國建筑的抗震防烈度為 6°～9°，但是設(shè)計人員必須要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，對建筑的抗震等級進行合理的設(shè)計；第四，要對建筑的外觀進行科學(xué)合理的設(shè)計，在對工民建結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，必須把美觀作為設(shè)計中的一項重要原則，在確保建筑結(jié)構(gòu)不會出現(xiàn)質(zhì)量問題的前提下，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的美觀性進行有效地提升，同時還要有效降低工程成本，進而為人們提供更加優(yōu)質(zhì)的建筑。

三、工民建抗震設(shè)計的設(shè)計方法分析

工民建作為與人們?nèi)罕娤⑾⑾嚓P(guān)的建筑，其結(jié)構(gòu)設(shè)計需要遵循一系列科學(xué)的方法。常見的設(shè)計方法有三種。第一，根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。目前的工民建建設(shè)工程中往往將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為建筑物的主體框架。在對其進行抗震設(shè)計時必須充分考慮到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強度、構(gòu)建方式等多方面的因素。對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋量、鋼筋界面以及配筋率進行科學(xué)的計算分析繼而完成結(jié)構(gòu)設(shè)計。該設(shè)計方法主要應(yīng)用在混合結(jié)構(gòu)等建筑物抗震設(shè)計中。第二，根據(jù)建筑場地以及建筑規(guī)劃進行設(shè)計。建筑場地是對建筑物的抗震性能具有較大影響，對此，在進行抗震設(shè)計過程中必須充分考慮到建筑場地以及抗震規(guī)劃等因素。在對建筑結(jié)構(gòu)進行抗震設(shè)計時需要考慮到抗震層的具體情況，相鄰樓棟之間的距離等自然因素。同時也要充分考慮到建筑結(jié)構(gòu)的位移性能，位移特點以及人口流動特點，確保抗震設(shè)計滿足建筑需求。第三，根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)性能的目標(biāo)進行設(shè)計?？拐鹪O(shè)計是一種針對于地震等極端情況下確保建筑物結(jié)構(gòu)安全的設(shè)計活動。因此，設(shè)計師在對工民建進行抗震設(shè)計時必須根據(jù)相應(yīng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合當(dāng)?shù)乜赡艹霈F(xiàn)的地震最大強度進行設(shè)計，確保在發(fā)生地震時，工民建的外部結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)不會受到嚴(yán)重破壞。此外，建筑的結(jié)構(gòu)也必須能夠應(yīng)對強臺風(fēng)等重大天氣災(zāi)害。

四、工民建結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題

（一）結(jié)構(gòu)框架的配筋問題

結(jié)構(gòu)框架的配筋問題通常體現(xiàn)在框架梁以及框架柱的配筋兩方面。因為工民建結(jié)構(gòu)設(shè)計所涉及到的工程量較為巨大，使得一些設(shè)計人員在對配筋進行設(shè)計的過程中，缺乏對建筑物具體情況的重視，也并未按照相關(guān)規(guī)定僅僅通過主觀經(jīng)驗去對工民建工程進行設(shè)計。并且，在對結(jié)構(gòu)予以建模的過程中，部分設(shè)計人員也只是依靠主觀判斷，并未對屋面梁的具體尺寸予以分析，使得計算出來的配筋量達不到規(guī)定要求。

（二）設(shè)計圖不合理

工民建設(shè)計可視為工民建結(jié)構(gòu)施工工作的開始。從設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)來看，這也是確保質(zhì)量改進的重要基礎(chǔ)。從專業(yè)團隊來看，每個設(shè)計人員都需要清楚地設(shè)計圖紙的設(shè)計，在安全設(shè)計和抗裂方面，很多工民建設(shè)計都很容易設(shè)計，而且沒有相關(guān)的設(shè)計細節(jié)。在設(shè)計過程中，許多專業(yè)人員的專業(yè)技能和道德都是有限的。基于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段，沒有全面的繪畫設(shè)計方法。這種設(shè)計方法不能滿足現(xiàn)代工民建結(jié)構(gòu)的需要，施工的進度和質(zhì)量將產(chǎn)生巨大的影響，也會造成不必要的安全隱患。

（三）結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不合理

結(jié)構(gòu)縫不管在工民建工程設(shè)計環(huán)節(jié)亦或是在施工環(huán)節(jié)均屬于一項技術(shù)難題。同時，不同地區(qū)的氣候條件以及自然環(huán)境會存在著差異，自然環(huán)境與氣候冷熱的變換會對工民建工程產(chǎn)生一定的影響。因此，工民建工程在設(shè)計與施工的過程中需充分考慮結(jié)構(gòu)縫方面的問題。但就當(dāng)前我國建筑業(yè)的實際情況而言，大多數(shù)建筑企業(yè)并未將結(jié)構(gòu)縫考慮進來，通常都是在施工完成之后通過澆灌的方式來對結(jié)構(gòu)縫予以處理，但灌澆法會影響工民建使用年限與美觀，并會為后期的維護帶來許多麻煩。

（四）建筑基礎(chǔ)選址

整座建筑最重要的部分是基礎(chǔ)和基礎(chǔ)需要承擔(dān)整個建筑的重量。基礎(chǔ)質(zhì)量對施工質(zhì)量有很大影響。因此，有必要重點選擇基本型，以保證建筑物的穩(wěn)定性和安全性，質(zhì)量符合工程標(biāo)準(zhǔn)。然而，在實際的建筑工地選擇過程中，實際承載能力與工程需求之間存在不一致，整體安全系數(shù)降低，影響建筑物使用壽命和安全性，不合理性問題經(jīng)常存在。

五、工民建結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化策略

（一）對配筋量進行合理計算

配筋量較小屬于當(dāng)前工民建工作結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中較為普遍的問題，通常均是通過附加鋼筋的方式來對其予以改善。主要分為以下情況 ：其一，在梁下集中力處增加附加筋，結(jié)合實際情況來判斷是否需要將附加筋加到截面積之內(nèi) ；其二，若主梁截面與次梁截面之間的差距較小，那么次梁會承受巨大的荷載量，此時就應(yīng)增加附加筋，以此來提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并增強工民建工程結(jié)構(gòu)所具備的承載力，促進工民建工程結(jié)構(gòu)整體設(shè)計質(zhì)量的提升。

（二）合理設(shè)計工程圖紙

在設(shè)計工民建結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)注意工程圖的設(shè)計，不僅要使其符合施工現(xiàn)場的實際情況，而且要確保其合理性。因此，設(shè)計人員可以參考如下建議。①設(shè)計人員按照相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進行工程圖的設(shè)計，并清晰標(biāo)注施工過程的各個方面。不可能用“幾乎”的心態(tài)來標(biāo)記它，以免對項目的安全構(gòu)成威脅。②設(shè)計師應(yīng)該對工程圖紙設(shè)計采取嚴(yán)謹?shù)膽B(tài)度，對施工過程中可能設(shè)計的每一個小環(huán)節(jié)進行詳細設(shè)計，并在初步完成圖紙后進行獨立審核，以便圖紙中的問題可以及時發(fā)現(xiàn)。通過科學(xué)方法糾正，防止不必要的經(jīng)濟損失。

（三）合理設(shè)置房屋建筑變形縫

在對結(jié)構(gòu)縫予以控制時，需設(shè)置沉降縫以及伸縮縫，以此來將結(jié)構(gòu)分成若干個自由獨立的單體，并在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計之中增添抗裂縫措施。量多的小直徑配筋和量少的大直徑配筋相比，前者更有利于抗裂。其次，在部分容易被溫度所影響的樓板當(dāng)中，需采取雙層雙向配筋或配置抗溫度變形鋼筋網(wǎng)片 ；對于極易出現(xiàn)變形集中的板角而言，需增添適當(dāng)?shù)募訌娊?；預(yù)應(yīng)力梁及大梁側(cè)邊板厚度適當(dāng)增加且雙層配筋等等。

（四）提高建筑基礎(chǔ)選型的合理性

為確保選擇建筑基礎(chǔ)的理由，最重要的是要加強對兩個指標(biāo)的重視，即建筑工地和建筑設(shè)計現(xiàn)場的地質(zhì)條件，設(shè)計人員有設(shè)計圖紙后，不能進行立即建模和計算。有必要根據(jù)建筑物的建筑設(shè)計特點，對施工現(xiàn)場建設(shè)項目的地質(zhì)情況進行綜合考察和分析，并進一步開展工作。另外，在基礎(chǔ)建筑工地的選擇上，設(shè)計師需要加強與其他技術(shù)人員的溝通，并根據(jù)各種意見確定設(shè)計方案的可能性和合理性，從而確定最終施工作業(yè)的有效性和質(zhì)量。

（五）工民建結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化技術(shù)分析

在工民建筑的設(shè)計及施工過程中，相關(guān)的優(yōu)化技術(shù)主要應(yīng)用在兩個方面，即：工民建筑總體結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化及工程分部結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化。其中，分部結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化是指對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案、屋蓋設(shè)計方案、圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計方案以及細部結(jié)構(gòu)設(shè)計方案等等的優(yōu)化。除此之外，還包括對建筑結(jié)構(gòu)的受力以及相關(guān)的造價分析、選型布置等環(huán)節(jié)的優(yōu)化。因此，設(shè)計人員必須要結(jié)合建筑項目的實際情況，對工民建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行有效地優(yōu)化。

（六）加強設(shè)計管理，提高抗震設(shè)計質(zhì)量

設(shè)計過程是對設(shè)計結(jié)果影響最大的環(huán)節(jié)。加強設(shè)計過程中的管理工作，對提高抗震設(shè)計質(zhì)量具有重要意義。事實上，地震等重大自然災(zāi)害對于建筑物結(jié)構(gòu)的影響非常大。能否做好建筑物抗震設(shè)計，提高建筑物的抗震能力對于人們生命財產(chǎn)安全的保障十分重要。然而，我國現(xiàn)代建筑的發(fā)展時間相對較短，建筑行業(yè)繁榮的背后是結(jié)構(gòu)設(shè)計、抗震設(shè)計水平還不能完全滿足時代發(fā)展對工民建結(jié)構(gòu)的設(shè)計、抗震設(shè)計的要求。對此，設(shè)計師們必須樹立正確的思想意識，不斷學(xué)習(xí)，增強自身的設(shè)計能力。嚴(yán)格按照相關(guān)設(shè)計要求、設(shè)計理論以及設(shè)計原則開展設(shè)計工作。在具體的工作中根據(jù)項目的具體環(huán)境特點、結(jié)構(gòu)特點、功能特點進行分析以提高建筑結(jié)構(gòu)的可靠性與安全性。此外，相關(guān)管理部門還需要制定嚴(yán)格的審查機制，對設(shè)計圖紙、設(shè)計方案進行嚴(yán)謹?shù)卣撟C，確保方案符合項目要求。

（七）合理使用建筑材料，減少資源浪費

各種建筑材料的選擇也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中員工進步過程中的一個重要問題。需要充分考慮選擇建筑材料的指標(biāo)，包括淤泥建筑材料的應(yīng)力特性和建筑材料的工作環(huán)境。同時，選定的建筑材料是基于材料使用性能的保證，并且要盡量減少建筑材料的損失和浪費。在這個過程中需要特別注意以下幾點： 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師需要結(jié)合工程設(shè)計的實際情況，設(shè)計各種建材選擇方案，并通過綜合比較，選擇最突出的經(jīng)濟優(yōu)勢和性能優(yōu)勢的建筑材料設(shè)計方案。

（八）結(jié)構(gòu)方案制定和落實的有效性

在針對高層建筑結(jié)構(gòu)進行具體設(shè)計的時候，最關(guān)鍵的一點就是要與實際情況進行結(jié)合，制定出符合實際要求，并且具有全面性的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，將該方案落實到實處，體現(xiàn)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的各個環(huán)節(jié)當(dāng)中。結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的制定和落實，不僅能夠為后期施工打下良好基礎(chǔ)，而且還能夠為結(jié)構(gòu)設(shè)計的最優(yōu)化狀態(tài)提供有效保障。在針對這些結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進行選擇時，要從中選擇最優(yōu)化方案，為了實現(xiàn)這一根本目的，需要對各方面因素條件進行綜合考量。首先，在針對結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進行制定和落實時，必須要保證方案本身能夠達到建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計時的各種標(biāo)準(zhǔn)化要求。盡可能避免設(shè)計方案與這些標(biāo)準(zhǔn)或者是規(guī)范要求存在沖突。其次，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的制定必須要與實際情況進行結(jié)合，這樣才能夠保證方案的針對性和有效性，為結(jié)構(gòu)設(shè)計提供有效保障。因此，在針對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進行有效落實時，應(yīng)當(dāng)對施工現(xiàn)場的實際情況進行重點考量。特別是在其中會涉及到一些施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件、地下水位等，這些因素都需要被綜合考量，這樣才能夠最大限度保證設(shè)計方案的最優(yōu)化。

（九）對工民建結(jié)構(gòu)進行科學(xué)合理的設(shè)計

隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，人們?nèi)罕姷奈镔|(zhì)生活水平得到了大幅度提升。相對應(yīng)的，人們對于建筑物的結(jié)構(gòu)需要與功能需求都在不斷增加。因此，近些年的工民建種類不斷增加，其結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)種類得到了極大豐富。這一現(xiàn)象的出現(xiàn)給工民建結(jié)構(gòu)設(shè)計工作帶來了極大困難。與此同時，建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計受到當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件影響較大。選擇一個科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案已經(jīng)成為工民建抗震設(shè)計工作中不可或缺的部分。在對工民建結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是當(dāng)前最為常見的一種結(jié)構(gòu)形式。具有強度大、抗壓能力強、抗變形能力好、抗震性能好的一系列優(yōu)點。對此，在進行工民建結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須根據(jù)工民建的功能需求、以及當(dāng)?shù)氐淖匀磺闆r并結(jié)合建筑物的抗震要求進行合理選擇。從而給抗震設(shè)計提供良好的建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。在具體的工作中，建筑結(jié)構(gòu)體系的不同對于建筑物抗震設(shè)計也有著較大影響。一般來說，在高層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該將側(cè)移剛度作為最重要的思考對象。且隨著樓層的增加，建筑物的側(cè)移剛度要求也會越來越高。在地震等極端自然災(zāi)害發(fā)生時，建筑物的整體結(jié)構(gòu)會由于地震的作用而發(fā)生擺動，使建筑物的水平位移不斷加大。這就對建筑物的抗側(cè)移剛度提出了更高的要求。在這一過程中，樓層越高所需要的抗水平位移剛度也就越大。此外，建筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、構(gòu)件以及建筑結(jié)構(gòu)的受力特點都會對工民建的抗震設(shè)計產(chǎn)生一定影響。

六、結(jié)語：

在當(dāng)前社會經(jīng)濟不斷快速發(fā)展的背景下，我國建筑行業(yè)的整體發(fā)展勢頭越來越迅猛?，F(xiàn)代人的日常生活質(zhì)量和水平不斷提升，對工民建的整體質(zhì)量要求越來越高，為了保證能夠滿足現(xiàn)代人對工民建提出的更高要求，建筑企業(yè)在針對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計和具體施工時，也對其進行不斷改變和操作。工民建的高度越來越高，特別是在當(dāng)前城市化進程不斷加快的背景下，土地資源面積嚴(yán)重缺乏。工民建已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代社會的主要產(chǎn)物，同時對現(xiàn)代城市規(guī)劃建設(shè)而言，在某種程度上，能夠起到良好的標(biāo)志性作用。在針對工民建進行具體建設(shè)時，結(jié)構(gòu)設(shè)計是其中非常重要的一部分，能夠直接對工民建的質(zhì)量、安全穩(wěn)定性等產(chǎn)生影響。因此，需要針對工民建結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)階段存在的各種問題進行分析，并且提出有針對性的解決措施，為工民建結(jié)構(gòu)設(shè)計的水平提升提供有效保障。隨著我國城市化建設(shè)進程的不斷推進以及我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，各種形式多樣、風(fēng)格迥異、功能不同的建筑如雨后春筍般拔地而起，但是與此同時也出現(xiàn)了很多的問題。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計作為建筑設(shè)計中最為重要的一環(huán)，如果出現(xiàn)問題，將會對人們的生命以及財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的影響。因此，相關(guān)設(shè)計人員必須要利用各種方法對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行優(yōu)化，進而有效地降低工程結(jié)構(gòu)的造價，對建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及安全性進行有效地提升，為人們的生活以及工作提供更優(yōu)質(zhì)的建筑，為我國經(jīng)濟的快速發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。綜上所述，以上內(nèi)容就是對探析工民建結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化的論述。

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