建筑結構設計質量提升策略

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隨著我國城市化進程的加快,我國的房地產市場交易日益活躍,房屋價格節節攀升,對于老百姓而言,買房是平生的頭等大事,幾乎花掉大半生的積蓄,與此同時我國內陸地震頻發（2008年5月12日汶川地震,里氏7.8級;2010年4月14日玉樹地震,里氏7.1級）,因此房屋的質量不僅關系到人們的切身利益,還在危急時刻直接影響到生命財產安全。

作為一名結構工程師,我們必須把設計質量放到最最重要的位置,設計前深思熟慮,設計中一絲不茍,采取多種措施確保并提高結構設計質量。

一、重視概念設計

人們在實踐的基礎上,由感性認識上升到理性認識,從而形成概念,它反映了客觀事物的本質特征。概念設計是結構工程師一項不可或缺的基本功,正確的概念設計好比是選擇了一條正確的道路,是結構設計合理、安全、經濟的前提,它貫穿于工程設計的全過程。概念設計必須通過深厚的基礎理論、對結構原理和力學性質的深刻理解和長期而豐富的工程經驗積淀而成。結構工程師只有具備高水平的概念設計,才能完成高水平的設計成果。

二、做好與相關專業人員的溝通

結構設計工作不能孤立獨行,需要與其他專業多溝通,多配合。因此要提高結構設計水平,不但要具備本專業的扎實的基本功,還要對相關專業有基本的了解并取得相關專業的支持和配合。涉及其他專業的技術問題,結構工程師要積極組織和參加各專業的協調會議,統一標準,達成共識,最終確定設計原則,做到透徹把握建筑意圖、充分了解設備專業的功能和需要,避免在出圖后因各專業不協調而導致的變更和返工。

三、正確運用計算機輔助設計

當前,計算機輔助設計系統在建筑設計領域被廣泛應用,工程師在計算機上進行結構分析工作,用計算機輔助完成大部分的圖紙設計,因此了解計算機程序的功能、正確使用設計軟件直接影響到結構設計的水平。中國建筑科學研究院PKPMCAD工程部開發的PKPM系列微機建筑工程CAD系統、廣東省建筑設計研究院和深圳市廣廈科技有限公司聯合開發的廣廈建筑結構CAD等等都是比較優秀的建筑設計軟件,涉及的內容比較全面,與AUTOCAD兼容,可操作性強。需要指出的是設計軟件都是根據國家現行規范的要求結合不同的結構體系的受力特點加以模擬簡化得來,因而設計軟件都有一個有效使用期限和合理適用范圍。隨著建筑業的發展,建筑物規模越來越大,形式也日趨復雜,使得建筑結構設計的內容增多,難度增大,這就要求設計人員了解所使用軟件的特點和適用范圍,熟悉和掌握各項參數的選取條件,真正做到計算機為人服務,為工程設計服務。

四、綜合考慮優化結構設計

在結構設計中要考慮優化設計,綜合考慮各方面因素,盡量采用最為經濟和合理的方案。全面考慮各個受力構件的可能承受的各種荷載,豎向承重構件把豎向荷載傳遞到基礎上,還承受風和地震等水平荷載,以及溫度應力,這些都要考慮到,布置時要把承重構件放在有利于承受水平荷載和溫度應力的位置。要限制剪力墻的間距,確定樓板剛度滿足整體工作的要求。水平承重構件的布置,也要綜合考慮多方面因素,力爭做到傳力路徑簡短,以最快的方式將樓面上的荷載傳遞到主梁上,再由柱和剪力墻傳遞到基礎和地基。在設計地基基礎時,要根據基本理論知識,結合豐富的實際經驗,預見可能出現的各種問題,并分析出合理的解決方案。計算過程要牢記“強柱弱粱、強剪弱彎、強壓弱拉”的原則,不可隨意加大配筋量,要考慮構件的延性性能,對薄弱部位注意加強。對于鋼筋的錨固長度尤其是直線段錨固長度,要注意溫度應力的影響。平面和立面的布置,要按照均勻、對稱和規整原則進行,考慮多道防線,力爭避免出現薄弱層。結構的選型和布置及計算的整個設計過程,要綜合考慮各方面因素,并進行極限狀態的驗算,以保證結構設計的方案安全合理。

五、加強抗震設計的理念

由于地震的不可預見性,我們能做到的就只有最大限度的“抗震”而不是“防震”。我國是一個地震災害發生比較頻繁的國家,我們不斷地從地震后的房屋中汲取經驗教訓,我國的《建筑設計抗震規范》也在歷次大地震后做了修編和完善,從84年版到76年版,2001年版到2008年版,再到汶川、玉樹地震后的2010年版（2010年12月1日開始實施）,結構工程師在進行設計工作時嚴格按照“抗規”中的抗震設計原則和抗震設計構造的要求進行抗震設計,只有做到了有效的抗震設計才能有效的降低地震突然發生的造成的人員傷亡和財產損失。2010年發生的青海玉樹7.1級地震造成大量人員傷亡,大量砌體結構發生整體倒塌,倒塌的主要原因有建筑材料質量低劣、結構不合理、結構傳力途徑不明確和抗震構造不規范,而且大多沒有經過專業設計人員的合理設計,抗震能力極差,地震來時極易倒塌。而智利發生的里氏8.8級特大地震造成的死亡人數卻較少,原因就是智力很多公共及民用建筑都采用了抗震性能較好的鋼結構（鋼結構質量輕、強度高,具有很好的延展性,發生強烈地震時,鋼結構只會變形,而不會崩塌和斷裂）。總之,結構工程師要重視概念設計,做好與相關專業人員的溝通,正確運用計算機輔助設計,綜合優化結構設計,加強抗震設計的理念,切實保證建筑結構設計的質量。