建筑结构设计质量提升策略

随着我国城市化进程的加快,我国的房地产市场交易日益活跃,房屋价格节节攀升,对于老百姓而言,买房是平生的头等大事,几乎花掉大半生的积蓄,与此同时我国内陆地震频发（2008年5月12日汶川地震,里氏7.8级;2010年4月14日玉树地震,里氏7.1级）,因此房屋的质量不仅关系到人们的切身利益,还在危急时刻直接影响到生命财产安全。

作为一名结构工程师,我们必须把设计质量放到最最重要的位置,设计前深思熟虑,设计中一丝不苟,采取多种措施确保并提高结构设计质量。

一、重视概念设计

人们在实践的基础上,由感性认识上升到理性认识,从而形成概念,它反映了客观事物的本质特征。概念设计是结构工程师一项不可或缺的基本功,正确的概念设计好比是选择了一条正确的道路,是结构设计合理、安全、经济的前提,它贯穿于工程设计的全过程。概念设计必须通过深厚的基础理论、对结构原理和力学性质的深刻理解和长期而丰富的工程经验积淀而成。结构工程师只有具备高水平的概念设计,才能完成高水平的设计成果。

二、做好与相关专业人员的沟通

结构设计工作不能孤立独行,需要与其他专业多沟通,多配合。因此要提高结构设计水平,不但要具备本专业的扎实的基本功,还要对相关专业有基本的了解并取得相关专业的支持和配合。涉及其他专业的技术问题,结构工程师要积极组织和参加各专业的协调会议,统一标准,达成共识,最终确定设计原则,做到透彻把握建筑意图、充分了解设备专业的功能和需要,避免在出图后因各专业不协调而导致的变更和返工。

三、正确运用计算机辅助设计

当前,计算机辅助设计系统在建筑设计领域被广泛应用,工程师在计算机上进行结构分析工作,用计算机辅助完成大部分的图纸设计,因此了解计算机程序的功能、正确使用设计软件直接影响到结构设计的水平。中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部开发的PKPM系列微机建筑工程CAD系统、广东省建筑设计研究院和深圳市广厦科技有限公司联合开发的广厦建筑结构CAD等等都是比较优秀的建筑设计软件,涉及的内容比较全面,与AUTOCAD兼容,可操作性强。需要指出的是设计软件都是根据国家现行规范的要求结合不同的结构体系的受力特点加以模拟简化得来,因而设计软件都有一个有效使用期限和合理适用范围。随着建筑业的发展,建筑物规模越来越大,形式也日趋复杂,使得建筑结构设计的内容增多,难度增大,这就要求设计人员了解所使用软件的特点和适用范围,熟悉和掌握各项参数的选取条件,真正做到计算机为人服务,为工程设计服务。

四、综合考虑优化结构设计

在结构设计中要考虑优化设计,综合考虑各方面因素,尽量采用最为经济和合理的方案。全面考虑各个受力构件的可能承受的各种荷载,竖向承重构件把竖向荷载传递到基础上,还承受风和地震等水平荷载,以及温度应力,这些都要考虑到,布置时要把承重构件放在有利于承受水平荷载和温度应力的位置。要限制剪力墙的间距,确定楼板刚度满足整体工作的要求。水平承重构件的布置,也要综合考虑多方面因素,力争做到传力路径简短,以最快的方式将楼面上的荷载传递到主梁上,再由柱和剪力墙传递到基础和地基。在设计地基基础时,要根据基本理论知识,结合丰富的实际经验,预见可能出现的各种问题,并分析出合理的解决方案。计算过程要牢记“强柱弱粱、强剪弱弯、强压弱拉”的原则,不可随意加大配筋量,要考虑构件的延性性能,对薄弱部位注意加强。对于钢筋的锚固长度尤其是直线段锚固长度,要注意温度应力的影响。平面和立面的布置,要按照均匀、对称和规整原则进行,考虑多道防线,力争避免出现薄弱层。结构的选型和布置及计算的整个设计过程,要综合考虑各方面因素,并进行极限状态的验算,以保证结构设计的方案安全合理。

五、加强抗震设计的理念

由于地震的不可预见性,我们能做到的就只有最大限度的“抗震”而不是“防震”。我国是一个地震灾害发生比较频繁的国家,我们不断地从地震后的房屋中汲取经验教训,我国的《建筑设计抗震规范》也在历次大地震后做了修编和完善,从84年版到76年版,2001年版到2008年版,再到汶川、玉树地震后的2010年版（2010年12月1日开始实施）,结构工程师在进行设计工作时严格按照“抗规”中的抗震设计原则和抗震设计构造的要求进行抗震设计,只有做到了有效的抗震设计才能有效的降低地震突然发生的造成的人员伤亡和财产损失。2010年发生的青海玉树7.1级地震造成大量人员伤亡,大量砌体结构发生整体倒塌,倒塌的主要原因有建筑材料质量低劣、结构不合理、结构传力途径不明确和抗震构造不规范,而且大多没有经过专业设计人员的合理设计,抗震能力极差,地震来时极易倒塌。而智利发生的里氏8.8级特大地震造成的死亡人数却较少,原因就是智力很多公共及民用建筑都采用了抗震性能较好的钢结构（钢结构质量轻、强度高,具有很好的延展性,发生强烈地震时,钢结构只会变形,而不会崩塌和断裂）。总之,结构工程师要重视概念设计,做好与相关专业人员的沟通,正确运用计算机辅助设计,综合优化结构设计,加强抗震设计的理念,切实保证建筑结构设计的质量。