劉俊杰

（中土集團(tuán)福州勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，福州 350013）

1 民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

1.1 以人為本

建筑物本身的功能是為人民服務(wù)，民用建筑是人們?nèi)粘Ｉ钪须x不開的重要場所，因此，民用建筑設(shè)計(jì)遵循以人為本的原則，對于建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展是必不可少的。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，人們在追求物質(zhì)的同時(shí)，也增加了精神上的需要以及長期的發(fā)展?，F(xiàn)在的環(huán)保觀念仍然在于人們的思想中，人們更加關(guān)注其對子孫后代的影響。在這種觀念下，生態(tài)民用建筑更符合現(xiàn)代人的需求，因此，以人為本的民用建筑設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)的基本原則【1】。

1.2 可持續(xù)發(fā)展

民用建筑的設(shè)計(jì)在促進(jìn)當(dāng)前的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要作用，并且對人們的工作和生活產(chǎn)生重大影響。當(dāng)前，民用建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢正在向多元化的方向發(fā)展。隨著中國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，民用建筑的設(shè)計(jì)必須與社會(huì)的普遍發(fā)展相協(xié)調(diào)，以滿足現(xiàn)代人物質(zhì)和精神生活的需要。因此，民用建筑的設(shè)計(jì)必須遵循相對完善的設(shè)計(jì)狀態(tài)，在保證民用建筑質(zhì)量的前提下，充分發(fā)揮民用建筑的功能性和實(shí)用性。同時(shí)，從可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)中必須充分考慮民用建筑的自然環(huán)境因素，使民用建筑與周圍環(huán)境融為一體，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

1.3 剛?cè)嵯酀?jì)

民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響建筑物的安全，在設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)時(shí)必須滿足相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。但在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)剛度時(shí)，必須適度掌握，并且建筑物結(jié)構(gòu)的強(qiáng)剛度和弱剛度會(huì)影響建筑物的整體穩(wěn)定性，因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要滿足低承載力和高延性的設(shè)計(jì)思想。如果結(jié)構(gòu)剛度太強(qiáng)，則建筑物結(jié)構(gòu)的承載力會(huì)增加。當(dāng)發(fā)生自然災(zāi)害（如地震）時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)吸收的能量非常大，以致于容易發(fā)生無預(yù)警的損壞或倒塌。由于結(jié)構(gòu)剛度太軟且容易使建筑物變形并導(dǎo)致相同的結(jié)果，因此，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須基于剛度和延性適宜的原理，建筑結(jié)構(gòu)必須能夠保證一定的剛度并控制結(jié)構(gòu)變形。由于其結(jié)構(gòu)特定的延性，它可以有效抵抗結(jié)構(gòu)的外力。

1.4 多道防線相互連接

盡管不可能用單個(gè)結(jié)構(gòu)部件來完成建筑物的整體安全性，但要確保整個(gè)建筑物的安全性，建筑物結(jié)構(gòu)必須形成多道防線，并形成一個(gè)抵抗整個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)共同承受的外力系統(tǒng)。另外，在建筑結(jié)構(gòu)中，內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力是不同的，因此，需要用于將結(jié)構(gòu)構(gòu)件彼此連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而可以使結(jié)構(gòu)一體化。這樣，如果建筑物受到外力破壞，則可以有效地分解和傳遞外力，消除外力對建筑物本身結(jié)構(gòu)的破壞，并保持建筑物的整體完整性【2】。

2 民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

2.1 上部結(jié)構(gòu)

在整個(gè)土建工程中，它由上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)部分組成。下部基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)相互促進(jìn)，共同協(xié)調(diào)力量。上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不僅與基礎(chǔ)的承載力有關(guān)，而且與整個(gè)建筑物的質(zhì)量和安全有關(guān)。因此，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，必須充分考慮上部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，并且不同的上部結(jié)構(gòu)具有不同的利用基礎(chǔ)變形的能力。因此，在徹底了解上部結(jié)構(gòu)的剛度特性后，設(shè)計(jì)人員才能提出合理的基礎(chǔ)形式設(shè)計(jì)。

2.2 地理?xiàng)l件

在進(jìn)行民用建筑設(shè)計(jì)前，必須對場地進(jìn)行徹底的調(diào)查和研究，并且必須深刻掌握地質(zhì)數(shù)據(jù)。同時(shí)，弄清施工現(xiàn)場的交通、供電和排水情況。不同的建筑物根據(jù)不同的計(jì)劃需要進(jìn)行不同的地基處理，項(xiàng)目成本和施工難度也不同。通常，會(huì)選擇具有良好地理?xiàng)l件的地基，采用簡單的施工方法，根據(jù)經(jīng)濟(jì)合理的原則進(jìn)行更多的設(shè)計(jì)。特殊的項(xiàng)目必須在一定的地基上建造，例如，不穩(wěn)定的變坡或高的壓縮比地質(zhì)，不能滿足設(shè)計(jì)要求，并且需要根據(jù)情況對地基進(jìn)行特殊處理。各種處理和優(yōu)化措施可提高地基的穩(wěn)定性和承載力，減少地基的變形并為建筑物的總體質(zhì)量目標(biāo)和要求奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，在選擇建筑物的地基時(shí)，應(yīng)避免滑坡。

2.3 施工環(huán)境因素

樁基經(jīng)常用于民用建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，因?yàn)樘烊换A(chǔ)不能滿足沉降和承載力的設(shè)計(jì)要求。在人口稠密的城市建筑中，樁基工程會(huì)帶來許多環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，這會(huì)影響整個(gè)項(xiàng)目的質(zhì)量和安全以及項(xiàng)目成本和進(jìn)度【3】。

2.4 設(shè)計(jì)人員技術(shù)水平

能夠嚴(yán)格按照當(dāng)前的國家規(guī)范要求進(jìn)行民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保荷載傳遞清晰明了，確保建筑構(gòu)件的布局規(guī)格和建筑物的完整性，并能夠避免由于數(shù)據(jù)不足而導(dǎo)致的計(jì)算和設(shè)計(jì)值不一致。明確設(shè)計(jì)師的職責(zé)，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師的專業(yè)設(shè)計(jì)技能。避免因疏忽造成的民用建筑安全隱患。

3 現(xiàn)階段民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題研究

3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不完整

我國部分民用建筑的設(shè)計(jì)工作并未根據(jù)具體建筑來開展，所以無法保證建筑物安全性。一些設(shè)計(jì)人員為了提高建筑使用效果，往往會(huì)增加底層空間，然而對于抗震墻又缺乏重視，所以造成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理。另外，一些設(shè)計(jì)人員將抗震與場地混為一談，對其各自特點(diǎn)不夠了解，影響結(jié)構(gòu)安全系數(shù)。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師的專業(yè)素質(zhì)有限，設(shè)計(jì)不科學(xué)

民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)著重于根據(jù)科學(xué)安排實(shí)現(xiàn)人性化和便利性，因此，民用建筑師對商業(yè)功能的需求以及建筑設(shè)計(jì)的創(chuàng)新和靈活性不斷增長。一方面，建筑工程領(lǐng)域在現(xiàn)階段發(fā)展迅速；另一方面，設(shè)計(jì)師本身缺乏良好的資源和學(xué)習(xí)條件。設(shè)計(jì)師需要提高他們的專業(yè)素質(zhì)。設(shè)計(jì)水平低下不僅影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性，而且嚴(yán)重影響建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用。

3.3 不同構(gòu)造的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

埋置深度、地基基礎(chǔ)以及上部結(jié)構(gòu)方面設(shè)計(jì)工作是主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題?；A(chǔ)類型與施工要求不符導(dǎo)致最終施工可操作性與質(zhì)量受到影響，同時(shí)還會(huì)影響施工環(huán)境。比如，若是樁基間距不符合要求，則無法保證試樁結(jié)果合理性與準(zhǔn)確性。若是樁身鋼筋籠長度不足，那么，開展基礎(chǔ)灌注樁施工作業(yè)時(shí)，則會(huì)對軟弱土層穿越質(zhì)量與效果產(chǎn)生影響，進(jìn)而無法保證樁基滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。開展框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí)，對于橫向框架較為重視，而對于縱向框架較為忽視。

4 優(yōu)化民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的措施分析

4.1 注重建筑設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量

根據(jù)有關(guān)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，目前，我國民用建筑設(shè)計(jì)存在很多明顯的漏洞，如標(biāo)注不完整，設(shè)計(jì)粗糙，甚至出現(xiàn)了違反規(guī)章制度的設(shè)計(jì)。在這方面，民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)師必須具有專業(yè)的知識和技能。通過不斷的培訓(xùn)和實(shí)踐來提高實(shí)際業(yè)務(wù)發(fā)展水平，改正工作態(tài)度以提高民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量。另外，在實(shí)際選擇設(shè)計(jì)過程中，有必要對設(shè)計(jì)師的相關(guān)證書和資格進(jìn)行審查，以提高土木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范性。

4.2 先進(jìn)的建筑技術(shù)應(yīng)用

在建筑工程領(lǐng)域中，BIM 技術(shù)是一種普遍適用的先進(jìn)技術(shù)?？梢酝瓿烧麄€(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的仿真和表示，其3D 渲染效果非常好，并且可以在后期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中同時(shí)演示和仿真實(shí)際的設(shè)計(jì)性能【4】。

5 結(jié)語

在民用建筑結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)技術(shù)很復(fù)雜，設(shè)計(jì)質(zhì)量與整個(gè)建筑物的質(zhì)量水平直接相關(guān)。因此，在實(shí)際的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師通過關(guān)注設(shè)計(jì)工作，不斷探索設(shè)計(jì)要求，充分考慮各種因素對民用建筑設(shè)計(jì)的影響并提出解決問題的有效措施，來提高民用建筑的質(zhì)量。保護(hù)人民的生命安全，促進(jìn)中國建筑業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。