建筑结构设计标准化应对策略探讨

文／曹聪 淮安市国融投资建设有限公司 江苏淮安 223001

引言：

建筑设计是建筑行业向来关心的内容，结构设计是整个建筑建设中的重要环节，近年来随着对设计要求的不断提高，设计规范、图集的频繁更新，各地都出现了设计不符时宜的情况，对社会产生了广泛影响，其中建设结构设计不符合标准占据很大一部分原因。学术界对此进行了研究，但是分析多集中于个案，缺乏宏观角度的研究和对普遍原因的总结，提出的对策效果也十分有限。本文分析了我国建筑行业的结构设计标准化问题，并提出相应的策略。

1、标准化设计发展趋势

我国从1998 年住房制度改革以来，房地产业飞速发展，随着国家法律法规、建筑业设计规范、行业规程不断完善，住宅建筑设计标准化逐渐成为行业发展主要方向之一。对开发商而言，住宅标准化设计不仅能缩短项目前期开发和设计的时间，也可以加强对住宅的整体质量控制，还能有效控制成本和工期，对实现项目的整体目标有重要意义。对设计单位而言，建筑设计标准化有利于统筹管理，减少重复劳动节约人力成本，加强对设计技术和内容的管控，提高设计企业的生产效率和市场竞争力。近几年来，房地产企业对建筑设计标准化提出了更高的要求，建筑设计标准化成为房地产开发标准化管理的重要环节之一。

2、结构设计标准化的重难点问题

作为建筑结构最为重要的部分，地基承载了整个建筑的重力，因此地基施工对整体建筑质量产生重要影响。为此，为确保建筑工程施工质量及施工安全，建筑设计及建设单位应对基础选型予以高度重视。然而在具体操作过程中，因选择不合理致使地基承载力与实际要求不符的情况时常出现，且极易导致建筑出现侧移和不均匀沉降的情况出现，明显降低了建筑结构的安全系数，缩短了建筑使用寿命。设计图纸在建筑结构设计过程中占据非常重要的地位，是建筑施工的重要参考，为有效提升建筑结构设计质量，在设计图纸中应对建筑抗裂等级、抗震等级、施工材料以及墙梁柱标号予以详细标注。然而在具体设计过程中，因设计人员专业水平较低，对问题的考虑也不够全面，使得很多关键信息没有在图纸中得到明确体现，对施工质量产生严重影响。建筑设计标准化最早关注到的内容是建筑平面的设计问题，建筑平面的标准化已在我国广泛运用，但结构专业的设计标准化进程比较迟缓，面临许多重难点问题，主要是以下方面：

2.1 整体结构优化度不高

由于大环境下市场竞争的激烈，企业对生产效率和经济效益的提升越来越看重，工程师外部受到市场竞争的影响，内部受到企业对设计进度高要求的压力，一味地追求快速设计出的结构标准化方案，无法做到对合理建筑结构的保证，这导致建筑工程师大多在原有的通用性较高的住宅结构设计方案上进行修改。近年来，我国建筑设计行业发展规模越来越庞大，外界环境变化巨大，从前根据原有基础修改的方式不再适用，而企业仍然要求工程师快速交付工作，使得工程师无法对结构标准化设计进行优化，工程师整体上对结构的构成和承重上把控不够，影响最终效果。与此同时，很多建筑施工企业并未安排企业内专业的设计人员进行出国进修，学习国外优秀的专业建筑技术，导致自身建筑的结构化设计水平过于有限，并停滞不前。再加上近年来随着对设计要求的不断提高，设计规范、图集的频繁更新，审图中心等主管部门越来越严格等原因，导致以往的建筑结构设计经验并不能更好的适用于当前建筑的现状，若仍沿用以往的建筑设计则会造成一定的不适应性。

2.2 场地、地区因素

房地产住宅的结构体系主要是剪力墙结构，这种结构对地质条件要求较高，因为场地和地区因素具有差异，不同场地，地基的岩层厚度、地下水水位高低、土质情况、承载力等都不同，要采用不同方式处理。要做到以上这些，项目组必须在项目规划前期做好实地考察，充分考虑到场地因素，尽量在初期做好万全准备，为项目的结构标准化设计做足依据。而各地地方性的经验在地质这方面尤为重要，如有必要，多咨询请教当地的地质专家，往往能起到事半功倍的效果。此外，全国各个省份因为地理位置和土壤条件不同，同样的建筑物在不同地方的表现度也不同，即使是相同的户型，在全国各地的具体建筑结构上也会有较大差异，特别是剪力墙的暗柱、连梁、墙面的混凝土等级，因抗震条件的不同导致的剪力墙布置的差异，这些都需要结构设计师根据项目的条件和项目价值意义进行个性化设计和具体计算。工程师的设计耗费时间直接关系到设计周期的长短，设计周期短，可能导致工程师无法全面、立体地把控项目特点，后期会出现多次修改；设计周期过长又不利于统筹规划，不利于加快工期进度。

2.3 项目条件制约因素

不同的项目，其项目定位、目标与规划就不同，总图布置和地方性限制也是千差万别。（1）建筑的整体高度和层高会直接影响结构计算过程；（2）填充墙、装饰材料的种类会影响建筑结构的承载能力；（3）铝膜建造工艺会影响结构的尺寸和布局；（4）装配式要求：要根据标准化户型的要求来采购装配，细化、分解结构构建，满足不同地区的项目的具体要求。

3、现阶段建筑结构设计过程中存在的几点问题

3.1 短肢剪力墙设置存在问题

在现阶段建筑的结构设计过程中依旧存在着比较多的问题，如果未能够对这些问题进行及时有效的解决，还会对该建筑产生致命的影响，并会造成严重的结构损害现象。在进行短肢剪力墙的设立过程之中，如果出现了不合理的地方，还会直接影响到整个建筑的稳定性以及安全性。并会导致该建筑的抗震功能得到进一步的降低，在面对地震等自然灾害之后也无法保持良好的抗震效果，从而不利于后期建筑的长期与安全使用。因此说设计人员在进行短肢剪力墙的设计过程中，也就需要严格按照该建筑的实际施工情况来进行设置，只有这样才能够有效避免短肢剪力墙增设等问题出现，并使得该建筑物的使用寿命得到有效的提升。当然，并不是说短肢剪力墙完全不能使用，适量的短肢剪力墙的布置能够使建筑布局更加灵活，提升户型的品质，增加客户的接受度，同时也可作为结构体系中的补充，调节结构体系中的各项参数。

3.2 嵌固端设置存在问题

嵌固端作为建筑结构设计中的重要组成部分，在对嵌固端进行设计的过程中还存在有以下几点问题：（1）在对嵌固端的位置进行选择过程中依旧存在有比较多的问题，许多建筑在施工过程中多是在地下室或者人防顶板来进行嵌固端的设置，但是该设计模式之中还存在有比较严重的安全问题，也就容易导致嵌固端难以获得一个良好的施工效果；（2）嵌固端的上下层刚度还存在有比较严重的比例设计不够合理问题，就嵌固端的合理设计进行分析，其上下层的刚度比例也是一个需要充分重视的指标，如果上下层刚度缺乏合理性，对于该建筑的使用性能以及承载能力也会造成非常大的影响，从而直接影响到该建筑物的后期使用质量；（3）在进行嵌固端的结构设计过程中，其跟抗震缝隙的处理还有着比较大的矛盾以及冲突，并且存在有平衡性不足的问题，对于整个建筑结构的稳定性也会造成非常严重的影响。（4）嵌固端的加强构造措施也对结构安全起着重要的作用，这就要求设计人员不仅要熟悉省标、国标，也要对地方性的规范有所了解。

3.3 注重结构设计中各种性能的满足

在进行建筑的结构设计过程之中，还需要充分满足各个方面性能的要求，然后在此基础上来进行后续的设计工作，从而保障该建筑的后期安全使用。因此在进行建筑的设计过程中，还需要充分满足以下几点性能指标：（1）首先需要进一步加强对结构延展性的设计力度，主要设计内容需要针对建筑容易出现的变形跟倒塌等问题，在延展性良好的基础上，还能够有效避免地震等自然灾害对于建筑物所造成的影响；（2）在结构设计过程中要求建筑的水平力能够保持在一定水平，借此来提升该建筑物的力学载荷效果；（3）稳定性作为建筑结构设计的重要组成部分，也就要求设计人员能够加强对该方面的重视程度；（4）位移比、剪重比、位移角等等结构体系重要参数除满足规范的要求外，设计人员还需尽可能的优化，这些参数是反应结构模型是否经济合理的重要组成部分，也是体现设计人员能力水平高低的直观表现。

3.4 超高问题

在对建筑进行结构设计的过程经常性会出现超高问题，所谓超高问题指的是部分建筑建设单位在进行建筑结构的设计过程中无视相关制度跟标准规定，来随意增加建筑的高度，借此来获取到更多的经济效益。但是在建筑施工过程中的超高问题对于建筑结构还会产生非常不利的影响，需提升建筑的稳定性跟抗震性能来保证建筑结构的安全，从而导致成本激增。对于部分超高的建筑而言，其在遇到强风或者地震等自然灾害的情况下，如果设计因成本问题没有充分的预留安全系数，还会出现自身荷载能力不足以及抗震能力不足等因素，导致建筑物出现倒塌等事故发生，从而直接威胁到人们的人身和财产安全。

3.5 其它设计问题

在建筑的结构设计过程中需要涉及到非常多的内容，这也就要求在结构设计过程中能够充分考虑到各个方面的因素，借此来保障结构设计的合理性以及有效性。此外因为建筑施工时所涉及到的环节过多，也就导致了其结构设计中存在的问题还存在有多面性，除了上述阐述的四种问题之外，在建筑的结构设计工程中经常性还会出现抗震性、牢固性以及建筑整体刚度等多个方面的问题，对于该建筑的整体结构设计效果也会造成较大的影响，严重情况下还会导致该建筑的整体建设出现较大的损伤。此外在进行建筑的结构设计过程之中往往还需要计算来进行施工位置的合理选择，因此说计算的准确程度对于整体结构设计水平还会造成比较大的影响。对于这些计算准确性问题而言，还会受到资料是否健全、计算公式选择的恰当性、建模是否准确以及计算过程中的是否考虑全面等诸多因素影响，对于整体结构设计的效果也会造成严重的影响。

4、提高建筑结构标准化设计水平的对策

4.1 对建筑结构设计图纸进行不断详实和完善

作为建筑结构设计的重要载体，建筑设计图纸也是建筑项目施工的基础，并对建筑施工产生重要影响。所以，在对建筑结构进行设计的过程中，应严格依据结构设计标准及规范开展工作，相关设计人员不得贪图方便而随意省略关键信息的标识，同时设计人员还需要对复杂、细微的结构予以重点关注。总之，在对建筑结构进行设计的过程中，相关设计人员应始终保持严谨的工作态度，并在设计工作完成之后，对图纸进行严格的自我审核，及时发现问题，并采取合理措施解决问题，有效提升建筑结构设计图纸的质量。

当前，我国建筑设计存在一定的问题，主要原因的建筑施工企业的领导尚未对其的施工投入一定的重视，很多施工企业的领导将更多的注意力转向获取经济效益以及企业之间的竞争力上，而忽略了建筑标准化结构设计的重视程度。与此同时，很多建筑企业领导都缺乏对搞成标准化结构设计的重视程度，甚至认为进行建筑所使用的施工设计图纸与多层建筑的图纸没有什么明显的区别，还有少数领导并未对建筑结构标准化设计给予一定的成本投入，很多设计人员在进行具体的施工图设计时会在一定程度上收到了成本的限制，导致对图纸钢筋含量、混凝土含量等指标过于的苛刻，没有设计一些合理的安全储备，从而影响建筑施工的整体质量。

4.2 对强制性标准与推荐性标准予以注意区分

在我国，涉及环保、卫生、安全等方面的标准属于强制性标准，其余为推荐性标准，也就是说强制性标准必须严格执行，推荐性标准秉承自愿采纳原则，但是地方政府及建筑项目合同予以严格规定之后，则属于强制性标准，必须执行，不容商量。同时，虽然有些推荐性标准是在自愿基础上建立的，但是因其严格程度不同，相关单位及设计人员也需要对其加以区分，认真对待。同时，应多与地方性的设计主管部门，图审中心等权威部门多沟通、多交流、多学习，很多各地的地方图审中心对规范条款的解释并不一样，执行的力度也有所不同，这就需要我们的设计人员在保证安全的同时，了解各地的审图深度，满足一定的经济效益。

4.3 对条文规定用词予以精准把握，确保设计符合规范要求

针对不同应用范围及规章，国家在制定建筑结构设计标准的过程中也会使用不同的词语，以便专业设计人员进行区别对待。比如，“严禁”“必须” “应该”“不应该”表示严格的意思，是强制性的，无法违反的；“宜”表示严格的意思，在没有特殊要求的情况下必须要这么做，如有特殊情况可以斟酌考虑。此外，相比较其他规范而言，消防方面的要求会更加严格，比如“应该”“不应”不仅仅表示严格的意思，而是非常严格的意思，必须要依据规范行事。因此，在具体设计过程中，相关设计人员必须做到以下几个方面：第一，对用词进行反复推敲，仔细专研，确保设计有理有据；第二，设计人员应加强自身理论知识的学习，及时更新观念，对标准的动态方向予以充分掌握，对建筑结构设计方案予以不断完善；第三，对新规范的实施时间予以高度重视，一旦设计产品与新规定出现矛盾的情况，则需要依据具体时间而定，如果新规定出台时间早于设计时间，则必须执行新标准。

4.4 菜单定制式设计条件输入管理

在项目初期，制定相应的标准输入文件，准确的采集项目的设计条件是非常关键的一步，但却经常被忽视，导致项目由于提资不明确，后期反复修改，影响项目设计工期和质量，在结构专业的设计输入条件中应明确：（1）项目的场地（地勘）和荷载信息；（2）建筑高度、层高、使用功能、填充墙、建筑做法等建筑信息；（3）特殊施工工艺和质量控制要求；（4）明确地方特殊要求和审图的要点等。在项目初期明确项目信息，减少后期变更的可能性，是管控结构标准化设计工作的第一步，在标准化实践中也是地产项目部门的一项重要的工作。

4.5 项目统一技术措施

统一的结构技术措施对结构设计管理有重要意义，在管理方面，形成统一的标准有利于把控质量，对不同项目遇到的相同问题采取统一的解决方案，对不同设计者的设计流程、方法和结果统一管理规范；在技术方面，根据积累的项目经验，对实际设计过程中遇到的重点、难度问题形成系统的解决方案，为设计者提供了准确的参考，对项目设计过程技术把控，有利于成本的准确控制。结构专业的统一技术措施的主要内容包括：（1）设计流程管理的规定；（2）设计参数的统一规定；（3）结构设计方案的关注要点；（4）结构设计技术措施指引；（5）设计深度的统一规定；（6）优化和限额设计的规定。结构设计的技术管控直接影响到建筑物的安全性和经济性，设计院和开发商的管控应相辅相成，结构设计管理人员应尽早地对项目统一技术措施宣贯执行，从而减少设计的不确定性，才能交付出统一的、合格的设计成果。

结语：

近年来，建筑行业标准化价值取向明显。作为一种策略，标准化在理想状态下，通过工程师的管理策略、技术调控和设计水平的把控得到实现，结构设计是整个建筑建设中的重要环节，而标准化思维有助于提升结构设计，从而促进企业的经济效益提升。提升建筑结构标准化设计不仅能提升建筑的整体质量，更能加强建筑企业的经济效益，并促进企业的蓬勃发展。而标准化的目的是有效控制建筑工程的质量，节约成本，保证工期，方法上菜单式的输入条件管理、统一的技术措施指导结构设计、广泛应用参数化、模块化的管理均有助于企业克服结构设计标准化时的难题，具有重要的实际应用价值。我国建筑行业若是想加强对建筑结构标准化的设计更要从自身入手，首先建筑行业的领导需要对其标准化的设计投入一定的重视程度，其次，建筑设计的人员需要提升自身的专业设计水平，最后，施工人员需要对建筑内部的消防结构、抗震结构以及抗风结构等各方面进行优化设计。