探讨提高建筑结构设计水平的方法及措施

肖 昕，王廷廷

（1.广东省电信规划设计院有限公司，广东 广州 510630；2.广州番禺职业技术学院，广东 广州 511487）

0 引言

随着我国城市建设工作的不断发展，以及建筑工程的创新和进步，建筑结构设计水平也需要不断提高。现阶段的相关建筑工程造型以及内部功能越来越丰富，所使用的建筑材料也越来越丰富。对于建筑工程结构设计工作人员来说，这是一个新的挑战。为了面对新时代的新要求，相关的建筑结构设计人员需要不断学习和创新，提升自身的综合素质水平，从而进一步提升我国的建筑工程质量水平。而建筑工程现阶段所涉及的领域更加广泛，工作环节不断细化，这都代表建筑工程的诸多环节不断将复杂化。基于此，本文对提高建筑工程当中的结构设计水平的相关措施进行了研究[1]。

1 建筑结构设计工作中的重点

1.1 混凝土结构设计

在建筑工程中，混凝土结构设计是整个建筑结构设计工作最重要的环节。钢筋混凝土是施工过程当中主要的施工材料，由于钢筋混凝土本身的承重能力相比于其他材料更好，而且性价比较高，其在建筑工程实际施工过程中得到了广泛的应用。在混凝土结构设计工作中，如果设计不够合理或者与实际工程标准有些许偏差，很可能导致后期的工程质量出现较大问题，甚至引发更大的安全事故。混凝土结构设计对建筑结构的稳定性有着最直接的影响。除此之外，在初期的设计工作过程当中，需要确保混凝土结构设计选型的合理性，这也是混凝土结构设计工作的核心[2]。钢筋混凝土如图1 所示。

图1 钢筋混凝土

1.2 基础结构设计

在基础结构设计工作中，相关设计人员需要对实际工程的施工现场进行详细的数据分析和地质勘查，对收集到的各类数据进行分析和总结，对土质状况进行合理研究，然后再制定出一整套基础结构设计方案，选择一个符合实际工程的方案，为后续的建筑工程施工奠定良好的基础。地基基础设计工作对建筑工程整体质量水平有着十分关键的影响。在设计工作初期，需要根据地质勘查报告选择合适的基础类型。当确定好基础选型后，需要对地基基础上部的荷载效应进行数据分析和设计。除此之外，也需要充分考虑地基变形的相关因素，传至基础底面上的荷载效应必须按照正常使用的极限状态下的荷载效应的准永久组合，不能够将其归类到风荷载和地震作用范围之内[3]。基础结构和基坑开挖分别如图2、图3 所示。

图2 基础结构

图3 基坑开挖

1.3 砌体结构设计

在进行砌体结构设计工作时，需要根据实际工程的不同，选择不同的砌体结构。由于砌体结构在建筑工程当中的种类繁多，针对不同的砌体，其设计的重点也有着一定程度的差异。通常情况下，对于混合承重的结构，其砌体主要选择底层框架结构，这样才能够保证整体建筑的稳定性，而且其组织体系动力性能不同，抗震性能也有着较大的差异。如果将其应用在横墙承重中，就需要保证横墙具有一定程度的刚度，才能够确保与其相应的抗震性能相吻合；如果应用在纵墙承重中，就需要保证纵墙的抗弯能力。根据不同的建筑类型和不同的应用场景，选择对应的砌体结构，才能保证建筑结构的安全[4]。砌体结构如图4 所示。

图4 砌体结构

2 提高建筑结构设计水平的相关措施

2.1 加强概念设计

加强概念设计对建筑结构设计具有较大的意义。通常情况下，概念设计是基础，然后通过符合实际工程的客观规律和本质方法，可实现对所设计的相关工程的总体控制。从微观角度上来讲，概念设计实际上就是工程设计方案的确认和制定。而这个方案包括整体工程，所有的体系以及分支的每一个环节布局、处理方法和原则。建筑结构设计实际上是由结构设计师结合整体建筑工程的结构体系、受力分析以及工程的实际相关资料，然后再根据实际工程的外部条件，综合制定一个合适的结构设计方案，其中包括结构体系结构不良以及构造预处理原则和相关计算方法等。通过结构设计师的分析，确定结构的合理性之后再进行总结，完成整体工程结构的方案制定。概念设计决定了整体工程的方向，能够保证工程在施工过程中不会出现原则性错误，保证每一个工作环节的准确性，为工程的质量水平奠定了重要的基础。之所以要强调概念设计，主要原因是我国建筑工程行业发展迅速，人们生活质量水平提升，对建筑工程的要求和标准也在不断提高，舒适性和安全性的需求在不断提升。概念设计能够在工程开展之前，将建筑工程的安全标准进行预制定，在这个基础上，为后续工程安全标准的提升和个性化色彩的定制提供帮助。概念设计能够从根源上提升建筑结构设计的质量水平，在对实地环境进行调查分析并将整理研究数据后，制定与环境相适宜的建筑结构设计方案，并且可以利用建筑信息模型（building information modeling, BIM）技术将其模型化。我国的科学技术水平在不断提升，在建筑的结构设计中可以充分利用各种高新科技，例如，借助计算机技术以及BIM 技术对其进行模拟和分析，能够为建筑结构设计提供帮助[5]。建筑结构概念设计如图5 所示。

图5 建筑结构概念设计

2.2 加强创新，引进高新科技和优质建筑材料

随着我国步入互联网新时代，国家的科学技术水平也在不断地发展和提升，通过引进高新科技并坚持不断创新，能够使传统的建筑结构设计得到快速的发展。提高结构设计水平，就是要让现阶段的设计方案在之前的基础上水准和合理性，实现成本更加节约和更高的性价比。达到最高的创新能够使传统的建筑结构设计出现新的方向，为建筑工程行业注入新鲜血液。但是就现阶段的建筑工程来看，要想在传统的建筑结构设计工作上得到较大程度的创新，仍然存在诸多困难。通过相关建筑工程管理部门大力推行新材料、新技术以及新结构设计方案，以及相关的科研人员不断的试验和实践，得到了更多能够提升建筑结构设计水平的方案和相关建筑材料。在实际建筑工程中，结构设计师大胆和积极地采用这些新的设计方案及建筑材料，使得建筑结构设计水平在新时代环境背景下、在保证符合当地实际地理条件的基础上，得到了明显的提升。通过科研和创新，建筑结构设计的工具和材料得到了不断改善和优化，建筑工程整体得到最大程度的改进。另外，设计工作人员需要不断提升自身专业素养，借助各种机会和方法不断提高自身的能力，不断丰富自己的专业知识，夯实理论基础，才能够在日后的建筑结构设计工作中发挥得更好，提升设计的水平，推动我国建筑工程行业的发展。在辅助相关工作人员进行建筑结构设计工作方面，还需要结合我国相关的设计软件，利用高新科技不断加强虚拟化技术，带动我国建筑结构设计工作的发展。高新科技在建筑结构中的应用如图6 所示。

图6 高新科技在建筑结构中的应用

2.3 结合当地地理环境因素进行结构设计

在建筑结构设计工作中，当地地质情况对工程的质量水平影响很大，所以需要对环境因素给予足够的重视，并且对当地实际地理情况进行仔细的勘察和数据分析。在考虑环境因素的过程中，需要相关人员对当地水文地质气象等多个情况进行全方位的数据收集和分析，并对其进行总结和评估，在环境因素基础之上进行建筑结构设计，确保每一项工程都能够在符合当地地质情况的基础上有序顺利地进行，而这也是提升建筑结构设计水平的重点所在。水文地质分析需要具体的工程勘察。但是现阶段我国的建筑工程实际方案设计容易忽略水文地质问题，水文地质的主要关键点在于其地下水，它不仅是土壤地质的组成成分，而且对岩土工程有着最为直接的影响。除此之外，在基础工程设计工作开展过程中，水文地质条件也是其主要的考虑因素，会直接影响建筑物的稳定性以及耐久性，因此需要对水文地质问题给予足够的重视[6]。

3 结语

近些年，我国建筑工程不断发展和进步，想要得到进一步的提升，建筑结构设计的完善十分关键。在建筑工程中，建筑结构设计对建筑的安全性以及稳定性有着极大程度的影响。为了保证我国建筑工程能够实现持续性发展，需要不断提升建筑结构设计的水平，相关的建筑结构设计工程人员需要不断学习和创新，面对新时代的挑战，不断提升自我，在实际建筑结构设计工作过程中持续进步，才能够有效地提升建筑结构设计的水平。