土木工程建筑結構設計中的問題與解決路徑探究

吳 浩

中國熱帶農業科學院南亞熱帶作物研究所

1 前言

建筑結構設計是土木工程建筑施工的基礎，結構設計質量對于土木工程建筑施工質量、對于用戶的生命財產安全、對于建筑的正常使用均有很大的影響；有專家甚至認為：建筑結構設計決定土木工程建筑的施工質量。為提高建筑施工質量，必須從源頭上抓起，不斷提高建筑結構設計質量。

2 現階段土木工程建筑結構設計中存在的主要問題

2000年后，國內建筑行業進入高速發展期。當前，全國建筑施工企業總數已超過8.8萬家，相較于2000年增長超過1.85倍；每年土木工程建筑施工面積已超過130 億平方米，相較于2000年增長超過8.23 倍。但令人遺憾的是，國內建筑施工質量卻沒有較高的提升，在某些大中城市，甚至出現了下降。這暴露出建筑施工企業在管理上存在著問題，也折射出當前建筑結構設計上存在著缺陷。

我們通過研究分析，認為現階段土木工程建筑結構上存在著以下問題：

2.1 設計水平較低

一些建筑設計公司標榜自己擁有甲級資質，“設計經驗豐富”“質量精湛”，但這些公司的設計人員卻缺乏較高的職業素養，缺乏先進的設計理念，缺乏工匠精神。他們在設計中既不主動追求精益求精，也不狠抓每一個設計細節，繪制出來的設計圖過于簡單；一些設計圖存在明顯的計算錯誤，一些設計圖甚至存在著設計不周、脫離實際等問題。

2.2 對建筑結構的安全性欠缺考慮

當前，建筑行業競爭激烈，施工企業為了拿到項目不惜進行慘烈的低價競爭，建筑設計公司之間也在互相爭奪設計項目，卻使各家公司紛紛陷入微利經營。一些設計人員在設計項目時，為壓縮項目的設計成本（或施工成本），往往選擇較低的安全標準，致使土木工程建筑項目竣工后出現滲漏、變形、開裂；嚴重縮短了建筑壽命，也使用戶的生命財產安全受到了影響。

3 解決建筑結構設計中各種問題的路徑

3.1 加強建筑設計企業之間的競爭

當前，國內建筑設計行業企業超過2.4 萬家，從業人員超過428.5萬人，但其中高等級資質企業數量卻不多，據統計，在建筑設計行業中，甲級資質企業總數勉強超過1800 家，占比不足7.5%。從人員結構上來，擁有高級職稱的設計人員僅有38.4 萬人，占比不足9%。從所有制結構上來看，港澳臺商人開辦的建筑設計企業只有11 家，外商投資的建筑設計公司只有17 家，國內民營的建筑設計公司也不足570家。換言之，目前國內絕大多數建筑設計企業仍帶有濃厚的國家事業單位（建筑設計院）的色彩，存在著“事企不分，定位模糊”的現象。

我們都知道：市場經濟是多元化的市場經濟，在市場經濟中，多種所有制的企業互相進行激烈競爭，實現優勝劣汰，從而使市場經濟始終保持旺盛的生命力?！谑袌鼋洕鷹l件下，為提高土木工程建筑結構設計質量，必須進一步加強建筑設計企業之間的競爭，必須主動引進美國、德國、加拿大、日本等發達國家的建筑設計企業，必須鼓勵民營資本投資建筑設計行業，必須在建筑設計市場形成全方位、多元化競爭的格局，使每一家建筑設計公司都切切實實感受到競爭的壓力，認識到“市場經濟不相信眼淚”，從而倒逼各家建筑設計企業重視設計質量，更新設計觀念，主動進行設計創新，主動拿出設計精品。

3.2 提升設計人員的設計能力

建筑設計企業的設計人員，必須主動增強自身的職業素養，練好扎實的基本功，不斷提升自己的設計能力。在條件允許的情況下，設計人員還應主動應用BIM系統進行結構設計，通過運用信息化技術，可以使設計質量實現飛躍[4]。

3.3 狠抓設計細節，不斷提高設計質量

3.3.1 計算地勘承載力

結構設計人員必須善于閱讀勘察報告，但不必逐字逐句、一字不漏地閱讀冗長的勘察報告（這樣做不僅浪費時間和精力，還會加深近視），不必仔細研究土的抗剪強度指標、土的縮限等與設計關聯不大的參數，而要重點關注勘察報告中的持力層土質、地勘承載力特征值、地基類型等重點內容。必須牢記穩定巖石、碎石土的地基承載力大于密實砂、中密砂；密實砂、中密砂的地基承載力又優于粉質黏土，在各種土質中，回填土與軟土的地基承載力最差。必須牢記北方地區干燥，土質較好；南方地方潮濕，分布有大量軟土。不同土層的剪切波速范圍也各有不同，若現場土層為堅硬土、巖石、碎石土，則土層剪切波速范圍大于500m/s；若現場土層為中硬土，則土層剪切波速范圍在250m/s～500m/s 之間；若現場土層為中軟土，則土層剪切波速范圍在140m/s～250m/s 之間；設計人員要根據現場土質的具體情況，仔細計算現場土層的地基承載力。

3.3.2 計算建筑樓面均布活荷載設計值

當前，各大中城市的土木工程建筑項目大多為民用住宅、商務樓；而檔案庫、車庫、禮堂等項目較少。因此，須牢記住宅、辦公樓的建筑樓面及其走廊、門廳、樓梯、會議室的均布活荷載標準值為2.0kN/m2，餐廳的均布活荷載標準值為4.0kN/m2，通風設備機房、電梯機房的均布活荷載標準值為7.0kN/m2；再根據以上標準值，從最高安全標準的角度考慮，精細計算建筑樓面活荷載設計值。

3.3.3 設計配筋

設計配筋，須掌握好不同規格鋼筋的單根實際截面積。一般來說，直徑6mm 的鋼筋單根實際截面積為28.27mm2，直徑8mm 的鋼筋單根實際截面積為50.27mm2，直徑10mm 的鋼筋單根實際截面積為78.54mm2。

設計配筋，須注意一般板配筋的間距，通常為100mm、150mm、200mm。

設計配筋，還要掌握好梁內單排鋼筋最大根數。在一般情況下，梁寬150mm的梁內最多只能配3根10mm直徑的鋼筋（或2根18mm直徑的鋼筋）；梁寬200mm的梁內最多只能配4根10mm直徑的鋼筋（或3根18mm直徑的鋼筋）；梁寬250mm的梁內最多只能配6根10mm直徑的鋼筋（或4根18mm直徑的鋼筋）。

4 結束語

近些年以來，國內土木工程建筑數量有了很大的增長，但建筑質量與設計質量卻沒有實現同步飛躍，在建筑結構設計中存在著一些問題。因此，建筑設計企業必須正視這些問題，主動開展良性競爭，鼓勵設計人員進行精細化設計，以不斷提高建筑結構設計質量，并推動建筑設計行業向前發展。