浅析建筑工程结构设计

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摘要：结构设计是建设建筑工程的关键环节，结构设计的优劣直接影响到整个建筑工程的施工质量和使用安全性。为此，本文主要结合工程实例，分析了建筑结构设计的特点，并阐述了优化建筑工程结构设计的具体措施。

关键词：建筑；工程结构；设计

中图分类号： S611 文献标识码： A

引言

结构设计在一定程度上决定了建筑工程的安全性，如果结构设计不合理，就会造成严重的安全事故。因此，结构设计人员应结合建筑工程的实际情况，不断优化结构设计，使其更加可靠、使用，更好地为整个建筑工程所服务。

1、工程实例概况

本工程为某一个办公建筑工程，位于苏州繁华的城市中心，地上共有20层，配有一层地下室，总的建筑高度为78m，长宽比为3.7~7.5，高宽比为5.5~10.0之间，建筑总面积为12万m2。本工程所在区域地势平坦，地基表面的土层基本为人工填土，填土下面则为沉积土，水平和竖向两个方面的土分别较为均匀，根据本地区的规范要求，本工程为6度抗震，场地类别为三类，基本风压取为0.45kN/m2。

2、建筑结构设计的特点

2.1、科学性

建筑结构设计是一种工程技术，而工程技术是科学理论在改造物质世界中的具体应用。建筑结构设计以数学和力学为理论基础，借助现代计算机技术，结构设计师应善于将建筑结构的理论模型进行抽象，充分运用力学和数学识分析建筑结构的工作机理，只有这样才能具有较强的认识能力和适应能力。

2.2、复杂性

建筑结构设计的复杂性主要体现在两个方面：一是设计中各个因素的不确定性，例如，在方案的设计阶段会对建筑进行反复的修改；二是结构方案的多元化，如同一个建筑工程可以有不同的结构设计方案。所以，建筑结构设计是一个多解而没有标准答案的问题，作为结构设计师，需要找出一个最佳方案。

2.3、实践性

建筑结构设计是一种工程实践活动，没有一个工程师是直接从大学毕业生马上变成一个成熟的工程师，而是必须经过一个较长时间的工程设计锻炼，少则两三年，多则五六年甚至更长时间，那种梦想一毕业就成为工程师的想法是不切实际的。

2.4、创新性

建筑结构设计作为一种技术服务行业，在设计市场竞争如此激烈的形势下，要想获得开发商的项目，必须提供比别人更加合理的结构方案，这就需要工程师具有创新能力。此外，要使建筑结构设计有所发展，也要求其具有创新性，部分工程师认为建筑结构设计就是规范+PKPM+CAD绘图，这并不是十分准确的。建筑结构设计中最重要的就是设计理念，一个好的设计理念会使一个结构方案更加完美。

3、优化建筑结构设计的措施

3.1、做好建筑结构设计准备工作

由于建筑结构设计过程中难免会需要反复的修改，所以在设计之前有必要做好相应的准备工作，进行设计变更时，也能有调整的余地。较为常用的方法是对结构设计进行建模计算，例如，建筑工程的水平荷载和垂直荷载、结构的倾角等。

3.2、完善建筑结构设计图纸

设计图纸可以说是建筑结构的重要载体之一，同时也是建筑项目在施工过程中的基础所在。换而言之，建筑设计图纸中所出现的任何问题都有可能在建筑施工中以几倍的情况反应出来，导致不可逆后果的发生。所以，在展开建筑结构设计工作的过程当中，需要严格根据设计规范开展工作，设计师决不能为了方便而省略对图纸关键信息的标识与标准。同时，对于较为复杂以及细微的结构区域来说，需要在结构设计中加以重点标明。总之，建筑结构设计工作人员务必要始终持有严谨的工作态度，在结构设计图纸完成之后，对图纸的自我审核要重视，及时发现存在于建筑结构设计图纸中的问题，结合实际情况修正，用这种方法来确保建筑结构设计图纸的科学性与完善性。

3.3、制定合理的结构设计方案

工程结构设计方案主要包括框架选择、基础设置和结构措施等内容。框架结构由结构性构件组成，彼此之间通过节点加以连接，以产生垂直和水平荷载能力。若是多层建筑，还要对水平风荷载加以特殊考虑。此外，框架结构最好要选择杆件刚接体系，以确保工程结构的抗震性和稳定性。

3.4、加强建筑主体结构设计

经过分析，本工程主体结构采用现浇钢筋混凝土框架――剪力墙结构体系。进行剪力墙的布置时应结合建筑物的使用功能，合理的进行剪力墙位置和数量的布置，剪力墙主要起到抗侧力的作用。同时剪力墙的布置可以形成筒体结构，在筒体周围可以合理的布置框架柱。在本工程中，楼层主次梁的布置是沿着Y方向，这是为了满足使用功能的要求和楼高的限制，这样有利于提高楼层的净高，降低主梁的高度。工程结构的嵌固端位于地下室的顶板，在板厚的设计取值时，综合考虑了板的承载力和水平荷载的作用引起，将板的厚度确定为1800mm，板内钢筋采用双层、双向满布配置。

3.5、优化剪力墙结构设计

建筑工程剪力墙结构设计过程中，应基于主轴向做合理的布置，构成良好的空间结构。抗震设计环节应采用丰富的布置手段，确保两向抗侧刚度良好的接近，便于令其发挥有效的空间功能属性。建筑工程剪力墙承载性能以及抗侧刚度通常较高，为有效应用剪力墙，应合理的控制该结构系统的总体重量。

建筑工程剪力墙连梁具体的跨高比通常不应低于2.5，如果低于该标准，则连梁较易形成弯矩以及剪力突破规范标准的现象。相关制度明确，跨高比高于5的连梁应依据框架梁做好设计布置。也就是跨高比大于5的连梁其刚度标准不应进行折减。当跨高比在五到六的数值范围之间时，倘若不进行连梁刚度的折减处理，便较易形成剪力，出现弯矩超限问题。因而实践设计阶段中，倘若对该标准制度合理有效的应用，便可节约建筑工程造价，实现良好的经济效益。

3.6、加强建筑结构的安全设计

建筑结构设计的安全性在建筑工程中是至关重要的，设计人员应根据国家对建筑工程要求和施工规范进行科学、合理的设计，确保建筑结构的安全性设计，提高建筑工程施工质量。

3.6.1、提高建筑结构设计人员的安全意识

建筑结构设计是一个系统、全面、细心、耐心的工作，需要专业的建筑设计知识和严肃认真的工作态度。首先，作为一名合格的建筑结构设计人员一定要有安全意识，并在不断的实践中提高对建筑结构安全性的认识，做好建筑结构安全性工作。其次，建筑结构设计人员在建筑物结构设计的过程中，要根据当地地理环境、水文特征和气候特征，选择适合建筑物的结构，并根据力学原理和国家对建筑结构安全性的要求进行科学、合理的设计。最后，建筑结构设计人员要根据需要转换自己陈旧的思想，认真对待我国频繁的地震灾害，发挥自己的主导地位，从根本上杜绝不合理的设计或者注重美观忽略质量的设计，提高建筑结构的抗震能力设计，做到小震不坏、中震可修、大震不倒，切实为人民群众的人身财产安全负责。另外，在提高建筑结构设计人员安全意识的同时，还要加强设计者专业技能知识的培训，提高设计人员的专业素养。

3.6.2、严格按照国家相关规定进行设计

随着我国建筑行业的不断发展，建筑结构设计的安全性越来越受到重视，国家对此也有了明确的规定，这些规定不仅仅具有技术水平的支持同时对建筑结构设计也有了明确的规范和标准。因此，建筑结构设计人员一定要掌握国家对建筑结构的规范，对建筑设计中不符合相关规定的设计及时提出整改意见，采取补救措施，避免引起安全性问题，违反国家规定。另外，在建筑结构安全性设计上，结构设计人员一定要根据国家规定和建筑规范，进行科学、合理的设计，保证建筑结构安全的前提下，与时俱进，符合时代的发展需求。

结束语

综上所述，在建筑结构设计中，设计人员必须深入分析每项工程的具体要求和特点，在遵循科学规划的原则上，制定出科学合理、行之有效的结构设计方案。与此同时，还应提高建筑结构的安全性、经济性，在保障建筑工程安全性的基础上，最大限度地降低工程投资成本，从而提高整个工程建设的社会效益和经济效益。

参考文献：

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