对建筑结构设计中常见问题的分析

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摘要：本文分析了建筑结构设计中的未及时介入概念设计、结构计算方面等问题，并提出了优化措施。以下结论可供参考

关键词：结构设计；概念设计；结构计算

1前言

建筑结构设计对于建筑物的安全使用以及合理经济都有着直接的影响，然而在实际建筑结构设计中，往往会出现建筑结构设计的概念、方法问题，这些问题存在的原因主要有：建构结构设计人员对于建筑设计缺乏高度的重视，盲目参照、甚至套用原来的设计；设计人员对于设计规范以及设计方法了解不充分；设计人员对于力学的概念比较模糊，无法建立正确合理的计算模式，在判断结构电算结果是否正确上也缺乏经验。

为防止并减少上述几种情况的发生，保证建筑设计的质量，建筑结构设计人员要明确建筑结构设计中存在的基本问题，并利用有效的措施加以解决，从而完善建筑的结构设计。

2建筑结构设计人员未及时介入概念设计

在建筑结构设计过程中，概念设计有着重要的作用。对于建筑物的设计，若缺乏事先的概念设计，之后尽管采用了准确的计算模式、进行了精确的计算与合理的配筋，也难以成为一个合理经济的设计工程。对于建筑物的结构设计，不管是框架剪力墙还是多层砖混结构，都与过去的静力设计不同，应该考虑到抗震，并通过二阶段设计，达到三个水准设防要求。所以，结构设计人员如果不能及时认识概念设计的重要性，就难免造成建筑的结构设计缺乏合理性，为后续的结构设计增加难度。在建筑建筑结构设计中，为了把握概念设计，应处理好各种概念设计易于疏忽的事宜：

(1)一般的多层砌建筑结构，要参《建筑抗震设计规渤，要做到：首选横墙承重、纵横墙共同承重的结构体系，在纵横墙布置方面最好应做到均匀对称，并沿平面内做到对齐，而沿呸向要做到上下连续。另外，在楼梯间最好不要设置在房屋转角处或尽端，最好不使用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。

(2)高层结构、钢筋混凝土较多的建筑，应注意问题：在结构布置上最好使用规则结构。对于比较复杂的结构，应设置防震缝，将其分割为几个规则的结构单元，而结构布置最好应少设缝，如果设缝，就要让防震缝设置和沉降缝、伸缩缝统一。对于框架和抗震墙等，这样的抗侧力结构要进行双向布置，从而使其各自承担平行于该抗侧力结构平面方向的地震力。对于框剪体系，其各抗侧力结构应形成一个空间共同工作的状态，不仅要控制抗震墙间的楼与屋盖长宽比，确保抗震墙本身所具有的刚度，还应采取措施，确保楼与屋盖的整体性，使得其同抗震墙可靠地连接。

4结构计算与构造未满足规范的要求

4.1结构计算方面主要问题及优化措施

4.1.1主要问题

荷载计算易出现错误。例如，建筑结构设计人员很可能会漏算、少算荷载，也可能出现活荷载的折减不恰当，建筑物用料同实际计算存在差额，以及在基础底板上少算、多算了土重。对于底框砌体结构的验算，还应注意底部剪力法只在刚度较为均匀的多层结构中适用，而底层框架混合结构如果具有薄弱层，则需要注重由于塑性变形集中而产生的影响，一般情况下为对底层地震剪力乘以1.2～1.5的增大系数；另外，底层框架混合结构在剪力分配过程中，不可简单地套用框架抗震墙方式。这是由于底框架结构所具有的只是底层框架抗震墙，因而要使用双保险方法，也就是使抗震墙来承担所有的剪力，而框架按照刚比例来承担剪力。在刚度计算过程中，框架不折减，而抗震墙需要折减到弹性刚度的20～30％。此外，在楼板计算中也容易适用错误的方法，建筑结构设计人员应注意：对于连续板的计算，不可以仅用单向板的计算方法来替代；在对双向板进行查表计算时，一定不可忽略材料的泊松比影响，以防止由于没有调整跨中弯矩，而造成计算值偏小。

关于对电算结果的正确性评价也容易出现问题，需要引起相关人员的重视。当前，结构计算过程中多数采用结构设计的计算程序来计算，怎样分析、评价计算结果，成为一项重要内容。建筑结构设计人员应按照工程设计经验，来分析、判断计算结果，并按照其正确性，来决定根据此结果来设计施工图。

4.1.2优化措施

选取合理的结构计算模式，对结构设计是至关重要的。合理的计算模式是实际结构真实的力学反映，因此合理的计算模式关系到计算结果的正确性，关系到结构设计的合理性和可靠性．也关系到设计的经济性。要使计算结果比较真实地反映实际结构的受力特性，必须使得选取的计算简图合理，结构分析有三方面的内容，即强度、变形和稳定，要使简图中结构材料的布置符合实际结构，实际结构中受力大的地方。要增加结构材料的布置，要使刚度与实际结构的刚度相符，这样才能保证计算结果中内力和变形的真实性；要使简图成为超静定次数较多的几何不变体系，确保结构的整体稳定性。结构计算简图最主要要保证力的传递连续性和位移传递的连续性，即保证刚度和强度的合理性。

结构设计时。内力计算的结果是结构设计的莺要依据。但是每个设计人员都应明白，结构的内力计算结果是和所选用的计算简图直接有关的，符合基本假定的不同计算简图会使结构的内力计算结果不完全相同。实际上计算简网是进行结构计算时用以代表实际结构的经过简化的模型，选择计算简图的原则一是要反映实际结构的工作性能；二是要便于计算。选取计算简图时，必须分清主次，抓住本质和主流，略去不重要的细节，计算简图的选择是力学计算的基础、极为重要。如果把计算简图取错了．就会出设计差错，甚至造成严重的工程质量事故。计算简图一经确定，就需采取适当的构造措施，使实际结构尽量符合简图的特点，选定符合实际结构的计算简图和在构造上采取措施保证其简网特点的实现。是一个问题的两个方面，必须统筹考虑。影响计算简图的主要因素如下：结构愈重要，简图应愈精确；初设可粗略，技术设计阶段应精确；静力计算可用较复杂的简图，

动力和稳定计算可用较简略的简图；计算工具愈先进，简图可愈精确。具体地说。在抽取计算简图时，支座形式是较为重要的，注意使支座简图必须与支座的实际构造和变形特点相符合。对于结构体系的简化而言，一般结构实际上都是空间结构，为简化计算可分解为平面结构，平面结构又可分解为基本部分和附属部分。荷载传递可分为主要途径和次要途径，以及主要变形和次要变形。

结构计算是结构设计的基础。计算结果是结构设计的依据，必须认真对待。选择合适的计算假定、计算简图、计算方法及计算程序，是得到正确计算结果的关键。关于结构计算问题，是每个结构设计人员必须掌握、应该精通的基本专业技能，其重要性不言而喻，这里不再进行讨论。合理地选取计算简图，进行结构计算后，应对计算结果的正确性进行判别，这一点非常重要，也是对计算简图合理性的一个检验，要分析计算结果的可靠性，必须了解各种结构体系的基本变形特征和动力特征，保证结构周期在一个大致的范围，调整结构刚度，使计算结果偏离不大，使水平位移特征符合结构的基本特征。

4.2构造方面主要问题

构件的最大配筋率以及最小配筋率存在限值，而结构设计人员往往忽视了这一点。特别是在抗震设计中不仅要确保建筑结构在发生地震时可以有较好的延性，还要符合最小配筋的需求。另外，为了避免屋面温度由于应力而产生墙体开裂，应实施通风散热的举措。根据抗震构造的需要来设置构造柱，应于整个建筑高度内上下对准贯通，并且构造柱要符合相关规范的要求。

构造设计既是结构设计的重要环节，也是计算简罔比较真实地反映实际结构的受力特性的根本保证，因此其必须从概念设计人手，加强连接，保证结构有较好的整体性和足够的强度、刚度。对有抗震设防要求的结构。尚应保证结构的弹塑性和延性，对结构的关键部位和薄弱部位，应加强构造措施。每个结构设计人员都应清楚，结构构造设计是结构设计中不可缺少的关键环节，必须给予足够的重视，构造措施是通过大量的工程实践经验总结、提炼出来的，对整体结构起着非常重要的作用。抗震设计原则是小震不坏、中震町修、大震不倒，保证大震不倒是重点，解决这个问题主要靠构件延性和结构构造，支撑竖向荷载的结构构件的强度要高，各结构件的连接性要好，构造的处理要以简图、现行规范和设计经验为基础，按计算简图中要求的连接类型处理。

5结语

在建筑结构设计中存在着各类常见问题，作为建筑结构设计人员，应对常见结构设计问题具有较强的辨别分析能力，并且具有一定的防治能力，从而加强建筑结构设计的安全性、合理性。