建筑结构设计中的突出问题探讨

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【摘 要】建筑结构设计是一个系统而全面的工作，是建筑安全应用的基础。作为结构设计人员，在工作实践中要严格遵照设计规范、标准进行，具备灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度，加深对当前房屋建筑结构设计中常见问题的认识与研究，不断提高自身的结构设计水平，以保证建筑质量，确保人民生命财产安全，推动建筑业不断向前发展。本文结合作者的工作经验，浅析了建筑结构设计中应遵循的基本原则和注意的问题。

【关键词】建筑；结构设计；问题；探讨

1 前言

随着我国建筑行业的不断发展，各类房屋建筑面积逐年上升，房屋建筑设计水平也在不断的提高，综合性建筑的发展使平面布置和体型日益复杂;使结构体系日益多样化。但由于各种因素影响，在实际的建筑结构的设计当中，还是有由于工程人员的疏漏或者其他方面的原因致使设计中出现问题，这些问题无论大小都对房屋的建筑质量产生了一定程度上的影响。因此做好建筑结构设计是关系到建筑经济、人民安居乐业的重要工作，作为建筑结构设计人员，必须充分了解高层建筑结构设计特点及其结构体系，只有这样才能使结构设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。

2 结构设计要遵循的基本原则

四个基本设计原则中，“抓大放小”、“多道防线”、“刚柔相济”、是设计概念中的战略问题，要想让这些战略思想得以实现，靠的是“打通关节”这个原则作保证。

2.1 抓大放小。虽然整个结构体系是由各种构件协同组成一体的，

但各个构件在结构中担任的角色不尽相同，“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等是建筑结构设计中非常重要的概念。

2.2 多道防线。安全的结构体系是采取多道防线来设计的，当发生灾难时，如果把生存的希望全都寄托在某单一构件上是非常危险的。例如，多肢墙与单片墙、框架剪力墙与纯框架相比，前者比后者的抵抗能力要强。

2.3 刚柔相济。合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构刚度太大则变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时需要承受的力量很大，容易造成局部严重受损。而太柔的结构虽然可以很好的消减外力，但容易造成变形过大而无法使用。

2.4 打通关节。在结构体系中关节无处不在，因为结构的体系是变化的统一。理想的结构体系应该是浑然一体的，没有任何关节，这样的结构体系可以使任何外力都能迅速传递和消减。打通关节保持平衡的目的其实就是使其永远处于原始的静态，当力量不能畅通时，构件与构件之间的静态平衡被破坏，结构就会发生变化。

3 当前建筑结构设计中的应注意的问题

3.1 地基与基础设计方面存在的问题。地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，这是因为不仅该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，而且地基基础也是整个工程造价的决定性因素。但很多房屋建筑无地质勘察报告，仅仅依据建设单位口头或笼统参照附近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计。还有有些设计者对软弱地基的危害认识不足，当采用换土垫层对软弱地基处理时，不做换土垫层设计，只凭经验处置，只是简单地凭借经验采用砂垫层加强一下承载力，没有进行垫层宽度和厚度计算，既不安全，又不经济。另外一些设计人员设计多层民用建筑时，在计算梁、柱和基础的负荷时未按现行设计规范将荷载乘以折减系数计算其荷载值，因而导致采用荷载值偏大。

在地基与基础设计这一阶段，应选用整体性好，满足地基承载力和建筑物容许变形的要求，并能调节不均匀沉降的基础形式。高层建筑宜设置地下室以减小地基的附加应力和沉降量，有利于满足天然地基的承载力和上部结构的整体稳定性。此外，在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性。对多层建筑来说，尤其是软土层覆盖层厚度较大地区的多层建筑，一般都需要经过地基处理的方式来达到控制建筑物沉降的目的。常用的软土地基处理方式类型较多，但在选择地基处理方案前。必须认真研究上部结构和地基两方面的特点及环境情况，并根据工程设计要求，确定地基处理范围和处理后要求达到的技术指标，以及各种处理方面的适用性。进行多方案比较，最终选定安全实用、经济合理的方案。

3.2 钢筋混凝土承重结构体系选型、布置方面存在的问题。钢筋混凝土承重结构的合理布置使结构尽可能“规则”，是抗震概念设计中的十分重要的环节，这里的“规则”包含了对建筑的平立面外形尺寸，抗侧力构件布置质量分布，直至承载力分布等诸多因素的综合要求。但我国很多钢筋混凝土承重结构布置不合理，体型不规则。由于引起结构不规则的因素太多，特别是对于复杂的建筑体型，很难一一用若干简化的定量指标来划分不规则程度并规定限制范围。如钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程，仅规定了规则结构的准则，没有对规则与不规则作出定量的划分，也没有对不规则结构作出相应的设计规定。导致有些设计人员往往对结构规则性难以把握，有时甚至听任业主和建筑师的要求，从而在实际工程中出现了不少规则性错误。另外配筋构造也不合理或不符合有关规定，柱箍筋没有按规范要求采用焊接封闭式，对框支柱和框架柱，没有按抗震规范的要求对箍筋进行全高加密等。

3.3 楼板设计中存在的问题。楼板是建筑工程中的主要承重构件，它将楼面，屋面的荷载传给其周围的墙或梁上，楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周，很容易出现设计质量问题。楼板设计中常见以下问题:

3.3.1 设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足，简单地将双向板作为单向板进行计算。使计算假定与实际受力状态不符，导致一个方向配筋过大，而另一方向仅按构造配筋，造成配筋严重不足，致使板出现裂缝。

3.3.2 板承受线荷载时弯矩计算问题，在民用建筑中，常常在楼板上布置一些非承重隔墙，故大楼板设计中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后，进行板的配筋计算。但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载除以板的总面积。

3.4 抗震设计计算方面存在的问题。有抗震设防的建筑结构设计，除要考虑正常使用的竖向荷载、风荷载以外，还必须使结构具有良好的抗震性能，即实现小震不坏，中震可修，大震不倒的三水准设计。建筑结构是否具有耐震能力． 是由承载力和变形能力两者共同决定的。钢筋混凝土是一种弹塑性材料，其结构具有塑性变形能力。当地震作用下结构达到屈服以后，利用结构塑性变形来吸收能量． 增加结构的延性，不仅能减弱地震反应，而且提高了结构抗御强烈地震的能力。我们设计中所谓的强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件及强锚固，强结构底部等都是保证结构延性的具体手段。另外抗震设计的结构不能任意以强代弱，结构的承载力、刚度要适应在地震作用下的动力要求并应均匀连续分布。某一部分超强就可能造成结构的相对薄弱部位。因此，高层结构梁端、柱端及剪力墙的加强部位，受弯钢筋在满足承载力和抗震构造要求的条件下，应采取措施减少钢筋超配。

参考文献:

[1]都凤强．高层建筑结构设计的实践探讨．科技创新导报，2009(2)．

[2]林同炎．结构概念和体系．建筑工业出版社．

[3]于桂萍．关于多层建筑结构设计中的主要问题分析．中国高新技术企业，2008