关于建筑结构设计中常见问题的讨论

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摘要： 建筑结构是指在建筑物中，由建筑材料做成用来承受各种荷载或者作用，以起骨架作用的空间受力体系。建筑结构设计因所用的建筑材料不同，可分为混凝土结构设计、砌体结构设计、钢结构设计、轻型钢结构设计、木结构设计和组合结构设计等。建筑结构设计是十分复杂的。不仅需要充分的理论知识，还要思维灵活创新，态度严肃认真负责。要掌握结构设计的过程，保证设计结构的完美，还要善于借鉴实际操作中的经验教训。本文通过一些建筑工程结构设计的实例，提出了建筑进行结构设计时要注意的问题，总结出了解决这些问题的措施。

关键词：建筑结构设计问题

建筑设计是指建筑物在建造之前，设计者按照建设任务，把施工过程和使用过程中所存在的或可能发生的问题，事先作好通盘的设想，拟定好解决这些问题的办法、方案，用图纸和文件表达出来。作为备料、施工组织工作和各工种在制作、建造工作中互相配合协作的共同依据。便于整个工程得以在预定的投资限额范围内，按照周密考虑的预定方案，统一步调，顺利进行。并使建成的建筑物充分满足使用者和社会所期望的各种要求。

1.建筑结构设计的基本过程：

建筑结构设计大体可以分为结构方案、结构计算和施工图设计三个部分，下面分别对其进行介绍。

1.1 结构计算

荷载的计算荷载包括外部荷载和内部荷载上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。其次，构件的试算。根据计算出的荷载值，构造措施要求，使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。

1.2 设计方案

根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工程地质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系和受力构件。

1.3 施工图设计

内力的计算，根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算，包括弯矩，剪力，扭矩，轴心压力及拉力等等。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。

2.建筑结构设计常见问题：

建筑结构设计经常会出现一些技术上或者施工上的问题，下面介绍几个常见问题：

2.1 挑板问题

当基础形式处在天然地基和其他人工地基的坎上时，加挑板就可能采用天然地基；能降低整体沉降，当荷载偏心时，在特定部位设挑板，还可调整沉降差和整体倾斜；窗井部位可以认为是挑板上砌墙，不宜再出长挑板。从结构角度来讲，如果能出挑板，能调匀边跨底板钢筋，特别是当底板钢筋通长布置时，不会因边跨钢筋而加大整个底板的通长筋，较节约；出挑板后，能降低基底附加应力，虽然在计算时此处板并不应按挑板计算。当然此问题并不绝对，当有数层地下室，窗井横隔墙较密，当地下水位很高，出基础挑板，有利于解决抗浮问题；且横隔墙能与内部墙体连通时，可灵活考虑；从建筑角度讲，取消挑板，可方便柔性防水做法。

2.2 理论实践有差距

一般来说，梁板结构可认为是在梁的中心线上有一刚性支座，取消梁的概念，将梁板统一认为是一变截面板。关于梁、板的计算跨度 一般的手册或教科书上所讲的计算跨度，这些规定和概念仅适用于常规的结构设计，在应用日广的宽扁梁中是不合适的。柱子也可认为是超大截面梁，所以梁配筋时应取柱边弯距。在扁梁结构中，梁高比板厚大不了多少时，应将计算长度取至梁中心，及梁边弯距和板厚配筋，选梁中心处的弯距和梁厚，选取其中的最大值配筋。

2.3 关于回弹的问题

当坑底受到很大约束，基础较小，回弹可以忽略不计，在计算沉降时，应按基底附加应力计算。当基坑开挖时，摩擦角范围内的坑边的基底土受到约束，不反弹，坑中心的地基土反弹，回弹以弹性为主，回弹部分被人工清除。当基坑很大时，相对受到较小约束，计算沉降时应按基底压力计算，被坑边土约束的部分当做安全储备，这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一。

3.结构设计优化技术：

首先，对于同一建筑方案，可以有许多不同的结构布置设计；而判断只能在结构设计的一般规律指导下，根据工程实践经验进行，这便是前面所说的概念设计。刚度均匀、对称是减小地震在结构中产生不利影响的重要手段；延性设计则能有效地防止结构在地震作用下发生脆性破坏；多道设防思想能使建筑在特大地震作用下次要的构件先破坏，消耗一部分地震能量。因此，概念设计存在于设计师对多种备选方案进行选择的过程中。

其次，建筑设计过程中就应该未雨绸缪，从计算及构造等各个方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施，不利于抗震的作法则应尽量避免。确定了结构布置的建筑物，即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法；分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是惟一的：建筑物细部的处理更是不尽相同，这些问题是计算机无法完全解决的，都需要设计人员自己作出判断。这些抗震设防思想在整个设计过程中都应该作为概念设计的重要指导思想。

最后，结构设计优化方法和技术的应用具体体现在房屋屋工程分部结构的优化设计和工程结构房总体的优化设计两方面。其中房屋工程分部结构的优化设计包括：基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。对以上几个方面的优化设计还包含选型、布置、受力分析、造价分析等内容，并应在满足设计规范和使用要求的前提下，结合具体工程的实际情况，围绕其综合经济效益的目标进行结构优化设计。

结束语：

随着经济社会的不断发展，现代建筑业也得到了突飞猛进的发展，不但要满足人们对功能性的需求，还要满足审美的需求，如何才能有着高水平的艺术审美还不损害建筑结构本身的使用，这就需要建筑结构设计者们不断创新思路，完善理论体系，更新技术手段，使其更好的为社会服务。