建筑结构设计中的问题探讨

【摘 要】建筑结构设计是一门综合性的科学，随着我国房地产业的兴旺发达，建筑市场异常繁荣，结构设计工作者也面临着巨大的挑战，设计工作的关键直接影响着建筑物的造价和建筑质量，做好结构设计工作，功在当代，利在千秋。结构师从建筑及其他专业图纸中所提炼简化出来的结构元素，构成了建筑结构语言，通过基础、墙、柱、梁、板、楼梯、大样细部的科学组合，构成建筑物的结构体系。本文提出了结构设计中应注意的问题。

【关键词】建筑结构设计；方案

建筑结构设计是一门综合性的科学，就是用结构语言来表达建筑师所要表达的东西。随着我国房地产业的兴旺发达，建筑市场异常繁荣，结构设计工作者也面临着巨大的挑战，设计工作的关键直接影响着建筑物的造价和建筑质量，做好结构设计工作，功在当代，利在千秋。目前结构设计中存在着一些问题，设计师应该在设计中注意克服，充分的踏查，确定最科学的设计方案。

1. 结构形式的确定

基础设计应根据工程地质条件，通常情况下，结构设计过程大致有三个阶段，包括结构方案阶段、结构计算阶段和施工图设计阶段。经过这三个阶段后，结构设计的最后成图就形成了。在结构方案确定阶段，设计者应该根据建筑的重要性及所处地域抗震设防烈度，上部结构类型与载荷分布，结合工程地质勘查报告资料，分析相邻建筑物影响及施工条件等多种因素，确定建筑的结构，选择经济合理的基础方案，通过建筑场地的类别及建筑的高度和层数确定应该采取砖混结构、框架结构、框剪结构、剪力墙结构、筒体结构、混合结构等。设计时应该最大限度地发挥地基的作用，对于项目的基础设计应有详尽的地质勘察报告，这个是设计的主要问题。确定了结构的形式，接下来就是布置结构的承重体系和受力构件。项目没有地质报告，设计就应进行现场查看或者参考临近建筑的地址资料。必须注意同一结构单元应选取相同的类型1。

2. 规范设计，避免浪费

有人统计过，设计费用是工程的1%，而对工程造价的影响却是75%。设计阶段的科学性是避免浪费、降低工程造价的重要阶段。在项目建设中，尤其是钢筋混凝土结构，浪费现象是很严重的，设计不合理，增加造价的情况及其容易发生。所以设计阶段的控制越发显得重要。强调节约并不是用料少就好，而是要在保证工程质量的前提下，减少不必要的浪费。设计师要利用自己掌握的理论知识和实践经验，在设计前期认真研究，精心设计，实地探勘，精确计算，精益求精，在不断的优化中确定合理结构方案，使质量和耗材量平衡。结构设计始终坚持“强柱弱梁、强剪弱弯、强压若拉原则”，设计时要充分关注构件的延性性能。

3. 结构平面图绘制

绘制结构平面图，要根据情况确定是否建模。排除三类地区的高层建筑外，当项目地处抗震设防烈度为6 度区时，按照规范要求，可以不用进行截面抗震验算，不验算不等于不考虑抗震要求。如果建筑结构是砌体，在工期紧张的情况下，可以不用在软件中建模，直接进行设计，不过设计师要注意受压和局部受压的考虑，如果情况需要，进行人工复核。如果工期允许，最好是输入软件进行建模，在软件中，各种计算都很方便。如果项目所在区域属于抗震设防烈度为7 度及以上时，设计时一定要输入软件建模计算。建模后绘制结构平面图时，可以采用软件中的涂层冻结法，删除多余的结构部分，再建立新的圈梁层、构造柱层、梁层、文字层、板钢筋层。如果设计时没有建模，结构图的绘制就可直接进行。建议用软件建模，那样一来，移动删除都十分方便，而且大大提高了设计工作效率2。

4. 超长结构的设计问题

有一些项目根据地理位置以及一些别的原因，需要进行加长设计。混凝土结构设计规范中规定伸缩缝最大间距为55m，工程实例中超过55m 就设置伸缩缝，理论行得通，而实际中很难保证，但伸缩缝间距的控制，以多少为宜，根据本人的实际设计经验，采取后浇带分段施工后房屋长度的控制，可以根据地理位置而有所改变，尤其是当地温差及混凝土不同的收缩应力，并且不影响质量。多层房屋长度超过55m在75m以内时，可以不设置伸缩缝，前提条件必须是采取设置施工后浇带及相应的构造加强措施后，一部分实例证明，均未产生严重的裂缝。但在实际结构设计中，设计师必须对梁柱配筋进行概念上的调整以保证建筑质量。考虑温度应力的影响力，设计时双层设置长向板钢筋，后浇带处的梁板配筋根据情况适当增强；建筑结构的两端特别是边跨的柱配筋必须加强；加强薄弱部位；在超长结构的角部也必须加强；注意钢筋的锚固长度。

5. 结构的抗震等级问题

结构设计中，大部分建筑按其抗震设防分类属于丙级，设计时可以根据烈度、结构类型和层高进行选择，这在规范中有明确的规定。对于一些抗震等级为乙类的建筑，设计时也按照当地的抗震设防烈度计算，并提高一度3。

6. 大样详图的绘制

结构的大样详图绘制需要认真处理，一般是在建筑详图的基础上直接绘制，但必须保证建筑详图的精确性；如果可能在以前做过的详图的基础上进行局部修改绘制，绘制时，必须考虑外形，结构受力的合理性，同时要顾及到施工方便，使设计合乎规范。

7. 高层建筑结构设计的特点

7.1 结构设计中，特别是高层建筑，竖向载荷很大，超大荷载能在柱中引起较大的轴向变形，其后果是影响连续梁中间支座处的负弯矩减小，而跨中正弯矩和端支座负弯矩值则可能增大；所以在设计过程中根据轴向变形计算值，调整下料长度。

7.2 结构延性的设计指标：现代城市建筑，高层比比皆是，高层建筑的结构比低层建筑结构更柔和一些，所以受地震的影响更大，设计时要保证高层建筑结构的稳固性，也就是在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力的特性，设计方案就要采取恰当的措施，从而保证设计的结构方案具有足够的延性。

8. 结构设计的生态节能问题

生态节能设计是目前机构设计的重要绿色理念，把生态设计分为主动式和被动式设计两种，在绿色建筑中采用各种高效集成的技术手段为主动式设计.在适应和利用自然环境的同时，加上适当的技术因素，也就是根据项目所在地区的气候特征，通过设计，恰当地控制能量、阳光、空气等自然资源的利用，利于环保和节能，用技术手段补充不足部分.这就是被动设计。

自然通风的利用，是设计生态理念的重要体现，充分地利用自然是一项改善人与环境的重要技术手段.自然通风是一项廉价的自然资源。自然通风可降低室内温度、带走潮湿的气体、更新室内的空气质量，利于居住者的健康，有利于人的生理和心里健康，减少空调系统的使用，节约大量的电能，降低污染、预防疾病.自然通风和采光二者是合一的，通过窗户的设计和中庭顶部的设计，形成有组织的自然通风，实现调节室内热环境的目的。

参考文献

[1]邓永和. 高层建筑变形角的计算[J]. 测绘科学. 2011年03期

[2]袁小玲. 浅谈高层建筑结构设计的要点[J]. 科技信息. 2011年15期

[3]徐炳填. 高层建筑的抗震设计[J]. 企业家天地(理论版). 2011年05期