分析建筑工程结构设计中的技术要点

摘要：建筑工程项目日益得到人们的普遍重视，它不仅关系到城市的规划和经济的发展问题，而且建筑的质量尤其是结构设计更关系到人们的生活、生产的安全问题，所以不容小觑。本文主要论述了建筑工程中几种常见结构设计的一般问题和技术要点，以期能够为建筑施工提供些许理论意见。

关键词：技术要点; 重点结构体系; 常见问题; 解决方法

Abstract: construction engineering projects are getting paid attention to people, it is not only related to the city planning and economic development, and the construction quality especially structure design more related to people's life, the production of security problems, so formidable. This paper mainly discusses the architectural engineering of several common structure design of the general problems and main techniques, so as to be able to provide some theory construction opinion.

Keywords: technical points; Key structure system; Common problem; solution

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

众所周知，建筑工程的核心内容就是工程的结构设计，它直接关系到建筑的安全质量和使用功能，所以在建筑工程设计中要把握好每个细节，从技术要点的项目指标核对，到重点结构体系的技术控制，再到有效处理施工技术问题都必须认真仔细，谨防“千里之堤毁于蚁穴”，这样才能充分利用好现有资源，避免可能的施工风险。我们先来进行建筑工程结构设计的技术要点分析。

一、技术要点分析

随着科学技术的发展，很多先进的生产技术也运用到建筑工程设计中来。尽管技术手段发生了变化，但建筑工程结构设计的基本指标没有发生太大变化，主要还是以位移比、刚度比、周期比、层间受剪承载力之比、刚重比和轴压比、剪重比等为内容，这些是技术要点的核心部分。

具体来看，首先，建筑结构的延性是技术要点的首要考虑因素。建筑工程普遍要求具有一定的抗震性能，相比照而言，同强度的地震情况下，高层建筑的变形幅度比低层建筑的变形幅度大很多，这就使因为高层建筑的延性比低层建筑的想、延性要低一些。目前国内外都特别重视建筑的抗震性能，尤其是高层建筑甚至超高层建筑的抗震性能是人们强调最多的话题，如何提高建筑的延性，避免其在内外力的作用下发生强度变形或者倒塌是建筑设计的首要任务。所以即使是再先进的技术如果达不到建筑的标准延性也是不能被应用的。

其次，还要特别重视水平荷载和结构侧移对在建筑工程设计中的技术影响。一般来说，建筑物的自重和建筑体表面使用荷载在，竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，与建筑物高度的1次方成正比，但是水平荷载对建筑结构产生的倾覆力矩和在竖构件中引起的轴力，与建筑物高度的2次方成正比。由此可知特定高度的建筑物的竖向荷载量是一定的，但是水平方向的荷载是依据结构动力的特性的变化而变化的，因此要不断提高建筑的风荷载能力和抗震性能。建筑的结构侧移也通样是建筑工程结构设计中的关键技术因素。如今的建筑高度不断攀升，水平荷载下的建筑结构侧移变形的不断增大情况也屡见不鲜，故而在水平荷载的作用下，建筑结构侧移就成了建筑设计施工技术评价中的控制指标。

最后，同样要重视建筑结构的轴向变形对技术选择的影响。有些高层建筑的竖向荷载值低，在柱中容易引起的轴向变形，还会进一步影响到连续梁弯矩，从而导致跨中正弯矩和和端支座的负弯矩值不断增大，因此，建筑结构设计中要严格依据建筑轴向变形值对下料的长度进行适当的调整。

二、重点结构体系分析

建筑工程结构具体的体系设计是工程的关键一环，也是各项技术应用最为集中的一部分。我们主要从三个重点方面来分析：

一是剪力墙体系，这是由钢筋混凝土墙体构成的一种承重体系，它的原理很容易理解，建筑高度越大，风荷载对建筑的推动越大，风的水平力受建筑的竖向墙板的抵抗，不至于产生很大的摆动幅度，所以这种竖向的剪力墙不仅承受竖向的力，还承担着水平方向的风荷载，它属于建筑结构中的一种钢性结构，它产生的的位移曲线呈现弯瞳型。剪力墙体系在建筑工程结构设计中具有整体高强度性和高刚度性，而且具备良好的延性，传力也比较直接均匀，抗倒塌能力也比较强，是一种比较良好的的建筑工程结构体系。在施工时保证其基本性能的前提下提高技术含量是今后的发展趋势。

二是筒体体系，是一种采用筒体为抗侧力构件的结构体系。包括实腹筒和空腹筒。实腹筒是一种用平面或曲面墙围成的二维竖向结构单体，空腹筒是一种用密排柱和窗裙粱或开孔钢筋混凝土外墙构成的空间结构系统。这种筒体体系在建筑工程结构设计中拥有很高的强度系数和刚度系数，抗震系数也比较高，各部分构件的受力情况相对合理均匀，在建筑结构设计中应用广泛，也是技术支撑点。

三是框架―剪力墙体系，它是为了满足框架体系的需要，另外在建筑平面的适当的位置里设置一个较大的剪力墙而形成的。通常情况下，建筑工程的施工过程中，框架体系承受着较多的垂直荷载力，剪力墙则主要承受水平剪力，二者共同作用，从而使的建筑物的水平位移大大减小，框架承受的水平剪力也就能明显的减弱。工程设计中框架―剪力墙体系的能建高度也比框架体系的能建高度大得多。

三、常见问题和解决方法

我们主要从以下几点来分析：

首先，结构布置的不合理问题是最常见的建筑设计问题之一，而合理的结构布置是建筑设计必须要努力做到的，否则将会影响到整体建筑的质量和功能。例如经常出现的问题是结构平面扭转。造成平面扭转的原因有很多，包括平面的不规则、抗扭刚度弱、质量和刚度的偏心等，这会给建筑物在受外力作用下带来更严重的破坏力。因而建筑结构布置的时候要让荷载力的作用线通过结构的刚度中心，从而降低平面扭转的不规则带来的损失。我们还可以从以下几方面来解决此问题：一要严格将结构平面布置的不规则系数控制在一定范围内，同时还必须考虑偶然偏心所造成的影响。二是要注意结构布置的抗扭刚度系数不能太低，要将以结构扭转为主的第一自振周期和以平动为主的第一自振周期的比值控制在0.9以内。

其次，建筑工程结构设计中基础的选型和施工可行性往往考虑得不够充分，例如工程设计时经常采用大直径的钻孔灌注桩，用它的桩尖来穿入6―8m的卵石层从而进入中风化岩I倍的桩径，如果忽略其他因素则成孔的质量难以达标。我们应该相关工程的施工经验和实际施工地点的地层情来安排适当直径的钻孔灌注桩，同时当桩端穿透卵石层达到一定深度后，再进行桩底注浆的工序，以提高单桩的承载力，减小沉降的幅度，达到预期效果。

最后，还须注意的是单桩的承载力值常常出现偏差，有些情况是得出的数值缺乏根据，十分不科学。我们知道成桩的工艺不尽相同，地基土对不同的桩型的支承能力也各不相同。如果要按照规范中的经验公式计算单桩的竖向承载力，设计者往往会忽略不同的桩型以及极限端阻力的差异，从而导致单桩承载力的计算结果不精准。出现类似的问题时，应该重新综合考虑各种可能的因素，包括两种桩型的差别、桩基的沉降等因素也要一并考虑，最后再引用地基报告中的设计参数来计算总的承载力，做到相对准确合理，从而为工程设计提供可靠的数据支撑。

总结：

通过以上论述我们可知，建筑工程结构设计在整个建筑施工过程中都起着很大的作用，良好的结构设计是保证建筑施工质量和使用质量的基础，所以我们必须科学合理地进行建筑结构的设计工作，要综合全面地把握可能出现的风险降到最低，同时必须保证建筑的强承载力和抗变形能力，达到经济效益和社会效益的和谐统一。

参考文献：

[2]陈建斌,罗志远等,某超限高层建筑结构整体设计分析[J].建筑结构,2005(3)

[6]李国胜.简明高层钢筋混凝土结构设计手册(第三版)[M].中国建筑工业出版社,2011

[7]傅学怡.实用高层建筑结构设计(第二版)[M].中国建筑工业出版社,2010

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。