浅析建筑结构设计重要性与问题措施

摘 要：结构对于整个建筑的重要性，就如同骨骼对于人体的一样，是整个建筑物的灵魂所在。所以结构的设计自然具有无可替代的重要性。本文根据以往工作中总结的经验，简要的分析了结构设计的重要性和应该注意的问题。

关键词：建筑；结构设计；问题措施

中图分类号：TU97 文献标识码：A

1 建筑结构设计的重要性

衡量一个结构工程师是否合格的重要标准，就是在结构设计中能否展现出先进的设计思想，抓住设计的关键环节，在有限的特定空间内，完成一个完整性和实用性并存的方案设计。同时在细节处理方面，要有意识的捋顺结构和构件、结构和结构之间的关系。

随着计算机技术的迅猛发展，在建筑物的结构设计领域也逐渐拥有了自己的作用。与此同时，相应的问题也随之而来，计算理论的不完善使得计算结果仍然存在很多缺陷和不可计算性。由于计算机结果具有高度准确的特点，往往会给设计工程师带来对之前累计工作经验的怀疑。这不仅是对结构工程师的结构概念培养提出了更高层次的要求，还从另一个方面强调了概念设计的重要性。

所谓概念设计，就是指在不依赖数值计算的情况下，尤其是在一些客观条件影响下，不能用过精密计算、按常规难以解决时，依靠整体结构体系和分部机构体系之间的关系、根据结构破坏基本原理和震害情况，由结构工程师制定一整套符合设计原则和客观条件的方案，从整体的角度来确定建筑物的整体布置和抗震结构安全方面的宏观调控。概念是在头脑中形成的对现象本质深刻认识的思维形式，它是将所能感知的事物的共同点抽象出来并加以概括总结而形成的。概念设计要求在设计过程中始终贯穿，是一种根据经验和想象，而非定量的分析，是整体宏观控制、基本设计原理和工程实践经验的结合体。合理有效的运用设计概念的设计方法，可以在结构设计的初级阶段迅速有效的对整个设计有总体的构思，经过比较和选择，使得方案的思路更加清晰明确，避免之后的设计阶段出现一些琐碎的运算，保证整个设计具有良好的经济实用性。结构设计师的工作经验，学历阅历、胆识包括对工程各个学科的掌握和运用都是工程实践中合理运用概念设计的关键。提倡概念设计，也是强调以人为本，强化了人本身在设计过程中发挥的主导作用。

一个工程设计想通过计算机全面合理的完成目前来看还不现实，所以简单的认为结构设计时规范加计算的模式是极其错误的。对于错误的计算结果，往往通过概念设计就是很快发现，甚至有的错误只能用概念近似计算才能做出正确判断。所以，机构设计的使用者在确保基础数据输入无误的情况下，对设计理论的适用范围要完全吃透，特别是边缘假定和实际受力情况一定要相符合。掌握好概念设计不仅可以保证审计的正确性，还可以通过它来解决设计中出现的误差和问题，提高整个设计的技术水平。

结构设计的重要性还体现在整个设计方案初期阶段，基础的设计过程是不能借助计算机来实现的。所以结构工程师还要对整个设计有效果和造价方面的宏观概念，运用已经掌握的结构概念和资料，不断丰富自己的结构概念，有思想有灵魂的运用好它们。

2 结构设计的优化方法

基于结构设计对建筑物的重要性，结构设计的优化也不能被忽略。一座成功的建筑，应该是外表美观和结构设计相互紧密协调的结果。设计的优化主要存在于两个方面，一是房屋工程分部的机构优化，另一方面则是建筑物结构总体的优化设计量。工程分部结构优化还分为基础结构优化设计、屋盖系统方案设计、围护结构方案设计和细部结构方案设计等。以上几个方面要从总体布置，受力分析，造价分析等方向出发，在实施工程中，围绕实际情况对建筑物的综合经济适用效益进行考量，最终达到优化结构设计的目的。进行结构设计过程中，应该在达到设计要求的同时，尽量使得平面的布置规则协调，减小刚度和质量中心的差异，这样水平方向的荷载就不会对结构造成过大的扭曲。竖向荷载方面应主动避开使用转换层，避免荷载应力过渡集中造成结构破坏。

3 结构设计的常见问题和措施

3.1 关于箱、筏基础底板挑板问题。一是挑板阳角的面积在整个基础面积中所占的比例很小，可视为直角或者斜角。二是底板钢筋如果按照双向双排布置，阳角无需做加筋处理。从结构的角度出发，能出挑板、特别是底板的钢筋通长布置的情况下，不应该因为边跨钢筋而加大整个地板通长筋的用量，避免不必要的材料浪费。当地下水位高时，应设计基础挑板，有利于解决抗浮问题。从建筑的整体角度来看，若能取消挑板，则能很大程度上方便柔性防水的施工工艺。

3.2 混凝土结构设计中常遇到的问题。近几年来，由于人们对建筑物审美观的不断提升，许多建筑设计开始只追求自身的建筑特点，却忽略了设计结构的重要性，出现了许多形状不规则、布置不合理的情况。与此同时，很多结构设计工作者过分强调设计的个性，不注意抗震设防方面，面对这种情况，设计者应该按照《建筑抗震设计规范》的要求对设计中存在的不规则混凝土构件进行模型计算，对相关的计算参数进行有效的校正。另外还有一些计算构件实际所采用的模型和程序设计不合理，应多次计算，获得有效严谨的数据。

3.3 纵向框架和横向框架的问题。很多设计者在设计过程中容易忽视纵向框架结构，只考虑横向框架结构。按照当前的建筑抗震设计规范，两个主轴方向都应该分别计算水平地震作用，所有的地震作用力和一些相应的应力都应该由该方向的抗侧力构建承受。换句话说，在地震作用下，一个建筑物的纵向框架结构和横向框架结构一样有着重要的作用。有时候一些设计工作者仅仅按照纵向连续梁进行建筑设计，却忽略了纵向的柱梁节点和框架中的纵筋、箍筋的配置。这就直接导致了再设计过程中，梁支座辅筋、跨中纵筋的配筋量出现不足。

3.4 楼板设计过程中存在的问题。楼板设计常见的问题主要有两个方面，第一，双向楼板的有效高度取值存在一定的误差。双向楼板会在各个方向产生弯矩，因此双向楼板中的弯矩钢筋是纵向叠放的，短跨的应该放在下面，长跨的跨中钢筋应该放在短跨的上面，计算时要取双方向的有效高度。不能因为贪图省事，或对板受力认识不足，对有效高度进行配筋计算不准确，直接导致长跨的高度偏大，使得结构构件的质量保证大大降低。第二，对楼板的受力状态认识不足。有的设计工作者在设计过程中计算方便，就简单地将双向板按照单项板的计算方法计算。这就导致计算结果和受力状态不符，出现一个方向配筋过大，进而使楼板出现裂缝现象，影响质量安全。

结语

建筑物和结构两者之间存在着密不可分的关系，随着当今社会经济体制的发展，越来越多新、奇、特的建筑应运而生，随之而来的，就是对结构设计的重大挑战。而基于对建筑物整体安全性能的考虑，对建筑物的结构设计形成了一定的约束和限制，若想使两全其美，建筑和结构两者相互协调发展，就要设计工作者的想象力，工作力，执行力得到质的变化。只有设计工作者的能力提升了，才能使建筑和结构两者相得益彰，彼此渗透，创造出更多建筑领域的奇迹。

参考文献

[1]高立人，王跃.结构设计的新思路-概念设计[J].工业建筑，2004（3）.

[2]李明.建筑结构设计的思考[J].建筑结构，2004（5）.