土木工程建筑结构设计中的问题与解决策略

张海山

【摘 要】结构设计是一项既全面又系统的工作在对建筑外观的要求进行合理协调的同时，还需要满足相关的安全系数。文章分析其结构设计问题探讨其解决策略。

【关键词】土木工程建筑结构设计；问题；策略

引言

建筑结构设计是建筑工程建设中的关键环节之一，找到最为有效的结构设计质量控制途径，只有这样才能全面提高建筑结构设计的质量。

一、建筑结构设计特点分析

（一）设计的主要因素是水平力

在低层房屋和多层房屋的结构设计中，一般受以重力为代表的竖向荷载控制。但是对高层建筑结构设计产生重要影响的尽管有竖向荷载，但起决定性作用的则是水平荷载。这主要是因为在竖向构件中建筑自身的重量和楼面使用荷载所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比，但是水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及在竖向构件中由此所引起的轴力，与建筑高度的两次方成正比。同时，建筑具有一定的高度，在大体上其竖向荷载是定值，而地震作用和风荷载，是水平荷载随着不同的结构动力性它的数值变化也较大。

（二）侧移成为结构设计中的关键因素

不同于较低的楼房，在高楼的结构设计中，侧移成为控制指标。在水平荷载下，结构的侧移变形随着楼房高度的增加而迅速增大，所以应该在一限度之内控制在水平荷载作用下结构的侧移。

（三）具有更高的抗震设计要求

对于高层建筑进行结构的抗震设防设计，在考虑正常使用时的风荷载和竖向荷载的同时，还必须保证结构的抗震性能良好，確保在小震的情况下不损士不在大地震时不倒塌。

（四）不能忽视轴向变形

高层建筑具有很大的竖向荷载数值，在柱中能够引起较大的轴向变形，从而影响连续梁弯矩，致使连续梁中间支座处的负弯矩值减小跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大，还会影响预制构件的下料长度，这就要求按照轴向变形计算值调整下料长度，此外，还会影响侧移和构件剪力相比于对于构件竖向变形的考虑会得出偏于不安垒的结果。

二、建筑结构设计中的问题

（一）将概念设计应用于建筑结构设计中

建筑构造中所讲述的观点策划不光是一种建筑策划观念，也是国内建筑策划中十分关键的一个步骤，并且观念的策划关键在于建筑构造方法策划过程中，由于建筑构造的最初策划阶段是电脑所帮助不了的策划阶段。因此，就要求国内的建筑构造工程人员对掌握的建筑构造学识进行综合使用，使用有信心的建筑构造策划的观念进而选择出对建筑项目来讲构造最科学并且成本最合理的构造策划方法。而要做到这一点，那就是必须要求建筑设计的工程师不断丰富以及总计自己的结构概念，还有深入了解各类建筑结构的基本性能，而做到有意识、灵活地运用来进行建筑结构的设计。

（二）框支梁搁置在无翼墙框支剪力墙上的设计

和建筑构造品质有关的不光是在建筑前的准备工作策划阶段中，还有建筑过程中的策划。在建筑构造中，框支梁的策划是非常关键的。最佳的策划方案就是把框支梁放置在框支柱抑或翼墙砼剪力墙上，当然详细策划阶段中，因为建筑运用性能的需求，一般框支梁放置的位置不能在翼墙抑或柱的位置，我们就需要在实际操作中就要使用我们自己的构造思想与相应的标准开展整治，我们要先按照有关的构造策划标准对建筑构造的框支柱截面高度的制约需求与框支梁钢筋水平位置的温度要求先明确建筑构造中剪力墙的厚度，之后使用构造算计体系开展算计，保证框支柱的截面不仅能够达到结构的需要还能够达到算计标准，构造策划阶段中，策划工作者一般重视的是按标准的结构需求明确框支柱的截面，没有考虑到算计的需求，致使建筑图纸策划中，因为计算达不到要求，这就要求我们构造策划工作者，在真实操作中才能注重，才能够策划出一个最佳的科学的构造策划方法，进而确保框支梁整体的策划都是科学安全的。

（三）短肢剪力墙的设计

剪力墙结构在现代结构中应用的越来越普遍了，其中短肢剪力墙结构的应用也越来越广泛，短肢剪力墙系指墙肢截面高度与厚度之比为5-8的剪力墙，它与筒体或一般剪力墙组成的结构体系，短肢剪力墙的优势在于布置比较灵活，减轻结构自重，最重要的是经济好，但短肢剪力墙抗震性能较差，所以规范上规定了短肢剪力墙的比例不能过多，短肢剪力墙和一般普通的剪力墙的所承载的特性不同，所以对剪力墙构造的也有所不同。但是，不管怎样的剪力墙，在设计时应该根据建筑结构的具体的设计和具体的要求从构造标准出发而进行设计。在基本的设计时应该做到增大受力以及增强结构抗震等级以及增大承载能力的原则而进行灵活的设计和运用，也只有这样才能够真正的设计出符合现代化建筑结构所需要的剪力墙，也只有这样才能设计出符合建筑结构的剪力墙。

三、提高建筑结构设计质量的措施

（一）地基与基础方面

对建筑工地以及周围进行地质勘查，根据详细的地址勘察报告进行扫地机结构设计，如建筑地基的土质为软弱性黏土，那么就需要使用夯实法夯实地基或采用换土垫层法进行处理，在对建筑地基进行换土垫层时，需要准确计算垫层的厚度和宽度，并对抗震承载力进行验算，只有这样才能确保建筑物地基基础的安全性和可靠性。

（二）不断提高设计人员素质和技术水平

一方面单位制定人才成长、科研规划与措施，为设计人员提供良好的学习、设计、科研环境，促进他们成长、成材；另一方面，设计人员特别是年轻人，加强专业理论、先进技术的学习，注重先进理念与经验的吸取，在工程设计实践中不断攻克难题，推陈出新，不断提高专业素质和技术水平，以适应越来越复杂的工程需要。同时还应设奖励机制，给予优秀设计人员奖励，从而提高设计人员的责任心，激发工作热情。

（三）加强结构图设计

设计条件图包括总图、建筑图和设备专业提出的设备用房、管道预留预埋资料图。对设计条件图的解读理解是结构设计的第一步，是非常重要的一个环节。在结构设计之前花一定的时间对设计条件图进行认真的理解，从整体上把握工程的概况和各部分之间的相互关系，对结构设计的重点和难点做到心中有数，这是一个良好的习惯，可以达到事半功倍的效果。条件图中包含了不同的工程都具有的相同或相似的信息，设计中如果有心对这些具有规律性的信息进行总结，可以帮助设计人员避免犯一些常见或考虑不周的错误。对条件图的解读可从几个方面入手：条件图是否齐全，内容和深度能否满足结构设计要求；条件图所表达的各部分之间的关系是否明白无误；基于条件图的结构方案、结构体系是否可行，是否经济，结构布置是否合理，节点构造和详图做法是否合理；设计的难点、重点是什么。

（四）后浇带设计

在地基结构设计中，为了防止混凝土出现变形，经常会设计后浇带的施工方式，防止因为不均匀沉降而导致的裂缝。根据施工现场的土质结构以及混凝土的性质，合理的设计后浇带的宽度。从地基的基础层开始直至房屋顶板，都需要在相同的位置设置后浇带，其中混凝土的等级要比两侧混凝土高。在后浇带施工之后应该做好支撑，在后浇带完全封闭且混凝土的强度合格后再拆除支撑。在地基施工期间，因为结构应力的集中效果下降，在受到温度变化的影响下会影响混凝土出现收缩裂缝，所以会设计后浇带。在有些地基工程中是不允许设置后浇带的，所以在结构设计时，应该对后浇带的断面形式有明确的标注，在地下水位较高的情况下，基础后浇带的下方应该设置一层防水板。

结语

综上所述，建筑结构设计作为建筑工程中的重要内容，需要在设计中进行科学合理的规划，要求建筑设计人员在设计过程中不断吸取国内外建筑结构设计的精华，优化和创新我国建筑结构设计，才能保证建筑结构的合理性，安全性和可靠性。

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