浅议建筑工程结构设计现状与发展

■周 敏 ■武汉佰思特建筑设计咨询有限公司，湖北 武汉 430000

1 建筑工程结构设计现状

1.1 国际现状

国际上最早从80年代开始利用计算机进行结构辅助设计，也就是二维计算机辅助设计方法，这种建筑工程结构设计方法的过程是采用程序化手法，使设计过程更加简单，也促进了标准化绘制的形成。但是随着对结构设计的高效性需求日益加大，出现了三维化的设计方法。当前很多发达国家在工程结构设计上引入了建筑信息建模等理念，在相关技术的支持下通过建立三维模型的方式进行结构设计，很大的提高了工作效率。

1.2 国内现状

随着国内建筑行业的快速发展，建筑结构设计的现状是，一方面，建筑结构设计的信息化使得设计过程更加便捷，造成设计人员过于依赖于电脑，而不进行专业理论知识的全面评估，这给建筑工程带来很大的不利影响;另一方面，当前的信息化结构设计技术与发达国家存在较大的差距，虽然建筑信息建模等三维方式已经在国内的部分建筑设计上得到了应用，但是实现先进信息技术与实际设计工作的完美结合，仍需要在日常工作中进行不断的探索与优化。

2 建筑工程结构设计存在的问题

2.1 设计误区

(1)忽视结构设计的实用性。建筑结构设计应该满足使用性需求，结构设计如果只是外在具有可观赏性，无法真正应用到建筑工程中去，或者结构设计的使用寿命过短，都是结构设计不具实用价值的体现。部分建筑结构设计单一重视外观，将极大的影响建筑工程的质量。

(2)忽视结构设计的安全性。建筑的根本要求是安全，建筑的安全与否关乎用户的生命财产安全。而建筑的安全由每一结构中的小细节共同组成，结构设计就是建筑整体安全的重要细节，在进行建筑结构设计时应该充分重视安全性。

2.2 结构问题

(1)异性结构的不合理。当前，异性结构的高层建筑随处可见，在追求建筑的个性化外在表现时，同样不可以忽视了异性结构存在的一系列问题。主流的异性结构表现为不规则的形体以及过高的高度，这些特征使得建筑在结构布局上存在较多的不合理性，也缺乏相应的抗震设计。当前我国尚没有充分的技术对异性建筑都进行全面的承载力检验，因此设计时在进行建筑结构设计时，一定要严格自律，充分考虑建筑的抗震性与结构合理性。

(2)结构设计的不合规。我国的相关法规制度都对建筑的高度与宽度设定了响应的规范，有些高层建筑的高度超甚至超过了的最大的高度限制值。在建筑结构设计中，如果建筑的高度与宽度超过相关规定，则应该采用超限标准。结构设计高度超高的弊端有很多，比如建筑物防震力不足、与施工地土质构成不相适应等。

(3)结构防护措施的缺乏。在进行结构设计时应该充分考虑外在的各种影响因素，比如伸缩缝的设计是为了应对温度对结构的影响。后浇带是一种可以替代伸缩缝的设计方法，但是后浇带主要是缩小混凝土在温度变化时的变化状态，即使后浇带很好的避免了温度对混凝土的影响，但是当温度再次变化时，后浇带已经没有了防护功能。因此，有些设计员在进行长建筑物设计时，采用后浇带的方法，不能解决温度变化会对整体结构造成影响的问题。应该将后浇带方法与其他的措施结合使用，屋顶保温隔热措施与温度筋的使用都是有效的加强措施。

3 建筑工程结构设计的基本要求

设计人员应该充分掌握专业知识与技能，在设计时，应该严格按照相关的规范标准进行。随着能源价格的不断上涨，建筑的成本也随之不断上涨，在进行结构设计时，应该不断创新概念设计，满足经济且安全的需求。设计图在开工前应该由相关专业负责人与审核人进行审查，分析当前的技术条件是否满足设计的需求，即结构设计必须具备良好的可行性。

结构设计的个性化需求也是当前的发展趋势，因此，结构设计也必须有良好的审美，且在室内布局上有利于业主的空间规划。设计人员在进行结构设计时应该严格避免违规设计，不能随意满足业主的不合理要求;设计时要有对建筑工程设计终生负责的意识。在利用信息技术与计算机软件时不能盲目，计算机技术对结构设计主要是辅助功能，设计的合理与否必须用自身的专业知识进行科学评判。

4 建筑工程结构设计的发展方向

4.1 结构设计向总体设计的发展

总体设计是通过对不可预知的安全隐患等多方面的考量后提出的一种可行性设计方法，列入考量的不可控因素包括社会与自然两个方面，总体设计方式能有效的从整体上规避风险事故的发生。通过合理优化细节组成，以实现建筑的总体安全是结构设计的发展方向。

4.2 设计人员综合素质的发展

随着经济的快速发展与与社会的不断进步，人们从基本的物质需求逐渐发展至高水平的精神需求，人们对建筑结构设计的审美要求也越来越高，设计人员应该不断的提升自己的审美理念，高水平审美需求正是顺应人们需求的一大发展方向。结构设计人员在完善结构外部美感的同时，也应该充分注重建筑结构的质量，不断的强化自身的专业水平，实现建筑结构设计的高品质发展。

4.3 建筑材料的创新发展

建筑材料对于结构设计来说，是一个实际运用与建筑工程中的东西;另一个角度来看，建筑材料的升级必然带动结构设计的革新。不同的时期由于使用的建筑材料不同，所以结构设计也不会一样。当前所使用的建筑材料要求是轻便且无污染，新型材料的创新发展也必然会促进结构设计革新与发展。

4.4 新技术的发展

4.4.1 三维技术

随着经济水平的不断提升，建筑结构设计所采用的传统二维计算机设计方法已经不能满足当前的建筑需求，愈来愈多的建筑工程对高技术的应用需求日益增长，这也促使结构设计不断进行革新，三维技术应用探究将是未来的发展所趋。

建筑信息建模是一种创新的三维设计方法，它通过创建或者采集可用于计算的建筑信息，进行数字化建模，并据以向设计方案与施工布局提供可靠的信息，一定程度上还可以进行性能预测。建筑信息建模的运用将是未来建筑行业结构设计的发展趋势，越来越多的建筑工程结构设计都将通过对建筑信息建模技术的运用，实现建筑工程的质量优化。

它能保障所提供信息的准确性并能根据环境的变化及时更新，建筑工程中的结构设计师、施工者以及业主都能全面了解整个建筑工程项目的运行情况，有利于保障多方的协同工作，建筑信息模型采用全数字化管理，有利于提高建筑效率，减少风险发生的可能，并能有效保障建筑结构的的质量。

4.4.2 预应力大板结构技术

原理是在两柱之间布置明梁:楼板结构使用预应力大板，再在预应力大板上进行隔墙布置。将这种大板于预应力宽扁梁配合使用，能最大限度使楼层净高得到提升。假设预应力宽扁梁为9m 跨，那么相较于普通的预应力梁来说，高度会减少200mm;相较于普通的混凝土梁来说，高度会减少350mm。多数的多功能商业住宅楼常需要设置底部结构转换层，用于大柱网建设以保留足够大的空间，这一技术能有效的满足这种需求。预应力技术在运用过程中得到了不断的优化，技术已趋于成熟，且其相关的材料费与及施工费较为合理，在我国的高层建筑中，转换层结构的设置越来越多的将会采用预应力技术。预应力大板结构技术有利于减少室内次梁数量，在保证建筑结构质量的同时，使住宅的平面设计与布置更为方便灵活，也有利于平面布局的第二次改造。

5 结束语

建筑工程的质量是人们安全生活的基础，在社会经济发展的过程中，整个建筑行业与工程结构设计方法都在不断的革新与发展。建筑结构设计是建筑工程的重要组成部分，是建筑工程项目顺利开展前的重要准备工作。在建筑结构设计不断发展的过程中，既要求设计人员不断深化专业知识的学习、实现创新设计方法，也要求与建筑结构设计相关的技术不断得到优化。

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