关于建筑结构设计中的一些问题

刘英杰

[摘要]一个好的建筑结构设计，在建筑和结构上的有机结合是不可缺少的。本文从如何提高建筑结构设计质量出发，对建筑结构设计中的稳定性问题、程序计算与实际的偏差问题、建筑结构的构造设计问题和建筑结构设计与安全事故问题做了简要的介绍，并分析出了产生问题的原因，对于研究建筑结构设计的问题有一定的参考价值。

[关键词]建筑；结构设计；问题；稳定性

引言

对于建筑来说，建筑的结构就是建筑的基体，只有基体做好建筑才能稳定有型，供人入住使用。随着现代化的到来，人们日常生活的改善，人们审美观的逐渐加强，建筑的结构设计不仅包括结构的力学稳定，更包括结构的造型与美观，因此所设计的建筑结构越来越复杂，功能也越来越多，要求也越来越高。可见，多了解建筑结构知识，解决工程设计中的实际问题是非常有必要考虑的。

1、高层建筑结构设计类型和特点分析

高层建筑的结构设计最开始出现的是比较简单的框架结构，随后又出现了钢筋混凝土构造的剪力墙结构，由框架部分与剪力墙部分共同作用的框剪结构，由筒体体系构成的筒体结构以及不同结构相结合而形成的组合结构和一些巨型结构（巨型梁结构、巨型柱结构等等）。

这些结构各有受力特点，适用于高度不同的结构体系，不同建筑结构的选择也影响着后续的建筑结构设计。高层建筑的结构形式与工程施工、工程造价、建筑设备安装等诸多因素密切相关，所以结构设计时应该注意设计特点和设计要点。第一，高层建筑相对低层建筑整体上会导致受力增加，相对于竖直荷载，水平荷载地位提高，成为决定性因素，必须考虑基于水平荷载的建筑荷载能力，水平荷载主要包括地震和风荷载，高层建筑应该有更加优秀的抗震能力。第二，高层建筑的侧移是结构设计的重要因素，也是重要的控制指标。第三，高层建筑的柱中容易产生竖向变形，这会造成连续梁的长度变化和预制构件的下料长度变化，忽略轴向变形是潜在的危险因素。第四，高层建筑结构设计应注意有较大的结构延性，作为一种预防措施保证整体结构在高荷载作用产生巨大变形下不至于倒塌。

2、建筑结构设计中的稳定性问题

建筑在进行结构设计过程中首要考虑到的问题就是建筑的稳定性，这对建筑的使用寿命以及住户的人身安全是非常重要的。例如，现今大多城市都采取提高建筑高度增加建筑楼层数，来提高土地可利用率缓解人口稠密住房紧张的问题，但是高层建筑必须考虑的一个问题就是建筑的稳定性，以防止在地震或者台风等环境下建筑发生坍塌破裂倾斜的事故，用的最多的一个描述的词就是建筑的抗震能力。对于高层建筑，一般有几点需要注意来提高其稳定性，第一点是注意建筑根基的埋入深度，如果埋入深度不够，在地震发生时房屋很容易振动甚至倒斜，因此埋入深度一定要够深，从基座就能稳定上层建筑。第二点是可以考虑增加低楼层的宽度，通过这种方式来提高上层楼房的稳定性，不过建筑的高度不能过高，如果超过标准要求此方法就不适用了。除此之外，建筑高度如果已经较高了，建筑的根基最好是不要再用传统的天然的地基，而应该采用桩基，因为桩基的抓地性更好，更能够牢牢的产生抓附力，埋入深度能更深，相应地，基础钢筋深度承台的锚固长度也必须按照标准严格要求，以满足建筑抗倾覆稳定性的要求。

3、程序计算与实际的偏差问题

在进行建筑结构设计过程中经常会用到一些相关软件或者程序来进行模拟以及计算，以推断设计方案是否可行，特别是在对建筑结构基本布置或者概念缺乏认识的时候，例如通过程序利用楼板的变形程度来推算楼层的平面刚度，但是在程序应用过程中，即使原理上来说没问题，实际上却会有很多因素导致偏差的产生。这一般是因为结构设计时一些部件可能会采用过余的安全系数，导致在计算时数据不准确，最后得到的结果也有所偏差，这就关系到楼层的实际受力与模拟受力的关系。就楼板变形度与楼层刚度之间的程序计算误差问题，解决的方法有：首先可以在结构设计的过程中，选取变形楼板时就选取形变外露的楼板，其次对于建筑结构相关数据都要有一定的准确性，对于其中的不准确性所产生的误差在计算过程中要有所补偿，这样才能通过程序得到正确的计算结果，符合建筑的实际情况，然后采用平面刚度合格的弹性板来进行楼板的安装。

4、建筑结构的构造设计问题

建筑结构的构造设计是在力学的基础上对建筑结构进行的设计，是结构设计中的重要部分，是建筑结构每部分受力经过精确计算后的结果。因此，建筑结构进行构造设计时，一定要注意每个部分包括每根支柱、每根横梁的强度、刚度以及其间的连接性能，确保支撑结构的强度足够高，每个结构之间的连接度完好，如此才能确保建筑的整體性能完好。特别是对于一些防震要求比较高的结构，在进行建筑的构造设计时要尽量保证建筑每个结构的延伸性和弹塑性，对于建筑结构里的比较薄弱或者关键的部位要进行特别巩固加强。至于建筑结构构造设计的图纸，设计过程中实际采用的措施，除了需要专业建筑知识以外，还需综合建筑师在大量实际工程中总结出来的经验，尤其是在结构构造设计中的对构建延性与结构构造的分析，以此为基础来完成建筑结构的构造设计。

5、建筑结构设计与安全事故问题

有人将建筑事故的发生与建筑结构的设计之间联系起来，认为是建筑结构设计的不合理导致建筑事故的发生，这种怀疑引起了建筑设计行业的关注以及思索。但是就建筑的结构设计来看，在进行结构设计时就会考虑到各种要素，包括建筑承重性、受力分配合理性等，因为结构不合理直接导致建筑安全事故发生这种说法是没有依据的。就我国建筑的安全问题，一是建筑施工时出现的安全事故较多，但这主要是因为施工手段的落后以及保护意识的欠缺所导致的。二是自然灾害时建筑的损坏，这是外力超出预计强度，并且从我国历年的建筑历史，也可以看出建筑安全事故的发生大多是因为施工原因或者天灾原因，并不是由建筑结构设计所直接导致的。

6、结语

综上可知，随着物质化的发展，人们对建筑的要求越来越高，对于建筑的结构设计要求也越来越复杂。为了满足人们要求，适应时代发展，建筑师们都必须就建筑结构设计进行研究，摸索新技术，接受新知识，提高建筑质量。本文就建筑结构设计中的一些问题进行了探讨，主要包括结构设计的稳定性，结构设计使用程序时可能会出现的问题，构造设计以及建筑结构设计与安全事故之间关系进行了分析，提出了自己观点，以望对建筑结构设计的问题探讨起到一点作用，促进建筑结构设计工作的持续发展。

参考文献

[1]林同炎.S.D.思多台斯伯利.结构概念和体系[N].建筑工业出版.

[2]戴国营.李德虎.建筑结构抗震鉴定及加固的若干[J].建筑结构，2010，（04）：67.