建筑结构设计优化对策

童超

【摘要】建筑结构设计关系到建筑的安全，属于一项非常复杂的工作。建筑结构设计设计的专业较为繁多，并且有些问题现在的技术也不能有效的解决，尤其是地下室的设计工作，我们出于技术及成本的考虑，需要对设计工作进行仔细的研究，确保建筑结构的安全。

【关键词】建筑结构；优化设计；地下室盖板

当前，我国城市的进程不断提速，一方面土地资源稀缺，另一方面城市建筑、交通等都有向地下發展的趋势。特别是高层建筑的出现，地下室一般都设置两层甚至是三层，这也对我们的设计、施工等工作带来了新的挑战。建筑与人们的生活工作关系密切，因此，我们必须要在建筑设计上综合进行考虑，才能满足人们的基本要求。本文就对建筑结构的设计进行简单的分析，并提出一定的优化对策。

1、建筑结构设计优化的基本要求

1.1、安全性

建筑物作为我们生活、工作的基本场所，是我们赖以生存的必须环境，因此，建筑结构首先必备的要求就是安全性。我们在进行建筑结构设计时第一要求就是安全性。所以说，建筑结构的优化设计不仅仅是对建筑的成本、功能等因素进行考虑，需要首先考虑建筑结构的安全性，围绕安全性开展其他的工作。

1.2、使用功能

建筑物的本身是带有使用功能的，它要为使用者提供必需的场所，随着社会的进步及新技术的使用，人们对建筑的要求也是越来越高。我们在进行建筑结构设计时必须要考虑到建筑的实用性、美观以及舒适要求，在结构的优化设计时要考虑到使用者的使用功能要求。

1.3、经济性

市场经济下，我们也要考虑到建筑的成本，建筑要满足经济性的要求，完成成本控制，使得资源能够得到有效的使用。

2、抗震设计

建筑结构抗震设计必须根据建筑所处的区域来确定，特别是地下室的抗震设计，如果处理不当会对建筑的整体结构产生不利因素。因此，地下室墙柱必须与上部墙柱统一协调。地下室的顶板如果出现内外板面的高差时，当高差超过梁高，就会出现错层，需要采取相应的措施使得其作为上部结构的嵌固结构，国家规范明确规定，地下室顶板必须采用梁板结构才能作为上部结构的嵌固，如果地下室顶板设计采用无梁盖板式的设计时，则顶板不能作为上部结构的嵌固。在进行结构计算时，嵌固端必须要计算至地下室的楼层或是到底板位置，剪力墙加强区在计算时应当包括地下室，然后在从地面开始向上计算。

3、地下室外墙的设计考虑

3.1、在地下室外墙配筋的计算过程中，外墙采用扶壁柱则不需要考虑扶壁柱大小尺寸，全部按双向板进行计算配筋，但是，地下室整体的配筋电算分析时，荷载的传递验算却没有按照双向板的考虑。我们根据外墙对扶壁柱的变形协调原理可以知道，这样的配筋竖向钢筋配筋不足，扶壁柱的配筋量少，但是水平筋配筋有富余。因此，我们在进行计算时，垂直外墙方向布置内墙（钢筋混凝土）的外墙以及外墙扶壁柱的尺寸大的外墙板块需要按照双向板考虑配筋大小，剩余的外墙板块可以按照单向板来计算配筋值的大小。对于受竖向荷载较小的扶壁柱，对其柱主筋要进行一定的加强处理。外墙水平分布筋的配筋则需要考虑扶壁柱的大小尺寸，对于部分区域可以适当的设置短水平负筋，外墙的转角处也可以参照这种措施进行加强。

3.2、地下室的外墙在计算时，底板要作为外墙的嵌固部位，底部的弯矩同底板的弯矩，既底板抗弯能力要大于侧壁的，配筋及底板厚度要能相匹配，比如地下车道的设计，车道侧壁属于悬臂结构，底板的抗弯设计需要大于侧壁的底部。

4、结构平面设计

建筑结构的设计需要对人防、防火、设备、排水、通风等等综合进行考虑。比如，建筑长度值超过了国家规范的长度时，我们需要对其设置变形缝，一般我们都是尽量不设置或是少设置变形缝，变形缝的设置会增加防水施工的难度，并且防水处理效果也不是很好。在设计时可以考虑后浇带的使用，后浇带的混凝土掺加外加剂，或是选择地上设峰地下不设置的措施来保证我们的需要。如果使用后浇带的措施也不能解决地下室过长的问题，我们可以通过对地下室分割的措施，调整地下室平面的布置，将其分割为几个地下室，采用较窄的通道进行连接，连通管道的同时还能满足使用的功能要求。在建筑结构设计时还要考虑到采光井位置的布置，如果位置选择不合理，如将采光井布置在侧壁的外侧，这将造成采光井的外侧不能与地下室顶板有效的连接失去了整体性，不能将上部的地震及其他作用力传递到地面，达不到建筑的埋深要求。

5、抗浮设计

地下室埋深浅或是地下水的水位较高时，有可能出现地下室的抗浮不能满足要求的现象。我们需要采取以下的处理措施“

5.1、在符合国家规范的要求下，尽量的提高基底标高，这样就能降低抗浮的防水位。建筑基础一般选择的都是平板式或是梁板式筏板基础，两者之间回填覆土的重量相差不多，单是梁板式筏板基础的高度要高于平板式筏板基础，在基础顶标高相同时，梁板式的基础埋深大于平板式基础。因此，两者之间采用平板式筏板基础能够降低抗浮水位。

5.2、楼盖的选择宜使用无梁盖板或是宽扁梁。宽扁梁的界面高度一般为梁跨度的1/22～1/16，采用宽扁梁的设计能降低地下结构的层高，这样也能够相对的降低抗浮水位。需要注意的是，宽扁梁的配筋量很大，施工起来难度也较大，混凝土浇筑存在一定难度，因此，在选择时要视情况具体确定。

5.3、增加地下层高；采取这种措施能增加地下室的重量这样也能有效的解决地下室的抗浮。使用这种方法需要考虑地基土的荷载能力，在对主体结构的地基承载力进行深度修正时， 增加地下室的层高可以提高主体结构的有效埋置深度，从而提高了主体结构修正后的地基承载力特征值。

6、地下室的不均匀沉降

针对地下室不均匀沉降的现象我们可以采取以下的措施来进行处理：

6.1、在裙楼与主楼间设置沉降缝，使得两者间的沉降互相不发生影响，这也是一种释放应力的方式。采用这样的措施会给建筑立面、防水等施工带来一定的难度，且整体稳定性也造成一定影响。

6.2、主楼与裙楼间不设置沉降缝使用端承桩的处理措施，桩要置于坚硬层上。使用端承桩能够提高地基的承载力，还能降低沉降差。这种处理措施使用的材料较多，增加了施工的成本，仅适用在地基持力层较差或是超高层建筑的设计当中。

6.3、布置后浇带，在施工时先施工主楼部分，裙楼部分预留钢筋，在主楼封顶大部分沉降完成后再施工裙楼部分。两者间沉降稳定后浇筑后浇带。这样能够解决沉降的问题，且不用设置沉降缝。

总结：

建筑结构设计设计到的专业较多，我们需要将其作为一个系统且复杂的过程来进行，我们的设计人员一方面要扎实自己的专业知识，同时还要在实际的工作中多多积累经验。在设计的每个环节中严格要求自己，从安全、使用功能以及成本等方面考虑，合理的完成设计工作。

参考文献：

[1] 徐培福. 《复杂高层建筑结构设计》[M].《中国建筑工业出版社》，2005.

[2] 韩克航.《试析如何做好建筑结构设计以提高建筑的安全性》 [J].《科学与财富》，2011，（07）.

[3] 李 享，谭素群.《地下室结构设计中的若干问题》[J].《山西建筑》，2007，33（11）.

[4] 陶世伟.《建筑结构设计的优化设计研究》[J].《城市建筑》，2013，（24）：67.

[5] 李能能，董 斌.《房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨》[J].《建筑设计管理》，2013，（12）：73～75.