简析建筑结构设计的问题与注意事项

王选翠

【摘要】建筑结构设计不仅关系着建筑的工程质量，还关系着业主今后的日常生活。因此需要设计人员能够从实际出发，对建筑进行科学、合理的设计。本文对建筑结构设计中的问题、建筑结构的设计与优化、建筑结构设计中的注意事项进行了简要分析。

【关键词】建筑结构设计；问题；设计与优化；注意事项

一、建筑结构设计中的问题

建筑结构设计中的常见问题主要有。（1）桩间距过小，不满足规范对桩的最小中心距的规定，特别是试桩、锚桩之间的间距，往往被设计人员忽视，这直接影响了试桩结果的正确性。（2）桩身钢筋笼长度不足，对挤土灌注桩，桩身钢筋笼长度没有穿越软弱土层的层底深度，不能满足桩基规范。（3）承重砖基础采用多孔砖砌筑，是根据多孔砖墙体结构构造，地面以下或室内防潮层以下的基础不得采用多孔砖砌筑。（4）建筑高度、高宽比超过现行规范、规程的限值，就现行的规范、规程给出了建筑的最大适用高度和高宽比限值。（5）建筑结构设计尽可能规则，结构的布置才能更趋于合理，这是结构设计中十分重要的环节，这里的“规则”包含了对建筑的平立面外形尺寸，抗侧力构件布置、质量分布，直至承载力分布等诸多因素的综合要求。（6）板是建筑工程中的主要承重構件，是它将楼面，屋面的荷载传给其周围的墙或梁上，有些工程师在设计中为计算方便或因对板的受力状态认识不足，简单地将双向板假定为单向板进行初步计算，使计算假定与实际受力状态不符，导致一个方向配筋过大，而另一方向仅按构造配筋，造成配筋严重不足，致使板出现裂缝。

二、建筑结构的设计与优化

1、结构体系的选择。就高层建筑来说，工程结构设计应注意以下几点。（1）选择结构体系必须合理可靠。在高层建筑中，结构力求简单，具有可操作性，避免在相对偏置的地方设置电梯间，应力部位要分散、对称，坚决避免应力集中发生扭转。（2）建筑的比例要合理，长度、宽度、高度要严格满足规范要求。

2、桩基的设计。桩基与基础设计是建筑的重中之重，工程师在此方面必须特别对待，它不仅仅影响着后期施工也关系着工程的整体造价与安全。桩基的设计必须考虑周围环境与土质，它承载着整栋大厦的应力，防止局部沉降，同时还要考虑建筑物稍微的形变。桩基逆作法是一大创新，它颠覆传统方法先做承台和底板的基础，在施工一定的基础结构后在压桩产生固结压密效应以提高承受力。

3、结构分析计算。（1）相对一个工程的全部流程，分析计算是一大难题。如果没有准确、高效的对工程进行内力分析和规范设计就算拥有再好的材料也无济于事。工程师在这一阶段要全方面考虑可能出现的问题，整体的计算往往采用软件进行选择，但是各种计算软件在计算模式中存在差异，导致结果各有不同。这就要求工程师结合实际情况进行缜密的思考，在各种计算结果中寻找一个最精确的并且具有可操作性的。（2）在当今社会建筑的防震系数被推到一个新高度，高层建筑的防震与减震效果更是被社会广为关注。在工程设计中地震力是否会放大、震型数目是否足够都必须在计算结果中给予判断，排除一切不安全隐患。在遇到建筑美观与结构冲突的情况下必须严格按照高层建筑实际情况来处理，排除装饰结构对整体地震，风荷的影响。采用先砌墙都做框架能保障框架的内力分布更加合理，承受力、内力得以缓解，提高结构抗变以及延性。

4、建筑结构设计的优化.目前的建筑结构设计优化还存在很多的缺陷，其中在优化过程中，只重视建筑尺寸的优化，在给予指定材料等建筑方面的要求后，优化只在建筑的表面进行，完全忽略了整体设计的优化。而这种仅仅满足尺寸方面的优化对于整个建筑来说没有任何意义。很多设计人员表明，建筑结构的优化需要的是合理的方案和布局，其中，表面的尺寸完全可以依靠计算机计算精密的数据，在实际的构建中符合数据就可以满足了。而且还有另一个关键的缺陷，就是在目前的建筑结构中，它的目标还不能满足建筑结构优化的需要。在设计优化的时候计算出来的结果只是一种理想主义数据，实际在实际的情况中，由于限制因素和变量效果等的影响，很难将这些数据应用到实际的建筑结构优化中。很多时候，建筑的设计方案和布局结构还是很不错的，但是就因为计算方面的不足，导致没有达到理想中的建筑结构目标。

三、建筑结构设计中的注意事项

1、地基结构设计中应注意的事项。地质因素是地基结构设计首先要考虑的条件。水文条件、建筑的承载力情况以及地区抗震烈度等因素都要被结构设计综合考量。在认真比对的基础上，设计出合理经济的基础形式。基础宽度小于2.5m时，要最先考虑诸如灰土条形基础、四合土条形基础等刚性条形基础。在基础宽度大于2.5m时，要采用比较柔性的基础。对于没有地下室、承载多的多层内框架结构，设计十字交叉梁条形基础可以有效的减少地基的不均匀沉降。后浇带设计对于保证地基不均匀沉降的对应调整具有现实作用，后浇带的设计范围应该有效的限定在800～1000mm。灌注后浇带所使用的材料要选择比原构件提高一级的微膨胀混凝土，并且要确保后浇带的梁板的牢固。

2、地梁设计应注意的事项。在框架结构中，地梁设计的作用是使地梁与基础连接，地梁对基础起拉接作用，一定程度的调整基础不均匀沉降；当基础埋置较深时，地梁与框架柱连接，降底了框架柱计算高度，地梁对框架柱内力分析有一定的影响；地梁是支撑底层墙体的受力构件。地梁的受力状态与普通的框架梁的受力状态不同，普通的框架梁在荷载作用下，梁产生变形不受其他介质约束，梁上荷载传递给框架柱；而地梁在荷载作用下，梁变形受到土的约束，一部分荷载通过梁底土的反力和梁侧土摩擦阻力传递给地基；另一部分荷载传递给框架柱。由于土反力的复杂性，目前定量确定土反力和梁侧土摩擦阻力还有困难。在工程设计中，有两种处理方法，第一种是把地梁按一层框架梁计算，不计地基土的影响，把荷载全部传框架柱。这种处理方法使计算模型与实际情况不符。地梁与框架梁不同，地梁处没有风力、地震作用，也没有水平变形，按嵌固考虑。结构电算时，往往“底层层高”不高（即地梁与基础顶面距离），形成“底层框架柱”为短柱或极短柱，使电算结果很不合理。第二种是把地梁不参与框架结构的整体计算，当作简支梁，地梁的剪力传递给框架柱，不计地梁弯距的影响。笔者认为，尽管二种方法都有缺陷，相比之下，第二种方法要相对合理些。

3、承重墙结构设计中应注意的事项。在理论上，承重强越是多的建筑，该建筑的安全质量就越好。但是，过多的承重墙应用不符合结构设计中美观大方的原则。结构设计者要在保证建筑质量的安全性的基础上，尽可能的减少承重墙的设计，对于不可取代的承重墙，要提高其抗剪的强度，选用强度等级高的承重墙建筑材料，提升承重墙抗压、抗震能力。

结束语

建筑结构设计工作对于建筑物的整个建设过程十分重要，直接关系着人民群众的切实利益.决定着建筑物的质量与安全。对于建筑结构设计人员，要不断提高专业技能，综合考虑各方面因素，以确保设计的建筑物结构满足使用要求。因此对其进行结构设计的研究具有重要的现实意义。

参考文献：

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[3]朱利.小议建筑结构与电气设计施工的协调处理.《建筑设计管理》.2013年4期