诌论在进行建筑结构设计中应该注意的问题

宋晓江

【摘要】：本文主要阐述了建筑结构设计的原则以及结构设计的程序和要求，最后针对建筑结构在设计中应该注意的问题进行分析探讨，仅供参考。

【关键词】：建筑；结构设计；原则；应注意问题

1 建筑结构设计的原则

适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的原则。一个优秀的建筑结构设计往往是这五个方面的最佳结合。完美的建筑结构设计就是在努力追求这五个方面的最佳结合的过程中产生的，适用、安全、经济、美观、便于施工是结构设计人员最终努力的目标，是结构设计的最佳体现。结构设计一般在建筑设计之后，“受制”于建筑设计但又“反制”于建筑设计，结构设计不能破坏建筑设计，应满足、实现各种建筑要求；建筑设计不能超出结构设计的能力范围，不能超出安全、经济、合理的结构设计原则，结构设计决定建筑设计能否实现，从这个意义上讲，结构设计显得更为重要，虽然一栋标志性建筑物建成后，人们只知道建筑师的名字，但一个适用、安全、经济、美观、便于施工的结构设计也是工程师们的骄傲和成就。

2 建筑结构设计的程序和要求

2.1 结构设计的程序

建筑物的设计包括建筑设计、结构设计、给排水设计、暖气通风设计和电气设计等。每一部分的设计都应围绕设计的四个基本要求：即功能要求、美观要求、经济要求和环保要求。建筑结构是一个建筑物发挥其使用功能的基础，结构设计是建筑物设计的一个重要组成部分，主要包括以下四个过程：方案设计、结构分析、构件设计和绘施工图。

2.2 建筑物结构设计的要求

计算内容：结构构件应进行承载能力极限状态的计算和正常使用极限状态的验算，如直接承受动力荷载的构件应进行疲劳强度验算。

结构上多种作用效应同时发生时，应通过结构分析分别求出每一种作用下的效应后，考虑其可能的最不利组合。

抗震设计：我国的抗震设防烈度为6至9度，建筑结构根据所在地区的烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级。

3 建筑结构设计应该注意的问题

3.1 建筑结构设计与电气专业设计的协调。电气专业的室内敷线，原则上应以导线在金属管中沿墙及楼板暗设，这对于预制装配整体框架、框架一剪力墙结构是很困难的。穿梁的垂直管道要在预制梁制作时预留孔道，并且梁宽和墙厚尽量一致，如不一致则要求墙的一侧与梁的侧面平齐，使穿梁管不露墙外。高层建筑平面电梯井道的位置确定后，电梯机房位置也就确定下来，电梯机房内孔洞、预埋件较多，电梯机房荷载也比较大，因此应详细了解所选型号、电梯土建条件并注意单台布置和多台布置的差别。

3.2 关于箱、筏基础底板挑板的阳角问题。阳角面积在整个基础底面积中所占比例极小，可以砍了，可砍成直角或斜角。如果底板钢筋双向双排，且在悬挑部分不变，阳角不必加辐射筋。

3.3 关于梁、板的计算跨度。一般的手册或教科书上所讲的计算跨度，如净跨的1.1倍等，这些规定和概念仅适用于常规的结构设计，在应用日广的宽扁梁中是不合适的梁板结构，简单点讲，可认为是在梁的中心线上有一刚性支座，取消梁的概念，将梁板统一认为是一变截面板在扁梁结构中，梁高比板厚大不了多少时，应将计算长度取至梁中心，选梁中心处的弯距和梁厚，及梁边弯距和板厚配筋，取二者大值配筋。

3.4 主梁有次梁处加附加筋，一般应优先加箍筋，附加箍筋可认为是：主梁箍筋在次梁截面范围无法加箍筋或箍筋短缺而在次梁两侧补上。附加筋一般要有，但不应绝对。规范说的清楚，位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载，应全部由附加横向钢筋承担。也就是说，位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的垫梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力应加附加筋。还有当主次梁截面均很大，如工艺要求形成的主次深梁，而荷载相对不大主梁也可不加附加筋。总的原则，当主梁上次梁开裂后，从次梁的受压区顶至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁产生的剪力时，主梁可不加附加筋。梁上集中力，产生的剪力在整个梁范围内是一样，所以抗剪满足，集中力处自然满足。

3.5 在多高层结构设计时，应尽可能避免短柱。其主要的目的是使同层各柱在相同的水平位移时，能同时达到最大承载能力，但随着建筑物的高度与层数的加大，巨大的竖向和水平荷载使底层柱截面越来越大，从而造成高层建筑的底部数层出现大量短柱，为了避免这种现象的出现，对于大截面柱，可以通过对柱截面开竖槽，使矩形柱成为田形柱，从而增大长细比，避免短柱的出现，这样就能使同层的抗侧力结构在相近的水平位移下，达到最大的水平承载力。

3.6 关于箱、筏基础底板的挑板问题。从结构角度来讲，如果能出挑板，能调匀边跨底板钢筋，特别是当底板钢筋通长布置时，不会因边跨钢筋而加大整个底板的通长筋，较节约；出挑板后，能降低基底附加应力，当基础形式处在天然地基和其他人工地基的坎上时，加挑板就可能采用天然地基；能降低整体沉降，当荷载偏心时，在特定部位设挑板，还可调整沉降差和整体倾斜；窗井部位可以认为是挑板上砌墙，不宜再出长挑板。虽然在计算时此处板并不应按挑板计算。当然此问题并不绝对，当有数层地下室，窗井横隔墙较密，且横隔墙能与内部墙体连通时，可灵活考虑；当地下水位很高，出基础挑板，有利于解决抗浮问题；从建筑角度讲，取消挑板，可方便柔性防水做法。

3.7 钢筋混凝土结构梁柱抗震设计问题

对于钢筋混凝土的抗震问题，我们在设计中通常是坚持强柱弱梁的原则，这是结合我们设计中能达到建筑物遇到小的地震时不被损坏，遇到中型地震后能够修复，遇到大的地震时整个建筑物不倒塌的目标而提出来的，并且一直以来我们设计人员也是这样坚持的。提出的所谓强柱弱梁主要是考虑到如果一个建筑物的梁坏了，只会导致建筑物局部受到损坏，但是如果柱子坏了，就会导致建筑物的整个受力结构发生变化，出现整体建筑坍塌的现象。但是，在实际操作过程中我们发现，建筑物的柱也不是越强越好，柱的轴压比也不能太高，如果轴压比过高，在大地震发生时将对建筑物的边柱产生最少30%以上的附加轴力，这对建筑物的安全问题是致命性的。

結语： 建筑结构设计是建筑施工的前期规划，直接影响到建筑的质量和成本，因此，我们广大工程设计人员要深刻领会各种规范中的实质性内容，在设计的过程中除了要严格按照规范规定作业外，还要多动脑筋，根据实际情况灵活运用，善于总结经验，对一些规范中规定不是很明确的问题，要多进行调查研究，绝对不能闭门造车。

【参考文献 】：

[1]贾永萍.试论民用建筑结构设计[J].科技传播，2011，（16）.