建筑结构设计中存在的问题与对策分析

刘思颖

摘要：随着经济的发展，各行各业和人们生活水平提高带来的需求都给建筑行业创造了巨大的发展机遇。在建筑业飞速发展的同时，很多暗藏的问题也慢慢暴露出来，结构设计作为一项严谨的工作，在设计过程中出现的很多问题值得我们深入探讨。本文从房屋结构设计的安全性、实用性及美观等方面展开讨论，提出问题并给出应对策略，希望能够不断完善结构设计。

关键词：结构设计;对策;安全;经济

一、建筑结构设计的要点

在民用建筑中现在运用最多的结构形式主要是混凝土结构，包括框架结构和剪力墙结构等结构形式，框架结构常用于多层商业、学校、办公等建筑，而住宅中普遍采用剪力墙结构。混凝土结构的整体性能较好，且具有耐高温、位移小、维护方便、成本低和刚度大等特点。建筑结构设计必须充分考虑各方面因素，使其达到足够的强度、适宜的刚度、良好的延性、合理的设计四大标准。

二、结构设计存在的问题

（一）基础在整个设计中至关重要，没有稳固的基础，就无法建立起安全稳定的建筑物。在追求速度与效益的今天，很多项目没有考虑建筑之间的联系，认为每个建筑都是独立的不相关的，施工的时候仅以单体考虑，事实上，地上建筑主体分离的建筑物，很多在基础上是相关或者相连的，例如我们近期参与的已部分施工的某住宅小区，前期设计单位只考虑住宅楼的设计，待住宅楼已经施工一部分后，开始进行沿街商业、物业用房及门房的设计，但这些附属用房仅与住宅楼相隔100mm的伸缩缝，基础不可分割，应同时进行设计及施工，这时就出现一些设计上的不完善及缺陷。

（二）除了需要有安全稳固的基础，上部结构的设计也不可忽视。上部结构布局的合理性，在使用过程中得到最直接的体会。近年来为了充分利用空间，多层住宅不再采用框架结构，而是同高层住宅一样采用剪力墙结构，避免框架柱外露，多层结构由于层数不高，有些结构设计便采用减小剪力墙墙长的方式以求做出更加经济的设计，但是当墙肢截面高度与厚度之比大于4但不大于8时，就会形成短肢剪力墙，在结构设计时，不宜采用短肢剪力墙。

（三） 为了追求外观的美感，很多建筑物立面造型繁琐复杂，尤其在高层建筑物的外墙外侧，层次错落的造型也带来很多隐患。有些偏厚的造型仅使用粘贴保温的形式来完成造型，在长久的使用中或遭遇大风天气的时候，有可能造成局部脱落而出现安全隐患。屋面偏高的女儿墙或局部凸出屋面的造型，在设计中也应得到重视。

（四 ）随着计算机技术的发展，计算机软件在结构设计领域得到广泛应用，比较常见的有PKPM和盈建科建筑结构设计软件。有些设计人员在使用软件计算时对各个参数的理解及选取有误，会导致得到的计算结果与实际中的结构受力情况有偏差。

三、针对现有结构设计中出现的问题进行对策分析

（一） 对建筑结构形式、上部荷载、地质地貌特征、水文情况、施工技术及相邻建筑物影响等多种因素进行全方位分析，选取合理的基础形式。在进行基础设计时应对相邻建筑的基础同时进行设计，或考虑相连建筑基础部分的钢筋预留，或者采用一些方法对结构进行调整，例如将山墙处边跨的柱子向建筑内部方向移动，采用结构梁外挑的形式完成整体结构形式，柱下独立基础便可随柱子向内移动，可避免与相邻建筑物基础相互碰撞。

（二）建筑主体结构设计中应根据经验、规范要求以及建筑不同的使用功能，进行合理的结构构件布置。例如剪力墙的布置，我们拿二级剪力墙结构的配筋率做比较，在进行抗震设计时，短肢剪力墙全截面的纵筋配筋率，在底部加强部位不宜小于1.2%，其它部位不宜小于1.0%;非短肢剪力墙在底部加强区纵向钢筋配筋率不小于1.0%，当轴压比控制在0.3以下时，底部加强部位不小于0.8%，其它部位不小于0.6%。因此根据《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010（2016年版）表6.4.5-1中的构造边缘构件的最大轴压比来布置剪力墙并控制轴压比，使底部加强区尽量以构造边缘构件为主，并且尽可能少的采用或者不采用短肢剪力墙，这样既经济又合理。在日益激烈的行业竞争下，细节设计也不容忽视。例如有些梁从房间中穿过，没有从使用者的角度考虑，不仅影响美观，还可能增加装修成本，可以考虑取消楼面梁并采取加厚板厚、设置暗梁等加强措施，不断完善结构设计。

（三） 应在保证美观的基础上简化造型，化繁为简，并由结构设计人员结合建筑造型的需求，采用在造型角部设置构造柱、圈梁、造型上下处设置挑板等相互拉结的方式，来稳固造型，深入细化造型的结构措施，由建筑与结构相互配合来完善造型的设计。局部凸出屋面较高的造型也应采取相应的加强措施，例如将剪力墙伸至造型顶部，并在没有剪力墙的位置设置构造柱及压顶梁等构件来加强构造措施，在滿足外立面造型美观的同时，也增强了整体的安全性。

（四） 熟练运用结构设计软件进行建模。将计算机软件充分运用在结构设计中，这不仅大大提高了效率，也避免了人工计算中出现的错漏。在使用软件计算时，要严格按照规范中的要求选取参数，例如周期折减系数，计算中只考虑了梁、柱、剪力墙的刚度，没有考虑填充墙的刚度，因此，在计算地震作用前必须考虑填充墙刚度对结构周期的影响，对计算周期予以折减。根据不同的结构形式及房间填充墙的多少，应采用相应的周期折减系数，框架结构可取0.60～0.70，框架剪力墙结构可取0.70～0.80，剪力墙结构可取0.90～1.00。在运用计算机软件进行结构设计时，根据经验及建筑需求，加强对现行规范的掌握，合理布置结构模型，可以直观的通过三维立体建模，得到接近实际的更加精准的计算结果，提高效率的同时，将经验和计算机技术完美结合，保证了结构设计的质量。

四、结语：

在建筑业高速发展的今天，结构作为支撑起整个建筑的重要部分，具有不可忽视的地位，结构设计是一件系统而全面的工作，需要从安全、实用、经济、美观这四个方面出发，使结构设计更加合理、更加完善。当然，随着社会的发展，建筑结构设计会遇到更多新的问题，结构设计人员要正确运用专业知识，遵循国家规范标准，保持严谨的工作态度，采取有效的方法解决问题，不断探索前行。

参考文献：

[1]申秀琴. 高层建筑混凝土结构设计相关探讨[J]. 建材发展导向（下）， 2016（7） ：147.

[2] JGJ 3 -2010，《高层建筑混凝土结构技术规程》[S].

[3] GB 50011-2010（2016年版），《建筑抗震设计规范》[S].