建筑结构设计中常见的问题与解决措施分析

余炳波（深圳市华优建筑设计咨询有限公司，广东 深圳 518000）

随着我国经济的快速发展，国民的经济实力也在不断地提高，人们对于建筑在安全、舒适度以及美观性上都有了新的标准和要求，这就使得建筑的设计师们和房地产开发商对于建筑的外观、造型和室内的空间应用上有了更高的要求，这在一定程度上提升了建筑结构设计的难度和复杂程度，这对建筑行业带来考验的同时，也促进了建筑行业的发展。因此，对于设计建筑结构当中出现的问题，设计师需科学有效的调整设计，解决相应的问题，促进建筑行业的可持续性发展。

1 建筑结构设计的作用及遵循的基本原则

1.2 建筑结构设计的重要性

设计人员在进行建筑结构设计之前，需对施工现场的水文情况和地质情况进行详细的科学分析，在建筑结构设计的工作过程中，需要充分发挥自身的专业性，重视设计的质量，根据建筑的功能需求对建筑基础进行科学合理的设计，保障建筑工程的安全性和稳定性[1]。目前，许多大型的建筑物其内部的建筑结构设计比较复杂，所以设计难度相对较高，对此为保障建筑结构设计的质量，相关设计人员必须以施工单位的技术水平和实际现场的地质勘测信息为依据，进行科学的建筑结构设计。确保建筑结构的设计方案科学、可行。

1.3 建筑结构设计遵循的基本原则

结构功能要求主要体现在适用性、耐久性以及安全性三方面。适用性在正常使用阶段，科学判断其综合性，无较大的裂缝和变形产生，在不出现震动与变形的情况下可以正常地进行使用；耐久性指在正常情况下对建筑物进行科学有效的维修养护，避免其发生风化和锈蚀，一定程度上延长其使用寿命；安全性是建筑自身所能承受的正常作用，同时对于建筑突然受到一些外力影响时，确保其只发生一些细微部位的损坏，而不会出现整体性的破坏。充分发挥建筑结构的功能是建筑结构设计的基本原则，在此基础之上还要实现安全、经济、施工方便、美观的高标准要求。

2 建筑结构设计中常见的问题

2.1 建筑结构重点部位的设计问题

2.1.1 地下基础梁体设计问题

要想保障建筑的稳定性，地下基础梁体是非常关键的，设计人员需要结合建筑实际因素对基础的宽度以及深度进行科学的研究计算。要想确认一个建筑物地下的基础梁体是否符合标准，需要对不均匀沉降进行检测，根据不同地区的实际地质情况科学分析出实际的沉降程度，不可通过主观臆断去判断建筑地下基础梁体的设计是否合理。

2.1.2 建筑主体承重柱设计问题

在保证建筑结构稳定性方面，主体承重柱也具有重要的作用，其主要功能是支撑建筑物的整体构造。科学合理的布置承重柱是非常重要的，许多设计师过于追求建筑结构设计整体的美观性，没有加强对于承重系数与安全性能的重视，没有依据建筑物的实际情况，直接统一设置承重柱的尺寸和分布位置，这种设计方法是不具备合理性的。

2.1.3 外墙设计问题

建筑的外墙是建筑物内外部分分界线，其为建筑划分出不同的区域，满足了人们对于建筑功能性的需求。就电子建筑行业的发展情况来说，人们对于外墙的主要要求体现在稳固、厚度、隔冷、隔热、美观等方面[3]。然而在进行外墙的设计工作时，只考虑局部的美观舒适，而忽视了基础和承重墙的承受能力，这是非常不可取的。

2.1.4 屋面楼板设计问题

建筑楼板的主要功能就是用来分割上下两层建筑，形成独立的两个使用空间。一个合格的建筑设计师，在进行屋面楼板的设计工作时，需要对设计建筑的使用性能进行充分的了解，这样才能根据实际的建筑物情况，设计出合理的屋面楼板数据。就建筑物的整体稳定性来讲，在进行梁、柱、内墙和外墙设计时，都应该从建筑整体的角度出发，保障建筑物的整体性和稳定性。

2.2 框架结构设计问题

建筑结构类型主要包括框架结构、筒体结构、钢结构、剪力墙结构等，其中最为常见的建筑结构类型是框架结构。设计人员在进行建筑设计的工作过程中，需要对框架结构的实际情况进行有效的把控，合理地设计框架的梁和柱。但是一部分设计人员在工作过程中对于框架结构设计要求没有足够的重视，致使建筑结构的设计方案出现严重的问题。除了以上情况，一些设计人员通过缩减框架柱设计尺寸的方式，来满足在建筑功能上的要求，然后框架柱尺寸不合理的缩减必然会导致其抗弯能力减低，使得建筑物的抗震能力减弱。

2.3 结构布局不合理

为了保障建筑设计的质量，设计人员在工作过程中需要对影响施工的因素进行科学的分析，优化整体建筑结构的设计，加强建筑整体的稳定性。但是，在实际的调查研究过程中发现，一些设计人员在图纸设计工作时，过度追求建筑的美观性，轻视了内部结构的重要性；更有一些设计人员一味追求建筑面积的扩大，缩减了承重墙的尺寸，这都导致了建筑的抗震等级不达标，影响了建筑结构的稳定与安全[2]。

3 建筑结构设计的解决措施

3.1 重点部分的设计

3.1.1 科学计算主体承重柱分布

承重柱直接影响建筑结构安全系数，根据详细建筑结构的实际数据，科学地计算出主体承重柱的尺寸，结合建筑物的质量分布情况，制定承重柱的具体分布数量。如：某高层或超高层写字楼，对其进行技术分析，建议用平板式筏形的基础架构，建筑标准层建议设计为普通的框架梁结合现浇的空心板结构体系，结合框架与核心筒，其结构简单，一般采用的是立面和平面相结合的规则，基础结构多是立面和平面相结合的规则。而基础多是天然的桩基。若发现建筑混凝土的折算厚度较大，会影响配筋量，且会加大自重，进而造成主楼板、筏板的基础承载力不足等后果。若梁截面较大或者是板较厚，则没有很好地落实经济效益，不利于墙柱弱梁功能的实现，结构自重也会受到影响，地震力受到加强，竖向构件安全性较低。相对来说，核心筒剪力墙内隔墙的受力偏小，则在设计上相应的厚度也会偏大。在整体结构设计上，侧重“以柔克刚”方式，但是需要保障各项指标满足要求。自重增加的原因有很多，科学计算主体的承重分布显得尤为重要。

3.1.2 提升剪力墙结构设计的合理性

在剪力墙结构设计过程中，在考虑满足室内舒适性的同时，还要考虑外墙对于承重方面的影响，不能过度的追求舒适性而轻视建筑承重的极限。所以，在保证外墙尺寸合理的情况下，利用一些供暖以及制冷的方法提高建筑物的舒适性是非常可取的。如：高层建筑纯剪力墙结构设计同样也是允许的，刚度明显大于剪力墙－框架结构，在抗震性能上，要明显地优于框－剪结构，但是结构建设的成本要高于前者，若建设周期长或者是市场定位是高档住宅小区等，优先设计剪力墙结构，但是同时也应避免大开式的剪力墙设计，墙体厚度为90mm，为增加用户使用面积起到了作用。并且，剪力墙结构需要适量地增加框架，在结构体系的设计上，需要围绕剪力墙进行全方位的分析，采取包络设计等，且结构体系要清晰，框架柱按照EA实际情况确定数值，EI的取值要偏小等等。不仅如此，轴压比前提下，板梁混凝土的强度等级可以参考C25。

3.2 优化柱箍筋间距和框架梁

针对不同的抗震等级框架梁，柱箍筋的加密区最大和最小之间的距离需明确规定，按照规定标准，建筑工程施工取值上，梁和柱箍筋的加密区的间距是100mm，非加密区的柱箍筋最大间距是其二倍。相比较来说，电算程度规定的梁和柱箍筋的加密区间距是100mm，按照此项数据标准确定柱箍筋的面积。相关设计人员应该按照标准规范来确定肢数和柱箍筋直径。但是，需要强调的是，程序内定，框架梁跨中存在次梁或者是荷载集中作用下，两肢柱箍筋，适当地增加柱箍筋间距及其直径。框架柱的内定加密区柱箍筋是100mm，也可能存在非加密区的200mm也会造成配箍的不足问题。

3.3 优化建筑地基基础结构

优化设计建筑方案是关键，针对地基结构，桩基础为主则应按照施工现场的水文地质条件确定桩基类型，遵循资源节约与环境友好原则。桩端持力层在灌注桩长方面具有较大影响。荷载取值是对于独立的桩基础结构而确定的。25m以下且不超过8层的建筑，一房可以选择不进行地基抗震承载力的验算，但是需要结合风荷载问题。对此，钢筋混凝土的多层框架计算分析，风荷载因素不能忽略。尤其是独立设计地基结构，设计值没有确定好，也会影响基础设计尺寸，进而影响到建筑施工整体质量，特别是建筑上部结构。可以说，整体计算与局部计算应该相结合。

4 结语

一个建筑工程质量的好与坏对人们的安全有着直接的影响。建筑设计是一种专业性极强、责任非常重大的工作，优秀的建筑设计能够有效提升建筑物的适用性、安全性、合理性与经济性，然而在实际的设计工作过程中，比较容易出现多种建筑结构设计方法与概念上的错误，这些错误的出现，第一，是因为设计人员没有重视对于一般建筑的设计工作，没有结合实际情况，盲目的套用以往的设计；第二，则是因为在设计方法与设计规范等职业素养上的不足；第三，一些设计人员对于力学的知识不明晰，无法对结构的验算结构有着准确的判断，无法建立出准确的计算模式，减少或者避免这些错误的出现，对提升建筑结构设计的质量有重要的价值。