淺析我國建筑結構設計中存在的問題

符俊

摘要：在進行建筑結構設計時，設計人員要充分考慮設計的合理性和科學性，提高建筑結構設計的質量，以有效提高建筑工程的施工質量。本文通過對建筑結構設計中存在的問題進行分析，提出了相應的解決策略，以期促進建筑結構設計的合理性和科學性。

關鍵詞：建筑結構設計；問題；解決對策

中圖分類號：TU318

文獻標識碼：B

文章編號：1674-3954（2013）21-0112-02

引言

建筑結構設計對于建筑工程的質量和效率有較大的影響，需要對其進行深入的考慮和分析，以保證設計的合理性，但在現實的結構設計中，總會發生這樣那樣的偏差，導致結構設計出現錯誤，從而對后續的工程建設埋下隱患，不僅浪費了施工資源，也嚴重影響了設計單位的信譽和形象。因此，提高結構設計的質量是當前急需解決的問題。

1 提高建筑結構設計質量的必要性

1.1 提高建筑工程的施工質量和效率

建筑工程的施工質量和效率不僅受到施工技術、施工材料、施工進度等的影響，同時也受到建筑結構設計質量的影響。如果結構設計不合理，就會導致后續的工程施工中出現不合理的施工現象，從而導致施工單位要返工重建，這樣不僅會浪費施工時間，同時也浪費了大量的施工材料，致使工程施工難以按照計劃進度完成，從而提高建筑工程的成本，不利于實現建筑工程的經濟效益。提高建筑結構的設計質量，可以減少后續工程施工中的不合理施工現象，這樣就可以有效地促進工程施工的順利進行，同時也有效提高工程施工質量，實現工程建設的經濟效益最大化。

1.2 樹立設計單位良好的市場信譽和形象

隨著市場經濟的快速發展，各行各業的發展都要以市場為導向，以保證適應市場經濟的發展，滿足消費者的需要，從而提高自身的市場競爭力，實現經濟效益最大化。建筑結構設計是代表設計單位信譽和形象的產品，如果設計不合理，那設計單位就很難為消費者提供滿意的產品，也就難以適應市場經濟發展的需要。提高建筑結構設計的質量，不僅可以使設計單位為消費者提供滿意的產品，更好地滿足市場經濟發展的需要，還可以有效提高自身的市場競爭力，樹立良好的信譽和形象，以實現自身的可持續發展。

1.3 建筑結構設計的原則

激烈的市場競爭促使設計單位在進行建筑結構設計時需要遵循一定的原則，以保證對市場經濟發展的適應性，當前，建筑結構設計的主要原則有安全、適用、經濟、美觀、施工便利等，優秀的建筑結構設計方法往往是這幾個方面的綜合。因此，設計單位要采取有效的措施提高設計人員的專業素質，以建筑結構設計的原則為目標，不斷提高建筑結構的設計質量，從而更好地滿足市場經濟發展的需要。

2 我國建筑結構設計中存在的問題

建筑結構的設計要熟悉建筑設計的主要構想，確定結構材料、估算結構荷載、分析傳力途徑，對于總結構體系的構思應保證具有足夠的安全度，結構受力合理，保證建筑物的正常使用，保證建筑物的耐久并且要經濟合理。

2.1 建筑結構總作用力的估算不全面

直接施加于結構，使其產生內力效應的稱為荷載。由于某種原因使結構產生約束變形，從而產生內力效應的原因稱為作用。這些作用力的三種分類永久作用力，可變作用力以及偶然作用力。其中恒載和樓面活荷載一般不會被忽略，而風荷載以及地震荷載在建筑結構設計中容易存在問題。所以在建筑結構設計中要根據建筑所處的具體位置與周圍真實環境做好相應的設計準備工作。對于建筑結構總作用力的估算弄清總結構體系中豎向荷載的傳力途徑。估算豎向受力構件的受力面積。由豎向受力構件的受力面積乘單位面積豎向荷載平均值（經驗數值）得到構件的軸向力。

（1）水平地震作用力的估算

FEK=alGeq：Fi=（GiHi/∑GjHj）FEK

式中：Geq——結構等效總重力荷載，多質點可取總重力荷載代表值的85%；a1——相應于結構基本自振周期的水平地震影響系數值。

（2）計算風荷載標準值wk=bZmSmZw0，由風荷載標準值wk乘受風面積。（見圖1）

2.2 結構材料基本性能和結構反應重視不夠

結構材料具有彈性、塑性和延性。彈性：有應力就有應變，應力降為0時，應變也為0。線彈性：應力與應變為線性關系。塑性：應力減小后不能完全恢復的變形。脆性：材料無塑性階段，破壞前應力應變關系為直線或近似直線，破壞時突然，無任何預兆。延性是材料超越彈性極限后至破壞前耐受變形的能力。彈性極限高，結構強度高。彈性模量大，結構變形小。延性好，結構破壞前有較大變形，抗震能力強。結構反應是結構的荷載與變形關系。包括水平梁、板的豎向撓度以及建筑物的水平位移。

因此在做結構的承載力設計時，結構設計要滿足三個基本要求：結構應能承受正常使用、正常施工時可能出現的荷載或內力，不至因承載力不足而破壞（含失穩破壞）。其次結構應能承受正常使用、正常施工時可能出現的荷載，不至因抗傾覆能力不足而傾倒。結構在正常使用時有良好的工作性能，不至產生使用所不允許的過大變形、過寬裂縫等。結構承載力包括靜定結構的承載力和超靜定結構的承載力。靜定結構的承載力由結構構件截面承載力決定。靜定結構的承載力由結構構件截面承載力、超靜定次數、結構材料的塑性性能等決定。其承載力大于相同截面材料組成的靜定結構的承載力。由于超靜定結構有多余聯系，使得結構內力分布較均勻，故可提高承載力。超靜定結構的破壞不是某一截面達到其極限承載力，而是一個從超靜定到靜定進而到幾何可變體系的過程。這一過程中結構所承受的荷載不斷增加，因而提高了結構承載力。所以要注意的是必須采用塑性材料做成超靜定結構，但是超靜定結構提高承載力的幅度是有限制的，超靜定結構施工較為復雜。結構構件承載力設計要根據預估荷載、預選材料、預定結構型式，對尚未存在的結構構件按抵抗力功能要求確定所需截面問題，設荷載效應為S，承載力效應為R。設計時應保證：gS≤R。

2.3 結構的傾覆和抗傾覆設計

傾覆是結構或構件在荷載作用下，有圍繞旋轉軸向一側傾倒的趨向，稱為傾覆。傾覆臨界狀態：傾覆力矩=抗傾覆力矩。支承力N與支承體系總寬度成反比。建筑物高寬比（H/d）是決定建筑物抗傾覆能力的重要因素。局部結構構件的傾覆和抗傾覆設計步驟為先尋找傾覆旋轉軸位置，然后計算傾覆力矩，計算抗傾覆力矩，進行抗傾覆驗算。抗傾覆力矩=Mr，傾覆力矩=Mov，MdMov≥1.5，主要措施：靠構件自重抗傾覆，由懸挑構件埋入端壓重抗傾覆設置收拉連接抗傾覆。

3 解決問題的措施

3.1 重視概念設計問題

在進行建筑結構設計時，概念設計的應用越來越廣泛，對于提高建筑結構設計質量起到了較大的促進作用。但是，當前的設計人員在對建筑結構進行設計時，對概念設計的重視不夠，導致其不能夠全面的對建筑結構進行分析和考慮，從而造成了結構設計的片面性。片面的結構設計方案在后續工程施工的應用中就會顯示出弊端，從而對工程施工的順利進行產生嚴重的影響，難以有效提高工程施工的質量和效率。

當前，設計人員在進行建筑結構設計時，應當充分考慮概念設計的影響，不能夠僅依靠計算來設計施工方案。概念設計主要是指依據整體結構與局部結構之間的結構破壞機理、力學關系，對其進行充分考慮，從中得出基本的設計思想，從整體的角度來確定建筑結構的設計，以保證對整個建筑結構的有效控制。因此，設計人員應當突破傳統重計算的設計方法，充分運用概念設計的思想對建筑結構進行全面的考慮和分析，以從整體上掌握結構設計的思想，從而保證設計的科學性和合理性，以提高建筑結構設計的質量。

3.2 重視基礎設計問題

在建筑工程施工過程中，基礎結構建設對于工程施工質量有著重要的影響，在進行建筑結構設計時，基礎設計是結構設計中的重要一環。在當前的建筑結構設計過程中，很多設計人員都是利用電算程序對各種標準荷載和樁基承載力進行計算和設計，對于實際的荷載和樁基承載力沒有進行探討，如果將短期荷載和永久荷載采用同樣的方法處理，就會增大邊角的豎向結構，但是卻不能增強中部豎向結構的基礎，從而會引起地下基礎結構的橫向墻體出現裂紋，嚴重影響到基礎工程的施工質量。此外，在處理基礎埋深問題時，設計人員考慮也不夠全面，導致其設計都是以滿足結構受力的情況下采用淺埋基礎，從而影響到基礎機構設計的合理性。

基礎結構設計是建筑結構設計的重要組成部分，關系到建筑物的穩定性，因此，在設計基礎結構時，設計人員要對影響基礎結構的因素進行全面的考慮和分析，以保證設計的有效性。對于基礎埋深問題，設計人員要根據實際的水文地質情況進行設計，在保證滿足結構受力的基礎上，因地制宜，全面考慮地下水位的變化對建筑結構浮力的影響及凍土對結構的破壞，以確定基礎埋深。對于短期荷載和永久荷載，設計人員要區別對待，以保證邊角豎向結構的基礎處在合理的范圍之內，如果風力荷載和重力荷載或者是地震作用和重力荷載組合，設計人員要根據其實際情況將承載力的特征值適當的調高，以保證基礎結構墻體受力的均勻性，避免出現裂痕。

4 結束語

隨著市場經濟的快速發展，建筑工程的規模越來越大，而且結構設計也越來越復雜，建筑結構設計的質量對于建筑工程施工的質量也有一定的影響，因此，加大對建筑設計結構中存在問題的關注度，并致力于解決存在的問題，才能開創多贏的局面，造福于社會。

參考文獻

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