建筑結構設計淺議

1 建筑結構設計的概述

(1)建筑物的種類.根據不同的分類條件，建筑物分為不同種類。按其用途，分為民用建筑和工業建筑;以其層數為基根據，分為單層、高層、多層和超高層;按其使用的材料分為木結構、鋼結構、砌體結構、混凝土結構及混合結構等等;按其結構形式又可分為框架結構、簡體結構、排架結構、剪力墻結構等等。

2 建筑結構設計的基本內容

(1)建筑物的設計.建筑物的設計主要包括結構設計、電氣設計、建筑設計、給排水設計等等，同時應遵守設計要求:美觀要求、環保要求、功能要求和經濟要求。

(2)建筑物結構設計的要求.結構設計是建筑物設計的重要組成部分。結構設計需遵循以下三個要求:第一，應對結構構件的承載能力進行計算，并且驗算正常使用極限;第二，做好抗震設計:我國抗震設防烈度為6-9度。建筑結構設計應根據當地的實際情況，采用不同的抗震等級，并且不同的抗震等級的計算和構造要求也不同;第三，結構上同時出現多種作用效應時，需要計算出每一種作用下的效應，然后考慮其最不好的組合。

3 建筑結構設計需遵循的原則

(1)優劣互補。科學的建筑結構體系應遵循優勢互補的原則，結構太剛的建筑物其變形能力較差，如果建筑物受到巨大的破壞力，此時需要較大的承受力，如若不能承受，會造成建筑物局部受損或是全部破壞;而結構太柔的建筑容易變形，雖然能夠抵抗外力，但因為其容易發生變形而不能正常使用。

(2)分清主次。建筑結構設計中往往會涉及到“強柱弱梁、強剪弱彎”等很多關鍵性的理念，設計師需要高度重視這些問題。建筑結構體系包括不同的構件，并且使構件協調建構起來。但不同的構件在建筑結構中發揮著不同的作用，因此，一定要分別對待不同的構件，明確其輕重。

(3)層層設置。結構設計過程中必須對安全結構體系進行層層設置，并且安全結構體系在發生災難時抵抗外力破壞中起著重要的作用。如果僅靠某一結構來抵抗風險是不可能的。同時在層層防線的設計思路中，框架剪力墻要優于純框架墻，多肢墻優于單片墻。

4 地基與基礎設計

基礎的設計是指基礎底面積計算、基礎結構選型以及材料、構造措施的確定等一系列工作，地基承載力是基礎設計的重要參數，它是指在地基穩定的條件下，地基單位面積所能承受的最大壓力，也稱為耐力，如果基礎對地基的壓力小于地基承載力，地基將是安全和穩定的。反之，地基將會出現較大的沉降變形，甚至是更嚴重的破壞。為了保護建筑物的穩定和安全，必須控制建筑物基礎底面積的平均壓力不超過地基承載力。

4.1 地基與基礎的設計要求

(1)具有足夠的強度、剛度和穩定性.基礎是建筑物的底部構件，對建筑物的安全起著決定性的作用，因此，基礎需具有足夠的強度來承擔和傳遞整個建筑物的上部荷載，為保證建筑物的正常工作，還應保證基礎和上部結構有足夠的剛度。

(2)具有較高的經濟合理性.基礎工程量、造價和工期在整個建筑物中占有相當的比重，基礎工程的造價可占工程造價的1/3，應選擇良好的地基場地，合理的構造方案，價廉物優的建筑材料等，以減少基礎工程的投資。

(3)具有良好的耐久性。由于基礎埋設在地下土層中，給建成后的檢修和加固帶來了不便，因此，在選擇基礎的構造形式與材料時，要充分考慮建筑物的耐久年限，防止提前破壞影響建筑物。

5 混合結構房屋的結構構建

對于混合結構的房屋其墻體布置，分為內框架承重、橫墻承重、縱墻承重、縱橫墻混合承重等布置方案。而依據房屋的空間受力性能(主要是抗側移剛度的大小)，主要分為以下方案:剛性方案、彈性方案、剛彈性方案。根據剛性橫墻的間距和樓蓋屋蓋的類型來劃分的話，多數多層民用建筑屬于剛性方案。剛性方案房屋的墻體、柱的計算實際上是受壓構件的計算，在豎向荷載作用下，各層墻體可視為上部偏心受壓、下部軸心受壓的構件，荷載由上向下傳遞，在風荷載的作用下，滿足一定條件時可不考慮其影響。

混合結構房屋常見的問題是墻體裂開，該現象由多種因素造成的，因此，為減少或是避免該現象的出現除在結構設計中進行計算外，還需要考慮構造上的要求，此外，采取有效的防護措施。在建筑物設計和施工中都應重視墻體裂開。以下是防止墻體開裂的措施:

(1)防止溫差和墻體干縮引起的裂縫.由于溫差和墻體干縮等原因，可能引起房屋在正常使用條件下出現墻體出現豎向裂縫。所以，需要在墻中設置伸縮縫，并且伸縮縫墻體豎向開裂。為此，應在墻中設置伸縮縫，伸縮縫應設在因溫度和收縮變形可能引起應力集中，砌體最可能產生產生裂縫的地方。

(2)房屋頂層墻體裂縫的防護措施.屋面應設置保溫、隔熱層;屋面保溫層或屋面剛性面層及砂漿找平層設置分隔縫(間距不大于6m并與女兒墻隔開，縫寬不小于30mm);在鋼筋混凝土屋面板與墻體圈梁的接觸面處設置滑動層，對于長縱墻，可只在其兩端的2～3個開間內設置，對于橫墻可只在其兩端各l/4范圍內設置(l為橫墻長度);頂層屋面板下設置現澆鋼筋混凝土圈梁，并沿內外墻拉通，房屋兩端圈梁下的墻體內宜適當設置水平鋼筋;頂層及女兒墻砂漿強度等級不低于M5，女兒墻應設置間距不大于4m的構造柱，構造柱應伸至女兒墻頂并與現澆鋼筋混凝土壓頂整澆在一起，在房屋頂層端部墻體內適當增設構造柱。

6 做好抗震設計

地震具有很大的隨機性，并且建建筑物的抗震能力也不好判斷，對建筑物的破壞作用也難以估計。當前關于地震抗震的計算方法僅是理論上的，而有關參數則是在有限統計資料的基礎上，通過概率分析得出的，由此得出的計算結果，僅僅是理論上和近似的，并不能如實反映建筑物自身的抗震能力和地震時所受到的作用力;因此，需要對以往的震害數據進行調查研究，從而總結出各種建筑物的結構和構造，哪些能夠抗震，哪些不利于抗震，然后據此制定出抗震設計的原則，最后遵循這些抗震原則有利于抗震物具有比較可靠的抗震性能。

7 結語

建筑結構設計是一項系統、全面的工作，因此，結構設計人員需要熟練掌握理論知識，具有扎實的理論知識，同時要勇于創新，對待工作嚴肅認真并且負責，并且明確當前建筑結構設計中經常出現的問題，并能解決問題，此外，還需要提高自己的結構設計水平，從而設計出更高水準、更科學合理和更經濟的建筑結構形式。，進而為人類提供更好的建筑物。

[1]宿宗英，趙麗艷.在建筑結構設計中如何提高建筑的安全性[J].科技資訊，2010年(20).