談建筑結構設計中的優化問題

王增強

(山西省第二建筑設計院山西長治 046000)

談建筑結構設計中的優化問題

王增強

(山西省第二建筑設計院山西長治 046000)

就建筑結構的設計而言，其和建筑的質量以及安全息息相關，因而在進行建筑結構設計的時候，需要嚴格依據相關標準，全面而完善地考慮到建筑物結構設計的范圍等設計事項。在本文中，首先闡述了建筑結構設計含義，然后分析了建筑結構設計過程中遇到的問題，最后提出了相應的優化措施，希望本文能夠為建筑結構設計中的優化問題提供相應參考力量的同時，也為相關理論探究獻言獻策。

建筑；結構設計；優化；問題

建筑結構的設計質量，將直接關系到整座建筑的安全，所以，在進行建筑物設計時，一定要遵循相關的設計標準。一般來講，建筑設計和建筑結構設計之間是相互影響、制約的關系，建筑設計完成以后，再進行建筑物具體結構的設計。因而，在建筑設計的時候，一定要合理全面地考慮到建筑物結構設計的范圍等設計事項，在進行建筑物具體結構設計的時候，更是要充分重視建筑設計。

1.建筑結構設計含義

依據相關的設計理念，一般情況下，可以將建筑結構設計分為以下幾個步驟

1.1 設計建筑結構的方案

建筑物結構設計一定要遵循相關的原則，結合建筑物的實際狀況，例如：建筑物的位置、抗震要求、建筑物的功能等等，科學、合理選擇建筑物的構造、形式；確定了建筑物的構造、形式后，依照這一形式、結構的具體要求，設置建筑物內的受力、承重體系。

1.2 計算設計

一是計算建筑負荷，包括內部負荷和外部負荷及一些具體內容，在計算時，必須依據建筑物負荷的計算標準進行；二是試算建筑結構構件，必須根據負荷值、結構構件的相關標準進行試算，要選用符合實際的計算方法進行計算，還要預算構件的截面。

1.3 計算結構內力

結構內力主要包括建筑內部的彎矩、扭力等等。

2.建筑結構設計過程中遇到的問題

2.1 框架的配筋問題

一般來講，建筑物結構涉及到的配筋問題，包括兩個方面，分別是框架柱、框架梁的配筋問題。因為建筑物結構設計的工作量很大，很多設計人員在設計鋼筋率時，會依照自己的主觀概念判斷，不會綜合考慮建筑物的實際狀況和設計的標準。比如，高層建筑物頂層的風力負荷很大，那么在設計時，就要適當加大頂層的配筋率，然而，在實際設計操作中，很多設計人員不會考慮這些因素，導致建筑物存在著很大的安全隱患。另外，在進行結構建模時，設計人員沒有注意屋面梁的尺寸，這樣計算得出的配筋率不符合相關標準，也不符合實際情況。

2.2 樓板變形度的計算有問題

一些設計人員在計算樓板變形度誤差太大，準確率不高，這些設計者在不知曉結構情況、搞不清結構的具體布局的情況下，就開始計算樓板的變形度，他們的計算方法，只從理論的角度講是很對的，然而，我們應該知道，樓板變形度受到很多外界的客觀因素的干涉，如果在計算的時候不能充分地考慮到這些因素，那么計算的結果和實際情況逐漸就會存在誤差，給整座建筑的安全埋下隱患。

2.3 抗震設計存在的問題

最近幾年，地震頻發，人們的生命和財產安全受到很大的損失。同時，隨著我國社會、經濟的快速發展，高層建筑如雨后春筍般拔地而起，高層建筑的抗震要求是非常嚴格的的，但是有些建筑設計師，沒有嚴格遵照建筑物所在地區的抗震需求進行相應的設計調整，在抗震設計時，甚至還出現照搬照抄的行為，這樣是對建筑安全性能、整體質量的不負責。同時，隨著地震的頻發，各地根據當地地形、地貌的具體特征，對高層建筑的抗震要求，也做了相應的調整，但一些設計者并沒有注意到這一點，這樣，建筑物的安全就沒法保證。

3.相應優化措施

3.1 科學計算配筋率

現在的建筑結構設計中，存在著一個普遍的問題，那就是配筋率較小。要想讓這一情況得到根本的改善，通常采用附加筋的辦法。一般情況下，有以下幾種情況：一是把附加筋增在梁下作用力集中的地方，綜合實際情況，考慮是否將附加筋加在截面高度內；二是，假設主梁、次梁的截面面積相差不是很大，很顯然，次梁的負荷會增大，這種情況下，次梁也要添加附加筋，只有這樣，才能保證結構的穩定性、提升整個建筑的承載能力、提高建筑物的設計質量。

3.2 科學計算板、梁的跨度

一般來講，專業手冊或是課本上提到的跨度計算，僅僅適合常規結構計算，不適合現在的實際使用中。梁板，可以簡單地理解為處于梁中間的一個剛性的支撐，也可以將梁板看做是一個變截面板。在扁梁結構中，當梁高和板厚差不多的時候，應該把計算長度取在梁的中間，梁中間的彎矩和梁厚、梁邊彎矩和板厚配筋，要使用兩者的較大值，進行配筋。根據臺階式獨立基礎變截面的基本含義，柱子是可以看作是超大的截面梁，因此，梁配筋的時候，要取柱邊的彎矩。一般來說，正常狀態下是存有削峰的。

3.3 計算沉降

地基挖開以后，在摩擦角范圍內的，坑邊上的底土會受到制約，沒有反彈的可能，基坑中間部位的土，是會發生反彈的，反彈以彈性為先，反彈的土，被人工清理掉。基坑較小的時候，坑底的約束力很大，這時，可以不考慮反彈的情況，在進行沉降計算的時候，要按照坑底的附加應力來計算。基坑面積很大的時候，坑底不會受到任何大的約束，在進行沉降計算的時候，一定要按照基坑底部壓力計算，坑邊基底土的約束部分，可以看成是安全儲備，這是沉降理論值大于實際值的原因。

3.4 樓面的剛性設計

在計算程序的時候，要保證把整個建筑結構的實際受力情況如實地展示出來，我們就必須對樓面進行剛性設計，這樣才能將誤差及時地發現、控制。一般來講，樓面的剛性設計是通過以下幾個方面進行的：一是，在設計具體的建筑方案的時候，就要把可能引發樓面變形的結構排除掉，例如：缺口太大的凹槽；太長的外伸翼塊；太大的樓層漏洞等等，這些都會引發樓板的變形。二是建筑結構的鋼性布局要合理，同時配筋率要足夠大，這是剛性樓面設計要求必須做到的，如果建筑結構無法達到這一要求和標準，建議在洞口邊增裝附加梁，要么就是適當提高邊梁、暗梁的配筋率，或是使用斜配筋，達到相關的標準。

3.5 建筑物的抗震性能要提高

提高建筑物的抗震性能，建議從以下幾個方面著手：一是，在設計建筑結構的時候，要充分了解、綜合考慮各地的實際情況和個別地方的抗震特殊要求，設計前，要做好當地實際情況的調查工作，理解當地的地理、水土、氣候等等各方面的具體情況，在提升建筑物實際抗震性能的前提下，要權衡一下整個建筑物的投入資金，做到既要保證質量過硬，又要將投入的成本降到最低，還要選擇最適合建筑物的工藝、技術。二是，在設計建筑物的結構時，一定要嚴格遵守國家關于建筑物抗震性能的相關要求，舉例說明：柱的抗震性能，要使得柱的切面尺寸符合相關標準，假如設計柱時，剪應力過大，會讓柱受到損害；假如軸壓力和平均應力的差距很大，那么柱上就會有混凝土壓碎的現象。所以，要特別注意柱截面的高度和寬度都要在三十厘米以上，比例＜=3，這樣才能保持柱的延性。在配置柱的縱向鋼筋時，一定要依據相關的規定及標準進行設置最低配筋率，鋼筋設置要盡量的做到對稱，因為，只有這樣，才能夠讓柱的延性符合相關的標準。

4.結束語

結合全文所述，在設計建筑結構的時候，務必要考慮建筑物本身的功能、要求以及建筑物所處的地理位置，科學設計建筑物的內外部形式、配筋率、抗震性能等，讓建筑物的整體質量得以保障。經濟適用、可靠安全地建筑結構設計，需要先進科技、先進經驗有機結合，設計時，需要適當增加計算機使用的比例，推進新型、高效、環保的建筑材料的使用范圍的同時，更要推進先進設計理念的應用。在本文中，筆者結合自身多年的工作體會以及心得，簡單分析了在建筑結構設計過程中，經常遇到的一些問題，并有針對性地提出了一些相應優化措施，希望對建筑結構設計實踐有所幫助。

[1]田永超,孫艷偉. 房屋建筑結構設計中優化技術應用探討[J]. 住宅與房地產. 2016(03)

[2]孫俊英,吳萍娣. 房屋建筑結構設計中的優化技術應用分析[J]. 建材與裝飾. 2015(47)

TU7

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1007-6344（2016）07-0087-01