建筑結構設計過程中相關問題思考

眾所周知，建筑結構設計是建筑工程項目設計的重要構成，是建筑質量的重要保障。建筑結構設計本身具有系統性、復雜性及長期性的特征，涉及因素較多，若某個環節出現問題，可能會對整體設計質量帶來影響。基于此，本文對建筑結構設計過程中存在的問題進行了綜合性分析，并提出了相關觀點，以供參考。

1.建筑結構設計概述

計算機信息技術及工程技術水平的不斷提升，從一定程度上促進了建筑結構設計的發展，并改變了建筑結構設計的模式。在此背景下，也給建筑工程結構設計工作人員提出了新的要求。通常情況下，建筑結構設計主要涵蓋了四個部分即方案設計、結構設計、構件設計及設計圖紙繪制。對建筑結構強度、剛度、延性等進行設計、計算、驗算是建筑結構設計最基本的目標。通過上述工作讓建筑物各項屬性達到標準要求，以保證建筑的物的穩定性與安全性。建筑結構所受的恒載主要來源于自重與豎向靜力為主。因此，在實際設計過程中，需保證結構在受到以上荷載處于允許范圍內。通過合理篩選基礎結構，可讓建筑上部結構與下部地基達成平衡，進一步提升建筑結構的穩定性。

2.建筑結構設計原則分析

建筑結構設計過程中，應遵循以下原則：（1）預設多道預防。建筑結構設計過程中，特別是對于抗震設計而言，應該設定多道預防，并將不同的構件相互關聯起來，以形成有效的結構體系。即便某些構件受到破壞，其他的構件還可發揮頂替作用，進一步提升建筑結構的安全性。（2）打通關節。受力傳遞是建筑結構體系中的重要環節，受力傳遞受到阻礙時，會對構件間的連接產生影響，甚至破壞靜態平衡。通過打通關節，可促進外力傳遞并消減多余的外力，可讓體系靜態平衡控制在合適范圍內，有利于讓建筑保持穩定。（3）平衡設計。對于建筑結構而言，每一個構件都具有自己的作用，實際設計過程中不可能做到完全兼顧。因此，設計過程中，要注重各構件之間的平衡性。優先考慮結構的整體性，再充分把握構件細節，做到“抓大放小”。另外，建筑結構設計應盡可能滿足實際使用需求，在性能達到要求的基礎上，盡可能降低施工的復雜程度，合理控制成本，讓建筑項目獲取更大的效益。

3.建筑結構設計關鍵問題及策略分析

（1）伸縮縫

建筑物長期受到溫度變化影響，會造成混凝土出現冷縮熱脹，導致混凝土結構出現一定程度變形。若變形過大，必然會對結構本身的穩定性產生影響。由溫度所造成的內力變化計算較為復雜，若僅僅遵循彈性結構進行計算，會使內力出現較大程度偏差。當建筑長度超過一定范圍時，可設定伸縮縫來降低溫度變化對混凝土的影響。伸縮縫設定過程中，除了依靠計算外，還需要結合實際施工經驗來確定。伸縮縫設置通常采取兩種方法進行：（1）添加膨脹劑。在混凝土當中添加適量膨脹劑，可降低溫度對混凝土的影響作用；（2）設置后澆帶。后澆帶澆筑時應選擇氣溫較低時下進行。可在水泥當中添加含微量鋁粉的混凝土，以增加后澆帶的強度，避免新老混凝土之間產生裂縫。

（2）回填土

建筑施工過程中經常會遇到回填土問題，回填土質量與建筑結構穩定性及安全性存在密切聯系，所以在結構設計中需要對回填土質量進行充分考慮。在灰土攪拌時，可能會出現攪拌不夠均勻而影響到回填土質量。部分情況下，灰土夯實的部分臨近于地下結構，可能會造成地下結構受到破壞。通過增強回填土質量，可將建筑結構水平位移控制在合理范圍內，對預防地坪開裂及建筑沉降等均可起到促進作用。采取壓密注漿的方法將土體擠密，構成新的漿脈復合地基，以改善土體的強度及防滲性能，并改善土體物理力學性質，促使軟土地基承載力提升。

（3）剪力墻設計

剪力墻布置時，應均勻分布，盡可能保持建筑物質心與剛心重合，并讓橫向與縱向的剛重比保持接近。同時，要避免出現一字型剪力墻。樓面主梁平面不能外擱置于剪力墻上，若無法避免，就需要在相應位置處設置暗柱。若梁高超過墻厚幅度較大時，盡可能拉長轉角出墻肢。剪力墻配筋與建筑結構安全性及經濟性也存在著密切的關聯性。配筋時，要求將水平鋼筋置于外側，而豎向鋼筋放于內側，保證配筋滿足計算規范建議的最小配筋率。

（4）抗震設計

抗震設計需要把握以下關鍵點：（1）結構彈塑性分析。結構彈塑性分析方法共有兩種：①彈塑靜力分析方法。該方法主要利用空間協同平面結構模型與平面三維空間模型進行分析，地震波不會對最終結果產生影響。②彈塑性動力分析方法。該方法主要采取結構統計模型進行分析，模型構成較為簡單，應用較為簡便，但地震波會對最終結果產生影響，并且存在多個結果，需進行篩選。（2）可行性分析。根據建筑工程項目功能需求、所處環境及施工工藝特點等進行可行性分析，以保證建筑抗震性能達到標準。在保證抗震性能的同時，盡可能控制抗震材料使用量，以節約成本。（3）加強隔震及消能減震設計。

結語

建筑結構設計是建筑質量的保障基礎，關系到建筑物的安全性與穩定性。因此，設計過程中需要對伸縮縫、剪力墻、回填土及抗震設計等關鍵環節上進行準確把握，確保建筑結構性能達到要求，以提升建筑物整體質量。

（作者單位：中南建筑設計院股份有限公司）