淺析建筑結構設計的主要問題及其注意事項

祁永強

中外建華誠城市建筑規劃設計有限公司青海分公司

淺析建筑結構設計的主要問題及其注意事項

祁永強

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建筑結構設計不僅關系著建筑的工程質量，還關系著業主今后的日常生活。因此需要設計人員從實際出發，對建筑結構進行科學設計，從而保障建筑工程質量。基于此，本文闡述了建筑結構設計的基本方法及其特征，對建筑結構設計存在的主要問題及其注意事項進行了探討分析。

建筑結構設計；基本方法；特征；問題；注意事項

一、建筑結構設計的基本方法及其特征

1、建筑結構設計的基本方法。主要有：(1)結構平面圖。當建筑地處抗震設防烈度為六度區時，根據建筑抗震設計規范，是可以不用進行截面抗震驗算的，但必須符合有關的抗震措施要求。當建筑地處抗震設防烈度為7度及以上時是必須要輸入軟件建模計算。(2)大樣詳圖。在建筑詳圖準確無誤的基礎上，大樣詳圖的繪制可在建筑詳圖的基礎上直接繪制，也可在以前做過的詳圖基礎上對局部改進繪制。這階段需要注意在保持建筑外形的前提下盡量的使結構受力合理和施工方便。(3)屋頂(面)結構圖。當建筑是坡屋面時，結構處理方式有梁板式及折板式兩種。梁板式適用于建筑平面不規整，板跨度較大，屋面坡度及屋脊線轉折復雜的坡屋面。折板式適用于相反的條件。兩種形式的板均為偏心受拉構件。板配筋時應有部分或全部的板負筋拉通以抵抗拉力。此外梁板的折角處鋼筋的布置應有大樣示意圖。

2、建筑結構設計的主要特征。(1)科學性。建筑結構設計是以實際工程為基礎，在此基礎上抽象成相應的力學模型，以數學、力學為理論基礎，通過計算機技術進行合理計算的一種應用性技術。一個優秀結構工程師應該善于把復雜的建筑模型簡化成一個最合理的受力模型，利用最合理數學和力學計算方法分析建筑結構的工作機理，得到最貼合實際的計算結果。(2)實踐性。建筑結構設計是一種工程實踐活動，一件好的建筑結構設計作品，除了成熟的設計理論外，還需要設計師有豐富的設計經驗。(3)復雜性。主要表現在設計中各種因素的不確定性，比如建筑方案的多種可能性、地質情況的復雜性、側向荷載的不確定性等。此外其復雜性還表現在建筑結構設計方案的多樣性，比如結構的選型、結構構件的布置、計算模型的選擇、配筋面積的選擇等。建筑結構設計是一個具有多解而沒有標準答案的問題，因此需要找到一個相對最優的方案。(4)應用性。成功的建筑結構設計必須是技術上先進合理、經濟上效益顯著。建筑結構設計與結構理論研究不同，其更加具體、更加簡潔，有些地方是近似解，有些地方可以結合實際情況進行修正。

二、建筑結構設計應注意的主要問題

建筑結構設計存在的問題主要有：(1)抗震問題。《房屋建筑抗震設計規范》對我國建筑抗震度進行了明確的規定，即在小型地震中房屋建筑物不損壞、中型地震中可以對房屋建筑物進行修復，大型地震中保證房屋建筑物不會倒坍。但是一些建筑工程項目中的結構設計人員，在設計過程中沒有重視建筑物的抗震性，導致建筑工程項目建設的抗震度不符合相關規定中的標準。(2)箱、筏基礎底板挑板的陽角問題。陽角面積在整個基礎底面積中所占比例極小，可砍成直角或斜角。第二、如果底板鋼筋雙向雙排，且在懸挑部分不變，陽角不必加輻射筋。(3)建筑高度、高寬比超過現行規范、規程的限值，就現行的規范、規程給出了建筑的最大適用高度和高寬比限值。(4)建筑結構設計盡可能規則，結構的布置才能更趨于合理，這是結構設計中十分重要的環節，其主要包含了對建筑的平立面外形尺寸，抗側力構件布置、質量分布以及承載力分布等諸多因素的綜合要求。

三、建筑結構設計注意事項的分析

1、地基結構設計的注意事項。地基結構設計要注意水文條件、建筑承載力以及地區抗震烈度等因素。在其設計過程中需要進行認真比對。基礎寬度小于2.5m時，要最先考慮諸如灰土條形基礎、四合土條形基礎等剛性條形基礎。在基礎寬度大于2.5m時，要采用比較柔性的基礎。對于沒有地下室、承載多的多層內框架結構，設計十字交叉梁條形基礎可以有效的減少地基的不均勻沉降。后澆帶設計對于保證地基不均勻沉降的對應調整具有現實作用，后澆帶的設計范圍應該有效的限定在800~1000mm。灌注后澆帶所使用的材料要選擇比原構件提高一級的微膨脹混凝土，并且要確保后澆帶的梁板的牢固。

2、地梁設計的注意事項。地梁對基礎起拉接作用，可以一定程度的調整基礎不均勻沉降；當基礎埋置較深時，地梁與框架柱連接，降底了框架柱計算高度。地梁的受力狀態與普通的框架梁的受力狀態不同，普通的框架梁在荷載作用下，梁產生變形不受其他介質約束，梁上荷載傳遞給框架柱；而地梁在荷載作用下，梁變形受到土的約束，一部分荷載通過梁底土的反力和梁側土摩擦阻力傳遞給地基；另一部分荷載傳遞給框架柱。由于土反力的復雜性，目前定量確定土反力和梁側土摩擦阻力還有困難。在工程設計中，有兩種處理方法，第一種是把地梁按一層框架梁計算，不計地基土的影響，把荷載全部傳框架柱。這種處理方法使計算模型與實際情況不符。地梁與框架梁不同，地梁處沒有風力、地震作用，也沒有水平變形，按嵌固考慮。第二種是把地梁不參與框架結構的整體計算，當作簡支梁，地梁的剪力傳遞給框架柱，不計地梁彎距的影響。筆者認為，盡管二種方法都有缺陷，相比之下，第二種方法要相對合理些。

3、承重墻結構設計的注意事項。理論上建筑承重強越多，該建筑安全質量就越好。但是過多的承重墻應用不符合結構設計中美觀大方的原則。結構設計者要在保證建筑質量的安全性的基礎上，盡可能的減少承重墻的設計，對于不可取代的承重墻，要提高其抗剪的強度，選用強度等級高的承重墻建筑材料，提升承重墻抗壓、抗震能力。

結束語

綜上所述，建筑結構設計工作對于建筑物建設非常重要，直接決定著建筑物的質量與安全。因此需要利用先進的設計理論以及應用先進技術，使建筑結構設計更加安全、適用、可靠和經濟。但是當前其結構設計仍然存在諸多問題，因此對其結構設計進行分析具有重要意義。

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