建筑結構設計注意事項淺析

李健

摘要：結構設計是建筑工程的重要組成部分，是建筑安全應用的基礎。因此，設計人員要從一個個基本的構件算起，做到知其所以然，深刻理解規范和規程的含義，并密切配合其他專業來進行設計。在工作中應事無巨細，善于反思和總結工作中的經驗和教訓。只有這樣才能做好建筑結構設計，促進建筑工程質量的不斷提高。

關鍵詞：建筑；結構設計；注意事項

1 結構設計的基本內容

1.1結構設計的流程

建筑物的設計包括建筑、結構、給排水、暖通和電氣等專業設計。其中，結構設計是整個建筑物設計中的一個重要組成部分，建筑結構是一個建筑物發揮其使用功能的基礎，結構設計主要包括以下四個過程：結構方案設計、結構分析、構件設計、繪施工圖。

1.2結構設計的要求

在設計過程中，為保證建筑結構的可靠度達到設計要求，必須遵循以下要求：（1）結構構件應進行承載能力極限狀態的計算和正常使用極限狀態的驗算，如直接承受動力荷載的構件還應進行疲勞強度驗算；（2）結構上多種作用效應同時發生時，應通過結構分析分別求出每一種作用下的效應后，考慮其最不利組合；（3）抗震設計：根據我國的相關標準規定，對于抗震設防烈度不低于6級的地區，要進行抗震的設計。建筑結構根據所在地區的烈度、結構類型和房屋高度采用不同的抗震等級。通常取該地區50年內超越10%的地震烈度。對應不同的抗震等級，有不同的計算和抗震構造要求。（4）抗風設計：根據建筑結構載荷規范，對于高層建筑物，風載作用對其結構的承載力和穩定性有著較大影響，根據不同地區的基本風壓大小以及要求的使用年限，隨著高度的上升，風載系數取值也在逐漸增大。基本風壓的大小也可根據貝努利公式按照50年一遇的最大風速進行計算。

1.3結構設計堅持的原則

1.3.1重大輕小。建筑結構設計中常常涉及到很多關鍵的概念，如：“強柱弱梁”、“強剪弱彎”等，這些都是需要重視的問題。盡管結構體系是由不同的構件協調構建起來，但由于不同的構件都發揮著不同的作用，因此，在整個建筑物中構件也有輕重之分。

1.3.2多道防線。安全的結構體系必須設置多道防線，尤其是當發生災難時將會在抵抗外力破壞中發揮有效作用。若僅僅將抗風險的希望都集中寄托在建筑物的某一個結構構件或者局部結構上，這是很危險且不穩定的。因此，我們要有成熟的設計概念，如多肢墻好于單片墻，框架剪力墻好于純框架好等等，這些都是多道防線的設計思路的重要表現。

1.3.3優劣互補。科學合理的結構體系需要堅持優劣互補的原則。結構體系剛度大，使其變形能力差，如果建筑物受到巨大的破壞作用力時，則其承受的力更大，進而會發生局部受損以至于全部毀壞，而太柔的結構盡管能夠限制外力的破壞程度，但經常因為變形過大而難以正常運用。

2 建筑結構設計的原則

完美的建筑結構設計就是在努力追求這五個方面的最佳結合的過程中產生的，安全、適用、經濟、美觀、便于施工是結構設計人員最終努力的目標，是結構設計的最佳體現。結構設計一般在建筑設計之后，“受制”于建筑設計，但又“反制”于建筑設計。結構設計不能破壞建筑設計，應滿足、實現各種建筑要求；建筑設計不能超出結構設計的能力范圍，不能超出安全、經濟、合理的結構設計原則。結構設計決定建筑設計能否實現，從這個意義上講，結構設計顯得更為重要，雖然一棟標志性建筑物建成后，人們只知道建筑師的名字，但一個適用、安全、經濟、美觀、便于施工的結構設計也是工程師們的驕傲和成就。

3 合理設計

合理的建筑結構設計對整個工程的進度有著直接的關系，同時，對工程整體的施工質量也有著舉足輕重的作用。那么在建筑工程結構的設計上就需要注意一些問題。

3.1建筑結構計算的注意事項

在結構計算的過程中，首先，避免荷載計算錯誤。在整個建筑荷載計算的過程中，設計人員應結合著建筑工程的實際用途及整體結構，科學的計算出建筑的荷載范圍。在確保建筑結構穩定性的同時，也避免了后天的人為形成的破壞因素。

其次，在底框砌體結構進行驗算的過程中，底部剪力法宜適用于剛度比較均勻的多層結構。針對具有薄弱層的底層框架混合結構，應考慮塑性變形集中的影響。底層框架混合結構的剪力分配不能簡單地按框架抗震墻的方法計算，因為底框架結構中只有底層框架抗震墻，應采用雙保險的方法。由此可見，在整個建筑結構設計中，結構計算不僅關系著建筑工程的穩定性和安全性，同時還關系著建筑工程今后投入使用后的一些相關事項。

3.2建筑構造上的注意事項

首先是建筑構件配置上的問題，設計人員應當確定整個工程所需要的鋼筋的配率范圍，特別是那些能夠在抗震設計中延長建筑穩定性的結構，這樣在地震出現時，能夠將人員的傷亡數目降低到最低。其次，是針對鋼筋的安裝問題，在安裝前要確保鋼筋的質量，然后是確保鋼筋安裝到了制定的位置。再次是為了從根本上杜絕因溫度應力引起的墻體開裂現象，就需要建筑結構設計人員在從始至終的整個設計中，融入通風暖熱的措施。最后是按抗震構造要求設置的構造柱，應在整個建筑物高度內上下對準貫通，上至女兒墻壓頂，下至淺于500毫米基礎圈梁，或伸入室外地面以下500毫米，構造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合要求。

4 建筑結構設計中的需要注意的其他相關問題

結構設計中相當部分構件的設置，規范僅給出了最低限值或建議取值，在實際設計過程中由于結構設計師的理解不同可能對整個設計帶來相當大的區別。但在設計中，值得注意的幾個問題我們應當也加以重視：

4.1 結構的超長問題

混凝土結構設計規范第8.1.1條中規定鋼筋混凝土框架結構伸縮縫最大間距為55 m，而8.1.3條則規定當采取后澆帶分段施工，專門的預加應力措施或采取能減小混凝土溫度變化或收縮的措施且有充分依據的，伸縮縫間距可適當增大。但這兩條規范往往在實際設計過程中較難把握。

4.2 關于樁筏基礎中筏板取值問題

樁筏基礎設計中對于筏板厚度的取值，一般是先按建筑層數估算筏板厚度，常規是按層數x50 mm來估算。一般情況均為角樁沖切來控制板厚。

4.3 關于強柱弱梁的設計理念

強柱弱梁的概念主要是針對小震不壞，中震可修，大震不倒的抗震設防目標而提出的。柱破壞了建筑物整個都會傾覆，而梁破壞則僅是某個區域失效，因此柱較之梁破壞的損害更大，因此，我們必須要嚴格控制柱軸壓比，而且我們對柱斷面及配筋設置時應分部位處理，建議邊柱，角柱應適當加強，特別是角柱，建議應全柱加密箍筋，且配筋率不宜小于1%，所有多層或高層框架柱，不包括小截面柱，筆者建議角筋均應大于等于20，且柱筋品種不宜過多，矩形截面柱盡可能對稱配筋。

4.4 關于梁筏基礎板筋位置設定問題

彈性梁筏基礎，由于考慮水浮力下底板所受向上的反向力，設計人員會要求筏板面筋能置于地梁主筋以下，而地梁配筋有時較多甚至配置雙排筋，再加上梁箍筋則施工中引起板筋的彎折相當困難，遇到人防工程則更難施工。從受力傳遞過程來說，板筋設置必須準確，但考慮施工困難及相應板保護層的損失，建議可以作適當放松。

5 結語

鑒于整個建筑結構設計的復雜度和重要性，所以要求設計人員就要有扎實的理論知識功底和多年的設計經驗，從最小的一個構件到大的樓體，每一步都要經過仔細的計算，事無巨細。

參考文獻

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[2] 李遠航.建筑結構設計淺談[J].考試周刊，2010

[3] 劉志偉，張曉新.建筑結構設計中需要注意的問題[J].科技創新與應用，2012

（作者單位：江蘇筑森建筑設計有限公司南京分公司）