建筑結構設計中應注意的問題探討

趙 洋

(山西中方森特建筑工程設計研究院，山西太原 030002)

建筑結構設計是實現設計人員結構構想與工程施工的重要紐帶，其對工程造價也有著十分顯著的影響。在建筑結構設計中，應充分遵照國家的規定和要求，有效減少不必要的支出。另外在工程建設的過程中還要充分考慮建筑構造的性能，掌握設計的原則，保證設計質量。

1 建筑混凝土工程結構特征分析

1.1 延性較好

與低層建筑相比，高層建筑的結構柔性更強，受到地震作用時也更容易出現變形問題。建筑結構的抗震性與結構的承載力及變形能力有較為密切的聯系。為了保證結構在塑性形變階段依然具有良好的變形能力，防止建筑受到較大地震作用力后，出現倒塌的問題，應在保證其強度的基礎上，優化其概念設計，同時采取更加科學完善的構造措施，進而增強結構的整體性，而這也在一定程度上提高了結構薄弱層的變形能力，進而使結構具有較強的延性。總之，在建筑結構設計的過程中，需要考慮上述因素的影響，維護設計的合理性，增大建筑結構的綜合強度。

1.2 剛度適中

現如今，建筑高度不斷增長，而且側向位移較大的建筑數量也在不斷增多，所以，在建筑結構設計的過程中，應加強結構的強度和適用性，從而提高結構振動頻率的合理性，對水平層位移予以嚴格控制。

1.3 具有較強的側向力

在建筑結構設計中，側向力對結構變形和內部結構的合理性影響較大。建筑的自重、活荷載、負荷以及地震作用力會集中作用于建筑結構之中，水平荷載內力以及位移也會隨著作用力的增大而不斷增加，所以水平荷載和地震作用力也成為了結構設計中必須要嚴格控制的兩個要素。

2 建筑混凝土結構設計的原則

2.1 結構性

在混凝土結構設計中，應全面了解并掌握結構的多個要素。建筑結構對建筑的質量及性能有著決定性的作用，而且建筑結構也會對建筑的使用情況產生較大的影響。這里需注意其對建筑結構也具有一定的反作用。

2.2 整體性

混凝土結構設計的整體性主要是指將結構的多個部分通過合理的組合，使其形成一個有機整體，充分研究整體的功能以及設計的基本規律，進而在工程中充分展現其整體特征。

2.3 最優性

在混凝土結構設計中多種組合形式可使不同的部分成為一個整體，不同結構相互補充，相互支撐，在對其進行合理的組合后，可使建筑結構具有良好的性能。且建筑結構成型的過程中也需要整合不同的部分，在這一環節也展現出了其一定的積極作用，故而在設計工作中，我們也應對此予以高度重視。

3 建筑工程混凝土結構設計要點

3.1 結構選型

在結構選型的過程中，要考慮結構的規則性、結構超高和嵌固端的合理設置等問題。建筑結構規范修訂后與原有的規范內容相比發生了較大的變化。在新規當中，增加了結構的限制條件，同時新規中明確規定不宜采用不規則設計方案。所以，結構設計者要全面了解新規舊規在內容上的差異，防止在結構設計的過程中過于被動。在抗震規范和高度規范當中對建筑的總體高度有著十分嚴格的要求。且新規當中對建筑超高問題也有了一定的調整。除了a級高度的建筑外，對b級建筑的高度也進行了十分嚴格的限定。因此在建筑結構選型期間，必須要高度重視超高的問題。當前大部分建筑均帶有地下室，所以，結構設計人員在設計工作中也要將嵌固端設置作為一項重要的內容。

3.2 概念設計

以建筑結構抗震能力為依據，在結構設計中，設計人員必須要對結構進行概念設計，這種設計方式需設計人員具有較高的專業能力，其必須要在設計中嚴格執行結構概念設計的規范及要求。設計中還需對建筑結構進行更加科學和全面的分析，保證計算的準確性及合理性。在結構設計時，設計人員需高度重視結構選型和平面布置的基本規律，選擇抗震能力和抗風性較強，經濟性良好的結構形式，并且還應科學設計結構的計算簡圖，確保結構地震力的有效傳遞。

此外，注意保證兩個主軸方向具有相似的動力特征。這里概念設計還可讓建筑結構在受到中等地震作用后，只要采取針對性修復措施便能夠繼續使用，在遇到大規模地震時能夠防止建筑發生倒塌的現象。為了實現上述目標，設計人員需要結合工程實際提出設計指標，同時還要采取多種措施不斷增強建筑的穩定性，提高建筑的彈性，進而不斷完善建筑結構的設計質量。

4 建筑結構設計的注意事項

4.1 設縫

在建筑結構設計工作中，溫度伸縮縫、沉降縫和防震縫都是較為常見的構造措施。溫度伸縮縫會受諸多因素的影響。規范中明確規定了結構伸縮縫的最大間距，并且對最大間距能夠減小或放寬的情況進行了詳細的描述。設計人員應結合工程實際來執行新規的內容。沉降縫是由于建筑物當中的不同部分產生了基礎沉降差而出現的縫隙。在結構設計中，一般采用設置沉降縫來提高基礎剛度，調整不同環節的基礎形式及施工順序。且新規中對防震縫也做出了十分明確的規定，而在設計中需結合工程實際對其進行適當的調整。

4.2 結構體系設計

在選擇結構體系的過程中，必須要充分考慮到建筑、結構、工程的基本施工條件、建材的選擇以及結構的經濟性等要素。這里新規就對結構的規則性做出了十分嚴格的限定。如平面規則性的參數要求、嵌固端上下層剛度比的信息等多項內容。此外，相關文件中也規定建筑設計中應最大限度避免使用不規則性較強的設計方案。

綜上，建筑結構的設計人員在設計中需要考慮上述固定問題，防止工程施工后期出現設計變更的現象。且結構超高問題也是建筑結構設計中應充分注意的內容。再者，抗震規范和高度規范對建筑結構的總高度有著十分嚴格的要求。原有的規定當中只對A類建筑的總高度做出了明確的要求，而新規中則對B類建筑的總高度也進行了限定。所以在結構設計的過程中，需嚴格控制結構的高度，若在設計中出現了超高的問題，則設計的手法和處理的措施也會隨之發生非常明顯的變化。

4.3 側向位移限值

高層建筑結構的水平位移與建筑的高度有著較大的關系，建筑高度越高，則建筑的水平位移就越大。為了有效控制建筑的水平位移，新規對頂點位移和層間位移都做出了非常細致的要求。加大頂點位移的控制力度主要是為了提升建筑內的舒適度，避免建筑在受到罕見地震作用時發生倒塌。但是結構極限變形能力才是房屋在罕見地震下不倒塌的主要因素。另外，為了增強結構的抗震能力，應在結構設計的過程中全面考慮建筑結構的多種效應。這里對層間位移予以嚴格控制主要是為了避免填充墻和裝飾物等非結構構件出現損壞。

4.4 扭轉

在建筑結構設計中，應保證建筑的幾何形心、剛度中心和結構重心能夠匯集在一個點上。結構扭轉問題主要是指在結構設計中沒有將幾何形心、剛度中心和結構重心匯集在一個點上，然后受到水平荷載的作用使結構出現了扭轉振動效應。為了有效避免建筑物受到水平荷載作用發生嚴重的損壞，可在結構設計中維護結構選型的合理性，同時還要做好平面布局工作，從而最大限度地保證三心合一。

質量分布決定了結構扭轉作用的大小，為了讓樓層水平作用力均勻地作用在平面上，有效減輕結構的扭轉振動，在建筑平面設計中應選擇方形、矩形和正多邊形等平面形式。在部分結構設計中，因為城市規劃對景觀街道和建筑場地有著較大的限制，高層建筑無法采用簡單的結構平面形式。若采用L形、T形等復雜的平面形式時，則要嚴格控制寬度與厚度比，將其控制在相對合理的范圍之內，同樣需要注意的是，在設計平面結構的過程中注意加強結構的對稱性。

5 結語

建筑結構設計相對復雜，為了保證建筑結構設計的合理性，需要考慮多種因素對結構設計效果的影響，在結構設計中，要嚴格把控設計要點，并對重點環節加大控制力度，這樣才能在完善工程性能的同時，也能更好地推動工程的快速竣工。