土木工程建筑結構設計中的問題與策略

李欣茹

（陽泉市建筑設計院， 山西 陽泉 045000）

建筑結構設計是土木工程建筑施工的基礎，結構設計質量對于土木工程建筑施工質量、對于用戶的生命財產安全、對于建筑的正常使用均有很大的影響；有專家甚至認為：建筑結構設計決定土木工程建筑的施工質量。為提高建筑施工質量，必須從源頭上抓起，不斷提高建筑結構設計質量。

1 抗震設計的基本要求

1.1 建筑抗震設防目標的要求

裂而不倒被稱作是傳統的建筑抗震設防目標，在《建筑抗震設計規范》中將這一設防目標具體化為“小震不壞、中震可修、大震不倒”。為了達到這一目標，要求結構構件具有足夠的承載力和塑性變形能力。

1.2 地震區地基基礎的設計要求

建筑地基基礎設計應根據建筑物的性質、規模、高度和體型；對地基變形的要求；場地和地基條件的復雜程度；以及由于地基問題對建筑物的安全和正常使用可能造成影響的嚴重程度等因素來確定。基礎設計安全等級、結構設計使用年限、結構重要性系數都應按相關規范的規定采用。

1.3 建筑抗震概念設計的要求

抗震概念設計一般是指一些在計算中或在規范中難以做出具體規定的問題，必須由工程師運用“概念”進行分析，依據結構破壞機理、地震破壞現象、試驗現象和工程經驗等總結的基本設計思想和原則，用符合工程客觀規律和本質的方法，從整體的角度來確定建筑結構的總體布置和抗震細部措施，對所設計的對象作宏觀的控制。抗震概念設計是抗震設計的重要組成部分，可以保證正確的設計原則。

2 場地、地基與基礎

2.1 建筑地基基礎類型的確定

建筑物的基礎需要承載上部所有結構重量，其類型的選擇需要根據施工區域水文、地質勘察資料，以及上部結構形式、載荷等要素進行綜合分析才能確立較為科學的基礎形式。而且，基礎類型會對建筑安全、功能、成本產生直接影響，必須以慎重的態度對待，選擇科學、有效的基礎方案。若建筑層數較少、載荷較小，且建設區域水文、地質等要素處于較好水平，可以選擇獨立基礎、條形基礎等；若建筑層數較多、載荷較大，且建設區域的水文、地質等要素存在較大問題，可以選擇樁基礎；若建筑層數較多、建設區域水文地質條件優越，或者建筑層數較少且基礎持力層的土質較差，均可使用筏板類型的混凝土基礎。

2.2 建造在斜坡上的建筑物，未采取切實有效的結構措施

近年來，斜坡地形對地表地震動的影響研究取得了實質性的進展，而黃土斜坡對地震動的影響還不明確。加之，以往考慮斜坡實測地形記錄與數值計算分析之間關聯的研究不多，且數值模擬中較多地考慮單一頻率簡單波輸入、均質邊坡模型以確定斜坡卓越頻率，而富含多種頻率的實際地震動輸入、非均質邊坡模型往往被忽視。因此極有必要對黃土斜坡的動力響應特征做進一步的研究。

2.3 在復合地基中，不重視褥墊層的作用

褥墊層在豎向荷載作用下，壓迫樁體，使樁體逐漸向褥墊層刺入，樁頂部墊層材料在受壓縮的同時，向周圍發生流動，調整樁土應力比和樁土水平荷載的分擔，使樁間土的承載力得到充分發揮，并使基底的接觸壓力得到了均衡和調整，減少基礎底面的應力集中，減少基礎的剪切破壞，復合地基的承載力將大大提升。

3 結構選型

3.1 如何選擇合理經濟的結構體系

建筑結構抗側力結構體系能夠提升建筑水平抗震性能。混凝土結構設計要綜合建筑功能性、高度、結構等要素進行考慮，選擇有效的抗側力結構形式。若建筑高度較低且對大空間要求較高，可以選擇框架結構作為混凝土結構抗震體系，以便充分利用框架結構的靈活空間；若建筑高度適中且對大空間要求較低，可以選擇剪力墻結構，確保土木建筑混凝土結構剛度滿足標準要求，且結構水平位移較小；對于建筑空間、結構類型都要求較高的建筑，可以選擇框剪結構、框筒結構等進行設計，在滿足土木建筑功能性要求的同時保障結構抗側力剛度達標。

3.2 如何確定建筑結構隔震與消能減震

土木工程結構節點要填充隔震材料以降低因地震造成的危害。當發生地震時巨大的地震能量會使上層物體產生波動，當這些能量傳道建筑物底部時，會造成建筑物一定程度的震動或傾斜，如果此時在建筑底部關鍵節點設定隔震裝置，就能夠第一時間減緩地震能量的釋放，使上層建筑晃動幅度降低，因此保證上層建筑以及人員的安全。節點位置選擇需要注意，由于建筑位置具有一定的結構要求，所以對設置的隔震裝置有一定的限制，安裝的隔振裝置一定要設置在建筑物的底層位置，才能達到預期的減緩沖擊的效果。

3.3 鋼筋混凝土結構伸縮縫最大間距的規定

混凝土結構的伸縮縫是結構縫的一種，目的是為減小由于早期水化熱或使用期季節溫差和施工期或使用早期的混凝土收縮等間接作用效應積累的影響，將混凝土結構分割為較小的單元，避免引起較大的約束應力和開裂。規范中對鋼筋混凝土結構伸縮縫的最大間距做了明確規定。對于某些間接作用效應較大的不利情況，伸縮縫的間距宜適當減小；但近年來許多工程實踐表明，采取有效的綜合措施，伸縮縫間距可以適當的增大。

4 結語

近些年以來，國內土木工程建筑數量有了很大的增長，但在建筑結構設計中存在著一些問題。因此，建筑設計企業必須正視這些問題，主動開展良性競爭，鼓勵設計人員進行精細化設計，以不斷提高建筑結構設計質量，并推動建筑設計行業向前發展。