建筑結構設計中常見問題與解決措施

文／李捷 青島翔遠市政設計有限公司 山東青島 266000

引言：

建筑工程施工前，建筑結構設計的優化需要建立在施工前期的概念優化基礎上，建筑的結構設計將直接影響建筑的施工質量。一般情況下，高水平的建筑結構概念設計師會根據自身的理論知識和豐富的概念優化設計經驗，有效整合建筑結構的整體概念設計，在綜合分析建筑內外環境特征的基礎上，對建筑結構進行優化和改進。近年來，人們對建筑結構設計提出了更高的要求。為了適應時代的潮流，建筑結構設計師應該打破傳統觀念的束縛，充分發揮建筑結構的美觀性、實用性和經濟性。

1、建筑結構設計的重要意義

建筑結構設計的基本含義是工程設計人員運用統籌規劃的思想和方法來構造圖紙，保證建筑物的所有建筑部分完全包含在現有的工程圖紙中，并選擇合適的建筑材料。因此，從根本上說，建筑結構優化設計的整體實施旨在確保建筑的安全性和牢固性達標，維護工程建筑使用者的安全權益。工程設計人員通過合理規劃圖紙，應當能夠嚴格確保土木建筑結構滿足最基本的工程質量檢測指標，進而實現節約資源以及延長工程使用期限的效果。近些年以來，的現有建筑規模正在實現全面擴展。工程設計人員針對的建筑總體結構圖紙應當著眼于合理優化設計，充分確保經過科學優化調整后的建筑工程圖紙能夠正確指導土木施工環節。設計人員必須綜合考慮和判斷區域的基本地質特征、建筑的抗震等級、建筑支撐體系的荷載性能等關鍵影響因素，以全面促進現有結構體系的優化，使建筑各主要結構部位的荷載均勻分布。

2、建筑結構設計中常見問題

2.1 建筑結構設計問題

建筑施工前，必須提前做好地質勘探和測量工作。測量數據是建筑結構設計的重要指標。目前建筑項目的規模越來越大，建筑中的功能越來越多樣化，綜合性能的建筑也在不斷更新迭代。如果不重視建筑物的勘探數據，最終會嚴重影響建筑物的質量。部分建筑結構設計中存在設計與現場實際施工環境出現偏差。這種現象出現的主要原因為，在進行建筑結構設計時，相關工作人員并沒有進行現場察看，同時，沒有得到相關地質勘察數據。部分設計工作人員經常依據開發商或者其他機構提供的資料進行設計，由于很多數據不是十分精準，導致最終的施工方案存在嚴重的不合理，甚至嚴重影響建筑本身的結構。

2.2 建筑支撐荷載與承重截面設計不合理

建筑物支撐體系的梁應滿足最基本的承載能力標準的要求，并充分保證建筑物的梁支撐體系能達到建筑結構設計的預期強度指標。否則，如果建筑物的支撐梁結構沒有達到工程荷載設計的預期指標，建筑物的支撐梁將存在斷裂或倒塌的安全隱患，同時也會給建筑物帶來墻體裂縫以及墻體滲水等不良后果。建筑結構設計人員針對體系中的橫梁最大荷載參數應當準確進行計算，否則就比較容易造成現有的圖紙設計偏差。除此以外，某些土木建筑結構設計人員針對建筑物的承重截面往往容易忽視合理的優化設計。工程規劃設計人員針對承重建筑截面應當進行完整的圖紙規劃設計，確保綜合調整優化后的建筑承重墻截面能夠承受更大的荷載強度。但從目前的情況來看，很多還是表現出建筑承重截面尺寸不對，明顯會影響建筑的整體牢固性和安全性。

2.3 基礎造型缺乏科學

在建筑結構設計中，基礎結構設計不科學是常見的?；A結構是建筑結構設計的關鍵，建筑結構需要根據基礎結構進行補充和完善。如果基礎結構不合理，整個建筑結構將難以達到設計要求?；A結構不科學主要是由于建筑結構設計中過分追求建筑外觀等因素，忽視了建筑結構的性能因素，導致建筑造型不符合建筑力學指標，結構設計陷入困境。建筑基礎造型過于怪異，如建筑造型過度偏離重心位置，在實際建筑結構中就需要調整建筑重心以滿足設計要求，但由于建筑力學、建筑承載等實際因素的限制，如果建筑造型導致重心過度偏移，建筑結構就容易偏塌。建筑結構設計人員往往忽視造型與結構的關系，在強調美觀或風格獨特性時，設計中的建筑選型脫離了結構設計原則，導致沉降、塌陷、傾倒等結構性問題，嚴重影響建筑的安全性能。

3、建筑結構設計中常見問題的解決措施

3.1 空間結構整體布局的優化

在實際的結構設計階段，對空間結構整體布局優化的合理性提出了更高的要求。為此，作者充分重視這一環節，優化了空間結構的整體布局，表現出很強的綜合性。與此同時，充分關注了建筑采光、建筑朝向及空間結構布局等多項內容。通?？梢詮娜缦陆嵌乳_展空間結構整體布局優化。（1）基于城市未來發展規劃的視角，在整體布局的基礎之上逐層滲透，向細節布局之中深入。例如，可以綜合關注住宅建筑整體結構和原材料選擇等多項內容，通過多個機制的協調配合，讓住宅建筑工程的整體承載力和性能得以充分保障。（2）需要以國家現行的有關標準為依托，針對結構設計優化過程中的各類參數予以充分管控，以實現對于誤差的有效控制。

3.2 完善管理制度

在結構設計管理階段，相關部門需要清楚地了解實際情況，并在完善的管理制度下跟進，以確保項目能夠按照預期的方向進行。通過完善的管理體系，確保各項工作按照既定流程進行，規范員工行為。要綜合分析系統內容，優化管理職責，部門人員應理解現代建筑工程的管理方式，用人性化的方法引導設計人員形成正確的設計理念。通過媒介宣傳、開展培訓活動，使設計人員意識到建筑結構設計的關聯性，認識到自己肩負的重要使命，嚴格按照結構設計原則、工程環境參數、建設要求進行設計工作。通過管理要求的規范，使工作順利進行，確保建筑結構設計具有較高質量。在結構設計期間，要掌握工作方法，認清建筑質量與安全的關系，學習設計規范，整理工程建筑結構設計文件，通過科學控制提高建筑結構設計的整體質量和效率，從而解決各種問題。設計師要了解過去建筑結構設計中存在的管理問題，根據工作需要制定管理方案，保證各項工作能夠按照既定要求進行。建筑結構設計管理制度完善階段，應提高自身工作的合理性，確?，F代設計管理能夠滿足工作要求，設計人員要掌握工作原理，確保其設計工作具有較高的可靠性，能夠達到規定要求。

3.3 提高建筑結構設計嚴謹性

在建筑結構設計的前期，設計機構需要召集建筑結構設計師和結構設計師進行討論。其中，建筑結構設計是施工的前提和基礎，為結構設計創造了大量的條件。因此，要充分重視建筑結構設計師和結構設計師的意見和建議。因為建筑結構設計師和結構設計師就像一枚硬幣的正反面，相互依存，融為一體，缺一不可，兩者只有高密切聯系、交流才能確保項目施工按時保質保量完成。建筑住宅建筑的強度、剛度、穩定性以及整體的安全性涉及人們的生產生活安全，因此，在建筑結構設計師設計完成時必須交由結構設計師進行整體分析及檢驗，驗證其符合國家住建部門的規則。高度重視建筑結構的安全，尊重理解結構設計師，有效吸納結構設計師的專業性建議和勞動成果，為每一份工作進行負責，為每一位用戶負責。

3.4 加強原材料質量控制

結構設計需要應用于多種工程建筑材料，不同類型的結構設計需要應用于不同的原材料，因此保證建筑原材料的質量尤為重要。混凝土施工前，應明確工程設計工作中需要應用的工程材料，并安排專業技術人員對原材料質量進行控制，基于工程施工的具體需求，優化工程材料的購入、運輸和存儲等環節，同時對原材料的利用率進行把握，避免造成施工材料的浪費。為了實現工程成本的有效控制，在施工前就要制定科學的原材料質量控制計劃，一方面能夠提升工程設計效率，另一方面也能實現對多種施工資源的合理配置。

3.5 合理規劃建筑物的支撐體系荷載以及承重面尺寸

設計人員不僅需要科學地優化建筑支撐體系的荷載和建筑截面尺寸的設計，還需要運用靈活的設計實踐思維來選擇工程設計材料。通常情況下，工程設計人員要為建筑的支撐體系結構安排必要的保護層，合理優化建筑現有承重截面的尺寸。建筑物的承重梁體以及柱體材料必須滿足強度檢測指標，避免建筑物的承重體系結構存在失穩安全風險，嚴格確保土木建筑物的地基與墻體堅固性。建筑管理負責人員必須實時關注工程設計誤差檢測，及時查找存在缺陷誤差的建筑結構設計環節，指導建筑結構設計技術人員對其進行整改。工程整體設計模式有益于實時檢測建筑結構設計誤差，確保達到了最優化的建筑結構設計整體實踐效果。建筑項目結構設計的全面實施開展過程具有動態化特征，建筑結構設計人員針對建筑隱蔽空間區域的重點設計環節應當注意嚴格把控項目工程質量。

3.6 加強地基基礎設計

在建筑工程中，基礎絕對占有至關重要的地位。基礎的設計決定了整個建筑的結構、形狀和規模，也對建筑工程的質量起著決定性的作用。在設計基礎的框架結構時，設計人員應充分了解工程用地的地質條件，并與建筑工程對地基要求進行仔細比對，確保地質條件能夠滿足建筑地基基礎對承載力的設計要求，并將地基淺基礎的利用率盡量提高。在對建筑工程進行設計過程當中，首先要把對建筑地基持力層的要求數據進行明確，數據要求應當綜合參考各種不利因素，包括地下水位影響、建筑載荷情況以及建筑類型等等，經過詳細的數據校核后，在滿足建筑結構要求的情況下，再進行上部整體結構設計。在目前的建筑結構中，根據建筑結構的不同，最常用的兩種基礎結構是條形基礎和獨立基礎。在確定采用的基礎形式之前，相關設計人員首先要根據基礎的承載力詳細計算基礎尺寸數據，同時對后續的覆土重力和基礎應力進行預測計算，最終設計出基礎形式。

3.7 建筑結構防腐設計

建筑結構防腐設計不僅是提高建筑結構防腐能力的重要途徑，也是確保建筑結構安全的關鍵措施。在施工過程中，工人需要認真控制建筑材料的質量。使用材料時，工作人員應做好材料的保護工作，避免材料因運輸不合理和存放不當而損壞。同時，工作人員需要做好建筑的防潮、防水工作，防止因滲漏問題而影響建筑的安全性和耐久性。針對有特殊要求的建筑，工作人員需要采取有效措施來減少或者消除這些危害，比如：可以采用非承重墻體加固的方式來保護墻體結構；可以利用抗裂砂漿來增加保溫層的抗裂能力和提高保溫層表面強度。

3.8 抗震縫設計

建筑結構設計管理人員要高度重視抗震縫設計的管理，找出以往設計人員在抗震縫設計中存在的問題，梳理以往工作中存在的不足，完善抗震縫設計方案。結合建筑結構功能的實際情況，分析了建筑結構的內部結構模式以及影響建筑結構功能的各種因素，結合已掌握的信息，完善抗震縫設計方案，使之能有效規避建筑結構問題。設計期間若出現不規則現象，需了解建筑在連接性能方面的要求，重新思考建筑構造設計要求并進行適當調整，使建筑構造設計具有較高的可靠性、合理性。

3.9 優化上部結構

首先，建筑結構設計師應優化剪力墻結構的設計。在優化設計過程中，設計人員應重點關注建筑平面形心與結構中心的設計情況，確保二者達成一致。此外，設計人員必須對建筑空間進行科學設計，通過選用合理的計算方式來完成結構計算，確保剪力墻墻體與建筑墻體達成一致。設計工作人員還應對磚混結構進行優化。在該階段，設計人員應重點關注承重墻設計，聚焦其中的錯洞和大洞口現象，避免承重墻出現安全事故。而在確定構造柱和墻垛長度時，設計人員也應充分考量適用的建筑工藝技術，以實現建筑層高與層數的優化設計。

3.10 細部結構設計

在建筑工程結構設計的技術優化中，也要高度重視建筑細部結構設計的優化。在設計實踐中，可以將多塊矩形板拼接起來處理異形板，以改善結構的受力平衡，減少角節點的存在。同時，在建筑框架抗震墻的結構設計中，如果需要冷軋帶肋鋼筋，應對鋼筋用量進行合理控制，以便于后續的施工操作，并達到降低工程造價的目的。設計人員應積極應用三維仿真模擬等先進的信息技術對建筑細部結構設計進行優化，通過計算機軟件構建三維模型能夠對建筑細部結構設計效果進行直觀準確的呈現，從而使建筑細部結構設計優化更加便捷。

3.11 建筑結構排水系統優化

在建筑排水系統的施工中，施工單位需要使用多種設備，其中大型機械的參與度比較高。為保證施工設備的荷載力能滿足施工要求，水泵可放置在地下室。一般來說，建筑物的結構和功能越復雜，對排水系統設備的負荷能力要求就越高。而排水系統管道通常具有長度不一、粗細不同等明顯特征，因此，設計師在優化建筑結構與排水系統關系時，必須打開視野，從宏觀角度出發，明確每個位置所需鋪設管道的具體尺寸和長度。此外，為保證建筑結構的穩定程度，設計人員應盡量避免管線從梁柱之間穿過的現象。如管道必須穿過承重墻，設計人員則應根據建筑的實際情況開展承重墻的加固計算，為墻體的穩定性提供充分保障。

3.12 超高問題設計

超高問題作為超高層建筑結構設計中的常見問題，往往被忽視，主要是因為設計圖紙內容復雜，往往有需要修改的地方。設計師專注于設計圖紙的修改，在超高問題上投入的時間和精力有限，無法及時解決這個問題。為解決超高層建筑結構設計中的超高問題，我國做出了一些明確的規定，而設計人員已經修改超高層建筑結構體系，那么在建筑物的超高問題方面就存在重視性不足的現象，使得經過修改后的設計圖依舊無法達到要求，不能得到審核人員的批準。基于這一情況，要求設計人員在超高層建筑結構設計工作時，應保持嚴謹、細致的工作態度，重新進行設計圖的制定，整個過程必須考慮超高層建筑的超高問題，從而提高超高層建筑結構設計的合理性，確保工程設計的質量，使工程項目的建設活動得以順利開展。

3.13 提高建筑結構設計人員的專業水平

在建筑工程中，為了進一步提高建筑結構設計的安全性，需要確保設計人員的專業能力和綜合素質滿足實際工作要求。在建筑工程的結構設計過程中，設計人員需要始終圍繞建筑工程的內容，明確建筑結構設計的要求，加大調查分析力度，收集整理建筑結構設計的相關數據和信息，為提高建筑結構設計方案的質量提供關鍵依據。對于設計人員個人而言，應當全面認識到建筑結構設計安全性對于整個工程項目建設的重要意義，增強責任意識，積極轉變工作理念，全身心投入建筑結構安全設計的過程中，把握好設計過程中的重點及難點，促進建筑結構設計工作的順利開展，為提升建筑項目建設質量提供重要保障。此外，在進行建筑結構設計的過程中，設計人員需要根據實際情況不斷優化設計方案內容，提高結構設計方案的全面性和科學性。

結語：

隨著社會經濟的不斷發展，高層建筑的需求量逐年增加，人們越來越關注建筑結構的安全性和穩定性。因此，必須提高設計人員的專業技術水平，應用信息化設計技術，不斷優化建筑的結構設計，不斷提高建筑的安全性、實用性和美觀性，為建筑事業的不斷發展做出貢獻。