结构设计特点及设计注意事项

孙飞

摘要：结构设计指用结构语言表达建筑师、设备专业工程师们所要表达的东西。结构语言主要指结构图中常见的组成元素，包括梁、板、柱、基础、剪力墙、楼梯、细部详图，用这些结构元素来构成结构的竖向和水平的承重及抗力体系。通过把各种状况的活荷载及结构自身产生的恒荷载，以最简洁、最合理的传力路径的方式传递至基础。一般结构设计的内容大体分为： 梁、板、柱、基础、剪力墙、楼梯、细部详图。本文列举了结构设计过程中的注意事项及在此过程中体现的问题。

关键词：结构语言;结构设计;注意事项

在结构设计中要严格遵守国家各部门的规章制度、设计规范、国标省标图集结合具体工程，做到安全使用、经济合理、技术先进、质量为先、保护环境，同时要积极应用新技术、新材料、新工艺。是进行民用建筑结构设计的原则。一个优秀的民用结构设计作品往往是这五个方面的最佳结合。最佳结合的过程往往是民用建筑结构设计在努力追求这五个方面的过程中所体现而且产生的，适用、安全、经济、美观、便于施工是结构设计人员最终努力的目标，是结构设计的最佳体现。

结构设计和建筑设计两者相辅相成，不能以损害其中一方满足另一方的方式存在。民用的结构设计不能破坏民用建筑设计，不能为了满足各种结构安全指标而破坏建筑物的功能要求、技术要求、经济要求、美观要求以及规划要求;民用建筑设计不能超出结构设计的能力范围，不能为了达到建筑相关的指标而忽略或者弱化了建筑物本身的内部结构、抗震措施、地质环境、施工实现条件等因素;安全、经济、合理的结构设计基本原则要始终贯穿在结构设计的每个环节。结构设计决定民用建筑设计能否实现，从这个意义上讲，结构设计显得更为重要，虽然一栋标志性建筑物建成后，人们只知道建筑师的名字，但一个适用、安全、经济、美观、便于施工的结构设计也是工程师们的骄傲和成就。

一、建筑结构设计特点

（一）科学性

建筑结构设计是以实际工程为蓝本，在此基础上抽象成相应的力学模型，以数学、力学为理论基础，通过计算机技术进行合理计算的一种应用性技术。一个优秀结构工程师应该善于把复杂的建筑模型简化成一个最合理的受力模型，利用最合理数学和力学计算方法分析建筑结构的工作机理，只有这样才能得到最贴合实际的计算结果。

（二）应用性

建筑结构设计必须讲究经济效益，一个成功的建筑结构设计，技术上先进合理，经济上效益显著。建筑结构设计与结构理论研究不同，它更加具体、更加简洁、有些地方是近似解，有些地方根据实际情况进行修正。

（三）实践性

建筑结构设计是一种工程实践活动，学校中的纯理论知识不能直接变成成熟的设计作品。一件好的建筑结构设计作品，除了成熟的设计理论外还需要设计师能有丰富的设计经验伴随其中。

（四）复杂性

建筑结构设计的复杂性首先表现在设计中各种因素的不确定性，比如建筑方案的多种可能性，地质情况的复杂性，侧向荷载的不确定性等。建筑结构设计的复杂性还表现在建筑结构设计方案的多样性，比如：结构的选型，结构构件的布置，计算模型的选择，配筋面积的选择等。建筑结构设计是一个具有多解而没有标准答案的问题，作为一名结构工程师，我们需要找到一个相对最优的方案。

（五） 创新性

建筑结构设计作为一种技术服务行业，在设计市场竞争激烈形势下，要想获得开发商的项目，必须提供比别人更加合理经济的结构方案，这就需要工程师的创新能力。这种创新能力是通过多方面体现的，如：PKPM软件不可能把所有结构类型的建筑体系计算的最合理。我们需要利用不同设计软件对不同结构体系的计算结果进行横向对比，从而找出最合理的。这种对比计算的过程就是体现了设计的创新性，这往往要求设计师有深厚的理论功底，同时要求其熟练掌握不同结构类型的设计软件。

二、建筑结构设计的原则

结构设计一般在建筑设计之后，“受制”于建筑设计，但又“反制”于建筑设计。结构设计不能破坏建筑设计，应满足、实现各种建筑要求;建筑设计不能超出结构设计的能力范围，不能超出安全、经济、合理的结构设计原则。结构设计决定建筑设计能否实现，从这个意义上讲，结构设计显得更为重要，虽然一栋标志性建筑物建成后，人们只知道建筑师的名字，但一个适用、安全、经济、美观、便于施工的结构设计也是工程师们的骄傲和成就。

三、进行建筑结构设计中荷载值应注意的相关问题

荷载有四种代表值：标准值、组合值、频遇值、准永久值。其中荷载标准值是荷载的基本代表值， 而其他代表值都可在标准值的基础上乘以相应的系数得到。如：民用建筑楼面均布活荷载中住宅的标准值为2.0KN/m?，其组合值系数为：0.7，频遇值系数为：0.5，准永久值系数为：0.4。对于永久荷载主要用标准值作为代表值，可变荷载根据要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。

综上所述，结构设计除了需要扎实的理论知识功底还需要有相应的设计实践经历，它是个系统、全面的工作。作为一名设计人员要从基本的构件算起，先手算然后再电算，这样才能做到知其所以然，深刻理解规范和规程的含义，并密切配合其它专业来进行设计，在工作中应事无巨细，善于反思和总结工作中的经验和教训。

参考文献：

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[4]刘时伟.建筑结构荷载设计中应注意的问题[J].考试周刊，2012，13.