建筑结构设计常见的问题及措施分析

靳 永 恒

(山西中方森特建筑工程设计研究院,山西 太原 030002)

建筑结构设计常见的问题及措施分析

靳 永 恒

(山西中方森特建筑工程设计研究院,山西 太原 030002)

介绍了建筑结构设计的基本内容和总体原则，在对目前我国建筑结构设计存在主要问题分析的基础上，探讨了相应的解决方案，指出设计方案的科学性、合理性、可行性直接决定了建筑的施工水平和效果。

结构设计，建筑结构，设计方案

0 引言

随着我国国民经济的不断发展，人们生活水平的不断提高，建筑工程项目数量和质量都得到了很大提升，建筑行业迎来了蓬勃发展的时期。建筑工程的水平与经济发展和人们生活水平都直接相关，因此对工程质量的要求也越来越高。建筑结构设计是建筑工程项目实施的重要环节，设计水平直接影响了项目的建设质量和建设水平。建筑结构设计水平的提高能够保证建筑企业的长久、良好发展。

1 建筑结构设计的基本内容

建筑结构设计的主要内容包括结构设计、建筑设计、电气设计、给排水设计、通风供暖设计等。在设计的过程中既要保证方案的科学性、合理性，还要充分考虑建筑的美观、舒适、节能、环保等要求，同时还要满足经济方面的要求，要充分借鉴和利用建筑物对自身实用功能的要求。

在建筑设计过程中，可以根据不同的标准进行多种分类。从建筑物的高度和层数角度划分，建筑结构可分为高层建筑、单层建筑、多层建筑以及超高层建筑；从建筑物的使用功能角度划分，可以分为工业建筑和民用建筑；从使用的施工材料角度划分，可分为钢结构建筑、钢筋混凝土结构建筑、木结构建筑、混合结构建筑以及砌体结构建筑等；从结构形式的角度，还可划分为排架结构、剪力墙结构、框架结构以及筒体结构等。

2 建筑结构设计的总体原则

在进行建筑结构设计的过程中要遵循的总体原则是使建筑物具有较好的经济、安全、美观、适用以及便于施工的特性。在施工过程中通过有效选用材料、设备等可以提高施工经济性；通过科学完善的设计方案以及对项目质量进行严格把控可以提高建筑的安全性，使居住者的人身安全有保证；对新型材料或设计方法的应用可以改善建筑的美观度；通过对传统设计方案的改革，减少浮夸的无用设计，提高建筑的适用性；通过对整体方案进行优化，可以保证施工的方便性。在结构设计方案中还可以充分借鉴美学的分析方法，提升建筑物的观赏性。最后，还要充分考虑内外部的自然环境、政策及其他人为因素等的影响，保证设计方案的可行性。

3 建筑结构设计中存在的主要问题

1)设计随意无章。

建筑结构设计的方案或设计图纸是后续施工的依据和重要参考标准，因此设计的科学性、严格性和合理性至关重要，在方案和图纸中的任何微小差错，都可能会引起后期施工中的重大事故。因此在设计过程中要重视图纸的绘制和参数的标示工作。目前，很多设计单位在进行设计的过程中都没有在图纸中明确标示施工的关键环节和参数，或是对施工环节缺乏深刻的研究和分析，对于一些参数的设置不够合理，导致在施工环节中施工人员的随意性很大，极易造成安全事故和隐患。

2)设计不合规定。

第一，建筑结构设计不合规定，一方面是指设计的材料不合规定，这主要是由于建筑施工企业为了追求较高的经营利润，在设计方案中刻意降低含钢量、调整建筑材料，从而达到降低施工成本的目的，提高其在市场中的竞争能力。这种行为长远来看损害了企业的声誉，给企业造成了恶劣的影响，另一方面也严重影响了人们的正常生产、生活。近年来，新闻中不断报道的“楼歪歪”“楼脆脆”就大多是由于建筑含钢量低引起的。图1是典型的楼歪歪。第二，建筑结构的设计需要结合施工现场的环境进行系统的分析，一些设计人员闭门造车，仅凭经验和书本知识进行设计，缺乏对整个项目的深入了解和分析，导致工程的刚度设计不合理，不能够满足居住的要求。第三，建筑的地基是整个工程的基础，一旦地基设计出现问题会影响整个建筑的质量，导致地基不能够承受整个建筑的重量，建筑出现歪斜、倒塌等问题，降低使用年限、增大了使用的风险性。

4 建筑结构设计

1)完善设计图纸，培养严谨的工作态度。在建筑结构设计过程中要培养和树立严谨的工作态度，对施工中的技术参数、细节、材料和信息等要充分调研、分析，并且将设计方案和参数在设计图纸中清晰、明确的记录下来，不能为了一时省事而略掉一些标注，例如单位等。任何不完整、不严谨的标注都可能给最终施工带来巨大的安全隐患。设计完成后，要对图纸进行反复的检查和考证，从而保证图纸中的方案、参数等的准确性，对于数据的错误或缺失立即修改。

2)加强对建筑的刚度设计。目前大量建筑物中降低含钢量的设计给建筑的施工和使用带来了安全隐患，直接影响了建筑物的牢固程度，因此，建筑结构设计要高度重视刚度的设计，保证整个建筑物的质量。同时要认识到不同的地质环境对于建筑的刚度要求也是不同的，在地质较为稳定的平原地区，建筑结构对刚度的要求较低，在这样的条件下，可以在保证建筑质量的前提下适当降低含钢量从而提高企业的经营利润。而在山区、丘陵地区等地势不平稳的地区，建筑的刚度要求非常严格，施工单位不能为了追求一时的经济利益擅自降低建筑的含钢量，而必须结合实际情况，设计满足实用要求的建筑。

3)重视地基设计，保证建筑质量。在进行地基设计时，要对建筑施工现场进行认真勘查，要综合考虑建筑的外观特点、楼层高度等进行地基的设计。设计人员不能仅凭经验或书本知识，或仅仅参考一些历史数据或图片等就完成地基设计，而必须进行实地勘察，具体问题具体分析。在设计过程中，要重视与地质部门、施工单位等的人员进行充分的沟通和讨论，在对相关资料和数据进行充分分析的基础上，确定地基的设计方案，从而保证建筑物的质量和安全。

5 其他需要重点注意的问题

1)重视耐高温、防火性强的钢材的使用。

近年来钢结构建筑获得了较好的推广，然而钢结构本身存在耐高温、防火性能差的缺点。钢材本身并不可燃，但是却是导热性能非常好的材料，极易传播热量。此外，当温度达到300 ℃时，钢材的强度急剧下降，达到600 ℃时强度几乎下降为0。在真正的火灾中，温度一般可达800 ℃以上，也就是说在火灾中钢材结构的建筑会扭曲变形完全倒塌。因此在结构设计的过程中要重视耐高温、防火性强的钢材的使用。例如可以在钢材表面涂抹阻燃涂料、防火涂料等，从而直接改变钢材表面的燃烧特性，有效阻止高温和火势的蔓延及传播，同时保证钢材结构的强度。此外，可以在屋顶的位置设计铺设防火砖或使用混凝土包裹，从而保证在火灾发生时减少钢材与高温的基础，通过防火砖或混凝土向外疏散热量。在满足防高温、防火需求的同时，提高房屋建筑的日常保温性能，提高建筑的居住舒适度。

2)重视房顶支撑系统的设计。

目前我国存在大量大跨度的钢结构建筑，需要坚强的房顶支撑整个建筑物。在进行大跨度建筑的机构设计过程中要高度重视房顶支撑系统的设计，包括屋盖结构、制动梁、柱、墙架以及各类支撑结构等。在支撑系统中，最重要的是横向的框架，整个屋顶的框架都是由横向框架即横梁所组成的，科学、合理的横梁位置设计能够巧妙地将建筑物的重量引到地基的位置，从而更好的保证房屋的稳定性。其次是檩条的设计，檩条与横梁相结合实现了对整个厂房建筑的支撑。在檩条的设计中要注意所有檩条都垂直于地面放立，从而帮助整个支撑系统支撑住屋顶。檩条的倾斜不但影响建筑物的美观，还会给建筑物的安全性、稳定性带来巨大问题。

3)注意温度伸缩缝的使用。

温度伸缩缝是指在钢结构的建筑中为了防止随着外界气温变化而引起的热胀冷缩反应对建筑结构造成的损坏，而沿建筑物的施工方向在适当的位置敷设一条构造缝。其目的是保证在温度变化时钢结构建筑不会发生断裂。在伸缩缝中会填入一些保温材料，其作用是在温度剧烈变化时起到中和的作用。

温度伸缩缝的设置并不是盲目的，也不是越多越好，而应当结合建筑物的特点进行合理的设计。在建筑结构设计时要将整个建筑划分为多个不同的温度区域，在温度区域中间敷设温度伸缩缝。根据建筑结构的横向、纵向构造，设计相应方向的温度伸缩缝，从而实现对钢材温度的调解，减少热胀冷缩产生的外力对钢材结构的损害。

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[4] 宋志瑜.建筑结构设计中常见问题与解决措施分析[J].城市建筑,2014(4):66.

On common problems of architectural design and measures

Jin Yongheng

(ShanxiZhongfangsenteArchitecturalEngineeringDesignandResearchInstitute,Taiyuan030002,China)

The paper introduces the basic content and general principle for the architectural structural design, analyzes the main problems of the current architectural structures in China, explores the respective solutions, and points out the design scheme is scientific, reasonable and feasible for the construction standard and effect of the buildings.

structural design, architectural structure, design scheme

1009-6825(2017)21-0035-02

2017-05-03

靳永恒(1963- ),男,高级工程师

TU318

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