结构设计中常见的问题与解决办法

黄元元

（中石化中原石油工程设计有限公司　河南省南阳市　473000）

连绵不断的工程事故，不仅使经济遭受了损失，也给人们的生命安全造成了无法挽回的损失。质量终身制的实行，管理的加强，很大程度地降低了事故发生率。但有一部分设计者，由于自身的专业能力不够，经常造成结构设计存在很大的浪费，下文对其进行了阐述。

1　土木工程结构设计中存在的不足之处

经过科学的调查研究资料显示，通常建筑寿命的长短受到结构整体的耐久性与安全性制约，主要集中表现在以下几个方面：建筑的设计水平、施工水平以及质量指标。相对于我国的设计规范来说，国际规范的要求更高，事故发生的几率更小，即使在天灾人祸的状况下，发生的损失很微小。同样都是八级地震，震源深度也差不多，可是我国的汶川遭受的却是毁灭性的打击，汶川周边的大小城市几乎夷为平地。而日本地震，即使在海啸和地震的双重影响下的损失却很微小，更不用说人员伤亡情况了，这和我国的结构设计规范不无关系。

究其根本原因就在于结构设计的牢固性严重不达标且构件承载力不足，它们大多借助于结构的冗余度与延展性来抗压，这是建筑安全的根本保障，要想避免出现由于地震爆炸等自然灾害而造成的人员伤亡与经济财产损失，同时确保建筑工程具备良好的质量与较长的使用寿命，必须要始终将安全设计摆放在土木建筑工程结构施工的首位，进而科学有效的应对因为大面积建筑连续破坏倒塌衍生的灾害损失，虽然近年来我国的结构设计在社会经济迅猛发展与科学技术显著提升的基础上取得了巨大的突破成就，但是在具体的实际应用中仍然存在许多缺陷，主要集中表现在以下几个方面：

1.1　工程设计规范的安全设置水准不合格

总的来说，当前我国整体上的土建结构工程设计规范还不够科学完善，其中许多潜在的安全设计标准跟西方发达国家相差较为悬殊，例如结构工程的宏观耐久性、安全系数范围的定位、构件承载力等方面都还不够成熟，不仅阻碍了建筑工程的顺利施工，更直接造成施工质量低且各种突发性的意外危险事故频发，其中工程设计规范安全设置水准不合格突出体现在维护意识较差、牢固性差等方面。

（1）难以统筹兼顾好结构设计中维护意识、使用情况与安全耐久性间的关系。

①混凝土结构因腐蚀或钢筋锈蚀等原因经常会严重缩短土建结构的生命周期，主要是因为维护意识不强造成的，许多施工者缺乏环保意识而导致在许多方面欠缺周到科学的规范标准，更甚至是使用方法不得当造成结构构件承载力安全水准不高。②所谓的安全耐久性丧失主要是指受到环境因素的影响，例如难以经受住土壤有害化学物质侵蚀、工程周围水渍、冻融及干湿大气的侵害等，总之，希望相关的专业负责人对上述问题引起广泛的关注与重视，并且采取及时有效的措施予以改善解决。

（2）工程设计规范的整体牢固性差。

经过科学的调查研究资料显示，所谓结构的整体牢固性是任何建筑都应具备的一项最基础能力，一般情况下大多见于结构局部破坏不会引发较广面积的连续破坏倒塌等不良后果，要想起到良好的抗灾性能，结构的整体牢固性必须要同时具备良好的冗余度与延性，往往在我国某些土质承载能力较差、地质条件恶劣的偏远地区会忽略设计与设置前的安全等级与论证，还望该缺陷在日后能予以避免。

1.2　结构设计人的专业概念理解欠佳

通常情况下，柱下独立基础大多广泛应用于我国房屋建筑中的钢筋混凝土多层框架中，《抗震规范》（GB500011-2010）第4.2.1条指出：

所谓的框架计算简图不合理主要是独立基础埋置较深，不仅在客观上造成配筋偏少且基础设计尺寸偏小，还会严重威胁到上部结构与基础本向的安全，通常第一种情况是作用在基础顶面上的柱脚内力设计值没有剪力设计值。另外一种情况是在钢筋混凝土多层框架房屋的综合计算分析中，必须要严格输入建筑风荷载，因为往往许多Ⅷ度地震区的部分钢筋混凝土是无需进行基础与地基抗震承载力验算的，但是需要满足地基主要受力范围内没有软弱土层，而且荷载相差不是太大的多层框架厂房，同时民用框架房屋的高度应严格管控在24m以下且小于8层。

就乙类建筑而言，应该按照各个地区抗震设防烈度提高一级的要求来科学合理的确定抗震等级，如果Ⅷ度乙类建筑的高度在6.1.2要求的范围内，设计人员要始终秉持“实事求是、与时俱进、开拓创新”的原则理念来灵活修改设计计算，更要经专门研究来积极采取比一级抗震等级更直观有效的抗震措施。通常在建筑工程设计中，一般普通的工业建筑、办公室与民用住宅等大多被划分为丙类建筑，这主要是依据抗震设防来分类的，同时还包括各种大型零售商场、体育场馆与有关消防能源、交通电讯等医疗建筑，必须要严格按照《房屋建筑结构设计抗震设防分类标准》予以划分。

《建筑结构设计抗震规范》中明确指出非加密区箍筋的最大间距为2dm，而工作习惯上常取梁的最大间距为1dm，更对不同抗震等级的框架梁等间距进行了一目了然的规划，在设计人员的帮助下确定箍筋肢数与直径，进而较为科学准确的计算出加密区的箍筋面积。然而为了充分确保梁非加密区的抗剪承载力，建议非加密区箍筋间距采用2dm，在程序内定的条件下来充分体现梁的强剪性能，进而使得结构设计更加安全有保障，从根本上维护好广大人民群众的生命财产健康安全，更好的促进我国社会经济的协调稳定可持续快速发展进步。

强剪弱弯的要求在某些情况下可以忽略，最常见的就是在柱箍筋与梁非加密区配箍验算过程中，如果要想在纵向钢筋超筋情况下对结构抗震具有积极作用，就必须要在梁端适当增加抗剪承载力，剪力设计值取加密区终点处外侧的组合剪力设计值。此外，《抗震规范》第3.6.6.4条明确指出，往往计算机的计算结果会受到以下诸多因素的影响制约，例如：板和梁的配筋、振型参与质量系数、楼层弹性层间位移、总地震倾覆力矩比值、结构设计自振周期等，一切的计算机计算结果都应该在经过科学准确的判断后才能投入到工程设计中去。

总之，要想灵活自如的应对结构设计中常见的问题，不仅要合理选取电算程序总信息中的参数，还要具备科学有条理的结构方案与计算简图，避免计算机计算结果与期望值相差太过悬殊，同时还需要格外注意的就是确保填写的场地类别与抗震设防烈度准确无误。

2　加强木工工程安全性和耐久性的对策

针对上述建筑结构设计中常见的问题来讲，要想从根本上全面提升我国土建结构工程的综合牢固耐久性与安全稳定性，就必须要采取以下几点建设性的有效措施，进而促进我国社会经济的又好又快发展进步：

2.1　安全设计

①不断深化加强理论学习，始终以增强结构设计人员的专业理论知识与实践操作经验为出发点与落脚点，全面提升设计人员的综合素质与思想道德水准，不断的改革创新与优化升级结构设计计算模式与方法；②结构设计的安全与否还要从管理层面上予以加强，充分利用高精尖且先进发达的现代技术设备来推动建筑施工的顺利运营，优先筛选出那些管理理念超前且人性化、实力雄厚且资质等级高的建筑结构设计单位；③良好的结构设计还需要逐步加强过程监管发现问题并在短时间内精准的修改设计，充分调动起结构设计人员的主观能动性与积极创造性，针对施工人员存在的理解误区要进行详细的讲解，设计单位在文件审核实施后与施工单位保持紧密的联系；④结构设计的图纸必须要一目了然，坚决避免繁琐复杂且常识性基础错误连篇，设计者要对图纸内容非常熟悉，始终秉持严谨细致、认真负责的态度进行结构设计施工，针对施工人员提出的建议要进行及时的反馈总结；⑤最为重要的一点就是设计计算不漏项，在设计时要做到对每一部分的数据仔细校对，避免由于设计者的粗心大意而导致各种工程质量事故。

2.2　设计的经济性

在现代社会中，经济性对设计单位、设计者尤其重要。不能保证经济性，项目投资超出预算，甲方会追究设计单位的责任，设计单位会追究设计者的责任。不能保证经济性，成本增加，势必会造成增加的成本叠加于住户的身上，造成房价的攀升，对社会的稳定会产生很大的影响。因此，需做到以下几点：①对于高层建筑混凝土结构，不注意哪些是超限工程，只认为超过“高规”A类或者B类是超限工程，其实不然。如高层混凝土结构的层间最大位移与平均位移比超过了1.4，其一项就是超限工程。所以应该认真学习、掌握建设部文件建质[2006]220号，客观地讲，能不做超限工程的尽量改变建筑，结构方案，使其不超限，以节约造价；②注重统筹兼顾好钢筋用量、材料选择、合理布置、截面尺寸形状等因素之间的关系，同时格外关注降低多参数设计时的安全积累；③结构设计人员应该具备最基本的吃苦耐劳精神，优先使用标准图来提升工作效率与减少资金成本损耗，还极大的有利于提高精准度；④结构设计方案应该始终倡导为国家节约开支的环保经济理念，着重考察美观性与性价比，条件允许的情况下可以将众多设计方案进行优中选优，因此，对于同一荷载，设计结果并不惟一，但必须满足构造和强度要求。在此基础上，应该使构件美观经济。一个工程通常由多个部门组成，各部门之间应该多协调、沟通，进而将工程成本降到最低。

3　结论

综上所述，本文对结构设计中常见的问题与解决办法进行探究分析具有重要的现实性意义，土木工程结构的设计，不仅关乎着建筑整体的安全稳固性，还关系着广大住户的生命财产健康安全，这对于构建社会主义和谐文明社会具有深刻的作用，因此，施工者从建筑结构设计阶段就要引起高度重视，在充分保证工程质量的基础上不断致力于提高建筑的使用寿命年限，使住户能够住的舒心，住的放心。

[1]汤盈盈，孙浩国.试论建筑结构设计中的常见问题与有效解决办法[J].建筑工程技术与设计，2016（18）：107～109.

[2]王纯合，刘宏.针对结构设计中常见的问题提出几点解决办法[J].建材发展导向（下），2017（26）：273～275.