建筑结构设计注意事项浅析

李健

摘要：结构设计是建筑工程的重要组成部分，是建筑安全应用的基础。因此，设计人员要从一个个基本的构件算起，做到知其所以然，深刻理解规范和规程的含义，并密切配合其他专业来进行设计。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。只有这样才能做好建筑结构设计，促进建筑工程质量的不断提高。

关键词：建筑；结构设计；注意事项

1 结构设计的基本内容

1.1结构设计的流程

建筑物的设计包括建筑、结构、给排水、暖通和电气等专业设计。其中，结构设计是整个建筑物设计中的一个重要组成部分，建筑结构是一个建筑物发挥其使用功能的基础，结构设计主要包括以下四个过程：结构方案设计、结构分析、构件设计、绘施工图。

1.2结构设计的要求

在设计过程中，为保证建筑结构的可靠度达到设计要求，必须遵循以下要求：（1）结构构件应进行承载能力极限状态的计算和正常使用极限状态的验算，如直接承受动力荷载的构件还应进行疲劳强度验算；（2）结构上多种作用效应同时发生时，应通过结构分析分别求出每一种作用下的效应后，考虑其最不利组合；（3）抗震设计：根据我国的相关标准规定，对于抗震设防烈度不低于6级的地区，要进行抗震的设计。建筑结构根据所在地区的烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级。通常取该地区50年内超越10%的地震烈度。对应不同的抗震等级，有不同的计算和抗震构造要求。（4）抗风设计：根据建筑结构载荷规范，对于高层建筑物，风载作用对其结构的承载力和稳定性有着较大影响，根据不同地区的基本风压大小以及要求的使用年限，随着高度的上升，风载系数取值也在逐渐增大。基本风压的大小也可根据贝努利公式按照50年一遇的最大风速进行计算。

1.3结构设计坚持的原则

1.3.1重大轻小。建筑结构设计中常常涉及到很多关键的概念，如：“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等，这些都是需要重视的问题。尽管结构体系是由不同的构件协调构建起来，但由于不同的构件都发挥着不同的作用，因此，在整个建筑物中構件也有轻重之分。

1.3.2多道防线。安全的结构体系必须设置多道防线，尤其是当发生灾难时将会在抵抗外力破坏中发挥有效作用。若仅仅将抗风险的希望都集中寄托在建筑物的某一个结构构件或者局部结构上，这是很危险且不稳定的。因此，我们要有成熟的设计概念，如多肢墙好于单片墙，框架剪力墙好于纯框架好等等，这些都是多道防线的设计思路的重要表现。

1.3.3优劣互补。科学合理的结构体系需要坚持优劣互补的原则。结构体系刚度大，使其变形能力差，如果建筑物受到巨大的破坏作用力时，则其承受的力更大，进而会发生局部受损以至于全部毁坏，而太柔的结构尽管能够限制外力的破坏程度，但经常因为变形过大而难以正常运用。

2 建筑结构设计的原则

完美的建筑结构设计就是在努力追求这五个方面的最佳结合的过程中产生的，安全、适用、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。

3 合理设计

合理的建筑结构设计对整个工程的进度有着直接的关系，同时，对工程整体的施工质量也有着举足轻重的作用。那么在建筑工程结构的设计上就需要注意一些问题。

3.1建筑结构计算的注意事项

在结构计算的过程中，首先，避免荷载计算错误。在整个建筑荷载计算的过程中，设计人员应结合着建筑工程的实际用途及整体结构，科学的计算出建筑的荷载范围。在确保建筑结构稳定性的同时，也避免了后天的人为形成的破坏因素。

其次，在底框砌体结构进行验算的过程中，底部剪力法宜适用于刚度比较均匀的多层结构。针对具有薄弱层的底层框架混合结构，应考虑塑性变形集中的影响。底层框架混合结构的剪力分配不能简单地按框架抗震墙的方法计算，因为底框架结构中只有底层框架抗震墙，应采用双保险的方法。由此可见，在整个建筑结构设计中，结构计算不仅关系着建筑工程的稳定性和安全性，同时还关系着建筑工程今后投入使用后的一些相关事项。

3.2建筑构造上的注意事项

首先是建筑构件配置上的问题，设计人员应当确定整个工程所需要的钢筋的配率范围，特别是那些能够在抗震设计中延长建筑稳定性的结构，这样在地震出现时，能够将人员的伤亡数目降低到最低。其次，是针对钢筋的安装问题，在安装前要确保钢筋的质量，然后是确保钢筋安装到了制定的位置。再次是为了从根本上杜绝因温度应力引起的墙体开裂现象，就需要建筑结构设计人员在从始至终的整个设计中，融入通风暖热的措施。最后是按抗震构造要求设置的构造柱，应在整个建筑物高度内上下对准贯通，上至女儿墙压顶，下至浅于500毫米基础圈梁，或伸入室外地面以下500毫米，构造柱与圈梁、楼板和墙体的拉接必须符合要求。

4 建筑结构设计中的需要注意的其他相关问题

结构设计中相当部分构件的设置，规范仅给出了最低限值或建议取值，在实际设计过程中由于结构设计师的理解不同可能对整个设计带来相当大的区别。但在设计中，值得注意的几个问题我们应当也加以重视：

4.1 结构的超长问题

混凝土结构设计规范第8.1.1条中规定钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距为55 m，而8.1.3条则规定当采取后浇带分段施工，专门的预加应力措施或采取能减小混凝土温度变化或收缩的措施且有充分依据的，伸缩缝间距可适当增大。但这两条规范往往在实际设计过程中较难把握。

4.2 关于桩筏基础中筏板取值问题

桩筏基础设计中对于筏板厚度的取值，一般是先按建筑层数估算筏板厚度，常规是按层数x50 mm来估算。一般情况均为角桩冲切来控制板厚。

4.3 关于强柱弱梁的设计理念

强柱弱梁的概念主要是针对小震不坏，中震可修，大震不倒的抗震设防目标而提出的。柱破坏了建筑物整个都会倾覆，而梁破坏则仅是某个区域失效，因此柱较之梁破坏的损害更大，因此，我们必须要严格控制柱轴压比，而且我们对柱断面及配筋设置时应分部位处理，建议边柱，角柱应适当加强，特别是角柱，建议应全柱加密箍筋，且配筋率不宜小于1%，所有多层或高层框架柱，不包括小截面柱，笔者建议角筋均应大于等于20，且柱筋品种不宜过多，矩形截面柱尽可能对称配筋。

4.4 关于梁筏基础板筋位置设定问题

弹性梁筏基础，由于考虑水浮力下底板所受向上的反向力，设计人员会要求筏板面筋能置于地梁主筋以下，而地梁配筋有时较多甚至配置双排筋，再加上梁箍筋则施工中引起板筋的弯折相当困难，遇到人防工程则更难施工。从受力传递过程来说，板筋设置必须准确，但考虑施工困难及相应板保护层的损失，建议可以作适当放松。

5 结语

鉴于整个建筑结构设计的复杂度和重要性，所以要求设计人员就要有扎实的理论知识功底和多年的设计经验，从最小的一个构件到大的楼体，每一步都要经过仔细的计算，事无巨细。

参考文献

[1] 徐涛.对高层建筑结构设计的分析[J].建材技术与应用，2011

[2] 李远航.建筑结构设计浅谈[J].考试周刊，2010

[3] 刘志伟，张晓新.建筑结构设计中需要注意的问题[J].科技创新与应用，2012

（作者单位：江苏筑森建筑设计有限公司南京分公司）