关于建筑结构设计中的主要问题分析

刘绍鹏

（沈阳新大陆建筑设计有限公司，辽宁 沈阳 110000）

房屋的建筑设计不仅应具有功能要求，还应满足经济和艺术要求。建筑物的结构必须满足强度、刚度和耐用性的要求。有必要为建筑项目制定合理的计划，从而使结构的强度、刚度以及耐久性方面得到进一步增强。

一、建筑结构设计重要性探析

为保证建筑工程施工工作可顺利进行，还应该对建筑结构的设计方案进行优化。从原则上来看，凡是涉及设计内容变更的问题，都需要经过设计的单位的书面签发、同意，不得以施工现场得实际情况为理由，对建筑设计的方案进行更改。但同时设计人员在进行建筑设计、结构设计时，也要了解施工单位的施工流程和施工工艺，设计的图纸要便于施工单位组织施工。要提前预算到可能出现的问题，针对此对设计方案予以改进。为了使建筑工程施工的进度及质量可以得到保证，相关的设计人员应不断跟进项目的进度，对设计进行较低、提供设计答疑、审核设计变更，出具缺陷补救处理方案。这一切，都对推动建筑行业持续发展具有积极的意义。

二、高层建筑结构设计中的常见问题

（一）不重视房屋结构设计

住宅设计和施工图是住宅建设的指导和基本文件。好的结构设计和施工图可以保证项目的质量。房屋建筑的结构质量对房屋建筑的整体质量有最直接的影响。目前，有些单位不重视结构设计，或者对房屋结构的重要性认识不足，没有现场进行结构设计，根据感觉经验盲目复制和设计，均存在质量隐患和安全隐患。一些单位在越来越严峻的市场竞争中，一味看重效益，只强调房屋建筑设计快速出图，没有考虑到建筑工程的质量与安全，导致房屋建筑工程存在严重问题。

（二）高层建筑施工过程中带来的垂向载荷问题

高层建筑在建设施工过程中，会使用到大吨位的机械设备，这些设备有时需要在高层建筑不同的楼层使用，会使得高层建筑在施工过程中垂直方向上的荷载变大，如果在设计阶段对这一问题重视程度不够，没有进行科学地测算计算，也没有采用合理的措施来增强施工阶段高层建筑受力单元的承载力，可能会使得高层建筑承重构件受到损伤，成为建筑安全使用的隐患。

（三）高层建筑设计阶段不够重视基础埋深

在我国，对于不同的建筑高度设计都有严格的对应标准约束，尤其是对建筑的核心设计参数，规定更加详细。高层建筑地基埋深有关规范标准是埋置深度可为建筑总体高度的1/15-1/18，虽然在建筑设计过程中达到规范要求，但在实际建筑完工后，却会出现不达标的情况。出现这一问题主要因素是建筑的实际超高以及高层建筑地下部分不按设计规定进行施工使用。建筑实际建设超高，而基础埋深没有变动的情况下，实际埋深往往达不到建筑总体高度的1/15-1/18，另外高层建筑地下车库、商场的设置，一方面减少了基础埋深，另一方面还对建筑的抗震抗风等安全性能造成了不利影响。

三、高层建筑结构设计问题的对策措施

（一）建筑结构设计必须严谨

建筑设计需要设计师与结构设计师密切配合，建筑设计是前提和基础，要为结构设计创造条件，要充分重视建筑设计和结构设计过程。建筑设计与结构设计就像一枚硬币的正反面，相互依存、缺一不可。双方必须密切合作、相互配合。建筑的强度、刚度、稳定性涉及结构的安全，所以建筑的结构设计必须由结构设计师经过受力分析、计算，得到相关内力数据（轴力、剪力、弯矩）并据此进行构件的强度、刚度计算，从而设计出结构施工图。要高度重视结构安全，尊重结构设计师，尊重结构设计师的专业建议和劳动成果。而不是忽视结构工程师，把结构工程师的工作看成可有可无。建筑结构设计要认真严谨，以数据为基础，确保精准性，对每一个部位都要有科学地设计，对于重点部位，要强化设计管理。

（二）有效地利用计算简图

计算简图是根据结构设计方案以及科学计算原理方法完成的具有指导性的将构件及支撑按结构力学进行简化，用点、线描述构件受力情况和稳定状况的图形。建设过程中涉及到的建筑高度、大部分建筑构件尺寸、材料用量等都需要有定量的数据来指导，定量的数据则是需要科学的计算方法来计算的。而计算相关的内容，需要有效地选择、利用计算简图，保证相关的计算模型，或者计算简图与工程实际情况相符。高层建筑结构设计参数复杂，影响结构稳定性要素非常多，对于建筑的抗震参数和荷载承受力等参数有着严格的要求，这使得高层建筑结构设计计算成为一项大工程，对计算简图的利用也受到多种要素的相互影响，只有在计算人员具备足够完备的专业知识，并正确使用计算简图的情况下，才能全方位、立体化地确保计算流程及数据结果的精度，使得计算简图成为高层建筑设计的有效工具。

（三）从设计和工艺多角度保障高层建筑施工过程垂向载荷

高层建筑设计方案确定阶段，要对具体的地基承载力、各个楼层的承载力等进行详细计算，计算原始数据的收集不能忽略实际施工过程带来的影响，例如大吨位机械设备的使用以及物料砂石堆放在不同楼层、不同施工进度阶段的对结构承载构件的影响。因此要想避免施工过程垂向载荷超标问题的发生，除了设计阶段进行承重柱、承重墙等构件质量约束外，还要对施工工序和工艺进行科学确定，在百分百落实要求的同时，还能降低垂向载荷，保障高层建筑设计与施工一致性。

（四）基础埋深的处理

在高层建筑结构设计当中，基础埋深不够的问题因其隐蔽性较强，往往会被人们忽略，但其对整个建筑的稳定性是有影响的。根据上一节分析的基础埋深问题原因，结构设计人员在对基础埋深设计确定时，要将高层建筑的地下使用部分与地上部分看作一个整体来进行规范设计，采用后浇施工，降低温度应力、沉降差异带来的影响，把地下超高的、地下车库的刚度折算成覆土厚土，依据国家有关规定对埋置深度进行精准计算。

（五）板结构问题设计对策

计算板中空洞面积，并将其与整个板块面积予以对比，如果洞口面积超过了整个板块的30.00%，此时设计中整个板块均应按照弹性膜设计，当然洞口边缘节点也可以按照弹性节点计算与分析。使用PKPM 期间需要设置相应的参数，如果整个屋面按照钢网架计算，此时电算中应输入板的厚度，并将其定义为弹性膜，这种电算结果更加符合实际受力情况，保证设计结构满足实际要求。

四、结束语

当前，高层建筑设计较之过去得到了较大的发展，但也存在较严重的结构体系不合理、地基与基础设计不科学、上部结构设计存在缺陷等问题，较大程度地影响了高层建筑物工程质量。对此，笔者根据其中存在的问题进行了详细分析，并提出了相关解决措施。