建筑结构设计中常见问题与解决措施

文／李捷 青岛翔远市政设计有限公司 山东青岛 266000

引言：

建筑工程施工前，建筑结构设计的优化需要建立在施工前期的概念优化基础上，建筑的结构设计将直接影响建筑的施工质量。一般情况下，高水平的建筑结构概念设计师会根据自身的理论知识和丰富的概念优化设计经验，有效整合建筑结构的整体概念设计，在综合分析建筑内外环境特征的基础上，对建筑结构进行优化和改进。近年来，人们对建筑结构设计提出了更高的要求。为了适应时代的潮流，建筑结构设计师应该打破传统观念的束缚，充分发挥建筑结构的美观性、实用性和经济性。

1、建筑结构设计的重要意义

建筑结构设计的基本含义是工程设计人员运用统筹规划的思想和方法来构造图纸，保证建筑物的所有建筑部分完全包含在现有的工程图纸中，并选择合适的建筑材料。因此，从根本上说，建筑结构优化设计的整体实施旨在确保建筑的安全性和牢固性达标，维护工程建筑使用者的安全权益。工程设计人员通过合理规划图纸，应当能够严格确保土木建筑结构满足最基本的工程质量检测指标，进而实现节约资源以及延长工程使用期限的效果。近些年以来，的现有建筑规模正在实现全面扩展。工程设计人员针对的建筑总体结构图纸应当着眼于合理优化设计，充分确保经过科学优化调整后的建筑工程图纸能够正确指导土木施工环节。设计人员必须综合考虑和判断区域的基本地质特征、建筑的抗震等级、建筑支撑体系的荷载性能等关键影响因素，以全面促进现有结构体系的优化，使建筑各主要结构部位的荷载均匀分布。

2、建筑结构设计中常见问题

2.1 建筑结构设计问题

建筑施工前，必须提前做好地质勘探和测量工作。测量数据是建筑结构设计的重要指标。目前建筑项目的规模越来越大，建筑中的功能越来越多样化，综合性能的建筑也在不断更新迭代。如果不重视建筑物的勘探数据，最终会严重影响建筑物的质量。部分建筑结构设计中存在设计与现场实际施工环境出现偏差。这种现象出现的主要原因为，在进行建筑结构设计时，相关工作人员并没有进行现场察看，同时，没有得到相关地质勘察数据。部分设计工作人员经常依据开发商或者其他机构提供的资料进行设计，由于很多数据不是十分精准，导致最终的施工方案存在严重的不合理，甚至严重影响建筑本身的结构。

2.2 建筑支撑荷载与承重截面设计不合理

建筑物支撑体系的梁应满足最基本的承载能力标准的要求，并充分保证建筑物的梁支撑体系能达到建筑结构设计的预期强度指标。否则，如果建筑物的支撑梁结构没有达到工程荷载设计的预期指标，建筑物的支撑梁将存在断裂或倒塌的安全隐患，同时也会给建筑物带来墙体裂缝以及墙体渗水等不良后果。建筑结构设计人员针对体系中的横梁最大荷载参数应当准确进行计算，否则就比较容易造成现有的图纸设计偏差。除此以外，某些土木建筑结构设计人员针对建筑物的承重截面往往容易忽视合理的优化设计。工程规划设计人员针对承重建筑截面应当进行完整的图纸规划设计，确保综合调整优化后的建筑承重墙截面能够承受更大的荷载强度。但从目前的情况来看，很多还是表现出建筑承重截面尺寸不对，明显会影响建筑的整体牢固性和安全性。

2.3 基础造型缺乏科学

在建筑结构设计中，基础结构设计不科学是常见的。基础结构是建筑结构设计的关键，建筑结构需要根据基础结构进行补充和完善。如果基础结构不合理，整个建筑结构将难以达到设计要求。基础结构不科学主要是由于建筑结构设计中过分追求建筑外观等因素，忽视了建筑结构的性能因素，导致建筑造型不符合建筑力学指标，结构设计陷入困境。建筑基础造型过于怪异，如建筑造型过度偏离重心位置，在实际建筑结构中就需要调整建筑重心以满足设计要求，但由于建筑力学、建筑承载等实际因素的限制，如果建筑造型导致重心过度偏移，建筑结构就容易偏塌。建筑结构设计人员往往忽视造型与结构的关系，在强调美观或风格独特性时，设计中的建筑选型脱离了结构设计原则，导致沉降、塌陷、倾倒等结构性问题，严重影响建筑的安全性能。

3、建筑结构设计中常见问题的解决措施

3.1 空间结构整体布局的优化

在实际的结构设计阶段，对空间结构整体布局优化的合理性提出了更高的要求。为此，作者充分重视这一环节，优化了空间结构的整体布局，表现出很强的综合性。与此同时，充分关注了建筑采光、建筑朝向及空间结构布局等多项内容。通常可以从如下角度开展空间结构整体布局优化。（1）基于城市未来发展规划的视角，在整体布局的基础之上逐层渗透，向细节布局之中深入。例如，可以综合关注住宅建筑整体结构和原材料选择等多项内容，通过多个机制的协调配合，让住宅建筑工程的整体承载力和性能得以充分保障。（2）需要以国家现行的有关标准为依托，针对结构设计优化过程中的各类参数予以充分管控，以实现对于误差的有效控制。

3.2 完善管理制度

在结构设计管理阶段，相关部门需要清楚地了解实际情况，并在完善的管理制度下跟进，以确保项目能够按照预期的方向进行。通过完善的管理体系，确保各项工作按照既定流程进行，规范员工行为。要综合分析系统内容，优化管理职责，部门人员应理解现代建筑工程的管理方式，用人性化的方法引导设计人员形成正确的设计理念。通过媒介宣传、开展培训活动，使设计人员意识到建筑结构设计的关联性，认识到自己肩负的重要使命，严格按照结构设计原则、工程环境参数、建设要求进行设计工作。通过管理要求的规范，使工作顺利进行，确保建筑结构设计具有较高质量。在结构设计期间，要掌握工作方法，认清建筑质量与安全的关系，学习设计规范，整理工程建筑结构设计文件，通过科学控制提高建筑结构设计的整体质量和效率，从而解决各种问题。设计师要了解过去建筑结构设计中存在的管理问题，根据工作需要制定管理方案，保证各项工作能够按照既定要求进行。建筑结构设计管理制度完善阶段，应提高自身工作的合理性，确保现代设计管理能够满足工作要求，设计人员要掌握工作原理，确保其设计工作具有较高的可靠性，能够达到规定要求。

3.3 提高建筑结构设计严谨性

在建筑结构设计的前期，设计机构需要召集建筑结构设计师和结构设计师进行讨论。其中，建筑结构设计是施工的前提和基础，为结构设计创造了大量的条件。因此，要充分重视建筑结构设计师和结构设计师的意见和建议。因为建筑结构设计师和结构设计师就像一枚硬币的正反面，相互依存，融为一体，缺一不可，两者只有高密切联系、交流才能确保项目施工按时保质保量完成。建筑住宅建筑的强度、刚度、稳定性以及整体的安全性涉及人们的生产生活安全，因此，在建筑结构设计师设计完成时必须交由结构设计师进行整体分析及检验，验证其符合国家住建部门的规则。高度重视建筑结构的安全，尊重理解结构设计师，有效吸纳结构设计师的专业性建议和劳动成果，为每一份工作进行负责，为每一位用户负责。

3.4 加强原材料质量控制

结构设计需要应用于多种工程建筑材料，不同类型的结构设计需要应用于不同的原材料，因此保证建筑原材料的质量尤为重要。混凝土施工前，应明确工程设计工作中需要应用的工程材料，并安排专业技术人员对原材料质量进行控制，基于工程施工的具体需求，优化工程材料的购入、运输和存储等环节，同时对原材料的利用率进行把握，避免造成施工材料的浪费。为了实现工程成本的有效控制，在施工前就要制定科学的原材料质量控制计划，一方面能够提升工程设计效率，另一方面也能实现对多种施工资源的合理配置。

3.5 合理规划建筑物的支撑体系荷载以及承重面尺寸

设计人员不仅需要科学地优化建筑支撑体系的荷载和建筑截面尺寸的设计，还需要运用灵活的设计实践思维来选择工程设计材料。通常情况下，工程设计人员要为建筑的支撑体系结构安排必要的保护层，合理优化建筑现有承重截面的尺寸。建筑物的承重梁体以及柱体材料必须满足强度检测指标，避免建筑物的承重体系结构存在失稳安全风险，严格确保土木建筑物的地基与墙体坚固性。建筑管理负责人员必须实时关注工程设计误差检测，及时查找存在缺陷误差的建筑结构设计环节，指导建筑结构设计技术人员对其进行整改。工程整体设计模式有益于实时检测建筑结构设计误差，确保达到了最优化的建筑结构设计整体实践效果。建筑项目结构设计的全面实施开展过程具有动态化特征，建筑结构设计人员针对建筑隐蔽空间区域的重点设计环节应当注意严格把控项目工程质量。

3.6 加强地基基础设计

在建筑工程中，基础绝对占有至关重要的地位。基础的设计决定了整个建筑的结构、形状和规模，也对建筑工程的质量起着决定性的作用。在设计基础的框架结构时，设计人员应充分了解工程用地的地质条件，并与建筑工程对地基要求进行仔细比对，确保地质条件能够满足建筑地基基础对承载力的设计要求，并将地基浅基础的利用率尽量提高。在对建筑工程进行设计过程当中，首先要把对建筑地基持力层的要求数据进行明确，数据要求应当综合参考各种不利因素，包括地下水位影响、建筑载荷情况以及建筑类型等等，经过详细的数据校核后，在满足建筑结构要求的情况下，再进行上部整体结构设计。在目前的建筑结构中，根据建筑结构的不同，最常用的两种基础结构是条形基础和独立基础。在确定采用的基础形式之前，相关设计人员首先要根据基础的承载力详细计算基础尺寸数据，同时对后续的覆土重力和基础应力进行预测计算，最终设计出基础形式。

3.7 建筑结构防腐设计

建筑结构防腐设计不仅是提高建筑结构防腐能力的重要途径，也是确保建筑结构安全的关键措施。在施工过程中，工人需要认真控制建筑材料的质量。使用材料时，工作人员应做好材料的保护工作，避免材料因运输不合理和存放不当而损坏。同时，工作人员需要做好建筑的防潮、防水工作，防止因渗漏问题而影响建筑的安全性和耐久性。针对有特殊要求的建筑，工作人员需要采取有效措施来减少或者消除这些危害，比如：可以采用非承重墙体加固的方式来保护墙体结构；可以利用抗裂砂浆来增加保温层的抗裂能力和提高保温层表面强度。

3.8 抗震缝设计

建筑结构设计管理人员要高度重视抗震缝设计的管理，找出以往设计人员在抗震缝设计中存在的问题，梳理以往工作中存在的不足，完善抗震缝设计方案。结合建筑结构功能的实际情况，分析了建筑结构的内部结构模式以及影响建筑结构功能的各种因素，结合已掌握的信息，完善抗震缝设计方案，使之能有效规避建筑结构问题。设计期间若出现不规则现象，需了解建筑在连接性能方面的要求，重新思考建筑构造设计要求并进行适当调整，使建筑构造设计具有较高的可靠性、合理性。

3.9 优化上部结构

首先，建筑结构设计师应优化剪力墙结构的设计。在优化设计过程中，设计人员应重点关注建筑平面形心与结构中心的设计情况，确保二者达成一致。此外，设计人员必须对建筑空间进行科学设计，通过选用合理的计算方式来完成结构计算，确保剪力墙墙体与建筑墙体达成一致。设计工作人员还应对砖混结构进行优化。在该阶段，设计人员应重点关注承重墙设计，聚焦其中的错洞和大洞口现象，避免承重墙出现安全事故。而在确定构造柱和墙垛长度时，设计人员也应充分考量适用的建筑工艺技术，以实现建筑层高与层数的优化设计。

3.10 细部结构设计

在建筑工程结构设计的技术优化中，也要高度重视建筑细部结构设计的优化。在设计实践中，可以将多块矩形板拼接起来处理异形板，以改善结构的受力平衡，减少角节点的存在。同时，在建筑框架抗震墙的结构设计中，如果需要冷轧带肋钢筋，应对钢筋用量进行合理控制，以便于后续的施工操作，并达到降低工程造价的目的。设计人员应积极应用三维仿真模拟等先进的信息技术对建筑细部结构设计进行优化，通过计算机软件构建三维模型能够对建筑细部结构设计效果进行直观准确的呈现，从而使建筑细部结构设计优化更加便捷。

3.11 建筑结构排水系统优化

在建筑排水系统的施工中，施工单位需要使用多种设备，其中大型机械的参与度比较高。为保证施工设备的荷载力能满足施工要求，水泵可放置在地下室。一般来说，建筑物的结构和功能越复杂，对排水系统设备的负荷能力要求就越高。而排水系统管道通常具有长度不一、粗细不同等明显特征，因此，设计师在优化建筑结构与排水系统关系时，必须打开视野，从宏观角度出发，明确每个位置所需铺设管道的具体尺寸和长度。此外，为保证建筑结构的稳定程度，设计人员应尽量避免管线从梁柱之间穿过的现象。如管道必须穿过承重墙，设计人员则应根据建筑的实际情况开展承重墙的加固计算，为墙体的稳定性提供充分保障。

3.12 超高问题设计

超高问题作为超高层建筑结构设计中的常见问题，往往被忽视，主要是因为设计图纸内容复杂，往往有需要修改的地方。设计师专注于设计图纸的修改，在超高问题上投入的时间和精力有限，无法及时解决这个问题。为解决超高层建筑结构设计中的超高问题，我国做出了一些明确的规定，而设计人员已经修改超高层建筑结构体系，那么在建筑物的超高问题方面就存在重视性不足的现象，使得经过修改后的设计图依旧无法达到要求，不能得到审核人员的批准。基于这一情况，要求设计人员在超高层建筑结构设计工作时，应保持严谨、细致的工作态度，重新进行设计图的制定，整个过程必须考虑超高层建筑的超高问题，从而提高超高层建筑结构设计的合理性，确保工程设计的质量，使工程项目的建设活动得以顺利开展。

3.13 提高建筑结构设计人员的专业水平

在建筑工程中，为了进一步提高建筑结构设计的安全性，需要确保设计人员的专业能力和综合素质满足实际工作要求。在建筑工程的结构设计过程中，设计人员需要始终围绕建筑工程的内容，明确建筑结构设计的要求，加大调查分析力度，收集整理建筑结构设计的相关数据和信息，为提高建筑结构设计方案的质量提供关键依据。对于设计人员个人而言，应当全面认识到建筑结构设计安全性对于整个工程项目建设的重要意义，增强责任意识，积极转变工作理念，全身心投入建筑结构安全设计的过程中，把握好设计过程中的重点及难点，促进建筑结构设计工作的顺利开展，为提升建筑项目建设质量提供重要保障。此外，在进行建筑结构设计的过程中，设计人员需要根据实际情况不断优化设计方案内容，提高结构设计方案的全面性和科学性。

结语：

随着社会经济的不断发展，高层建筑的需求量逐年增加，人们越来越关注建筑结构的安全性和稳定性。因此，必须提高设计人员的专业技术水平，应用信息化设计技术，不断优化建筑的结构设计，不断提高建筑的安全性、实用性和美观性，为建筑事业的不断发展做出贡献。