浅谈建筑结构设计黄国华

浅谈建筑结构设计黄国华

黄国华

张家港市建筑设计研究院有限责任公司215600黄国华

摘要:民用建筑的质量与人民的生命财产有着直接关系，然而民用建筑的质量好坏除去施工带来的影响外，结构设计也是一个不可或缺的原因。文章以民用建筑结构设计中的现存的一些问题进行了详细的分析。

关键词:民用建筑、结构、设计、存在

建筑设计是比较繁琐复杂的工作，且责任重大，如不计施工带来的影响，那结构设计便是决策建筑物的安全其功能是否彻底发挥的重要因素。在现实的案例中，各种建筑遇到的麻烦通常是设计出现的问题所带来的。文章以建筑结构设计的概念以及最基本内容进行了简单的阐述，并对设计中存在的问题进行了深入的分析。

一、建筑结构设计的概念及基本内容

简单明了的理解，结构设计就是用结构的语言方式来表达出设计者的设计理念。通常所说的结构语言是指一种提取出的结构元素。提取的结构元素包括了多方面，有墙、柱、梁、板和楼梯等等。经过这些结构元素的应用来构成建筑物的一个结构体系及承重体系等。简单的理解，结构设计分为基础设计、上部和下部结构设计。

在建筑结构的基础内容也包含两个方面。一是结构设计的程序，在一个建筑的设计中，除了结构设计以外,还有给排水设计以及暖气通风设计、电气设计等等。不管是哪部分的设计都要具有美观性、功能性、经济性以及环保性的特点。建筑物要想更好的表现它的功能，就务必在建筑结构设计上特别留意，这个也是确保建筑物质量的一个基础；二是结构设计的要求，对于建筑物结构设计的计算要求对构件在正常状态和极限承载能力的状态下进行计算。比如疲劳强度的验算等。如果有多种的作用力同时发生在构件上，那么必须对构件在各种作用力下的效应进行仔细的分析，将最不利的组合考虑进去。对于抗震的设计也是非常重要的，我国对于抗震设防的烈度一般在六到九度，还可以根据建筑物所在地区的不同以及建筑物的结构类型和高度等实际情况采取不同的抗震等级标准。而抗震等级不同，那么在计算和构件等方面的要求也就有所不同。

二、民用建筑结构设计中存在的问题

2.1部分结构设计不够科学合理

一部分的结构设计存在较大的安全隐患，没有按照我国的建筑抗震设计的相关规定执行。有些建筑的底层需要设计成一个较大的空间，因而缺少抗震墙，并且上部与底部的抗震墙也没有对齐，使得其结构体系不合规范，不符合力学原理。更有甚者，在设计中将抗震和场地的分类搞错，致使整体的结构设计都出现错误。对于一些类似悬挑构件的混凝土构件，最小配筋率都不符合规定，甚至相差一半或者一半都不到。在计算荷载取值时不按照规定来确定的现象比较严重，而且一些结构设计的计算书明显与其不符，计算结果远大于其结构强度，使得建筑物存在较大的质量威胁。

2.2设计深度不符合规定

特别是在施工图纸上的偷工减料现象比较突出，设计不够精细，施工图过于简单，原本应有的系统图和大样图等都有所漏缺，并且一些比较重要的信息也只是用了“见图集”等予以标注，或者由直接将责任推给厂家，没有表达得很明确，对于一些细部的地方表述不清，不能将工程的全貌反映出来。在设计中，相关的安全等级、设计参数、设计依据和放火消防处理等都是需要予以标注或者交代的，而这些重要信息经常被忽略了。产生这些问题的原因有可能是由于设计人员对民用建筑的设计重视不够，擅自套用了一些其它设计结果等，也可能是因为设计人员对相关的设计规范和方法要求等都不是很了解，或者设计者没有将力学的概念掌握透彻，不能对其进行正确的计算，或者没有相关的计算经验。

2.3结构计算的问题

对建筑物结构计算的问题主要存在以下3个方面：一是荷载取值不当，比如对于民用多层框架的建筑在采取独立基础的情况下，一般其地基的主要受力部分没有软弱黏性土层的时候，如果建筑物的高度没有超过八层，并且其高度在25m以下，是作为一般性的民用房屋，或者是荷载相当的厂房时，就没有必要去验算地基的抗震承载力了。不过在设计其基础时还是要考虑到风荷载的作用。所以风荷载的输入是必须的，无论其是否位于地震区或者是否是高层建筑；二是对底框砌体结构进行验算的问题只有当刚度较为均匀的多层结构才可以适用底部剪力法，如果其结构中具有薄弱层，那么就必须对其塑性变形集中造成的影响进行考虑；三是确定结构周期折减系数。框架结构等因为有填充墙，所以其实际刚度比计算刚度更大，而实际的周期又小于计算的周期，所以计算出的地震剪力一般是要偏小的，结构就存在一定的安全隐患，所以对计算周期进行折减就显得非常必要。

2.4构造设计的问题

构造设计的问题中重要存在地基基础设计中的问题以及框架结构设计中的问题。前者是设计中经常出现的问题。高层建筑基础在有效的埋置深度上经常出现不足的情况。如果对于柱基的类型选择不当的话对于其施工上的操作可行性以及完工质量都可能造成严重影响，还可能对周围的施工环境带来损坏。而当桩间距不够，不符合相关的规定的时候，尤其是锚桩和试桩的间距经常被设计者忽略，这都会对试桩结果的正确性造成较大影响。此外，当桩身的钢筋笼不够长时，其在挤土灌注桩的时候就可能无法穿越软弱土层的深度，不符合相关的桩基规范，这也是建筑设计中常常出现的问题。对于框架结构设计，一般设计者很容易忽视纵向框架而只重视横向框架。根据我国现行的抗震设计要求，应该按照两个主轴的方向来进行分别的计算。当不进行抗震设计时，一些设计人员将纵向框架按照普通的连续梁来进行设计，这也是不符合相关的构造要求的。

2.5材料、机构体系的问题

对于工程技术人员来说，选择合适的建筑材料以及合理的结构体系是非常重要的问题。特别是现在的民用建筑很多都是高层的甚至超高层的，我国根据建筑钢材的分类建议高层建筑尽量采用钢骨混凝土结构或者钢管混凝土结构等，使得其柱断面的尺寸得以有效减小，使得其结构的抗震功能得以提高。如果高度超过一定程度后，为了抵御风振，基本都是将钢骨混凝土或者首选的建筑材料。

很多实际的建筑工程中都出现了规则性差以及抗震结构不利等现象，还有就是楼层出现错层的问题。如果在高层的建筑中出现大范围的错层，那么楼板的连续性则会出现问题，这种结构一旦形成对于抗震是非常不利的。此外，一些民用的高层建筑存在薄弱层可是又没有补救的抗震措施。按照我国对于高层建筑中抗震设计的相关要求，一般高层结构是不能采用两种或者两种以上的复杂结构。而楼板开洞过大也会造成结构的不规则，影响结构的抗震效果。

三、结论

民用建筑的结构设计是一个复杂的系统，其中存在的问题涉及到方方面面，要解决好这些问题就需要丰富和经验和先进的理论知识，并且秉着认真负责的态度和创新精神投入工作中。而设计者在进行民用建筑的结构设计时则要从每个基本的构件开始计算，掌握其中的各个要点，并且按照相关规定，配合其它专业人员进行整体的结构设计，从而提高我国民用建筑的结构设计水平，将建筑质量提升到一个新的阶段，使得我国的民用建筑在结构设计上更加科学合理、安全规范。