基于建筑结构设计容易出现问题解析的研究

基于建筑结构设计容易出现问题解析的研究

李晨

上海电子工程设计研究院有限公司南京设计分公司南京市210000

摘要：随着建筑层次和复杂程度的增加，给结构设计提出了要求也越来越高，设计任务显得复杂且繁重，这就要求我们设计人员认真地学习规范，研究现行高层建筑结构设计中值得注意的问题，通过理论知识的提升，有效地把握住工程结构设计的要点，努力做到让结构更安全、更合理。本文详细阐明了建筑结构设计的思想基础，剖析了对建筑设计产生影响的一些主要因素。

关键词：建筑结构设计；问题分析；研究

1.结构形式的确定

基础设计应根据工程地质条件，通常情况下，结构设计过程大致有三个阶段，包括结构方案阶段、结构计算阶段和施工图设计阶段。经过这三个阶段后，结构设计的最后成图就形成了。在结构方案确定阶段，设计者应该根据建筑的重要性及所处地域抗震设防烈度，上部结构类型与载荷分布，结合工程地质勘查报告资料，分析相邻建筑物影响及施工条件等多种因素，确定建筑的结构，选择经济合理的基础方案，通过建筑场地的类别及建筑的高度和层数确定应该采取砖混结构、框架结构、框剪结构、剪力墙结构、筒体结构、混合结构等。设计时应该最大限度地发挥地基的作用，对于项目的基础设计应有详尽的地质勘察报告，这个是设计的主要问题。确定了结构的形式，接下来就是布置结构的承重体系和受力构件。项目没有地质报告，设计就应进行现场查看或者参考临近建筑的地址资料。必须注意同一结构单元应选取相同的类型1。

2.规范设计，避免浪费

有人统计过，设计费用是工程的1%，而对工程造价的影响却是75%。设计阶段的科学性是避免浪费、降低工程造价的重要阶段。在项目建设中，尤其是钢筋混凝土结构，浪费现象是很严重的，设计不合理，增加造价的情况及其容易发生。所以设计阶段的控制越发显得重要。强调节约并不是用料少就好，而是要在保证工程质量的前提下，减少不必要的浪费。设计师要利用自己掌握的理论知识和实践经验，在设计前期认真研究，精心设计，实地探勘，精确计算，精益求精，在不断的优化中确定合理结构方案，使质量和耗材量平衡。结构设计始终坚持“强柱弱梁、强剪弱弯、强压若拉原则”，设计时要充分关注构件的延性性能。

3.结构平面图绘制

绘制结构平面图，要根据情况确定是否建模。排除三类地区的高层建筑外，当项目地处抗震设防烈度为6度区时，按照规范要求，可以不用进行截面抗震验算，不验算不等于不考虑抗震要求。如果建筑结构是砌体，在工期紧张的情况下，可以不用在软件中建模，直接进行设计，不过设计师要注意受压和局部受压的考虑，如果情况需要，进行人工复核。如果工期允许，最好是输入软件进行建模，在软件中，各种计算都很方便。如果项目所在区域属于抗震设防烈度为7度及以上时，设计时一定要输入软件建模计算。建模后绘制结构平面图时，可以采用软件中的涂层冻结法，删除多余的结构部分，再建立新的圈梁层、构造柱层、梁层、文字层、板钢筋层。如果设计时没有建模，结构图的绘制就可直接进行。建议用软件建模，那样一来，移动删除都十分方便，而且大大提高了设计工作效率2。

4.超长结构的设计问题

有一些项目根据地理位置以及一些别的原因，需要进行加长设计。混凝土结构设计规范中规定伸缩缝最大间距为55m，工程实例中超过55m就设置伸缩缝，理论行得通，而实际中很难保证，但伸缩缝间距的控制，以多少为宜，根据本人的实际设计经验，采取后浇带分段施工后房屋长度的控制，可以根据地理位置而有所改变，尤其是当地温差及混凝土不同的收缩应力，并且不影响质量。多层房屋长度超过55m在75m以内时，可以不设置伸缩缝，前提条件必须是采取设置施工后浇带及相应的构造加强措施后，一部分实例证明，均未产生严重的裂缝。但在实际结构设计中，设计师必须对梁柱配筋进行概念上的调整以保证建筑质量。考虑温度应力的影响力，设计时双层设置长向板钢筋，后浇带处的梁板配筋根据情况适当增强；建筑结构的两端特别是边跨的柱配筋必须加强；加强薄弱部位；在超长结构的角部也必须加强；注意钢筋的锚固长度。

5.结构的抗震等级问题

结构设计中，大部分建筑按其抗震设防分类属于丙级，设计时可以根据烈度、结构类型和层高进行选择，这在规范中有明确的规定。对于一些抗震等级为乙类的建筑，设计时也按照当地的抗震设防烈度计算，并提高一度3。

6.大样详图的绘制

结构的大样详图绘制需要认真处理，一般是在建筑详图的基础上直接绘制，但必须保证建筑详图的精确性；如果可能在以前做过的详图的基础上进行局部修改绘制，绘制时，必须考虑外形，结构受力的合理性，同时要顾及到施工方便，使设计合乎规范。

7.高层建筑结构设计问题

南北侧窗台高度不同。如南侧为落地窗或低窗台（200-300mm），北侧为高窗台（900-1100mm）。如果在结构整体计算中，剪力墙的连梁高度均未考虑窗台的高度，且连梁刚度折减系数取规范最小值0.5，周期折减系数取1.0。但在施工图设计，窗台与墙同宽，且与主体混凝土结构整体现浇。在水平荷载作用下，剪力墙结构的实际刚度分布及对整体结构的影响、外墙肢及连梁的内力将与设计状态不符。因此，应按实际连梁高度进行整体计算，或采取以下措施：未作为连梁设计的窗台后砌，采取有效施工措施防止不同墙体材料之间出现裂缝；减薄混凝土窗台厚度或在窗台墙与窗间墙连接处设控制缝。

8.关于主次梁结点部位（梁面同高）的间接受荷问题

我国新老规范都明确规定应设置附加横向钢筋，并承担全部集中荷载。同时，不允许用布置在集中荷载影响区内的斜截面受剪箍筋代替附加横向钢筋。

主次梁楼盖中，当抗震设计框架梁上的荷载以集中荷载为主时，如果按箍筋加密区间距进行电算，对抗震要求的箍筋加密区段以外的截面，因其剪力比支座截面衰减不多，故应验算此截面的斜截面受剪承载力。如计算需要，应延长箍筋加密区的长度。

抗震设计时的型钢混凝土框支柱或框架柱，其箍筋设置除满足规范规定的体积配箍率及构造要求以外，同一截面内的箍筋肢距，同样要满足规范对钢筋混凝土框架柱的要求。必要时仍要设置复合箍。

在较为复杂的结构平面布置中，经常存在多方向柱网相交区域。有些设计将每根柱与周围各柱均用框架梁连接起来，形成不同方向的多梁交于一柱，导致节点区钢筋锚固和混凝土施工困难。实际上，对于现浇梁板结构，水平地震力主要靠楼板传递，每根柱只要在两个接近垂直的方向有梁连接即可，不必将所有柱都连起来。

结语

总之，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。

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]邱俊强.对高层建筑结构设计中存在问题的分析[J].建材与装饰（中旬刊），2012