建筑结构设计过程中常见问题探讨.doc

1、1建筑结构设计过程中常见问题探讨摘要: 随着我国国民经济不断发展和人民生活的迅速提高。业主及建筑师的创新艺术使得建筑发展被广泛应用。建筑结构设计给工程设计人员提出了更高的要求，本文就建筑结构设计过程中的常见问题进行一些探讨。 关键词：建筑结构；设计；常见问题 Abstract: along with our country national economy development and rapid improvement in peoples life. The owner and the architects creative art makes the architecture deve

2、lopment is widely used. Building structure design for engineering design personnel put forward higher request, in this paper, the structure design in the process of some common problems. Key words: building structure; Design; Common problems 中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013) 引言 近些年来，随着社会不断发展前

3、行，人们生活水平日益提高，建筑工程的规模也在不断攀升，同样的城镇居民对于建筑工程产品的功能要求也越来越高了，建筑工程的结构设计工作是一项复杂、全面并且系统的工作，现阶段在我国建筑结构设计的过程中也是存在着诸多的问题的，2而作为一个设计人员或是从建筑结构的设计角度来讲，建筑结构设计的质量应是我们始终为之奋斗的目标，因此我们在实际的设计过程中，我们应具备扎实的理论基础、严肃认真的工作态度以及勇于创新的逻辑思维，对于常见的问题认真研究和分析，找到最有针对性的解决对策，从而保证建筑工程的整体质量。 一、建筑结构设计的主要步骤 1.确定合理的基础设计方案 在进行建筑的基础设计过程中，要结合当地的地质条件

4、、荷载的具体分布、上部的结构类型以及相邻建筑的影响和施工条件等各项因素进行分析，选择合理性、经济性的基础方案。在设计过程中，地基的潜力要充分发掘，如有必要要对地基的变形进行计算。在基础设计过程中，地质勘察材料就已经完整的形成，如果建筑缺乏相应的地质报告，则要到现场查看，邻近的建筑物资料也可作为参考。 2.确定最佳结构方案 一个成功的建筑结构设计，一定是最经济、最合理的方案。结构体系的设计不但要明确其受力，还要便于传力，不同的结构体系不可混用于相同的结构单元。所以在进行结构设讲地，工程的设计要求、施工情况以及材料供应等均要作用综合分析的因素，与水、电、暖等同时进行协商，以此为基础进行结构的选型，

5、最终确定出最佳方案。 3.确定适用的计算简图 结构计算是以计算简图为基础的，而实际结构设计中因为计算简图的不合理而导致结构不安全的问题时有发生，因此，计算简图的适用性、合量性也是保证结构安全的重要因素之一。由于实际结构的节点不是单3纯的刚结，因此计算简图要有相应的构造来保证，不过其误差不可超出相关标准规定的范围。 4.分析计算结果 现在计算机技术在高层建筑的结构设计中得到了广泛的应用，但是由于其软件种类众多，不同类型的软件由于其算法不同，有可以得出不同的计算结果。因此设计人员在利用计算时，如果发现程序和某个结构的实际情况不符，或者存在人工输入的错误，甚至软件自身的缺陷等都要及时查找原因并纠正，

6、以保证计算结果的准确性。 5.采用合理的构造方法 在建筑结构设计的过程中，要对构件的延性尤为注意，对其薄弱位置更加关注。钢筋锚固的长度要注意，尤其是钢筋直线段的锚固长度，而且温度应力对其所造成的影响也要考虑进去。此外，平面、立面的布置要遵循对称、均匀、规范的原则，尽量不要出现薄弱部分，并且要通过极限状态做验算。 二、楼板设计常见问题 楼板是建筑工程中的主要承重构件，是它将楼面，屋面的荷载传给其周围的墙或梁上，楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周，很容易出现设计质量问题，有的还可能存在严重的质量隐患。楼板设计中常见如下几个问题。 1.设计时为了计算方便或因对板的受力状

7、态认识不足，简单地将双向板作用单向板进行计算。使计算假定与实际受力状态不符，导致一个方向配筋过大，而另一方向仅按构造配筋，造成配筋严重不足，致使板4出现裂缝。 2.板承受线荷载时弯矩计算问题，在民用建筑中，常常在楼板上布置一些非承重隔墙故大楼板设计中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后，进行板的配筋计算。但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载附以板的总面积。另外，板上隔墙顶部处理常采用立砖斜砌砌顶紧上部分的楼、屋面板，这样会给上部的板增加了一个中间支承点，使其变为连续板，支承点上部出现了负弯矩，而在板的设计中又没考虑该部分的影响，致使板顶出现裂缝。 3.双向板有效高度取值偏大。双向板在两个方

8、向均产生弯矩，由此双向板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放，短跨方向的跨中钢筋应放在下面，长跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面，计算时应用两个方向的各自的有效高度。一般长向的有效高度比短向的有效高度小 d（d 为短向钢筋的直径） 。有的设计得为图省事或对板受力认识不足，而取两上方向的有效高度一致进行配筋计算，致使长跨有效高度偏大，配筋降低，使结构构件存在的质量隐患，甚至出现开明缝的现象。 三、建筑结构设计中的扭转问题 建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心，在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动

9、效应。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能地使建筑物做到三心合一。 5在水平荷载作用下，建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀，减轻结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简单平面形式。在某些情况下，由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制，高层建筑不可能全部采用简单平面形式，当需要采用不规则 l 形、t 形、十字形等比较复杂的平面形式时，应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内，同时，在结构平面布置时，应尽可能使结构处于对称状态。 四、沉降计算问题 在基坑开挖的过

10、程中，摩擦角范围内的坑边的基底土是要受到一定的约束的，所以它是不反弹的，那么坑中心位置处的地基土就是要反弹的，而回弹的部分就需要人工的进行清理。而如果基础较大时，其受到了约束就比较小，箱基就是这种类型的，在对其进行沉降的计算时就要按照基底的压力进行计算，被坑边土所约束的那一部分就可以看作是用于安全储备的，这也是计算出来的沉降值是要大于实际施工中的沉降值的主要原因。而如果当基础很小时，那么其受到了约束就是很大的，这是就可以忽略回弹的部分，所以在计算沉降时就应按照基底的附加应力进行计算。 五、结构缝设置问题 对于超长建筑物，为减少温度变化对结构的不利影响，合理地设置伸缩缝是必要的。有些设计人员用后

11、浇带代替伸缩缝，其实这种做法存在一定的问题。因为后浇带仅能减少混凝土材料干缩的影响，不能解决6温度变化的影响。后浇带处的混凝土封闭后，若结构再受温度变化的影响，后浇带就不能再起任何作用了。对于不能或不便设置温度伸缩缝的超长结构，除留设施工后浇带外，还应采取其它构造加强措施，如加强顶层屋面的保温隔热措施，对受温度变化影响较大的部位适当配置直径较小、间距较密的温度筋，或采用预应力混凝土结构等。根据各类结构缝的功能和特点，应尽量将其合并，做到一缝多能，并采用有效的构造措施，以保证其应有的功能。结构缝在做法上应力求简单，具有施工可行性并能保证质量，同时应考虑防水、抗渗、观感等效果，采取措施尽量减少设置

12、缝所带来的不利影响。 六、建筑结构设计的抗震问题 地震是难以预测以及精确计算的，地震作用而使建筑物承受的力，因地震作用的大小、地基的坚固度，以及建筑物固有的周期而异。地震作用的大小被评估为静态的水平力，通常都会随着建筑物的高度的增加，建筑物水平力的比例就会变小。对于某一方向的地震作用，相同方向的抗震要素的抵抗，会与其刚度成正比。1.施加于建筑物的地震作用 由震源传来的地震波，当地表附近的地基越软弱时就越会增强，而且随着建筑物增高及固有周期变长时，摇动的力就变小，而且越到建筑物的上方楼层，摇动的力(加速度)就有变大的倾向。基于这些因素的考虑，定出施加于建筑物的地震作用，这被当作施加于建筑物各楼层

13、的水平力来评估。2.抗震因素的配置 毫无疑问，建筑物会从各方向承受地震作用，如果将整体建筑物当7作是二维框架的集合体去考虑力的传递就容易使人理解。与地震作用的水平方向平行的框架负担着水平力，各层柱子与抗震墙等则按刚度比例负担地震作用。3.构架的变形抵抗 对结构体施加水平力时，若超过其支承的弹性限度，变形就会急遽地增加，达到最大强度。在设计时，对于频度高的地震，通常都停留在支承力的弹性极限以下，大地震时则不要超过其最大强度。4.构件的强度与韧性关系 强度大的抗震因素不需要韧性。墙壁与斜撑的韧性较小，框架构架的韧性较大。5.抗震因素平面上的平衡抗震因素平面上的平衡不良的建筑物，在承受地震作用时容易

14、产生伴随扭力回转的变形，刚性弱的部分就会产生很大的变形，使该部分的破坏有增大之虞。由于地震作用是属于惯性力，因此力的作用中心要与重心一致。所谓的在平面上采取平衡，也就是地震作用的中心，亦即重心与抗震因素之刚度的中心(被称作刚心)必须一致。即使平面上的刚性(框架的刚度)一致的建筑物，当它向后退缩时，由于下方楼层的重心会从中心偏离，将会产生失稳。此外，如抗震墙与钢骨框架之类的刚度大的抗震因素呈偏心配置的建筑物，就容易产生失稳。6.抗震因素之剖面上的平衡 当抗震因素的刚度在上下方向不均匀，且硬楼层部与软楼层部混合在一起时，地震作用就会集中于软楼层部，使该楼层部分承受的力及变形变大，会有增大破坏之虞。

15、尤其是二楼以上的部分墙壁多且一楼没有墙壁的建筑物，称作悬挑建筑物，有许多在地震时会发生一楼瓦解的破坏。建筑物由几种构架构成，且各种构架的上下方向能够采取平衡时则8很理想，而以各层之框架的刚度总和采取平衡亦可。 结语 总之，在建筑行业的发展中由不科学、不合理、不适用的结构设计必然造成成本增加，严重制约了建筑行业的快速发展。因此我们只有充分重视建筑结构设计，科学促进产业结构的优化与资源的有效配置，使建筑企业在高效、低成本的建设中强劲增长。而结构设计是个系统、全面的工作，需要扎实的理论知识功底，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。作为结构设计人员，只有对当前房屋建筑结构设计中常见问题的认识与研究，以不断提高自身的结构设计水平，使设计的作品比现阶段的其它建筑具有更高的水准、更合理和更经济的结构形式。参考文献： 1饶远文.结构设计优化技术及其在房屋结构设计中的应用 ，价值工程 ，2010 年第 9 期. 2孙宇彤.浅谈房屋建筑结构设计中的若干问题 ， 水电站设计 ，2005 年第 3 期. 3曾展文.房屋建筑结构设计基本要求 ， 价值工程 ，2010 年第18 期.