1、建筑结构设计的常见问题浅析摘要：建筑工程的质量是与人民群众生命、财产安全是紧密联系的，衡量建筑质量是否达标，主要是看设计及施工质量两个方面。本文对建筑设计中在结构方面的设计所存在的问题进行解析，提出相应的解决方法以满足建筑与结构的相互协调性。 关键词：结构设计 常见问题 整体 刚度 中图分类号：TU318 文献标识码： A 文章编号： Abstract: The quality of the construction project is with the peoples life and property safety is closely related, building quality
2、 standard to measure whether, basically be to see design and construction quality two aspects. In this paper, the architecture design of structure design in the problems of analysis, proposed the corresponding solution to meet the building and structure of the mutual coordination. Keywords: structur
3、e design, common problem, overall, rigidity. 一、引言 建筑设计均严格遵守建筑抗震设计规范中的各项标准。针对部分问题该规范描述较于笼统，也可看成是针对目前这种情况无法做出更加准备的规定，未能进一步进行量化式管理。面对所存在的一些问题需要结合实际的工作，发挥主观的能动性，以严谨、科学的态度进行设计1。以下对设计工作中所遇到的一些实际性问题进行解析，并提出解决办法。 一、设计中所遇到的问题及相应解决办法 1.场地的选择 首先，应该选择对于建筑抗震有利的场地，避免对建筑抗震不利的地段。结构工程师应该及时对于不利地段提出相应的避开要求，如果在无法避开的情况下
4、也应采取有效的相应措施，需考虑到地震因场地条件而引起的间接性的结构破坏，例如由地震引起的地裂、地基土的不均匀深陷等情况。 2.关于结构材料方面的选择 结构体系和结构材料方面的选择的确定应该是符合抗震结构的相关要求。使用哪一类型的结构材料、何种的结构体系，都需经过对结构材料进行经济条件、技术综合比较后再确定3。同时要达到结构的刚度、强度、延展性的完美比配，做到尽量降低房屋的重心，充分的发挥材料的强度性。 3.结构应该具有多道的抗震防线 需要设置尽可能多的抗震防线，因地震是有一定的持续时间且可能会反复多次进行作用力上的破坏，根据部分震后倒塌建筑的分析研究，地震的反复作用力会给结构带来严重的破坏，倒
5、塌的原因是结构被破坏，失去承重的荷载能力所导致。适合的对构件进行处理，使其形成多道防线，是增强结构抗震能力的重要方法之一。例如：框架结构的框架就是唯一的抗侧力构件，但如果采用的是强柱弱梁型的延展框架，那在地震的水平力的作用下，梁会先于柱屈服，这样就可以利用梁的变形而消耗地震所产生的能量，使框架柱退至下一道的防线位置。 5.选择合理的刚度、承载力分布和与之配对的延性 具有合理的刚度、承载力分布以及与之配对的延性。提高结构的抗侧长移的刚度是会以提高工程造价或降低结构延性的指标作为代价。如果要使建筑物在遭受到强烈地震时仍具有较强的抗倒塌的能力，最理想的是使结构中所有的构件和其杆件都同时具有较高的延展
6、性，这种情况的出现就要求在做设计的时候要选择性的提高结构中的重要构件、关键杆件的延展性，同时这也是一个较为经济有效的方法： （1）针对上刚下柔的框支墙结构：重点提高转换屋以下的各个层的构件的延展性； （2）针对框架、框架筒体结构：重点应先优先提高柱的延展性。 在施工的过程中，另外一种提高结构延展性的方法是在结构承载力没有明显降低的前提下，控制构件的破坏形态，减少受压构件的轴压比，同时还需要注意适量的降低剪压比。 6.需要确保整个结构的整体性 各个构件之间的连接一定要可靠并应该符合下面所描述的几点基本要求： （1）构件节点之间的承载力不应该小于连接构件的承载力。当构件刚度有一定退化或屈服时，节点
7、应该是可以保持承载力及刚度不改变的。 （2）预埋件的锚固承载力不应该小于连接件的承载能力。 （3）装配式的连接应该保证结构的整体统一性，各个抗侧力构件一定要有可靠的方法以来保证空间中的协同工作的需要。 （4）结构应该是具有相应的连续性的，关注施工的质量，避开施工不规范而使建筑的结构的连续性遭到削弱，情况严重的甚至会破坏建筑的结构。 7.应用程序方面 （1）一般情况下在建筑方案的设计阶段中，难以借用计算机来实现操作，这种情况就需要结构工程师综合的运用自己所掌握的相关结构理念，按照成熟的工程经验形成相应的设计原则和思想，创新并灵活的运用，选择最合理经济的结构方案。 （2）结于结构工程师而言，应该是
8、可以客观并真实的理解结构的工作性能。由于现行计算理论与结构设计理念中还存在着非常多的问题以及不可计算性。例如：基于弹性理论的内力计算方法、关于塑性理论的极限状态设计方法，这两种方法之间所存在的矛盾，使计算的结果与实际的结构受力状态有时会相关的非常远，需要补充计算理论的一些缺点，要实现对工程中大量的无法计算的结构构件的设计，就一定需要通过概念设计以及构造方法来满足结构设计的目的。 （3）对于结构工程师而言，应该及时处理好结构中的协调工作，以确保结构构件在承载能力上的极限状态下可以共同的工作和受力，并且具有相同的耐久性。例如：上部构件与基础的共同工作性能应该处理成为一个共同的有机整体；对于结构中的
9、各种长柱、长梁、短柱、短梁应该需要尽量的协调之间的跨高比和长细比；对于像剪力墙、底层住、角柱等边缘性的构件则应该脊梁的选择构件的截面进行合理的布置，通过结构的措施来确保其强度和变形度，满足结构的受力及刚度还有经济方面的各种需求。 8.需要注重结构刚度方面的控制 （1）结构整体的刚度和构件的相对刚度方面的控制是结构设计中的重要内容之一。在结构布置以及计算分析时，结构工程师往往会关注荷载的产生以及数值方面的大小，较为注意“力”的相关概念，但这样就会导致未能注意到结构或者构件抵抗外力的相应变形能力，反映影响构件和变形相关的刚度、结构构件的内在的联系。在实际的情况 ，结构中力的变形协调、平衡都是由此产
10、生的构件内力通过构件自身的线刚度所产生的，以及连接构伯间的相对刚度的大小来展现的。所以，结构工程师应该重视并理解结构刚度的相关理论。在结构设计中科学的运用刚度理论，这样不单单可以避开结构产生的不安全的元素，除去结构中的安全隐患，同时还可以确保构件或整个结构在荷载的作用下受力合理，并且获得最好的经济效益3。 （2）贯穿于结构设计的全过程应该是对结构设计中刚度的控制。如果将高层建筑设计成竖向刚度均匀连续变化，在任何的楼层处都不会产生位移的突变，这样在遇到地震时就不至于发生倒塌或发生一些危及至人民生命的严重性的破坏；如果将建筑结构的两个主轴的方向的侧向的刚度进行协调平衡，让建筑结构在多方向的动力的特
11、性接近相近，可以有效的防止结构的扭转效应，让结构变形简单，可以非常有效的确保结构的安全；在平面刚度发生突然变化、产生薄弱部位的地方使用精确计算及多种构造方法都是非常难满足抗震要求的部位，此时需要通过科学合理的设置相应的防震缝，以解决平面刚度的突变的问题产生。 （3）在结构设计的过程应该要注意计算机软件的选择。针对以上的问题而言，结构工程师面对复杂的计算软件应该选择最合适的。第一，应该根据工程的情况了解清楚设计软件的使用条件。第二，根据工程结构的复杂程度的不同而选择不同计算理论的空间分析程序。第三，应该对所计算的工程特点，有针对性的进行修改计算参数。第四，应该了解程序计算的原理对实际操作方面的影
12、响。第五，结构工程师一定要对结构分析软件计算的结果进行判断，例如不同工程的结构的自振周期范围等。 三、结论 结构设计是随着科技的发展在进步的，也是随着经济发展和人们对建筑物功能要求的改变而改变的。上述所提到的问题是建筑结构设计人员在工程设计中比较容易出错的地方，对于设计者而言，应该将提高设计质量作为最终目标，为中国的建设做贡献。 参考文献： 1谢伟，关于建筑结构设计过程的探讨J。中国住宅设施，2010（11） 2贾宗文，砖混结构建筑加固设计实践分析J.中小企业管理与科技（上旬刊） ，2010， （10） 3顿民强，宋冠涛，建筑结构设计的常见问题浅析J，城市建设理论研究（电子版） ，2011（22） 注：文章内所有公式及图表请用 PDF 形式查看。
