1、建筑结构设计常见问题的讨论摘 要本文从建筑结构设计的实际过程着手，依据现行国家有关规范，总结阐述了建筑结构（以混凝土结构为主）设计过程中应注意的问题，并且对相应的结构设计调整方法提出了个人观点和建议。 关键词地基；基础；结构体系；结构布置；结构计算 中图分类号：TU198 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）05-0106-01 一个建筑工程结构设计的好坏，直接关系到建筑工程安全性能及抗震性能的优劣。结构设计存在问题的建筑工程往往会存在安全隐患，甚至出现严重的质量事故，在遭遇大地震时，可能严重破坏或倒塌，对人们的生命及财产安全产生严重危害。本文就工程结构设计中经常遇到和容易
2、忽视的一些问题，从以下几个方面进行阐述，并且就如何在设计中进行结构调整提出了个人观点和建议。 一、建筑地基基础设计 （一）地基 地质勘查报告完成后，结构设计者应全篇通读，不仅要知道地基承载力指标，还要了解相关土层的类型及其物理力学性能指标，有无软弱下卧层，有无地下水影响，周围建筑环境影响等等。土层类型及其物理力学性能指标关系到对地基承载力的修正及地基变形计算，合理修正地基承载力，合理选用土层的物理力学性能指标，在保证安全的前提下可以节省很大一部分工程量（土方量，人工费，基础材料，模板，工期等） 。软弱下卧层是工程中常遇到的地基问题，涉及到地基承载力及变形计算，设计时应根据地质勘察报告确定下卧层
3、的土质类型、位置、层深、层厚度、物理性能指标等，但是地质勘查报告往往不能准确确定其位置及深度，应建议地质勘查部门进行现场钎探，并根据现场钎探结果结合地质勘查报告对软弱下卧层进行验算，验算不满足时，要采取合理的地基处理或结构处理等技术措施消除其不利影响，满足建筑工程结构安全需要。地下水对基础的影响主要有腐蚀性和水浮力影响，设计者应充分考虑并进行相应的防腐和抗浮设计等。周围原有建筑物，地下管沟等与拟建工程的相互影响也不能忽视，否则基坑开挖后可能引起周围建筑物，管沟或地面沉降，甚至引发建筑事故，必要时应采取基坑支护或其他有效的技术措施。 （二）基础 基础类型根据埋置深度大致分为两大类：一类是深基础，
4、即各种桩基础；另一类是浅基础，常用的有筏型基础，箱型基础，条形基础，独立基础，墩基础等。除以上两大类基础外，复合基础也经常被采用，例如桩筏复合基础，桩箱复合基础，桩条复合基础等。地质勘察报告一般都会根据地质情况推荐一种或几种基础形式，设计人员应优先采用地质勘察报告推荐的基础形式，也可以根据规范采用其他基础形式，但宜取得地质勘查部门认可后采用，避免由于考虑不全面产生基础工程的浪费现象或存在不安全因素。基础设计计算时，应严格按照地质勘查报告和规范规定选用土层的物理力学性能参数，准确确定基础埋置深度，否则计算结果与实际不符，可能会存在较大误差，给整个工程造成不必要的浪费或留下安全隐患。基础一般由软件
5、程序自动计算生成，各种基础的结构构造应按照相关规范手册设计或选用标准图。 二、结构体系与结构布置 （一）结构体系 常用的结构体系基本有框架结构体系，框架剪力墙结构体系，剪力墙结构体系，筒体结构体系。衍生的还有一些复杂的结构形式，框支剪力墙结构，短肢剪力墙结构，异形柱结构等。结构体系的选择应由结构师会同建筑师及建设单位根据建筑的使用功能，抗震要求，场地条件，经济条件和施工等综合因素比较确定。结构体系应力求简单、规则，有明确的计算简图和合理的传力途径，且传力路径应连续，避免出现严重的局部薄弱环节。 建筑方案确定后，结构方案就有了一个基本的雏形，但是建筑师与结构师往往由于考虑问题的角度不同或对规范认
6、知的程度不同，往往会存在一些不完善的地方，需要结构师进行调整完善。首先，结构师应依据规范对结构方案进行直观检查，例如建筑高度、高宽比、平面规则性（平面凹凸、楼板开洞、平面对称） 、立面规则性（竖向构件是否连续、楼层悬挑）等是否满足规范相关规定；其次，通过整体计算，检查各项计算指标是否满足规范的限值。当结构方案定性为不规则结构时，可以按照规范规定采取加强措施；当结构方案定性为特别不规则结构时，应进行专门研究和论证（即超限审查） ，并按研究和论证结果采取加强措施，此类结构方案应尽量避免采用；当结构方案定性为严重不规则结构时，不能采用，必须修改建筑结构方案。 （二）结构布置 结构布置是保证结构抗震安
7、全性能的重要环节，结构布置应具有合理的刚度和承载力分布，应避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中，而且要防止因局部加强而忽视整个结构各部位刚度和强度的整体协调。设计中应遵循以上原则，合理布置抗侧力构件，减少地震作用下的扭转效应，平面布置宜均匀对称，并具有良好的整体性。结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小和降低，但不能同时在某一层同时减小截面尺寸和降低材料强度，以避免侧向刚度和承载力突变。抗侧力构件应在两个主轴方向双向布置，且动力特性宜相近即振动周期相近，避免某一方向在地震中严重破坏导致整体倒塌。混凝土结构构件应合理控制截面尺
8、寸、纵向钢筋 、箍筋设置，防止剪切破坏先于弯曲破坏，混凝土压溃先于钢筋屈服，钢筋锚固失效先于钢筋屈服破坏。楼屋面板应优先采用现浇混凝土板，当采用装配整体式楼屋盖时，应在构造上加强连结措施，保证结构的整体性。 三、结构计算分析 结构计算有多个计算指标需要满足规范限值，主要有：位移比、周期比、楼层刚度比、楼层承载力比、刚重比、剪重比、轴压比共七项控制指标。其中前六项是控制建筑结构整体抗震性能指标，第七项轴压比是控制柱或墙的抗震延性指标。当位移比不满足时，表明结构平面不规则，应加强偏弱一侧的刚度，或减小偏强一侧的刚度，也可同时进行；当周期比不满足时，表明结构整体抗扭刚度不足，在地震作用下，结构扭转效
9、应比较严重，可增加抗侧力构件的数量或截面尺寸，抗侧力构件布置在周边，对抗扭刚度的提高效果比较明显；楼层刚度比不满足时，表明结构竖向不规则，可加强本层侧向刚度，或减小相邻上层侧向刚度；当竖向构件调整数量受限制时，可通过调整层高和梁截面高度的方法实现层刚度调整；楼层承载力比不满足时，表明楼层承载力有突变现象，属于竖向不规则，可加大本层竖向构件的截面尺寸（本层以下各层可按构造同时调整） ，或减小相邻上层竖向构件的截面尺寸（本层以上各层可按构造同时调整） ；当刚重比不满足时，表明结构在水平荷载作用下，重力二阶效应可能会呈非线性急剧增加，直至引起结构的整体失稳，这种情况必须调整增大结构的侧向刚度；当剪重
10、比不满足时，表明对于长周期结构在地震作用下的结构效应计算值可能太小（阵型分解反应谱法无法真实反映地面运动速度和位移对结构的破坏影响） ，需改变结构布置或调整结构总剪力和各楼层的水平地震剪力使之满足要求。轴压比不满足时，表明竖向构件压应力较大，安全储备不足，塑性变形能力和抗倒塌能力较低，可能在遭遇大地震时压溃而引起结构倒塌，有效的解决方法是加大竖向构件的截面尺寸或提高竖向构件的材料强度。 四、结构配筋计算及优化 结构的配筋计算由软件完成，配筋计算完成后，首先，应该对计算结果进行检查，判断正确与否，各内力图是否符合力学概念，当对计算结果存有疑问时应查明原因，及时调整重新计算；其次，对个别计算结果不
11、够理想的构件或部位，应进行调整和优化，避免因急于出图出现明显的不合理情况存在，造成不必要的浪费或存在局部安全隐患。如果计算结果不经过检查急于出图，可能存在计算结果与实际不符或局部不合理等情况，无法及时发现，可能会给工程造成不必要的浪费或留下安全隐患，甚至引发工程安全事故，同时给设计者带来不必要的麻烦和遗憾。软件配筋计算及绘制施工图过程有许多可以人为干预的选项，设计者应熟悉这些选项的条件和目的，依据规范和软件规则合理勾选，以达到优化设计的目的。 结语： 结构设计是一个比较繁琐的过程，关系到整个工程的安全性能和抗震性能，同时也关系到人们的生命和财产安全。因而，设计人员一定要提高自身的综合素质，设计过程中充分考虑各种需要注意的问题，本着对社会负责，对自己负责的态度，在整个工程建设过程中尽到自己的责任和义务，做好每一项承担的结构设计工作，给人们的生命财产提供应有的保障。 参考文献 1郑建华，李俊杰.建筑结构设计需要注意的问题探讨J.科技创业家，2013，9（18）：51. 2吴智新.探析建筑结构设计中应注意的问题J.河北企业，2013，12（12）：70.
