解析建筑结构设计中的常见问题及解决措施
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解析建筑结构设计中的常见问题及解决措施
摘要：结构设计是建筑设计中的重要组成部分，在对建筑进行结构设计时，必须以建筑结构设计理论、国家及行业规范规程为基础，做到精心设计，确保安全性、经济性。基于此，文章主要阐述建筑结构设计的原则，并对其相关问题进行探讨。旨在为建筑的设计提供一些参考借鉴意义。
关键词：建筑结构设计；常见问题；解决措施
1、建筑结构设计原则
1.1整体性
首先，要顾全大局，抓大放小。“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等是建筑结构设计中非常重要的概念，虽然整个结构体系是由各种构件协同组成一体的，但各个构件在结构中担任的角色不尽相同，协调好各个构件的作用时应以大局为重，不能因为一些细枝末节而影响到结构整体。
1.2耐久性
结构的耐久性是指结构在正常使用和正常维护的条件下，应具有足够的耐久性，即在规定的工作环境和预定的设计使用年限内，结构材料性能的恶化不应导致结构出现不可接受的失效概率；钢筋混凝土构件不能因为保护层过薄或裂缝过宽而导致钢筋锈蚀，混凝土也不能因为严重碳化、风化、腐蚀而影响耐久性。
1.3适用性
建筑结构的适用性指的是结构在正常使用过程中，应具有良好的工作性能。刚度是满足结构正常使用的基本要求，在某种程度上可以说，刚度设计是结构设计的基本工作。提高刚度的有利方面是结构的强度增大和侧向位移减小，不利方面是周期减小引起的结构地震反应增大和延性的减弱，所以，在确定建筑结构体系时，需要在结构刚度、承载力及延性之间寻求一种较好的匹配关系，注意刚柔相济，考虑具备良好的适用性，这样才能达到最初建设的目的。
1.4安全性
结构安全性指的是建筑物应能承受正常使用时可能出现的各种荷载和变形等作用。建筑结构在使用的过程中会受到各种不同荷载的作用产生变形，如强风、地震等。在这些外力的冲击下，结构仍要保持其整体的稳定性，不能因为局部的损坏导致坍塌断裂等，建筑结构设计一定要遵循安全性原则。
1.5创新性
建筑结构设计作为一种技术服务行业，在这种竞争的前提下，市场中的建筑企业要想在竞争中胜出，就必要对着重对建筑施工以及建筑的结构设计进详尽的研究，更大程度地保证建成的建筑质量可靠，对结构设计进行不断优化，必须提供比别人更加合理经济的结构方案，这就需要结构工程师的创新能力。
2.建筑结构设计中的常见问题
2.1结构分析与计算问题
首先是结构整体计算软件选择。由于各种软件在计算模型上存在着一定的差异，从而导致了计算结果的差异。因此，结构工程师在设计工作中应根据结构类型和计算软件模型的特点选择合适的计算软件。
其次是对非结构构件的计算与设计。在高层建筑中，会存在一些由于建筑功能或美观要求而非主体承重骨架体系以内的非结构构件，比如高层建筑屋顶处的装饰构件等，因为高层建筑的风荷载和地震作用均较大，因此，结构设计工程师在设计的过程必须严格按照规范要求对非结构构件进行计算处理再进行设计。
2.2建筑基础选型不合理
要想使建筑既安全实用，又经济合理，建筑的基础选型是非常重要的。当前有一些高层建筑的基础选型不科学，所选地质没有足够的地基承载力，不能够达到建筑变形的要求，而且调节不均匀沉降的能力较低，在这样的地址上建起的楼房安全系数低，质量差。
2.3地下室外墙设计不合理
地下室外墙设计是建筑结构设计中相当重要的部分，但出现的问题也是最严重的。地下室外墙的设计要求是非常严格的，墙的厚度、混凝土的强度、防水性能等都有明确的标准。而一些结构设计人员并没有认识到其中的重要性，设计过程中不顾建筑施工场地的条件，不考虑地下水位的高低、地下总层数和地上荷载，严重降低了建筑的质量，降低了安全系数。
2.4建筑结构设计图纸简单粗略
建筑结构设计图纸是建筑施工的依据。一份合格的建筑图纸需要详细地标注结构设计的每一个细节，譬如结构类型、抗震等级、荷载取值、嵌固端、主要材料要求等。当前，有一些建筑施工方的建筑结构设计不规范，仍然采用非标准图集，地上地下的结构标高、梁柱编号、结构层高标注不清楚，文字重叠，在具体的建筑施工中，极易引起建筑事故的发生。
3、建筑的结构设计的解决措施
3.1合理简化，做好建模前处理
施工图设计的重要依据就是结构设计的计算结果。随着计算机技术的广泛应用，很多的计算都是采用软件的实现，这就要需要结构设计师的工程经验，对计算结果进行验算，判断其合理性。
建模计算的前处理要做好。例如，要根据建筑做法和使用要求来输入荷载，楼梯梯段数量决定了荷载大小，凸窗荷载的处理等。有些复杂难软件难以实现的地方，要运用力学知识适当简化、等效处理。要明确各个计算参数的具体含义，注意参数的适用范围，熟悉结构设计辅助软件的技术条件。
3.2重视地基基础设计
建筑结构的地基基础设计是建筑结构设计中的重要环节，应根据岩土工程勘探资料，综合考虑上部结构类型、材料情况、施工条件和使用功能要求等因素。高层建筑基础设计时应满足以下几方面的要求：基础的总沉降量和差异沉降量满足规范规定的允许值；满足天然地基或复合地基承载力及桩基承载力的要求；地下结构满足建筑防水的要求；预先估计在基础施工过程中对毗邻房屋或市政设施的影响，并尽可能避免或减轻这种影响和干扰；应考虑综合经济效益，不仅考虑基础本身的用料和造价，还应考虑土方、降水、施工条件和工期等因素。
3.3 地下室外墙设计要点
（1）荷载。竖向荷载有上部及各层地下室顶板传来的荷载和外墙自重；水平荷载有室外地坪活荷载、土压力、水压力、人防等效静荷载。一般民用建筑的室外地面，活荷载可取5kN/m2。水位高度可按最近3~5年的最高水位（和室外地平下500mm的最不利情况确定。土压力：当地下室采用大开挖方式，无护坡桩或连续墙支护时，地下室外墙承受的土压力宜取静止土压力，一般情况可取0.5；当地下室施工采用护坡桩或连续墙支护时，地下室外墙土压力计算中可以考虑基坑支护与地下室外墙的共同作用，或按静止土压力乘以折减系数0.66近似计算，取为0.33，相当于主动土压力。 （2）墙配筋计算。外墙除承受水平荷载外，还承受上部结构及各层地下室顶板传来的荷载和外墙自重等竖向荷载。所以，严格来讲，外墙应按偏心受压构件计算配筋。但在实际工程设计中，考虑竖向荷载产生的截面应力很小，而且为了计算方便，仅按墙板平面外受弯计算配筋。当竖向荷载很大时，也可分别按受弯和轴心受压计算墙体配筋，然后将二者叠加。地下室外墙计算时底部为固定支座，侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样，底板的抗弯能力不应小于侧壁，其厚度和配筋量应匹配。
3.4与建筑、设备专业配合，提高图纸质量
首先拿到各专业条件图不要盲目建模计算和绘图。应先进行全面分析，并与建筑设计人员进行沟通，充分了解工程的方案设计意图，使用功能，立面风格等。必要时组织各专业的协调会，明确各专业需要注意和配合的地方，统一做法和标准，确定原则性的方案，使各专业的条件图真正成为条件图，避免在出图后再调整方案引起重复工作，从而提高施工图质量。
结束语：
总之，随着科学技术及新材料的不断发展，建筑功能越来越复杂。与此同时，建筑结构设计也出现了一些问题，因此，建筑结构设计人员在开展结构设计时，需要重视结构计算的准确性，密切与各专业协调，不断优化结构设计方案，做到结构设计方案的安全可靠、经济合理以及技术可行，保证建筑结构的设计质量，进而提高建筑工程项目建设的社会效益与经济效益。
参考文献：
[1]汪玉欣.建筑结构体系浅谈[J].黑龙江科技信息，2011.
[2]张东华.试论建筑结构设计分析和问题探讨[J].科技创新导报，2011.
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