建筑结构设计策略研究
摘要：“百年大计，质量第一”，建筑工程质量直接关系到人民生命和财产的安全，建筑质量主要由设计质量和施工质量两个方面来衡量。本文阐述了建筑结构设计过程和原则，提出了建筑结构设计中应该注意的问题。
关键词：建筑；结构；设计；策略
中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：
前言
在实际工作中，由于种种原因，结构设计人员容易在砌体结构设计、屋面梁与配筋、楼层平面刚度计算及原则、构造箍筋等环节出现失误。
一．建筑结构设计中存在的问题
1. 砖混结构中的裂缝裂缝问题。砖混结构是指砖石与钢筋混凝土混合结构，出现裂缝的原因可以归纳为两大类：温度变化和荷载变化。在窗口转角、窗间墙、窗台墙、外墙、女儿墙及内墙上都可能产生裂缝。常见的裂缝为八字形斜裂缝，由于上部砌体抗拉与抗剪强度的非均匀性，外墙上的斜裂缝往往与水平裂缝互相组合出现，形成一段斜裂缝和一段水平裂缝相组合的混合裂缝。水平裂缝一般均沿灰缝错开，而斜裂缝，即可能沿灰缝也可能横穿砌块和砖块。在窗台墙上常出现竖向裂缝，一般出现在窗孔的两个下角及墙的顶部，上宽下窄，多数窗台缝出现在底层，二层以上很少发现。关于女儿墙裂缝必须从女儿墙、保温层、钢筋混凝土顶板的相互作
用关系中进行分析。钢筋混凝土顶板受太阳辐射或夏季较高气温作用产生温度变形，而砖砌体的温度偏低且线膨胀系数小于钢筋混凝土的线膨胀系数50%，所以屋顶板膨胀变形必然推挤女儿墙，致使女儿墙承受剪力和偏心拉力，在最大的变形区——墙角区引起竖向、斜向或水平开裂。解决问题的有效方法是采用“抗、放”结合的原则。在屋顶处不具备“抗”的条件，在女儿墙与保温层、面砖等结构之间设置隔离层，或以天沟将其隔离并在女儿墙顶适当配置构造钢筋以提高抗裂能力，可谓“以防为主，抗放兼施”的原则。
2.楼层平面刚度的问题。一些设计在缺乏基本的结构观念或结构布置缺乏必要措施时，采用楼板变形的计算程序。尽管程序的编程在数学力学模型上是成立的甚至是准确无误的，但在确定楼板变形程度上却很难做到准确。作为计算的大前提都无法“准确”，就不可能指望其结果会“正确”了。据此进行的结构设计肯定存在着结构不安全成分或者结构某些部位或构件安全储备过大等现象。为了使程序的计算结果基本上反映结构的真实受力状况而不致于出现根本性的误差，设计时应尽可能将楼层设计成刚性楼面。要做到这一点，首先应在建筑设计甚至方案阶段就避免采用楼面有变形的平面比如楼层大开洞、外伸翼块太长、块体之间成“缩颈”连接、凹槽缺口太深等。其次要从结构布置和配筋构造上给予保证，对于使用功能确实必需的，或者建筑效果十分优越的建筑设计，如果其平面无法完全符合刚性楼板的假定，那么在结构设计时可以通过增设连系梁板、洞口边加设暗梁边梁、提高连系梁板或暗梁边梁的配筋
量、采用斜向配筋或双层配筋形式等方法，尽量满足刚性楼板的基本假设，或者弥补由于不是绝对的刚性楼板假定而产生的计算“误差”。
3.屋面梁与配筋的问题
(1)屋面梁配筋太少。结构建模时，设计人员图方便，屋面梁直接拷贝下层梁的尺寸。由于屋面梁荷载较小，计算结果配筋不多，这样屋面梁在温度变化、混凝土收缩和受力等作用下因配筋率过低而裂缝宽度较大。
(2)受扭屋面梁缺少必要的腰筋。对于一般的梁，为了保持钢筋骨架的刚度，同时为了承受温度和收缩应力及防止梁腹出现过大的裂缝，一般构造措施为梁腹板高度大于450mm 时加设腰筋，其间距≤200mm，并设置拉筋勾连。对于受扭构件，《混凝土结构设计规范》(gb50010-2010) 第9.2.5 条规定，沿截面周边布置受扭纵向钢筋的间距不应大于200mm 和梁截面短边长度；除应在梁截面四角设置受扭纵向钢筋外，其余受扭纵向钢筋宜沿截面周边均匀布置。一些设置于檐口的屋面梁，在结构设计中误等同一般梁，未按受扭构件设计配筋。
二．建筑结构设计采取的措施
1. 遵循建筑结构设计的原则
适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的原则。一个优秀的建筑结构设计往往是这五个方面的最佳结合。完美的建筑结构设计就是在努力追求这五个方面的最佳结合的过程中产生
的，适用、安全、经济、美观、便于施工是结构设计人员最终努力的目标，是结构设计的最佳体现。结构设计一般在建筑设计之后，“受制”于建筑设计，但又“反制”于建筑设计。结构设计不能破坏建筑设计，应满足、实现各种建筑要求；建筑设计不能超出结构设计的能力范围，不能超出安全、经济、合理的结构设计原则。结构设计决定建筑设计能否实现，从这个意义上讲，结构设计显得更为重要，虽然一栋标志性建筑物建成后，人们只知道建筑师的名字，但一个适用、安全、经济、美观、便于施工的结构设计也是工程师们的骄傲和成就。
2.合理选择结构形式
建筑物地面以上的结构形式对工程造价有很大影响。目前我国民用建筑结构形式主要有砖混结构、框架结构、框剪结构、剪力墙结构、装配式大板、大模板结构、排架结构等。不同的建筑结构形式各有优劣，应比较各种结构的布置方案、受力体系及经济性能，结合实际，因地制宜，综合考虑以上因素，尽量采用适合本地区的经济合理的结构形式，建设出低造价、高质量、高标准的民用建筑。混合结构的造价仅为钢筋混凝土框架结构造价的６０％－７０％，其钢筋混凝土用量少，适用于７层以下的建筑物。但混合结构是由墙体承重，对墙体布置有一定要求，不如框架结构灵活，其使用功能受到限制。７层以上１２层以下的建筑宜采用框架结构，在其合适的位置上设置几道抗震剪力墙，可减小柱、梁的截面尺寸和配筋，从而达到节省材料的目的，且可以明显提高建筑物的抗震能力。框
一剪结构一般适用于１２层以上２０层以下的建筑物，为增强建筑物的整体刚度，可其适当的位置上设置刚性筒体，也可以起到节省材料的效果。
3.建筑结构设计与设备专业设计的协调
电气专业的室内敷线，原则上应以导线在金属管中沿墙及楼板暗设，这对于预制装配整体框架、框架一剪力墙结构是很困难的。穿梁的垂直管道要在预制梁制作时预留孔道，并且梁宽和墙厚尽量一致，如不一致则要求墙的一侧与梁的侧面平齐，使穿梁管不露墙外。高层建筑平面电梯井道的位置确定后，电梯机房位置也就确定下来，电梯机房内孔洞、预埋件较多，电梯机房荷载也比较大，因此应详细了解所选型号电梯土建条件并注意单台布置和多台布置的
差别。由于电梯井道一般作为钢筋混凝土剪力墙，除承受竖向荷载外，还承受水平力作用，因此应校核洞口削弱后的强度。
4.规范、手册及标准图集在具体工作中的应用
结构设计的准则和依据就是各种规范和标准图集。在进行不同结构型式的设计时必须要紧扣不同的规范，但这些规范又都是相互联系密不可分的。在不同的工程中往往会使用多种规范，在一个工程确定了结构形式后，首先要根据《建筑结构可靠度设计统一标准》来确定建筑的可靠度和重要性；然后再根据《中国地震动参数区划图》，《建筑抗震设防分类标准》《建筑抗震设计规范》确定建筑在抗震设防方面的规定和要求，在荷载的取值时要按照《建筑结构荷载规范》来确定，这是建筑总体需要运用的规范。在工程的具体设
