建筑結構設計過程中常見的問題及措施

殷琪祥　劉飛

（中聯(lián)西北工程設計研究院有限公司 陜西西安　710082）

建筑結構設計過程中常見的問題及措施

殷琪祥劉飛

（中聯(lián)西北工程設計研究院有限公司 陜西西安710082）

自改革開放以來，我國的建筑結構設計技術經歷了數十年的發(fā)展歷程，開始在建筑行業(yè)彰顯出重要的應用價值。本文基于此，首先對建筑結構設計的相關理論進行了簡要概述，然后對建筑結構設計過程中常見問題及相應的解決措施做出了詳細探討。

建筑結構設計；常見問題；解決措施

1　引言

隨著現代社會的不斷進步，我國建筑行業(yè)的發(fā)展也達到了新的高度，相關的建筑結構設計方法也逐漸滲透進人們的日常生活當中。但同樣，隨著人們對物質文化的需求逐漸多樣化，建筑結構設計方面的需求也面臨了新的挑戰(zhàn)。相關的建筑結構人員不僅需要在設計過程中對整個建筑物進行全面規(guī)劃，所設計建筑物的結構形式通過圖紙或文件的方式向施工人員和客戶進行全面展示，更需要考慮到設計過程中存在的一系列問題，以確保在所設計的建筑滿足基礎使用功能的前提下，進一步提升建筑的設計質量。

2　建筑結構設計的相關理論概述

2.1建筑結構設計的基本原則

相關建筑結構設計師在對建筑結構進行設計時，往往需要考慮建筑的經濟性、安全性、藝術性等多重因素，而優(yōu)秀的建筑設計師不僅能夠把握住建筑結構設計的經濟性和安全性，更可以在結構設計的過程中合理融入美學原理，進而反映出自身獨特的設計理念和建筑的藝術效果?？傮w而言，建筑結構設計應當遵循以下三個基本原則：①整體性原則，建筑設計師在對建筑結構進行設計時，需要在把握整個建筑結構設計脈絡的基礎上，注重建筑物中整體結構與部分結構的相互依賴或制約，進而對彼此聯(lián)系的不同方面進一步加以完善，從而達到充分表現建筑的特征規(guī)律的重要效果。②最優(yōu)化原則，建筑設計師應當考慮到建筑物內部不同區(qū)域的不同作用，進而在考慮不同區(qū)域的發(fā)展趨勢、功能使用方向、活動方式等因素的基礎上，在結構設計的過程中利用剪力墻將建筑內部的不同區(qū)域劃分為不同的功能區(qū)，從而設計出最優(yōu)化的建筑結構。使得建筑結構的設計方案不僅能夠滿足現階段建筑的多樣化需求，更能夠與時代發(fā)展緊密結合從而發(fā)揮更好的效果。③可行性原則，建筑設計師需要在保障所設計的建筑物具有一定觀賞性的基礎上，對建筑物采取的結構設計進行可行性分析，減少其中無用浮夸的成分，避免增加施工人員的施工難度，同時也應當在設計方案中進一步貫徹落實科學化的設計方法，從成本控制的角度出發(fā)協(xié)調好工程成本與觀賞性的關系，最終使得所設計出的建筑結構具有一定的可行性。

2.2建筑結構設計的常用方法

一份優(yōu)秀的設計圖是建造一座藝術感與安全性集一身的建筑物的前提，再優(yōu)秀的建筑結構設計師，也無法僅僅通過想象來完成一座建筑物的結構設計。現階段建筑結構設計師在進行建筑結構設計時，最常用的方法為平面功能設計法，此外還有構圖設計法、結構設計法、符號象征設計法等等。平面功能設計法需要建筑設計師從建筑使用者的宏觀角度出發(fā)，通過自身對建筑使用目的的理解與分析，進一步完善建筑使用者的多樣化需求以及整個建筑結構的平面功能設計。一般而言，流線分析模式是平面功能設計法中的常用分析模式，以公共性的建筑為例，建筑結構設計師需要在設計的過程中，依據建筑使用人員的流線型關系，從個人私密性、密集人群安全設計、抗震性、防火性等不同角度出發(fā)，進行不同功能平面的組合，從而設計出集安全、開放、穩(wěn)定為一身的公共建筑結構。

表1　建筑結構設計常用方法及側重點

3　建筑結構設計中常見的問題及處理措施分析

建筑的結構設計作為建筑設計中的核心環(huán)節(jié)，對于建筑的整體功能有著至關重要的影響。但現階段，縱觀我國各地的建筑結構設計，其或多或少在不同方面存在著一些問題，亟需取相應的措施進行解決與處理。

3.1建筑結構設計中的混凝土收縮縫問題及處理措施

混凝土結構工程作為我國建筑工程中同樣普遍運用的一種結構，其質量的優(yōu)劣往往與整個工程的實用性和安全性密不可分。但由于混凝土凝結初期或硬化過程中，可能會因溫度變化出現收縮情況，使得相關設計人員無法按照彈性結構計算得出相應的施工參數，進而造成施工過程中混凝土結構中墻面產生豎直和水平方向的嚴重變形。因此，相關的建筑結構設計人員需要對建筑結構設計中的混凝土收縮縫問題加以重視。相關的解決措施如下：

（1）依據材料檢測選用高質量的混凝土。由于混凝土是一種由多種材料合成而制作出的非均質材料，從物理的角度來看，非均質材料對于超聲脈沖的吸收和散射的表現效果十分優(yōu)越。相關人員可以利用超聲波檢測技術，根據混凝土自身的質量參數與超聲波在混凝土中傳播的聲學參數的差異性以及信號頻率的變化，篩選出更高質量的混凝土，從根本上避免混凝土收縮現象的產生。

（2）利用不同方法進行混凝土強度檢測，再根據檢測結果進行墻面的受力分析，從而在建筑結構中布置一定長度的后澆帶，避免混凝土收縮縫影響建筑結構。對混凝土強度檢測的方法主要有超聲法、回彈法、鉆芯法等等。其中超聲法與材料檢測中的超聲法檢測方式，回彈法則是利用回彈儀對混凝土表面硬度進行測量從而推算其內部的強度（見圖1）。此外，對于部分因美觀原因不可設置后澆帶的建筑結構，施工人員則可以在混凝土中添加一定量的膨脹劑，用以彌補混凝土因溫度變化產生的收縮應力。

圖1　利用回彈法進行混凝土強度檢測時的測試方法

3.2建筑結構設計中的地梁問題及處理措施

地梁作為建筑結構的支撐部分，其對建筑的整體結構有著重要影響。一方面，地梁是與建筑基礎直接相連的，其起到的拉結作用能夠有效調整建筑基礎的不均勻沉降。另一方面，地梁還起到了支撐底層墻體的作用，通過將負載傳給地基和框架柱，避免底層墻體的受力構件受到其它介質的約束。但在施工過程中，對于基礎埋得較深的建筑，地梁就會降低框架柱的計算高度，影響整個建筑結構的內力分析。其負載傳遞的效果也使得土反力的和梁側土摩擦阻力的計算精確度大幅度降低。基于此，有效處理建筑結構設計中的地梁問題值得相關的建筑結構設計人員進一步思考，筆者根據施工經驗，提出兩點解決方法。

①假設地量負載全部傳遞給框架柱，忽略地基土的影響，將地梁按一層框架梁進行內力計算；②在進行框架結構的整體計算時，將地梁當作簡支梁且忽視地梁彎距的影響，按照其剪力全部傳遞框架柱進行計算。實際施工過程中，兩種方法可結合運用，以起到提升結構設計精度的作用。

3.3建筑結構設計中的剪力墻連梁設計的問題及處理措施

隨著人們對建筑要求越來越高，剪力墻連梁設計也由于其能夠保證結構的剛度和減小建筑側移的優(yōu)點在建筑結構設計中彰顯出重要價值。結構設計中，連梁的設計常受多因素制約，一方面梁的內力和結構抗側力剛度需要考慮相連的剪力墻的墻肢剛度，如果在設計過程中，連梁跨高比過小，其往往會在反復荷載作用下產生斜裂縫，進而發(fā)生剪切破壞。因此，相關的建筑結構設計師需要對剪力墻連梁問題進行詳盡處理?？煽紤]采用跨高比偏大的連梁（見表2），使其不過早地發(fā)生剪切破壞，保障連梁的可延性。同時在設計過程中應當進行內力分析，并對連梁剛力進行折減計算，從而降低連梁發(fā)生剪切破壞的概率。

表2　

4　結束語

要使建筑結構設計得到鞏固，建筑結構設計師不僅需要采用一系列科學方法提高施工設計水平，更需要具備靈活創(chuàng)新的思維和嚴肅認真負責的工作態(tài)度，從而進一步保障建筑結構的設計質量，更好地推動建筑行業(yè)不斷向前發(fā)展。

[1]王斯新.建筑結構設計過程中常見問題探討[J].江蘇建筑科技學院院報，2012，6（31）：53～54.

[2]宋緒梅.淺談在建筑結構設計中常見問題的分析[J].建筑科學方法探究，2011，5（7）：12～14.

[3]陳淑卿.淺談房屋建筑結構設計中常見問題分析[J].科教文匯，2012，8（11）：22～26.

TU318

A

1673-0038（2015）20-0022-02

2015-5-4

殷琪祥（1983-），男，工程師，碩士研究生，主要從事結構設計方面的工作。

劉飛（1986-），男，工程師，碩士研究生，主要從事結構設計方面的工作。