建筑结构设计常见问题探讨

　　【摘要】建筑结构设计是建筑工程的重要组成部分，本文将建筑结构设计过程划分为方案设计、结构分析、构件设计和绘制施工图四个环节，针对这四个环节中出现的不同问题进行了探讨，并提出了如何避免出现或解决这些问题的一些看法。

　　【关键词】建筑；结构设计；问题

　　Abstract: Structure design is an important part of the construction project, the paper will be building structure design process is divided into design, structural analysis and component design and produce construction drawing four links, in view of the four links appear in the different problem was discussed, and puts forward how to avoid or solve these problems some views

　　Key Words: architecture, structure design , question

　　中图分类号：      TB482.2         文献标识码：A                     文章编号：

　　建筑物的设计包括建筑设计、结构设计、暖气通风设计、给排水设计和电气设计，每一部分的基本上都是围绕功能要求、经济要求、美观要求和环保要求进行设计的，理想的建筑物是既要符合使用功能和人们的审美情趣，又要具有最佳的技术经济指标和绿色环保指标。建筑结构是一个建筑物发挥其使用功能的基础，建筑结构设计是建筑物设计的一个重要部分，一个完整的设计过程一般可以分为方案设计--结构分析--构件设计--绘制施工图，而目前在这几个环节都存在着不同的问题。

　　1、方案设计阶段的问题

　　结构方案设计包括结构选型、结构布置和主要构件的截面尺寸估计。首先是进行结构选型，主要是依据建筑物的功能要求、施工场地的地质条件、现场施工条件、工期要求等，经过方案的比较和技术经济分析，综合考虑科学性、先进性、可实施性和经济性，择优而定。结构布置包括定位轴线、构件布置和设置变形缝。定位轴线用来确定所有的结构构件的水平位置，一般情况下有横向定位轴线与纵向定位轴线，当建筑物平面形状复杂时，还可以采用斜向定位轴线。构件布置就是要确定构件的位置，包括通过与定位轴线的关系来确定的平面位置和用标高来确定的竖向位置。变形缝则包括伸缩缝、沉降缝与防震缝。设置伸缩缝是为了避免房屋宽度和长度过大，温度变化导致结构内部产生很大的温度差，造成对结构和非结构构件的损坏。为了进行结构分析，结构布置完成后需要根据变形条件和稳定条件，利用计算公式，估算构件的截面尺寸。

　　2、结构分析阶段存在的问题

　　结构分析是计算结构在各种作用下的效应，结构分析的是否正确直接关系到所设计的结构能否满足适用性、安全性和耐久性等结构功能要求。结构分析的核心问题是计算模型的确定，也就是计算简图和采用的计算理论。如何选用科学、合理的分析方法进行结构分析，达到事半功倍，既节省精力又尽可能精确的效果就是一个应重点关注的问题。

　　首先是按照尽可能反映结构的实际受力特性、偏于安全和简单的原则对实际结构进行简化假定。抓住主要的因素，对其中一些影响比较大但又难以在模型中考虑的因素，就得通过其他方式加以弥补。结构分析一般采用的计算理论可分为线弹性理论、塑性理论和非线性理论。线弹性理论假定材料与构建都是线弹性的，适用于常用结构的承载能力的极限状态和正常使用极限状态的结构分析，塑性理论则是考虑材料的塑性性能方面，所以更多用于分析结构在极限状态的受力状况。非线性包括材料非线性和几何非线性两种，材料非线性指材料、截面或构件的非线性本构关系，几何非线性是指结构变形对其内力的二阶效应使荷载效应与荷载之间呈现出的非线性特性，非线性分析比较复杂，一般用于大型复杂结构的结构分析。

　　虽然目前的结构分析基本上通过计算机程序完成的，计算机的出现也确实使结构设计人员摆脱了繁重的数据计算过程，但这并不代表结构设计人员就不需要掌握这些结构分析方法。设计人员有清晰的解析解概念有助于对结构受力特点的把握，有助于对结构问题作出迅速的判断。

　　3、构件设计阶段存在的问题

　　构件设计有两项工作内容，即计算和验算。在建筑结构设计中很大一部分内容是根据计算确定的，计算之后还有构件的验算，这是计算结果精确程度的重要保证，因此验算工作也是十分重要的，然而对验算工作的重视程度却仍有不足，容易陷入中计算轻验算的误区。在结构分析阶段之后，接着就是对相关数据进行计算和验算。验算根据的是承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求，按以下规定进行：

　　承载力及稳定：所有结构构件均应进行承载力(包括失稳)计算；对于混凝土结构失稳的情况不是很严重，对于钢结构构件，就必须进行失稳验算。有时甚至要进行结构的倾覆、滑移及漂浮验算；有抗震设防要求的结构则应进行结构构件抗震的承载力验算。疲劳：直接承受吊车的构件应该进行疲劳验算，但直接承受安装或检修用吊车的构件，可以根据使用情况和设计经验不作疲劳验算。抗裂与裂缝宽度：对于使用上要求不出现裂缝的构件，应进行混凝土拉应力验算；而对使用上允许出现裂缝的构件，应进行裂缝宽度验算：对叠合式受弯构件，应进行纵向钢筋拉应力验算。变形：对于使用上需要控制变形值的结构构件，例如预应力游泳池，变形过大会导致荷载分布不均匀，导致超载，严重的会造成结构的破坏，就要进行变形验算。

　　4、绘制施工图阶段存在的问题

　　建筑结构设计的最后一个阶段就是绘制施工图，将结构方案设计、结构强度或刚度计算后的结构用具体的图形表达出来，图是工程师的语言，工程师的设计意图，设计理念是通过图纸来表达的。而图纸也是将工程师的想法转变为现实的基础，建筑团队是根据工程师的图纸来进行施工的，所以设计图图面的表达必须做到正确、规范、和简明。正确是指精确无误的反映计算的成果，规范才能确保别人准确的理解设计者的意图。然而在实际的操作中能够真正做到按照正确、规范和简明这三点来绘制施工图的却不多。要提高绘制施工图的水平，就必须做到以下几点基本要求：

　　图表应根据建筑物体型的大小，采用不同的比例进行绘制。常用结构设计图的绘制比例有1：50、1：100、1：200，一般采用的是1：100比例进行绘制。结构施工图和建筑施工图一样，绘图时采用的比例要灵活根据图样的用途与被绘物体的复杂程度来决定。其次是在建筑结构图绘制中，需要绘制轴线及其编号，然而在出图前一般把墙体中部或梁中部的轴线去除，只留下两端的轴线和编号，以便和平面图对照。另外和建筑平面图一样，在绘图前同样要定义不同的图层和线型。结构图中的一些例如砖墙、门窗填充符号、混凝土填充符号等一般也要用通用建筑图例来表示。还有和建筑平面图一样，在结构平面图中表示不清的部分可以采用详图索引符号来引出，在详图中采用大比例尺绘制清楚。

　　【参考文献】

　　[1]马雪丽.浅析建筑结构设计[J].黑龙江科技信息,2011（10）：73.

　　[2]吴淼；王楠.浅谈建筑结构中的概念设计[J].企业导报,2011（09）：113.

　　[3]王小娜.论高层建筑结构设计原则[J].价值工程,2011（06）：57.

　　[4]傅秋生.建筑结构设计基本原理浅析[J].科技与生活,2011（04）：68.