建筑结构设计中应注意的问题浅析
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【摘要】建筑质量的优劣直接关系到人们的生命财产安全,而高质量的建筑又源自于有一个科学合理的建筑结构设计。结构设计是一项系统的、全面的工作,在设计中存在的问题是多种多样的,需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。通过加深对建筑结构设计内容与原则的认识,注意结构设计中常见的问题,可以有效地提高结构设计水平。
【关键字】建筑结构设计；类型；内容；注意问题。
1 结构计算应注意的问题
1.1 计算简图及计算参数
计算简图的正确性决定计算结果的准确性, 正确的计算简图须满足三个条件, 首先是基本反映结构的受力特征和传力关系, 其次是基本符合原结构的边界条件; 再次是基本符合分析程序采用的计算假定条件。刚性楼板假定要准确。下列情况不宜采用整体刚性楼板假定: 楼板大开洞、回型、凹型、弧型平面; 顶部有多个塔楼时, 应按多塔处理。连梁不能任意指定。连梁与非连梁受力特征和配筋方式是不同的。连梁以承受水平力作用为主,剪力图近似阶形分布, 弯矩图近似直线分布, 相应配筋特点是上、下纵筋对称布置,全梁箍筋加密。
计算参数是影响计算结果的另一重要因素。深刻理解计算参数的物理意义，避免参数选取的盲目性。剪力调整目的是为了防止地震时柱脆性破坏。框剪结构, 不论柱多少, 除Vf ) 0.2V0 外, 均应进行调整, 剪力调整后,柱弯矩要相应做调整。
1.2 辆连振动与地震对结构的影响
当结构刚度、质量在平面分布不均,刚度中心和质量中心偏心较大时要考虑。但应注意要采用的振型数要相应增加。刚度折减是由于高层建筑结构是按弹性状态进行内力与位移计算的,所以所有构件都取弹性刚度, 不必折减。考虑到剪力墙连梁( 至少一端与剪力墙墙肢相连的梁) 由于跨高比小, 按弹性计算的弯矩和剪力太大,配筋困难,所以允许在必要时适当折减其刚度, 降低梁的弯矩和剪力。折减系数不宜太小, 不得小于0.5 5。
在结构整体计算时，设计未考虑最不利地震作用方向的影响。地震沿着不同方向作用时，结构的地震反应一般也不同，当计算给出的最不利地震作用方向与计算方向的夹角较大时，设计人员应将最不利地震作用方向作为附加地震作用方向，验算该方向的地震作用对整体结构的影响。
1.3 结构整体的稳定性要求
目前结构大多数是按照平面体系来设计的，如桁架和框架都是如此。保证这些平面结构不致出平面失稳，需要从结构整体布置来解决，亦即设计必要的支撑构件。这就是说，平面结构构件的出平面稳定计算必须和结构布置相一致。就如上述的1988年加拿大一停车场的屋盖结构塌落，1985年土耳其某体育场看台屋盖塌落，这两次事故都和没有设置适当的文撑而造成出平面失稳。
1.4 实用计算方法
结构计算简图和实用计算方法所依据的简图相一致，这对框架结构的稳定计算十分重要。目前任设计单层和多层框架结构时，经常不作框架稳定分折而是代之以框架柱的稳定计算。在采用这种方法时，计算框架柱稳定时用到的柱计算长度系数，自应通过框架整体稳定分析得出，才能使柱稳定计算等效于框架稳定计算。然而，实际框架多种多样，而设计中为了简化计算工作，需要设定一些典型条件。
2 建筑结构设计时应特别注意的问题
2.1 地基与基础方面
2.1.1 多层房屋建筑无地质勘察报告，仅仅依据建设单位口头或笼统参照附近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计。地基与基础设计要做到合理，安全适用，设计人员必须依据地质勘察资料，统一考虑多方面因素进行基础类型选择和设计，仅凭地耐力这一数据是不全面的，也是不安全的，更不能盲目的把地耐力容许值取得小一些就认为万无一失了。
2.1.2 采用换土垫层进行软弱地基处理，不进行换土垫层设计，只凭经验处置。有时设计者对软弱地基的危害认识不足，只是简单地凭借经验采用砂垫层加强一下承载力，没有进行垫层宽度和厚度计算，既不安全，又不经济。民用建筑中柱、梁及基础的负荷未按规范乘以折减系数。设计人员设计多层民用建筑时，在计算梁、柱和基础的负荷时未按现行设计规范将荷载乘以折减系数计算其荷载值，因而采用荷载值偏大。
2.2 关于梁、板的计算跨度
一般的手册或教科书上所讲的计算跨度,如净跨的1.1倍等,这些规定和概念仅适用于常规的结构设计,在应用日广的宽扁梁中是不合适的。梁板结构,简单点讲,可认为是在梁的中心线上有一刚性支座,取消梁的概念,将梁板统一认为是一变截面板。在扁梁结构中,梁高比板厚大不了多少时,应将计算长度取至梁中心,选梁中心处的弯距和梁厚,及梁边弯距和板厚配筋,取二者大值配筋。(借用台阶式独立基础变截面处的概念)柱子也可认为是超大截面梁,所以梁配筋时应取柱边弯距。削峰是正常的,不削峰才有问题。纵筋搭接长度为若干倍钢筋直径d,一般情况下,d取钢筋直径的较小值,这需要一个前提,即大直径钢筋强度并未充分利用。否则应取钢筋直径的较大值。如框架结构顶层的柱子纵筋有时比下层大,d应取较大的钢筋直径,甚至纵筋应向下延伸一层。其实,两根钢筋放一起,用铁丝捆一下,能起多大用,还削弱了钢筋与混凝土的握裹力。所以,钢筋如有可能尽量采用机械连接或焊接。
2.3 关于回弹再压缩
基坑开挖时,摩擦角范围内的坑边的基底土受到约束,不反弹,坑中心的地基土反弹,回弹以弹性为主,回弹部分被人工清除。当基础较小,坑底受到很大约束,如独立基础,回弹可以忽略,在计算沉降时,应按基底附加应力计算。当基坑很大时,相对受到较小约束,如箱基,计算沉降时应按基底压力计算,被坑边土约束的部分当做安全储备,这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一。
另外，在设计各种弧形梁、板时，要注意在转弯处放射钢筋间距对内弧边和外弧边是不同的，甚至相差很大；设计时要注意标注钢筋间距所参照的位置，控制最大箍筋间距，一般可按外弧边计算和控制放射钢筋间距。当框架连续梁相邻两跨的梁跨度相差较大时，注意大小跨间的梁支座受力应满足弯矩平衡要求，对小跨支座纵向受拉钢筋长度应满足相邻长跨要求。
2.4 高层建筑抗震设计时注意事项
高层建筑抗震设计时应注意对下列结构构件的抗震等级按规范规定提高：
①部分框支剪力墙的高层建筑，转换层的位置设置在3层及3层以上时，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级宜提高一级采用，见混凝土高规第10.2.5条要求；②带加强层的高层建筑，加强层及其相邻层的框架柱和核心筒剪力墙的抗震等级应提高一级，见混凝土高规第10.3.3条要求；③错层高层建筑，错层处的框架柱和剪力墙的抗震等级应提高一级；④连体高层建筑，连接体及与连接体相邻的结构构件的抗震等级应提高一级；以上提高原则当抗震等级为特一级时则不再提高。
3 结束语：
结构设计是建筑工程的重要组成部分,是建筑安全应用的基础。因此,设计人员要从一个个基本的构件算起,做到知其所以然,深刻理解规范和规程的含义,并密切配合其他专业来进行设计。在工作中应事无巨细,善于反思和总结工作中的经验和教训。只有这样才能做好建筑结构设计,促进建筑工程质量的不断提高。
参考文献：
[1]高立人，王跃.结构设计的新思路――概念设计，工业建筑，1999（1）.
[2]戴国莹，李德虎.建筑结构抗震鉴定及加固的若干问题，建筑结构，1999（4）.
[3]吴静．高层建筑钢框架支撑形式的不同对其受力性能的影响．安徽建筑，2003(1)
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