關于建筑結構設計中的一些問題

劉英杰

[摘要]一個好的建筑結構設計，在建筑和結構上的有機結合是不可缺少的。本文從如何提高建筑結構設計質量出發，對建筑結構設計中的穩定性問題、程序計算與實際的偏差問題、建筑結構的構造設計問題和建筑結構設計與安全事故問題做了簡要的介紹，并分析出了產生問題的原因，對于研究建筑結構設計的問題有一定的參考價值。

[關鍵詞]建筑；結構設計；問題；穩定性

引言

對于建筑來說，建筑的結構就是建筑的基體，只有基體做好建筑才能穩定有型，供人入住使用。隨著現代化的到來，人們日常生活的改善，人們審美觀的逐漸加強，建筑的結構設計不僅包括結構的力學穩定，更包括結構的造型與美觀，因此所設計的建筑結構越來越復雜，功能也越來越多，要求也越來越高。可見，多了解建筑結構知識，解決工程設計中的實際問題是非常有必要考慮的。

1、高層建筑結構設計類型和特點分析

高層建筑的結構設計最開始出現的是比較簡單的框架結構，隨后又出現了鋼筋混凝土構造的剪力墻結構，由框架部分與剪力墻部分共同作用的框剪結構，由筒體體系構成的筒體結構以及不同結構相結合而形成的組合結構和一些巨型結構（巨型梁結構、巨型柱結構等等）。

這些結構各有受力特點，適用于高度不同的結構體系，不同建筑結構的選擇也影響著后續的建筑結構設計。高層建筑的結構形式與工程施工、工程造價、建筑設備安裝等諸多因素密切相關，所以結構設計時應該注意設計特點和設計要點。第一，高層建筑相對低層建筑整體上會導致受力增加，相對于豎直荷載，水平荷載地位提高，成為決定性因素，必須考慮基于水平荷載的建筑荷載能力，水平荷載主要包括地震和風荷載，高層建筑應該有更加優秀的抗震能力。第二，高層建筑的側移是結構設計的重要因素，也是重要的控制指標。第三，高層建筑的柱中容易產生豎向變形，這會造成連續梁的長度變化和預制構件的下料長度變化，忽略軸向變形是潛在的危險因素。第四，高層建筑結構設計應注意有較大的結構延性，作為一種預防措施保證整體結構在高荷載作用產生巨大變形下不至于倒塌。

2、建筑結構設計中的穩定性問題

建筑在進行結構設計過程中首要考慮到的問題就是建筑的穩定性，這對建筑的使用壽命以及住戶的人身安全是非常重要的。例如，現今大多城市都采取提高建筑高度增加建筑樓層數，來提高土地可利用率緩解人口稠密住房緊張的問題，但是高層建筑必須考慮的一個問題就是建筑的穩定性，以防止在地震或者臺風等環境下建筑發生坍塌破裂傾斜的事故，用的最多的一個描述的詞就是建筑的抗震能力。對于高層建筑，一般有幾點需要注意來提高其穩定性，第一點是注意建筑根基的埋入深度，如果埋入深度不夠，在地震發生時房屋很容易振動甚至倒斜，因此埋入深度一定要夠深，從基座就能穩定上層建筑。第二點是可以考慮增加低樓層的寬度，通過這種方式來提高上層樓房的穩定性，不過建筑的高度不能過高，如果超過標準要求此方法就不適用了。除此之外，建筑高度如果已經較高了，建筑的根基最好是不要再用傳統的天然的地基，而應該采用樁基，因為樁基的抓地性更好，更能夠牢牢的產生抓附力，埋入深度能更深，相應地，基礎鋼筋深度承臺的錨固長度也必須按照標準嚴格要求，以滿足建筑抗傾覆穩定性的要求。

3、程序計算與實際的偏差問題

在進行建筑結構設計過程中經常會用到一些相關軟件或者程序來進行模擬以及計算，以推斷設計方案是否可行，特別是在對建筑結構基本布置或者概念缺乏認識的時候，例如通過程序利用樓板的變形程度來推算樓層的平面剛度，但是在程序應用過程中，即使原理上來說沒問題，實際上卻會有很多因素導致偏差的產生。這一般是因為結構設計時一些部件可能會采用過余的安全系數，導致在計算時數據不準確，最后得到的結果也有所偏差，這就關系到樓層的實際受力與模擬受力的關系。就樓板變形度與樓層剛度之間的程序計算誤差問題，解決的方法有：首先可以在結構設計的過程中，選取變形樓板時就選取形變外露的樓板，其次對于建筑結構相關數據都要有一定的準確性，對于其中的不準確性所產生的誤差在計算過程中要有所補償，這樣才能通過程序得到正確的計算結果，符合建筑的實際情況，然后采用平面剛度合格的彈性板來進行樓板的安裝。

4、建筑結構的構造設計問題

建筑結構的構造設計是在力學的基礎上對建筑結構進行的設計，是結構設計中的重要部分，是建筑結構每部分受力經過精確計算后的結果。因此，建筑結構進行構造設計時，一定要注意每個部分包括每根支柱、每根橫梁的強度、剛度以及其間的連接性能，確保支撐結構的強度足夠高，每個結構之間的連接度完好，如此才能確保建筑的整體性能完好。特別是對于一些防震要求比較高的結構，在進行建筑的構造設計時要盡量保證建筑每個結構的延伸性和彈塑性，對于建筑結構里的比較薄弱或者關鍵的部位要進行特別鞏固加強。至于建筑結構構造設計的圖紙，設計過程中實際采用的措施，除了需要專業建筑知識以外，還需綜合建筑師在大量實際工程中總結出來的經驗，尤其是在結構構造設計中的對構建延性與結構構造的分析，以此為基礎來完成建筑結構的構造設計。

5、建筑結構設計與安全事故問題

有人將建筑事故的發生與建筑結構的設計之間聯系起來，認為是建筑結構設計的不合理導致建筑事故的發生，這種懷疑引起了建筑設計行業的關注以及思索。但是就建筑的結構設計來看，在進行結構設計時就會考慮到各種要素，包括建筑承重性、受力分配合理性等，因為結構不合理直接導致建筑安全事故發生這種說法是沒有依據的。就我國建筑的安全問題，一是建筑施工時出現的安全事故較多，但這主要是因為施工手段的落后以及保護意識的欠缺所導致的。二是自然災害時建筑的損壞，這是外力超出預計強度，并且從我國歷年的建筑歷史，也可以看出建筑安全事故的發生大多是因為施工原因或者天災原因，并不是由建筑結構設計所直接導致的。

6、結語

綜上可知，隨著物質化的發展，人們對建筑的要求越來越高，對于建筑的結構設計要求也越來越復雜。為了滿足人們要求，適應時代發展，建筑師們都必須就建筑結構設計進行研究，摸索新技術，接受新知識，提高建筑質量。本文就建筑結構設計中的一些問題進行了探討，主要包括結構設計的穩定性，結構設計使用程序時可能會出現的問題，構造設計以及建筑結構設計與安全事故之間關系進行了分析，提出了自己觀點，以望對建筑結構設計的問題探討起到一點作用，促進建筑結構設計工作的持續發展。

參考文獻

[1]林同炎.S.D.思多臺斯伯利.結構概念和體系[N].建筑工業出版.

[2]戴國營.李德虎.建筑結構抗震鑒定及加固的若干[J].建筑結構，2010，（04）：67.