建筑結構設計與施工及關鍵問題

劉強

【摘 要】決定建筑質量好壞的關鍵環節就是建筑結構設計，對于人們來說，建筑結構設計的重要性主要體現在能否為他們以后的居住或辦公環境提供既舒適安全，又經濟實惠還有品味的設計方案，在這樣的基礎上不斷創新以做到更好。所以，建筑結構設計師們不僅要滿足人們的需要，還要在現代化的進程下轉換自己的設計理念，開闊自己的視野，用自己精湛的理論和獨特的創新去解決建筑設計中存在的諸多問題，然而，這些問題中，想辦法提高建筑結構設計的質量是重中之重。

【關鍵詞】建筑結構設計；施工問題；措施

導言：

建筑結構設計是指將建筑設計師的構想在具體的建設項目中進行全面的結構設計和具體細致的實施過程。建筑結構設計是工程建設的關鍵所在，是承接設計師的構想和項目施工的橋梁，是具體的建筑藝術實施的重要環節，也是確定和控制工程造價的重點階段。建筑結構設計環節是保證結構安全、保障項目建設的關鍵環節，應嚴格遵守國家法律法規和相關設計規范，同時在設計過程中貫徹優化設計的原則，減少項目工程中不必要的浪費。

一、建筑結構的類型

建筑物中存在著各種不同的使用功能和要求，因此在應用的過程中存在著居多的類型和分類方法，根據建筑物中的相關用途，可以分為工業建筑與民用建筑兩種。根據建筑物的層數，可以分為單層、多層、高層和超高層建筑。建筑物根據所使用的結構材料可以分為：木結構、砌體結構、混凝土結構、鋼結構和混合結構等。建筑物根據其結構形式，可以分為排架結構、框架結構、剪力墻結構、筒體結構和大路結構等。

二、建筑結構設計需要遵循的原則

1.建筑結構設計應遵循抓大放小的原則。

抓大放小指的是強柱弱梁的概念，建筑結構的體系比較復雜，其是由不同的構件共同組成的，而且不同的構件其功能也不同。在設計時應注重重點構件的設計，這樣才能保證重點構件功能的發揮。

2.巧用剛柔并濟的原則。

合理的建筑結構設計應遵循剛柔并濟的原則。建筑的機構剛度太大，會導致變形能力差，如果強大的破壞力瞬間襲來，建筑物需要承受的力量很大，容易造成建筑物局部嚴重受損。如果結構太柔，雖然能夠很好地消解外力，但同時也容易造成建筑物本身變形過大而無法使繼續使用。

3.建筑多道防線原則。

安全的建筑結構體系采取多道防線來進行設計，當災難發生時，把生存的希望寄托在單一構件上是十分危險的，生存的機會很小。但是，如果在建筑結構的設計中，能夠建筑起多道防線，就能夠獲得更多的求生機會，保證人身和財產安全。

4.打通重要關節原則。

在建筑結構體系中，關節是無處不在的。理想的建筑結構體系應是渾然一體的，不存在任何關節，這樣的結構體系使得任何形式的外力都能夠迅速傳遞和消解。但是現實的建筑施工中，沒有關節是不可能的，這就需要打通關節。

三、建筑結構設計時應特別注意的問題

（一）地基與基礎方面

1.多層房屋建筑無地質勘察報告，僅僅依據建設單位口頭或籠統參照附近建筑物的基礎設計資料就進行施工圖設計。地基與基礎設計要做到合理，安全適用，設計人員必須依據地質勘察資料，統一考慮多方面因素進行基礎類型選擇和設計，僅憑地耐力這一數據是不全面的，也是不安全的，更不能盲目的把地耐力容許值取得小一些就認為萬無一失了。

2.采用換土墊層進行軟弱地基處理，不進行換土墊層設計，只憑經驗處置。有時設計者對軟弱地基的危害認識不足，只是簡單地憑借經驗采用砂墊層加強一下承載力，沒有進行墊層寬度和厚度計算，既不安全，又不經濟。民用建筑中柱、梁及基礎的負荷未按規范乘以折減系數。設計人員設計多層民用建筑時，在計算梁、柱和基礎的負荷時未按現行設計規范將荷載乘以折減系數計算其荷載值，因而采用荷載值偏大。

（二）關于梁、板的計算跨度

一般的手冊或教科書上所講的計算跨度，如凈跨的1.1倍等，這些規定和概念僅適用于常規的結構設計，在應用日廣的寬扁梁中是不合適的。梁板結構，簡單點講，可認為是在梁的中心線上有一剛性支座，取消梁的概念，將梁板統一認為是一變截面板。在扁梁結構中，梁高比板厚大不了多少時，應將計算長度取至梁中心，選梁中心處的彎距和梁厚，及梁邊彎距和板厚配筋，取二者大值配筋。（借用臺階式獨立基礎變截面處的概念）柱子也可認為是超大截面梁，所以梁配筋時應取柱邊彎距。削峰是正常的，不削峰才有問題。縱筋搭接長度為若干倍鋼筋直徑d，一般情況下，d取鋼筋直徑的較小值，這需要一個前提，即大直徑鋼筋強度并未充分利用。否則應取鋼筋直徑的較大值。如框架結構頂層的柱子縱筋有時比下層大，d應取較大的鋼筋直徑，甚至縱筋應向下延伸一層。

（三）關于回彈再壓縮

基坑開挖時，摩擦角范圍內的坑邊的基底土受到約束，不反彈，坑中心的地基土反彈，回彈以彈性為主，回彈部分被人工清除。當基礎較小，坑底受到很大約束，如獨立基礎，回彈可以忽略，在計算沉降時，應按基底附加應力計算。當基坑很大時，相對受到較小約束，如箱基，計算沉降時應按基底壓力計算，被坑邊土約束的部分當做安全儲備，這也是計算沉降大于實際沉降的原因之一。

另外，在設計各種弧形梁、板時，要注意在轉彎處放射鋼筋間距對內弧邊和外弧邊是不同的，甚至相差很大；設計時要注意標注鋼筋間距所參照的位置，控制最大箍筋間距，一般可按外弧邊計算和控制放射鋼筋間距。當框架連續梁相鄰兩跨的梁跨度相差較大時，注意大小跨間的梁支座受力應滿足彎矩平衡要求，對小跨支座縱向受拉鋼筋長度應滿足相鄰長跨要求。

（四）高層建筑抗震設計時注意事項

（1）部分框支剪力墻的高層建筑，轉換層的位置設置在3層及3層以上時，其框支柱、剪力墻底部加強部位的抗震等級宜提高一級采用，見混凝土高規第10.2.5條要求；（2）帶加強層的高層建筑，加強層及其相鄰層的框架柱和核心筒剪力墻的抗震等級應提高一級，見混凝土高規第10.3.3條要求；（3）錯層高層建筑，錯層處的框架柱和剪力墻的抗震等級應提高一級；（4）連體高層建筑，連接體及與連接體相鄰的結構構件的抗震等級應提高一級；以上提高原則當抗震等級為特一級時則不再提高。

四、結語

總之，結構設計是建筑工程的重要組成部分，是建筑安全應用的基礎。因此，設計人員要從一個個基本的構件算起，做到知其所以然，深刻理解規范和規程的含義，并密切配合其他專業來進行設計。在工作中應事無巨細，善于反思和總結工作中的經驗和教訓。只有這樣才能做好建筑結構設計，促進建筑工程質量的不斷提高。

參考文獻：

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