建筑结构设计过程中相关问题思考

池碧波

众所周知，建筑结构设计是建筑工程项目设计的重要构成，是建筑质量的重要保障。建筑结构设计本身具有系统性、复杂性及长期性的特征，涉及因素较多，若某个环节出现问题，可能会对整体设计质量带来影响。基于此，本文对建筑结构设计过程中存在的问题进行了综合性分析，并提出了相关观点，以供参考。

1.建筑结构设计概述

计算机信息技术及工程技术水平的不断提升，从一定程度上促进了建筑结构设计的发展，并改变了建筑结构设计的模式。在此背景下，也给建筑工程结构设计工作人员提出了新的要求。通常情况下，建筑结构设计主要涵盖了四个部分即方案设计、结构设计、构件设计及设计图纸绘制。对建筑结构强度、刚度、延性等进行设计、计算、验算是建筑结构设计最基本的目标。通过上述工作让建筑物各项属性达到标准要求，以保证建筑的物的稳定性与安全性。建筑结构所受的恒载主要来源于自重与竖向静力为主。因此，在实际设计过程中，需保证结构在受到以上荷载处于允许范围内。通过合理筛选基础结构，可让建筑上部结构与下部地基达成平衡，进一步提升建筑结构的稳定性。

2.建筑结构设计原则分析

建筑结构设计过程中，应遵循以下原则：（1）预设多道预防。建筑结构设计过程中，特别是对于抗震设计而言，应该设定多道预防，并将不同的构件相互关联起来，以形成有效的结构体系。即便某些构件受到破坏，其他的构件还可发挥顶替作用，进一步提升建筑结构的安全性。（2）打通关节。受力传递是建筑结构体系中的重要环节，受力传递受到阻碍时，会对构件间的连接产生影响，甚至破坏静态平衡。通过打通关节，可促进外力传递并消减多余的外力，可让体系静态平衡控制在合适范围内，有利于让建筑保持稳定。（3）平衡设计。对于建筑结构而言，每一个构件都具有自己的作用，实际设计过程中不可能做到完全兼顾。因此，设计过程中，要注重各构件之间的平衡性。优先考虑结构的整体性，再充分把握构件细节，做到“抓大放小”。另外，建筑结构设计应尽可能满足实际使用需求，在性能达到要求的基础上，尽可能降低施工的复杂程度，合理控制成本，让建筑项目获取更大的效益。

3.建筑结构设计关键问题及策略分析

（1）伸缩缝

建筑物长期受到温度变化影响，会造成混凝土出现冷缩热胀，导致混凝土结构出现一定程度变形。若变形过大，必然会对结构本身的稳定性产生影响。由温度所造成的内力变化计算较为复杂，若仅仅遵循弹性结构进行计算，会使内力出现较大程度偏差。当建筑长度超过一定范围时，可设定伸缩缝来降低温度变化对混凝土的影响。伸缩缝设定过程中，除了依靠计算外，还需要结合实际施工经验来确定。伸缩缝设置通常采取两种方法进行：（1）添加膨胀剂。在混凝土当中添加适量膨胀剂，可降低温度对混凝土的影响作用；（2）设置后浇带。后浇带浇筑时应选择气温较低时下进行。可在水泥当中添加含微量铝粉的混凝土，以增加后浇带的强度，避免新老混凝土之间产生裂缝。

（2）回填土

建筑施工过程中经常会遇到回填土问题，回填土质量与建筑结构稳定性及安全性存在密切联系，所以在结构设计中需要对回填土质量进行充分考虑。在灰土搅拌时，可能会出现搅拌不够均匀而影响到回填土质量。部分情况下，灰土夯实的部分临近于地下结构，可能会造成地下结构受到破坏。通过增强回填土质量，可将建筑结构水平位移控制在合理范围内，对预防地坪开裂及建筑沉降等均可起到促进作用。采取压密注浆的方法将土体挤密，构成新的浆脉复合地基，以改善土体的强度及防渗性能，并改善土体物理力学性质，促使软土地基承载力提升。

（3）剪力墙设计

剪力墙布置时，应均匀分布，尽可能保持建筑物质心与刚心重合，并让横向与纵向的刚重比保持接近。同时，要避免出现一字型剪力墙。楼面主梁平面不能外搁置于剪力墙上，若无法避免，就需要在相应位置处设置暗柱。若梁高超过墙厚幅度较大时，尽可能拉长转角出墙肢。剪力墙配筋与建筑结构安全性及经济性也存在着密切的关联性。配筋时，要求将水平钢筋置于外侧，而竖向钢筋放于内侧，保证配筋满足计算规范建议的最小配筋率。

（4）抗震设计

抗震设计需要把握以下关键点：（1）结构弹塑性分析。结构弹塑性分析方法共有两种：①弹塑静力分析方法。该方法主要利用空间协同平面结构模型与平面三维空间模型进行分析，地震波不会对最终结果产生影响。②弹塑性动力分析方法。该方法主要采取结构统计模型进行分析，模型构成较为简单，应用较为简便，但地震波会对最终结果产生影响，并且存在多个结果，需进行筛选。（2）可行性分析。根据建筑工程项目功能需求、所处环境及施工工艺特点等进行可行性分析，以保证建筑抗震性能达到标准。在保证抗震性能的同时，尽可能控制抗震材料使用量，以节约成本。（3）加强隔震及消能减震设计。

结语

建筑结构设计是建筑质量的保障基础，关系到建筑物的安全性与稳定性。因此，设计过程中需要对伸缩缝、剪力墙、回填土及抗震设计等关键环节上进行准确把握，确保建筑结构性能达到要求，以提升建筑物整体质量。

（作者单位：中南建筑设计院股份有限公司）