关于结构设计的常见问题分析

文/岳凤 常德市建筑设计院有限责任公司 湖南常德 415000

随着我国经济的发展，建筑行业的发展日新月异。在结构设计工作当中，设计工作人员的工作强度也在不断上升。在实际的结构设计工作当中，结构设计人员经常会表现出工作压力较大、对新技术和超高超限工程的设计经验不足、对设计图纸的校审不到位以及受到设计时间较短等方面因素的影响，对于建筑结构的整体设计质量没有加以充分的掌控。部分设计施工图难以满足施工要求，在施工工程中需补充大量变更通知。这一问题造成了在后续的施工过程当中，对建筑体的整体结构以及施工流程都会形成较大的影响，对建筑施工单位的经济造成损失。由于结构设计工作中的不完善，很可能对建筑的质量形成缺陷，对人们的居住安全形成一定隐患或对其使用舒适度产生不良影响。因此，结构设计工作是保证建筑体安全和其建设工程顺利开展的关键性因素，这一问题必须要引起结构设计人员的充分重视，结构设计任重而道远。

1、分析房屋结构设计的常见问题及注意事项

1.1 结构设计未在建筑方案阶段参与

在实际的工程项目中，常常出现建筑师已完成的并经业主认可的方案，结构布置难以进行或为实现建筑师构想而大额增加工程成本的情况。原本可以做成一个常规结构工程，出现了各种超限问题，导致结构布置的安全储备不够的情况。其问题在于结构设计师没有和建筑师及业主进行有效的沟通。在实际工作中，结构设计工程师应在建筑方案阶段，参与到项目中来，用结构概念来对结构的整体受力体系的合理性给出建议，和建筑师、建筑物业主一起来完成建筑平面，空间构造，体型，功能等方面的内容。实践证明，一个成功的项目，是建筑和结构设计师在方案阶段就共同合作的成果。

1.2 结构设计仅注重软件计算，而不注重概念设计

设计中如果只凭软件电算结果无超筋超限信息，便出具施工图，而不注重概念设计，会导致实际工程模型与软件电算简化模型不符，结构布置出现各项不规则，结构整体抗震安全储备不够，结构经济性不合理等问题，对建筑造成安全隐患。在实际工作中，应对结构布置方案进行对比，选型，对结构平面、立面布置规则性进行判断，对结构的薄弱部位进行构造加强，避免采用不合理的结构受力体系。经过综合判断，选用抗震和抗风性能好、经济合理、竖向荷载传力途径简单直接的结构体系，并满足规范的要求。

1.3 地下室结构设计中消防车荷载输入有误

在设计地下室时，按《建筑结构荷载规范》规定，设计地下室基础时可不考虑消防车荷载的影响，地下室梁、板、柱均应输入消防车荷载来计算。其中，消防扑救面应等同消防车道，也应输入消防车活荷载。地下室梁计算时，消防车荷载可按《建筑结构荷载规范》进行相应折减，计算地下室板、柱时不应折减。另对于某些建筑，由于地下室顶板局部覆土较薄或者很薄时，应对其局部进行补充计算。其补充计算含对消防车轮压验算顶板冲切承载力并计算地下室此处顶板在局部荷载作用下的内力和配筋。计算地下室外墙时，如果地下室外墙紧邻消防车道，还应考虑消防车道荷载对地下室外墙的影响。

1.4 框架结构设计中抗震概念不足的问题

框架结构设计时，常有设计人员在建模计算时未输入楼梯计算，导致结构计算周期及配筋情况与实际建筑不符，造成安全隐患。框架结构设计时，不能采用部分砖砌承重墙的混合结构形式，由于此种情况刚度严重不均匀，抗震时极易破坏。不能采用单跨框架结构。框架结构在计算时，周期应考虑填充墙体的影响，按规范要求进行周期折减。应根据实际情况确定框架柱的计算长度，包括越层柱的计算长度的确定，使结构模型与实际受力情况一致。框架结构采用砌体填充墙时，应考虑填充墙对框架结构产生的不利影响，因窗间墙体对柱子的约束，使框架柱易形成短柱，应对框架柱采取加强措施或优先选用轻质墙体材料。

1.5 结构施工图深度不够

部分结构设计施工图深度不够，给施工单位现场施工造成很大的困扰。因此设计人员不得不在施工过程中出具大量设计变更，来满足施工进程的需要。在设计施工图时，应尽量避免出现这种情况，让图纸简单明了易懂，图纸深度应满足《建筑工程设计文件编制深度规定》的要求，并对重要事项及特殊需要注意的部位进行特殊说明。

1.6 当结构安全与结构成本经济有冲突

结构设计应满足规范的要求，规范对结构安全提出的要求是对结构设计的最低要求。结构设计人员不能降低结构安全度来满足业主对经济指标的追求。对结构进行经济性比较，应从结构布置方案着手，在保证满足规范的前提下，优选结构方案，以达到经济合理的目的。如高层建筑的设计过程中，应优先考虑减轻结构自重，采用轻质填充墙、高强砼、高强钢筋，由于地震效应与建筑质量是成正比的，减小自重，就能减小地震力，从而优化含钢量，减少结构成本。同时结构方案的选取，包括结构基础选型，还要考虑优选减少施工期间成本的方案，从而减少结构总造价。

1.7 结构设计时忽略挠度和裂缝对结构的影响

众所周期，现浇混凝土结构是带裂缝工作的，如果裂缝根据砼的环境工作类别，在规范允许范围内，是可行的。混凝土根据受力特性来说，是宜受压不宜受拉的。混凝土强度越高，水泥用量越多，混凝土收缩引起的裂缝越显著。同时在结构计算时，应保证结构基本处于弹性受力状态，将结构的受力时裂缝数量、宽度控制规范允许的范围内。结构图纸中应对施工时处理措施进行说明，减少混凝土由于施工期间养护不当、温度变化引起收缩裂缝。实际工程中，在做地下室结构设计时，应合理布置收缩、沉降后浇带位置，对地下室外墙采取保温、隔热等措施减少收缩裂缝。通长挑檐板，高层建筑屋面现浇女儿墙，通长天沟应设置伸缩缝来减轻由于温度变化引起的裂缝。较长悬挑梁及悬挑板部位、大跨度梁等应对纵筋配置数量较计算结构加强，并应考虑挠度计算结果来配筋。楼板配筋时，应在满足计算要求的同时，考虑小而密的原则。超长结构应加强梁的纵筋及梁腰筋的配筋及板的配筋。地下室外墙由于易产生收缩裂缝，水平钢筋的间距不应大于150mm，配筋率不应小于0.5%。

2、结构设计工作的全面设计及图纸校审程序的重要性

2.1 对建筑结构进行严谨而全面的设计

在对房屋建筑结构进行具体设计工作之前，需要从多角度上宏观进行分析，应对结构平面、立面规则性，结构缝设置合理性，结构布置方案优选性，进行合理的判断。在电算过程中，应分析计算参数是否合理，结构荷载取值是否与实际相符并满足规范要求，计算结果指标是否满足规范的各项要求，对于复杂部位，需重点加强部位或薄弱部位，还应进行结构补充计算。在绘制结构施工图纸阶段，应力保施工图纸的严密性和精确性，设计图纸应与计算模型一致，对设计的重点内容加以充分的把控，图纸深度满足规范及图集要求，施工时特别注意事项应补充说明，保证工程施工得以顺利的完成。

2.2 图纸校审程序应严谨对待

由于设计图纸时间紧迫，校审工作有时形同虚设。结构施工图的校审工作至关重要，应严谨对待，通过校审，减少或杜绝图纸中出现的笔误，对设计工程师的思维局限性进行提点，对结构是否满足规范各项要求进行检查，结构布置是否合理进行检查判断，是提高图纸质量非常重要的环节。

结语：

结构设计工作者在设计中应坚持安全适用，技术先进，经济合理，便于施工的原则，强化结构设计概念在结构设计中的作用。与时俱进，实践与理论相结合，不断提升技术水平，满足人们对建筑功能、形体多样性、建筑质量的更高要求。