刍议建筑结构设计中的相关内容

刍议建筑结构设计中的相关内容

【摘要】随着经济的发展，城市的发展速度不断的加快，高楼大厦的增多成为了必然，建筑企业得到了飞速的发展。同时，由于人们的要求和城市发展的要求越来越高，也给建筑企业

带来了更多的难度。建筑结构设计是影响建筑工程质量的要素之一，本文主要分析了建筑结

构设计中的相关问题，并提出了相关的完善措施，以供参考。

【关键词】高层建筑；结构设计；设计要点

一、建筑结构设计的主要内容

建筑结构设计是指建筑结构设计师和工程师将各种建筑结构要素进行不同的组合，用图纸绘

制出能体现用户需求的过程。总体来说，建筑工程中的结构要素主要包括梁、柱、板、地基

基础以及大样等内容，工程师运用建筑系统知识对它们进行组合构成各种不同的建筑结构从

而形成建筑结构体系。建筑结构中的防震设计是指根据地震对建筑结构造成的危害程度和负

面效应，并对建筑结构破坏过程进行分析，在建筑结构设计时中加入不同的元素以减轻可能

发生的实际问题。针对民用建筑，工程师进行设计时，不仅要考虑到建筑结构的总体布局，

而且要关注建筑结构的细节问题，尤其是关键部位的细节问题，从而达到抗震防震的作用。

另外，工程师需要着重考虑建筑的受力结构体系、结构设计模型的选择和地基基础设计，从

而达到建筑高层化的要求。

二、建筑结构设计中的常见问题

（一）材料的使用不当

目前，在建筑行业中，最常用的结构材料为钢筋混凝土，由于钢筋混凝土结构具有取材容易、耐久性、可塑造性以及整体性等优点和造价经济，建筑结构应用非常广泛。但是为了建筑物

的整体美观，施工过程中对钢筋混凝土结构留下的伸缩缝隙较小，加上其本身特点中的抗裂

性差，导致建筑物容易产生裂缝。一般而言，一旦建筑物产生裂缝，就会对其防水抗冻、防

腐蚀能力产生很大的影响，同时也会很不利于建筑物的美观。为有效补救钢筋混凝土结构带

来的负面效应，目前建筑行业中出现了膨胀加强带以及后浇带等方法。同时，在钢筋混凝土

施工过程中应注意钢筋、水泥沙和沙、石子的质量，还要注意混凝土的级配。

（二）建筑结构的受力设计

建筑结构设计初级阶段，结构工程师没有关注它的具体细节而是建筑结构的空间组成特点。

建筑物的地基设计对建筑物结构的竖向以及水平稳定起决定性作用，由于现代建筑物都是由

笨重的大型材料组合而成，而且建筑结构的的重力都是向下的，所以建筑物结构必须要将其

自身质量转移到地面。结构工程师必须要掌握建筑结构体系中向下和水平的作用力和地基承

载能力的关系，从而对建筑物中核心的主心柱和主要承重墙的分布图进行绘制。对于不同层

高的建筑物，横纵向结构体系设计原理大致相同，但是竖向结构设计却又很大的不同，这是

因为较高的建筑物侧向力会产生更大的倾覆力矩和剪切变形，需要更大的承重柱、承重墙和

井筒。且当建筑物到一定高度时应以水平力控制为主。

（三）建筑结构中的抗震设计

我国《建筑抗震设计规范》中有明确规定：“建筑结构的底部框架（抗震墙结构），其上方

部位的砌体抗震墙和底部设置的框架梁或抗震墙，应当相互之间对齐或者基本上对”。但是实际施工过程中并没有遵循这一要求，一些设计师为创造更大的底层空间，减少了砌体抗震墙

的面积，这样会导致上部的抗震墙和地底下的抗震墙或建筑框架难以对齐，最终使得总体建

筑结构内部无法起到规则化传力的作用。相关部门对这些现象都应该加以严格控制，另外建

筑物的总高度也应该受到严格的控制。

（四）建筑结构中的地基基础设计

作为建筑工程结构设计中较重要的环节，基础设计不仅会影响到建筑结构的后期设计而且是

整个建筑工程造价占据比例最大的部分。所以，在地基基础设计阶段如果出现问题就会造成

较大的无法挽回的损失。建筑的基础应该选择在质量好、承载能力强、并能够均匀沉降的地

基上。如果建筑物过高，可以设计地下室来减小地基的沉降量，这样还能帮助承受地面压力

而且能够保持地上建筑物结构的稳定。但是，需要注意的是，进行地基设计的时候要深入的

学习建筑物所在地方的相关地基基础设计规范，避免由于不规范设计影响到项目的后期工作。另外，地基的位置选取很重要，建筑物应该建在平坦广阔、地质密实、远离河岸的地方，应

该避开曾发生过断层、泥石流、山体滑坡等危险地段。

三、建筑结构设计的要求

（一）合理利用竖向空间

目前由于土地资源的日益紧张，高层建筑在民用建筑中得以应用，民用建筑高层不同于其他

的高层建筑，其要充分考虑到业主对建筑功能性的需求。设计师在设计过程中要充分考虑到

各种户型的南向采光问题、卫生防疫性能问题、共享空中庭院问题等，众多需要考虑的功能

性要求，使设计人员开始在民用高层建筑中进行了大胆的尝试，所以目前出现了结构连体、

大底盘多塔及错层等多种复杂的结构形式，随着结构的日益复杂，需要设计师不断的更新自

己的设计理念，设计是进行技术性的创新，同时还要更好的实现对结构设计软件的利用。只

有这样，才能满足所设计出来的高层民用建筑具有更好的经济性、安全性和舒适性。

（二）选择性价比较高的建筑材料

经济的增长带来物价的上升，建筑工程中土地、建材都不可避免的受到影响。要想控制建筑

工程的成本，设计师就要凭借自己的工作经验和掌握的知识从宏观上对建筑整体结构系统地

进行把控，在工程前期对比分析各类结构部件、审核计算结果，从而达到结构体系的整体性

能最优。建筑结构的设计要保证建筑物安全经济和实用、有先进的经济合理的新技术和新材料，并确保设计方案高效益、低造价。

（三）更高的抗震设计要求

现代的建筑工程对抗震要求越来越重视。建筑结构设计时，结构工程师不仅要分析建筑物在

正常使用时的竖向荷载和风荷载，还要考虑建筑物的防震抗震能力。地震效应和建筑物的重

量成正比，减轻房屋的重量能有效提高建筑结构抗震的能力，因此，结构设计人员应该考虑

到这方面的因素，在设计工作中尽量合理布局，使用新型复合材料，减轻建筑物的重量，从

而有效提高建筑的抗震能力。

四、建筑结构设计要点优化

（一）选择科学的结构方案

建筑结构设计方案必须有一个符合实际、具有可操作性的结构形式体系，这个体系应该具备

受力方向和大小明确、传递时简捷等特点。同一结构单元应该用一套结构体系，地震区应该

遵守平面和竖向的结构规则。施工单位必须明确工程的设计要点，综合分析材料质量、地理

环境、施工条件等情况，结构工程师应在多种结构选型方案中选用最优方案。

（二）选择合适的结构计算简图

结构计算是依据计算简图进行的，如果选用了不合适的计算简图，会导致结构计算错误从而

引发浪费经济甚至会产生安全事故，所以选用合适的计算简图是保证建筑结构安全的前提。

实际的建筑物结构中不存在纯粹的刚结点和铰结点，但计算简图的误差与实际结构的误差应

该控制在允许范围之内，还必须要有对应构造措施的保证。