浅谈建筑物结构设计的细节问题

浅谈建筑物结构设计的细节问题

结构设计指用结构语言表达建筑师、设备专业工程师们所要表达的东西。结构语言主要指结构图中常见的组成元素，包括梁、板、柱、基础、剪力墙、楼梯、细部详图，用这些结构元素来构成结构的竖向和水平的承重及抗力体系，把各种状况的活荷载及结构自身产生的恒荷载，以最简洁、最合理的传力路径的方式传递至基础。一般結构设计的内容大体分为：梁、板、柱、基础、剪力墙、楼梯、细部详图。本文列举了结构设计过程中的注意事项。

标签：结构语言；结构设计；注意事项

结构设计和建筑设计两者相辅相成，不能以损害其中一方来满足另一方。民用的结构设计不能破坏民用建筑设计，不能为了满足各种结构安全指标而破坏建筑物的功能要求、技术要求、经济要求、美观要求及规划要求；民用建筑设计不能超出结构设计的能力范围，不能为了达到建筑相关的指标而忽略或弱化建筑物本身的内部结构、抗震措施、地质环境、施工实现条件等；安全、经济、合理的结构设计基本原要始终贯穿于结构设计的每个环节。结构设计决定民用建筑设计能否实现，从这个意义上讲，结构设计显得更为重要。虽然一栋标志性建筑物建成后，人们只知道建筑师的名字，但一个适用、安全、经济、美观、便于施工的结构设计也是工程师们的骄傲和成就。

在结构设计中要严格遵守国家各部门的规章制度、设计规范、国标省标，做到使用安全、经济合理、技术先进、质量为先、保护环境，同时要积极应用新技术、新材料、新工艺。这是进行民用建筑结构设计的原则。一个优秀的民用结构设计作品往往是这五个方面的最佳结合，适用、安全、经济、美观、便于施工是结构设计人员的最终努力目标，是结构设计的最佳体现。

一、建筑结构设计特点

（一）创新性

建筑结构设计作为一种技术服务行业，在设计市场竞争激烈的形势下，要获得开发商的项目，必须提供比别人更加合理经济的结构方案，这就需要工程师的创新能力。这种创新能力是通过多方面体现的，如PKPM软件不可能把所有结构类型的建筑体系计算得最合理，我们需要利用不同设计软件对不同结构体系的计算结果进行横向对比，从而找出最合理的。这种对比计算的过程体现了设计的创新性，往往要求设计师有深厚的理论功底，同时要求其熟练掌握不同结构类型的设计软件。

（二）实践性

建筑结构设计是一种工程实践活动，学校中的纯理论知识不能直接变成成熟的设计作品。一件好的建筑结构设计作品，除了成熟的设计理论外，还需要设计

师有丰富的设计经验。

（三）科学性

建筑结构设计是以实际工程为蓝本，在此基础上抽象成相应的力学模型，以数学、力学为理论基础，通过计算机技术进行合理计算的一种应用性技术。一个优秀结构工程师应该善于把复杂的建筑模型简化成一个最合理的受力模型，利用最合理数学和力学计算方法分析建筑结构的工作机理，得到最贴合实际的计算结果。

（四）复杂性

建筑结构设计的复杂性首先表现在设计中各种因素的不确定性，比如建筑方案的多种可能性、地质情况的复杂性、侧向荷载的不确定性等。建筑结构设计的复杂性还表现在建筑结构设计方案的多样性，比如结构的选型、结构构件的布置、计算模型的选择、配筋面积的选择等。建筑结构设计是一个具有多解而没有标准答案的问题，作为一名结构工程师，我们需要找到一个相对最优的方案。

（五）应用性

建筑结构设计必须讲究经济效益，一个成功的建筑结构设计，技术上先进合理、经济上效益显著。建筑结构设计与结构理论研究不同，它更加具体、更加简洁，有些地方是近似解，有些地方根据实际情况进行修正。

二、建筑结构设计的原则

结构设计一般在建筑设计之后，“受制”于建筑设计，但又“反制”于建筑设计。结构设计不能破坏建筑设计，应满足、实现各种建筑要求；建筑设计不能超出结构设计的能力范围，不能违背安全、经济、合理的结构设计原则。

三、建筑结构设计中应注意的细节问题

（一）关于箱、筏基础底板挑板的阳角问题

1.阳角面积在整个基础底面积中所占比例极小，可砍成直角或斜角。

2.如果底板钢筋双向双排，且在悬挑部分不变，阳角不必加辐射筋。

（二）主梁有次梁处加附加筋。

一般应优先加箍筋，箍筋的直径同主梁箍筋的直径，同时要求间距约为加密区箍筋间距的一半。主梁箍筋在次梁截面范围无法加箍筋或箍筋短缺时，可在次梁两侧补上附加箍筋。附加筋一般要有，但也不绝对。规范中规定，位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载，应全部由附加横向钢筋承担，也就是说，位于

梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的垫梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力应加附加筋，但梁截面高度范围内的集中荷载可根据具体情况而定。当主次梁截面相差不大、次梁荷载较大时，应加附加筋。当主梁高度很高，次梁截面很小、荷载很小时，如快接近板上附加暗梁，主梁可不加附加筋。还有当主次梁截面均很大，如工艺要求形成的主次深梁，而荷载相对不大时，主梁也可不加附加筋。总的原则是当主梁上次梁开裂后，从次梁的受压区顶至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁产生的剪力时，主梁可不加附加筋。梁上集中力，产生的剪力在整个梁范围内是一样的，所以抗剪满足，集中力处自然满足。主次深梁及次梁相对主梁截面、荷载较小时，也可满足。

综上所述，结构设计除了需要扎实的理论知识功底外，还需要有相应的设计实践经历，它是个系统、全面的工作。作为一名设计人员，要从基本的构件算起，先手算然后再电算，这样才能做到知其所以然，深刻理解规范和规程的含义，并密切配合其他专业来进行设计；在设计中应事无巨细，善于反思和总结设计中的经验和教训。

参考文献

[1] 张吉人.建筑结构设计施工质量控制[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.

[2] 沈蒲生.楼盖结构设计原理[M].北京：科学出版社，2003.