探析建筑结构设计中的技术要点和原则 徐炘

探析建筑结构设计中的技术要点和原则徐炘

发表时间：2018-12-29T15:59:07.550Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第28期作者：徐炘

[导读] 所谓设计原则，是指在建筑结构设计中，必须遵循的重要准则和标准。

浙江省建科建筑设计院有限公司浙江杭州 310012

摘要：建筑物致力于保持其安全性，为有效地加强建筑物的使用安全性，提高其建筑质量，需要把建筑结构的设计和规范作为其关键点分析对象才是不可缺少的必要基础。

关键词：建筑结构设计；技术要点；原则

一、建筑结构的设计原则

所谓设计原则，是指在建筑结构设计中，必须遵循的重要准则和标准，建筑结构的设计原则是保证高质量建筑的前提条件。只有严格地依照建筑结构设计的原则进行设计，才能设计出美观、功能完善、安全的建筑，延长建筑的使用寿命。

1、结构措施完善

在建筑结构设计过程中，必须注意的一条基本原则是结构措施完善。在建筑工程施工时，通常要应用到很多的建筑材料和建筑设备，这些材料、设备的结构及性质对建筑物的日后使用影响重大。所以，为了使建筑更加完善，达到居民的要求，在进行建筑基础结构设计时，必须采取相应的措施，完善建筑结构的设计。比如，建筑结构设计过程中，必须要充分考虑温度对建筑物的影响及建筑结构组件的延展性，以此来完善建筑结构的设计。除此之外，建筑结构设计技术人员在进行建筑结构设计时，必须着重关注建筑工程中的薄弱环节，依据施工的实际情况，采取相应的科学措施，完善建筑结构的设计。当然，这个过程中采取的措施必须遵守相关的原则，即必须遵守强柱弱梁、强剪弱弯的基本原则，进一步的完善建筑结构，保证建筑结构的功能可以正常发挥，保证建筑工程的安全。

2、计算简图精确

在建筑结构设计中，计算简图设计是非常重要的内容。技术员在设计建筑结构时，必须对调查的各种数据进行分析和计量，只有在计算简图的基础上，计算结果才更加准确，设计出来的建筑才会更加牢固和安全。所以，必须控制好计算简图的设计质量。在计算简图中，建筑结构节点是一个技术难点，相关设计人员必须深入的研究建筑结构节点，以此来控制计算简图的误差、提高计算简图的精确性，促进建筑结构设计质量的提高。

3、基础方案合理

在进行建筑结构设计时，必须先制定建筑方案，建筑方案的合理性与建筑结构的质量息息相关。在建筑方案制定的具体过程中，必须综合考虑多种制约因素，比如气候条件、建筑周围的环境及地质条件等，根据实际需求来制定基础方案。在制定建筑结构的基础方案前，必须完善建筑施工地质调查报告，以地质调查报告的结果作为依据，最大限度发挥地基的作用。在建筑物的使用过程中，地基起着至关重要的作用，地基会随着建筑物的使用而发生一定程度的变形，所以在制定基础方案时，必须充分的考虑这些因素。除此之外，设计方必须对建筑进行综合性的分析，尤其是建筑物的上部结构及负荷，依据分析的结果对基础方案进行改良，以提高基础方案的合理性，保证建筑物设计质量以及整体经济效益。

二、建筑结构设计要点分析

建筑结构设计简而言之就是用结构语言表达建筑主体，即用墙、梁、板、柱、基础、楼梯、大样等元素组合成建筑结构体系。不同的建筑结构设计应根据实际情况选择相应的基础类型结构类型和计算模型等。结构设计力求结构形式简捷，传力路径清晰明确，一般不设计成静定结构，以超静定结构为主。结构设计工作简要过程见图1。

图1 结构设计工作简要过程

在结构设计过程中，应注意如下几点：

1、地基和基础设计要点

地基与基础设计是结构设计最关键部分，必须注重如下几点：①传递到地基上的上部结构荷载效应（包括轴力弯矩剪力等）一定要小于地基容许承载力或地基承载力特征值，具有合理的地基承载力安全储备，避免建筑物地基承载力不足造成倾斜等问题；②基础沉降值必须小于地基变形容许值，保证建筑物不因地基变形而损坏或影响其正常使用；③基础应有足够的强度刚度，满足受弯受剪冲切剪切要求。这要求同一结构单体的基础不宜设置在性质截然不同的地基上；同一结构单体不宜同时采用不同基础类型，当采用不同基础类型或基础埋深显著不同时，应对地基基础的沉降进行验算，在基础、上部结构的相关部位采取相应减少沉降措施；地基土层为淤泥、软弱黏性土、液化土、新近填土或土层厚度严重不均匀土时，应根据地基不均匀沉降和其他不利影响，采取相应的措施。基础的形状中心要宜和上部建筑的重心吻合。对高层建筑设计中，为了确保基础整体的强度刚度，可以采用桩箱、桩筏等基础类型。

2、建筑结构的竖向结构设计要点

建筑的竖向体型宜规则、均匀，不宜有过大的外挑和收进。剪力墙结构的墙体应双向或多向布置，形成对承受竖向荷载有利、抗侧力

刚度大的平面和竖向布局；在抗震结构中、应避免仅单向有墙的结构布置形式；剪力墙上常因开门开窗、穿越管线而需要开有洞口，这时应尽量使洞口上下对齐、布置规则，洞与洞之间、洞到墙边的距离不能太小。框架柱宜避免过多的穿层柱、斜柱、短柱和转换。结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀递减，避免刚度变化过大，这就要求结构层高、混凝土强度等级、墙柱截面等不宜变化过大。

3、建筑结构的平面设计要点

结构平面形状宜简单、对称、规则，质量、刚度和承载力分布宜均匀。不宜采用特别不规则的平面布置，平面凹凸尺寸不宜大于相应边长30%等，组合平面不宜采用细腰形或角部重叠形，同一方向板有效宽度不宜小于50%，开洞面积不宜大于整个楼板面积的30%，错层不宜大于梁高。如果平面长度过长，发生地震时容易产生较不利的震害，因为两端地震波传递有位相差而产生不协调的振动；如果有较长的外伸，外伸段容易产生局部振动而引发凹角处应力集中和破坏。如角部重叠和细腰形的平面图形，存在中间收窄处或凹角部位，地震时该部位是不同变形交汇处，应力集中明显，则该处楼板容易开裂、破坏。

4、建筑结构电算要点

图2 电算结构布置和截面确定过程

设计人员应该对软件（如PKPM、广厦等软件计算）的计算流程、计算模型及相关假定、设计参数等方面有全面的了解，选择合适的计算模型。结构电算首先要让整体参数指标满足现行的规范规程，诸如结构整体抗倾覆验算、周期比、位移比、位移角、轴压比、剪重比、刚重比等控制指标优先考虑。例如周期比主要为控制结构在罕遇大震下的扭转效应，当其不满足要求时，反复调整改变结构布置，提高结构的扭转刚度，调整原则是加强结构外围墙、柱或梁的刚度，适当削弱结构中间墙、柱的刚度。当总体参数满足后，详细调整个别墙梁板柱超筋超限，比如墙的稳定性、梁的剪压比等。对最终的电算结果，设计人员仍需根据相关规范规程和实际工程经验试验对计算结果做出合理的审核，不可盲目相信电算结果。电算结构布置和截面确定过程见图2。结束语

总之，我们应该知道，在建筑物设计当中，其建筑结构设的计技术要点和规范是如此的重要，这将是对实际中的建筑施工理论正确的指导，同时也是建筑物在施工过程中的具体行事准则，在建筑物的结构设计的工作中，设计人员需要严格按照相关的设计要点和原则，本着对其建筑结构设计的核心原则，致力于能够设计出更加高质量、更加高标准的建筑物结构进行设计，将人们的建筑理念与建筑思想更加有效、充分的在建筑物结构设计中表达出来，以确保做到满足现代人对于建筑物使用与美观的高质量需求。参考文献

[1]陆正.建筑结构设计中的技术要点与规范分析[J].科技资讯，2012（10）.

[2]朱江.试析建筑结构设计的要点[J].价值工程，2010，29（27）.