中国建筑科学研究院 北京 100013.
摘要：合理、优化的建筑设计不但可以节约项目造价成本，还可以为社会创造附加经济价值，建设成本的有效控制与资金节省、充分高效合理的使用土地资源。为此建筑结构设计中，要优化设计建筑结构，提高设计水平。鉴于此，本文对如何加强建筑结构设计的合理性进行了分析探讨，仅供参考。
关键词：建筑结构设计；合理性；方法
一、当前我国建筑工程结构设计中存在的主要问题
1、建筑方案阶段，结构设计不介入
在建筑方案设计阶段，往往强调建筑造型新颖美观，内部空间的高、通、透，功能的多样变化，容易忽视结构设计的可实施性，造成结构大面积的开洞、悬挑、转换、错层及穿层柱，平面和竖向极易不规则。设计中期建筑功能细化、设备专业深入设计，结构设计有时很难满足多方面的要求，给结构计算造成很大困难及反复。
2、建设方对成本的控制过于严格
市场经济时期，建设方追求利益最大化，强调建筑成本，控制建造含钢量。结构用钢量是与结构体型的规则性成正比的。例如，在烈度、总建筑高度、层数相同的情况下，平面或者竖向的不规则在结构计算时均会有内力的放大调整，势必造成配筋的增大，用钢量的增加。在激烈的设计市场中，设计单位为争得一席之地，不得不将用钢量控制在要求之内。为满足这一硬性要求，尽量按规范的下限去设计考虑。再加上一些结构设计人员因为经验不足，无法全面分析问题，导致很多薄弱构件未加强。
3、设计周期短
建设方经常要求在短周期内完成项目的设计工作。因为时间短，方案阶段很多功能、消防、结构布置问题并未分析透，为后期施工图设计留下很多隐患。施工图设计阶段在较短的时间里，各专业不能充分的沟通协调，各自为阵，匆忙画图，图纸质量很难把控。
建筑结构设计的难度性较强，设计过程中需要考虑到的内容众多，这一因素也导致建筑结构设计中常常出现不良问题。除了上述三点问题之外，在建筑结构设计中还存在着很多其它问题，这些问题均会对建筑结构的稳定性、安全性以及建筑结构的抗震性造成不良影响。建筑结构设计中很多设计参数都需要经过结构设计人员严密的计算，这些设计参数的精准性对建筑设计水平也会造成较深程度影响。对参数计算精准性造成不良影响的因素众多，其中包括了设计人员对计算方式的选择，以及计算过程中是否存在失误情况，最终导致计算结果与实际结果存在较大的差异，从而影响建筑结构设计成效。
二、加强建筑结构设计合理性的方法
1、因地制宜，选择合适的建筑场地
首先，在选择建筑场地的时候应该选择较为平坦的场地，平坦的场地不仅能够减小地震灾害发生时的衍生损失，更有助于具体的施工操作。此次，应该选择视野开阔的地段作为场地，视野开阔的场地既能够帮助建筑工程的开展，其开阔性又有助于建筑工程抗震效能的提高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第三，不宜将建筑场地选在地震断裂带上，地震断裂带是地震灾害高发频发的范围。将建筑基地置于明显的断裂带上必须极力提高建筑物的抗震能力，同时也得做好相应的防范措施，以上措施都会造成资源的不必要浪费。最后，建筑场地的建筑基地要避免选择建在软土区域，将软土区域作为建筑基地需要进行处理，施工周期变长，费用增加。
2、合理选择结构方案
在建筑结构设计中，最为关键的就是结构方案的选择，只有选择合理、适用的结构方案，才能使得建筑结构满足当前建筑工程项目建设的实际需求。设计人员在对结构方案进行选择时需要综合考虑，首先需要深入分析建筑工程项目建设相关规范和要求，避免结构方案选择与规范标准之间存在严重的冲突问题。结构设计要“重概念，轻计算”。“重概念”指充分理解规范对规则性及计算要求的本质。“轻计算”指不过分计较指标的具体数值。例如，位移比是1.51就不满足满足规范，需要调整结构布置。位置比是1.50就通过计算，不分析结构布置的合理性。只有通过分析，才能确定结构抗侧力构件的不合理布置。模型计算是模拟结构在地震力及荷载作用下的计算分析，不必苛求完全和建筑图纸一致，剪力墙门窗洞口50mm的偏差，对结构安全及计算不会产生本质的影响。
3、减轻建筑自重，增加安全性
以建筑为例，提升其建筑结构抗震性的最有效方法之一是适当减少建筑自重，因为地震效应同建筑质量本身是为正比关系的。一方面，若建筑质量加大，相应的，其地震效应也会增加，从而增加作用在结构上的地震剪力，加大建筑受损程度，影响建筑安全性；另一方面，若建筑质量较小，相应的，其地震效应就会变小，为此，针对建筑，要想避免因地震而带来的不必要的经济损失，必然就需适当减轻建筑本身自重。为此，在选择结构构件的时候，对于其材料，不仅要求其具备一定的强度，而且还需要求其具备轻质特点。
4、荷载的合理取值
荷载取值的准确性在基础设计中的地位也逐渐凸显出来。对根据不同的承载力来确定荷载取值进行了全面的分析，并且还要结合施工的图纸在审查过程当中出现的错误做法，指出荷载取值应该注意的事项。建立荷载的概率模型，并确定其在设计过程中对统计参数的分析，这是如何确定荷载取值重要手段。统计参数主要是针对可变荷载而言，可变荷载是指除了永久性荷载之外的其他各种形式的荷载，它主要与时间相关。理论上，随机过程概率分布模型是我们确定荷载的主要手段，但是就目前来说，我们对各类荷载随机过程的性质和样本函数知之甚少，方便起见，我们通常采用极值统计法或者是平稳二项随机过程概率模型来描述。
在荷载取值中，需要计算出每个房间单位面积的家具重量、人员重量以及单位面积临时堆放物品的重量，然后再根据持久性活荷载和临时性活荷载的不同要求来进行组合，最后得出每个房间的持久性活荷载单位面积的重量和临时性活荷载单位面积的重量。根据所得到的房间单位面积重量，我们可以按照不同的功能将房间进行合理的分类，并对每种类型的房间进行分析，画出房间直方图，根据直方图来做分布假设，对假设的分布再进行检验，最后能够得出每种情况下荷载的统计参数和标准值。
5、注重结构的细部优化
在建筑施工作业中不免会因施工内部细节处设计的不合理性而影响建筑施工作业质量。从某种角度来讲，细节将决定于整个建筑施工质量的好坏。尤其是针对施工作业中拐角处的结构设计，因拐角处的施工难度系数相对比较大，所采用的建筑材料也比较特殊，为保证质量就需要选择较好的施工作业材料及优化内部的细节来满足其质量要求。
6、合理分配设计任务
一个项目往往都是由专业负责人带领的设计师集体完成的。合理安排任务往往能够起到事半功倍效果。首先，需要制定项目的统一技术措施。每个计算参数的选取，荷载的取值，结构体系选取的统一。制图的规范标准、画法、节点设计做到一致性。其次，项目区块的划分，做到尽量少的减少交叉。过多的交界面容易造成图纸混乱，增加沟通校对的时间和精力。例如，住宅与地库，宜将住宅地库按后浇带分开，各成体系，分别计算绘图。商业综合体，不能简单按塔楼划分，需要综合考虑，宜水平切分工作区块。
结束语
总之，在建筑结构设计优化中，设计师需要全面考虑施工条件、周围环境、设计可行性和施工成本等多方面的因素，做好建筑结构模型、计算方法及程序选择和统计结果分析等方面的工作，保证设计优化方案满足建设施工标准与要求，保证房屋建筑的施工质量与施工效率，为人们创造舒适的居住环境。
参考文献
[1]陈震欣.探讨如何加强建筑设计的合理性[J].中华民居(下旬刊),2014,03:23.
[2]韩波.建筑结构设计与建筑结构方案的合理性[J].中华民居(下旬刊),2014,03:41.
[3]谢相超.加强建筑结构设计合理性的方法[J].江西建材,2014,02:35+38.
[4]林涛.建筑结构设计合理性控制[J].门窗,2014,03:214-215.
论文作者:张祎
论文发表刊物: 《建筑学研究前沿》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/29
标签：荷载论文; 建筑论文; 结构设计论文; 结构论文; 合理性论文; 建筑结构论文; 场地论文; 《建筑学研究前沿》2017年第10期论文;