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摘要：随着人们对建筑功能要求的多样化，建筑类型和功能愈来愈复杂，结构体系日趋多样化，建筑结构设计过程中总难免会遇到各种各样的问题。结构工程师必须认真面对、处理，弄清楚产生问题的原因，找到处理问题的具体措施，才能更好地完成设计工作，使结构设计图纸做到安全、经济、便于实施。以下，本人就这几年的工作实践，浅谈一下建筑结构设计几个常见的问题。
关键词：建筑工程；结构设计；常见问题
1. 建筑工程结构设计存在的问题
仅依照规范、规程按部就班设计，没有考虑建筑工程的具体情况
现行规范、规程的条款，是对一般工程的规定和要求。可是随着市场经济的发展，人们对房屋建筑使用功能需求不断变化，以及建筑施工市场上新材料、新设备、新工艺、新技术的崛起，这个时候就给建筑结构设计人员提出了新的挑战和新的技术要求。因此，在一些工程设计中要求设计人员去适应新的形势发展的需要，有自己的想法，根据已有经验或收集必要的有关资料或实验研究去创新并及时对国内外新的设计规范以及相关知识加以学习，不能完全依据现行规范、规程的条款。此外，现行规范、规程的条款，对工程设计的规定是最低的要求，是对一般的、大量的工程设计提出的规定和要求，对于使用功能或者标准高的工程，设计时应加以区别，根据建筑工程的具体情况，采取恰当的加强措施，保证建筑结构的安全性。
2. 建筑结构设计在项目设计阶段参与滞后
在实际工作中，建筑结构设计人员往往是被动的参与建筑项目，较少参与到项目的前期设计方案。由于市场经济效应，工期紧迫，一般结构设计人员拿到手上的建筑方案已经是经过建筑师和业主方最终敲定，必须直接进入施工图设计阶段。但是，我们忽略了一个重要的因素，就是建筑师的力学理论基础一般都比较薄弱，缺乏结构设计师专业知识的支持，建筑师们天马行空的设计方案未必能安全、有效地实现。只有富于创新并且兼有丰富实践经验的结构设计人员才能帮助建筑师们去实现天马行空的构思、甚至还能帮助他们进一步开拓。纵观世界上那些闻名的建筑实例，如果在建筑方案阶段没有结构设计工程师凭借自身拥有的结构设计概念、判断力和创造力去参与构思、开拓，是不可能充分地实现业主的理想的。所以在建筑方案设计阶段，结构设计工程师的参与就显得非常必要了。
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3. 结构设计仅重视具体计算，不重视概念设计
概念设计是通过无数的事故分析，历年来国内外震害分析，模拟实验的定量定性分析以及长期以来的设计与使用经验分析、归纳、总结出来的。在设计中，具体分析计算是点，概念设计是面，从某种意义上说，概念设计甚至比具体计算更为重要。概念设计主要从以下几方面：结构方案根据建筑条件、竖向荷载、水平荷载等受力特点选择合理的结构类型；建筑结构的平面布置宜简单、规则，质量、刚度和承载力分布均匀，避免突变和应力集中；抗震结构应设置多道防线；各种结构材料的特性及其温度变化对结构的影响；建筑填充墙等非结构性部件对主体结构抗震产生的不利影响；地基沉降对上部结构的影响，地基基础与上部结构协调工作的可能性等。例如，结构设计人员在进行高层建筑结构扩初计算时，不能头痛医头、脚痛医脚，看见某条梁超筋了就马上调整该梁截面而不分析原因，即便这个问题有处理好了，但是别的问题又会出现了，如此顾此失彼，得不偿失。有时候，结构设计人员的思维要跳出来，应用概念设计，从整体上对结构布置的合理性加以分析，处理起问题来往往能达到事半功倍的效果。结构较为合理的结构，一般不应有超限或截面超筋，基本上能满足规范的各项要求。结构设计人员应运用所掌握的知识和经验，从宏观上解决结构设计中遇到的基本问题，如周期、周期比、位移比、刚度比、剪重比、质量比，层间位移等。
4. 过分盲目依赖结构分析软件
《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.16条、《混凝土结构设计规范》5.1.6条、《建筑抗震设计规范》3.6.6条均有规定，对结构分析软件的计算结果，应进行分析判断，确认其合理、有效后方可作为工程设计的依据。目前，采用计算机软件进行多高层建筑结构分析和设计时相当普遍的了。但是，凡事有正反两面，计算软件使用不当也会对结构设计埋下安全隐患。因此，正确使用计算机软件也是结构设计人员的一项基本技能要求。所谓工欲善其事必先利其器，结构设计人员在使用某个结构分析软件之前，必须熟悉其适用性，操作性能以及各种参数设置的依据、原理，能正确判断其计算结果的合理性、可靠性。当然，这项目工作的前提条件是结构设计人员必须熟悉国家规范、规程，同时有丰富的工程经验和系统的力学概念。计算机通用分析软件，是按一般常规工程处理力学模型，而实际工作中，会有许多非一般的复杂的工程。因此，整体分析结果难免有反常想象，需要设计人员进行判断处理。当使用的某个结构分析软件功能不齐全时，结构设计人员有必要使用另外一种计算分析软件或人为手算等方式补充计算。比如，从事高层房屋建筑结构设计的结构设计人员常会碰到这样的设计方案：一栋30层的高层建筑住宅楼，剪力墙楼梯筒体靠建筑平面外周布置，筒体内是剪刀梯，剪刀梯两端是约1.2米的休息平台，因为建筑功能需要在两个休息平台上方各开设一个约1米宽的采光窗口，这样，两个窗口之间的剪力墙就成为了一道约100米高双向平面外无侧向支承的一字剪力墙。结构设计人员在进行模型计算分析时，即使结构整体计算参数结构满足了规范要求，电算结果也没有显示该道剪力墙平面外不稳定，但是实际上这样的结构布置明显不合理。
5. 不注重多道防线-结构抗连续倒塌的设计原则
结构连续倒塌是指结构因突发事件或严重超载而造成局部结构破坏失效，继而引起与失效破坏构件相连的构件的连续破坏，最终导致结构发生更大范围的倒塌甚至是结构的整体倒塌。结构的倒塌分为两类：一是，在地震作用下，结构产生非弹性的大变形，构件失稳，传力途径失效而引起结构的连续倒塌；二是，由于撞击、爆炸、风灾、人为破坏及地基塌陷等造成承重构件的失效，传力途径被阻断而发生连续倒塌。结构设计人员在选择结构体系时，尽可能采用对结构的抗倒塌有利的结构。如剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构以及剪力墙较多的框架-剪力墙结构。尽量避免部分框支剪力墙结构以及各种转换结构、板柱结构，装配式结构等属于抗倒塌不利的结构。在结构容易受到意外超载作用的部位尽可能增加冗余约束，关键、重要构件应有多重传递重力荷载的途径，并应具有适宜的承载能力和延性。应采取必要的结构连接措施，增强结构的整体性。在建筑实际设计过程中，存在不少这样的现象：建筑师为了迎合业主方的各种不同视觉和使用上的需求，牺牲结构设计的受力原则，随意转换、抽减或改变结构的传力途径，破坏建筑结构的整体性，此时，建筑结构设计人员应站在专业的力学角度上，坚守力学设计原则，保证建筑结构的安全性能。
6. 结束语
建筑结构设计是一项复杂的工作，它要结构设计人员既要有扎实的理论功底，又要有丰富的工程经验，这样设计出来的建筑物才能达到既安全、可靠，又经济、合理。结构工程师应以力学概念和丰富的工程经验为基础，从结构整体和局部两个方面对计算结果的合理性正确判断计算结果，确认其可靠后，方可用于工程设计。
参考文献
[1]混凝土结构设计规范GB50010-2010.北京：中国建筑工业出版社，2010
[2]建筑抗震设计规范GB50011-2010.北京：中国建筑工业出版社，2010
[3]高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010.北京：中国建筑工业出版社，2010
[4]朱炳寅.建筑结构设计问答及分析（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，2013
[5]张维斌.混凝土结构设计问答.北京：中国建筑工业出版社，2014
论文作者:张美玲
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/18
标签：结构论文; 设计人员论文; 结构设计论文; 建筑论文; 建筑结构论文; 概念论文; 力学论文; 《建筑学研究前沿》2017年第32期论文;