论文部分内容阅读
摘要：在进行建筑结构设计时，设计人员要充分考虑设计的合理性和科学性，提高建筑结构设计的质量，以有效提高建筑工程的施工质量。本文通过对建筑结构设计中存在的问题进行分析，提出了相应的解决策略，以期促进建筑结构设计的合理性和科学性。
关键词：建筑结构设计；问题；解决对策
中图分类号：TU318
文献标识码：B
文章编号：1674-3954（2013）21-0112-02
引言
建筑结构设计对于建筑工程的质量和效率有较大的影响，需要对其进行深入的考虑和分析，以保证设计的合理性，但在现实的结构设计中，总会发生这样那样的偏差，导致结构设计出现错误，从而对后续的工程建设埋下隐患，不仅浪费了施工资源，也严重影响了设计单位的信誉和形象。因此，提高结构设计的质量是当前急需解决的问题。
1 提高建筑结构设计质量的必要性
1.1 提高建筑工程的施工质量和效率
建筑工程的施工质量和效率不仅受到施工技术、施工材料、施工进度等的影响，同时也受到建筑结构设计质量的影响。如果结构设计不合理，就会导致后续的工程施工中出现不合理的施工现象，从而导致施工单位要返工重建，这样不仅会浪费施工时间，同时也浪费了大量的施工材料，致使工程施工难以按照计划进度完成，从而提高建筑工程的成本，不利于实现建筑工程的经济效益。提高建筑结构的设计质量，可以减少后续工程施工中的不合理施工现象，这样就可以有效地促进工程施工的顺利进行，同时也有效提高工程施工质量，实现工程建设的经济效益最大化。
1.2 树立设计单位良好的市场信誉和形象
随着市场经济的快速发展，各行各业的发展都要以市场为导向，以保证适应市场经济的发展，满足消费者的需要，从而提高自身的市场竞争力，实现经济效益最大化。建筑结构设计是代表设计单位信誉和形象的产品，如果设计不合理，那设计单位就很难为消费者提供满意的产品，也就难以适应市场经济发展的需要。提高建筑结构设计的质量，不仅可以使设计单位为消费者提供满意的产品，更好地满足市场经济发展的需要，还可以有效提高自身的市场竞争力，树立良好的信誉和形象，以实现自身的可持续发展。
1.3 建筑结构设计的原则
激烈的市场竞争促使设计单位在进行建筑结构设计时需要遵循一定的原则，以保证对市场经济发展的适应性，当前，建筑结构设计的主要原则有安全、适用、经济、美观、施工便利等，优秀的建筑结构设计方法往往是这几个方面的综合。因此，设计单位要采取有效的措施提高设计人员的专业素质，以建筑结构设计的原则为目标，不断提高建筑结构的设计质量，从而更好地满足市场经济发展的需要。
2 我国建筑结构设计中存在的问题
建筑结构的设计要熟悉建筑设计的主要构想，确定结构材料、估算结构荷载、分析传力途径，对于总结构体系的构思应保证具有足够的安全度，结构受力合理，保证建筑物的正常使用，保证建筑物的耐久并且要经济合理。
2.1 建筑结构总作用力的估算不全面
直接施加于结构，使其产生内力效应的称为荷载。由于某种原因使结构产生约束变形，从而产生内力效应的原因称为作用。这些作用力的三种分类永久作用力，可变作用力以及偶然作用力。其中恒载和楼面活荷载一般不会被忽略，而风荷载以及地震荷载在建筑结构设计中容易存在问题。所以在建筑结构设计中要根据建筑所处的具体位置与周围真实环境做好相应的设计准备工作。对于建筑结构总作用力的估算弄清总结构体系中竖向荷载的传力途径。估算竖向受力构件的受力面积。由竖向受力构件的受力面积乘单位面积竖向荷载平均值（经验数值）得到构件的轴向力。
（1）水平地震作用力的估算
FEK=alGeq：Fi=（GiHi/∑GjHj）FEK
式中：Geq——结构等效总重力荷载，多质点可取总重力荷载代表值的85%；a1——相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值。
（2）计算风荷载标准值wk=bZmSmZw0，由风荷载标准值wk乘受风面积。（见图1）
2.2 结构材料基本性能和结构反应重视不够
結构材料具有弹性、塑性和延性。弹性：有应力就有应变，应力降为0时，应变也为0。线弹性：应力与应变为线性关系。塑性：应力减小后不能完全恢复的变形。脆性：材料无塑性阶段，破坏前应力应变关系为直线或近似直线，破坏时突然，无任何预兆。延性是材料超越弹性极限后至破坏前耐受变形的能力。弹性极限高，结构强度高。弹性模量大，结构变形小。延性好，结构破坏前有较大变形，抗震能力强。结构反应是结构的荷载与变形关系。包括水平梁、板的竖向挠度以及建筑物的水平位移。
因此在做结构的承载力设计时，结构设计要满足三个基本要求：结构应能承受正常使用、正常施工时可能出现的荷载或内力，不至因承载力不足而破坏（含失稳破坏）。其次结构应能承受正常使用、正常施工时可能出现的荷载，不至因抗倾覆能力不足而倾倒。结构在正常使用时有良好的工作性能，不至产生使用所不允许的过大变形、过宽裂缝等。结构承载力包括静定结构的承载力和超静定结构的承载力。静定结构的承载力由结构构件截面承载力决定。静定结构的承载力由结构构件截面承载力、超静定次数、结构材料的塑性性能等决定。其承载力大于相同截面材料组成的静定结构的承载力。由于超静定结构有多余联系，使得结构内力分布较均匀，故可提高承载力。超静定结构的破坏不是某一截面达到其极限承载力，而是一个从超静定到静定进而到几何可变体系的过程。这一过程中结构所承受的荷载不断增加，因而提高了结构承载力。所以要注意的是必须采用塑性材料做成超静定结构，但是超静定结构提高承载力的幅度是有限制的，超静定结构施工较为复杂。结构构件承载力设计要根据预估荷载、预选材料、预定结构型式，对尚未存在的结构构件按抵抗力功能要求确定所需截面问题，设荷载效应为S，承载力效应为R。设计时应保证：gS≤R。 2.3 结构的倾覆和抗倾覆设计
倾覆是结构或构件在荷载作用下，有围绕旋转轴向一侧倾倒的趋向，称为倾覆。倾覆临界状态：倾覆力矩=抗倾覆力矩。支承力N与支承体系总宽度成反比。建筑物高宽比（H/d）是决定建筑物抗倾覆能力的重要因素。局部结构构件的倾覆和抗倾覆设计步骤为先寻找倾覆旋转轴位置，然后计算倾覆力矩，计算抗倾覆力矩，进行抗倾覆验算。抗倾覆力矩=Mr，倾覆力矩=Mov，MdMov≥1.5，主要措施：靠构件自重抗倾覆，由悬挑构件埋入端压重抗倾覆设置收拉连接抗倾覆。
3 解决问题的措施
3.1 重视概念设计问题
在进行建筑结构设计时，概念设计的应用越来越广泛，对于提高建筑结构设计质量起到了较大的促进作用。但是，当前的设计人员在对建筑结构进行设计时，对概念设计的重视不够，导致其不能够全面的对建筑结构进行分析和考虑，从而造成了结构设计的片面性。片面的结构设计方案在后续工程施工的应用中就会显示出弊端，从而对工程施工的顺利进行产生严重的影响，难以有效提高工程施工的质量和效率。
当前，设计人员在进行建筑结构设计时，应当充分考虑概念设计的影响，不能够仅依靠计算来设计施工方案。概念设计主要是指依据整体结构与局部结构之间的结构破坏机理、力学关系，对其进行充分考虑，从中得出基本的设计思想，从整体的角度来确定建筑结构的设计，以保证对整个建筑结构的有效控制。因此，设计人员应当突破传统重计算的设计方法，充分运用概念设计的思想对建筑结构进行全面的考虑和分析，以从整体上掌握结构设计的思想，从而保证设计的科学性和合理性，以提高建筑结构设计的质量。
3.2 重视基础设计问题
在建筑工程施工过程中，基础结构建设对于工程施工质量有着重要的影响，在进行建筑结构设计时，基础设计是结构设计中的重要一环。在当前的建筑结构设计过程中，很多设计人员都是利用电算程序对各种标准荷载和桩基承载力进行计算和设计，对于实际的荷载和桩基承载力没有进行探讨，如果将短期荷载和永久荷载采用同样的方法处理，就会增大边角的竖向结构，但是却不能增强中部竖向结构的基础，从而会引起地下基础结构的横向墙体出现裂纹，严重影响到基础工程的施工质量。此外，在处理基础埋深问题时，设计人员考虑也不够全面，导致其设计都是以满足结构受力的情况下采用浅埋基础，从而影响到基础机构设计的合理性。
基础结构设计是建筑结构设计的重要组成部分，关系到建筑物的稳定性，因此，在设计基础结构时，设计人员要对影响基础结构的因素进行全面的考虑和分析，以保证设计的有效性。对于基础埋深问题，设计人员要根据实际的水文地质情况进行设计，在保证满足结構受力的基础上，因地制宜，全面考虑地下水位的变化对建筑结构浮力的影响及冻土对结构的破坏，以确定基础埋深。对于短期荷载和永久荷载，设计人员要区别对待，以保证边角竖向结构的基础处在合理的范围之内，如果风力荷载和重力荷载或者是地震作用和重力荷载组合，设计人员要根据其实际情况将承载力的特征值适当的调高，以保证基础结构墙体受力的均匀性，避免出现裂痕。
4 结束语
随着市场经济的快速发展，建筑工程的规模越来越大，而且结构设计也越来越复杂，建筑结构设计的质量对于建筑工程施工的质量也有一定的影响，因此，加大对建筑设计结构中存在问题的关注度，并致力于解决存在的问题，才能开创多赢的局面，造福于社会。
参考文献
[1]纪荣洋，王文可，潘可明，建筑结构设计经验探讨[J]低温建筑技术，2008（5）
[2]于桂萍，关于多层建筑结构设计中的主要问题分析叨，中国高新技术企业，2008（22）
[3]莫雪辉，深度探讨如何提高建筑结构设计水平叨，科技资讯，2008（28）
关键词：建筑结构设计；问题；解决对策
中图分类号：TU318
文献标识码：B
文章编号：1674-3954（2013）21-0112-02
引言
建筑结构设计对于建筑工程的质量和效率有较大的影响，需要对其进行深入的考虑和分析，以保证设计的合理性，但在现实的结构设计中，总会发生这样那样的偏差，导致结构设计出现错误，从而对后续的工程建设埋下隐患，不仅浪费了施工资源，也严重影响了设计单位的信誉和形象。因此，提高结构设计的质量是当前急需解决的问题。
1 提高建筑结构设计质量的必要性
1.1 提高建筑工程的施工质量和效率
建筑工程的施工质量和效率不仅受到施工技术、施工材料、施工进度等的影响，同时也受到建筑结构设计质量的影响。如果结构设计不合理，就会导致后续的工程施工中出现不合理的施工现象，从而导致施工单位要返工重建，这样不仅会浪费施工时间，同时也浪费了大量的施工材料，致使工程施工难以按照计划进度完成，从而提高建筑工程的成本，不利于实现建筑工程的经济效益。提高建筑结构的设计质量，可以减少后续工程施工中的不合理施工现象，这样就可以有效地促进工程施工的顺利进行，同时也有效提高工程施工质量，实现工程建设的经济效益最大化。
1.2 树立设计单位良好的市场信誉和形象
随着市场经济的快速发展，各行各业的发展都要以市场为导向，以保证适应市场经济的发展，满足消费者的需要，从而提高自身的市场竞争力，实现经济效益最大化。建筑结构设计是代表设计单位信誉和形象的产品，如果设计不合理，那设计单位就很难为消费者提供满意的产品，也就难以适应市场经济发展的需要。提高建筑结构设计的质量，不仅可以使设计单位为消费者提供满意的产品，更好地满足市场经济发展的需要，还可以有效提高自身的市场竞争力，树立良好的信誉和形象，以实现自身的可持续发展。
1.3 建筑结构设计的原则
激烈的市场竞争促使设计单位在进行建筑结构设计时需要遵循一定的原则，以保证对市场经济发展的适应性，当前，建筑结构设计的主要原则有安全、适用、经济、美观、施工便利等，优秀的建筑结构设计方法往往是这几个方面的综合。因此，设计单位要采取有效的措施提高设计人员的专业素质，以建筑结构设计的原则为目标，不断提高建筑结构的设计质量，从而更好地满足市场经济发展的需要。
2 我国建筑结构设计中存在的问题
建筑结构的设计要熟悉建筑设计的主要构想，确定结构材料、估算结构荷载、分析传力途径，对于总结构体系的构思应保证具有足够的安全度，结构受力合理，保证建筑物的正常使用，保证建筑物的耐久并且要经济合理。
2.1 建筑结构总作用力的估算不全面
直接施加于结构，使其产生内力效应的称为荷载。由于某种原因使结构产生约束变形，从而产生内力效应的原因称为作用。这些作用力的三种分类永久作用力，可变作用力以及偶然作用力。其中恒载和楼面活荷载一般不会被忽略，而风荷载以及地震荷载在建筑结构设计中容易存在问题。所以在建筑结构设计中要根据建筑所处的具体位置与周围真实环境做好相应的设计准备工作。对于建筑结构总作用力的估算弄清总结构体系中竖向荷载的传力途径。估算竖向受力构件的受力面积。由竖向受力构件的受力面积乘单位面积竖向荷载平均值（经验数值）得到构件的轴向力。
（1）水平地震作用力的估算
FEK=alGeq：Fi=（GiHi/∑GjHj）FEK
式中：Geq——结构等效总重力荷载，多质点可取总重力荷载代表值的85%；a1——相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值。
（2）计算风荷载标准值wk=bZmSmZw0，由风荷载标准值wk乘受风面积。（见图1）
2.2 结构材料基本性能和结构反应重视不够
結构材料具有弹性、塑性和延性。弹性：有应力就有应变，应力降为0时，应变也为0。线弹性：应力与应变为线性关系。塑性：应力减小后不能完全恢复的变形。脆性：材料无塑性阶段，破坏前应力应变关系为直线或近似直线，破坏时突然，无任何预兆。延性是材料超越弹性极限后至破坏前耐受变形的能力。弹性极限高，结构强度高。弹性模量大，结构变形小。延性好，结构破坏前有较大变形，抗震能力强。结构反应是结构的荷载与变形关系。包括水平梁、板的竖向挠度以及建筑物的水平位移。
因此在做结构的承载力设计时，结构设计要满足三个基本要求：结构应能承受正常使用、正常施工时可能出现的荷载或内力，不至因承载力不足而破坏（含失稳破坏）。其次结构应能承受正常使用、正常施工时可能出现的荷载，不至因抗倾覆能力不足而倾倒。结构在正常使用时有良好的工作性能，不至产生使用所不允许的过大变形、过宽裂缝等。结构承载力包括静定结构的承载力和超静定结构的承载力。静定结构的承载力由结构构件截面承载力决定。静定结构的承载力由结构构件截面承载力、超静定次数、结构材料的塑性性能等决定。其承载力大于相同截面材料组成的静定结构的承载力。由于超静定结构有多余联系，使得结构内力分布较均匀，故可提高承载力。超静定结构的破坏不是某一截面达到其极限承载力，而是一个从超静定到静定进而到几何可变体系的过程。这一过程中结构所承受的荷载不断增加，因而提高了结构承载力。所以要注意的是必须采用塑性材料做成超静定结构，但是超静定结构提高承载力的幅度是有限制的，超静定结构施工较为复杂。结构构件承载力设计要根据预估荷载、预选材料、预定结构型式，对尚未存在的结构构件按抵抗力功能要求确定所需截面问题，设荷载效应为S，承载力效应为R。设计时应保证：gS≤R。 2.3 结构的倾覆和抗倾覆设计
倾覆是结构或构件在荷载作用下，有围绕旋转轴向一侧倾倒的趋向，称为倾覆。倾覆临界状态：倾覆力矩=抗倾覆力矩。支承力N与支承体系总宽度成反比。建筑物高宽比（H/d）是决定建筑物抗倾覆能力的重要因素。局部结构构件的倾覆和抗倾覆设计步骤为先寻找倾覆旋转轴位置，然后计算倾覆力矩，计算抗倾覆力矩，进行抗倾覆验算。抗倾覆力矩=Mr，倾覆力矩=Mov，MdMov≥1.5，主要措施：靠构件自重抗倾覆，由悬挑构件埋入端压重抗倾覆设置收拉连接抗倾覆。
3 解决问题的措施
3.1 重视概念设计问题
在进行建筑结构设计时，概念设计的应用越来越广泛，对于提高建筑结构设计质量起到了较大的促进作用。但是，当前的设计人员在对建筑结构进行设计时，对概念设计的重视不够，导致其不能够全面的对建筑结构进行分析和考虑，从而造成了结构设计的片面性。片面的结构设计方案在后续工程施工的应用中就会显示出弊端，从而对工程施工的顺利进行产生严重的影响，难以有效提高工程施工的质量和效率。
当前，设计人员在进行建筑结构设计时，应当充分考虑概念设计的影响，不能够仅依靠计算来设计施工方案。概念设计主要是指依据整体结构与局部结构之间的结构破坏机理、力学关系，对其进行充分考虑，从中得出基本的设计思想，从整体的角度来确定建筑结构的设计，以保证对整个建筑结构的有效控制。因此，设计人员应当突破传统重计算的设计方法，充分运用概念设计的思想对建筑结构进行全面的考虑和分析，以从整体上掌握结构设计的思想，从而保证设计的科学性和合理性，以提高建筑结构设计的质量。
3.2 重视基础设计问题
在建筑工程施工过程中，基础结构建设对于工程施工质量有着重要的影响，在进行建筑结构设计时，基础设计是结构设计中的重要一环。在当前的建筑结构设计过程中，很多设计人员都是利用电算程序对各种标准荷载和桩基承载力进行计算和设计，对于实际的荷载和桩基承载力没有进行探讨，如果将短期荷载和永久荷载采用同样的方法处理，就会增大边角的竖向结构，但是却不能增强中部竖向结构的基础，从而会引起地下基础结构的横向墙体出现裂纹，严重影响到基础工程的施工质量。此外，在处理基础埋深问题时，设计人员考虑也不够全面，导致其设计都是以满足结构受力的情况下采用浅埋基础，从而影响到基础机构设计的合理性。
基础结构设计是建筑结构设计的重要组成部分，关系到建筑物的稳定性，因此，在设计基础结构时，设计人员要对影响基础结构的因素进行全面的考虑和分析，以保证设计的有效性。对于基础埋深问题，设计人员要根据实际的水文地质情况进行设计，在保证满足结構受力的基础上，因地制宜，全面考虑地下水位的变化对建筑结构浮力的影响及冻土对结构的破坏，以确定基础埋深。对于短期荷载和永久荷载，设计人员要区别对待，以保证边角竖向结构的基础处在合理的范围之内，如果风力荷载和重力荷载或者是地震作用和重力荷载组合，设计人员要根据其实际情况将承载力的特征值适当的调高，以保证基础结构墙体受力的均匀性，避免出现裂痕。
4 结束语
随着市场经济的快速发展，建筑工程的规模越来越大，而且结构设计也越来越复杂，建筑结构设计的质量对于建筑工程施工的质量也有一定的影响，因此，加大对建筑设计结构中存在问题的关注度，并致力于解决存在的问题，才能开创多赢的局面，造福于社会。
参考文献
[1]纪荣洋，王文可，潘可明，建筑结构设计经验探讨[J]低温建筑技术，2008（5）
[2]于桂萍，关于多层建筑结构设计中的主要问题分析叨，中国高新技术企业，2008（22）
[3]莫雪辉，深度探讨如何提高建筑结构设计水平叨，科技资讯，2008（28）