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摘要：建筑结构设计是运用结构言语来展现建筑师所想要展现的内容，建筑结构指的是运用提升出来的结构因素构成建筑的结构系统。当下，随着科学技术的飞速进步，经济的快速发展，当代建筑结构开始变得复杂起来，这导致建筑工程难度不断的加大。本文着重论述了建筑结构的有关方面，就当前建筑结构设计过程中一些不适宜当下发展的因素进行解析，怎样运用全新的理念来进行工程师的创造性工作，同时对于建筑结构设计中经常遇到的问题进行解析，供同行业互相参考。
关键词：建筑结构；设计；基本内容
中图分类号：TU3 文献标识码：A 文章编号：
从本质上来分析，高楼建筑是一个竖向悬臂结构，竖向荷载主要使结构产生轴向力与建筑物高度大体为线性关系；水平荷载使结构产生弯矩，从受力特性看，竖向荷载方向不变，随建筑物的增高仅引起量的增加而水平荷载可来自任何方向。当为均布荷载时，弯矩与建筑物高度呈二次方变化。从侧移特性看，竖向荷载引起的侧移很小，而水平荷载当为均布荷载时，侧移与高度成四次方变化。由此可以看出，在高层结构中水平荷载的影响要远远大于竖向荷载的影响，水平荷载是结构设计的控制因素。结构抵抗水平荷载产生的弯矩剪力以及拉应力和压应力应有较大的强度外，同时要求结构要有足够的刚度，使随着高度增加所引起的侧向变形限制在结构允许范围内。房屋结构设计追求适用、安全、经济、美观和便于施工五种效果，将有限空间、有限资源可利用的最大化效果发挥出来，实现经济化、实用性和适用性的良好目标。而建筑结构设计优化方法的应用则既能满足建筑美观、造型优美的要求，又能使房屋结构安全、经济、合理，成为实质意义上的“经济适用”房。
1 结构设计的基本内容
1.1 结构平面图
在绘制结构平面布置图前有个问题需要说明一下, 就是要不要输入结构软件进行建模的问题。当建筑地处抗震设防烈度为6 度区时(建造于Ⅳ类场地上较高的高层建筑除外), 根据建筑抗震设计规范, 是可以不用进行截面抗震验算的但应符合有关的抗震措施要求。那么对于砌体结构来讲如果时间不是很充足的话应该可以不用在软件中建模的, 直接设计即可, 但要注意受压和局部受压的问题。必要时进行人工复核。对于局部受压的防御措施是要按规定对梁下设梁垫以及设置构造柱等措施。如果时间不是很紧张的话建议还是输入建模较好, 有一个便利就是可以利用软件来进行荷载导算。另外，当建筑地处抗震设防烈度为7 度及以上时我的观点是必须要输入软件建模计算的。 绘制结构平面图时如果没有建模的话就可以直接在建筑的条件图上来绘制结构图了, 这一步必不可少的是删除建筑图中对结构来讲没有用的部分, 简单快捷的方法是利用软件的图层功能, 直接冻结相关的层。然后再建立新的结构图层: 圈梁层、构造柱层、梁层、文字层、板钢筋层等等。这样做的目的是提高绘图效率, 方便在不同结构平面图间的拷贝移动和删除。
1.2 屋顶(面)结构图
当建筑是坡屋面时, 结构的处理方式有两种: 梁板式及折板式。梁板式适用于建筑平面不规整, 板跨度较大, 屋面坡度及屋脊线转折复杂的坡屋面。反之, 则适用折板式。两种形式的板均为偏心受拉构件。板配筋时应有部分或全部的板负筋拉通以抵抗拉力。板厚基于构造需要一般不宜小于120 厚。此外梁板的折角处钢筋的布置应有大样示意图。至于坡屋面板的平面画法, 建议采用剖面示意图加大样详图的表示方法(实践证明此方法便于施工人员正确理解图纸)。
1.3 大样详图
大样详图的绘制可以在建筑詳图的基础上直接绘制, 前提是建筑详图的准确无误。也可以在以前做过的详图的基础上来局部改进绘制。要注意的是在保持建筑外形的前提下尽量的使结构受力合理和施工方便。在标高和外形尺寸上一定要和建筑专业协调一致。需要提醒的是建筑标高和结构标高的关系要搞清楚。该减的减, 不该减的就不要减。
1.4 楼梯
楼梯梯板要注意挠度的控制, 梯梁要注意的是梁下净高要满足建筑的要求, 梯梁的位置尽量使上下楼层的位置统一。局部不合适处可以采用折板楼梯。折板楼梯钢筋在内折角处要断开分别锚固防止局部的应力集中。阁楼层处的楼梯由于有分户墙的存在要设置抬墙梁。注意梁下的净空要求, 并要注意梯板宽度的问题。首段梯板的基础应注意基础的沉降问题, 必要时应设梯梁。
1.5 基础
基础要注意混凝土的标号选择应符合结构耐久性的要求。基础的配筋应满足最小配筋率的要求(施工图审查中心重点审查部位)。 条基交接部位的钢筋设置应有详图或选用标准图。条基交叉处的基底面积不可重复利用, 应注意调整基础宽度。局部墙体中有局部的较大荷载时也要调整基础的宽度(因软件计算的是墙下的平均轴力)。 基础图中的构造柱,当定位不明确时应给予准确定位。
2 概念设计
所谓的概念设计一般指不经数值计算, 尤其在一些难以做出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中, 依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想, 从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。运用概念性近似估算方法, 可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择, 易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正确, 避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算, 具有较好的经济可靠性能，同时, 也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
概念设计的重要性：概念设计是展现先进设计思想的关键，一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。一般认为，概念设计做得好的结构工程师，随着他的不懈追求，其结构概念将随他的年龄与实践的增长而越来越丰富，设计成果也越来越创新、完善。遗憾的是，随着社会分工的细化，大部分结构工程师只会依赖规范、设计手册、计算机程序做习惯性传统设计，缺乏创新，更不愿(不敢)创新，有的甚至拒绝对新技术、新工艺的采纳(害怕承担创新的责任)。 大部分工程师在一体化计算机结构程序设计全面应用的今天，对计算机结果的明显不合理、甚至错误不能及时发现。随着年龄的增长，导致他们在大学学的那些孤立的概念都被逐渐忘却，更谈不上设计成果的不断创新。
3 建筑结构设计中常见的几个问题
3.1 地基与基础方面
3.1.1 现阶段还有很多现代的房屋建筑无地质勘察报告，而只用以前建设单位在建筑工程项目上的参考数据和设计图纸，或笼统参照附近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计。
3.1.2 在地基处理上就简单的采用换土垫层进行软弱地基处理，而不是进行新的换土垫层设计和计算，只凭以往的设计经验处置。
3.1.3 在我国的民用建筑物中柱、梁及基础的负荷未能按着设计规范乘以折减系数。
3.2 砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用
3.2.1 构造柱作为承重柱使用后，使得构造柱提前受力，这不但会降低构造柱对墙体的拉结和约束作用，而且结构一旦遭遇地震作用，在构造柱位置必然形成应力集中，首先破坏。
3.2.2构造柱一般生根于地圈梁中，没有另设基础，构造柱兼作承重柱使用后，柱底基础的抗冲切、抗弯及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压会出现裂缝。
3.2.3 承重柱截面高度设计过小
这种情况多发生于六度抗震设防区。一些结构设计者误认为六度设防就是不设防，贪图受力分析方便，他们故意把柱子的截面高度设计得过小，使梁柱的线刚度比加大。
3.2.4 框架结构设计中不能忽视了纵向框架
3.2.5 建筑设计中房梁的设计
建筑设计者往往只留意了对梁的强度和倾覆进行验算，而忽略了对梁撓度的验算。
3.2.6 楼板设计常见问题
楼板是建筑工程中的主要承重构件，是它将楼面和屋面的载荷传给了周围的墙和梁上，楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周，很容易出现设计质量问题，有的还可能存在严重的质量隐患。
4 结构设计优化技术所存在的现实意义
建筑结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用，可以达到“物美价廉”的效果，不但实现了房屋的美观、实用，而且在节省造价方面也有突出的效果。每一个建筑商都希望，在满足建筑结构长远效益的前提下，最大程度地减少建筑结构的近期投资，同时保证建筑物结构的可靠度和科学合理性。如此，才能实现可持续发展，实现更多、更大的市场收益。与传统房屋结构设计相比，采用设计优化方法则可以使建筑工程造价降低6%~35 %。优化方法的技术性实现，可以最合理的利用材料的性能，使建筑结构内部各单元得到最好的协调，并具有建筑规范所规定的安全度。
5 选择合理的结构布置，协调好建筑与结构的关系
在高层建筑的设计中结构布置一般应考虑以下几点：
5.1 应满足建筑功能要求，做到经济合理，便于施工。建筑物的开间、进深、层高、层数等平面关系和体型除满足使用要求外。还应尽量减少类型，尽可能统一柱网布置和层高，重复使用标准层。
5.2 高层建筑控制位移是主要矛盾，除应从平面体型和立面变化等方面考虑提高结构的总体刚度以减少结构的位移，在结构布置时，应加强结构的整体性及刚度，加强构件的连接，使结构各部分以最有效的方式共同作用；加强基础的整体性，以减少由于基础平移或扭转对结构的侧移影响，同时应注意加强结构的薄弱部位和应力复杂部位的强度。此外，增加结构整体宽度也可减少侧向位移，在其它条件不变时，变形与宽度的三次方成正比。因此，宜对建筑物的高宽比加以限制。
6 结束语
在整个建筑工程过程中，结构设计是一项非常全面的工作，设计者需具有全面的专业知识、巧妙的创新意识及严谨的工作态度来实施每项建筑结构的设计工作。切实的理解有关规章制度所表达的含义，积极配合有关部门进行设计。及时总结前期的工作得失，只有这样，才能够使得建筑结构设计向更好的方向发展，获得更大的进步。
参考文献：
[1]刘旭，盛钢赟. 建筑结构设计的基本方法及概念设计. 中国城市经济，2011
[2]孙鹏. 建筑结构设计中的概念设计与结构措施. 现代装饰(理论)，2011
[3]章吉牧.建筑结构设计常见问题探讨.江西建材，2011
[4]张广生. 建筑结构设计中的概念设计与结构措施. 中国新技术产品，2011
关键词：建筑结构；设计；基本内容
中图分类号：TU3 文献标识码：A 文章编号：
从本质上来分析，高楼建筑是一个竖向悬臂结构，竖向荷载主要使结构产生轴向力与建筑物高度大体为线性关系；水平荷载使结构产生弯矩，从受力特性看，竖向荷载方向不变，随建筑物的增高仅引起量的增加而水平荷载可来自任何方向。当为均布荷载时，弯矩与建筑物高度呈二次方变化。从侧移特性看，竖向荷载引起的侧移很小，而水平荷载当为均布荷载时，侧移与高度成四次方变化。由此可以看出，在高层结构中水平荷载的影响要远远大于竖向荷载的影响，水平荷载是结构设计的控制因素。结构抵抗水平荷载产生的弯矩剪力以及拉应力和压应力应有较大的强度外，同时要求结构要有足够的刚度，使随着高度增加所引起的侧向变形限制在结构允许范围内。房屋结构设计追求适用、安全、经济、美观和便于施工五种效果，将有限空间、有限资源可利用的最大化效果发挥出来，实现经济化、实用性和适用性的良好目标。而建筑结构设计优化方法的应用则既能满足建筑美观、造型优美的要求，又能使房屋结构安全、经济、合理，成为实质意义上的“经济适用”房。
1 结构设计的基本内容
1.1 结构平面图
在绘制结构平面布置图前有个问题需要说明一下, 就是要不要输入结构软件进行建模的问题。当建筑地处抗震设防烈度为6 度区时(建造于Ⅳ类场地上较高的高层建筑除外), 根据建筑抗震设计规范, 是可以不用进行截面抗震验算的但应符合有关的抗震措施要求。那么对于砌体结构来讲如果时间不是很充足的话应该可以不用在软件中建模的, 直接设计即可, 但要注意受压和局部受压的问题。必要时进行人工复核。对于局部受压的防御措施是要按规定对梁下设梁垫以及设置构造柱等措施。如果时间不是很紧张的话建议还是输入建模较好, 有一个便利就是可以利用软件来进行荷载导算。另外，当建筑地处抗震设防烈度为7 度及以上时我的观点是必须要输入软件建模计算的。 绘制结构平面图时如果没有建模的话就可以直接在建筑的条件图上来绘制结构图了, 这一步必不可少的是删除建筑图中对结构来讲没有用的部分, 简单快捷的方法是利用软件的图层功能, 直接冻结相关的层。然后再建立新的结构图层: 圈梁层、构造柱层、梁层、文字层、板钢筋层等等。这样做的目的是提高绘图效率, 方便在不同结构平面图间的拷贝移动和删除。
1.2 屋顶(面)结构图
当建筑是坡屋面时, 结构的处理方式有两种: 梁板式及折板式。梁板式适用于建筑平面不规整, 板跨度较大, 屋面坡度及屋脊线转折复杂的坡屋面。反之, 则适用折板式。两种形式的板均为偏心受拉构件。板配筋时应有部分或全部的板负筋拉通以抵抗拉力。板厚基于构造需要一般不宜小于120 厚。此外梁板的折角处钢筋的布置应有大样示意图。至于坡屋面板的平面画法, 建议采用剖面示意图加大样详图的表示方法(实践证明此方法便于施工人员正确理解图纸)。
1.3 大样详图
大样详图的绘制可以在建筑詳图的基础上直接绘制, 前提是建筑详图的准确无误。也可以在以前做过的详图的基础上来局部改进绘制。要注意的是在保持建筑外形的前提下尽量的使结构受力合理和施工方便。在标高和外形尺寸上一定要和建筑专业协调一致。需要提醒的是建筑标高和结构标高的关系要搞清楚。该减的减, 不该减的就不要减。
1.4 楼梯
楼梯梯板要注意挠度的控制, 梯梁要注意的是梁下净高要满足建筑的要求, 梯梁的位置尽量使上下楼层的位置统一。局部不合适处可以采用折板楼梯。折板楼梯钢筋在内折角处要断开分别锚固防止局部的应力集中。阁楼层处的楼梯由于有分户墙的存在要设置抬墙梁。注意梁下的净空要求, 并要注意梯板宽度的问题。首段梯板的基础应注意基础的沉降问题, 必要时应设梯梁。
1.5 基础
基础要注意混凝土的标号选择应符合结构耐久性的要求。基础的配筋应满足最小配筋率的要求(施工图审查中心重点审查部位)。 条基交接部位的钢筋设置应有详图或选用标准图。条基交叉处的基底面积不可重复利用, 应注意调整基础宽度。局部墙体中有局部的较大荷载时也要调整基础的宽度(因软件计算的是墙下的平均轴力)。 基础图中的构造柱,当定位不明确时应给予准确定位。
2 概念设计
所谓的概念设计一般指不经数值计算, 尤其在一些难以做出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中, 依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想, 从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。运用概念性近似估算方法, 可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择, 易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正确, 避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算, 具有较好的经济可靠性能，同时, 也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
概念设计的重要性：概念设计是展现先进设计思想的关键，一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。一般认为，概念设计做得好的结构工程师，随着他的不懈追求，其结构概念将随他的年龄与实践的增长而越来越丰富，设计成果也越来越创新、完善。遗憾的是，随着社会分工的细化，大部分结构工程师只会依赖规范、设计手册、计算机程序做习惯性传统设计，缺乏创新，更不愿(不敢)创新，有的甚至拒绝对新技术、新工艺的采纳(害怕承担创新的责任)。 大部分工程师在一体化计算机结构程序设计全面应用的今天，对计算机结果的明显不合理、甚至错误不能及时发现。随着年龄的增长，导致他们在大学学的那些孤立的概念都被逐渐忘却，更谈不上设计成果的不断创新。
3 建筑结构设计中常见的几个问题
3.1 地基与基础方面
3.1.1 现阶段还有很多现代的房屋建筑无地质勘察报告，而只用以前建设单位在建筑工程项目上的参考数据和设计图纸，或笼统参照附近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计。
3.1.2 在地基处理上就简单的采用换土垫层进行软弱地基处理，而不是进行新的换土垫层设计和计算，只凭以往的设计经验处置。
3.1.3 在我国的民用建筑物中柱、梁及基础的负荷未能按着设计规范乘以折减系数。
3.2 砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用
3.2.1 构造柱作为承重柱使用后，使得构造柱提前受力，这不但会降低构造柱对墙体的拉结和约束作用，而且结构一旦遭遇地震作用，在构造柱位置必然形成应力集中，首先破坏。
3.2.2构造柱一般生根于地圈梁中，没有另设基础，构造柱兼作承重柱使用后，柱底基础的抗冲切、抗弯及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压会出现裂缝。
3.2.3 承重柱截面高度设计过小
这种情况多发生于六度抗震设防区。一些结构设计者误认为六度设防就是不设防，贪图受力分析方便，他们故意把柱子的截面高度设计得过小，使梁柱的线刚度比加大。
3.2.4 框架结构设计中不能忽视了纵向框架
3.2.5 建筑设计中房梁的设计
建筑设计者往往只留意了对梁的强度和倾覆进行验算，而忽略了对梁撓度的验算。
3.2.6 楼板设计常见问题
楼板是建筑工程中的主要承重构件，是它将楼面和屋面的载荷传给了周围的墙和梁上，楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周，很容易出现设计质量问题，有的还可能存在严重的质量隐患。
4 结构设计优化技术所存在的现实意义
建筑结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用，可以达到“物美价廉”的效果，不但实现了房屋的美观、实用，而且在节省造价方面也有突出的效果。每一个建筑商都希望，在满足建筑结构长远效益的前提下，最大程度地减少建筑结构的近期投资，同时保证建筑物结构的可靠度和科学合理性。如此，才能实现可持续发展，实现更多、更大的市场收益。与传统房屋结构设计相比，采用设计优化方法则可以使建筑工程造价降低6%~35 %。优化方法的技术性实现，可以最合理的利用材料的性能，使建筑结构内部各单元得到最好的协调，并具有建筑规范所规定的安全度。
5 选择合理的结构布置，协调好建筑与结构的关系
在高层建筑的设计中结构布置一般应考虑以下几点：
5.1 应满足建筑功能要求，做到经济合理，便于施工。建筑物的开间、进深、层高、层数等平面关系和体型除满足使用要求外。还应尽量减少类型，尽可能统一柱网布置和层高，重复使用标准层。
5.2 高层建筑控制位移是主要矛盾，除应从平面体型和立面变化等方面考虑提高结构的总体刚度以减少结构的位移，在结构布置时，应加强结构的整体性及刚度，加强构件的连接，使结构各部分以最有效的方式共同作用；加强基础的整体性，以减少由于基础平移或扭转对结构的侧移影响，同时应注意加强结构的薄弱部位和应力复杂部位的强度。此外，增加结构整体宽度也可减少侧向位移，在其它条件不变时，变形与宽度的三次方成正比。因此，宜对建筑物的高宽比加以限制。
6 结束语
在整个建筑工程过程中，结构设计是一项非常全面的工作，设计者需具有全面的专业知识、巧妙的创新意识及严谨的工作态度来实施每项建筑结构的设计工作。切实的理解有关规章制度所表达的含义，积极配合有关部门进行设计。及时总结前期的工作得失，只有这样，才能够使得建筑结构设计向更好的方向发展，获得更大的进步。
参考文献：
[1]刘旭，盛钢赟. 建筑结构设计的基本方法及概念设计. 中国城市经济，2011
[2]孙鹏. 建筑结构设计中的概念设计与结构措施. 现代装饰(理论)，2011
[3]章吉牧.建筑结构设计常见问题探讨.江西建材，2011
[4]张广生. 建筑结构设计中的概念设计与结构措施. 中国新技术产品，2011