白小刚
西安创元建筑设计院有限公司陕西西安710068
摘要：随着我国建筑规模和建筑速度的发展，建筑结构设计作为全面的、系统的工作,在结构的设计中存在着多种的问题，建筑结构设计过程却是复杂而又不可缺少的部分，建筑结构设计对建筑工程有着重要的作用。
关键词：建筑；结构设计；设计原则；措施
一结构设计的目的
在现有技术基础上，用最经济的手段来获得预定条件下满足设计所预期的各种功能的要求，包括安全性、适用性、耐久性。
1.1安全性：指结构应能承受正常使用时可能出现的各种荷载和变形等作用，在偶然事件(如地震、强风)发生时及发生后结构仍能保持必需的整体稳定性，即结构仅产生局部损坏而不致发生倒塌。
1.2适用性：指结构在正常使用过程中，应具有良好的工作性能。
1.3耐久性：指结构在正常使用和正常维护条件下应具有足够的耐久性能，能够正常使用到预定的设计使用期限结构的功能要求概括起来为结构的可靠性，即在规定的时间内(设计使用年限)，在规定的条件下(正常设计、正常施工、正常使用和维护)，结构完成预定功能(安全性、适用性、耐久性)的能力
二建筑结构设计的基本要求
建筑结构设计除了应该遵循经济、适用、美观、安全、施工方便等设计原则，还需要注意以下几种问题，以保证建筑结构设计的可靠性、安全性及实用性。
1、计算内容。为了保证建筑结构具有一定程度的承重能力，需要进行必要的计算和验算。要求结构构件必须进行承载能力极限状态计算和正常使用极限状态的验算。
2、倘若结构上多种结构混合在一起，必须进行结构分析方法分别得出每一种结构的作用效果，找到彼此之间的最不利的结构组合，以及最优化组合，进而优化结构组合。
3、抗震设计。在我国颁布的《建筑工程抗震设防分类标准》中，已经对抗震设计标有明确规定。由于不同地区的建筑物不一定相同，可以根据建筑物的需求执行相应的地震级别抗震标准，保证建筑物具有良好的抗震性能，保证建筑物的质量与安全。
三结构设计主要问题分析
1剪力墙砌体结构挑梁裂缝问题
底层框架剪力墙砌体结构房屋是指底层为钢筋混凝土框架—剪力墙结构，上部为多层砌体结构的房屋。该类房屋多见于沿街的旅馆、住宅、办公楼，底层为商店、餐厅、邮局等空间房屋，上部为小开间的多层砌体结构。这类建筑是解决底层需要一种比较经济的空间房屋的结构形式。部分设计者为追求单一的建筑立面造型来增加使用面积，将二层以上的部分横墙且外层挑墙移至悬挑梁上，各层设计有挑梁，但实际结构的底层挑梁承载普遍出现裂缝，该类挑梁的设计与出现裂缝在临街砌体结构房屋中比较常见。
2关于箱、筏基础底板的挑板问题
从结构角度来讲，如果能出挑板，能调匀边跨底板钢筋，特别是当底板钢筋通长布置时，不会因边跨钢筋而加大整个底板的通长筋，这样较节约；出挑板后，能降低基底附加应力，当基础形成处在天然地基和其他人工地基的坎上时，加挑板就可能采用天然地基；能降低整体沉降，当荷载偏心时，在特定部位设挑板，还可调整沉降差和整体倾斜；窗井部位可以认为是挑板上砌墙，不宜再出长挑板。虽然在计算时此处板并不应按挑板计算。当然此问题并不绝对，当有数层地下室，窗井横隔墙较密，且横隔墙能与内部墙体连通时，可灵活考虑；当地下水位很高，出基础挑板，有利于解决抗浮问题；从建筑角度讲，取消挑板，可方便柔性防水做法。
3楼层平面刚度的问题
一些设计在缺乏基本的结构观念或结构布置缺乏必要措施时，采用楼板变形的计算程序。尽管程序的编程在数学力学模型上是成立的甚至是准确无误的，但在确定楼板变形程度上却很难做到准确。据此进行的结构设计肯定存在这结构不安全成分或者结构某些部位或构件安全储备过大等现象。为了使程序的计算结果基本上反映结构的真实受力状况而不至于出现根本性的误差，设计时应尽可能将楼层设计成刚性楼面。要做到这一点，首先应在建筑设计甚至方案阶段就避免采用楼面有变形的平面比如楼层大开洞、外伸翼块太长、块体之间成“缩颈”连接、凹槽缺口太深等。
4关于梁、板的计算跨度
一般的手册或教科书上所讲的计算跨度，如净跨度的1.1倍等，这些规定和概念仅适用于常规的结构设计，在应用日广的宽扁梁中是不合适的。梁板结构，简单点讲，可认为是在梁的中心线上有一刚性支座，取消梁的概念，将梁板统一认为是一变截面板。在扁梁结构中，梁高比板厚大不了多少时，应将计算长度取至梁的中心，选梁中心处的弯距和梁厚，及梁边弯距和板厚配筋，取二者大值配筋。（借用台阶式独立基础变截面处的概念）柱子也可认为是超大截面梁，所以梁配筋时应取柱边弯距。削峰是正常的，不削峰才有问题2.4基坑开挖时，摩擦角范围内的坑边的基底土受到约束，不反弹，坑中心的地基土反弹，回弹以弹性为主，回弹部分被人工清除。当基础较小，坑底受到很大约束，回弹可以忽略，在计算沉降时，应按基底附加应力计算。当基坑很大时，相对受到较小约束，如箱基，计算沉降时应按基底压力计算，被坑边土约束的部分当做安全储备，这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一。
四结构计算中重要参数的合理选取
1振型数的取值
振型数取多少关系到结构计算结果的精度。对于平面不规则、刚度不均匀的复杂结构,尤其对于多塔结构、大底盘结构,在考虑扭转耦联计算时,很难确定应该取多少个振型来计算地震作用。若振型数取少了,有些高振型的地震作用计算不出来,结构抗震设计不安全;若振型数取得太多,又增加很多计算工作量。一般应遵循以下原则:当不考虑扭转耦联计算时,至少应取3;当振型数多于3时,宜取3的倍数,但不应多于房屋的层数;如层数≤2时,振型数可取2或1,如层数=5层时,振型数可取3,而不能是6;对于不规则的结构,当考虑扭转耦联时,振型数应取≥9,结构层数较多或结构刚度突变较大,振型数应多取,但又不能多于房屋层数的3倍。
2周期折减系数
框架结构由于填充墙的存在,使结构的实际刚度大于计算刚度,计算周期大于实际周期。因此算出的地震剪力偏小,使结构偏于不安全,所以对结构的计算周期进行折减是必要的。但对框架结构的计算周期不折减或折减系数取得过大都是不妥当的。对于砌体填充墙,周期折减可取0.6～0.7;砌体填充墙较少或采用轻质砌块时,可取0.7～0.8;完全采用轻质墙体板材时,可取0.9;只有无墙的纯框架,计算周期才可以不折减。周期折减系数不改变结构的自振特性,只改变地震影响系数。
3梁跨中正弯矩放大系数
此系数主要是对那些楼面活荷载较大的多层建筑设置的,不能泛用。当梁上不计算活荷载或不考虑活荷载的不利布置时,一般取放大系数1.2,以弥补梁跨中弯矩偏小之不足;当多层建筑推导荷载时,将永久荷载与楼面活荷载分开计算,并作活荷载不利布置,此时系数应取1.0,不再放大。一般计算高层建筑时,为了计算简化起见,永久荷载与楼面活荷载不分开计算,也不作活荷载不利布置,此时梁跨中正弯矩放大系数应取1.2。
五结束语
建筑设计是一门多学科特殊工作，牵涉到的因素方方面面，结构设计是随着经济发展及人们对建筑物功能要求改变,又随着科技的进步而得以实现和解决。建筑结构设计是个系统、全面的工作。作为结构设计人员，需要扎实的理论知识功底，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度，加深对现代建筑结构设计中常见问题的认识与研究，以不断提高自身的结构设计水平，使设计的作品比现阶段的其它建筑具有更高的水准、更合理和更经济的结构形式。
参考文献
[1]《结构软件工程应用专题研讨班教材》，中国建筑科学研究设计院建筑工程软件研究所培训部。