摘 要：建筑結構設計是建筑設計的重要組成部分，對建筑的結構和施工都重要影響。作為建筑設計人員，必須要對建筑結構設計的基本內容有清楚的認識，才能順利的完成結構設計工作，才能保證設計方案的質量。

　　關鍵詞：建筑工程;結構設計;布置

　　Abstract: The design of building structures is an important part of building design, it have an important influence on the structure of the building and construction. The basic design of building structures as architectural design must have a clear understanding, in order to successfully complete the structural design work, in order to guarantee the quality of the design.

　　Key words: construction work; structural design; layout

　　中圖分類號：TU2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104(2012)

　　一、計算理論

　　計算理論是建模的重要組成部分，用于建筑結構分析的計算理論主要有線性理論和非線性理論。而其中又以線性理論最為成熟，是我國建筑結構分析所普遍采用的一種計算理論，主要用于常用結構的承載力極限狀態和正常使用極限狀態的結構分折;非線性又可以分為材料非線性和幾何非線性。材料非線性是指材料、截面或構件的本構關系，如應力—應變關系、彎短—曲率關系或荷載—位移關系等是非線性的。幾何非線性是指由于結構變形對其內力的二階效應使荷載效應與荷載之間呈現出非線性關系。

　　選擇結構的非線性分析還是線性分析要看工程的具體情況而定。一般來說線性分析比較簡便，在一般的結構設計中，通常使用線性分析。但是，如果建筑結構跨度大、屬于超高層，結構變形的二階效應就會比較大，因此，還必須運用非線性分析。

　　二、結構的總體布置

　　科學合理的建筑結構設計既需要有合理的結構體系還需要有完美的結構布置。因為結構布置會影響到建筑設計方案的效果，影響到建筑的安全和功能的使用。結構的總體布置要考慮控制結構的側向變形、平面布置、豎向布置、縫的設置和構造等幾個方面。

　　(一)平面布置

　　平面布置的選擇主要是根據建筑工程的實際情況來確定，如果是獨立的結構單元，則采用形狀較為簡單，而且要根據相對應、相協調的原理，剛度和承載力分布要呈現出比較均勻的形狀。此外，根據抗震設計的要求，高層建筑單個的結構單元長度要控制在一定的范圍內，不能太長，否則在發生地震時，結構的兩端可能會出現反相位的振動，這將會導致建筑被過早地破壞，同時威脅到人們的安全。

　　(二)豎向布置

　　為了避免過大的外挑和內收，結構的豎向布置應遵循形體規則、剛度和強度沿高度均勻分布的原則，而在同一層的樓面，要設在統一標高處以防止錯層和局部夾層的情況出現。而在面對高層建筑時，還要注意解決結構剛度和強度發生變化的情況，對于這種情況，應逐漸變化。

　　(三)控制結構的側向變形

　　建筑的結構一般都要同時承受豎向荷載、水平荷載。水平荷載會使側移隨結構的高度增加而變大，因此，在水平荷載的作用下，如果建筑高度超出一定的范圍后，就會造成結構發生過大側移和相對的位移，有時甚至會嚴重地破壞非結構構件，所以，我們要把控制側向位移作為高層建筑結構設計的重點和難點來解決，一般情況下，要以限制結構的高度和高寬比為控制手段。

　　(四)縫的設置和構造

　　建筑結構的總體布置應該要考慮到沉降、溫度收縮和形體復雜對結構帶來的不利影響。可以利用沉降縫、伸縮縫或防震縫把結構分成若干個獨立單元，以消除沉降差、溫度應力和形體復雜對結構的不利影響。但如果設縫，就會對建筑的使用要求、立面效果、防水處理帶來不便。因此，在設縫上必須要謹慎對待，盡量能從總體布置上或構造上采取其他有效的措施來減少沉降、溫度收縮和形體復雜引起的問題。

　　三、抗震設計

　　(一)設計軟件進行施工圖配筋計算時，要求輸入合理的歸并系數、支座方式、鋼筋選筋庫等，如一次計算結果不滿意，要進行多次試算和調整。

　　(二)生成施工圖以前，要認真輸入出圖參數，如梁柱鋼筋最小直徑、框架頂角處配筋方式、梁挑耳形式、柱縱筋搭接方式，箍筋形式，鋼筋放大系數等，以便生成符合需要的施工圖。軟件可以根據允許裂縫寬度自動選筋，還可以考慮支座寬度對裂縫寬度的影響。

　　(三)施工圖生成以后，設計人員還應仔細驗證各特殊或薄弱部位構件的最小縱筋直徑、最小配筋率、最小配箍率、箍筋加密區長度、鋼筋搭接錨固長度、配筋方式等是否滿足規范規定的抗震措施要求。規范這一部分的要求往往是以黑體字寫出，屬于強制執行條文，萬萬不可以掉以輕心。

　　(四)最后設計人員還應根據工程的實際情況，對計算機生成的配筋結果作合理性審核，如鋼筋排數、直徑、架構等，如不符合工程需要或不便于施工，還要做最后的調整計算。

　　四、優化設計

　　(一)軟件對混凝土梁計算顯示超筋信息有以下情況：

　　1、當梁的彎矩設計值M大于梁的極限承載彎矩Mu時，提示超筋;

　　2、規范對混凝土受壓區高度限制：四級及非抗震：ξ≤ξb;二、三級：ξ≤0.35(計算時取AS’=0.3AS)一級：ξ≤0.25(計AS’=0.5AS)當ξ不滿足以上要求時，程序提示超筋;

　　3、《抗震規范》要求梁端縱向受拉鋼筋的最大配筋率2.5%，當大于此值時，提示超筋;

　　4、混凝土梁斜截面計算要滿足最小截面的要求，如不滿足則提示超筋。

　　(二)剪力墻超筋分三種情況：

　　1、剪力墻暗柱超筋：軟件給出的暗柱最大配筋率是按照4%控制的，而各規范均要求剪力墻主筋的配筋面積以邊緣構件方式給出，沒有最大配筋率。所以程序給出的剪力墻超筋是警告信息，設計人員可以酌情考慮;

　　2、剪力墻水平筋超筋則說明該結構抗剪不夠，應予以調整;

　　3、剪力墻連梁超筋大多數情況下是在水平地震力作用下抗剪不夠。規范中規定允許對剪力墻連梁剛度進行折減，折減后的剪力墻連梁在地震作用下基本上都會出現塑性變形，即連梁開裂。設計人員在進行剪力墻連梁設計時，還應考慮其配筋是否滿足正常狀態下極限承載力的要求。

　　(三)柱軸壓比計算

　　柱軸壓比的計算在《高規》和《抗震規范》中的規定并不完全一樣，《抗震規范》第6.3.7條規定，計算軸壓比的柱軸力設計值既包括地震組合，也包括非地震組合，而《高規》第6.4.2條規定，計算軸壓比的柱軸力設計值僅考慮地震作用組合下的柱軸力。軟件在計算柱軸壓比時，當工程考慮地震作用，程序僅取地震作用組合下的的柱軸力設計值計算;當該工程不考慮地震作用時，程序才取非地震作用組合下的柱軸力設計值計算。因此設計人員會發現，對于同一個工程，計算地震力和不計算地震力其柱軸壓比結果會不一樣。

　　(四)剪力墻軸壓比計算

　　為了控制在地震力作用下結構的延性，新的《高規》和《抗震規范》對剪力墻均提出了軸壓比的計算要求。需要指出的是，軟件在計算斷指剪力墻軸壓比時，是按單向計算的，這與《高規》中規定的短肢剪力墻軸壓比按雙向計算有所不同，設計人員可以酌情考慮。

　　(五)構件截面優化設計

　　計算結構不超筋，并不表示構件初始設置的截面和形狀合理，設計人員還應進行構件優化設計，使構件在保證受力要求的德條件下截面的大小和形狀合理，并節省材料。但需要注意的是，在進行截面優化設計時，應以保證整體結構合理性為前提，因為構件截面的大小直接影響到結構的剛度，從而對整體結構的周期、位移、地震力等一系列參數產生影響，不可盲目減小構件截面尺寸，使結構整體安全性降低。