建筑结构设计中存在的问题及解决措施
摘要：结构设计对整个建筑工程的质量和安全具有十分重要的意义，但就
目前的情况来看，部分结构设计人员由于经验不足，以及对规范的理解不够透彻，或对设计软件过度依赖，导致在实际设计工作中存在着一些不合理的因素。

本文
结合作者多年的工作经验，就目前建筑结构设计中存在的一些问题进行了探讨，
并提出相应的解决措施。

关键词：结构设计；问题分析；计算模型；解决措施
0引言
在建筑设计过程中，结构设计是一项十分重要的工作，对建筑结构的质量和
安全具有十分重要的意义。

随着我国经济和技术的不断发展、城市建设规模的不
断扩大，体型复杂的结构越来越多，因此对设计人员的要求也越来越高。

本文主要就目前建筑结构设计中存在的一些问题进行了探讨，并提出了相应
的解决措施，希望对促进建筑工程质量和安全具有一定的指导意义。

1结构方案的选择
在建筑结构设计中，应结合实际情况，从整体出发，在安全性、合理性、经
济性等方面进行比较分析，选择合理的结构方案。

实际工程设计中，设计师采取何种结构方案必须遵守相关的设计原则，如结
构抗侧力构件的布置、构件承载力与外部荷载的分布等。

如经常碰见此类工程，
建筑三面敞开、一面与较高的土体接触，设计师往往忽略单侧土压力对结构的不
利作用，设计中仅仅在土体一侧布置混凝土外墙，而计算中未考虑水平土压力，
且未设置合适的抗侧力构件，给结构安全性带来隐患。

针对此类工程，可采取土
体与主体结构脱开、土体设置独立挡墙的方式解决，否则在设计时必须考虑土体
的水平土压力和一定的水浮力。

目前在建筑结构设计中，经济性的要求变得越来越普遍，对结构设计师而言，经济性必须满足结构安全这一前提，须满足国家规范，且宜有一定的安全储备。

但在实际工程设计中，很多设计师却仅仅一味地去追求经济性，尽量减小荷载和
配筋，忽略施工质量难以保障等不利因素，从而降低结构的安全性。

而此时若能
在初步设计阶段，选取合适的结构方案，就能较好的满足安全性和经济性的要求。

比如地下室顶板设计时，很多设计师为考虑经济性、减少开挖深度而采用无梁楼
盖体系，但由于室外覆土在施工阶段不可控等因素，近年来出现不少工程事故[1]。

考虑规范要求当地下室顶板作为上部结构的嵌固端时，地上结构相关范围应采用
现浇梁板结构[2][3]，因此笔者建议地下室顶板不宜采用无梁楼盖体系，而采用现
浇梁板式楼盖。

当地下室顶板采用无梁楼盖时，则必须加强对无梁楼盖承载力的
复核，特别是冲切承载力的验算，要考虑不平衡弯矩对板柱节点的影响，并有适
当的安全余量，柱上板带设置暗梁，以提高结构的整体安全性，同时要明确施工
荷载限值，设计交底时要求施工单位严格控制施工堆载。

而当采用梁板式楼盖时，因防水及嵌固端等构造要求，最小板厚本身要求较大，因此可不设次梁，板跨较
大位置采用加腋大板方案，如图1所示，可减少支模及配筋，节约造价，施工也
更为便利，能较好的满足安全性和经济性的要求。

在地下室顶板以下的楼盖可采
用无梁楼盖体系，以保证使用净高，减少开挖深度，节省造价，且有利于设备管
线灵活布置。

图1 加腋板节点
2抗震设计问题
我国是一个多地震的国家，地震分布广泛，抗震设计在整个建筑结构设计中
非常重要。

抗震设计时，首先须确定建筑结构的抗震设防类别。

某些使用功能单一、明
确的建筑，其抗震设防类别较容易确定，但某些工程使用功能复杂多样，这就需
要设计师进行判断。

比如某实际工程，局部楼层为办公，局部楼层为养老院，而
养老设施建筑在规范[4]中并未明确规定，故设计师设计时抗震设防类别按标准
设防类进行设计。

此时我们应理解规范精神，对于敬老院、福利院等地震时自救
能力较弱人群使用的建筑，可比对幼儿园建筑的相关规定划分抗震设防类别，因
此该工程宜按重点设防类进行设计，否则将会降低建筑物的抗震能力。

结构体系的选取及抗震等级的定义对结构抗震能力的影响也至关重要。

建筑
结构设计时，应该按照实际的需要，采用合适的结构体系。

但目前很多设计师在
进行结构设计时，只是考虑到建筑的功能需求，没有按照实际需要对结构进行科
学合理的设计，这样就很容易导致整个结构体系出现不合理的情况。

比如框架结构，具有建筑平面布置灵活、可形成较大的使用空间等优点，但对某些特殊的建
筑平面体型，结构计算指标可能难以满足规范要求，此时设计师会适当的设置剪
力墙，形成框架-剪力墙结构，但设计人员往往会忽略结构底层框架承担的倾覆
力矩百分比，当百分比大于80％时，意味着结构中剪力墙的数量极少，对于这种
少墙框剪结构，其抗震性能较差，剪力墙受力过大，容易过早破坏，不建议采用。

当不可避免时，宜采取将此种剪力墙减薄、开竖缝、开结构洞、配置少量单排钢
筋等措施，以减小剪力墙的作用[3]。

另外，在确定结构的抗震等级时，规范按不
同的建筑高度定义不同的抗震等级，对接近或等于高度分界时，设计人员有时为
了考虑经济性或设计上的方便，往往采用较低的抗震等级，此时应结合建筑的不
规则程度，以及场地类别来综合考虑，以确定合适的抗震等级，对不规则或Ⅳ类
场地，应从严设计，否则将会降低结构的抗震能力。

结构设计人员还往往忽略对
重要结构构件的抗震等级进行提高和加强，如大跨度框架、转换梁、转换柱、错
层处的框架柱和剪力墙等，设计中应对这些重要的结构构件进行加强，以免该类
构件先于其他构件破坏。

3计算模型与设计参数
当前设计软件发展迅速，为工程设计提供了非常有效的帮助。

很多软件默认
设置了很多结构设计的参数，如荷载模式、荷载组合、风荷载的计算、地震作用、调整系数等等，用户使用起来非常方便，但也不利于结构设计人员建立正确的结
构概念，很多设计师只是按照软件简单操作、计算和配筋，却未理解软件的计算
原理、适用条件等，给结构设计质量带来隐患。

比如某实际工程，楼板开有大洞，如图2所示，设计人员在配筋设计时，按照规范要求，为了考虑楼板不连续的影响，整体模型采用弹性板假定，但这样假定缺乏弹性板连接部位在小中震下的失
效性判断，某些抗侧力构件的内力计算将偏小，带来不安全的隐患。

类似这种情况，建议采用分块刚性板假定，采用整体模型与分块模型进行包络设计，从而保
证结构安全。

再如结构中的越层柱，很多设计人员根据软件自动判断，但某些情
况软件无法准确判断，须人工调整计算长度系数，否则柱配筋可能存在不足，尤
其是多个楼层的越层柱，配筋差异更大。

所以设计时不能完全依赖软件，需要设
计人员根据具体情况，进行合理判断、人工干预和辅助分析。

图2 楼板大开洞
4超长和不规则性
在实际工程中，常常因为建筑立面、工程防水等原因不能设置抗震缝，导致
结构平面尺寸超过规范限值，成为超长结构。

对此类工程的设计，很多设计人员
往往仅从构造上采取配筋加强、设置后浇带等措施解决，而没有计算温度荷载产
生的内力，会导致在实际应用中，梁板可能出现开裂。

对超长结构的设计，应根
据建筑实际使用阶段的温差，计算温度荷载产生的内力和配筋。

计算时，楼板须
定义为弹性板，弹性板6考虑了楼板面内面外刚度，可以计算楼板温度工况下的
受拉应力和楼板竖向荷载的弯矩应力，但梁配筋相对刚性板假定会偏小，因此建
议设计楼板时楼板定义为弹性板6，设计梁柱时定义为弹性膜。

随着城市的发展，复杂的结构体系越来越多。

当结构不规则性超出规范要求时，形成超限结构。

对超限高层建筑，设计人员一般都会按照相关要求进行抗震
性能化分析，但对超限多层建筑，很多设计人员未引起足够的重视，还是按照常
规设计，仅从构造上对薄弱部位进行加强。

为使结构具有良好的抗震能力、保证结构的安全，建议对超限多层建筑，采用不少于两个合适的不同力学模型进行计算比较，并采用弹性时程分析法进行补充计算，根据计算结果，得出合理的地震放大系数，对抗震薄弱部位进行中震、大震等效弹性分析，根据分析结果进行有针对性的加强。

5结语
结构设计非常重要，要引起足够重视。

在设计前，设计人员要对建筑的场地情况、建筑功能、结构体系有充分的了解和分析，并深入理解并严格遵循相关规范，要掌握设计软件的计算原理和适用条件，且合理设置计算参数，对超长或超限建筑要进行相应的分析，以确保设计质量和房屋安全。

参考文献
[1] 王伟良. 无梁楼盖地下车库结构设计及工程事故分析[J]. 建筑结构, 2019(S02):8.
[2] 建筑抗震设计规范：GB50011-2010[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2010.
[3] 高层建筑混凝土结构设计规程：JGJ3-2010[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2010.
[4] 建筑工程抗震设防分类标准：GB50223-2008 [S]. 北京：中国建筑工业出版社，2008.。