摘要：简述土木工程建筑结构设计在消防结构、剪力墙结构、结构抗震能力当中的存在问题，综合分析了当前相应的解决对策并提出见解，由此提高土木工程建筑结构设计水平，促进建筑结构设计的可持续发展。
关键词：建筑结构设计；存在问题；解决对策；
1 土木工程建筑结构设计原则
一、安全。在某个项目的建筑结构设计初期，需要对建筑结构提出相应的要求，确保建筑结构的安全性。二、科学。在一个项目的设计周期里，首先需要对建筑结构的特点进行全面分析，同时掌握该项目在现场施工中的可能会出现的基本情况，以此保证筑结构设计方案的科学性。三、高效。要保证建筑结构设计的高效性，需要有效整合工程项目的基本情况信息，并注意到结构的真实使用功能，由此对结构细部进行再讨论与设计深化，保障建筑结构设计具有较高的精准性。
2建筑结构设计中的存在问题
2.1 消防结构设计的问题
应对日益提升的要求，当今建筑结构形式也变得越来越复杂，尤其是高层建筑结构以及超高层建筑结构，其面面俱到的使用功能较以往单一功能的传统建筑要多得多，消防结构设计的难度大大增加。除此之外，在建筑内部设计中，较多地使用了易燃性建筑装饰材料，这也给消防结构埋下了安全隐患。而且对于高层建筑而言，因为高层所处的环境具有气流流通迅速、风力大等特点，所以高层结构一旦出现火灾，其场面就会变得相当难以控制。
2.2抗震墙结构连梁设计问题
（1）剪力墙连梁刚度折减问题。连梁的跨高比一般比较小，但与连梁相接的墙肢刚度却比较大，这会造成连梁在水平荷载作用下产生较大的结构内力，这是在高层建筑抗震墙结构连梁设计时一个不可避免的问题。与此同时，在高层结构设计的相关规范中，并未对连梁刚度取值在抗震设计以及非抗震设计时界定一个明确的标准参考值，结构设计人员只能根据传统的结构设计经验自行应对，如控制连梁的刚度折减系数等等手段与方法，以此达到控制的效果。但类似这种控制的手段并不是一种统一指标下的调节，需要经过多方面的论证，这就影响了设计效率。
（2）抗震墙结构连梁超筋问题
根据建筑结构设计经验，在剪力墙设计中经常会出现连梁超筋，这是一个很常见的现象。连梁在相邻两片墙肢之间传递内力，且跨高比较小，若与连梁相邻的两片墙肢刚度太大，或者吸收的地震力太大，这时要做到连梁不超筋是很困难的。
2.3忽视局部结构的抗震抗风设计
在如今结构整体计算软件如此发达的年代，整体的抗震计算基本上达到了一键实现的技术高度，但设计人员由于各种理由，如要赶进度，又如为了图方便，过度依赖软件，导致了在某些局部结构上忽视了建筑物局部的抗震抗风设计。如某些高层建筑的出屋面结构，由于功能需要在屋面处增加了一排装饰柱。如利用电算软件计算设计该排装饰柱，那么由于软件的局限，这排装饰柱很可能跟出屋面结构的梁板模型形成一个整体进行抗震抗风计算，而实际上这排装饰柱是独立的，实际情况与依赖电算软件所得的计算结果是存在差异的。
3建筑结构设计问题的解决对策
3.1消防结构设计优化
土木工程建筑消防设计是否合理与科学，直接影响用户的人身和财产安全，因此，为了提高建筑结构的消防设计水准，需要完善以下几个方面：一、建筑结构设计人员需要有一定的消防设计概念，在进行建筑结构设计时，需要考虑合理的防火间距，若防火设计间距过长则会造成建筑防火性能不足，发生灾害时无法及时处理；二、结构安全疏散通道设计，建筑结构的安全通道设计应科学合理，在建筑空间允许的情况下，特别是水平线性较长的高层建筑应设计两条或以上的安全通道，从而可以避免火灾发生时，人员不能及时疏散并出现慌乱的问题；三、安全疏散通道一定要考虑预留防烟装置，由此可以保障在火灾发生时，对浓烟起到一定的隔绝作用。
3.2 深化建筑结构设计的应对措施
（1）折减连梁刚度。根据相关设计规范可知，高层建筑结构在地震作用下，为了提高高层建筑结构的抗震性能，可适当地折减连梁的刚度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆连梁在地震发生时担任着“第一防线”的重要角色，不仅起到一个约束的作用，更具有一定的延性，即可以拥有一定的耗散地震能量的能力。地震时连梁端部达到极限抗弯承载力，塑性铰出现在连梁端部，保证了连梁实现“强剪弱弯”。出现塑性铰之后，连梁还保留一定的约束能力，同时具有一定的延性，可以变形耗能。但要注意，尽管连梁对相邻两端的墙肢仍然具有约束作用，但这个约束相对较小，因此要适当加大与连梁相邻剪力墙的配筋面积。
（2）优化连梁跨度与截面高度的比值，即优化连梁跨高比。折减连梁的刚度，则相应的承载力就会降低，诸如斜截面抗剪能力不足出现剪切破坏，正截面抗弯承载力能力不足导致弯曲破坏等等。为了应对这种情况，调整连梁的跨高比，减少连梁的刚度，这样在当地震来临时，连梁“吃掉”的地震力会减少，能提高稳定性，同时也能减少连梁出现超筋的情况。
（3）对连梁塑性调幅。确保连梁实现“强剪弱弯”，在结构设计的受力分析计算过程中，对连梁的弯矩和剪力进行适当的调幅。
（4）设置水平缝。在连梁的设计中，是容许连梁“开裂”的。连梁结构的截面较高时，要保证连梁受力合理，从调整连梁的跨高比的角度进行分析，可以在连梁结构的中部设置水平走向缝，类似双连梁所实现的效果，这种方法，既可以保证连梁的剪力和弯矩在墙肢中传递，但同时也改善了连梁结构的跨高比，一定程度上减少了连梁抗剪而出现破坏的可能性。
（5）连梁铰接处理。针对连梁破坏对结构的竖向受力无影响的情况，在地震作用下该种类型的连梁不参与结构受力，与之相邻的两端墙肢按照独立墙肢进行受力分析，即对连梁按照铰接连接进行受力分析，墙肢配筋按照刚接与铰接分析中较大的内力进行配筋计算。
3.3 结构设计中的“消能减震”思路
结构中设计中的“消能减震”思路，不同于上述在构造上与分析上作出的调整，而是从提升建筑结构整体耗能能力的角度或者减弱地震作用的角度，以此解决建筑结构抗震设计中遇到的问题。这种思路主要有以下几个应对措施：
（1）设置隔震垫。建筑结构通过设置隔震垫，采用高阻尼橡胶支座改变建筑结构原有的自振周期，通过增大建筑结构的自振周期，与此同时改变结构的刚度，缓冲了多遇地震下所产生的地震作用，实现了建筑结构的减震目标。
（2）增大建筑结构的阻尼。通过在建筑结构中加设阻尼器，提高建筑结构整体的地震能量耗散能力，使用阻尼器来实现减震作用。阻尼器作为一种消能部件，由自身产生的相对变形来增加建筑结构的阻尼，并由此耗散地震输入到建筑结构的地震能量，从而减少结构的地震响应来达到结构的抗震能力。
（3）分散建筑结构的水平地震力
研究发现，建筑受水平地震力的影响较大，为了降低地震水平力对建筑结构的影响，可以各种措施调整建筑结构的水平刚度，促使建筑结构遭受的内力进行重新分布，减弱水平地震作用对结构破坏的影响，使得结构受力分布更为合理，从而确保建筑结构的安全。
（4）建筑结构抗震性能分析。在土木工程建筑结构抗震性能设计分析中，可以应abaqus，sap2000，etabs等有限元软件建立精确的抗震分析模型，对于建筑结构的梁、柱、墙等需要采用实际尺寸建模的局部构造或者特殊构件，可进行精确的弹塑性分析，拓补整体分析外的局部分析，从而实现了有限元模型与实际结构在实际地震过程中所表现的抗震性能情况基本一致，减少抗震分析与实际的误差。
4结论
综上所述，在现代土木工程建筑结构设计中，需要重视建筑结构的消防设计、剪力墙连梁设计以及结构抗震性能设计等问题，针对表现出的问题，需要采取相应的解决对策，并落实对策，以提高建筑结构设计项目的完成度，促进建筑结构工程设计的良性发展。
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论文作者:黄臻
论文发表刊物:《基层建设》2018年第16期
论文发表时间:2018/7/16
标签：建筑结构论文; 结构论文; 结构设计论文; 建筑论文; 刚度论文; 土木工程论文; 水平论文; 《基层建设》2018年第16期论文;