淺談房屋結構設計中一些常見問題

摘要：在房屋結構設計中，有些問題的解決需要綜合系統的理論知識和工程實踐經驗。本文僅就房屋結構設計中常見的主要問題，進行了簡要討論。這些常見病或則造成不同程度的質量問題，或導致浪費，須引起設計者及設計人員注意，并認真對待。

關鍵詞：房屋結構；設計；常見問題

結構設計是個系統、全面的工作，作為結構設計人員，需要扎實的理論知識功底，靈活創新的思維和嚴肅認真負責的工作態度。加深對當前房屋建筑結構設計中常見問題的認識與研究，以不斷提高自身的結構設計水平。

1 地基與基礎設計方面常見問題

多層房屋無地質詳勘報告或籠統參用距離很遠、根本無參考價值的地質資料，就進行施工圖設計。僅僅根據建設單位口頭或書面提供的地基土容許承載力值，就進行較大或較重要的建筑物地基基礎設計。地基選型及基礎設計都不是僅憑地基土容許承載力一值來決定，也不是僅因地耐力取得小就—定安全可靠，還要同時綜合考慮土層沿水平及垂直方向的變化、土質物理力學指標、基地內有無局部地質異常、舊有坑道、地下水類型及化學性質等因素；而且上部結構也要結合地質情況確定選型和采取必要的技術處理。忽視《建筑地基基礎設計規范》中關于建筑物安全等級規定，而不作必要的地基變形驗算。不對建筑物及地質情況作綜合分析，不能正確判斷房屋整體變形狀態，以致未作應有的相應處理。上述有些方面都是不甚了解地基變形的控制乃是地基安全的基本控制。地基變形的差異(不均勻沉降)對結構設計尤為重要，它常是導致建筑物產生裂縫的重要原因。因此不能忽視地基變形驗算。同時，還應根據建筑物荷載、結構型式、局部地質變化等差異作不均勻沉降的綜合判斷或選點計算，定性掌握整體建筑物的變形特征，從而采取相應的技術處理。在已有建筑物旁進行貼建時，忽視對已有毗鄰建筑物地基所產生的附加影響。這類設計需根據新、舊建筑物毗鄰處的地質條件和舊建筑基礎情況，對舊建筑毗鄰端驗算或判斷其附加下沉量，然后結合舊建筑的縱向整體抗彎剛度(建筑物整體長高比、縱橫墻布置及樓、屋蓋情況等)，確定是否需要采取必要的技術措施。確定基礎埋深時，不認真分析地質情況，一概按有凍脹考慮。這些年來由于高，大建筑增多做慣了深基礎，而對一般多層及低層無地下室建筑的基礎，也常常做得較深。對是否是凍脹土這一主要因素有所忽視，以致提高了基礎工程造價。如果預計到可能不采暖越冬，應優先考慮采取臨時防凍覆蓋措施。軟弱地基條件下，未全面貫徹《建筑地基基礎設計規范》里面的相關內容。有的設計者對軟弱地基的危害認識不足，或不熟悉規范的有關規定，因而體現在建筑方面往往是建筑物的體量分布和平面布局欠妥，“先天”上就易遭軟弱地質條件的危害；而體現在結構設計上則是僅僅因地耐力之低而加大基礎、增設圈梁、按常規設沉降縫。這雖然也有益處，但很不充分，必須通過下沉量計算。根據以往經驗綜合正確判斷建筑物整體變形特征，從而恰當設縫(截斷變形應力、減小長高比)，正確采取加強措施或改善地基。高層建筑與裙房間，將裙房基礎退臺加深至高層基底。例如：有的設計者按習慣將裙房基礎退臺加深至高層基底。這樣，高、裙地基的公共點附近的裙房地基下沉量與高層相同，將導致裙房該端的局部傾斜，極易產生裂縫，裙房層數愈少愈不利。恰當的做法是將該處分層夯填砂或粘性土至裙房基底，而后裙房基礎正常通過。

2 上部結構設計中常見問題

內走廊單面房間的多層磚混結構，剛性方案橫墻長度誤取建筑物全寬。在鋼筋混凝土墻梁設計中，沒有進行托梁上墻體的局壓驗算和做相應處理。墻梁支座處，墻與托梁界面區的砌體局部應力峰值常很大，須作驗算。必要時局部配置一定高度的鋼筋網或設置梁墊。解決砌體局壓常不優先采用梁墊，而不必要地設置鋼筋混凝土柱。這給設計和施工都帶來不必要的麻煩，并增加材料消耗。網狀配筋磚垛的筋網僅配至窗高(垛身高度)范圍，而未貫通整個樓層。墻垛強度計算中，按垛的截面面積計算，這不是理論上的簡化而是事實，即使在上、下層垛間的縱向墻帶高度內，參加受壓工作的截面面積也并無明顯增加。如果設想墻帶高度內受壓面積將會增大，是與實際受力狀態不符的，而且窗上過梁也早因超載而破壞。因此，合理的設計應將筋網配置整個樓層高度。垂直縱墻鋪預制板的剛性方案，不在圖紙上強調必須認真灌縫，目前不少工地對預制板灌縫重視不夠，縫中建筑垃圾清除不凈，灌前不灑水濕潤，灌注不實，甚至鋪置時板貼沒有縫寬。這對垂直縱墻鋪板的剛性方案是很不利的，板縫不具備傳遞水平力的抗剪能力。因此盡管預制板灌縫屬工地常識，但在這種情況下，圖上仍宜特殊注明，并在交底時給予強調，說明設計意圖。

地震區多層磚房及多層框架建筑物，在方案(特別是建筑方案，如質量和剛度分布嚴重不均、不對稱、大懸挑等)及構造細節(如門窗位置、圈梁標高等)方面，均未認真貫徹規范要求。這種現象較為普遍。抗震規范必須建筑、結構專業共同貫徹執行。無震時，設計按有震考慮，“水沒來先筑壩”。選用普通鋼筋混凝土空心板標準圖集時忽視對短期和長期荷載組合的控制。在圖集中，一般都有一個短期和長期效應組合控制值指標，以控制板的變形。但設計者選用時往往僅注意承載能力極限狀態，而忽略變形是否在允許范圍內。不適當的采用大跨度非預應力現澆板(單向或雙向板)，又不進行剛度和裂縫寬度驗算。擱置在花籃梁或梁下皮懸挑上的板，對梁的作用已屬在梁高范圍內加荷，但未作附加箍筋的計算和相應補償。設計者對次梁插入主梁處放置吊筋或附加鋼箍，—般不會忘記。但對上述情況卻往往未加思考。實際上，它們的作用性質相同，只是次梁是集中一點作用，而板是沿梁長作用。對梁的大剪力區，這項作用未予考慮。箍筋量可能不足。民用建筑中的短懸臂梁，未按牛腿理論進行設計計算，而仍按一般長懸臂梁對待。即使是民用建筑中的懸臂梁，只要符合c＜h0，它的受力本質也是變截面(或等截面)懸臂深梁，亦應按牛腿理論進行計算和構造。而當梁高范圍內又有次梁插入時，還須同時考慮吊筋的設置。這類節點目前尚未見到典型的試驗成果發表，但設計實踐表明，分別按現行牛腿，吊筋理論計算和構造，尚未出現問題。本來是雙向板，但設計者圖省事主觀將其視為單向板進行計算和配筋，而另向僅配分布筋。這種主觀臆定的計算簡圖與實踐差距太大，已屬質變。板的整體雖然安全，但由于另向受力未配足夠鋼筋，將產生較大裂縫而影響使用。負荷面積超過10m2的樓面梁，活荷載不按規定折減，連續梁不考慮活荷載最不利布置。這都是由于設計者圖省事所致。前者造成一定的浪費，后者偏于不安全，特別是公共建筑、工業建筑中的連續梁(板)，尤應考慮活荷載最不利布置。

此外，板件選型不滿足建筑物相應等級的耐火極限小時要求。有的結構設計者因不熟悉防火規范，不合理地選用普通混凝土或預應力混凝土空心板，以致板件耐火極限小時達不到該建筑物耐火等級的要求。防火規范必須建筑、結構、暖、水、電各專業共同貫徹執行。很長的外露現澆板未按外露結構要求設置伸縮縫。這類板及其外露縱向梁，已在房屋保溫之外，應按混凝土結構設計規范的露天情況設伸縮縫，否則可能會出現裂縫。

參考文獻

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