關于建筑結構設計若干問題探討

摘要：建筑結構設計是一個系統而又復雜的工作，建筑結構設計的好壞直接影響著建筑的質量優劣，在實際設計工作中，常常發生一些可以避免的問題。本文著重探討了建筑結構設計中的幾個要注意的問題。

關鍵詞：建筑；結構設計；問題

隨著經濟建設的高速發展，我國建筑迅速增多。建筑質量問題一直是業界探討和社會大眾關注的話題，建筑工程質量關乎安全，而設計的質量又是建筑質量的一個重要方面。為了避免或減少建筑結構設計問題的發生，有必要對一些典型設計問題進行深入思考并進行小結。

1 梁結構設計中容易忽視的問題

鋼筋混凝土框架結構日趨增多，在磚混結構中，整體現澆混凝土柱、梁也司空見慣。隨著結構計算現代化，結構內力計算及配筋等均無什么問題，但有些設計人員往往為了建筑造型上的需要或考慮不細致，讓梁與柱的截面寬度相等，致使在梁和柱的結合處，梁、柱縱向鋼筋的中心線分別垂直相交。即使它們所采用的鋼筋型號不同，也會出現這種現象。對此，大多數施工單位采用在梁、柱交接處把梁的縱向鋼筋間距縮小，沿柱的縱向鋼筋內側伸入柱內。從實際情況看，梁、柱的縱向受力鋼筋多在φ12以上。這樣，此處梁的受力鋼筋位移均大于5mm。《混凝土結構工程施工及驗收規范》中規定：鋼筋混凝土梁和柱受力鋼筋的混凝土保護層厚度為25mm；受力鋼筋位置的允許偏差為±5mm。由此可見，前述施工操作已違反規范規定。對這種因設計考慮不周而引起的施工操作違反規范，應引起有關設計人員的重視。

在設計有多種主、次梁交叉的現澆樓、屋蓋寸，設計人員往往在設計和繪制主梁配筋圖中，對板及次梁在主梁的位置僅以涂黑表示，考慮的宅梁高度為板頂至梁底(T型截面)；設計和繪制次梁配筋圖時，主梁和板也僅以涂黑和作為支座的尺寸線表示，考慮的次梁高度為板頂至次梁底(T型截面)。設汁和繪制現澆板配筋圖時，主、次梁作為支座也是以尺寸線表示。這樣，施工人員在施工現澆樓、屋蓋時，往往會因壬梁、次梁、板的負筋的相互位置而感到困惑。不是板超厚，便是主、次梁及板的設計計算截面與實際受力截面不符。如果第一排為板負筋，第二排為主梁負筋，第三排為次梁負筋，剛次梁負筋保護層實際上成為：板的保護層高度＋板負筋直徑＋主梁箍筋直徑＋主梁負筋直徑(兩排以上尺寸更大)。此種排法，板、主梁負筋直徑越大，排數越多，則次梁實際產生的保護層便越厚。如不注意，設計時主、次梁頂同高，施工中往往將次梁負筋穿過主梁負筋下面后，再向上翻至板負筋下面。這樣節點附近次梁的負筋成廠馬鞍形，其有效高度將會不同程度地減小，易在該部位產生裂縫。設計時應當降低次梁頂標高，以保證次梁任何一截面的有效高度。

主梁負筋放置在次梁負筋下面的排法，則主梁實際產生的保護層為：板保護層高度＋板負筋直徑＋板負筋構造筋直徑+次梁負鋼筋直徑+主梁箍筋直徑。若板負筋與次梁負筋直徑越大，主梁的保護層也就越厚，相應主梁計算高度就越小。施工人員往往把主梁負筋穿過次梁負筋后再向上翻，結果在節點附近的主梁負筋也做成了馬鞍形，而且豐梁負筋往往較粗，其馬鞍形也就更大，直接減少節點附近主梁的計算高度。因此，設計時應當降低主梁頂標高(即扣除規定保護以上的高度)，使土梁任一截面均能保證設計計算高度。在工地檢查、驗收鋼筋工程時，我們還發現，在多梁交叉的復雜的節點中，有的其至將次梁負筋放在板負筋上面，造成板的有效高度較大幅度地減小。綜上所述，在多梁交叉的現澆樓、屋蓋設計中，—是要考慮板、次梁、主梁的排筋方案，二是根據排筋方案決定主、次梁頂的結構標高，三是設計者應在圖紙中注明主、次梁及板的負筋的相互位置（即排放順序），以免施工人員任意排放，留下不安全隱患。

2 磚石結構設計與施工中應注意的問題

由于磚石結構的質量、強度離散性大，施工質量不易控制，雖然現行規范中規定構件的強度安全系數較大，但可靠度并不高。如設計中考慮稍有不周，施工中質量控制不嚴及種種環境、人為因素，極易造成工程事故。近年來國內這類事故占的比例很高，應該在設計與施工中引起足夠的重視。

1、頂層磚墻裂縫

目前，磚混結構鋼筋混凝土平頂屋面房屋頂層磚墻裂縫較為普遍，屋面無可靠的隔熱層尤為嚴重。有的影響了房屋的正常使用，有的甚至危及到工程的安全。這種裂縫產生的原因是：結構設計中只考慮到屋面傳來的垂直荷載很小，而沒有考慮溫差應力，故頂層磚墻采用的磚及砂漿強度等級較低，更沒有采取防裂措施。施工人員亦認為頂層磚墻承受的荷載很小，強度儲備大，馬虎點沒關系，故放松了對質量的控制，更有甚者偷工減料，擅自降低砂漿強度等級。結果由于鋼筋混凝土屋面與磚砌體的線脹系數相差很大，當溫度發生變比，屋面熱脹或冷縮時，頂層磚墻除承受屋面的垂直荷載外，還要承受很大的溫差荷載，當溫度應力超過磚墻的容許應力時，磚墻就產生了各種裂縫。屋面熱脹，頂層內，外縱墻，橫墻兩肩產生正八字形裂縫；頂層內、外縱墻上沿門窗洞口出現垂直裂縫；頂層窗間墻產生水平裂縫。屋面冷縮，頂層內、外縱橫墻上產生倒八字形裂縫，四角圈梁下產生水平包角縫等。除按規定設置伸縮縫，選擇適當的施工溫度外，必須提高頂層磚墻的磚與砂漿的強度等級，嚴格控制施工質量，注意砌體養護，從而提高磚墻的抗拉、抗剪強度。必要時在墻體內配置鋼筋，以防止裂縫。

2、底層磚墻強度安全系數不夠

目前結構設計中，對承重磚墻的強度計算是取1m寬為單元的。磚石結構設汁手冊中列出廠各種磚、砂漿強度等級的每米寬磚墻承載能力表。為磚石結構設計提供了方便。一般磚混結構房屋墻身強度通過查表得出每米承載能力X，通過計算上部結構(包括墻身)傳至磚墻的線荷載Y，若X>Y，即認為是安全的。但經過大量的凋查和復核，發現不少五六層的磚混結構房屋底層磚承重墻安全系數不夠。因為五六層磚墻承重結構房屋底層墻身承受的荷載已接近或達到極限承載力(6層以上一般采用鋼筋混凝土框架承重)，而承重墻中往往設有壁龕，配電箱，有的暗埋有水電管線等，削弱了墻體的截面積。結構計算時取米為單元，沒有考慮到以上因素，結果造成了強度安全系數不夠。有的釀成了工程事故；有的目前雖然沒有造成事故，但畢竟是—隱患。所以對五六層的磚墻承重房屋底層磚墻強度計算時，必須考慮墻體內壁龕、配電箱、暗埋管線等對磚墻承載面積的削弱，適當提高安全系數，必要時可設鋼筋混凝上柱加強，從而保證結構的安全。

3、局部承壓強度不足

在磚混結構房屋中，因磚砌體局部承壓破壞造成的工程事故也并不少見、其原因有：結構設計中的疏忽和計算誤差。施工中磚未澆水充分濕潤，氣候炎熱干燥，陽光強烈。特別是當磚砌體砌筑到大梁底等待支模、綁扎大梁鋼筋，砌體頂面暴露在陽光下，又不澆水養護，輕輕—壓，砂漿就全變成粉末。這種情況如施工上不采取措施，必然要造成局部承壓破壞，釀成工程事故。在磚混結構房屋的結構設計中，必須重視砌體局部承壓的計算。施工中必須加強對砌體的養護，保證質量，從而杜絕事故的發生。

參考文獻

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