試論設(shè)計(jì)對(duì)多層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響

劉莉

（山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030006）

試論設(shè)計(jì)對(duì)多層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響

劉莉

（山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030006）

衣食住行作為人類生活的四大要素，其中居住占據(jù)了人生三分之二的時(shí)間。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，一個(gè)國家每年對(duì)住宅建設(shè)所投入的資金應(yīng)占基本建設(shè)投資的二分之一左右，大約是國民生產(chǎn)總值的百分之五左右，由此可見住宅建設(shè)的重要地位。筆者分析研究了當(dāng)前多層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性中的關(guān)鍵問題，有針對(duì)性地提出了建議和要求，以便做出改進(jìn)。

多層建筑結(jié)構(gòu)理論；建筑設(shè)計(jì)；施工形式；穩(wěn)定性

一、多層建筑結(jié)構(gòu)理論簡(jiǎn)述

根據(jù)中國《民用建筑設(shè)計(jì)通則》（GB50352-2005），住宅建筑依層數(shù)劃分為四種，分別為低層住宅，樓層高度為一至三層；多層住宅，樓層高度為四至六層；中高層住宅，樓層高度為七層至九層；而高層住宅則是指十層及十層以上。除住宅建筑之外，民用建筑高度小于或者等于24m者為單層和多層建筑，24m以上就為高層建筑(其中建筑高度大于24m的單層公共建筑不包括在內(nèi))；建筑高度大于100m的民用建筑則被稱為超高層建筑。從專業(yè)的角度來看，多層建筑是指建筑高度大于10米，小于24米的結(jié)構(gòu)，且建筑層數(shù)在三層與七層之間的建筑結(jié)構(gòu)。

多層建筑具有以下優(yōu)點(diǎn)：和低層住宅相比，在占地上要節(jié)省空間，同時(shí)住宅建設(shè)時(shí)期又比高層建筑要短，通常情況下開工一年即可竣工完成；和高層住宅相比較，減少了電梯、高壓水泵、公共走道等方面的資金投入，性價(jià)比較高；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念相對(duì)成熟，一般都是采用磚混結(jié)構(gòu)，建材生產(chǎn)方便，可大批量生產(chǎn)，因此工程造價(jià)較低，符合大多數(shù)購房者的心理價(jià)位。

盡管多層建筑存有上述的優(yōu)點(diǎn)，但是也存在如下所述的缺點(diǎn)：相對(duì)中間住層而言，底層和頂層的居住條件不理想；由于設(shè)計(jì)和建筑工藝確定，致使多層在結(jié)構(gòu)、建材、布局上很難有創(chuàng)新的想法，導(dǎo)致多層住宅建筑立面、建筑風(fēng)格方面缺少變化，樣式呆板。

二、建筑設(shè)計(jì)對(duì)多層建筑穩(wěn)定性的影響研究分析

（一）多層建筑的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

設(shè)計(jì)多層建筑時(shí)，由于缺少詳細(xì)的地址勘探報(bào)告，只是憑借建筑單位的口頭說明或是簡(jiǎn)單的參照周圍已完成建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料就進(jìn)行建筑施工，采用換土墊層進(jìn)行軟化地基處置，沒有換土墊層設(shè)置，只是一句以往的經(jīng)驗(yàn)，不計(jì)算墊層厚度和寬度，既影響安全性，又不滿足經(jīng)濟(jì)性的要求。

（二）構(gòu)造柱同時(shí)具有承重作用

在磚混結(jié)構(gòu)中，構(gòu)造柱是不受力的。構(gòu)造柱的主要作用是：為提高多層建筑砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能,規(guī)范要求應(yīng)在房屋的砌體內(nèi)適宜部位設(shè)置鋼筋混凝土柱并與圈梁連接,共同加強(qiáng)建筑物的穩(wěn)定性。因此，構(gòu)造柱主要不是承擔(dān)豎向荷載的，而是抗擊剪力和地震等橫向荷載的。而在當(dāng)前的設(shè)計(jì)中，構(gòu)造柱卻常被當(dāng)成承受柱使用。在這種情況下，構(gòu)造柱提前受力，構(gòu)造柱底部基礎(chǔ)的抵抗沖切、抵抗彎曲以及局部承受壓力的強(qiáng)度勢(shì)必達(dá)不到要求，從而構(gòu)造柱的拉結(jié)和約束作用被降低，如果遇到地震等突發(fā)狀況，構(gòu)造柱會(huì)在第一時(shí)間就被破壞。

（三）多層建筑結(jié)構(gòu)中，縱向框架易被忽視

根據(jù)建筑設(shè)施抵抗地震的設(shè)計(jì)規(guī)范要求，應(yīng)根據(jù)兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算水平地震要求，縱向框架也不能忽視。但是，一些設(shè)計(jì)師忽視了對(duì)地震縱向作用的考慮，在實(shí)際的建造中往往會(huì)有梁的支座負(fù)筋、跨中縱筋以及箍筋的配筋布置不足的現(xiàn)象發(fā)生。

（四）懸挑梁的梁高選擇不準(zhǔn)確

很多設(shè)計(jì)師只重視對(duì)梁的強(qiáng)度和傾覆的計(jì)算，而對(duì)梁的撓度的計(jì)算卻沒有足夠的重視。如果選擇較小的梁高，容易導(dǎo)致梁的截面的受力區(qū)的應(yīng)力偏高，減小了梁的延展性，在縱向地震的作用下，容易遭受脆性損壞，失去承載力。

（五）多層建筑結(jié)構(gòu)中，連續(xù)梁設(shè)計(jì)不準(zhǔn)確

在設(shè)計(jì)陽臺(tái)邊梁的過程中，邊梁承受的載荷通常情況下較小，很多設(shè)計(jì)師為了方便受力分析，連續(xù)梁的邊梁按照簡(jiǎn)單邊梁設(shè)計(jì)，導(dǎo)致邊梁在支座部位上部的負(fù)筋配置數(shù)量減少，加載后梁支座上部受拉區(qū)域出現(xiàn)縱向裂紋，進(jìn)而導(dǎo)致梁上的欄板出現(xiàn)縱向裂紋。

（六）多層建筑結(jié)構(gòu)的樓板設(shè)計(jì)問題

作為建筑工程中的主要承重構(gòu)件，板將樓面、屋面的載荷傳遞到墻或者梁，因此，梁、柱、墻等構(gòu)件的安全性都依托于樓板的設(shè)計(jì)。樓板的設(shè)計(jì)方案好壞直接影響整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量高低。進(jìn)行樓板設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下幾方面：

第一，沒有對(duì)樓板的受力情況進(jìn)行詳細(xì)分析，雙向板和單向板混淆不清，不符合實(shí)際受力狀態(tài)，造成一個(gè)方向配筋過大，而另一個(gè)方向配筋嚴(yán)重不足，從而形成樓板裂紋。

第二，分析樓板所承受的線載荷的彎矩時(shí)，應(yīng)該將該部分的線性載荷換算成具有同等效用的均布載荷后，然后再計(jì)算板的配筋要求。避免在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中將隔墻的總載荷附以樓板的總面積，從而忽略板上砌墻的影響，板的支撐點(diǎn)的上部出現(xiàn)了負(fù)彎矩，容易造成板頂裂紋。

第三，雙向板有效高度取值不準(zhǔn)確。計(jì)算雙向板時(shí)，應(yīng)該綜合權(quán)衡兩個(gè)方向的彎矩選擇有效高度，通常是短向的有效高度要大于長向的有效高度。但是在實(shí)際設(shè)計(jì)中，由于對(duì)板的受力沒有明確認(rèn)識(shí)，配筋計(jì)算時(shí)常常選擇兩個(gè)方向的有效高度一致，這種設(shè)計(jì)方案造成長跨有效高度過大，配筋達(dá)不到合格要求，從而形成樓板裂紋。

三、施工形式對(duì)多層建筑穩(wěn)定性的影響分析

（一）多層建筑的基礎(chǔ)形式分析

多層建筑的上部結(jié)構(gòu)的整體剛度和抗震性能至關(guān)重要，而與之相適應(yīng)的基礎(chǔ)選型成為影響結(jié)構(gòu)安全和建筑經(jīng)濟(jì)的重要因素。多層建筑常用的基礎(chǔ)形式有以下五種：墻下條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)、柱下條形基礎(chǔ)及十字交叉基礎(chǔ)、鋼筋混凝土閥片基礎(chǔ)以及樁基礎(chǔ)。其中，墻下條形基礎(chǔ)主要是承受抗壓強(qiáng)度，也能承受一定的抗拉、抗剪強(qiáng)度；一般柱下基礎(chǔ)多用獨(dú)立基礎(chǔ)；柱下條形基礎(chǔ)具有良好的剛度，能夠很好地調(diào)整不均勻沉降；承載力高、沉降量小是樁基礎(chǔ)的顯著特點(diǎn)；閥片基礎(chǔ)可以充當(dāng)?shù)叵率业牡装褰Y(jié)構(gòu)，綜合考慮地基和基礎(chǔ)，技術(shù)和經(jīng)濟(jì)均能達(dá)到理想效果。

（二）多層建筑的主體結(jié)構(gòu)分析

常見的多層建筑主體結(jié)構(gòu)有磚混結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)兩種。承重構(gòu)件的不同是這兩種結(jié)構(gòu)的本質(zhì)區(qū)別。磚混結(jié)構(gòu)是指建筑物中，采用磚或者砌塊砌筑具有縱向作用的墻、柱等，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)砌筑具有橫向承重的梁、樓板、屋面板等。簡(jiǎn)單地說，磚混結(jié)構(gòu)是以小部分鋼筋混凝土及大部分磚墻承重的結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)的承重結(jié)構(gòu)是由梁和柱以剛接或者鉸接相連接形成，即由梁和柱組成框架，共同抵抗橫向荷載和縱向荷載。框架結(jié)構(gòu)的房屋墻體不承重載荷，僅起到圍護(hù)和分隔作用。相比較而言，磚混結(jié)構(gòu)沒有框架結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。框架結(jié)構(gòu)的柔性較好，磚混結(jié)構(gòu)作為剛性結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)中有很多限制的地方。

（三）墻體材料的選擇對(duì)多層建筑穩(wěn)定性的影響分析

墻體材料的選擇也能影響多層建筑的穩(wěn)定性。選擇鋼筋混凝土，穩(wěn)定性較好，如果選擇輕質(zhì)墻體材料，由于構(gòu)造措施不完善，相應(yīng)的穩(wěn)定性也會(huì)受到影響。通常有規(guī)律可循，實(shí)心砌體墻優(yōu)于空心砌塊，有筋墻體強(qiáng)于無筋墻體，選擇普通燒結(jié)磚墻體要優(yōu)于加氣混凝土輕質(zhì)墻體。

[1]肖俊.淺談設(shè)計(jì)對(duì)多層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響[J].建筑，2011，（1）.

[2]施余孟.論設(shè)計(jì)對(duì)多層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響[J].中國科技財(cái)富，2011,（4）.

[3]譚彥菁.論多層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的幾種影響因素[J].中國科技縱橫，2011，（10）.

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1673-0046（2012）8-0150-02