探討房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題

湯燕波 鄒 矜

摘 要：本文針對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中比較常見的問題進行了重點分析，希望能夠為今后的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計鋪平道路。對房屋建筑而言，其結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項全面、系統(tǒng)，并且責(zé)任重大的工作，但卻是房屋建筑施工的必要前提。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，常常會因為各種的問題影響到房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量與水平，這些都是需要我們?nèi)ド钏迹ジ淖儭?/p>

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計規(guī)范；結(jié)構(gòu)設(shè)計

隨著國民經(jīng)濟的快速增長，建筑行業(yè)也得到了巨大的發(fā)展控制，隨著房屋建筑從單層、多層朝著高層建筑發(fā)展，房屋結(jié)構(gòu)形式也逐漸變得多樣與復(fù)雜。但是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的問題依然無法得到有效規(guī)避，至今都影響著房屋建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與安全。所以，解決房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題所具有的現(xiàn)實意義不容忽視。

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題的原因分析

1.1 由于過于籠統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，導(dǎo)致設(shè)計人員在理解上出現(xiàn)了差異

業(yè)內(nèi)人士都清楚，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，都需要參照《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》、《荷載規(guī)范》、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進行系統(tǒng)的研究分析。但是在實際的操作過程中，卻發(fā)現(xiàn)這一類型的綱領(lǐng)非常籠統(tǒng)，沒有將規(guī)范表達細致，導(dǎo)致設(shè)計人員在進行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時由于對設(shè)計因素的量化從而產(chǎn)生困難。特別是隨著現(xiàn)代化理念的改革以及科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，這一類屬于綱領(lǐng)性的規(guī)范就很到滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計面面俱到的要求。對于這一類規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的理解，設(shè)計人員也是“仁者見仁，智者見智”，使得理解上出現(xiàn)了過多的偏差，這樣對設(shè)計出來的作品質(zhì)量也會產(chǎn)生不同程度的影響。

1.2 設(shè)計人員盲目的結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而導(dǎo)致惡性循環(huán)出現(xiàn)

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，由于設(shè)計人員自身的主觀原因或是客觀原因，就很可能造成結(jié)構(gòu)設(shè)計上過于盲目，從而出現(xiàn)惡性循環(huán)。考慮到社會大眾對房屋建筑結(jié)構(gòu)要求的提升，及房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特殊性，科學(xué)、合理的設(shè)計理念就顯得尤為重要。但是，在實際的設(shè)計過程中，大多數(shù)設(shè)計人員在設(shè)計中常常會用到“大約”二字。比如：在使用附加鋼筋時，出于對建筑整體牢固性的考慮，很多設(shè)計人員會設(shè)置附加鋼筋。但是在設(shè)計過程中卻沒有在腦海中內(nèi)化科學(xué)的設(shè)計理念，由于只有通過力學(xué)的分析之后，才能夠科學(xué)地設(shè)置附加鋼筋。如果沒有通過力學(xué)分析，僅僅依靠自身的經(jīng)驗，就會大大提升設(shè)計的盲目性，這樣不僅會導(dǎo)致附加鋼筋出現(xiàn)不必要的浪費現(xiàn)象，同時還會出現(xiàn)意識上的錯誤，影響到后續(xù)的設(shè)計。

2 地基與基礎(chǔ)方面

由于多層房屋建筑沒有是事先進行地質(zhì)勘察，無法取得詳細的勘察報告，在施工圖紙設(shè)計僅僅是依靠建設(shè)單位的口頭闡述或者是參照附近建筑物的基礎(chǔ)資料。想要做到地基與基礎(chǔ)設(shè)計的合理性、安全性、適用性，設(shè)計人員就需要對地質(zhì)勘察資料進行系統(tǒng)分析，對基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)進行綜合統(tǒng)一的分析，僅僅憑借地基承載力這一項數(shù)據(jù)不僅缺乏安全性，而且也欠缺完整性。當(dāng)然，也不能盲目地認為將地基承載力的特征值取小一點就可以做到?jīng)]有缺陷了，這些都是需要規(guī)避的。

對于軟弱地基通過換土墊層法進行處理，完全憑借經(jīng)驗，沒有考慮到換土墊層的設(shè)計。由于設(shè)計人員沒有認識到軟弱地基所造成的危害，在承載力的提升上僅僅是簡單地采用砂石墊層。因此，首先需要對墊層的厚度與寬度加以計算，驗算軟弱下臥層，才能確保其安全性與經(jīng)濟性。

在房屋建筑的中柱設(shè)計中，基礎(chǔ)與梁的負荷都沒有按照荷載規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進行基表。在多層房屋建筑的設(shè)計中，在計算基礎(chǔ)、梁、柱的負荷時，只有按照現(xiàn)行的荷載規(guī)范乘以有關(guān)荷載組合相應(yīng)的分項系數(shù)才能確保荷載值的準(zhǔn)確性。

3 上部結(jié)構(gòu)方面

3.1 梁

做好框剪結(jié)構(gòu)連梁的設(shè)計對于房屋建筑整體結(jié)構(gòu)而言非常重要，但是很多結(jié)構(gòu)設(shè)計上卻是忽略了這一點。重視程度、認識程度的不足，都是影響其設(shè)計的因素之一。簡單來說，連梁就是連接兩片剪力墻，一旦遇到了中大地震時，就會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，起到一定的耗能作用，以此讓建筑物具有一定延性的梁。只有滿足這一要求，才能夠稱之為連梁，或者說我們在設(shè)計上才能夠讓其按照連梁進行設(shè)計。

3.2 板

在設(shè)計上，由于對板受力狀態(tài)的認識度不夠或是為了方便計算，就會講雙向板當(dāng)作單向板來計算。這樣的計算假定就會與實際狀態(tài)存在差異，就容易出現(xiàn)配筋不足，導(dǎo)致板出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象。因此，在設(shè)計上，不能憑借主觀意愿，方便計算，避免一個方向的配筋過大，另一個方向僅僅按照構(gòu)造配筋的情況出現(xiàn)。當(dāng)板承受線荷載時對彎矩的計算。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，一般都會講一些非承重隔墻設(shè)置在樓板上，因此，在設(shè)計大樓板時就會將該部分的線荷載換算成為等效的均布荷載之后，再對板的配筋加以計算。但是在設(shè)計中，要注意避免出現(xiàn)將隔墻綜合再除以板總面積這種情況。

雙向板有效高度取值相對偏大。在兩個方向上，雙向板都會有彎矩產(chǎn)生，所以，雙向板跨當(dāng)中的正彎矩鋼筋都是縱橫疊放的。其中，短跨方向的跨中鋼筋應(yīng)當(dāng)放置于下部位置，長跨方向的跨中鋼筋就應(yīng)當(dāng)放置在短跨鋼筋的上部，在計算時也需要應(yīng)用兩個方向上的有效高度，一般來說，短向方向的有效高度都要比長向方向的大。在設(shè)計中，要注意避免設(shè)計人員沒有充分認識到板的受力或是圖省事的情況出現(xiàn)，避免為結(jié)構(gòu)構(gòu)件埋下質(zhì)量隱患。

3.3 柱

一般來說，在6度抗震設(shè)防區(qū)常常會出現(xiàn)承重柱截面高度設(shè)計過小的情況。很多房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員誤以為6度設(shè)防區(qū)域就不用考慮設(shè)防，為了方便受力分析，設(shè)計人員估計將柱子截面高度設(shè)計的過小，這樣能夠增大梁柱的線剛度比，在計算簡圖中將梁柱節(jié)點簡化為鉸支，將梁簡化成為鉸支梁，梁柱也按照軸心受壓來進行計算，雖然這樣對于接受受力分析很簡單，但是卻忽視了這樣會給房屋結(jié)構(gòu)埋下質(zhì)量隱患，這主要是因為忽略了梁柱之間的剛結(jié)作用，也就是將柱對梁的約束彎矩忽略了，再加上柱截面配筋一般都不會很大，一旦結(jié)構(gòu)受力，柱頂抗彎剛度必定就會存在不足的情況，這樣在梁底附近的柱子就會出現(xiàn)一條又一條的水平裂縫，從而有塑性鉸的形成。

4 目前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題與策略

4.1 建筑物超高問題

高層建筑物最明顯的特征就是樓層多，建筑物本身高。但是，隨著建筑物高度的不斷加大，在抗震性能和建筑質(zhì)量方面都面臨著更嚴峻的問題。出于高層建筑抗震性能的較高需要，建筑規(guī)范對建筑物的高度作出了嚴格的規(guī)定，在高度設(shè)計方面要確保滿足抗震的實際需要。在目前的高層建筑市場中，仍然存在著嚴重的超高問題。針對建筑物的超高問題，建筑規(guī)范逐漸將限制的高度設(shè)為A級高度，還在一定程度上細化了高度規(guī)則，增加了B級高度。這種較為明細化的建筑物高度規(guī)范使得高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法和措施有了一定的改進。

4.2 短肢剪力墻設(shè)置問題

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，需要重視短肢剪力墻設(shè)置問題。在我國新的建筑規(guī)范中，明確規(guī)定了短肢剪力墻的定義，也對短肢剪力墻的使用作出了相關(guān)限制。短肢剪力墻是指建筑物墻肢截面的高度比和厚度比在5～8的墻，根據(jù)實際經(jīng)驗和相關(guān)數(shù)據(jù)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該盡量使用短肢剪力墻。

5 結(jié) 語

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，只有嚴格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)與構(gòu)造要求，才能夠避免設(shè)計出現(xiàn)質(zhì)量隱患，才能促進房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加趨于完善。

參考文獻

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