淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程及注意事項(xiàng)

朱方青

摘 要：建筑在我們的生活中具有不可或缺性，其不僅需要高超的技術(shù)，而且需要具有較強(qiáng)的藝術(shù)功底，所以建筑可以說是人類智慧的結(jié)晶，通過不同時(shí)期的建筑可以將當(dāng)時(shí)社會(huì)的科技、經(jīng)濟(jì)、政治和文化充分地體現(xiàn)出來。在當(dāng)前全球化進(jìn)程不斷推進(jìn)的過程中，更加重視對(duì)各地區(qū)建筑的研究和創(chuàng)新，這就需要努力提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的水平，在設(shè)計(jì)過程中不斷進(jìn)行創(chuàng)新。文章對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對(duì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)過程；注意事項(xiàng)

前言

建筑物在建造之前，需要由設(shè)計(jì)人員對(duì)其建設(shè)任務(wù)及施工過程中可能發(fā)生的問題進(jìn)行全盤考慮，并利用圖紙和文件將設(shè)計(jì)意圖表達(dá)出來。這就要求建筑結(jié)構(gòu)人員需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的掌握，而且還要在日常工作中加強(qiáng)經(jīng)驗(yàn)的積累，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性。

1 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師通過結(jié)構(gòu)語言來將建筑結(jié)構(gòu)元素有效的表達(dá)出來，利用基礎(chǔ)、墻、柱、梁、板、樓梯等來組成建筑物的結(jié)構(gòu)體系，而且利用豎向或是水平的體系來進(jìn)行承重和抗力。而且在設(shè)計(jì)過程中還需要確保建筑結(jié)構(gòu)在各種不同情況下都能夠?qū)⑵渌a(chǎn)生的荷載傳遞到基礎(chǔ)，所以基礎(chǔ)要具有較好的穩(wěn)固性。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常會(huì)包括三個(gè)部分，即結(jié)構(gòu)方案階段、結(jié)構(gòu)計(jì)算階段和施工圖設(shè)計(jì)階段。

1.1 方案階段的內(nèi)容

目前建筑結(jié)構(gòu)形式種類較多，主要包括磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)等，這就要求設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)方案確定時(shí)，需要根據(jù)建筑所在地的抗震設(shè)防烈度、工程地質(zhì)勘查報(bào)告及建筑類型來進(jìn)行確定，只有當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)形式確定后，才能進(jìn)行承重體系和受力構(gòu)件的布置。

1.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算階段的內(nèi)容

首先，荷載的計(jì)算。建筑結(jié)構(gòu)使用過程中存在著外荷載及內(nèi)荷載，其中風(fēng)、雪、施工、地下水、地震及人防等都屬于外荷載，而結(jié)構(gòu)自重、使用及裝修等荷載則屬于內(nèi)部載體，但無論是外荷載還是內(nèi)荷載在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)都需要對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，而且計(jì)算時(shí)需要嚴(yán)格依照具體的規(guī)范要求和規(guī)定來進(jìn)行，需要利用不同的組合值系數(shù)、準(zhǔn)永久值系數(shù)來根據(jù)工況的不同來進(jìn)行組合式計(jì)算。

其次，構(gòu)件的試算。為了確保計(jì)算能夠更好的與規(guī)范的規(guī)定和要求相符合，需要利用根據(jù)計(jì)算出來的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和規(guī)范對(duì)構(gòu)件的要求和限制來進(jìn)行復(fù)核結(jié)構(gòu)試算，對(duì)于復(fù)核結(jié)構(gòu)試算過程中無法達(dá)到規(guī)定的要求的，則需要通過對(duì)構(gòu)件的截面和布置來進(jìn)行調(diào)整確保其能夠達(dá)到規(guī)范的相關(guān)要求。

1.3 施工圖設(shè)計(jì)階段的內(nèi)容

這一階段主要通過圖紙，把設(shè)計(jì)者的意圖和全部設(shè)計(jì)結(jié)果表達(dá)出來，作為施工制作的依據(jù)，它是設(shè)計(jì)和施工工作的橋梁。這一階段主要包括：設(shè)計(jì)總說明，總平面布置及說明，各專業(yè)全項(xiàng)目的說明及室外管線圖，工程總概算；各建筑物、構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)文件；建筑、結(jié)構(gòu)、水暖、電氣、衛(wèi)生、熱機(jī)等專業(yè)圖紙及說明，以及公用設(shè)施、工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備安裝，非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制造詳圖、單項(xiàng)工程預(yù)算等。

2 進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)

2.1 關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板挑板的陽角問題

2.1.1 陽角面積在整個(gè)基礎(chǔ)底面積中所占比例極小，可砍成直角或斜角。

2.1.2 如果底板鋼筋雙向雙排，且在懸挑部分不變，陽角不必加輻射筋。

2.2 關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板的挑板問題

從結(jié)構(gòu)角度來講，如果能出挑板，能調(diào)勻邊跨底板鋼筋，特別是當(dāng)?shù)装邃摻钔ㄩL布置時(shí)，不會(huì)因邊跨鋼筋而加大整個(gè)底板的通長筋，較節(jié)約；出挑板后，能降低基底附加應(yīng)力，當(dāng)基礎(chǔ)形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時(shí)，加挑板就可能采用天然地基；能降低整體沉降，當(dāng)荷載偏心時(shí)，在特定部位設(shè)挑板，還可調(diào)整沉降差和整體傾斜；窗井部位可以認(rèn)為是挑板上砌墻，不宜再出長挑板。

2.3 關(guān)于梁、板的計(jì)算跨度

梁板結(jié)構(gòu)，簡單點(diǎn)講，可認(rèn)為是在梁的中心線上有一剛性支座，取消梁的概念，將梁板統(tǒng)一認(rèn)為是一變截面板。在扁梁結(jié)構(gòu)中，梁高比板厚大不了多少時(shí)，應(yīng)將計(jì)算長度取至梁中心，選梁中心處的彎距和梁厚，及梁邊彎距和板厚配筋，取二者大值配筋。（借用臺(tái)階式獨(dú)立基礎(chǔ)變截面處的概念）柱子也可認(rèn)為是超大截面梁，所以梁配筋時(shí)應(yīng)取柱邊彎距。

2.4 基坑開挖時(shí)，擦角范圍內(nèi)的坑邊的基底土受到約束，不反彈，坑中心的地基土反彈，回彈以彈性為主，回彈部分被人工清除。當(dāng)基礎(chǔ)較小，坑底受到很大約束，如獨(dú)立基礎(chǔ)，回彈可以忽略，在計(jì)算沉降時(shí)，應(yīng)按基底附加應(yīng)力計(jì)算。當(dāng)基坑很大時(shí)，相對(duì)受到較小約束，如箱基，計(jì)算沉降時(shí)應(yīng)按基底壓力計(jì)算，被坑邊土約束的部分當(dāng)作安全儲(chǔ)備，這也是計(jì)算沉降大于實(shí)際沉降的原因之一。

2.5 抗震縫應(yīng)加大，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，按規(guī)范要求設(shè)的防震縫在地震時(shí)有40%發(fā)生了碰撞。故應(yīng)增大抗震縫間距。

2.6 回彈再壓縮基坑開挖時(shí)，摩擦角范圍內(nèi)的坑邊的基底土受到約束，不反彈，坑中心的地基土反彈，回彈以彈性為主，回彈部分被人工清除。當(dāng)基礎(chǔ)較小，坑底受到很大約束，如獨(dú)立基礎(chǔ)，回彈可以忽略，在計(jì)算沉降時(shí)，應(yīng)按基底附加應(yīng)力計(jì)算。當(dāng)基坑很大時(shí)，相對(duì)受到較小約束，這也是計(jì)算沉降大于實(shí)際沉降的原因之一。

2.7 當(dāng)主梁存在有次梁時(shí)，則需要增加附加筋，在進(jìn)行加附加筋時(shí)，則需要優(yōu)先加箍筋，對(duì)于無法加箍筋或是箝筋短缺的情況，則需要在次梁的兩側(cè)進(jìn)行增補(bǔ)。對(duì)于存在集中荷載的梁下部或是梁截面高度范圍內(nèi)，則需要利用附加橫向鋼筋來對(duì)荷載進(jìn)行承擔(dān)。通常情況下對(duì)于梁上柱及梁上后做的梁則不需要再進(jìn)行加附加盤，但對(duì)于梁下部需要承擔(dān)集中力的地方則需要加附加筋，部分重點(diǎn)對(duì)于是否加附加筋則還需要根據(jù)具體的實(shí)際情況來進(jìn)行確定。

部分次梁與主梁截面較為接近，而且需要承擔(dān)較大的荷載時(shí)，則需要加附加筋。而對(duì)于主梁較高，而次梁無論是截面還是荷載都較小的情況，則不需要對(duì)主梁進(jìn)行加附加筋。對(duì)于主次梁截面都較大，但荷載相對(duì)較小時(shí)，則不需要對(duì)主梁加附加筋。

2.8 對(duì)于挑高度較短的懸挑梁，則需要將其做成等截面。因?yàn)樘袅涸诳偤奢d中其自重所占比例不大，所以做好等截面可以有效的減輕其自重。而且如果做成變截面，不僅箍筋存在較大的區(qū)別，而且施工難度也較大，而且變截面梁具有較大的撓度，只有當(dāng)大挑梁存在外露的情況時(shí)，則為了使其能夠具有更好的感官效果，則需要將其適當(dāng)?shù)淖龊米兘孛妗?/p>

2.9 建筑內(nèi)房間存在著大小不一的情況，如果多數(shù)房間都較小時(shí)，而大房間僅有一兩處時(shí)，則在考慮經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)也要確保承載力能夠有效地滿足具體的要求，則可以按小房間來對(duì)基礎(chǔ)板厚進(jìn)行確定，同時(shí)在大房間中部通過墊聚苯來進(jìn)行卸載。

3 結(jié)束語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有系統(tǒng)性和全面性，對(duì)于設(shè)計(jì)人員具有較高的要求，在其具有扎實(shí)的理論功底的同時(shí)，還需要具有良好的創(chuàng)新思維和認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。這就需要設(shè)計(jì)人員從最基本的構(gòu)件算起，對(duì)相關(guān)的規(guī)范和規(guī)程進(jìn)行深入的理解，而且還要與相關(guān)專業(yè)做好配合和協(xié)調(diào)工作，從而共同來完成設(shè)計(jì)，確保建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

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