建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問題

路民軍

摘 要：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程的重要組成部分，設(shè)計(jì)方案的水平直接影響到整個(gè)建筑的質(zhì)量。在建筑的各個(gè)結(jié)構(gòu)中，每個(gè)構(gòu)件都需要承擔(dān)一定的荷載壓力，所以需要根據(jù)工程的實(shí)際狀況，合理設(shè)計(jì)每部分構(gòu)件的構(gòu)成形式，所用材料的選擇標(biāo)準(zhǔn)等。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，各個(gè)環(huán)節(jié)都是緊密相連的，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將會影響到整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)質(zhì)量。文章對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的幾個(gè)問題進(jìn)行了分析，對于提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)；地基結(jié)構(gòu)問題

引言

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是對建筑整體框架中的各個(gè)受力點(diǎn)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，從而保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高工程質(zhì)量。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，需要進(jìn)行實(shí)地調(diào)研勘察，然后根據(jù)建筑的實(shí)際需求，經(jīng)過科學(xué)縝密的計(jì)算，制定出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。鋼結(jié)構(gòu)和地基結(jié)構(gòu)是建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最為重要的兩部分，對于整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有直接的影響，所以文中重點(diǎn)闡述了在這兩方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題，希望能夠?yàn)橥泄ぷ魅藛T提供參考借鑒。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述

由于建筑物功能不同，建筑物分類方法也多種多樣。根據(jù)建筑物使用功能，可分為民用建筑、工業(yè)建筑兩種；根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)材料，可分為砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)；根據(jù)建筑物層數(shù)，可分為超高層、高層、多層、單層建筑；根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)形式，可分為筒體結(jié)構(gòu)、大路結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、排架結(jié)構(gòu)等。建筑結(jié)構(gòu)是建筑物功能的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的重要部分，其具體過程為：方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、構(gòu)件設(shè)計(jì)、繪制施工圖。為了保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下內(nèi)容：一是計(jì)算方面：應(yīng)考慮各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載極限，并進(jìn)行驗(yàn)算；二是由于建筑結(jié)構(gòu)會受到多種作用力，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮各種作用力；三是抗震方面：我國抗震設(shè)防的烈度為6～9度，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)所在地區(qū)的房屋高度、結(jié)構(gòu)類型、烈度等情況確定抗震等級。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

2.1 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1.1 選擇合適的鋼材

在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，鋼材的選擇非常關(guān)鍵，直接關(guān)系到整個(gè)結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能標(biāo)準(zhǔn)，所以鋼材要具有較好的延伸性，在抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度方面符合標(biāo)準(zhǔn)。為了保證焊接的質(zhì)量，要符合含碳量指標(biāo)。如果在地震區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)建筑，還要充分考慮抗震性的需求，要對鋼材進(jìn)行沖擊實(shí)驗(yàn)，保證具有良好的韌性。為保證鋼材的各項(xiàng)性能都符合標(biāo)準(zhǔn)，一定要進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，檢測合格后準(zhǔn)予使用。對于有其他性能需求的，要按照建筑的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)操作，確保鋼材的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.1.2 樓面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在樓面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，比較常見的問題是裂縫，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)將直接影響樓面的施工質(zhì)量。在樓面設(shè)計(jì)中，應(yīng)該根據(jù)施工材料的不同設(shè)計(jì)不同的方案，因?yàn)椴牧系男再|(zhì)不同，伸縮縫的設(shè)計(jì)長度也不相同。所以在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，對于樓面的設(shè)計(jì)可以使用現(xiàn)澆混凝土的方法，伸縮縫的長度可以按照混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)留，以避免施工中樓面出現(xiàn)裂縫。

2.1.3 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)計(jì)算

在實(shí)際工作中，設(shè)計(jì)人員通常將網(wǎng)架與下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分開計(jì)算。在計(jì)算過程中，假定網(wǎng)架支座的剛度是無限大的，且各支座剛度相等，將支座反力與下部結(jié)構(gòu)相加即可得出網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)值。下部結(jié)構(gòu)可能為梁，也可能是其他的形式，其剛度差異很大。因此，在這種假設(shè)下計(jì)算出來的網(wǎng)架、支座力與實(shí)際需要的剛度是不同的，將網(wǎng)架與下部分開計(jì)算并不合理。

2.2 地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.2.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

地基是整個(gè)建筑的基礎(chǔ)，地基的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平直接影響到上層建筑的質(zhì)量。因?yàn)榈鼗幕A(chǔ)不僅要承受來自上層建筑的荷載，同時(shí)還會受到地下各種應(yīng)力的影響。基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮的因素較多，在設(shè)計(jì)之前，需要對基礎(chǔ)的地質(zhì)條件、水文狀況、荷載的分布情況、周圍建筑的基礎(chǔ)、抗震等級等各項(xiàng)要素進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查分析，然后根據(jù)建筑的整體需求，設(shè)計(jì)出高水平的結(jié)構(gòu)方案。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案不僅要具有較高的技術(shù)性，同時(shí)還要滿足經(jīng)濟(jì)性條件，才能夠確保整個(gè)建筑的綜合性能和質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。

在砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，條形基礎(chǔ)較為常見；對于多層框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)而言，因?yàn)槿菀装l(fā)生不均勻沉降現(xiàn)象，所以常采用十字交叉條形基礎(chǔ)，如果還無法滿足標(biāo)準(zhǔn)，可以選擇使用筏板基礎(chǔ)；在框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，在防水要求較高的情況下，可以選擇箱型基礎(chǔ)或者筏板基礎(chǔ)，如果防水要求較低，則選用獨(dú)立樁基或者交叉條形基礎(chǔ)。基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式主要取決于地基的荷載力、防水要求等因素，有針對性的選擇基礎(chǔ)類型。

2.2.2 樁基深度

在樁基深度設(shè)計(jì)方面，應(yīng)選擇硬巖石為樁端的持力層。在樁端進(jìn)入到持力層時(shí)，應(yīng)對其深度進(jìn)行控制：以樁徑（d）為標(biāo)準(zhǔn)，如果是粘性土，應(yīng)大于2d；如果是強(qiáng)風(fēng)化軟質(zhì)巖或砂土，應(yīng)大于1.5d；如果是強(qiáng)風(fēng)化硬質(zhì)巖和碎石土，應(yīng)大于1d，且應(yīng)大于0.5m。在樁基進(jìn)入到持力層時(shí)，樁斷面進(jìn)入到巖層的深度應(yīng)大于0.5m，如果持力層為未風(fēng)化的硬質(zhì)巖或灰?guī)r時(shí)，可適當(dāng)減少其嵌巖深度，但也應(yīng)在0.2m以上。

2.2.3 后澆帶設(shè)計(jì)

在地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了防止混凝土出現(xiàn)變形，經(jīng)常會設(shè)計(jì)后澆帶的施工方式，防止因?yàn)椴痪鶆虺两刀鴮?dǎo)致的裂縫。根據(jù)施工現(xiàn)場的土質(zhì)結(jié)構(gòu)以及混凝土的性質(zhì)，合理的設(shè)計(jì)后澆帶的寬度。從地基的基礎(chǔ)層開始直至房屋頂板，都需要在相同的位置設(shè)置后澆帶，其中混凝土的等級要比兩側(cè)混凝土高。在后澆帶施工之后應(yīng)該做好支撐，在后澆帶完全封閉且混凝土的強(qiáng)度合格后再拆除支撐。

在地基施工期間，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)應(yīng)力的集中效果下降，在受到溫度變化的影響下會影響混凝土出現(xiàn)收縮裂縫，所以會設(shè)計(jì)后澆帶。在有些地基工程中是不允許設(shè)置后澆帶的，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該對后澆帶的斷面形式有明確的標(biāo)注，在地下水位較高的情況下，基礎(chǔ)后澆帶的下方應(yīng)該設(shè)置一層防水板。

3 結(jié)束語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接關(guān)系到整個(gè)建筑的穩(wěn)定性和施工質(zhì)量，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，要對建筑中各個(gè)構(gòu)件的受力荷載進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，對于重點(diǎn)受力部位，要加強(qiáng)技術(shù)關(guān)注。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該從基本的構(gòu)件著手，充分滿足建筑設(shè)計(jì)的規(guī)范要求，隨著建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的提升，對于建筑業(yè)的發(fā)展起到了重要的促進(jìn)作用。

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