住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計中有關(guān)問題的研究

【摘 要】本文簡要的闡述了住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題及原因，隨后分析了住宅結(jié)構(gòu)中的概念設(shè)計和地基設(shè)計，最后詳細介紹了住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)范要求，使住宅的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作做到更安全、更合理。

【關(guān)鍵詞】住宅；結(jié)構(gòu)設(shè)計；問題；規(guī)范

1.住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題及其原因分析

（1）設(shè)計深度達不到規(guī)定要求一些設(shè)計人員制作圖紙“偷工減料”，設(shè)計粗糙，過于簡單，施工圖中應(yīng)有的系統(tǒng)圖、大樣圖、相關(guān)剖視圖漏缺；一些重要的、應(yīng)該用圖紙反映的內(nèi)容只標注“見圖集”、“由設(shè)備廠家確定”等，施工圖設(shè)計表述不全，細部大樣不詳，不能反映工程的全貌；一些重要的設(shè)計依據(jù)、設(shè)計參數(shù)、工程類別、安全等級、耐火等級、防火消防處理等在設(shè)計總說明中沒有標明或交待不全。

這些問題的產(chǎn)生，有的是由于設(shè)計人員沒有對一般住宅尤其是多層住宅設(shè)計引起高度重視，盲目參照或套用其他的設(shè)計的結(jié)果；有的則是由于設(shè)計過程中對設(shè)計規(guī)范和設(shè)計方法缺乏理解；還有的是由于設(shè)計者的力學(xué)概念模糊，不能建立正確的計算模式，對結(jié)構(gòu)電算結(jié)果也缺乏判斷正確與否的經(jīng)驗。

（2）防火設(shè)計問題比較突出一些設(shè)計人員對防火規(guī)范、規(guī)定不熟悉，對建筑物分類有錯誤，導(dǎo)致在設(shè)計中對防火標準執(zhí)行有誤，消防處理不當(dāng)，存在許多安全隱患；一些重要場所的安全疏散出口、疏散門開啟方向不正確，影響安全疏散；有些設(shè)計中的防火分區(qū)面積過大，防火間距過長，設(shè)計存在隨意性；有些消防設(shè)施設(shè)計不合理、不配套，建筑物一旦失火，消防設(shè)施將不能有效發(fā)揮作用。

（3）部分結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，安全隱患比較多如《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》第7.1.8條規(guī)定“底部框架—抗震墻結(jié)構(gòu)，上部的砌體抗震墻與底部的框架梁或抗震墻應(yīng)對齊或基本對齊”。有些設(shè)計把底層設(shè)計成大空間，抗震墻很少，上部砌體抗震墻大部分與底部的框架梁或抗震墻不對齊，造成結(jié)構(gòu)體系不合理，傳力不明確；有些設(shè)計中抗震分類、場地類別選用錯誤，導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)設(shè)計錯誤。一些混凝土構(gòu)件，特別是懸挑構(gòu)件的最小配筋率達不到要求，有的相差一半，有的甚至一半都達不到；有些設(shè)計中荷載取值沒有按規(guī)范要求來確定，存在漏算錯算現(xiàn)象；有些結(jié)構(gòu)設(shè)計與提供的計算書不一致，結(jié)構(gòu)強度遠遠低于計算結(jié)果，設(shè)計存在嚴重安全隱患。

2.住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念設(shè)計與地基設(shè)計

2.1必須及早介入建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計

住宅設(shè)計無論是多層磚混或框架剪力墻結(jié)構(gòu)，都不同于以往的靜力設(shè)計，必須從抗震的角度，采用二階段設(shè)計來實現(xiàn)三個水準的設(shè)防要求。為此，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員必須及早介入建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計，方案設(shè)計階段應(yīng)正確把握建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計，對不同形式的住宅建筑掌握各自概念設(shè)計中容易疏忽的要點。

（1）對一般多層砌體住宅結(jié)構(gòu)，應(yīng)按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》要求做到優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系：縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ，沿平面內(nèi)宜對齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)；樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處；不宜采用無錨固的鋼筋砼預(yù)制挑檐。

（2）對鋼筋混凝土多、高層結(jié)構(gòu)住宅，力求做到結(jié)構(gòu)布置盡量采用規(guī)則結(jié)構(gòu)。對復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可以設(shè)置防震縫，把它分割成各自規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。結(jié)構(gòu)布置以少設(shè)縫為宜，一旦設(shè)縫，則應(yīng)使防震縫的設(shè)置與伸縮縫、沉降縫相統(tǒng)一；框架與抗震墻等抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置，以便各自承擔(dān)來自平行于該抗側(cè)力結(jié)構(gòu)平面方向的地震力；框剪體系的各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要形成空間共同工作狀態(tài)，除了控制抗震墻之間樓、屋蓋的長寬比及保證抗震墻本身的剛度外，還需采取措施，保證樓、屋蓋的整體性及其與抗震墻的可靠連接。

2.2加強住宅地基結(jié)構(gòu)設(shè)計

為防止或減少由于地基沉降或不均勻沉降引起的構(gòu)件開裂或破壞，可以從建筑措施、結(jié)構(gòu)措施、地基和基礎(chǔ)措施方面加以控制。諸如：避免采用建筑平面形狀復(fù)雜、陰角多的平面布置；避免立面體形變化過大；將體形復(fù)雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個單元；加強上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的剛度；同一建筑物盡量采用同一類型基礎(chǔ)并埋置于同一土層中等一系列措施。地基的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)分別就高層建筑與多層建筑考慮不同的設(shè)計。

（1）對多層建筑而言，從經(jīng)濟的角度考慮，一般不愿意采用長樁的方案。但對軟土層覆蓋層厚度較大的地區(qū)，一般都需要經(jīng)過地基處理的方式來達到控制建筑物沉降的目的。常用的軟土地基處理方式類型較多，但在選擇地基處理方案前，必須認真研究上部結(jié)構(gòu)和地基兩方面的特點及環(huán)境情況，并根據(jù)工程設(shè)計要求，確定地基處理范圍和處理后要求達到的技術(shù)指標，以及各種處理方面的適用性。同時綜合考慮處理方案的成熟程度及施工單位的經(jīng)驗，進行多方案比較，最終選定安全實用、經(jīng)濟合理的處理方案。地基經(jīng)處理后，還必須滿足規(guī)范所規(guī)定的強度和變形要求。

（2）對高層建筑來說，由于需要一定的埋置深度，從經(jīng)濟的角度考慮，基礎(chǔ)一般采用樁箱或樁筏結(jié)合的形式。此時應(yīng)保證箱體的整體剛度，群樁布置的形心應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)重心相吻合；當(dāng)土層有較大起伏時， 應(yīng)使用同一建筑結(jié)構(gòu)下的樁端位于同一土層中，并應(yīng)考慮可能產(chǎn)生的液化影響。

3.住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)范要求

3.1構(gòu)造設(shè)計應(yīng)注意的問題

（1）按抗震構(gòu)造要求設(shè)置的構(gòu)造柱，應(yīng)在整個建筑物高度內(nèi)上下對準貫通，上至女兒墻壓頂，下至淺于500mm基礎(chǔ)圈梁，或伸入室外地面以下500mm的構(gòu)造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規(guī)范要求。

（2）為了防止屋面溫度應(yīng)力引起的墻體開裂，必須采取有效的通風(fēng)融熱措施。

（3）注意構(gòu)件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設(shè)計中既要保證建筑結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時具有一定的延性，又必須滿足最小配筋的要求。

（4）嚴格按照規(guī)范要求，保證鋼筋在各個部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長度，材料選用也必須滿足強度要求。

3.2結(jié)構(gòu)計算應(yīng)注意的問題

（1）避免樓板計算中方法不正確。連續(xù)板計算不能簡單地用單向板計算方法代替；雙向板查表計算時，不能忽略材料泊松比的影響，否則由于跨中彎矩未進行調(diào)整，將使計算值偏小。

（2）避免荷載計算的錯誤。諸如漏算或少算荷載、活荷載折減不當(dāng)、建筑物用料與實際計算不符，基礎(chǔ)底板上多算或少算土重。

（3）對電算結(jié)果的正確性作出有效評價。目前結(jié)構(gòu)計算大多采用結(jié)構(gòu)設(shè)計計算程序進行計算，如何對計算結(jié)果進行分析、評價，是一個非常重要的方面。因此必須根據(jù)工程設(shè)計的經(jīng)驗對計算結(jié)果進行分析、判斷， 根據(jù)其正確與否，決定能否作為施工圖設(shè)計的依據(jù)。

（4）底框砌體結(jié)構(gòu)驗算。底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結(jié)構(gòu)，對具有薄弱層的底層框架混合結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮塑性變形集中的影響，通常對底層地震剪力乘以1.2～1.5的增大系數(shù)；底層框架混合結(jié)構(gòu)的剪力分配不能簡單地按框架抗震墻的方法。因為底層框架結(jié)構(gòu)中只有底層框架抗震墻，應(yīng)采用雙保險的方法，抗震墻承擔(dān)全部剪力，框架按剛度比例承擔(dān)剪力。剛度計算時，框架不折減，抗震墻折減到彈性剛度的20%～30%；應(yīng)考慮底層框架柱中地震作用產(chǎn)生傾覆力矩所引起的附加軸力。

4.結(jié)語

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，應(yīng)從結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計著手、加強住宅地基結(jié)構(gòu)設(shè)計。針對當(dāng)前設(shè)計質(zhì)量狀況，設(shè)計單位應(yīng)加強內(nèi)部的質(zhì)量管理，設(shè)計管理部門要加大對設(shè)計質(zhì)量的監(jiān)督管理，結(jié)合施工圖設(shè)計審查、專項檢查、質(zhì)量抽查等工作，加強對業(yè)主、勘察、設(shè)計單位的市場監(jiān)管力度。

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