探討建筑結構設計中存在的問題與措施

摘 要：建筑結構設計是一項復雜的工作，它要結構設計人員既要扎實的理論功底，又要有豐富的工作經驗，這樣設計出來的建筑物才能達到既安全、可靠，又經濟、合理。本文就房屋建筑結構設計中一些問題進行分析，并針對這些問題提出了相應的措施和建議。

關鍵詞：房屋建筑；結構設計

一、地基與基礎方面

（一）多層房屋無地質詳勘報告，僅僅依據建設單位口頭或籠統參照附近建筑物的基礎設計資料就進行施工圖設計。地基與基礎設計要做到合理，安全適用，設計人員必須依據地質勘察資料，統一考察多方面因素進行基礎類型和上部結構方能設計，僅憑地耐力這一數據是不完全面的，也是不安全的，更不能盲目地把地耐力容許值取得小一些就認為成萬無一失了。

（二）采用換土墊層進行軟弱地基處理，不進行換土墊層設計，只憑經驗處置。有時設計者軟弱地基的危害認識不足，只是簡單地憑借經驗采用砂墊層加強一下承載力，沒有進行墊層寬度和厚度計算，既不安全，又不經濟。

（三）民用建筑中柱，梁及基礎的負荷未按規范乘以折減系數。設計人員設計多層民用建筑時，在計算梁、柱和基礎的負荷 時，未按現行設計規范使用荷載乘折減系數計算其荷 載值，因而設計荷載值不準確。

二、 磚混結構房屋中構造柱兼作承重柱用

在磚混結構中，構造不但能夠提高墻體的坑剪能力，而且構造柱與圄梁聯結在一起，形成對砌體的約束，這對于限制墻體裂縫的開展，維持豎向承載力，提高結構的抗震性能有著重要的作用。

在當前結構設計中，構造柱經常被作為承重柱使用，這種作法將引起以下幾個問題。

（一）構造柱作為承重柱使用后，使得構造柱提前受力，這不但會降低構造柱對徹底的拉結和約束作和，而且結構一旦遭遇地震作用時，在構造柱位置必然形成應力集中，首先破壞。這樣構造柱不但起不到其應有的作用，反而成為房屋 結構中的一個薄弱的部位。

（二）構造柱一般生根于地圈梁中，沒有另設基礎，構造柱兼作承重柱使用后，柱底基礎的抗沖切、抗彎部及局部承壓強度必然不能滿足要求。柱底基礎一旦發生沖切或局部承壓而出現裂縫。本文建議承重大梁下的柱子應按承重柱設計。若梁上荷載和跨度都比較小時，構造柱也可布置于梁下，但此時必須按不考慮構造柱作用來驗算下墻體的局部承壓和抗彎強度。經驗算滿足，方可在梁下布置構造柱。

三、承重柱截面高度設計過小

這種情況多發生于六度抗震設防區。一些結構設計人誤認為六度設防就是不設防，圖受力分析方便，他們故意把柱子的截面高度設計得過小，使梁、柱的線剛度比加大（因一些結構設計手冊中規定：當梁柱的線剛度比大于 4時，計算簡圖中梁柱節點可簡化為鉸支）。把梁簡化為鉸支梁，柱按軸心受壓計算。這種做法雖然易于進行結構受力分析，但卻給房屋結構埋下了隱患。因為這樣做忽略了梁柱間的剛結作用，即忽略了柱對梁的約束彎矩，加之以柱截面的配筋都較小，結構一旦受力后，柱頂抗彎強度必然不足，從而柱子在梁底附近將會出現一條或多條水平裂縫，形成塑性餃。這樣在正常使用情況下，柱子已開始帶餃工作。這不但影響了房屋 的耐久性，而且也常常引起用戶的恐懼心理。更為嚴重的是，這樣的結構一理遭遇地震作用時，將會倒塌，這違背了現行抗震規范中“強柱弱梁”的設計原則。

四、在框架結構設計中，只注意了橫向框架的設計而忽視了縱向框架

現行建筑抗震設計規范要求水平地震作用應按兩個主軸方向分別計算，各方面的地震和用應由該方向的抗側力構件來承擔。說是說，在框架結構設計中，縱向框架與橫向框架有同等的重要性。一些結構設計者對以于非抗震設計，而縱向地按普通的連續梁進行設計，梁柱的節點和框架中的縱筋、箍筋的配置不合框架的構造要求。由于沒有考慮地震的縱向作用，在實際設計中經常出現梁的支座負筋，跨中縱筋及箍筋的配筋置均不足的現象。

五、懸挑梁的梁高選用過小

設計者往往只注意了對梁的強充和傾覆進行驗算，而忽略了對梁手撓度的驗算。梁高選用過小，引起梁截面的受壓區應力過高，在正常使用狀態下，梁截面受壓區產生非線性徐變。梁撓度隨時間的推移不斷加大。挑梁的變形引起梁板出現裂縫，裂縫寬度隨著挑梁變形的回大而加寬，影響了房屋的正常使用。據筆者觀察，這種挑梁的變形發展到后期，梁支座截面上部受拉區常常出現較寬的豎向裂縫。受支座附近上部受拉區常常出現較寬的豎向裂縫。受支座附近剪彎作用的影響，豎向裂縫向下延伸發展為斜裂縫，此時梁已接近破壞，當為托墻挑梁時，梁過大的撓度引起梁上境況體在梁支座附近出現裂縫。裂縫在梁支座處沿斜向延伸，縫愈靠上愈寬。挑梁的截面過小對結構的抗震也很不利。懸挑結構對豎向地震的作用最為敏感。梁高較小時，截面的相對受壓區高度較大，梁的延性減 小，在豎向地震作用下易發生脆性破壞，失去承載力。

六、連續梁按單梁進行設計

這種情況多發在陽臺邊梁的設計中。由于邊梁上的荷 重一般較小，沒有引起設計得的重視，左圖受力分析方便，設計得把實際應為連續梁的梁按單簡支梁進行設計，致使梁在支座處上部負筋配置量過少。這樣必然引起梁在支座附近上部受拉區出現豎向裂縫，進而引起梁上部攔板出現豎向裂縫。如果該邊梁長度較長時，問題將會變得更加嚴重。因為該梁一般直接暴露在室外，受環境溫度影響較大。當環境溫度變化時，梁的伸縮受到梁端柱或挑梁的約束，在梁內產生收縮應力，該收縮應力作用于原已產生的梁上裂縫處，引起梁的支座附近沿整個梁截面四周裂縫貫通，梁承載力降低，直接影響了使用安全。

七、樓板設計常見問題

樓面結構出現裂縫原因復雜，有材料、溫度變化等原因，也有設計、施工使用等方面問題；而樓面沿板內預埋管線出現的裂縫尚未引起工程人員足夠重視。從設計方面來看，以下常見的問題應當重視，利于有目的進行裂縫控制。

樓板剛度不足：設計按多跨連續板進行配筋計算，側重于滿足結構安全，較少考慮混凝土收縮特性和溫度變形等多種因素。樓板高度比僅為L/33～L/35。其剛度較小對裂縫控制很不利。樓板構造配筋設計不周：設計在支座處按常規配設負筋，在中部板面不配鋼筋。當板面出現溫度變形或混凝土收縮，因無構造鋼筋約束，板面即出現裂縫。樓板內布線欠合理：由于水電施工圖由各專業設計。實際施工中出現水電管交叉疊放，或由于設計考慮管內容線面積，部分預埋管徑≥25mm，且設計管線位置在樓板跨中。即在單層雙向配筋處，樓板有效截面受到很大程度削弱，成為樓板最易開裂的部位。當樓板收縮應力大于混凝土極限拉強時，即出現沿管線表面呈直線狀的裂縫。