淺析民用住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的常見問題及防治措施

摘要：國民經(jīng)濟的快速增長和城市化進程的加快，促進了建筑業(yè)快速、持續(xù)的發(fā)展。民用住宅建筑也從多層 向高層、超高層發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)形式也由簡單的磚混結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜和多樣。本文就當(dāng)前住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中 常見的問題進行分析，結(jié)合自己的工作實踐，進而提出相關(guān)問題的防治措施。

關(guān)鍵詞：民用住宅建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；常見問題；防治措施

1、引言

建筑工程質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到人們的生命安全。建筑設(shè)計是一項繁重而又責(zé)任重大的工作，直接影響 到建筑物的安全、適用、經(jīng)濟和合理性，但在實際設(shè)計工作中，常常發(fā)生建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的種種概念和方法上 的差錯，這些差錯的產(chǎn)生，有的是由于設(shè)計人員沒有對一般建筑尤其是多層建筑設(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)計者對設(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)驗算結(jié)果也缺乏判斷正確與否的經(jīng)驗，為了避免或減少類似的情況發(fā)生，確保建筑設(shè)計質(zhì)量能上—個臺階。

2、民用住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題分析

2.1 地基和基礎(chǔ)設(shè)計存在的問題

地基和基礎(chǔ)設(shè)計一定要做到安全適用、科學(xué)合理，設(shè)計人員應(yīng)參照地質(zhì)勘察資料，對多方面因素進行統(tǒng) 一考察，然后再進行基礎(chǔ)類型與上部結(jié)構(gòu)設(shè)計。有些房屋建筑沒有地質(zhì)勘測報告，單純地依據(jù)參考地耐力進 行設(shè)計，而僅依靠地耐力這一項數(shù)據(jù)是不安全的，不全面的，不要盲目地認為只要耐力容許值小就不會出現(xiàn) 任何問題。還有些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員缺乏對軟弱地基危害的認識，只簡單地憑經(jīng)驗用砂墊層來加強承載力， 并沒有進行墊層厚度與寬度計算，這樣既不經(jīng)濟，又不安全。

2.2 磚混結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中將構(gòu)造柱兼作承重柱使用

在磚混結(jié)構(gòu)中，構(gòu)造柱能夠有效提高墻體的抗剪能力，與圈梁聯(lián)結(jié)后形成對砌體的約束，限制墻體裂縫，

維持豎向承載力，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。在當(dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計中，構(gòu)造柱經(jīng)常被作為承重柱使用，容易導(dǎo)致構(gòu)造 柱提前受力，會降低構(gòu)造柱對墻體的拉結(jié)和約束作用。一旦遭遇地震，在構(gòu)造柱位置必然形成應(yīng)力集中，首 先遭到破壞。這樣設(shè)計構(gòu)造柱不但起不到其應(yīng)有的作用，反而成為房屋結(jié)構(gòu)中的一個薄弱的部位。此外，構(gòu) 造柱一般生根于地圈梁中，沒有另設(shè)基礎(chǔ)，構(gòu)造柱兼作承重柱使用后，柱底基礎(chǔ)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(chǔ)一旦發(fā)生沖切或局部承壓被出現(xiàn)裂縫。

2.3 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中只注意了橫向框架的設(shè)計，而忽視了縱向框架。

在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中，縱向框架與橫向框架有同等的重要性。一些結(jié)構(gòu)設(shè)計者縱向框架按非抗震設(shè)計，采 用普通的連續(xù)梁進行設(shè)計，梁柱的節(jié)點和框架中的縱筋、箍筋的配置無法不答合框架的構(gòu)造要求。由于沒有 考慮地震的縱向作用，在實際設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)梁的支座負筋，跨中縱筋及箍筋的配筋置均不足的現(xiàn)象。

2.4 梁高經(jīng)常選用過小

有些房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計人員只注重對梁的剛度和強度進行驗算，卻忽略了對梁的撓度進行驗算。由于 梁高選用過小，就會引起梁截面受壓區(qū)的應(yīng)力過高，這樣在正常使用的狀態(tài)下，梁截面的受壓區(qū)就會產(chǎn)生一 定的非線性徐變。隨著時間的推移，梁撓度就會不斷增大。梁的變形將會導(dǎo)致梁板出現(xiàn)裂縫，這些裂縫的寬 度會隨梁變形增大而加寬，從而影響房屋建筑的正常使用。

2.5 樓板設(shè)計的常見問題

在建筑工程中，樓板是主要的承重構(gòu)件。由于樓板把屋面和樓面的荷載傳給周圍的梁或墻上，所以它的 設(shè)計是否合理將會直接影響到墻、梁、柱等構(gòu)件的安全。在樓板設(shè)計上，主要存在以下幾個問題：（1）進 行設(shè)計時由于對樓板受力狀態(tài)缺乏了解或為了計算方便，常把雙向板作用按照單向板計算。從而使計算假定 和實際受力狀態(tài)存在很大誤差，導(dǎo)致兩個方向的配筋一個不足，一個過大，最終使樓板出現(xiàn)裂縫。（2）在 一些民用建筑中，樓板上經(jīng)常布置非承重隔墻，所以進行樓板設(shè)計，一般把這部分線荷載換算為均布荷載， 然后進行樓板配筋計算。但是有些結(jié)構(gòu)設(shè)計人員為圖方便，把隔墻總荷載附以該板塊總面積，從而使非承重 隔墻的分布寬度內(nèi)的配筋量不足，最終導(dǎo)致隔墻處樓板產(chǎn)生裂縫。

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題的防治措施

3.1 設(shè)計人員應(yīng)該及早介入建筑的概念設(shè)計

建筑的概念設(shè)計在整個設(shè)計過程中起著舉足輕重的作用，如果沒有事先經(jīng)過全盤正確的概念設(shè)計，以后 的計算模式再準(zhǔn)確、計算再精確、配筋再合理，也不可能是—個經(jīng)濟、合理的優(yōu)秀設(shè)計工程。所謂概念設(shè)計 一般指不經(jīng)數(shù)值計算，尤其在一些難以做出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中。運用概念性近似估 算方法，可以在建筑設(shè)計的方案階段迅速、有效地對結(jié)構(gòu)體系進行構(gòu)思、比較與選擇，易于手算。所得方案 往往概念清晰、定性正確，避免后期設(shè)計階段一些不必要的繁瑣運算，具有較好的經(jīng)濟可靠性能。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，否則，將會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理，給以后的結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來難度。

3.2 防止由于地基沉降或不均勻沉降引起的構(gòu)件開裂或破壞

預(yù)防或減少不均勻沉降的危害，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。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。

3.3 結(jié)構(gòu)計算和構(gòu)造上滿足規(guī)范要求

（1）從結(jié)構(gòu)計算角度，避免荷載計算的錯誤。諸如漏算或少算荷載、或荷載折減不當(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。底框砌體結(jié)構(gòu)驗算時，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)。在樓板計算中，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）從構(gòu)造角度出發(fā)，設(shè)計人員應(yīng)注意構(gòu)件最大配筋率和最小配筋率的限值，必須滿足最小配筋的要求。 同時嚴(yán)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。此外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。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(zhǔn)貫通，上至女兒墻壓頂。下至淺于500 毫米基礎(chǔ)圈梁，或伸入室外 地面以下500 毫米，構(gòu)造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規(guī)范要求。

4、結(jié)語

房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計是一項全面的、系統(tǒng)的工作，其存在的問題遠遠不止上面提及到的那些。通過對以 上各類結(jié)構(gòu)常見問題的分析，可見加強結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對常見結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的辨別能力，提高對結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量 問題的防治措施，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作更安全、更合理。

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