試分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題及措施

孟濤

摘 要：上世紀(jì)90年代以來，我國(guó)房地產(chǎn)企業(yè)發(fā)展迅猛，20多年的蓬勃發(fā)展使得該行業(yè)發(fā)展日趨成熟。與此同時(shí)，建筑質(zhì)量也逐漸成為建筑企業(yè)之間相互競(jìng)爭(zhēng)最重要的因素。影響建筑質(zhì)量的要素有很多，其中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是非常重要的一項(xiàng)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣不僅能夠影響建筑物的安全穩(wěn)定，也是建筑物形象的重要決定要素。然而，現(xiàn)實(shí)中我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往存在這樣那樣的問題。本文中，筆者對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中普遍存在的問題進(jìn)行分析，同時(shí)提出相應(yīng)的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；問題分析；對(duì)策

1前言

評(píng)判一個(gè)建筑的指標(biāo)有很多，如安全性、實(shí)用性及美觀性等等，而所有這些指標(biāo)都與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)密切相關(guān)。本文中，筆者以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為重點(diǎn)研究對(duì)象，就其中存在的常見問題進(jìn)行闡述，并從自身工作實(shí)際出發(fā)提出一些針對(duì)性解決措施。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見質(zhì)問題

2.1基礎(chǔ)拉梁設(shè)計(jì)不當(dāng)

很多設(shè)計(jì)者對(duì)基礎(chǔ)拉梁的設(shè)計(jì)理解的不是很深，導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候產(chǎn)生失誤，給建筑的結(jié)構(gòu)安全帶來了隱患。

2.2獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)荷載取值不當(dāng)

地震荷載和風(fēng)荷載對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都十分的重要，一般我們?cè)谶M(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，由于是多層框架結(jié)構(gòu)，風(fēng)荷載一般情況下不起控制作用，導(dǎo)致很多設(shè)計(jì)者在進(jìn)行多層框架結(jié)構(gòu)模型計(jì)算分析的時(shí)候，忽略風(fēng)荷載的作用，導(dǎo)致設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)不安全。

2.3框架結(jié)構(gòu)中電梯井筒設(shè)置不當(dāng)

由于電梯井筒的剛度相對(duì)于框架會(huì)比較大，這種情況下，當(dāng)?shù)卣鸷奢d發(fā)生的時(shí)候，電梯井筒會(huì)吸收很大一部分的地震剪力，但是就我國(guó)目前的設(shè)計(jì)及施工現(xiàn)狀來看，電梯井筒的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及施工是一個(gè)難題，一直沒有得到很好的解決，無形中對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全帶來了隱患。

2.4懸挑梁的高度過小

在進(jìn)行住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，由于一些特殊情況，需要設(shè)置一些扁梁，而這個(gè)時(shí)候，很多設(shè)計(jì)者容易忽略對(duì)扁梁撓度的驗(yàn)算。特別是對(duì)于一些懸挑扁梁，由于梁的高度選擇過小，引起梁截面的受壓區(qū)高度過小，受壓區(qū)應(yīng)力過高，在正常使用的過程中，梁截面受壓區(qū)會(huì)產(chǎn)生非線性的徐變，在荷載沒有增加的情況下梁的撓度隨著時(shí)間的推移不斷加大。挑梁的變形引起梁板的負(fù)彎矩處首先出現(xiàn)裂縫，裂縫隨著挑梁的變形而不斷加寬，達(dá)到一定程度必將影響房屋的正常使用，甚至給結(jié)構(gòu)帶來了安全隱患。

2.5盲目追求低的含鋼率

我國(guó)建筑領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，開發(fā)商通過嚴(yán)格控制含鋼率來降低工程造價(jià)，達(dá)到追求利潤(rùn)最大化的目的，有的開發(fā)商甚至將含鋼率寫在設(shè)計(jì)合同中，對(duì)于設(shè)計(jì)人員來說，只能想盡一切辦法降低含鋼率，這無形中給建筑結(jié)構(gòu)在地震或者偶然荷載作用下帶來了安全隱患。

3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見質(zhì)量問題解決對(duì)策

3.1要保證基礎(chǔ)拉梁設(shè)計(jì)正確

由于上部結(jié)構(gòu)的荷載較大或者地基承載力太差的時(shí)候，基礎(chǔ)需要埋置到一定深度才能滿足承載力要求，而埋置深度較深，必將帶來底層柱的計(jì)算長(zhǎng)度和底層的位移過大，為了避免此種情況的發(fā)生，一般的處理方式是在±0.000以下至基礎(chǔ)頂這個(gè)范圍內(nèi)的適當(dāng)位置設(shè)置基礎(chǔ)拉梁，但是這種基礎(chǔ)拉梁不應(yīng)按照構(gòu)造要求進(jìn)行設(shè)置，宜按照框架梁輸入模型中參加整個(gè)框架的結(jié)構(gòu)分析計(jì)算，而且其上下縱向鋼筋的錨固長(zhǎng)度及箍筋的加密區(qū)長(zhǎng)度等均與上部的框架梁保持一致；若基礎(chǔ)埋置深度不是很深，或者采用了短柱基礎(chǔ)，這個(gè)時(shí)候若地基承載力差或者上部荷載比較大，或者抗震規(guī)范中有明確要求，可以采用在柱子的兩個(gè)主軸方向均設(shè)置構(gòu)造基礎(chǔ)拉梁的方法，這個(gè)時(shí)候基礎(chǔ)拉梁的截面寬度可以取兩柱中心距的1/20～1/30，其高度可以取兩柱中心距的1/12～1/18，對(duì)于構(gòu)造基礎(chǔ)拉梁可以取上述范圍的下限，縱向受力鋼筋宜取所連柱子的最大軸力設(shè)計(jì)的10%作為設(shè)計(jì)荷載進(jìn)行計(jì)算；對(duì)于多層的框架結(jié)構(gòu)特別是工業(yè)建筑中的框架結(jié)構(gòu)，其拉梁上面一般都作用有填充墻，這個(gè)時(shí)候可以將拉梁的截面適當(dāng)加大，并通過計(jì)算得出其實(shí)際配筋面積，并將配筋面積與構(gòu)造配筋疊加得出最終的配筋量；在設(shè)置構(gòu)造基礎(chǔ)拉梁的時(shí)候，一般將構(gòu)造基礎(chǔ)拉梁設(shè)置在基礎(chǔ)頂或者短柱基礎(chǔ)頂標(biāo)高處，這種情況下，基礎(chǔ)可以按偏心受壓進(jìn)行計(jì)算；當(dāng)用基礎(chǔ)拉梁來平衡柱底彎矩的時(shí)候，可以將基礎(chǔ)拉梁截面設(shè)計(jì)的比較大，這種情況基礎(chǔ)拉梁應(yīng)設(shè)置在基礎(chǔ)的頂面，而且基礎(chǔ)可以按照中心受壓進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。

3.2注意獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)荷載取值

在鋼筋混凝土多層框架的計(jì)算中，一定要輸入風(fēng)荷載。另外，在進(jìn)行多層框架混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的時(shí)候，很多設(shè)計(jì)者會(huì)忽略掉柱底剪力，但是由于從柱底到基礎(chǔ)底還有一個(gè)高度，若忽略剪力，就相當(dāng)于在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的時(shí)候，少考慮了由于剪力作用而產(chǎn)生的那部分彎矩，必然使設(shè)計(jì)結(jié)果偏離實(shí)際情況，而對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)帶來安全隱患。

3.3合理設(shè)置電梯井筒

若在實(shí)際工程中，住宅建筑結(jié)構(gòu)必須要設(shè)置電梯井筒的時(shí)候，應(yīng)采用如下的處理措施：第一，用砌體材料做成隔墻的方法形成電梯井筒，有利于整個(gè)結(jié)構(gòu)的地震剪力分配；第二，對(duì)混凝土電梯井筒采用一些處理措施后，將電梯井筒設(shè)置在框架結(jié)構(gòu)的適當(dāng)位置，比如弱化鋼筋混凝土電梯井筒的剛度；第三，當(dāng)采用鋼筋混凝土井筒時(shí)，應(yīng)該將混凝土電梯井筒模擬到框架結(jié)構(gòu)模型中進(jìn)行整體分析計(jì)算，以得到更符合實(shí)際的設(shè)計(jì)結(jié)果；第四，在地震區(qū)，對(duì)于框架結(jié)構(gòu)出屋頂?shù)碾娞蓍g，應(yīng)該將荷載作用到主框架上，并在設(shè)計(jì)的時(shí)候，根據(jù)相應(yīng)規(guī)范考慮辮梢效應(yīng)的影響。

3.4在鋼筋混凝土多層框架的計(jì)算中，一定要輸入風(fēng)荷載

另外，在進(jìn)行多層框架混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的時(shí)候，很多設(shè)計(jì)者會(huì)忽略掉柱底剪力，但是由于從柱底到基礎(chǔ)底還有一個(gè)高度，若忽略剪力，就相當(dāng)于在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的時(shí)候，少考慮了由于剪力作用而產(chǎn)生的那部分彎矩，必然使設(shè)計(jì)結(jié)果偏離實(shí)際情況，而對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)帶來安全隱患。

3.5避免出現(xiàn)懸挑梁高度過小的質(zhì)量問題

第一，應(yīng)該熟知關(guān)于懸挑梁的高寬比及高跨比等一些要求，在設(shè)計(jì)的時(shí)候注意盡量不要違背這些構(gòu)造要求；第二，對(duì)于單個(gè)懸挑梁的計(jì)算，也要從整個(gè)模型入手，因?yàn)樵谀Ｐ椭校芎苤庇^的看出挑梁的撓度，這樣有利于在整體設(shè)計(jì)的時(shí)候進(jìn)行檢查復(fù)核。

3.6正確解決含鋼率問題

開發(fā)商參與到設(shè)計(jì)的過程中去，根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況來不斷調(diào)整商品房的含鋼率，使含鋼率更貼近工程實(shí)際，并建立自己的審圖機(jī)構(gòu)，在審圖過程中不但要看設(shè)計(jì)院的計(jì)算書，最重要的是還要看其計(jì)算模型。

4結(jié)語

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還有很多常見的質(zhì)量問題，而要避免這些質(zhì)量問題的發(fā)生，只有設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)格按照規(guī)范并靈活運(yùn)用規(guī)范，使我們的設(shè)計(jì)更加經(jīng)濟(jì)、安全。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：盤錦明星建筑設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司）