淺談建筑結構設計中常見的問題及對策

（河北 石家莊 050200）

一、建筑結構設計中常見的問題

（一）高層建筑基礎有效埋置深度不足

有些工程主樓為高層，裙房為多層，其間用沉降縫斷開，使主樓地下室在沉降縫一側無可靠的側限。高層規范規定、基礎有效埋深應從具有可靠側限的地面算起，而在工程設計中，設計人員往往容易忽略“可靠的側限”這一重要因素。

（二）單樁承載力取值出現偏差或缺乏計算依據

1.因成樁工藝不同，地基土對不同樁型的支承能力是不同的，即按規范經驗公式計算單樁豎向承載力時，對于不同的樁型，各土層的極限側阻力和極限端阻力是不同的。有的工程地質勘察報告僅提供了計算打入式預制樁的單樁承載力設計參數，而設計采用鉆孔灌注樁，并直接引用地質報告中的設計參數，使計算的單樁承載力出現偏差。

2.某些工程場地原為河道或地勢較低，上部土層為松散的新近填土，樁基設計時直接按經驗公式計算單樁承載力或直接采用試樁提供的承載力數值，沒有考慮上部未固結（或欠固結）土層在固結沉降過程中可能引起的樁側負摩阻力的影響。

3.驗算樁身承載力時，沒有考慮施工工藝系數ψc?；驑渡韷呵挠绊?；對抗拔樁，僅計算樁身承載力，沒有進行樁身抗裂驗算。

4.有地下室時，在按靜載試驗確定單樁承載力時，沒有扣除地下室深度范圍內的樁側摩阻力，由于基坑開挖后暴露時間不宜過長，試樁一般都在基坑開挖前進行，基坑開挖后，地下室深度范圍內的樁側摩阻力己不再存在。

（三）結構布置不合理，體型不規則

結構的合理布置（使結構盡可能“規則”)，是抗震概念設計中的十分重要的環節，這里的“規則”包含了對建筑的平立面外形尺寸，抗側力構件布置、質量分布，直至承載力分布等諸多因素的綜合要求。由于引起結構不規則的因素太多，特別是對于復雜的建筑體型，很難一一用若干簡化的定量指標來劃分不規則程度并規定限制范圍。

由于缺乏規范依據及相應的設計規定，加之對結構抗震概念設計缺乏應有的了解，有些設計人員往往對結構規則性難以把握，有時甚至聽從業主和建筑師的要求，在實際工程中出現了不少規則性很差、對結構抗震十分不利的高層建筑。

（四）異形柱結構設計中存在的問題

近年來，在我國的住宅建設中，特別是高層或小高層住宅，有些采用了異形柱結構。由于缺少相應的設計依據和規定，目前在異形柱結構設計中存在的問題很多，也比較突出，主要表現在異形柱結構房屋的高度超高、體型不規則、結構布置不合理、抗震構造措施不當等方面。

二、解決建筑結構設計中存在問題的對策

（一）高層建筑基礎的選型

高層建筑應選用整體性好、能滿足地基承載力和建筑物允許變形要求、并能調節不均勻沉降的基礎形式，達到安全實用和經濟合理的目的。一般有筏板基礎、箱形基礎、條形交叉梁基礎等。應根據上部結構類型、層數、荷載及地基承載力選用合理的基礎形式。

（二）建筑結構體型設計

在工程設計中應盡量避免采用不規則的結構，不應采用嚴重不規則的結構。在設計不規則結構時，應采用符合結構實際受力狀態的力學模型進行計算分析，并采取有效的抗震加強措施。新修編的建筑抗震設計規范，參考了美國UBC和歐洲規范8的做法，對規則與不規則作了一些定量的劃分，并規定了相應的設計計算要求。如將樓層最大彈性水平位移與該樓層兩端彈性水平位移平均值的比值大于1.2時定義為平面扭轉不規則結構，并規定上述比值不宜大于1.5；對超過梁高的錯層，規定應按樓板開洞對待，錯層面積較大時，應采用符合樓板平面內實際剛度變化的計算模型；對豎向不規則結構，規定薄弱地震剪力及某些水平轉換構件的地震內力應乘以不同的增大系數，等等。

三、解決建筑設計中存在問題的一般措施

（一）與其他專業配合，充分溝通

首先拿到提資圖不要盲目建模計算和上機繪圖，先進行全面分析，并與建筑設計人員進行勾通，充分了解工程的各種情況功能、選型等，要理解透徹建筑圖的意圖，平立剖的關系。必要時多組織各專業的協調會，明確各專業需要注意和配合的地方，統一做法和標準，確定原則性的方案，使各專業的條件圖真正成為條件圖，避免在出圖后再調整方案引起重復工作，浪費時間。

（二）合理簡化，做好建模前處理

建模計算前的前處理要做好。例如荷載的計算要準確，不能估計，要完全根據建筑做法或使用要求來輸人懸挑構件及轉換層構件是否要考慮施工活荷載的不利影響樓梯洞口的輸人局部開洞的處理!飄窗部分荷載的處理等。有些復雜難處理的地方，要運用力學知識適當簡化!等效處理，減少計算的工作量。

（三）明確計算參數含義

熟悉結構設計輔助軟件的技術條件在進行結構建模的時候，要了解每個參數的意義，不要盲目修改參數，修改時要有依據。要注意參數的適用范圍，同一參數會有其適用性，在砌體結構里是準確的參數，到了框架結構可能不適用了在多層結構里是準確的參數，到了高層結構可能不適用了。用軟件計算也要建立在這一基礎上，每一種計算理論都有它的假定條件，軟件的編制都符合這一特定的技術條件，因此在使用軟件前要對軟件技術條件了解清楚，我們熟悉的砂系列軟件也不例外，如果沒有深刻地理解軟件技術條件便不能很好地利用軟件來解決實際問題。一些對結構概念不很清楚的設計人員可能會過分地相信計算機而出現嚴重的設計錯誤。我們必要時應要用手算復核，不要盲目相信軟件計算的結果，尤其是帶轉換的構件。