民用建筑結構設計過程中存在問題淺析

馮鍵良

摘 要：本文針對民用建筑結構設計中存在的問題進行分析，闡述了民用建筑結構設計的規(guī)范要求，并重點論述了民用建筑結構概念設計和地基設計，供參考。

關鍵詞：民用建筑；結構設計；問題分析

民用建筑工程質量的優(yōu)劣直接關系到人們的生命安全。建筑質量的好壞主要由設計質量和施工質量兩個方面來衡量。相對而言,建筑設計是一項繁重而又責任重大的工作,直接影響到建筑物的安全、適用、經濟和合理性。但在實際設計工作中，常常發(fā)生建筑結構設計的種種概念和方法上的差錯。本文結合筆者多年參加施工圖設計和審查的工作經驗，對民用建筑結構設計質量存在的問題進行了剖析，提出了民用建筑結構設計滿足結構設計規(guī)范要求應注意的問題，并重點論述了民用建筑結構概念設計和地基設計，以避免或減少上述類似的情況發(fā)生，確保建筑設計質量能上一個臺階。

1 建筑結構設計的概念及內容

結構設計簡而言之就是用結構語言來表達建筑師及其它專業(yè)工程師所要表達的東西。結構語言就是結構師從建筑及其它專業(yè)圖紙中所提煉簡化出來的結構元素。包括基礎，墻，柱，梁，板，樓梯，大樣細部等等。然后用這些結構元素來構成建筑物或構筑物的結構體系，包括豎向和水平的承重及抗力體系。把各種情況產生的荷載以最簡潔的方式傳遞至基礎。結構設計的內容由上可知為：基礎的設計上部結構的設計和下部設計。

2 民用建筑結構設計過程中存在的問題分析

2.1 部分結構設計不合理，安全隱患比較多如《建筑抗震設計規(guī)范》第7·1·8條(強制性條文)規(guī)定“底部框架-抗震墻結構，上部的砌體抗震墻與底部的框架梁或抗震墻應對齊或基本對齊”。有些設計把底層設計成大空間，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，造成結構體系不合理，傳力不明確;有些設計中抗震分類、場地類別選用錯誤，導致整個結構設計錯誤。一些混凝土構件，特別是懸挑構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;有些設計中荷載取值沒有按規(guī)范要求來確定，存在漏算錯算現象；有些結構設計與提供的計算書不一致，結構強度遠遠低于計算結果，設計存在嚴重安全隱患。

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

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

3 民用建筑結構設計規(guī)范要求

為避免出現上述結構設計問題，在住宅結構設計時首先必須從結構計算和構造上滿足規(guī)范的相關要求。

3.1 結構計算應注意的問題

結構整體計算總體信息的取值：混凝土容重（KN/m3）取26-27，全剪結構取27，若取25，對于剪力墻需輸入雙面粉層荷載。

計算振型數，取3的倍數，高層建筑應至少取9個，考慮扭轉耦聯計算時，振型應不少于15個，對多塔結構不應少于塔數乘9。計算時要檢查Cmass-x及Cmass-y兩向質量振型參與系數，均要保證不小于90％，達不到時，應增加振型數，重新計算。 地震信息中的“活荷質量一般折減系數”RMC取0.5，具體問題時按照《抗震》5.1.3條）。

自振周期應考慮填充墻體對剛度的影響進行折減。當添充墻為磚墻時，框架結構0.6-0.7，框剪結構0.7-0.8，剪力墻結構0.9-1.0。

活荷載信息中“柱、墻活荷載是否折減”，一般不折減，“傳到基礎的活荷載是否折減”，應折減。

調整信息中“中梁剛度增大系數”BK取2.00；“梁端彎矩調幅系數”BT＝0.85～0.9；“梁跨中旁矩增大系數”BM＝1.05～1.10，一般取1.05；活荷載大于3.0Kpa的多高層，1.1～1.2 ，“連梁剛度折減系數”BLZ取0.50～0.7，在內力和位移計算中，最小取0.50，一般取0.55，當結構位移由風荷載控制，不宜小于0.8；“梁扭矩折減系數” ，“全樓地震力放大系數”一般1.0，當λ不滿足“抗震規(guī)范”5.25條時，用此系數調至滿足；“0.2Q0”框剪結構必須要求調整。

3.2 構造設計應注意的問題

用以減少溫度和收縮不利影響的后澆帶澆筑間隔時間，一般要求60天以上（GB50010-9.1.3條說明）。

混凝土收縮及溫度變化引起的拉應力是沿板的整個厚度作用，所以特別強調上、下表面同時配置附加鋼筋的必要性，GB50010-10.1.9條，根據國內、外工程經驗給出板上、下表面每個方向的附加鋼筋均不宜小于0.1％的建議。對于陽角房間、屋面所有板塊，計算不配鋼筋的部位另加抗溫度、收縮分布鋼筋，板厚120，φ6-200，板厚100，φ6-220。 板厚120以下的、適宜的鋼筋直徑為8～12。

屋面天溝、雨蓬應考慮滿水荷載，當天溝、魚蓬深度超過500時，應在天溝、雨蓬側板設泄水孔，此時水重可計至泄水孔底面，此外還須考慮找坡層的重量。

現澆板樓面，考慮在使用周期靈活布置輕質隔墻時，可將隔墻每米長自重的30％作為每平方米樓面的均布荷載標準值計算，且不小于1.0Kpa，其永久值系數可取0.5?，F澆板內埋設設備暗管時，管外徑不得大于板厚的1/3，交叉管線應妥善處理，并使管壁至板上下邊凈距不小于25mm。

挑檐轉角位于陽角時的加強配筋。挑檐轉角位于陰角時的加強配筋。

結構平面圖中，所有受力構件都應相對于軸線標注定位尺寸（陽臺、雨篷挑出長度、梁距軸線距離等）。

連續(xù)跨梁配鋼筋時，支座兩側的鋼筋直徑盡可能相同，以便鋼筋穿過支座，避免兩側不同的鋼筋都在支座錨固，造成節(jié)點鋼筋過密，影響節(jié)點混凝土澆灌筑。

總結：結構設計是個系統(tǒng)、全面的工作，需要扎實的理論知識功底，靈活創(chuàng)新的思維和嚴肅認真負責的工作態(tài)度。設計人員要從一個個基本的構件算起，做到知其所以然，深刻理解規(guī)范和規(guī)程的含義，并密切配合其它專業(yè)來進行設計 。提高民用建筑結構設計水平，確保建筑設計質量不斷提升，以使民用建筑的結構設計工作做到更安全、更合理。