建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計注意問題探討

徐森華

摘要：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項系統(tǒng)的、全面的工作，在設(shè)計中存在的問題是多種多樣的，需要扎實的理論知識功底，靈活創(chuàng)新的思維和嚴(yán)肅認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。通過加深對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容與原則的認(rèn)識，注意結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的問題，可以有效地提高結(jié)構(gòu)設(shè)計水平。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；類型；注意問題

結(jié)構(gòu)設(shè)計就是用結(jié)構(gòu)語言來表達(dá)工程師所要表達(dá)的東西。結(jié)構(gòu)語言就是結(jié)構(gòu)師從建筑及其它專業(yè)圖紙中所提煉簡化出來的結(jié)構(gòu)元素，包括基礎(chǔ)、墻、柱、梁、板、樓梯、大樣圖等。然后用這些結(jié)構(gòu)元素來構(gòu)成建筑物或構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)體系，包括豎向和水平的承重及抗力體系，再把各種情況產(chǎn)生的荷載傳遞至基礎(chǔ)。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則

適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則。一個優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計往往是這五個方面的最佳結(jié)合。完美的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計就是在努力追求這五個方面的最佳結(jié)合的過程中產(chǎn)生的，適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工是結(jié)構(gòu)設(shè)計人員最終努力的目標(biāo)，是結(jié)構(gòu)設(shè)計的最佳體現(xiàn)。結(jié)構(gòu)設(shè)計一般在建筑設(shè)計之后“，受制”于建筑設(shè)計，但又“反制”于建筑設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)計不能破壞建筑設(shè)計，應(yīng)滿足、實現(xiàn)各種建筑要求；建筑設(shè)計不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力范圍，不能超出安全、經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則。結(jié)構(gòu)設(shè)計決定建筑設(shè)計能否實現(xiàn)，從這個意義上講，結(jié)構(gòu)設(shè)計顯得更為重要，雖然一棟標(biāo)志性建筑物建成后，人們只知道建筑師的名字，但一個適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計也是結(jié)構(gòu)工程師們的驕傲和成就。

2 進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)特別注意的問題

2.1 箱、筏基礎(chǔ)底板挑板的陽角問題。一是陽角面積在整個基礎(chǔ)底面積中所占比例極小，可砍成直角或斜角；二是如果底板鋼筋雙向雙排，且在懸挑部分不變，陽角不必加輻射筋。

2.2 箱、筏基礎(chǔ)底板的挑板問題。從結(jié)構(gòu)角度來講，如果能出挑板，能調(diào)勻邊跨底板鋼筋，特別是當(dāng)?shù)装邃摻钔ㄩL布置時，不會因邊跨鋼筋而加大整個底板的通長筋，較為節(jié)約；出挑板后，能降低基底附加應(yīng)力，當(dāng)基礎(chǔ)形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時，加挑板就可能采用天然地基；能降低整體沉降，當(dāng)荷載偏心時，在特定部位設(shè)挑板，還可調(diào)整沉降差和整體傾斜；窗井部位可以認(rèn)為是在挑板上砌墻，不宜再加長挑板。當(dāng)然，此問題也并不是絕對的，當(dāng)有數(shù)層地下室，窗井橫隔墻較密，且橫隔墻能與內(nèi)部墻體連通時，可靈活考慮；當(dāng)?shù)叵滤惠^高，伸出基礎(chǔ)的挑板，有利于解決抗浮問題；從建筑角度講，取消挑板，可方便柔性防水做法。

2.3 梁、板的計算跨度。一般的手冊或教科書上所講的計算跨度，如凈跨的 1.1 倍等，這些規(guī)定和概念僅適用于常規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，而在應(yīng)用的寬扁梁中卻是不適用的。梁板結(jié)構(gòu)，簡單點講，可認(rèn)為是在梁的中心線上有一剛性支座，取消梁的概念，將梁板統(tǒng)一認(rèn)為是一變截面板。在扁梁結(jié)構(gòu)中，梁高比板厚大不了多少時，應(yīng)將計算長度取至梁中心，選梁中心處的彎距和梁厚，及梁邊彎距和板厚配筋，取二者大值配筋。（借用臺階式獨立基礎(chǔ)變截面處的概念）柱子也可認(rèn)為是超大截面柱，所以梁配筋時應(yīng)取柱邊彎距。削峰是正常的，不削峰才時有問題的。

2.4 基坑開挖時，摩擦角范圍內(nèi)的坑邊的基底土受到約束，不反彈，坑中心的地基土反彈，回彈以彈性為主，回彈部分被人工清除。當(dāng)基礎(chǔ)較小，坑底受到很大約束，回彈可以忽略，在計算沉降時，應(yīng)按基底附加應(yīng)力計算。當(dāng)基坑很大時，相對受到較小約束，如箱基，計算沉降時應(yīng)按基底壓力計算，被坑邊土約束的部分可以作為安全儲備，這也是計算沉降大于實際沉降的原因之一。

2.5 主梁在有次梁處加附加鋼筋。一般應(yīng)優(yōu)先加箍筋，附加箍筋可認(rèn)為是：主梁箍筋在次梁截面范圍無法加箍筋或箍筋短缺，在次梁兩側(cè)補(bǔ)上，像板上洞口附加筋。附加筋一般要有，但也不是絕對的。規(guī)范中說的比較清楚，位于梁下部或梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載，應(yīng)全部由附加橫向鋼筋承擔(dān)。也就是說，位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的墊梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力應(yīng)加附加筋。但梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載可根據(jù)具體情況而定。當(dāng)主次梁截面相差不大，次梁荷載較大時，應(yīng)加附加筋。當(dāng)主梁高度很高，次梁截面很小、荷載很小時，如快接近板上附加暗梁，主梁可不加附加筋。還有當(dāng)主次梁截面均很大，如工藝要求形成的主次深梁，而荷載相對不大，主梁也可不加附加筋?？偟脑瓌t，當(dāng)主梁上次梁開裂后，從次梁的受壓區(qū)頂至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁產(chǎn)生的剪力時，主梁可不加附加筋。梁上集中力，產(chǎn)生的剪力在整個梁范圍內(nèi)是一樣，所以抗剪滿足，集中力處自然滿足。主次深梁及次梁相對主梁截面、荷載較小時，也可滿足。

2.6 通常情況，懸挑梁宜做成等截面，尤其出挑長度較短時。與挑板不同，挑梁的自重占總荷載的比例很小，做成變截面不能有效減輕自重。變截面挑梁的箍筋，每個都不一樣，加大施工難度。變截面梁的撓度也大于等截面梁。當(dāng)然，外露的大挑梁，可適當(dāng)變截面，使感官效果更好些。

2.7 有些工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，框架梁或剪力墻連梁的抗震等級較高，對構(gòu)件剪壓比驗算應(yīng)予以重視，當(dāng)電算超限時應(yīng)做必要的調(diào)整。

2.8 一些高層建筑設(shè)計，南北側(cè)窗臺高度不同。如南側(cè)為落地窗或低窗臺（200-300mm），北側(cè)為高窗臺（900-1100mm）。如果在結(jié)構(gòu)整體計算中，剪力墻的連梁高度均未考慮窗臺的高度，且連梁剛度折減系數(shù)取規(guī)范最小值 0.5，周期折減系數(shù)取1.0。但在施工圖設(shè)計，窗臺與墻同寬，且與主體混凝土結(jié)構(gòu)整體現(xiàn)澆。在水平荷載作用下，剪力墻結(jié)構(gòu)的實際剛度分布及對整體結(jié)構(gòu)的影響、外墻肢及連梁的內(nèi)力將與設(shè)計狀態(tài)不符。因此，應(yīng)按實際連梁高度進(jìn)行整體計算，或采取以下措施：未作為連梁設(shè)計的窗臺后砌，采取有效施工措施防止不同墻體材料之間出現(xiàn)裂縫；減薄混凝土窗臺厚度或在窗臺墻與窗間墻連接處設(shè)控制縫。

2.9 關(guān)于主次梁結(jié)點部位（梁面同高）的間接受荷情況，我國新老規(guī)范都明確規(guī)定應(yīng)設(shè)置附加橫向鋼筋，并承擔(dān)全部集中荷載。同時，不允許用布置在集中荷載影響區(qū)內(nèi)的斜截面受剪箍筋代替附加橫向鋼筋。

2.10 主次梁樓蓋中，當(dāng)抗震設(shè)計框架梁上的荷載以集中荷載為主時，如果按箍筋加密區(qū)間距進(jìn)行電算，對抗震要求的箍筋加密區(qū)段以外的截面，因其剪力比支座截面衰減不多，故應(yīng)驗算此截面的斜截面受剪承載力。如計算需要，應(yīng)延長箍筋加密區(qū)的長度。

2.11 抗震設(shè)計時的型鋼混凝土框支柱或框架柱，其箍筋設(shè)置除滿足規(guī)范規(guī)定的體積配箍率及構(gòu)造要求以外，同一截面內(nèi)的箍筋肢距，同樣要滿足規(guī)范對鋼筋混凝土框架柱的要求。必要時仍要設(shè)置復(fù)合箍。

2.12 在較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)平面布置中，經(jīng)常存在多方向柱網(wǎng)相交區(qū)域。有些設(shè)計將每根柱與周圍各柱均用框架梁連接起來，形成不同方向的多梁交于一柱，導(dǎo)致節(jié)點區(qū)鋼筋錨固和混凝土施工困難。實際上，對于現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)，水平地震力主要靠樓板傳遞，每根柱只要在兩個接近垂直的方向有梁連接即可，不必將所有柱都連起來。

3結(jié)語

總之，結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑工程的重要組成部分，是建筑安全應(yīng)用的基礎(chǔ)。因此，設(shè)計人員要從一個個基本的構(gòu)件算起，做到知其所以然，深刻理解規(guī)范和規(guī)程的含義，并密切配合其他專業(yè)來進(jìn)行設(shè)計。在工作中應(yīng)事無巨細(xì)，善于反思和總結(jié)工作中的經(jīng)驗和教訓(xùn)。只有這樣才能做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，促進(jìn)建筑工程質(zhì)量的不斷提高。

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