試論民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的不足

■張 婷 ■蘇州新東方建筑設(shè)計(jì)有限公司，江蘇 蘇州 215200

民用建筑質(zhì)量與民眾生命息息相關(guān)，在民用建筑中，對建筑質(zhì)量的影響包括兩個方面，分別是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工兩個方面因素的影響。相比較而言，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)任務(wù)重、責(zé)任大的繁瑣工作，其設(shè)計(jì)質(zhì)量影響到建筑物的安全性、舒適性及適用性。就當(dāng)前實(shí)際工作而言，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)較多不足，并且這些不足會直接影響到建筑質(zhì)量，因此，找出解決的對策，使得民用建筑更加舒適。

1 民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)定義

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顧名思義就是設(shè)計(jì)人員依據(jù)民用建筑的外形、地理環(huán)境設(shè)計(jì)出建筑物基礎(chǔ)、梁、板、柱等單元。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的直接功能為民眾提供安全可靠的居住空間及能進(jìn)行公共活動的場所。

民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)可以大致分為兩個部分:基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。就基本的具體操作而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含結(jié)構(gòu)體系的軟件程序分析(國內(nèi)現(xiàn)用計(jì)算軟件有PKPM程序，ETABS，SAP2000等)和結(jié)構(gòu)的施工圖設(shè)計(jì)。對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算時，應(yīng)當(dāng)充分考慮到建筑設(shè)計(jì)的要求，按照與實(shí)際情況相匹配的結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算過程最少具有兩種計(jì)算狀態(tài)，分別為:正常狀態(tài)和極限承載力狀態(tài)。除此之外，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還應(yīng)該從設(shè)計(jì)專業(yè)角度通盤結(jié)合給排水專業(yè)，電氣，通風(fēng)暖氣管道、工藝流程，使用功能等等幾個方面。另外，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還需要做到環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性、美觀性及功能性等眾多特征。可以說，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為一個繁瑣且又精密的工程，對建筑物的安全、舒適產(chǎn)生重要影響。

2 民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不足

2．1 部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏合理性

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)劃》中曾明確提出“在底部框架當(dāng)中抗震墻結(jié)構(gòu)，其上抗壓力部分的建筑砌體的抗震墻與下部抗拉力的框架梁或整體剪力墻，從方向上來說應(yīng)今本對齊或者是一直對齊”。民用建筑因樓層數(shù)不高，對設(shè)計(jì)精度的需求遠(yuǎn)不如高層建筑嚴(yán)謹(jǐn)嚴(yán)格，因而在具體設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員為了追求更多的空間功能忽略了對抗震墻的設(shè)計(jì)，經(jīng)常會出現(xiàn)上下墻體不齊的情況，甚至?xí)霈F(xiàn)下部大空間而沒有抗震墻的情況。這一情況的出現(xiàn)導(dǎo)致傳力減弱，使得結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜化，對結(jié)構(gòu)抗震不利影響。再如，結(jié)構(gòu)模型與實(shí)際情況受力不一致，導(dǎo)致結(jié)果相差深遠(yuǎn)，因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在隱患，同時一些細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)中的荷載取值不規(guī)范，會出現(xiàn)荷載漏算或者取值與實(shí)際誤差較大的現(xiàn)象發(fā)生，綜上，這些都有可能造成結(jié)構(gòu)安全的不確定性。

2．2 專業(yè)設(shè)計(jì)人員職業(yè)素養(yǎng)低

部分設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時并沒有按照相應(yīng)的規(guī)定嚴(yán)格要求自己，對于“規(guī)范”中不宜的條文往往不留心，設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)施工圖紙時，常常會“偷工減料”，最終使得設(shè)計(jì)結(jié)果過于簡單、粗糙。具體來說，結(jié)構(gòu)施工圖中對于關(guān)鍵性的節(jié)點(diǎn)大樣表達(dá)不清楚;過分依賴結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件，對于一些常規(guī)的荷載受力彎矩圖掌握不牢靠;明顯在組合內(nèi)力偏大的位置配筋偏小;此外，明顯對抗震不利的位置該設(shè)置抗震縫，卻采用后澆帶的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)偏大;設(shè)計(jì)中不可避免的會出現(xiàn)各種設(shè)計(jì)參數(shù)，包括基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級、房屋抗震等級及安全等級等重要參數(shù)，需要在設(shè)計(jì)中給予特別重視。但往往遇到特殊工程(學(xué)校建筑，大跨度框架等)，往往會選擇錯誤。再者，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員電算程序與實(shí)際受力有偏差，對計(jì)算結(jié)果主觀全盤接受，對計(jì)算結(jié)構(gòu)自己不加以深入分析;對設(shè)計(jì)過程中的設(shè)計(jì)方法和規(guī)范了解不足，最終這些設(shè)計(jì)問題都會造成設(shè)計(jì)隱患。

2．3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的計(jì)算問題

民用建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不是采用單一的計(jì)算方式進(jìn)行計(jì)算的，它需要考慮多個方面:1．底部框架—抗震墻砌體房屋抗震計(jì)算，可以采用底部剪力法，對于上部墻體與底部的框架或抗震墻，除樓梯間附近的個別墻體外均應(yīng)對齊，當(dāng)遇到有薄弱層出現(xiàn)的情況下，需要考慮到變形造成的影響;2．對荷載的取值不當(dāng)，有些工業(yè)廠房由于機(jī)器設(shè)備要求，樓面活載達(dá)到10KN/M2，這種情況下設(shè)計(jì)梁，柱應(yīng)考慮活載的折減，具體可參照《GB50009-2001》附錄B，C規(guī)定;3．周期的折減系數(shù)，框架結(jié)構(gòu)體系中具有填充墻，因而實(shí)際的剛度會大于計(jì)算的剛度，并且計(jì)算周期大于實(shí)際周期，因而，計(jì)算的地震剪力較小，從而會給建筑結(jié)構(gòu)帶來一定的安全隱患，因此，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中需要考慮對計(jì)算周期進(jìn)行折減。

2．4 地基設(shè)計(jì)和承重柱計(jì)算高度設(shè)計(jì)問題

地基是民用建筑的基礎(chǔ)，民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中高質(zhì)量的地基設(shè)計(jì)對安全的建筑質(zhì)量有直接的影響。倘若在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初期沒有對建筑的地表地形進(jìn)行充分的勘探，極有可能導(dǎo)致后期工程出現(xiàn)地基軟弱及承載能力不足的現(xiàn)象。民用建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值的折減必須嚴(yán)格按照規(guī)范來進(jìn)行。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對于越層柱的計(jì)算長度往往取值錯誤，在底層柱計(jì)算時，往往截面以及配筋偏小，。這一做法導(dǎo)致結(jié)構(gòu)體系不安全，從而降低民用建筑物的持久性，如遇到強(qiáng)度較大的地震，會發(fā)生建筑物坍塌事故。

3 針對民用建筑物的不足提出幾點(diǎn)對策

針對上述民用建筑物的不足可以看出，多數(shù)不足因?yàn)樵O(shè)計(jì)時的疏忽造成，如果說加以重視，就能夠避免。

3．1 制定科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

民用建筑因結(jié)構(gòu)安全系數(shù)小，多數(shù)人員在設(shè)計(jì)時投機(jī)取巧，不按照規(guī)定設(shè)計(jì)。基于此，嚴(yán)格制定一些措施杜絕此類現(xiàn)象的出現(xiàn)。設(shè)計(jì)過程中嚴(yán)格按照抗震規(guī)范進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，確保建筑物體系以及構(gòu)件布置規(guī)則性，明確抗震類別、場地分類等一些重要計(jì)算參數(shù)。此外，重視荷載值的取值，避免計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)值不一致的現(xiàn)象出現(xiàn)。

3．2 提高設(shè)計(jì)人員的職業(yè)素養(yǎng)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)圖紙時，提高設(shè)計(jì)人員的職業(yè)素養(yǎng)，首先應(yīng)當(dāng)明確自身肩負(fù)著眾多人的生命安全，責(zé)任意識重大，不能夠因一人的疏忽造成群眾生活在具有安全質(zhì)量隱患的房間中。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照民用建筑的國家規(guī)定進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，在施工圖的繪制中對重要部位給予詳細(xì)的解釋和分析，相對應(yīng)的做好節(jié)點(diǎn)大樣的設(shè)計(jì)。同時在設(shè)計(jì)中嚴(yán)格按照規(guī)范對建筑的設(shè)計(jì)依據(jù)、安全等級、設(shè)計(jì)參數(shù)等進(jìn)行解釋說明。

3．3 注意計(jì)算問題

在計(jì)算問題中尤其應(yīng)當(dāng)重視荷載取值是否恰當(dāng)，在審圖中心審圖意見中，有很多類似荷載取值偏小(例如樓梯當(dāng)人流密集時荷載標(biāo)準(zhǔn)值取3．5KN/M2);或是沒有考慮懸挑物扭矩的作用;對于電梯機(jī)房漏考慮牽引力作用等等，這些都需要加強(qiáng)注意，對底部框架-抗震墻砌體房屋計(jì)算時，應(yīng)當(dāng)按照建筑的實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算。此外，建筑物的框架結(jié)構(gòu)有填充墻，考慮周期折減系數(shù)取值。

3．4 注意構(gòu)造措施設(shè)計(jì)中的問題

構(gòu)造措施設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)考慮到溫度收縮時產(chǎn)生的不利影響，澆筑時間不得低于60天，此外還應(yīng)當(dāng)考慮內(nèi)外溫度差及混凝土收縮導(dǎo)致的一系列變化?；诖?，對于板面以及板底鋼筋的都需用考慮溫度鋼筋。對于房屋非規(guī)則的樓板，在凸角或凹角處需要增加附加鋼筋，同樣對于陽角和陰角處，亦需要增加附加鋼筋，此外，對于質(zhì)量通病中，建筑物兩端端開間及變形縫兩側(cè)對板的厚度及鋼筋的直徑也有嚴(yán)格的規(guī)定。

4 結(jié)語

民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜而艱巨的工作，其設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞直接影響了施工質(zhì)量。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)在扎實(shí)的理論指導(dǎo)下不斷進(jìn)行理論創(chuàng)新，心懷嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度對待設(shè)計(jì)圖，意識到自己身上肩負(fù)的重大職責(zé)，從而更好地提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水準(zhǔn)。

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