試論目前房屋工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題

王麗

【摘要】隨著國家建筑行業(yè)的急速發(fā)展，以及人們對(duì)于建筑功能的越多需求，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的因素也越來越多。本文是作者集合多年工作經(jīng)驗(yàn)以及目前住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常見到的一些問題，并就這些問題提出了個(gè)人的處理方法，以供參考。

【關(guān)鍵詞】房屋工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問題；優(yōu)化措施

近年來由于科技水平的進(jìn)步，使得社會(huì)的整體經(jīng)濟(jì)水平也在炙熱化的提高，在一定程度上了帶動(dòng)房屋工程的發(fā)展，隨之而來的就是越來越激烈的競(jìng)爭(zhēng)，要想在競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，就要保證房屋建造的質(zhì)量，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響著建筑的整體質(zhì)量水平，目前在進(jìn)行房屋工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在著很多的問題，這些問題往往多發(fā)頻率較高，以下就來詳細(xì)的對(duì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中被忽視的問題分析，發(fā)現(xiàn)問題的所在，分析發(fā)生這類問題的原因，找出優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體要求，提高房屋的質(zhì)量。

一、房屋工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

完美的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是在努力追求這五個(gè)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(jì)人員最終努力的目標(biāo)，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最佳體現(xiàn)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般在建筑設(shè)計(jì)之后，"受制"于建筑設(shè)計(jì)，但又"反制"于建筑設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能破壞建筑設(shè)計(jì)，應(yīng)滿足、實(shí)現(xiàn)各種建筑要求；建筑設(shè)計(jì)不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)原則。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定建筑設(shè)計(jì)能否實(shí)現(xiàn)，從這個(gè)意義上講，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(gè)適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是工程師們的驕傲和成就。

二、房屋工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題

1、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中要重視地基基礎(chǔ)的作用，在軟弱深厚淤泥土層施工環(huán)境下，進(jìn)行柱下樁基礎(chǔ)計(jì)算時(shí)，要能夠兼顧樁承臺(tái)水平位移可能對(duì)上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響，還要對(duì)樁基水平推力作用下水平承載力進(jìn)行考慮，保證相關(guān)因素都能夠滿足實(shí)際施工需求。在選擇樁基持力層時(shí)，要滿足非液化、穩(wěn)定、承載力高一級(jí)壓縮性小的土層。粉質(zhì)粘土以及粘土都可以選擇作為摩擦樁的持力層，也可以選擇巖層或者砂土層作為端承樁的實(shí)際持力層。房屋地下室的單樁豎向承載力相關(guān)特征值若選取通過靜載荷試驗(yàn)所確定的相關(guān)特征值，必然會(huì)導(dǎo)致房屋承載力與實(shí)際設(shè)計(jì)工作相比，稍微偏大，從而會(huì)給房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作埋下一定的隱患。靜載荷試驗(yàn)所設(shè)置的樁頂一般都是設(shè)置在自然地坪環(huán)境中，地下室樁基的單樁豎向承載力實(shí)際特征值要根據(jù)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)來對(duì)地下室深度范圍內(nèi)部的樁側(cè)阻力進(jìn)行扣除，也就是試樁加長(zhǎng)部分所具有的樁側(cè)摩阻力。

2、構(gòu)造柱存在的問題

構(gòu)造柱對(duì)于磚混結(jié)構(gòu)的房屋建筑尤為重要。構(gòu)造柱不但提升房屋的穩(wěn)固性，還可以增強(qiáng)墻體抗剪度能力，使建筑的圈梁與構(gòu)造柱緊密結(jié)合在一起，可以形成一種對(duì)抗墻體的作用力，進(jìn)而提升房屋的抗震能力和建筑的豎向承載力，防止建筑墻體裂縫。但是當(dāng)前在建設(shè)過程中，由于建筑的構(gòu)造柱成為承載柱后，會(huì)導(dǎo)致構(gòu)造柱出現(xiàn)提前受力的情況，同時(shí)降低了墻體的約束力，導(dǎo)致墻體的拉結(jié)作用失效，當(dāng)出現(xiàn)地震時(shí)，建筑的構(gòu)造柱無法起到抗震效應(yīng)，成為建筑質(zhì)量的潛在因素。此外，建筑的構(gòu)造柱一般安置于地圈梁中，沒有設(shè)置其他的保護(hù)措施，這樣的設(shè)計(jì)理念會(huì)降低構(gòu)造柱的抗彎能力和局部抗壓能力，無法滿足現(xiàn)有的功能要求。

3、連續(xù)梁設(shè)計(jì)問題

連續(xù)梁設(shè)計(jì)的問題主要在于房屋邊緣部位的設(shè)計(jì)中，隨著房屋建設(shè)格局的不斷變化，在目前房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，邊緣部位荷重越來越小，因此設(shè)計(jì)程序中細(xì)節(jié)的問題，很容易被設(shè)計(jì)者忽視?，F(xiàn)有的房屋建設(shè)中，存在將連續(xù)梁按照單梁來設(shè)計(jì)的情況，尤其在陽臺(tái)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員為了更清楚的分析圖紙，研究建筑設(shè)計(jì)的受力情況，經(jīng)常采用單梁設(shè)計(jì)的形式，該方法雖然提升了施工效率，但是會(huì)導(dǎo)致支座附近的梁柱出現(xiàn)裂縫的情況，尤其容易出現(xiàn)豎向裂縫，嚴(yán)重影響了房屋的美觀性和整體性。

4、樓板設(shè)計(jì)的問題

在樓房建筑中，樓板設(shè)計(jì)中，經(jīng)常出現(xiàn)的問題主要有以下幾個(gè)方面：首先，一些設(shè)計(jì)者對(duì)于板的受力情況認(rèn)識(shí)不到位，設(shè)計(jì)的時(shí)候，對(duì)雙向板運(yùn)用單向板進(jìn)行計(jì)算，這就導(dǎo)致最終的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際是不相符的。兩邊配筋不一樣大，板就容易出現(xiàn)裂縫；其次，由于設(shè)計(jì)的需要，需要在樓板上設(shè)置一些非承重隔墻。但在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，通常的做法是將這一部分的線荷載進(jìn)行換算，換算成均布荷載，之后再對(duì)板的配筋進(jìn)行計(jì)算。如此一來，板就變成了承受線荷載，其使用壽命大大的降低；其三，雙向板在兩個(gè)方向上都會(huì)出現(xiàn)彎矩，這樣一來雙向板跨中正彎矩鋼筋是縱橫疊放的，短跨方向的跨中正鋼筋應(yīng)該在下面，長(zhǎng)方向的則因該放置在短跨鋼筋之上，因此，應(yīng)該使用兩個(gè)方向上各自寬度進(jìn)行有效的計(jì)算。但是在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，一些設(shè)計(jì)者為了方便，在進(jìn)行配筋計(jì)算的時(shí)候，使用的是兩個(gè)上方向一致的有效寬度，這就使得長(zhǎng)跨的有效寬度比實(shí)際要大，配筋變小，最終使得結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)量下降，甚至?xí)锌p隙現(xiàn)象發(fā)生。

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

1、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

對(duì)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，最基本的應(yīng)注意到基礎(chǔ)配筋率必須要滿足最小配筋要求。除此之外，還有四點(diǎn)需要注意：第一點(diǎn)，根據(jù)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)圖或詳圖設(shè)置鋼筋在條基交換的位置。第二點(diǎn)，在不能重復(fù)利用條記交叉處的基底面積的情況下，可以通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整基礎(chǔ)的寬度來達(dá)到設(shè)計(jì)目的。第三點(diǎn)，對(duì)局部墻體存在較大荷載的情況，設(shè)計(jì)者也可通過調(diào)整基礎(chǔ)的寬度來提高其承受荷載的能力。第四點(diǎn)，如果定位結(jié)構(gòu)柱的位置無法確定，可以通過調(diào)整基礎(chǔ)的寬度尋找其準(zhǔn)確位置。

2、優(yōu)化結(jié)構(gòu)平面圖

結(jié)構(gòu)平面圖是設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵，為了保證房屋的堅(jiān)固度，必須在結(jié)構(gòu)平面圖中設(shè)計(jì)抗震結(jié)構(gòu)。輸入軟件進(jìn)行建模是當(dāng)前首要程序，如果現(xiàn)有的抗震強(qiáng)度為6度，根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，是可以不進(jìn)行截面抗震驗(yàn)算的，但是必須保證相關(guān)抗震措施到位，其次砌體結(jié)構(gòu)不需要在軟件中建模，直接設(shè)計(jì)即可，但是要考慮到受壓和受力的問題，為了保證建筑設(shè)計(jì)的合理性，還是進(jìn)行輸入建模比較好。在整個(gè)體系中如果抗震級(jí)別在7度及7度以上，則必須輸入建模計(jì)算，保證數(shù)據(jù)的正確性。

3、加強(qiáng)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，對(duì)于建筑防震的設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的考慮因素，地震的威力很大，對(duì)于高層建筑的打擊更是致命的，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該對(duì)防震進(jìn)行特別的關(guān)注，尤其是對(duì)處在地震頻發(fā)地區(qū)的建筑物，對(duì)它們的防震設(shè)計(jì)要求要更加嚴(yán)格，對(duì)于那些并不處在地震帶的高層建筑也要提高重視。在高層建筑的高層部分，建筑會(huì)變得更加"柔"，地震對(duì)高層部分的影響也更加大，地震帶來的強(qiáng)大力量會(huì)造成高層建筑的上半部分變形嚴(yán)重，為了減少的建筑物倒塌的可能性，高層建筑在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上必須能夠保證整棟建筑物的延性，在發(fā)生較大形變的時(shí)候依然可以保證建筑物不被徹底的損毀。

在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要綜合考慮建筑工程所在地的地理環(huán)境、水文土質(zhì)、抗震等級(jí)等，在參考規(guī)范的基礎(chǔ)之上，通過借鑒其他成功案例的經(jīng)驗(yàn)，合理安排建筑體從地下到地上，從主體到部分的結(jié)構(gòu)，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既符合外觀的視覺享受，又達(dá)到主體的結(jié)構(gòu)安全。

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