房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題及對(duì)策分析

王堅(jiān)中 潘紫蕾

【摘要】隨著人民生活水平的提高以及建筑的發(fā)展，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人們也提出了更高的要求。這就客觀要求房屋建筑設(shè)計(jì)者的創(chuàng)新，加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用要發(fā)展先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，促使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加的安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用。文章針對(duì)當(dāng)前房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，諸多常見問題進(jìn)行了討論，且探討了一些設(shè)計(jì)建議和構(gòu)造的措施。

【關(guān)鍵詞】房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問題與對(duì)策

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，其中建筑行業(yè)也得到了巨大的進(jìn)步，而且房屋建筑從單層朝著高層多層建筑發(fā)展，房屋結(jié)構(gòu)形式也豐富多樣起來并日益復(fù)雜。然后房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的問題，仍然沒有實(shí)行有效規(guī)避措施，一直影響著房屋建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與安全等。因此房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題得以解決是具有現(xiàn)實(shí)意義且不容忽視的。

一、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的問題

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題有以下幾類，首先，房屋寬度和高寬超過了規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的限定值、樁間過小或者結(jié)構(gòu)布局缺乏合理性與規(guī)則性、異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或者板受力狀況不明確等都是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最常見的問題。如果樁與樁之間的間距過小則無法滿足樁的最小中心距的規(guī)范，特別是對(duì)于錨樁與試樁而言，設(shè)計(jì)人員相對(duì)容易忽視的環(huán)節(jié)就是間距，這樣試樁結(jié)構(gòu)本身的準(zhǔn)確性容易被影響。如果樁身鋼筋籠的長(zhǎng)度相比設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)存在一定的差距，那么像擠土灌注樁來說，其鋼筋籠就無法穿越軟弱土層的層底，也無法滿足樁基提出的基本指標(biāo)。第二，房屋的高度、寬度超過了規(guī)范、規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)中提出的限定值，在目前規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于高度與高寬比限定值所提出的最大規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，很多房屋建筑往往不是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了適用高度，就是超出了高寬比的限定值，甚至還會(huì)出現(xiàn)個(gè)別的房屋建筑兩者的限定值均超過的情況。如果在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了體型復(fù)雜程度或高度與高寬比，若超出了規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的高層建筑，就應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)上按照超限高層建筑進(jìn)行。第三，房屋建筑工程中，板是最主要的承重構(gòu)件之一，通過板將屋面、樓面的荷載傳遞給周圍的梁或者墻體，但是個(gè)別結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師為了方便計(jì)算或者是沒有充分認(rèn)識(shí)到板的受力狀態(tài)，容易將雙向板假定為單向板，使得實(shí)際的受力情況計(jì)算出來存在很大差異，如此，就會(huì)使得一個(gè)方向配筋過大，但是另一個(gè)方向僅僅是按照標(biāo)準(zhǔn)配筋，這樣就會(huì)導(dǎo)致局部配筋不足的現(xiàn)象出現(xiàn)，板就必定會(huì)有裂縫的存在。對(duì)樓板的設(shè)計(jì)一旦出現(xiàn)了問題，就會(huì)影響到墻或柱與梁等構(gòu)件的安全性。因此，若整個(gè)設(shè)計(jì)無法周全考慮，設(shè)計(jì)方面就很容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，并且埋下質(zhì)量安全隱患。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法措施

1、建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法

我們應(yīng)合理選擇建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中的混凝土的等級(jí)，只有這樣建筑才能耐用而堅(jiān)固。另外建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)所配的鋼筋，必須是符合最小配筋率的要求的。為了保證建筑的安全性，在條基交叉部分基底的面積上不能進(jìn)行重復(fù)的使用，另外還要注意不斷的完善基礎(chǔ)寬度，并使其滿足承載力，還要做到經(jīng)濟(jì)節(jié)省。仔細(xì)分析計(jì)算并結(jié)合建筑地點(diǎn)的實(shí)際情況，進(jìn)行對(duì)基礎(chǔ)圖設(shè)計(jì)不斷完善。還要注意的是，基礎(chǔ)配筋不能低于最小配筋率要求。設(shè)置鋼筋需在條基交叉的部位要選擇規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)圖，或者是將詳圖準(zhǔn)備合格。并且對(duì)條基交叉處的基底面積不能夠進(jìn)行重復(fù)地利用，調(diào)整基礎(chǔ)的寬度還需要考慮到。若局部墻體存在較大的荷載出現(xiàn)了，對(duì)基礎(chǔ)的寬度也需要加以調(diào)整。要想做到地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的安全性、合理性和適用性，就需要對(duì)地質(zhì)勘察資料，設(shè)計(jì)人員要進(jìn)行系統(tǒng)分析并對(duì)基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合統(tǒng)一的分析，首先需要對(duì)基礎(chǔ)的寬度和厚度加以計(jì)算，軟弱下臥層要驗(yàn)算，其安全性與經(jīng)濟(jì)性才能確保?；A(chǔ)與梁的負(fù)荷在房屋建筑的中柱設(shè)計(jì)中都沒有按照荷載規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)在多層房屋建筑的設(shè)計(jì)時(shí)，在計(jì)算基礎(chǔ)或柱與梁的負(fù)荷時(shí)，要確保荷載值的準(zhǔn)確性只有按照現(xiàn)行的荷載規(guī)范乘以有關(guān)荷載組合相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)。

2、結(jié)構(gòu)平面圖

根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范當(dāng)建筑地處抗震設(shè)防烈度為6度區(qū)時(shí)，是可以不用進(jìn)行截面抗震驗(yàn)算的，但對(duì)抗震措施要求一定要符合。所以對(duì)于砌體結(jié)構(gòu)來說，不用在軟件中建模且直接設(shè)計(jì)是可以的，但需要注意設(shè)計(jì)中受壓和局部受壓的問題。若時(shí)間允許的情況下，當(dāng)然還是輸入建模較好，可以利用軟件來進(jìn)行荷載導(dǎo)算是很便利的。當(dāng)建筑地處抗震設(shè)防烈度為7度及以上時(shí)需要注意的是，必須要輸入軟件建模進(jìn)行計(jì)算。

3、屋頂（面）結(jié)構(gòu)圖

在建筑是坡屋面時(shí)結(jié)構(gòu)的處理方式有兩種，即：梁板式與折板式。梁板式適用于板跨度較大建筑平面不規(guī)整，屋脊線轉(zhuǎn)折復(fù)雜與屋面坡度復(fù)雜的坡屋面，折板式則相反。但兩種形式的板，均為偏心受拉構(gòu)件。在板配筋時(shí)，要有部分或全部的板負(fù)筋拉通以抵抗拉力。板厚基于構(gòu)造需要一般要大于120厚。還要注意梁板折角處鋼筋的布置應(yīng)有大樣示意圖。至于坡屋面板的平面畫法則通常使用剖面示意圖加大樣詳圖的表示方法，對(duì)于施工人員這樣更便于正確理解圖紙。設(shè)計(jì)人員真正的心知肚明才是正確繪圖和設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者必須正確理解建筑圖紙和意圖要具備一定的空間概念。設(shè)計(jì)的圖紙才能使施工人員明白。由于屋面的起坡，通常會(huì)造成閣樓層的部分墻體超高，因此要結(jié)合門窗頂設(shè)置圈梁來降低墻的計(jì)算高度。

4、大樣詳圖

在建筑詳圖準(zhǔn)確無誤的基礎(chǔ)上，大樣詳圖的繪制可在建筑詳圖的基礎(chǔ)上直接繪制，也可在以前做過的詳圖的基礎(chǔ)上，進(jìn)行局部改進(jìn)繪制。需要注意這個(gè)階段在保持建筑外形的前提下，要盡量使結(jié)構(gòu)受力合理和施工方便。在標(biāo)高和外形尺寸上，必須要和建筑專業(yè)協(xié)調(diào)一致。樓梯梁的設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮到梁下凈高，應(yīng)當(dāng)符合建筑設(shè)計(jì)要求，梁梯位置應(yīng)當(dāng)保證上樓與下樓位置統(tǒng)一。如果出現(xiàn)了局部的不適應(yīng)，還需要利用折板樓梯。對(duì)于折板樓梯上所使用的鋼筋，在內(nèi)折角處將鋼筋斷開再分別做好錨固處理，避免出現(xiàn)應(yīng)力局部集中。另外，還需要注意梁下的凈空與梯板的寬度問題。在進(jìn)行梯板首段的設(shè)計(jì)上，還需要添加對(duì)沉降方面的考慮，若情況特殊還需要設(shè)置梯梁。

6、“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)理念

強(qiáng)柱弱梁的概念的提出，主要是針對(duì)“小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)。如果柱破壞了，整個(gè)建筑物都會(huì)傾覆，若梁破壞了，則僅是某個(gè)區(qū)域失效，所以柱較之梁破壞的損害更大，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，在設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員一定要將這一概念設(shè)計(jì)貫徹下去。首先必須嚴(yán)格控制柱軸壓比，目前，其計(jì)算均是基于小震下進(jìn)行的，若小震下柱子軸壓比過高則大震下地震力將對(duì)邊柱產(chǎn)生一個(gè)巨大的附加軸力，柱子在沒有太多安全儲(chǔ)備下當(dāng)大震時(shí)即會(huì)破壞，因此，在任何情況下軸壓比均不宜超過 0.9，并且對(duì)柱斷面及配筋設(shè)置時(shí)，應(yīng)分部位處理，建議邊柱和角柱應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)，尤其是角柱建議應(yīng)沿柱全高加密箍筋，并且配筋率不宜小于 1%。不包括小截面柱的所有框架柱，建議縱筋直徑均宜大于20，且柱筋品種不宜過多，矩形截面柱盡可能對(duì)稱配筋。對(duì)于梁配筋建議應(yīng)配足梁跨中下部筋，而支座筋則可通過調(diào)幅讓其適當(dāng)降低，以使地震作用下能形成梁鉸機(jī)制，防止柱先于梁屈服，使梁端能首先產(chǎn)生塑性鉸，保證柱端的實(shí)際受彎承載力大于梁端的實(shí)際受彎承載力。

結(jié) 語

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)比較系統(tǒng)的又全面的工作。作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要扎實(shí)的理論知識(shí)功底、嚴(yán)肅認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和靈活創(chuàng)新的思維。對(duì)當(dāng)前房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中加深常見問題的認(rèn)識(shí)與研究，并不斷提高自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平與技術(shù)，使設(shè)計(jì)的作品具有更合理更高的水準(zhǔn)和更經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)形式。

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