基于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常見(jiàn)問(wèn)題及有效對(duì)策

胡秋艷+劉洪玉

摘 要：隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，房屋建筑工程的規(guī)模不斷擴(kuò)大，給國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但是，由于工程建設(shè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，房屋的高度不斷增加，而對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)卻沒(méi)有隨著房屋建設(shè)要求的改變而改變，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了較多的問(wèn)題，不利于保證工程施工的質(zhì)量和效率。本文通過(guò)對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了相應(yīng)的解決策略，以期提高工程施工的質(zhì)量和效率。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)問(wèn)題；有效對(duì)策

設(shè)計(jì)是工程的靈魂，是工程建設(shè)的依據(jù)，提高建筑工程質(zhì)量，首先要提高建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量。從我國(guó)目前建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的實(shí)際情況來(lái)看，設(shè)計(jì)中主要存在以下幾類問(wèn)題：一是不能滿足使用功能要求，建筑存在不安全因素，二是建筑的設(shè)計(jì)不符合國(guó)家規(guī)范、規(guī)程和規(guī)定及有關(guān)技術(shù)措施，三是設(shè)計(jì)工作不夠仔細(xì)，細(xì)節(jié)的計(jì)算和設(shè)計(jì)出現(xiàn)誤差，在這些問(wèn)題中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題占很大的比重，下面主要介紹房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題的分析。

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題

1.1屋面梁配筋數(shù)量不足

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在建模分析時(shí)，一些設(shè)計(jì)人員為了縮短工程設(shè)計(jì)的時(shí)間，加快建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的進(jìn)度，在房屋面的梁配筋設(shè)計(jì)時(shí)，直接復(fù)制下層的屋面梁的配筋參數(shù)，這樣設(shè)計(jì)的房屋屋面梁的配筋強(qiáng)度較低，配筋的數(shù)量較少，若采用這種配筋梁實(shí)施在建筑結(jié)構(gòu)的施工中，當(dāng)混凝土梁出現(xiàn)較大程度的收縮、溫度裂縫、或是屋面受荷產(chǎn)生應(yīng)力集中時(shí)，將會(huì)給屋面梁因內(nèi)部配筋承載能力不足，在梁的跨中部位出現(xiàn)超出規(guī)范裂縫寬度值。

1.2樓板變形程度計(jì)算不準(zhǔn)確

一些設(shè)計(jì)在缺乏基本的結(jié)構(gòu)觀念或結(jié)構(gòu)布置缺乏必要措施時(shí)，采用樓板變形的計(jì)算程序。盡管程序的編程在數(shù)學(xué)力學(xué)模型上是成立的甚至是準(zhǔn)確無(wú)誤的，但在確定樓板變形程度上卻很難做到準(zhǔn)確。作為計(jì)算的大前提都無(wú)法“準(zhǔn)確”，就不可能指望其結(jié)果會(huì)“正確”了。據(jù)此進(jìn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)肯定存在著結(jié)構(gòu)不安全成分或者結(jié)構(gòu)某些部位或構(gòu)件安全儲(chǔ)備過(guò)大等現(xiàn)象。

1.3屋面梁配筋數(shù)量不足

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在建模分析時(shí)，一些設(shè)計(jì)人員為了縮短工程設(shè)計(jì)的時(shí)間，加快建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的進(jìn)度，在房屋面的梁配筋設(shè)計(jì)時(shí)，直接復(fù)制下層的屋面梁的配筋參數(shù)，這樣設(shè)計(jì)的房屋屋面梁的配筋強(qiáng)度較低，配筋的數(shù)量較少，若采用這種配筋梁實(shí)施在建筑結(jié)構(gòu)的施工中，當(dāng)混凝土梁出現(xiàn)較大程度的收縮、溫度裂縫、或是屋面受荷產(chǎn)生應(yīng)力集中時(shí)，將會(huì)給屋面梁因內(nèi)部配筋承載能力不足，在梁的跨中部位出現(xiàn)超出規(guī)范裂縫寬度值。

1.4抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題

近幾年來(lái)，地震災(zāi)害頻繁發(fā)生，給人們的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)了嚴(yán)重的損失。我國(guó)高層建筑的數(shù)量也越來(lái)越多，這樣就需要更高質(zhì)量的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。首先，部分的設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)的時(shí)候，沒(méi)有嚴(yán)格依據(jù)建筑物所在地的實(shí)際抗震度要求，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，對(duì)當(dāng)?shù)卦械慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)照抄照搬，這樣就會(huì)影響到建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

1.5結(jié)構(gòu)縫設(shè)置問(wèn)題

對(duì)于超長(zhǎng)建筑物，為減少溫度變化對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響，合理地設(shè)置伸縮縫是必要的。有些設(shè)計(jì)人員用后澆帶代替伸縮縫，其實(shí)這種做法存在一定的問(wèn)題。因?yàn)楹鬂矌H能減少混凝土材料干縮的影響，不能解決溫度變化的影響。后澆帶處的混凝土封閉后，若結(jié)構(gòu)再受溫度變化的影響，后澆帶就不能再起任何作用了。對(duì)于不能或不便設(shè)置溫度伸縮縫的超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，除留設(shè)施工后澆帶外，還應(yīng)采取其它構(gòu)造加強(qiáng)措施，如加強(qiáng)頂層屋面的保溫隔熱措施，對(duì)受溫度變化影響較大的部位適當(dāng)配置直徑較小、間距較密的溫度筋，或采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等。

2建筑設(shè)計(jì)的不合理的處置措施

2.1建筑結(jié)構(gòu)布置不合理的處理策略

結(jié)構(gòu)的合理布置，是抗震概念設(shè)計(jì)中的十分重要的環(huán)節(jié)，這里的“規(guī)則”包含了對(duì)建筑的平立面外形尺寸，抗側(cè)力構(gòu)件布置、質(zhì)量分布，直至承載力分布等諸多因素的綜合要求。由于引起結(jié)構(gòu)不規(guī)則的因素太多，特別是對(duì)于復(fù)雜的建筑體型，很難一一用若干簡(jiǎn)化的定量指標(biāo)來(lái)劃分不規(guī)則程度并規(guī)定限制范圍。

2.2加強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)的規(guī)范化

由于缺乏規(guī)范依據(jù)及相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)定，加之對(duì)結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)缺乏應(yīng)有的了解，有些設(shè)計(jì)人員往往對(duì)結(jié)構(gòu)規(guī)則性難以把握，有時(shí)甚至聽(tīng)從業(yè)主和建筑師的要求，在實(shí)際工程中出現(xiàn)了不少規(guī)則性很差、對(duì)結(jié)構(gòu)抗震十分不利的高層建筑。比如平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則問(wèn)題，在框剪結(jié)構(gòu)中，縱橫剪力墻布置過(guò)分集中或僅布置在房屋的一端，使結(jié)構(gòu)剛度中心嚴(yán)重偏離質(zhì)量中心。有時(shí)甚至是結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的第一振型為扭轉(zhuǎn)振型。

2.3結(jié)構(gòu)布置

結(jié)構(gòu)布置是保證結(jié)構(gòu)抗震安全性能的重要環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)布置應(yīng)具有合理的剛度和承載力分布，應(yīng)避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力集中或塑性變形集中，而且要防止因局部加強(qiáng)而忽視整個(gè)結(jié)構(gòu)各部位剛度和強(qiáng)度的整體協(xié)調(diào)。設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循以上原則，合理布置抗側(cè)力構(gòu)件，減少地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，平面布置宜均勻?qū)ΨQ，并具有良好的整體性。結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐漸減小和降低，但不能同時(shí)在某一層同時(shí)減小截面尺寸和降低材料強(qiáng)度，以避免側(cè)向剛度和承載力突變。抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)在兩個(gè)主軸方向雙向布置，且動(dòng)力特性宜相近即振動(dòng)周期相近，避免某一方向在地震中嚴(yán)重破壞導(dǎo)致整體倒塌。

2.4屋頂、面結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)建筑是坡屋面的時(shí)侯，結(jié)構(gòu)的處理方式有梁板式以及折板式兩種，梁板式適用于建筑平面不規(guī)整、板跨度比較大以及屋面坡度及屋脊線轉(zhuǎn)折復(fù)雜的坡屋面，而折板式則適用于與梁板式相反的條件下，這兩種形式的板均為偏心受拉構(gòu)件。板配筋的時(shí)侯應(yīng)該有部分或者是全部的板負(fù)筋拉通以抵抗拉力，板厚基于構(gòu)造需要一般來(lái)說(shuō)不能夠小于120厚。除此此外，梁板折角處鋼筋的布置應(yīng)有大樣示意圖。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，基于在建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，只有嚴(yán)格按照國(guó)家與地方政府對(duì)于建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)與構(gòu)造設(shè)計(jì)要求，才能夠避免建筑在設(shè)計(jì)上出現(xiàn)質(zhì)量隱患，才能促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加趨于完善。才能推動(dòng)我國(guó)建筑設(shè)計(jì)事業(yè)的發(fā)展步伐。為社會(huì)設(shè)計(jì)出更加完善、更加安全、更加節(jié)能的建筑。

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