建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題分析

張 標(biāo) 孟 嬋 楊 立

濟(jì)寧市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 山東 濟(jì)寧 272000

正文：

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速提升，城市化進(jìn)程的不斷深入，人們的生活質(zhì)量和水平也有了大幅提升，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注建筑房屋的質(zhì)量和安全。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段如果存在問(wèn)題，這將嚴(yán)重影響了建筑工程的安全與設(shè)計(jì)使用年限。

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

（一）可靠度不足的問(wèn)題

做到安全、適用、經(jīng)濟(jì)、保證質(zhì)量，這是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須遵守的重要原則。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)具備較高的可靠性，不僅是建筑工程施工過(guò)程中安全性的重要保障，而且還能充分地確保建筑物后期的使用質(zhì)量與使用安全。但對(duì)目前我國(guó)的建筑項(xiàng)目而言，許多工程在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，普遍存在可靠性標(biāo)準(zhǔn)不合理，這降低了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全程度，甚至埋下安全隱患而使后期施工出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題和施工安全問(wèn)題。通常情況下，建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠性水平高低，根本區(qū)別在于若是建筑物各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到較大程度的外力影響是否會(huì)對(duì)建筑物的整體造成安全威脅。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為緊密、可靠的建筑結(jié)構(gòu)通常受到的影響較小，也不會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生致命威脅。

（二）構(gòu)造柱的設(shè)計(jì)合理性不足的問(wèn)題

構(gòu)造柱的設(shè)計(jì)及合理布置與否對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)而言是極為重要的，構(gòu)造柱的設(shè)計(jì)是指為了增強(qiáng)建筑物的整體性和穩(wěn)定性， 多層磚混結(jié)構(gòu)建筑的墻體中還應(yīng)設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱，并與各層圈梁相連接，形成能夠抗彎抗剪的空間框架，它是防止房屋倒塌的一種有效措施。構(gòu)造柱的設(shè)置部位在外墻四角、錯(cuò)層部位橫墻與外縱墻交接處、較大洞口兩側(cè)，大房間內(nèi)外墻交接處等。構(gòu)造柱的最小截面可以采用180mmx240mm(墻厚190mm時(shí)為180mmx190mm),縱向鋼筋宜采用4～12，箍筋間距不宜大于250mm，且在構(gòu)造柱上下端適當(dāng)加密。構(gòu)造柱與圈梁連接處，構(gòu)造柱的縱筋應(yīng)在圈梁縱筋內(nèi)側(cè)穿過(guò)，保證構(gòu)造柱縱筋上下貫通。構(gòu)造柱可不單獨(dú)設(shè)置基礎(chǔ)，但應(yīng)伸入室外地面下500mm，或與埋深小于500mm的基礎(chǔ)圈梁相連。

（三）設(shè)計(jì)過(guò)程中混凝土耐久性的的問(wèn)題

（四）建筑工程中混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限和環(huán)境類別進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)，耐久性設(shè)計(jì)包括包括以下方面：確定結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境類別，對(duì)混凝土材料的耐久性提出基本要求，明確結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼筋保護(hù)層厚度，明確不同環(huán)境條件下的耐久性技術(shù)措施，對(duì)結(jié)構(gòu)使用階段提出明確的檢測(cè)和維護(hù)要求，對(duì)臨時(shí)的建筑結(jié)構(gòu)，可以不考慮混凝土的耐久性。此外施工環(huán)節(jié)也是影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要因素。結(jié)構(gòu)工程所處位置的地質(zhì)、干濕度、酸堿腐蝕程度等環(huán)境因素都會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)施工造成一定的影響，為確保建筑工程施工的順利進(jìn)行，有必要對(duì)這些環(huán)境因素進(jìn)行分析與考慮。。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體優(yōu)化措施

（一）節(jié)約材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，下意識(shí)的認(rèn)為，基礎(chǔ)越大、柱子越粗、剪力墻越厚、梁截面越高、樓板越厚、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的配筋越粗，這樣設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)才越結(jié)實(shí)越安全，其實(shí)這是一種不正確的認(rèn)識(shí)和想法。

梁截面越高，越不容易保證“強(qiáng)柱弱梁”設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，容易形成柱鉸機(jī)制，在地震發(fā)生時(shí)往往是柱子先于梁破壞，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)倒塌，這也是汶川地震時(shí)，框架結(jié)構(gòu)倒塌的主要設(shè)計(jì)原因。

樓板截面越厚，樓面自重越大，使梁、柱、剪力墻和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的安全度大大降低。

柱、剪力墻一定程度的加大，對(duì)提供結(jié)構(gòu)的安全富裕度是有利的，關(guān)鍵位置的柱、剪力墻的加大對(duì)結(jié)構(gòu)的周期比、位移比、剛重比等關(guān)鍵控制指標(biāo)非常管用，次要位置的柱、剪力墻的加大，不僅對(duì)結(jié)構(gòu)控制指標(biāo)不利，還加大的結(jié)構(gòu)的自重，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度變大，吸收的地震力也大，對(duì)結(jié)構(gòu)的安全產(chǎn)生不利。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確思路和方法是，結(jié)構(gòu)材料混凝土和鋼筋要到必要的位置，發(fā)揮材料更高的作用，結(jié)構(gòu)材料用量要有度。并非加大結(jié)構(gòu)材料的用量，結(jié)構(gòu)就一定安全。在一定程度上，節(jié)約結(jié)構(gòu)材料就是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。

（二）現(xiàn)澆樓板的設(shè)計(jì)及配筋優(yōu)化

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)樓板與配筋進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)對(duì)樓板長(zhǎng)邊與短邊的之比分為單向板和雙向板?，F(xiàn)澆板中混凝土的用量越占整個(gè)樓蓋的50%～60%左右，實(shí)際設(shè)計(jì)中，樓板的厚度取值如下：

正常樓蓋跨度在3m以內(nèi)可取80～100mm,跨度在3～4m的樓板厚度可取100mm,普通屋面現(xiàn)澆板可取120mm,嵌固端位于地下室頂板位置處應(yīng)取180mm,非嵌固端位于地下室頂板位置處可以取160mm,樓面異形板位置處可取120～150mm。

現(xiàn)澆板的配筋可采用HRB400級(jí)鋼筋，推薦選用高度鋼筋CRB600H級(jí)鋼筋，不同厚度的樓板需用不同的鋼筋直徑：樓板厚度在120mm以內(nèi)的鋼筋直徑宜為8～12mm,樓板厚度在120～150mm以下的鋼筋直徑宜為10～14mm,板厚為150～180以內(nèi)的，鋼筋直徑宜為12～16mm。在樓板配筋表面的未布置溫度鋼筋，其配筋率不應(yīng)小于0.15%。

（三）構(gòu)件截面尺寸控制優(yōu)化

結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面的設(shè)計(jì)及優(yōu)化，其措施如下：

1.框架梁設(shè)計(jì)優(yōu)化

一般民用建筑結(jié)構(gòu)，框架梁高跨比取值為1/10～1/12。對(duì)截面寬度較小的梁，當(dāng)配筋量較大時(shí)需要放2～3排鋼筋，將減小梁的有效高度，因此設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)將梁寬略為放大，盡量使梁中為單排主筋。盡量避免梁寬≥350mm,否則箍筋應(yīng)采用四肢箍，造成鋼筋用量增加不經(jīng)濟(jì)。梁的合理配筋率應(yīng)該控制在1.0%～1.8%，當(dāng)梁的配筋率接近最大配筋率時(shí)，應(yīng)調(diào)整梁的截面。

2.框架柱的設(shè)計(jì)優(yōu)化

框架柱的截面尺寸主要受軸壓比控制，框架柱的截面不要太小，若框架柱的軸壓比不宜接近限值，這樣可以減少配筋量，還能容易實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”?？蚣苤慕?jīng)濟(jì)配筋率應(yīng)該控制在0.7%～1.0%

（四）對(duì)安全設(shè)計(jì)的優(yōu)化控制

保證結(jié)構(gòu)的安全是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，也是確保工程施工順利推進(jìn)的重要保障。因此，在建筑結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，施工方必須想方設(shè)法實(shí)現(xiàn)對(duì)工程質(zhì)量與施工安全的有效監(jiān)管。安全重于泰山，對(duì)建筑施工方而言，要借鑒與學(xué)習(xí)先進(jìn)的施工管理經(jīng)驗(yàn)。對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中出現(xiàn)的各種工程問(wèn)題都應(yīng)該予以高度重視，并對(duì)這些工程問(wèn)題及時(shí)溝通交流并解決好，隨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)的不斷進(jìn)步，各種計(jì)算軟件的及時(shí)更新，這將促進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的快速健康發(fā)展。