論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程的問題

王北京

摘 要：最近幾年，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，房屋建筑工程也是越來(lái)越多，在房屋建筑工程組織施工過程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)疑是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的工作，隨著設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，以及一些先進(jìn)設(shè)計(jì)軟件的運(yùn)用，在減少設(shè)計(jì)人員工作量、提高設(shè)計(jì)效率的同時(shí)，也提高了房屋建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開始朝標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。但是隨著這些新技術(shù)、新設(shè)備的運(yùn)用，也帶來(lái)了一些負(fù)面影響，設(shè)計(jì)人員的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力有了不同程度的下降，有些設(shè)計(jì)人員對(duì)概念和規(guī)范把握不準(zhǔn)，導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也出現(xiàn)了不少問題。這不僅影響到房屋建筑設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量，也對(duì)房屋工程施工及工程的實(shí)際質(zhì)量造成了很大的影響，如何解決這些常見問題成為設(shè)計(jì)單位面臨的一項(xiàng)重要任務(wù)。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問題

1 前言

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是施工的基礎(chǔ)，對(duì)房屋建筑質(zhì)量有著很大的影響，受到設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)思維、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和觀念的影響，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中還存在不少的問題，主要表現(xiàn)在地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等方面上。本文根據(jù)現(xiàn)有的研究資料，詳細(xì)論述了房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些常見問題，并分析了問題的主要表現(xiàn)，提出了一些對(duì)策建議，希望能夠?qū)υO(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)工作提供一些幫助和啟示。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問題

2.1 地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)上的問題

地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)工作，在設(shè)計(jì)上一定要做到科學(xué)合理，設(shè)計(jì)人員要充分考慮地質(zhì)資料等對(duì)設(shè)計(jì)的影響，減少不良因素對(duì)設(shè)計(jì)的影響。要想做到這一點(diǎn)，單純依靠一些數(shù)據(jù)是很難達(dá)到這一目的的，不能單純的認(rèn)為把耐力容許值取小就可以避免設(shè)計(jì)問題的發(fā)生。在軟土地基處理上常見的換土墊層方法，忽視了墊土層的設(shè)計(jì)，過分的的信任自己的經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致墊土層的厚度達(dá)不到置換的要求。而且在換土材料的選擇上，一些設(shè)計(jì)人員選擇砂墊層來(lái)加強(qiáng)承載能力，沒有詳細(xì)的計(jì)算墊層的寬度與厚度，導(dǎo)致墊層設(shè)計(jì)的安全性和經(jīng)濟(jì)性受到很大影響。

2.2 沒有考慮溫度對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響

現(xiàn)代房屋建筑的建筑面積越來(lái)越大，在這種情況下溫度對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響也是越來(lái)越突出，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，應(yīng)該考慮溫度對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響，設(shè)計(jì)好建筑物的伸縮縫。但是現(xiàn)在一些設(shè)計(jì)認(rèn)為為了追求設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)便，用后澆帶來(lái)代替伸縮縫，雖然說(shuō)后澆帶也能對(duì)混凝土材料的干縮影響起到一定的緩解作用，但是卻不能解決溫度變化對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的影響。此外，在伸縮縫的設(shè)置上，一些設(shè)計(jì)人員預(yù)留寬度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，沉降、載荷和結(jié)構(gòu)變化的影響，伸縮縫的功能受到很大的影響。

2.3 邊梁設(shè)計(jì)沒有得到足夠的重視

在房屋建筑當(dāng)中邊梁的載荷一般較小，導(dǎo)致設(shè)計(jì)者忽視了邊梁設(shè)計(jì)，一些設(shè)計(jì)人員為了受力分析的簡(jiǎn)便，將房屋建筑中應(yīng)為連續(xù)梁按照單簡(jiǎn)支梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，減少了邊梁支座處的配筋，導(dǎo)致邊梁在支座附近出現(xiàn)豎向裂縫，上部攔板也出現(xiàn)了豎向裂縫，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全性造成很大的影響。在邊梁長(zhǎng)度比較長(zhǎng)的情況下，這個(gè)問題將更加明顯。這是因?yàn)檫吜阂话阒苯颖┞对谑彝猓艿江h(huán)境溫度的影響比較明顯，當(dāng)環(huán)境溫度出現(xiàn)較大變化的時(shí)候，邊梁的伸縮想受到梁端柱和挑梁的約束產(chǎn)生收縮應(yīng)力，當(dāng)收縮應(yīng)力作用到已有的裂縫處的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致梁截面四周裂縫貫通，直接降低邊梁的承載能力，威脅到房屋建筑的使用安全。

3 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題對(duì)策

針對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)要求，增強(qiáng)設(shè)計(jì)的責(zé)任心，切實(shí)解決設(shè)計(jì)中的問題，具體來(lái)說(shuō)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)。

3.1 充分考慮各種因素對(duì)地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的影響

在地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該充分考慮各種因素對(duì)設(shè)計(jì)方案的影響，一方面，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該從前提地質(zhì)勘查中所收集的各種地質(zhì)數(shù)據(jù)資料，了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造、地震災(zāi)害情況，并通過其它途徑獲得氣候、環(huán)境等方面的資料，在這些資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這樣能夠最大程度的減少不良因素的影響。另一方面，運(yùn)用換土墊層方法處理軟土地基的時(shí)候，應(yīng)該在地質(zhì)勘查的基礎(chǔ)上，了解土層構(gòu)造及軟土層的厚度，在此基礎(chǔ)上計(jì)算墊土厚度，使墊層的寬度與及厚度符合安全性和經(jīng)濟(jì)的雙重要求；需要注意墊土的選擇，一般選擇硬度、強(qiáng)度較好的沙礫，保證墊土層的穩(wěn)定性。

3.2 充分考慮環(huán)境溫度對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，應(yīng)該考慮環(huán)境溫度對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置伸縮縫，不能為了設(shè)計(jì)上的簡(jiǎn)便和施工的便利用后澆帶代替伸縮縫，這設(shè)計(jì)的過程中要詳細(xì)計(jì)算環(huán)境溫度對(duì)建筑機(jī)構(gòu)的實(shí)際影響，在此基礎(chǔ)上確定伸縮縫的寬度，保證能夠達(dá)到環(huán)境溫度影響的范圍內(nèi)。同時(shí)，在伸縮縫的設(shè)計(jì)上要考慮其它因素對(duì)其作用的影響，比如說(shuō)沉降、載荷等等。要選擇合適的伸縮縫設(shè)施安裝方案，建議使用焊接和鉚釘固定相結(jié)合的方式，能夠保證伸縮裝置的固定性。還要選擇合適的填充材料，這些需要在設(shè)計(jì)方案中體現(xiàn)出來(lái)。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)于頂層屋面的保溫隔熱措施，對(duì)于受溫度影響較大的部位來(lái)配置直徑小一點(diǎn)的溫度筋。

3.3 重視建筑結(jié)構(gòu)的邊梁設(shè)計(jì)

在邊梁設(shè)計(jì)上可以增加抗扭縱筋，這個(gè)既可以加在梁腰上，也可以加在底部。在這里要充分考慮扭矩對(duì)邊梁的影響，在扭矩的折減上應(yīng)該有個(gè)度，以保證建筑結(jié)構(gòu)整體計(jì)算中內(nèi)力的平衡，由于梁傳給邊梁的彎距（即邊梁的扭距）不僅與邊梁的抗彎剛度有關(guān)，而且與邊梁的抗扭剛度有關(guān)，扭矩的精確度計(jì)算比較困難。但是從國(guó)內(nèi)的一些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)中可以看出，折減系數(shù)一般為0.4，，國(guó)外的房屋建筑設(shè)計(jì)也多為這一數(shù)值。在邊梁設(shè)計(jì)上要特別注意樓梯間的處理，一般來(lái)說(shuō)樓梯間的板開洞，手工將樓梯荷載換算成集中力作用于兩邊的梁上，在設(shè)計(jì)的過程中將梯板厚度設(shè)為零，荷載照輸，荷載按板的方式傳遞，這種設(shè)計(jì)能夠滿足樓梯間的邊梁設(shè)計(jì)要求，但是要注意控制好誤差。

3.4 做好半結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的承重計(jì)算

在半結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中要特別注意承重計(jì)算，一方面，在房屋建筑當(dāng)中在樓板上的一些非承重隔墻，在設(shè)計(jì)的過程中需要將該部分的線載荷換成等效均布載荷，才能進(jìn)行行板配筋計(jì)算，禁止簡(jiǎn)單的將該隔墻的總載荷除以板的總面積，這樣能夠有效的避免計(jì)算結(jié)果與實(shí)際的承載需要不符，導(dǎo)致配筋達(dá)不到結(jié)構(gòu)承載的要求。另一方面，采用雙向板設(shè)計(jì)的，在計(jì)算的過程中應(yīng)該采用兩個(gè)方向各自的有效高度，一般長(zhǎng)向的有效高度比短向的有效高度小d（d為短向鋼筋的直徑）。 要注意取兩個(gè)方向的真實(shí)的有效高度進(jìn)行配筋計(jì)算，保證長(zhǎng)跨有效高度合適，配筋率的符合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，避免出現(xiàn)質(zhì)量隱患問題。

總之，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的問題主要是由于設(shè)計(jì)人員沒有嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)規(guī)范導(dǎo)致，要想解決這些問題除了上述針對(duì)性的措施之外，還要增強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的責(zé)任心，加強(qiáng)設(shè)計(jì)監(jiān)督，以達(dá)到預(yù)防和建設(shè)設(shè)計(jì)問題的目的。

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