關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常見問題分析

文/岳鳳 常德市建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 湖南常德 415000

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑行業(yè)的發(fā)展日新月異。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，設(shè)計(jì)工作人員的工作強(qiáng)度也在不斷上升。在實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員經(jīng)常會(huì)表現(xiàn)出工作壓力較大、對(duì)新技術(shù)和超高超限工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足、對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的校審不到位以及受到設(shè)計(jì)時(shí)間較短等方面因素的影響，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)質(zhì)量沒有加以充分的掌控。部分設(shè)計(jì)施工圖難以滿足施工要求，在施工工程中需補(bǔ)充大量變更通知。這一問題造成了在后續(xù)的施工過程當(dāng)中，對(duì)建筑體的整體結(jié)構(gòu)以及施工流程都會(huì)形成較大的影響，對(duì)建筑施工單位的經(jīng)濟(jì)造成損失。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中的不完善，很可能對(duì)建筑的質(zhì)量形成缺陷，對(duì)人們的居住安全形成一定隱患或?qū)ζ涫褂檬孢m度產(chǎn)生不良影響。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作是保證建筑體安全和其建設(shè)工程順利開展的關(guān)鍵性因素，這一問題必須要引起結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的充分重視，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任重而道遠(yuǎn)。

1、分析房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常見問題及注意事項(xiàng)

1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)未在建筑方案階段參與

在實(shí)際的工程項(xiàng)目中，常常出現(xiàn)建筑師已完成的并經(jīng)業(yè)主認(rèn)可的方案，結(jié)構(gòu)布置難以進(jìn)行或?yàn)閷?shí)現(xiàn)建筑師構(gòu)想而大額增加工程成本的情況。原本可以做成一個(gè)常規(guī)結(jié)構(gòu)工程，出現(xiàn)了各種超限問題，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)布置的安全儲(chǔ)備不夠的情況。其問題在于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師沒有和建筑師及業(yè)主進(jìn)行有效的溝通。在實(shí)際工作中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師應(yīng)在建筑方案階段，參與到項(xiàng)目中來，用結(jié)構(gòu)概念來對(duì)結(jié)構(gòu)的整體受力體系的合理性給出建議，和建筑師、建筑物業(yè)主一起來完成建筑平面，空間構(gòu)造，體型，功能等方面的內(nèi)容。實(shí)踐證明，一個(gè)成功的項(xiàng)目，是建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在方案階段就共同合作的成果。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)僅注重軟件計(jì)算，而不注重概念設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)中如果只憑軟件電算結(jié)果無超筋超限信息，便出具施工圖，而不注重概念設(shè)計(jì)，會(huì)導(dǎo)致實(shí)際工程模型與軟件電算簡化模型不符，結(jié)構(gòu)布置出現(xiàn)各項(xiàng)不規(guī)則，結(jié)構(gòu)整體抗震安全儲(chǔ)備不夠，結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性不合理等問題，對(duì)建筑造成安全隱患。在實(shí)際工作中，應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)布置方案進(jìn)行對(duì)比，選型，對(duì)結(jié)構(gòu)平面、立面布置規(guī)則性進(jìn)行判斷，對(duì)結(jié)構(gòu)的薄弱部位進(jìn)行構(gòu)造加強(qiáng)，避免采用不合理的結(jié)構(gòu)受力體系。經(jīng)過綜合判斷，選用抗震和抗風(fēng)性能好、經(jīng)濟(jì)合理、豎向荷載傳力途徑簡單直接的結(jié)構(gòu)體系，并滿足規(guī)范的要求。

1.3 地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中消防車荷載輸入有誤

在設(shè)計(jì)地下室時(shí)，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》規(guī)定，設(shè)計(jì)地下室基礎(chǔ)時(shí)可不考慮消防車荷載的影響，地下室梁、板、柱均應(yīng)輸入消防車荷載來計(jì)算。其中，消防撲救面應(yīng)等同消防車道，也應(yīng)輸入消防車活荷載。地下室梁計(jì)算時(shí)，消防車荷載可按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》進(jìn)行相應(yīng)折減，計(jì)算地下室板、柱時(shí)不應(yīng)折減。另對(duì)于某些建筑，由于地下室頂板局部覆土較薄或者很薄時(shí)，應(yīng)對(duì)其局部進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算。其補(bǔ)充計(jì)算含對(duì)消防車輪壓驗(yàn)算頂板沖切承載力并計(jì)算地下室此處頂板在局部荷載作用下的內(nèi)力和配筋。計(jì)算地下室外墻時(shí)，如果地下室外墻緊鄰消防車道，還應(yīng)考慮消防車道荷載對(duì)地下室外墻的影響。

1.4 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念不足的問題

框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，常有設(shè)計(jì)人員在建模計(jì)算時(shí)未輸入樓梯計(jì)算，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)計(jì)算周期及配筋情況與實(shí)際建筑不符，造成安全隱患?？蚣芙Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，不能采用部分磚砌承重墻的混合結(jié)構(gòu)形式，由于此種情況剛度嚴(yán)重不均勻，抗震時(shí)極易破壞。不能采用單跨框架結(jié)構(gòu)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)在計(jì)算時(shí)，周期應(yīng)考慮填充墻體的影響，按規(guī)范要求進(jìn)行周期折減。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定框架柱的計(jì)算長度，包括越層柱的計(jì)算長度的確定，使結(jié)構(gòu)模型與實(shí)際受力情況一致。框架結(jié)構(gòu)采用砌體填充墻時(shí)，應(yīng)考慮填充墻對(duì)框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響，因窗間墻體對(duì)柱子的約束，使框架柱易形成短柱，應(yīng)對(duì)框架柱采取加強(qiáng)措施或優(yōu)先選用輕質(zhì)墻體材料。

1.5 結(jié)構(gòu)施工圖深度不夠

部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工圖深度不夠，給施工單位現(xiàn)場施工造成很大的困擾。因此設(shè)計(jì)人員不得不在施工過程中出具大量設(shè)計(jì)變更，來滿足施工進(jìn)程的需要。在設(shè)計(jì)施工圖時(shí)，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)這種情況，讓圖紙簡單明了易懂，圖紙深度應(yīng)滿足《建筑工程設(shè)計(jì)文件編制深度規(guī)定》的要求，并對(duì)重要事項(xiàng)及特殊需要注意的部位進(jìn)行特殊說明。

1.6 當(dāng)結(jié)構(gòu)安全與結(jié)構(gòu)成本經(jīng)濟(jì)有沖突

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足規(guī)范的要求，規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)安全提出的要求是對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最低要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員不能降低結(jié)構(gòu)安全度來滿足業(yè)主對(duì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的追求。對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較，應(yīng)從結(jié)構(gòu)布置方案著手，在保證滿足規(guī)范的前提下，優(yōu)選結(jié)構(gòu)方案，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的目的。如高層建筑的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)優(yōu)先考慮減輕結(jié)構(gòu)自重，采用輕質(zhì)填充墻、高強(qiáng)砼、高強(qiáng)鋼筋，由于地震效應(yīng)與建筑質(zhì)量是成正比的，減小自重，就能減小地震力，從而優(yōu)化含鋼量，減少結(jié)構(gòu)成本。同時(shí)結(jié)構(gòu)方案的選取，包括結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)選型，還要考慮優(yōu)選減少施工期間成本的方案，從而減少結(jié)構(gòu)總造價(jià)。

1.7 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)忽略撓度和裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的影響

眾所周期，現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)是帶裂縫工作的，如果裂縫根據(jù)砼的環(huán)境工作類別，在規(guī)范允許范圍內(nèi)，是可行的。混凝土根據(jù)受力特性來說，是宜受壓不宜受拉的?；炷翉?qiáng)度越高，水泥用量越多，混凝土收縮引起的裂縫越顯著。同時(shí)在結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)基本處于彈性受力狀態(tài)，將結(jié)構(gòu)的受力時(shí)裂縫數(shù)量、寬度控制規(guī)范允許的范圍內(nèi)。結(jié)構(gòu)圖紙中應(yīng)對(duì)施工時(shí)處理措施進(jìn)行說明，減少混凝土由于施工期間養(yǎng)護(hù)不當(dāng)、溫度變化引起收縮裂縫。實(shí)際工程中，在做地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)合理布置收縮、沉降后澆帶位置，對(duì)地下室外墻采取保溫、隔熱等措施減少收縮裂縫。通長挑檐板，高層建筑屋面現(xiàn)澆女兒墻，通長天溝應(yīng)設(shè)置伸縮縫來減輕由于溫度變化引起的裂縫。較長懸挑梁及懸挑板部位、大跨度梁等應(yīng)對(duì)縱筋配置數(shù)量較計(jì)算結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，并應(yīng)考慮撓度計(jì)算結(jié)果來配筋。樓板配筋時(shí)，應(yīng)在滿足計(jì)算要求的同時(shí)，考慮小而密的原則。超長結(jié)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)梁的縱筋及梁腰筋的配筋及板的配筋。地下室外墻由于易產(chǎn)生收縮裂縫，水平鋼筋的間距不應(yīng)大于150mm，配筋率不應(yīng)小于0.5%。

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的全面設(shè)計(jì)及圖紙校審程序的重要性

2.1 對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)而全面的設(shè)計(jì)

在對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)工作之前，需要從多角度上宏觀進(jìn)行分析，應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)平面、立面規(guī)則性，結(jié)構(gòu)縫設(shè)置合理性，結(jié)構(gòu)布置方案優(yōu)選性，進(jìn)行合理的判斷。在電算過程中，應(yīng)分析計(jì)算參數(shù)是否合理，結(jié)構(gòu)荷載取值是否與實(shí)際相符并滿足規(guī)范要求，計(jì)算結(jié)果指標(biāo)是否滿足規(guī)范的各項(xiàng)要求，對(duì)于復(fù)雜部位，需重點(diǎn)加強(qiáng)部位或薄弱部位，還應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)充計(jì)算。在繪制結(jié)構(gòu)施工圖紙階段，應(yīng)力保施工圖紙的嚴(yán)密性和精確性，設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)與計(jì)算模型一致，對(duì)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容加以充分的把控，圖紙深度滿足規(guī)范及圖集要求，施工時(shí)特別注意事項(xiàng)應(yīng)補(bǔ)充說明，保證工程施工得以順利的完成。

2.2 圖紙校審程序應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)對(duì)待

由于設(shè)計(jì)圖紙時(shí)間緊迫，校審工作有時(shí)形同虛設(shè)。結(jié)構(gòu)施工圖的校審工作至關(guān)重要，應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)對(duì)待，通過校審，減少或杜絕圖紙中出現(xiàn)的筆誤，對(duì)設(shè)計(jì)工程師的思維局限性進(jìn)行提點(diǎn)，對(duì)結(jié)構(gòu)是否滿足規(guī)范各項(xiàng)要求進(jìn)行檢查，結(jié)構(gòu)布置是否合理進(jìn)行檢查判斷，是提高圖紙質(zhì)量非常重要的環(huán)節(jié)。

結(jié)語：

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者在設(shè)計(jì)中應(yīng)堅(jiān)持安全適用，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，便于施工的原則，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用。與時(shí)俱進(jìn)，實(shí)踐與理論相結(jié)合，不斷提升技術(shù)水平，滿足人們對(duì)建筑功能、形體多樣性、建筑質(zhì)量的更高要求。