住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的常見質(zhì)量問題分析

唐艷

桂林市建筑設(shè)計研究院 廣西桂林 541002

1 住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的含義

住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本含義是通過結(jié)構(gòu)性語言來表達設(shè)計師的想法和理念，結(jié)構(gòu)語言包括基礎(chǔ)、墻體、柱、梁、板、樓梯等，再通過這些結(jié)構(gòu)元素，組成完整的住宅建筑結(jié)構(gòu)體系或者構(gòu)筑物，住宅建筑結(jié)構(gòu)體系由三部分共同組成，包括豎向承重體系、水平承重體系、抗力體系。將住宅建筑各部分形成的荷載，通過最簡潔精煉方式傳遞給基礎(chǔ)。因此，住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容包括：基礎(chǔ)設(shè)計、上部結(jié)構(gòu)設(shè)、細部設(shè)計三部分。

2 住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的質(zhì)量問題

2.1 基礎(chǔ)設(shè)計不達標

在住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，很多設(shè)計人員過于追求設(shè)計速度，比較重視上部結(jié)構(gòu)設(shè)計和細部設(shè)計，經(jīng)常會選擇性的忽略基礎(chǔ)設(shè)計，對基礎(chǔ)拉梁設(shè)計理解程度不深，在基礎(chǔ)拉梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中，經(jīng)常產(chǎn)生失誤，為住宅建筑結(jié)構(gòu)的安全性埋下了隱患。比如：基礎(chǔ)上設(shè)計中梁、柱和基礎(chǔ)負荷并沒有按照相關(guān)規(guī)定和標準乘以折減系數(shù)，計算荷載值和實際荷載值存在較大差距，難以保證基礎(chǔ)設(shè)計質(zhì)量。

2.2 電梯井筒設(shè)計不合理

在我國城市化進程不斷推進的背景下，住宅建筑逐步向著更高層的方向發(fā)展，電梯成為了居民上下的主要交通。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中電梯井筒的剛度通常大于周圍框架結(jié)構(gòu)的剛度，一旦發(fā)生地震，電梯井筒需要吸收很大的地震剪力[1]。但就目前我國住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)狀而言，電梯井筒設(shè)計一直以來設(shè)計的重難點，難以有效協(xié)調(diào)設(shè)計和施工的匹配問題，無形中針對整個住宅建筑結(jié)構(gòu)就構(gòu)成了安全隱患。

2.3 懸挑梁高度設(shè)計問題

在住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中受到一些特殊情況和情況的影響，需要設(shè)置相應(yīng)的扁梁，在設(shè)計中經(jīng)常會忽略對扁梁撓度驗算，致使扁梁設(shè)計高度過小，懸挑梁截面的受壓區(qū)的高度過小，應(yīng)力過于集中。在后期使用中容易導(dǎo)致梁截面發(fā)生非線性徐變。對懸挑梁而言，在不增加任何荷載和應(yīng)力前提下，其撓度會隨著時間的增加而逐步變大，隨著懸挑梁變形程度的不但增加，會引起梁板負彎矩出現(xiàn)裂縫，裂縫會隨著懸挑梁的變形不斷加寬，從而影響住宅建筑的正常使用，如果情況嚴重，甚至?xí)l(fā)嚴重的安全隱患。

2.4 含鋼率較低

我國社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，為建筑行業(yè)提供了良好的發(fā)展空間，各施工企業(yè)、設(shè)計單位之間的競爭愈發(fā)激烈，一些不法開發(fā)商總是通過控制含鋼率來達到降低工程造價的目的[2]。但并沒有結(jié)合住宅建筑實際情況和相關(guān)規(guī)范及標準，進行科學(xué)驗證和研究論述，而是盲目的追求低含鋼率，這對住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作造成了較大壓力，只能通過系列方法降低含鋼率，致使住宅建筑結(jié)構(gòu)的抗震性、安全性、穩(wěn)定性下降，帶來了安全隱患。

3 解決住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在問題的措施

3.1 基礎(chǔ)設(shè)計不達標問題的解決措施

在住宅建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)拉梁設(shè)計中，如果上部結(jié)構(gòu)的荷載比較大，地基承載力不足時，需要適當提升基礎(chǔ)埋深，但隨著基礎(chǔ)埋深的增加，底層柱的計算長度和底層位移也會隨之增大，為避免發(fā)生此種問題，需要在±0.000 以下至基礎(chǔ)頂部此范圍中合理布置基礎(chǔ)拉梁。但此種狀態(tài)下的基礎(chǔ)拉梁，不應(yīng)按照構(gòu)造要求進行設(shè)計，而是要安好框架梁輸入模型中參與整個框架結(jié)構(gòu)的分析計算，并保證上下縱向鋼筋的錨固長度和箍筋長度和上部框架結(jié)構(gòu)基本一致。如果基礎(chǔ)埋深沒法增加，可通過在柱子的兩個主軸方向設(shè)置構(gòu)造基礎(chǔ)拉梁的方法，來提升基礎(chǔ)承載力。此時基礎(chǔ)拉梁的截面寬度可選擇兩柱中心距1/30-1/20 之間的距離，高度為兩柱中心距離的1/18-1/12 之間。

3.2 電梯井筒設(shè)計不合理的解決措施

目前很多住宅建筑都是高層建筑，為滿足居民上下樓的需求，需要設(shè)置電梯井通，為保證設(shè)計的安全性，可從以下幾個方面入手：

電梯井筒通過砌體材料以隔墻的方法形成，以降低電梯井通的整體剛度，便于整個住宅建筑結(jié)構(gòu)合理分配地震剪力[3]。

鋼筋混凝土制成的電梯井筒而言，需要進行全面處理，將電梯井筒設(shè)置在框架結(jié)構(gòu)比較合適的位置，并盡量先降低其厚度，并在電梯井筒上方開設(shè)豎縫，設(shè)置一定數(shù)量的結(jié)構(gòu)洞，以達到弱化鋼筋混凝土電梯井筒剛度的目的。

鋼筋混凝土電梯井筒在設(shè)計時，既要計算分析鋼筋混凝土井筒，也需要計算分析混凝土主框架，通過三維模擬的方法，在結(jié)構(gòu)模型中進行整體分析，從而得到更加符合實際情況的設(shè)計結(jié)果。

3.3 懸挑梁高度設(shè)計問題的解決措施

在住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為避免發(fā)生懸挑梁高度過小的問題，需要設(shè)計人員熟練掌握懸挑梁的高寬比、高跨比等基本知識和要求，并在設(shè)計中嚴格按照相關(guān)標準和規(guī)范進行設(shè)計，堅決不能違背構(gòu)造設(shè)計要求。在單個懸挑梁計算過程中，可從整個模型的角度入手，嚴禁因為懸挑梁上面荷載較少，就只憑借經(jīng)驗就進行計算。通過三維可視化設(shè)計模型，能夠非常直觀的看出懸挑梁的撓度，便于在設(shè)計及時開展檢查復(fù)核。

3.4 含鋼率較低問題的解決對策

住宅建筑開發(fā)商要積極參與到住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中來，按照工程要求和相關(guān)標準，合理調(diào)整住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計含鋼率，促使設(shè)計含鋼率無限接近工程實際所需的含鋼率，而不是片面追求降低含鋼率，保證住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量。

4 結(jié)語

綜上所述，本文結(jié)合理論實踐，分析了住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的常見質(zhì)量問題，分析結(jié)果表明，住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計難度較大，任何一個細微的環(huán)節(jié)控制不當，都會影響總體質(zhì)量。為解決設(shè)計中存在的問題，需要結(jié)合工程特性和實際有安全，開展有針對性的設(shè)計，將不安全隱患控制在萌芽狀態(tài)，提升住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量。