關(guān)于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探討

吳麗平

摘 要：隨著建筑業(yè)的發(fā)展，每年都有大量樓房落成，鋼筋混凝土民用建筑居多。介紹了目前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，提出了相關(guān)的對(duì)策，供同行參考。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 問(wèn)題 對(duì)策

1.引 言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)建筑業(yè)也得到了快速發(fā)展，取得了巨大的成就。但同時(shí)也存在一些問(wèn)題。實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，常常發(fā)生住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的種種概念和方法上的差錯(cuò)，這些差錯(cuò)的產(chǎn)生，有的是由于設(shè)計(jì)人員沒(méi)有對(duì)一般住宅尤其是多層住宅設(shè)計(jì)引起高度重視，盲目參照或套用其他的設(shè)計(jì)的結(jié)果；有的則是由于設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)方法缺乏理解；還有的是由于設(shè)計(jì)者的力學(xué)概念模糊，不能建立正確的計(jì)算模式，對(duì)結(jié)構(gòu)電算結(jié)果也缺乏判斷正確與否的經(jīng)驗(yàn)。

2.常見問(wèn)題

2.1 荷載取值折減問(wèn)題

荷載是上部結(jié)構(gòu)對(duì)于基礎(chǔ)的一種力學(xué)作用，是上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)之問(wèn)的數(shù)值聯(lián)系。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的荷載是上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的荷載必須和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的荷載組合取值一致。但由于地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在概念與設(shè)計(jì)方法上都有差異，設(shè)計(jì)原則也不統(tǒng)一，造成了地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)荷載規(guī)定中的某些方面與上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的習(xí)慣并不完全一致。

民用建筑中柱，梁及基礎(chǔ)的負(fù)荷未按規(guī)范乘以折減系數(shù)。設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)多層民用建筑時(shí)，在計(jì)算梁、柱和基礎(chǔ)的負(fù)荷時(shí)未按現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范采用荷載乘折減系數(shù)計(jì)算其荷載值，因而荷載值不準(zhǔn)確，造成浪費(fèi)。

2.2 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問(wèn)題

《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(CB50068—2001)第1.0.8條明確了建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)的劃分。《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范))(GB50007—2002)作為國(guó)家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)文件，僅注明了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)安全等級(jí)應(yīng)按國(guó)家有關(guān)規(guī)范規(guī)定采用?；A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范雖然根據(jù)地基復(fù)雜程度、建筑物規(guī)模和功能等將地基基礎(chǔ)分為三個(gè)設(shè)計(jì)等級(jí)，但是未能就地基基礎(chǔ)的安全等級(jí)的劃分加以確定，況且，地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)等級(jí)與地基基礎(chǔ)的安全等級(jí)是完全不同的兩個(gè)概念?？煽慷仍O(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)基礎(chǔ)安全等級(jí)第1.0.8條的引注2的規(guī)定，意味著地基基礎(chǔ)的安全等級(jí)不完全等同于上部結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)。筆者認(rèn)為，地基基礎(chǔ)的安全等級(jí)不宜低于上部結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)。

2.3 上部結(jié)構(gòu)

(1) 結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)不明確

在工程設(shè)計(jì)中．多數(shù)房屋建筑按其抗震設(shè)防分類屬于丙類建筑，如民用住宅、辦公樓及一般工業(yè)建筑等等，其抗震等級(jí)可根據(jù)烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋的高度按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》表6.1.2確定。而電訊、交通、能源、消防和醫(yī)療等類建筑以及大型體育場(chǎng)館、大型零售商場(chǎng)等公共建筑，首先，應(yīng)當(dāng)根據(jù)《建筑抗震設(shè)防分標(biāo)準(zhǔn)》確定其中哪些建筑屬于乙類建筑(可能還有甲類建筑，本文不涉及)。乙、丙類建筑，地震作用均按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度計(jì)算。對(duì)于乙類建筑，一般情況下，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6°～8°時(shí)．抗震措施應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防列度提高一度的要求。所謂抗震措施．在這里主要體現(xiàn)為按本地區(qū)設(shè)防烈度提高一度由《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》表6.1.2確定其抗震等級(jí)。

（2）框架外挑梁配筋問(wèn)題

由于占地面積的限制、使用功能的要求或結(jié)構(gòu)上的原因，工程上常在框架的梁端設(shè)計(jì)挑粱。由于框架粱的荷載與外挑梁的實(shí)際荷載值不同，因而框架梁與外挑梁的斷面尺寸會(huì)有所不同，而有的設(shè)計(jì)人員在繪圖時(shí)只是將框架梁上的某些主筋向外挑梁延伸了事，殊不知有些主筋根本無(wú)法伸進(jìn)挑梁，這些差錯(cuò)一般在施工時(shí)才會(huì)暴露出來(lái)，但為時(shí)已晚、許多鋼筋已截?cái)喑尚?，這不僅影響了施工進(jìn)度，也造成了不必要的損失。

（3）懸挑梁的梁高選用過(guò)小

一些設(shè)計(jì)者往往只注意了對(duì)梁的強(qiáng)充和傾覆進(jìn)行驗(yàn)算，而忽略了對(duì)梁的撓度的驗(yàn)算。梁高選用過(guò)小，引起梁截面的受壓區(qū)應(yīng)力過(guò)高．在正常使用狀態(tài)下，梁截面受壓區(qū)產(chǎn)生非線性徐變。梁撓度隨時(shí)間的推移不斷加大。挑梁的變形引起梁板出現(xiàn)裂縫，裂縫寬度隨著挑梁變形的加大而加寬，影響了房屋的正常使用。梁支座附近上部受拉區(qū)常常出現(xiàn)較寬的豎向裂縫。受支座附近剪彎作用的影響，豎向裂縫向下延伸發(fā)展為斜裂縫，此時(shí)梁已接近破壞，當(dāng)為托墻挑梁時(shí)，梁過(guò)大的撓度引起梁上境況體在梁支座附近出現(xiàn)裂逢，裂縫在梁支座處沿斜向延伸，縫愈靠上愈寬。

3.問(wèn)題對(duì)策探析

（1）避免荷載計(jì)算的錯(cuò)誤。諸如漏算或少算荷載、活荷載折減不當(dāng)、建筑物用料與實(shí)際計(jì)算不符，基礎(chǔ)底板上多算或少算土重。

（2）防止由于地基沉降或不均勻沉降引起的構(gòu)件開裂或破壞預(yù)防或減少不均勻沉降的危害，可以從建筑措施、結(jié)構(gòu)措施、地基和基礎(chǔ)措施方面加以控制。

（3）避免樓板計(jì)算中不正確方法。a．連續(xù)板計(jì)算不能簡(jiǎn)單地用單向板計(jì)算方法代替。b．雙向板查表計(jì)算時(shí)，不能忽略材料泊松比的影響，否則，由于跨中彎矩未進(jìn)行調(diào)整，將使計(jì)算值偏小。

（4）對(duì)電算結(jié)果的正確性作出合理評(píng)價(jià)。目前結(jié)構(gòu)計(jì)算大多采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算，如何對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，是一個(gè)非常重要的方面。必須根據(jù)工程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、判斷，根據(jù)其正確與否，決定能否作為施工圖設(shè)計(jì)的依據(jù)。

（5）構(gòu)造要求。對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制的主要方法是通過(guò)合理選擇結(jié)構(gòu)形式，降低結(jié)構(gòu)約束程度，對(duì)于水平構(gòu)件梁、板、墻等采用中低強(qiáng)度級(jí)混凝土，加強(qiáng)構(gòu)造配筋。對(duì)于多層主樓與低層裙房之間的連接部分或超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)可采取后澆帶方法施工。施工后澆帶既在整個(gè)結(jié)構(gòu)施工中解決了主樓與低居裙房的差異沉降，又達(dá)到了不設(shè)永久變形縫的目的。施工后澆帶的位置宜選在結(jié)構(gòu)受力較小的部位，一般在梁、板的變形縫反彎點(diǎn)附近，此位置彎矩不大，剪力也不大；也可選在梁、板的中部，彎矩雖大，但剪力很小。在施工后澆帶處，混凝土雖為后澆，但鋼筋不能斷。后澆帶的寬度一般以700—l000mm為宜。施工后澆帶的斷面形式應(yīng)考慮澆筑混凝土后連接牢固，一般宜避久留直縫。對(duì)于板，可留斜縫；對(duì)于梁及基礎(chǔ)，可留企口縫，而企口縫又有多種形式，可根據(jù)結(jié)構(gòu)斷面情況確定。

4.結(jié) 語(yǔ)

結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)對(duì)象是包括梁、板、柱、墻和基礎(chǔ)等構(gòu)成建筑基本形體的力學(xué)構(gòu)件和體系。通過(guò)對(duì)各類常見結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤問(wèn)題的分析，可以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)常見結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的辨別能力，提高對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的防治能力，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作做行更安全、經(jīng)濟(jì)、合理。◆

參考文獻(xiàn)：

［1］李國(guó)勝．多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004．