建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的常見問題淺析

張秋榮 宋佳

【摘要】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個工程建設(shè)的基礎(chǔ)，只有合理的設(shè)計才能夠保證建筑的質(zhì)量，充分發(fā)揮其使用功能。但是在實際設(shè)計過程中，設(shè)計者往往會遇到各種各樣的問題，不得不針對問題進行全面分析，然后采取有效的解決措施，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。本文就建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的問題進行分析，并提出相應(yīng)的解決措施，以供相關(guān)技術(shù)人員參考。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計；常見問題

隨著社會的發(fā)展以及經(jīng)濟水平的提高，建筑行業(yè)得到了飛速的發(fā)展，在市場中占有主導(dǎo)地位。在此基礎(chǔ)上，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平也發(fā)生了巨大的變化。但是在對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程中，設(shè)計者往往會遇到一些常見的問題，這就需要有針對性的采取解決措施，是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計達到合理性、靈活性的效果。

一、建筑結(jié)構(gòu)的選形分析

建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計在工程造價中占有比例很大。在當(dāng)前我國城市中，常見的民用住宅結(jié)構(gòu)主要包括磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)等，在實際設(shè)計過程中，不同的結(jié)構(gòu)形式所發(fā)揮的功能也有明顯的差異，因此設(shè)計者需要針對不同的結(jié)構(gòu)形式編制合適的方案，提高其經(jīng)濟性能，并且還需要從實際情況出發(fā)，綜合考慮到各個因素，設(shè)計出高質(zhì)、低價的建筑工程。

在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中，混合結(jié)構(gòu)的工程造價占總體造價的60%以上，由于該結(jié)構(gòu)對鋼筋混凝土的需求量較少，因此常使用在7層以下的建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中。但是混合結(jié)構(gòu)的需要依靠墻體承載上部分的荷載，因此在設(shè)計過程中需要對梁體合理的布置。相對于框架結(jié)構(gòu)而言，其靈活性以及實用性相對較差。若是對7～12層的建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程中，設(shè)計者一般會采用框架結(jié)構(gòu)，可以在結(jié)構(gòu)的適當(dāng)位置設(shè)計寄到抗震剪力墻，這樣可以有效的降低施工材料的使用量，不僅降低了工程的施工成本，還提高了建筑工程的抗震能力。如果設(shè)計者需要對12～20層建筑工程進行設(shè)計，一般可采用框架—剪力墻結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，設(shè)計者可以在其中設(shè)置剛性筒體，除了可以節(jié)約施工材料之外，還能夠使建筑結(jié)構(gòu)達到設(shè)計的剛度。

2、結(jié)構(gòu)布置不合理的解決措施

建筑結(jié)構(gòu)的布置是建筑物提高抗震性能的重要條件，在建筑結(jié)構(gòu)的布置過程中，設(shè)計者需要考慮的因素有建筑工程平立面的外形尺寸、抗側(cè)力的分析、承載力分布等。在實際工作中，建筑結(jié)構(gòu)一般都會因為各種原因而導(dǎo)致其出現(xiàn)不規(guī)則，尤其是建筑外形過于復(fù)雜，設(shè)計者很難對其簡化施工方案，并將其控制在可控的范圍之內(nèi)。目前，由于我國并沒有對該部分進行規(guī)定，再加上有些設(shè)計者的實踐經(jīng)驗不足，這就導(dǎo)致在實際工作中無法保證建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)范性，甚至一味的聽從建設(shè)方的一件，最終不利于建筑結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計，出現(xiàn)各種問題，偏差過大，無法充分發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)的作用。

例如某高層建筑，其采用的是框支抗震墻結(jié)構(gòu)形式，其總高度為160米，六度設(shè)防，為了提高建筑結(jié)構(gòu)的實用性，設(shè)計者需要在第6～7層的位置設(shè)置一個轉(zhuǎn)換層。由于框支抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震性能不高，因此我們需要針對該問題新編制一套合理的規(guī)范，并在轉(zhuǎn)換層上實施，這樣可以有效的解決高為轉(zhuǎn)換問題；為了達到抗震的要求，設(shè)計者盡量在高層建筑中設(shè)置1～2種復(fù)雜結(jié)構(gòu)。如果其中存在兩種及以上的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

三、建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)部分的設(shè)計問題

1、樁基選型不夠合理

設(shè)計者在對樁基選型的過程中，由于沒有考慮到施工的合理性、可行性以及施工中對周邊環(huán)境的影響等各個方面，這就導(dǎo)致在基礎(chǔ)部分在設(shè)計過程中出現(xiàn)各種問題。

例如在對某高層建筑的基礎(chǔ)部分采用的是大直徑鉆孔灌注樁，設(shè)計者應(yīng)該使樁尖直接穿過卵石層，使其固定在中風(fēng)化層，以保證其穩(wěn)定性。但是在實際工作中，由于受到當(dāng)?shù)氐挠绊懀霕都獯┻^卵石層顯然是比較困難的事情，整個工程的施工質(zhì)量也無法得到保證，因此我們只能夠根據(jù)當(dāng)前的相關(guān)資料文獻，以卵石層為持力層（無軟弱下臥層），并在樁端進入卵石層一定深度后進行樁底注漿，同樣能達到提高單樁承載力、減小樁基沉降的目的。

2、單樁承載力取值出現(xiàn)偏差或缺乏計算依據(jù)

因成樁工藝不同，地基土對不同樁型的支承能力是不同的，即按規(guī)范經(jīng)驗公式計算單樁豎向承載力時，對于不同的樁型，各土層的極限側(cè)阻力和極限端阻力是不同的。有的工程地質(zhì)勘察報告僅提供了計算打入式預(yù)制樁的單樁承載力設(shè)計參數(shù)，而設(shè)計采用鉆孔灌注樁，并直接引用地質(zhì)報告中的設(shè)計參數(shù)，使計算的單樁承載力出現(xiàn)偏差。某些工程場地原為河道或地勢較低，上部土層為松散的新近填土，樁基設(shè)計時直接按經(jīng)驗公式計算單樁承載力或直接采用試樁提供的承載力數(shù)值，沒有考慮上部未固結(jié)（或欠固結(jié)）土層在固結(jié)沉降過程中可能引起的樁側(cè)負摩阻力的影響。

四、鋼混結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面存在的常見問題

1、板-柱結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

板-柱結(jié)構(gòu)的節(jié)點連接非常薄弱，不利于抗震，1988年的墨西哥地震充分說明了這一點。過去由于抗震規(guī)范和高規(guī)均沒有對板-柱結(jié)構(gòu)作出相應(yīng)的設(shè)計規(guī)定，使設(shè)計人員在板-柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計中帶有一定的隨意性和盲目性。

2、異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

近年來，在我省的住宅建設(shè)中，特別是高層或小高層住宅，有些采用了異形柱結(jié)構(gòu)。由于缺少相應(yīng)的設(shè)計依據(jù)和規(guī)定，目前在異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題很多，也比較突出，主要表現(xiàn)在異形柱結(jié)構(gòu)房屋的高度超高、體型不規(guī)則、結(jié)構(gòu)布置不合理、抗震構(gòu)造措施不當(dāng)?shù)确矫?。?yīng)當(dāng)說，目前國內(nèi)對異形柱的受剪承載力、節(jié)點承載力和結(jié)構(gòu)延性等方面的試驗研究還不多，對異形柱結(jié)構(gòu)抗震性能的認識還不夠充分。在這種情況下，設(shè)計異形柱結(jié)構(gòu)時，對房屋高度、結(jié)構(gòu)規(guī)則性及抗震措施等方面宜從嚴(yán)掌握。

3、結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不合理，縫寬度不足

對于超長建筑物，為減少溫度變化對結(jié)構(gòu)的不利影響，合理地設(shè)置伸縮縫是必要的。有些設(shè)計人員提出用后澆帶代替伸縮縫，筆者認為此種做法并不一定妥當(dāng)。因為后澆帶僅能減少混凝土材料干縮的影響，不能解決溫度變化的影響。后澆帶處的混凝土封閉后，若結(jié)構(gòu)再受溫度變化的影響，后澆帶就不能再起任何作用了。對于不能或不便設(shè)置溫度伸縮縫的超長結(jié)構(gòu)，除留設(shè)施工后澆帶外，還應(yīng)采取其它構(gòu)造加強措施，如加強頂層屋面的保溫隔熱措施，對受溫度變化影響較大的部位適當(dāng)配置直徑較小、間距較密的溫度筋，或采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等。

五、結(jié)語

當(dāng)今，建筑行業(yè)獲得了很大的發(fā)展，對經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步發(fā)揮了重要的作用，同時建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也獲得了很大的進步。建筑行業(yè)的發(fā)展，對經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步起到了積極的促進作用，改善了人們的生活環(huán)境，同時人們需求的增長對建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了新的要求。在建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在各個方面的問題，需要進行解決和合理設(shè)計，因此要加強對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的重視，積極的提高設(shè)計的水平，為人們提供更加舒適的生活環(huán)境，進而推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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