淺議建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題及解決措施

李萬發(fā)

身份證號(hào)碼：452332198112191518 廣西省南寧市 530021

摘要：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)系統(tǒng)的，全面的工作。需要扎實(shí)的理論知識(shí)功底，靈活創(chuàng)新的思維和嚴(yán)肅認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。作為設(shè)計(jì)人員，要掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程，保證設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的安全，還要善于總結(jié)工作中的經(jīng)驗(yàn)。本文是作者集合多年工作經(jīng)驗(yàn)以及目前住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常見到的一些問題，并就這些問題提出了個(gè)人的處理方法。以供參考

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問題分析

前言

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)而言之就是用結(jié)構(gòu)語(yǔ)言來表達(dá)建筑師及其它專業(yè)工程師所要表達(dá)的東西。用基礎(chǔ)，墻，柱，梁，板，樓梯，大樣細(xì)部等結(jié)構(gòu)元素來構(gòu)成建筑物的結(jié)構(gòu)體系，包括豎向和水平的承重及抗力體系。把各種情況產(chǎn)生的荷載以最簡(jiǎn)潔的方式傳遞至基礎(chǔ)。本文根據(jù)筆者的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要注意的事項(xiàng)進(jìn)行闡述。住住宅設(shè)計(jì)是一項(xiàng)繁重而又責(zé)任重大的工作，直接影響到建筑物的安全、適用、經(jīng)濟(jì)和合理性，但為了確保住宅設(shè)計(jì)質(zhì)量能上一個(gè)臺(tái)階，在住宅設(shè)計(jì)質(zhì)量上常見的應(yīng)注意幾個(gè)常見問題如下：

1、設(shè)計(jì)師必須對(duì)建筑設(shè)計(jì)概念的理解

建筑的概念設(shè)計(jì)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程了起著舉足輕重的作用，一幢建筑物的設(shè)計(jì)，如果沒有事先經(jīng)過全盤正確的概念設(shè)計(jì)，以后的計(jì)算模式再準(zhǔn)確、計(jì)算再精確、配筋再合理，也不可能是一個(gè)經(jīng)濟(jì)、合理的優(yōu)秀設(shè)計(jì)項(xiàng)目。

根據(jù)最新的地震區(qū)域劃分和規(guī)定，當(dāng)?shù)氐脑O(shè)防烈度為6 度（局部地區(qū)7 度）。住宅設(shè)計(jì)無論是多層磚混或和框架剪力墻結(jié)構(gòu)，都不同于以往的靜力設(shè)計(jì)，必須從抗震的角度，采用二階段設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防要求。為此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須及早介入建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，否則，將會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理，給以后的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來難度。為在建筑物的方案設(shè)計(jì)階段正確把握建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，應(yīng)對(duì)不同形式的住宅建筑，掌握各自概念設(shè)計(jì)中容易疏忽的要點(diǎn)：

（一）對(duì)一般多層砌住宅結(jié)構(gòu)，應(yīng)按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（G B 5 0 01 1 -2 0 0 1）要求做到：

優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系：縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ，沿平面內(nèi)宜對(duì)齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)；樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處；不應(yīng)采用無錨固的鋼筋砼預(yù)制挑檐。

（二）對(duì)鋼筋砼多、高層結(jié)構(gòu)住宅，力求做到：結(jié)構(gòu)布置應(yīng)盡量采用規(guī)則結(jié)構(gòu)。對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可以設(shè)置防震縫，把它分割成各自規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元，結(jié)構(gòu)布置以少設(shè)縫為宜，一旦設(shè)縫，則應(yīng)使防震縫的設(shè)置與伸縮縫、沉降縫相統(tǒng)一；且防震縫寬度應(yīng)滿足規(guī)范要求，否則地震發(fā)生時(shí)兩側(cè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件會(huì)發(fā)生碰撞而破壞。

框架與抗震墻等抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置，以便各自承擔(dān)來自平行于該抗側(cè)力結(jié)構(gòu)平面方向的地震力；

框剪體系的各抗側(cè)力構(gòu)件要形成空間共同工作狀態(tài)，除了控制抗震墻之間樓、屋蓋的長(zhǎng)寬比及保證抗震墻本身的剛度外，還需采取措施，保證樓、屋蓋的整體性及其與抗震墻的可靠連接。

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。諸如：避免采用建筑平面形狀復(fù)雜、陰角多的平面布置；避免立面體形變化過大；

將體形復(fù)雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個(gè)單元；

加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的剛度；同一建筑物盡量采用同一種基礎(chǔ)形式并埋置于同一土層中等一系列措施。

應(yīng)該引起重視的是：對(duì)高層建筑來說，由于需要一定的埋置深度，從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，基礎(chǔ)一般采用樁箱或樁筏結(jié)合的形式，此時(shí)應(yīng)保證箱體的整體剛度，群樁布置的形心應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)重心相吻合。當(dāng)土層有較大起伏時(shí)，應(yīng)使同一建筑結(jié)構(gòu)下的樁端位于同一土層中，并應(yīng)考慮可能產(chǎn)生的液化影響。而對(duì)多層建筑而言，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，一般不采用長(zhǎng)樁的方案，但對(duì)某些地區(qū)的軟土覆蓋層厚度較大，一般都需要采用地基處理來達(dá)到控制建筑物沉降量的目的。

3、板面設(shè)置溫度應(yīng)力筋問題

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第10.1.9條規(guī)定在溫度收縮應(yīng)力較大的現(xiàn)澆板區(qū)域內(nèi)，鋼筋間距宜取為150～200mm，并應(yīng)在板的未配筋表面布置溫度收縮鋼筋，板的上下表面沿縱橫兩個(gè)方向的配筋率均不宜小于0.1%。什么區(qū)域?qū)儆跍囟仁湛s應(yīng)力較大的區(qū)域？本人認(rèn)為對(duì)于規(guī)則較短的建筑物我們可以在各樓面邊跨及屋面層設(shè)置相應(yīng)的溫度應(yīng)力鋼筋，而對(duì)于超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，則建議在超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)向均應(yīng)設(shè)置雙層鋼筋。其余部位則可因人而異，功能重要的區(qū)域設(shè)置。

4、衛(wèi)生間荷載取值問題

在圖紙審查中有人提出，對(duì)于有分隔蹲廁的衛(wèi)生間活載應(yīng)按《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施結(jié)構(gòu)》中規(guī)定的8kN/m2 值進(jìn)行設(shè)計(jì)，本人認(rèn)為不妥。如今的衛(wèi)生間隔板在建筑設(shè)計(jì)中都是采用木質(zhì)板、塑料板或復(fù)合板，而非以前的預(yù)制水磨石板或磚砌體，因而只考慮蹲坑的重量就可以了。蹲坑一般抬高150mm，采用1：6水泥焦渣墊層（容重為14 kN/m3），墊層荷載為0.15x14=2.1 kN/m2，該荷載為局部荷載，又非全開間荷載，且應(yīng)按恒載考慮。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可按原樓面恒載加上該部分抬高所增加的荷載就可以了，活載仍舊按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》第4.1.1條中規(guī)定的2.0 kN/m2計(jì)取，這樣比較合理。

5、不上人屋頂活載取值問題

平時(shí)會(huì)經(jīng)常遇到不上人屋頂因落水管堵塞而積滿水，又沒人疏通，這積水荷載也不能忽視。如不上人屋頂女兒墻高700mm，若積滿水，荷載為0.7x10=7kN/m2。而按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》第4.3.1條中規(guī)定不上人屋面活載取值僅為0.5 kN/m2?？梢妼?shí)際產(chǎn)生的荷載與設(shè)計(jì)規(guī)定的荷載相差較大。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)若按7 kN/m2 考慮，那又給業(yè)主帶來很大的浪費(fèi)。為此，本人建議建筑設(shè)計(jì)人員在不上人屋頂女兒墻根部50mm 處增設(shè)泄水管，萬一落水管堵塞，能及時(shí)排除屋面的積水。若能采取上述措施，按荷載規(guī)范要求，不上人屋面活載仍按0.5 kN/m2設(shè)計(jì)。對(duì)上翻邊雨篷也可采取上述措施以確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不考慮積水荷載。

6、鋼筋砼水池保護(hù)層問題

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第9.2.1條規(guī)定，板、墻在二a類環(huán)境的混凝土保護(hù)層厚度為20mm，《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.3條規(guī)定與水、土接觸或高濕度保護(hù)層厚度為30mm，與污水接觸位35 mm，《給水排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》第7.1.2條規(guī)定與此相同，而《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》第4.1.6條規(guī)定防水混凝土結(jié)構(gòu)迎水面鋼筋保護(hù)層厚度不應(yīng)小于50mm。本人以為鋼筋砼水池砼保護(hù)層應(yīng)按《給水排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》進(jìn)行設(shè)計(jì)，而地下室等重要的建筑物則要按《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》設(shè)計(jì)。

7、后澆帶問題

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第9.1.1條中規(guī)定現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距為55m，而9.1.3條則規(guī)定當(dāng)采取后澆帶分段施工、專門的預(yù)加應(yīng)力措施或采取能減小混凝土溫度變化或收縮的措施，伸縮縫間距可適當(dāng)增大。這兩條使我們?cè)趯?shí)際設(shè)計(jì)過程中較難把握。采取后澆帶分段施工后究竟應(yīng)控制房屋長(zhǎng)度多少而不至于產(chǎn)生裂縫等不良現(xiàn)象呢？本人認(rèn)為這取決于各地區(qū)的溫差和施工條件以及采取的措施等等因素。按照溫州地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，在55m～70m以內(nèi)時(shí)，采取設(shè)置施工后澆帶及相應(yīng)的構(gòu)造加強(qiáng)措施而不設(shè)置伸縮縫，這在本人長(zhǎng)期的工程實(shí)踐中證明是切實(shí)可行的，多個(gè)工程均未產(chǎn)生較大的裂縫。當(dāng)然，具體過程還應(yīng)通過有效的分析或計(jì)算，慎重考慮多種不利因素，確定合理的伸縮縫間距。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須對(duì)梁柱配筋進(jìn)行概念上的調(diào)整，規(guī)范也規(guī)定當(dāng)增大伸縮縫間距時(shí)尚應(yīng)考慮溫度變化及混凝土收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。首先是長(zhǎng)向板鋼筋應(yīng)雙層設(shè)置，并適當(dāng)加強(qiáng)中部區(qū)域的梁板配筋，中部區(qū)域溫度應(yīng)力顯然是比較大的。當(dāng)框架結(jié)構(gòu)超過70m 時(shí)，本人認(rèn)為必須采取特殊的措施才能不設(shè)置伸縮縫，譬如說采用預(yù)加應(yīng)力，摻入抗裂外加劑等等。如果對(duì)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，不能有效的分析清楚受力情況，本人建議還是應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置伸縮縫，畢竟建筑上設(shè)縫只要處理得當(dāng)還是不影響美觀的。

8、建筑工程成本控制中的常見問題

8.1 成本目標(biāo)不盡合理

一些建筑施工企業(yè)在成本控制中，一是未能全部考慮到價(jià)格因素對(duì)原