建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題研究

摘要：隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)速度的不斷加快，建筑項(xiàng)目建設(shè)的速度也非常快，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為建筑設(shè)計(jì)中最基本的環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，，不但關(guān)系到了建筑單位的經(jīng)濟(jì)效益，也關(guān)系到了建筑單位的社會(huì)效益。毫不夸張地說(shuō)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接關(guān)系到了國(guó)家和關(guān)大人民群眾的根本利益，因此，建筑工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)法規(guī)與規(guī)范的構(gòu)造要求，從根本上消除建筑物的結(jié)構(gòu)安全隱患，在設(shè)計(jì)的要點(diǎn)與難點(diǎn)處多下功夫，多多積累相關(guān)的工作經(jīng)驗(yàn)，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷加速提供強(qiáng)大動(dòng)力。為了避免在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的失誤，筆者對(duì)個(gè)人認(rèn)為常出現(xiàn)的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了歸納總結(jié)，供同行參考。

關(guān)鍵詞：建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；存在問(wèn)題

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要遵循的基本原則

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是使建筑物安全并能夠適應(yīng)使用的要求，因此我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要保證和遵循這樣四個(gè)基本原則：抓大放?。欢嗟婪谰€；剛?cè)嵯酀?jì)；打通關(guān)節(jié)。打通關(guān)節(jié)保持平衡的目的其實(shí)就是使其永遠(yuǎn)處于原始的靜態(tài)，當(dāng)力量不能暢通時(shí)，構(gòu)件與構(gòu)件之間的靜態(tài)平衡被破壞，結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生變化?？梢?jiàn)設(shè)計(jì)者是協(xié)調(diào)者，其任務(wù)是讓所有互不相關(guān)的靜態(tài)構(gòu)件相聚之后依然處于靜態(tài)（也就是使其保持常態(tài)），或者是處在相對(duì)的靜態(tài)之中。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題

1、地基與基礎(chǔ)方面

（1）多層房屋建筑無(wú)地質(zhì)詳勘報(bào)告，僅僅依據(jù)建設(shè)單位口頭或籠統(tǒng)參照附近建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料就進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要做到合理，安全適用，設(shè)計(jì)人員必須依據(jù)地質(zhì)勘察資料，統(tǒng)一考察多方面因素進(jìn)行基礎(chǔ)類(lèi)型和上部結(jié)構(gòu)方寧設(shè)計(jì)，僅憑地耐力這一數(shù)據(jù)是不完全面的，也是不安全的，更不能盲目地把耐力容許值取得小一些就認(rèn)為成無(wú)一失了。

（2）采用換土墊層進(jìn)行軟弱地基處理，不進(jìn)行換土墊層設(shè)計(jì)，只憑經(jīng)驗(yàn)處置。有時(shí)設(shè)計(jì)者軟弱地基的危害認(rèn)識(shí)不足，只是簡(jiǎn)單地憑借經(jīng)驗(yàn)采用砂墊層加強(qiáng)一下承載力，沒(méi)有進(jìn)行墊層寬度和厚度計(jì)算，既不安全，又不經(jīng)濟(jì)。

（3）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)范舸用荷載乘折減系數(shù)計(jì)算其荷載值，因而荷載值準(zhǔn)確。

2、樓層平面剛度的問(wèn)題

一些設(shè)計(jì)在缺乏基本的結(jié)構(gòu)觀念或結(jié)構(gòu)布置、缺乏必要措施時(shí)，采用樓板變形的計(jì)算程序。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在著結(jié)構(gòu)不安全或者某些部位或構(gòu)件安全儲(chǔ)備過(guò)大等現(xiàn)象，為了使程序的計(jì)算結(jié)果基本上能反映結(jié)構(gòu)的真實(shí)受力狀況，而不致于出現(xiàn)根本性的誤差，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能將樓層設(shè)計(jì)成剛性樓面。要做到這一點(diǎn)，首先應(yīng)在建筑設(shè)計(jì)方案階段就避免采用樓面有變形的平面，比如樓層大開(kāi)洞外伸翼塊太長(zhǎng)、塊體之間成“ 縮頸” 連接、凹槽缺口太深等；其次要從結(jié)構(gòu)布置和配筋構(gòu)造上給予保證，對(duì)于使用功能確實(shí)必需的，或者建筑效果十分優(yōu)越的建筑設(shè)計(jì)，如果其平面無(wú)法完全符合剛性樓板的假定，那么在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過(guò)增設(shè)連系梁板、洞口邊加設(shè)暗梁邊梁、提高連系梁板或暗梁邊梁的配筋量、采用斜向配筋或雙層配筋形式等方法，盡量滿足剛性樓板的基本假設(shè)，或者彌補(bǔ)由于不是絕對(duì)的剛性樓板假定而產(chǎn)生的計(jì)算“誤差”。

3、鋼筋混凝土承重結(jié)構(gòu)體系選型、布置及構(gòu)造方面存在的常見(jiàn)問(wèn)題

（1）房屋高度、高寬比超過(guò)現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程的限值?，F(xiàn)行的規(guī)程、規(guī)范給出了房屋的最大適用高度和高寬比限值。個(gè)別高層建筑房屋高度和高寬比均超出規(guī)定限值，且既無(wú)可靠的設(shè)計(jì)依據(jù)，在抗震設(shè)防區(qū)也沒(méi)有采取有效的抗震加強(qiáng)措施，給結(jié)構(gòu)抗震帶來(lái)一定的隱患。

（2）結(jié)構(gòu)布置不合理，體型不規(guī)則。結(jié)構(gòu)的合理布置使結(jié)構(gòu)盡可能“規(guī)則”，是抗震概念設(shè)計(jì)中的十分重要的環(huán)節(jié)，這里的“規(guī)則”包含了對(duì)建筑的平、立面外形尺寸，抗側(cè)力構(gòu)件布置、質(zhì)量分布，直至承載力分布等諸多因素的綜合要求。由于引起結(jié)構(gòu)不規(guī)則的因素太多，特別是對(duì)于復(fù)雜的建筑體型，很難一一用若干簡(jiǎn)化的定量指標(biāo)來(lái)劃分不規(guī)則程度并規(guī)定限制范圍。如《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》和《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》，僅規(guī)定了規(guī)則結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)則，沒(méi)有對(duì)規(guī)則與不規(guī)則作出定量的劃分，也沒(méi)有對(duì)不規(guī)則結(jié)構(gòu)作出相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)定。由于缺乏規(guī)范依據(jù)及相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)定，加之對(duì)結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)缺乏應(yīng)有的了解，有些設(shè)計(jì)人員往往對(duì)結(jié)構(gòu)規(guī)則性難以把握，有時(shí)甚至聽(tīng)任業(yè)主和建筑師的要求，在實(shí)際工程中出現(xiàn)了不少規(guī)則性很差、對(duì)結(jié)構(gòu)抗震十分不利的高層建筑。

（3）配筋構(gòu)造不合理或不符合有關(guān)規(guī)定。柱的縱向受力鋼筋總配筋率大于3%時(shí)，柱箍筋沒(méi)有按規(guī)范要求采用焊接封閉式。對(duì)框支柱及剪跨比續(xù)的框架柱，沒(méi)有按抗震規(guī)范的要求對(duì)箍筋進(jìn)行全高加密等。

4、砌體承重結(jié)構(gòu)（底框結(jié)構(gòu)）體系選型、布置及構(gòu)造方面存在的常見(jiàn)問(wèn)題

（1）多層砌體結(jié)構(gòu)的房屋高度和層數(shù)超過(guò)限值。抗震規(guī)范對(duì)多層磚房包括底框磚房的層數(shù)和高度作了規(guī)定，并已列入工程建設(shè)強(qiáng)制性條文。有些設(shè)計(jì)人員將屋面標(biāo)高剛好卡在房屋高度的限值處，卻忽略了士0.000標(biāo)高與室外地面的高差。

（2）梁、柱（構(gòu)造柱）配筋不符合抗震設(shè)計(jì)有關(guān)規(guī)定。如多層砌體結(jié)構(gòu)中的構(gòu)造柱箍筋沒(méi)有按規(guī)定要求進(jìn)行加密。根據(jù)《設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱多層磚房抗震技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，構(gòu)造柱與圈梁相交的節(jié)點(diǎn)處應(yīng)適當(dāng)加密箍筋，間距不宜大于100mm。

5、樓板設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題

樓板是建筑工程中的主要承重構(gòu)件，它將樓面，屋面的荷載傳給其周?chē)膲蛄荷?，樓板的設(shè)計(jì)問(wèn)題必將連帶梁、墻、柱等構(gòu)件安全。若對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)考慮不周，很容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)質(zhì)量問(wèn)題，有的還可能存在嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。樓板設(shè)計(jì)中常見(jiàn)如下幾個(gè)問(wèn)題：

（1）設(shè)計(jì)時(shí)為了計(jì)算方便或因?qū)Π宓氖芰顟B(tài)認(rèn)識(shí)不足，簡(jiǎn)單地將雙向板作用按單向板進(jìn)行計(jì)算 使計(jì)算假定與實(shí)際受力狀態(tài)不符，導(dǎo)致一個(gè)方向配筋過(guò)大，而另一方向配筋不足，致使板出現(xiàn)裂縫。

（2）樓板承受線荷載時(shí)彎矩計(jì)算問(wèn)題。在民用建筑中，常在樓板上布置一些非承重隔墻，故樓板設(shè)計(jì)中，通常將該部分的線荷載換算成等效的均布荷載后，進(jìn)行樓板的配筋計(jì)算。有些設(shè)計(jì)人員圖省事，錯(cuò)誤地將隔墻的總荷載附以該板塊的總面積 這樣會(huì)造成非承重隔墻分布寬度內(nèi)配筋量不足，而此板塊其它部分配筋過(guò)大，這樣隔墻處樓板會(huì)出現(xiàn)裂縫。

（3）雙向板有效高度取值偏大。雙向板在兩個(gè)方向均產(chǎn)生彎矩，由此雙向板跨中正彎矩鋼筋是縱橫疊放，短跨方向的跨中鋼筋應(yīng)放在下面，長(zhǎng)跨方向的跨中鋼筋置于短跨鋼筋的上面，計(jì)算時(shí)應(yīng)用兩個(gè)方向的各自的有效高度。一般長(zhǎng)向的有效高度比短向的有效高度小 d（d 為短向鋼筋的直徑）。有的設(shè)計(jì)者為圖省事或?qū)Π迨芰φJ(rèn)識(shí)不足，而取兩上方向的有效高度一致進(jìn)行配筋計(jì)算，致使長(zhǎng)跨有效高度偏大，配筋降低，致使結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在的質(zhì)量隱患，甚至出現(xiàn)開(kāi)明縫的現(xiàn)象。

結(jié)論

在當(dāng)今時(shí)代，隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的深入發(fā)展和國(guó)家調(diào)控機(jī)制的刺激作用，各項(xiàng)工程設(shè)施建設(shè)如火如荼。建筑工程質(zhì)量直接關(guān)系到人民生命和財(cái)產(chǎn)的安全，而施工圖的設(shè)計(jì)質(zhì)量又是整個(gè)工程質(zhì)量的基礎(chǔ)，一份高質(zhì)量的施工圖是工程建設(shè)質(zhì)量保證的前提。這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員不但要有過(guò)硬的技術(shù)知識(shí)，熟練掌握相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，還有必要的責(zé)任感。

參考文獻(xiàn)：

[1] 雷春蕾，張書(shū)強(qiáng).房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常見(jiàn)問(wèn)題[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2011，（08）

[2] 陳雄光.從汶川地震談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].價(jià)值工程，2011，（10）

[3] 關(guān)度豪.試論房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則與方法[J].價(jià)值工程，2010，（15）

[4] 王昕，盛俊峰.淺談關(guān)于砌體結(jié)構(gòu)裂縫控制措施的建議[J].新西部（下半月），2007，（07）