目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題的討論

1、淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其常見問題鄒明智 遼寧北方建筑設(shè)計(jì)院呂游 沈陽步陽置業(yè)有限公司摘要：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理對(duì)建筑質(zhì)量和安全至關(guān)重要，本文結(jié)合作者的工作經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)單的討論一下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)注意的設(shè)計(jì)原則及對(duì)常見問題提出相應(yīng)的處理辦法。關(guān)鍵詞：建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問題 建筑設(shè)計(jì)是建筑工程重要的環(huán)節(jié)，其直接影響到建筑物的安全、適用、經(jīng)濟(jì)和合理性，因此在建筑設(shè)計(jì)時(shí)必須充分了解建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)及其結(jié)構(gòu)體系，只有這樣才能使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量的基本原則。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，對(duì)建設(shè)工期的縮短、施工成本的控制、施工過程中安全控制以及建筑施工質(zhì)量的提高都有十分重要的意義。本文結(jié)

2、合作者的工作經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)單的討論一下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)注意的設(shè)計(jì)原則及對(duì)常見問題提出相應(yīng)的處理辦法。 1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則 由于建筑現(xiàn)場(chǎng)施工具有勞動(dòng)密集的特性，投入勞動(dòng)力眾多，故難以保證不會(huì)問題。為了對(duì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)有著更為深入的了解，還有提高相關(guān)的技術(shù)，需要對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原理進(jìn)行多方位的研究。根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)理念，存在著很多戰(zhàn)略問題：多道防線、抓大放小、剛?cè)嵯酀?jì)，但是必須要有“打通關(guān)節(jié)”這一原則在位這些戰(zhàn)略問題做保證，才能使得這些戰(zhàn)略問題得以順利實(shí)現(xiàn)。 （1） 多道防線。在結(jié)構(gòu)體系中，安全體系的構(gòu)建非常重要。因此，需要設(shè)計(jì)多道防線來進(jìn)行安全性保障。這樣的防線能夠預(yù)防在發(fā)生天災(zāi)人禍時(shí)，僅僅只

3、有單一的構(gòu)件才能保障生命的不利情況。 （2） 抓大放小。在結(jié)構(gòu)體系中，并非所有的構(gòu)件都發(fā)揮同一作用，他們有著不同的功能，并且通過互相之間的協(xié)同，最終形成一個(gè)整體；“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)柱弱梁”等在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要處處時(shí)時(shí)精打細(xì)算，尤其是在十分重要的概念設(shè)計(jì)時(shí)。 （3） 剛?cè)嵯酀?jì)。剛?cè)嵯酀?jì)的原則，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)體系而言非常重要，它能夠維持這一體系的合理性。在結(jié)構(gòu)中，剛度太強(qiáng)無法變形，而柔性太大則過于容易變形，這樣的情況都會(huì)影響導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的使用。 （4） 打通關(guān)節(jié)。之所以要進(jìn)行關(guān)節(jié)的打通，最主要的原因還是為了保持結(jié)構(gòu)的靜態(tài)平衡，并使結(jié)構(gòu)體系中能夠很好的進(jìn)行力量傳遞，使其永久在保持在合理的范圍內(nèi)。在

4、結(jié)構(gòu)工程師的觀念里，認(rèn)為結(jié)構(gòu)體系存在關(guān)節(jié)是一個(gè)非常不合理的現(xiàn)象，這樣會(huì)延緩?fù)饬Φ膫鬟f和消減的速度。 2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該注意的幾個(gè)問題 （1）地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面存在的問題 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中的好壞和地基的質(zhì)量都會(huì)直接影響到后期的建筑工程能否順利進(jìn)行，同時(shí)也決定了整個(gè)建筑工程的報(bào)價(jià)。這是因?yàn)榇蟛糠值慕ㄖ?gòu)造工程師無法認(rèn)清軟弱地基的危害，在對(duì)這種地基進(jìn)行處理時(shí)，只憑以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行處理，并不進(jìn)行前期的測(cè)試設(shè)計(jì)，進(jìn)行換土墊層，而只是簡(jiǎn)單的使用了砂墊層，利用這種方法來對(duì)地基進(jìn)行處理，雖然在一定程度上加強(qiáng)了承載力，但是既浪費(fèi)了有限的資金，有無法保證安全性；還有一些建筑工程師在進(jìn)行柱、梁以及基礎(chǔ)地基的負(fù)荷計(jì)算時(shí)，同樣

5、只是憑借經(jīng)驗(yàn)，并沒有按照相關(guān)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范的荷載乘以折減系數(shù)運(yùn)算，這樣為建筑埋下了安全隱患。高層建筑相對(duì)低層來說，建筑周期長(zhǎng)，并且因?yàn)殡y度大，對(duì)于質(zhì)量和安全性的要求都比較高，所以在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工時(shí)，技術(shù)要求是重中之重。進(jìn)行高層建筑的構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該做出設(shè)計(jì)地下室的處理，可以提高天然地基的承載能力，并且增強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，有效降低地基的沉淀量和附加應(yīng)力。進(jìn)行多層建筑的設(shè)計(jì)時(shí)，要著重考慮地基問題，防止建筑物沉淀，尤其是多層建筑的地基部分軟土層較厚的，更需要對(duì)地基進(jìn)行強(qiáng)化處理。一般在對(duì)軟土地基進(jìn)行處理時(shí)，可以選擇多種方案進(jìn)行處理，但從經(jīng)濟(jì)性、安全性、實(shí)用性的角度出發(fā)，就需要對(duì)多層建筑的

6、地上部分特點(diǎn)以及地基部分厚度做深入的研究，從而確定最佳方案。 （2） 抗震設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)施工圖時(shí)，還要將滿足房屋建設(shè)對(duì)抗震的規(guī)范要求設(shè)計(jì)在內(nèi)?？拐鹨?guī)范、高規(guī)和混凝土規(guī)范，三者都對(duì)建筑結(jié)構(gòu)和構(gòu)造提出了詳細(xì)的說明，努力在最后一道工序上保證建筑安全。建筑設(shè)計(jì)人員通過某些特定程序運(yùn)算，會(huì)獲得與建筑構(gòu)造比較符合的計(jì)算數(shù)據(jù)。但是為了保證建筑安全，仍然要分析一些具體情況，舉個(gè)例子來說，對(duì)于框架結(jié)構(gòu)中的頂部抽柱，設(shè)計(jì)人員就要計(jì)算這段柱子箍筋全長(zhǎng)加密，并且提高一個(gè)等級(jí)的抗震能力，然后進(jìn)行框架的設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力主要受兩個(gè)因素的影響，一是建筑的承載力，另外一個(gè)是建筑的變形能力，二者缺一不可。地震發(fā)生時(shí)，建筑結(jié)

7、構(gòu)因?yàn)槭芰?huì)產(chǎn)生微弱的屈服，然后利用結(jié)構(gòu)本身的變形能力來吸收地震的能量，提高結(jié)構(gòu)的延性，這樣既減弱了地震對(duì)建筑的力量，同時(shí)也提高了建筑抵抗地震的能力，增加建筑的安全性。除此之外，在設(shè)計(jì)抗震結(jié)構(gòu)時(shí)，要注意強(qiáng)弱結(jié)合，剛度適應(yīng)，并按照地震作用力量來分布，提高建筑的抗震能力。 （3） 剪力墻連梁的設(shè)計(jì) 連梁是指與剪力墻相連允許開裂可作剛度折減的梁。 高層建筑中，有時(shí)候會(huì)涉及到高層剪力墻結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，設(shè)計(jì)連梁時(shí)要考慮到到多種因素影響：連梁跨高比、連梁的內(nèi)力、連梁的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力剛度、以及和相連的墻肢剛度等。建筑工程師在設(shè)計(jì)連梁時(shí)，最好選擇跨高比較大的連梁，這樣可以有效避免連梁過早被剪切破壞掉，直接影響

8、到聯(lián)肢墻。通過房屋建筑業(yè)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)連梁發(fā)生剪切變形時(shí)，如果變形增大到一定程度，會(huì)形成斜向的裂縫，如果荷重一直存在，那么這個(gè)斜向的裂縫會(huì)延長(zhǎng)加大，以至于形成一個(gè)從這端到另一端對(duì)角線的裂縫，由于裂縫的存在，會(huì)降低連梁的負(fù)荷能力，使建筑存在安全隱患。連梁在地震時(shí)或者是負(fù)重時(shí)，會(huì)首先發(fā)生屈服并且形成一個(gè)具有塑性的機(jī)構(gòu)，在調(diào)整受力后，會(huì)減少連梁的硬度，從而可以有效抑制連梁的剪切破壞。 （4） 關(guān)于強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)理念 主要的設(shè)計(jì)概念是針對(duì)小震不壞，中震可修，大震不倒的抗震設(shè)防目標(biāo)而提出的。針對(duì)目前我國(guó)建筑現(xiàn)狀，提出了嚴(yán)格控制軸壓比的有效建議，建筑工程師認(rèn)為，無論在何種情況下，軸壓比都應(yīng)該嚴(yán)格控制在

9、0.9%以下。而對(duì)于支座筋和橫梁來說，可以通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)幅降低支座筋，必須保證地震時(shí)梁要先于柱發(fā)生屈服，并且保證梁端的彎曲承載力不小于柱端承載力。 （5） 關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板的挑板問題 從結(jié)構(gòu)角度來講，如果能出挑板，能調(diào)勻邊跨底板鋼筋，尤其是布置底板通長(zhǎng)鋼筋，可以防止因?yàn)檫吙玟摻钤斐傻睦速M(fèi)，節(jié)約底板的通常筋。設(shè)計(jì)窗井部分時(shí)，不需要再做出長(zhǎng)挑板，只要在挑板上砌上墻就可以了，這樣在計(jì)算這個(gè)地方的板時(shí)就不能再按照挑板來計(jì)算。在某個(gè)特定的部位設(shè)置好相應(yīng)的挑板，可以使整體的沉淀量降低，當(dāng)建筑出現(xiàn)傾斜時(shí)，也可以通過設(shè)置挑板，調(diào)整整體重心，從而調(diào)整建筑的傾斜程度。對(duì)建筑加入挑板后，使基底的附加能力得到降低，如果基礎(chǔ)形式在天然地基和人工地基中都有時(shí)，可以通過加入挑板進(jìn)行調(diào)整，從而采用天然地基，如果還不能達(dá)到要求，可以增加一個(gè)跨度較大的周圈窗井。 3 結(jié)束語 建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工程，要做好這項(xiàng)工作，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工程師需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)做充分認(rèn)真的分析并結(jié)合企業(yè)需求特點(diǎn)，根據(jù)自己所掌握的知識(shí)體系，整合所有資料后設(shè)計(jì)出科學(xué)有效的方案，從而提高施工水平。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要嚴(yán)格遵照設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，端正嚴(yán)肅負(fù)責(zé)認(rèn)真的工作態(tài)度，敢于打破陳規(guī)的思維方式，對(duì)目前我國(guó)的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的多發(fā)問題進(jìn)行深入研究分析，不斷提升自己的技術(shù)水平，以保證房屋建筑