淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題及對策

1、<p>　　淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題及對策</p><p>　　摘要：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項系統(tǒng)的、全面的工作,在設(shè)計中存在的問題是多種多樣的,作為設(shè)計來講，需要扎實的理論知識功底,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。本文探討了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題及對策。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；常見問題；對策 </p><p>　　中圖分類號：

2、S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項強(qiáng)度很高的創(chuàng)造性思維勞動，要運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計人所掌握的大量知識，進(jìn)行富有創(chuàng)造性的工作，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項系統(tǒng)的、全面的工作,在設(shè)計中存在的問題是多種多樣的,作為設(shè)計來講，需要扎實的理論知識功底,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。我們要始終把提高設(shè)計質(zhì)量作為終身奮斗的目標(biāo)。 </p><p>　　一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

3、的基本要求 </p><p>　　1、層層設(shè)置。安全的結(jié)構(gòu)體系在設(shè)計過程中必須要層層設(shè)置，尤其是當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時將會在抵抗外在破壞中發(fā)揮有效作用。若僅僅將抗風(fēng)險的希望都集中寄托在建筑的某一個結(jié)構(gòu)上，這是很不穩(wěn)定的。多肢墻好于單片墻，框架剪力墻好于純框架好等等，這些都是層層防線的設(shè)計思路的重要表現(xiàn)。 </p><p>　　2、重大輕小。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常常涉及到了很多關(guān)鍵的理念，如：“強(qiáng)柱弱梁”、

4、“強(qiáng)剪弱彎”等，這些都是設(shè)計師門需要重視的問題。盡管對于結(jié)構(gòu)體系而言，其是由不同的構(gòu)件協(xié)調(diào)構(gòu)建起了，而由于不同的構(gòu)件都發(fā)揮著不同的作用，其在整個建筑中也有輕重之分。 </p><p>　　3、優(yōu)劣互補(bǔ)?？茖W(xué)的建筑結(jié)構(gòu)體系需要堅持優(yōu)劣互補(bǔ)的原則。結(jié)構(gòu)太剛其變形能力差，若建筑受到巨大的破壞力時，則應(yīng)具備的承受的力更大，經(jīng)常會發(fā)生局部受損以至于全部毀壞，而太柔的結(jié)構(gòu)盡管能夠限制外力，但經(jīng)常因為變形過大而難以正常運(yùn)用。

5、</p><p>　　二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的常見問題及對策 </p><p>　　1、 地基與基礎(chǔ)設(shè)計方面存在的問題。地基與基礎(chǔ)設(shè)計一直是結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面，這是因為不僅該階段設(shè)計過程的好與壞將直接影響后期設(shè)計工作的進(jìn)行，而且地基基礎(chǔ)也是整個工程造價的決定性因素。但很多房屋建筑無地質(zhì)勘察報告，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)計資料就進(jìn)行施工圖設(shè)計。還有有些設(shè)計者對軟弱地基

6、的危害認(rèn)識不足，當(dāng)采用換土墊層對軟弱地基處理時，不做換土墊層設(shè)計，只憑經(jīng)驗處置，只是簡單地憑借經(jīng)驗采用砂墊層加強(qiáng)一下承載力，沒有進(jìn)行墊層寬度和厚度計算，既不安全，又不經(jīng)濟(jì)。另外一些設(shè)計人員設(shè)計多層民用建筑時，在計算梁、柱和基礎(chǔ)的負(fù)荷時未按現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范將荷載乘以折減系數(shù)計算其荷載值，因而導(dǎo)致采用荷載值偏大。 </p><p>　　在地基與基礎(chǔ)設(shè)計這一階段，應(yīng)選用整體性好，滿足地基承載力和建筑物容許變形的要求，并能調(diào)

7、節(jié)不均勻沉降的基礎(chǔ)形式。高層建筑宜設(shè)置地下室以減小地基的附加應(yīng)力和沉降量，有利于滿足天然地基的承載力和上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。此外，在地基基礎(chǔ)設(shè)計中要注意地方性規(guī)范的重要性。對多層建筑來說，尤其是軟土層覆蓋層厚度較大地區(qū)的多層建筑，一般都需要經(jīng)過地基處理的方式來達(dá)到控制建筑物沉降的目的。常用的軟土地基處理方式類型較多，但在選擇地基處理方案前。必須認(rèn)真研究上部結(jié)構(gòu)和地基兩方面的特點及環(huán)境情況，并根據(jù)工程設(shè)計要求，確定地基處理范圍和處理后要求

8、達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)，以及各種處理方面的適用性。進(jìn)行多方案比較，最終選定安全實用、經(jīng)濟(jì)合理的方案 </p><p>　　2、結(jié)構(gòu)布置不合理，體型不規(guī)則 </p><p>　　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)計中的十分重要的環(huán)節(jié)，這里的“規(guī)則”包含了對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，特別是對于復(fù)雜

9、的建筑體型，很難一一用若干簡化的定量指標(biāo)來劃分不規(guī)則程度并規(guī)定限制范圍。 </p><p>　　由于缺乏規(guī)范依據(jù)及相應(yīng)的設(shè)計規(guī)定，加之對結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計缺乏應(yīng)有的了解，有些設(shè)計人員往往對結(jié)構(gòu)規(guī)則性難以把握，有時甚至聽從業(yè)主和建筑師的要求，在實際工程中出現(xiàn)了不少規(guī)則性很差、對結(jié)構(gòu)抗震十分不利的高層建筑。這里僅舉幾個例子： </p><p>　?。?）平面凹凸不規(guī)則。這是最常見的一種情況。 &

10、lt;/p><p>　?。?）平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則問題。如框架- 剪力墻結(jié)構(gòu)中，縱橫剪力墻布置過分集中或僅布置在房屋的一端，使結(jié)構(gòu)剛度中心嚴(yán)重偏離質(zhì)量中心。有時甚至是結(jié)構(gòu)整體計算的第一振型為扭轉(zhuǎn)振型。 </p><p>　?。?）高位轉(zhuǎn)換問題。如某高層建筑采用框支抗震墻結(jié)構(gòu)，高度約160m，Ⅳ類場地，6 度設(shè)防，不僅房屋高度大大超過其最大適用高度，且在第6～7 層處設(shè)置了厚板轉(zhuǎn)換層，框支層數(shù)達(dá)到6層

11、?？蛑Э拐饓倏拐鸩焕慕Y(jié)構(gòu)體系，新修編的抗震規(guī)范，對此類結(jié)構(gòu)的抗震措施僅限于框支層不超過兩層。 </p><p>　?。?）樓層錯層問題。高層建筑中帶有較大范圍的錯層，使樓層的樓板不連續(xù)，對結(jié)構(gòu)抗震十分不利。 </p><p>　?。?）高層建筑帶有明顯薄弱層，又沒有采取有效的抗震加強(qiáng)措施。 </p><p>　?。?）高層建筑結(jié)構(gòu)中，同時采用兩種以上的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

12、諸如帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)、錯層結(jié)構(gòu)、連體結(jié)構(gòu)、多塔樓結(jié)構(gòu)等，均屬于復(fù)雜結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)抗震對高層建筑規(guī)則性的要求，高層結(jié)構(gòu)不宜同時采用兩種以上的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。 </p><p>　?。?）同一結(jié)構(gòu)單元中采用兩種不同的結(jié)構(gòu)體系。如某多層框架結(jié)構(gòu)，電梯井及兩端山墻部位局部采用磚墻承重。 </p><p>　?。?）高層建筑樓板（特別是首層和轉(zhuǎn)換層樓板）開洞過多過大，有的樓板開洞率甚至超過了30%。 <

13、/p><p>　　在工程設(shè)計中應(yīng)盡量避免采用不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)。在設(shè)計不規(guī)則結(jié)構(gòu)時，應(yīng)采用符合結(jié)構(gòu)實際受力狀態(tài)的力學(xué)模型進(jìn)行計算分析，并采取有效的抗震加強(qiáng)措施。新修編的建筑抗震設(shè)計規(guī)范，參考了美國UBC 和歐洲規(guī)范8 的做法，對規(guī)則與不規(guī)則作了一些定量的劃分，并規(guī)定了相應(yīng)的設(shè)計計算要求。如將樓層最大彈性水平位移與該樓層兩端彈性水平位移平均值的比值大于1.2 時定義為平面扭不規(guī)則結(jié)構(gòu)，并規(guī)定上述比值

14、不宜大于1.5；對超過梁高的錯層，規(guī)定應(yīng)按樓板開洞對待，錯層面積較大時，應(yīng)采用符合樓板平面內(nèi)實際剛度變化的計算模型；對豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)，規(guī)定薄弱地震剪力及某些水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震內(nèi)力應(yīng)乘以不同的增大系數(shù)，等等。 </p><p>　　3、主梁有次梁處加附加筋。一般應(yīng)優(yōu)先加箍筋,附加箍筋可認(rèn)為是:主梁箍筋在次梁截面范圍無法加箍筋或箍筋短缺, 在次梁兩側(cè)補(bǔ)上,像板上洞口附加筋。附加筋一般要有,但也不是絕對的。規(guī)范中說的比

15、較清楚,位于梁下部或梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載,應(yīng)全部由附加橫向鋼筋承擔(dān)。也就是說,位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的墊梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力應(yīng)加附加筋。但梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載可根據(jù)具體情況而定。當(dāng)主次梁截面相差不大,次梁荷載較大時,應(yīng)加附加筋。當(dāng)主梁高度很高,次梁截面很小、荷載很小時,如快接近板上附加暗梁,主梁可不加附加筋。還有當(dāng)主次梁截面均很大,如工藝要求形成的主次深梁,而荷載相對不大,主梁也可不加附

16、加筋?？偟脑瓌t,當(dāng)主梁上次梁開裂后,從次梁的受壓區(qū)頂至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁產(chǎn)生的剪力時, 主梁可不加附加筋。梁上集中力, 產(chǎn)生的剪力在整個梁范圍內(nèi)是一樣,所以抗剪滿足,集中力處自然滿足。主次深梁及次梁相對主梁截面、荷載較小時,也可滿足。 </p><p>　　4、 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，特別是當(dāng)?shù)装邃摻钔ㄩL布置時，不會因邊跨鋼筋而加大整

17、個底板的通長筋，較節(jié)約。出挑板后，能降低基底附加應(yīng)力，當(dāng)基礎(chǔ)形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時，加挑板就可能采用天然地基。必要時可加較大跨度的周圈窗井。能降低整體沉降，當(dāng)荷載偏心時，在特定部位設(shè)挑板，還可調(diào)整沉降差和整體傾斜。窗井部位可以認(rèn)為是挑板上砌墻，不宜再出長挑板。雖然在計算時此處板并不應(yīng)按挑板計算。當(dāng)然此問題并不絕對，當(dāng)有數(shù)層地下室，窗井橫隔墻較密，且橫隔墻能與內(nèi)部墻體連通時，可靈活考慮。 </p><p

18、>　　總之，結(jié)構(gòu)設(shè)計是個系統(tǒng)的、全面的工作，需要扎實的理論知識功底、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。結(jié)構(gòu)的設(shè)計不是單求外表的獨(dú)特與奇異，而是要講究科學(xué)的依據(jù)和實用的價值。設(shè)計人員要從一個個基本的構(gòu)件算起，做到知其所以然，深刻理解規(guī)范和規(guī)程的含義，并密切配合其他專業(yè)來進(jìn)行設(shè)計。只有這樣才能真正體會結(jié)構(gòu)設(shè)計的意義，推動建筑業(yè)向前發(fā)展。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b&g

19、t;</p><p>　　[1] 徐田娟.&#160;&#160;淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的幾個常見問題[J]. 商業(yè)文化(下半月). 2012(01) </p><p>　　[2] 李浩,劉東甲.&#160;&#160;淺析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注意的問題[J]. 工程與建設(shè). 2012(01) </p><p>　　[3] 侯艷斌.&

20、#160;&#160;建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法簡述[J]. 科技信息. 2012(04) </p><p>　　[4] 袁鑫.&#160;&#160;高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的若干問題與措施分析[J]. 現(xiàn)代裝飾(理論). 2012(01) </p><p>　　[5] 祖浩昌.&#160;&#160;淺談房屋住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 20