有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的研討

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摘要：隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國建筑業(yè)也得到了快速發(fā)展，并取得了巨大的成就，但同時也存在一些問題。

　　關(guān)鍵詞：房屋建筑結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)設(shè)計 常見問題 　　 　　一、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本方法 　　 　　1. 結(jié)構(gòu)平面圖在繪制結(jié)構(gòu)平面布置圖時，要輸入結(jié)構(gòu)軟件進行建模。當建筑地處抗震設(shè)防烈度為6度區(qū)時，根據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)范，是可以不用進行截面抗震驗算的，但必須符合有關(guān)的抗震措施要求。因此，對于砌體結(jié)構(gòu)來說可以不用在軟件中建模，直接設(shè)計即可，但設(shè)計中需要注意受壓和局部受壓的問題。需要注意的是，當建筑地處抗震設(shè)防烈度為7度及以上時是必須要輸入軟件建模計算的。 　　2. 屋頂(面)結(jié)構(gòu)圖當建筑是坡屋面時，結(jié)構(gòu)的處理方式有梁板式及折板式兩種。梁板式適用于建筑平面不規(guī)整，板跨度較大，屋面坡度及屋脊線轉(zhuǎn)折復雜的坡屋面，折板式適用于相反的條件。兩種形式的板均為偏心受拉構(gòu)件。板配筋時應有部分或全部的板負筋拉通以抵抗拉力。板厚基于構(gòu)造需要一般不宜小于120厚。至于坡屋面板的平面畫法，通常使用剖面示意圖加大樣詳圖的表示方法，這樣更便于施工人員正確理解圖紙。正確繪圖和設(shè)計的關(guān)鍵是設(shè)計人員真正的心知肚明，結(jié)構(gòu)設(shè)計者必須要具備一定的空間概念，正確理解建筑圖紙和意圖。設(shè)計的圖紙方能讓施工人員明白。由于屋面的起坡會造成閣樓層的部分墻體超高，要結(jié)合門窗頂設(shè)置圈梁來降低墻的計算高度。 　　 　　二、當前房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題 　　 　　1. 地基與基礎(chǔ)方面 　　1)多層房屋建筑無地質(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)計資料就進行施工圖設(shè)計。地基與基礎(chǔ)設(shè)計要做到合理，安全適用，設(shè)計人員必須依據(jù)地質(zhì)勘察資料，統(tǒng)一考慮多方面因素進行基礎(chǔ)類型選擇和設(shè)計，僅憑地耐力這一數(shù)據(jù)是不全面的，也是不安全的，更不能盲目的把地耐力容許值取得小一些就認為萬無一失了。 　　2)采用換土墊層進行軟弱地基處理，不進行換土墊層設(shè)計，只憑經(jīng)驗處置。有時設(shè)計者對軟弱地基的危害認識不足，只是簡單地憑借經(jīng)驗采用砂墊層加強一下承載力，沒有進行墊層寬度和厚度計算，既不安全，又不經(jīng)濟。 　　3)民用建筑中柱、梁及基礎(chǔ)的負荷未按規(guī)范乘以折減系數(shù)。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，因而采用荷載值偏大。 　　2. 磚混結(jié)構(gòu)房屋中構(gòu)造柱兼作承重柱用在磚混結(jié)構(gòu)中，構(gòu)造柱不但能夠提高墻體的抗剪能力，而且構(gòu)造柱與圈梁聯(lián)結(jié)在一起，形成對砌體的約束，這對于限制墻體裂縫的開展，維持豎向承載力，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能有著重要的作用。但在當前結(jié)構(gòu)設(shè)計中，構(gòu)造柱經(jīng)常被作為承重柱使用，這種作法將引起以下幾個問題。 　　1)構(gòu)造柱作為承重柱使用后，使得構(gòu)造柱提前受力，這不但會降低構(gòu)造柱對砌體的拉結(jié)和約束作用，而且結(jié)構(gòu)一旦遭遇地震作用，在構(gòu)造柱位置必然形成應力集中，首先破壞。這樣構(gòu)造柱不但起不到應有的約束作用，反而成為房屋結(jié)構(gòu)中的一個薄弱的部位。 　　2)構(gòu)造柱一般生根于地圈梁中，沒有另設(shè)基礎(chǔ)，構(gòu)造柱兼作承重柱使用后，柱底基礎(chǔ)的抗沖切、抗彎部及局部承壓強度必然不能滿足要求。柱底基礎(chǔ)一旦發(fā)生沖切或局部承壓破壞便出現(xiàn)裂縫。本文建議承重大梁下的柱子應按承重柱設(shè)計。若梁上荷載和跨度都比較小時，構(gòu)造柱也可布置于梁下，但此時必須按不考慮構(gòu)造柱作用來驗算梁下墻體的局部承壓和抗彎強度。經(jīng)驗算滿足，方可在梁下布置構(gòu)造柱。 　　3. 承重柱截面高度設(shè)計過小這種情況多發(fā)生于六度抗震設(shè)防區(qū)。一些結(jié)構(gòu)設(shè)計人員誤認為六度設(shè)防就是不設(shè)防，為受力分析方便，他們故意把柱子的截面高度設(shè)計得過小，使梁柱的線剛度比加大。把梁簡化為鉸支梁，梁柱按軸心受壓計算。這種做法雖然易于進行結(jié)構(gòu)受力分析，但卻給房屋結(jié)構(gòu)埋下了隱患。因為，這樣做忽略了梁柱間的剛結(jié)作用，即忽略了柱對梁的約束彎矩，加之柱截面的配筋都較小，結(jié)構(gòu)一旦受力后，柱頂抗彎剛度必然不足，從而柱子在梁底附近將會出現(xiàn)一條或多條水平裂縫，形成塑性餃。這樣在正常使用情況下，柱子已開始帶鉸工作。這不但影響了房屋的耐久性，而且也常常引起用戶的恐懼心理。更為嚴重的是，這樣的結(jié)構(gòu)一旦遭遇地震作用，將會倒塌，這違背了現(xiàn)行抗震規(guī)范中“強柱弱梁”的設(shè)計原則。 　　4. 在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中． 只注意了橫向框架的設(shè)計而忽視了縱向框架現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計規(guī)范要求水平地震作用應按兩個主軸方向分別計算，各方向的地震作用應由該方向的抗側(cè)力構(gòu)件來承擔。即在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中，縱向框架與橫向框架有同等的重要性。非抗震設(shè)計時，一些結(jié)構(gòu)設(shè)計者把縱向框梁按普通連續(xù)梁進行設(shè)計，梁柱的節(jié)點和框架中的縱筋、箍筋的配置均無法滿足框架梁、柱的構(gòu)造要求。由于沒有考慮地震的縱向作用，在實際設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)梁的支座負筋，跨中縱筋及箍筋的配置均不滿足要求的現(xiàn)象。 　　5. 懸挑粱的截面高度選用過小設(shè)計者往往只注意了對梁的強度和抗傾覆進行驗算，而忽略了對梁撓度的驗算。梁高選用過小，常引起梁截面的受壓區(qū)應力過高，在正常使用狀態(tài)下，梁截面受壓區(qū)產(chǎn)生非線性徐變。梁撓度隨時間的推移不斷加大。挑梁的變形引起梁板出現(xiàn)裂縫，裂縫寬度隨著挑梁變形的加大而加寬，影響了房屋的正常使用。據(jù)筆者觀察，這種挑梁的變形發(fā)展到后期，梁支座截面上部受拉區(qū)常常出現(xiàn)較寬的豎向裂縫。受支座附近剪彎作用的影響，豎向裂縫向下延伸發(fā)展為斜裂縫，此時梁已接近破壞，當為托墻挑梁時，梁過大的撓度引起梁上墻體在梁支座附近出現(xiàn)裂縫。裂縫在梁支座處沿斜向延伸，梁縫愈靠上愈寬。 　　 　　 　　參考文獻： 　　【1】梅洪元，付本臣。中國高層建筑創(chuàng)作理論發(fā)展研究，高層建筑與智能建筑國際學術(shù)研討會，2010. 　　【2】 覃力，高層建筑設(shè)計的一種傾向——大規(guī)模高層建筑的集群化和城市化， 高層建筑與智能建筑國際學術(shù)研討會，2009.