【摘 要】 隨著我國(guó)城市化發(fā)展進(jìn)程的不斷推進(jìn)，居民的生活水平日益提高，居民對(duì)住房的要求也越來(lái)越高，因此建筑設(shè)計(jì)師需要扎實(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)度以保證一項(xiàng)設(shè)計(jì)成功的完成。本文就建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常出現(xiàn)的一些問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要探討，以供同仁指導(dǎo)與參考。

【關(guān)鍵詞】 建筑結(jié)構(gòu)；類型；設(shè)計(jì)；注意事項(xiàng)

引 言

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是用結(jié)構(gòu)語(yǔ)言來(lái)表達(dá)建筑工程師所想表達(dá)的東西。結(jié)構(gòu)語(yǔ)言就是結(jié)構(gòu)師從建筑及其它專業(yè)圖紙中所提煉出來(lái)的結(jié)構(gòu)元素，主要包括包括基礎(chǔ)、墻、柱、梁、板、樓梯、樣圖等。然后用這些結(jié)構(gòu)元素來(lái)構(gòu)成建筑物或構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)體系，包括豎向和水平的承重及抗力體系，再把各種情況產(chǎn)生的荷載傳遞至基礎(chǔ)。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類型

建筑物有不同的使用功能要求，因此有許多類型及分類方法。

（1） 根據(jù)建筑物的用途， 可以分為工業(yè)建筑與民用建筑。根據(jù)建筑物的層數(shù)，可以分為單層、多層、高層和超高層建筑。

（2） 建筑物根據(jù)所使用的結(jié)構(gòu)材料可以分為：木結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)等。

（3） 建筑物根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式，可以分為排架結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)和大路結(jié)構(gòu)等。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容

2.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序：

建筑物的設(shè)計(jì)包括建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、給排水設(shè)計(jì)、暖氣通風(fēng)設(shè)計(jì)和電氣設(shè)計(jì)等。每一部分的設(shè)計(jì)都應(yīng)圍繞設(shè)計(jì)的四個(gè)基本要求：即功能要求、美觀要求、經(jīng)濟(jì)要求和環(huán)保要求。建筑結(jié)構(gòu)是一個(gè)建筑物發(fā)揮其使用功能的基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑物設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，主要包括以下四個(gè)過(guò)程：方案設(shè)計(jì)→結(jié)構(gòu)分析→構(gòu)件設(shè)計(jì)→繪施工圖。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

為保證建筑結(jié)構(gòu)的可靠度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在設(shè)計(jì)中，必須遵循以下要求：

（1） 計(jì)算內(nèi)容：結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算和正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算，如直接承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算。

（2） 抗震設(shè)計(jì)：我國(guó)的抗震設(shè)防烈度為6至9度，建筑結(jié)構(gòu)根據(jù)所在地區(qū)的烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度采用不同的抗震等級(jí)。對(duì)應(yīng)不同的抗震等級(jí)，有不同的計(jì)算和構(gòu)造要求。

（3） 結(jié)構(gòu)上多種作用效應(yīng)同時(shí)發(fā)生時(shí)，應(yīng)通過(guò)結(jié)構(gòu)分析分別求出每一種作用下的效應(yīng)后，考慮其可能的最不利組合。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

一個(gè)完美的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工這五個(gè)方面的最佳結(jié)合。完美的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是在努力追求這五個(gè)方面的最佳結(jié)合的過(guò)程中產(chǎn)生的，適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員努力的方向，也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最佳體現(xiàn)。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般在建筑設(shè)計(jì)之后， 受制于建筑設(shè)計(jì)，但又“反制”于建筑設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能破壞建筑設(shè)計(jì)，應(yīng)滿足、實(shí)現(xiàn)各種建筑要求；建筑設(shè)計(jì)不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力范圍，不能超出安全、經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定建筑設(shè)計(jì)能否實(shí)現(xiàn)，從這點(diǎn)來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯得更為重要， 雖然一個(gè)標(biāo)志性建筑物建成后，人們記得建筑師的名字，但是一個(gè)適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念卻是工程師們的驕傲。

4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題

（1） 箱、筏基礎(chǔ)底板挑板的陽(yáng)角問(wèn)題。一是陽(yáng)角面積在整個(gè)基礎(chǔ)底面積中所占比例極小，可砍成直角或斜角；二是如果底板鋼筋雙向雙排，且在懸挑部分不變，陽(yáng)角不必加輻射筋。

（2） 箱、筏基礎(chǔ)底板的挑板問(wèn)題。從結(jié)構(gòu)角度來(lái)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(zhǎng)布置時(shí)，不會(huì)因邊跨鋼筋而加大整個(gè)底板的通長(zhǎng)筋，較為節(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(shí)，加挑板就可能采用天然地基；能降低整體沉降，當(dāng)荷載偏心時(shí)，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(zhǎng)挑板。雖然在計(jì)算時(shí)此處板并不應(yīng)按挑板計(jì)算。當(dāng)然，此問(wèn)題也并不是絕對(duì)的，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(shí)，可靈活考慮；當(dāng)?shù)叵滤惠^高，出基礎(chǔ)挑板，有利于解決抗浮問(wèn)題；從建筑角度講，取消挑板，可方便柔性防水做法。

（3） 梁、板的計(jì)算跨度問(wèn)題。一般的手冊(cè)或教科書上所講的計(jì)算跨度，如凈跨的1.1倍等，這些規(guī)定和概念僅適用于常規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而在應(yīng)用的寬扁梁中卻是不適用的。梁板結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單點(diǎn)講， 可認(rèn)為是在梁的中心線上有一剛性支座，取消梁的概念，將梁板統(tǒng)一認(rèn)為是一變截面板。在扁梁結(jié)構(gòu)中，梁高比板厚大不了多少時(shí)，應(yīng)將計(jì)算長(zhǎng)度取至梁中心， 選梁中心處的彎距和梁厚，及梁邊彎距和板厚配筋，取二者大值配筋。（借用臺(tái)階式獨(dú)立基礎(chǔ)變截面處的概念）柱子也可認(rèn)為是超大截面梁，所以梁配筋時(shí)應(yīng)取柱邊彎距。削峰是正常的，不削峰才時(shí)有問(wèn)題的。

（4） 基坑開(kāi)挖時(shí)， 摩擦角范圍內(nèi)的坑邊的基底土受到約束，不反彈，坑中心的地基土反彈，回彈以彈性為主，回彈部分被人工清除。當(dāng)基礎(chǔ)較小，坑底受到很大約束，回彈可以忽略，在計(jì)算沉降時(shí)，應(yīng)按基底附加應(yīng)力計(jì)算。當(dāng)基坑很大時(shí)，相對(duì)受到較小約束，如箱基，計(jì)算沉降時(shí)應(yīng)按基底壓力計(jì)算，被坑邊土約束的部分可以作為安全儲(chǔ)備，這也是計(jì)算沉降大于實(shí)際沉降的原因之一。

（5） 關(guān)于回彈再壓縮?；娱_(kāi)挖時(shí)，摩擦角范圍內(nèi)坑邊的基底土受到約束，不反彈，坑中心的地基土反彈，回彈以彈性為主，回彈部分被人工清除。當(dāng)基礎(chǔ)較小，坑底受到很大約束，如獨(dú)立基礎(chǔ)，回彈可以忽略，在計(jì)算沉降時(shí)，應(yīng)按基底附加應(yīng)力計(jì)算。當(dāng)基坑很大時(shí)，相對(duì)受到較小約束，如箱基，計(jì)算沉降時(shí)應(yīng)按基底壓力計(jì)算，被坑邊土約束的部分當(dāng)作安全儲(chǔ)備，這也是計(jì)算沉降大于實(shí)際沉降的原因之一。

（6） 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(wú)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。規(guī)范中說(shuō)的比較清楚，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)。換句話說(shuō)，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(shí)，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(shí)，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(duì)不大，主梁也可不加附加筋?？偟脑瓌t，當(dāng)主梁上次梁開(kāi)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(shí)， 主梁可不加附加筋。梁上集中力， 產(chǎn)生的剪力在整個(gè)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(duì)主梁截面、荷載較小時(shí)，也可滿足。

（7） 通常情況，懸挑梁宜做成等截面，尤其出挑長(zhǎng)度較短時(shí)。與挑板不同，挑梁的自重占總荷載的比例很小， 作成變截面不能有效減輕自重。變截面挑梁的箍筋，每個(gè)都不一樣，加大施工難度。變截面梁的撓度也大于等截面梁。當(dāng)然，外露的大挑梁，可適當(dāng)變截面，讓感官效果更好些。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程的重要組成部分，是建筑安全應(yīng)用的前提與基礎(chǔ)。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要從基本的構(gòu)件算起，深刻理解規(guī)范和規(guī)程的含義，并通力配合其他部門工作人員來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外在工作中應(yīng)仔細(xì)認(rèn)真，提高反思和總結(jié)工作中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)的能力。只有這樣才能真正做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高建筑工程質(zhì)量。

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