摘要：建筑結(jié)構(gòu)的可靠度、穩(wěn)定性很大程度取決于建筑結(jié)構(gòu)加固處理，在這里筆者論述了建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的過(guò)程以及基本方法。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加固設(shè)計(jì)、受力分析

引言：我國(guó)是自然災(zāi)害高發(fā)國(guó)家之一，其中三分之二的大中城市均處于地震高發(fā)區(qū)域，則加強(qiáng)對(duì)既有建筑結(jié)構(gòu)加固處理迫在眉睫。此外，建筑物存在使用年限，即建筑物在正常的使用情況下，若超過(guò)了使用年限，其勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)在上個(gè)世紀(jì)90年代建成的建筑占據(jù)整個(gè)建筑總量的40%，這給整個(gè)社會(huì)及人民的生命安全及財(cái)產(chǎn)損失造成極大的威脅，所以，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)加固處理勢(shì)在必行。

1房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法

1.1結(jié)構(gòu)平面圖。在繪制結(jié)構(gòu)平面布置圖時(shí)，是否要輸入結(jié)構(gòu)軟件進(jìn)行建模呢？當(dāng)建筑地處抗震設(shè)防烈度為6度區(qū)時(shí)，根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，是可以不用進(jìn)行截面抗震驗(yàn)算的，但必須符合有關(guān)的抗震措施要求。因此對(duì)于砌體結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)可以不用在軟件中建模，直接設(shè)計(jì)即可，但設(shè)計(jì)中需要注意受壓和局部受壓的問(wèn)題。當(dāng)然，如果時(shí)間允許的情況下還是輸入建模較好，有一個(gè)便利就是可以利用軟件來(lái)進(jìn)行荷載導(dǎo)算何樂(lè)而不為呢？需要注意的是，當(dāng)建筑地處抗震設(shè)防烈度為7度及以上時(shí)是必須要輸入軟件建模計(jì)算的。

1.2屋頂（面）結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)建筑是坡屋時(shí)，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(fù)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(shí)應(yīng)由部分或全部的板負(fù)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。此外梁板的折角處鋼筋的布置應(yīng)有大樣示意圖。至于坡屋面板的平面畫(huà)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(jì)的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)人員真正的心知肚明，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者必須喲具備一定的空間概念，正確理解建筑圖紙和意圖。設(shè)計(jì)的圖紙方能讓施工人員明白。由于屋面的起坡會(huì)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(lái)降低墻的計(jì)算高度。

2建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)設(shè)計(jì)

2.1框架結(jié)構(gòu)加固方法

增補(bǔ)受拉鋼筋法是將受拉鋼筋增設(shè)于建筑物砼梁結(jié)構(gòu)受拉部位，從而提高建筑梁結(jié)構(gòu)承載能力。該方法適用于承載能力增加要求不高且建筑結(jié)構(gòu)截面高度驗(yàn)算結(jié)果與達(dá)標(biāo)梁間存在一致性。增補(bǔ)受拉鋼筋法具體包括粘結(jié)法、全焊接法、半焊接法。

2.2磚混加固法

若建筑物為磚混結(jié)構(gòu)墻，其加固材料允許使用砼板墻鋼筋網(wǎng)片、鋼筋網(wǎng)片及水泥砂漿等，其施工方法應(yīng)以噴射砼法為主。若被加固建筑物為層數(shù)少、抗震驗(yàn)算差值小建筑，亂宜的加固方法為水泥砂漿鋼筋網(wǎng)片法。若被加固建筑物為高層建筑（超過(guò)4層），適宜的加固方法為砼板墻鋼筋網(wǎng)片法。

在處理建筑物橫墻間距過(guò)大或空心樓板時(shí)，應(yīng)以樓蓋結(jié)構(gòu)及屋蓋形式為依據(jù)，科學(xué)選取建筑加固方案。若建筑物為空心樓板屋蓋或樓蓋，適宜的加固方法為現(xiàn)澆鋼筋網(wǎng)片疊合層，干理由是其不僅符合了建筑橫墻建筑的需要，且克服了建筑整體性能差及樓層剛度低的缺陷。

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的階段答題可以分為三個(gè)階段，結(jié)構(gòu)方案階段，結(jié)構(gòu)計(jì)算階段和施工圖設(shè)計(jì)階段，方案階段的內(nèi)容為：根據(jù)建筑的重要性，建筑所在地的抗震設(shè)防烈度，工程地質(zhì)勘查報(bào)告，建筑場(chǎng)地的類別及建筑的高度和層數(shù)來(lái)確定建筑的結(jié)構(gòu)形式（例如，磚混結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)，框剪結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)，混合結(jié)構(gòu)等等以及由這些結(jié)構(gòu)來(lái)組合而成的結(jié)構(gòu)形式）。確定了結(jié)構(gòu)的形式之后就要根據(jù)不同結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)和要求來(lái)布置結(jié)構(gòu)的承重體系和受力構(gòu)件。

結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)計(jì)算階段的內(nèi)容為：首先，荷載的計(jì)算。荷載包括外部荷載（例如，風(fēng)荷載，雪荷載，施工荷載，地下水的荷載，地震荷載，人防荷載等等）和內(nèi)部荷載（例如，結(jié)構(gòu)的自重荷載，使用荷載，裝修荷載等等）上述荷載的計(jì)算要根據(jù)荷載規(guī)范的要求和規(guī)定采用不同的組合值系數(shù)和準(zhǔn)永久值系數(shù)等來(lái)進(jìn)行不同工況下的組合計(jì)算。其次，構(gòu)件的試算。根據(jù)計(jì)算出的荷載值，構(gòu)造措施要求，使用要求及各種計(jì)算手冊(cè)上推薦的試算方法來(lái)初步確定構(gòu)件的截面。再次，內(nèi)力的計(jì)算，根據(jù)確定的構(gòu)件截面和荷載值來(lái)進(jìn)行內(nèi)力的計(jì)算，包括彎矩，剪力，扭矩，軸心壓力及拉力等等。最后，構(gòu)件的計(jì)算。根據(jù)計(jì)算出的結(jié)構(gòu)內(nèi)力及規(guī)范對(duì)構(gòu)件的要求和限制（比如，軸壓比，剪跨比，跨高比，裂縫和撓度等等）來(lái)復(fù)核結(jié)構(gòu)試算的構(gòu)件是否符合規(guī)范和要求。如不滿足要求則要調(diào)整構(gòu)件的截面或布置到滿足要求為止。

4房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題

4.1地基與基礎(chǔ)方面

多層房屋無(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)是不科學(xué)的。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)類型和上部結(jié)構(gòu)的詳細(xì)勘測(cè)方可設(shè)計(jì)，僅憑地耐力這一數(shù)據(jù)是不全面的，也是不安全的，更不能盲目地把耐力容許值取得小一些就認(rèn)為萬(wàn)無(wú)一失了。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)者對(duì)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)采用沙石墊層加強(qiáng)一下承載力，沒(méi)有進(jìn)行墊層寬度和厚度計(jì)算，只能使軟弱地基處理既不安全，又不經(jīng)濟(jì)。

4.2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震能力，而且構(gòu)造柱與圈梁聯(lián)結(jié)在一起，形成對(duì)砌體的約束，這對(duì)于限制墻體裂縫，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。

在當(dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，構(gòu)造柱經(jīng)常被作為承柱使用，這種做法將引起以下幾個(gè)問(wèn)題。

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(huì)降低構(gòu)造柱對(duì)墻體的拉結(jié)和約束作用，而且結(jié)構(gòu)一旦遭遇地震作用時(shí)，在構(gòu)造柱位置必然形成應(yīng)力集中，首先破壞。這樣構(gòu)造柱不但起不倒其應(yīng)有的作用，反而成為房屋結(jié)構(gòu)中的一個(gè)薄弱的部位。

4.3在框架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，只注意了橫向框架的設(shè)計(jì)而忽視了縱向框架的設(shè)計(jì)。現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求，水平地震作用應(yīng)按兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算，各方面的地震作用應(yīng)由該方向的抗側(cè)力構(gòu)件來(lái)承擔(dān)。就是說(shuō)，在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，縱向框架與橫向框架有同等的重要性。一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者對(duì)以上非抗震設(shè)計(jì)，只按縱向的普通的連續(xù)梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，梁柱的節(jié)點(diǎn)和框架中的縱筋、箍筋的配置無(wú)法滿足框架的構(gòu)造要求。由于沒(méi)有考慮地震的縱向作用，在實(shí)際設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)梁的支座負(fù)筋，跨中縱筋及箍筋的配置均不足的現(xiàn)象。

5高層建筑結(jié)構(gòu)受力分析方法。

（1）框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的高層建筑內(nèi)力于位移的計(jì)算分析，大都采用連梁連續(xù)化假定。可由框架結(jié)構(gòu)與剪力墻水平位移或轉(zhuǎn)角相等的位移協(xié)調(diào)條件，建立位移與外荷載之間關(guān)系的微分布方程進(jìn)行求解。（2）剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特征與變形主要取決于墻體的開(kāi)洞情況。單片剪力墻按其受力特性的不同，可分為單肢墻、小開(kāi)口整體墻、聯(lián)肢墻等各種類型，不同類型的剪力墻結(jié)構(gòu)其截面應(yīng)力分布的規(guī)律也不相同，計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形位移時(shí)需采用相對(duì)應(yīng)的計(jì)算方法。（3）按照對(duì)計(jì)算模型處理的手法不同，筒體結(jié)構(gòu)的實(shí)用分析方法通?？煞譃椋旱刃нB續(xù)化法、等效離散化法和三維空間分析法。等效連續(xù)化方法的具體應(yīng)用包括有連續(xù)化微分方程求解法、有限單元法、能量法等；等效離散化方法則包括等代角柱法、核心筒的框架分析法等；相對(duì)于等效連續(xù)化方法和等效離散化方法的筒體結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，完全按三維空間結(jié)構(gòu)建立計(jì)算模型來(lái)分析筒體結(jié)構(gòu)體系的受力性能更為精確。三維空間分析法將高層筒體建筑結(jié)構(gòu)體系看作是由若干個(gè)空間梁?jiǎn)卧?、空間柱單元和薄壁柱單元組合而成的空間桿系結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行計(jì)算分析，更符合受力結(jié)構(gòu)體系的實(shí)際工作狀態(tài)。