【摘要】人們所居住的住宅，購(gòu)物的商店、商場(chǎng)，觀看體育比賽的看臺(tái)及體育館，還有辦公樓等等，這些人們賴以生活、學(xué)習(xí)、工作的場(chǎng)所即建筑物，無(wú)論是簡(jiǎn)單還是復(fù)雜，其中都包含有基礎(chǔ)、柱、樓蓋及屋蓋等結(jié)構(gòu)構(gòu)件，它們組成房屋的骨架，支撐著建筑，承受著各種外部作用，因此，在建筑設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是有著舉足輕重的地位的，本文就建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)談?wù)効捶ā?/p>

【關(guān)鍵字】建筑結(jié)構(gòu) 功能 鋼結(jié)構(gòu) 開(kāi)裂

一、建筑結(jié)構(gòu)的功能要求

結(jié)構(gòu)在規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，應(yīng)滿足安全性、適用性、耐久性等各項(xiàng)功能要求。

1.結(jié)構(gòu)安全要性要求

在正常施工和正常使用時(shí)，能承受可能出現(xiàn)的各種作用。

在設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然事件發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，仍能保持必需的整體穩(wěn)定性。所謂整體穩(wěn)定性，是指在偶然事件發(fā)生時(shí)和發(fā)生后，建筑結(jié)構(gòu)僅僅產(chǎn)生局部的損壞而不致發(fā)生連續(xù)倒塌。正確的結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)保證建筑物安全的前提，除對(duì)建筑結(jié)構(gòu)、構(gòu)件進(jìn)行必要的計(jì)算外，對(duì)陽(yáng)臺(tái)欄桿、樓梯扶手、構(gòu)件接縫等，要采取必要的措施，保證其在使用過(guò)程中的安全和可靠。

2.結(jié)構(gòu)耐久性要求

結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)下具有足夠的耐久性能，所謂足夠的耐久性能，是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的工作環(huán)境中，在預(yù)定時(shí)期內(nèi)，其材料性能的惡化不致導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不可接受的失效概率。從工程概念上講，就是指在正常維護(hù)條件下結(jié)構(gòu)能夠正常使用到規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限。

3.結(jié)構(gòu)適用性要求

結(jié)構(gòu)在正常使用時(shí)具有良好的工作性能，如受彎構(gòu)件在正常使用時(shí)不出現(xiàn)過(guò)大的撓度等。由于建筑物所處的環(huán)境和使用性質(zhì)不同，除滿足空間尺寸要求外，還要滿足某些建筑物的特殊要求，如保溫、通風(fēng)、隔熱、吸聲等，在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)要綜合相關(guān)專業(yè)的技術(shù)知識(shí)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，選擇經(jīng)濟(jì)合理的構(gòu)造措施，滿足建筑使用功能要求。

二、地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)是指基礎(chǔ)底面積計(jì)算、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)選型以及材料、構(gòu)造措施的確定等一系列工作，地基承載力是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，它是指在地基穩(wěn)定的條件下，地基單位面積所能承受的最大壓力，也稱為耐力，如果基礎(chǔ)對(duì)地基的壓力小于地基承載力，地基將是安全和穩(wěn)定的。反之，地基將會(huì)出現(xiàn)較大的沉降變形，甚至是更嚴(yán)重的破壞。

2.地基與基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)要求

（1）具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性

基礎(chǔ)是建筑物的底部構(gòu)件，對(duì)建筑物的安全起著決定性的作用，因此，基礎(chǔ)需具有足夠的強(qiáng)度來(lái)承擔(dān)和傳遞整個(gè)建筑物的上部荷載，為保證建筑物的正常工作，還應(yīng)保證基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)有足夠的剛度。

（2）具有較高的經(jīng)濟(jì)合理性

基礎(chǔ)工程量、造價(jià)和工期在整個(gè)建筑物中占有相當(dāng)?shù)谋戎?，基礎(chǔ)工程的造價(jià)可占工程造價(jià)的1/3，應(yīng)選擇良好的地基場(chǎng)地，合理的構(gòu)造方案，價(jià)廉物優(yōu)的建筑材料等，以減少基礎(chǔ)工程的投資。

具有良好的耐久性

（3）由于基礎(chǔ)埋設(shè)在地下土層中，給建成后的檢修和加固帶來(lái)了不便，因此，在選擇基礎(chǔ)的構(gòu)造形式與材料時(shí)，要充分考慮建筑物的耐久年限，防止提前破壞影響建筑物。

三、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)是指用熱軋型鋼、鋼板、鋼管或冷加工的薄壁型鋼等鋼材通過(guò)焊接、螺栓連接成鉚接等方式制造的結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)從工程實(shí)際出發(fā)，合理的選用材料、結(jié)構(gòu)方案和制造措施，滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)件在運(yùn)輸、安裝和使用過(guò)程中的強(qiáng)度、穩(wěn)定性很熱剛性要求，并符合防火、防腐蝕的要求。宜優(yōu)先采用通用和標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，減少制作和安裝工作量。

鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

組成鋼結(jié)構(gòu)的鋼材，由于其內(nèi)部組織均勻，各向同性，是較理想的勻質(zhì)材料，因而與其他結(jié)構(gòu)材料相比有一系列優(yōu)點(diǎn)。

（1）鋼材的強(qiáng)度高，抗拉和抗壓性能都好，因此，采用鋼結(jié)構(gòu)可以大大減輕自重。例如，與同樣跨度、同樣受力的鋼筋混凝土屋架相比，剛屋架的重量?jī)H為鋼筋混凝土屋架的1/3——1/4。

（2）鋼結(jié)構(gòu)加工制造簡(jiǎn)便、構(gòu)件精確度高，施工周期短。鋼材在冶煉和軋制過(guò)程中的質(zhì)量易于控制，材質(zhì)的波動(dòng)范圍小。

（3）鋼材的塑性好、抗沖擊韌性強(qiáng)，適宜于承受動(dòng)力荷載和對(duì)抗震能力要求高的結(jié)構(gòu)。

與其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力相同，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件按受力形式分為軸心受力、偏心受力和受彎構(gòu)件，其設(shè)計(jì)計(jì)算方法是以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，由于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度高、截面小，因此，應(yīng)對(duì)其長(zhǎng)細(xì)比進(jìn)行限制，對(duì)受彎構(gòu)件尚應(yīng)進(jìn)行撓度驗(yàn)算。

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的焊接是基本的連接方法，螺栓連接在安裝連接中應(yīng)用較多，按焊縫的截面形狀分為對(duì)接焊縫金額角焊縫，前者的受力性能好，主要是用于工廠的接料和重要部位連接，后者便于加工，是最常見(jiàn)的焊接形式，焊接應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算并應(yīng)滿足有關(guān)構(gòu)造要求，螺栓連接應(yīng)滿足構(gòu)造要求并應(yīng)按不同受力形式進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。

四、混合結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

混合結(jié)構(gòu)房屋的墻體布置，可分為縱墻承重、橫墻承重、縱橫墻混合承重、內(nèi)框架承重等布置方案。根據(jù)房屋的空間受力性能（主要是抗側(cè)移剛度的大?。?，可分為三種靜力計(jì)算方案：剛性方案、剛彈性方案、彈性方案。其劃分主要依據(jù)是剛性橫墻的間距及樓蓋屋蓋的類(lèi)型，大量的多層民用建筑一般都屬于剛性方案。

墻、柱應(yīng)進(jìn)行高厚比驗(yàn)算，其目的是保證使用階段和施工階段的穩(wěn)定性。對(duì)于帶壁柱的墻，除進(jìn)行整片墻的高厚比驗(yàn)算外，還應(yīng)進(jìn)行壁柱間墻的驗(yàn)算。

圈梁、過(guò)梁和挑梁是混合結(jié)構(gòu)房屋中經(jīng)常遇到的構(gòu)件，圈梁應(yīng)按規(guī)定設(shè)置，過(guò)梁上的荷載與過(guò)梁上的砌體的高度有關(guān)系，當(dāng)超過(guò)一定高度時(shí)，由于拱的卸荷作用，上部的荷載可直接傳到支座或洞口兩側(cè)的墻體上。挑梁的抗傾斜驗(yàn)算，關(guān)鍵在于確定傾覆點(diǎn)位置和抗傾覆力矩，在設(shè)計(jì)中應(yīng)予以重視。

剛性方案房屋的墻體、柱的計(jì)算實(shí)際上是受壓構(gòu)件的計(jì)算，在豎向荷載作用下，各層墻體可視為上部偏心受壓、下部軸心受壓的構(gòu)件，荷載由上向下傳遞，在風(fēng)荷載的作用下，滿足一定條件時(shí)可不考慮其影響。

墻體裂開(kāi)是混合結(jié)構(gòu)房屋中常見(jiàn)的現(xiàn)象，其原因是多方面的，除在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中進(jìn)行計(jì)算外，考慮構(gòu)造上的要求采取適當(dāng)?shù)拇胧┦豢扇鄙俚?，設(shè)計(jì)和施工中都應(yīng)重視。以下是防止墻體開(kāi)裂的措施：

1.防止溫差和墻體干縮引起的裂縫

由于溫差和墻體干縮等原因，可能引起房屋在正常使用條件下出現(xiàn)墻體豎向開(kāi)裂。為此，應(yīng)在墻中設(shè)置伸縮縫，伸縮縫應(yīng)設(shè)在因溫度和收縮變形可能引起應(yīng)力集中，砌體產(chǎn)生裂縫可能性最大的地方。溫度伸縮縫的間距可按表中確定。

2.防止或減輕房屋頂層墻體裂縫的措施

屋面應(yīng)設(shè)置保溫、隔熱層；屋面保溫層或屋面剛性面層及砂漿找平層設(shè)置分隔縫（間距不大于6m并與女兒墻隔開(kāi)，縫寬不小于30mm）；

在鋼筋混凝土屋面板與墻體圈梁的接觸面處設(shè)置滑動(dòng)層，對(duì)于長(zhǎng)縱墻，可只在其兩端的2——3個(gè)開(kāi)間內(nèi)設(shè)置，對(duì)于橫墻可只在其兩端各l/4范圍內(nèi)設(shè)置（l為橫墻長(zhǎng)度）；

頂層屋面板下設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁，并沿內(nèi)外墻拉通，房屋兩端圈梁下的墻體內(nèi)宜適當(dāng)設(shè)置水平鋼筋；

頂層及女兒墻砂漿強(qiáng)度等級(jí)不低于M5，女兒墻應(yīng)設(shè)置間距不大于4m的構(gòu)造柱，構(gòu)造柱應(yīng)伸至女兒墻頂并與現(xiàn)澆鋼筋混凝土壓頂整澆在一起，在房屋頂層端部墻體內(nèi)適當(dāng)增設(shè)構(gòu)造柱。

結(jié)束語(yǔ)：在建筑設(shè)計(jì)中，要清楚的了解建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)的重要性，建筑類(lèi)型很多，各類(lèi)建筑使用性質(zhì)和組成類(lèi)型也不相同，在設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)充分的考慮到各個(gè)方面的問(wèn)題，以避免設(shè)計(jì)中出現(xiàn)不必要的失誤。

參考文獻(xiàn)：

1.熊丹安，建筑結(jié)構(gòu)，華南理工大學(xué)出版社，2009年版

2.宋占海，宋東，賈建東建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007年版