摘要:隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)速度的不斷加快,建筑項(xiàng)目建設(shè)的速度也非???,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為建筑設(shè)計(jì)中最基本的環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì),,不但關(guān)系到了建筑單位的經(jīng)濟(jì)效益,也關(guān)系到了建筑單位的社會(huì)效益。毫不夸張地說,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接關(guān)系到了國(guó)家和關(guān)大人民群眾的根本利益,因此,建筑工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)法規(guī)與規(guī)范的構(gòu)造要求,從根本上消除建筑物的結(jié)構(gòu)安全隱患,在設(shè)計(jì)的要點(diǎn)與難點(diǎn)處多下功夫,多多積累相關(guān)的工作經(jīng)驗(yàn),為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷加速提供強(qiáng)大動(dòng)力。為了避免在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的失誤,筆者對(duì)個(gè)人認(rèn)為常出現(xiàn)的幾個(gè)問題進(jìn)行了歸納總結(jié),供同行參考。
關(guān)鍵詞:建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);存在問題
一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要遵循的基本原則
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是使建筑物安全并能夠適應(yīng)使用的要求,因此我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要保證和遵循這樣四個(gè)基本原則:抓大放??;多道防線;剛?cè)嵯酀?jì);打通關(guān)節(jié)。打通關(guān)節(jié)保持平衡的目的其實(shí)就是使其永遠(yuǎn)處于原始的靜態(tài),當(dāng)力量不能暢通時(shí),構(gòu)件與構(gòu)件之間的靜態(tài)平衡被破壞,結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生變化??梢娫O(shè)計(jì)者是協(xié)調(diào)者,其任務(wù)是讓所有互不相關(guān)的靜態(tài)構(gòu)件相聚之后依然處于靜態(tài)(也就是使其保持常態(tài)),或者是處在相對(duì)的靜態(tài)之中。
二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題
1、地基與基礎(chǔ)方面
(1)多層房屋建筑無地質(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)。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)方寧設(shè)計(jì),僅憑地耐力這一數(shù)據(jù)是不完全面的,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)為成無一失了。
(2)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)采用砂墊層加強(qiáng)一下承載力,沒有進(jìn)行墊層寬度和厚度計(jì)算,既不安全,又不經(jīng)濟(jì)。
(3)民用建筑中柱,梁及基礎(chǔ)的負(fù)荷未按規(guī)范乘以折減系數(shù)。設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)多層民用建筑時(shí),在計(jì)算梁、柱和基礎(chǔ)的負(fù)荷時(shí)未按現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范舸用荷載乘折減系數(shù)計(jì)算其荷載值,因而荷載值準(zhǔn)確。
2、樓層平面剛度的問題
一些設(shè)計(jì)在缺乏基本的結(jié)構(gòu)觀念或結(jié)構(gòu)布置、缺乏必要措施時(shí),采用樓板變形的計(jì)算程序。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在著結(jié)構(gòu)不安全或者某些部位或構(gòu)件安全儲(chǔ)備過大等現(xiàn)象,為了使程序的計(jì)算結(jié)果基本上能反映結(jié)構(gòu)的真實(shí)受力狀況,而不致于出現(xiàn)根本性的誤差,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能將樓層設(shè)計(jì)成剛性樓面。要做到這一點(diǎn),首先應(yīng)在建筑設(shè)計(jì)方案階段就避免采用樓面有變形的平面,比如樓層大開洞外伸翼塊太長(zhǎng)、塊體之間成“ 縮頸” 連接、凹槽缺口太深等;其次要從結(jié)構(gòu)布置和配筋構(gòu)造上給予保證,對(duì)于使用功能確實(shí)必需的,或者建筑效果十分優(yōu)越的建筑設(shè)計(jì),如果其平面無法完全符合剛性樓板的假定,那么在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),可以通過增設(shè)連系梁板、洞口邊加設(shè)暗梁邊梁、提高連系梁板或暗梁邊梁的配筋量、采用斜向配筋或雙層配筋形式等方法,盡量滿足剛性樓板的基本假設(shè),或者彌補(bǔ)由于不是絕對(duì)的剛性樓板假定而產(chǎn)生的計(jì)算“誤差”。
3、鋼筋混凝土承重結(jié)構(gòu)體系選型、布置及構(gòu)造方面存在的常見問題
(1)房屋高度、高寬比超過現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程的限值。現(xiàn)行的規(guī)程、規(guī)范給出了房屋的最大適用高度和高寬比限值。個(gè)別高層建筑房屋高度和高寬比均超出規(guī)定限值,且既無可靠的設(shè)計(jì)依據(jù),在抗震設(shè)防區(qū)也沒有采取有效的抗震加強(qiáng)措施,給結(jié)構(gòu)抗震帶來一定的隱患。
(2)結(jié)構(gòu)布置不合理,體型不規(guī)則。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(jì)中的十分重要的環(huán)節(jié),這里的“規(guī)則”包含了對(duì)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(duì)于復(fù)雜的建筑體型,很難一一用若干簡(jiǎn)化的定量指標(biāo)來劃分不規(guī)則程度并規(guī)定限制范圍。如《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》和《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》,僅規(guī)定了規(guī)則結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)則,沒有對(duì)規(guī)則與不規(guī)則作出定量的劃分,也沒有對(duì)不規(guī)則結(jié)構(gòu)作出相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)定。由于缺乏規(guī)范依據(jù)及相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)定,加之對(duì)結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)缺乏應(yīng)有的了解,有些設(shè)計(jì)人員往往對(duì)結(jié)構(gòu)規(guī)則性難以把握,有時(shí)甚至聽任業(yè)主和建筑師的要求,在實(shí)際工程中出現(xiàn)了不少規(guī)則性很差、對(duì)結(jié)構(gòu)抗震十分不利的高層建筑。
(3)配筋構(gòu)造不合理或不符合有關(guān)規(guī)定。柱的縱向受力鋼筋總配筋率大于3%時(shí),柱箍筋沒有按規(guī)范要求采用焊接封閉式。對(duì)框支柱及剪跨比續(xù)的框架柱,沒有按抗震規(guī)范的要求對(duì)箍筋進(jìn)行全高加密等。
4、砌體承重結(jié)構(gòu)(底框結(jié)構(gòu))體系選型、布置及構(gòu)造方面存在的常見問題
(1)多層砌體結(jié)構(gòu)的房屋高度和層數(shù)超過限值??拐鹨?guī)范對(duì)多層磚房包括底框磚房的層數(shù)和高度作了規(guī)定,并已列入工程建設(shè)強(qiáng)制性條文。有些設(shè)計(jì)人員將屋面標(biāo)高剛好卡在房屋高度的限值處,卻忽略了士0.000標(biāo)高與室外地面的高差。
(2)梁、柱(構(gòu)造柱)配筋不符合抗震設(shè)計(jì)有關(guān)規(guī)定。如多層砌體結(jié)構(gòu)中的構(gòu)造柱箍筋沒有按規(guī)定要求進(jìn)行加密。根據(jù)《設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱多層磚房抗震技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定,構(gòu)造柱與圈梁相交的節(jié)點(diǎn)處應(yīng)適當(dāng)加密箍筋,間距不宜大于100mm。
5、樓板設(shè)計(jì)常見問題
樓板是建筑工程中的主要承重構(gòu)件,它將樓面,屋面的荷載傳給其周圍的墻或梁上,樓板的設(shè)計(jì)問題必將連帶梁、墻、柱等構(gòu)件安全。若對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)考慮不周,很容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)質(zhì)量問題,有的還可能存在嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。樓板設(shè)計(jì)中常見如下幾個(gè)問題:
(1)設(shè)計(jì)時(shí)為了計(jì)算方便或因?qū)Π宓氖芰顟B(tài)認(rèn)識(shí)不足,簡(jiǎn)單地將雙向板作用按單向板進(jìn)行計(jì)算 使計(jì)算假定與實(shí)際受力狀態(tài)不符,導(dǎo)致一個(gè)方向配筋過大,而另一方向配筋不足,致使板出現(xiàn)裂縫。
(2)樓板承受線荷載時(shí)彎矩計(jì)算問題。在民用建筑中,常在樓板上布置一些非承重隔墻,故樓板設(shè)計(jì)中,通常將該部分的線荷載換算成等效的均布荷載后,進(jìn)行樓板的配筋計(jì)算。有些設(shè)計(jì)人員圖省事,錯(cuò)誤地將隔墻的總荷載附以該板塊的總面積 這樣會(huì)造成非承重隔墻分布寬度內(nèi)配筋量不足,而此板塊其它部分配筋過大,這樣隔墻處樓板會(huì)出現(xiàn)裂縫。
(3)雙向板有效高度取值偏大。雙向板在兩個(gè)方向均產(chǎn)生彎矩,由此雙向板跨中正彎矩鋼筋是縱橫疊放,短跨方向的跨中鋼筋應(yīng)放在下面,長(zhǎng)跨方向的跨中鋼筋置于短跨鋼筋的上面,計(jì)算時(shí)應(yīng)用兩個(gè)方向的各自的有效高度。一般長(zhǎng)向的有效高度比短向的有效高度小 d(d 為短向鋼筋的直徑)。有的設(shè)計(jì)者為圖省事或?qū)Π迨芰φJ(rèn)識(shí)不足,而取兩上方向的有效高度一致進(jìn)行配筋計(jì)算,致使長(zhǎng)跨有效高度偏大,配筋降低,致使結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在的質(zhì)量隱患,甚至出現(xiàn)開明縫的現(xiàn)象。
結(jié)論
在當(dāng)今時(shí)代,隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的深入發(fā)展和國(guó)家調(diào)控機(jī)制的刺激作用,各項(xiàng)工程設(shè)施建設(shè)如火如荼。建筑工程質(zhì)量直接關(guān)系到人民生命和財(cái)產(chǎn)的安全,而施工圖的設(shè)計(jì)質(zhì)量又是整個(gè)工程質(zhì)量的基礎(chǔ),一份高質(zhì)量的施工圖是工程建設(shè)質(zhì)量保證的前提。這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員不但要有過硬的技術(shù)知識(shí),熟練掌握相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),還有必要的責(zé)任感。
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