【摘要】結(jié)構(gòu)理論和建筑技術(shù)不斷得到提高，結(jié)構(gòu)形式也開始趨于多樣化發(fā)展，其表現(xiàn)形式也是多種多樣，但是也隨之出現(xiàn)了很多房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的問題。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計就是結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對所要施工的房屋建筑的表達。本文針對多高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容和基本方法，以及在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要注意的問題進行探討，希望對結(jié)構(gòu)設(shè)計者在進行具體結(jié)構(gòu)設(shè)計中，能夠具備扎實的理論知識，靈活創(chuàng)新的思維和認(rèn)真負責(zé)的工作態(tài)度，并密切配合相關(guān)專業(yè)進行設(shè)計。

【關(guān)鍵詞】房屋結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；安全問題

結(jié)構(gòu)設(shè)計簡而言之就是用結(jié)構(gòu)語言來表達建筑師及其它專業(yè)工程師所要表達的內(nèi)容。用基礎(chǔ)，墻，柱，梁，板，樓梯，大樣細部等結(jié)構(gòu)元素來構(gòu)成建筑物的結(jié)構(gòu)體系，包豎向和水平的承重及抗力體系。把各種情況產(chǎn)生的荷載以最簡潔的方式傳遞至基礎(chǔ)。

1、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的原則

1.1 選用適當(dāng)?shù)挠嬎愫唸D：結(jié)構(gòu)計算式在計算簡圖的基礎(chǔ)上進行的，計算簡圖選用不當(dāng)則會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的事故常常發(fā)生，所以選擇適當(dāng)?shù)挠嬎愫唸D是保證結(jié)構(gòu)安全的重要條件。計算簡圖還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來保證。實際結(jié)構(gòu)的節(jié)點不可能是純粹的鉸結(jié)點和剛結(jié)點，但與計算簡圖的誤差應(yīng)在設(shè)計允許范圍之內(nèi)。

1.2 選擇合適的基礎(chǔ)方案：基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件，上部結(jié)構(gòu)類型與載荷分布，相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進行綜合分析，選擇經(jīng)濟合理的基礎(chǔ)方案，設(shè)計時宜最大限度地發(fā)揮地基的潛力，必要時應(yīng)進行地基變形驗算。基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)有詳盡的地質(zhì)勘察報告，對一些缺少地質(zhì)報告的建筑應(yīng)進行現(xiàn)場查看和參考臨近建筑資料。通常情況下，同一結(jié)構(gòu)單元不宜用兩種不同的類型。

1.3 合理選擇構(gòu)方案：一個合理的設(shè)計必須選擇一個經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)方案，也就是要選擇一個切實可行的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)受力明確，傳力簡捷。同一結(jié)構(gòu)單元不宜混用不同結(jié)構(gòu)體系，地震區(qū)應(yīng)力求平面和豎向規(guī)則?？偠灾?，必須對工程的設(shè)計要求、材料供應(yīng)、地理環(huán)境、施工條件等情況進行綜合分析，并與建筑、電、水、暖等專業(yè)充分協(xié)商，在此基礎(chǔ)上進行結(jié)構(gòu)選型，確定結(jié)構(gòu)方案，必要時應(yīng)進行多方案比較，擇優(yōu)選用。

1.4 正確分析計算結(jié)果：在結(jié)構(gòu)設(shè)計中普遍采用計算機技術(shù)，但是由于目前軟件種類繁多，不同軟件往往會導(dǎo)致不同的計算結(jié)果。因此設(shè)計師應(yīng)對程序的適用范圍、條件等進行全面了解。在計算機輔助設(shè)計時，由于結(jié)構(gòu)實際情況與程序不相符合，或人工輸入有誤，或軟件本身有缺陷均會導(dǎo)致錯誤的計算結(jié)果，因而要求結(jié)構(gòu)工程師在拿到電算結(jié)果時應(yīng)認(rèn)真分析，慎重校核，做出合理判斷。

1.5 采取相應(yīng)的構(gòu)造措施：結(jié)構(gòu)設(shè)計始終要牢記“強柱弱梁、強剪弱彎、強壓弱拉原則”，注意構(gòu)件的延性性能；加強薄弱部位；注意鋼筋的錨固長度，尤其是鋼筋的直線段錨固長度；考慮溫度應(yīng)力的影響力。

2、結(jié)構(gòu)的設(shè)計的內(nèi)容

2.1建筑設(shè)計的階段大體可以分為三個階段，同樣房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計緊隨建筑設(shè)計也煩為三階段：結(jié)構(gòu)方案階段，結(jié)構(gòu)計算階段和施工圖設(shè)計階段。

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)勘查報告，建筑場地的類別及建筑的高度和層數(shù)來確定建筑的結(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)，筒體結(jié)構(gòu)，混合結(jié)構(gòu)等等以及由這些結(jié)構(gòu)來組合而成的結(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)形式的特點和要求來布置結(jié)構(gòu)的承重體系和受力構(gòu)件。

2.2結(jié)構(gòu)計算階段的內(nèi)容為：首先，荷載的計算。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)等來進行不同工況下的組合計算。第二，結(jié)構(gòu)整體分析，重點分析房屋結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，包括平面規(guī)則、豎向規(guī)則，扭轉(zhuǎn)規(guī)程、還有結(jié)構(gòu)整體抗力等。第三，構(gòu)件的試算。根據(jù)計算出的荷載值，構(gòu)造措施要求，使用要求及各種計算手冊上推薦的試算方法來初步確定構(gòu)件的截面。第四，內(nèi)力的計算，根據(jù)確定的構(gòu)件截面和荷載值來進行內(nèi)力的計算，包括彎矩，剪力，扭矩，軸心壓力及拉力等等。最后，構(gòu)件的計算。根據(jù)計算出的結(jié)構(gòu)內(nèi)力及規(guī)范對構(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）來復(fù)核結(jié)構(gòu)試算的構(gòu)件是否符合規(guī)范規(guī)定和要求。如不滿足要求則要調(diào)整構(gòu)件的截面或布置直到滿足要求為止。

2.3施工圖設(shè)計階段的內(nèi)容：結(jié)構(gòu)施工圖的繪制就是對前面結(jié)構(gòu)工程師對建筑布置、分析、計算結(jié)果的表達。一份好的結(jié)構(gòu)施工圖不僅要清晰的圖面，重要的還在施工單位能通過結(jié)構(gòu)施工圖紙領(lǐng)會結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對工程的受力分析思路傳力路徑和結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的精髓。好的施工圖具備如下特點。

1）合法性。即符合國家的各種規(guī)范，特別是規(guī)范的各種構(gòu)造要求。

2）準(zhǔn)確性。日面表達應(yīng)只有一種解釋，即所謂的唯一性，不應(yīng)含糊不清。3）通俗性。即圍面應(yīng)易懂、簡捷明了。

4）可操作性。施工要簡單、易行。在施工圖的設(shè)計過程中，設(shè)計者往往對鋼筋數(shù)量的選取較為認(rèn)真，而忽視有關(guān)的構(gòu)造問題。該類問題處理不好，不但會影響施工進度，也會影響施工質(zhì)量，降低結(jié)構(gòu)安全度，減少使用壽命。

3、進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)注意的事項

3.1關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板挑板的陽角問題

3.1.1陽角面積在整個基礎(chǔ)底面積中所占比例極小，可砍成直角或斜角。

3.1.2如果底板鋼筋雙向雙排，且在懸挑部分不變，陽角不必加輻射筋。

3.2關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板的挑板問題

從結(jié)構(gòu)角度來講，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布置時，不會因邊跨鋼筋而加大整個底板的通長筋，較節(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，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，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，不宜再出長挑板。雖然在計算時此處板并不應(yīng)按挑板計算。當(dāng)然此問題并不絕對，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，可靈活考慮；當(dāng)?shù)叵滤缓芨?，出基礎(chǔ)挑板，有利于解決抗浮問題；從建筑角度講，取消挑板，可方便柔性防水做法。

3.3關(guān)于梁、板的計算跨度

一般的手冊或教科書上所講的計算跨度，如凈跨的1.1倍等，這些規(guī)定和概念（下轉(zhuǎn)67頁）（上接65頁）僅適用于常規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在應(yīng)用日廣的寬扁梁中是不合適的。梁板結(jié)構(gòu)，簡單點講，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，應(yīng)將計算長度取至梁中心，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。（借用臺階式獨立基礎(chǔ)變截面處的概念）柱子也可認(rèn)為是超大截面梁，所以梁配筋時應(yīng)取柱邊彎距。削峰是正常的，不削峰才有問題。

3.4關(guān)于縱筋搭接問題

縱筋搭接長度為若干倍鋼筋直徑d，一般情況下，d取鋼筋直徑的較小值。這有個前提，即大直徑鋼筋強度并未充分利用。否則，應(yīng)取鋼筋直徑的較大值。如框架結(jié)構(gòu)頂層的柱子縱筋有時比下層大，d應(yīng)取較大的鋼筋直徑，甚至縱筋應(yīng)向下延伸一層。其實，兩根鋼筋放一起，用鐵絲捆一下，能起多大作用，還削弱了鋼筋與混凝土的握裹力。所以，鋼筋如有可能盡量采用機械連接或焊接。

3.5抗震縫加大問題

抗震縫應(yīng)加大，經(jīng)統(tǒng)計，按規(guī)范要求設(shè)的防震縫在地震時有40%發(fā)生了碰撞。故應(yīng)增大抗震縫間距。

.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法加箍筋或箍筋短缺，在次梁兩側(cè)補上，象板上洞口附加筋。附加筋一般要有，但不應(yīng)絕對。規(guī)范說的清楚，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)。也就是說，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，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，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，而荷載相對不大主梁也可不加附加筋?？偟脑瓌t，當(dāng)主梁上次梁開裂后，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，主梁可不加附加筋。梁上集中力，產(chǎn)生的剪力在整個梁范圍內(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主梁截面、荷載較小時，也可滿足。

結(jié)語：

總之，結(jié)構(gòu)設(shè)計是個系統(tǒng)、全面的工作，需要扎實的理論知識功底，靈活創(chuàng)新的思維和嚴(yán)肅認(rèn)真負責(zé)的工作態(tài)度。結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個長期、復(fù)雜甚至循環(huán)往復(fù)的過程，任何在這過程中的遺漏或錯誤都有可能使整個設(shè)計過程變得更加復(fù)雜或使設(shè)計結(jié)果存在不安全因素。

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