史浩峰

（上海景麒房地產(chǎn)開發(fā)有限公司 上海 200040）

引言

科學(xué)的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是土建工程安全、經(jīng)濟(jì)的保障，而在設(shè)計(jì)過程中前期基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的比重不斷加大，是確保合理設(shè)計(jì)過程的前提。我國現(xiàn)階段的土建工程中，尤其是前期階段還存在有很多不良因素，直接影響著土建結(jié)構(gòu)過程控制，導(dǎo)致對建筑工程產(chǎn)生不利因素。

1 土建基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性

任何土建工程在施工前期都必須進(jìn)行全方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而其中前期基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是重中之重，主導(dǎo)了整個(gè)過程控制，影響到工程最終質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)性。所以前期設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)人員一定要考慮周全，把握好前期基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的每一處環(huán)節(jié)。

2 土建工程前期基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意的地方

2.1 建筑方案的選擇

建筑方案的制定決定著整個(gè)工程建設(shè)的方向。在建筑設(shè)計(jì)的初期，就應(yīng)該根據(jù)抗震的概念設(shè)計(jì)的要求，制定好建筑形體并使其具備一定的規(guī)則性。如果出現(xiàn)不規(guī)則，應(yīng)按規(guī)范有關(guān)規(guī)定采取必要的加強(qiáng)措施；如果不可避免出現(xiàn)特別不規(guī)則的建筑時(shí)，則應(yīng)進(jìn)行專門論證和研究，采取針對性的加強(qiáng)措施；建筑布置時(shí)不應(yīng)出現(xiàn)嚴(yán)重不規(guī)則的情況。建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)重視平立面、豎向規(guī)則性對經(jīng)濟(jì)合理及抗震性能的影響，應(yīng)做到優(yōu)先考慮規(guī)則體型，使抗側(cè)力構(gòu)件做到平面規(guī)則對稱，豎向構(gòu)件的截面和材料強(qiáng)度自下而上宜控制逐漸減小，這樣側(cè)向剛度才能沿豎向保證均勻變化、避免出現(xiàn)側(cè)向剛度、承載力等發(fā)生突變的情況。

2.2 結(jié)構(gòu)體系的選型與布置

結(jié)構(gòu)體系的選型除了受到人們通常理解的經(jīng)濟(jì)條件的許可，施工條件以及材料選擇的影響外，更是受到設(shè)計(jì)參數(shù)的制約，如抗震設(shè)防烈度、建筑抗震設(shè)防類別、建筑物所處場地條件、地基參數(shù)等。結(jié)構(gòu)選型已成為一個(gè)綜合的技術(shù)性問題，在前期基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中充當(dāng)重要的設(shè)計(jì)前提。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具備合理有效的地震作用力傳遞途徑；所選的結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該具有良好的抗震承載力、一定的變形協(xié)調(diào)能力；結(jié)構(gòu)體系布置時(shí)應(yīng)能有效避免因結(jié)構(gòu)薄弱部位的破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)體系喪失穩(wěn)定。

2.3 對于地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵的一環(huán)，需要設(shè)計(jì)人員對于當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)進(jìn)行深入的了解，對地質(zhì)勘探的結(jié)果進(jìn)行透徹的分析。同時(shí)地質(zhì)勘探必須根據(jù)精密的儀器及規(guī)范的操作，通過科學(xué)測量與分析得出準(zhǔn)確結(jié)論，最大程度為工程設(shè)計(jì)提供科學(xué)的依據(jù)。一份詳細(xì)的地質(zhì)勘查報(bào)告，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)順利進(jìn)行的前提。根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告并經(jīng)計(jì)算對比后，合理選擇出一個(gè)最符合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的基礎(chǔ)方案。

3 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)及優(yōu)化原則

3.1 結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面

隨著社會的發(fā)展，建筑的密度、高度逐漸的增加，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的難度也相應(yīng)加大。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)工程中起著舉足輕重的作用，一般來說它的建造成本很高，在設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)化基礎(chǔ)的布置顯得格外重要。而且基礎(chǔ)布置時(shí)受控與現(xiàn)場實(shí)際可操作面，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮實(shí)際工程場地的影響?；A(chǔ)布置要考慮到當(dāng)同一單元結(jié)構(gòu)位于性質(zhì)不同的地基上時(shí)，應(yīng)盡量避免；同一單元結(jié)構(gòu)不能出現(xiàn)差異較大的基礎(chǔ)形式，比如部分打樁、部分天然地基；當(dāng)不可避免出現(xiàn)基礎(chǔ)的埋深相差較為顯著或采用不同類型的基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)根據(jù)計(jì)算，分析地震時(shí)不同部位基礎(chǔ)沉降的差異，在地基基礎(chǔ)或在上部結(jié)構(gòu)采取加強(qiáng)及控制措施；而當(dāng)?shù)鼗霈F(xiàn)軟弱土層、液化土或較為復(fù)雜的不均勻土層時(shí)，應(yīng)根據(jù)規(guī)范采取措施，控制地震時(shí)不均勻沉降的影響。這些都是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮的因素。

3.2 結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件的設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件作為抗側(cè)力構(gòu)件在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中占據(jù)著主導(dǎo)的地位，其布置將極大影響到建筑的抗震性能及工程造價(jià)。

豎向構(gòu)件的結(jié)構(gòu)布置優(yōu)化首先應(yīng)強(qiáng)化建筑外圍角部位置，通過計(jì)算分析，加強(qiáng)這些部位對結(jié)構(gòu)的整體參數(shù)指標(biāo)將會有顯著的好轉(zhuǎn)，可以明顯控制水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)及水平力作用下的水平位移這兩項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)；其次，控制建筑外邊沿的豎向構(gòu)件布置對結(jié)構(gòu)參數(shù)結(jié)果也起很大影響；結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)中，建筑平面中間區(qū)域的豎向構(gòu)件對計(jì)算參數(shù)結(jié)果的控制貢獻(xiàn)不大，只需要滿足必要的支點(diǎn)布置及軸壓比等規(guī)范控制值即可。中間區(qū)域豎向構(gòu)件布置越多，不僅不利于工程成本的控制，更會對整體結(jié)構(gòu)的參數(shù)控制起到畫蛇添足的不利作用，因?yàn)檫@些構(gòu)件只是起到承擔(dān)豎向荷載的支點(diǎn)功能，布置過多后會造成在地震作用下扭轉(zhuǎn)變大，故而又需要再反復(fù)強(qiáng)化角部、邊沿來抵抗增加的扭轉(zhuǎn)。

結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件的結(jié)構(gòu)布置還應(yīng)考慮均勻及對稱性，應(yīng)做到盡量使結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件均勻及對稱分布，不可形成局部過多或過少的結(jié)構(gòu)布置。均勻?qū)ΨQ的原則主要也是針對地震作用下的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)，豎向構(gòu)件布置越均勻，在地震作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)將會越小，地震力對造價(jià)的影響也越小。

3.3 結(jié)構(gòu)平面布置的設(shè)計(jì)

由于受建筑平面的主導(dǎo)，往往會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則，此時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)用空間結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型，并應(yīng)采取合理的措施。

當(dāng)建筑布置時(shí)，出現(xiàn)凹凸不規(guī)則的平面，或樓板局部變的不連續(xù)時(shí)，結(jié)構(gòu)分析應(yīng)采取與結(jié)構(gòu)樓板平面內(nèi)實(shí)質(zhì)剛度變化一致的結(jié)構(gòu)模型；而當(dāng)處于高烈度地區(qū)或結(jié)構(gòu)出現(xiàn)平面較大不規(guī)則時(shí)，則要考慮樓板產(chǎn)生局部變形所帶來的不利影響；當(dāng)建筑平面上不對稱且又存在凹凸不規(guī)則或出現(xiàn)平面布置局部不連續(xù)的復(fù)雜情況時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可針對性的根據(jù)所對應(yīng)的情況，分塊計(jì)算，從而對扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較大的區(qū)域計(jì)入一定的內(nèi)力增大系數(shù)。

4 結(jié)語

從以上不難看出，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)之初，一定要全面分析現(xiàn)場勘察資料，綜合考慮場地條件等各項(xiàng)因素，協(xié)調(diào)建筑布局，確立正確的結(jié)構(gòu)體系。當(dāng)出現(xiàn)不規(guī)則情況時(shí)嚴(yán)格按照規(guī)范采取規(guī)避或加強(qiáng)。前期基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一定要做到思路清晰、概念明確，通過合理的分析與優(yōu)化，確定經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)件布置，為后期施工圖階段指明方向。