探討在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題的分析

1、    探討在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題的分析    沈軍摘要:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項繁重而又責(zé)任重大的工作，直接影響到建筑物的安全、適用、經(jīng)濟和合理性。在設(shè)計中存在的問題是多種多樣的,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(fù)責(zé)的工作態(tài)度。因此，加強建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計具有非常重要的意義。本文介紹了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題并進(jìn)行了簡要分析。關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;類型;常見問題abstract: the structure design is an excessive and responsibility is significant work, directl

2、y affects the building security, application and economy and rationality. in the problems existing in the design is varied, need solid theoretical knowledge foundation of basic skills, flexible innovation thinking and serious responsible attitude. therefore, strengthen building structural design has

3、 the extremely vital significance. this paper introduces the design of building structures the common problems and are briefly analyzed.keywords: building structure design; type; common problem：s611 ：a 一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的類型與基本內(nèi)容(一)建筑結(jié)構(gòu)的類型。建筑物有各種不同的使用功能要求,因此有許多類型及分類方法。根據(jù)建筑物的用途,可以分為工業(yè)建筑與民用建筑。根據(jù)建筑物的層數(shù),可以分為單層、多層、

4、高層和超高層建筑。建筑物根據(jù)所使用的結(jié)構(gòu)材料可以分為:木結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)等。建筑物根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式,可以分為排架結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)和大路結(jié)構(gòu)等。(二)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本內(nèi)容:1、結(jié)構(gòu)設(shè)計的程序建筑物的設(shè)計包括建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、給排水設(shè)計、暖氣通風(fēng)設(shè)計和電氣設(shè)計等。每一部分的設(shè)計都應(yīng)圍繞設(shè)計的四個基本要求:即功能要求、美觀要求、經(jīng)濟要求和環(huán)保要求。 建筑結(jié)構(gòu)是一個建筑物發(fā)揮其使用功能的基礎(chǔ),結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑物設(shè)計的一個重要組成部分,主要包括以下四個過程:方案設(shè)計結(jié)構(gòu)分析構(gòu)件設(shè)計繪施工圖。2.建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求為保證建筑結(jié)構(gòu)的可靠度達(dá)到設(shè)計要求,在設(shè)計

5、中,必須遵循以下要求:(1)計算內(nèi)容:結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)的計算和正常使用極限狀態(tài)的驗算,如直接承受動力荷載的構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行疲勞強度驗算;(2)結(jié)構(gòu)上多種作用效應(yīng)同時發(fā)生時,應(yīng)通過結(jié)構(gòu)分析分別求出每一種作用下的效應(yīng)后,考慮其可能的最不利組合;(3)抗震設(shè)計:我國的抗震設(shè)防烈度為6至9度,建筑結(jié)構(gòu)根據(jù)所在地區(qū)的烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度采用不同的抗震等級。對應(yīng)不同的抗震等級,有不同的計算和構(gòu)造要求。二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則適用、安全、經(jīng)濟、美觀、便于施工是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則。一個優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計往往是這五個方面的最佳結(jié)合。完美的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計就是在努力追求這五個方面的最佳結(jié)合的過程中產(chǎn)生的

6、,適用、安全、經(jīng)濟、美觀、便于施工是結(jié)構(gòu)設(shè)計人員最終努力的目標(biāo),是結(jié)構(gòu)設(shè)計的最佳體現(xiàn)。結(jié)構(gòu)設(shè)計一般在建筑設(shè)計之后,“受制”于建筑設(shè)計,但又“反制”于建筑設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)計不能破壞建筑設(shè)計,應(yīng)滿足、實現(xiàn)各種建筑要求;建筑設(shè)計不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力范圍,不能超出安全、經(jīng)濟、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則。結(jié)構(gòu)設(shè)計決定建筑設(shè)計能否實現(xiàn),從這個意義上講,結(jié)構(gòu)設(shè)計顯得更為重要,雖然一棟標(biāo)志性建筑物建成后,人們只知道建筑師的名字,但一個適用、安全、經(jīng)濟、美觀、便于施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計也是工程師們的驕傲和成就。三、進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)特別注意的問題(一)關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板挑板的陽角問題。一是陽角面積在整個基礎(chǔ)底面積中所占比例極小

7、,可砍成直角或斜角;二是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。(二)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,較為節(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,此問題也并不是絕對的,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

8、;當(dāng)?shù)叵滤惠^高,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。(三)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)定和概念僅適用于常規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計,而在應(yīng)用的寬扁梁中卻是不適用的。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,不削峰才時有問題的。 (四)

9、基坑開挖時,摩擦角范圍內(nèi)的坑邊的基底土受到約束,不反彈,坑中心的地基土反彈,回彈以彈性為主,回彈部分被人工清除。當(dāng)基礎(chǔ)較小,坑底受到很大約束,回彈可以忽略,在計算沉降時,應(yīng)按基底附加應(yīng)力計算。當(dāng)基坑很大時,相對受到較小約束,如箱基,計算沉降時應(yīng)按基底壓力計算,被坑邊土約束的部分可以作為安全儲備,這也是計算沉降大于實際沉降的原因之一。(五)關(guān)于回彈再壓縮。基坑開挖時,摩擦角范圍內(nèi)坑邊的基底土受到約束,不反彈,坑中心的地基土反彈,回彈以彈性為主,回彈部分被人工清除。當(dāng)基礎(chǔ)較小,坑底受到很大約束,如獨立基礎(chǔ),回彈可以忽略,在計算沉降時,應(yīng)按基底附加應(yīng)力計算。當(dāng)基坑很大時,相對受到較小約束,如箱基,計

10、算沉降時應(yīng)按基底壓力計算,被坑邊土約束的部分當(dāng)作安全儲備,這也是計算沉降大于實際沉降的原因之一。(六)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,像板上洞口附加筋。附加筋一般要有,但也不是絕對的。規(guī)范中說的比較清楚,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

11、,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。(七)通常情況,懸挑梁宜做成等截面,尤其出挑長度較短時。與挑板不同,挑梁的自重占總荷載的比例很小,作成變截面不能有效減輕自重。變截面挑梁的箍筋,每個都不一樣,加大施工難度。變截面梁的撓度也大于等截面梁。當(dāng)然,外露的大挑梁,可適當(dāng)變截面,使感官效果更好些。總之,