建筑结构设计中常见问题分析

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　　摘 要：建筑工程质量直接关系到人民生命和财产的安全，而建筑结构设计质量又是整个工程质量的基础，是工程建设质量保证的前提。因此，加强建筑结构设计具有非常重要的意义。本文介绍了建筑结构设计中的常见问题并进行了简要分析。
　　关键词：建筑结构 设计 常见问题
　　
　　建筑结构设计是一项繁重而又责任重大的工作，直接影响到建筑物的安全、适用、经济和合理性。但在实际设计工作中，常常发生建筑结构设计的种种概念和方法上的差错，这些差错的产生，直接关系到建筑工程的质量。为了避免或减少类似的情况发生，确保建筑结构设计质量能上一个台阶，建筑结构设计人员应注意以下常见问题。
　　第一、地基与基础设计不科学规范
　　地基与基础设计是建筑设计的关键，他关系到建筑的整体设计。地基与基础设计不科学规范主要体现在三个方面:一是多层房屋建筑无地质详勘报告，仅仅依据建设单位口头或笼统参照附近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计。地基与基础设计要做到合理，安全适用，设计人员必须依据地质勘察资料，统一考察多方面因素进行基础类型和上部结构方可设计，仅凭地基承载力这一数据是不完全面的，也是不安全的，更不能盲目地把地基承载力容许值取得小一些就认为万无一失了。二是采用换土垫层进行软弱地基处理，不进行换土垫层设计，只凭经验处置。有时设计者对软弱地基的危害认识不足，只是简单地凭借经验采用砂垫层加强一下承载力，没有进行垫层宽度和厚度计算，既不安全，又不经济。三是民用建筑中柱、梁及基础的负荷未按规范乘以折减系数。设计人员设计多层民用建筑时，在计算梁、柱和基础的负荷时未按现行设计规范用荷载乘折减系数计算其荷载值，因而荷载值不准确。
　　第二、悬挑梁的梁高度选用过小
　　一部分建筑结构设计者经常忽略对梁挠度的计算。梁高选用大都比较小，造成梁截面的受压区的应力过高，在正常的使用状态之下，梁截面的受压区产生非线性徐变。伴随着时间的推移，梁挠度逐渐加大。挑梁的变形导致梁板出现裂缝，由于挑梁变形的不断扩大，裂缝的宽度也随之不断加宽，这样就影响了建筑物的正常使用。如果挑梁变形进一步发展，梁支座截面上部受拉区经常会出现比较大的竖向裂缝。受支座附近的剪弯作用影响，竖向的裂缝不断向下延伸成为斜裂缝，这个时候梁已经接近毁坏。裂缝在梁支的座位置斜向延伸，缝越靠上宽度越大。挑梁截面过于窄小对建筑结构的抗震效果影响很大。悬挑结构对非水平地震的作用极为敏感。当梁高比较小的时候，梁截面的相对受压区高度是比较大的，此时梁的延性比较小，在竖向地震作用力之下容易发生断裂，从而失去其原有的承载力。
　　第三、砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱
　　在砖混结构中，构造柱不但能够提高墙体的抗剪能力，构造柱与圈梁连接成为整体，形成对砌体的约束，这对于限制墙体裂缝的开展，维持竖向承载力，提高结构的抗震性能有着重要作用。在当前结构设计中，构造柱经常被作为承重柱使用，这种作法将引起以下问题:一是构造柱作为承重柱使用后，使得构造柱提前受力，不但降低构造柱对墙体的拉结和约束作用，而且当遭遇地震时,构造柱必然形成应力集中，不但起不到其应有的作用,反而成为房屋结构中的一个薄弱部位。二是构造柱一般生根于地圈梁中，没有另设基础，构造柱兼作承重柱使用后，柱底基础的抗冲切、抗弯及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压会立即出现裂缝。建议承重大梁下的柱子按承重柱设计，若梁上荷载和跨度都比较小时，构造柱也可布置于梁下，但必须满足墙体的局部承压和抗弯强度。
　　第四、单桩承载力取值出现偏差或缺乏计算依据
　　这主要体现在以下几个方面：一是因成桩工艺不同，地基土对不同桩型的支承能力是不同的，即按规范经验公式计算单桩竖向承载力时，对于不同的桩型，各土层的极限侧阻力和极限端阻力是不同的。有的工程地质勘察报告仅提供了计算打入式预制桩的单桩承载力设计参数，而设计采用钻孔灌注桩，并直接引用地质报告中的设计参数，使计算的单桩承载力出现偏差。二是某些工程场地原为河道或地势较低，上部土层为松散的新近填土，桩基设计时直接按经验公式计算单桩承载力或直接采用试桩提供的承载力数值，没有考虑上部未固结（或欠固结）土层在固结沉降过程中可能引起的桩侧负摩阻力的影响。三是验算桩身承载力时，没有考虑施工工艺系数ψc。或桩身压曲的影响；对抗拔桩，仅计算桩身承载力，没有进行桩身抗裂验算。
　　四是有地下室时，在按静载试验确定单桩承载力时，没有扣除地下室深度范围内的桩侧摩阻力, 由于基坑开挖后暴露时间不宜过长，试桩一般都在基坑开挖前进行，基坑开挖后，地下室深度范围内的桩侧摩阻力己不再存在。
　　第五、结构缝设置不合理，缝宽度不足
　　对于超长建筑物，为减少温度变化对结构的不利影响，合理地设置伸缩缝是必要的。有些设计人员用后浇带代替伸缩缝，其实这种做法存在一定的问题。因为后浇带仅能减少混凝土材料干缩的影响，不能解决温度变化的影响。后浇带处的混凝土封闭后，若结构再受温度变化的影响，后浇带就不能再起任何作用了。对于不能或不便设置温度伸缩缝的超长结构，除留设施工后浇带外，还应采取其它构造加强措施，如加强顶层屋面的保温隔热措施，对受温度变化影响较大的部位适当配置直径较小、间距较密的温度筋，或采用预应力混凝土结构等
　　第六、 楼板设计考虑不周
　　楼板是建筑工程中的主要承重构件，它将楼面,屋面的荷载传给其周围的墙或梁上，楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周，很容易出现设计质量问题，有的还可能存在严重的质量隐患。楼板设计中常见如下几个问题。一是设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足，简单地将双向板作用按单向板进行计算。使计算假定与实际受力状态不符，导致一个方向配筋过大，而另一方向配筋不足，致使板出现裂缝。二是楼板承受线荷载时弯矩计算问题。在民用建筑中，常在楼板上布置一些非承重隔墙，故楼板设计中，通常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后，进行楼板的配筋计算。有些设计人员图省事，错误地将隔墙的总荷载除以该板块的总面积。这样会造成非承重隔墙分布宽度内配筋量不足，而此板块其它部分配筋过大，这样隔墙处楼板会出现裂缝。三是双向板有效高度取值偏大。双向板在两个方向均产生弯矩，由此双向板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放，短跨方向的跨中钢筋应放在下面，长跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面，计算时应用两个方向的各自的有效高度。一般长向的有效高度比短向的有效高度小d（d 为短向钢筋的直径）。有的设计者为图省事或对板受力认识不足，而取两上方向的有效高度一致进行配筋计算，致使长跨有效高度偏大，配筋降低，致使结构构件存在的质量隐患，甚至出现开明缝的现象。
　　总之，通过对各类常见结构错误问题的分析，可以加强建筑结构设计人员对常见结构设计错误的辨别能力，提高对建筑结构设计问题的防治能力，使建筑的结构设计工作做行更安全、更合理。
　　
　　参考文献：
　　[1]纪荣洋，王文可.潘可明《建筑结构设计经验探讨》[J].低温建筑技术.2008（5）.
　　[2]莫雪辉.《深度探讨如何提高建筑结构设计水平》[J].科技资讯.2008（28）.

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