关于建筑结构设计问题的探讨

李玉东

摘要：随着我国经济的不断发展，建筑业作为我国的支柱产业也得到了快速发展，取得了很大的成就。由于建筑形式的多样化，建筑设计理念的不断创新，各种不同使用功能的多元化等诸多因素，使得建筑形体日趋复杂，形态各异，给结构设计增加了一定的难度，鉴于此，本文根据多年工作经验针对建筑结构设计中的问题进行阐述。

关键词：建筑结构设计；设计问题；探讨；

中图分类号： TU2 文献标识码： A 文章编号：

一、建筑结构设计的基本方法

1、建筑结构平面图

在绘制结构平面布置图前有个问题需要说明一下。就是要不要输入结构软件进行建模的问题。当建筑地处抗震设防烈度为6度区时(建造于Ⅳ类场地上较高的高层建筑除外),根据建筑抗震设计规范,是可以不用进行截面抗震验算但应符合有关的抗震措施要求。那么对于砌体结构来讲如果时间不是很充足的话应该可以不用在软件中建模的,直接设计即可,但要注意受压和局部受压的问题。必要时进行人工复核。对于局部受压的防御措施是要按规定对梁下设梁垫以及设置构造柱等措施。如果时间不是很紧张的话建议还是输入建模较好,有一个便利就是可以利用软件来进行荷载导算。另外当建筑地处抗震设防烈度为7度及以上时我的观点是必须要输入软件建模计算的,绘制结构平面图时如果没有建模的话就可以直接在建筑的条件图上来绘制结构图了,这一步必不可少的是删除建筑图中对结构来讲没有用的部分,简单快捷的方法是利用软件的图层功能,直接冻结相关的层。然后再建立新的结构图层:圈梁层,构造柱层,梁层,文字层,板钢筋层等等。这样做的目的是提高绘图效率,方便在不同结构平面图间的拷贝移动和删除。

2、屋顶(面)结构图

当建筑是坡屋面时,结构的处理方式有两种:梁板式及折板式。梁板式适用于建筑平面不规整,板跨度较大,屋面坡度及屋脊线转折复杂的坡屋面。反之,则适用折板式。两种形式的板均为偏心受拉构件。板配筋时应有部分或全部的板负筋拉通以抵抗拉力。板厚基于构造需要一般不宜小于120厚。此外梁板的折角处钢筋的布置应有大样示意图。至于坡屋面板的平面画法,建议采用剖面示意图加大样详图的表示方法(实践证明此方法便于施工人员正确理解图纸)。正确绘图和设计的关键是设计人员真正的心知肚明,结构设计者必须要具备一定的空间概念,正确理解建筑图纸和意图。设计的图纸方能让施工人员明白。

3、大样详图

大样详图的绘制可以在建筑详图的基础上直接绘制,前提是建筑详图的准确无误。也可以在以前做过的详图的基础上来局部改进绘制。要注意的是在保持建筑外形的前提下尽量的使结构受力和理和施工方便。在标高和外形尺寸上一定要和建筑专业协调一致。需要提醒的是建筑标高和结构标高的关系要搞清楚。该减的减,不该减的就不要减。

4、楼梯

楼梯梯板要注意挠度的控制,梯梁要注意的是梁下净高要满足建筑的要求,梯梁的位置尽量使上下楼层的位置统一。局部不合适处可以采用折板楼梯。折板楼梯钢筋在内折角处要断开分别锚固防止局部的应力集中。阁楼层处的楼梯由于有分户墙的存在要设置抬墙梁。注意梁下的净空要求,并要注意梯板宽度的问题。首段梯板的基础应注意基础的沉降问题,必要时应设梯梁。

5、基础

基础要注意混凝土的标号选择应符合结构耐久性的要求。(通常情况下可采用C25)基础的配筋应满足最小配筋率的要求(施工图审查中心重点审查部位)。条基交接部位的钢筋设置应有详图或选用标准图。条基交叉处的基底面积不可重复利用,应注意调整基础宽度。局部墙体中有局部的较大荷载时也要调整基础的宽度(因软件计算的是墙下的平均轴力)。基础图中的构造柱,当定位不明确时应给与准确定位。

二、建筑结构设计应注意的问题

1、在设计框架结构和裙房时,高低跨之间不要采用主楼设牛腿、低层屋面或楼梯梁搁在牛腿上的做法,也不要用牛腿托梁的方式作为防震缝。因为在地震时各单元之间,尤其是高低层之间的震动情况不同,连接处很容易压碎、拉断。因此,凡要设缝,就要分得彻底,凡不设缝,就要连接牢固,绝不能似分非分,似连非连,否则很容易在地震中破坏。

2、由于建筑的需要,有时需要框架梁外挑,且梁下设置钢筋混凝土柱。在柱的内力和配筋计算中,有些设计人员对其受力概念不清,误认为此柱为构造柱,并且其配筋为构造配筋,悬臂梁也未按计算配筋,这样有可能导致水平荷载作用下承载力不足,为事故的发生埋下隐患。实际上,在结构的整体计算中,此柱为偏心受压构件,柱与梁端交接处类似于框架梁、柱节点,应考虑悬臂梁梁端的协调变形。所以对于此柱应作为竖向构件参与结构的整体分析,并且柱与梁端交接处应按框架梁、柱的节点处理。

3、填充墙拉筋和预埋件等不应与框架梁、柱的纵向钢筋焊接,宜采用在柱内预留预埋件,待砌筑填充墙时再将拉结筋与之焊接的施工方法。

4、纵筋搭接长度为若干倍钢筋直径d,一般情况下,d取钢筋直径的较小值,这是有个前提,即大直径钢筋强度并未充分利用。否则应取钢筋直径的较大值。如框架结构顶层的柱子纵筋有时比下层大,d应取较大的钢筋直径,甚至纵筋应向下延伸一层。其实,两根钢筋放一起,用铁丝捆一下,能起多大用,还消弱了钢筋与混凝土的握裹力。所以,钢筋如有可能尽量采用机械连接或焊接。

5、柱子造价在框架结构中是很小的,而在抗震时起的作用是决定性的。经实验,考虑空间作用时,柱子纵筋加大至计算值的2.5倍左右才可保证塑性铰不出现在柱子上。可不按计算配筋,大幅度增加纵筋,同时增大箍筋。

6、抗震缝应加大,经统计,按规范要求设的防震缝在地震时有40%发生了碰撞。故应增大抗震缝间距。

7、关于回弹再压缩

基坑开挖时,摩擦角范围内的坑边的基底土受到约束,不反弹,坑中心的地基土反弹,回弹以弹性为主,回弹部分被人工清除。当基础较小,坑底受到很大约束,如独立基础,回弹可以忽略,在计算沉降时,应按基底附加应力计算。当基坑很大时,相对受到较小约束,如箱基,计算沉降时应按基底压力计算,被坑边土约束的部分当做安全储备,这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一。

三、结束语

采用框架结构形式,可形成内部大空问,能进行灵活的建筑平面布置,因此,框架结构体系在结构设计中应用甚广,对于框架结构的内力目前多采用计算机辅助软件来进行分析和计算,但是目前有的工程设计人员过分地依赖计算机的计算结果,而缺少独立分析问题、解决问题的能力,致使在一些图纸中出现不必要的问题,为以后事故的发生埋下隐患。总之,建筑结构设计是个系统的,全面的工作。需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。千里之行始于足下,设计人员要从一个个基本的构件算起,做到知其所以然,深刻理解规范和规程的含义,并密切配合其它专业来进行设计。在工作中应事无巨细,应善于反思和总结工作中的经验和教训。

参考文献：

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[2]高层建筑混凝土结构技术规程．JGJ3-2002．宣贯培训教材．北京：中国建筑科学研究院建筑结构研究所．高层建筑混凝土结构技术规程编制组，2002．

[3]李国兴．段晓璐.浅议我国高层建筑转换层结构设计问题．[J]现代企业教育，（上半月刊）2011．10