深度探討如何提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平

1、    深度探討如何提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平    沈煒【摘要】建筑質(zhì)量優(yōu)劣除了與現(xiàn)場施工的影響因素外，另一個至關(guān)重要的影響因素就是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本文就建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些要點(diǎn)問題進(jìn)行了一定深度的探討，并針對某些要點(diǎn)進(jìn)行了簡單的研究分析，以期對以后的工作大有裨益。【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；問題深度；探討提高前言結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是工程師通過專業(yè)的方式，即結(jié)構(gòu)語言來表達(dá)設(shè)計(jì)者的理念。而結(jié)構(gòu)語言就是通過從建筑或者專業(yè)圖紙中凝煉而出的建筑的基礎(chǔ)，諸如墻，柱，梁，板，樓梯，大樣、構(gòu)造等。建筑師通過使用結(jié)構(gòu)語言的元素構(gòu)架建筑的體系，包括承重及抗力體系，這種體系是由豎向和水平構(gòu)件共同構(gòu)筑

2、而成。一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則及步驟1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能原理顯示：1）用于正常建設(shè)和施工使用，能經(jīng)受正常使用中的多種有可能性；2）具有良好的工作業(yè)績；3）正常維修養(yǎng)護(hù)中的耐久性；4）發(fā)生事故的設(shè)計(jì)規(guī)定和發(fā)生，可保持必要的整體穩(wěn)定性。2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本步驟一般按照三個階段逐步開展工作：方案規(guī)劃階段，計(jì)算和設(shè)計(jì)階段，施工建設(shè)階段。以方案規(guī)劃階段舉例來看，其內(nèi)容一般會根據(jù)建筑的重要復(fù)雜度，重點(diǎn)考慮抗震設(shè)防烈度、工程地質(zhì)勘查報(bào)告、建筑類型和建設(shè)和層高來確定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最終形式。比如是磚混結(jié)構(gòu)、筒型構(gòu)架或者其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式。二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問題1、結(jié)構(gòu)平面圖相關(guān)問題測繪結(jié)

3、構(gòu)布局進(jìn)行繪制結(jié)構(gòu)圖時，何時需要結(jié)構(gòu)軟件建模是需要結(jié)構(gòu)工作者進(jìn)行分析的。當(dāng)所需建建筑地處6度區(qū)的抗震設(shè)烈度地帶時，按照國家建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，可不必開展檢查地震剖面的工作，也就無需輸入結(jié)構(gòu)軟件建模，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以直接進(jìn)行，特別是砌體結(jié)構(gòu)建筑，但是必須要符合國家規(guī)定的抗震措施要求，注意局部受壓問題的解決。但是，當(dāng)所建建筑地處7度區(qū)以上的地帶時，是必須要輸入結(jié)構(gòu)軟件建模計(jì)算的。當(dāng)然，如果便利，無論哪種，如果從妥善和精確角度來看，輸入結(jié)構(gòu)軟件建模，都是有利而無害的。2、屋頂（面）結(jié)構(gòu)圖問題梁板式及折板式的結(jié)構(gòu)處理方式，一般適用于坡屋面的建筑。二者略有區(qū)別。當(dāng)建筑屋面坡度及屋脊線轉(zhuǎn)折復(fù)雜，且具有較大的版跨

4、度和不平整的平面時，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者們往往就會采用梁板式的結(jié)構(gòu)處理方式。反之，會采用折板式。這兩種結(jié)構(gòu)處理方式，均為偏心受拉構(gòu)件。板配筋應(yīng)該配備負(fù)筋板的部分或全部抵抗拉力?；跇?gòu)造需要的厚度一般不應(yīng)小于120厚。此外，光束角鋼裝飾板倍應(yīng)該有大樣圖坡屋頂板法平面，經(jīng)常使用的文件增加樣品示意圖，這是更方便的安裝人員，要正確理解圖紙。3、地基與基礎(chǔ)方面1）無地質(zhì)勘察報(bào)告的多層房屋建筑，施工圖的設(shè)計(jì)是根據(jù)建設(shè)單位口頭或參考附近的建筑設(shè)計(jì)形式而做出的。參考設(shè)計(jì)必須合理、安全設(shè)計(jì)地基與基礎(chǔ)，不能完全依靠地耐力進(jìn)行考量，要統(tǒng)一考慮多種因素綜合所參考的建筑設(shè)計(jì)資料進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2）在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，軟弱地基

5、的危害是非常嚴(yán)重的。不能僅僅憑借經(jīng)驗(yàn)采用砂墊層加強(qiáng)一下承載力的處理方式，必須考慮墊層寬度和厚度，嚴(yán)格進(jìn)行換土墊層設(shè)計(jì)計(jì)算，安全經(jīng)濟(jì)的解決軟弱地基的處理設(shè)計(jì)問題。3）多層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候，為了避免采用荷載值偏大的后果，必須在設(shè)計(jì)之初，對梁、柱和基礎(chǔ)負(fù)荷嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范處理，通過將荷載乘以折減系數(shù)的計(jì)算方式，科學(xué)的計(jì)算荷載值，達(dá)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。4、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與其他專業(yè)設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須考慮電氣室內(nèi)敷線的問題。在設(shè)計(jì)的時候，應(yīng)該遵循相關(guān)設(shè)計(jì)原則，應(yīng)沿著墻壁及樓板等暗處敷設(shè)金屬管，導(dǎo)線敷設(shè)其中。然而這種暗設(shè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，往往與裝配整體框架和剪力墻結(jié)構(gòu)相沖突。預(yù)制梁預(yù)留管道盡可能

6、和波束寬度和壁厚一致，如果沒有協(xié)議，要求一側(cè)的墻壁和梁的一側(cè)，側(cè)面平齊，使得穿梁管穿束垂直線不外露于墻上。高層建筑平面電梯井道的位置確定，電梯電腦室肯定是向下的位置，電梯電腦室嵌入孔部分越多，電梯的電腦室負(fù)載也就越大，所以應(yīng)該詳細(xì)了解選定機(jī)型電梯建設(shè)條件和注意只有站的布局和更多臺布置的差異。由于電梯井一般為鋼筋混凝土剪力墻的方式，除了外面的垂直載荷下，仍然受橫向力的作用，因此應(yīng)驗(yàn)證開孔強(qiáng)度。5、底層框架剪力墻砌體結(jié)構(gòu)挑梁裂縫問題上部是多層磚混砌體結(jié)構(gòu)，底層為剪力墻結(jié)構(gòu)或框架剪力墻結(jié)構(gòu)等，這類房屋的體系結(jié)構(gòu)，往往會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的問題，為了追求底層空間和使用面積，設(shè)計(jì)師們單一追求建筑立面造型，將

7、二層以上的部分橫墻且外層挑墻移至懸挑梁上，各層設(shè)計(jì)有挑梁，但實(shí)際結(jié)構(gòu)的底層挑梁承載普遍出現(xiàn)裂縫。三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范和要點(diǎn)原則分析1、設(shè)計(jì)規(guī)范的要求針對上文闡述的在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時易出現(xiàn)的問題，設(shè)計(jì)人員在框架結(jié)構(gòu)構(gòu)思時，必須綜合的分析和符合建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范、抗震規(guī)范、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范等。結(jié)合當(dāng)?shù)亟ㄖ奶厥庑裕约安牧?、地質(zhì)、貨源、習(xí)俗等，合理建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系。2、關(guān)于建筑的設(shè)計(jì)深度及要點(diǎn)a、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時注意抗震驗(yàn)算。場地類別的差異往往決定抗震驗(yàn)算的等級。當(dāng)建筑超過5層的跨度時，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要盡量加剪力墻，盡可能改善結(jié)構(gòu)的抗震性。b、大跨度雨篷，陽臺等不允許從填充墻內(nèi)出挑，必須考慮抗扭，其扭矩為梁中心

8、線處板的負(fù)彎矩乘以跨度的一半。c、框架梁、柱的混凝土等級宜相差一級。d、由于某些原因造成梁或過梁等截面較大時，應(yīng)驗(yàn)算構(gòu)件的最小配筋率等。e、出層面的樓電梯均不得采用磚混結(jié)構(gòu)。f、框架結(jié)構(gòu)中的電梯井壁宜采用粘土磚砌筑，但不能采用磚墻承重。應(yīng)采用梁承托墻體荷載。g、建筑長度宜滿足伸縮縫要求，否則應(yīng)采取適當(dāng)措施，如增大配筋率，通長配筋，改善保溫，鋪設(shè)架空層，加設(shè)后澆帶等。h、框架柱軸壓比宜滿足相關(guān)規(guī)范要求，并根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。i、當(dāng)采用井字梁時，梁的自重大于板自重時，梁自重不可忽略不計(jì)，周邊一般加大邊梁的截面。j、過街樓處的梁上筋應(yīng)通長，按偏心受拉構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)。k、電線管集中穿板處，板應(yīng)

9、驗(yàn)算抗剪強(qiáng)度或開洞形成管井。電線管豎向穿梁處應(yīng)驗(yàn)算梁的抗剪強(qiáng)度，開洞處應(yīng)進(jìn)行抗震構(gòu)造措施處理。l、構(gòu)件不得向電梯井內(nèi)伸出，否則應(yīng)驗(yàn)算是否能裝下，電梯井處柱可外移或做成異性柱。m、驗(yàn)算水箱、電梯機(jī)房及設(shè)備下結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。水箱不得與主體結(jié)構(gòu)做在一起。n、當(dāng)?shù)叵滤缓芨邥r，暖溝應(yīng)做防水。一般可做u型混凝土暖溝，暖氣管通過防水套管進(jìn)入室內(nèi)暖溝。o、采用扁梁時，應(yīng)注意驗(yàn)算撓度及裂縫，滿足規(guī)范要求等。p、突出屋面的樓電梯間的柱為梁托柱時應(yīng)向下延伸一層，不宜直接錨入頂層梁內(nèi)，并且托梁上鋼筋應(yīng)適當(dāng)拉通，并驗(yàn)算托梁抗剪強(qiáng)度。錯層部位應(yīng)采取加強(qiáng)構(gòu)造措施，女兒墻內(nèi)加構(gòu)造柱，頂部加壓頂。出入口處的女兒墻不管多高，均加構(gòu)造往，并應(yīng)加密。錯層處可加大梁截面，上下層板鋼筋均錨入此梁中。q、注意基底附加壓力下基礎(chǔ)沉降不均的問題。結(jié)語建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，其中存在的問題涉及到方方面面，要解決好這些問題就需要豐富的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的理論知識，在此前提下，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師通過綜合考慮各方面設(shè)計(jì)因子，并與各種規(guī)范進(jìn)行多重整合，運(yùn)用科學(xué)的設(shè)計(jì)理念，做到建筑