建筑物主体结构设计的常见问题

摘 要：论文在深入分析建筑主体结构设计从存在问题的基础上,结合工作实际经验提出了相应的解决措施,希望为建筑主体结构设计人员提供参考和帮助.

关 键 词：建筑物；主体结构；常见问题；探讨

一、引言

随着市场经济的深入发展以及国家建设问题的普及,在和谐社会发展的伟大宏图下,建筑工程的质量是直接关系到百姓生命与财产安全等切身利益的重大问题,也是一个工程能否如期完成的基础.因此,工程建设越来越受到社会的广泛关注.但就目前的情况来看,建筑工程在结构设计中仍存在一些问题.

二、建筑结构设计中存在的常见问题

(一)地下室外墙的设计问题

地下室外墙的厚度、混凝土强度等级及防水要求,应根据建筑场地条件、地下水位高低、上部结构荷载与地下室层数、层高、埋深、水平荷载的大小及使用功能等综合考虑确定.高层建筑地下室外墙的厚度不应小于250mm.[1]地下室外墙的混凝土强度等级宜低不宜高,混凝土强度等级过高,水泥用量大,易产生收缩裂缝,但高层建筑不应低于C30,当地下室有防水要求时,地下室外墙的抗渗等级应由最大水头与墙厚之比确定,但任何情况下都不应低于0.6MPa.地下室外墙的配筋主要由垂直于墙面的水平荷载控制.水平荷载包括室外地面活荷载产生的侧压力、地基土的侧压力、地下水压力等.地下室外墙近似按受弯构件设计.地下室外墙在垂直于墙面的地基土侧压力作用下,通常不会发生整体侧移,土压力类似于静止土压力,工程上通常取静止土压力系数K等于0.5来进行计算.

(二)连梁超筋问题

剪力墙结构设计中连梁超筋是一种常见现象.某段剪力墙各墙肢通过连梁形成整体,成为连肢墙或壁式框架,使此墙段具有较大的抗侧刚度,能达到此目的主要依靠连梁的约束弯矩.连梁的超筋实质是计算剪力不满足剪压比要求.连梁易超筋的部位,在一般剪力墙结构中,竖向在总高度1层左右的楼层；平面中,当墙段较长时其中部的连梁易超筋；某墙段中墙肢截面高度（即平面中的长度）大小悬殊不均匀时,在大墙肢上的连梁易超筋.

(三)承重柱截面高度设计过小

这种情况多发生于六度抗震设防区.一些结构设计者误认为六度设防就是不设防,不图受力分析方便,他们故意把柱子的截面高度设计得过小,使梁柱的线刚度比加大,把梁简化为铰支梁,柱按轴心受压计算,这种做法虽然易于进行结构受力分析,但却给房屋结构埋下了隐患.[2]因为这样做忽略了梁柱间的刚结作用,即忽略了柱对消化酶的约束弯矩,加之以柱截面的配筋都较小,结构一旦受力后,柱顶抗弯强度必然不足,从而柱子在梁底附近将会出现一条或多条水平裂缝,形成塑性饺.这样在正常使用情况下,柱子已开始带饺工作.这不但影响了房屋的耐久性,而且也常常引起用户的恐惧心理.更为严重的是,这样的结构一旦遭遇地震作用时,将会倒塌,这违背了现行抗震规范中"强柱弱梁"的设计原则.

(四)房屋高度、高宽比超过现行规范

现行的规范、规程给出了房屋的最大适用高度和高宽比限值.某些高层建筑房屋高度超过最大适用高度或高宽比超出规定限值,甚至个别建筑高度和高宽比均超出规定限值.在结构设计过程中,对于房屋高度、高宽比和体型复杂程度超过现行规范、规程的高层建筑,应按超限高层建筑进行设计.同时,另一点不容忽视的问题是,房屋适用高度除与结构体系类型及抗震设防烈度有关外,还与场地类别与结构是否规则等因素有关,当位于Ⅳ类场地或结构平面与竖向布置不规则时,其最大适用高度应适当降低.

三、解决建筑设计中存在问题的一般措施

我们拿到提资图不要盲目建模计算和上机绘图.先进行全面分析,并与建筑设计人员进行勾通,充分了解工程的各种情况功能、选型等,要理解透彻建筑图的意图,平立剖的关系.必要时多组织各专业的协调会,明确各专业需要注意和配合的地方,统一做法和标准,确定原则性的方案,使各专业的条件图真正成为条件图,避免在出图后再调整方案引起重复工作,浪费时间.

准确确定计算参数建设工程由于其所处的地理位置的制约,设计所要涉及的参数也会具有特殊性.例如基本风压、基本雪压、地震烈度、场地土类别等参数的选取,我们就要根据《全国基本风压分布图》、《全国基本雪压分布图》及此工程的地质报告确定,再譬如墙体围护主材各地区都会有差异,根据实际采用的材料来确定墙体荷载就变得很关键.[3]而且对于某些特殊的重要建筑还要根据试验、类似工程经验来确定各种参数的取值.在着手设计前,充分收集设计所需资料、规范,根据具体的地域、工程类型准确确定计算参数,不仅可以使设计计算准确可靠,也能避免因参数不合理而造成的浪费、返工等.

建模计算前的前处理要做好.例如荷载的计算要准确,不能估计,要完全根据建筑做法或使用要求来输人悬挑构件及转换层构件是否要考虑施工活荷载的不利影响楼梯洞口的输人局部开洞的处理、飘窗部份荷载的处理等.有些复杂难处理的地方,要运用力学知识适当简化、等效处理,减少计算的工作量.

在计算中,要充分考虑在满足技术条件下的经济性.不能随意加大配筋量或加大构件的截面,造成"肥梁、胖柱、深基础、有些设计人员算不清,加钢筋和层层附加保险性"以至配成超筋梁柱.[4]要始终牢记"强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉原则",注意构件的延性性能,加强薄弱部位,注意钢筋的锚固长度,尤其是钢筋的直线段锚固长度,考虑温度应力的影响.

四、结语

随着经济的发展和人们对建筑物功能需求的改变,建筑结构设计最为一项系统、全面的工作,其设计质量关乎到整个工程建设的质量,关乎人民的生命和财产安全.因此,作为设计工作者应该按照规范严格执行相应的构造设计,在结构设计的各个阶段做好问题研究与预防,从根本上消除设计质量的隐患,为社会的发展和进步做出巨大的贡献.