小学生常见问题及对策 [论建筑结构设计中的常见问题及对策]

　　摘要：建筑结构设计过程中，经常遇见一些中常见的问题，需要灵活、合理处理。同时对这些问题的原因和改正措施提出了自己的看法。文章介绍了建筑结构的合理选型、 建筑结构布置不合理的处理策略、地基基础设计中常见的问题、钢混结构构造方面存在的常见问题。
　　关键词：建筑结构 设计 选型 地基设计 构造
　　近年来，我国建筑业得到飞跃式的发展，与此同时，建筑结构设计的整体水平和设计方式等也发生了很大的变化。建筑结构设计人员在实际设计工作中，经常遇到一些问题，需要灵活、合理处理。
　　1建筑结构的合理选形
　　建筑物地面以上的结构形式对工程造价有很大影响。目前我国民用建筑结构形式主要有砖混结构、框架结构、框剪结构、剪力墙结构、装配式大板、大模板结构、排架结构等。不同的建筑结构形式各有优劣，应比较各种结构的布置方案、受力体系及经济性能，结合实际，因地制宜，综合考虑以上因素，尽量采用适合本地区的经济合理的结构形式，建设出低造价、高质量、高标准的民用建筑。
　　混合结构的造价仅为钢筋混凝土框架结构造价的60%-70%，其钢筋混凝土用量少，适用于7层以下的建筑物。但混合结构是由墙体承重，对墙体布置有一定要求，不如框架结构灵活，其使用功能受到限制。7层以上12层以下的建筑宜采用框架结构，在其合适的位置上设置几道抗震剪力墙，可减小柱、梁的截面尺寸和配筋，从而达到节省材料的目的，且可以明显提高建筑物的抗震能力。框一剪结构一般适用于12层以上20层以下的建筑物，为增强建筑物的整体刚度，可其适当的位置上设置刚性筒体，也可以起到节省材料的效果。
　　2 建筑结构布置不合理的处理策略
　　结构的合理布置（使结构尽可能“规则”)，是抗震概念设计中的十分重要的环节，这里的“规则”包含了对建筑的平立面外形尺寸，抗侧力构件布置、质量分布，直至承载力分布等诸多因素的综合要求。由于引起结构不规则的因素太多，特别是对于复杂的建筑体型，很难一一用若干简化的定量指标来划分不规则程度并规定限制范围。
　　由于缺乏规范依据及相应的设计规定，加之对结构抗震概念设计缺乏应有的了解，有些设计人员往往对结构规则性难以把握，有时甚至听从业主和建筑师的要求，在实际工程中出现了不少规则性很差、对结构抗震十分不利的高层建筑。比如平面扭转不规则问题，在框剪结构中，纵横剪力墙布置过分集中或仅布置在房屋的一端，使结构刚度中心严重偏离质量中心。有时甚至是结构整体计算的第一振型为扭转振型.
　　高位转换问题，某高层建筑采用框支抗震墙结构，高度约160m，Ⅳ类场地，6度设防，不仅房屋高度大大超过其最大适用高度，且在第6～7层处设置了厚板转换层，框支层数达到6层。框支抗震墙属抗震不利的结构体系，新修编的抗震规范，对此类结构的抗震措施仅限于框支层不超过两层；楼层错层问题，高层建筑中带有较大范围的错层，使楼层的楼板不连续，对结构抗震十分不利；高层建筑结构中，同时采用两种以上的复杂结构，诸如带转换层结构、错层结构、连体结构、多塔楼结构等，均属于复杂结构形式，根据抗震对高层建筑规则性的要求，高层结构不宜同时采用两种以上的复杂结构。
　　3 地基基础设计中常见的问题
　　3.1桩基选型不合理或对桩基施工的可行性、成桩质量的可靠性及桩基施工对周围环境的影响等方面考虑不够充分。
　　如某高层建筑设计采用大直径钻孔灌注桩，桩尖需穿越6～8m的卵石层进入中风化岩1倍桩径。按照现有的施工条件，桩尖穿越较厚的卵石层十分困难，成孔质量也较难保证，根据附近相似地质条件的工程经验，以卵石层为持力层（无软弱下卧层），并在桩端进入卵石层一定深度后进行桩底注浆，同样能达到提高单桩承载力、减小桩基沉降的目的。
　　3.2单桩承载力取值出现偏差或缺乏计算依据
　　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。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。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。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。
　　3.3桩间距过小
　　桩间距过小，不满足规范对桩的最小中心距的规定。特别是试桩、锚桩之间的间距，往往被设计人员忽视，直接影响试桩结果的正确性。
　　3.4桩身钢筋笼长度不足
　　对挤土灌注桩，桩身钢筋笼长度没有穿越软弱土层的层底深度，不满足桩基规范（(JGJ94-94)第4.1.1.2条“对于沉管灌注桩，配筋长度不应小于软弱土层层底深度”的规定，这也是工程设计中常见的问题。
　　4钢混结构构造方面存在的常见问题
　　4.1板-柱结构设计中存在的问题
　　板-柱结构的节点连接非常薄弱，不利于抗震，1988年的墨西哥地震充分说明了这一点。过去由于抗震规范和高规均没有对板-柱结构作出相应的设计规定，使设计人员在板-柱结构的设计中带有一定的随意性和盲目性。
　　4.2异形柱结构设计中存在的问题
　　近年来，在我省的住宅建设中，特别是高层或小高层住宅，有些采用了异形柱结构。由于缺少相应的设计依据和规定，目前在异形柱结构设计中存在的问题很多，也比较突出，主要表现在异形柱结构房屋的高度超高、体型不规则、结构布置不合理、抗震构造措施不当等方面。应当说，目前国内对异形柱的受剪承载力、节点承载力和结构延性等方面的试验研究还不多，对异形柱结构抗震性能的认识还不够充分。在这种情况下，设计异形柱结构时，对房屋高度、结构规则性及抗震措施等方面宜从严掌握。
　　4.3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。有些设计人员提出用后浇带代替伸缩缝，笔者认为此种做法并不一定妥当。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。地下室结构宜尽量不设缝，而采取其它技术措施来解决差异沉降问题，如采用桩基，使绝对沉降和差异沉降控制在允许范围内，或在主裙楼之间留设施工后浇带，待主楼封顶后再连成整体。地下室埋于土中，建成后受温度变化的影响相对较小，因此对长度较长的地下室可采取留设后浇带、采用补偿收缩混凝土、局部提高配筋率等措施来解决混凝土干缩和温度应力的影响。
　　参考文献：
　　[1]李洪涛.我国建筑结构设计问题与展望分析[J].现代商贸工业.2010.07.
　　[2]魏利金.建筑结构设计常遇问题及对策[M].北京：中国电力出版社.2009.01.
　　[3]蒋曜州.浅谈建筑结构设计配筋[J].中国电力教育.2008.01.
　　[4]赵健玲.建筑结构设计中常见错误分析[J].科技风.2009.16.
　　[5]何磊.对建筑结构设计中若干问题的探讨[J].建材与装饰.2008.01.
　　以上文章，杂志请不要邮寄给作者，请邮寄2本杂志到：
　　济南市历下区花园路西口历园新村（原花洪小区）22号楼5单元201 庞玉强 收
　　邮编：250014 电话：13969158299