結構設計中常見問題的分析

林　云

【摘 要】本文簡要的闡述了結構設計中常見的問題,并提出了一些可供參考的處理建議,和大家一起探討。

【關鍵詞】結構設計 問題 分析

引言

建筑工程質量直接關系到人民生命和財產的安全,而施工圖的設計質量又是整個工程質量的基礎,一份高質量的施工圖是工程建設質量保證的前提。但是目前施工圖紙的質量遠沒有人們所想象的那么精確和完善。通過在多項建筑結構設計施工圖的設計及審查中發現,結構設計中存在比較常見的問題有:超長結構與基礎設計、板面設置溫度應力筋及梁筏基礎板筋位置等問題。

1 有關超長結構與基礎設計

混凝土結構設計規范第91111條中規定鋼筋混凝土框架結構伸縮縫最大間距為55 m,而71112條則規定當采取后澆帶分段施工,專門的預加應力措施或采取能減小混凝土溫度變化或收縮的措施且有充分依據的,伸縮縫間距可適當增大。這兩條使我們在實際設計過程中較難把握。工程實例中超過55 m就設置伸縮縫,這顯然是很難保證的,但采取后澆帶分段施工后究竟應控制房屋長度多少而不至于產生裂縫等不良現象呢?筆者認為這取決于各地區的溫差及混凝土不同的收縮應力。按本人在廣東省地區所做的工程實例經驗,多層房屋長度超過55 m但在75 m以內時,采取設置施工后澆帶及相應的構造加強措施后,不設置伸縮縫是可行的,這在許多工程竣工使用多年后也已得到證實,多個工程(比如有40 m×72 m的四層廠房, 10 m×72m的九層教學樓, 2 m×65 m的九層宿舍,還有長達近100m的三層商業建筑等)均未產生嚴重的裂縫。但在結構設計中必須對梁柱配筋進行概念上的調整。首先是長向板鋼筋應雙層設置,并適當加強后澆帶處的梁板配筋;而兩端梁柱,特別是邊跨的柱配筋必須加強,以抵抗溫度應力帶來的推力;另外,超長結構在角部容易產生扭轉效應,我們在設計中也必須對角部結構進行加強。當框架結構超過75 m時,筆者認為必須采取特殊的措施才能不設置伸縮縫,譬如說采用預加應力,摻入抗裂外加劑等等,而且作為超過75 m的結構,必須對溫度及收縮裂縫采取定量的分析,并相應施加預應力,這在許多工程實例中應用的效果也是眾目共睹的。如果對超長結構,不能有效的分析清楚受力情況,本人建議還是應按規范要求設置伸縮縫,畢竟建筑上縫只要處理得當還是不影響觀瞻的。目前的短肢剪力墻體系小高層由于考慮埋置深度的要求,一般均設置地下室?；A則采用樁筏基礎。如何對樁進行合理選型,將對整個地下室設計的經濟性產生重要影響。

2 防止由于地基沉降或不均勻沉降引起的構件開裂或破壞

預防或減少不均勻沉降的危害，可以從建筑措施、結構措施、地基和基礎措施方面加以控制。諸如：避免采用建筑平面形狀復雜、陰角多的平面布置；避免立面體形變化過大；將體形復雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個單元；加強上部結構和基礎的剛度；同一建筑物盡量采用同一類型基礎并埋置于同一土層中等一系列措施。應該引起重視的是：對高層建筑來說，由于需要一定的埋置深度，從經濟的角度考慮，基礎一般采用樁箱或樁筏結合的形式，此時應保證箱體的整體剛度，群樁布置的形心應與上部結構重心相吻合。當土層有較大起伏時，應使用同一建筑結構下的樁端位于同一土層中，并應考慮可能產生的液化影響。

3 從結構計算和構造上滿足規范要求

3．1從結構計算角度，看結構計算應注意的問題：

避免荷載計算的錯誤。諸如漏算或少算荷載、活荷載折減不當、建筑物用料與實際計算不符，基礎底板上多算或少算土重。底框砌體結構驗算時就應注意：底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結構，對具有薄弱層的底層框架混合結構，應考慮塑性變形集中的影響，通常對底層地震剪力乘以1．2—1．5的增大系數；底層框架混合結構的剪力分配不能簡單地按框架抗震墻的方法。連續板計算不能簡單地用單向板計算方法代替；雙向板查表計算時，不能忽略材料泊松比的影響，否則，由于跨巾彎矩未進行調整，將使計算值偏小對電算結果的正確性進行正確評價。

3.2從構造角度看應注意的問題：

注意構件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設計中既要保證建筑結構在地震發生時具有一定的延性，又必須滿足最小配筋的要求。嚴格按照規范要求，保證鋼筋在各個部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長度，材料選用也必須滿足強度要求。為了防止屋面溫度應力引起的墻體開裂，必須采取有效的通風散熱措施。按抗震構造要求設置的構造柱，應在整個建筑物高度內上下對準貫通，上至女兒墻壓頂，下伸人基礎圈梁，或伸人室外地面以下500毫米，構造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規范要求。

4 剪力墻設計

布置:剪力墻布置必須均勻合理,使整個建筑物的質心和剛心趨于重合,且X, Y兩向的剛重比接近。在結構布置應避免一字形剪力墻,若出現則應布置成長墻( h/w>8)應避免樓面主梁平面外擱置在剪力墻上,若無法避免,則剪力墻相應部位應設置暗柱,當梁高大于墻厚的215倍時,應計算暗柱配筋,轉角處墻肢應盡可能長,因轉角處應力容易集中,有條件兩個方向均應布置成長墻;規范中對普通墻及短肢墻的界定是墻高厚比8倍以下為短墻,大于8倍則為普通墻,這就引起高厚比為719倍及811倍的兩種墻的受力特性截然不同,而配筋亦大相徑庭,這顯得比較機械而不合理,因此筆者建議布置長墻時高厚比能大于9。

5 結束語

以上幾點是對設計中經常出現的幾個問題的理解。在今后的設計過程中,設計者要把提高設計質量作為終身奮斗的目標,應以規范為依據,不斷總結,因為安全才是人民利益的根本所在,使我們的設計更經濟合理。

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