馮燕 許磊

摘要：民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程項(xiàng)目的重要環(huán)節(jié)，本文從民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問題以及解決民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題的改進(jìn)措施兩個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討。從而做好民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，保證建筑項(xiàng)目的整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：民用建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；改進(jìn)措施

民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程項(xiàng)目重要的環(huán)節(jié)，也是建筑工程項(xiàng)目能夠順利竣工并且安全的投入使用的基礎(chǔ)工作。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)從最基礎(chǔ)的構(gòu)件開始計(jì)算，深刻理解熟練的掌握各類設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)還要緊密的結(jié)合其他的相關(guān)專業(yè)，面對(duì)存在的種種問題應(yīng)認(rèn)真分析和思考，總結(jié)過往設(shè)計(jì)工作中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，找到解決這些問題的有效對(duì)策，從而真正的做好民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，保證建筑項(xiàng)目的整體質(zhì)量。

一、結(jié)構(gòu)影響耐久性設(shè)計(jì)的常見問題與改進(jìn)措施

耐久性是混凝土建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該滿足的基本性能 ，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的影響耐久性的常見問題 ，進(jìn)行必要的改進(jìn)措施是混凝土結(jié)構(gòu)能否在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)正常安全使用的重要保證。

1、混凝土結(jié)構(gòu)影響耐久性設(shè)計(jì)的常見問題

在混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)初期 ，不僅要考慮混凝土內(nèi)部因素（混凝土強(qiáng)度、滲透性、保護(hù)層厚度、水泥品種、標(biāo)號(hào)和用量以及外加劑等）還要考慮其外部因素（環(huán)境溫度、濕度、CO2含量以及侵蝕性介質(zhì)等）的影響。僅僅防止混凝土堿集料反應(yīng)以及保證混凝土強(qiáng)度是不夠的 ，就混凝土結(jié)構(gòu)而言 ，還要考慮鋼筋的銹蝕、開裂以及配筋等等情況。就混凝土結(jié)構(gòu)建筑而言 ，基于耐久性的設(shè)計(jì)考量 ，常見的影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的問題有侵蝕性介質(zhì)的腐蝕，當(dāng)硫酸鹽溶液與水泥石中的氫氧化鈣及水化鋁酸鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng) ，生成石膏和硫鋁酸鈣 ，產(chǎn)生體積膨脹 ，使混凝土破壞?；炷翆儆趬A性材料 ，當(dāng)遇到酸性物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng) ，使混凝土產(chǎn)生裂縫、脫落現(xiàn)象從而導(dǎo)致破壞。

鋼筋銹蝕是影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)鍵問題。當(dāng)混凝土被碳化 ，當(dāng)鋼筋的表面氧化膜遭到破壞 ，加之水分和氧氣的條件下 ，就會(huì)發(fā)生銹蝕反應(yīng)。鋼筋銹蝕引起的混凝土結(jié)構(gòu)損傷，嚴(yán)重銹蝕時(shí)，會(huì)出現(xiàn)沿鋼筋長度而發(fā)生縱向裂縫，從而影響混凝土保護(hù)層脫落 ，導(dǎo)致截面承載力下降 ，最終使得結(jié)構(gòu)遭到破壞。當(dāng)進(jìn)行澆筑混凝土?xí)r ，為達(dá)到必須的和易性 ，往往需要更多的水分以達(dá)到最佳值 ，特別是冬季施工中 ，這些多余的水分因結(jié)冰會(huì)產(chǎn)生體積膨脹 ，引起混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞。反復(fù)凍融多次 ，就會(huì)使混凝土的損傷累積而引起混凝土結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞。

2、混凝土結(jié)構(gòu)影響耐久性設(shè)計(jì)的改進(jìn)措施

設(shè)計(jì)人員進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí) ，應(yīng)根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性 ，充分考慮到混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力特性、設(shè)計(jì)和使用年限以及構(gòu)件建構(gòu)的環(huán)境類別等因素。要防止混凝土遭受凍融破壞 ，應(yīng)合理降低其水灰比 ，盡可能的減少混凝土中多余的水分。特別是在冬季施工時(shí) ，應(yīng)摻入一定劑量的防凍劑 ，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù) ，防止受凍。要確保混凝土的耐久性與鋼筋的粘結(jié)力 ，就要做好建筑結(jié)構(gòu)對(duì)環(huán)境要求規(guī)范下的最小混凝土保護(hù)層厚度。當(dāng)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作壽命有更高要求時(shí) ，混凝土保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合鋼筋表面防護(hù)進(jìn)行 ，并做好養(yǎng)護(hù)等措施。另外 ，通過減小水灰比和保證水泥用量提高混凝土的密實(shí)性 ，從而延緩混凝土的碳化和鋼筋銹蝕現(xiàn)象的發(fā)生。再次 ，裂縫出現(xiàn)加速了混凝土碳化也使得鋼筋產(chǎn)生銹蝕 ，為了確?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性 ，必須對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件所處環(huán)境類別、鋼筋對(duì)腐蝕的敏感性以及荷載作用、時(shí)間等進(jìn)行嚴(yán)格的控制 ，從而達(dá)到對(duì)裂縫發(fā)生和控制的目的。進(jìn)行鋼筋選用時(shí) ，要衡量鋼筋的強(qiáng)度價(jià)格比 ，而不應(yīng)簡單只對(duì)鋼筋價(jià)格進(jìn)行對(duì)比。強(qiáng)度高的鋼筋經(jīng)濟(jì)性能更佳優(yōu)越 ，不僅大大減少配筋率和配筋量以及減少了鋼筋在加工、運(yùn)輸以及施工各環(huán)節(jié)的附加費(fèi)用。

二、結(jié)構(gòu)體系及構(gòu)件布置中的安全隱患和改進(jìn)措施

1、 結(jié)構(gòu)體系及構(gòu)件布置中的安全隱患

民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中 ，當(dāng)框架梁、柱中心線達(dá)不到重合 ，就會(huì)導(dǎo)致框架柱和梁柱節(jié)點(diǎn)的受力性能得到一定程度的惡化。另外 ，在水平地震力額作用下 ，梁、柱構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)不僅會(huì)發(fā)生斜裂縫 ，還能導(dǎo)致梁下方柱內(nèi)的豎向劈裂裂縫的產(chǎn)生。另外 ，在民用建筑中進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí) ，有的采用框架和部分砌體墻混合承重的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于兩種結(jié)構(gòu)類型是截然不同的兩種結(jié)構(gòu)體系 ，其構(gòu)件選用的材料性質(zhì)也不盡相同 ，另外 ，兩種結(jié)構(gòu)中所選用材料的受力特性以及變形能力都相差較大 ，針對(duì)發(fā)生地震作用下其兩種結(jié)構(gòu)很難做到協(xié)同工作 ，因此對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生著具大的安全隱患。

2、 結(jié)構(gòu)體系及構(gòu)件布置中對(duì)安全隱患的改進(jìn)措施

框架結(jié)構(gòu)中提高安全性能的措施最常采用的就是對(duì)框架梁水平加腋 ，加腋厚度可取梁截面高度 ，框架梁加腋后 ，可以明顯改善框架梁、柱節(jié)點(diǎn)承受反復(fù)荷載的能力。在高發(fā)的地震區(qū) ，應(yīng)嚴(yán)格杜絕采用框架和砌體墻混合承重的形式 ，而應(yīng)采用框架承重 ，另外要設(shè)計(jì)非承重填充墻。為了減小混凝土收縮效應(yīng)進(jìn)行設(shè)置后澆帶無疑是重要措施之一 ，對(duì)于增大建筑物伸縮縫間距的措施 ，除了進(jìn)行設(shè)置后澆帶外 ，還可以采用收縮的水泥、通過膨脹劑補(bǔ)償混凝土收縮、局部進(jìn)行配筋增加預(yù)應(yīng)力等等措施 ，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)建筑項(xiàng)目的具體情況 ，有針對(duì)性的選擇具體措施。

三、基于抗震設(shè)計(jì)中的常見安全隱患和改進(jìn)措施

1、抗震設(shè)計(jì)中的常見安全隱患

進(jìn)行建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí) ，基于安全性原則僅僅對(duì)純框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析、配筋計(jì)算是不夠的 ，特別是基于高層的民用建筑 ，除了對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算外 ，還應(yīng)充分考慮其建筑物的風(fēng)荷載以及填充墻荷載因素的計(jì)算 ，另外 ，隔墻荷載、樓 （ 電 ） 梯荷載以及陽臺(tái)荷載等等因素都應(yīng)考慮在內(nèi)。

2、抗震設(shè)計(jì)中對(duì)常見安全隱患的改進(jìn)措施

對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，除需布置一定量的剪力墻時(shí)，結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí) ，除了按純框架計(jì)算外 ，還要充分考慮到按剪力墻與框架的協(xié)同效應(yīng) ，并對(duì)其抗震等級(jí)設(shè)計(jì)和計(jì)算 ，進(jìn)行抗震等級(jí)計(jì)算時(shí) ，既要確保剪力墻的承載能力 ，又要規(guī)范和滿足結(jié)構(gòu)整體位移的要求 ，還要保證純框架結(jié)構(gòu)計(jì)算下的承載能力以及彈塑性層間位移是否符合規(guī)范和要求。另外 ，在對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí) ，凡平面不規(guī)則的多層建筑 ，亦應(yīng)考慮偶然偏心的影響。特別是在地震區(qū) ，在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體計(jì)算時(shí)，還應(yīng)考慮和輸入相應(yīng)的風(fēng)荷載。多、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，盡管風(fēng)荷載不直接參與地震作用效應(yīng)計(jì)算組合之內(nèi) ，但基于安全性能 ，不輸入風(fēng)荷載以及忽略風(fēng)荷載的作用 ，必然會(huì)使得其建筑地基和基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)不安全 ，因此 ，應(yīng)將風(fēng)荷載輸入 ，以免影響其結(jié)構(gòu)安全。

四、結(jié)語

建筑工程師在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要充分了解整個(gè)建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及抗震性，還要充分考慮到如果發(fā)生震動(dòng)，建筑物相應(yīng)的承受能力，找出問題的關(guān)鍵，解決矛盾，用正確的方式方法進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，這樣才會(huì)獲得成功。因?yàn)?，概念設(shè)計(jì)所涉及的范圍非常廣泛，所以不僅要分析整個(gè)建筑物的設(shè)計(jì)總方案，還要有非主材料的使用方法以及主要部分的詳細(xì)構(gòu)造。

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