宋曉江

【摘要】：本文主要闡述了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的程序和要求，最后針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題進(jìn)行分析探討，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】：建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；原則；應(yīng)注意問題

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則。一個(gè)優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往是這五個(gè)方面的最佳結(jié)合。完美的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是在努力追求這五個(gè)方面的最佳結(jié)合的過程中產(chǎn)生的，適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員最終努力的目標(biāo)，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最佳體現(xiàn)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般在建筑設(shè)計(jì)之后，“受制”于建筑設(shè)計(jì)但又“反制”于建筑設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能破壞建筑設(shè)計(jì)，應(yīng)滿足、實(shí)現(xiàn)各種建筑要求；建筑設(shè)計(jì)不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力范圍，不能超出安全、經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定建筑設(shè)計(jì)能否實(shí)現(xiàn)，從這個(gè)意義上講，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯得更為重要，雖然一棟標(biāo)志性建筑物建成后，人們只知道建筑師的名字，但一個(gè)適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是工程師們的驕傲和成就。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的程序和要求

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的程序

建筑物的設(shè)計(jì)包括建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、給排水設(shè)計(jì)、暖氣通風(fēng)設(shè)計(jì)和電氣設(shè)計(jì)等。每一部分的設(shè)計(jì)都應(yīng)圍繞設(shè)計(jì)的四個(gè)基本要求：即功能要求、美觀要求、經(jīng)濟(jì)要求和環(huán)保要求。建筑結(jié)構(gòu)是一個(gè)建筑物發(fā)揮其使用功能的基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑物設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，主要包括以下四個(gè)過程：方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、構(gòu)件設(shè)計(jì)和繪施工圖。

2.2 建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求

計(jì)算內(nèi)容：結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算和正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算，如直接承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算。

結(jié)構(gòu)上多種作用效應(yīng)同時(shí)發(fā)生時(shí)，應(yīng)通過結(jié)構(gòu)分析分別求出每一種作用下的效應(yīng)后，考慮其可能的最不利組合。

抗震設(shè)計(jì)：我國(guó)的抗震設(shè)防烈度為6至9度，建筑結(jié)構(gòu)根據(jù)所在地區(qū)的烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度采用不同的抗震等級(jí)。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該注意的問題

3.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與電氣專業(yè)設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)。電氣專業(yè)的室內(nèi)敷線，原則上應(yīng)以導(dǎo)線在金屬管中沿墻及樓板暗設(shè)，這對(duì)于預(yù)制裝配整體框架、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)是很困難的。穿梁的垂直管道要在預(yù)制梁制作時(shí)預(yù)留孔道，并且梁寬和墻厚盡量一致，如不一致則要求墻的一側(cè)與梁的側(cè)面平齊，使穿梁管不露墻外。高層建筑平面電梯井道的位置確定后，電梯機(jī)房位置也就確定下來，電梯機(jī)房?jī)?nèi)孔洞、預(yù)埋件較多，電梯機(jī)房荷載也比較大，因此應(yīng)詳細(xì)了解所選型號(hào)、電梯土建條件并注意單臺(tái)布置和多臺(tái)布置的差別。

3.2 關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板挑板的陽(yáng)角問題。陽(yáng)角面積在整個(gè)基礎(chǔ)底面積中所占比例極小，可以砍了，可砍成直角或斜角。如果底板鋼筋雙向雙排，且在懸挑部分不變，陽(yáng)角不必加輻射筋。

3.3 關(guān)于梁、板的計(jì)算跨度。一般的手冊(cè)或教科書上所講的計(jì)算跨度，如凈跨的1.1倍等，這些規(guī)定和概念僅適用于常規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在應(yīng)用日廣的寬扁梁中是不合適的梁板結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單點(diǎn)講，可認(rèn)為是在梁的中心線上有一剛性支座，取消梁的概念，將梁板統(tǒng)一認(rèn)為是一變截面板在扁梁結(jié)構(gòu)中，梁高比板厚大不了多少時(shí)，應(yīng)將計(jì)算長(zhǎng)度取至梁中心，選梁中心處的彎距和梁厚，及梁邊彎距和板厚配筋，取二者大值配筋。

3.4 主梁有次梁處加附加筋，一般應(yīng)優(yōu)先加箍筋，附加箍筋可認(rèn)為是：主梁箍筋在次梁截面范圍無法加箍筋或箍筋短缺而在次梁兩側(cè)補(bǔ)上。附加筋一般要有，但不應(yīng)絕對(duì)。規(guī)范說的清楚，位于梁下部或梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載，應(yīng)全部由附加橫向鋼筋承擔(dān)。也就是說，位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的墊梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力應(yīng)加附加筋。還有當(dāng)主次梁截面均很大，如工藝要求形成的主次深梁，而荷載相對(duì)不大主梁也可不加附加筋。總的原則，當(dāng)主梁上次梁開裂后，從次梁的受壓區(qū)頂至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁產(chǎn)生的剪力時(shí)，主梁可不加附加筋。梁上集中力，產(chǎn)生的剪力在整個(gè)梁范圍內(nèi)是一樣，所以抗剪滿足，集中力處自然滿足。

3.5 在多高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能避免短柱。其主要的目的是使同層各柱在相同的水平位移時(shí)，能同時(shí)達(dá)到最大承載能力，但隨著建筑物的高度與層數(shù)的加大，巨大的豎向和水平荷載使底層柱截面越來越大，從而造成高層建筑的底部數(shù)層出現(xiàn)大量短柱，為了避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，對(duì)于大截面柱，可以通過對(duì)柱截面開豎槽，使矩形柱成為田形柱，從而增大長(zhǎng)細(xì)比，避免短柱的出現(xiàn)，這樣就能使同層的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)在相近的水平位移下，達(dá)到最大的水平承載力。

3.6 關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板的挑板問題。從結(jié)構(gòu)角度來講，如果能出挑板，能調(diào)勻邊跨底板鋼筋，特別是當(dāng)?shù)装邃摻钔ㄩL(zhǎng)布置時(shí)，不會(huì)因邊跨鋼筋而加大整個(gè)底板的通長(zhǎng)筋，較節(jié)約；出挑板后，能降低基底附加應(yīng)力，當(dāng)基礎(chǔ)形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時(shí)，加挑板就可能采用天然地基；能降低整體沉降，當(dāng)荷載偏心時(shí)，在特定部位設(shè)挑板，還可調(diào)整沉降差和整體傾斜；窗井部位可以認(rèn)為是挑板上砌墻，不宜再出長(zhǎng)挑板。雖然在計(jì)算時(shí)此處板并不應(yīng)按挑板計(jì)算。當(dāng)然此問題并不絕對(duì)，當(dāng)有數(shù)層地下室，窗井橫隔墻較密，且橫隔墻能與內(nèi)部墻體連通時(shí)，可靈活考慮；當(dāng)?shù)叵滤缓芨?，出基礎(chǔ)挑板，有利于解決抗浮問題；從建筑角度講，取消挑板，可方便柔性防水做法。

3.7 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)梁柱抗震設(shè)計(jì)問題

對(duì)于鋼筋混凝土的抗震問題，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中通常是堅(jiān)持強(qiáng)柱弱梁的原則，這是結(jié)合我們?cè)O(shè)計(jì)中能達(dá)到建筑物遇到小的地震時(shí)不被損壞，遇到中型地震后能夠修復(fù)，遇到大的地震時(shí)整個(gè)建筑物不倒塌的目標(biāo)而提出來的，并且一直以來我們?cè)O(shè)計(jì)人員也是這樣堅(jiān)持的。提出的所謂強(qiáng)柱弱梁主要是考慮到如果一個(gè)建筑物的梁壞了，只會(huì)導(dǎo)致建筑物局部受到損壞，但是如果柱子壞了，就會(huì)導(dǎo)致建筑物的整個(gè)受力結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，出現(xiàn)整體建筑坍塌的現(xiàn)象。但是，在實(shí)際操作過程中我們發(fā)現(xiàn)，建筑物的柱也不是越強(qiáng)越好，柱的軸壓比也不能太高，如果軸壓比過高，在大地震發(fā)生時(shí)將對(duì)建筑物的邊柱產(chǎn)生最少30%以上的附加軸力，這對(duì)建筑物的安全問題是致命性的。

結(jié)語： 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑施工的前期規(guī)劃，直接影響到建筑的質(zhì)量和成本，因此，我們廣大工程設(shè)計(jì)人員要深刻領(lǐng)會(huì)各種規(guī)范中的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，在設(shè)計(jì)的過程中除了要嚴(yán)格按照規(guī)范規(guī)定作業(yè)外，還要多動(dòng)腦筋，根據(jù)實(shí)際情況靈活運(yùn)用，善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)一些規(guī)范中規(guī)定不是很明確的問題，要多進(jìn)行調(diào)查研究，絕對(duì)不能閉門造車。

【參考文獻(xiàn) 】：

[1]賈永萍.試論民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].科技傳播，2011，（16）.