淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的問題及對策

（河北 石家莊 050200）

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的問題

（一）高層建筑基礎(chǔ)有效埋置深度不足

有些工程主樓為高層，裙房為多層，其間用沉降縫斷開，使主樓地下室在沉降縫一側(cè)無可靠的側(cè)限。高層規(guī)范規(guī)定、基礎(chǔ)有效埋深應(yīng)從具有可靠側(cè)限的地面算起，而在工程設(shè)計中，設(shè)計人員往往容易忽略“可靠的側(cè)限”這一重要因素。

（二）單樁承載力取值出現(xiàn)偏差或缺乏計算依據(jù)

1.因成樁工藝不同，地基土對不同樁型的支承能力是不同的，即按規(guī)范經(jīng)驗公式計算單樁豎向承載力時，對于不同的樁型，各土層的極限側(cè)阻力和極限端阻力是不同的。有的工程地質(zhì)勘察報告僅提供了計算打入式預(yù)制樁的單樁承載力設(shè)計參數(shù)，而設(shè)計采用鉆孔灌注樁，并直接引用地質(zhì)報告中的設(shè)計參數(shù)，使計算的單樁承載力出現(xiàn)偏差。

2.某些工程場地原為河道或地勢較低，上部土層為松散的新近填土，樁基設(shè)計時直接按經(jīng)驗公式計算單樁承載力或直接采用試樁提供的承載力數(shù)值，沒有考慮上部未固結(jié)（或欠固結(jié)）土層在固結(jié)沉降過程中可能引起的樁側(cè)負摩阻力的影響。

3.驗算樁身承載力時，沒有考慮施工工藝系數(shù)ψc?；驑渡韷呵挠绊?；對抗拔樁，僅計算樁身承載力，沒有進行樁身抗裂驗算。

4.有地下室時，在按靜載試驗確定單樁承載力時，沒有扣除地下室深度范圍內(nèi)的樁側(cè)摩阻力，由于基坑開挖后暴露時間不宜過長，試樁一般都在基坑開挖前進行，基坑開挖后，地下室深度范圍內(nèi)的樁側(cè)摩阻力己不再存在。

（三）結(jié)構(gòu)布置不合理，體型不規(guī)則

結(jié)構(gòu)的合理布置（使結(jié)構(gòu)盡可能“規(guī)則”)，是抗震概念設(shè)計中的十分重要的環(huán)節(jié)，這里的“規(guī)則”包含了對建筑的平立面外形尺寸，抗側(cè)力構(gòu)件布置、質(zhì)量分布，直至承載力分布等諸多因素的綜合要求。由于引起結(jié)構(gòu)不規(guī)則的因素太多，特別是對于復(fù)雜的建筑體型，很難一一用若干簡化的定量指標(biāo)來劃分不規(guī)則程度并規(guī)定限制范圍。

由于缺乏規(guī)范依據(jù)及相應(yīng)的設(shè)計規(guī)定，加之對結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計缺乏應(yīng)有的了解，有些設(shè)計人員往往對結(jié)構(gòu)規(guī)則性難以把握，有時甚至聽從業(yè)主和建筑師的要求，在實際工程中出現(xiàn)了不少規(guī)則性很差、對結(jié)構(gòu)抗震十分不利的高層建筑。

（四）異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

近年來，在我國的住宅建設(shè)中，特別是高層或小高層住宅，有些采用了異形柱結(jié)構(gòu)。由于缺少相應(yīng)的設(shè)計依據(jù)和規(guī)定，目前在異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題很多，也比較突出，主要表現(xiàn)在異形柱結(jié)構(gòu)房屋的高度超高、體型不規(guī)則、結(jié)構(gòu)布置不合理、抗震構(gòu)造措施不當(dāng)?shù)确矫妗?/p>

二、解決建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在問題的對策

（一）高層建筑基礎(chǔ)的選型

高層建筑應(yīng)選用整體性好、能滿足地基承載力和建筑物允許變形要求、并能調(diào)節(jié)不均勻沉降的基礎(chǔ)形式，達到安全實用和經(jīng)濟合理的目的。一般有筏板基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、條形交叉梁基礎(chǔ)等。應(yīng)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)類型、層數(shù)、荷載及地基承載力選用合理的基礎(chǔ)形式。

（二）建筑結(jié)構(gòu)體型設(shè)計

在工程設(shè)計中應(yīng)盡量避免采用不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)。在設(shè)計不規(guī)則結(jié)構(gòu)時，應(yīng)采用符合結(jié)構(gòu)實際受力狀態(tài)的力學(xué)模型進行計算分析，并采取有效的抗震加強措施。新修編的建筑抗震設(shè)計規(guī)范，參考了美國UBC和歐洲規(guī)范8的做法，對規(guī)則與不規(guī)則作了一些定量的劃分，并規(guī)定了相應(yīng)的設(shè)計計算要求。如將樓層最大彈性水平位移與該樓層兩端彈性水平位移平均值的比值大于1.2時定義為平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則結(jié)構(gòu)，并規(guī)定上述比值不宜大于1.5；對超過梁高的錯層，規(guī)定應(yīng)按樓板開洞對待，錯層面積較大時，應(yīng)采用符合樓板平面內(nèi)實際剛度變化的計算模型；對豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)，規(guī)定薄弱地震剪力及某些水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震內(nèi)力應(yīng)乘以不同的增大系數(shù)，等等。

三、解決建筑設(shè)計中存在問題的一般措施

（一）與其他專業(yè)配合，充分溝通

首先拿到提資圖不要盲目建模計算和上機繪圖，先進行全面分析，并與建筑設(shè)計人員進行勾通，充分了解工程的各種情況功能、選型等，要理解透徹建筑圖的意圖，平立剖的關(guān)系。必要時多組織各專業(yè)的協(xié)調(diào)會，明確各專業(yè)需要注意和配合的地方，統(tǒng)一做法和標(biāo)準(zhǔn)，確定原則性的方案，使各專業(yè)的條件圖真正成為條件圖，避免在出圖后再調(diào)整方案引起重復(fù)工作，浪費時間。

（二）合理簡化，做好建模前處理

建模計算前的前處理要做好。例如荷載的計算要準(zhǔn)確，不能估計，要完全根據(jù)建筑做法或使用要求來輸人懸挑構(gòu)件及轉(zhuǎn)換層構(gòu)件是否要考慮施工活荷載的不利影響樓梯洞口的輸人局部開洞的處理!飄窗部分荷載的處理等。有些復(fù)雜難處理的地方，要運用力學(xué)知識適當(dāng)簡化!等效處理，減少計算的工作量。

（三）明確計算參數(shù)含義

熟悉結(jié)構(gòu)設(shè)計輔助軟件的技術(shù)條件在進行結(jié)構(gòu)建模的時候，要了解每個參數(shù)的意義，不要盲目修改參數(shù)，修改時要有依據(jù)。要注意參數(shù)的適用范圍，同一參數(shù)會有其適用性，在砌體結(jié)構(gòu)里是準(zhǔn)確的參數(shù)，到了框架結(jié)構(gòu)可能不適用了在多層結(jié)構(gòu)里是準(zhǔn)確的參數(shù)，到了高層結(jié)構(gòu)可能不適用了。用軟件計算也要建立在這一基礎(chǔ)上，每一種計算理論都有它的假定條件，軟件的編制都符合這一特定的技術(shù)條件，因此在使用軟件前要對軟件技術(shù)條件了解清楚，我們熟悉的砂系列軟件也不例外，如果沒有深刻地理解軟件技術(shù)條件便不能很好地利用軟件來解決實際問題。一些對結(jié)構(gòu)概念不很清楚的設(shè)計人員可能會過分地相信計算機而出現(xiàn)嚴(yán)重的設(shè)計錯誤。我們必要時應(yīng)要用手算復(fù)核，不要盲目相信軟件計算的結(jié)果，尤其是帶轉(zhuǎn)換的構(gòu)件。