建筑科學設計問題分析

孫鳳英

（大慶市林甸縣工程質量檢測站，黑龍江，大慶，163000）

建筑科學設計問題分析

孫鳳英

（大慶市林甸縣工程質量檢測站，黑龍江，大慶，163000）

文章分析了房屋結構設計中常見問題，提出了有針對性的防治措施。

建筑；結構；設計

一、建筑基礎設計問題

多層房屋無地質詳勘報告，僅僅依據建設單位口頭或籠統(tǒng)參照附近建筑物的基礎設計資料就進行施工圖設計是不科學的。地基與基礎設計要做到合理，安全適用，設計人員必須依據地質勘察資料，統(tǒng)一考察多方面因素進行基礎類型和上部結構的詳細勘測方可設計，僅憑耐力這一數據是不全面的，也是不安全的，更不能盲目地把耐力容許值取得小一些就認為萬無一失了。

采用換土墊層進行軟弱地基處理，不進行換土墊層設計，只憑經驗處置。有時設計者對軟弱地基的危害認識不足，只是簡單地憑借經驗采用砂墊層加強一下承載力，沒有進行墊層寬度和厚度計算，只能使軟弱地基處理既不安全，又不經濟。

民用建筑中柱、梁及基礎的負荷未按規(guī)范乘以折減系數。設計人員設計多層民用建筑時，在計算梁、柱和基礎的負荷時未按現(xiàn)行設計規(guī)范采用荷載乘折減系數計算其荷載值，因而荷載值不準確。

二、承重柱截面高度設計過小

這種情況多發(fā)生于六度抗震設防區(qū)。一些結構設計者誤認為六度設防就是不設防，圖受力分析方便，他們故意把柱子的截面高度設計得過小，使梁柱的線剛度比加大，把梁簡化為鉸支梁，柱按軸心受壓計算。這種做法雖然易于進行結構受力分析，但卻給房屋結構埋下了隱患。因為這樣做忽略了梁柱間的剛結作用，即忽略了柱的約束彎矩，加之以柱截面的配筋都較小，結構一旦受力后，柱頂抗彎強度必然不足，從而使柱子與梁底附近將會出現(xiàn)一條或多條水平裂縫，形成塑性鉸。這樣在正常使用情況下，柱子已開始帶鉸工作。這不但影響了房屋的耐久性，而且也常常引起用戶的恐懼心理。更為嚴重的是，這樣的結構一但遭遇地震作用時，將會倒塌，這違背了現(xiàn)行抗震規(guī)范中“強柱弱梁”的設計原則。

三、磚混結構房屋中構造柱兼作承重柱用

在磚混結構中，構造柱不但能夠提高墻體的抗震能力，而且構造柱與圈梁聯(lián)結在一起，形成對砌體的約束，這對于限制墻體裂縫，維持豎向承載力，提高結構的抗震性能有著重要的作用。

在當前結構設計中，構造柱經常被作為承重柱使用，這種做法將引起以下幾個問題。

構造柱作為承重柱使用后，使得構造柱提前受力，這不但會降低構造柱對墻體的拉結和約束作用，而且結構一旦遭遇地震作用時，在構造柱位置必然形成應力集中，首先破壞。這樣構造柱不但起不到其應有的作用，反而成為房屋結構中的一個薄弱的部位。

構造柱一般生根于地圈梁中，沒有另設基礎，構造柱兼作承重柱使用后，柱底基礎的抗沖切、抗彎強度及局部承壓強度必然不能滿足要求。柱底基礎一旦發(fā)生沖切或局部承壓將出現(xiàn)裂縫。建議承重大梁下的柱子應按承重柱設計。若梁上荷載和跨度都比較小時，構造柱也可布置于梁下，但此時必須按不考慮構造柱作用來驗算墻體的局部承壓和抗彎強度。經驗算合格，方可在梁下布置構造柱。

四、懸挑梁的梁高選用過小

設計者往往只注意了對梁的強度和傾覆進行驗算，而忽略了對梁撓度的驗算。梁高選用過小，引起梁截面的受壓區(qū)應力過高，在正常使用狀態(tài)下，梁截面受壓區(qū)產生非線性徐變。梁撓度隨時間的推移不斷加大。挑梁的變形引起梁板出現(xiàn)裂縫，裂縫寬度隨著挑梁變形的加大而加寬，影響了房屋的正常使用。據筆者觀察，這種挑梁的變形發(fā)展到后期，梁支座截面上部受拉區(qū)常常出現(xiàn)較寬的豎向裂縫，受支座附近上部受拉區(qū)也會出現(xiàn)較寬的豎向裂縫。受支座附近剪彎作用的影響，豎向裂縫向下延伸發(fā)展為斜裂縫，此時梁已接近破壞，當為托墻挑梁時，梁過大的撓度引起梁上部在梁支座附近出現(xiàn)裂縫。裂縫在梁支座處沿斜向延伸，縫愈靠上愈寬。挑梁的截面過小對結構的抗震也很不利。懸挑結構對豎向地震的作用最為敏感。梁高小時，截面的相對受壓區(qū)高度較大，梁的延性減小，在豎向地震作用下易發(fā)生脆性破壞，失去承載力。

五、框架結構設計問題

在框架結構設計中，只注意了橫向框架的設計而忽視了縱向框架的設計。

現(xiàn)行建筑抗震設計規(guī)范要求，水平地震作用應按兩個主軸方向分別計算，各方面的地震作用應由該方向的抗側力構件來承擔。就是說，在框架結構設計中，縱向框架與橫向框架有同等的重要性。一些結構設計者對以上非抗震設計，只按縱向的普通的連續(xù)梁進行設計，梁柱的節(jié)點和框架中的縱筋、箍筋的配置無法滿足框架的構造要求。由于沒有考慮地震的縱向作用，在實際設計中經常出現(xiàn)梁的支座負筋，跨中縱筋及箍筋的配筋置均不足的現(xiàn)象。

六、樓板設計常見問題

樓板是建筑工程中的主要承重構件，是它將樓面，屋面的荷載傳給其周圍的墻或梁上，樓板的設計問題必將連帶梁、墻、柱等構件安全。若對整個設計考慮不周，很容易出現(xiàn)設計質量問題，有的還可能存在嚴重的質量隱患。樓板設計中常見如下幾個問題。

設計時為了計算方便或因對板的受力狀態(tài)認識不足，簡單地將雙向板作用單向板進行計算。使計算假定與實際受力狀態(tài)不符，導致一個方向配筋過大，而另一方向僅按構造配筋，造成配筋嚴重不足，致使板出現(xiàn)裂縫。

板承受線荷載時彎矩計算問題。在民用建筑中，常常在樓板上布置一些非承重隔墻，故大樓板設計中常常將該部分的線荷載換算成等效的均布荷載后，進行板的配筋計算。但有些設計人員錯誤地將隔墻的總荷載附以板的總面積。另外，板上隔墻頂部處理常采用立磚斜砌頂緊上部分的樓板、屋面板，這樣會給上部的板增加了一個中間支承點，使其變?yōu)檫B續(xù)板，支承點上部出現(xiàn)了負彎矩，而在板的設計中又沒考慮該部分的影響，致使板頂出現(xiàn)裂縫。

雙向板有效高度取值偏大。雙向板在兩個方向均產生彎矩，由此雙向板跨中正彎矩鋼筋是縱橫疊放，短跨方向的跨中鋼筋應放在下面，長跨方向的跨中鋼筋置于短跨鋼筋的上面，計算時應用兩個方向的各自的有效高度。一般長向的有效高度比短向的有效高度小 d(d為短向鋼筋的直徑)。有的設計為圖省事或對板受力認識不足，而取兩個方向的有效高度一致進行配筋計算，致使長跨有效高度偏大，配筋降低，使結構構件存在質量隱患，甚至出現(xiàn)開縫的現(xiàn)象。

七、連續(xù)梁按單梁進行設計

這種情況多發(fā)在陽臺邊梁的設計中。由于邊梁上的荷重一般較小，沒有引起設計者的重視，圖受力分析方便，設計者把實際應為連續(xù)梁的梁按單簡支梁進行設計，致使梁在支座處上部負筋配置量過少。這樣必然引起梁在支座附近上部受拉區(qū)出現(xiàn)豎向裂縫，進而引起梁上部攔板出現(xiàn)豎向裂縫。如果該邊梁長度較長時，問題將會變得更加嚴重。因為該梁一般直接暴露在室外，受環(huán)境溫度影響較大。當環(huán)境溫度變化時，梁的伸縮受到梁端柱或挑梁的約束，在梁內產生收縮應力，該收縮應力作用于原已產生的梁上裂縫處，引起梁的支座附近沿整個梁截面四周裂縫貫通，梁承載力降低，直接影響了使用安全。

TU584

1674-3954（2011）03-0218-01