鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的若干問題探討

摘要：房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的情況直接關(guān)系到建筑整體的安全性能，對(duì)于設(shè)計(jì)人員來說進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)最重要前提就是要科學(xué)合理地建立起結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，同時(shí)選擇最合適的結(jié)構(gòu)參數(shù)。準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)參數(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中扮演者絕對(duì)重要的角色。筆者依據(jù)自身的設(shè)計(jì)工作經(jīng)驗(yàn)以及心得體會(huì)，就當(dāng)前房屋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中存在的一些問題，從各個(gè)方面進(jìn)行分析，提出一些意見建議，進(jìn)而為相關(guān)從業(yè)人員做出指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)房屋

一個(gè)房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量高低對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性能有著極大的影響，如何才能建立起更加科學(xué)更加合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型是設(shè)計(jì)人員要解決的關(guān)鍵性問題。在設(shè)計(jì)過程中合理地選擇結(jié)構(gòu)參數(shù)為正確分析結(jié)構(gòu)提供了保障。

目前我國大部分的設(shè)計(jì)所都采用的是輔助設(shè)計(jì)軟件來對(duì)房屋進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃的，某些從業(yè)人員對(duì)房屋防震、抗風(fēng)等方面因素認(rèn)識(shí)不夠深刻，對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的相關(guān)原理了解不夠，進(jìn)而不能科學(xué)合理的選取計(jì)算參數(shù)的數(shù)值。雖然我們可以很熟練地使用輔助設(shè)計(jì)軟件對(duì)房屋設(shè)計(jì)進(jìn)行繪圖等工作，但是考慮不周全會(huì)使得設(shè)計(jì)不盡科學(xué)，并給房屋整體埋下安全隱患。下面我們就如下幾個(gè)方面進(jìn)行探討說明。

1、合理確定計(jì)算模型

在面對(duì)多層房屋的框架基礎(chǔ)埋深問題時(shí)，如埋深較大則應(yīng)考慮要減小底層位移和底層柱子的設(shè)計(jì)長度，可以采取在地坪下面選擇合適位置安置相應(yīng)的基礎(chǔ)拉梁來進(jìn)行彌補(bǔ)。但是，部分設(shè)計(jì)人員認(rèn)為框架是固定在安置的基礎(chǔ)拉梁上面的，從而按照構(gòu)造來設(shè)計(jì)基礎(chǔ)拉梁，依照中心受壓來計(jì)算基礎(chǔ)，如此的操作固然是不可取的。

我們現(xiàn)在來分析這個(gè)問題，首先如果按照上述構(gòu)造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)拉梁則不能滿足平衡柱腳彎矩的條件；其次在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》中有規(guī)定指出：框架結(jié)構(gòu)底層柱的高度應(yīng)取由基礎(chǔ)頂面到一層樓蓋頂面的高度，同時(shí)還有《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中提到的：框架柱底層的彎矩設(shè)計(jì)參數(shù)要同增大系數(shù)相乘。由此可知，我們?cè)谠O(shè)計(jì)拉梁相關(guān)結(jié)構(gòu)的時(shí)候要先分析底層柱的配筋是由哪部分控制的，是基礎(chǔ)拉梁頂面還是基礎(chǔ)頂面上的截面。地基土層的約束作用不容忽視，因此對(duì)于上述的計(jì)算框圖，應(yīng)該按照有地下室再次計(jì)算結(jié)果得到的包絡(luò)圖對(duì)整體框架結(jié)構(gòu)的底層柱進(jìn)行配筋。因?yàn)榛A(chǔ)拉梁層上沒有樓板，所有用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)用總綱分析的方法，要對(duì)樓板的厚度取零，并且要定義出彈性節(jié)點(diǎn)。在結(jié)構(gòu)平面不是規(guī)則形狀時(shí)候要分外注意分析程序，不可以在不采用總綱分析的前提下按剛性露面進(jìn)行假定分析。

2、合理確定結(jié)構(gòu)計(jì)算的參數(shù)

在設(shè)計(jì)過程中，參數(shù)的合理性對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果有著重要作用。

2.1房屋抗震等級(jí)及其分類

時(shí)常有些設(shè)計(jì)人員對(duì)于房屋抗震的相關(guān)概念比較模糊，不能明確區(qū)別抗震的設(shè)防分類。因此從業(yè)人員要提高自身專業(yè)的理論知識(shí)水平。

劃分房屋的抗震設(shè)防類別關(guān)系著居民百姓的生命安全，要有很嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)定，設(shè)計(jì)過程要認(rèn)真按照《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》來進(jìn)行。設(shè)計(jì)人員要認(rèn)真參悟文件內(nèi)含，在分析所接任務(wù)的規(guī)模、性質(zhì)、影響等綜合因素后，進(jìn)行科學(xué)的分類。設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)要依據(jù)結(jié)構(gòu)類型、房屋特性。

在乙類建筑設(shè)計(jì)中，地震的作用要依據(jù)當(dāng)?shù)氐脑O(shè)防強(qiáng)度來衡量。例如當(dāng)?shù)氐脑O(shè)防度為6到8度之間的情況下，建筑本身的抗震能力要達(dá)到增加一度的水準(zhǔn)。部分的設(shè)計(jì)人員總是忽略了主體建筑同裙帶房縫隙問題，只是考慮高層部分的抗震等級(jí)。當(dāng)兩部分之間沒有縫隙時(shí)應(yīng)采用以高層建筑為準(zhǔn)的方式，而在兩部分之間有縫隙存在的時(shí)候要分別進(jìn)行考慮。

2.2抗震振型數(shù)的選取

在計(jì)算房屋的地震載荷中，計(jì)算精度受到振型數(shù)的影響。對(duì)于不規(guī)則或者說剛度不均勻的結(jié)構(gòu)來說，如果排除扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)的計(jì)算，那么高層建筑的振型數(shù)應(yīng)該不小于3，并且是3的整數(shù)倍；如果考慮扭轉(zhuǎn)偶聯(lián)的計(jì)算，則振型數(shù)應(yīng)該不小于9。在建筑的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的情況下，振型數(shù)應(yīng)該盡量多，數(shù)目控制在12到3倍建筑層數(shù)之間。

2.3剪力墻間連梁剛度

由于剪力墻間的連梁過大，在設(shè)計(jì)中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)連梁的超筋。在工程實(shí)踐中一般會(huì)采取一定的折減系數(shù)來控制超筋，系數(shù)取0.5到0.7。

2.4梁扭轉(zhuǎn)剛度

目前的工程中對(duì)于梁板的研究不多，無法定量樓板與梁之間的扭轉(zhuǎn)剛度。所有很多時(shí)候都是設(shè)計(jì)人員依據(jù)經(jīng)驗(yàn)自行設(shè)定的剛度折減系數(shù)，取值多為0.4。

3、對(duì)薄弱層結(jié)構(gòu)的分析

生活中商用房的層高較大，而標(biāo)準(zhǔn)層的層高卻是比較小，在這層高發(fā)生變化地方樓層的剛度就會(huì)有很大的差異。在計(jì)算底層框架柱時(shí)，計(jì)算得到的高度一般要比上一層大出很多，進(jìn)而也有側(cè)向剛度變化，如若某樓層側(cè)向剛度在上一樓層側(cè)向剛度的70%這一水平一下，那么這個(gè)結(jié)構(gòu)就是不規(guī)則的。

4、地下室的處理

地下室的設(shè)置多為儲(chǔ)藏室、停車場等用途，滿足不了作為箱基的目的，因此其頂板不能用作嵌固點(diǎn)。將地下室當(dāng)做一個(gè)樓層來討論比較合適，在與對(duì)層間側(cè)移剛度對(duì)比后再進(jìn)行分析，我們就可以得到合適的嵌固位置，從而就能接下來的抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)。就算地下室滿足上下層抗側(cè)剛度的條件時(shí)，也要慎重考慮是否將其頂板用作嵌固點(diǎn)。

5、小結(jié)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞極大的影響著房屋整體的安全性能，我們結(jié)合科學(xué)合理的設(shè)計(jì)參數(shù)，通過嚴(yán)密的理論計(jì)算后進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)才能保證房屋的各項(xiàng)指標(biāo)合格。設(shè)計(jì)人員也要嚴(yán)于律己，規(guī)范自己的設(shè)計(jì)過程。

參考文獻(xiàn)：

[1]李鴻晶，宗德玲.關(guān)于工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的幾個(gè)問題的討論[J].防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)，2003，(2).

[2]程全豐.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題分析[J].今日科苑. 2008.(08).176.

[3]蔣魯蓉.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)問題的初步探討[J].山西建筑， 2008.(01).

[4]陳天虹，李家康，馬曉董.對(duì)“高層混凝土結(jié)構(gòu)與抗震”課程教學(xué)問題的探討[J].浙江科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，(1).