試論設計對多層建筑結構穩定性產生的影響

劉莉

（山西職業技術學院，山西 太原 030006）

試論設計對多層建筑結構穩定性產生的影響

劉莉

（山西職業技術學院，山西 太原 030006）

衣食住行作為人類生活的四大要素，其中居住占據了人生三分之二的時間。據資料統計，一個國家每年對住宅建設所投入的資金應占基本建設投資的二分之一左右，大約是國民生產總值的百分之五左右，由此可見住宅建設的重要地位。筆者分析研究了當前多層建筑結構穩定性中的關鍵問題，有針對性地提出了建議和要求，以便做出改進。

多層建筑結構理論；建筑設計；施工形式；穩定性

一、多層建筑結構理論簡述

根據中國《民用建筑設計通則》（GB50352-2005），住宅建筑依層數劃分為四種，分別為低層住宅，樓層高度為一至三層；多層住宅，樓層高度為四至六層；中高層住宅，樓層高度為七層至九層；而高層住宅則是指十層及十層以上。除住宅建筑之外，民用建筑高度小于或者等于24m者為單層和多層建筑，24m以上就為高層建筑(其中建筑高度大于24m的單層公共建筑不包括在內)；建筑高度大于100m的民用建筑則被稱為超高層建筑。從專業的角度來看，多層建筑是指建筑高度大于10米，小于24米的結構，且建筑層數在三層與七層之間的建筑結構。

多層建筑具有以下優點：和低層住宅相比，在占地上要節省空間，同時住宅建設時期又比高層建筑要短，通常情況下開工一年即可竣工完成；和高層住宅相比較，減少了電梯、高壓水泵、公共走道等方面的資金投入，性價比較高；結構設計理念相對成熟，一般都是采用磚混結構，建材生產方便，可大批量生產，因此工程造價較低，符合大多數購房者的心理價位。

盡管多層建筑存有上述的優點，但是也存在如下所述的缺點：相對中間住層而言，底層和頂層的居住條件不理想；由于設計和建筑工藝確定，致使多層在結構、建材、布局上很難有創新的想法，導致多層住宅建筑立面、建筑風格方面缺少變化，樣式呆板。

二、建筑設計對多層建筑穩定性的影響研究分析

（一）多層建筑的設計基礎

設計多層建筑時，由于缺少詳細的地址勘探報告，只是憑借建筑單位的口頭說明或是簡單的參照周圍已完成建筑的基礎設計資料就進行建筑施工，采用換土墊層進行軟化地基處置，沒有換土墊層設置，只是一句以往的經驗，不計算墊層厚度和寬度，既影響安全性，又不滿足經濟性的要求。

（二）構造柱同時具有承重作用

在磚混結構中，構造柱是不受力的。構造柱的主要作用是：為提高多層建筑砌體結構的抗震性能,規范要求應在房屋的砌體內適宜部位設置鋼筋混凝土柱并與圈梁連接,共同加強建筑物的穩定性。因此，構造柱主要不是承擔豎向荷載的，而是抗擊剪力和地震等橫向荷載的。而在當前的設計中，構造柱卻常被當成承受柱使用。在這種情況下，構造柱提前受力，構造柱底部基礎的抵抗沖切、抵抗彎曲以及局部承受壓力的強度勢必達不到要求，從而構造柱的拉結和約束作用被降低，如果遇到地震等突發狀況，構造柱會在第一時間就被破壞。

（三）多層建筑結構中，縱向框架易被忽視

根據建筑設施抵抗地震的設計規范要求，應根據兩個主軸方向分別計算水平地震要求，縱向框架也不能忽視。但是，一些設計師忽視了對地震縱向作用的考慮，在實際的建造中往往會有梁的支座負筋、跨中縱筋以及箍筋的配筋布置不足的現象發生。

（四）懸挑梁的梁高選擇不準確

很多設計師只重視對梁的強度和傾覆的計算，而對梁的撓度的計算卻沒有足夠的重視。如果選擇較小的梁高，容易導致梁的截面的受力區的應力偏高，減小了梁的延展性，在縱向地震的作用下，容易遭受脆性損壞，失去承載力。

（五）多層建筑結構中，連續梁設計不準確

在設計陽臺邊梁的過程中，邊梁承受的載荷通常情況下較小，很多設計師為了方便受力分析，連續梁的邊梁按照簡單邊梁設計，導致邊梁在支座部位上部的負筋配置數量減少，加載后梁支座上部受拉區域出現縱向裂紋，進而導致梁上的欄板出現縱向裂紋。

（六）多層建筑結構的樓板設計問題

作為建筑工程中的主要承重構件，板將樓面、屋面的載荷傳遞到墻或者梁，因此，梁、柱、墻等構件的安全性都依托于樓板的設計。樓板的設計方案好壞直接影響整個建筑結構的質量高低。進行樓板設計時，應注意以下幾方面：

第一，沒有對樓板的受力情況進行詳細分析，雙向板和單向板混淆不清，不符合實際受力狀態，造成一個方向配筋過大，而另一個方向配筋嚴重不足，從而形成樓板裂紋。

第二，分析樓板所承受的線載荷的彎矩時，應該將該部分的線性載荷換算成具有同等效用的均布載荷后，然后再計算板的配筋要求。避免在實際設計工作中將隔墻的總載荷附以樓板的總面積，從而忽略板上砌墻的影響，板的支撐點的上部出現了負彎矩，容易造成板頂裂紋。

第三，雙向板有效高度取值不準確。計算雙向板時，應該綜合權衡兩個方向的彎矩選擇有效高度，通常是短向的有效高度要大于長向的有效高度。但是在實際設計中，由于對板的受力沒有明確認識，配筋計算時常常選擇兩個方向的有效高度一致，這種設計方案造成長跨有效高度過大，配筋達不到合格要求，從而形成樓板裂紋。

三、施工形式對多層建筑穩定性的影響分析

（一）多層建筑的基礎形式分析

多層建筑的上部結構的整體剛度和抗震性能至關重要，而與之相適應的基礎選型成為影響結構安全和建筑經濟的重要因素。多層建筑常用的基礎形式有以下五種：墻下條形基礎、獨立基礎、柱下條形基礎及十字交叉基礎、鋼筋混凝土閥片基礎以及樁基礎。其中，墻下條形基礎主要是承受抗壓強度，也能承受一定的抗拉、抗剪強度；一般柱下基礎多用獨立基礎；柱下條形基礎具有良好的剛度，能夠很好地調整不均勻沉降；承載力高、沉降量小是樁基礎的顯著特點；閥片基礎可以充當地下室的底板結構，綜合考慮地基和基礎，技術和經濟均能達到理想效果。

（二）多層建筑的主體結構分析

常見的多層建筑主體結構有磚混結構和框架結構兩種。承重構件的不同是這兩種結構的本質區別。磚混結構是指建筑物中，采用磚或者砌塊砌筑具有縱向作用的墻、柱等，采用鋼筋混凝土結構砌筑具有橫向承重的梁、樓板、屋面板等。簡單地說，磚混結構是以小部分鋼筋混凝土及大部分磚墻承重的結構。框架結構的承重結構是由梁和柱以剛接或者鉸接相連接形成，即由梁和柱組成框架，共同抵抗橫向荷載和縱向荷載。框架結構的房屋墻體不承重載荷，僅起到圍護和分隔作用。相比較而言，磚混結構沒有框架結構更加穩定。框架結構的柔性較好，磚混結構作為剛性結構，在設計中有很多限制的地方。

（三）墻體材料的選擇對多層建筑穩定性的影響分析

墻體材料的選擇也能影響多層建筑的穩定性。選擇鋼筋混凝土，穩定性較好，如果選擇輕質墻體材料，由于構造措施不完善，相應的穩定性也會受到影響。通常有規律可循，實心砌體墻優于空心砌塊，有筋墻體強于無筋墻體，選擇普通燒結磚墻體要優于加氣混凝土輕質墻體。

[1]肖俊.淺談設計對多層建筑結構穩定性的影響[J].建筑，2011，（1）.

[2]施余孟.論設計對多層建筑結構穩定性的影響[J].中國科技財富，2011,（4）.

[3]譚彥菁.論多層建筑結構穩定性的幾種影響因素[J].中國科技縱橫，2011，（10）.

TU

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1673-0046（2012）8-0150-02