淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程及注意事項

朱方青

摘 要：建筑在我們的生活中具有不可或缺性，其不僅需要高超的技術(shù)，而且需要具有較強(qiáng)的藝術(shù)功底，所以建筑可以說是人類智慧的結(jié)晶，通過不同時期的建筑可以將當(dāng)時社會的科技、經(jīng)濟(jì)、政治和文化充分地體現(xiàn)出來。在當(dāng)前全球化進(jìn)程不斷推進(jìn)的過程中，更加重視對各地區(qū)建筑的研究和創(chuàng)新，這就需要努力提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的水平，在設(shè)計過程中不斷進(jìn)行創(chuàng)新。文章對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)注意的事項進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；設(shè)計過程；注意事項

前言

建筑物在建造之前，需要由設(shè)計人員對其建設(shè)任務(wù)及施工過程中可能發(fā)生的問題進(jìn)行全盤考慮，并利用圖紙和文件將設(shè)計意圖表達(dá)出來。這就要求建筑結(jié)構(gòu)人員需要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的掌握，而且還要在日常工作中加強(qiáng)經(jīng)驗的積累，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性。

1 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程

結(jié)構(gòu)設(shè)計師通過結(jié)構(gòu)語言來將建筑結(jié)構(gòu)元素有效的表達(dá)出來，利用基礎(chǔ)、墻、柱、梁、板、樓梯等來組成建筑物的結(jié)構(gòu)體系，而且利用豎向或是水平的體系來進(jìn)行承重和抗力。而且在設(shè)計過程中還需要確保建筑結(jié)構(gòu)在各種不同情況下都能夠?qū)⑵渌a(chǎn)生的荷載傳遞到基礎(chǔ)，所以基礎(chǔ)要具有較好的穩(wěn)固性。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，通常會包括三個部分，即結(jié)構(gòu)方案階段、結(jié)構(gòu)計算階段和施工圖設(shè)計階段。

1.1 方案階段的內(nèi)容

目前建筑結(jié)構(gòu)形式種類較多，主要包括磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)等，這就要求設(shè)計人員在進(jìn)行設(shè)計方案確定時，需要根據(jù)建筑所在地的抗震設(shè)防烈度、工程地質(zhì)勘查報告及建筑類型來進(jìn)行確定，只有當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)形式確定后，才能進(jìn)行承重體系和受力構(gòu)件的布置。

1.2 結(jié)構(gòu)計算階段的內(nèi)容

首先，荷載的計算。建筑結(jié)構(gòu)使用過程中存在著外荷載及內(nèi)荷載，其中風(fēng)、雪、施工、地下水、地震及人防等都屬于外荷載，而結(jié)構(gòu)自重、使用及裝修等荷載則屬于內(nèi)部載體，但無論是外荷載還是內(nèi)荷載在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時都需要對其進(jìn)行計算，而且計算時需要嚴(yán)格依照具體的規(guī)范要求和規(guī)定來進(jìn)行，需要利用不同的組合值系數(shù)、準(zhǔn)永久值系數(shù)來根據(jù)工況的不同來進(jìn)行組合式計算。

其次，構(gòu)件的試算。為了確保計算能夠更好的與規(guī)范的規(guī)定和要求相符合，需要利用根據(jù)計算出來的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和規(guī)范對構(gòu)件的要求和限制來進(jìn)行復(fù)核結(jié)構(gòu)試算，對于復(fù)核結(jié)構(gòu)試算過程中無法達(dá)到規(guī)定的要求的，則需要通過對構(gòu)件的截面和布置來進(jìn)行調(diào)整確保其能夠達(dá)到規(guī)范的相關(guān)要求。

1.3 施工圖設(shè)計階段的內(nèi)容

這一階段主要通過圖紙，把設(shè)計者的意圖和全部設(shè)計結(jié)果表達(dá)出來，作為施工制作的依據(jù)，它是設(shè)計和施工工作的橋梁。這一階段主要包括：設(shè)計總說明，總平面布置及說明，各專業(yè)全項目的說明及室外管線圖，工程總概算；各建筑物、構(gòu)筑物的設(shè)計文件；建筑、結(jié)構(gòu)、水暖、電氣、衛(wèi)生、熱機(jī)等專業(yè)圖紙及說明，以及公用設(shè)施、工藝設(shè)計和設(shè)備安裝，非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制造詳圖、單項工程預(yù)算等。

2 進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)注意的事項

2.1 關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板挑板的陽角問題

2.1.1 陽角面積在整個基礎(chǔ)底面積中所占比例極小，可砍成直角或斜角。

2.1.2 如果底板鋼筋雙向雙排，且在懸挑部分不變，陽角不必加輻射筋。

2.2 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布置時，不會因邊跨鋼筋而加大整個底板的通長筋，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，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，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，不宜再出長挑板。

2.3 關(guān)于梁、板的計算跨度

梁板結(jié)構(gòu)，簡單點講，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，應(yīng)將計算長度取至梁中心，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。（借用臺階式獨(dú)立基礎(chǔ)變截面處的概念）柱子也可認(rèn)為是超大截面梁，所以梁配筋時應(yīng)取柱邊彎距。

2.4 基坑開挖時，擦角范圍內(nèi)的坑邊的基底土受到約束，不反彈，坑中心的地基土反彈，回彈以彈性為主，回彈部分被人工清除。當(dāng)基礎(chǔ)較小，坑底受到很大約束，如獨(dú)立基礎(chǔ)，回彈可以忽略，在計算沉降時，應(yīng)按基底附加應(yīng)力計算。當(dāng)基坑很大時，相對受到較小約束，如箱基，計算沉降時應(yīng)按基底壓力計算，被坑邊土約束的部分當(dāng)作安全儲備，這也是計算沉降大于實際沉降的原因之一。

2.5 抗震縫應(yīng)加大，經(jīng)統(tǒng)計，按規(guī)范要求設(shè)的防震縫在地震時有40%發(fā)生了碰撞。故應(yīng)增大抗震縫間距。

2.6 回彈再壓縮基坑開挖時，摩擦角范圍內(nèi)的坑邊的基底土受到約束，不反彈，坑中心的地基土反彈，回彈以彈性為主，回彈部分被人工清除。當(dāng)基礎(chǔ)較小，坑底受到很大約束，如獨(dú)立基礎(chǔ)，回彈可以忽略，在計算沉降時，應(yīng)按基底附加應(yīng)力計算。當(dāng)基坑很大時，相對受到較小約束，這也是計算沉降大于實際沉降的原因之一。

2.7 當(dāng)主梁存在有次梁時，則需要增加附加筋，在進(jìn)行加附加筋時，則需要優(yōu)先加箍筋，對于無法加箍筋或是箝筋短缺的情況，則需要在次梁的兩側(cè)進(jìn)行增補(bǔ)。對于存在集中荷載的梁下部或是梁截面高度范圍內(nèi)，則需要利用附加橫向鋼筋來對荷載進(jìn)行承擔(dān)。通常情況下對于梁上柱及梁上后做的梁則不需要再進(jìn)行加附加盤，但對于梁下部需要承擔(dān)集中力的地方則需要加附加筋，部分重點對于是否加附加筋則還需要根據(jù)具體的實際情況來進(jìn)行確定。

部分次梁與主梁截面較為接近，而且需要承擔(dān)較大的荷載時，則需要加附加筋。而對于主梁較高，而次梁無論是截面還是荷載都較小的情況，則不需要對主梁進(jìn)行加附加筋。對于主次梁截面都較大，但荷載相對較小時，則不需要對主梁加附加筋。

2.8 對于挑高度較短的懸挑梁，則需要將其做成等截面。因為挑梁在總荷載中其自重所占比例不大，所以做好等截面可以有效的減輕其自重。而且如果做成變截面，不僅箍筋存在較大的區(qū)別，而且施工難度也較大，而且變截面梁具有較大的撓度，只有當(dāng)大挑梁存在外露的情況時，則為了使其能夠具有更好的感官效果，則需要將其適當(dāng)?shù)淖龊米兘孛妗?/p>

2.9 建筑內(nèi)房間存在著大小不一的情況，如果多數(shù)房間都較小時，而大房間僅有一兩處時，則在考慮經(jīng)濟(jì)性的同時也要確保承載力能夠有效地滿足具體的要求，則可以按小房間來對基礎(chǔ)板厚進(jìn)行確定，同時在大房間中部通過墊聚苯來進(jìn)行卸載。

3 結(jié)束語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計具有系統(tǒng)性和全面性，對于設(shè)計人員具有較高的要求，在其具有扎實的理論功底的同時，還需要具有良好的創(chuàng)新思維和認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。這就需要設(shè)計人員從最基本的構(gòu)件算起，對相關(guān)的規(guī)范和規(guī)程進(jìn)行深入的理解，而且還要與相關(guān)專業(yè)做好配合和協(xié)調(diào)工作，從而共同來完成設(shè)計，確保建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

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