試論民用建筑結構設計中存在的不足

■張 婷 ■蘇州新東方建筑設計有限公司，江蘇 蘇州 215200

民用建筑質量與民眾生命息息相關，在民用建筑中，對建筑質量的影響包括兩個方面，分別是建筑結構設計和施工兩個方面因素的影響。相比較而言，建筑結構設計是一項任務重、責任大的繁瑣工作，其設計質量影響到建筑物的安全性、舒適性及適用性。就當前實際工作而言，建筑結構設計中出現較多不足，并且這些不足會直接影響到建筑質量，因此，找出解決的對策，使得民用建筑更加舒適。

1 民用建筑結構設計定義

結構設計顧名思義就是設計人員依據民用建筑的外形、地理環境設計出建筑物基礎、梁、板、柱等單元。結構設計的直接功能為民眾提供安全可靠的居住空間及能進行公共活動的場所。

民用建筑結構設計依據結構的特點可以大致分為兩個部分:基礎設計、上部結構設計。就基本的具體操作而言，結構設計包含結構體系的軟件程序分析(國內現用計算軟件有PKPM程序，ETABS，SAP2000等)和結構的施工圖設計。對結構設計進行計算時，應當充分考慮到建筑設計的要求，按照與實際情況相匹配的結構進行計算，計算過程最少具有兩種計算狀態，分別為:正常狀態和極限承載力狀態。除此之外，建筑結構設計中，還應該從設計專業角度通盤結合給排水專業，電氣，通風暖氣管道、工藝流程，使用功能等等幾個方面。另外，結構設計還需要做到環保性、經濟性、美觀性及功能性等眾多特征。可以說，結構設計作為一個繁瑣且又精密的工程，對建筑物的安全、舒適產生重要影響。

2 民用建筑結構設計的不足

2．1 部分結構設計缺乏合理性

《建筑抗震設計規劃》中曾明確提出“在底部框架當中抗震墻結構，其上抗壓力部分的建筑砌體的抗震墻與下部抗拉力的框架梁或整體剪力墻，從方向上來說應今本對齊或者是一直對齊”。民用建筑因樓層數不高，對設計精度的需求遠不如高層建筑嚴謹嚴格，因而在具體設計過程中，設計人員為了追求更多的空間功能忽略了對抗震墻的設計，經常會出現上下墻體不齊的情況，甚至會出現下部大空間而沒有抗震墻的情況。這一情況的出現導致傳力減弱，使得結構體系復雜化，對結構抗震不利影響。再如，結構模型與實際情況受力不一致，導致結果相差深遠，因此，結構設計存在隱患，同時一些細節設計中的荷載取值不規范，會出現荷載漏算或者取值與實際誤差較大的現象發生，綜上，這些都有可能造成結構安全的不確定性。

2．2 專業設計人員職業素養低

部分設計人員在結構設計時并沒有按照相應的規定嚴格要求自己，對于“規范”中不宜的條文往往不留心，設計人員設計施工圖紙時，常常會“偷工減料”，最終使得設計結果過于簡單、粗糙。具體來說，結構施工圖中對于關鍵性的節點大樣表達不清楚;過分依賴結構計算軟件，對于一些常規的荷載受力彎矩圖掌握不牢靠;明顯在組合內力偏大的位置配筋偏小;此外，明顯對抗震不利的位置該設置抗震縫，卻采用后澆帶的形式進行設計，導致扭轉偏大;設計中不可避免的會出現各種設計參數，包括基礎設計等級、房屋抗震等級及安全等級等重要參數，需要在設計中給予特別重視。但往往遇到特殊工程(學校建筑，大跨度框架等)，往往會選擇錯誤。再者，結構設計人員電算程序與實際受力有偏差，對計算結果主觀全盤接受，對計算結構自己不加以深入分析;對設計過程中的設計方法和規范了解不足，最終這些設計問題都會造成設計隱患。

2．3 結構設計中的計算問題

民用建筑物的結構設計并不是采用單一的計算方式進行計算的，它需要考慮多個方面:1．底部框架—抗震墻砌體房屋抗震計算，可以采用底部剪力法，對于上部墻體與底部的框架或抗震墻，除樓梯間附近的個別墻體外均應對齊，當遇到有薄弱層出現的情況下，需要考慮到變形造成的影響;2．對荷載的取值不當，有些工業廠房由于機器設備要求，樓面活載達到10KN/M2，這種情況下設計梁，柱應考慮活載的折減，具體可參照《GB50009-2001》附錄B，C規定;3．周期的折減系數，框架結構體系中具有填充墻，因而實際的剛度會大于計算的剛度，并且計算周期大于實際周期，因而，計算的地震剪力較小，從而會給建筑結構帶來一定的安全隱患，因此，建筑結構的設計過程中需要考慮對計算周期進行折減。

2．4 地基設計和承重柱計算高度設計問題

地基是民用建筑的基礎，民用建筑結構設計中高質量的地基設計對安全的建筑質量有直接的影響。倘若在建筑結構設計初期沒有對建筑的地表地形進行充分的勘探，極有可能導致后期工程出現地基軟弱及承載能力不足的現象。民用建筑結構進行設計時，樓面活荷載標準值的折減必須嚴格按照規范來進行。

結構設計中對于越層柱的計算長度往往取值錯誤，在底層柱計算時，往往截面以及配筋偏小，。這一做法導致結構體系不安全，從而降低民用建筑物的持久性，如遇到強度較大的地震，會發生建筑物坍塌事故。

3 針對民用建筑物的不足提出幾點對策

針對上述民用建筑物的不足可以看出，多數不足因為設計時的疏忽造成，如果說加以重視，就能夠避免。

3．1 制定科學合理的結構設計

民用建筑因結構安全系數小，多數人員在設計時投機取巧，不按照規定設計。基于此，嚴格制定一些措施杜絕此類現象的出現。設計過程中嚴格按照抗震規范進行抗震設計，確保建筑物體系以及構件布置規則性，明確抗震類別、場地分類等一些重要計算參數。此外，重視荷載值的取值，避免計算與結構設計數值不一致的現象出現。

3．2 提高設計人員的職業素養

結構設計人員在設計圖紙時，提高設計人員的職業素養，首先應當明確自身肩負著眾多人的生命安全，責任意識重大，不能夠因一人的疏忽造成群眾生活在具有安全質量隱患的房間中。結構設計的人員應當嚴格按照民用建筑的國家規定進行抗震設計，在施工圖的繪制中對重要部位給予詳細的解釋和分析，相對應的做好節點大樣的設計。同時在設計中嚴格按照規范對建筑的設計依據、安全等級、設計參數等進行解釋說明。

3．3 注意計算問題

在計算問題中尤其應當重視荷載取值是否恰當，在審圖中心審圖意見中，有很多類似荷載取值偏小(例如樓梯當人流密集時荷載標準值取3．5KN/M2);或是沒有考慮懸挑物扭矩的作用;對于電梯機房漏考慮牽引力作用等等，這些都需要加強注意，對底部框架-抗震墻砌體房屋計算時，應當按照建筑的實際情況進行計算。此外，建筑物的框架結構有填充墻，考慮周期折減系數取值。

3．4 注意構造措施設計中的問題

構造措施設計過程中應當考慮到溫度收縮時產生的不利影響，澆筑時間不得低于60天，此外還應當考慮內外溫度差及混凝土收縮導致的一系列變化。基于此，對于板面以及板底鋼筋的都需用考慮溫度鋼筋。對于房屋非規則的樓板，在凸角或凹角處需要增加附加鋼筋，同樣對于陽角和陰角處，亦需要增加附加鋼筋，此外，對于質量通病中，建筑物兩端端開間及變形縫兩側對板的厚度及鋼筋的直徑也有嚴格的規定。

4 結語

民用建筑結構的設計是一項復雜而艱巨的工作，其設計質量的好壞直接影響了施工質量。因此，結構設計人員應當在扎實的理論指導下不斷進行理論創新，心懷嚴謹的工作態度對待設計圖，意識到自己身上肩負的重大職責，從而更好地提高結構設計的水準。

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