深入分析民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題與解決方法

【摘要】建筑結(jié)構(gòu)對整個建筑的穩(wěn)定性、安全性具有重要影響，因此為確保建筑施工質(zhì)量，需重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。設(shè)計人員需嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范進(jìn)行設(shè)計工作，控制建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)，如此才可提升建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量及穩(wěn)定性。本文分析了民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則，研究了民用建筑設(shè)計中存在的問題及相應(yīng)解決措施。

【關(guān)鍵詞】民用建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;基礎(chǔ)設(shè)計;研究

近年來，高層建筑數(shù)量在不斷增加，其結(jié)構(gòu)設(shè)計也更為多樣，使得基礎(chǔ)設(shè)計更為復(fù)雜、設(shè)計難度增高。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量將直接影響建筑物施工質(zhì)量、施工效率，因此設(shè)計人員需重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，合理選擇建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，如此才可保證結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量、提升民用建筑穩(wěn)定性及安全性、延長民用建筑使用壽命。

1、民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則

民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要目的是滿足建筑承載性能、防震性能要求，實(shí)現(xiàn)建筑物實(shí)用性要求。民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計屬于綜合性結(jié)構(gòu)設(shè)計，其包含多種設(shè)計工作，只有保證這些設(shè)計合理性及科學(xué)性，才可保證建筑物安全性及穩(wěn)定性。眾所周知，建筑結(jié)構(gòu)任何部分的抗震性能均將對整個建筑的抗震性能造成巨大影響。由于建筑物使用功能不同，其空間性能也存在一定差異，因而其空間分布也存在一定不同，設(shè)計人員需保證建筑空間結(jié)構(gòu)分布與結(jié)構(gòu)設(shè)計相符。

2、民用建筑設(shè)計中存在的問題

2.1民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不夠科學(xué)

我國一些建筑企業(yè)為保證建筑物可滿足功能要求，加強(qiáng)地下空間的開發(fā)，因此設(shè)置了地下室或地下車庫等設(shè)施，但是并未加強(qiáng)抗震墻設(shè)計;同時由于上部解耦股與下部抗震墻并未完全對齊，致使建筑結(jié)構(gòu)體系不夠科學(xué)，民用建筑抗震能力將降低。此外，荷載計算取值存在問題。設(shè)計人員在設(shè)計民用建筑結(jié)構(gòu)時，可能存在施工圖構(gòu)件配筋、承載力計算存在不符問題，如此將導(dǎo)致部分建筑構(gòu)件不能正常使用，影響建筑物安全性及穩(wěn)定性。

2.2設(shè)計深度較淺

部分設(shè)計人員在設(shè)計建筑圖紙時，存在設(shè)計簡單這一情況。部分設(shè)計人員在設(shè)計平面圖、大樣圖等施工圖時，存在部分不足之處;部分重要圖紙設(shè)計并不詳細(xì)、全面，且并未進(jìn)行詳細(xì)分析及介紹，致使施工人員無法詳細(xì)了解建筑結(jié)構(gòu)。

2.3結(jié)構(gòu)計算不準(zhǔn)確

研究發(fā)現(xiàn)，設(shè)計人員在設(shè)計、計算民用建筑結(jié)構(gòu)時，可能出現(xiàn)以下問題：首先，荷載取值存在不足。比如：部分民用多層框架建筑中，若基礎(chǔ)持力層不屬于黏性土層，并且建筑物為8層以下建筑物，設(shè)計人員大多將計算民用建筑地基抗震承載力。然而設(shè)計人員在設(shè)計基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)時并未重視風(fēng)荷載對建筑的影響，致使民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不夠合理;其次，未科學(xué)進(jìn)行底框砌體結(jié)構(gòu)計算。部分設(shè)計人員在設(shè)計過程中，針對建筑結(jié)構(gòu)薄弱層大多采用底部剪力法進(jìn)行計算，并未科學(xué)研究塑性變形對建筑造成的不良影響;最后，明確結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)方法存在不足。框架結(jié)構(gòu)中設(shè)置有填充墻，其剛度相較于計算剛度大，然而其周期小于計算周期，因而設(shè)計人員計算出的地震剪力較小，如此將給民用建筑埋下安全隱患。

2.4構(gòu)造設(shè)計存在的問題

此類問題主要包含框架結(jié)構(gòu)及地基基礎(chǔ)方面存在的問題。設(shè)計人員在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計工作時，可能出現(xiàn)部分不足，比如：針對高層民用建筑，基礎(chǔ)埋深深度存在不足之處，若未科學(xué)選擇樁基基礎(chǔ)，不僅將影響建筑施工質(zhì)量及安全性，還將對周圍環(huán)境造成不良影響。若樁基礎(chǔ)間距較小（未嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定樁基礎(chǔ)間距），將直接影響其作用;若樁基礎(chǔ)長度較短，施工人員在進(jìn)行灌注樁施工時，將不能保證樁身穿過軟土層，如此將對建筑質(zhì)量造成不良影響，以上幾點(diǎn)均是設(shè)計人員設(shè)計過程中可能出現(xiàn)的問題。設(shè)計人員在設(shè)計框架結(jié)構(gòu)時，可能出現(xiàn)不重視縱向型框架結(jié)構(gòu)的情況。設(shè)計人員在抗震設(shè)計過程中，將依據(jù)兩個主軸方向進(jìn)行詳細(xì)計算。若未進(jìn)行抗震設(shè)計，一些設(shè)計人員將采用普通連續(xù)梁設(shè)計方式進(jìn)行設(shè)計，如此設(shè)計出的建筑結(jié)構(gòu)并不符合相關(guān)規(guī)定。

3、相應(yīng)解決措施

3.1提升民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量

設(shè)計人員在設(shè)計民用建筑結(jié)構(gòu)時，需詳細(xì)分析建筑物的防火及抗震性能要求。為提升民用建筑抗震性能，可采用設(shè)置構(gòu)造柱的方式。通常情況下，需由豎向方向加強(qiáng)層間墻體之間的連接。圈梁與構(gòu)造柱的應(yīng)用，將有效提升建筑物剛度及穩(wěn)定性。為保證構(gòu)造柱與墻體的連接效果，可將構(gòu)造柱與墻體連接部位砌為馬牙槎，同時設(shè)置拉結(jié)鋼筋（鋼筋需深入墻體1米以上）。

3.2改善民用建筑結(jié)構(gòu)模型

民用建筑與人們的生活具有密切聯(lián)系，因而設(shè)計人員在設(shè)計過程中，需改善民用建筑結(jié)構(gòu)模型，優(yōu)化民用建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)等，如此才可保證民用建筑結(jié)構(gòu)承載能力符合相關(guān)要求。設(shè)計人員在設(shè)計過程中，還需詳細(xì)分析建筑物的經(jīng)濟(jì)性，如此才可保證企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

3.3加強(qiáng)結(jié)構(gòu)計算

首先，合理選取荷載值。民用多層框架建筑，若選用的是獨(dú)立基礎(chǔ)，且受力層不是黏土層（建筑物為8層以下建筑），設(shè)計過程中，并不需計算地基抗震能力及承載能力。設(shè)計人員在設(shè)計基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)時，需詳細(xì)考慮風(fēng)荷載對建筑物的影響;其次，為保證設(shè)計質(zhì)量，設(shè)計人員在計算底部框砌體結(jié)構(gòu)時，只有多層結(jié)構(gòu)（剛度均勻）才可使用底部剪力法進(jìn)行計算。針對結(jié)構(gòu)薄弱層，需詳細(xì)分析其塑性變形對建筑物的影響;最后，明確周期折減系數(shù)。由于民用建筑框架結(jié)構(gòu)中設(shè)置有填充墻，因此其剛度大于計算剛度、地震剪力偏小，因此設(shè)計人員需科學(xué)確定周期折減系數(shù)，如此才可保證剛度、周期、地震剪力計算結(jié)果準(zhǔn)確度較高。

3.4重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

為保證建筑物穩(wěn)定性及安全性（避免出現(xiàn)不均勻沉降問題），設(shè)計人員在設(shè)計過程中，需由建筑結(jié)構(gòu)、地基與基礎(chǔ)等方面進(jìn)行預(yù)防及控制，比如：盡量保證建筑平面布置簡單化;盡量保證建筑物立面體型變化較小;加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)剛度;在同一個民用建筑中，需使用相同類型基礎(chǔ)。

此外，設(shè)計人員還需保證：高層民用建筑埋置深度符合相關(guān)規(guī)范，在保證建筑物建設(shè)質(zhì)量的同時，盡量選用施工成本較低的基礎(chǔ)（比如：樁箱）。若地基土層起伏較大，設(shè)計人員不僅需保證同一建筑結(jié)構(gòu)的樁端在同一土層當(dāng)中，且需考慮是否會出現(xiàn)液化情況。

結(jié)語：

總之，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計對建筑物安全性、穩(wěn)定性具有重要影響，建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量將影響上層建筑穩(wěn)定性。因此，設(shè)計人員需重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，依據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況，合理選擇建筑結(jié)構(gòu)，并嚴(yán)格控制結(jié)構(gòu)設(shè)計過程，控制建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)，如此才可有效提升民用建筑建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量，推動我國建筑行業(yè)穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張宇.工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計分析[J].建材與裝飾，2017（24）：55-56.

[2]李小燕.高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的幾點(diǎn)思考[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2017（16）：8-9.

[3]伍楊勛，劉其福.民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計問題探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（30）：255-255.

作者簡介：

李鐵鋼，男，1965.11，河北省新樂市人，漢族，職位：結(jié)構(gòu)副總工，職稱：高工，研究方向： 民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。