浅析建筑结构设计常见问题和注意事项

浅析建筑结构设计常见问题和注意事项
1、建筑结构设计常见的问题
1.1建筑结构设计常见的问题
建筑物的结构设计，不仅要求具有足够的承载力，而且必须使结构具有足够抵抗侧力的刚度，使结构在水平力作用下所产生的侧向位移限制在规定的范围内。

在工程案例中，出现比较多的问题有独立基础设计荷载取值不当、框架计算简图不合理、基础拉梁设计不合理等问题，所以针对不同案列的工程，要综合分析了结构的适用，安全，抗震，经济，施工方便等因素。

1.2 注意建筑结构设计关联性问题
在《建筑抗震设计规范》第7.1.8 条（强制性条文）规定"底部框架-抗震墙结构，上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐"。

有些设计把底层设计成大空间，抗震墙很少，上部砌体抗震墙大部分与底部的框架梁或抗震墙不对齐，造成结构体系不合理，传力不明确；有些设计中抗震分类、场地类别选用错误，导致整个结构设计错误。

一些混凝土构件，特别是悬挑构件的最小配筋率达不到要求，有的相差一半，有的甚至一半都达不到，有些设计中荷载取值没有按规范要求来确定，常见漏算错算现象，有些结构设计与提供的计算书不一致，结构强度远远低于计算结果，其中一部分出现了比较严重的问题都会影响到整体性的发挥。

如，以某办公楼为例，该项目为3层钢筋混凝土框架结构，丙类建筑，建筑场地为Ⅱ类；层高为3.6m，基础埋深4.0m.，基础高度0.8m，室内外高差为0.3m。

根据《抗震设计规范》第6.1.2条，在8度地震区该工程框架结构的抗震等级为二级。

有的设计者按3层框架房屋计算，首层层高取为3.56m，即假定框架房屋嵌固在-0.06m处的基础拉梁顶面；基础拉梁的断面和配筋按构造设计；基础按中心受压计算。

显然，选取这样的计算简图是不妥当的。

第一，按构造设计的拉梁无法平衡柱脚弯矩；第二，《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）（以下简称《混凝土规范》），框架结构的底层柱的高度应取基础顶面至一层楼盖顶面的高度。

工程的设计经验表明，这样的框架结构宜按4层进行整体分析计算，即将基础拉梁层按一层输入，拉梁上如有作用的荷载，应将荷载一并输入。

这样，计算简图的首层层高为H1=4-0.8-0.06=3.14m，2层层
高3.66m，3、4层层高3. 6m.。

根据《抗震设计规范》第6.2.3条，框架拄底层柱脚弯矩设计值应乘以增大系数1.25。

当设拉梁层时，一般情况下，要比较底层柱的配筋是由基础顶面处的截面控制还是由基础拉梁顶面处的截面控制。

考虑到地基土的约束作用，在进行电算程序（指PKPM中SATWE）的总信息输入中，可填写地下层数为1，在复算一次。

按两次计算结果的包络图进行框架结构底层柱的配筋。

1.3 设计缺少深入的思考导致的问题
在结构设计中，有些人甚至认为，结构设计没什么，只要有电脑和软件就能解决结构工程问题，非常简单，几乎用不着大脑。

电脑似乎可以解决所有问题，而且，确实，很多懒惰的结构设计师的确是这么做的。

他们的设计过程通常是这样的：建立结构计算模型，然后选择计算软件下拉菜单进行计算，接着查看计算结果，看看轴压比、配筋、位移比等等是否满足要求，这样一系列的问题就会出来了。

更严重的是，一些设计人员制作图纸"偷工减料"，设计粗糙，过于简单，施工图中应有的系统图、大样图、相关剖视图漏缺；一些重要的、应该用图纸反映的内容只标注"见图集"、"由设备厂家确定"等，施工图设计表述不全，细部大样不详，不能反映工程的全貌；一些重要的设计依据、设计参数、工程类别、安全等级、耐火等级、防火消防处理等在设计总说明中没有标明或交待不全。

这些问题的产生，有的是由于设计人员没有对一般住宅尤其是多层住宅设计引起高度重视，盲目参照或套用其他的设计的结果；有的则是由于设计过程中对设计规范和设计方法缺乏理解；还有的是由于设计者的力学概念模糊，不能建立正确的计算模式，对结构电算结果也缺乏判断正确与否的经验。

2、地基结构设计
为防止或减少由于地基沉降或不均匀沉降引起的构件开裂或破坏，可以从建筑措施、结构措施、地基和基础措施方面加以控制。

诸如：避免采用建筑平面形状复杂、阴角多的平面布置；避免立面体形变化过大；将体形复杂、荷载和高低差异大的建筑物分成若干个单元；加强上部结构和基础的刚度；同一建筑物尽量采用同一类型基础并埋置于同一土层中等一系列措施。

地基的结构设计应分别就高层建筑与多层建筑考虑不同的设计。

（1）对高层建筑来说，由于需要一定的埋置深度，从经济的角度考虑，基础一般采用桩箱或桩筏结合的形式。

此时应保证箱体的整体刚度，群桩布置的形
心应与上部结构重心相吻合；当土层有较大起伏时，应使用同一建筑结构下的桩端位于同一土层中，并应考虑可能产生的液化影响。

（2）对多层建筑而言，从经济的角度考虑，一般不愿意采用长桩的方案。

但对软土层覆盖层厚度较大的地区，一般都需要经过地基处理的方式来达到控制建筑物沉降的目的。

常用的软土地基处理方式类型较多，但在选择地基处理方案前，必须认真研究上部结构和地基两方面的特点及环境情况，并根据工程设计要求，确定地基处理范围和处理后要求达到的技术指标，以及各种处理方面的适用性。

3、住宅结构设计的要求
为避免出现上述结构设计问题，在住宅结构设计时首先必须从结构计算和构造上满足规范的相关要求。

3.1 结构计算注意的问题
（1）免荷载计算的错误。

诸如漏算或少算荷载、活荷载折减不当、建筑物用料与实际计算不符，基础底板上多算或少算土重。

（2）底框砌体结构验算。

底部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构，对具有薄弱层的底层框架混合结构，应考虑塑性变形集中的影响，通常对底层地震剪力乘以 1.2～1.5 的增大系数；底层框架混合结构的剪力分配不能简单地按框架抗震墙的方法。

因为底层框架结构中只有底层框架抗震墙，应采用双保险的方法，抗震墙承担全部剪力，框架按刚度比例承担剪力。

刚度计算时，框架不折减，抗震墙折减到弹性刚度的20%～30%；应考虑底层框架柱中地震作用产生倾覆力矩所引起的附加轴力。

（3）避免楼板计算中方法不正确。

连续板计算不能简单地用单向板计算方法代替；双向板查表计算时，不能忽略材料泊松比的影响，否则由于跨中弯矩未进行调整，将使计算值偏小。

（4）对电算结果的正确性作出有效评价。

目前结构计算大多采用结构设计计算程序进行计算，如何对计算结果进行分析、评价，是一个非常重要的方面。

因此必须根据工程设计的经验对计算结果进行分析、判断，根据其正确与否，决定能否作为施工圖设计的依据。

3.2 构造设计注意的问题
（1）严格按照规范要求，保证钢筋在各个部位所需满足的锚固、延伸和搭接长度，材料选用也必须满足强度要求。

（2）注意构件最大配筋率和最小配筋率的限值。

尤其是在抗震设计中既要保证建筑结构在地震发生时具有一定的延性，又必须满足最小配筋的要求。

（3）按抗震构造要求设置的构造柱，应在整个建筑物高度内上下对准贯通，上至女儿墙压顶，下至浅于500mm 基础圈梁，或伸入室外地面以下500mm的构造柱与圈梁、楼板和墙体的拉接必须符合规范要求。

4、结语
通过对建筑结构设计的工作中，结合本人的实践经验与个人体会，分析在设计中应注意的事项，希望为日后工作中，能带来一些帮助。