结构设计中的常见问题及对策分析

结构设计中的常见问题及对策分析
[摘要]：我国建筑业高速的发展，建筑结构设计的水平与设计方式也发生了重大的变化。

建筑结构设计人员在实际操做工作中，会遇到一些难题，本文指出了对于一些难题的对策各见解，希望能对结构设计者具有一定的借鉴与参考作用。

[关键词]：建筑结构；处理措施；构造
—、地基基础结构设计中的常见问题及对策
1、高层建筑基础有效埋置深度
工程主楼是高层，裙房是多层，用沉降缝断开，使主楼在沉降缝一侧没有可靠的侧限。

高层规范规定、基础有效埋深应从可靠侧限地面算起，而在设计中，设计人员往往忽略“可靠的侧限”这一因素。

如主楼高度约160m，采用桩基，设二层地下室，基底深为12m。

裙楼下部建一层地下室，基底深5m,主、裙楼之间用沉降缝分开，如此以室外地面算起主楼基础埋深能达到要求，但裙房地下室底板算起主楼基础的有效埋深则是不足的。

2、桩基
选型的不合理或是对桩基施工可行性、成桩质量可靠性、桩基施工对环境影响等方面考虑不够。

如某教学搂为3-4层框架结构，柱间距为5.0m×6.0-8.0m，设计是采用φ1000大直径钻孔灌注桩，有效桩长约为40m，显然是浪费。

3、单桩承载力取值和计算依据
成桩工艺不一样，地基面对不同桩型支承能力也是不一样的，按规范经验公式计算单桩竖向的承载力时，面对不同桩型，各种土层极限侧阻力与极限端阻力也是不一样的。

有些工程地质勘察报告只提供了计算打入式预制桩单桩承载力的设计参数，因而采用钻孔灌注桩，并直接引用报告中的设计参数，导致计算的单桩承载力出现误差。

值得注意的是，桩基设计时上部未固结或欠固结土层在固结沉降过程中会引起的桩侧负摩阻力带来的影响。

验算桩身承载力，要考虑工艺系数ψc。

或桩身压曲影响；对抗拔桩，仅计算桩身承载力是不够的，要进行桩身抗裂的验算。

如有地下室，要按静载试验确定单桩承载力，要扣除地下室深度范围内的桩侧摩阻力。

桩端下有软弱下卧层时，要对软弱下卧层承载力与桩基沉降验算；有的工程桩端下的硬持力层厚度过薄，达不到《建筑桩基技术规范(JGJ94-94)》规定的不能小于4d（d为桩径）的标准。

4、桩间距、桩身钢筋笼长度及承重砖基础
桩间距过小，满足不了规范对桩最小中心距的规定。

尤其是试桩与锚桩间的距离，很容易被设计人者忽视，会直接影响试桩结果的精确性。

对于挤土灌注桩，桩身钢筋笼的长度要穿越软弱土层层底深度，必须达到桩基规范(JGJ94-94)第4.1.1.2条，“对于沉管灌注桩，配筋长度不应小于软弱土层层底深度”的标准。

很多承重砖基础了采用多孔砖砌筑，但是，地面以下或者室内的防潮层以下基础不可采用多孔砖砌筑。

二、砌体结构设计中的常见问题及对策
1、底层框架剪力墙砌体结构
底层框架剪力墙砌体结构是指底层是钢筋混凝土框架——剪力墙结构,上部是多层砌体结构的建筑物。

该类建筑物多见于旅馆、住宅、办公楼，底层做为商店、餐厅、邮局等空间房屋,上部是小开间的多层砌体结构。

这种建筑是一种很经济的空间房屋结构形式。

一部分设计者为了追求建筑立面造型增加实用面积，将二层以上一部分横墙、外层挑墙移至悬挑梁上，各层设计有挑梁，但实际结构底层挑梁承载大部分都出现裂缝，这类挑梁的设计和出现裂缝在临街砌体结构的建筑物中很常见。

2. 砌体结构部署及抗震
充足数量的横墙，是提升结构抗震性能主要方法。

由震害可以看出，墙体大多是剪切破坏，因此，为了提高横墙抗震能力，同时要提高其抗剪强度。

对策是提高材料强度等级、增加横墙上的轴压力。

这样的话，应当使横墙做为承重与隔断合二为一的墙体。

较大的房间，设有沿进深方向的梁支承于纵墙，使纵墙承重。

楼板沿纵向搁置，形成了横墙承重，横墙间距不入，可满足抗震要求，纵墙也因轴压力的存在起到了抗剪效果。

混合承重结构可有多种部署方法，这种结构体系是由两种结构材料的弹性模量与动力性能相比较大的两种结构体系组成，不属于十分好的抗震结构。

因其能满足建筑应用的要求，提供比较大的空间，结构经济、方便施工，所以应用相当多。

总之，选择哪种砌体结构应从抗震概念的设计出发，按建筑功能、技术、经济和施工情况等多方面进行选择。

三、钢筋混凝土结构的常见问题及对策
1、房屋高度、高宽比限值
现行规范、规程规定房屋的最大适用高度与高宽比限值。

审查发现某些高层建筑高度或高宽比超出规定限值，个别高层建筑高度和高宽比均超出规定限值，没有可靠的设计依据。

对于房屋高度、高宽比与体型复杂程度超出现行规范、规程的高层建筑，应当按超限高层建筑进行设计，并按有关规定进行抗震设计的专
项审查。

2、结构布置、体型规则
结构的合理布置并使结构尽可能规则，是设计中的非常重要的环节，这里的规则包含对建筑平立面外形尺寸、抗侧力构件布置、直至承载力分布、质量分布等多种因素的综合要求。

引起结构不规则因素太多，尤其对于复杂的建筑体型，没办法用若干简化了的定量指标来区分不规则程度并做出规定限制范围。

因缺乏规范依据与相应的设计规定，又对结构抗震概念设计缺乏的了解，设计人员往往对结构规则性把握不好，出现了不少规则性差、对结构抗震不利的高层建筑。

常见的有平面凹凸不规则、平面扭转不规则、高位转换、楼层错层、高层建筑带有明显薄弱层又没采取有效的抗震加强措施、高层建筑结构中同时采用了两种以上的复杂结构、同一结构单元中采用两种不同的结构体系、高层建筑楼板（尤其是首层与转换层楼板）开洞过多过大。

工程设计中不应采用严重不规则的结构。

设计不规则结构时，要采用符合结构实际受力状态力学模型进行计算与分析，并要采取有效抗震加强措施。

新修编的《建筑抗震设计规范》，参考了美国UBC与欧洲规范8中的做法，对规则与不规则作了定量划分，规定了相应的设计计算要求。

3、板-柱结构设计板-柱结构节点连接十分薄弱，不利于抗震，1988年的墨西哥地震证明了这点。

过去由于抗震规范与高规均没对板-柱结构作出对应的设计规定，致使设计人员在板-柱结构设计中存在一定的随意性和盲目性。

4、异形柱结构设计缺少相应的设计依据与规定，异形柱结构设计当中存在的问题较多，大多表现在异形柱结构房屋高度超高、体型不够规则、结构布置不够合理、抗震构造措施不当等方面。

四、楼层平面刚度
部分设计在缺少基本结构观念或结构部署，如有需要对策时，应用楼板变形统计程序。

尽管程序编程从数学力学模型上是成立的，也是准确无误的，可是在确定楼板变形程度上却很不容易做到准确。

作为统计大前提也没有办法“准确”，就无法指望其结局“正确”了。

以此为依据的结构设计肯定面临结构不安全成分。

为了程序统计结局基本反映结构真实受力情况，不致出现根本性的误差，设计者要尽量将楼层设计为刚性楼面。

做到这一点,第一要在建筑设计特别计划方案阶段，就防止采用应用楼面变形的平面假设、楼层的大开洞、外伸翼块过长、块体间成“缩颈”连接、凹槽缺口太深等。

其次得从结构部署与配筋构造上给与保管，相比应用功能确实必要的大概建筑效果非常优越的建筑设计。

假设其平面没办法完全符合刚性楼板的设定标准，那就在结构设计时经过增设连系梁板、洞口边加设暗梁边梁、提高连系梁板或暗梁边梁的配筋量，应用斜向配筋或双层配筋形式等方式，力求满足刚性楼板的基本假设标准，补充因不是绝对刚性楼板假定所产生的统计“误差” 。

参考文献
[1]陈嘉俊论多层框架房屋结构设计中的几个要点2007（2
[2]杜学春浅谈建筑结构设计中的常见问题及对策2012(6)
[3]魏利金建筑结构设计常遇问题及对策2009（1）
[4]蒋文广王志华论建筑结构设计中的常见问题及对策2012（12）。