土木工程结构设计论文

土木工程结构设计论文

【摘要】结构改计和结构施工是土建中两个最重要的环节，以上所述几点都是在结构施工图设计及施工中容易忽略和遗忘的地方，这些质量通病往往会对建筑的结构或者对建筑物的长久使用及维护造成一定的不良影响。希望本文所涉及的地方可以给结构设计及施工人员一定的帮助，能够提高工作效率。

一、房屋结构设计问题

1.1 地基与基础方面

地基与基础设计应是合理的，安全的，设计师必须对地质调查资料的基础上，对基础和上部结构的设计类型因素统一调查。但有些设计单位没有掌握这方面的资料，凭经验进行设计。有些时候认为做了筏板，只要地基承载力满足要求即可，殊不知其实有时候基础沉降、整体倾覆验算，才是导致工程事故的主要原因；有的建筑物是坐落在软弱地基上的，为了减少房屋的沉降，应采用换土垫层进行软弱地基处理。有些设计师不进行换土垫层设计，只凭经验处置，而不对垫层宽度和厚度进行精确计算，将带来极大的安全隐患，而且也会造成一定程度的资源浪费。有些软弱基础，设计人员采用CFG桩采取加固处理，而没有清楚的认识到CFG桩的作用以及褥垫层厚度的关键性。CFG 与普通的管桩等的受力作用有些相似但又不同，管桩是主要靠桩侧和桩底受力；CFG是对土加固加密的同时，必须与周边的土一起受力而不能单独受力，而一起受力的关键就是褥垫层。如果褥垫层厚了，整个基础的受力特性就接近纯土的天然地基，而褥垫层厚了，基础的受

力特性又接近于纯桩基；所以褥垫层至关重要，不能仅凭自己的喜好和经验设置，必须以现场的静载实验做为指导。在基础设计上，因为土带有非均匀、非弹性的特性，导致工程设计比较的复杂和困难，计算也难以准确的计算，因为必须以现场的实验为主要依据，结构规范，从严处理，不能掉以轻心。

1.2 构造柱做为受力柱来使用

构造柱作为承重柱使用后，使得构造柱提前受力，这不但会降低构造柱对墙的拉结和约束作用，而且结构一旦遭遇地震作用时，在构造柱位置必然形成应力集中。在如今房屋结构设计中，构造柱往往被作为承重柱使用，这种作法是极不科学的。这样构造柱不但起不到其应有的作用，反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。因此重大梁下的构造柱必须予以加强；在梁上荷载和跨度都比较小的情况下，构造柱也可布置于梁下，在验算下墙体的局部承压和抗弯强度时，不计算构造柱作用。经过验算满足，方可在梁下布置构造柱。

1.3 框架梁上部钢筋配置不合理

《抗震设计规范》中明确提出应强剪弱弯、强柱弱梁，而在结构设计时，设计人员也会有这样的意识，如在计算时才模型中采取梁端塑性设计，采用梁端负弯矩调整系数来减小梁端的弯矩，但在配筋时，往往没注意这个问题。如计算出的节点左边梁端上部配筋需4000mm²，节点右边上部配筋仅需2000mm²，而设计人员往往采用两端一样的配置，即两端都采用8 25，这样就导致了右端梁上部实际可承受弯矩大大增加，从而无法实现强柱弱梁、强剪弱弯的设计理念。又或者设计

人员心理因数作用，对计算结果采取放大配筋，原上部配8 25已足够而设计人员为保险起见，配了9 25，从而又导致了强弯，相对的又弱了剪。

1.4 悬挑梁的梁高选用过小

在建筑物设计、施工乃至加固领域中，经常可遇到悬挑梁结构；因为悬挑梁在整个结构体系中的受力的特殊性，所以一旦出现质量问题，将对整幢建筑物形成极大的不安全因素。设计者往往只注意了对梁的强度和倾覆进行验算，而忽略了对梁挠度的验算。悬挑结构设计受力的合理性、设计安全储备的控制、施工质量的把握、对有质量问题的悬挑梁加固的可行性和针对性都很重要。梁高选用过小，引起梁截面的受压区应力过高，在正常使用状态下，梁截面受压区产生非线性徐变。构造规定，悬臂梁长度大于1.5m时，必须设计置一排弯起钢筋用以抗剪。梁挠度随时间的推移不断加大。挑梁的变形引起梁板出现裂缝，裂缝宽度随着挑梁变形的增大而加宽，影响了房屋的正常使用。如梁端遇有集中荷载时，则须配两排弯起筋。而现实中挑梁端部常因用户的需要而在梁端设有240mm厚围护墙的集中荷载，这种挑梁的变形发展到后期，梁支座截面上部受拉区常常出现较宽的竖向裂缝。但设计时却可能未作考虑，因此容易忽视这个问题，从而造成质量事故。受支座附近剪弯作用的影响，竖向裂缝向下延伸发展为斜裂缝，此时梁已接近破坏，当为托墙挑梁时，梁过大的挠度引起梁上墙体在梁支座附近出现裂缝。挑梁的截面过小对结构的抗震也很不利，悬挑结构对竖向地震的作用最为敏感。梁高小时，截面的相对受压区

高度较大，梁的延性减小，在竖向地震作用下易发生脆性破坏，失去承载力。

二、施工方面的问题分析

房屋建筑施工中经常会遇到一些施工、构造上的通病，它们对结构和建筑物的使用维护等构成一定的影响。

2.1 楼板方面

很多建筑物的楼梯都存在着楼梯栏杆高度不够、楼梯立杆间距过大和顶层楼梯水平段翻边没有做的毛病。这会形成用户在日后建筑物使用过程中存在不安全的因素。板是建筑工程中的主要承重构件，是它将楼面、屋面的荷载传给其周围的墙或梁上，楼板必将连带梁、墙、柱等构件安全。双向板有效高度取值偏大。双向板在两个方向均产生弯矩，由此双向板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放。有些施工为图省事或对板受力认识不足，而取两个方向的有效高度一致进行配筋计算，致使长跨有效高度偏大，配筋降低，使结构构件存在的质量隐患，甚至出现裂缝的现象。

2.2 砖砌体的砌筑问题

很多建筑物砖砌体砌筑的不够理想，砌筑砂浆不够饱满、有灰缝、通缝，甚至空缝等现象。当楼板采用混凝土吊罐布料时，吊罐开斗卸料过程中，混凝土垂直下落会形成较大的冲击力，加上马凳钢筋间隔过大，板面钢筋极易被冲击变形。这些都会造成建筑物的整体性和稳定性变差，对建筑物外粉刷和防渗产生负面的影响。与此类似，当采用汽车式混凝土泵将混凝土泵送至楼板上时，也会产生上述问题。

2.3 梁、钢施工出现的问题

这种情况多发在阳台边梁的设计中。实际应为连续梁的梁按简支梁进行施工，致使梁在支座处上部负筋配置量过少。导致梁在支座附近上部受拉区出现竖向裂缝，进而引起梁上部拦板出现竖向裂缝。现在许多的薄板件焊接工厂对薄板件采用的是自动焊或半自动焊的做法，控制不好焊接工作，致使板面接口变形，造成构件扭曲。该梁一般直接暴露在室外，受环境温度影响较大。对于当梁的腹板需要进入柱两端时，由于梁长大于钢柱之间的距离，导致钢结构框架梁不能安装到位。当环境温度变化时，梁的伸缩受到梁端柱或挑梁的约束，在梁内产生收缩应力，该收缩应力作用于原已产生的梁上裂缝处，引起梁的支座附近沿整个梁截面四周裂缝贯通，梁承载力降低，直接影响了使用安全。

三、结束语

结构改计和结构施工是土建中两个最重要的环节，以上所述几点都是在结构施工图设计及施工中容易忽略和遗忘的地方，这些质量通病往往会对建筑的结构或者对建筑物的长久使用及维护造成一定的不良影响。希望本文所涉及的地方可以给结构设计及施工人员一定的帮助，能够提高工作效率。

参考文献：

【1】林同炎.结构概念和体系.北京建筑工业出版社.2007

【2】戴固莹.林德虎.建筑结构抗震鉴定.上海建筑结构.2009（4）