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冼景成
广东中山建筑设计院股份有限公司 528400
【摘 要】房屋建筑质量的好坏直接关系到人民的生命和财产安全。但是在建筑结构设计中，常因工程设计人员考虑不全面或其他原因导致建筑结构设计中存在一定的缺陷，从而影响了建筑物的整体质量。本文主要对建筑结构设计中容易出现的问题进行探讨。
【关键词】建筑结构；结构设计；问题研讨
随着我国经济的不断增长和社会的不断发展，居民的生活水平日益提高，对衣食住行的要求也越来越高，随之而增长的是更高的建筑设计水平和更丰富的施工经验。但是在实际的建筑结构设计中，由于多种因素会导致设计中经常出现许多问题和缺陷，当问题和缺陷不断积累，将对建筑的整体质量产生极大的影响。
一、建筑结构设计中应注意的问题及解决的办法
建筑结构设计师必须充分了解房屋建筑结构各体系的特点，使用科学合理的设计方法使房屋建筑具有更好的安全性、适用性和耐久性。以下是房屋建筑中常见的问题的探讨：
1.地基与基础设计问题
地基与基础的设计是建筑结构设计中最重要的一个环节，其设计的好坏会对后期设计工作能否正常进很大的关系，而且地基与基础设计对整个工程的造价影响十分大，因此结构工程师应重视地基与基础的设计。但是部分施工图纸只根据建设单位口头或参照相关地质资料就开始设计，并没有对拟建建筑场地进行现场踏勘。设计者对软弱土层的认识也不到位，处理软弱土层时使用换填土方法时并没有做换填土的设计，只是凭借经验利用砂垫层来加强承载力，没有计算垫层的宽度和厚度，这样形成的建筑地基非常不安全，也不经济。
因此为了满足地基承载力和结构变形位移的要求，在对地基与基础进行设计时可采用整体性好、可调节不均匀沉降的基础形式。高层建筑还可以通过修建地下室来有效减小地基的附加应力和沉降量，还能有效的增加结构的稳定性，提高其承载力。多层建筑则需要对地基进行处理，达到控制建筑沉降的要求，特别是被厚度较大的软弱土层覆盖的多层建筑区域。对软弱土层的处理方式有很多种，但是必须根据建筑的上部结构和基础的特点、现场环境等选择合适的地基处理方式，根据工程设计的标准和要求对地基处理的范围和要达到的技术标准进行分析，研究各种处理方式的可用性，最后选择最优的处理方案。
2.筏形基础底板的挑板问题
采用筏形基础时，当地基土质较差，承载力或沉降不能满足设计要求时，可根据计算结果外挑，挑出长度大于1.5～2.0m时，对于梁板式筏基，应将基础梁与板一同挑出，以减少板的内力，减少配筋，同时便于施工；对于平板式筏基，则宜设置柱下平板柱帽，有利于筏板的抗冲切。当有柔性防水层时，基础底板不宜外挑，否则将会给柔性防水的施工带来一定的困难。如果地基土质较好基础底板本身也能满足承载力和沉降要求，且无柔性防水层时，基础底板宜按构造外挑，外挑长度可取0.5～1.0m。
3.短柱的设计问题
抗震设计中，应注意剪跨比λ<2（λ=M/Vh0）的柱子的设计及构造。当λ<2时，短柱刚度大，延性较差，抗震性能较差，发生地震时承受地震能量较多，较易产生脆性的剪切破坏。为了提高短柱的抗震性能，可按如下方法设计：
1）不可避免短柱时，结构布置时宜适当设置较强的剪力墙；
2）尽量采用高标号的混凝土，这样可减少柱截面，从而加大剪跨比；
3）应尽量减少柱端的梁对短柱的约束，必要时将梁做成铰接或者半铰接；
4）构造上，柱纵筋间距应不大于200mm，柱箍筋全高加密
4.剪力墙与平面外的楼面梁相交的问题
剪力墙的特点是平面内的刚度及承载力较大，而平面外就相对很小，当剪力墙与平面外的梁连接时，由于较大的梁端弯矩会使墙肢发生平面外弯曲，产生不利影响。可惜的是，目前常用的计算软件并不验算墙肢平面外的刚度及承载力，因此，剪力墙平面外的受力问题并未引起结构工程师的足够重视，也没采取相应的措施。为此，设计人员可分别在加强剪力墙平面外刚度及承载力和减少梁端弯矩这两个方向减少梁端弯矩对剪力墙墙肢平面外的不利影响：
1）沿梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙、扶壁柱或者暗柱，扶壁柱和暗柱宜按计算确定配筋，以此来抵抗墙肢平面外弯矩。必要时剪力墙内可设置型钢。
2）与剪力墙相交一段的梁截面可减少截面，可减少梁端弯矩；梁与剪力墙相交处可设计成铰接或半刚接；当梁出现裂缝后不会引起其他不利影响的情况下课通过调幅减少梁端弯矩。
3）梁内纵向钢筋应伸入墙内并可靠锚固。因为在任何情况下，梁可以开裂但不能掉落，可靠的锚固是防止梁掉落的必要措施。
5.框剪结构设计中应注意的一些问题
在一般的框架结构的抗震设计中，一般希望梁端的塑性铰先于柱端出现。但根据研究分析，框架结构底层柱很难避免出现塑性铰，故高规中规定对底层柱底截面的弯矩值乘以增大系数，以推迟塑性铰的出现。但是，该规定是否适用于框架剪力墙结构，值得研讨。因为框剪结构有剪力墙作为抗震时的第一道防线，所以底层柱底一般不至于先出现塑性铰，因而无需按高规要求乘以弯矩增大系数。
正如上文所说，框架剪力墙中剪力墙是第一道防线，当遭遇设防烈度地震时，剪力墙会先出现裂缝，此时，剪力墙若设计成周边有梁、柱（或暗梁、暗柱）的带边框剪力墙，则边框对剪力墙起到约束作用，同事边框架仍能起支承竖向荷载的作用，防止结构倒塌，对于比较重要的建筑，底部加强区以上部位1～2层的边框梁和暗梁宜满足承受本层竖向荷载的要求，且应满足框架梁相应抗震等级的最小配筋要求。
6.楼梯休息平台折板的支承问题
我们可以通过很多震害调查中发现，框架结构中的楼梯间大部分遭到了较为严重的破坏，并主要出现楼梯板被拉断、楼梯间柱子破坏等方面上。如果楼梯休息平台折板直接支承在楼层半高出的层间梁上，楼梯刚度将对整体结构产生一定的影响，对框架柱产生不利的拉、压力。为避免以上的结构破坏，可将梯柱按框架柱进行设计，其抗震等级不应低于周边框架柱，柱箍筋沿全高加密，支承楼梯小柱的梁在小柱两侧的箍筋应加密，梁纵筋应能满足平衡柱底弯矩的要求。楼梯折板不宜直接支承在楼层半高处的梁上，以避免形成短柱，可采用在框架梁上承托梯柱来支承梯梁或梯板的做法，如下图：
a.休息平台板直接支承在层间梯梁上，形成短柱
b.休息平台板悬挑，避免梯楼刚度影响结构整体
二、结束语
建筑结构设计是一个系统性、全面性的工作，同样是建筑质量安全的基础。作为建筑结构的设计人员，能认真的研究房屋建筑结构设计中需要研究的问题，提高自身的设计水平，保证能设计出安全、可靠、耐久的建筑，为人民的生命财产安全提供可靠保障，促进建筑行业的不断发展。
参考文献：
[1]邱明.关于建筑结构设计应注意的问题分析[J].城市建筑，2013，14：57.
[2]黄增旋.浅析建筑结构设计中应注意的问题[J].黑龙江科技信息，2007，14：275.
[3]姜学诗.建筑结构施工图设计文件审查常见问题分析，2010.11
[4]刘铮.建筑结构设计快速入门，2009.09
广东中山建筑设计院股份有限公司 528400
【摘 要】房屋建筑质量的好坏直接关系到人民的生命和财产安全。但是在建筑结构设计中，常因工程设计人员考虑不全面或其他原因导致建筑结构设计中存在一定的缺陷，从而影响了建筑物的整体质量。本文主要对建筑结构设计中容易出现的问题进行探讨。
【关键词】建筑结构；结构设计；问题研讨
随着我国经济的不断增长和社会的不断发展，居民的生活水平日益提高，对衣食住行的要求也越来越高，随之而增长的是更高的建筑设计水平和更丰富的施工经验。但是在实际的建筑结构设计中，由于多种因素会导致设计中经常出现许多问题和缺陷，当问题和缺陷不断积累，将对建筑的整体质量产生极大的影响。
一、建筑结构设计中应注意的问题及解决的办法
建筑结构设计师必须充分了解房屋建筑结构各体系的特点，使用科学合理的设计方法使房屋建筑具有更好的安全性、适用性和耐久性。以下是房屋建筑中常见的问题的探讨：
1.地基与基础设计问题
地基与基础的设计是建筑结构设计中最重要的一个环节，其设计的好坏会对后期设计工作能否正常进很大的关系，而且地基与基础设计对整个工程的造价影响十分大，因此结构工程师应重视地基与基础的设计。但是部分施工图纸只根据建设单位口头或参照相关地质资料就开始设计，并没有对拟建建筑场地进行现场踏勘。设计者对软弱土层的认识也不到位，处理软弱土层时使用换填土方法时并没有做换填土的设计，只是凭借经验利用砂垫层来加强承载力，没有计算垫层的宽度和厚度，这样形成的建筑地基非常不安全，也不经济。
因此为了满足地基承载力和结构变形位移的要求，在对地基与基础进行设计时可采用整体性好、可调节不均匀沉降的基础形式。高层建筑还可以通过修建地下室来有效减小地基的附加应力和沉降量，还能有效的增加结构的稳定性，提高其承载力。多层建筑则需要对地基进行处理，达到控制建筑沉降的要求，特别是被厚度较大的软弱土层覆盖的多层建筑区域。对软弱土层的处理方式有很多种，但是必须根据建筑的上部结构和基础的特点、现场环境等选择合适的地基处理方式，根据工程设计的标准和要求对地基处理的范围和要达到的技术标准进行分析，研究各种处理方式的可用性，最后选择最优的处理方案。
2.筏形基础底板的挑板问题
采用筏形基础时，当地基土质较差，承载力或沉降不能满足设计要求时，可根据计算结果外挑，挑出长度大于1.5～2.0m时，对于梁板式筏基，应将基础梁与板一同挑出，以减少板的内力，减少配筋，同时便于施工；对于平板式筏基，则宜设置柱下平板柱帽，有利于筏板的抗冲切。当有柔性防水层时，基础底板不宜外挑，否则将会给柔性防水的施工带来一定的困难。如果地基土质较好基础底板本身也能满足承载力和沉降要求，且无柔性防水层时，基础底板宜按构造外挑，外挑长度可取0.5～1.0m。
3.短柱的设计问题
抗震设计中，应注意剪跨比λ<2（λ=M/Vh0）的柱子的设计及构造。当λ<2时，短柱刚度大，延性较差，抗震性能较差，发生地震时承受地震能量较多，较易产生脆性的剪切破坏。为了提高短柱的抗震性能，可按如下方法设计：
1）不可避免短柱时，结构布置时宜适当设置较强的剪力墙；
2）尽量采用高标号的混凝土，这样可减少柱截面，从而加大剪跨比；
3）应尽量减少柱端的梁对短柱的约束，必要时将梁做成铰接或者半铰接；
4）构造上，柱纵筋间距应不大于200mm，柱箍筋全高加密
4.剪力墙与平面外的楼面梁相交的问题
剪力墙的特点是平面内的刚度及承载力较大，而平面外就相对很小，当剪力墙与平面外的梁连接时，由于较大的梁端弯矩会使墙肢发生平面外弯曲，产生不利影响。可惜的是，目前常用的计算软件并不验算墙肢平面外的刚度及承载力，因此，剪力墙平面外的受力问题并未引起结构工程师的足够重视，也没采取相应的措施。为此，设计人员可分别在加强剪力墙平面外刚度及承载力和减少梁端弯矩这两个方向减少梁端弯矩对剪力墙墙肢平面外的不利影响：
1）沿梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙、扶壁柱或者暗柱，扶壁柱和暗柱宜按计算确定配筋，以此来抵抗墙肢平面外弯矩。必要时剪力墙内可设置型钢。
2）与剪力墙相交一段的梁截面可减少截面，可减少梁端弯矩；梁与剪力墙相交处可设计成铰接或半刚接；当梁出现裂缝后不会引起其他不利影响的情况下课通过调幅减少梁端弯矩。
3）梁内纵向钢筋应伸入墙内并可靠锚固。因为在任何情况下，梁可以开裂但不能掉落，可靠的锚固是防止梁掉落的必要措施。
5.框剪结构设计中应注意的一些问题
在一般的框架结构的抗震设计中，一般希望梁端的塑性铰先于柱端出现。但根据研究分析，框架结构底层柱很难避免出现塑性铰，故高规中规定对底层柱底截面的弯矩值乘以增大系数，以推迟塑性铰的出现。但是，该规定是否适用于框架剪力墙结构，值得研讨。因为框剪结构有剪力墙作为抗震时的第一道防线，所以底层柱底一般不至于先出现塑性铰，因而无需按高规要求乘以弯矩增大系数。
正如上文所说，框架剪力墙中剪力墙是第一道防线，当遭遇设防烈度地震时，剪力墙会先出现裂缝，此时，剪力墙若设计成周边有梁、柱（或暗梁、暗柱）的带边框剪力墙，则边框对剪力墙起到约束作用，同事边框架仍能起支承竖向荷载的作用，防止结构倒塌，对于比较重要的建筑，底部加强区以上部位1～2层的边框梁和暗梁宜满足承受本层竖向荷载的要求，且应满足框架梁相应抗震等级的最小配筋要求。
6.楼梯休息平台折板的支承问题
我们可以通过很多震害调查中发现，框架结构中的楼梯间大部分遭到了较为严重的破坏，并主要出现楼梯板被拉断、楼梯间柱子破坏等方面上。如果楼梯休息平台折板直接支承在楼层半高出的层间梁上，楼梯刚度将对整体结构产生一定的影响，对框架柱产生不利的拉、压力。为避免以上的结构破坏，可将梯柱按框架柱进行设计，其抗震等级不应低于周边框架柱，柱箍筋沿全高加密，支承楼梯小柱的梁在小柱两侧的箍筋应加密，梁纵筋应能满足平衡柱底弯矩的要求。楼梯折板不宜直接支承在楼层半高处的梁上，以避免形成短柱，可采用在框架梁上承托梯柱来支承梯梁或梯板的做法，如下图：
a.休息平台板直接支承在层间梯梁上，形成短柱
b.休息平台板悬挑，避免梯楼刚度影响结构整体
二、结束语
建筑结构设计是一个系统性、全面性的工作，同样是建筑质量安全的基础。作为建筑结构的设计人员，能认真的研究房屋建筑结构设计中需要研究的问题，提高自身的设计水平，保证能设计出安全、可靠、耐久的建筑，为人民的生命财产安全提供可靠保障，促进建筑行业的不断发展。
参考文献：
[1]邱明.关于建筑结构设计应注意的问题分析[J].城市建筑，2013，14：57.
[2]黄增旋.浅析建筑结构设计中应注意的问题[J].黑龙江科技信息，2007，14：275.
[3]姜学诗.建筑结构施工图设计文件审查常见问题分析，2010.11
[4]刘铮.建筑结构设计快速入门，2009.09